JP2007212282A - 電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単位セルが直列に複数接続された車載バッテリの異常を検出する際に、迅速にバッテリの異常の検出を行える電圧検出装置を提供する。
【解決手段】
低圧系ＣＰＵ３０から電圧検出回路１１に対して対応するブロックＢ１全体の両端電圧値を検出させ、次にブロックＢ１内の単位セルＣ１１〜Ｃ１ｎの中から任意に１つを選択して、その選択単位セルの両端電圧値を検出させて、ブロックＢ１全体の両端電圧と選択単位セルの両端電圧値とブロックＢ１の単位セル数ｎとの積を比較し、ブロックＢ１全体の両端電圧値と選択単位セルの両端電圧値とブロックＢ１の単位セル数ｎとの積が所定値以上の差がある場合か、ブロックＢ１の両端電圧値と選択単位セルの両端電圧値とブロックＢ１の単位セル数ｎとの積のいずれかがブロック電圧の規格値の範囲外にある場合は車載バッテリに異常があると判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧検出装置に係り、特に、互いに直列接続された複数の単位セルからなる車載高圧バッテリの両端電圧を検出する電圧検出装置に関するものである。

近年、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車（以下ＨＥＶ）が普及してきている。このＨＥＶは、上記エンジン始動用の１２Ｖ程度の低圧バッテリと、上記電動モータ駆動用の高圧バッテリとの２種類のバッテリを備えている。上述した高圧バッテリは、ニッケル−水素電池やリチウム電池といった二次電池を単電池または二次電池を少なくとも１つ以上含む単位セルとして、これらを複数直列接続して高電圧を得ている。

上述した高圧バッテリは充放電を繰り返すうちに各単位セルの両端電圧、即ち充電状態（ＳＯＣ）にバラツキが生じる。バッテリの充放電にあたっては、各単位セルの耐久性や安全確保の観点より、ＳＯＣ（又は両端電圧）の最も高い単位セルが設定上限ＳＯＣ（又は上限両端電圧値）に到達した時点で充電を禁止し、ＳＯＣ（又は両端電圧）の最も低い単位セルが設定下限ＳＯＣ（又は下限両端電圧値）に到達した時点で放電を禁止する必要がある。また、ＨＥＶにおいては、登坂時にガソリンエンジンに対してバッテリエネルギーを補充したり、降坂時にバッテリにエネルギーを回生したりする、いわゆるアシスト・回生を行うために、走行状態によって高圧バッテリの電圧が変動することも多い。以上のことからＨＥＶの走行中は高圧バッテリの両端電圧を常に監視する必要がある。

従来、上述した高圧バッテリを構成する各単位セルの両端電圧を検出する電圧検出装置として特許文献１に示すような装置が提案されている。特許文献１の電圧検出装置は、主バッテリ（高圧バッテリ）を複数のモジュールに分割し、各モジュール毎の両端電圧を測定する回路と、主バッテリ全体の総電圧を測定する回路を別々に設け、各モジュールの両端電圧値と主バッテリの総電圧それぞれが異常か否かを判断して両方とも異常がある場合は電池の異常を報知し、主バッテリの充放電を停止させている。さらに、モジュール電圧の測定回路と総電圧の測定回路を互いに分離させることによっていずれかの電圧測定回路が故障しても、正常な電圧測定回路によって機能低下を最小限に抑えつつ主バッテリの電圧測定が行える。

また、特許文献１に記載の装置においては、総電池電圧測定回路の測定した総電圧とモジュール電池電圧測定回路が測定したモジュール毎の電圧値の全モジュールの総和とを比較することで、総電池電圧測定回路かモジュール電池電圧測定回路のいずれかの故障が検出でき、さらに、モジュール内の各単電池電圧を測定できるようにし、モジュール電圧と、各単電池電圧の総和とを比較すればモジュール電圧測定回路の故障を検出することも出来る。
特開平１１−１７６４８０号公報

上述した特許文献１に記載の電圧検出装置は、複数のモジュールの両端電圧値の検出を行い、異常か否かの判断を行い、その後に主バッテリの総電圧を検出し、異常か否かの判断を行い、両方異常な場合に走行禁止や充放電禁止などの処置を行っていたので最終的な異常の判定まで時間がかかってしまうという問題があった。さらにモジュールの両端電圧値としては異常が無くとも、モジュール内の特定の単位セルが異常状態だった場合には異常の検出ができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、直列に接続された単位セルからなる高圧バッテリの電圧値を検出して異常の有無を判断する際に、迅速に高圧バッテリの異常が検出でき、さらにモジュール内の単位セルに異常があるか否かを検出できるような電圧検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、単位セルが複数直列接続された車載高圧バッテリの前記単位セルを少なくとも一つ有した一つ以上のブロックに対応して設けられ、かつ前記ブロックの両端電圧値および単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段を備えた電圧検出装置において、前記電圧検出手段に対応するブロック全体の両端電圧値と、前記ブロック内から任意に選択した一つの単位セルの両端電圧値を検出させて、検出された前記ブロック全体の両端電圧値と前記一つの単位セルの両端電圧値に基づいて前記車載高圧バッテリの異常の有無を判定する制御手段と、を備えたものであることを特徴とする電圧検出装置に存する。

請求項１記載の発明によれば、制御手段において、電圧検出手段にブロック全体の両端電圧値とブロック内から任意に選択した一つの単位セルの両端電圧値の両方を検出させ、検出されたブロック全体の両端電圧値と一つの単位セルの両端電圧値を基に該ブロックの単位セルに異常があるか否かの判定を行う。即ち、ブロック毎に異常検出の判定を行うことで、車載高圧バッテリの異常検出を行える。

請求項２記載の発明は、前記制御手段が、前記一つの単位セルの両端電圧値と前記ブロックの単位セルの個数との積と前記ブロック全体の両端電圧値とを比較し、所定値以上の差がある場合は前記車載高圧バッテリの異常があると判定することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置に存する。

請求項２記載の発明によれば、制御手段が、一つの単位セルの両端電圧値とブロックの単位セルの個数との積と、ブロック全体の両端電圧値とを比較し、所定値以上の差があるか否かを判定する。所定値以上の差がある場合は、該一つの単位セルに異常がなかったとしても、ブロック内の他の単位セルに異常があると考えられるのでブロックの単位セルの異常の判定が行える。

請求項３の発明は、前記制御手段が、前記ブロック全体の両端電圧値と、前記一つの単位セルの両端電圧値と前記ブロックの単位セルの個数との積とのうちいずれかが、予め定めたブロックの規格電圧値の範囲外である場合に、前記車載高圧バッテリに異常があると判定することを特徴とする請求項１乃至２に記載の電圧検出装置に存する。

請求項３記載の発明によれば、制御手段が、ブロック全体の両端電圧値か、一つの単位セルの両端電圧値とブロックの単位セルの個数との積のいずれかが、予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外にある場合には当該ブロックに異常があると判定が出来る。特に、一つの単位セルの両端電圧値とブロックの単位セルの個数との積が予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外にある場合は該一つの単位セルが異常であると特定できる。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、ブロック全体の両端電圧値と任意に選択した一つの単位セルの両端電圧を基に該ブロックの単位セルに異常があるか否かの判定を行う。即ち、ブロック毎に異常検出の判定を行うことで、全てのブロックの両端電圧値を検出してから異常の判定を行うよりも迅速に車載高圧バッテリの異常検出が行える。

請求項２記載の発明によれば、一つの単位セルの両端電圧値とブロックの単位セルの個数との積と、ブロック全体の両端電圧を比較し、所定値以上の差があるか否かを判定する。所定値以上の差がある場合は、該単位セルに異常がなかったとしても、ブロック内の他の単位セルに異常があると考えられるのでブロックの単位セルに異常があるか否かの判定が行える。したがって、ブロック内の単位セルに異常があるか否かの判定が行えるので、全てのブロックの両端電圧値を検出してから異常の判定を行うよりも迅速に車載高圧バッテリの異常検出が行える。

請求項３記載の発明によれば、ブロック全体の両端電圧値か、一つの単位セルの両端電圧値とブロックの単位セルの個数との積のいずれかが、予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外にある場合には当該ブロックに異常があると判定が出来る。特に、一つの単位セルの両端電圧値とブロックの単位セルの個数との積が予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外にある場合は該一つの単位セルが異常であると特定できる。このように、車載高圧バッテリの異常検出が全てのブロックの両端電圧値を検出しなくとも行えるため、迅速に車載高圧バッテリの異常検出が行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の電圧検出装置
の一実施形態を示す回路図である。図中引用符号ＢＬは低圧バッテリである。低圧バッテリＢＬは図１に示すように、例えば一つの単位セルから構成されている。低圧バッテリＢＬは、エンジンを始動するスタータＳｔの動作電源として用いられ、その両端にはオルタネータ等が必要に応じて充電器として接続される。

また、図中引用符号ＢＨは高圧バッテリである。上記高圧バッテリＢＨは、エンジンと電動モータＭを走行駆動源として併用するＨＥＶにおいて前記電動モータＭの電源として用いられ、その両端には電動モータＭが必要に応じて負荷として接続されると共にオルタネータ等(図示せず)が必要に応じて充電器として接続される。

高圧バッテリＢＨは、ｍ個（ｍは任意の整数）のブロックＢ１〜Ｂｍに分けられている。各ブロックＢ１〜Ｂｍはそれぞれｎ個（ｎは任意の整数）の単位セルＣ１１〜Ｃｍｎから構成されている。単位セルＣ１１〜Ｃｍｎは少なくとも一つ以上の二次電池から構成され、各単位セルは同じ電圧、電流を供給するものが直列に接続されている。また、各ブロックの隣接するブロックとの境界にある単位セルＣ１ｎ、Ｃ２ｎ、…、Ｃ（ｍ−１）ｎは、夫々のブロックに対応する二つの電圧検出回路１１〜１ｍが両端電圧の検出を可能とする共通単位セルとなっている。即ち、共通単位セルＣ１ｎは、電圧検出回路１１と１２へ、Ｃ２ｎは、電圧検出回路１２と１３へ、Ｃ（ｍ−１）ｎは、電圧検出回路１（ｍ−１）と１ｍへ、夫々接続されている。

電圧検出装置は、電圧検出手段としての電圧検出回路１１〜１ｍと制御手段としての低圧系ＣＰＵ３０と、送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍと、受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍとを備えている。

電圧検出回路１１〜１ｍは、各ブロックＢ１〜Ｂｍにそれぞれ対応して設けられている。電圧検出回路１１〜１ｍは、複数のブロックＢ１〜Ｂｍのうち対応するブロックＢ１〜Ｂｍを構成する単位セルＣ１１〜Ｃｍｎから電源供給を受けて動作する。即ち、上述した電圧検出回路１１〜１ｍは、対応するブロックＢ１〜Ｂｍのマイナス側がグランドレベルになり、互いに異なるグランドレベルとなっている。これにより電圧検出回路１１〜１ｍを構成するデバイスの耐圧を下げることができる。

電圧検出回路１１〜１ｍは、それぞれ対応するブロック全体の両端電圧値およびブロック内の各単位セルＣ１１〜Ｃｍｎ各々の両端電圧を検出する差動増幅器ＯＰと、各ブロックＢ１〜Ｂｍの両端および各ブロックＢ１〜Ｂｍを構成する単位セルＣ１１〜Ｃｍｎの両端を差動増幅器ＯＰに接続する選択スイッチ群２４と、差動増幅器ＯＰが検出した両端電圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、上記選択スイッチ群２４を制御する高圧系ＣＰＵ２５とを備えている。上記選択スイッチ群２４は単位セルＣ１１〜Ｃｍｎの両端に設けられた常閉のスイッチから構成されている。ここで、ブロック全体の両端電圧値とは直列に接続された単位セルの、ブロック内における一端と他端の単位セル間の電圧値を示し、例えばブロックＢ１であればＣ１１のマイナス側とＣ１ｎのプラス側の端子間の電圧値である。

また、電圧検出回路１１〜１ｍは、対応するブロックＢ１〜Ｂｍの供給電圧から上記差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２及び高圧系ＣＰＵ２５の動作電源となる定電圧を出力する高圧系電源回路２３と、該高圧系電源回路２３から差動増幅器ＯＰ及びＡ／Ｄ変換器２２間との間に設けた遮断スイッチＳｃ１とを備えている。この遮断スイッチＳｃ１は高圧系ＣＰＵ２５によってオンオフが制御される。

また、上述した電圧検出回路１１〜１ｍはそれぞれがワンチップで構成されている。また、電圧検出回路１１〜１ｍには外付け抵抗Ｒ１〜Ｒｍが接続されている。外付け抵抗Ｒ１〜Ｒｍは各ブロックＢ１〜Ｂｍのアドレスに対応するものであり、各々異なる抵抗値となっている。外付け抵抗Ｒ１〜Ｒｍは、各々高圧系電源回路２３からの電源投入に応じて高圧系ＣＰＵ２５が抵抗値を読み取り、各高圧系ＣＰＵ２５のアドレスとして図示しないメモリに記憶する。

低圧系ＣＰＵ３０は、図示しないメモリを内蔵し、低圧バッテリＢＬからの電源供給を受けて動作する。そして、メモリに内蔵された制御プログラムやブロック全体の両端電圧の上限値および下限値などに基づいて電圧検出回路１１〜１ｍの制御等を行う。

電圧検出回路１１〜１ｍと低圧系ＣＰＵ３０との間には、送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒが設けられている。送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒはそれぞれ、低圧系ＣＰＵ３０から複数の電圧検出回路１１〜１ｍに向かって分岐して設けられている。また、分岐した後の送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒ上にそれぞれ、送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及び受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍが設けられている。すなわち、送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒの分岐点は、送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及び受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍよりも低圧系ＣＰＵ３０側に設けられている。

絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及びＩＦｒｍ〜ＩＦｔｍは、電圧検出回路１１〜１ｍと低圧系ＣＰＵ３０とを電気的に絶縁した状態で結合するものである。低圧系ＣＰＵ３０及び電圧検出回路１１〜１ｍは、絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及びＩＦｒ１〜ＩＦｒｍによって互いに絶縁した状態で情報の送受信を行うことができる。これにより、高圧バッテリＢＨと低圧バッテリＢＬとの絶縁を保つことができる。絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及びＩＦｒ１〜ＩＦｒｍとしては、例えば発光素子及び受光素子から成るフォトカプラといった光を媒体にしたものや、磁気カプラといった磁気を媒体にしたものが公知である。

上述した構成の電圧検出装置における各ブロックＢ１〜Ｂｍのブロック全体の両端電圧値および任意に選択した単位セルの両端電圧値の検出と、それら両端電圧値からブロックの異常の有無の判定を行う手順を図２および３に示す。図２および３に示したフローチャートはＨＥＶのイグニッションスイッチがオンの間に低圧系ＣＰＵ３０と高圧系ＣＰＵ２５とにおいて実行される。すなわち、低圧系ＣＰＵ３０で図２に示すフローチャートを実行して各ブロック全体の両端電圧値とブロック内の任意に選択した１つの単位セルの両端電圧値を電圧検出回路１１〜１ｍに検出させ異常の有無の判断を行い、高圧系ＣＰＵ２５では図３のフローチャートを実行してブロックおよびブロック内の任意に選択した１つの単位セルの両端電圧値を検出する。

まず、図２に各ブロック毎のブロック全体の両端電圧値とブロック内の任意に選択した１つの単位セルの両端電圧値を電圧検出回路１１〜１ｍで検出して異常の有無を判定する手順の説明をする。ステップＳ１０１において、電圧検出回路１１〜１ｍに対して電源オン命令を送信してステップＳ１０２に進む。

次に、ステップＳ１０２において、電圧検出回路とブロック番号を表す変数ｋを１にセットしてステップＳ１０３に進む。

次に、ステップＳ１０３において、電圧検出回路１ｋに対応するブロック内の単位セルの中から任意の一つの単位セルを選択してステップＳ１０４に進む。選択方法は、例えば乱数などによってランダムに選択してもよいし、直列に接続されている端から順に選択してもよい。

次に、ステップＳ１０４において、電圧検出回路１ｋに対して、対応するブロック全体の両端電圧値と、ステップＳ１０３において選択した単位セルの両端電圧値を検出するように検出命令を送信してステップＳ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４において送信した検出命令に対応して電圧検出回路１ｋから送信されてきたブロック全体の両端電圧値と選択単位セルの両端電圧値を受信し低圧系ＣＰＵ３０のメモリに記憶しステップＳ１０６に進む。

次に、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５において受信した選択単位セルの両端電圧値をｎ倍する。即ち、選択単位セルの両端電圧値とブロック内の単位セルの個数との積を求める。例えばブロック内に単位セルが１０個直列に接続されている場合は１０倍する。

次に、ステップＳ１０７において、検出したブロック全体の両端電圧値と選択単位セルの両端電圧値をｎ倍した値が予め定めた製品規格などの範囲内にあるかの比較および、ブロック全体の両端電圧値と選択単位セルの両端電圧値をｎ倍した値が所定値以上の差があるか否か比較しステップＳ１０８に進む。選択単位セルの両端電圧値をｎ倍した値が製品規格の範囲外にある場合は該選択単位セルに異常があると判定できる。また、選択単位セルの両端電圧値をｎ倍した値は製品規格の範囲内であるが、検出したブロック全体の両端電圧値が製品規格の範囲外である場合は選択単位セル以外のブロック内の単位セルに異常があると判定できる。さらに、検出したブロック全体の両端電圧値と選択単位セルの両端電圧値をｎ倍した値のいずれも製品規格の範囲内であるが双方に所定値以上の差がある場合は、ブロック内の選択単位セル以外に、両端電圧値が製品規格などの範囲外にある単位セルが存在することが明らかとなるため、該単位セル以外のブロック内の単位セルに異常があると判定する。ここで、所定値以上とは、単位セル１つの異常、すなわち両端電圧値が製品規格などの範囲外にあることが検出できる電圧値である。

次に、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７において異常が検出されたか否かを判断して異常が検出された場合（有りの場合）はステップＳ１０９へ進み、異常が検出されない場合（無しの場合）はステップＳ１１０へ進む。

次に、ステップＳ１０９において、高圧バッテリＢＨに異常が発生したことを図示しない上位ユニットに対して送信し、ステップＳ１１１に進む。上位ユニットでは送信されてきた情報を基にＨＥＶの運転者などに対して警告表示や高圧バッテリへの充放電の禁止処理などを行う。

次に、ステップＳ１１０において、電圧検出回路およびブロック番号を表す変数ｋに１を加算しその結果が、ｍ以下の場合はステップＳ１０３に戻り、ｍより大きいの場合はステップＳ１０２へ戻る。

即ち、本フローチャートを繰り返し実行することにより、順次他のブロックごとに異常の有無を判定できる。

ここで、図２のフローチャートのステップＳ１０４で低圧系ＣＰＵ３０から電圧検出回路に送信されるブロック全体や選択単位セルの両端電圧検出命令に対応して電圧検出回路１１〜１ｍの高圧系ＣＰＵ２５でブロック全体の両端電圧値および選択単位セルの両端電圧を検出する手順を図３のフローチャートを参照して説明する。

まずステップＳ２０１において、低圧系ＣＰＵ３０から送信用バスラインＢＬｔおよび送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍを経由して各電圧検出回路１１〜１ｍへ送信される電源オン信号を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０２へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）は受信するまで繰り返し判断する。

次に、ステップＳ２０２において、各電圧検出回路１１〜１ｍの遮断スイッチＳｃ１をオンにする。これにより各電圧検出回路１１〜１ｍを構成する差動増幅器ＯＰ及びＡ／Ｄ変換器２２に対して対応する各ブロックＢ１〜Ｂｍから電源が供給される。

次に、ステップＳ２０３において、低圧系ＣＰＵ３０から送信用バスラインＢＬｔおよび送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍを経由して各電圧検出回路１１〜１ｍへ送信される検出命令を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０４へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）はステップＳ２０７へ進む。

次に、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で受信した検出命令に指定されたアドレスが自己のアドレスであるか否かを判断し、自己アドレスだった場合はステップＳ２０５へ進み、自己アドレスではない場合はステップＳ２０７へ進む。

次に、ステップＳ２０５において、ブロック全体の両端電圧値の検出を行いステップＳ２０６へ進む。高圧系ＣＰＵ２５は、ブロックの両端を差動増幅器ＯＰに接続する。これによりＡ／Ｄ変換器２２から高圧系ＣＰＵ２５に対してブロック全体の両端電圧のデジタル値が供給される。これに応じて高圧系ＣＰＵ２５は受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍに対して自己のアドレスを指定したブロック全体の両端電圧のデジタル値を送信する。受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍに対して送信されたブロック全体の両端電圧のデジタル値は、受信用バスラインＢＬｒを介して低圧系ＣＰＵ３０へ送信される。

次に、ステップＳ２０６において、受信した検出命令に指定された選択単位セルの両端電圧の検出を行いステップＳ２０７へ進む。高圧系ＣＰＵ２５は、選択単位セルの両端を差動増幅器ＯＰに接続する。これによりＡ／Ｄ変換器２２から高圧系ＣＰＵ２５に対して指定単位セルの両端電圧のデジタル値が供給される。これに応じて高圧系ＣＰＵ２５は受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍに対して自己のアドレスを指定した指定単位セルの両端電圧のデジタル値を送信する。受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍに対して送信された指定単位セルの両端電圧のデジタル値は、受信用バスラインＢＬｒを介して低圧系ＣＰＵ３０へ送信される。

次に、ステップＳ２０７において、低圧系ＣＰＵ３０から送信用バスラインＢＬｔおよび送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍを経由して各電圧検出回路１１〜１ｍへ送信される電源オフ信号を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０８へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）はステップＳ２０３へ戻る。

次に、ステップＳ２０８において、各電圧検出回路１１〜１ｍの遮断スイッチＳｃ１をオフにする。これにより各電圧検出回路１１〜１ｍを構成する差動増幅器ＯＰ及びＡ／Ｄ変換器２２に対して対応する各ブロックＢ１〜Ｂｍから電源が遮断される。

以上の電圧検出装置によれば、例えばブロックＢ１全体の両端電圧値とブロックＢ１内の単位セルＣ１１〜Ｃ１ｎから任意に選択した一つの単位セルＣ１１の両端電圧値を基にブロックＢ１に異常があるか否かの判定を行う。即ち、ブロック毎に異常検出の判定を行うことで、全てのブロックＢ１〜Ｂｍの両端電圧値を検出してから異常の判定を行うよりも迅速に高圧バッテリＢＨの異常検出が行える。

また、例えばブロックＢ１で任意に選択した１つの単位セルＣ１１の両端電圧値とブロックＢ１内に含まれる単位セル数ｎとの積（すなわち単位セルＣ１１の両端電圧値をｎ倍した電圧値）と、ブロックＢ１全体の両端電圧を比較し、所定値以上の差があるか否かを判定する。所定値以上の差がある場合は、単位セルＣ１１に異常がなかったとしても、ブロックＢ１内の他の単位セルＣ１２〜Ｃ１ｎに異常があると考えられるのでブロックＢ１の単位セルに異常があるか否かの判定が行える。したがって、ブロックＢ１内の単位セルに異常があるか否かの判定が行えるので、全てのブロックＢ１〜Ｂｍの両端電圧値を検出してから異常の判定を行うよりも迅速に高圧バッテリＢＨの異常検出が行える。

また、例えばブロックＢ１全体の両端電圧値、または単位セルＣ１１の両端電圧値とブロックＢ１内に含まれる単位セル数ｎとの積のいずれかが予め定めたブロック全体の両端電圧値の範囲外、即ち、上限値を上回っているか、または下限値を下回っている場合には、ブロックＢ１に異常があると判断できることから、高圧バッテリＢＨの異常検出が全てのブロックＢ１〜Ｂｍの両端電圧値を検出しなくとも行えるため、迅速に高圧バッテリＢＨの異常検出が行える。さらに、単位セルＣ１１の両端電圧値とブロックＢ１内に含まれる単位セル数ｎとの積が予め定めたブロック全体の両端電圧値の範囲外の場合は、単位セルＣ１１が異常であると判定できるので異常な単位セルを特定することができる。

なお、上述した実施形態では、低圧系ＣＰＵ３０から電圧検出回路に対してブロックと単位セルの両端電圧の検出命令を送信し、該ブロックの異常の判定を行い、続いて他の電圧検出回路に対してブロックと単位セルの両端電圧の検出命令を送信し該ブロックの異常の判定という動作にしていたが、各電圧検出回路にブロックと単位セルの両端電圧の検出命令を一度に送信し、各電圧検出回路の検出結果を受信次第順次異常の有無の判定を行ってもよい。

また、上述した実施形態では、ステップＳ１０８において異常検出したら次のステップＳ１０９において異常処理を行っていたが、例えば、異常を検出した際には同一ブロック内の別の単位セルの両端電圧値を検出してブロック電圧と比較してから異常の判定を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、高圧バッテリＢＨを複数のブロックに分割していたが、例えば高圧バッテリＢＨに含まれる単位セルの数が少ない場合などは、複数のブロックに分割せずに高圧バッテリＢＨ全体で１ブロックとして本発明を適用していもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の電圧検出装置の一実施形態を示す回路図である。 図１に示す電圧検出装置を構成する低圧系ＣＰＵ３０が電圧検出回路が検出した両端電圧値と任意に選択した単位セルから異常を検出する処理手順を示すフローチャートである。 図１に示す電圧検出装置を構成する高圧系ＣＰＵ２５がブロックの両端電圧値および単位セルの両端電圧値を検出する処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

ＢＬ 低圧バッテリ
ＢＨ 高圧バッテリ(車載高圧バッテリ)
Ｂ１〜Ｂｍ ブロック
ＢＬｔ 送信用バスライン
ＢＬｒ 受信用バスライン
Ｃ１１〜Ｃｍｎ 単位セル
ＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ 送信用絶縁インタフェース
ＩＦｒ１〜ＩＦｒｍ 受信用絶縁インタフェース
ＯＰ 差動増幅器
Ｒ１〜Ｒｍ 外付け抵抗
１１〜１ｍ 電圧検出回路(電圧検出手段)
２２ Ａ／Ｄ変換器
２５ 高圧系ＣＰＵ
３０ 低圧系ＣＰＵ(制御手段)

Claims (3)

1. 単位セルが複数直列接続された車載高圧バッテリの前記単位セルを少なくとも一つ有した一つ以上のブロックに対応して設けられ、かつ前記ブロックの両端電圧値および単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段を備えた電圧検出装置において、
   前記電圧検出手段に対応するブロック全体の両端電圧値と、前記ブロック内から任意に選択した一つの単位セルの両端電圧値を検出させて、検出された前記ブロック全体の両端電圧値と前記一つの単位セルの両端電圧値に基づいて前記車載高圧バッテリの異常の有無を判定する制御手段と、
   を備えたものであることを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記制御手段が、前記一つの単位セルの両端電圧値と前記ブロックの単位セルの個数との積と前記ブロック全体の両端電圧値とを比較し、所定値以上の差がある場合は前記車載高圧バッテリの異常があると判定することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
3. 前記制御手段が、前記ブロック全体の両端電圧値と、前記一つの単位セルの両端電圧値と前記ブロックの単位セルの個数との積とのうちいずれかが、予め定めたブロックの規格電圧値の範囲外である場合に、前記車載高圧バッテリに異常があると判定することを特徴とする請求項１乃至２に記載の電圧検出装置。

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