(57)【要約】      （修正有）【課題】二次電池の両端電圧を検出することができる二次電池状態検出装置及び二次電池状態検出方法を提供する。【解決手段】第１のコンデンサＣ１は、第１の状態における二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を保持する。差動増幅回路１６は、第１のコンデンサＣ１により保持された二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧及び第２の状態における二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧とが入力される。μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６から出力される第１の状態及び第２の状態の二次電池の両端電圧の差電圧に基づいて電池状態を検出する。μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６から出力される二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧及び基準電圧Ｖｒｅｆの差電圧に基づいて二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出する。【選択図】図１
2019074348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の状態における二次電池の両端電圧を保持するコンデンサと、前記コンデンサにより保持された前記二次電池の両端電圧及び第２の状態における前記二次電池の両端電圧とが入力される差動増幅回路と、前記差動増幅回路から出力される前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧の差電圧に基づいて前記二次電池の電池状態を検出する状態検出部と、を備えた電池状態検出装置において、
前記差動増幅回路への入力を、前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧と、前記二次電池の両端電圧及び基準電圧と、の間で切り替える切替部と、
前記差動増幅回路から出力される前記二次電池の両端電圧及び基準電圧の差電圧に基づいて前記二次電池の両端電圧を検出する第１の電圧検出部と、を備えたことを特徴とする電池状態検出装置。
【請求項２】
前記基準電圧は、定電圧源から出力される定電圧であることを特徴とする請求項１に記載の電池状態検出装置。
【請求項３】
前記第１の電圧検出部は、前記差電圧が所定範囲内となるように、前記定電圧源から出力される定電圧を調整し、調整後の前記差電圧に基づいて前記二次電池の両端電圧を検出することを特徴とする請求項２に記載の電池状態検出装置。
【請求項４】
前記二次電池は、複数設けられ、
前記複数の二次電池の両端電圧をそれぞれ検出する第２の電圧検出部と、
前記第２の電圧検出部の故障により検出できない二次電池を求める故障検出部と、を備え、
前記基準電圧は、前記第２の電圧検出部により検出できた二次電池の両端電圧であることを特徴とする請求項１に記載の電池状態検出装置。
【請求項５】
前記第１の電圧検出部は、前記第２の電圧検出部により両端電圧が検出できる二次電池が複数あるとき、前記差電圧が所定範囲内となる、当該二次電池の両端電圧を前記基準電圧とすることを特徴とする請求項４に記載の電池状態検出装置。
【請求項６】
第１の状態における二次電池の両端電圧をコンデンサに保持する工程と、前記コンデンサにより保持された前記二次電池の両端電圧及び第２の状態における二次電池の両端電圧とを差動増幅回路に入力する工程と、前記差動増幅回路から出力される前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧の差電圧に基づいて電池状態を検出する工程と、を備えた電池状態検出方法において、
前記差動増幅回路への入力を、前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧と、前記二次電池の両端電圧及び基準電圧と、の間で切り替える工程と、
前記差動増幅回路から出力される前記二次電池の両端電圧及び基準電圧の差電圧に基づいて前記二次電池の両端電圧を検出する工程と、を備えたことを特徴とする電池状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池状態検出装置及び二次電池状態検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などの各種車両には、電動モータの動力源として、リチウムイオン充電池やニッケル水素充電池などの二次電池が搭載されている。ＥＶやＨＥＶにおいては、上記二次電池を数十から数百、直列に接続し、それぞれの二次電池の両端電圧を検出している。二次電池の両端電圧は、満充電や過放電の判断を行う上で重要な検出値である。このため、検出回路に故障が発生し、複数の二次電池のうち１つでも検出できないと、全ての充放電を停止しなければならない、という問題があった。
【０００３】
また、二次電池の劣化の度合いを示す指標である内部抵抗を算出する方法として、例えば特許文献１に記載されたものが提案されている。特許文献１に記載の二次電池状態検出装置では、放電状態と放電停止状態とのそれぞれの電池電圧をコンデンサにホールドし、差動増幅回路によりホールドした電池電圧の差電圧を求め、この差電圧から内部抵抗（＝二次電池の状態）を求めている。しかしながら、従来の二次電池状態検出装置では、検出回路の故障時に代わりに、二次電池の両端電圧を求めることはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１９３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、二次電池の状態を検出するための差動増幅回路を利用して、二次電池の両端電圧を検出することができる二次電池状態検出装置及び二次電池状態検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様である二次電池状態検出装置は、第１の状態における二次電池の両端電圧を保持するコンデンサと、前記コンデンサにより保持された前記二次電池の両端電圧及び第２の状態における前記二次電池の両端電圧とが入力される差動増幅回路と、前記差動増幅回路から出力される前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧の差電圧に基づいて前記二次電池の電池状態を検出する状態検出部と、を備えた電池状態検出装置において、前記差動増幅回路への入力を、前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧と、前記二次電池の両端電圧及び基準電圧と、の間で切り替える切替部と、前記差動増幅回路から出力される前記二次電池の両端電圧及び基準電圧の差電圧に基づいて前記二次電池の両端電圧を検出する第１の電圧検出部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記基準電圧は、定電圧源から出力される定電圧であってもよい。
【０００８】
前記第１の電圧検出部は、前記差電圧が所定範囲内となるように、前記定電圧源から出力される定電圧を調整し、調整後の前記差電圧に基づいて前記二次電池の両端電圧を検出するようにしてもよい。
【０００９】
前記二次電池は、複数設けられ、前記複数の二次電池の両端電圧をそれぞれ検出する第２の電圧検出部と、前記第２の電圧検出部の故障により検出できない二次電池を求める故障検出部と、を備え、前記基準電圧は、前記第２の電圧検出部により検出できた二次電池の両端電圧であってもよい。
【００１０】
前記第１の電圧検出部は、前記第２の電圧検出部により両端電圧が検出できる二次電池が複数あるとき、前記差電圧が所定範囲内となる、当該二次電池の両端電圧を前記基準電圧としてもよい。
【００１１】
本発明の態様である電池状態検出方法は、第１の状態における二次電池の両端電圧をコンデンサに保持する工程と、前記コンデンサにより保持された前記二次電池の両端電圧及び第２の状態における二次電池の両端電圧とを差動増幅回路に入力する工程と、前記差動増幅回路から出力される前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧の差電圧に基づいて電池状態を検出する工程と、を備えた電池状態検出方法において、前記差動増幅回路への入力を、前記第１の状態及び前記第２の状態の二次電池の両端電圧と、前記二次電池の両端電圧及び基準電圧と、の間で切り替える工程と、前記差動増幅回路から出力される前記二次電池の両端電圧及び基準電圧の差電圧に基づいて前記二次電池の両端電圧を検出する工程と、を備えたことを特徴とする
【発明の効果】
【００１２】
上記態様によれば、二次電池の状態を検出するための差動増幅回路を利用して、二次電池の両端電圧を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における本発明の二次電池状態検出装置を示す回路図である。
【図２】図１の二次電池状態検出装置を構成するμＣＯＭの両端電圧の検出処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態における本発明の二次電池状態検出装置を示す回路図である。
【図４】図３の二次電池状態検出装置を構成するμＣＯＭの両端電圧の検出処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における二次電池状態検出装置について図１を参照して説明する。本実施形態の二次電池状態検出装置１は、例えば、電気自動車に搭載され、当該電気自動車が備える図１に示す組電池２を構成する複数の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の状態をそれぞれ検出するものである。二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３は、互いに直列接続されている。
【００１５】
図１に示すように、第１実施形態の二次電池状態検出装置１は、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２と、基準電圧源８と、切替スイッチＳＷ１及びスイッチユニット１２と、充放電部１３と、電圧検出部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、差動増幅回路１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、ＣＶＳ１８と、マイクロコンピュータ（以下、μＣＯＭ）１９と、を備えている。
【００１６】
第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２はそれぞれ、２つの状態（例えば充電状態、放電状態）における二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両極電圧を保持するためのコンデンサである。また、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２は、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両極電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆと、をそれぞれ保持するためのコンデンサである。第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２は、複数の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３及び基準電圧源８のうち後述するスイッチユニット１２により選択された一つに接続される。
【００１７】
また、第１のコンデンサＣ１は、一極板が後述する差動増幅回路１６の２つの入力のうち一方である＋入力に接続されている。第２のコンデンサＣ２は、一極板が後述する差動増幅回路１６の２つの入力のうち他方である−入力に接続されている。
【００１８】
基準電圧源８は、例えば定電圧源から構成され、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。なお、本実施形態では、基準電圧源８としては、基準電圧Ｖｒｅｆ（＝定電圧）が調整できる周知の定電圧源を用いている。
【００１９】
切替スイッチＳＷ１は、ｃ端子の接続をａ端子、ｂ端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ端子は、第１のコンデンサＣ１の一極板及び差動増幅回路１６の＋入力に接続され、ｂ端子は、第２のコンデンサＣ２の一極板及び差動増幅回路１６の−入力に接続されている。ｃ端子は、後述する切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子に接続されている。切替スイッチＳＷ１は、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２のうち１つを選択して、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子に接続するスイッチである。
【００２０】
スイッチユニット１２は、２つの切替スイッチＳＷ＋、ＳＷ−から構成されている。切替スイッチＳＷ＋は、ｅ＋端子をａ＋、ｂ＋、ｃ＋、ｄ＋端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ＋〜ｃ＋端子はそれぞれ、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の正極に接続されている。ｄ＋端子は、基準電圧源８の正極に接続されている。切替スイッチＳＷ＋は、複数の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３及び基準電圧源８のうち選択した１つの正極を切替スイッチＳＷ１で選択されたコンデンサＣ１、Ｃ２の一極板に接続する。
【００２１】
切替スイッチＳＷ−は、ｅ−端子をａ−、ｂ−、ｃ−、ｄ−端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ−〜ｃ−端子はそれぞれ、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の負極に接続されている。ｄ−端子は、基準電圧源８の負極に接続されている。切替スイッチＳＷ−は、複数の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３及び基準電圧源８のうち選択した１つの負極をコンデンサＣ１、Ｃ２の他極板に接続する。
【００２２】
電圧検出部１４は、組電池２の両極電圧を検出する回路である。Ａ／Ｄ変換器１５は、電圧検出部１４が検出した組電池２の両極電圧をデジタル値に変換してμＣＯＭ１９に供給する。
【００２３】
充放電部１３は、組電池２の両極に接続され、組電池２を構成する二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の充電、放電に際して、予め定められた充電電流Ｉｃ、放電電流Ｉｄを流すことができるように設けられている。充放電部１３は、後述するμＣＯＭ１９に接続されており、μＣＯＭ１９からの制御信号に応じて、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３に充電電流Ｉｃを流して充電し、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３に放電電流Ｉｄを流して放電する。
【００２４】
差動増幅回路１６は、＋入力、−入力の差電圧を出力する周知の差動増幅回路である。Ａ／Ｄ変換器１７は、差動増幅回路１６が出力する差電圧Ｖｍをデジタル値に変換してμＣＯＭ１９に供給する。
【００２５】
第２の電圧検出部としてのＣＶＳ１８は、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出する検出回路から構成され、その検出結果を順次、μＣＯＭ１９に出力している。
【００２６】
μＣＯＭ１９は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。μＣＯＭ１９は、状態検出部として機能し、切替スイッチＳＷ１、スイッチユニット１２のオンオフ制御や、充放電部１３を制御して、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の内部抵抗を検出する内部抵抗の検出処理を実行する。
【００２７】
内部抵抗の検出処理において、μＣＯＭ１９は、第１の状態のとき、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子をａ＋端子に、切替スイッチＳＷ−のｅ−端子をａ−端子に接続すると共に、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をａ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、第１の状態における二次電池Ｃｅ１の両端電圧を第１のコンデンサＣ１にホールドさせる。その後、μＣＯＭ１９は、第２の状態のとき、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をｂ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、第２の状態における二次電池Ｃｅ１の両端電圧を第２のコンデンサＣ２にホールドさせる。そして、差動増幅回路１６には、第１の状態及び第２の状態の二次電池Ｃｅ１の両端電圧が＋入力、−入力に入力される。
【００２８】
ここで、第１の状態、第２の状態とは、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３に流れる電流が異なる状態  を示す。本実施形態では、充電電流Ｉｃが流れている状態を第１の状態、放電電流Ｉｄが流れている状態を第２の状態とする。μＣＯＭ１９は、電圧検出部１４からの検出値に基づいて充放電部１３を制御  し、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３に充電電流Ｉｃ、放電電流Ｉｄを流す。
【００２９】
また、μＣＯＭ１９は、内部抵抗の検出処理において、差電圧Ｖｍを取り込んで二次電池Ｃｅ１の内部抵抗を検出して、二次電池Ｃｅ１の状態を検出する。詳しく説明すると、本実施形態では、充電状態の時の二次電池Ｃｅ１の両端電圧Ｖｃ１は、下記の式（１）で表される。
Ｖｃ１＝Ｖｅ１＋ｒ１×Ｉｃ  …（１）
Ｖｅ１：二次電池Ｃｅ１の起電力、ｒ１：二次電池Ｃｅ１の内部抵抗
【００３０】
一方、放電状態のときの二次電池Ｃｅ１の両端電圧Ｖｄ１は、下記の式（２）で表される。
Ｖｄ１＝Ｖｅ１−ｒ１×Ｉｄ  …（２）
【００３１】
よって、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、Ｖｃ１−Ｖｄ１＝ｒ１×（Ｉｃ＋Ｉｄ）に応じた値となり、充電電流Ｉｃ及び放電電流Ｉｄが予め分かっていれば、差電圧Ｖｍから内部抵抗ｒ１を求めることができる。二次電池Ｃｅ２、Ｃｅ３についても同様にして内部抵抗ｒ２、ｒ３を求めることができる。
【００３２】
また、μＣＯＭ１９は、切替スイッチＳＷ１、スイッチユニット１２のオンオフを制御して、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出する両端電圧の検出処理を行う。この両端電圧の検出処理は、ＣＶＳ１８の故障が検出されたとき行ってもよい。また、ＣＶＳ１８の故障診断を行うために行ってもよい。
【００３３】
両端電圧の検出処理においてμＣＯＭ１９は、まず、充放電部１３を制御して、充電、放電を停止させる。 なお、充放電電流を停止させる、即ち充放電電流を０にするのは必須ではない。内部抵抗ｒ１〜ｒ３に生じる電圧降下が許容できる程度の充放電電流であればよく、０でなくてもよい。その後、μＣＯＭ１９は、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子をａ＋端子に、切替スイッチＳＷ−のｅ−端子をａ−端子に接続すると共に、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をａ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅ１の両端電圧を第１のコンデンサＣ１にホールドさせる。
【００３４】
その後、μＣＯＭ１９は、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子をｄ＋端子に、切替スイッチＳＷ−のｅ−端子をｄ−端子に接続すると共に、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をｂ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、基準電圧Ｖｒｅｆを第２のコンデンサＣ２にホールドさせる。そして、差動増幅回路１６には、二次電池Ｃｅ１の両端電圧及び基準電圧Ｖｒｅｆが＋入力、−入力に入力される。
【００３５】
また、μＣＯＭ１９は、このときの差電圧Ｖｍを取り込んで二次電池Ｃｅ１の両端電圧を検出する。詳しく説明すると、このときの差電圧Ｖｍは下記の式（３）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ１−Ｖｒｅｆ）×Ａｖ  …（３）
Ａｖ：差動増幅回路１６のゲイン
【００３６】
よって、ゲインＡｖと基準電圧Ｖｒｅｆは既知であるので、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍから二次電池Ｃｅ１の両端電圧Ｖｃ１を求めることができる。二次電池Ｃｅ２、Ｃｅ３についても同様にして両端電圧Ｖｃ２、Ｖｃ３を求めることができる。
【００３７】
次に、上記概略で説明した二次電池状態検出装置１の両端電圧の検出処理手順の詳細について、図２のフローチャートを参照して以下説明する。まず、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅｎの両端と第１のコンデンサＣ１とを接続する（ステップＳ１）。
【００３８】
その後、μＣＯＭ１９は、第１のコンデンサＣ１の両端電圧が二次電池Ｃｅｎ（ｎは初期値で１に設定）の両端電圧Ｖｃｎと等しくなるような所定時間待って、基準電圧源８と第２のコンデンサＣ２とを接続する（ステップＳ２）。これにより、差動増幅回路１６には、二次電池Ｃｅｎの両端電圧Ｖｃｎ及び基準電圧Ｖｒｅｆが＋入力、−入力に入力される。
【００３９】
次に、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６の差電圧Ｖｍを取り込み、第１閾値Ｖｔｈｍａｘより大きいか否か判定する（ステップＳ３）。差電圧Ｖｍ＞第１閾値Ｖｔｈｍａｘであれば（ステップＳ３でＹ）、μＣＯＭ１９は、両端電圧Ｖｃｎが基準電圧Ｖｒｅｆに比べて大き過ぎて、Ａ／Ｄ変換器１７の出力が飽和している恐れがあるとして、基準電圧Ｖｒｅｆを所定量上げた後（ステップＳ８）、再びステップＳ１に戻る。
【００４０】
一方、差電圧Ｖｍが第１閾値Ｖｔｈｍａｘ以下であれば（ステップＳ３でＮ）、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍが第２閾値Ｖｔｈｍｉｎより下回っているか否かを判定する（ステップＳ４）。差電圧Ｖｍ＜第２閾値Ｖｔｈｍｉｎであれば（ステップＳ４でＹ）、μＣＯＭ１９は、両端電圧Ｖｃｎが基準電圧Ｖｒｅｆに比べて小さすぎて精度が良くないと判定し、基準電圧Ｖｒｅｆを所定量下げた後（ステップＳ９）、再びステップＳ１に戻る。
【００４１】
μＣＯＭ１９は、第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ≦差電圧Ｖｍ≦第１閾値Ｖｔｈｍａｘであれば（ステップＳ３でＮ、かつ、ステップＳ４でＮ）、差電圧Ｖｍから両端電圧Ｖｃｎを算出する（ステップＳ５）。その後、μＣＯＭ１９は、ｎをインクリメントした後（ステップＳ６）、ｎ＝３になったか判定する（ステップＳ７）。ｎ＝３でなければ（ステップＳ７でＮ）、μＣＯＭ１９は、組電池２を構成する全て二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３について両端電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ３を検出していないと判断して、再びステップＳ１に戻る。
【００４２】
一方、ｎ＝３であれば（ステップＳ７でＹ）、μＣＯＭ１９は、組電池２を構成する全て二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３について両端電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ３を検出したと判断して処理を終了する。
【００４３】
上述した第１実施形態によれば、切替部としての切替スイッチＳＷ１、スイッチユニット１２により、差動増幅回路１６への入力を、第１の状態及び第２の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧と、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧及び基準電圧Ｖｒｅｆと、の間で切り替えることができる。そして、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６から出力される第１の状態及び第２の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧の差電圧Ｖｍに基づいて電池の内部抵抗（状態）を検出する。
【００４４】
また、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６から出力される二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧及び基準電圧Ｖｒｅｆの差電圧Ｖｍに基づいて二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出する。これにより、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の内部抵抗を検出するための差動増幅回路１６を利用して、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出することができる。このため、ＣＶＳ１８が故障したとしても、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出することができるため、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の充放電を停止させる必要がなく、車両の走行を継続できる。
【００４５】
また、ＣＶＳ１８が検出した二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧と、差動増幅回路１６を利用して検出した二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧と、を比較することにより、ＣＶＳ１８、電池状態検出装置１の故障診断を行うこともできる。
【００４６】
また、上述した第１実施形態によれば、基準電圧Ｖｒｅｆは、定電圧源から出力される定電圧である。これにより、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧の検出精度をより一層、0向上させることができる。
【００４７】
また、上述した第１実施形態によれば、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ９、Ｓ１０に示すように、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｎが所定範囲内（即ち第１閾値Ｖｔｈｍａｘ以下、第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ以上の範囲）となるように、基準電圧源８から出力される基準電圧Ｖｒｅｆを調整している。そして、μＣＯＭ１９は、調整後の差電圧Ｖｍに基づいて二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出している。これにより、Ａ／Ｄ変換器１７の出力が飽和したり、逆に小さくなり過ぎることを抑制し、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧の検出精度をより一層、向上させることができる。
【００４８】
なお、上述した第１実施形態によれば、組電池２は３つの二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３から構成されていたが、これに限ったものではない。二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３としては、１つで、３つ以上あってもよい。
【００４９】
また、上述した第１実施形態では、コンデンサＣ１、Ｃ２を二つ設けていたが、これに限ったものではない。コンデンサとしては、第１の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３をホールドするため１つあればよく、第２の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３については差動増幅回路１６に直接入力してもよい。
【００５０】
また、切替部としても、第１実施形態で示すような切換スイッチＳＷ１と、スイッチユニット１２と、から構成されるものは一例である。切替部は、差動増幅回路１６への入力を、第１の状態及び第２の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧と、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧及び基準電圧Ｖｒｅｆと、の間で切り替えることができる構成であればよい。
【００５１】
また、上述した第１実施形態では、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｎが所定範囲内（即ち第１閾値Ｖｔｈｍａｘ以下、第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ以上の範囲）となるように、基準電圧源Ｖｒｅｆから出力される基準電圧Ｖｒｅｆを調整していたが、これに限ったものではない。基準電圧Ｖｒｅｆの調整は必須ではない。
【００５２】
また、上述した第1実施形態では、μＣＯＭ１９による充放電部１３の制御によって、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３を第１の状態（充電電流Ｉｃが流れている状態）、第２の状態（放電電流Ｉｄが流れている状態）にしていたが、これに限ったものではない。車両の負荷駆動に伴う充放電電流の変化を利用してもよい。即ち、車両の充放電電流の変化前を第１の状態、変化後を第２の状態としてもよい。
【００５３】
(第２実施形態)
次に、第２実施形態における二次電池状態検出装置１について図３を参照して説明する。図３において、上述した第１実施形態で既に説明した図１の二次電池状態検出装置１と同等の部分については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５４】
図３に示すように、第１実施形態の二次電池状態検出装置１は、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２と、切替スイッチＳＷ１と、スイッチユニット１２と、充放電部１３と、電圧検出部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、差動増幅回路１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、ＣＶＳ１８と、μＣＯＭ１９と、を備えている。第２実施形態では、基準電圧源８を備えていない。
【００５５】
第１、第２のコンデンサＣ１、Ｃ２及び切替スイッチＳＷ１については、上述した第１実施形態と同等であるためここでは詳細な説明を省略する。スイッチユニット１２は、２つの切替スイッチＳＷ＋、ＳＷ−から構成されている。切替スイッチＳＷ＋は、ｅ＋端子をａ＋、ｂ＋、ｃ＋端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ＋〜ｃ＋端子はそれぞれ、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の正極に接続されている。切替スイッチＳＷ＋は、複数の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３のうち選択した１つの正極を切替スイッチＳＷ１で選択されたコンデンサＣ１、Ｃ２の一極板に接続する。
【００５６】
切替スイッチＳＷ−は、ｅ−端子をａ−、ｂ−、ｃ−端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ−〜ｃ−端子はそれぞれ、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の負極に接続されている。切替スイッチＳＷ−は、複数の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３のうち選択した１つの負極をコンデンサＣ１、Ｃ２の他極板に接続する。
【００５７】
ＣＶＳ１８は、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出する検出回路から構成され、その検出結果をμＣＯＭ１９に出力している。このＣＶＳ１８は、例えば、内部のスイッチの故障などにより全ての二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出できない場合がある。ＣＶＳ１８は、例えば周知の断線検出回路を備えていて、自身の故障により検出できない二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３を求めることができる。そして、ＣＶＳ１８は、その結果をμＣＯＭ１９に対して供給している。
【００５８】
μＣＯＭ１９は、第１実施形態と同様に、内部抵抗の検出処理及び両端電圧の検出処理を行う。内部抵抗の検出処理については、第１実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５９】
上記両端電圧の検出処理において、μＣＯＭ１９は、基準電圧Ｖｒｅｆの代わりに、ＣＶＳ１８により両端電圧が検出できた二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を、基準電圧Ｖｒｅｆとして差動増幅回路１６に入力する。今、ＣＶＳ１８により二次電池Ｃｅ１の両端電圧が検出できず、二次電池Ｃｅ２の両端電圧が検出できた場合について説明する。μＣＯＭ１９は、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子をａ＋端子に、切替スイッチＳＷ−のｅ−端子をａ−端子に接続すると共に、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をａ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅ１の両端電圧を第１のコンデンサＣ１にホールドさせる。
【００６０】
その後、μＣＯＭ１９は、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子をｂ＋端子に、切替スイッチＳＷ−のｅ−端子をｂ−端子に接続すると共に、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をｂ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅ２の両端電圧を第２のコンデンサＣ２にホールドさせる。そして、差動増幅回路１６には、二次電池Ｃｅ１及び二次電池Ｃｅ２の両端電圧が＋入力、−入力に入力される。
【００６１】
また、μＣＯＭ１９は、このときの差電圧Ｖｍを取り込んで二次電池Ｃｅ１の両端圧を検出する。詳しく説明すると、このときの差電圧Ｖｍは下記の式（４）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ１−Ｖｃ２）×Ａｖ  …（４）
Ａｖ：差動増幅回路１６のゲイン
【００６２】
よって、ゲインＡｖと両端電圧Ｖｃ２は既知であるので、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍから二次電池Ｃｅ１の両端電圧Ｖｃ１を求めることができる。
【００６３】
次に、上記概略で説明した第２実施形態における二次電池状態検出装置１の両端電圧の検出処理手順の詳細について、図４のフローチャートを参照して以下説明する。
【００６４】
なお、上記ＣＶＳ１８が両端電圧を求めることができなかった二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３を二次電池Ｃｅｘとし、ＣＶＳ１８が両端電圧を求めることができた二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３を二次電池Ｃｅｏとして、説明する。
【００６５】
また、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅｘの１つと第１のコンデンサＣ１とを接続し、第１のコンデンサＣ１に二次電池Ｃｅｘの両端電圧をホールドさせる（ステップＳ１１）。その後、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅｏの１つと第２のコンデンサＣ２とを接続し、第２のコンデンサＣ２に二次電池Ｃｅｏの両端電圧をホールドさせる（ステップＳ１１）。これにより、差動増幅回路１６には、二次電池Ｃｅｘ及び二次電池Ｃｅｏの両端電圧がそれぞれ＋入力、−入力される。
【００６６】
次に、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６の差電圧Ｖｍを取り込み、第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ以上かつ第１閾値Ｖｔｈｍａｘ以下の所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ≦差電圧Ｖｍ≦第１閾値Ｖｔｈｍａｘであれば（ステップＳ１２でＹ）、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍから二次電池Ｃｅｘの両端電圧を求める（ステップＳ１３）。
【００６７】
次に、μＣＯＭ１９は、全ての二次電池Ｃｅｘについて両端電圧を求めていれば（ステップＳ１４でＹ）、処理を終了する。一方、μＣＯＭ１９は、全ての二次電池Ｃｅｘについて両端電圧が求められていなければ（ステップＳ１４でＮ）、求めていない二次電池Ｃｅｘを第１のコンデンサＣ１に、二次電池Ｃｅｏを第２のコンデンサＣ２に接続した後（ステップＳ１５）、再びステップＳ１２に戻る。
【００６８】
また、第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ≦差電圧Ｖｍ≦第１閾値Ｖｔｈｍａｘでなければ（ステップＳ１２でＮ）、μＣＯＭ１９は、全ての二次電池Ｃｅｏに切り替えたか否かを判定する（ステップＳ１６）。切り替えていなければ（ステップＳ１６でＮ）、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６に入力する二次電池Ｃｅｏを切り替えた後（ステップＳ１７）、再びステップＳ１２に戻る。これにより、二次電池Ｃｅｏが複数あれば、二次電池Ｃｅｘに対して二次電池Ｃｅｏの両端電圧が大き過ぎたり、小さ過ぎたりした場合、差動増幅回路１６に入力する二次電池Ｃｅｏを切り替えることができる。
【００６９】
一方、切り替えていれば（ステップＳ１６でＹ）、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍが第１閾値Ｖｔｈｍａｘより大きいか判定する（ステップＳ１８）。大きければ（ステップＳ１８でＹ）、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅｘの両端電圧が全ての二次電池Ｃｅｏの両端電圧よりも高い状態であり、何らかの異常が生じていると判断して、所定の異常処理を実行した後(ステップＳ１９)、処理を終了する。
【００７０】
また、大きくなければ（ステップＳ１８でＮ）、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅｘが全ての二次電池Ｃｅｏよりも両端電圧が低いと判定し、後述するステップＳ２１が既に実行されたか判定する（ステップＳ２０）。実行されていなければ（ステップＳ２０でＮ）、μＣＯＭ１９は、第１、第２のコンデンサＣ１、Ｃ２を入れ替える（ステップＳ２１）。即ちステップＳ２１において、μＣＯＭ１９は、二次電池Ｃｅｘと第２のコンデンサＣ２とを接続し、二次電池Ｃｅｏと第１のコンデンサＣ１とを接続する。これにより、差動増幅回路１６の＋入力に二次電池Ｃｅｏの両端電圧が入力され、−入力に二次電池Ｃｅｘの両端電圧が入力される。その後、μＣＯＭ１９は、ステップＳ１２に戻り、第２閾値Ｖｔｈｍｉｎ≦差電圧Ｖｍ≦第１閾値Ｖｔｈｍａｘになるまで、＋入力に接続される二次電池Ｃｅｏを切り替える。
【００７１】
上述した第２実施形態によれば、基準電圧として、ＣＶＳ１８により検出できた二次電池Ｃｅｏの両端電圧が入力される。これにより、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３とは別途に基準電圧を出力する基準電圧源８を設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００７２】
また、上述した第２実施形態によれば、μＣＯＭ１９は、ＣＶＳ１８により両端電圧が検出できる二次電池Ｃｅｏが複数あるとき、差電圧Ｖｍが所定範囲内となる、当該二次電池Ｃｅｏを基準電圧とすることができる。これにより、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧の検出精度をより一層、向上させることができる。
【００７３】
なお、上述した実施形態によれば、差電圧Ｖｍが所定範囲のときは二次電池Ｃｅｏを切り替えていたがこれに限ったものではない。切り替えは必須ではない。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  電池状態検出回路
１６  差動増幅回路
１８  ＣＶＳ（第２の電圧検出部、故障検出部）
１９  μＣＯＭ（状態検出部、第１の電圧検出部）
Ｃ１  第１のコンデンサ（コンデンサ）
Ｃｅ１〜Ｃｅ３  二次電池
Ｖｍ  差電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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