(57)【要約】【課題】入力する変動電圧を積層した積層電圧を分圧素子により均等に分圧した分圧電圧に基づいて積層電圧を特定する場合に、入力する変動電圧の数にかかわらず積層電圧を正確に特定することができる。【解決手段】マイコン６は、電圧監視ＩＣ５に対する接続セル数が定格入力数である２０よりも少ない１９の場合は、ブロック電圧を１９個の抵抗１３ａで均等に分圧した第２分圧電圧に基づいて非定格ブロック電圧を特定する。これにより、接続セル数にかかわらずブロック電圧を正確に特定することができるので、接続セル数の変更に対して確実に対応することができる。【選択図】図４
2016161481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格入力数の変動電圧を個別に入力可能な入力手段（７）と、
アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段（９）と、
前記入力手段に入力する前記定格入力数の前記変動電圧を全て積層した定格積層電圧が印加された状態で当該定格積層電圧を第１所定数の分圧素子で均等に分圧した第１分圧電圧を生成すると共に、前記入力手段に入力する前記定格入力数よりも少ない数の変動電圧を全て積層した非定格積層電圧が印加された状態で当該非定格積層電圧を第２所定数の前記分圧素子で均等に分圧した第２分圧電圧を生成する分圧手段（１３）と、
前記第１分圧電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能な経路を形成する第１経路形成手段（１０，１１，１２）と、
前記第２分圧電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能な経路を形成する第２経路形成手段（１０，１１，１２）と、
前記第１経路形成手段により前記第１分圧電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能とすることで前記定格積層電圧を特定すると共に、前記入力手段に入力する変動電圧の数である実質入力数が前記定格入力数よりも少ない場合は、前記第１経路形成手段に代えて、前記第２経路形成手段により前記第２分圧電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能とすることで前記非定格積層電圧を特定する積層電圧特定手段（６）と、
を備えたことを特徴とする電圧監視半導体装置。
【請求項２】
前記分圧手段は、第３所定数の変動電圧を積層した複数変動電圧が印加された状態で当該複数変動電圧を当該第３所定数の前記分圧素子で均等に分圧した第３分圧電圧を生成し、
前記第３分圧電圧を前記Ａ／Ｄ変換器に入力可能な経路を形成する第３経路形成手段（１０，１１，１２）と、
前記第３経路形成手段により前記第３分圧電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能とすることで前記第３分圧電圧に基づいて前記変動電圧の平均電圧を特定する平均電圧特定手段（６）と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項３】
前記平均電圧特定手段により特定された平均電圧に基づいて前記変動電圧を診断する診断手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換手段のアナログ側に設けられ、アナログ側と接続した状態で入力するアナログ電圧を保持すると共にアナログ側と絶縁した状態で保持電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に出力する絶縁手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項５】
外部から通知された前記実質入力数を取得する入力数取得手段（６）を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項６】
前記入力手段に入力する前記変動電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能な経路を形成する第４経路形成手段（１１）と、
前記第４経路形成手段により前記変動電圧を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力可能とすることで当該変動電圧を特定する変動電圧特定手段と、
前記変動電圧特定手段による前記変動電圧に基づいて前記実質入力数を検出する入力数検出手段（６）と、
を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項７】
前記第１所定数は、前記分圧手段を構成する前記分圧素子の数であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項８】
前記第２所定数は、前記実質入力数であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項９】
前記分圧素子は、抵抗（１３ａ）であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項１０】
前記分圧素子は、キャパシタ（１４ａ）であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置を複数備え、
前記電圧監視半導体装置は、組電池（１）を構成するブロック（２）に対応して設けられ、当該ブロックを構成する単位セル（３）の電圧を積層したブロック電圧を前記定格積層電圧または前記非定格積層電圧として入力することを特徴とする組電池の電圧監視システム。
【請求項１２】
前記第１経路形成手段は、前記定格積層電圧に相当する定格ブロック電圧を前記分圧手段の前記第１所定数の前記分圧素子に印加するように接続すると共に一の当該分圧素子の両端子の電位差を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力するように接続する第１スイッチ（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ）から構成され、
前記第２経路形成手段は、前記非定格積層電圧に相当する非定格ブロック電圧を前記分圧手段の前記第２所定数の前記分圧素子に印加するように接続すると共に一の当該分圧素子の両端子の電位差を前記Ａ／Ｄ変換手段に入力するように接続する第２スイッチ（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ）から構成され、
前記積層電圧検出手段は、前記実質入力数が前記定格入力数の場合は前記第１スイッチをオンすることで前記定格ブロック電圧を特定し、前記実質入力数が前記定格入力数よりも少ない場合は前記第２スイッチをオンすることで前記非定格ブロック電圧を特定することを特徴とする請求項１１に記載の組電池の電圧監視システム。
【請求項１３】
請求項２から１０のいずれか一項に記載の電圧監視半導体装置を複数備え、
前記電圧監視半導体装置は、組電池を構成するブロックに対応して設けられ、当該ブロックを構成する複数の単位セルの電圧を積層した複数セル電圧を前記複数変動電圧として入力し、
前記第３経路形成手段は、前記複数セル電圧を前記分圧手段の前記第３所定数の前記分圧素子に印加するように接続すると共に一の当該分圧素子の両端子を前記Ａ／Ｄ変換手段に接続する第３スイッチ（１１ａ，１２ｂ，１２ａ，１２ｂ）から構成され、
前記変動電圧特定手段は、前記第３スイッチをオンすることで前記単位セルの平均電圧を特定することを特徴とする組電池の電圧監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力する変動電圧を監視する電圧監視半導体装置及び組電池を構成するブロックの電圧を監視する組電池の電圧監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハイブリッド車や電気自動車のようにモータを使用して走行する車両では、モータの動力源として組電池を使用している。組電池は複数の単位セルを直列接続して構成されており、所定数の単位セルからなるブロックの電圧（以下、ブロック電圧）を検出することで組電池の残量を推定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ブロック電圧をＡ／Ｄ変換器で検出する場合、Ａ／Ｄ変換器が検出可能な電圧よりも大きなブロック電圧をＡ／Ｄ変換器に直接入力することはできないことから、ブロック電圧を電圧監視ＩＣの内蔵抵抗で均等に抵抗分圧してＡ／Ｄ変換器に入力し、Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータに内部抵抗数を乗算することによりブロック電圧を検出するようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、組電池の仕様（単位セル数）は車種により異なる場合があり、組電池を構成する単位セル数が５９セル、電圧監視ＩＣの内部抵抗数が２０とすると、組電池は３個のブロック（２個のブロックは２０セル、１個のブロックは１９セル）から構成されることになるので、３個の電圧監視ＩＣを設けることになる。この場合、２０セルに対応した電圧監視ＩＣは２０セルのブロック電圧を２０個の内部抵抗で抵抗分圧することから、抵抗分圧を２０倍することによりブロック電圧を正確に検出することができる。これに対して、１９セルに対応した電圧監視ＩＣは１９セルのブロック電圧を２０個の内蔵抵抗で抵抗分圧することになるから、抵抗分圧を２０倍するにしてもブロック電圧を正確に特定することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、入力する変動電圧を積層した積層電圧を分圧素子により均等に分圧した分圧電圧に基づいて積層電圧を特定する場合に、入力する変動電圧の数にかかわらず積層電圧を正確に特定することができる電圧監視半導体装置及び組電池の電圧監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によれば、入力する変動電圧の数である実質入力数が定格入力数よりも少ない場合は、分圧手段から第１分圧電圧がＡ／Ｄ変換器に入力可能な経路が形成されるのに代えて、分圧手段から第２分圧電圧がＡ／Ｄ変換器に入力可能な経路が形成されるので、入力する変動電圧の数にかかわらず入力する変動電圧の全てを積層した積層電圧を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態における電池監視ＩＣの回路図
【図２】電池監視ＥＣＵの構成を示すブロック図
【図３】２０セル接続時のブロック電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図４】１９セル接続時のブロック電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図５】１８セル接続時のブロック電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図６】２０セル目の電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図７】１９セル目の電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図８】マイコンの動作を示すフローチャート
【図９】第２実施形態における２０セルと１９セルの平均電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図１０】１８セルと１７セルの平均電圧検出を示す電池監視ＩＣの回路図
【図１１】マイコンの動作を示すフローチャート
【図１２】第３実施形態における電池監視ＩＣの回路図
【図１３】第４実施形態におけるマイコンの動作を示すフローチャート
【図１４】第５実施形態における電池監視ＩＣの回路図
【図１５】２０セル目の電圧に相当する電荷保持時を示す電池監視ＩＣの回路図
【図１６】Ａ／Ｄ変換器への電荷転送時を示す電池監視ＩＣの回路図
【図１７】１９セル目の電圧に相当する電荷保持時を示す電池監視ＩＣの回路図
【図１８】Ａ／Ｄ変換器への電荷転送時を示す電池監視ＩＣの回路図
【図１９】マイコンの動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明を例えばハイブリッド自動車の組電池の電圧監視システムに適用した第１実施形態について図１から図８を参照して説明する。
図２に示すように、組電池１は複数のブロック２から構成されており、各ブロック２は複数の単位セル３を積層して構成されている。組電池１は電池監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４（電圧監視半導体装置）により監視されている。電池監視ＥＣＵ４は、各ブロック２に対応して設けられた複数の電圧監視ＩＣ５と、各電圧監視ＩＣを制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコン）６（積層電圧特定手段、平均電圧特定手段、診断手段、変動電圧特定手段、入力数取得手段、変動電圧特定手段、入力数検出手段）とを備えて構成されている。電圧監視ＩＣ５は、組電池１を構成するブロック２のブロック電圧、及び当該ブロック２を構成する各単位セル３の電圧（変動電圧）を検出するものである。
【００１０】
電圧監視ＩＣ５は、入力端子群７（入力手段）、マルチプレクサ（以下、ＭＵＸ）８、Ａ／Ｄ変換器（以下、ＡＤＣ）９（Ａ／Ｄ変換手段）、制御回路１０（第１経路形成手段、第２経路形成手段、第３経路形成手段、第４経路形成手段）を備えて構成されている。
【００１１】
ＭＵＸ８は、後述するようにブロック２を構成する各単位セル３の電圧を個別に入力してＡＤＣ９に選択的に出力したり、ブロック電圧を分圧した分圧電圧をＡＤＣ９に出力したりするものである。
【００１２】
ここで、本実施形態の電圧監視ＩＣ５は２０個（定格入力数）の単位セル３の電圧を検出可能であることから、組電池１は基本的には２０セルでブロック２を構成し、２０セルのブロック２のブロック電圧及び当該ブロック２を構成する各単位セル３の電圧を電圧監視ＩＣ５で検出するようになっている。但し、組電池１は、車種に応じて仕様（単位セル３の総数）が異なっており、組電池１が例えば５９セルから構成されている場合には、組電池１は３個のブロック２から構成され、２個のブロック２は２０セル、１個のブロック２は１９セルから構成されることになる。
【００１３】
入力端子群７は、図１に示すように、２０組の入力端子から構成されており、対応する単位セル３の正電圧が正入力端子７ａに入力し、当該単位セル３の負電圧が負入力端子７ｂに入力する。図１では単位セル３の正電圧をＶ、負電圧をＳで示し、Ｖ及びＳに続く数字で単位セル３の順番を示している。具体的には、２０番目の入力端子７の正入力端子７ａには２０セル目の正電圧Ｖ２０が入力し、負入力端子７ｂには２０セル目の負電圧Ｓ２０が入力する。１９番目の入力端子７の正入力端子７ａには１９セル目の正電圧Ｖ１９が入力し、負入力端子７ｂには１９セル目の負電圧Ｓ１９が入力する。そして、１番目の入力端子７の負入力端子７ｂには１セル目の負電圧、つまりブロック２のグランド（ＧＮＤ）が入力する。尚、図２では隣接する単位セル３の正電圧及び負電圧が電圧監視ＩＣ５の入力端子７に共通に入力するように示しているが、実際には図１に示すように正電圧と負電圧とは独立して入力するようになっている。
【００１４】
ＭＵＸ８は、通常電圧検出用スイッチ群１１（第１経路形成手段、第２経路形成手段、第３経路形成手段、第４経路形成手段）、ブロック電圧検出用スイッチ群１２（第１経路形成手段、第２経路形成手段、第４経路形成手段）、抵抗群１３（分圧手段）から構成されている。
【００１５】
通常電圧検出用スイッチ群１１は２０組の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂ（第３スイッチ）から構成されており、後述するように所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂのオン状態で対応する入力端子７ａ，７ｂとＡＤＣ９の入力端子とを接続する。通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂは、制御回路１０によりオンオフが制御される。
【００１６】
抵抗群１３は、２０個の抵抗１３ａを直列接続して構成されている。尚、抵抗１３ａは半導体集積回路により形成されていることから、それらの抵抗値の精度は極めて高く、各抵抗１３ａの抵抗値は完全に一致していると見做すことができる。つまり、抵抗群１３に電圧を印加した状態では、いずれの抵抗１３ａからも同一の電圧が出力される。
【００１７】
ブロック電圧検出用スイッチ群１２は２０組のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂ（第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ）から構成されており、後述するように所定のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂのオン状態で対応する抵抗１３ａの両端子とＡＤＣ９の入力端子とを接続する。ブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂは、制御回路１０によりオンオフが制御される。
【００１８】
ＡＤＣ９は、入力電圧（正入力端子（＋）と負入力端子（−）との間の電位差）をデジタルデータに変換してマイコン６に出力するもので、入力可能な最大電圧は単位セル３の定格電圧よりも大きく設定されている。
【００１９】
制御回路１０は、マイコン６からの指令に応じて所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂをオンオフしたり、所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ及びブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂをオンオフしたりする。尚、電池監視ＩＣ５に接続されたブロック２を構成する単位セル３の数（接続セル数）は外部から通知されるもので、マイコン６は、通知された接続セル数を取得して記憶している。
【００２０】
さて、マイコン６は、電圧監視ＩＣ５により定期的に各ブロック電圧を検出しており、そのブロック電圧に基づいて組電池１の残量を推測するようしている。電池監視ＩＣ５に接続されたブロック２が２０セルから構成されている場合は、電池監視ＩＣ５の制御回路１０に対して接続セル数が２０であることを指令する。すると、制御回路１０は、図３に示すように、２０番目の正入力端子７ａと接続された通常電圧検出用スイッチ１１ａと、１番目の負入力端子７ｂ（グランド）と接続されたブロック電圧検出用スイッチ１２ｂと、２０番目の抵抗１３ａの両端子と接続された１組のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂとをオンして第１経路を形成する。これにより、抵抗群１３にＶ２０とグランド電圧が印加されることに応じて２０番目の抵抗１３ａの両端子に第１分圧電圧が生成され、その第１分圧電圧がＡＤＣ９に入力するので、マイコン６は、２０セルを積層した電圧である定格ブロック電圧（定格積層電圧）を２０個（第１所定数）の抵抗１３ａで均等に分圧した第１分圧電圧を検出し、その第１分圧電圧を２０倍することで定格ブロック電圧を特定することができる。尚、各単位セル３の電圧を後述するように検出して加算してもブロック電圧を特定することができるが、このような特定方法では時間を要することから、ブロック電圧を検出する場合は、上記の検出方法を採用している。
【００２１】
一方、電池監視ＩＣ５に接続されたブロック２が１９セルから構成されている場合は、制御回路１０に対して接続セル数が１９（非定格入力数）であることを指令する。すると、制御回路１０は、図４に示すように、１９番目の正入力端子７ａと接続された通常電圧検出用スイッチ１１ａと、１番目の負入力端子７ｂ（グランド）と接続されたブロック電圧検出用スイッチ１２ｂと、１９番目の抵抗１３ａの両端子と接続された１組のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂとをオンして第２経路を形成する。これにより、抵抗群１３にＶ１９とグランド電圧が印加されることに応じて１９番目の抵抗１３ａの両端子に第２分圧電圧が生成され、その第２分圧電圧がＡＤＣ９に入力するので、マイコン６は、１９セルを積層した電圧である非定格ブロック電圧（非定格積算電圧）を１９個の抵抗１３ａで均等に分圧した第２分圧電圧を検出し、その第２分圧電圧を１９倍することで非定格ブロック電圧を特定することができる。
【００２２】
尚、ブロック２が１８セルから構成されている場合は、図５に示すように、１８番目の正入力端子７ａと接続された通常電圧検出用スイッチ１１ａと、１番目の負入力端子７ｂ（グランド）と接続されたブロック電圧検出用スイッチ１２ｂと、１８番目の抵抗１３ａの両端子と接続された１組のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂとをオンして第２経路を形成することにより、マイコン６は、非定格ブロック電圧を１８個（第２所定数）の抵抗１３ａで均等に分圧した第２分圧電圧を検出し、その第２分圧電圧を１８倍することで非定格ブロック電圧を特定することができる。
【００２３】
さて、マイコン６は、単位セル３の電圧を検出する場合は図８に示すように動作し、まず、２０セル目の電圧を検出することを制御回路１０に対して指令する（Ｓ８１）。すると、制御回路１０は、図６に示すように、２０番目の入力端子７と接続された１組の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂをオンするので、２０セル目の正電圧Ｖ２０及び負電圧Ｓ２０がＡＤＣ９に入力される。これにより、マイコン６は、２０セル目の電圧を検出することができる。
【００２４】
次にマイコン６は、図８に示すように、１９セル目の電圧を検出することを制御回路１０に指令する（Ｓ８２）。すると、制御回路１０は、図７に示すように、２０番目の入力端子７と接続された１組の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂをオフし、１９番目の入力端子７と接続された１組の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂをオンするので、１９セル目の正電圧Ｖ１９及び負電圧Ｓ１９がＡＤＣ９に入力される。これにより、マイコン６は、１９セル目の電圧を検出することができる。
【００２５】
マイコン６は、同様にして、１８セル目の電圧を検出し（Ｓ８３）、以後、１７セル目以降の電圧を検出するので、各単位セル３の電圧同士を比較することにより単位セル３を診断することができる。
【００２６】
このような実施形態によれば、マイコン６は、電圧監視ＩＣ５に対する接続セル数が定格入力数である２０よりも少ない１９の場合は、ブロック電圧を１９個の抵抗１３ａで均等に分圧した第２分圧電圧に基づいて非定格ブロック電圧を特定するので、接続セル数にかかわらずブロック電圧を正確に特定することができ、接続セル数の変更に対して確実に対応することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図９から図１１を参照して説明する。この第２実施形態は、複数の単位セル３を積層した複数セル電圧を分圧した分圧電圧を検出することを特徴とする。第１実施形態のように各単位セル３の電圧を順に検出する場合、通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂを順にオンオフする必要があり、比較的長時間を要する。各単位セル３の個別の電圧ではなく、複数の単位セル３の複数セル電圧の分圧電圧を検出することで、単位セル３の診断時間の短縮が可能となる。尚、ブロック２は２０セルから構成されているものとする。
【００２８】
マイコン６は、図１１に示すように動作し、まず、２０セル目と１９セル目の２個（第３所定数）の単位セル３の複数セル電圧（複数変動電圧）の分圧電圧を検出することを制御回路１０に指令する（Ｓ１１１）。すると、制御回路１０は、図９に示すように２０番目の正入力端子７ａと接続された通常電圧検出用スイッチ１１ａと、２０番目の抵抗１３ａの両端子と接続された１組のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂと、１８番目の抵抗１３ａの正側と接続されたブロック電圧検出用スイッチ１２aとをオンして第３経路を形成する。これにより、抵抗群１３にＶ２０とＶ１８が印加されることに応じて２０番目の抵抗１３ａの両端子に第３分圧電圧が生成され、その第３分圧電圧がＡＤＣ９に入力するので、マイコン６は、２０セル目と１９セル目を積層した複数セル電圧を２個の抵抗１３ａで均等に分圧した第３分圧電圧に基づいて２０セル目と１９セル目の平均電圧を特定することができる。
【００２９】
次に、マイコン６は、１８セル目及び１７セル目の２セルの電圧（複数セル電圧）の分圧電圧を検出することを制御回路１０に指令する（Ｓ１１２）。すると、制御回路１０は、図１０に示すように、１８番目の正入力端子７ａと接続された通常電圧検出用スイッチ１１ａと、１８番目の抵抗１３ａの両端子と接続された１組のブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂと、１６番目の抵抗１３ａの負側と接続されたブロック電圧検出用スイッチ１２ｂとをオンして第３経路を形成する。これにより、抵抗群１３にＶ１８とＶ１６が印加されることに応じて１８番目の抵抗１３ａの両端子に第３分圧電圧が生成され、その第３分圧電圧がＡＤＣ９に入力するので、マイコン６は、１８セル目と１７セル目を積層した複数セル電圧を２個の抵抗１３ａで均等に分圧した第３分圧電圧に基づいて１８セル目と１７セル目の平均電圧を特定することができる。
【００３０】
マイコン６は、同様にして、２セルずつに平均電圧を順に特定するので、全ての２セルずつの平均電圧を検出したところで、平均電圧同士を比較し、他の平均電圧に比較して許容範囲以上異なる平均電圧が存在する場合は、その平均電圧に対応した２セルの何れかが異常であると判定し、それらの２セルの電圧を個別に検出することにより単位セル３を診断することができる。
【００３１】
このような実施形態によれば、マイコン６は、複数セル電圧を抵抗１３ａで均等に分圧した第３分圧電圧に基づいて単位セル３の平均電圧を特定し、その平均電圧に基づいて単位セル３を診断するようにしたので、診断時間の短縮を図ることができる。
【００３２】
尚、本実施形態では２セルずつの平均電圧を検出するようにしたが、３セル以上ずつの平均電圧を検出して単位セル３を診断するようにしてもよい。この場合、検出対象の単位セル３の数が増加する程、診断時間の短縮を図ることができるものの、診断精度の低下を生じる恐れがある。
また、セル数は２セルずつに限定されることなく、２セルや３セル等を組み合わせるようにしてもよい。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図１２を参照して説明する。この第３実施形態は、ブロック電圧を分圧する分圧手段として、抵抗群１３に代えてキャパシタ群を設けたことを特徴とする。
【００３４】
電圧監視ＩＣ５には、抵抗群１３に代えてキャパシタ群１４（分圧手段）が設けられている。このキャパシタ群１４は、キャパシタ１４ａ（分圧素子）を直列接続して構成されている。尚、キャパシタ群１４に対する通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂ及びブロック電圧検出用スイッチ１２ａ，１２ｂの接続関係は図１と同じである。
【００３５】
マイコン６は、電圧監視ＩＣ５に２０セルが接続されている場合にブロック電圧を検出する場合は、図３に示す場合と同様に、所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂ及びブロック検出用スイッチ１２ａ，１２ｂをオンすることで、定格ブロック電圧を２０個のキャパシタ１４ａで均等に分圧した第１分圧電圧を検出し、その第１分圧電圧を２０倍することにより定格ブロック電圧を特定する。
【００３６】
一方、１９セル接続時は、図４に示す場合と同様に、所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂ及びブロック検出用スイッチ１２ａ，１２ｂをオンすることで、非定格ブロック電圧を１９個のキャパシタ１４ａで均等に分圧した第２分圧電圧を検出し、その第２分圧電圧を１９倍することにより非定格ブロック電圧を特定する。
【００３７】
このような実施形態によれば、抵抗１３ａでブロック電圧を分圧した場合は電流消費が問題となるが、キャパシタ１４ａでブロック電圧を分圧することにより消費電流を大幅に低減することができる。
【００３８】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図１３を参照して説明する。この第４実施形態は、電圧監視ＩＣ５に接続されたブロック２を構成する単位セル３の数を自動検出することを特徴とする。
【００３９】
マイコン６は、図１３に示すように動作し、まず、２０セル目の電圧を検出し（Ｓ１３１）、その検出値が閾値Ｖth未満かを判定する（Ｓ１３２）。検出値が閾値Ｖth未満の場合は（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、２０セル目は未接続と判定する（Ｓ１３３）。次に、１９セル目の電圧を検出し（Ｓ１３４）、その検出値が閾値Ｖth未満の場合は（Ｓ１３５：ＹＥＳ）、１９セル目は未接続と判定する（Ｓ１３６）。以後、同様にして、各単位セル３の電圧に基づいて接続を判定する。
【００４０】
マイコン６は、以上のようにして、電圧監視ＩＣ５に接続された接続セル数を判定し、ブロック電圧を検出する場合は、接続セル数に対応する所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂ及びブロック検出用スイッチ１２ａ，１２ｂをオンする。
【００４１】
このような実施形態によれば、マイコン６は、電圧監視ＩＣ５に接続された接続セル数を自動的に検出することができるので、マイコン６に接続セル数を入力する工数を削減することができ、汎用性を高めることができる。
【００４２】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について図１４から図１９を参照して説明する。この第５実施形態は、ＡＤＣ９のアナログ入力側の絶縁方式としてフライングキャパシタによる絶縁方式を採用したことを特徴とする。
【００４３】
図１４に示すように、ＡＤＣ９のアナログ入力側には電圧サンプリング回路１５（絶縁手段）が設けられている。電圧サンプリング回路１５は、ＡＤＣ９の正入力端子（＋）と接続された２個のサンプリング用スイッチ１５ａ，１５ｂと、負入力端子（−）と接続された２個のサンプリング用スイッチ１５ｃ，１５ｄと、各サンプリング用スイッチ１５ａ，１５ｂと１５ｃ，１５ｄとの間をブリッジ接続するフライングキャパシタ１５ｅから構成されている。サンプリング用スイッチ１５ａ〜１５ｄは、制御回路１０によりオンオフが制御される。
【００４４】
マイコン６は、各単位セル３の電圧を検出する場合は図１９に示すように動作し、まず、２０セル目の電圧相当の電荷をフライングキャパシタ１５ｅに保持することを制御回路１０に指令する（Ｓ１９１）。すると、制御回路１０は、図１５に示すように、２０セル目の電圧がＡＤＣ９に入力するように所定の通常電圧検出用スイッチ１１ａ，１１ｂ及び入力側電圧サンプリング用スイッチ１５ａ，１５ｃをオンすることにより２０セル目の電圧相当の電荷をフライングキャパシタ１５ｅに保持する。
【００４５】
次に、マイコン６は、２０セル目の電圧相当の電荷をＡＤＣ９に転送することを制御回路１０に指令する（Ｓ１９２）。すると、制御回路１０は、図１６に示すように、サンプリング用スイッチ１５ａ，１５ｃをオフし、サンプリング用スイッチ１５ｂ，１５ｄをオンすることにより２０セル目の電圧相当の電荷をＡＤＣ９に転送する。
【００４６】
そして、マイコン６は、２０セル目の電圧を検出する（Ｓ１９３）。
次に、マイコン６は、１９セル目の電圧相当の電荷をフライングキャパシタ１５ｅに保持することを制御回路１０に指令し（Ｓ１９４）、１９セル目の電圧相当の電荷をＡＤＣ９に転送することを制御回路１０に指令してから（Ｓ１９５）、１９セル目の電圧を検出する（Ｓ１９６）。以後、同様にして、各単位セル３の電圧を順に検出する。
【００４７】
尚、第１実施形態のようにブロック電圧を検出する場合、或いは第２実施形態のように複数セル電圧を検出する場合も電圧サンプリング回路１５により抵抗１３ａからの第１分圧電圧及び第２分圧電圧並びに第３分圧電圧をフライングキャパシタ１５ｅに一時的に保持した状態でＡＤＣ９に転送することでアナログ側を絶縁するようになっている。
【００４８】
このような実施形態によれば、電圧サンプリング回路１５によりＡＤＣ９のアナログ入力側を電気的に絶縁するようにしたので、ＡＤＣ９による電圧検出時に組電池１側で発生した瞬間的な異常電圧がＡＤＣ９に印加して影響を受けてしまうことを極力防止することができる。
【００４９】
（その他の実施形態）
第１実施形態において、ブロック電圧を検出する場合に、ブロック電圧が印加された抵抗群１３においてブロック電圧が印加する最上位の抵抗１３ａの両端子の電位差をＡＤＣ９に入力するようにしたが、それ以外の抵抗１３ａの両端子の電位差をＡＤＣ９に入力するようにしてもよい。
【００５０】
接続セル数が２０の場合は、ブロック電圧を２０個の抵抗１３ａで均等に分圧した第１分圧電圧を２０倍することにより定格ブロック電圧を特定するようにしたが、定格ブロック電圧を１９以下の第１所定数の抵抗１３ａで均等に分圧した第１分圧電圧を第１所定数倍することにより定格ブロック電圧を特定するようにしてもよい。
【００５１】
同様に、接続セル数が１９の場合は、非定格ブロック電圧を１９個の抵抗１３ａで均等に分圧した第２分圧電圧を１９倍することにより非定格ブロック電圧を特定するようにしたが、非定格ブロック電圧を２０或いは１８以下の第２所定数の抵抗１３ａで均等に分圧した第２分圧電圧を第２所定数倍することにより非定格ブロック電圧を特定するようにしてもよい。
本発明を電気自動車に適用してもよいし、自動車以外の分野の製品に適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
図面中、１は組電池、２はブロック、３は単位セル、４は電池監視ＥＣＵ（電圧監視半導体装置）、６はマイコン（積層電圧特定手段、平均電圧特定手段、診断手段、入力数取得手段、変動電圧特定手段、入力数検出手段）、７は入力端子群（入力手段）、９はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換手段）、１０は制御回路（第１経路形成手段、第２経路形成手段、第３経路形成手段）、１１は通常電圧検出用スイッチ群（第１経路形成手段、第２経路形成手段、第３経路形成手段、第４経路形成手段）、１１ａ，１１ｂは通常電圧検出用スイッチ（第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ）、１２はブロック電圧検出用スイッチ群（第１経路形成手段、第２経路形成手段、第３経路形成手段、第４経路形成手段）、１２ａ，１２ｂはブロック電圧検出用スイッチ（第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ）１３は抵抗群（分圧手段）、１３ａは抵抗（分圧素子）、１４はキャパシタ群（分圧手段）、１４ａはキャパシタ（分圧素子）、１５は電圧サンプリング回路（絶縁手段）である。
【図１】
2016161481.tif 000003
【図２】
2016161481.tif 000004
【図３】
2016161481.tif 000005
【図４】
2016161481.tif 000006
【図５】
2016161481.tif 000007
【図６】
2016161481.tif 000008
【図７】
2016161481.tif 000009
【図８】
2016161481.tif 000010
【図９】
2016161481.tif 000011
【図１０】
2016161481.tif 000012
【図１１】
2016161481.tif 000013
【図１２】
2016161481.tif 000014
【図１３】
2016161481.tif 000015
【図１４】
2016161481.tif 000016
【図１５】
2016161481.tif 000017
【図１６】
2016161481.tif 000018
【図１７】
2016161481.tif 000019
【図１８】
2016161481.tif 000020
【図１９】
2016161481.tif 000021