(57)【要約】【課題】電池電圧を高精度に検出可能なリチウムイオン電池用電圧検出回路を提供する。【解決手段】制御回路１０は、組電池のアナログ電圧から少なくとも測定対象のリチウムイオン電池１のアナログ電圧を分離するセル電圧変換回路２及びマルチプレクサ３と、アナログ電圧をデジタル電圧に変換するＡＤコンバータと、分離されたアナログ電圧とＡＤコンバータの電圧分解能より小さい一定値単位のアナログ電圧とを加算又は減算してＡＤコンバータに出力する加算回路５と、ＡＤコンバータからの電圧を複数回測定し、その平均値を測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出するマイコン４と、を備える。加算回路５の−端子には、分圧回路６で分圧されたＤＡコンバータからの出力電圧が入力される。【選択図】図１
2005106504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のリチウムイオン電池を直列に接続した組電池の各リチウムイオン電池の電圧を検出するリチウムイオン電池用電圧検出回路であって、
前記組電池のアナログ電圧から少なくとも測定対象のリチウムイオン電池のアナログ電圧を分離する電圧分離手段と、
アナログ電圧をデジタル電圧に変換する電圧変換手段と、
前記電圧分離手段で分離されたアナログ電圧と、前記電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位のアナログ電圧とを加算又は減算して前記電圧変換手段に出力する演算手段と、
前記電圧変換手段で変換されたデジタル電圧を複数回測定し、該測定した複数回の平均値を前記測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出する電圧測定手段と、
を備えたリチウムイオン電池用電圧検出回路。
【請求項２】
前記組電池を電源とするシステムが起動後の一定時間のみ、前記演算手段は、前記電圧分離手段で分離されたアナログ電圧と、前記電圧変換手段からの出力電圧とを前記電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位で加算又は減算して前記電圧変換手段に出力し、前記電圧測定手段は、前記電圧変換手段で変換されたデジタル電圧を複数回測定し、該測定した複数回の平均値を前記測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出することを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池用電圧検出回路。
【請求項３】
前記演算手段は、前記電圧分離手段で分離されたアナログ電圧に、ＤＡコンバータから出力された電圧を分圧する分圧回路からのアナログ電圧を加算又は減算する加算回路又は減算回路であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン電池用電圧検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池用電圧検出回路に係り、特に、複数個のリチウムイオン電池を直列に接続した組電池の各リチウムイオン電池の電圧を検出するリチウムイオン電池用電圧検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池は、携帯電話あるいはノートパソコンといった比較的作動電圧の低い用途で使用されており、リチウム電池（単電池）の直列数も４直列までがほとんどであった。リチウムイオン電池用制御回路には、直列接続された各単電池の電圧を計測して各単電池の電圧をほぼ一定となるように制御する方式が用いられている。各単電池の電圧を測定するのは、安全性に影響を及ぼす過充電状態を確実に検出するためと、単電池電圧のバラツキをなくして電池の寿命と入出力特性を最大限に引き出すためである。
【０００３】
ところが近年利用される用途として、電気自動車用や据置用などの場合には、リチウムイオン電池の直列数が増えている。このような用途では、８直列単位程度で一つの制御回路を設ける例が多い。一般に、直列数が多いと、単電池電圧を精度良く検出するのが困難となる。
【０００４】
これを解決するために、分圧回路と差動増幅とを組み合わせてＡＤコンバータで単電池電圧を測定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、ＡＤコンバータに、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）に内蔵可能な１０ｂｉｔ程度のものが用いられている。また、単電池の最大電圧が４．２Ｖ程度のため、基準電圧源を５Ｖとしている。この場合の分解能は４．８８ｍＶ／ｂｉｔであり、単電池電圧検出精度は±５０ｍＶ程度の値である。
【０００５】
また、全単電池の電圧を測定するのは、単電池間の容量バラツキをなくす容量調整のためにも必要である。そのための方法として、単電池にスイッチを介して単電池の容量を調整する容量調整用抵抗を並列に接続して、電圧の高い単電池のスイッチをオン状態とすることで該単電池を放電させ、単電池間の電圧差を小さくする容量調整技術が開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。特に、開路電圧と充電レベルとの相関性の高い非晶質系炭素を負極活物質に用いたリチウムイオン電池用の制御回路では、このような容量調整技術で単電池電圧のバラツキを小さくして単電池の残存容量差を少なくする制御が行われている。図２に、非晶質系炭素を負極活物質に用いたリチウムイオン電池の開回路電圧と残存容量率との関係を示す特性図を示す。なお、本発明に関連する技術として、高精度の抵抗を使用せずに必要な電圧検出精度を確保するセル電圧検出回路が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３１７７号公報
【特許文献２】特開２０００−９２７３２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３１１７８号公報
【特許文献４】特開２０００−２７７１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図２に示すように、非晶質系炭素材料を負極活物質に用いたリチウムイオン電池では、満充電状態に近づくほど開放電圧−残存容量の傾きが大きくなるため、従来の容量調整技術で満充電状態から容量調整を行うと単電池間の容量のバラツキが大きくなる、という問題があった。また、一般に、電池電圧値の測定はＡＤコンバータを介して行われるが、ＡＤコンバータの分解能が大きいと量子化誤差が容量調整量の誤差となるため、容量調整の精度に悪影響を及ぼす。
【０００８】
図３は、開回路電圧の測定誤差が±５０ｍＶの残存容量の誤差の関係を示している。図３に示すように、満充電に近いほど開回路電圧の誤差が残存容量の誤差に与える影響は大きくなり、満充電状態では±１０％以上の値となる。従って、電圧検出回路の誤差が±５０ｍＶの場合、満充電状態から容量調整を行うと、電池電圧が全て揃っていたとしても残存容量で±１０％もバラツキが生じてしまう。更に付言すると、図４は、電圧検出精度が最大５０ｍＶの電圧検出回路を用いて従来の容量調整技術で容量調整を繰り返した場合の残存容量比の推移を示す特性線図である。リチウムイオン電池には定格容量９０Ａｈの電気自動車用のものを用いた。この特性線図は、全単電池の残存容量が５０％の状態から平均の残存容量が５０％の状態を保ったまま５ｈ毎に容量調整を行った場合のものである。残存容量は、電池の開回路電圧から推定した値である。図４に示すように、残存容量比が５０％程度の場合には、単電池電圧の検出精度が５０ｍＶ程度存在しても単電池の残存容量は±２％以内に揃っている。一方、図５は、同一の条件で、平均の残存容量を８０％として容量調整を繰り返した場合の残存容量の推移を示す特性線図である。容量調整を繰り返す度に残存容量のバラツキは大きくなり、２０回容量調整を繰り返した後の各電電値の残存容量のバラツキは、平均値からの最大の偏差が５％に達している。このようなバラツキは、満充電となる頻度の高い電気自動車用などでは特に問題となる。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、満充電状態から容量調整を行っても残存容量のバラツキが小さくなるようにリチウムイオン電池の電圧を高精度に検出可能なリチウムイオン電池用電圧検出回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、複数個のリチウムイオン電池を直列に接続した組電池の各リチウムイオン電池の電圧を検出するリチウムイオン電池用電圧検出回路であって、前記組電池のアナログ電圧から少なくとも測定対象のリチウムイオン電池のアナログ電圧を分離する電圧分離手段と、アナログ電圧をデジタル電圧に変換する電圧変換手段と、前記電圧分離手段で分離されたアナログ電圧と、前記電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位のアナログ電圧とを加算又は減算して前記電圧変換手段に出力する演算手段と、前記電圧変換手段で変換されたデジタル電圧を複数回測定し、該測定した複数回の平均値を前記測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出する電圧測定手段と、を備える。
【００１１】
本発明では、電圧分離手段により組電池のアナログ電圧から少なくとも測定対象のリチウムイオン電池のアナログ電圧が分離され、演算手段により電圧分離手段で分離されたアナログ電圧と、電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位のアナログ電圧とが加算又は減算されて電圧変換手段に出力される。演算手段から出力されたアナログ電圧は電圧変換手段によりデジタル電圧に変換され、電圧測定手段により、電圧変換手段で変換されたデジタル電圧が複数回測定され、該測定された複数回の平均値が測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出される。本発明によれば、演算手段で、測定対象のリチウムイオン電池のアナログ電圧に、電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位のアナログ電圧を加算又は減算を行いながら、電圧測定手段で、電圧変換手段により変換されたデジタル電圧を複数回測定し、該測定された複数回の平均値を測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出するため、電圧変換手段の分解能よりも見かけ上の電圧分解能が高くなるので、測定対象のリチウムイオン電池の電圧を高精度に検出することができる。従って、満充電状態から容量調整を行っても残存容量のバラツキを少なくすることができる。
【００１２】
本発明において組電池を電源とするシステムが起動後の一定時間のみ、演算手段は、電圧分離手段で分離されたアナログ電圧と、電圧変換手段からの出力電圧とを電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位で加算又は減算して電圧変換手段に出力し、電圧測定手段は、電圧変換手段で変換されたデジタル電圧を複数回測定し、該測定した複数回の平均値を測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出するようにすれば、分解能を上げた測定をシステムが起動後の一定時間内に限定されるので、例えば、電圧測定手段にマイコン等を用いた場合に、定常動作においてマイコン動作の負荷率を下げ、制御プログラムの動作に余裕を持たせることができる。また、演算手段には、電圧分離手段で分離されたアナログ電圧に、ＤＡコンバータから出力された電圧を分圧する分圧回路からのアナログ電圧を加算又は減算する加算回路又は減算回路を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、演算手段で、測定対象のリチウムイオン電池のアナログ電圧に、電圧変換手段の電圧分解能より小さい一定値単位のアナログ電圧を加算又は減算を行いながら、電圧測定手段で、電圧変換手段により変換されたデジタル電圧を複数回測定し、該測定された複数回の平均値を測定対象のリチウムイオン電池の電圧として検出するため、電圧変換手段の分解能よりも見かけ上の電圧分解能が高くなるので、測定対象のリチウムイオン電池の電圧を高精度に検出することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明が適用可能なリチウムイオン電池用制御回路（以下、制御回路という。）の実施の形態について説明する。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の制御回路１０は、リチウムイオン電池１が８直列に接続された組電池の各リチウムイオン電池１（以下、単電池１という。）の電池電圧を検出し、各単電池１の容量調整の制御を行う回路である。
【００１６】
組電池を構成する単電池１には、一例として、リチウムマンガン複酸化物等を正極活物質とし、非晶質炭素等を負極活物質とした円柱状リチウムイオン二次電池を挙げることができるが、本実施形態の制御回路１０の電圧検出対象の単電池は、活物質、形状、容量等に制限を受けるものではない。
【００１７】
各単電池１の正極端子及び負極端子は、例えば、複数の差動増幅器及び抵抗を有して構成され、各単電池１の電池電圧を組電池の−端子基準の電圧に変換するセル電圧変換回路２に接続されている。セル電圧変換回路２の出力端子は、後述するように電圧検出対象の単電池を選択可能なマルチプレクサ３の入力端子に接続されている。セル電圧変換回路２及びマルチプレクサ３は、本発明の電圧分離手段として機能する。
【００１８】
マルチプレクサ３の出力端子は、演算手段としての加算回路５の入力端子（＋端子）に接続されている。加算回路５の出力端子は、マイコン４に内蔵された電圧変換手段としてのＡＤコンバータの入力端子に接続されている。また、マイコン４は、ＤＡコンバータを内蔵しており、ＤＡコンバータの出力端子は加減算手段の一部を構成する分圧回路６に接続されている。分圧回路６の分圧端子は、ＡＤコンバータの入力端子（−端子）に接続されている。
【００１９】
加算回路５の出力電圧は＋端子に入力された電圧に対し−端子に入力された電圧が加算されるので、ＡＤコンバータの入力端子に印加されるアナログ電圧は、電圧検出対象の単電池の電圧に、ＤＡコンバータの出力電圧に分圧回路６の分圧定数を乗じた電圧分が加算された電圧となる。本実施形態では、ＡＤコンバータに、１０ｂｉｔ、入力電圧範囲０〜５Ｖ、分解能４．８８ｍＶ／ｂｉｔのものを用い、ＤＡコンバータに、８ｂｉｔ、出力電圧範囲０〜５Ｖ、分解能１９．５ｍＶのものを用いた。また、分圧回路６の分圧比を１／１１５２とし、ＤＡコンバータの出力値を３６単位で増加させるようにした。３６単位（１ステップ）は分圧回路６の出力電圧で０．６１ｍＶ単位に相当し、加算回路５により、１回の測定の度にＡＤコンバータの分解能の１／８倍の値が電圧検出対象の単電池電圧に加算され、ＡＤコンバータの入力端子に印加される。
【００２０】
マイコン４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有して構成されており、ＡＤコンバータの出力（デジタル電圧）を電圧検出対象の単電池の電圧として測定し（取り込み）、測定した電圧をＲＡＭに格納する。また、マイコン４は、マルチプレクサ３に電圧検出対象の単電池を指定する指定ポートを有しており、指定ポートはマルチプレクサ３に接続されている。上述したマルチプレクサ３は、マイコン４の指定により電圧検出対象の単電池（の電圧）を選択する。
【００２１】
従って、本実施形態の制御回路１０は、セル電圧変換回路２、マルチプレクサ３、加算回路５、分圧回路６及びマイコン４で構成されている。なお、図１では、各単電池１の容量調整を行う容量調整回路を捨象している。このような容量調整回路は、上述した特許文献１からも明らかなように、例えば、単電池１に並列接続されスイッチとして機能するＦＥＴと容量調整用抵抗とで構成することができる。ＦＥＴのゲートはマイコン４に接続されており、マイコン４からの２値ハイ、ローの出力信号によりオン状態又はオフ状態を採る。また、マイコン４は、図示を省略した通信インターフェイスを介して、複数の組電池を電源とするシステム全体の充放電制御を行う上位制御システムとの通信を行う。
【００２２】
マイコン４を含む制御回路１０全体は、図示しない電源部から電源の供給を受けて作動する。図示しない電源部から制御回路１０への電源供給は上位制御システムの制御で行われる。このような制御は、例えば、ハイレベル信号を図示しない電源部の一部を構成するフォトカプラに出力して図示しない電源部を電源供給状態とし、フォトカプラへの出力をローレベルとして図示しない電源部を電源非供給状態とすることで行うことができる。本実施形態では、上位制御システムは、複数の組電池を電源とするシステムが起動した後、又は、所定時間（例えば、８時間）毎に、フォトカプラにハイレベル信号を出力して制御回路１０を作動させ、その後は制御回路１０の消費電流が０となるようなシャットダウン制御を行う。このシャットダウン制御は、制御回路１０の作動電源が電源部を介して組電池から供給されるため、組電池が長期間放置された場合に制御回路１０の作動により、各単電池１が放電してしまうことを防止する機能を有している。
【００２３】
（動作）
次に、本実施形態の制御回路１０の制御動作について、システム起動時の動作と所定時間毎の動作とに分けて説明する。
【００２４】
＜システム起動時の動作＞
上位制御システムは、システムに（複数の）組電池から電力を供給（放電）しているか、充電器等を介して組電池が充電を受けているか、又は、組電池が休止状態にあるかを常時監視している。このような充放電状態ないし休止状態を検出するためには、例えば、高電位側の組電池の＋端子にホール素子を介在させておき、その出力を監視することで検出することができる。
【００２５】
上位制御システムが、放電状態を検出すると、ハイレベル信号をフォトカプラに出力して図示しない電源部を電源供給状態とする。これにより、電源供給を受けた制御回路１０の各回路は作動を開始する。初期設定処理でマイコン４のＲＯＭに格納されたプログラム及び設定データがＲＡＭに展開され、ＣＰＵ（以下、ＣＰＵという。）は、以下の電圧検出ルーチンを実行する。なお、初期設定処理において、制御回路１０はシステム起動時である旨を上位制御システムから報知を受ける。
【００２６】
ＣＰＵは、指定ポートを介してマルチプレクサ３に電圧検出対象の単電池を指定する。指定を受けたマルチプレクサ３は、電圧検出対象の単電池の電圧を出力端子から出力する。ＣＰＵは、ＡＤコンバータから出力されたデジタル電圧を８回測定して（取り込んで）、ＲＡＭに格納する。
【００２７】
このとき、測定１回毎にＤＡコンバータの出力電圧を１ステップ（０．６１ｍＶ）ずつ増加させ、加算回路５からの出力電圧が、単電池１の電池電圧に、ＤＡコンバータからの出力電圧に分圧回路６の分圧定数を乗じた電圧分が加算されるように制御する。下表１は、この制御内容の一例を示したものである。表１に示すように、単電池１の電池電圧が３７０８ｍＶの場合に、ＡＤコンバータへの入力電圧は８回の測定の度に０．６１ｍＶ加算され、３７０８．０ｍＶ〜３７１２．３ｍＶの範囲で変化する。このときのＡＤコンバータの変換値は１〜５回目が７５９．６〜８回目が７６０であり、この値を電圧検出対象の単電池の電圧換算値（電池電圧）に変換するために４．８８ｍＶの分解能を乗算すると、１〜５回目が３７０６ｍＶ、６〜８回目が３７１０ｍＶとなる。
【００２８】
【表１】
2005106504.tif 000003
【００２９】
ＣＰＵは、電圧検出対象の単電池１について、８回の電圧測定が終了したか否かを判断し、否定判断のときは、電圧測定を続行し、肯定判断のときは、測定した８回の電圧換算値の平均値を演算し、該平均値を電圧検出対象の単電池の電池電圧として検出しＲＡＭに格納する。なお、表１の例では、電圧検出対象の単電池の８回の電圧変換値の平均値は３７０７．５ｍＶと演算される。電圧検出対象の単電池の電圧測定が終了すると、ＣＰＵは、指定ポートを介してマルチプレクサ３に次の電圧検出対象の単電池を指定し、上記と同様に、８回の電圧値の平均値を演算し、ＲＡＭに格納する。
【００３０】
従って、ＣＰＵの電圧検出動作では、ＤＡコンバータの出力電圧をＡＤコンバータの電圧分解能より小さい一定値単位で加算を行いながら、８回のＡＤコンバータからの出力電圧を取り込み、その平均値を電圧検出対象の単電池１の電池電圧とする。
【００３１】
ＣＰＵは、組電池を構成する全ての単電池１について電圧測定（平均値をＲＡＭに格納）が終了すると、上位制御システムから、ＲＡＭに格納した各単電池１の電池電圧のデータ送出命令を受けるまで待機する。データ送出命令を受けると、通信インターフェイスを介して上位制御システムに各単電池１の電池電圧のデータを送出する。上位制御システムは、各組電池を構成する単電池１の電圧を各マイコン４からの通信により取得し、システムの電源となる全単電池１の電圧が揃うように容量調整時間を演算し、演算結果を、通信インターフェイスを介してマイコン４に通知する。
【００３２】
マイコン４は、通知された容量調整時間の間、ＦＥＴのゲートにハイレベル信号を出力して、各単電池１の容量調整の制御を行う。このような制御の具体的詳細は、例えば、上述した特許文献３に開示されている。容量調整に必要な最大時間は予め定められており、当該時間が経過すると、上位制御システムは、図示しない電源部のフォトカプラへの出力をローレベルとして制御回路１０の動作を停止させる。これにより、ＣＰＵが実行する電圧検出ルーチンは強制終了される。
【００３３】
＜所定時間毎の動作＞
上位制御システムは、上述したように、例えば、８時間毎に制御回路１０を作動させ、各単電池１の電池電圧を取得する。このように各単電池１の電池電圧を取得するのは、組電池が長期間放置された場合に、単電池１が自然放電し、単電池間にバラツキが生じることを防止するためである。所定時間毎の動作は、原則として上述したシステム起動時の動作と同一のため、以下、異なる処理について説明する。
【００３４】
初期設定処理において、制御回路１０は上位制御システムから所定時間の動作である旨の報知を受ける。この報知を受けたＣＰＵは、上述したシステム起動時と同様に各単電池１の電池電圧を８回測定して平均値を電池電圧として演算するが、ＤＡコンバータからの出力電圧を０ｍＶとする。このため、加算回路５は−端子への入力電圧が０ｍＶとなるため、＋端子に入力された電圧検出対象の単電池の電圧をそのままＡＤコンバータへ出力する。従って、制御回路１０は、所定時間毎の動作では、システム起動時の電圧検出ルーチンで実行される電池電圧の検出と比べ、精度の高くない簡易な方式で単電池１の電池電圧を検出する。
【００３５】
上位制御システムは、単電池１の電池電圧をマイコン４から取得し、容量調整を行う必要があるか否かを判断する。すなわち、単電池１間のバラツキが一定の範囲内にあるときは、（又は、単電池１間にバラツキがあっても電池電圧が一定値より低いときは過放電を避けるために）容量調整の必要がないと判断し、単電池１間のバラツキが一定の範囲を越え、かつ、電池電圧が一定値より高いときは、容量調整を行う必要があると判断する。
【００３６】
容量調整の必要がないと判断したときは、図示しない電源部のフォトカプラへの出力をローレベルとして制御回路１０の動作を停止させ、容量調整の必要があると判断したときは、容量調整時間を演算し、演算結果を、通信インターフェイスを介してマイコン４に通知する。マイコン４は、この通知に従い、容量調整の制御を行う。容量調整に必要な最大時間が経過すると、上位制御システムは、図示しない電源部のフォトカプラへの出力をローレベルとして制御回路１０の動作を停止させる。
【００３７】
（作用等）
次に、本実施形態の制御回路１０の作用等について説明する。
【００３８】
本実施形態の制御回路１０では、８回の電池電圧（表１の電圧変換値）の平均値を電圧検出対象の単電池１の電池電圧とする。上述したように、単電池１の電池電圧は３７０７．５ｍＶと演算される。これに対し、従来の方式では、本実施形態のＤＡコンバータの出力電圧が０ｍＶである１回目の電圧換算値３７０６ｍＶと同様に測定されるため、１．５ｍＶ値が異なる。図６に、従来の方式で、セル電圧を変化させた場合の変化を示す。図６に示すように、従来の方式では、４．８８ｍＶ単位でしか段階的に変化しないが、本実施形態では約１ｍＶステップで変化し、分解能を上げることが可能である。
【００３９】
図７に、本実施形態の制御回路１０を用い、図５に示した場合と同一の条件で平均の残存容量を８０％として容量調整を繰り返した場合の残存容量の推移を示す。図７に示すように、制御回路１０によると、容量調整を繰り返す度に残存容量が揃って行き、２０回容量調整を繰り返した場合の残存容量比の最大偏差は０．７％と精度良く容量調整が行われた。従って、本実施形態の制御回路１０は、残存容量比が満充電に近い場合でも、各単電池１の残存容量のバラツキは極めて小さく、従来の方式に比べ組電池を構成する単電池１間の電池電圧のバラツキ防止効果が大きいことが明らかとなった。このような効果が得られる理由は、上記のように、出圧分解能を上げて電圧検出対象の単電池の電圧を測定するためである。
【００４０】
また、本実施形態の制御回路１０では、分解能を上げた測定をシステムが起動後の一定時間内にのみ行い、所定時間毎の動作として例示した定常動作では分解能を上げた単電池１の電圧測定を行わないため、定常動作におけるマイコン動作の負荷率を下げ、制御プログラムの動作に余裕を持たせることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、演算手段として加算回路５を例示したが、本発明はこれに限らず、ＡＤコンバータ入力に差動増幅器を用いて電圧検出対象の単電池の電池電圧からＤＡコンバータの出力電圧を減算するようにしてもよい。差動増幅器を用いることで、容易に減算回路が実現でき、加算回路を用いた場合と同様の分解能を得ることができる。図８は、加算回路及び減算回路を用いた場合に、測定値がどのように変化するかを、図５と同様に、単電池の電池電圧を変化させた場合について示したものである。図８に示すように、加算回路を用いた場合と同様に、減算回路を用いても分解能が向上する点に変わりはない。
【００４２】
また、本実施形態では、電圧分離手段としてセル電圧検出回路２とマルチプレクサ３とを用いた例を示したが、マルチプレクサのコストは比較的高いため、マルチプレクサに変わる回路を用いるようにしてもよい。このような回路例としては、例えば、上述した特許文献４に開示されている。
【００４３】
また、本実施形態では、加算回路５及び分圧回路６をそれぞれ１つずつ設け、測定対象の単電池を１個として順次単電池の電圧を検出する例を示したが、測定対象の単電池を同時に複数個とするようにしてもよい。この場合には、加算回路５及び分圧回路６の個数及びマイコン４のＡＤコンバータやＤＡコンバータの数が増加することは云うまでもない。
【００４４】
更に、本実施形態では、ＡＤコンバータ及びＤＡコンバータをマイコン４に内蔵した例を示したが、本発明はこれに制限されず、ＡＤコンバータ及びＤＡコンバータをマイコン４と分離して構成するようにしてもよい。また、電圧検出対象の単電池の電池電圧を８回測定する例を示したが、本発明は複数回、電池電圧を測定すればよく、本実施形態に例示した回数に制限されるものでないことは論を待たない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のリチウムイオン電池用電圧検出回路は、満充電状態から容量調整を行っても残存容量のバラツキが小さくなるようにリチウムイオン電池の電圧を高精度に検出可能なため、リチウムイオン電池の製造等に寄与し、産業上利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の制御回路のブロック回路図である。
【図２】非晶質系炭素材料を用いたリチウムイオン電池の開回路電圧と残存容量比の関係を示す特性線図である。
【図３】開回路電圧が±５０ｍＶずれた場合の残存容量のズレを示す特性線図である。
【図４】従来の制御回路を用い、残存容量が５０％の場合の残存容量のバラツキの変化を示す特性線図である。
【図５】従来の制御回路を用い、残存容量が８０％の場合の残存容量のバラツキの変化を示す特性線図である。
【図６】実施形態の制御回路でリチウムイオン電池を計測した場合の計測電圧特性を示す特性線図である。
【図７】実施形態の制御回路を用い、残存容量が８０％の場合の残存容量のバラツキの変化を示す特性線図である。
【図８】実施形態の制御回路に加算回路又は減算回路を用いて計測したリチウムイオン電池の計測電圧特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  リチウムイオン電池
２  セル電圧変換回路（電圧分離手段の一部）
３  マルチプレクサ（電圧分離手段の一部）
４  マイコン（電圧測定手段）
５  加算回路（演算手段）
６  分離回路（演算手段の一部）
１０  制御回路（リチウムイオン電池用電圧検出回路）
【図１】
2005106504.tif 000004
【図２】
2005106504.tif 000005
【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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