JP5656906B2

JP5656906B2 - 二次電池の電圧検出装置

Info

Publication number: JP5656906B2
Application number: JP2012089436A
Authority: JP
Inventors: 英和三浦; 悠介小塚; 加茂　光広; 光広加茂; 克彦杉林
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-04-10
Also published as: JP2013219602A

Description

本発明は、電圧検出装置等に用いられるマトリクススイッチに関する。

電動機により車両駆動力を得ている電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両は、二次電池を搭載し、この二次電池に蓄積された電力により電動機を駆動する。電動車両は、回生制動、すなわち車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備える。変換された電気エネルギは二次電池に戻され、加速を行う時等に再利用される。

二次電池は、過放電あるいは過充電を行うと電池性能を劣化させることになるため、二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を把握して充電あるいは放電を制御する必要がある。例えば、ハイブリッド自動車においては、二次電池が回生電力を受け入れられるように、また要求があれば直ちに電動機に対して電力を供給できるようにするために、その充電状態が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）と、全く蓄電されていない状態（ＳＯＣ＝０％）のおよそ中間付近（ＳＯＣ＝５０％〜６０％）に制御される。従って、二次電池のＳＯＣは高精度に検出することが必要である。

二次電池のＳＯＣを推定する際には、二次電池に対する充放電電流や二次電池の端子電圧を測定することが必要である。また、二次電池は組電池であり、複数の電池ブロックを直列に接続して構成され、各電池ブロックは複数の電池モジュールを直列接続して構成され、各電池モジュールはさらに１つまたは複数の単電池（セル）を直列に接続して構成されるところ、各電池ブロック毎の端子電圧を測定し、各電池ブロックの状態を監視する必要もある。

各電池ブロックの端子電圧を検出するには、各電池ブロックの両端にスイッチを介して共通の電圧計測回路を接続し、順次スイッチをＯＮ／ＯＦＦすることで各電池ブロックの端子電圧を順次検出することができるが、各スイッチをＯＮ／ＯＦＦするために各スイッチに制御信号を供給するドライバが必要となり、スイッチ数が増大するほど制御線数も増大して構成が複雑化する問題がある。

特許文献１には、スイッチシステム全体の小型化を実現することを目的とした半導体リレーマトリクススイッチが開示されている。すなわち、図２２に示すように、２制御入力、３接点出力で構成される電流保持型の半導体リレー（フォトＭＯＳリレー）ＰＲ０〜ＰＲ８を縦、横例に複数個並べてマトリクススイッチを構成し、マトリクススイッチには入回線Ｙ０〜Ｙ２、出回線Ｘ０〜Ｘ２を収容し、任意の入回線、出回線同志を接続又は開放するスイッチ装置とする。マトリクススイッチの任意の差点を閉じる時は共通に設けられたリレー駆動制御回路ＲＤＣにより対応する差点の半導体リレーを駆動して差点を閉じ、該差点の半導体リレーの動作保持は、横列ごとに準備したリレー（電磁）Ｒ０〜Ｒ２の接点を経由して自己保持し、該差点の半導体リレーを復旧させる時はそのリレーＲ０〜Ｒ２をリレー駆動制御回路より動作させ復旧させることが開示されている。

特開平８−１９０８４５号公報

ところで、二次電池を構成する各電池ブロックの両端を順次電圧計測回路に接続するためには、各電池ブロックの両端に接続したスイッチのうち、互いに隣接する２つのスイッチを同時にＯＮし、残りのスイッチをＯＦＦする操作を順次繰り返す必要がある。例えば、説明の都合上、直列接続された電池ブロックがＢ１、Ｂ２、Ｂ３であるとし、電池ブロックＢ１の両端に接続されたスイッチをＳＷ１及びＳＷ２、電池ブロックＢ２の両端に接続されたスイッチをＳＷ２及びＳＷ３、電池ブロックＢ３の両端に接続されたスイッチをＳＷ３及びＳＷ４とすると、電池ブロックＢ１の端子電圧を測定するために互いに隣接するＳＷ１及びＳＷ２をＯＮし、残りのＳＷ３及びＳＷ４をＯＦＦし、電池ブロックＢ２の端子電圧を測定するために互いに隣接するＳＷ２及びＳＷ３をＯＮし、残りのＳＷ１及びＳＷ４をＯＦＦするというスイッチ操作が必要となる。

しかしながら、上記従来のマトリクススイッチをそのまま適用したのでは、隣接する２つのスイッチのみをＯＮし、残りのスイッチをＯＦＦする制御が困難となる。例えば、図２２の構成において、半導体リレーＰＲ２とＰＲ３を同時にＯＮしようとすると、Ｘ０及びＸ２をＯＮ制御するとともに、Ｙ０及びＹ１をＯＮ制御する必要があるが、このときＰＲ５及びＰＲ０も同時にＯＮされてしまうことになり、半導体リレーＰＲ２とＰＲ３のみをＯＮすることができない問題が生じる。

本発明の目的は、複数のスイッチをマトリクス上に配置してなるマトリクススイッチにおいて、隣接する２つのスイッチのみを同時にＯＮすることが可能なスイッチ構造を提供することにある。

本発明の二次電池の電圧検出装置は、隣接する２つのリレー毎に同時にＯＮする複数のリレーを有し、前記複数のリレーが縦方向及び横方向にマトリクス状に構成され、横方向に一列に構成された複数のリレーは共通の横方向制御線に接続され、縦方向に一列に構成された複数のリレーは共通の縦方向制御線に接続され、前記２つのリレーが前記マトリクスにおいて隣接して構成され、前記複数のリレーの全てを１から順にナンバリングした場合に、連続する数字が一筆書き上に隣接配置され、連続する２つの数字に対応する２つのリレーが同時にＯＮするマトリクススイッチであって、前記横方向制御線及び前記縦方向制御線に制御信号を供給することにより、前記複数のリレーのうち、互いに隣接する２個のリレーのみをＯＮし、それ以外のリレーをＯＦＦとする駆動手段を備えてなるマトリクススイッチを、二次電池を構成する複数の電池ブロックの各電池ブロックの両端にそれぞれ接続し、前記マトリクススイッチをＯＮ／ＯＦＦ駆動して各電池ブロックの端子電圧を測定する電圧計測回路を備え、前記複数のリレーのうち、隣り合うリレーをＲｉ，Ｒｉ＋１、Ｒｉ＋２、Ｒｉ＋３（ｉは自然数）とした場合に、前記駆動手段は、前記横方向制御線及び前記縦方向制御線に制御信号を供給することにより、まず、Ｒｉ及びＲｉ＋１のみをＯＮし、次にＲｉ＋１及びＲｉ＋２のみをＯＮし、次にＲｉ＋２及びＲｉ＋３のみをＯＮするように駆動することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記複数のリレーをＲｊ（ｊ＝１，２，３，・・・ｎ）とした場合に、前記駆動手段は、前記横方向制御線及び前記縦方向制御線に制御信号を供給することにより、Ｒｎ−１及びＲｎのみをＯＮし、次に、Ｒｎ及びＲ１のみをＯＮするように駆動することを特徴とする。

本発明によれば、隣接する２つのスイッチのみを同時にＯＮすることができる。従って、これを用いて二次電池を構成する各電池ブロックの端子電圧を測定することができる。また、特にリレーの数が６個以上であれば、各リレーに個別に設ける場合に比べて、各リレーをＯＮ／ＯＦＦ駆動するための制御線の本数を削減することができる。

実施形態における電圧検出装置の構成図である。実施形態におけるマトリクススイッチの構成図である。図２の模式図である。図２のリレー駆動状況を示す真理値表図である。他の実施形態におけるマトリクススイッチの構成図である。図５の模式図である。図５のリレー駆動状況を示す真理値表図である。他の実施形態におけるマトリクススイッチの構成図である。図８の模式図である。図８のリレー駆動状況を示す真理値表図である。マトリクススイッチが４個の場合の構成図である。図１１における正常時の真理値表図である。図１１における異常時の真理値表図である。従来の構成図である。図１４における正常時の真理値表図である。図１４における異常時の真理値表図である。マトリクススイッチが４個の場合の構成図である。従来の構成図である。電圧検出装置の他の構成図である。電圧検出装置のさらに他の構成図である。電圧検出装置のさらに他の構成図である。従来のマトリクススイッチの構成図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について、二次電池の電圧検出装置に適用した場合を例にとり説明する。

＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態における電圧検出装置の構成ブロック図を示す。二次電池１０は組電池であり、複数の電池ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，・・・を直列に接続して構成される。各電池ブロックは、複数の電池モジュールを直列接続して構成され、各電池モジュールはさらに１つまたは複数の単電池（セル）を直列に接続して構成される。二次電池１０は、例えばニッケル水素電池である。図では、電池ブロックＢ１〜Ｂ５が示されているが、その個数は特に限定されない。

二次電池１０の各電池ブロックＢ１〜Ｂ５には、それぞれ両端にスイッチＳＷ１〜ＳＷ６が接続され、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の他端にはフライングキャパシタ１２が接続される。すなわち、電池ブロックＢ１の正極側にスイッチＳＷ１が接続され、電池ブロックＢ１の負極側にスイッチＳＷ２が接続される。スイッチＳＷ１の他端はフライングキャパシタ１２の正極側に接続され、スイッチＳＷ２の他端はフライングキャパシタ１２の負極側に接続される。また、電池ブロックＢ２の正極側にスイッチＳＷ２が接続され、電池ブロックＢ２の負極側にスイッチＳＷ３が接続される。スイッチＳＷ３の他端はフライングキャパシタ１２の正極側に接続される。また、電池ブロックＢ３の正極側にスイッチＳＷ３が接続され、電池ブロックＢ３の負極側にスイッチＳＷ４が接続される。スイッチＳＷ４の他端はフライングキャパシタ１２の負極側に接続される。また、電池ブロックＢ４の正極側にスイッチＳＷ４が接続され、電池ブロックＢ４の負極側にスイッチＳＷ５が接続される。スイッチＳＷ５の他端はフライングキャパシタ１２の正極側に接続される。また、電池ブロックＢ５の正極側にスイッチＳＷ５が接続され、電池ブロックＢ５の負極側にスイッチＳＷ６が接続される。スイッチＳＷ６の他端はフライングキャパシタ１２の負極側に接続される。本実施形態では、これらのスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を総称してスイッチ１１とする。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、複数のリレースイッチ、特に複数の半導体リレースイッチであり、マイコン１６からの制御指令により制御されるドライバ１８からの駆動信号により順次ＯＮ／ＯＦＦ駆動される。

フライングキャパシタ１２の正極側はスイッチＳＷ１０１を介して電圧計測回路１４に接続され、フライングキャパシタ１２の負極側はスイッチＳＷ１２を介して電圧計測回路１４に接続される。スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＮすると、フライングキャパシタ１２の端子電圧が電圧計測回路１４に印加され、電圧計測回路１４で計測される。電圧計測回路１４は、端子電圧の計測結果をマイコン１６に出力する。マイコン１６は、端子電圧の計測結果に基づき、各種制御信号を出力する。

電池ブロックＢ１の端子電圧を測定する場合、ドライバ１８は、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をＯＮし、他のスイッチをＯＦＦとする。これにより、電池ブロックＢ１の端子電圧がフライングキャパシタ１２に印加され、フライングキャパシタ１２が充電される。その後、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をＯＦＦし、スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＮすることで、フライングキャパシタ１２の端子電圧、つまり電池ブロックＢ１の端子電圧が電圧計測回路１４で測定される。電池ブロックＢ２の端子電圧を測定する場合、ドライバ１８は、スイッチＳＷ２及びＳＷ３をＯＮし、他のスイッチをＯＦＦとする。これにより、電池ブロックＢ２の端子電圧がフライングキャパシタ１２に印加され、フライングキャパシタ１２が充電される。その後、スイッチＳＷ２及びＳＷ３をＯＦＦし、スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＮすることで、フライングキャパシタ１２の端子電圧、つまり電池ブロックＢ２の端子電圧が電圧計測回路１４で測定される。電池ブロックＢ３の端子電圧を測定する場合、ドライバ１８は、スイッチＳＷ３及びＳＷ４をＯＮし、他のスイッチをＯＦＦとする。これにより、電池ブロックＢ３の端子電圧がフライングキャパシタ１２に印加され、フライングキャパシタ１２が充電される。その後、スイッチＳＷ３及びＳＷ４をＯＦＦし、スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＮすることで、フライングキャパシタ１２の端子電圧、つまり電池ブロックＢ３の端子電圧が電圧計測回路１４で測定される。電池ブロックＢ４の端子電圧を測定する場合、ドライバ１８は、スイッチＳＷ４及びＳＷ５をＯＮし、他のスイッチをＯＦＦとする。これにより、電池ブロックＢ４の端子電圧がフライングキャパシタ１２に印加され、フライングキャパシタ１２が充電される。その後、スイッチＳＷ４及びＳＷ５をＯＦＦし、スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＮすることで、フライングキャパシタ１２の端子電圧、つまり電池ブロックＢ４の端子電圧が電圧計測回路１４で測定される。電池ブロックＢ５の端子電圧を測定する場合、ドライバ１８は、スイッチＳＷ５及びＳＷ６をＯＮし、他のスイッチをＯＦＦとする。これにより、電池ブロックＢ５の端子電圧がフライングキャパシタ１２に印加され、フライングキャパシタ１２が充電される。その後、スイッチＳＷ５及びＳＷ６をＯＦＦし、スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＮすることで、フライングキャパシタ１２の端子電圧、つまり電池ブロックＢ５の端子電圧が電圧計測回路１４で測定される。

このように、電池ブロックＢ１〜Ｂ５の端子電圧を測定する場合、ドライバ１８は、
ＳＷ１及びＳＷ２をＯＮし、残りをＯＦＦ
ＳＷ２及びＳＷ３をＯＮし、残りをＯＦＦ
ＳＷ３及びＳＷ４をＯＮし、残りをＯＦＦ
ＳＷ４及びＳＷ５をＯＮし、残りをＯＦＦ
ＳＷ５及びＳＷ６をＯＮし、残りをＯＦＦ
のように、互いに隣接する２つのスイッチを同時にＯＮし、残りのスイッチをＯＦＦするように駆動する必要がある。スイッチ１１を構成する各スイッチ毎に制御線を設けることも可能であるが、スイッチ数が増大するほど制御線も増大して構成が複雑化するため、スイッチ数が増大しても制御線を抑制できる構成が必要となる。

そこで、本実施形態では、スイッチ１１をマトリクススイッチで構成するとともに、マトリクスの配置を工夫することで、互いに隣接する２つのスイッチを同時にＯＮすることを可能とするとともに、制御線の本数を削減する。

次に、本実施形態におけるマトリクススイッチの構成について詳細に説明する。なお、スイッチ１１の個数としては、電池ブロックＢ１〜Ｂ１５に接続される合計１６個のスイッチの場合について説明する。

図２に、本実施形態におけるスイッチ１１の構成を示す。スイッチ１１は、縦方向（Ｘ方向）及び横方向（Ｙ方向）に複数個で構成されたマトリクス状の半導体リレー（フォトＭＯＳリレー）１１ａと、Ｘ方向スイッチ群１１ｂと、Ｙ方向スイッチ群１１ｃから構成される。

マトリクス状に配置されたフォトＭＯＳリレーは、それぞれ発光ダイオードＬＥＤ、及びＬＥＤの光を受光する受光素子から構成され、図２ではフォトＭＯＳリレーのＬＥＤ側のみが示されている。フォトＭＯＳリレーのＬＥＤは、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６から構成され、マトリクス状に配置される。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は横方向に一列に図中左から右に向けて配置され、ＬＥＤ５〜ＬＥＤ８は横方向に一列に図中右から左に向けて配置され、ＬＥＤ９〜ＬＥＤ１２は図中左から右に向けて配置され、ＬＥＤ１３〜ＬＥＤ１６は横方向に一列に図中右から左に向けて配置される。また、ＬＥＤ１，ＬＥＤ８，ＬＥＤ９，ＬＥＤ１６は縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ２，ＬＥＤ７，ＬＥＤ１０，ＬＥＤ１５は縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ３，ＬＥＤ６，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１４は縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ１２，ＬＥＤ１３は縦方向に一列に配置される。

横方向に一列に配置されたＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のそれぞれのアノード（正極側）は、共通の制御線１００に接続され、制御線１００はＹ方向スイッチ群１１ｃのスイッチＳＷＹ１を介して電源Ｖｃｃに接続される。横方向に一列に配置されたＬＥＤ５〜ＬＥＤ８のそれぞれのアノードは、共通の制御線１０２に接続され、制御線１０２はＹ方向スイッチ群１１ｃのスイッチＳＷＹ２を介して電源Ｖｃｃに接続される。横方向に一列に配置されたＬＥＤ９〜ＬＥＤ１２のそれぞれのアノードは、共通の制御線１０４に接続され、制御線１０４はＹ方向スイッチ群１１ｃのスイッチＳＷＹ３を介して電源Ｖｃｃに接続される。横方向に一列に配置されたＬＥＤ１３〜ＬＥＤ１６のそれぞれのアノードは、共通の制御線１０６に接続され、制御線１０６はＹ方向スイッチ群１１ｃのスイッチＳＷＹ４を介して電源Ｖｃｃに接続される。

縦方向に一列に配置されたＬＥＤ１，ＬＥＤ８，ＬＥＤ９，ＬＥＤ１６のカソード（負極側）は、共通の制御線２００に接続され、制御線２００はＸ方向スイッチ群１１ｂのスイッチＳＷＸ１を介して接地（ＧＮＤ）される。縦方向に一列に配置されたＬＥＤ２，ＬＥＤ７，ＬＥＤ１０，ＬＥＤ１５のカソード（負極側）は、共通の制御線２０２に接続され、制御線２０２はＸ方向スイッチ群１１ｂのスイッチＳＷＸ２を介して接地（ＧＮＤ）される。縦方向に一列に配置されたＬＥＤ３，ＬＥＤ６，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１４のカソード（負極側）は、共通の制御線２０４に接続され、制御線２０４はＸ方向スイッチ群１１ｂのスイッチＳＷＸ３を介して接地（ＧＮＤ）される。縦方向に一列に配置されたＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ１２，ＬＥＤ１３のカソード（負極側）は、共通の制御線２０６に接続され、制御線２０６はＸ方向スイッチ群１１ｂのスイッチＳＷＸ４を介して接地（ＧＮＤ）される。このように、横方向の制御線１００，１０２，１０４，１０６と縦方向の制御線２００，２０２，２０４，２０６との交点に対応して、フォトＭＯＳリレーが設けられている。

従って、例えばＬＥＤ１のアノードはスイッチＳＷＹ１を介して電源Ｖｃｃに接続され、ＬＥＤ１のカソードはスイッチＳＷＸ１を介して接地されているので、ＳＷＸ１及びＳＷＹ１をともにＯＮすることで、ＬＥＤ１は導通状態となり、ＬＥＤ１を有するフォトＭＯＳリレーはＯＮ状態となる。同様に、ＬＥＤ４のアノードはスイッチＳＷＹ１を介して電源Ｖｃｃに接続され、ＬＥＤ４のカソードはスイッチＳＷＸ４を介して接地されているので、ＳＷＸ４及びＳＷＹ１をともにＯＮすることで、ＬＥＤ４は導通状態となり、ＬＥＤ４を有するフォトＭＯＳリレーはＯＮ状態となる。Ｘ方向スイッチ群１１ｂ及びＹ方向スイッチ群１１ｃのＯＮ／ＯＦＦは、ドライバ１８により制御される。

図３に、図２に示すマトリクス配置を模式的に示す。図２の配置は、横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）の２次元配置として表現することができ、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６、ＳＷＸ１〜ＳＷＸ４、ＳＷＹ１〜ＳＷＹ４を単にその番号で示すものとすると、
１６１５１４１３
９１０１１１２
８７６５
１２３４
のような配置となる。つまり、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６は、左から右に向けて配置され、次に右から左に向けて配置され、さらにその次に左から右へと配置され、さらにその次に右から左に向けて配置されるという、いわゆるジグザグ上に配置される。あるいは一筆書き上に配置される（連続する数字が、互いに隣接するように制御線により接続されて構成される）と言い得る。

図４に、図２及び図３に示すマトリクススイッチにおける駆動状況を表す真理値表を示す。図において、制御線２００，２０２，２０４，２０６をまとめて制御線Ｘとし、各制御線のスイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ４をＸ１〜Ｘ４として示す。また、制御線１００，１０２，１０４，１０６をまとめて制御線Ｙとし、各制御線のスイッチＳＷＹ１〜ＳＷＹ４をＹ１〜Ｙ４として示す。また、それぞれのフォトＭＯＳリレーの有するＬＥＤをＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６として示す。

ドライバ１８によりＸ１，Ｘ２をＯＮし、Ｙ１をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ１及びＬＥＤ２がともにＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ２，Ｘ３をＯＮし、Ｙ１をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ２及びＬＥＤ３がともにＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦとなる。また、Ｘ３，Ｘ４をＯＮし、Ｙ１をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ３及びＬＥＤ４がともにＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ４をＯＮし、Ｙ１，Ｙ２をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ４及びＬＥＤ５がともにＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。ここで、図２２に示す従来のマトリクススイッチでは、ＰＲ２とＰＲ３は横方向及び縦方向のいずれも異なるように配置されているが、図２及び図３に示す本実施形態のマトリクススイッチでは、ＬＥＤ４とＬＥＤ５は横方向は異なるものの縦方向は同一である点に留意されたい。従って、ＬＥＤ４とＬＥＤ５で共通する制御線２０６（制御線Ｘ４）が存在するため、制御線１０６（Ｘ４）をＯＮすることで、他のＬＥＤをＯＮすることなく制御線１００（Ｙ１），１０２（Ｙ２）を制御することで他のＬＥＤに影響を与えることなくＬＥＤ４とＬＥＤ５のみをともにＯＮすることが可能となる。同様に、Ｘ１をＯＮし、Ｙ２，Ｙ３をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ８及びＬＥＤ９がともにＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ４をＯＮし、Ｙ３，Ｙ４をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ１２及びＬＥＤ１３がともにＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。Ｘ１，Ｘ２をＯＮし、Ｙ４をＯＮにすると、互いに隣接するＬＥＤ１５及びＬＥＤ１６がＯＮとなり、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。

このように、Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４の合計８本の制御線のスイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６のうち、互いに隣接する２個のＬＥＤのみを順次ＯＮし、それ以外のＬＥＤをＯＦＦにすることができる。一般的には、複数のフォトＭＯＳリレーのうち、隣り合うリレーをＲｉ，Ｒｉ＋１、Ｒｉ＋２、Ｒｉ＋３（ｉは自然数）とした場合に、まず、Ｒｉ及びＲｉ＋１のみをＯＮし、次にＲｉ＋１及びＲｉ＋２のみをＯＮし、次にＲｉ＋２及びＲｉ＋３のみをＯＮするように駆動すると言える。電池ブロックＢ１の端子電圧を測定するためにＯＮするスイッチはＳＷ１及びＳＷ２であり、これらをそれぞれＬＥＤ１及びＬＥＤ２に対応させると、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１をＯＮすることで電池ブロックＢ１の端子電圧を測定できる。また、電池ブロックＢ２の端子電圧を測定するためにＯＮするスイッチはＳＷ２及びＳＷ３であり、これらをそれぞれＬＥＤ２及びＬＥＤ３に対応させると、Ｘ２，Ｘ３，Ｙ１をＯＮすることで電池ブロックＢ２の端子電圧を測定できる。以下同様であり、電池ブロックＢ１５の端子電圧を測定するためにＯＮするスイッチはＳＷ１５及びＳＷ１６であり、これらをそれぞれＬＥＤ１５及びＬＥＤ１６に対応させると、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ４をＯＮすることで電池ブロックＢ１５の端子電圧を測定できる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６のそれぞれをＯＮ／ＯＦＦ制御するためにそれぞれ制御線を設けると、１６個のスイッチに応じて１６本の制御線が必要となるところ、本実施形態では図２に示すように制御線１００〜１０６、２００〜２０６の合計８本で済み、構成が簡易化されていることに着目されたい。

＜第２実施形態＞
上記の第１実施形態では、マトリクススイッチとして図２及び図３に示す配置としているが、これに限定されるものではなく他の配置も可能である。

図５に、本実施形態におけるマトリクススイッチの配置を示す。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が横方向に一列に配置され、ＬＥＤ１２〜ＬＥＤ１４及びＬＥＤ５が横方向に一例に配置され、ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１５，ＬＥＤ１６，ＬＥＤ６が横方向に一列に配置され、ＬＥＤ７〜ＬＥＤ１０が横方向に一列に配置される。また、ＬＥＤ１，ＬＥＤ１０〜ＬＥＤ１２が縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ２，ＬＥＤ９，ＬＥＤ１３，ＬＥＤ１６が縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ３，ＬＥＤ８，ＬＥＤ１４，ＬＥＤ１５が縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ４〜ＬＥＤ７が縦方向に一列に配置される。

番号の小さいものから順に説明すると、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は横方向に一例に左から右に向けて配置され、ＬＥＤ４〜ＬＥＤ７は縦方向に一例に下から上に向けて配置され、ＬＥＤ７〜ＬＥＤ１０は横方向に一列に右から左に向けて配置され、ＬＥＤ１０〜ＬＥＤ１２は縦方向に一列に上から下に向けて配置される。また、ＬＥＤ１２〜ＬＥＤ１４は横方向に一列に左から右に向けて配置され、ＬＥＤ１４，ＬＥＤ１５は縦方向に一列に下から上に向けて配置され、ＬＥＤ１５，ＬＥＤ１６は横方向に一列に右から左に向けて配置される。

ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のそれぞれのアノードは共通の制御線１００に接続される。ＬＥＤ５，ＬＥＤ１２〜ＬＥＤ１４のそれぞれのアノードは共通の制御線１０２に接続される。ＬＥＤ６，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１５，ＬＥＤ１６のそれぞれのアノードは共通の制御線１０４に接続される。ＬＥＤ７〜ＬＥＤ１０のそれぞれのアノードは共通の制御線１０６に接続される。

また、ＬＥＤ１，ＬＥＤ１０〜ＬＥＤ１２のそれぞれのカソードは共通の制御線２００に接続される。ＬＥＤ２，ＬＥＤ９，ＬＥＤ１３，ＬＥＤ１６のそれぞれのカソードは共通の制御線２０２に接続される。ＬＥＤ３，ＬＥＤ８，ＬＥＤ１４，ＬＥＤ１５のそれぞれのカソードは共通の制御線２０４に接続される。ＬＥＤ４〜ＬＥＤ７のそれぞれのカソードは共通の制御線２０６に接続される。制御線２００〜２０６はそれぞれスイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ４を介して接地され、制御線１００〜１０６はそれぞれスイッチＳＷＹ１〜ＳＷＹ４を介して電源Ｖｃｃに接続される。Ｘ方向スイッチ群１１ｂ及びＹ方向スイッチ群１１ｃのＯＮ／ＯＦＦは、ドライバ１８により制御されることは第１実施形態の場合と同様である。

図６に、図５の模式図を示す。図から分かるように、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６は順次、半径が小さくなるように螺旋状に配置される。すなわち、
１０９８７
１１１６１５６
１２１３１４５
１２３４
のように配置される。この配置も、一筆書き上に配置される（連続する数字が、互いに隣接するように制御線により接続されて構成される）ということができる。

図７に、図５のマトリクススイッチの駆動状況を表す真理値表を示す。本実施形態でも、制御線Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４をＯＮ／ＯＦＦすることで、互いに隣接するＬＥＤのみをＯＮし、それ以外のＬＥＤをＯＦＦとすることができる。例えば、Ｘ４，Ｙ２，Ｙ３をＯＮにすることで、互いに隣接するＬＥＤ５及びＬＥＤ６がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４をＯＮにすることで、ＬＥＤ６及びＬＥＤ７がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ２，Ｘ３，Ｙ３をＯＮにすることで、ＬＥＤ１５及びＬＥＤ１６がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。

このように、本実施形態でも、Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４の合計８本の制御線のスイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６のうち、互いに隣接する２個のＬＥＤのみを順次ＯＮし、それ以外のＬＥＤをＯＦＦにすることができる。電池ブロックＢ１の端子電圧を測定するためにＯＮするスイッチはＳＷ１及びＳＷ２であり、これらをそれぞれＬＥＤ１及びＬＥＤ２に対応させると、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１をＯＮすることで電池ブロックＢ１の端子電圧を測定できる。また、電池ブロックＢ２の端子電圧を測定するためにＯＮするスイッチはＳＷ２及びＳＷ３であり、これらをそれぞれＬＥＤ２及びＬＥＤ３に対応させると、Ｘ２，Ｘ３，Ｙ１をＯＮすることで電池ブロックＢ２の端子電圧を測定できる。以下同様であり、電池ブロックＢ１５の端子電圧を測定するためにＯＮするスイッチはＳＷ１５及びＳＷ１６であり、これらをそれぞれＬＥＤ１５及びＬＥＤ１６に対応させると、Ｘ２，Ｘ３，Ｙ３をＯＮすることで電池ブロックＢ１５の端子電圧を測定できる。本実施形態でも図５に示すように制御線１００〜１０６，２００〜２０６の合計８本で済み、構成が簡易化される。

＜第３実施形態＞
図８に、本実施形態におけるマトリクススイッチの配置を示す。ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ１５，ＬＥＤ１６が横方向に一列に配置され、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４，ＬＥＤ１３，ＬＥＤ１４が横方向に一例に配置され、ＬＥＤ５，ＬＥＤ６，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１２が横方向に一列に配置され、ＬＥＤ７〜ＬＥＤ１０が横方向に一列に配置される。また、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ６，ＬＥＤ７が縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ１，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ８が縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ９，ＬＥＤ１２，ＬＥＤ１３，ＬＥＤ１６が縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ１０，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１４，ＬＥＤ１５が縦方向に一列に配置される。

ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ１５，ＬＥＤ１６のそれぞれのアノードは共通の制御線１００に接続される。ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ１３，ＬＥＤ１４のそれぞれのアノードは共通の制御線１０２に接続される。ＬＥＤ５，ＬＥＤ６，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１２のそれぞれのアノードは共通の制御線１０４に接続される。ＬＥＤ７〜ＬＥＤ１０のそれぞれのアノードは共通の制御線１０６に接続される。

また、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ６，ＬＥＤ７のそれぞれのカソードは共通の制御線２００に接続される。ＬＥＤ１，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ８のそれぞれのカソードは共通の制御線２０２に接続される。ＬＥＤ９，ＬＥＤ１２，ＬＥＤ１３，ＬＥＤ１６のそれぞれのカソードは共通の制御線２０４に接続される。ＬＥＤ１０，ＬＥＤ１１，ＬＥＤ１４，ＬＥＤ１５のそれぞれのカソードは共通の制御線２０６に接続される。制御線２００〜２０６はそれぞれスイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ４を介して接地され、制御線１００〜１０６はそれぞれスイッチＳＷＹ１〜ＳＷＹ４を介して電源Ｖｃｃに接続される。Ｘ方向スイッチ群１１ｂ及びＹ方向スイッチ群１１ｃのＯＮ／ＯＦＦは、ドライバ１８により制御されることは第１実施形態の場合と同様である。

図９に、図８の模式図を示す。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８はジグザグ上に配置され、ＬＥＤ７〜ＬＥＤ１０は横方向に一列に配置され、さらにＬＥＤ９〜ＬＥＤ１６はジグザグ上に配置される。すなわち、
７８９１０
６５１２１１
３４１３１４
２１１６１５
のように配置される。この配置も、一筆書き上に配置される（連続する数字が、互いに隣接するように制御線により接続されて構成される）ということができる。

図１０に、図８のマトリクススイッチの駆動状況を表す真理値表を示す。Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ１及びＬＥＤ２がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ１，Ｙ１，Ｙ２をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ２及びＬＥＤ３がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。また、Ｘ３，Ｘ４，Ｙ１をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ１５及びＬＥＤ１６がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。

さらに、本実施形態では、図８及び図９に示すように、ＬＥＤ１とＬＥＤ１６が横方向に一列に隣接配置されている。従って、Ｘ２，Ｘ３，Ｙ１をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ１６及びＬＥＤ１がともにＯＮし、それ以外のＬＥＤはＯＦＦとなる。すなわち、
ＬＥＤ１とＬＥＤ２をＯＮ
ＬＥＤ２とＬＥＤ３をＯＮ
・・・
ＬＥＤ１４とＬＥＤ１５をＯＮ
ＬＥＤ１５とＬＥＤ１６をＯＮ
と順次、隣接した２つのＬＥＤをＯＮするだけでなく、
ＬＥＤ１６とＬＥＤ１をＯＮ
とすることができ、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６のうち、隣接する２つのＬＥＤを巡回的にＯＮすることができる。一般的には、フォトＭＯＳリレーをＲｊ（ｊ＝１，２，３，・・・ｎ）とした場合に、Ｒｎ−１及びＲｎのみをＯＮし、次に、Ｒｎ及びＲ１のみをＯＮするように駆動するといえる。ＬＥＤ１は電池ブロックＢ１に接続され、ＬＥＤ１６は電池ブロックＢ１５に接続されているから、電池ブロックＢ１〜Ｂ１５のそれぞれの端子電圧を測定する際にはＬＥＤ１とＬＥＤ１６をともにＯＮする必要はないが、二次電池１０の全体の端子電圧を測定する際にはＬＥＤ１とＬＥＤ１６をともにＯＮすればよい。

以上の各実施形態に示すように、マトリクススイッチの配置を所定配置とすることで、スイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御線本数を削減することができる。なお、上記の各実施形態では、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１６の場合、つまり、スイッチ１１のスイッチ数が１６個の場合を例示したが、スイッチ１１のスイッチ数が６個以上であれば同様に制御線の削減効果がある。具体的には、本実施形態のようなマトリクススイッチを用いることで、以下のような削減効果がある。
スイッチ数が６個の場合、制御線は５本
スイッチ数が７個の場合、制御線は６本
スイッチ数が８個の場合、制御線は６本
スイッチ数が９個の場合、制御線は６本
・・・
スイッチ数が１５個の場合、制御線は８本
スイッチ数が１６個の場合、制御線は８本
等である。

一方、スイッチ１１のスイッチ数が５個以下である場合、制御線の本数に変わりはないものの、本実施形態のようなマトリクススイッチ配置とすることで、耐エラー性が向上する効果がある。

図１１に、スイッチ１１のスイッチ数が４個の場合を示す。図２等と同様に、フォトＭＯＳリレーのＬＥＤ側のみを示す。マトリクススイッチとして、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の４個のＬＥＤが縦横に配置される。ＬＥＤ１及びＬＥＤ２は横方向に一列に配置され、ＬＥＤ３及びＬＥＤ４は横方向に一列に配置される。また、ＬＥＤ１及びＬＥＤ４は縦方向に一列に配置され、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３は縦方向に一列に配置される。

ＬＥＤ１及びＬＥＤ２のそれぞれのアノードは共通の制御線１００に接続され、制御線１００はスイッチＳＷＹ１を介して電源Ｖｃｃに接続される。ＬＥＤ３及びＬＥＤ４のそれぞれのアノードは共通の制御線１０２に接続され、制御線１０２はスイッチＳＷＹ２を介して電源Ｖｃｃに接続される。ＬＥＤ１及びＬＥＤ４のそれぞれのカソードは共通の制御線２００に接続され、制御線２００はスイッチＳＷＸ１を介して接地される。ＬＥＤ２及びＬＥＤ３のそれぞれのカソードは共通の制御線２０２に接続され、制御線２０２はスイッチＳＷＸ２を介して接地される。

以上のような配置において、スイッチＸ２が何らかの原因により故障して短絡した場合を想定する。図１１において、スイッチＳＷＸ２の×印が付されているが、これは故障して短絡したことを示す。

図１２に、前提として、正常時の動作、つまりスイッチＳＷＸ２が短絡していない場合の駆動状況を表す真理値表を示す。Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ１及びＬＥＤ２がともにＯＮする。Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ２及びＬＥＤ３がともにＯＮする。Ｘ１，Ｘ２，Ｙ２をＯＮすると、互いに隣接するＬＥＤ３及びＬＥＤ４がともにＯＮする。電池ブロックＢ１の両端にＬＥＤ１及びＬＥＤ２が接続され、電池ブロックＢ２の両端にＬＥＤ２及びＬＥＤ３が接続され、電池ブロックＢ３の両端にＬＥＤ３及びＬＥＤ４が接続されるから、このように隣接する２個のＬＥＤをＯＮすることで、各電池ブロックＢ１〜Ｂ３の端子電圧を測定することができる。

図１３に、スイッチＳＷＸ２が短絡した場合の駆動状況を表す真理値表を示す。スイッチＳＷＸ２が短絡しているため、Ｘ２は常にＯＮ状態となるが、図から分かるようにＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のＯＮ／ＯＦＦ動作に影響を与えておらず、ＳＷＸ２が短絡していない場合と同様に互いに隣接する２個のＬＥＤのみを順次ＯＮすることが可能である。すなわち、たとえスイッチＳＷＸ２が短絡するというエラーが生じても、このエラーに対する耐性があり、正常動作が確保される。

一方、スイッチ１１がこのようなマトリクス配置でない場合、問題が生じ得る。

図１４に、４個のＬＥＤ１〜４を並列に配置した構成を示す。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のそれぞれのアノードは電源Ｖｃｃに接続され、それぞれのカソードはそれぞれスイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ４を介して接地される。スイッチ数は４個であり、これらのスイッチを駆動する制御線も４本となり、図１１の場合と同様である。

図１５に、スイッチＳＷＸ２が短絡していない場合の駆動状況を表す真理値表を示す。Ｘ１，Ｘ２をＯＮすると、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２がＯＮする。Ｘ２，Ｘ３をＯＮすると、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３がＯＮする。Ｘ３及びＸ４をＯＮすると、ＬＥＤ３及びＬＥＤ４がＯＮする。

図１６に、図１４に示すようにスイッチＳＷＸ２が短絡した場合の駆動状況を表す真理値表を示す。スイッチＳＷＸ２が短絡しているため、Ｘ２は常にＯＮ状態となってしまうため、ＬＥＤ２は常にＯＮ状態となる。ＬＥＤ２のみがＯＮである場合には問題ないが、Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４がいずれもＯＮとなってしまうと、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ４がＯＮとなってしまうため、電池ブロックＢ３の端子電圧を測定することができない。このことから、図１１に示す本実施形態のマトリクススイッチの優位性は明らかである。

また、図１１に示す本実施形態の場合、スイッチＳＷＸ１、ＳＷＸ２、ＳＷＹ１、ＳＷＹ２に対し、ＯＮ／ＯＦＦの同時性が要求されない利点もある。

すなわち、図１７に示すように、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２を同時にＯＮする場合、ドライバ１８でＸ方向スイッチ群１１ｂ及びＹ方向スイッチ群１１ｃを駆動するが、まずＸ方向スイッチ群１１ｂのスイッチＳＷＸ１及びスイッチＸ２をＯＮし、その後、Ｙ方向スイッチ群１１ｃのスイッチＳＷＹ１をＯＮすればよい。スイッチＳＷＸ１及びスイッチＳＷＸ２をＯＮした状態で、１つのスイッチＳＷＹ１のみをＯＮするため、２つのスイッチを同時にＯＮするという、スイッチの同時性を確保する必要がない、一方、図１８に示す配置の場合、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２を同時にＯＮするためには、スイッチＳＷＸ１及びスイッチＳＷＸ２の２つを同時にＯＮしなければならず、同時性が要求される。このことからも、図１１及び図１７に示す本実施形態のマトリクススイッチは有利である。

なお、各実施形態では、図１に示すように二次電池１０の電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・の端子電圧でフライングキャパシタ１２を充電し、フライングキャパシタ１２の端子電圧を電圧計測回路１４で計測することで各電池ブロックＢ１，Ｂ２，・・・の端子電圧を測定しているが、本発明の特徴はスイッチ１１のマトリクス配置にあるので、その後段の構成は図１に限らず任意の構成を用いることができる。

例えば、図１９に示すように、電池ブロックＢ１，Ｂ２，・・・の端子電圧でフライングキャパシタ１２を充電するが、フライングキャパシタ１２の端子電圧を測定するのではなく、フライングキャパシタ１２の充電電流を電流センサ１３で検出し、電流センサ１３で検出した充電電流を電流計測回路１５に供給し、電流計測回路１５で充電電流を積算することで端子電圧を測定することも可能である。電流センサ１３にはカレントトランスやホール素子を用いることができ、これにより二次電池１０側の高圧部と、マイコン１６側の低圧部とを分離して絶縁することが可能である。また、この構成によれば、フライングキャパシタ１２と計測回路との接続／遮断を制御するためのスイッチＳＷ１１及びＳＷ１２（図１を参照）を削減することが可能であり、これらのスイッチを駆動するためのドライバも削減できる。上記の第１〜第３実施形態では、半導体リレーの制御線の本数を削減でき、これにより電圧検出装置の小型化が実現できるが、図１９に示すような電圧計測によるドライバの削減により、電圧検出装置のさらなる小型化を実現できる。

因みに、フライングキャパシタ１２の蓄積電荷が０の場合にフライングキャパシタ１２に流れる充電電流の積算値をＳとすると、
Ｖ＝１／Ｃ・Ｓ
により端子電圧Ｖが測定される。

また、図２０に示すように、フライングキャパシタ１２の代わりにトランス２０を設け、このトランスの２次側の電圧をサンプリング回路２２でサンプリングする構成とすることもできる。この構成でも、二次電池１０側の高圧部と、マイコン１６側の低圧部とを分離して絶縁することが可能である。なお、トランス２０を用いた測定方式はインパルス応答であり充電時間が不要であるため計測時間の短縮化も可能である。

さらに、図２１に示すように、図１の構成において二次電池１０を複数の電池ブロックからなる二次電池１０ａと、複数の電池ブロックからなる二次電池１０ｂに２分割し、それぞれにフライングキャパシタ１２ａ、１２ｂを接続してそれぞれの回路で並列して端子電圧を測定することでトータルの電圧測定時間を半分に短縮することもできる。この場合、電圧計測回路もそれぞれの回路用に合計２個必要になるが、フライングキャパシタ１２ａ、１２ｂに蓄積された電荷はフライングキャパシタ１２ａ、１２ｂが電圧計測回路に接続されない限りそのまま保持されるので、フライングキャパシタ１２ａ、１２ｂの端子電圧を時間差で測定することで、電圧計測回路１４を図１と同様に１個に抑制することができる。

すなわち、図２１において、例えば電池ブロックＢ１〜Ｂ１５で二次電池１０ａが構成され、電池ブロックＢ１６〜Ｂ３０で二次電池１０ｂが構成されるものとし、二次電池１０ａ、１０ｂそれぞれに接続されるスイッチ１１を図２に示すマトリクススイッチとし、ドライバ１８によりスイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦを制御するとともに、ドライバ１９によりスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。スイッチＳＷ１０１及びＳＷ１０２は、フライングキャパシタ１２ａと電圧計測回路１４との接続／遮断を制御するスイッチであり、スイッチＳＷ１０３及びＳＷ１０４は、フライングキャパシタ１２ｂと電圧計測回路１４との接続／遮断を制御するスイッチである。

まず、二次電池１０ａの電池ブロックＢ１、及び二次電池１０ｂの電池ブロックＢ１６に着目し、電池ブロックＢ１の両端に接続されるＳＷ１及びＳＷ２をともにＯＮして電池ブロックＢ１の端子電圧によりフライングキャパシタ１２ａを充電する。これと同時に、電池ブロックＢ１６の両端に接続されるＳＷ１７及びＳＷ１８をともにＯＮして電池ブロックＢ１６の端子電圧によりフライングキャパシタ１２ｂを充電する。そして、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１７，ＳＷ１８をＯＦＦし、ＳＷ１１及びＳＷ１２をＯＮしてフライングキャパシタ１２ａを電圧計測回路１４に接続し、フライングキャパシタ１２ａの端子電圧、つまり電池ブロックＢ１の端子電圧を測定する。その後、ＳＷ１０１及びＳＷ１０２をＯＦＦし、ＳＷ１０３及びＳＷ１０４をＯＮしてフライングキャパシタ１２ｂを電圧計測回路１４に接続し、フライングキャパシタ１２ｂの端子電圧、つまり電池ブロックＢ１６の端子電圧を測定する。

次に、二次電池１０ａの電池ブロックＢ２、及び二次電池１０ｂの電池ブロックＢ１７に着目し、電池ブロックＢ２の両端に接続されるＳＷ２及びＳＷ３をともにＯＮして電池ブロックＢ２の端子電圧によりフライングキャパシタ１２ａを充電する。これと同時に、電池ブロックＢ１７の両端に接続されるＳＷ１７及びＳＷ１８をともにＯＮして電池ブロックＢ１７の端子電圧によりフライングキャパシタ１２ｂを充電する。そして、ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ１７，ＳＷ１８をＯＦＦし、ＳＷ１１及びＳＷ１２をＯＮしてフライングキャパシタ１２ａを電圧計測回路１４に接続し、フライングキャパシタ１２ａの端子電圧、つまり電池ブロックＢ２の端子電圧を測定する。その後、ＳＷ１１及びＳＷ１２をＯＦＦし、ＳＷ１３及びＳＷ１４をＯＮしてフライングキャパシタ１２ｂを電圧計測回路１４に接続し、フライングキャパシタ１２ｂの端子電圧、つまり電池ブロックＢ１７の端子電圧を測定する。

以下、同様にして、二次電池１０ａを構成する電池ブロックＢ１〜Ｂ１５の端子電圧、及び二次電池１０ｂを構成する電池ブロックＢ１６〜Ｂ３０の端子電圧を測定することができる。この例では、スイッチ１１として図２に示すマトリクス配置とすることで制御線の本数を削減できるとともに、２分割した二次電池１０ａ、１０ｂ用のそれぞれのスイッチ１１の制御線を共通化することで制御線の本数を削減でき、さらに、電圧計測回路１４を共通化することで構成を一層簡略化することができる。

なお、上記実施形態では、説明の都合上、制御線が直交し、かつ半導体リレー（フォトＭＯＳリレー）が方形状に配置された形態について説明しているが、接続の方法が同じであれば、制御線同士の交わる角度や実際の半導体リレーの配置は異なっていてもよい。

また、上記実施形態では、マトリクス状に構成するリレーとして、フォトＭＯＳリレー（半導体リレー）を挙げているが、横方向制御線及び縦方向制御線に接続され、これらの制御線によりＯＮ／ＯＦＦを制御されるスイッチであれば、他のスイッチでもよい。
また、上記実施形態では、制御線の交点に対応する箇所全てに半導体リレーを設けているが、例えば、下記の配置のように、一部の交点に半導体リレーを設けなくても本発明は実現できる。すなわち、
１３１４１５１６
１２１１１０９
７ × × ８
６ × ５４
１２ × ３
あるいは、
１６１５１４１３
９１０１１１２
× × × ×
８７６５
１２３４
である。上記の配置において、×印は半導体リレーを設けていない交点を示す。

また、本発明の実施形態について、二次電池の電圧検出装置を例にとり説明したが、本発明のマトリクススイッチは他の装置にも適用することができる。特に、図８に示すように互いに隣接する２個のＬＥＤ、つまりフォトＭＯＳリレーを巡回的にＯＮすることができる配置は、鉄道玩具や工程設備のベルトコンベア等の輸送システムに適用することができる。また、本発明のマトリクススイッチは、ステッピングモータの電圧測定にも適用することができ、特に６相以上のステッピングモータであれば巡回的なマトリクス配置とすることで効率的に各位相の電圧を測定し得る。

１０二次電池、１１スイッチ（マトリクススイッチ）、１２フライングキャパシタ、１４電圧計測回路、１６マイコン、１８ドライバ。

Claims

隣接する２つのリレー毎に同時にＯＮする複数のリレーを有し、
前記複数のリレーが縦方向及び横方向にマトリクス状に構成され、
横方向に一列に構成された複数のリレーは共通の横方向制御線に接続され、
縦方向に一列に構成された複数のリレーは共通の縦方向制御線に接続され、
前記２つのリレーが前記マトリクスにおいて隣接して構成され、
前記複数のリレーの全てを１から順にナンバリングした場合に、連続する数字が一筆書き上に隣接配置され、連続する２つの数字に対応する２つのリレーが同時にＯＮするマトリクススイッチであって、前記横方向制御線及び前記縦方向制御線に制御信号を供給することにより、前記複数のリレーのうち、互いに隣接する２個のリレーのみをＯＮし、それ以外のリレーをＯＦＦとする駆動手段を備えてなるマトリクススイッチを、二次電池を構成する複数の電池ブロックの各電池ブロックの両端にそれぞれ接続し、
前記マトリクススイッチをＯＮ／ＯＦＦ駆動して各電池ブロックの端子電圧を測定する電圧計測回路を備え、
前記複数のリレーのうち、隣り合うリレーをＲｉ，Ｒｉ＋１、Ｒｉ＋２、Ｒｉ＋３（ｉは自然数）とした場合に、前記駆動手段は、前記横方向制御線及び前記縦方向制御線に制御信号を供給することにより、まず、Ｒｉ及びＲｉ＋１のみをＯＮし、次にＲｉ＋１及びＲｉ＋２のみをＯＮし、次にＲｉ＋２及びＲｉ＋３のみをＯＮするように駆動することを特徴とする二次電池の電圧検出装置。
請求項１記載の電圧検出装置において、
前記複数のリレーをＲｊ（ｊ＝１，２，３，・・・ｎ）とした場合に、前記駆動手段は、前記横方向制御線及び前記縦方向制御線に制御信号を供給することにより、Ｒｎ−１及びＲｎのみをＯＮし、次に、Ｒｎ及びＲ１のみをＯＮするように駆動することを特徴とする二次電池の電圧検出装置。