(57)【要約】【課題】任意の数のバッテリセルの端子電圧を低コストで検出することが可能な電圧検出装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供する。【解決手段】低電位計測ＬＳＩチップ２０にＮ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ５が接続され、高電位計測ＬＳＩチップ３０にバッテリセルＢ１〜Ｂ５よりも高い電位を有する複数のバッテリセルＢ６〜Ｂ８が接続される。高電位計測ＬＳＩチップ３０の差動増幅器３３により検出された差動電圧を（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６の端子電圧の代わりに受けるように、セレクタＳＡ２の入力端子が高電位計測ＬＳＩチップ３０の差動増幅器３３の出力端子に接続される。低電位計測ＬＳＩチップ２０の基準電位ＶＳＳ１に等しい電位が与えられるように、セレクタＳＡ１の入力端子がバッテリセルＢ６のマイナス電極に接続される。【選択図】図１
2012202935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続されたＭ個（Ｍは２以上の自然数）のバッテリセルの各々の端子電圧を検出する電圧検出装置であって、
前記Ｍ個のバッテリセルのうち最低電位を有するバッテリセルから順にＮ個（ＮはＭよりも小さい自然数）のバッテリセルに接続される第１の集積回路と、
前記Ｎ個のバッテリセルよりも高電位を有するＬ個（Ｌは２以上の自然数）のバッテリセルに接続可能な第２の集積回路とを備え、
前記第１の集積回路は、
（Ｎ＋１）個の電圧のいずれかを選択可能に構成された第１の選択回路と、
前記第１の選択回路により選択された電圧をＮ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として検出する第１の電圧検出回路と、
前記第１の電圧検出回路により検出された差動電圧をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器とを含み、
前記第２の集積回路は、
Ｌ個以下の電圧のいずれかを選択可能に構成された第２の選択回路と、
前記第２の選択回路により選択された電圧をＬ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として検出する第２の電圧検出回路とを含み、
前記第１の選択回路は、Ｎ個のバッテリセルの端子電圧および前記第２の電圧検出回路により検出された差動電圧を前記（Ｎ＋１）個の電圧として受けるように、Ｎ個のバッテリセルおよび前記第２の電圧検出回路に接続され、
前記第２の選択回路は、前記Ｎ個のバッテリセルよりも高電位を有するバッテリセルの端子電圧を前記Ｌ個以下の電圧として受けるように、Ｌ個以下のバッテリセルに接続され、
前記第１の集積回路は、１つの端子電圧の（Ｎ＋１）倍以上の耐圧を有することを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
前記第１の集積回路は、
前記Ｍ個のバッテリセルの端子電圧のいずれかを指定する第１の選択信号を前記第１の選択回路に与えるとともに、前記第１の選択信号が（Ｎ＋１）番目以上のＱ番目（Ｑは自然数）のバッテリセルを指定する場合に、（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルを指定する第２の選択信号を前記第２の選択回路に与える第１の選択信号発生回路をさらに含み、
前記第１の選択回路は、前記第１の選択信号が前記Ｎ個のバッテリセルのいずれかを指定している場合に、前記第１の選択信号により指定されたバッテリセルの端子電圧を選択し、前記第１の選択信号が前記Ｑ番目のバッテリセルを指定している場合に、前記第２の電圧検出回路により検出された差動電圧を選択し、
前記第２の選択回路は、（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルを指定する第２の選択信号が与えられた場合に、前記Ｌ個のバッテリセルのうち（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルの端子電圧を選択する請求項１記載の電圧検出装置。
【請求項３】
前記第１の選択信号発生回路により発生された第２の選択信号の電圧レベルを前記第２の選択回路に入力可能な値に変換する第１の電圧レベル変換部をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の電圧検出装置。
【請求項４】
ＭはＮおよびＬの合計よりも大きく、
前記第２の集積回路が（Ｌ−１）個のバッテリセルに接続された場合に、前記（Ｌ−１）個のバッテリセルよりも高電位を有するＫ個（Ｋは２以上の自然数）のバッテリセルに接続可能な第３の集積回路をさらに備え、
前記第３の集積回路は、
Ｋ個以下の電圧のいずれかを選択可能に構成された第３の選択回路と、
前記第３の選択回路により選択された電圧をＫ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として検出する第３の電圧検出回路とを含み、
前記第２の選択回路は、（Ｌ−１）個のバッテリセルの端子電圧および前記第３の電圧検出回路により検出された差動電圧を前記Ｌ個の電圧として受けるように、（Ｌ−１）個のバッテリセルおよび前記第３の電圧検出回路に接続され、
前記第３の選択回路は、前記（Ｌ−１）個のバッテリセルよりも高電位を有するバッテリセルの端子電圧を前記Ｋ個以下の電圧として受けるように、Ｋ個以下のバッテリセルに接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電圧検出装置。
【請求項５】
前記第２の集積回路は、
前記第２の選択信号がＬ番目以上のＲ番目（Ｒは自然数）のバッテリセルを指定する場合に、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルを指定する第３の選択信号を前記第３の選択回路に与える第２の選択信号発生回路をさらに含み、
前記第２の選択回路は、前記第２の選択信号が前記（Ｌ−１）個のバッテリセルのいずれかを指定している場合に、前記第２の選択信号により指定されたバッテリセルの端子電圧を選択し、前記第２の選択信号が前記Ｒ番目のバッテリセルを指定している場合に、前記第３の電圧検出回路により検出された差動電圧を選択し、
前記第３の選択回路は、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルを指定する第３の選択信号が与えられた場合に、前記Ｋ個のバッテリセルのうち（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルの端子電圧を選択する請求項４記載の電圧検出装置。
【請求項６】
前記第１の選択信号発生回路により発生された第３の選択信号の電圧レベルを前記第３の選択回路に入力可能な値に変換する第２の電圧レベル変換部をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の電圧検出装置。
【請求項７】
直列接続されたＭ個（Ｍは２以上の自然数）のバッテリセルと、
前記Ｍ個のバッテリセルの各々の端子電圧を検出するための請求項１〜６のいずれかに記載の電圧検出装置とを備えたことを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項８】
１または複数のバッテリモジュールを備え、
前記１または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも１つは、請求項７記載のバッテリモジュールであることを特徴とするバッテリシステム。
【請求項９】
請求項８記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備えることを特徴とする電動車両。
【請求項１０】
請求項８記載のバッテリシステムと、
移動本体部と、
前記バッテリシステムからの電力を前記移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、
前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備えることを特徴とする移動体。
【請求項１１】
請求項８記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの放電または充電に関する制御を行う制御部とを備えることを特徴とする電力貯蔵装置。
【請求項１２】
外部に接続可能な電源装置であって、
請求項１１記載の電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置の前記制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記バッテリシステムと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備え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、複数のバッテリセルの電圧を検出する電圧検出装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の移動体の駆動源として、充放電が可能なバッテリモジュールが用いられる。このようなバッテリモジュールは、例えば複数のバッテリセルが直列に接続された構成を有する。
【０００３】
バッテリモジュールを備える移動体のユーザはバッテリモジュールの電池容量の残量（充電量）を把握する必要がある。また、バッテリモジュールの充放電に際しては、バッテリモジュールを構成する各バッテリセルの過充電および過放電を防止する必要がある。そこで、バッテリモジュールの状態を監視する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５７７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１１７７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のバッテリモジュールにおいては、電圧検出回路を用いて複数のバッテリセルの端子電圧が検出される。これにより、検出された端子電圧に基づいて、バッテリモジュールの複数のバッテリセルの充電および放電を制御することができる。また、検出された端子電圧に基づいて、バッテリモジュールの複数のバッテリセルの端子電圧の均等化処理を行うことができる。
【０００６】
直列接続された複数のバッテリセルの端子電圧を検出する場合、高い耐圧を有する電圧検出回路を用いることにより、１つの電圧検出回路で多数のバッテリセルの端子電圧を検出することができる。しかしながら、このような電圧検出回路は非常に高価である。
【０００７】
特許文献２には、所定の耐圧を有する複数の保護ＩＣ（電圧検出回路）を用いて直列接続された複数の電池（バッテリセル）の端子電圧を監視する電池パック（バッテリモジュール）が提案されている。この場合、各保護ＩＣの耐圧を低くすることができる。
【０００８】
しかしながら、電池の数に応じて複数の保護ＩＣが必要になる。そのため、電池の数が多い場合には、複数の保護ＩＣの数に比例してコストが増加する。
【０００９】
本発明の目的は、任意の数のバッテリセルの端子電圧を低コストで検出することが可能な電圧検出装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）第１の発明に係る電圧検出装置は、直列接続されたＭ個（Ｍは２以上の自然数）のバッテリセルの各々の端子電圧を検出する電圧検出装置であって、Ｍ個のバッテリセルのうち最低電位を有するバッテリセルから順にＮ個（ＮはＭよりも小さい自然数）のバッテリセルに接続される第１の集積回路と、Ｎ個のバッテリセルよりも高電位を有するＬ個（Ｌは２以上の自然数）のバッテリセルに接続可能な第２の集積回路とを備え、第１の集積回路は、（Ｎ＋１）個の電圧のいずれかを選択可能に構成された第１の選択回路と、第１の選択回路により選択された電圧をＮ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として検出する第１の電圧検出回路と、第１の電圧検出回路により検出された差動電圧をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器とを含み、第２の集積回路は、Ｌ個以下の電圧のいずれかを選択可能に構成された第２の選択回路と、第２の選択回路により選択された電圧をＬ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として検出する第２の電圧検出回路とを含み、第１の選択回路は、Ｎ個のバッテリセルの端子電圧および第２の電圧検出回路により検出された差動電圧を（Ｎ＋１）個の電圧として受けるように、Ｎ個のバッテリセルおよび第２の電圧検出回路に接続され、第２の選択回路は、Ｎ個のバッテリセルよりも高電位を有するバッテリセルの端子電圧をＬ個以下の電圧として受けるように、Ｌ個以下のバッテリセルに接続され、第１の集積回路は、１つの端子電圧の（Ｎ＋１）倍以上の耐圧を有するものである。
【００１１】
その電圧検出装置においては、第１の集積回路がＭ個のバッテリセルのうち最低電位を有するバッテリセルから順にＮ個のバッテリセルに接続される。また、第２の集積回路はＮ個のバッテリセルよりも高電位を有するＬ個のバッテリセルに接続可能である。
【００１２】
第２の集積回路において、第２の選択回路は、Ｎ個のバッテリセルよりも高電位を有するバッテリセルの端子電圧をＬ個以下の電圧として受けるように、Ｌ個以下のバッテリセルに接続される。これにより、第２の集積回路においては、Ｌ個以下のバッテリセルの端子電圧のいずれかが第２の選択回路により選択可能である。第２の選択回路により選択された電圧がＬ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第２の電圧検出回路により検出される。
【００１３】
第１の集積回路において、第１の選択回路は、Ｎ個のバッテリセルの端子電圧および第２の電圧検出回路により検出された差動電圧を（Ｎ＋１）個の電圧として受けるように、Ｎ個のバッテリセルおよび第２の電圧検出回路に接続される。これにより、第１の集積回路においては、Ｎ個のバッテリセルの端子電圧および第２の電圧検出回路により検出された差動電圧のいずれかが第１の選択回路により選択可能である。第１の選択回路により選択された電圧がＮ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第１の電圧検出回路により検出される。第１の電圧検出回路により検出された差動電圧が、アナログデジタル変換器によりデジタル信号に変換される。
【００１４】
これにより、第２の電圧検出回路により検出された差動電圧が第１の選択回路により選択される場合に、第２の電圧検出回路により検出されたＬ個以下のバッテリセルのいずれかの端子電圧が、Ｎ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第１の電圧検出回路により検出される。
【００１５】
第１の集積回路は、１つの端子電圧の（Ｎ＋１）倍以上の耐圧を有する。そのため、（Ｎ＋１）個よりも多い数のバッテリセルの端子電圧を検出するためにアナログデジタル変換器を含む第１の集積回路を追加する必要がなくなる。また、ＭがＮおよびＬの合計以下である場合には、Ｍ個のバッテリセルの総電圧が第１の集積回路の耐圧を超える場合でも、アナログデジタル変換器を含む第１の集積回路およびアナログデジタル変換器を含まない第２の集積回路を用いて、Ｍ個のバッテリセルの各々の端子電圧を検出することが可能となる。
【００１６】
Ｌ個のバッテリセルの端子電圧を検出するために用いられる第２の集積回路は、アナログデジタル変換器を含まない。したがって、第２の集積回路の構成は第１の集積回路の構成に比べて簡素化されている。また、第２の集積回路は第１の集積回路に比べて安価である。
【００１７】
これらの結果、任意の数のバッテリセルの各々の端子電圧を低コストで検出することが可能となる。
【００１８】
（２）第１の集積回路は、Ｍ個のバッテリセルの端子電圧のいずれかを指定する第１の選択信号を第１の選択回路に与えるとともに、第１の選択信号が（Ｎ＋１）番目以上のＱ番目（Ｑは自然数）のバッテリセルを指定する場合に、（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルを指定する第２の選択信号を第２の選択回路に与える第１の選択信号発生回路をさらに含み、第１の選択回路は、第１の選択信号がＮ個のバッテリセルのいずれかを指定している場合に、第１の選択信号により指定されたバッテリセルの端子電圧を選択し、第１の選択信号がＱ番目のバッテリセルを指定している場合に、第２の電圧検出回路により検出された差動電圧を選択し、第２の選択回路は、（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルを指定する第２の選択信号が与えられた場合に、Ｌ個のバッテリセルのうち（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルの端子電圧を選択してもよい。
【００１９】
この場合、第１の集積回路においては、第１の選択信号がＮ個のバッテリセルのいずれかを指定する場合に、第１の選択信号が第１の選択回路に与えられる。第１の選択信号により指定されたバッテリセルの端子電圧が、第１の選択回路により選択される。
【００２０】
また、第１の選択信号が（Ｎ＋１）番目以上のＱ番目のバッテリセルを指定する場合に、（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルを指定する第２の選択信号が、第１の選択信号発生回路により第２の選択回路に与えられる。第２の集積回路においては、第２の選択信号により指定された（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルの端子電圧が、第２の選択回路により選択される。これにより、第１の集積回路および第２の集積回路に個別に選択信号を与える必要がなくなる。したがって、電圧検出装置の構成の複雑化が防止されるとともに、さらなる低コスト化が可能となる。
【００２１】
（３）電圧検出装置は、第１の選択信号発生回路により発生された第２の選択信号の電圧レベルを第２の選択回路に入力可能な値に変換する第１の電圧レベル変換部をさらに備えてもよい。
【００２２】
この場合、第１の選択信号発生回路により発生された第２の選択信号の電圧レベルが、第１の電圧レベル変換部により第２の選択回路に入力可能な値に変換される。したがって、第２の集積回路の第２の選択回路により（Ｑ−Ｎ）番目のバッテリセルの端子電圧を確実に選択することができる。
【００２３】
（４）ＭはＮおよびＬの合計よりも大きく、電圧検出装置は、第２の集積回路が（Ｌ−１）個のバッテリセルに接続された場合に、（Ｌ−１）個のバッテリセルよりも高電位を有するＫ個（Ｋは２以上の自然数）のバッテリセルに接続可能な第３の集積回路をさらに備え、第３の集積回路は、Ｋ個以下の電圧のいずれかを選択可能に構成された第３の選択回路と、第３の選択回路により選択された電圧をＫ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として検出する第３の電圧検出回路とを含み、第２の選択回路は、（Ｌ−１）個のバッテリセルの端子電圧および第３の電圧検出回路により検出された差動電圧をＬ個の電圧として受けるように、（Ｌ−１）個のバッテリセルおよび第３の電圧検出回路に接続され、第３の選択回路は、（Ｌ−１）個のバッテリセルよりも高電位を有するバッテリセルの端子電圧をＫ個以下の電圧として受けるように、Ｋ個以下のバッテリセルに接続されてもよい。
【００２４】
この場合、第２の集積回路がＮ個のバッテリセルよりも高電位を有する（Ｌ−１）個のバッテリセルに接続される。また、第３の集積回路は（Ｌ−１）個のバッテリセルよりも高電位を有するＫ個のバッテリセルに接続可能である。
【００２５】
第３の集積回路において、第３の選択回路は、（Ｌ−１）個のバッテリセルよりも高電位を有するバッテリセルの端子電圧をＫ個以下の電圧として受けるように、Ｋ個以下のバッテリセルに接続される。これにより、第３の集積回路においては、Ｋ個以下のバッテリセルの端子電圧のいずれかが第３の選択回路により選択可能である。第３の選択回路により選択された電圧がＫ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第３の電圧検出回路により検出される。
【００２６】
第２の集積回路において、第２の選択回路は、（Ｌ−１）個のバッテリセルの端子電圧および第３の電圧検出回路により検出された差動電圧をＬ個の電圧として受けるように、（Ｌ−１）個のバッテリセルおよび第３の電圧検出回路に接続される。これにより、第２の集積回路においては、（Ｌ−１）個のバッテリセルの端子電圧および第３の電圧検出回路により検出された差動電圧のいずれかが第２の選択回路により選択可能である。第２の選択回路により選択された電圧がＬ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第２の電圧検出回路により検出される。
【００２７】
上記のように、第１の集積回路においては、Ｎ個のバッテリセルの端子電圧および第２の電圧検出回路により検出された差動電圧のいずれかが第１の選択回路により選択可能である。第１の選択回路により選択された電圧がＮ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第１の電圧検出回路により検出される。第１の電圧検出回路により検出された差動電圧が、アナログデジタル変換器によりデジタル信号に変換される。
【００２８】
これにより、第２の電圧検出回路により検出された差動電圧が第１の選択回路により選択される場合に、第２の電圧検出回路により検出された（Ｌ−１）個のバッテリセルの端子電圧および第３の電圧検出回路により検出された差動電圧のいずれかが、Ｎ個のバッテリセルの最低電位を基準とする差動電圧として第１の電圧検出回路により検出される。そのため、（Ｎ＋Ｌ）個よりも多い数のバッテリセルの端子電圧を検出するために、アナログデジタル変換器を含む第１の集積回路を追加する必要がなくなる。
【００２９】
Ｋ個のバッテリセルの端子電圧を検出するために用いられる第３の集積回路は、アナログデジタル変換器を含まない。したがって、第３の集積回路の構成は第１の集積回路の構成に比べて簡素化されている。また、第３の集積回路は第１の集積回路に比べて安価である。
【００３０】
これらの結果、バッテリセルの数が多い場合でも、各バッテリセルの端子電圧を低コストで検出することが可能となる。
【００３１】
（５）第２の集積回路は、第２の選択信号がＬ番目以上のＲ番目（Ｒは自然数）のバッテリセルを指定する場合に、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルを指定する第３の選択信号を第３の選択回路に与える第２の選択信号発生回路をさらに含み、第２の選択回路は、第２の選択信号が（Ｌ−１）個のバッテリセルのいずれかを指定している場合に、第２の選択信号により指定されたバッテリセルの端子電圧を選択し、第２の選択信号がＲ番目のバッテリセルを指定している場合に、第３の電圧検出回路により検出された差動電圧を選択し、第３の選択回路は、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルを指定する第３の選択信号が与えられた場合に、Ｋ個のバッテリセルのうち（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルの端子電圧を選択してもよい。
【００３２】
この場合、第２の集積回路においては、第２の選択信号が（Ｌ−１）個のバッテリセルのいずれかを指定する場合に、第２の選択信号が第２の選択回路に与えられる。第２の選択信号により指定されたバッテリセルの端子電圧が、第２の選択回路により選択される。
【００３３】
また、第１の選択信号がＬ番目以上のＲ番目のバッテリセルを指定する場合に、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルを指定する第３の選択信号が、第２の選択信号発生回路により第３の選択回路に与えられる。第３の集積回路においては、第３の選択信号により指定された（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルの端子電圧が、第３の選択回路により選択される。これにより、第１の集積回路、第２の集積回路および第３の集積回路に個別に選択信号を与える必要がなくなる。したがって、電圧検出装置の構成の複雑化が防止されるとともに、さらなる低コスト化が可能となる。
【００３４】
（６）電圧検出装置は、第２の選択信号発生回路により発生された第３の選択信号の電圧レベルを第３の選択回路に入力可能な値に変換する第２の電圧レベル変換部をさらに備えてもよい。
【００３５】
この場合、第２の選択信号発生回路により発生された第３の選択信号の電圧レベルが、第２の電圧レベル変換部により第３の選択回路に入力可能な値に変換される。したがって、第３の集積回路の第３の選択回路により（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）番目のバッテリセルの端子電圧を確実に選択することができる。
【００３６】
（７）第２の発明に係るバッテリモジュールは、直列接続されたＭ個（Ｍは２以上の自然数）のバッテリセルと、Ｍ個のバッテリセルの各々の端子電圧を検出するための第１の発明に係る電圧検出装置とを備えたものである。
【００３７】
そのバッテリモジュールにおいては、直列接続されたＭ個のバッテリセルの各々の端子電圧が上記の電圧検出装置により検出される。上記の電圧検出装置によれば、バッテリセルの個数によらず、安価な構成で複数のバッテリセルの電圧を検出することができる。したがって、バッテリモジュールの低コスト化が実現される。
【００３８】
（８）第３の発明に係るバッテリシステムは、１または複数のバッテリモジュールを備え、１または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも１つは、第２の発明に係るバッテリモジュールであるものである。
【００３９】
このバッテリシステムの１または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも１つは、上記のバッテリモジュールである。したがって、バッテリシステムの低コスト化が実現される。
【００４０】
（９）第４の発明に係る電動車両は、第３の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。
【００４１】
この電動車両においては、上記のバッテリシステムからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。この電動車両には、上記のバッテリシステムが用いられる。したがって、電動車両の低コスト化が実現される。
【００４２】
（１０）第５の発明に係る移動体は、第３の発明に係るバッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムからの電力を移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備えるものである。
【００４３】
この移動体においては、上記のバッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により移動本体部が移動する。この移動体には、上記のバッテリシステムが用いられる。したがって、移動体の低コスト化が実現される。
【００４４】
（１１）第６の発明に係る電力貯蔵装置は、第３の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムの放電または充電に関する制御を行う制御部とを備えるものである。
【００４５】
この電力貯蔵装置においては、制御部により、上記のバッテリシステムの複数のバッテリモジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリモジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。この電力貯蔵装置には、上記のバッテリシステムが用いられる。したがって、電力貯蔵装置の低コスト化が実現される。
【００４６】
（１２）第７の発明に係る電源装置は、外部に接続可能な電源装置であって、第６の発明に係る電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置の制御部により制御され、電力貯蔵装置のバッテリシステムと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えるものである。
【００４７】
この電源装置においては、バッテリシステムと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置の制御部により制御されることにより、複数のバッテリモジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリモジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。この電源装置には、上記のバッテリシステムが用いられる。したがって、電源装置の低コスト化が実現される。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、任意の数のバッテリセルの端子電圧を低コストで検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の低電位計測ＬＳＩチップと高電位計測ＬＳＩチップからなる電圧検出装置の効果を説明するための概念図である。
【図３】図１の低電位計測ＬＳＩチップから高電位計測ＬＳＩチップに与えられるアドレス信号の電圧レベルを説明するための概念図である。
【図４】第２の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。
【図６】第４の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。
【図７】バッテリモジュールの一構造例を示す外観斜視図である。
【図８】図７のバッテリモジュールを備えるバッテリシステムのブロック図である。
【図９】図８のバッテリシステムを備える電動自動車の構成を示すブロック図である。
【図１０】電源装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の一実施の形態に係る電圧検出装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００５１】
［１］第１の実施の形態
（１）バッテリモジュールの構成
第１の実施の形態に係る電圧検出装置はバッテリモジュールに設けられる。電圧検出装置を備えるバッテリモジュールについて説明する。
【００５２】
図１は、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、このバッテリモジュール１００は、主としてＭ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８、低電位計測用大規模集積回路（以下、低電位計測ＬＳＩと呼ぶ。）チップ２０、高電位計測用大規模集積回路（以下、高電位計測ＬＳＩと呼ぶ。）チップ３０および均等化回路１９０から構成される。Ｍは２以上の自然数であり、本例ではＭは８である。
【００５３】
第１の実施の形態では、低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０により、電圧検出装置が構成される。バッテリモジュール１００は、マイクロコンピュータ１０１に接続される。
【００５４】
図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０には、計測用入力端子２１ａ〜２１ｆ，２２ａ〜２２ｆ、通信端子２９ａ，２９ｂ，２９ｃ、電源端子２９ｄおよび基準端子２９ｅが設けられる。高電位計測ＬＳＩチップ３０には、計測用入力端子３１ａ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｄ、通信端子３９ａ，３９ｂ，３９ｃ、電源端子３９ｄおよび基準端子３９ｅが設けられる。
【００５５】
複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８は直列接続されている。複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８は互いに同じ構成を有する。複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８は二次電池である。本例では、二次電池としてリチウムイオン電池が用いられる。以下の説明では、図１の８個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８を、最低電位を有するバッテリセルＢ１から最高電位を有するバッテリセルＢ８を順に１番目〜８番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ８と呼ぶ。最低電位を有するバッテリセルＢ１のマイナス電極は、図示しないメインスイッチを介して図示しない負荷に接続される。最高電位を有するバッテリセルＢ８のプラス電極は、負荷に接続される。メインスイッチがオンされた状態で、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８が充電または放電される。
【００５６】
均等化回路１９０は、Ｍ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８にそれぞれ対応するＭ個の放電回路９からなる。各放電回路９は、直列接続された抵抗Ｒおよびスイッチング素子ＳＷからなり、各バッテリセルＢ１〜Ｂ８に並列に接続される。スイッチング素子ＳＷのオンおよびオフは、マイクロコンピュータ１０１により制御される。
【００５７】
低電位計測ＬＳＩチップ２０は、２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４、アドレス処理回路２５、複数のバッファ２５ｂおよびレギュレータ２６を含む。低電位計測ＬＳＩチップ２０は、（Ｎ＋１）個のバッテリセルを接続可能に構成される。低電位計測ＬＳＩチップ２０には、Ｎ個のバッテリセルが接続される。ＮはＭよりも小さい自然数であり、本例ではＮは５である。低電位計測ＬＳＩチップ２０は、例えば満充電状態のバッテリセルの開放電圧の（Ｎ＋１）倍の耐圧を有する。
【００５８】
２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２の各々は、複数の入力端子、１つの出力端子および１つの選択端子を有する。低電位計測ＬＳＩチップ２０の一方のセレクタＳＡ１の複数の入力端子は、計測用入力端子２１ａ〜２１ｆに接続される。計測用入力端子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅには、それぞれ１番目からＮ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５のマイナス電極が接続される。計測用入力端子２１ｆには、（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６のマイナス電極が接続される。
【００５９】
低電位計測ＬＳＩチップ２０の他方のセレクタＳＡ２の複数の入力端子は、計測用入力端子２２ａ〜２２ｆに接続される。計測用入力端子２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅには、それぞれ１番目からＮ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５のプラス電極が接続される。計測用入力端子２２ｆは、後述する高電位計測ＬＳＩチップ３０の通信端子３９ｃに接続される。
【００６０】
差動増幅器２３は２つの入力端子および出力端子を有する。差動増幅器２３の２つの入力端子に２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２の出力端子が接続される。差動増幅器２３の出力端子はＡ／Ｄ変換器２４の入力端子に接続される。Ａ／Ｄ変換器２４の出力端子は通信端子２９ｂを介してマイクロコンピュータ１０１に接続される。
【００６１】
Ａ／Ｄ変換器２４の電源端子には、レギュレータ２６が接続されている。レギュレータ２６は、電源端子２９ｄを介して（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６のプラス電極に接続される。
【００６２】
電源端子２９ｄは、（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６のプラス電極に接続される。これにより、Ａ／Ｄ変換器２４に電源端子２９ｄを介して（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６のプラス電極の電位が与えられる。基準端子２９ｅは１番目のバッテリセルＢ１のマイナス電極に接続される。以下の説明では、電源端子２９ｄの電位を電源電位ＶＤＤ１と呼ぶ。また、基準端子２９ｅの電位を基準電位ＶＳＳ１と呼ぶ。レギュレータ２６は、電源電位ＶＤＤ１に基づいて、一定の電源電圧をＡ／Ｄ変換器２４に与える。
【００６３】
通信端子２９ａは、２つのバッファ２５ｂを介してセレクタＳＡ１，ＳＡ２の選択端子に接続される。また、通信端子２９ａは、１つのバッファ２５ｂを介してアドレス処理回路２５の入力端子に接続される。アドレス処理回路２５の出力端子は、他のバッファ２５ｂを介して通信端子２９ｃに接続される。アドレス処理回路２５の動作については後述する。
【００６４】
高電位計測ＬＳＩチップ３０は、２つのセレクタＳＡ３，ＳＡ４、差動増幅器３３、アドレス処理回路３５、複数のバッファ３５ｂ、レギュレータ３６およびクランプ回路３７を含む。高電位計測ＬＳＩチップ３０は、Ｌ個のバッテリセルを接続可能に構成される。Ｌは２以上の自然数であり、本例ではＬは４である。
【００６５】
２つのセレクタＳＡ３，ＳＡ４の各々は、複数の入力端子、１つの出力端子および１つの選択端子を有する。高電位計測ＬＳＩチップ３０の一方のセレクタＳＡ３の複数の入力端子は、計測用入力端子３１ａ〜３１ｄに接続される。計測用入力端子３１ａ，３１ｂ，３１ｃには、それぞれ（Ｎ＋１）番目からＭ番目のバッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８のマイナス電極が接続される。計測用入力端子３１ｄには、Ｍ番目のバッテリセルＢ８のプラス電極が接続される。
【００６６】
高電位計測ＬＳＩチップ３０の他方のセレクタＳＡ４の複数の入力端子は、計測用入力端子３２ａ〜３２ｄに接続される。計測用入力端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃには、それぞれ（Ｎ＋１）番目からＭ番目のバッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８のプラス電極が接続される。
【００６７】
差動増幅器３３は２つの入力端子および出力端子を有する。差動増幅器３３の２つの入力端子に２つのセレクタＳＡ３，ＳＡ４の出力端子が接続される。差動増幅器３３の出力端子は通信端子３９ｃに接続される。これにより、差動増幅器３３の出力端子は、通信端子３９ｃおよび計測用入力端子２２ｆを介して低電位計測ＬＳＩチップ２０のセレクタＳＡ２の１つの入力端子に接続される。
【００６８】
クランプ回路３７の電源端子には、レギュレータ３６が接続されている。レギュレータ３６は、電源端子３９ｄを介してＭ番目のバッテリセルＢ８のプラス電極に接続される。
【００６９】
電源端子３９ｄは、Ｍ番目のバッテリセルＢ８のプラス電極に接続される。基準端子３９ｅは（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６のマイナス電極に接続される。以下の説明では、電源端子３９ｄの電位を電源電位ＶＤＤ２と呼ぶ。また、基準端子３９ｅの電位を基準電位ＶＳＳ２と呼ぶ。
【００７０】
通信端子３９ａは、２つのバッファ３５ｂを介してセレクタＳＡ３，ＳＡ４の選択端子に接続される。また、通信端子３９ａは、１つのバッファ３５ｂを介してアドレス処理回路３５の入力端子に接続される。アドレス処理回路３５の出力端子は、他のバッファ３５ｂを介して通信端子３９ｂに接続される。アドレス処理回路３５の動作については後述する。
【００７１】
低電位計測ＬＳＩチップ２０の通信端子２９ｃと高電位計測ＬＳＩチップ３０の通信端子３９ａとが、コンデンサ３９を介して接続される。これにより、低電位計測ＬＳＩチップ２０のアドレス処理回路２５の出力端子が、高電位計測ＬＳＩチップ３０のアドレス処理回路３５の入力端子にコンデンサ３９を介して接続される。
【００７２】
高電位計測ＬＳＩチップ３０においては、通信端子３９ａはクランプ回路３７に接続される。クランプ回路３７は、並列接続された抵抗およびダイオードからなる。
【００７３】
レギュレータ３６は、電源電圧ＶＤＤ２に基づいて、一定の電源電圧をクランプ回路３７に与える。
【００７４】
（２）バッテリモジュールにおける各構成要素の動作
図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０の通信端子２９ａには、マイクロコンピュータ１０１から通信端子２９ａを介してＭ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８のうちいずれかを選択するためアドレス信号ｓｉｇ１が与えられる。アドレス信号ｓｉｇ１は、バッテリモジュール１００におけるバッテリセルＢ１〜Ｂ８のいずれかを特定するための値を有する。本例では、１番目のバッテリセルＢ１からＭ番目のＢ８に値１〜Ｍが付される。
【００７５】
低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０は、１番目〜Ｎ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５が選択された場合と（Ｎ＋１）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ６〜Ｂ８が選択された場合とで異なる動作を行う。
【００７６】
（２−ａ）１番目〜Ｎ番目のバッテリセルが選択された場合
１番目〜Ｎ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５が選択された場合の低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０の動作を説明する。まず、マイクロコンピュータ１０１から低電位計測ＬＳＩチップ２０のセレクタＳＡ１，ＳＡ２およびアドレス処理回路２５に１番目〜Ｎ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５のうちのいずれかを選択するためのアドレス信号ｓｉｇ１が与えられる。
【００７７】
アドレス信号ｓｉｇ１の値は１以上Ｎ以下である。セレクタＳＡ１は、アドレス信号ｓｉｇ１に基づいて、複数の入力端子のうち１つを出力端子に接続する。それにより、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ５のうち選択されたバッテリセルのマイナス電極の電位がセレクタＳＡ１から出力される。
【００７８】
また、セレクタＳＡ２は、アドレス信号ｓｉｇ１に基づいて、複数の入力端子のうち１つを出力端子に接続する。それにより、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ５のうち選択されたバッテリセルのプラス電極の電位がセレクタＳＡ２から出力される。
【００７９】
このようにして、差動増幅器２３の２つの入力端子に、選択されたバッテリセルの端子電圧が与えられる。差動増幅器２３は、選択されたバッテリセルの端子電圧を差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器２３から出力された端子電圧は、Ａ／Ｄ変換器２４に与えられる。
【００８０】
Ａ／Ｄ変換器２４は、差動増幅器２３から出力される端子電圧をデジタル値に変換する。変換されたデジタル値は、選択されたバッテリセルの端子電圧の値として、通信端子２９ｂを介してマイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【００８１】
マイクロコンピュータ１０１は、アドレス信号ｓｉｇ１の値を順次変更する。それにより、バッテリセルＢ１〜Ｂ５の端子電圧の値が順次マイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【００８２】
（２−ｂ）（Ｎ＋１）番目〜Ｍ番目のバッテリセルが選択された場合
（Ｎ＋１）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ６〜Ｂ８が選択された場合の低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０の動作を説明する。まず、マイクロコンピュータ１０１から低電位計測ＬＳＩチップ２０のアドレス処理回路２５に（Ｎ＋１）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ６〜Ｂ８のうちのいずれかを選択するためのアドレス信号ｓｉｇ１が与えられる。
【００８３】
アドレス信号ｓｉｇ１の値は（Ｎ＋１）以上Ｍ以下である。ここで、Ｑ番目のバッテリセルが選択されるものとする。Ｑは（Ｎ＋１）以上Ｍ以下の自然数である。本例ではＱは６、７または８である。
【００８４】
アドレス処理回路２５は、アドレス信号ｓｉｇ１の値がＱである場合に、（Ｑ−Ｎ）の値を有するアドレス信号ｓｉｇ２を生成する。本例では、Ｎは５である。そのため、本例のアドレス信号ｓｉｇ２は１、２または３の値を示す。
【００８５】
このように、アドレス信号ｓｉｇ２は、（Ｌ−１）個のバッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８のうち１つを特定するための値を有する。
【００８６】
アドレス処理回路２５は、生成されたアドレス信号ｓｉｇ２を、通信端子２９ｃ、コンデンサ３９および通信端子３９ａを介して高電位計測ＬＳＩチップ３０のセレクタＳＡ３，ＳＡ４およびアドレス処理回路３５に与える。
【００８７】
セレクタＳＡ３は、アドレス信号ｓｉｇ２に基づいて、複数の入力端子のうち１つを出力端子に接続する。それにより、複数のバッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８のうち選択されたバッテリセルのマイナス電極の電位がセレクタＳＡ３から出力される。
【００８８】
また、セレクタＳＡ４は、アドレス信号ｓｉｇ２に基づいて、複数の入力端子のうち１つを出力端子に接続する。それにより、複数のバッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８のうち選択されたバッテリセルのプラス電極の電位がセレクタＳＡ４から出力される。
【００８９】
これにより、差動増幅器３３の２つの入力端子に、選択されたバッテリセルの端子電圧が与えられる。差動増幅器３３は、選択されたバッテリセルの端子電圧を差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器３３から出力された端子電圧は、通信端子３９ｃおよび計測用入力端子２２ｆを介して低電位計測ＬＳＩチップ２０のセレクタＳＡ２の１つの入力端子に与えられる。
【００９０】
低電位計測ＬＳＩチップ２０において、セレクタＳＡ１は、アドレス信号ｓｉｇ１の値が（Ｎ＋１）以上（本例ではＱ）である場合に、複数の入力端子のうち計測用入力端子２１ｆに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、Ｎ番目のバッテリセルＢ５のプラス電極の電位がセレクタＳＡ１から出力される。Ｎ番目のバッテリセルＢ５のプラス電極の電位は、高電位計測ＬＳＩチップ３０の基準電位ＶＳＳ２と等しい。
【００９１】
また、セレクタＳＡ２は、アドレス信号ｓｉｇ１の値が（Ｎ＋１）以上（本例ではＱ）である場合に、複数の入力端子のうち計測用入力端子２２ｆに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、高電位計測ＬＳＩチップ３０の差動増幅器３３から出力された端子電圧がセレクタＳＡ２から出力される。
【００９２】
このようにして、差動増幅器２３の２つの入力端子に、高電位計測ＬＳＩチップ３０の基準電位ＶＳＳ２および差動増幅器３３から出力された端子電圧が与えられる。差動増幅器２３は、差動増幅器３３から出力された端子電圧と基準電位ＶＳＳ２とを差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器２３から出力された端子電圧は、Ａ／Ｄ変換器２４に与えられる。
【００９３】
Ａ／Ｄ変換器２４は、差動増幅器２３から出力される端子電圧をデジタル値に変換する。変換されたデジタル値は、選択されたバッテリセルの端子電圧の値として、通信端子２９ｂを介してマイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【００９４】
マイクロコンピュータ１０１は、アドレス信号ｓｉｇ１の値を順次変更する。それにより、バッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８の端子電圧の値が順次マイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【００９５】
（２−ｃ）均等化処理
上記動作により、全てのバッテリセルＢ１〜Ｂ８の端子電圧がマイクロコンピュータ１０１に与えられる。これにより、マイクロコンピュータ１０１は、全てのバッテリセルＢ１〜Ｂ８の端子電圧の値に基づいて、均等化回路１９０のスイッチング素子ＳＷのオンおよびオフを制御する。
【００９６】
均等化回路１９０においては、オンされたスイッチング素子ＳＷに対応するバッテリセルが抵抗Ｒを通して放電される。これにより、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８の端子電圧の均等化処理が行われる。なお、通常状態では、スイッチング素子ＳＷはオフになっている。
【００９７】
（３）効果
図２は、図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０と高電位計測ＬＳＩチップ３０からなる電圧検出装置の効果を説明するための概念図である。
【００９８】
図２（ａ）に、低電位計測ＬＳＩチップ２０の基準電位ＶＳＳ１から順に高くなるように設定された複数レベルＬ１〜Ｌ８の電位が示される。図２（ａ）において、各レベルＬ１〜Ｌ８は、図１のバッテリセルＢ１〜Ｂ８が満充電状態であるときの各バッテリセルＢ１〜Ｂ８のプラス電極の電位に相当する。
【００９９】
上記のように、低電位計測ＬＳＩチップ２０は、満充電状態でのバッテリセルの開放電圧の（Ｎ＋１）倍の耐圧を有する。そのため、本例では、図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０には、基準電位ＶＳＳ１からレベルＬ６までの電位を入力することができる。したがって、低電位計測ＬＳＩチップ２０は、１番目から（Ｎ＋１）番目（本例では６番目）までのバッテリセルＢ１〜Ｂ６の端子電圧ｖ１〜ｖ６を計測することができる。
【０１００】
一方、（Ｎ＋２）番目からＭ番目までのバッテリセルＢ７，Ｂ８のプラス電極の電位は低電位計測ＬＳＩチップ２０の耐圧の範囲を超える。そのため、低電位計測ＬＳＩチップ２０は、（Ｎ＋２）番目（本例では７番目）からＭ番目（本例では８番目）までのバッテリセルＢ７，Ｂ８の端子電圧ｖ７，ｖ８を計測することができない。
【０１０１】
そこで、本実施の形態では、（Ｎ＋２）番目からＭ番目までのバッテリセルＢ７，Ｂ８の端子電圧ｖ７，ｖ８を計測するために、低電位計測ＬＳＩチップ２０にＮ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ５が接続されるとともに、高電位計測ＬＳＩチップ３０に（Ｍ−Ｎ）個のバッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８が接続される。
【０１０２】
この状態で、高電位計測ＬＳＩチップ３０においては、バッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８の端子電圧のいずれかが、差動増幅器３３により高電位計測ＬＳＩチップ３０の基準電位ＶＳＳ２を基準とする差動電圧として検出される。図２（ｂ）の例では、白抜きの矢印Ａ１で示すように、８番目のバッテリセルＢ８の端子電圧ｖ８が基準電位ＶＳＳ２を基準とする差動電圧として検出される。
【０１０３】
上記のように、低電位計測ＬＳＩチップ２０においては、差動増幅器３３により検出された差動電圧を（Ｎ＋１）番目のバッテリセルＢ６の端子電圧の代わりに受けるように、セレクタＳＡ２の入力端子が計測用入力端子２２ｆを介して高電位計測ＬＳＩチップ３０の差動増幅器３３の出力端子に接続される。これにより、差動増幅器３３により検出された差動電圧が、低電位計測ＬＳＩチップ２０の基準電位ＶＳＳ１を基準とする差動電圧として差動増幅器２３により検出される。図２（ｂ）の例では、白抜きの矢印Ａ２で示すように、８番目のバッテリセルＢ８の端子電圧ｖ８が基準電位ＶＳＳ１を基準とする差動電圧として検出される。
【０１０４】
最終的に、上記のようにして検出された差動電圧が、低電位計測ＬＳＩチップ２０のＡ／Ｄ変換器２４によりデジタル値に変換される。これにより、図１に示すように、高電位計測ＬＳＩチップ３０にはＡ／Ｄ変換器を設ける必要がない。
【０１０５】
このように、図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０によれば、（Ｎ＋１）個よりも多い数のバッテリセルの端子電圧を検出するためにＡ／Ｄ変換器２４を含む低電位計測ＬＳＩチップ２０を複数用意する必要がなくなる。
【０１０６】
また、Ｍ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８の総電圧が低電位計測ＬＳＩチップ２０の耐圧を超える場合でも、Ａ／Ｄ変換器２４を含む低電位計測ＬＳＩチップ２０およびＡ／Ｄ変換器２４を含まない高電位計測ＬＳＩチップ３０を用いて、Ｍ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８の各々の端子電圧を検出することが可能となる。
【０１０７】
高電位計測ＬＳＩチップ３０は、Ａ／Ｄ変換器２４を含まないので、高電位計測ＬＳＩチップ３０の構成は低電位計測ＬＳＩチップ２０の構成に比べて単純である。また、高電位計測ＬＳＩチップ３０は低電位計測ＬＳＩチップ２０に比べて安価である。
【０１０８】
これらの結果、任意の数のバッテリセルの各々の端子電圧を低コストで検出することが可能となる。
【０１０９】
（４）アドレス信号の電圧レベル
図３は、図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０から高電位計測ＬＳＩチップ３０に与えられるアドレス信号ｓｉｇ２の電圧レベルを説明するための概念図である。
【０１１０】
上記のように、本実施の形態において、低電位計測ＬＳＩチップ２０の基準電位ＶＳＳ１と高電位計測ＬＳＩチップ３０の基準電位ＶＳＳ２とは互いに異なる。そのため、低電位計測ＬＳＩチップ２０から高電位計測ＬＳＩチップ３０にアドレス信号ｓｉｇ２が与えられる場合には、アドレス信号ｓｉｇ２の電圧レベルを基準電位ＶＳＳ１，ＶＳＳ２の差分引き上げる必要がある。
【０１１１】
そこで、本実施の形態では、高電位計測ＬＳＩチップ３０に図１のクランプ回路３７が設けられる。また、低電位計測ＬＳＩチップ２０の通信端子２９ｃと高電位計測ＬＳＩチップ３０の通信端子３９ａとが、コンデンサ３９を介して接続される。この場合、図３の白抜きの矢印Ａ３で示すように、アドレス信号ｓｉｇ２がコンデンサ３９を介して高電位計測ＬＳＩチップ３０の通信端子３９ａに与えられることにより、アドレス信号ｓｉｇ２の直流成分がコンデンサ３９により除去されるとともに、パルス電圧Ｖａｄを有するアドレス信号ｓｉｇ２の電圧レベルが図１のクランプ回路３７により基準電位ＶＳＳ１，ＶＳＳ２の差分引き上げられる。
【０１１２】
［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る電圧検出装置はバッテリモジュールに設けられる。第２の実施の形態に係る電圧検出装置を備えるバッテリモジュールについて、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１１３】
（１）バッテリモジュールの構成
図４は、第２の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。図４に示すように、このバッテリモジュール１００は、主としてＭ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ１１、１つの低電位計測ＬＳＩチップ２０、２つの高電位計測ＬＳＩチップ３０，４０および均等化回路１９０から構成される。Ｍ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ１１は直列接続されている。Ｍ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ１１は互いに同じ構成を有する。本例ではＭは１１である。
【０１１４】
図４の低電位計測ＬＳＩチップ２０は、図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０と同じ構成を有する。第１の実施の形態と同様に、低電位計測ＬＳＩチップ２０には、Ｎ個のバッテリセルが接続される。本例ではＮは５である。図４の高電位計測ＬＳＩチップ３０は、図１の高電位計測ＬＳＩチップ３０と同じ構成を有する。高電位計測ＬＳＩチップ３０は、Ｌ個のバッテリセルを接続可能に構成される。第１の実施の形態と同様に、本例では高電位計測ＬＳＩチップ３０に（Ｌ−１）個のバッテリセルが接続される。また、本例においてもＬは４である。
【０１１５】
上記より、本例では、バッテリセルＢ１〜Ｂ１１の個数Ｍが、低電位計測ＬＳＩチップ２０に接続されるバッテリセルの個数Ｎと高電位計測ＬＳＩチップ３０が接続可能なバッテリセルの個数Ｌとの合計よりも大きい。
【０１１６】
そこで、第２の実施の形態では、低電位計測ＬＳＩチップ２０および２つの高電位計測ＬＳＩチップ３０，４０により電圧検出装置が構成される。
【０１１７】
以下、高電位計測ＬＳＩチップ４０について説明する。高電位計測ＬＳＩチップ４０は、Ｋ個のバッテリセルを接続可能に構成される。Ｋは２以上の自然数であり、本例ではＫは４である。
【０１１８】
図４の高電位計測ＬＳＩチップ４０は、図１の高電位計測ＬＳＩチップ３０と同じ構成を有する。高電位計測ＬＳＩチップ４０には、計測用入力端子４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４２ｄ、通信端子４９ａ，４９ｂ，４９ｃ、電源端子４９ｄおよび基準端子４９ｅが設けられる。
【０１１９】
高電位計測ＬＳＩチップ４０は、２つのセレクタＳＡ５，ＳＡ６、差動増幅器４３、アドレス処理回路４５、複数のバッファ４５ｂ、レギュレータ４６およびクランプ回路４７を含む。
【０１２０】
２つのセレクタＳＡ５，ＳＡ６の各々は、複数の入力端子、１つの出力端子および１つの選択端子を有する。高電位計測ＬＳＩチップ４０の一方のセレクタＳＡ５の複数の入力端子は、計測用入力端子４１ａ〜４１ｄに接続される。計測用入力端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃには、それぞれ（Ｎ＋Ｌ）番目からＭ番目のバッテリセルＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１のマイナス電極が接続される。計測用入力端子４１ｄには、Ｍ番目のバッテリセルＢ１１のプラス電極が接続される。
【０１２１】
高電位計測ＬＳＩチップ４０の他方のセレクタＳＡ６の複数の入力端子は、計測用入力端子４２ａ〜４２ｄに接続される。計測用入力端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃには、それぞれ（Ｎ＋Ｌ）番目からＭ番目のバッテリセルＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１のプラス電極が接続される。
【０１２２】
差動増幅器４３は２つの入力端子および出力端子を有する。差動増幅器４３の２つの入力端子に２つのセレクタＳＡ５，ＳＡ６の出力端子が接続される。差動増幅器４３の出力端子は通信端子４９ｃに接続される。高電位計測ＬＳＩチップ４０の通信端子４９ｃは、高電位計測ＬＳＩチップ３０の計測用入力端子３２ｄに接続される。これにより、差動増幅器４３の出力端子は、通信端子４９ｃおよび計測用入力端子３２ｄを介して高電位計測ＬＳＩチップ３０のセレクタＳＡ４の１つの入力端子に接続される。
【０１２３】
クランプ回路４７の電源端子には、レギュレータ４６が接続されている。レギュレータ４６は、電源端子４９ｄを介してＭ番目のバッテリセルＢ１１のプラス電極に接続される。
【０１２４】
電源端子４９ｄは、Ｍ番目のバッテリセルＢ１１のプラス電極に接続される。基準端子４９ｅは（Ｎ＋Ｌ）番目のバッテリセルＢ９のマイナス電極に接続される。以下の説明では、電源端子４９ｄの電位を電源電位ＶＤＤ３と呼ぶ。また、基準端子４９ｅの電位を基準電位ＶＳＳ３と呼ぶ。
【０１２５】
通信端子４９ａは、２つのバッファ４５ｂを介してセレクタＳＡ５，ＳＡ６の選択端子に接続される。また、通信端子４９ａは、１つのバッファ４５ｂを介してアドレス処理回路４５の入力端子に接続される。アドレス処理回路４５の出力端子は、他のバッファ４５ｂを介して通信端子４９ｂに接続される。アドレス処理回路４５の動作については後述する。
【０１２６】
高電位計測ＬＳＩチップ３０の通信端子３９ｃと高電位計測ＬＳＩチップ４０の通信端子４９ａとが、コンデンサ３９を介して接続される。これにより、高電位計測ＬＳＩチップ３０のアドレス処理回路３５の出力端子が、高電位計測ＬＳＩチップ４０のアドレス処理回路４５の入力端子にコンデンサ３９を介して接続される。
【０１２７】
高電位計測ＬＳＩチップ４０においては、通信端子４９ａはクランプ回路４７に接続される。クランプ回路４７は、並列接続された抵抗およびダイオードからなる。
【０１２８】
レギュレータ４６は、電源電圧ＶＤＤ３に基づいて、一定の電源電圧をクランプ回路４７に与える。
【０１２９】
（２）バッテリモジュールにおける各構成要素の動作
図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０の通信端子２９ａには、マイクロコンピュータ１０１から通信端子２９ａを介してＭ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ１１のうちいずれかを選択するためアドレス信号ｓｉｇ１が与えられる。アドレス信号ｓｉｇ１は、バッテリモジュール１００におけるバッテリセルＢ１〜Ｂ１１のいずれかを特定するための値を有する。本例では、１番目のバッテリセルＢ１からＭ番目のＢ１１に値１〜Ｍが付される。
【０１３０】
１番目〜（Ｎ＋Ｌ−１）番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ８が選択された場合には、低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０が第１の実施の形態と同様の動作を行う。マイクロコンピュータ１０１が、アドレス信号ｓｉｇ１の値を順次変更することにより、バッテリセルＢ１〜Ｂ８の端子電圧の値が順次マイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０１３１】
（Ｎ＋Ｌ）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１１が選択された場合の低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０，４０の動作を説明する。
【０１３２】
まず、マイクロコンピュータ１０１から低電位計測ＬＳＩチップ２０のアドレス処理回路２５（図１）に（Ｎ＋Ｌ）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１１のうちのいずれかを選択するためのアドレス信号ｓｉｇ１が与えられる。
【０１３３】
アドレス信号ｓｉｇ１の値は（Ｎ＋Ｌ）以上Ｍ以下である。ここで、Ｒ番目のバッテリセルが選択されるものとする。Ｒは（Ｎ＋１）以上Ｍ以下の自然数である。本例ではＲは９、１０または１１である。
【０１３４】
上述のように、アドレス処理回路２５は、アドレス信号ｓｉｇ１の値がＲである場合に、（Ｒ−Ｎ）の値を有するアドレス信号ｓｉｇ２を生成する。本例では、Ｎは５である。そのため、本例のアドレス信号ｓｉｇ２は４、５または６の値を示す。
【０１３５】
生成されたアドレス信号ｓｉｇ２が、アドレス処理回路２５から高電位計測ＬＳＩチップ３０のアドレス処理回路３５に与えられる。この場合、アドレス信号ｓｉｇ２は、バッテリセルＢ６，Ｂ７，Ｂ８を選択するための値よりも大きい値を有する。
【０１３６】
アドレス処理回路３５は、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）の値を有するアドレス信号ｓｉｇ３を生成する。本例では、Ｌは４である。そのため、本例のアドレス信号ｓｉｇ３は１、２または３の値を示す。
【０１３７】
このように、アドレス信号ｓｉｇ３は、（Ｒ−Ｌ−Ｎ＋１）個のバッテリセルＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１のうち１つを特定するための値を有する。
【０１３８】
アドレス処理回路３５は、生成されたアドレス信号ｓｉｇ３を、通信端子３９ｂ、コンデンサ３９および通信端子４９ａを介して高電位計測ＬＳＩチップ４０のセレクタＳＡ５，ＳＡ６およびアドレス処理回路４５に与える。
【０１３９】
セレクタＳＡ５は、アドレス信号ｓｉｇ３に基づいて、複数の入力端子のうち１つを出力端子に接続する。それにより、複数のバッテリセルＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１のうち選択されたバッテリセルのマイナス電極の電位がセレクタＳＡ５から出力される。
【０１４０】
また、セレクタＳＡ６は、アドレス信号ｓｉｇ３に基づいて、複数の入力端子のうち１つを出力端子に接続する。それにより、複数のバッテリセルＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１のうち選択されたバッテリセルのプラス電極の電位がセレクタＳＡ６から出力される。
【０１４１】
これにより、差動増幅器４３の２つの入力端子に、選択されたバッテリセルの端子電圧が与えられる。差動増幅器４３は、選択されたバッテリセルの端子電圧を差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器４３から出力された端子電圧は、通信端子４９ｃおよび計測用入力端子３２ｄを介して高電位計測ＬＳＩチップ３０のセレクタＳＡ４の１つの入力端子に与えられる。
【０１４２】
高電位計測ＬＳＩチップ３０において、セレクタＳＡ３は、アドレス信号ｓｉｇ２の値がＬ以上（本例では（Ｒ−Ｎ）（すなわち、４、５または６））である場合に、複数の入力端子のうち計測用入力端子３１ｄに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、（Ｎ＋Ｌ−１）番目のバッテリセルＢ８のプラス電極の電位がセレクタＳＡ３から出力される。（Ｎ＋Ｌ−１）番目のバッテリセルＢ８のプラス電極の電位は、高電位計測ＬＳＩチップ４０の基準電位ＶＳＳ３と等しい。
【０１４３】
また、セレクタＳＡ４は、アドレス信号ｓｉｇ２の値がＬ以上（本例では（Ｒ−Ｎ）（すなわち、４、５または６））である場合に、複数の入力端子のうち計測用入力端子３２ｄに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、高電位計測ＬＳＩチップ４０の差動増幅器４３から出力された端子電圧がセレクタＳＡ４から出力される。
【０１４４】
このようにして、差動増幅器３３の２つの入力端子に、高電位計測ＬＳＩチップ４０の基準電位ＶＳＳ３および差動増幅器４３から出力された端子電圧が与えられる。差動増幅器３３は、差動増幅器４３から出力された端子電圧と基準電位ＶＳＳ３とを差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。
【０１４５】
低電位計測ＬＳＩチップ２０において、セレクタＳＡ１は、アドレス信号ｓｉｇ１の値が（Ｎ＋１）以上（本例ではＲ（すなわち、９、１０または１１））である場合に、複数の入力端子のうち計測用入力端子２１ｆに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、Ｎ番目のバッテリセルＢ５のプラス電極の電位がセレクタＳＡ１から出力される。Ｎ番目のバッテリセルＢ５のプラス電極の電位は、高電位計測ＬＳＩチップ３０の基準電位ＶＳＳ２と等しい。
【０１４６】
また、セレクタＳＡ２は、アドレス信号ｓｉｇ１の値が（Ｎ＋１）以上（本例ではＲ（すなわち、９、１０または１１））である場合に、複数の入力端子のうち計測用入力端子２２ｆに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、高電位計測ＬＳＩチップ３０の差動増幅器３３から出力された端子電圧がセレクタＳＡ２から出力される。
【０１４７】
このようにして、差動増幅器２３の２つの入力端子に、高電位計測ＬＳＩチップ３０の基準電位ＶＳＳ２および差動増幅器３３から出力された端子電圧が与えられる。差動増幅器２３は、差動増幅器３３から出力された端子電圧と基準電位ＶＳＳ２とを差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器２３から出力された端子電圧は、Ａ／Ｄ変換器２４に与えられる。
【０１４８】
Ａ／Ｄ変換器２４は、差動増幅器２３から出力される端子電圧をデジタル値に変換する。変換されたデジタル値は、選択されたバッテリセルの端子電圧の値として、通信端子２９ｂを介してマイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０１４９】
マイクロコンピュータ１０１は、アドレス信号ｓｉｇ１の値を順次変更する。それにより、バッテリセルＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１の端子電圧の値が順次マイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０１５０】
上記のように、１つの低電位計測ＬＳＩチップ２０とともに、複数の高電位計測ＬＳＩチップ３０，４０を用いることにより、バッテリセルの数が多い場合でも、各バッテリセルの端子電圧を低コストで検出することが可能となる。
【０１５１】
［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る電圧検出装置はバッテリモジュールに設けられる。第３の実施の形態に係る電圧検出装置を備えるバッテリモジュールについて、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１５２】
図５は、第３の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。図５に示すように、このバッテリモジュール１００は、直列接続されたＭ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ８、および直列接続されたＭ個のバッテリセルＢ９〜Ｂ１６を含む。直列接続されたバッテリセルＢ１〜Ｂ８と直列接続されたバッテリセルＢ９〜Ｂ１６とが並列に接続される。本例ではＭは８である。
【０１５３】
また、このバッテリモジュール１００は、低電位計測ＬＳＩチップ２０、３つの電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚおよび均等化回路を含む。第３の実施の形態では、低電位計測ＬＳＩチップ２０および３つの電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚにより電圧検出装置が構成される。なお、図５では、図１の均等化回路１９０の図示を省略する。
【０１５４】
以下の説明では、最低電位を有するバッテリセルＢ１から最高電位を有するバッテリセルＢ８を順に１番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ８と呼ぶとともに、最低電位を有するバッテリセルＢ９から最高電位を有するバッテリセルＢ１６を順に（Ｍ＋１）番目〜２Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１６と呼ぶ。最低電位を有するバッテリセルＢ１，Ｂ９のマイナス電極は、図示しないメインスイッチを介して図示しない負荷に接続される。最高電位を有するバッテリセルＢ８，Ｂ１６のプラス電極は、負荷に接続される。メインスイッチがオンされた状態で、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ１６が充電または放電される。本例では、Ｎは５であり、Ｌは４である。
【０１５５】
低電位計測ＬＳＩチップ２０は、計測用入力端子２１ｇをさらに有する点を除いて図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０と同じ構成を有する。セレクタＳＡ２の複数の入力端子のうちの１つが計測用入力端子２１ｇに接続される。計測用入力端子２１ｇには、後述する電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの通信端子３９ｃが接続される。
【０１５６】
電位計測ＬＳＩチップ３０ｘは、図１の高電位計測ＬＳＩチップ３０と同じ構成を有する。第１の実施の形態と同様に、低電位計測ＬＳＩチップ２０に１番目〜Ｎ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５が接続される。また、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘに（Ｎ＋１）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ６〜Ｂ８が接続される。電位計測ＬＳＩチップ３０ｘの通信端子３９ｃと低電位計測ＬＳＩチップ２０の計測用入力端子２２ｆとが接続される。これにより、低電位計測ＬＳＩチップ２０および電位計測ＬＳＩチップ３０ｘにより１番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ８の端子電圧が検出される。
【０１５７】
本実施の形態では、（Ｍ＋１）番目〜（Ｍ＋Ｎ）番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１３の端子電圧を検出するために電位計測ＬＳＩチップ３０ｙが用いられ、（Ｍ＋Ｎ＋１）番目〜２Ｍ番目のバッテリセルＢ１４〜Ｂ１６の端子電圧を検出するために電位計測ＬＳＩチップ３０ｚが用いられる。
【０１５８】
電位計測ＬＳＩチップ３０ｙは計測用入力端子３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆの数が異なる点を除き、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘと同じ構成を有する。図５に示すように、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙは、低電位計測ＬＳＩチップ２０と同様に、（Ｎ＋１）個のバッテリセルを接続可能に構成される。本例では、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙにＮ個のバッテリセルＢ９〜Ｂ１３が接続される。
【０１５９】
電位計測ＬＳＩチップ３０ｙのセレクタＳＡ４の１つの入力端子が計測用入力端子３２ｆに接続される。計測用入力端子３２ｆには、後述する電位計測ＬＳＩチップ３０ｚの通信端子３９ｃが接続される。
【０１６０】
上述のように、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの通信端子３９ｃは、低電位計測ＬＳＩチップ２０の計測用入力端子２１ｇに接続される。これにより、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの差動増幅器３３の出力端子は、通信端子３９ｃおよび計測用入力端子２２ｆを介して低電位計測ＬＳＩチップ２０のセレクタＳＡ２の１つの入力端子に接続される。
【０１６１】
電位計測ＬＳＩチップ３０ｚは、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘと同じ構成を有する。電位計測ＬＳＩチップ３０ｚは、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘと同様に、Ｌ個のバッテリセルを接続可能に構成される。本例では、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙに（Ｌ−１）個のバッテリセルＢ１４〜Ｂ１６が接続される。
【０１６２】
上述のように、電位計測ＬＳＩチップ３０ｚの通信端子３９ｃは、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの計測用入力端子３２ｆに接続される。これにより、電位計測ＬＳＩチップ３０ｚの差動増幅器３３の出力端子は、通信端子３９ｃおよび計測用入力端子３２ｆを介して電位計測ＬＳＩチップ３０ｙのセレクタＳＡ４の１つの入力端子に接続される。
【０１６３】
本実施の形態において、低電位計測ＬＳＩチップ２０および電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの基準電位ＶＳＳ１は互いに等しく、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｚの基準電位ＶＳＳ２も互いに等しい。
【０１６４】
低電位計測ＬＳＩチップ２０および３つの電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚには、図示しないアドレス処理回路が設けられる。本例では、図５に太い点線で示すように、マイクロコンピュータ１０１から低電位計測ＬＳＩチップ２０にアドレス信号が与えられることにより、第１および第２の実施の形態と同様に、低電位計測ＬＳＩチップ２０、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙおよび電位計測ＬＳＩチップ３０ｚの順にアドレス信号が与えられる。
【０１６５】
上記の構成を有するバッテリモジュール１００において、（Ｍ＋１）番目〜２Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１６が選択された場合、低電位計測ＬＳＩチップ２０は以下のように動作する。
【０１６６】
まず、マイクロコンピュータ１０１から低電位計測ＬＳＩチップ２０のアドレス処理回路２５（図１）に（Ｍ＋１）番目〜２Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１６のうちのいずれかを選択するためのアドレス信号ｓｉｇ１（図１）が与えられる。この場合、アドレス処理回路２５は、第１および第２の実施の形態と同様に、アドレス信号ｓｉｇ１に基づいて新たなアドレス信号ｓｉｇ２を生成し、電位計測ＬＳＩチップ３０ｘに与える。
【０１６７】
この場合、低電位計測ＬＳＩチップ２０のセレクタＳＡ１は、複数の入力端子のうち計測用入力端子２１ａに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、１番目のバッテリセルＢ１のマイナス電極の電位がセレクタＳＡ１から出力される。１番目のバッテリセルＢ１のマイナス電極の電位は、低電位計測ＬＳＩチップ２０および電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの基準電位ＶＳＳ１と等しい。
【０１６８】
また、低電位計測ＬＳＩチップ２０のセレクタＳＡ２は、複数の入力端子のうち計測用入力端子２２ｇに接続された入力端子を出力端子に接続する。それにより、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの差動増幅器３３から出力された端子電圧がセレクタＳＡ２から出力される。
【０１６９】
このようにして、差動増幅器２３の２つの入力端子に、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの基準電位ＶＳＳ１および電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの差動増幅器３３から出力された端子電圧が与えられる。差動増幅器２３は、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙの差動増幅器３３から出力された端子電圧と基準電位ＶＳＳ１とを差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器２３から出力された端子電圧は、Ａ／Ｄ変換器２４に与えられる。
【０１７０】
Ａ／Ｄ変換器２４は、差動増幅器２３から出力される端子電圧をデジタル値に変換する。変換されたデジタル値は、選択されたバッテリセルの端子電圧の値として、通信端子２９ｂを介してマイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０１７１】
マイクロコンピュータ１０１は、アドレス信号ｓｉｇ１の値を順次変更する。それにより、バッテリセルＢ９〜Ｂ１６の端子電圧の値が順次マイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０１７２】
上記では、アドレス信号ｓｉｇ１により（Ｍ＋１）番目〜２Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１６が選択された場合の低電位計測ＬＳＩチップ２０の動作について説明したが、電位計測ＬＳＩチップ３０ｙ，３０ｚにおいては、第１の実施の形態における低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０の動作と同様に、（Ｍ＋１）番目〜２Ｍ番目のバッテリセルＢ９〜Ｂ１６の電圧が検出される。
【０１７３】
本実施の形態では、１つの低電位計測ＬＳＩチップ２０および複数の電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚを用いることにより、並列に接続された２Ｍ個のバッテリセルＢ１〜Ｂ１６の端子電圧を計測することができる。このように、１つの低電位計測ＬＳＩチップ２０とともに、複数の電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚを用いることにより、バッテリセルの数が多い場合でも、各バッテリセルの端子電圧を低コストで検出することが可能となる。
【０１７４】
また、本実施の形態に係る電圧検出装置によれば、複数のバッテリセルが直列接続されているか、または複数のバッテリセルが並列接続されているかによらず、低コストで複数のバッテリセルの端子電圧を計測することが可能となる。
【０１７５】
［４］第４の実施の形態
第４の実施の形態に係る電圧検出装置はバッテリモジュールに設けられる。第４の実施の形態に係る電圧検出装置を備えるバッテリモジュールについて、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１７６】
図６は、第４の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。図６に示すように、このバッテリモジュール１００は、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の構成に加えて、２つの異常判定用大規模集積回路（以下、異常判定ＬＳＩと呼ぶ。）チップ１２０，１３０を含む。
【０１７７】
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０により電圧検出装置が構成される。
【０１７８】
一方の異常判定ＬＳＩチップ１２０には、低電位計測ＬＳＩチップ２０と同様に１番目〜Ｎ番目のバッテリセルＢ１〜Ｂ５が接続される。他方の異常判定ＬＳＩチップ１３０には、高電位計測ＬＳＩチップ３０と同様に、（Ｎ＋１）番目〜Ｍ番目のバッテリセルＢ６〜Ｂ８が接続される。本例では、Ｎは５であり、Ｍは８である。
【０１７９】
本実施の形態において、各バッテリセルＢ１〜Ｂ８の過放電および過充電を防止するために、端子電圧の許容電圧範囲が定められている。異常判定ＬＳＩチップ１２０は、バッテリセルＢ１〜Ｂ５のうち少なくとも１つのバッテリセルの端子電圧が許容電圧範囲の上限値（上限電圧）よりも高い場合または許容電圧範囲の下限値（下限電圧）以下である場合に、異常の発生を検出し、異常を示す異常信号をマイクロコンピュータ１０１に出力する。
【０１８０】
異常判定ＬＳＩチップ１３０は、バッテリセルＢ６〜Ｂ８のうち少なくとも１つのバッテリセルの端子電圧が上限電圧よりも高い場合または下限電圧以下である場合に、異常の発生を検出し、異常を示す異常信号をマイクロコンピュータ１０１に出力する。
【０１８１】
この場合、マイクロコンピュータ１０１は、例えば異常信号が与えられることにより、図示しないメインスイッチをオフする。このようにして、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８のうち少なくとも１つのバッテリセルの端子電圧に異常が発生した場合に、複数のバッテリセルＢ１〜Ｂ８が充電または放電される。これにより、バッテリセルの端子電圧の異常に基づくバッテリモジュール１００の動作不良の発生が防止される。
【０１８２】
［５］バッテリモジュールの構造
第１〜第４の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の構造について説明する。以下では、代表的に第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の一構造例を説明する。
【０１８３】
図７は、バッテリモジュール１００の一構造例を示す外観斜視図である。図７においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する三方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。なお、本例では、Ｘ方向およびＹ方向が水平面に平行な方向であり、Ｚ方向が水平面に直交する方向である。また、上方向は矢印Ｚが向く方向である。
【０１８４】
図７に示すように、バッテリモジュール１００においては、扁平な略直方体形状を有する複数のバッテリセルがＸ方向に並ぶように配置される。図７では、複数のバッテリセルに共通の符号Ｂｘを付している。このように、以降の説明においては、複数のバッテリセルをそれぞれバッテリセルＢｘと呼ぶ。略板形状を有する一対の端面枠ＥＰがＹＺ平面に平行に配置される。一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２は、Ｘ方向に延びるように配置される。一対の端面枠ＥＰの四隅には、一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２を接続するための接続部が形成される。一対の端面枠ＥＰの間に複数のバッテリセルＢｘが配置された状態で、一対の端面枠ＥＰの上側の接続部に一対の上端枠ＦＲ１が取り付けられ、一対の端面枠ＥＰの下側の接続部に一対の下端枠ＦＲ２が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセルＢｘが、一対の端面枠ＥＰ、一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２により一体的に固定される。複数のバッテリセルＢｘ、一対の端面枠ＥＰ、一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２により略直方体形状のバッテリブロックが構成される。
【０１８５】
一方の端面枠ＥＰには、プリント回路基板８０が取り付けられる。このプリント回路基板８０に図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０、高電位計測ＬＳＩチップ３０および均等化回路１９０が実装される。バッテリブロックの側面には、バッテリモジュール１００の温度を検出する複数のサーミスタＴＨが取り付けられる。
【０１８６】
ここで、各バッテリセルＢｘは、Ｙ方向に沿って並ぶようにバッテリブロックの上面にプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂを有する。バッテリモジュール１００において、各バッテリセルＢｘは、隣接するバッテリセルＢｘ間でＹ方向におけるプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの位置関係が互いに逆になるように配置される。また、複数のバッテリセルＢｘの一方の電極１０ａ，１０ｂがＸ方向に沿って一列に並び、複数のバッテリセルＢｘの他方の電極１０ａ，１０ｂがＸ方向に沿って一列に並ぶ。
【０１８７】
それにより、隣接する２個のバッテリセルＢｘ間では、一方のバッテリセルＢｘのプラス電極１０ａと他方のバッテリセルＢｘのマイナス電極１０ｂとが近接し、一方のバッテリセルＢｘのマイナス電極１０ｂと他方のバッテリセルＢｘのプラス電極１０ａとが近接する。この状態で、近接する２個の電極１０ａ，１０ｂに、例えば銅からなるバスバーＢＢが取り付けられる。これにより、複数のバッテリセルＢｘが直列接続される。
【０１８８】
Ｙ方向における複数のバッテリセルＢｘの一端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する。）ＬＮが複数のバスバーＢＢに共通して接続される。同様に、Ｙ方向における複数のバッテリセルＢｘの他端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のＦＰＣ基板ＬＮが複数のバスバーＢＢに共通して接続される。
【０１８９】
ＦＰＣ基板ＬＮは、主として絶縁層上に複数の導体線が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。ＦＰＣ基板ＬＮを構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線の材料としては例えば銅が用いられる。各ＦＰＣ基板ＬＮは、一方の端面枠ＥＰの上端部分で内側に向かって直角に折り返され、さらに下方に向かって折り返され、プリント回路基板８０に接続される。これにより、図１の低電位計測ＬＳＩチップ２０、高電位計測ＬＳＩチップ３０および均等化回路１９０が、バッテリセルＢｘのプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂに接続される。
【０１９０】
第２の実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、例えば配線回路基板８０上に図４の低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０，４０が実装される。
【０１９１】
第３の実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、例えば配線回路基板８０上に図５の低電位計測ＬＳＩチップ２０および電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚが実装される。
【０１９２】
第４の実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、例えば配線回路基板８０上に図６の低電位計測ＬＳＩチップ２０、高電位計測ＬＳＩチップ３０および異常判定ＬＳＩチップ１２０，１３０が実装される。
【０１９３】
［６］複数のバッテリモジュールを備えるバッテリシステム
図８は、図７のバッテリモジュール１００を備えるバッテリシステムのブロック図である。図８のバッテリシステム５００は、例えば電力を駆動源とする電動車両（例えば電動自動車）に搭載される。上述のように、図７のバッテリモジュール１００は、第１〜第４のいずれかの実施の形態に係るバッテリモジュール１００である。
【０１９４】
図８に示すように、バッテリシステム５００は、複数のバッテリモジュール１００、マイクロコンピュータ１０１およびコンタクタ１０２を含む。バッテリシステム５００において、複数のバッテリモジュール１００は、通信線５６０を介してマイクロコンピュータ１０１に接続されている。各バッテリモジュール１００において、通信線５６０は低電位計測ＬＳＩチップ２０に接続される。また、マイクロコンピュータ１０１は、バス１０４を介して電動車両の主制御部３００に接続される。
【０１９５】
バッテリシステム５００の複数のバッテリモジュール１００は、電源線５０１を通して互いに接続されている。バッテリシステム５００においては、複数のバッテリモジュール１００の全てのバッテリセルＢｘ（図７）が直列接続されている。複数のバッテリモジュール１００の最も高電位のプラス電極１０ａ（図７）に接続される電源線５０１および複数のバッテリモジュール１００の最も低電位のマイナス電極１０ｂ（図７）に接続される電源線５０１は、コンタクタ１０２を介して電動車両のモータ等の負荷に接続される。
【０１９６】
各バッテリモジュール１００の低電位計測ＬＳＩチップ２０は、計測された各バッテリセルＢｘの端子電圧をマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１９７】
マイクロコンピュータ１０１は、例えば各バッテリモジュール１００の低電位計測ＬＳＩチップ２０から与えられた各バッテリセルＢｘの端子電圧に基づいて各バッテリセルＢｘの充電量を算出し、その充電量に基づいて各バッテリモジュール１００の充放電制御を行う。
【０１９８】
また、マイクロコンピュータ１０１は、全てのバッテリセルＢｘの端子電圧の値に基づいて、各バッテリモジュール１００の均等化回路１９０（図７）のスイッチング素子ＳＷのオンおよびオフを制御する。このようにして、マイクロコンピュータ１０１は、複数のバッテリセルＢｘの端子電圧の均等化処理を行う。
【０１９９】
図８に示すように、バッテリモジュール１００に接続された電源線５０１には、コンタクタ１０２が介挿されている。マイクロコンピュータ１０１は、例えば、図６の異常判定ＬＳＩチップ１２０，１３０から異常信号が与えられた場合に、コンタクタ１０２をオフする。これにより、異常時には、各バッテリモジュール１００に電流が流れないので、バッテリモジュール１００の異常発熱が防止される。
【０２００】
マイクロコンピュータ１０１から主制御部３００に各バッテリモジュール１００の充電量（バッテリセルＢｘの充電量）が与えられる。主制御部３００は、その充電量に基づいて電動車両の動力（例えばモータの回転速度）を制御する。また、各バッテリモジュール１００の充電量が少なくなると、主制御部３００は、電源線５０１に接続された図示しない発電装置を制御して各バッテリモジュール１００を充電する。
【０２０１】
なお、本実施の形態において、発電装置は例えば上記の電源線５０１に接続されたモータである。この場合、モータは、電動車両の加速時にバッテリシステム５００から供給された電力を、図示しない駆動輪を駆動するための動力に変換する。また、モータは、電動車両の減速時に回生電力を発生する。この回生電力により各バッテリモジュール１００が充電される。
【０２０２】
［７］電動車両
電動車両について説明する。電動車両は図８のバッテリシステム５００を備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。
【０２０３】
（１）構成および動作
図９は、図８のバッテリシステム５００を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。図９に示すように、電動自動車６００は車体６１０を備える。車体６１０に、図８のバッテリシステム５００、電力変換部６０１、モータ６０２、駆動輪６０３、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５、回転速度センサ６０６および主制御部３００が設けられる。モータ６０２が交流（ＡＣ）モータである場合には、電力変換部６０１はインバータ回路を含む。バッテリシステム５００には、第１〜第４のいずれかの実施の形態に係る電圧検出装置が含まれる。
【０２０４】
バッテリシステム５００は、電力変換部６０１を介してモータ６０２に接続されるとともに、主制御部３００に接続される。主制御部３００には、バッテリシステム５００のマイクロコンピュータ１０１（図８）からバッテリモジュール１００（図７）の充電量が与えられる。また、主制御部３００には、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５および回転速度センサ６０６が接続される。主制御部３００は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
【０２０５】
アクセル装置６０４は、電動自動車６００が備えるアクセルペダル６０４ａと、アクセルペダル６０４ａの操作量（踏み込み量）を検出するアクセル検出部６０４ｂとを含む。
【０２０６】
ユーザによりアクセルペダル６０４ａが操作されると、アクセル検出部６０４ｂは、ユーザにより操作されていない状態を基準としてアクセルペダル６０４ａの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル６０４ａの操作量が主制御部３００に与えられる。
【０２０７】
ブレーキ装置６０５は、電動自動車６００が備えるブレーキペダル６０５ａと、ユーザによるブレーキペダル６０５ａの操作量（踏み込み量）を検出するブレーキ検出部６０５ｂとを含む。ユーザによりブレーキペダル６０５ａが操作されると、ブレーキ検出部６０５ｂによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル６０５ａの操作量が主制御部３００に与えられる。回転速度センサ６０６は、モータ６０２の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部３００に与えられる。
【０２０８】
上記のように、主制御部３００には、バッテリモジュール１００の充電量、アクセルペダル６０４ａの操作量、ブレーキペダル６０５ａの操作量およびモータ６０２の回転速度が与えられる。主制御部３００は、これらの情報に基づいてバッテリモジュール１００の充放電制御および電力変換部６０１の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車６００の発進時および加速時には、バッテリシステム５００から電力変換部６０１にバッテリモジュール１００の電力が供給される。
【０２０９】
また、主制御部３００は、与えられたアクセルペダル６０４ａの操作量に基づいて、駆動輪６０３に伝達すべき回転力（指令トルク）を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部６０１に与える。
【０２１０】
上記の制御信号を受けた電力変換部６０１は、バッテリシステム５００から供給された電力を、駆動輪６０３を駆動するために必要な電力（駆動電力）に変換する。これにより、電力変換部６０１により変換された駆動電力がモータ６０２に供給され、その駆動電力に基づくモータ６０２の回転力が駆動輪６０３に伝達される。
【０２１１】
一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車６００の減速時には、モータ６０２は発電装置として機能する。この場合、電力変換部６０１は、モータ６０２により発生された回生電力を複数のバッテリセルＢｘ（図７）の充電に適した電力に変換し、複数のバッテリセルＢｘに与える。それにより、複数のバッテリセルＢｘが充電される。
【０２１２】
（２）効果
電動自動車６００においては、上記のバッテリシステム５００が設けられるので、多数のバッテリセルＢｘが用いられる場合でも、各バッテリセルＢｘの端子電圧を計測するために、Ａ／Ｄ変換器２４を含む低電位計測ＬＳＩチップ２０を複数用意する必要がない。
【０２１３】
また、複数のバッテリセルＢｘの総電圧が低電位計測ＬＳＩチップ２０の耐圧を超える場合でも、Ａ／Ｄ変換器２４を含む低電位計測ＬＳＩチップ２０およびＡ／Ｄ変換器２４を含まない高電位計測ＬＳＩチップ３０を用いて、各バッテリセルＢｘの各々の端子電圧を検出することが可能となる。
【０２１４】
このように、任意の数のバッテリセルの各々の端子電圧を低コストで検出することができるので、バッテリシステム５００の低コスト化が実現される。
【０２１５】
（３）他の移動体
上記では、図８のバッテリシステム５００が電動車両に搭載される例について説明したが、バッテリシステム５００が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。
【０２１６】
バッテリシステム５００が搭載された船は、例えば、図９の車体６１０の代わりに船体を備え、駆動輪６０３の代わりにスクリューを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。ユーザは、船体を加速させる際にアクセル装置６０４の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。
【０２１７】
同様に、バッテリシステム５００が搭載された航空機は、例えば、図９の車体６１０の代わりに機体を備え、駆動輪６０３の代わりにプロペラを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、機体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によってプロペラが回転されることにより機体が移動する。
【０２１８】
バッテリシステム５００が搭載されたエレベータは、例えば、図９の車体６１０の代わりに籠を備え、駆動輪６０３の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、籠が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。
【０２１９】
バッテリシステム５００が搭載された歩行ロボットは、例えば、図９の車体６１０の代わりに胴体を備え、駆動輪６０３の代わりに足を備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、胴体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、足が駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によって足が駆動されることにより胴体が移動する。
【０２２０】
このように、バッテリシステム５００が搭載された移動体においては、動力源がバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。
【０２２１】
［８］電源装置
電源装置について説明する。
【０２２２】
（１）構成および動作
図１０は、電源装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、電源装置７００は、電力貯蔵装置７１０および電力変換装置７２０を備える。電力貯蔵装置７１０は、バッテリシステム群７１１およびコントローラ７１２を備える。バッテリシステム群７１１は複数のバッテリシステム５００を含む。複数のバッテリシステム５００は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。
【０２２３】
コントローラ７１２は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれるマイクロコンピュータ１０１（図８参照）に接続される。コントローラ７１２は、各マイクロコンピュータ１０１から与えられた各バッテリセルＢｘ（図７）の充電量に基づいて電力変換装置７２０を制御する。コントローラ７１２は、バッテリシステム５００のバッテリモジュール１００の放電または充電に関する制御として、後述する制御を行う。
【０２２４】
電力変換装置７２０は、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣ（直流／交流）インバータ７２２を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１は入出力端子７２１ａ，７２１ｂを有し、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２は入出力端子７２２ａ，７２２ｂを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ａは電力貯蔵装置７１０のバッテリシステム群７１１に接続される。
【０２２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ｂおよびＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ａは互いに接続されるとともに電力出力部ＰＵ１に接続される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ｂは電力出力部ＰＵ２に接続されるとともに他の電力系統に接続される。
【０２２６】
電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２は例えばコンセントを含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。なお、電力系統として太陽電池を用いる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ｂに太陽電池が接続される。一方、電力系統として太陽電池を含む太陽光発電システムを用いる場合、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ｂに太陽光発電システムのパワーコンディショナのＡＣ出力部が接続される。
【０２２７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２がコントローラ７１２によって制御されることにより、バッテリシステム群７１１の放電および充電が行われる。バッテリシステム群７１１の放電時には、バッテリシステム群７１１から与えられる電力がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ（直流／交流）変換される。
【０２２８】
電源装置７００が直流電源として用いられる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ１に供給される。電源装置７００が交流電源として用いられる場合、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ２に供給される。また、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２により交流に変換された電力を他の電力系統に供給することもできる。
【０２２９】
コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１のバッテリモジュール１００の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の放電時に、コントローラ７１２は、算出された充電量に基づいてバッテリシステム群７１１の放電を停止するか否かまたは放電電流（または放電電力）を制限するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセルＢｘのうちいずれかのバッテリセルＢｘの充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１の放電が停止されまたは放電電流（または放電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセルＢｘの過放電が防止される。
【０２３０】
放電電流（または放電電力）の制限は、バッテリシステム群７１１の電圧が一定の基準電圧となるように制限されることにより行われる。また、基準電圧は、バッテリセルＢｘの充電量に基づいて、コントローラ７１２により設定される。
【０２３１】
一方、バッテリシステム群７１１の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＡＣ／ＤＣ（交流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１からバッテリシステム群７１１に電力が与えられることにより、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセルＢｘが充電される。
【０２３２】
コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１のバッテリモジュール１００の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の充電時に、コントローラ７１２は、算出された充電量に基づいてバッテリシステム群７１１の充電を停止するか否かまたは充電電流（または充電電力）を制限するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセルＢｘ（図７）のうちいずれかのバッテリセルＢｘの充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１の充電が停止されまたは充電電流（または充電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセルＢｘの過充電が防止される。
【０２３３】
充電電流（または充電電力）の制限は、バッテリシステム群７１１の電圧が一定の基準電圧となるように制限されることにより行われる。また、基準電圧は、バッテリセルＢｘの充電量に基づいて、コントローラ７１２により設定される。
【０２３４】
なお、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０が設けられなくてもよい。
【０２３５】
（２）効果
電源装置７００においては、コントローラ７１２によりバッテリシステム群７１１と外部との間の電力の供給が制御される。それにより、バッテリシステム群７１１に含まれる各バッテリセルＢｘの過放電および過充電が防止される。
【０２３６】
電源装置７００においては、上記のバッテリシステム５００が設けられる。これにより、任意の数のバッテリセルの各々の端子電圧を低コストで検出することができる。その結果、電源装置７００の低コスト化が実現される。
【０２３７】
コントローラ７１２は、電力変換装置７２０を制御することにより複数のバッテリセルＢｘの充電または放電を停止させることができる。そのため、各バッテリシステム５００には、図８のコンタクタ５２０が設けられなくてもよい。
【０２３８】
コントローラ７１２は、マイクロコンピュータ１０１の機能を有していてもよい。この場合、コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれる各バッテリモジュール１００の低電位計測ＬＳＩチップ２０に接続される。なお、コントローラ７１２がマイクロコンピュータ１０１の機能を有する場合には、各バッテリシステム５００には、マイクロコンピュータ１０１が設けられなくてもよい。
【０２３９】
［９］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２４０】
上記実施の形態においては、低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０からなる電圧検出装置、低電位計測ＬＳＩチップ２０および高電位計測ＬＳＩチップ３０，４０からなる電圧検出装置、ならびに低電位計測ＬＳＩチップ２０および電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｙ，３０ｚからなる電圧検出装置が電圧検出装置の例であり、バッテリセルＢ１〜Ｂ１６，Ｂｘがバッテリセルの例である。
【０２４１】
また、低電位計測ＬＳＩチップ２０が第１の集積回路の例であり、高電位計測ＬＳＩチップ３０および電位計測ＬＳＩチップ３０ｘ，３０ｚが第２の集積回路の例であり、セレクタＳＡ１，ＳＡ２が第１の選択回路の例であり、差動増幅器２３が第１の電圧検出回路の例であり、Ａ／Ｄ変換器２４がアナログデジタル変換器の例である。
【０２４２】
さらに、セレクタＳＡ３，ＳＡ４が第２の選択回路の例であり、差動増幅器３３が第２の電圧検出回路の例であり、アドレス信号ｓｉｇ１が第１の選択信号の例であり、アドレス信号ｓｉｇ２が第２の選択信号の例であり、アドレス処理回路２５が第１の選択信号発生回路の例である。
【０２４３】
また、レギュレータ３６およびクランプ回路３７が第１の電圧レベル変換部の例であり、高電位計測ＬＳＩチップ４０が第３の集積回路の例であり、セレクタＳＡ５，ＳＡ６が第３の選択回路の例であり、差動増幅器４３が第３の電圧検出回路の例であり、アドレス処理回路３５が第２の選択信号発生回路の例であり、レギュレータ４６およびクランプ回路４７が第２の電圧レベル変換部の例である。
【０２４４】
さらに、バッテリモジュール１００がバッテリモジュールの例であり、バッテリシステム５００がバッテリシステムの例であり、モータ６０２がモータの例であり、駆動輪６０３が駆動輪の例であり、電動自動車６００が電動車両の例であり、車体６１０、船の船体、航空機の機体、エレベータの籠および歩行ロボットの胴体が移動本体部の例である。
【０２４５】
また、モータが動力源の例であり、スクリュー、プロペラ、昇降用ロープ、および足が駆動部の例であり、電動自動車６００、船、航空機、エレベータおよび歩行ロボットが移動体の例である。コントローラ７１２が制御部の例であり、電力貯蔵装置７１０が電力貯蔵装置の例であり、電源装置７００が電源装置の例であり、電力変換装置７２０が電力変換装置の例である。
【０２４６】
請求項の各構成要素として、上記実施の形態に記載された構成要素の他、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０２４７】
本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、電力の貯蔵装置またはモバイル機器等に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０２４８】
２０  低電位計測ＬＳＩチップ
２３，３３，４３  差動増幅器
２４  Ａ／Ｄ変換器
２５，３５  アドレス処理回路
３０，４０  高電位計測ＬＳＩチップ
３０ｘ，３０ｙ，３０ｚ  電位計測ＬＳＩチップ
３６，４６  レギュレータ
３７，４７  クランプ回路
１００  バッテリモジュール
５００  バッテリシステム
６０２  モータ
６０３  駆動輪
６００  電動自動車
６１０  車体
７１２  コントローラ
７１０  電力貯蔵装置
７２０  電力変換装置
Ｂ１〜Ｂ１６，Ｂｘ  バッテリセル
ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５，ＳＡ６  セレクタ
ｓｉｇ１，ｓｉｇ２，ｓｉｇ３  アドレス信号
【図１】
2012202935.tif 000003
【図２】
2012202935.tif 000004
【図３】
2012202935.tif 000005
【図４】
2012202935.tif 000006
【図５】
2012202935.tif 000007
【図６】
2012202935.tif 000008
【図７】
2012202935.tif 000009
【図８】
2012202935.tif 000010
【図９】
2012202935.tif 000011
【図１０】
2012202935.tif 000012