CN106018914B - 电池电压检测装置 - Google Patents

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Abstract

电池电压检测装置具备：电池；电压检测电路；以及在所述电池和所述电压检测电路之间设置的低通滤波器。所述低通滤波器包含电容器，该电容器的一端与电池的端子连接，另一端与比电池的端子电压高的电压的电压源连接。

Description

电池电压检测装置
技术领域
本发明涉及电池电压检测装置。
背景技术
在特开2013－094032号(以下，专利文献1)中，记载了在具备串联连接了多个单电池单元的单元组的电池***的监视装置(电池***监视装置)中，在各单电池单元和测定各单电池单元的端子间电压的控制器IC之间设置RC滤波器(例如参照图2～4)。该RC滤波器是由电阻器和电容器构成的电路，用于去除噪声。
发明内容
在这样的现有技术中，在电容器劣化而内部电阻降低的情况下，存在将单电池单元的端子间电压检测为比本来的值低的值的顾虑。即，在专利文献1的技术中，电容器的另一端与GND连接，因此在电容器劣化而内部电阻降低的情况下，输入电阻与电容器的分压比降低，因此单电池单元的端子间电压被检测为比电容器稳定的状态下的端子间电压(本来的值)低的值。这样由于部件(电容器)的劣化而端子间电压被检测为比本来的值低的值的情况存在看漏电池的过充电的顾虑，因此在监视电池的状态上并不理想。
本发明所涉及的方式是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供能够减轻电池的端子间电压由于部件的劣化而被检测为比劣化前低的值的情况的、或即使部件劣化也能够将电池的端子间电压检测为比劣化前高的值的电池电压检测装置。
为了解决上述技术课题而达成其目的，本发明采用了以下的方式。
(1)本发明所涉及的一个方式为，具备：电池；电压检测电路；以及低通滤波器，被设置在电池和电压检测电路之间，低通滤波器包含电容器，该电容器的一端与电池的端子连接，另一端与比电池的端子电压高的电压的电压源连接。
(2)在上述(1)所述的方式中，也可以是电池是串联连接了多个单电池的组电池，低通滤波器关于单电池的各个而设置，各个电容器的另一端的全部或一部分与比单电池的端子电压高的电压的电压源连接。
(3)在上述(1)所述的方式中，也可以是电池是串联连接了多个单电池的组电池，低通滤波器关于单电池的各个而设置，各个电容器的另一端与对对应于自身的单电池的端子电压增加了规定电压的电压的电压源分别连接。
根据本发明所涉及的方式，在电池和电压检测电路之间具备的低通滤波器的电容器的一端与电池的端子连接，另一端与比电池的端子电压高的电压的电压源连接。因此，能够提供能够减轻电池的端子间电压由于部件的劣化而被检测为比劣化前低的值的情况的电池电压检测装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的电池电压检测装置A1的主要部分结构的电路图。
图2是表示本发明的第2实施方式所涉及的电池电压检测装置A2的主要部分结构的电路图。
图3是表示本发明的第3实施方式所涉及的电池电压检测装置A3的主要部分结构的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
〔第1实施方式〕
最初，参照图1说明本发明的第1实施方式。如该图1所示，第1实施方式所涉及的电池电压检测装置A1将由多个(12个)单电池E1～E12构成的组电池D作为检测对象，具备13个电阻器R0～R12、13个电容器C0～C12、升压电路1(电压源)以及电压检测IC2(电压检测电路)。
12个单电池E1～E12被串联连接为一列。即，在第1单电池E1的正端子上连接第2单电池E2的负端子，在第2单电池E2的正端子上连接第3单电池E3的负端子，以下同样，第3单电池E3至第11单电池E11依次被串联连接，进而在第11单电池E11的正端子上连接第12单电池E12的负端子。在这样12个单电池E1～E12被串联连接为一列的组电池D中，第1单电池E1的负端子成为最低的电位，第12单电池E12的正端子成为最高的电位(电池最高电位Vm)。
单电池E1～E12的各端子经由电阻器R0～R12的其中一个而与电压检测IC2的输入端子T0～T12分别连接。即，第1单电池E1的负端子经由电阻器R0而与电压检测IC2的输入端子T0连接，第1单电池E1的正端子以及第2单电池E2的负端子经由电阻器R1而与电压检测IC2的输入端子T1连接。另外，第1单电池E1的负端子如图示那样被接地。
关于第2单电池E2的正端子至第11单电池E11的负端子省略说明，但第12单电池E12的负端子以及第11单电池E11的正端子经由电阻器R11而与电压检测IC2的输入端子T11连接，第12单电池E12的正端子经由电阻器R12而与电压检测IC2的输入端子T12连接。此外，第12单电池E12的正端子还与升压电路1的输入端子连接。
即，13个电阻器R0～R12与单电池E1～E12的各端子对应而设置。这些电阻器R0～R12之中电阻器R0的一端与第1单电池E1的负端子连接，另一端与电压检测IC2的输入端子T0连接。
此外，电阻器R1的一端与第1单电池E1的正端子以及第2单电池E2的负端子连接，另一端与电压检测IC2的输入端子T1连接。
此外，关于电阻器R2～R10省略说明，但电阻器R11的一端与第11单电池E11的正端子以及第12单电池E12的负端子连接，另一端与电压检测IC2的输入端子T11连接。电阻器R12的一端与第12单电池E12的正端子连接，另一端与电压检测IC2的输入端子T12连接。
13个电容器C0～C12与上述电阻器R0～R12同样地与单电池E1～E12的各端子对应而设置，一端与对应于自身的电阻器R0～R12的另一端也就是说电压检测IC2的输入端子T0～T12分别连接，另一端全部与电压Va的模拟电源分别连接。即，13个电容器C0～C12之中电容器C0的一端与电阻器R0的另一端也就是说电压检测IC2的输入端子T0连接，另一端与模拟电源连接。
电容器C1的一端与电阻器R1的另一端也就是说电压检测IC2的输入端子T1连接，另一端与模拟电源连接。此外，关于电容器C2～C10省略说明，但电容器C11的一端与电阻器R11的另一端也就是说电压检测IC2的输入端子T11连接，另一端与模拟电源连接。电容器C12的一端与电阻器R12的另一端也就是说电压检测IC2的输入端子T12连接，另一端与模拟电源连接。
在此，一端或另一端处于连接关系的一对电阻器以及电容器各自构成RC滤波器。即，电阻器R0和电容器C0构成一个RC滤波器，电阻器R1和电容器C1构成一个RC滤波器，电阻器R2和电容器C2构成一个RC滤波器，电阻器R3和电容器C3构成一个RC滤波器，电阻器R4和电容器C4构成一个RC滤波器，电阻器R5和电容器C5构成一个RC滤波器，电阻器R6和电容器C6构成一个RC滤波器。
此外，电阻器R7和电容器C7构成一个RC滤波器，电阻器R8和电容器C8构成一个RC滤波器，电阻器R9和电容器C9构成一个RC滤波器，电阻器R10和电容器C10构成一个RC滤波器，电阻器R11和电容器C11构成一个RC滤波器，电阻器R12和电容器C12构成一个RC滤波器。这样的13个RC滤波器在各自对应的单电池E1～E12和电压检测IC2之间具备。
这样的13个RC滤波器各自作为低通滤波器而具有功能。即，单电池E1～E12的各端子电压通过RC滤波器从而各自去除噪声而分别被输入至电压检测IC2的各输入端子T0～T12。
升压电路1是对第12单电池E12的正端子的电压(最高电位Vm)进行升压，从而对上述模拟电路部供应电源电压Va的电源的电压源。该电源电压Va是对最高电位Vm增加规定的追加电压(例如5V)的电位。在组电池D中，12个单电池E1～E12如上所述串联连接为一列，因此12个单电池E1～E12之中第1单电池E1的负端子成为最低的电位，第12单电池的正端子成为最高的电位。即，升压电路1将对电池D的最高电位Vm增加了追加电压的电源电压Va、也就是说用于电压检测IC2正常动作所需的电压作为电源而供应给电压检测IC2。
电压检测IC2是通过取得对各输入端子T0～T12作为模拟信号而输入的各单电池E1～E12的端子电压的差分(差电压)从而生成各单电池E1～E12的端子间电压(单电池电压)，且将该端子间电压(单电池电压)变换为数字信号(单电池电压数据)并向外部的运算装置输出的电压检测电路。更详细地说，在电压检测IC2内，设置有模拟电路部和数字电路部，在模拟电路部中进行上述单电池电压的检测和向单电池电压数据的变换。此外，在数字电路部中，将单电池电压数据载置在基于规定的通信规格的通信信号(通信帧)中并向外部发送。
在该电压检测IC2中，模拟电源端子Vcc以及模拟接地端子AGND是用于向模拟电路部供应电源的端子。此外，该电压检测IC2中，将被输入至输入端子T12的电池最高电位Vm在模拟电路部中进行处理，因此需要比该电池最高电位Vm更高的模拟电源电压。这样的电压检测IC2的模拟电路部通过将从升压电路1供应的电源电压Va作为电源而发挥作用。
接着，说明这样构成的电池电压检测装置A1的动作。
在该电池电压检测装置A1中，合计成为13个的各单电池E1～E12的端子电压经由RC滤波器而被输入至电压检测IC2的各输入端子T0～T12。电压检测IC2基于被输入至各输入端子T0～T12的各单电池E1～E12的端子电压，对各单电池E1～E12的端子间电压也就是说单电池电压进行检测，将该各单电池电压分别变换为单电池电压数据并向外部输出。
以上为电池电压检测装置A1的主要的动作，但在该电池电压检测装置A1中，构成各RC滤波器的13个电容器C0～C12的另一端与电源电压Va连接。该电源电压Va如上所述被设定为比电池最高电位Vm高追加电压量的电位。即，即使各电容器C0～C12劣化而内部电阻降低，被输入至电压检测IC2的各输入端子T0～T12的各单电池E1～E12的端子电压也不会比各电容器C0～C12的正常时读取得更低。
在此，电容器如公知那样是对于直流电压的电阻值(阻抗)在理论上无限大的电路元件，在实际中上述电阻值(阻抗)也非常大。从而，在各电容器C0～C12为稳定的状态下，各单电池E1～E12的端子电压在RC滤波器中基本不会电压下降就被输入至电压检测IC2的各输入端子T0～T12。
但是，若各电容器C0～C12劣化，则各电容器C0～C12中的上述电阻值(阻抗)降低，因此RC滤波器中的各单电池E1～E12的端子电压的电压下降的程度增大。并且，在将这样的各电容器C0～C12的另一端与比各单电池E1～E12的端子电压低的电位连接的情况(现有技术的情况)下，各RC滤波器的输出电压成为比各单电池E1～E12的端子电压低的电压。其结果，电压检测IC2的各输入端子T0～T12被输入比本来应输入的电压低的电压。
相对于此，根据本第1实施方式，各电容器C0～C12的另一端与比各单电池E1～E12的端子电压高的电位、也就是说电源电压Va连接，因此即使各电容器C0～C12劣化，各单电池E1～E12的端子电压也不会通过电压检测IC2而检测得比各电容器C0～C12的正常时低。从而，根据本第1实施方式，能够避免各电容器C0～C12的劣化引起的各单电池E1～E12的过充电的顾虑。
〔第2实施方式〕
接着，参照图2说明本发明的第2实施方式。
第2实施方式所涉及的电池电压检测装置A2如图2所示那样，将13个电容器C0～C12的另一端之中电容器C0～C6的另一端接地，将剩余的电容器C7～C12的另一端、也就是说13个电容器C0～C12的另一端的一部分与电源电压Va连接。即，电池电压检测装置A2仅在电容器C0～C6的另一端被接地的点上，与第1实施方式所涉及的电池电压检测装置A1不同。
在此，12个单电池E1～E12的端子电压之中单电池E1～E6的端子电压与单电池E7～E12的端子电压相比是低电位。即，在将13个电容器C0～C12的另一端接地的情况下，关于RC滤波器引起的各单电池E1～E12的端子电压的电压下降的程度，与单电池E7～E12的端子电压相比在单电池E1～E6的端子电压时更小。从而，在各电容器C0～C12劣化的情况下的RC滤波器引起的电压下降的影响，与单电池E7～E12的端子电压相比在单电池E1～E6的端子电压时更小。
第2实施方式所涉及的电池电压检测装置A2考虑了这样的RC滤波器引起的电压下降的影响根据单电池E1～E12而不同的点，针对影响比较大的单电池E7～E12，将电容器C7～C12的另一端与电源电压Va连接，从而避免在电容器C7～C12劣化的情况下单电池E7～E12的端子电压通过电压检测IC2而被读取得比电容器C7～C12的正常时低的情况。
另外，在该第2实施方式中，将电容器C7～C12的另一端与电源电压Va连接，但对电源电压Va的连接对象不限定于电容器C7～C12。例如，也可以是电容器C6～C12或电容器C8～C12，进而也可以是这以外。
〔第3实施方式〕
最后，参照图3说明本发明的第3实施方式。
第3实施方式所涉及的电池电压检测装置A3如图3所示那样具备13个基准电压源K0～K12，将电容器C0～C12的另一端与对应的基准电压源K0～K12的输出端分别连接。
各基准电压源K0～K12将电源电压Va作为输入，输出比对应于自身的单电池E1～E6的端子电压高规定电压Vh的电压。例如，基准电压源K0与单电池E1的负端子对应而设置，输出对单电池E1的负端子的端子电压V1m加上了规定电压Vh的电压(V1m+Vh)。
此外，基准电压源K1与单电池E1的正端子对应而设置，输出对单电池E1的正端子的端子电压V1p(例如，单电池E1的充满电状态下的端子电压)加上了规定电压Vh的电压(V1p+Vh)。以下同样，剩余的基准电压源K2～K12与单电池E2～E12的正端子各自对应而设置，分别输出对单电池E2～E12的正端子的端子电压V2p～V12p(单电池E2～E12的充满电状态下的端子电压)加上了规定电压Vh的电压。
在此，例如在第1实施方式所涉及的电池电压检测装置A1中，全部电容器C0～C12的另一端与同一电压、也就是说电源电压Va连接，因此各电容器C0～C12中的两端的电压差不同。从而，在第1实施方式所涉及的电池电压检测装置A1中，在电容器C0～C12劣化的情况下RC滤波器引起的电压下降按每个RC滤波器而不同。这样的性质在第2实施方式所涉及的电池电压检测装置A2中也同样。
相对于此，在第3实施方式所涉及的电池电压检测装置A3中，在各单电池E1～E12处于充满电状态时，各电容器C0～C12中的两端的电压差在全部电容器C0～C12中均匀。从而，根据第3实施方式所涉及的电池电压检测装置A3，在电容器C0～C12劣化的情况下RC滤波器引起的电压下降关于全部RC滤波器成为相同，因此能够使得基于电容器C0～C12的劣化的影响关于全部的单电池E1～E12成为均等。
此外，根据第3实施方式所涉及的电池电压检测装置A3，全部电容器C0～C12的另一端与比各单电池E1～E12的端子电压高的电位连接，因此即使各电容器C0～C12劣化，各单电池E1～E12的端子电压也不会通过电压检测IC2而被读取得比各电容器C0～C12的正常时低。从而，根据本第3实施方式，能够避免各电容器C0～C12的劣化引起的各单电池E1～E12的过充电的顾虑。
另外，本发明不限定于上述实施方式，例如考虑以下那样的变形例。
(1)在上述实施方式中，将由合计12个单电池E1～E12构成的组电池D作为电压探测对象，但本发明不限定于此。本发明还能够应用于一个单电池，此外还能够应用于具备12个以外的个数的单电池的组电池。
(2)在上述实施方式中，在单电池E1～E12和电压检测IC2之间具备RC滤波器，但本发明不限定于此。由于RC滤波器是以噪声去除为目的的低通滤波器，因此本发明还能够应用于具备其他电路结构的低通滤波器的电池电压检测装置。还能够应用于代替RC滤波器而例如具备LC滤波器的电池电压检测装置。

Claims (2)

1.一种电池电压检测装置，其特征在于，具备：
电池；
电压检测电路；以及
低通滤波器，被设置在所述电池和所述电压检测电路之间，
所述低通滤波器包含电容器，该电容器的一端与电池的端子连接，另一端与比电池的端子电压高的电压的电压源连接，
所述电池是串联连接了多个单电池的组电池，
所述低通滤波器对于所述单电池的各个而设置，
各个所述电容器的另一端通过对应于自身的所述单电池的端子电压增加了规定电压的电压的基准电压源分别与所述电压源连接。
2.如权利要求1所述的电池电压检测装置，其特征在于，
各个所述电容器的另一端之中的一部分通过所述基准电压源与所述电压源连接。
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