(57)【要約】【課題】バッテリの過充電判定をハードウエア的に行う。【解決手段】バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出する電圧検出回路と、複数の電池セルの電圧を所定のしきい値と比較する電圧比較回路とを備え、電圧比較回路は、しきい値をサーミスタを用いることにより周囲温度に応じて可変設定するしきい値設定回路を備える。【選択図】図１
2018057116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出する電圧検出回路と、
複数の前記電池セルの電圧を所定のしきい値と比較する電圧比較回路とを備え、
前記電圧比較回路は、前記しきい値をサーミスタを用いることにより周囲温度に応じて可変設定するしきい値設定回路を備えることを特徴とするバッテリ監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出する電圧検出回路と、各電池セルの電圧を所定のしきい値と比較する電圧比較回路と、電圧検出回路から入力される電圧検出値と電圧比較回路から入力される比較結果とに基づいて各電池セルが過充電状態にあるか否かを判定する判定部とを備えるバッテリ監視装置が開示されている。上記判定部は、より具体的には過充電状態をプログラムに基づく所定のアルゴリズムで判定するＣＰＵ（Central Processing Unit）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０８５３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記バッテリ監視装置では、過充電状態を判定するためのしきい値を周囲温度に応じて可変設定する必要から判定部をＣＰＵによって実現しているが、電圧検出回路及び電圧比較回路とは個別にＣＰＵ（判定部）を設けるので、コストが掛かるという問題がある。また近年では、バッテリ監視装置の高機能化からＣＰＵの負荷が重くなる傾向になり、このような事情からバッテリ監視装置におけるＣＰＵの負荷を軽減したいという要求がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの過充電判定をハードウエア的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、バッテリ監視装置に係る解決手段として、バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出する電圧検出回路と、複数の前記電池セルの電圧を所定のしきい値と比較する電圧比較回路とを備え、前記電圧比較回路は、前記しきい値をサーミスタを用いることにより周囲温度に応じて可変設定するしきい値設定回路を備える、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、しきい値をサーミスタを用いることにより周囲温度に応じて可変設定するしきい値設定回路を備えるので、バッテリの過充電判定をハードウエア的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリ監視装置の機能構成を示すブロック図（ａ）及び本実施形態における電圧比較回路の回路図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るバッテリ監視装置は、図１（ａ）に示すように組電池Ｘを監視対象とする装置であり、電圧検出回路１、電圧比較回路２及びＣＰＵ（Central Processing Unit）３を備えている。
【００１０】
組電池Ｘは、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されるバッテリであり、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池である。この組電池Ｘは、図示するように互いに直列接続された複数の電池セルを備えている。このような組電池Ｘは、例えば車両の走行動力を発生させる走行モータを駆動するインバータに直流電力を供給する。すなわち、組電池Ｘのプラス端子はインバータの一方の入力端に接続され、組電池Ｘのマイナス端子はインバータの他方の入力端に接続されている。
【００１１】
電圧検出回路１は、上記組電池Ｘの電圧つまり当該組電池Ｘを構成する各電池セルの電圧を検出する回路である。すなわち、この電圧検出回路１は、各電池セルの出力端（プラス端及びマイナス端）に各々接続される複数の入力端を備えており、個々の電池セルの出力端の電位差をセル電圧として検出する。このような電圧検出回路１は、検出結果である各電池セルのセル電圧をＣＰＵ３に出力する。
【００１２】
電圧比較回路２は、各電池セルの過充電状態を検出し、この検出結果をＣＰＵ３に出力する回路である。この電圧比較回路２は、電圧検出回路１と同様に各電池セルの出力端（プラス端及びマイナス端）に各々接続される複数の入力端を備え、各電池セルの出力端の電位を所定のしきい値と比較することにより各電池セルの過充電状態を検出する。
【００１３】
このような電圧比較回路２は、図１（ｂ）に示す回路構成を備えている。すなわち、電圧比較回路２は、第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２、第３抵抗器Ｒ３、第４抵抗器Ｒ５、サーミスタＴＨ及びコンパレータＣを備えている。
【００１４】
第１抵抗器Ｒ１は、一端が電池セルの一方の出力端（プラス端あるいはマイナス端）に接続され、他端が第２抵抗器Ｒ２の一端及びコンパレータＣのマイナス入力端（−入力端）に接続されている。第２抵抗器Ｒ２は、一端が上記第１抵抗器の他端及びコンパレータＣの一方の入力端に接続され、他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。
【００１５】
このような第１抵抗器Ｒ１及び第２抵抗器Ｒ２は、電池セルの電位を抵抗分圧する抵抗分圧回路を構成している。この抵抗分圧回路は、分圧電圧を電池セルの充電状態を示す被判定電圧Ｖａとしてコンパレータのマイナス入力端（−入力端）に出力する。
【００１６】
第３抵抗器Ｒ３は、一端が電源に接続され、他端が第４抵抗器Ｒ４の一端及びコンパレータＣのプラス入力端（＋入力端）に接続されている。第４抵抗器Ｒ５は、一端が上記第３抵抗器Ｒ３の他端及びコンパレータＣのプラス入力端（＋入力端）に接続され、他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。
【００１７】
サーミスタＴＨは、一端が上記第３抵抗器Ｒ３の一端つまり電源に接続され、他端が第３抵抗器Ｒ３の他端つまりコンパレータＣのプラス入力端（＋入力端）及び第４抵抗器Ｒ５の一端に接続されている。すなわち、サーミスタＴＨは、第３抵抗器Ｒ３に並列接続されている。このサーミスタＴＨは、周知のように一般的な抵抗器に比べて周囲温度の変化に対して電気抵抗の変化が大きい抵抗体であり、より具体的には周囲温度が上昇すると抵抗値が減少する性質を有する。
【００１８】
上記サーミスタＴＨ並びに第３抵抗器Ｒ３及び第４抵抗器Ｒ４は、電源電圧を周囲温度に応じて抵抗分圧するしきい値設定回路Ｋを構成しており、分圧電圧を判定基準電圧ＶｒとしてコンパレータＣのプラス入力端（＋入力端）に出力する。この判定基準電圧Ｖｒは、各電池セルが過充電状態にあるか否かを評価するためのしきい値である。
【００１９】
コンパレータＣは、マイナス入力端（−入力端）に入力される被判定電圧Ｖａとプラス入力端（＋入力端）に入力される判定基準電圧Ｖｒとの大小関係を比較する集積回路（ＩＣ）である。このコンパレータＣは、被判定電圧Ｖａが判定基準電圧Ｖｒよりも小さい場合はハイ（Ｈ）電圧を出力端からＣＰＵ３に出力し、一方、被判定電圧Ｖａが判定基準電圧Ｖｒ以上の場合にはロー（Ｌ）電圧を出力端からＣＰＵ３に出力する。すなわち、このコンパレータＣは、被判定電圧Ｖａと判定基準電圧Ｖｒを比較することにより電池セルが過充電状態にあるか否かをＣＰＵ３に出力する。
【００２０】
ＣＰＵ３は、内部メモリに記憶された監視プログラムに基づいて機能する監視回路である。すなわち、このＣＰＵ３は、上述した電圧検出回路１から入力される各電池セルのセル電圧及び電圧比較回路２から入力される各電池セルの判定結果に基づいて組電池Ｘの状態を監視する。また、このＣＰＵ３は、車両における上位制御系に組電池Ｘの監視結果を出力する。
【００２１】
次に、このように構成されたバッテリ監視装置の動作について詳しく説明する。
このバッテリ監視装置では、電圧検出回路１が各電池セルのセル電圧をＣＰＵ３に出力すると共に電圧比較回路２が各電池セルの過充電に関する判定結果をＣＰＵ３に出力する。そして、ＣＰＵ３は、このセル電圧及び過充電の判定結果に基づいて組電池Ｘの状態を監視する。
【００２２】
ここで、本実施形態における電圧比較回路２は、上述したように判定基準電圧Ｖｒを生成するしきい値設定回路ＫがサーミスタＴＨを備えており、判定基準電圧Ｖｒを周囲温度に応じて可変設定することができる。例えばＪＩＳ（日本工業規格：登録商標）等に規定されているように、サーミスタには様々な温度特性のものが知られている。
【００２３】
これら多数のサーミスタの中からバッテリ監視装置の使用環境等に応じて適切なサーミスタを選定して電圧比較回路２のサーミスタＴＨに採用することにより、電圧比較回路２は、周囲温度に応じて所望の温度特性で変化する判定基準電圧Ｖｒを出力する。このような本実施形態によれば、電圧比較回路２が組電池Ｘ（バッテリ）の過充電判定をハードウエア的に行うことが可能である。この結果、従来よりもＣＰＵ３の負荷を軽減することが可能である。
【００２４】
なお、上記実施形態では、電圧比較回路２におけるしきい値設定回路Ｋを第３抵抗器Ｒ３、第４抵抗器Ｒ４及びサーミスタＴＨから構成したが、本発明はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００２５】
Ｘ  組電池（バッテリ）
Ｋ  しきい値設定回路
１  電圧検出回路
２  電圧比較回路
３  ＣＰＵ（Central Processing Unit）
【図１】
2018057116.tif 000003