(57)【要約】【課題】複数の電池セルの内部抵抗をセル毎に検知できる電池監視装置の提供。【解決手段】電池監視装置２は、複数の電池セルの各々の端子間電圧を計測するセル電圧計測部２１と、少なくとも２以上の電池セルが直列接続している電池セル群の両端電圧を計測する第２電圧計測部２２と、組電池１０を流れる電流を計測する電流計測部２３と、演算部２４０とを備える。演算部２４０は、計測された端子間電圧に基づいて電池セルのセル電圧比をそれぞれ算出し、セル電圧比と計測された両端電圧とに基づいて、両端電圧計測時における電池セルのセル電圧演算値をそれぞれ算出し、両端電圧と電流値とをセットとして取得するためのトリガ信号Ｓvt，Ｓitを、第２電圧計測部２２および電流計測部２３にそれぞれ入力する。【選択図】図１
2015203593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された組電池を監視する電池監視装置であって、
前記複数の電池セルの各々の端子間電圧を計測する第１電圧計測部と、
前記複数の電池セルの内の、少なくとも２以上の電池セルが直列接続している電池セル群の両端電圧を計測する第２電圧計測部と、
前記組電池を流れる電流を計測する電流計測部と、
前記第１電圧計測部により計測された前記端子間電圧に基づいて、前記複数の電池セルのセル電圧比をそれぞれ算出するセル電圧比算出部と、
前記セル電圧比と前記第２電圧計測部で計測された両端電圧とに基づいて、前記両端電圧の計測時における前記複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ算出するセル電圧算出部と、
前記第２電圧計測部で計測される両端電圧と前記電流計測部で計測される電流値とをセットとして取得するためのトリガ信号を、前記第２電圧計測部および前記電流計測部にそれぞれ入力するトリガ信号発生部と、を備える電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記セットとして取得するためのトリガ信号は、前記第２電圧計測部および前記電流計測部の各計測時刻が実質的に等しくなるように入力時刻が調整されたトリガ信号である、電池監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第１電圧計測部は、応答時定数が前記第２電圧計測部の応答時定数よりも大きなセル電圧フィルタを備える、電池監視装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電池監視装置において、
前記第２電圧計測部の応答時定数が前記セル電圧フィルタの応答時定数の１／２以下である、電池監視装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第１電圧計測部は、低域遮断特性時間が端子間電圧計測期間の２倍以上であるセル電圧フィルタを備える、電池監視装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第２電圧計測部の伝達関数と前記電流計測部の伝達関数とは、それらの特性時定数が互いに等しい、電池監視装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電池監視装置において、
前記第２電圧計測部に設けられたアナログ・デジタル変換器と、前記電流計測部に設けられたアナログ・デジタル変換器とを、同一の集積回路上に形成した、電池監視装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記電池セル群における電池セルの個数は、前記組電池の電池セルの総数よりも少ない、電池監視装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記電流計測部に接続される電流計測素子が抵抗素子である、電池監視装置。
【請求項１０】
複数個の電池セルが直列に接続された組電池と、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電池監視装置と、を備える電池システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電池システムと、
前記電池システムから電力が供給されるインバータと、
前記インバータにより駆動される回転電機と、を備える電動車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の状態を監視する電池監視装置、電池システムおよび電動車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン２次電池やニッケル水素電池、鉛電池などの２次電池の電池セルを複数個直並列して構成した組電池は、通常、電池監視装置とともに用いられる。電池監視装置は、組電池を構成する各電池セルのセル電圧を検出したり、電池セルに流れる電流を検出したりすることで、電池の状態を検出する。これにより、組電池が適切な状態にあるかを監視する。電池監視装置によっては、適切な状態を保つために、通電状態を制御するなどの、制御装置としての働きを持つ場合もある。
【０００３】
一般的な電池監視装置では、各セルが過充電・過放電されていないかを知るために、各電池セルの電圧や通電電流を検知または計測する。また、電池の劣化状態を知るために、電池セルの内部抵抗を検知することもある。電池が劣化すると内部抵抗が上昇するので、内部抵抗を知ることで電池の劣化状態がわかるためである。
【０００４】
電池の内部抵抗の検出は、電池セルの電圧の測定値と通電電流の測定値とから求まる。ただし、この際、電圧検出手段にて電池セルのセル電圧を検出するタイミングと、電流検出手段にて電池セルを流れる電流を検出するタイミングとを同期させる必要がある。
【０００５】
一般的な電池状態検出回路では、複数の電池セルのセル電圧を順に計測する構成であるため、セル電圧の計測にはある時間幅のセル電圧計測期間が必要である。そのため、セル電圧の計測時刻と電流の計測時刻との同時性を、このセル電圧計測期間の時間幅よりも小さくすることは困難である。このため、従来の電池監視回路では、電圧と電流の計測時刻を電池セル毎に合わせることは困難であり、そのために、電池の内部抵抗をセル毎に測定することは難しい。
【０００６】
セル電圧の検出タイミングと電流の検出タイミングとを同期させる構成としては、電圧検出手段が設けられた監視回路中に電流検出手段を設け、監視回路側のクロックに基づいて、セル電圧の検出および電流の検出を実行する構成が考えられる。
【０００７】
しかし、このような構成では、監視回路にて電池セル毎にセル電圧を検出すると共に、電流を検出する必要があるため、監視回路で取り扱うデータが膨大になってしまうという問題がある。
【０００８】
これに対して、監視回路での電圧検出タイミングと制御回路での電流検出タイミングのずれを許容し、そのずれを補正する補正手段を用いる構成が特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１５４６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、検出タイミングのずれ幅と補正量との関係は、電流や電圧の変化速度に依存して変化するので、この方法では正確な補正を行うことができないという課題があった。特に、電流、電圧が急速に時間変化する場合に誤差が大きくなるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電池監視装置は、複数の電池セルが直列に接続された組電池を監視する電池監視装置であって、前記複数の電池セルの各々の端子間電圧を計測する第１電圧計測部と、前記複数の電池セルの内の、少なくとも２以上の電池セルが直列接続している電池セル群の両端電圧を計測する第２電圧計測部と、前記組電池を流れる電流を計測する電流計測部と、前記第１電圧計測部により計測された前記端子間電圧に基づいて、前記複数の電池セルのセル電圧比をそれぞれ算出するセル電圧比算出部と、前記セル電圧比と前記第２電圧計測部で計測された両端電圧とに基づいて、前記両端電圧の計測時における前記複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ算出するセル電圧算出部と、前記第２電圧計測部で計測される両端電圧と前記電流計測部で計測される電流値とをセットとして取得するためのトリガ信号を、前記第２電圧計測部および前記電流計測部にそれぞれ入力するトリガ信号発生部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る電池システムは、前記本発明に係る電池監視装置と、複数個の電池セルが直列に接続された組電池と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る電動車両駆動装置は、前記本発明に係る電池システムと、前記電池システムから電力が供給されるインバータと、前記インバータにより駆動される回転電機と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の電池セルの内部抵抗をセル毎に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、電動車両駆動装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、組電池１０の通電電流が変化したときのセル電圧の変化を示す図である。
【図３】図３は、図１に示したセル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬの典型的な構成例を示す図である。
【図４】図４は、セル電圧計測回路ＣＣ１における計測シーケンスを模式的に示す図である。
【図５】図５は、許容時間範囲Ｔpを説明する図である。
【図６】図６は、電池監視装置２における内部抵抗導出動作を説明する図である。
【図７】図７は、計測時刻ズレの許容値を説明する図である。
【図８】図８は、計測時刻ズレΔtと内部抵抗の計測誤差ΔＲとの関係を示す図である。
【図９】図９は、電池監視装置の第２の実施形態を示す図である。
【図１０】図１０は、電池監視装置の第３の実施形態を示す図である。
【図１１】図１１は、電池監視装置の第４の実施形態を示す図である。
【図１２】図１２は、第２電圧計測部２２の伝達関数ＧＶと電流計測部２３の伝達関数ＧＩとを、模式的に示した図である。
【図１３】図１３は、電池監視装置の第６の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施形態−
本発明に係る電池監視装置は、電池システム（蓄電装置とも呼ばれる）に設けられた組電池の電池状態を検出し、組電池を適切な状態に保つ装置である。図１は、本実施の形態の電池監視装置２が設けられた電池システム１を搭載する電動車両駆動装置１００を示したものである。ここで、電動車両駆動装置とは、ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(EV)などの電動車両を駆動する回転機システムである。
【００１５】
電動車両駆動装置１００には、電池監視装置２および組電池１０等を備える電池システム１、車両全体の制御を行う車両コントローラ３０、インバータ４０，回転電機５０等を備えている。電池システム１はリレー６０，６１を介してインバータ４０に接続されている。電池監視装置２は、インバータ４０及び上位の車両コントローラ３０との通信を、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信バスを介して行う。
【００１６】
回転電機５０はインバータ４０からの電力により駆動される。車両の発進および加速時には電池システム１から放電電力がインバータ４０を通じて回転電機５０に供給され、回転電機５０の駆動力によりエンジン（不図示）をアシストする。車両停止および減速時には、回転電機５０からの回生電力がインバータ４０を通じて電池システム１に設けられた組電池１０を充電する。なお、インバータ４０は、モータコントローラ４１を内蔵し、インバータ４０のＤＣ−ＡＣ変換およびＡＣ−ＤＣ変換を制御することによって、回転電機５０の駆動制御並びに組電池１０の充放電制御を行う。
【００１７】
電池システム１は、組電池１０、電池監視装置２，電流計測素子９を備えている。組電池１０は、最小単位である電池セルＣ（Ｃ(1)〜Ｃ(N)）が複数直列に接続されて構成されている。なお、本実施形態の組電池１０は、例えば、５０個〜１００個程度の電池セルＣが直列接続されて構成される。以下の説明では、組電池１０を構成する電池セルＣの個数をＮとし、以下では、Ｎ個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の一つを代表して表す場合には電池セルＣのように呼ぶ場合がある。組電池１０を構成する電池セルＣとしては、例えば充放電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。図１に示す例では、複数の電池セルＣを備える組電池１０は、所定数の電池セル（図１に示す例では４個）にグループ化された複数（図１に示す例ではＬ個）のセルブロックＢ１〜ＢＬを、直列に接続して成る接続体を構成している。
【００１８】
（電池監視装置２の構成）
電池監視装置２は、組電池１０の状態を監視する装置であり、組電池１０の各電池セルＣの過充電および過放電を検出する過充放電検出機能、組電池１０の各電池セルＣの内部抵抗を検知する内部抵抗検出機能等を有する。電池監視装置２は、セル電圧計測部２１、第２電圧計測部２２、電流計測部２３、制御部２４等を備える。
【００１９】
セル電圧計測部２１は、組電池１０を構成する各電池セルＣのセル毎の電圧（以下、セル電圧と呼ぶ）を計測する回路である。セル電圧計測部２１は、セルブロックＢ１〜ＢＬに対応する複数のセル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬを備えている。セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬは、４〜１２個程度の電池セルＣのセル電圧を計測できる回路であり、集積回路（ＩＣ）として構成されたものを用いてもよい。
【００２０】
第２電圧計測部２２は、組電池１０を構成するＮ個の電池セル全体の電圧（以下では総電圧Ｖｔと呼ぶ）を計測する回路である。Ｎ個の電池セルＣを組電池負極側から符号Ｃ(1)，Ｃ(2)，・・・・，Ｃ(N-1)，Ｃ(N)で表すと、第２電圧計測部２２の第２電圧入力端子２２０ａ，２２０ｂは、電池セルＣ(1)の負極と、電池セルＣ(N)の正極とにそれぞれ接続されている。各セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬは、セルブロックＢ１〜ＢＬ毎に各電池セルの電圧を測定する。なお、図示は省略したが、セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬは、各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のセル電圧のバランシング動作を行うバランシング抵抗とバランシングスイッチ、制御部２４と通信を行って制御を行うロジック部を備えている。
【００２１】
組電池１０に流れる電流を計測する電流計測部２３には、電流計測素子９から計測信号（電気信号）が入力される。電流計測素子９は、電流の大きさを電気信号に変換する素子であり、具体的には、ホール素子センサやシャント抵抗素子などがある。電流計測素子９からは電流の大きさに対応した電気信号が出力され、その電気信号は電流計測部２３で計測される。
【００２２】
なお、シャント抵抗素子は以下の点で、ホール素子センサに比べて優れている。シャント抵抗素子はオフセット電流が小さいので、組電池１０の充電状態（ＳＯＣ）を正確（高精度に）に計測することができる。また、シャント抵抗素子は応答特性（電流変化に対する電圧値の追従性）が速いので、電流計測部２３の測定時定数を速くすれば、それに応じて時間分解能を高くすることができる。すなわち、計測の同時性を達成しやすいという点で優れている。
【００２３】
制御部２４は電池監視装置２の全体の制御を行うものであり、例えば、セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬの動作制御や状態判定などを行う。制御部２４は、セル電圧計測部２１、第２電圧計測部２２、電流計測部２３のそれぞれから送られる信号を受け取り、それらの信号値を用いて、各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の内部抵抗を検知する。
【００２４】
組電池１０を構成する電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の個数Ｎが多い場合には、電池監視装置２内の高電圧側と低電圧側との接続に電気的絶縁が必要になる。例えば、リチウムイオン２次電池をＮ＝９６個直列に接続した場合を考える。この場合、組電池１０の両端の電圧は４００Ｖ程度になる。そのため、電池セルＣ(1)が接続されているセル電圧計測回路ＣＣ１と、電池セルＣ(N)が接続されているセル電圧計測回路ＣＣＬとでは、４００Ｖ程度の電圧差があることになる。したがって、セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬと制御部２４とを電気的に絶縁する必要がある。具体的には、図１に示すように、絶縁素子６を接続ライン（信号ライン）に挿入する。
【００２５】
同様に、第２電圧計測部２２と制御部２４との間、および電流計測部２３と制御部２４との間にも絶縁素子６を挿入する。これらの絶縁素子６は必要に応じて入れるものであって、例えばＮ＝４個の場合など、組電池１０の電圧が電気的絶縁を必要とするほど高くない場合には、絶縁素子６を入れる必要はない。
【００２６】
（電流変化に対する計測時刻ズレの説明）
電池システム１における組電池１０の通電電流の時間変化の、計測時刻ズレへの影響について説明する。図１に示す電動車両（ＨＥＶ）においては、電動車両の走行状態に応じて回転電機５０の出力トルクが時間的に変動する。例えば、回転電機５０によるエンジンのアシストが必要になると、回転電機５０の出力トルクが増加するため、それに応じてインバータ４０の出力電力が増加する。そして、インバータ４０への入力電流、すなわち、組電池１０の通電電流も増加する。逆に、電動車両が回生ブレーキを使用して回生状態になると、回転電機５０が発電機として動作して、回生電力が回転電機５０（発電機）からインバータ４０、そして組電池１０へと流れる。このため、組電池１０への充電電流が増加する。このように、電池システム１においては、組電池１０への通電電流が時間変化をする。
【００２７】
図２は、組電池１０の通電電流が変化したときのセル電圧の変化を示す図である。図２（ａ）は電流変化を示し、図２（ｂ）はセル電圧の変化を示す。図２（ａ）のように電流Ｉ(t)がある時刻でΔＩだけ変化すると、この時のセル電圧の変化は、図２（ｂ）に示すように電流変化に直ちに応答する成分と、時間的に遅れて変化する成分とで表される。直ちに応答する成分を直流内部抵抗成分（ＤＣＲ、Direct-Current Resistance)と呼び、遅れて変化する成分を分極成分（Polarization)と呼ぶ。直流内部抵抗成分は、電池セルＣの内部抵抗Ｒに起因する電圧変化であり、Ｒ×ΔＩで表される。分極成分は、電池セルＣが持つ静電容量やインダクタンス、さらには電解液中でのイオンの挙動などの要因に起因する電圧変化成分である。
【００２８】
ところで、電池監視装置２では、上述したように電池セルＣの内部抵抗の検知が行われる。内部抵抗は電池セルＣの電圧（セル電圧）と電池セルＣを流れる電流に基づいて算出されるので、内部抵抗を精度良く求めるためには、セル電圧および電流を正確に計測する必要がある。
【００２９】
ここで、図２に示したように、セル電圧計測部２１におけるセル電圧計測の時刻t1と、電流計測部２３における電流計測の時刻t0とがずれたと仮定する。そして、時刻t1でのセル電圧計測値ｖc(t1)と時刻t0での電流計測値Ｉ(t0)とから、電池セルＣの内部抵抗Ｒcをｖc(t1)／Ｉ(t0)として求めた場合を考える。ｖc(t1)は、時刻t0でのセル電圧値ｖc(t0)よりも小さいので、ｖc(t1)／Ｉ(t0)は正しい内部抵抗値（ｖc(t0)／Ｉ(t0)）よりも小さくなってしまう。このように、セル電圧の測定時刻と電流の測定時刻とにズレがあると、正しい内部抵抗を求めることが出来ない。
【００３０】
（セル電圧計測の所要時間）
次に、電池監視装置２におけるセル電圧計測について説明する。図３は、図１に示したセル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬの典型的な構成例を示す図である。セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬは同一構成であり、図３はセル電圧計測回路ＣＣ１を示している。なお、図１に示す例では、セルブロックＢ１を構成する電池セルＣの数を４個としているが、説明の関係上、図３では電池セルＣの数が６個の場合を示した。
【００３１】
前述の通り、セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬは４〜１２個程度の電池セルＣのセル電圧を計測することができ、計測する電池セルＣ(1)〜Ｃ(6)を選択する選択回路２１０と電圧検出回路２１１を備えている。具体的には、選択回路２１０としてはマルチプレクサなどが用いられ、電圧検出回路２１１は、一般的にアンプとアナログ・デジタル変換器で構成される。
【００３２】
図４は、図３に示すセル電圧計測回路ＣＣ１における、典型的な計測シーケンスを模式的に示した図である。図４（ａ）は電池セルＣ(1)〜Ｃ(6)のセル電圧計測タイミングを示すタイミングチャートであり、図４（ｂ）は電流の変化を示す。選択回路２１０は、図４（ａ）に示すように、電池セルＣ(1)→電池セルＣ(2)→電池セルＣ(3)→電池セルＣ(4)→電池セルＣ(5)→電池セルＣ(6)のように順に電池セルを選択する。そして、電圧検出回路２１１によりセル電圧を１セル毎に順に計測する。以下では、電圧検出回路２１１により計測されたセル電圧をセル電圧計測値と呼ぶことにする。
【００３３】
したがって、６個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(6)のセル電圧を計測する場合、セル電圧の計測に必要な時間（ここでは、セル電圧計測期間と呼ぶ）Ｔmは、１セルの計測所要時間の６倍の時間が必要になる。例えば、１セルの計測所要時間の典型的な値は２００μsなので、この場合、セル電圧計測期間Ｔmは１．２msとなる。
【００３４】
ここで、図４（ｂ）のように、セル電圧計測期間Ｔmの間に電流がΔＩだけ変化した場合を考える。時刻t0で電流を計測した場合、電池セルＣ(5)は電圧と電流が同時に計測される。しかし、電池セルＣ(2)の場合には、時刻t1においてセル電圧が計測されるので、電圧と電流が別時刻（時刻t1と時刻t0）に計測され、その間に電流がΔＩだけ変化している。そのため、電池セルＣ(2)に関しては、正しい内部抵抗が計測できないことになる。
【００３５】
そこで、本発明では、後述するように「セル電圧比」の時間変化が小さいことを利用して、セル電圧値と電流値とを実質的に同時に計測することを可能にした。これにより、図４（ｂ）のように電流が時間変化する場合であっても、セル毎に内部抵抗を精度良く計測することが可能になった。
【００３６】
本発明において、「セル電圧比」とは、Ｎ個のセル電圧計測値ｖc(1,t)〜ｖc(N,t)の総計に対する個々のセル電圧計測値の比率であり、本明細書では、時刻ｔにおける電池セルＣ(k)のセル電圧比をａ(k,t)と表すことにする。セル電圧比ａ(k,t)は、次式（１）により求まる。なお、式（１）において、ｖc(k,t)は時刻ｔにおける電池セルＣ(k)のセル電圧計測値である。
【数１】
2015203593.tif 000003
【００３７】
式（１）によりセル電圧比ａ(k,t)が求まると、そのセル電圧比と第２電圧計測部２２によって計測される総電圧Ｖtとから、次式（２）により各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のセル電圧を算出することができる。ここでは、式（２）により算出されるセル電圧ｖc(k,t0)を、セル電圧演算値と呼ぶことにする。式（２）において、時刻t0は第２電圧計測部２２による総電圧Ｖtの計測時刻である。一方、セル電圧比ａ(k,t2)における時刻t2は、各セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬにおける各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の計測時刻である。各セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬはほぼ同じタイミングでセル電圧計測を開始するので、Ｎ個のセル電圧計測値ｖc(1,t)〜ｖc(N,t)は、図４のセル電圧計測期間Ｔm内において計測される。
【数２】
2015203593.tif 000004
【００３８】
ここで重要なことは、セル電圧比ａ(k,t2)における計測時刻（セル電圧計測時刻）t2と総電圧Ｖtの計測時刻t0との時刻ズレが、後述する許容時間範囲Ｔpの期間内であれば許容されるということである。これは、後述するように、許容時間範囲Ｔpの期間においては、セル電圧比a(k,t2)の時間変化が充分に小さいためである。なお、式（１）によるセル電圧比ａ(k,t)の算出、および、式（２）による各電池セルＣ(k)のセル電圧演算値ｖc(k,t0)の算出は、制御部２４の演算部２４０において行われる。
【００３９】
（許容時間範囲Ｔp）
次に、セル電圧比a(k,t2)の時間変化が充分に小さいとみなせる許容時間範囲Ｔpについて、図５を用いて説明する。リチウムイオン電池の典型的な特性値を用いて、組電池１０の挙動を計算した結果、セル電圧比は１０msの時間範囲において、５×１０−６×ΔＩの誤差範囲で一定になることを発明者は見出した。ここで、ΔＩは、１０msの時間範囲での電流の変化量をアンペア単位（Ａ）で表した値である。
【００４０】
例えば、ΔＩ＝１００（Ａ）の場合、１０msの時間範囲におけるセル電圧比の誤差は５×１０−４＝０．０５％程度となる。なお、この誤差の計算に当たっては、電池セルＣの直流抵抗（ＤＣＲ）成分の他にも、分極成分（図２のＰ(t)）も考慮している。このことから、電池システムとして考えられる電流変化ΔＩが最大で１００（Ａ）程度であれば、１０msの時間範囲におけるセル電圧比の誤差は０．０５％程度であって、ほぼ一定とみなせるので、１０msを許容時間範囲Ｔpとすることができる。
【００４１】
ただし、許容時間範囲Ｔpは１０msに固定された値ではなく、許容される誤差範囲などにより変化する値である。例えば、０．３％程度の誤差を許容する電池監視装置の場合には、許容時間範囲Ｔpは５０msとなる。
【００４２】
このように、許容時間範囲Ｔpの期間内では、図５（ｃ）に示すようにセル電圧比ａ(k,t2)は一定であると見なせる。すなわち、許容時間範囲Ｔp内においてセル電圧比a(k,t2)および総電圧Ｖt(t0)を取得した場合には、式（２）に従ってセル電圧比ａ(k,t2)と総電圧Ｖt(t0)との積を求めることにより、図５（ｄ）に示すように、総電圧Ｖt(t0)の計測時刻t0に対応したセル電圧演算値vc(t0)が得られる。
【００４３】
（同時刻のセル電圧としてのセル電圧演算値）
上述したように、本実施の形態では、セル電圧比算出の際には、セル電圧計測部２１で計測されたセル電圧計測値ｖc(1,t)〜ｖc(N,t)に代えて、式（２）により算出されるセル電圧演算値ｖc(1,t0)〜ｖc(N,t0)を用いるようにした。これにより、第２電圧計測部２２による総電圧Ｖt(t0)の計測時刻t0と同時刻におけるセル電圧（すなわち、セル電圧演算値ｖc(1,t0)〜ｖc(N,t0)）を高精度に算出することができる。そして、算出されたセル電圧演算値ｖc(1,t0)〜ｖc(N,t0)と電流計測部２３で計測された電流値とに基づいて、各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の内部抵抗を求めるようにしている。
【００４４】
図６を参照しながら、電池監視装置２における内部抵抗導出動作を説明する。なお、図６に示す電池監視装置２では、説明を簡単にするために、セル電圧計測部２１に設けられた選択回路２１ａによりＮ個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のいずれか一つを選択し、選択した電池セルのセル電圧を電圧検出回路２１ｂで計測する構成に簡略化して示した。選択回路２１ａおよび電圧検出回路２１ｂは、図３に示した選択回路２１０および電圧検出回路２１１と同様の機能を有する回路である。
【００４５】
なお、本実施形態においても、図１に示したように、セル電圧計測部２１を複数個のセル電圧検出回路ＣＣ１〜ＣＣＬで構成しても良いことは言うまでもない。図９，図１０，図１１、図１３についても同様である。
【００４６】
セル電圧計測部２１は、選択回路２１ａにより電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)を順に選択し、選択回路２１ａにより選択された電池セルの電圧を電圧検出回路２１ｂにより計測する。セル電圧計測部２１の実際の構成は図１と同様なので、各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のセル電圧計測に要する時間は、前述したように１ms程度である。セル電圧計測部２１で計測されたセル電圧計測値は、信号線を介して制御部２４に転送される。
【００４７】
制御部２４の演算部２４０では、電圧検出回路２１ｂにより計測されたセル電圧計測値と上述した式（１）を用いて、セル電圧比ａ(k,t)を電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)毎に計算する。制御部２４は、電圧計測トリガ信号Ｓvtを第２電圧計測部２２に送信し、電流計測トリガ信号Ｓitを電流計測部２３に送信する。
【００４８】
第２電圧計測部２２は、電圧計測トリガ信号Ｓvtを受けて、時刻t0において第２電圧入力端子２２０ａ，２２０ｂ間の電圧を計測する。第２電圧入力端子２２０ａ，２２０ｂ間の電圧は組電池全体の端子間電圧であるから、総電圧Ｖt(t0)に対応する。計測された電圧値（すなわち総電圧Ｖt(t0)）は、制御部２４に送信される。電流計測部２３は、電流計測トリガ信号Ｓitを受けて、時刻t0における組電池１０の電流値を計測する。計測された電流値Ｉ(t0)は、制御部２４に送信される。制御部２４は、送信されたセル電圧比ａ(k,t)と総電圧Ｖt(t0)と式（２）式を用いて、各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の時刻t0におけるセル電圧演算値ｖc(k,t0)をそれぞれ算出する。
【００４９】
上述のように、第２電圧計測部２２と電流計測部２３はそれぞれトリガ信号Ｓvt，Ｓitを受けて計測を開始する。本明細書において、トリガ信号とは、パルス的な信号のみならず、ソフトウエア命令の送信信号も含む。すなわち、制御部２４に含まれるマイクロコンピュータから、第２電圧計測部２２と電流計測部２３のそれぞれに計測開始を指示するソフトウエア命令を送信し、このソフトウエア命令をトリガ信号として、第２電圧計測部２２と電流計測部２３とが、互いに計測時刻が等しくなるように計測する場合も、本発明に含まれる。
【００５０】
前述の通り、許容時間範囲Ｔpにおけるセル電圧比ａ(k,t)の時間変化は充分に小さいので、このようにして求めた複数のセル電圧演算値は、いずれも時刻t0（第２電圧計測部２２による総電圧計測時刻）に計測されるセル電圧に対応している。このようにして求めた時刻t0でのセル電圧演算値ｖc(k,t0)と、時刻t0での電流値Ｉ(t0)とを用いて、各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の内部抵抗を求める。この場合、セル電圧演算値ｖc(k,t0)と電流値Ｉ(t0)とは、いずれも時刻t0での値であるから、許容時間範囲Ｔpにおいてセル電圧や電流が時間変化をしていても、正しい（高精度な）内部抵抗が得られる。
【００５１】
（総電圧計測と電流計測の同時性について）
上述のように、複数の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)に関して同時刻におけるセル電圧（セル電圧演算値）が得られたので、さらに内部抵抗の演算誤差を低減するためには、総電圧計測と電流計測の同時性が問題となる。本実施の形態の特徴は、第２電圧計測部２２および電流計測部２３の計測時刻が、実質的に等しくなるように制御する点にある。
【００５２】
以下では、第２電圧計測部２２と電流計測部２３との計測時刻ズレがどれだけ許容されるかについて、すなわち、内部抵抗を所望の精度で算出するために許容される計測時刻ズレについて説明する。まず、図７（ｂ）に示すように、１msの期間で電流がΔＩ＝１００Ａ変化する場合を考える。そして、時刻ｔ1において電流を計測し、時刻ｔ2において電圧（総電圧Ｖt）を計測した場合を考える。図７（ｂ）は電流の変化を示し、図７（ａ）は電圧の変化を示す。
【００５３】
図８は、計測時刻ズレΔt＝t2−t1と、内部抵抗の計測誤差ΔＲとの関係を示したものである。電池セルの内部抵抗は±２０％の誤差範囲で計測するのが好ましいので、図８の関係から、許容される時刻ズレは±２００μs以内となる。この場合、本発明における「第２電圧計測部２２の計測時刻と電流計測部２３の計測時刻が実質同時」とは、時刻ズレが±２００μs以内であれば「同時」とみなすことを意味する。さらに、より好ましくは、内部抵抗を±１％の誤差範囲で計測したいので、許容される時刻ズレは±１０μs以内となる。
【００５４】
また、許容される時刻ズレは、計測する電流波形の最大変化速度にも依存する。例えば、第２電圧計測部２２と電流計測部２３に低域透過フィルタを設けて、観測する電圧波形と電流波形の時間変化を遅くした場合には、時間変化を遅くした分だけ許容される計測時刻ズレも大きくなる。この点を次に定量的に述べる。
【００５５】
ここで、観測する電流の最大時間変化量をＩmax’とすると、許容される計測時刻ズレΔtは次式（３）で表される。最大時間変化量Ｉmax’は次式（４）で定義される量であり、関数max(  )は、最大値を返す関数である。式（３）において、αは内部抵抗の計測値に許容される計測誤差であり、Ｉ0は平均電流値である。上述したように、許容される計測誤差αは、好ましくは±２０％であり、さらに好ましくは±１％である。式（３）から分かるように、低域透過フィルタを設けると電流波形の時間変化であるＩmax’が小さくなるので、許容される時刻ズレΔｔは大きくなる。
【数３】
2015203593.tif 000005
【００５６】
−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態について、図９を用いて説明する。上述した第１の実施形態では、セル電圧比ａ(k,t)と第２電圧計測部２２により計測された総電圧Ｖt（組電池全体の電圧）とに基づいて、電流計測時刻と実質同時刻におけるセル電圧を式（２）により算出した。以下に説明する第２の実施形態では、第２電圧計測部２２で計測される電圧として、組電池１０の総電圧Ｖtではなく中間電圧Ｖm（直列接続されたＭ個の電池セルの電圧：Ｍは２〜Ｎ−１の自然数）を用いるようにした。
【００５７】
なお、図９に示す電池監視装置２では、説明を簡単にするために、セル電圧計測部２１に設けられた選択回路２１ａによりＮ個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のいずれか一つを選択し、選択した電池セルのセル電圧を電圧検出回路２１ｂで計測する構成に簡略化して示した。本実施形態においても、図１に示したように、セル電圧計測部２１を複数個のセル電圧検出回路ＣＣ１〜ＣＣＬで構成しても良いことは言うまでもない。
【００５８】
図９に示す例では、第２電圧入力端子２２０ａを電池セルＣ(1)の負極側に接続し、第２電圧入力端子２２０ｂを電池セルＣ(2)の正極側に接続しており、電池セルＣ(1)の電圧と電池セルＣ(2)の電圧との和が中間電圧Ｖmとして計測される。第２の実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、第２電圧計測部２２および電流計測部２３は、互いに計測時刻が実質的に等しくなるようにトリガ信号Ｓvt，Ｓitを受けて計測を行う。
【００５９】
本実施形態では、以下のようにして時刻t0（第２電圧計測部２２での電圧計測時刻）におけるセル電圧vc(k,t0)を算出する。例えば、１番目の電池セルＣ(１)からＭ番目の電池セルＣ(Ｍ)までのＭ個の電池セルの両端電圧を中間電圧Ｖmとする場合、中間電圧Ｖm(t0)と上述した総電圧Ｖt(t0)とは以下の式（５）で関係付けられる。上述した式（３）に式（５）から求まる総電圧Ｖt(t0)を代入すると、セル電圧vc(k,t0)は次式（６）により求まる。式（６）において、Ｂ(t2)はセル電圧比から算出される補正係数であり、次式（７）で定義される。
【数４】
2015203593.tif 000006
2015203593.tif 000007
【００６０】
式（６）からも分かるように、補正係数Ｂ(t2)は、セル電圧比から算出されるものなので、セル電圧比と同様に許容期間範囲Ｔpでは一定と見なすことができる。したがって、式（６）に示したように、時刻t0で計測した中間電圧Ｖm(t0)から、時刻t0でのセル電圧演算値vc(k,t0)が求まる。補正係数Ｂ(t2)の算出処理を行うタイミングは、セル電圧計測部２１において各々の電池セルのセル電圧Ｃ(1)〜Ｃ(N)を計測した時点で算出すればよい。補正係数Ｂ(t2)の演算は制御部２４の演算部２４０において行われる。図９に示す例では、電池セルＣ(1)〜Ｃ(2)の両端電圧を中間電圧Ｖmとして用いたが、組電池１０のうち連続する任意のＭ個の両端電圧を中間電圧として用いることができる。例えば、ｉ番目の電池セルＣ(i)からｉ＋Ｍ番目の電池セルＣ(i＋Ｍ)までのＭ個の電池セルの両端電圧を中間電圧Ｖmとする場合、補正係数Ｂ(t2)として、式（７）の分母の総和（Σ）として、ｊ＝ｉからｊ＝Ｍ＋ｉまでの総和を取ればよい。
【００６１】
本実施の形態では、総電圧Ｖt(t0)の代わりに中間電圧Ｖm(t0)を用いることにより、第２電圧計測部２２で計測すべき電圧値の大きさが、総電圧Ｖt(t0)を計測する場合と比べて小さくなるので、電圧計測回路が作りやすくなるという効果がある。特に、回路に要求される絶縁耐圧が小さくなるので、第２電圧計測部２２の回路面積を小さくできる。
【００６２】
−第３の実施形態−
本発明による電池監視装置の第３の実施形態について、図１０を用いて説明する。本実施の形態では、図１０に示すように、セル電圧計測部２１はセル電圧フィルタ２１ｃを備えている。セル電圧フィルタ２１ｃは、セル電圧の信号を時間的に平均化する働きをするフィルタであり、典型的には低域透過フィルタが用いられる。前述したようにセル電圧比ａ(k,t)は時間的な変化が遅いので、セル電圧を計測するセル電圧計測部２１は応答時間が遅くても良い。そのため、セル電圧フィルタ２１ｃを設けてセル電圧信号を時間的に平均化することで、電気的なノイズが低減され、セル電圧比ａ(k,t)を正確に測定することができる。
【００６３】
なお、図１０に示す電池監視装置２では、説明を簡単にするために、セル電圧計測部２１に設けられた選択回路２１ａによりＮ個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のいずれか一つを選択し、選択した電池セルのセル電圧を電圧検出回路２１ｂで計測する構成に簡略化して示した。本実施例においても、図１に示したように、セル電圧計測部２１を複数個のセル電圧検出回路ＣＣ１〜ＣＣＬで構成しても良いことは言うまでもない。
【００６４】
さらに、図４に示したように、セル電圧の測定にはセル電圧計測期間Ｔmの時間を要する。このセル電圧計測期間Ｔmの期間においては、セル電圧が変化しない方が正確なセル電圧が計測できる。そのため、セル電圧フィルタ２１ｃを設けて信号帯域を制限して信号を平滑化することで、セル電圧比ａ(k,t)の精度を高めることができる。さらにこの効果をより高めるためには、セル電圧計測期間Ｔmにおけるセル電圧信号の時間変化が小さくなるようにセル電圧フィルタの特性時定数を定めることが、好ましい。具体的には、セル電圧フィルタ２１ｃの低域透過時定数をセル電圧計測期間Ｔmの２倍以上に設定することが好ましい。このようにすることで、セル電圧計測期間Ｔmの間に電流が変化しても、セル電圧フィルタ通過後の電圧信号はほとんど変化しないので、セル電圧比ａ(k,t)を精度良く求めることが出来る。
【００６５】
なお、セル電圧計測期間Ｔmとは、組電池１０を構成する電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の電圧を一通り計測するのに要する時間を指す。例えば、図１に示したように、セル電圧計測部２１が複数のセル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬで構成され、それぞれのセル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬが、図３に示したように、マルチプレクサなどの選択回路２１０と電圧検出回路２１１とで構成された場合を考える。セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬにトリガ信号を与えることで、それぞれのセル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬはほぼ同時に計測を開始することが出来るので、各セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬが接続された電池セルのセル電圧を一通り計測する時間がセル電圧計測期間Ｔmとなる。図１の場合には、セルＣ(1)〜セルＣ(4)を測るまでの期間がセル電圧計測期間Ｔmである。
【００６６】
なお、セル電圧計測回路ＣＣ１〜ＣＣＬの構成によっては、この期間の後に、ゼロ点補正を行うなどの回路校正処理を行う場合もあるが、その回路校正処理期間は、セル電圧計測期間Ｔmには含まない。なぜなら、回路校正処理の間に、セル電圧値が変動しても、セル電圧の計測には影響しないからである。
【００６７】
−第４の実施形態−
本発明による電池監視装置の第４の実施形態を、図１１を用いて説明する。本実施の形態では、第２電圧計測部２２にも低域透過特性を持つ第２電圧入力フィルタ２２ａを設け、セル電圧フィルタ２１ｃの特性時定数と第２電圧入力フィルタ２２ａの特性時定数とが互いに異なるように設定した。第２電圧計測部２２に入力された電圧信号は、第２電圧入力フィルタ２２ａを経由した後、ＡＤ変換器である電圧検出回路２２ｂに入力され、アナログ信号がデジタル信号に変換される。なお、電流計測部２３には電流入力フィルタ２３ａが設けられている。
【００６８】
なお、図１１に示す電池監視装置２では、説明を簡単にするために、セル電圧計測部２１に設けられた選択回路２１ａによりＮ個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のいずれか一つを選択し、選択した電池セルのセル電圧を電圧検出回路２１ｂで計測する構成に簡略化して示した。本実施例においても、図１に示したように、セル電圧計測部２１を複数個のセル電圧検出回路ＣＣ１〜ＣＣＬで構成しても良いことは言うまでもない。
【００６９】
図１１のように、第２電圧計測部２２に第２電圧入力フィルタ２２ａを設けることによって、上述のようにセル電圧フィルタ２１ｃの特性時定数が長い場合であっても、第２電圧計測回路２２の第２電圧入力フィルタ２２ａの特性時定数を短く設定することが出来る。図５を用いて説明したように、本発明におけるセル電圧（上述した式（２）や式（６）により算出されるセル電圧演算値）の測定時定数は、第２電圧計測回路２２の応答時定数で支配される。そのため、上述のように第２電圧入力フィルタ２２ａの特性時定数をセル電圧フィルタ２１ｃの特性時定数よりも短く設定することにより、セル電圧フィルタの特性時定数を長くしても、セル電圧を第２電圧計測回路の応答時定数で測定することが出来る。
【００７０】
前述の通り、セル電圧比ａ(k,t)を精度良く計測出来るという観点から、セル電圧フィルタ２１ｃの特性時定数は長くするのが好ましい。したがって、本実施形態の構成によれば、高い測定精度と高速な応答特性とを両立させることが可能になる。この効果をさらに高めるために、さらに好ましくは、第２電圧計測部２２の第２電圧フィルタ２２ａの特性時定数を、セル電圧フィルタ２１ｃの特性時定数の１／２以下にすると良い。
【００７１】
−第５の実施形態−
本発明による電池監視装置の第５の実施形態では、図１における第２電圧計測部２２および電流計測部２３の応答特性を互いに等しくしたことを特徴とする。ここで「応答特性を互いに等しく」とは、第２電圧計測部２２の伝達関数の特性周波数と電流計測部２３の伝達関数の特性周波数とを互いに等しくすることである、と定義する。各計測部の伝達関数とは、その計測部への入力信号と出力信号の電圧振幅の比率である。伝達関数はゲインとも呼ぶ。
【００７２】
図１２は、第２電圧計測部２２の伝達関数ＧＶと電流計測部２３の伝達関数ＧＩとを、模式的に示した図である。図１２において、横軸は周波数を対数軸で示しており、縦軸は電圧振幅の比率を対数軸で示している。図１２に示す伝達関数ＧＶ，ＧＩは、低域（周波数が低い領域）では一定値を取るが、高域（周波数が高い領域）では、周波数が高いほど小さくなるという特性を示す。これが低域透過特性である。
【００７３】
伝達関数の特性周波数fc (characteristic frequency」とは、本明細書においては、一般的な規約に従い、伝達関数の振幅が３ｄＢ低下する周波数と定義する。「３ｄＢ低下する」とは、「振幅が１／√２になる」ことである。そして、特性時定数τcは次式（８）で定義する。
【数５】
2015203593.tif 000008
【００７４】
次に、「特性周波数を互いに等しくする」の許容範囲を説明する。伝達関数が１次の低域透過特性（Low-Pass filter)を持つ場合を説明する。この場合、伝達関数は次式（９）で表される。ここで、|Ｇ0|は、低周波数領域でのゲインを表す。すなわち、Ｇ0＝Ｇ(f→0)である。
【数６】
2015203593.tif 000009
【００７５】
図１２に示すように、第２電圧計測部２２の伝達関数ＧＶの特性周波数をｆc(V)とし、電流計測部２３の伝達関数ＧＩの特性周波数をｆc(I)とする。ｆ≫ｆc(V)、ｆ≫ｆc(V)を満たす周波数ｆにおけるゲイン誤差ΔＧは、次式（１０）で表される。式（１０）からわかるように、本来のゲインである｜ＧV0／ＧI0｜にβを乗じたものが計測誤差であるから、式（１１）で定義されるβは、特性周波数が互いに異なることに起因する計測誤差を表す。
【数７】
2015203593.tif 000010
【００７６】
計測誤差は好ましくは±２０％以下にしたいので、式（１１）からわかるように、第２電圧計測部２２と電流計測部２３の特性周波数は±２０％の範囲で互いに等しいことが好ましい。さらに好ましくは、計測誤差を±５％以下にしたいので、式（１１）からわかるように、第２電圧計測部２２と電流計測部２３の特性周波数は±５％の範囲で互いに等しいことが好ましい。
【００７７】
低域透過特性の特性周波数よりも高い周波数領域では、出力信号振幅は入力信号振幅よりも減衰する。しかし、伝達関数の特性周波数を第２電圧計測部２２と電流計測部２３とで互いに等しく設定すると、式（１０）、（１１）において、β＝１になるので、特性周波数よりも高い周波数領域でも電圧信号と電流信号の振幅比は正しい値になる。したがって、電池セルの内部抵抗を正しく計測することが出来る。このように、伝達関数の特性周波数（すなわち、特性時定数τc）を第２電圧計測部２２と電流計測部２３とで互いに等しく設定することにより、特性周波数が低い（特性時定数の長い）計測回路を用いても、内部抵抗を正確に求めることができるという効果がある。
【００７８】
−第６の実施形態−
本発明による電池監視装置の第６の実施形態を、図１３を用いて説明する。第６の実施形態の電池監視装置２では、第２電圧計測部２２の電圧検出回路（デジタル・アナログ変換器）２２ｂと、電流計測部２３の電流検出回路（電流ＡＤ変換器）２３ｂとを同一の集積回路（ＩＣ）２５上に形成した。集積回路２５は、電圧検出回路２２ｂおよび電流検出回路２３ｂを制御するＡＤ変換制御部２５０を備えている。このように、電圧検出回路２２ｂおよび電流検出回路２３ｂを同一集積回路２５上に形成することで、第２電圧計測部２２と電流計測部２３の同時測定性能を高めたり、伝達関数の特性を互いに等しくすることが容易になる。
【００７９】
なお、図１３に示す電池監視装置２では、説明を簡単にするために、セル電圧計測部２１に設けられた選択回路２１ａによりＮ個の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のいずれか一つを選択し、選択した電池セルのセル電圧を電圧検出回路２１ｂで計測する構成に簡略化して示した。本実施例においても、図１に示したように、セル電圧計測部２１を複数個のセル電圧検出回路ＣＣ１〜ＣＣＬで構成しても良いことは言うまでもない。
【００８０】
電圧検出回路２２ｂおよび電流検出回路２３ｂは、それぞれＡＤ変換制御部２５０からのトリガ信号を受けてＡＤ変換を開始する。ＡＤ変換制御部２５０は、電圧検出回路２２ｂおよび電流検出回路２３ｂの変換タイミングが互いに等しくなるようにトリガ信号を発生する。さらには、電圧検出回路２２ｂおよび電流検出回路２３ｂが同一のトリガ信号で変換を開始するように構成するのが好ましい。
【００８１】
また、電圧検出回路２２ｂおよび電流検出回路２３ｂに、ΔΣ型のＡＤ変換器を用いるのが好ましい。ΔΣ型のＡＤ変換器を用いると、高精度なＡＤ変換を行えるので好ましい。
【００８２】
さらに好ましくは、ΔΣ型のＡＤ変換器のデシメーション・フィルタを電圧検出回路２２ｂと電流検出回路２３ｂとで同じ特性のデシメーション・フィルタとすることで、これら２つのＡＤ変換器の伝達関数を互いに等しくすることができる。
【００８３】
また、図１１に示すように、第２電圧計測部２２と電流計測部２３のそれぞれに入力フィルタ（第２電圧入力フィルタ２２ａ、電流入力フィルタ２３ａ）を設けても良い。この場合、第２電圧計測部２２が備える第２電圧入力フィルタ２２ａの特性周波数と、電流計測部２３が備える電流入力フィルタ２３ａの特性周波数とが、互いに等しくなるように構成すると、さらに好ましい。
【００８４】
以上説明したように、複数の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)が直列に接続された組電池１０を監視する電池監視装置２は、電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の各々の端子間電圧を計測するセル電圧計測部２１と、電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の内の、少なくとも２以上の電池セルが直列接続している電池セル群の両端電圧を計測する第２電圧計測部２２と、組電池１０を流れる電流を計測する電流計測部２３と、セル電圧計測部２１により計測された端子間電圧に基づいて、電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のセル電圧比ａ(k,t)をそれぞれ算出するセル電圧比算出部としての演算部２４０と、セル電圧比ａ(k,t)と第２電圧計測部２２で計測された両端電圧とに基づいて、両端電圧計測時における電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のセル電圧演算値vc(k,t0)をそれぞれ算出するセル電圧算出部としての演算部２４０と、第２電圧計測部２２で計測される両端電圧と電流計測部２３で計測される電流値とをセットとして取得するためのトリガ信号Ｓvt，Ｓitを、第２電圧計測部２２および電流計測部２３にそれぞれ入力するトリガ信号発生部としての制御部２４と、を備える。
【００８５】
各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)のセル電圧演算値vc(k,t0)は、セル電圧比ａ(k,t)と第２電圧計測部２２で計測された両端電圧とに基づいて算出されるので、同一時刻におけるセル電圧とみなすことができ、複数のセル電圧の計測時刻と電流の計測時刻と一致させることが可能となる。両端電圧と電流計測部２３で計測される電流値とをセットとして取得するためのトリガ信号とは、内部抵抗算出に要求されるセル電圧および電流値が取得されるようにトリガ信号を発生させること意味し、両端電圧及び電流値の計測時刻が同時刻又はほぼ同時刻となるように制御される。それにより、セル電圧演算値vc(k,t0)と計測された電流値とによって算出される内部抵抗値の算出誤差を低減することができる。
【００８６】
さらに、セットとして取得するためのトリガ信号Ｓvt，Ｓitを、第２電圧計測部２２および電流計測部２３の各計測時刻が実質的に等しくなるように入力時刻が調整されたトリガ信号とすることで、内部抵抗値をより高精度に算出することができる。
【００８７】
なお、図９に示すように前記電池セル群における電池セルの個数を組電池１０の電池セルの総数よりも少なくし、総電圧Ｖt(t0)の代わりに中間電圧Ｖm(t0)を用いることで、第２電圧計測部２２で計測すべき電圧値の大きさが、総電圧Ｖt(t0)を計測する場合と比べて小さくなり、例えば、回路に要求される絶縁耐圧が小さくなり、第２電圧計測部２２の回路面積を小さくできる。逆に、図１のように総電圧Ｖt(t0)を用いることで、セル電圧演算値vc(k,t0)の演算負荷を低減することができる。
【００８８】
また、図１に示す電動車両駆動装置１００の電池システム１では、上述のような電池監視装置２を備えることにより、複数の電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の内部抵抗をセル毎に計測できるので、組電池１０を構成する各電池セルＣ(1)〜Ｃ(N)の劣化度をそれぞれ高精度に測定することができる。すなわち、電池の劣化度を各セル毎にモニタできるので、高精度に電池を制御できる。
【００８９】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、電動車両駆動装置の電池システムに設けられた電池監視装置を例に説明したが、本発明は、電動車両駆動装置に限らず、種々の装置の電池システムに設けられる電池監視装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１…電池システム、２…電池監視装置、９…電流計測素子、１０…組電池、２１…セル電圧計測部、２１ｃ…セル電圧フィルタ、２２…第２電圧計測部、２２ａ…第２電圧入力フィルタ、２２ｂ，２１１…電圧検出回路、２３ａ…電流入力フィルタ、２３ｂ…電流検出回路、２３…電流計測部、２４…制御部、２５…集積回路、３０…車両コントローラ、４０…インバータ、５０…回転電機、１００…電動車両駆動装置、２１０…選択回路、２４０…演算部、Ｃ，Ｃ(1)〜Ｃ(N) …電池セル、ＣＣ１〜ＣＣＬ…セル電圧計測回路、Ｓit…電流計測トリガ信号、Ｓvt…電圧計測トリガ信号
【図１】
2015203593.tif 000011
【図２】
2015203593.tif 000012
【図３】
2015203593.tif 000013
【図４】
2015203593.tif 000014
【図５】
2015203593.tif 000015
【図６】
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【図７】
2015203593.tif 000017
【図８】
2015203593.tif 000018
【図９】
2015203593.tif 000019
【図１０】
2015203593.tif 000020
【図１１】
2015203593.tif 000021
【図１２】
2015203593.tif 000022
【図１３】
2015203593.tif 000023