(57)【要約】【課題】差動アンプのオフセット補正時の回り込み電流を防止し、正しく差動アンプのオフセットを補正でき、高精度で電池電圧検出可能な電池電圧検出装置を提供する。【解決手段】組電池２は２個の電池モジュール３、４を直列接続している。キャパシタ６ａ、６ｂは、電池側スイッチ５ａ〜５ｄを介して接続可能である。差動アンプ部１０は、２個のオペアンプ１０ａ、１０ｄを備え、入力抵抗部８を介してアンプ側スイッチ７ａ〜７ｃによりキャパシタ６ａ、６ｂと接続可能である。オペアンプ１０ａの反転入力端子は電流遮断スイッチ９を介してオペアンプ１０ｄの反転入力端子と接続される。オフセット補正時に、スイッチ９をオフさせることで、オペアンプ１０ａ、１０ｄのオフセットの違いによる電位差が発生するのを抑制できるので、正確に検出でき、電池電圧を精度良く検出できるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュール（３、４）を直列接続して構成される組電池（２）の電池モジュールの電圧を検出する電池電圧検出装置であって、
前記電池モジュールの電圧が印加される複数のキャパシタ（６ａ、６ｂ）と、
前記電池モジュールのそれぞれの両端子と前記複数のキャパシタのそれぞれの両端子との接続を切り替える複数の電池側スイッチ（５ａ〜５ｄ）と、
前記複数のキャパシタの端子電圧を検出するための複数の差動アンプ（１０ａ、１０ｄ）と、
前記複数の差動アンプの入力端子と前記複数のキャパシタとの間を切り替え接続するための複数のアンプ側スイッチ（７ａ〜７ｃ）と、
前記複数の差動アンプのオフセット補正時に他の差動アンプから前記入力端子を介して帰還インピーダンス部に回り込み電流が流れて生ずる誤差を抑制する制御部（９、９ａ、３２ａ〜３２ｄ、４１、４２）と
を備えた電池電圧検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池電圧検出装置において、
前記制御部（９、９ａ、３２ａ〜３２ｄ）は、前記オフセット補正時に他の差動アンプから前記入力端子を介して差動アンプに回り込み電流が流れるのを制限するように設けられる電池電圧検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池電圧検出装置において、
前記制御部は、前記オフセット補正時に他の差動アンプから前記入力端子を介して回り込み電流が流れるのを遮断する電流遮断スイッチ（９、９ａ、３２ａ〜３２ｄ）である電池電圧検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電池電圧検出装置において、
前記複数の差動アンプ（１０ａ、１０ｄ）は、前記入力端子と前記スイッチ（７ａ〜７ｃ）との間にそれぞれ入力抵抗（８ａ〜８ｄ）が接続され、
前記制御部（９、９ａ、３２ａ〜３２ｄ）は、前記オフセット補正時に前記回り込み電流が発生する経路であって前記差動アンプの前記入力端子と前記入力抵抗との間に設けられる電池電圧検出装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載の電池電圧検出装置において、
前記複数の差動アンプ（１０ａ、１０ｄ）の入力端子側に直列に帯域通過フィルタ（３１）を設け、
前記制御部（３２ａ〜３２ｄ）は、前記複数の差動アンプの入力端子の全てに設ける構成とした電池電圧検出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電池電圧検出装置において、
前記制御部（４１、４２）は、前記オフセット補正時に前記帰還インピーダンス（１０ｂ、１０ｅ）に流れる回り込み電流を制限するように設けられる電池電圧検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電池電圧検出装置において、
前記制御部（４１、４２）は、前記差動アンプの前記帰還インピーダンスを短絡させる短絡スイッチである電池電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池モジュールの電圧を検出する電池電圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の電池セルを直列接続した電池モジュールを、更に複数直列に接続した高圧大容量の組電池が用いられている。このような組電池の各電池モジュールの電圧を検出するために、フライングキャパシタ式の電池電圧検出装置が提案されている。
【０００３】
この装置では、キャパシタの両端と各電池モジュールの両端とを接続及び遮断するスイッチを備え、スイッチを操作して各電池モジュールをキャパシタに順次接続して、各電池モジュールの電圧をキャパシタに印加している。そして、スイッチを切り替えることでキャパシタの出力電圧を電池モジュールの電圧として検出している。
【０００４】
このような電池電圧検出装置においては、要求仕様により電池電圧の検知精度を変えるために複数のアンプを並列に接続して使用する構成が採用される。しかし、複数のアンプを用いることでアンプが有する異なるオフセットに起因して検出精度が低下する不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−７５３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、アンプのオフセット補正時の回り込み電流を防止し、正しくアンプのオフセットを補正でき、高精度で電池電圧検出可能な電池電圧検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の電池電圧検出装置は、複数の電池モジュールを直列接続して構成される組電池の電池モジュールの電圧を検出する電池電圧検出装置であって、前記電池モジュールの電圧が印加される複数のキャパシタと、前記電池モジュールのそれぞれの両端子と前記複数のキャパシタのそれぞれの両端子との接続を切り替える複数の電池側スイッチと、前記複数のキャパシタの端子電圧を検出するための複数の差動アンプと、前記複数の差動アンプの入力端子と前記複数のキャパシタとの間を切り替え接続するための複数のスイッチと、前記複数の差動アンプのオフセット補正時に他の差動アンプから前記入力端子を介して帰還インピーダンス部に回り込み電流が流れて生ずる誤差を抑制する制御部とを備えている。
【０００８】
上記構成を採用することにより、複数の差動アンプのうちの個々の差動アンプについて、オフセット補正を行うときに、制御部により他の差動アンプから入力端子を介して帰還インピーダンス部に回り込み電流が流れて生ずる誤差を抑制することができるので、オフセット補正を正確に行うことができるようになる。この場合、回り込み電流が流れて生ずる誤差は、回り込み電流のレベルを制限するか、または回り込み電流により発生する帰還インピーダンスの電位差を制限することで低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態を示す電気的構成図
【図２】加算電圧検出のタイミングチャート
【図３】個別電圧検出のタイミングチャート
【図４】第２実施形態を示す電気的構成図
【図５】第３実施形態を示す電気的構成図
【図６】第４実施形態を示す電気的構成図
【図７】加算電圧検出のタイミングチャート
【図８】個別電圧検出のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
電池電圧検出装置１の電気的構成を示す図１において、電圧を検出する対象となる組電池２は、直列接続された例えば２個の電池モジュール３、４を備えている。なお、組電池２は、複数個として３個以上の電池モジュールが直列接続された構成とすることができる。各電池モジュール３、４は複数のセルを直列接続した構成である。電池モジュール３の正極端子を端子Ｂ１、電池モジュール３と４の共通接続点を端子Ｂ２、電池モジュール４の負極端子を端子Ｂ３とする。
【００１１】
電池モジュール３、４の電圧を検出するための電池電圧検出装置１は、電池側スイッチ部５、キャパシタ部６、アンプ側スイッチ部７、入力抵抗部８、電流遮断スイッチ９、差動アンプ部１０および制御回路１１を備えている。
【００１２】
電池側スイッチ部５は４個の電池側スイッチ５ａ〜５ｄを備える。電池側スイッチ５ａ〜５ｄは制御回路１１によりオンオフの制御信号が与えられる。電池側スイッチ部５は、２個の電池モジュール３、４に対応して２個設けているが、電池モジュールの個数が３個以上の場合にはこれに応じて電池側スイッチを増やして設けることができる。
【００１３】
キャパシタ部６は、直列に接続された２個のキャパシタ６ａ、６ｂを備える。キャパシタ部６のキャパシタ６ａ、６ｂはフライングキャパシタとして機能する。組電池２は、電池側スイッチ部５を介してキャパシタ部６に接続される。ここで、キャパシタ６ａの正極側端子をＣ１、キャパシタ６ａと６ｂの共通接続点を端子Ｃ２、キャパシタ６ｂの負極側端子を端子Ｃ３とする。
【００１４】
組電池２の端子Ｂ１は、電池側スイッチ５ａを介してキャパシタ部６の端子Ｃ３に接続されると共に、電池側スイッチ５ｂを介して端子Ｃ１に接続される。組電池２の端子Ｂ２は、電池側スイッチ５ｃを介してキャパシタ部６の端子Ｃ２に接続される。組電池２の端子Ｂ３は、電池側スイッチ５ｄを介してキャパシタ部６の端子Ｃ３に接続される。
【００１５】
アンプ側スイッチ部７は３個のアンプ側スイッチ７ａ〜７ｃを備える。アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃは制御回路１１によりオンオフの制御信号が与えられる。入力抵抗部８は４個の入力抵抗８ａ〜８ｄを備える。電流遮断スイッチ９は、制御部として機能するもので、制御回路１１によりオンオフの制御信号が与えられるスイッチである。
【００１６】
差動アンプ部１０は、２個の差動増幅回路を有し、一方の差動増幅回路は、差動アンプとしてのオペアンプ１０ａ、抵抗１０ｂ、１０ｃを備え、他方の差動増幅回路は、オペアンプ１０ｄ、抵抗１０ｅ、１０ｆを備えている。オペアンプ１０ａの非反転入力端子は、抵抗１０ｃを介して参照電源ＶｒｅｆＡおよび制御回路１１に接続されている。オペアンプ１０ａの反転入力端子は帰還インピーダンスである抵抗１０ｂを介して出力端子に接続されている。オペアンプ１０ｄの非反転入力端子は、抵抗１０ｆを介して参照電源ＶｒｅｆＢおよび制御回路１１に接続されている。オペアンプ１０ｄの反転入力端子は帰還インピーダンスである抵抗１０ｅを介して出力端子に接続されている。
【００１７】
また、差動アンプ部１０は、入力抵抗部８およびアンプ側スイッチ部７を直列に介してキャパシタ部６に接続されている。オペアンプ１０ａの非反転入力端子は、入力抵抗８ａおよびアンプ側スイッチ７ａを直列に介してキャパシタ部６の端子Ｃ１に接続される。オペアンプ１０ａの反転入力端子は、入力抵抗８ｂおよびアンプ側スイッチ７ｃを直列に介してキャパシタ部６の端子Ｃ３に接続される。オペアンプ１０ｄの非反転入力端子は、入力抵抗８ｃおよびアンプ側スイッチ７ｂを直列に介してキャパシタ部６の端子Ｃ２に接続される。オペアンプ１０ｄの反転入力端子は、電流遮断スイッチ９、入力抵抗８ｄおよびアンプ側スイッチ７ｃを直列に介してキャパシタ部６の端子Ｃ３に接続される。
【００１８】
制御回路１１は、マイコンを主体としてメモリ、インターフェース回路などを含んで構成されるもので、電池電圧を測定するためのプログラムが予め記憶されている。また、制御回路１１は、プログラム制御に基づいて、電池側スイッチ５ａ〜５ｄ、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃおよび電流遮断スイッチ９に対してオンオフの制御を行うための制御信号を与える。
【００１９】
なお、上記構成では、電池モジュール３、４の高い電圧が差動アンプ部１０に直接入力されないように、入力抵抗部８を介在させることでオペアンプ１０ａ、１０ｄに分圧された低い電圧を入力させる構成としている。これにより、電流遮断スイッチ９は、高電圧が印加されない状態で配置することができるので、高耐圧仕様の高価なものを使用する必要が無いという構成上の利点を有する。
【００２０】
次に、上記構成の作用について図２および図３を参照して説明する。
動作状態としては、オフセット補正動作と電池電圧検出動作の２つが設定されている。オフセット補正動作は、電池電圧検出動作に先立って実施するもので、差動アンプ部１０の２つのオペアンプ１０ａ、１０ｄのオフセットを測定して記憶することで、電池電圧検出動作で得られる電圧をオフセット補正するためのものである。
【００２１】
オフセット補正動作では、制御回路１１は、図２および図３に示すように、時刻ｔ０で、全てのスイッチをオフ状態にする。すなわち、電池側スイッチ５ａ〜５ｄ、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃをオフさせると共に、電流遮断スイッチ９をオフさせる。これにより、差動アンプ部１０のオペアンプ１０ａおよび１０ｄは共に反転入力端子がオープン状態となり、ボルテージフォロワの状態となる。
【００２２】
この状態では、オペアンプ１０ａは、参照電圧ＶｒｅｆＡが抵抗１０ｃを介して非反転入力端子に入力され、ボルテージフォロワであるからその電圧がそのまま出力電圧ＶｏｕｔＡとして出力され、制御回路１１に入力される。一方、制御回路１１には参照電圧ＶｒｅｆＡが直接入力される。
【００２３】
これにより、制御回路１１は、同じ電圧ＶｒｅｆＡが入力されるはずであるが、オペアンプ１０ａがオフセット電圧ＶｏｓＡを有する場合には、ＶｒｅｆＡ±ＶｏｓＡの電圧が入力される。制御回路１１は、この結果から、オペアンプ１０ａのオフセット電圧ＶｏｓＡを検出して記憶させ、電圧測定時のオフセット補正に用いる。
【００２４】
同様に、オペアンプ１０ｄは、参照電圧ＶｒｅｆＢが抵抗１０ｆを介して非反転入力端子に入力され、ボルテージフォロワであるからその電圧がそのまま出力電圧ＶｏｕｔＢとして出力され、制御回路１１に入力される。一方、制御回路１１には参照電圧ＶｒｅｆＢが直接入力される。制御回路１１は、これらの電位差からオペアンプ１０ｄのオフセット電圧ＶｏｓＢを検出して記憶させ、電圧測定時のオフセット補正に用いる。
【００２５】
なお、上記のようにオフセット補正時には、電流遮断スイッチ９をオフさせているので、オペアンプ１０ａ、１０ｄを独立したボルテージフォロワの状態とすることができる。これは、電流遮断スイッチ９が設けられない状態の場合に、オペアンプ１０ａと１０ｄとのオフセット電圧ＶｏｓＡとＶｏｓＢとの相違から、出力電圧ＶｏｕｔＡとＶｏｕｔＢとに差が生ずることに起因する。
【００２６】
すなわち、オペアンプ１０ａおよび１０ｄの反転入力端子間が共通に接続された状態では、出力電圧ＶｏｕｔＡとＶｏｕｔＢとが相違することで、両者の間に電位差が生じ、帰還抵抗１０ｂ、１０ｅを通じて電流が流れて電圧降下を生ずる。これによって反転入力端子に印加される電圧が変動するため、オペアンプ１０ａおよび１０ｄの両者において正確なオフセット電圧ＶｏｓＡ、ＶｏｓＢを検出することができなくなるからである。電流遮断スイッチ９は、このようなオフセット電圧の相違に基づいてフィードバック電流が流れて発生する誤差を解消するものである。
【００２７】
このように２個のオペアンプ１０ａ、１０ｄを同時に使用する場合でも、オフセット補正動作によってそれぞれのオフセット電圧ＶｏｓＡ、ＶｏｓＢを予め測定しておくことで、電池電圧の測定時に同時に使用する場合において得られる電圧を、オフセット補正することができる。
【００２８】
次に、電池電圧検出動作について説明する。
この実施形態では、電池モジュール３、４の加算電圧を測定する加算電圧検出動作と個別の電圧を測定する個別電圧検出動作とが設けられる。この場合、電圧検出動作では、要求される電池電圧の検出精度に応じて、上記した２つの検出動作が設定されている。例えば、個別でなくともおおよその合算電圧が検出できれば良い場合には加算電圧検出動作を実施し、オペアンプ１０ａにより電池モジュール３、４の電圧ＶＢ１、ＶＢ２を加算した電圧を検出する。また、検出精度を高めたい場合には個別電圧検出動作を実施し、オペアンプ１０ｄにより電池モジュール３、４の各電圧ＶＢ１、ＶＢ２を検出する。
【００２９】
図２はオペアンプ１０ａによる加算電圧検出動作のタイムチャートを示している。制御回路１１は、時刻ｔ０からｔ１の期間でオフセット補正動作を終了し、この時点で図２（ｈ）に示すように電流遮断スイッチ９をオン状態にする。制御回路１１は、続く時刻ｔ２で、図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、電池側スイッチ５ｂ、５ｄをオンさせる。これにより、電池モジュール３の正極端子Ｂ１がキャパシタ６ａの端子Ｃ１に接続され、電池モジュール４の負極端子Ｂ３がキャパシタ６ｂの端子Ｃ３に接続される。
【００３０】
この結果、電池モジュール３、４の加算電圧すなわち電池電圧ＶＢ１＋ＶＢ２がキャパシタ６ａ、６ｂの直列回路に印加され、キャパシタ６ａ、６ｂに電荷が蓄積される。キャパシタ６ａ、６ｂの直列回路の加算電圧は電池電圧ＶＢ１＋ＶＢ２に等しくなるまで充電される。
【００３１】
次に、制御回路１１は、時刻ｔ３で、図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、電池側スイッチ５ｂ、５ｄをオフさせる。キャパシタ部６は全ての電池側スイッチ５ａ〜５ｄ、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃがオフ状態であるから、フローティング状態となってキャパシタ６ａ、６ｂの電荷は保持され、端子Ｃ１−Ｃ３間には電池モジュール３、４の加算電圧として電池電圧ＶＢ１＋ＶＢ２が記憶された状態となっている。
【００３２】
制御回路１１は、続く時刻ｔ４で、図２（ｅ）、（ｇ）に示すように、アンプ側スイッチ７ａ、７ｃをオンさせる。これにより、キャパシタ部６の端子Ｃ１がアンプ側スイッチ７ａ、入力抵抗８ａを介してオペアンプ１０ａの非反転入力端子に接続される。また、キャパシタ部６の端子Ｃ３がアンプ側スイッチ７ｃ、入力抵抗８ｂを介してオペアンプ１０ａの反転入力端子に接続される。
【００３３】
この結果、図２（ｉ）に示すように、キャパシタ６ａ、６ｂに記憶された電池電圧ＶＢ１＋ＶＢ２が入力電圧ＶｉｎＡとなり、入力抵抗部８を介して分圧された電圧がオペアンプ１０ａに入力される。オペアンプ１０ａは、図２（ｊ）に示すように、電池電圧ＶＢ１＋ＶＢ２を増幅率αで増幅した電圧を出力電圧ＶｏｕｔＡとして制御回路１１に入力する。このとき、制御回路１１は、オペアンプ１０ａから入力された出力電圧ＶｏｕｔＡに対して、オフセット補正動作時に得たオペアンプ１０ａが有するオフセットＶｏｓＡのデータにより補正する。これにより、制御回路１１は、電池モジュール３、４の電池電圧ＶＢ１、ＶＢ２を加算した加算電圧ＶＢ１＋ＶＢ２を正確に検出することができる。
【００３４】
次に、図３を参照してオペアンプ１０ｄによる個別電圧検出動作について説明する。前述同様に、制御回路１１は、時刻ｔ０からｔ１の期間でオフセット補正動作を終了し、この時点で図２（ｈ）に示すように電流遮断スイッチ９をオン状態にする。この後、制御回路１１は、続く時刻ｔ２で、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、電池側スイッチ５ａ、５ｃをオンさせる。これにより、電池モジュール３の正極端子Ｂ１がキャパシタ６ｂの端子Ｃ３に接続され、負極端子Ｂ２がキャパシタ６ｂの端子Ｃ２に接続される。
【００３５】
この結果、電池モジュール３の電池電圧ＶＢ１がキャパシタ６ｂに印加され、キャパシタ６ｂは電池電圧ＶＢ１に等しくなるまで充電される。この場合、電池モジュール３の正極端子がキャパシタ６ｂの端子Ｃ３に接続されるので、キャパシタ６ｂの端子Ｃ２−Ｃ３間の電圧ＶＢ１は負極性で充電されている。
【００３６】
次に、制御回路１１は、時刻ｔ３で、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、電池側スイッチ５ａ、５ｃをオフさせる。キャパシタ部６は全ての電池側スイッチ５ａ〜５ｄ、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃがオフ状態であるから、フローティング状態となってキャパシタ６ｂの電荷は保持され、端子Ｃ２−Ｃ３間には電池モジュール３の電池電圧−ＶＢ１が記憶された状態となっている。
【００３７】
制御回路１１は、続く時刻ｔ４で、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、アンプ側スイッチ７ｂ、７ｃをオンさせる。これにより、キャパシタ部６の端子Ｃ２がアンプ側スイッチ７ｂ、入力抵抗８ｃを介してオペアンプ１０ｄの非反転入力端子に接続される。また、キャパシタ部６の端子Ｃ３がアンプ側スイッチ７ｃ、入力抵抗８ｄを介してオペアンプ１０ｄの反転入力端子に接続される。
【００３８】
この結果、図３（ｉ）に示すように、キャパシタ６ｂに記憶された電池電圧−ＶＢ１が入力電圧ＶｉｎＢとなり、入力抵抗部８を介して分圧された電圧がオペアンプ１０ｄに入力される。オペアンプ１０ｄは、図３（ｊ）に示すように、電池電圧−ＶＢ１を増幅率βで増幅した電圧を出力電圧ＶｏｕｔＢとして制御回路１１に入力する。このとき、制御回路１１は、オペアンプ１０ｄから入力された出力電圧ＶｏｕｔＢに対して、オフセット補正動作時に得たオペアンプ１０ｄが有するオフセットＶｏｓＢのデータにより補正する。これにより、制御回路１１は、電池モジュール３の電池電圧ＶＢ１を正確に検出することができる。
【００３９】
制御回路１１は、続く時刻ｔ５で、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、アンプ側スイッチ７ｂ、７ｃをオフさせ、さらに、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように電池側スイッチ５ｃ、５ｄをオンさせる。これにより、電池モジュール４の正極端子Ｂ２がキャパシタ６ｂの端子Ｃ２に接続され、負極端子Ｂ３がキャパシタ６ｂの端子Ｃ３に接続された状態となる。
【００４０】
この結果、電池モジュール４の電池電圧ＶＢ２がキャパシタ６ｂに印加され、キャパシタ６ｂが電池電圧ＶＢ２に等しくなるまで充電される。この場合、電池モジュール４の正極端子がキャパシタ６ｂの端子Ｃ２に接続されるので、キャパシタ６ｂの端子Ｃ２−Ｃ３間の電圧ＶＢ２は正極性で充電されている。
【００４１】
次に、制御回路１１は、時刻ｔ６で、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、電池側スイッチ５ｃ、５ｄをオフさせる。キャパシタ部６は全ての電池側スイッチ５ａ〜５ｄ、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃがオフ状態であるから、フローティング状態となってキャパシタ６ｂの電荷は保持され、端子Ｃ２−Ｃ３間には電池モジュール４の電池電圧ＶＢ２が記憶された状態となっている。
【００４２】
制御回路１１は、続く時刻ｔ７で、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、アンプ側スイッチ７ｂ、７ｃをオンさせる。これにより、キャパシタ部６の端子Ｃ２がアンプ側スイッチ７ｂ、入力抵抗８ｃを介してオペアンプ１０ｄの非反転入力端子に接続される。また、キャパシタ部６の端子Ｃ３がアンプ側スイッチ７ｃ、入力抵抗８ｄを介してオペアンプ１０ｄの反転入力端子に接続される。
【００４３】
この結果、図３（ｉ）に示すように、キャパシタ６ｂに記憶された電池電圧ＶＢ２が入力電圧ＶｉｎＢとなり、入力抵抗部８を介して分圧された電圧がオペアンプ１０ｄに入力される。オペアンプ１０ｄは、図３（ｊ）に示すように、電池電圧ＶＢ２を増幅率βで増幅した電圧を出力電圧ＶｏｕｔＢとして制御回路１１に入力する。このとき、制御回路１１は、オペアンプ１０ｄから入力された出力電圧ＶｏｕｔＢに対して、オフセット補正動作時に得たオペアンプ１０ｄが有するオフセットＶｏｓＢのデータにより補正する。これにより、制御回路１１は、電池モジュール３の電池電圧ＶＢ１を正確に検出することができる。
【００４４】
このような本実施形態によれば、差動アンプ部１０の２つのオペアンプ１０ａ、１０ｄに対して、電流遮断スイッチ９を設ける構成としたので、それぞれのオフセット補正時に電流遮断スイッチ９をオフさせることで回りこみ電流が発生するのを抑制できる。これにより、オフセット補正を正確に検出することができ、電池モジュール３、４の電圧を検出したときにオフセット補正を実施して高精度で電池電圧検出動作を行うことができる。
【００４５】
また、電流遮断スイッチ９を電池モジュール３、４側から見て、入力抵抗部８を介した状態で設けるので、電池電圧が高電圧の場合でも、電流遮断スイッチ９に高圧が印加されるのを抑制でき、安価なものを採用することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図４は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、電池電圧検出装置２０として、電流遮断スイッチ９に代えて、オペアンプ１０ａの反転入力端子と入力抵抗８ｂとの間に電流遮断スイッチ９ａを設けた構成としている。
したがって、この第２実施形態の構成によっても第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
（第３実施形態）
図５は第３実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、電池電圧検出装置３０として、差動アンプ部１０の入力側とキャパシタ部６との間に帯域通過フィルタ３１を設けると共に、制御部として電流遮断スイッチ部３２を設ける構成としている。
【００４８】
帯域通過フィルタ３１は、抵抗３１ａおよびキャパシタ３１ｂを複数個組み合わせた構成のもので、スイッチ動作などによる急激な電位変動などによるノイズ成分を吸収してキャパシタ６ａ、６ｂの端子電圧を正確に検出することができるようにしたものである。
【００４９】
電流遮断スイッチ部３２は、オペアンプ１０ａ、１０ｄの４つの入力端子のそれぞれに対応して電流遮断スイッチ３２ａ〜３２ｄを接続した構成である。電流遮断スイッチ３２ａ〜３２ｄは、オフセット補正動作時に全てをオフさせるように制御回路１１により制御される。これにより、オフセット検出時に帯域通過フィルタ３１のキャパシタ３１ｂの充放電による時間を無くして迅速にオフセット検出をすることができるようにしたものである。
【００５０】
このような第３実施形態によれば、帯域通過フィルタ３１を設ける構成とした場合でも、電流遮断スイッチ部３２を設けているので、オフセット補正動作時にキャパシタ３１ｂの充放電時間を待つこと無く短時間でオフセットを検出することができる。
【００５１】
（第４実施形態）
図６から図８は第４実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、電流遮断スイッチ９に代えて、２個のオペアンプ１０ａ、１０ｄのそれぞれの帰還インピーダンスとしての抵抗１０ｂ、１０ｅに並列に短絡スイッチ４１、４２を設ける構成としている。
【００５２】
制御回路１１は、図７、図８に示すように、オフセット補正動作時には、電池側スイッチ５ａ〜５ｄ、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃをオフさせ、短絡スイッチ４１、４２をオン動作させる。オペアンプ１０ａ、１０ｄは、アンプ側スイッチ７ａ〜７ｃがオフされていることで、ボルテージフォロワ動作となる。
【００５３】
このとき、短絡スイッチ４１、４２がオンされていると、抵抗１０ｂ、１０ｅが短絡され、オペアンプ１０ａ、１０ｄ間に異なるオフセットＶｏｓＡ、ＶｏｓＢがある場合でも、フィードバック電流が流れることによる電圧降下が発生しない。この結果、オペアンプ１０ａ、１０ｄの両者のオフセット差による電圧変動を無くしてオフセットＶｏｓＡ、ＶｏｓＢを正確に検出すことができる。
【００５４】
オフセット補正動作が終了すると、制御回路１１は、短絡スイッチ４１、４２をオフ状態に制御する。これにより、制御回路１１は、第１実施形態と同様にして電池モジュール３、４の電池電圧ＶＢ１、ＶＢ２を正確に検出することができる。
【００５５】
したがって、このような第４実施形態によっても、短絡スイッチ４１、４２をオペアンプ１０ａ、１０ｄの帰還インピーダンスである抵抗１０ｂ、１０ｅを短絡するように設けることで、インピーダンスを低下させた状態すなわち短絡させた状態でオフセットを検出するので、オフセットの差の影響を受けることなく正確にオフセットを検出することができる。
【００５６】
また、上記構成を採用することで、短絡スイッチ４１、４２は、オペアンプ１０ａ、１０ｄの利得に影響を及ぼさないので、第１実施形態で用いる電流短絡スイッチ９よりサイズの小さなスイッチ素子を使用することができ、これによって小型化を図ることができるようになる。
【００５７】
（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
【００５８】
電流遮断スイッチ９、９ａ、３２ａ〜３２ｄは、耐圧が確保できるものであれば、入力抵抗部８と差動アンプ部１０との間に設ける構成以外に、アンプ側スイッチ部７と入力抵抗部８との間に設ける構成とすることもできる。
【００５９】
制御部として、電流遮断スイッチ９、９ａ、３２ａ〜３２ｄあるいは短絡スイッチ４１、４２を用いる例を示したが、オンオフにより導通状態を制御するスイッチ以外に、インピーダンスを変化させることで電流を制限する構成の素子を用いることもできる。
【００６０】
差動アンプ部１０は、負電圧を検出するオペアンプを別途増設することもできる。
組電池２は、２個の電池モジュール３、４を設ける例を示したが、３個以上の電池モジュールを直接に接続した構成にも適用できる。この場合には、電池側スイッチ部５の電池側スイッチを電池モジュールの個数に応じて設ける構成とすることができる。実施形態の電池電圧検出装置１、２０、３０、４０では、電池モジュールを２個単位で電圧検出する場合と、個別に電圧検出する場合とで、対象となる電池モジュールに電池側スイッチ部５の切り替えによりキャパシタ部６に接続することで、全ての電池モジュールについて２個単位あるいは個別に電池電圧を検出することができる。
【００６１】
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００６２】
図面中、１、２０、３０、４０は電池電圧検出装置、２は組電池、３、４は電池モジュール、５は電池側スイッチ部、５ａ〜５ｄは電池側スイッチ、６はキャパシタ部、６ａ、６ｂはキャパシタ（フライングキャパシタ）、７はアンプ側スイッチ部、７ａ〜７ｃはアンプ側スイッチ、８は入力抵抗部、９、９ａ、３２ａ〜３２ｄは電流遮断スイッチ（制御部）、１０は差動アンプ部、１０ａ、１０ｄはオペアンプ（差動アンプ）、１０ｂ、１０ｅは抵抗（帰還抵抗）、１１は制御回路、３１は帯域通過フィルタ、３２は電流遮断スイッチ部、４１、４２は短絡スイッチ（制御部）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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