(57)【要約】  【課題】  電池の温度検出回路を備えた電源装置において、温度センサに外部から何らかの異常電圧が加わることに起因した電源装置の故障を、有効に防止する。  【解決手段】  電池２から成るバッテリ装置１と、電池２に熱結合され、熱結合した電池２の温度に応じて電気抵抗が変化する温度センサ３と、温度センサ３の電気抵抗を検出することにより電池２の温度を検出する温度検出回路４と、温度検出回路４に電力を供給する電源回路５と、を備え、温度センサ３は、過電流保護回路６を介して電源回路５に接続されている。  【選択図】      図３
2005317510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池から成るバッテリ装置と、
前記電池に熱結合され、熱結合した前記電池の温度に応じて電気抵抗が変化する温度センサと、
前記温度センサの電気抵抗を検出することにより前記電池の温度を検出する温度検出回路と、
前記温度検出回路に電力を供給する電源回路と、
を備え、
前記温度センサは、過電流保護回路を介して前記電源回路に接続されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源回路は、前記温度センサに電圧を生じさせるための温度検出用電流を、前記過電流保護回路を介して前記温度センサに供給しており、
前記過電流保護回路は、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わったとき、その異常電圧に起因して前記電源回路に流入或いは流出する異常電流の大きさを、所定の制限電流値以下に制限するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記過電流保護回路は、
前記温度センサの一端側に接続され、前記温度検出用電流が流れる方向を順方向とするダイオードと、
前記温度センサの他端側に接続され、前記温度センサに前記異常電圧が加わったとき、前記異常電流の大きさを前記制限電流値以下に制限する電流制御部と、を有してなる
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記過電流保護回路は、
前記温度センサの両端の夫々に接続された前記温度検出用電流が流れる方向を順方向とするダイオード及び前記温度センサに前記異常電圧が加わったとき、前記異常電流の大きさを前記制限電流値以下に制限する電流制御部を有してなる
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電流制御部は、
ベースに所定電位が与えられ、コレクタが前記温度センサ側に接続され、エミッタにバイアス抵抗が接続されたバイポーラトランジスタを、有してなる
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記温度検出回路は、
前記温度検出用電流によって前記温度センサに生じた電圧を検出する電圧検出回路を備え、この電圧検出回路で検出された前記温度センサの電圧に基づいて前記温度センサの電気抵抗を検出し、
前記電圧検出回路と前記温度センサの間には、保護抵抗が介在している
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項７】
前記保護抵抗の前記電圧検出回路側には、保護電源回路が備えられており、
前記保護電源回路は、前記保護抵抗の前記電圧検出回路側に加わる電圧を、所定の制限電圧範囲内に抑える
ことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記温度センサの両端が前記過電流保護回路に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
複数の電池から成るバッテリ装置と、
各々が１以上の前記電池と熱結合され、熱結合した前記電池の温度に応じて電気抵抗が変化する複数の温度センサと、
複数の温度センサの電気抵抗を個別に切り換えて検出するためのマルチプレクサを入力側に有することにより、複数の温度センサの電気抵抗を個別に検出する温度検出回路と、
前記温度検出回路に電力を供給する電源回路と、
を備え、
各々の温度センサは、過電流保護回路を介して前記電源回路に接続されている
ことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を走行させるために使用する車両用の電源装置などの電源装置に関し、特に負荷を駆動する電源として電池を用い、その電池の温度検出回路を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている電源装置は、ハイブリッドカー等の車両用の電源装置に使用される。この種の電源装置は、電池の温度を検出する回路を備える。電池は、温度が異常に高くなる状態で充放電されると性能が著しく劣化する特性がある。電池の温度による劣化を少なくする電源装置は、電池の温度を検出して、温度が設定温度よりも高くなると充放電の電流を制限し、あるいは電流を遮断して電池を保護している。
【０００３】
電池の温度を検出する温度検出回路を備える車両用の電源装置は、既に開発されており、例えば、下記特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されている電源装置には、電池セルに熱結合した複数の温度センサが設けられている。これらの温度センサは、温度によって電気抵抗が変化する。また、これらの複数の温度センサは互いに直列に接続されており、いずれかの電池温度が高くなると直列に接続される温度センサの直列抵抗が大きくなる。このため、温度センサが直列に接続された回路の電気抵抗を検出することにより、電池温度を検出できる。
【０００４】
また、特許文献１に記載の電源装置は、温度センサがショートするなどの異常を検出すると、換気ファンを運転して、バッテリから発生するガスを外部に排気する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の電源装置において、温度センサが電池表面に接触してショートすると、温度センサが高電圧となって、温度センサの電気抵抗を検出する回路が故障することがある。この欠点は、温度センサの電気抵抗を検出する回路を電池に接続しないようにして防止できる。ただ、この回路構成によっても複数の温度センサが電池の表面にショートすると、温度センサを含む回路に過大な電流が流れ、直列に接続されている複数の温度センサを含む回路が故障してしまう。
【０００７】
また、車両に搭載される電源装置は、いずれかの温度センサが電池にショートして一部の電池温度を検出できなくなる状態においても、電池にショートしていない他の温度センサによる電池温度の検出を行うことが望ましく、走行の継続を可能ならしめることが大切である。
【０００８】
本発明は、従来の電源装置が有する以上のような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池の温度検出回路を備えた電源装置において、温度センサや温度センサに接続されている回路に外部から何らかの異常電圧が加わることに起因した電源装置の故障（特に温度検出回路）を、有効に防止することができる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の電源装置は、電池から成るバッテリ装置と、前記電池に熱結合され、熱結合した前記電池の温度に応じて電気抵抗が変化する温度センサと、前記温度センサの電気抵抗を検出することにより前記電池の温度を検出する温度検出回路と、前記温度検出回路に電力を供給する電源回路と、を備え、前記温度センサは、過電流保護回路を介して前記電源回路に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成においては、電池に熱結合されている温度センサが過電流保護回路を介して電源回路に接続されている。従って、例えば、温度センサや温度センサに接続されている回路が電池表面にショートし、高電圧が作用する状態となっても、過電流保護回路によって温度検出回路などに流れる電流の大きさが制限される。つまり、温度検出回路などに大電流が流れて、電源装置が故障するといったことを有効に防止される。
【００１１】
また、例えば、前記電源回路は、前記温度センサに電圧を生じさせるための温度検出用電流を、前記過電流保護回路を介して前記温度センサに供給しており、前記過電流保護回路は、例えば、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わったとき、その異常電圧に起因して前記電源回路に流入或いは流出する異常電流の大きさを、所定の制限電流値以下に制限するように構成されている。
【００１２】
前記電源回路は、前記温度センサに電圧を生じさせるための温度検出用電流を、前記過電流保護回路を介して前記温度センサに供給している。このため、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わった場合、その異常電圧に起因した異常電流が電源回路に流入或いは流出する場合がある。一方、電源回路は前記温度検出回路に電力を供給しているため、この異常電流は温度検出回路をも通過する。
【００１３】
従って、異常電流によって温度検出回路などが故障する危険性があるのであるが、上記構成によれば、過電流保護回路が、異常電流の大きさを制限するため、異常電圧に起因した温度検出回路などの故障は有効に防止される。尚、温度センサに加わる可能性のある外部からの異常電圧は、例えば、温度センサが電池表面とショートすることによって、電池から与えられる。
【００１４】
また、例えば、前記過電流保護回路は、前記温度センサの一端側に接続され、前記温度検出用電流が流れる方向を順方向とするダイオードと、前記温度センサの他端側に接続され、前記温度センサに前記異常電圧が加わったとき、前記異常電流の大きさを前記制限電流値以下に制限する電流制御部と、を有してなる。
【００１５】
これにより、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わったとき、前記温度センサの一端側から電源回路に向かって流れようとする電流は前記ダイオードによって阻止され、前記温度センサの他端側から電源回路に流れようとする電流の大きさは前記電流制御部によって制限される。このため、異常電圧に起因した温度検出回路などの故障は有効に防止される。
【００１６】
また、例えば、前記過電流保護回路は、前記温度センサの両端の夫々に接続された「前記温度検出用電流が流れる方向を順方向とするダイオード及び前記温度センサに前記異常電圧が加わったとき、前記異常電流の大きさを前記制限電流値以下に制限する電流制御部」を有してなる。
【００１７】
これにより、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わったとき、前記ダイオードの順方向と逆の方向に流れようとする電流は前記ダイオードによって阻止され、異常電圧に起因して電源回路に流れる電流の大きさは前記電流制御部によって制限される。このため、異常電圧に起因した温度検出回路などの故障は有効に防止される。
【００１８】
また、例えば、前記電流制御部は、ベースに所定電位が与えられ、コレクタが前記温度センサ側に接続され、エミッタにバイアス抵抗が接続されたバイポーラトランジスタを、有してなる。
【００１９】
また、例えば、前記温度検出回路は、前記温度検出用電流によって前記温度センサに生じた電圧を検出する電圧検出回路を備え、この電圧検出回路で検出された前記温度センサの電圧に基づいて前記温度センサの電気抵抗を検出し、前記電圧検出回路と前記温度センサの間に、保護抵抗を介在させてもよい。
【００２０】
前記電圧検出回路は、前記温度検出用電流によって前記温度センサに生じた電圧を検出する。このため、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わった場合、その異常電圧に起因した電流が電圧検出回路側に流入或いは流出する場合がある。しかしながら、上記のように保護抵抗を設ければ、異常電圧に起因した電流は抑制される。これにより、異常電圧に起因した電圧検出回路（温度検出回路）の故障は有効に防止される。
【００２１】
また、例えば、前記保護抵抗の前記電圧検出回路側には、保護電源回路が備えられており、前記保護電源回路は、前記保護抵抗の前記電圧検出回路側に加わる電圧を、所定の制限電圧範囲内に抑えるようにしてもよい。
【００２２】
前記電圧検出回路は、前記温度検出用電流によって前記温度センサに生じた電圧を検出する。このため、前記温度センサに外部からの異常電圧が加わった場合、その異常電圧に応じた電圧が電圧検出回路側に印加されることになる。しかしながら、上記保護電源回路を、保護抵抗の前記電圧検出回路側に備えれば、異常電圧に起因した電圧検出回路（温度検出回路）の故障は有効に防止される。
【００２３】
また、例えば、前記温度センサの両端は前記過電流保護回路に接続されている。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る第２の電源装置は、複数の電池から成るバッテリ装置と、各々が１以上の前記電池と熱結合され、熱結合した前記電池の温度に応じて電気抵抗が変化する複数の温度センサと、複数の温度センサの電気抵抗を個別に切り換えて検出するためのマルチプレクサを入力側に有することにより、複数の温度センサの電気抵抗を個別に検出する温度検出回路と、前記温度検出回路に電力を供給する電源回路と、を備え、各々の温度センサは、過電流保護回路を介して前記電源回路に接続されていることを特徴とする。
【００２５】
上記構成においては、複数の電池に熱結合されている複数の温度センサが過電流保護回路を介して電源回路に接続されている。従って、例えば、何れかの温度センサやその何れかの温度センサに接続されている回路が電池表面にショートし、高電圧が作用する状態となっても、過電流保護回路によって温度検出回路などに流れる電流の大きさが制限される。つまり、温度検出回路などに大電流が流れて、電源装置が故障するといったことを有効に防止される。
【発明の効果】
【００２６】
上述した通り、電池の温度検出回路を備えた電源装置において、温度センサや温度センサに接続されている回路に外部から何らかの異常電圧が加わることに起因した電源装置の故障（特に温度検出回路）を、有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は、以下に例示する電源装置に限定されない。
【００２８】
本発明に係る電源装置は、主として、車両（不図示）を走行させるモーター（不図示）を駆動する電源として使用される。この種の電源装置は、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くし、モーターへの供給電力を大きくしている。
【００２９】
図１は、本発明の一実施例に係る電源装置の概略構成図である。図２は、図１の電池モジュール７の拡大図である。図３は、図１の温度検出回路４の回路図である。図１、図２及び図３において、同一の符号を付した部品は同一の部品を表している。同一の部品に対しては、重複する機能の説明を省略する。
【００３０】
図１、図２及び図３の電源装置は、複数の電池２（図１において図示省略）を直列に接続して構成されるバッテリ装置１と、このバッテリ装置１を構成する各々の電池２に熱結合され、各々の電池２の温度を個別に検出するために用いられる電池２と同数の温度センサ３（図１において図示省略）と、各々の温度センサ３の電気抵抗を検出して各電池２の電池温度を検出する温度検出回路４と、温度検出回路４に電力を供給する電源回路５（図１及び図２において図示省略）と、を備える。尚、電源回路５は、周知の回路構成を採用しているため、その詳細な回路構成の図示は省略している。
【００３１】
複数の電池２は直列接続されて１つの電池モジュール７を構成している。バッテリ装置１は、複数の電池モジュール７を直列接続して構成され、これによって自身の出力電圧を高くしている。電池モジュール７は、例えば、４〜１０個の電池２を直列に接続して構成されている。電池２はニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池であるが、ニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての電池を使用することができる。バッテリ装置１は、例えば、３０〜６０個の電池モジュール７を直列に接続して、出力電圧を２００〜４００Ｖとしている。
【００３２】
各々の温度センサ３は、電池モジュール７を構成する各々の電池２に熱結合されて、全ての電池温度を検出する。各々の温度センサ３は、温度で電気抵抗が変化する素子、たとえばサーミスタやバリスタである。従って、各々の温度センサ３は、熱結合している電池２の温度に応じて電気抵抗が変化する。温度センサ３にサーミスタを使用すると、電池温度を正確に高い精度で検出できる。サーミスタの温度変化に対する電気抵抗の変化は、ばらつきが少ないからである。サーミスタの中でも、特に負の温度係数を有するＮＴＣ素子が適している。但し、サーミスタとしては、温度変化に応じて電気抵抗が変化する全ての素子を使用可能であり、たとえばＰＴＣ素子（ブレーカー）等も使用できる。
【００３３】
１つの温度センサ３は、１つの電池２の温度（電池温度）を検出する。各温度センサ３は、全ての電池２に別々に熱結合するように設けられており、電池２の個数と同じ数の温度センサ３で電池温度を独立して検出する。
【００３４】
ただ、ひとつの温度センサ３で、複数の電池２の温度を検出するようにしてもよい。この場合、温度センサ３の個数は、電池２の個数より少なくなる。このような温度センサは、たとえば、ふたつの電池２の境界部分に配設され、両側に配置される両方の電池２の温度を検出することになる。また、複数の電池の表面に熱結合した熱伝導プレートを設け、この熱伝導プレートに温度センサを熱結合するように固定することにより、ひとつの温度センサで複数の電池２の温度を検出してもよい。但し、１つの電池モジュールに対して、少なくとも１つの温度センサを設けるようにすることが好ましい。
【００３５】
温度検出回路４は、各々の温度センサ３に加わる電圧を検出して各々の温度センサ３の電気抵抗を検出する。電圧は電気抵抗と電流の積に等しいことを利用し、温度検出回路４は、各々の温度センサ３に加わる電圧と各々の温度センサ３に流れる電流を検出することにより、各々の温度センサ３の電気抵抗を検出する。温度検出回路４は、各々の温度センサ３の電気抵抗を切り換えて検出するための電圧検出回路８を備える。
【００３６】
電圧検出回路８は、入力側に複数の高インピーダンス分圧回路９を備えると共に、各々の高インピーダンス分圧回路９に接続されたマルチプレクサ１０と、各々の高インピーダンス分圧回路９と１対１に対応し、高インピーダンス分圧回路９とマルチプレクサ１０との間に介在する保護電源回路（電圧制限回路）２３と、マルチプレクサ１０の出力側に接続されたＡ／Ｄコンバータ１１と、を有して構成される。マルチプレクサ１０は、電圧の検出対象となる温度センサ３を順番に切り換える。これによって、各々の温度センサ３の電気抵抗が検出され、その電気抵抗から各々の電池２の温度が検出可能となる。尚、図３に示すように、１つの温度センサ３に対して３つの高インピーダンス分圧回路９が設けられており、また、保護電源回路２３の総数は、高インピーダンス分圧回路９の総数と同じである。
【００３７】
温度検出回路４は、各々の温度センサ３と１対１に対応する温度センサ３の個数と同数の過電流保護回路６と、各々の温度センサ３に流れる電流を検出するために各々の温度センサ３と直列に接続された温度センサ３の個数と同数の電流検出抵抗１２と、を更に備えている。各温度センサ３は、対応する過電流保護回路６を介して電源回路５に接続されている。
【００３８】
各々の温度センサ３において、一方の端子（図３において上方の端子）は、電流検出抵抗１２と過電流保護回路６とから成る直列回路を介して電源回路５のプラス側の出力端子に接続され、他方の端子は、過電流保護回路６を介して電源回路５のマイナス側であるアースに接続されている。
【００３９】
図３に示す如く、温度検出回路４は、温度センサ３ごとに、１つの過電流保護回路６と、１つの電流検出抵抗１２と、３つの高インピーダンス分圧回路９と、３つの保護電源回路２３とを備えている。過電流保護回路６、高インピーダンス分圧回路９及び電源回路２３の詳細な回路構成の説明は、後に図４を参照して行う。従って、図３に示された過電流保護回路６等の構成部品（ダイオード１４ａ等）についてのここでの説明は割愛する。
【００４０】
温度センサ３ごとに設けられる１つの過電流保護回路６、１つの電流検出抵抗１２、３つの高インピーダンス分圧回路９及び３つの保護電源回路２３の機能やそれらの接続関係、並びにそれらとマルチプレクサ１０との接続関係は、異なる温度センサ３間で同じであるため、以下の説明は、特記なき限り、或る１つの温度センサ３のみに着目して行う。
【００４１】
図４は、図１〜図３に示す温度検出回路４の拡大図であって、或る１つの温度センサ３の周辺回路のみを抜き出して示した回路図である。図４において、図１〜図３と同一の部分には同一の符号を付してある。図３において既に説明を行った部分については、再度の説明を省略する。
【００４２】
過電流保護回路６は、温度センサ３又は温度センサ３に接続される回路に外部から異常電圧（過電圧）が加わった場合に、その異常電圧に起因して電源回路５に流入或いは流出する電流（この電流を、以下「異常電流」という）の大きさを、所定の制限電流値以下に制限する。つまり、過電流保護回路６は、異常電圧に起因して流れる電流の大きさを、過電圧又は過電流に対して許容できる範囲内の電流に制限して、過電流が流れるのを防止する。以下の説明から明らかになるように、本実施例の過電流保護回路６の働きによって、異常電流の大きさの最大値は異常電圧の大きさによらず略一定となる。
【００４３】
上記の異常電圧は、電源回路５とは異なる電圧源によって温度センサ３又は温度センサ３に接続される回路に与えられる。温度センサ３に異常電圧を与える電圧源は、例えば、電池２である。また、そのような異常電圧が温度センサ３に加わらず、電池２の温度が正確に（但し、検出誤差は存在する）検出されている状態を、以下「通常時」という。
【００４４】
過電流保護回路６は、温度センサ３の低電位側に設けられるダイオード（順方向ダイオード）１４ａ及び電流制限部６ａと、高電位側に設けられるダイオード（順方向ダイオード）１４ｂ及び電流制限部６ｂと、から構成される。低電位側の電流制限部６ａは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ１３ａ（以下、単に「トランジスタ１３ａ」という）と、バイアス抵抗１６ａと、分圧抵抗１５ａ及び１５ｃから構成されている。高電位側の電流制限部６ｂは、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１３ｂ（以下、単に「トランジスタ１３ｂ」という）と、バイアス抵抗１６ｂと、分圧抵抗１５ｂ及び１５ｄから構成されている。
【００４５】
温度センサ３の一端は、電流検出抵抗１２を介してダイオード１４ｂのカソードに接続されている。トランジスタ１３ｂにおいて、コレクタはダイオード１４ｂのアノードに接続され、エミッタはバイアス抵抗１６ｂを介して電源回路５のプラス側の出力端子に接続され、ベースは分圧抵抗１５ｂと分圧抵抗１５ｄとの接続点に接続されている。分圧抵抗１５ｂにおいて、分圧抵抗１５ｄとの接続点の反対側の端子は、電源回路５のプラス側の出力端子に接続されている。分圧抵抗１５ｄにおいて、分圧抵抗１５ｂとの接続点の反対側の端子は、接地されている（０Ｖのグランドライン（ＧＮＤ）に接続されている）。尚、電源回路５のプラス側の出力端子からは、５Ｖの直流電圧が出力されている。
【００４６】
温度センサ３の他端は、ダイオード１４ａのアノードに接続されている。トランジスタ１３ａにおいて、コレクタはダイオード１４ａのカソードに接続され、エミッタはバイアス抵抗１６ａを介して接地されており、ベースは分圧抵抗１５ａと分圧抵抗１５ｃとの接続点に接続されている。分圧抵抗１５ｃにおいて、分圧抵抗１５ａとの接続点の反対側の端子は、電源回路５のプラス側の出力端子に接続されている。分圧抵抗１５ａにおいて、分圧抵抗１５ｃとの接続点の反対側の端子は、接地されている。
【００４７】
トランジスタ１３ａのコレクタとエミッタ間に流れる電流が増加すると、バイアス抵抗１６ａに生じる電圧が大きくなるが、エミッタに対するベース電圧がベース電流を減少させる方向に変化する。なぜなら、分圧抵抗１５ａ及び１５ｃによってトランジスタ１３ａのベース電位は略固定されているからである。ベース電流が減少すると、コレクタとエミッタ間に流れる電流が減少する。このように動作することにより、仮に、温度センサ３又は温度センサ３に接続される回路に外部から異常電圧（過電圧）が加わっても、異常電流の大きさの最大値は異常電圧の大きさによらず略一定となり、過電流が流れることが防止される。高電位側の電流制限部６ｂも同様に機能する。このように、過電流保護回路６は、簡単な回路構成で過電圧に伴う過電流を防止する。
【００４８】
ただし、本発明に係る電源装置に含まれる過電流保護回路の回路構成は、上記の過電流検出回路６に限定されない。過電流が流れないように電流を制限できる全ての回路を、過電流保護回路として採用可能である。例えば、図５を参照しつつ後に説明するように、過電流保護回路を、過電圧に対して電流を制限する分圧抵抗とすることもできる。
【００４９】
過電流保護回路６（電流制限部６ａ及び電流制限部６ｂ）は、上記の制限電流値を、例えば１ｍＡと設定している。ただし、上記の制限電流値は、１ｍＡより小さくしても良いし、１ｍＡよりも大きくしてもよい。過電流保護回路６により設定された制限電流値は、温度センサ３の両端に発生する電圧に影響を与える。温度センサ３の電圧が電気抵抗と電流の積に比例するからである。設定された制限電流値が小さ過ぎると、温度センサ３の両端に生じる電圧が小さくなって電気抵抗を正確に、すなわち電池温度を正確に検出するのが難しくなる。反対に設定された制限電流値が大き過ぎると、過電流保護の意味を成さなくなり、回路故障に至ってしまう。したがって、過電流保護回路６により設定される制限電流値は、好ましくは、１００μＡ〜５ｍＡの範囲とする。
【００５０】
通常時においては、電源回路５のプラス側の出力端子から、温度センサ３の両端に電圧を生じさせるための電流（以下、「温度検出用電流」という）が、電流制限部６ｂ及びダイオード１４ｂを介して電流検出抵抗１２及び温度センサ３に流れこむ。その温度検出用電流は、ダイオード１４ａ及び電流制限部６ａを介して０Ｖのグランド側に流れこむ。ダイオード１４ａ及びダイオード１４ｂは、上記の温度検出用電流が流れる方向を順方向としている。
【００５１】
電圧検出回路８は、温度検出用電流が流れることによって「温度センサ３の両端に生じる電圧及び電流検出抵抗１２の両端に生じる電圧」を検出し、検出したそれらの電圧に基づいて温度センサ３の電気抵抗、すなわち電池温度を検出する。ここで、電流検出抵抗１２は、分圧抵抗としても機能する。電流検出抵抗１２の両端に生じる電圧をＥＲ、予め決められている電流検出抵抗１２の電気抵抗をＲＣとすると、温度センサ３に流れる電流Ｉは、以下の式にて算出される。
Ｉ＝ＥＲ／ＲＣ
【００５２】
そして、温度センサ３の両端に生じる電圧をＥＴとすると、温度センサ３の電気抵抗ＲＴは、以下の式にて算出される。
ＲＴ＝ＥＴ／Ｉ
【００５３】
温度センサ３の電気抵抗ＲＴの算出は、演算処理回路２１（図３）によって行われ、該電気抵抗ＲＴの値から温度センサ３の温度、即ち温度センサ３と熱結合している電池２の温度が検出される。
【００５４】
また、電圧検出回路８の入力側には、電圧検出回路８と温度センサ３の間に介在した保護抵抗が設けられている。図４（及び図３）に示す如く、電圧検出回路８は、ひとつの温度センサ３に対応して、入力側に３つの高インピーダンス分圧回路９を設けている。ひとつの温度センサ３に対応して設けられた３つの高インピーダンス分圧回路９は、図４に示す如く、それぞれ上側ライン２４、中央ライン２５、下側ライン２６に接続されている。各々の高インピーダンス分圧回路９は、直列抵抗（保護抵抗）１７と入力抵抗１８を備えている。各々の高インピーダンス分圧回路９において、入力抵抗１８の一端は接地されており、他端はマルチプレクサ１０の入力側及び直列抵抗１７に接続されている。
【００５５】
電流検出抵抗１２とダイオード１４ｂのカソードとの接続点は、上側ライン２４に接続されると共に、上側ライン２４に接続された高インピーダンス分圧回路９の直列抵抗１７を介してマルチプレクサ１０の入力側に接続されている。電流検出抵抗１２と温度センサ３との中間接続点１９は、中央ライン２５に接続されると共に、中央ライン２５に接続された高インピーダンス分圧回路９の直列抵抗１７を介してマルチプレクサ１０の入力側に接続されている。電流検出抵抗１２とダイオード１４ａのアノードとの接続点は、下側ライン２６に接続されると共に、下側ライン２６に接続された高インピーダンス分圧回路９の直列抵抗１７を介してマルチプレクサ１０の入力側に接続されている。
【００５６】
各々の高インピーダンス分圧回路９において、直列抵抗１７は、マルチプレクサ１０への過電流を保護するのに十分大きな電気抵抗を持っており、入力抵抗１８は分圧比をほぼ１にするため、直列抵抗１７より十分大きな電気抵抗を持っている。たとえば、直列抵抗１７の電気抵抗を１５０ｋΩ、入力抵抗１８の電気抵抗を２．２ＭΩとする。
【００５７】
３つの高インピーダンス分圧回路９は、温度センサ３と電流検出抵抗１２とから成る直列回路の両端と中間接続点１９の検出電圧（合計３つ）を分圧した上で、マルチプレクサ１０に入力する。各々の高インピーダンス分圧回路９が、検出電圧を分圧する比率は、「入力抵抗１８の電気抵抗／｛（入力抵抗１８の電気抵抗）＋（直列抵抗１７の電気抵抗）｝」で特定される。入力抵抗１８の電気抵抗を直列抵抗１７の電気抵抗の１００倍とすると、分圧比が１００／１０１となる。つまり、各々の高インピーダンス分圧回路９は、各々の検出電圧を１００／１０１倍してマルチプレクサ１０に与える。このように、高インピーダンス分圧回路９の分圧比は、マルチプレクサ１０の入力側に入力される電圧を特定する。
【００５８】
また、各々の高インピーダンス分圧回路９に備えられた直列抵抗１７および入力抵抗１８は、温度センサ３が電池２にショートする状態において、アースとの間に流れるショート電流を小さくする。
【００５９】
また、上側ライン２４に接続された高インピーダンス分圧回路９とマルチプレクサ１０の入力側との間、中央ライン２５に接続された高インピーダンス分圧回路９とマルチプレクサ１０の入力側との間、及び下側ライン２６に接続された高インピーダンス分圧回路９とマルチプレクサ１０の入力側との間には、それぞれ保護電源回路２３が介在している。
【００６０】
各々の保護電源回路２３は、カソードが電源回路５のプラス側の出力端子に接続された保護ダイオード２０と、アノードが接地された保護ダイオード２２と、を有している。各々の保護電源回路２３において、保護ダイオード２０のアノード及び保護ダイオード２２のカソードは、対応する高インピーダンス分圧回路９の入力抵抗１８と直列抵抗１７との接続点に接続されている。尚、各々の保護電源回路２３の保護ダイオード２０のカソードを、電源回路５と異なる他の電源回路に接続するようにしてもよい。
【００６１】
保護ダイオード２０及び２２の順方向電圧を無視して考えた場合、各々の保護電源回路２３は、マルチプレクサ１０の入力側に、保護電源回路２３の電源電圧（例えば、５Ｖ）よりも高い電圧又は０Ｖ以下の電圧が加わることを防止している。つまり、各々の保護電源回路２３は、各々の直列抵抗１７の電圧検出回路８側に加わる電圧を、所定の制限電圧範囲内（例えば、０Ｖから５Ｖの範囲内）に抑える。
【００６２】
各々の保護電源回路２３において、保護ダイオード２０である逆方向ダイオードは、マルチプレクサ１０の入力側に入力される電源電圧よりも高い電圧をバイパスする。また、保護ダイオード２２である逆方向ダイオードは、マルチプレクサ１０の入力側に入力される０Ｖより低い電圧をバイパスする。
【００６３】
マルチプレクサ１０は、各々の高インピーダンス分圧回路９に備えられた入力抵抗１８の電圧（即ち、各々の高インピーダンス分圧回路９によって分圧された検出電圧）を、一定の周期で切り換えてＡ／Ｄコンバータ１１（図３）に与える。例えば、上側ライン２４に接続された高インピーダンス分圧回路９の入力抵抗１８の電圧を、Ａ／Ｄコンバータ１１に与え、一定時間後、中央ライン２５に接続された高インピーダンス分圧回路９の入力抵抗１８の電圧を、Ａ／Ｄコンバータ１１に与える。そして、再度一定時間が経過した後、下側ライン２６に接続された高インピーダンス分圧回路９の入力抵抗１８の電圧を、Ａ／Ｄコンバータ１１に与えるのである。マルチプレクサ１０から与えられたアナログ信号は、上記の一定時間の間に、Ａ／Ｄコンバータ１１にてデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄコンバータ１１が出力するデジタル信号は、演算処理回路２１に与えられ、演算処理回路２１は、そのデジタル信号に基づいて温度センサ３の電圧と電流検出抵抗１２の電圧を認知し、温度センサ３の電気抵抗を算出する。そして、温度センサ３の電気抵抗から電池２の温度を検出する。
【００６４】
また、マルチプレクサ１０の入力側は、図３に示すように、バッテリ装置１を構成する電池２ごとに熱結合された温度センサ３と電流検出抵抗１２とから成る直列回路の全てに接続されており、全ての温度センサ３の電気抵抗が個別に検出できるように、マルチプレクサ１０の入力側と出力側の接続は、一定の周期で次々と切り換える。つまり、Ａ／Ｄコンバータ１１及び演算処理回路２１に、第１の温度センサ３の電気抵抗を算出するために必要な信号、第２の温度センサ３の電気抵抗を算出するために必要な信号、第３の温度センサ３の電気抵抗を算出するために必要な信号、・・・、が次々と与えられるように、マルチプレクサ１０の入力側と出力側の接続は次々と切り換えられる。これにより、演算処理回路２１（図３）は、全ての電池２の温度を個別に認識することができ、演算処理回路２１（図３）は、例えば、何れかの電池２の温度が予め定められた設定温度より高くなった場合に電池２の充放電電流を制限する、または充放電を停止させる等の制御を行う。
【００６５】
温度センサ３又は温度センサ３に接続される回路に外部から異常電圧（過電圧）が加わった場合、例えば、温度センサ３や温度センサ３に接続される回路が電池２の表面にショートすることにより高電圧が作用する異常状態となった場合、温度検出回路４は以下のように作用する。これにより、温度検出回路４及びこれを含む電源装置の故障（例えば、破損）が防止される。
【００６６】
図４を用いて説明する。仮に、温度センサ３の上端のポイントＡ（温度センサ３と電流検出抵抗１２との中間接続点１９）に電池２がショートすることにより、ここに５０Ｖ程度の電圧（異常電圧）が印加されたとする。この異常電圧により、高電位側の電流制御部６ｂに加わる電圧及び電流制御部６ｂに流れる電流（図４に、矢印Ａ１で示す）は、ダイオード１４ｂによって阻止される。また、上側ライン２４を介してマルチプレクサ１０に印加される電圧及びマルチプレクサ１０に流れる電流（図４に、矢印Ａ２で示す）は、上側ライン２４に接続された直列抵抗１７の抵抗値が大きな値であることと、保護電源回路２３の機能とにより抑制される。また、中央ライン２５を介してマルチプレクサ１０に印加される電圧及びマルチプレクサ１０に流れる電流（図４に、矢印Ａ３で示す）は、中央ライン２５に接続された直列抵抗１７の抵抗値が大きな値であることと、保護電源回路２３の機能とにより抑制される。また、下側ライン２６を介してマルチプレクサ１０に印加される電圧及びマルチプレクサ１０に流れる電流（図４に、矢印Ａ４で示す）は、下側ライン２６に接続された直列抵抗１７の抵抗値が大きな値であることと、保護電源回路２３の機能とにより抑制される。また、ダイオード１４ａを介して低電位側の電流制御部６ａには、異常電圧に基づく電圧が印加され、異常電流が流れる（図４に、矢印Ａ５で示す）。しかしながら、上述した電流制御部６ａの動作により、トランジスタ１３ａを流れる異常電流の大きさの最大値は、略一定の大きさに制限される。つまり、電流制御部６ａによって、異常電圧に起因して流れる異常電流は、過電圧又は過電流に対して許容できる範囲内の略一定の電流に制限される。これにより、電源装置を構成する回路の故障（例えば、破損）が防止される。
【００６７】
また、例えば、直列接続される複数の電池２における中間の地点を基準電位（温度検出回路４の０Ｖ電位）とするなら、ポイントＡに電池２の表面がショートした場合、ここにマイナス５０Ｖ程度の電圧が印加されることもある。この場合、この異常電圧により、低電位側の電流制御部６ａに加わる電圧及び電流制御部６ａに流れる電流（図４に、矢印Ｂ５で示す）は、ダイオード１４ａによって阻止される。また、下側ライン２６を介してマルチプレクサ１０に印加される電圧及びマルチプレクサ１０に流れる電流（図４に、矢印Ｂ４で示す）は、下側ライン２６に接続された直列抵抗１７の抵抗値が大きな値であることと、保護電源回路２３の機能とにより抑制される。また、中央ライン２５を介してマルチプレクサ１０に印加される電圧及びマルチプレクサ１０に流れる電流（図４に、矢印Ｂ３で示す）は、中央ライン２５に接続された直列抵抗１７の抵抗値が大きな値であることと、保護電源回路２３の機能とにより抑制される。また、上側ライン２４を介してマルチプレクサ１０に印加される電圧及びマルチプレクサ１０に流れる電流（図４に、矢印Ｂ２で示す）は、上側ライン２４に接続された直列抵抗１７の抵抗値が大きな値であることと、保護電源回路２３の機能とにより抑制される。また、ダイオード１４ｂを介して高電位側の電流制御部６ｂには、異常電圧（マイナス５０Ｖ）に基づく電圧が印加され、異常電流が流れる（図４に、矢印Ｂ１で示す）。しかしながら、上述した電流制御部６ｂの動作により、トランジスタ１３ｂを流れる異常電流の大きさの最大値は、略一定の大きさに制限される。つまり、電流制御部６ｂによって、異常電圧に起因して流れる異常電流は、過電圧又は過電流に対して許容できる範囲内の略一定の電流に制限される。これにより、電源装置を構成する回路の故障（例えば、破損）が防止される。
【００６８】
上述のような異常電圧が加わる異常状態は、各温度センサ３に対応した上側ライン２４、中央ライン２５、下側ライン２６における通常時の電圧範囲を超えた電圧となって表れる。この異常状態を表す電圧が検出された場所の温度センサ３には、上記の異常電圧が加わっていると判断され（例えば、電池２とショートしたと判断され）、その温度センサ３に対応する電池２の温度が異常であるとは判断されない。この場合、このような異常状態を車両側に通知したり、このような異常状態となっている温度センサ３のデータを、他の温度センサ３のデータで補う等の処理を、演算処理回路２１内等にて実施することが可能となる。
【００６９】
図１〜図４の温度検出回路４を、図５に示す温度検出回路４ａに置換しても構わない。図５に示す温度検出回路４ａは、温度センサ３の天絡対策構造を示している。図５に示す温度検出回路４ａに施されている天絡対策は、車両に搭載される電装用鉛バッテリ（不図示）の１２Ｖ電源の天絡に対する対策である。つまり、図５に示す温度検出回路４ａは、１２Ｖ程度の高電圧に対して対策されている。尚、図１〜図４に示す温度検出回路４は、５０Ｖ程度の高電圧に対して対策されている。
【００７０】
以下に、図６と比較しながら、図５に示す温度センサ３の天絡対策構造、即ち温度検出回路４ａの回路構成及び動作を説明する。図５は、本実施例に係る天絡対策構造、即ち温度検出回路４ａの回路図を示している。図６は、従来の天絡対策構造、即ち従来の温度検出回路１０４の回路図を示している。
【００７１】
図６の温度検出回路１０４は、温度センサ３の印加電圧を測定することにより、温度を計測している。図６に示すように、５Ｖ程度の電源１３０より、分圧抵抗１３１を介して、サーミスタである温度センサ１０３に電流、電圧が供給される。温度センサ１０３の上端の電圧は、オペアンプ１３２をバッファとして利用した後、Ａ／Ｄコンバータ３３に入力され、マイコン３４にて処理される。このような回路において、仮に温度センサ１０３の下端側が、自動車の電装用鉛バッテリ（図示せず）の１２Ｖ電源出力と導通すれば、１２Ｖの電源電圧がアースと接続されることになるので、大電流が流れ危険である（一般に天絡事故という）。このような温度センサ１０３は、例えば、電池が置かれた雰囲気温度を測定するのに使用される。
【００７２】
このような危険を防止した回路が、図５に示す温度検出回路４ａである。図５における温度センサ３は、図４における温度センサ３と同一のものであり、バッテリ装置１を構成する電池２（図４参照）と熱結合している。尚、図５における温度センサ３を、電池２が置かれた雰囲気温度を測定するために用いても良い。また、図５において、図６と同一の部品には同一の符号を付してある。
【００７３】
図５の温度検出回路４ａにおいては、温度センサ３の両端に、過電流保護回路としての分圧抵抗３１Ｕ及び３１Ｄを接続している。図５の温度センサ３の一端は、高電位側の分圧抵抗３１Ｕを介して電源回路３０のプラス側の出力端子に接続され、他端は、低電位側の分圧抵抗３１Ｄを介して接地されている。つまり、図５の温度センサ３には、電源回路３０より、分圧抵抗３１Ｕ及び３１Ｄを介して、電流、電圧が供給される。電源回路３０は、図６の電源回路１３０と同じものであり、その電源電圧は、例えば５Ｖである。
【００７４】
分圧抵抗３１Ｕと３１Ｄの各抵抗値は、分圧抵抗３１Ｕと３１Ｄの抵抗値の合算が図６における分圧抵抗１３１と同じとなるように、設定されている。従って、図５の温度センサ３として図６の温度センサ１０３と同じものを用いたならば、図５の温度センサ３の両端子間の電圧出力特性は、図６の温度センサ１０３の両端子間の電圧出力特性と同じとなる。そうすると、図５の回路にて、図６と同じＡ／Ｄコンバータ３３、マイコン３４、並びにマイコン３４を駆動するソフトウェアを利用することができる。
【００７５】
温度センサ３と分圧抵抗３１Ｕとの接続点は、オペアンプ３２Ｕを保護するための直列抵抗３５Ｕを介してオペアンプ３２Ｕの非反転入力端子（＋）に接続されている。温度センサ３と分圧抵抗３１Ｄとの接続点は、オペアンプ３２Ｄを保護するための直列抵抗３５Ｄを介してオペアンプ３２Ｄの非反転入力端子（＋）に接続されている。オペアンプ３２Ｕにおいて、反転入力端子（−）は出力端子に接続されており、オペアンプ３２Ｕはバッファとして機能する。オペアンプ３２Ｄにおいて、反転入力端子（−）は出力端子に接続されており、オペアンプ３２Ｄはバッファとして機能する。
【００７６】
そして、オペアンプ３２Ｕ、３２Ｄからの出力は、その出力差を増幅するために、オペアンプ３６に入力されている。オペアンプ３６には抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８が接続され、全体として差動増幅回路として機能する。より詳しくは、オペアンプ３２Ｕの出力端子は、抵抗Ｒ７を介してオペアンプ３６の非反転入力端子（＋）に接続されており、オペアンプ３２Ｄの出力端子は、抵抗Ｒ５を介してオペアンプ３６の反転入力端子（−）に接続されると共に、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６を介してオペアンプ３６の出力端子に接続されている。更に、オペアンプ３６の非反転入力端子（＋）は抵抗Ｒ８を介して接地されている。オペアンプ３６からの出力は、マイコン３４内のＡ／Ｄコンバータ３３に与えられている。
【００７７】
尚、上述の実施形態において示した具体的な数値、例えば、電源回路５の出力電圧における５Ｖや直列抵抗１７の電気抵抗における１５０ｋΩ等は、あくまで例示であって、本発明はそのような具体的な数値に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係る電源装置によれば、温度センサや温度センサに接続されている回路に外部から何らかの異常電圧が加わることに起因した電源装置の故障（特に温度検出回路）を、有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施例に係る電源装置の概略構成図である。
【図２】図１の電池モジュールの拡大図である。
【図３】図１の温度検出回路の回路図である。
【図４】図１の温度検出回路の拡大図であって、異常電圧印加時の動作を説明するための回路図である。
【図５】図１の温度検出回路の変形例の回路図（天絡対策構造）を示している。
【図６】従来の温度検出回路の回路図（天絡対策構造）を示している。
【符号の説明】
【００８０】
１    バッテリ装置
２    電池
３    温度センサ
４    温度検出回路
５    電源回路
６    過電流保護回路
６ａ、６ｂ  電流制限部
７    電池モジュール
８    電圧検出回路
９    高インピーダンス分圧回路
１０  マルチプレクサ
１１  Ａ／Ｄコンバータ
１２  電流検出抵抗
１３ａ、１３ｂ  トランジスタ
１４ａ、１４ｂ  ダイオード
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  分圧抵抗
１６ａ、１６ｂ  バイアス抵抗
１７  直列抵抗（保護抵抗）
１８  入力抵抗
１９  中間接続点
２０、２２  保護ダイオード
２１  演算処理回路
２３  保護電源回路（電圧制限回路）
２４  上側ライン
２５  中央ライン
２６  下側ライン
３０  電源回路
３１Ｕ、３１Ｄ  分圧抵抗
３２Ｕ、３２Ｄ  オペアンプ
３３  Ａ／Ｄコンバータ
３４  マイコン
３５Ｕ、３５Ｄ  直列抵抗
３６  オペアンプ
【図１】
2005317510.tif 000003
【図２】
2005317510.tif 000004
【図３】
2005317510.tif 000005
【図４】
2005317510.tif 000006
【図５】
2005317510.tif 000007
【図６】
2005317510.tif 000008