特開 2024-167639 電圧監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167639

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】電圧監視装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/396 20190101AFI20241127BHJP

   G01R 31/3835 20190101ALI20241127BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20241127BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20241127BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241127BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241127BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

G01R31/396

G01R31/3835

G01R19/00 M

H02J7/02 H

H02J7/00 Q

H01M10/48 P

H01M10/42 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083851

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100196346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 貴士

(72)【発明者】

【氏名】桑原 唯

【テーマコード（参考）】

2G035

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G035AA04

2G035AB03

2G035AC01

2G035AC14

2G035AD23

2G035AD28

2G035AD45

2G216AA09

2G216AB01

2G216BB16

2G216CB55

5G503AA01

5G503BA03

5G503BB01

5G503CA01

5G503CA11

5G503CB11

5G503DA07

5G503DA08

5G503EA02

5G503EA09

5G503FA06

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF43

5H030FF44

(57)【要約】

【課題】複数の電池監視用ＬＳＩを使用する場合であっても、複数の電池セルの電圧を精度よく検出して、電圧監視に対する信頼性を担保可能とする。
【解決手段】このバッテリ１１の電圧監視装置１５は、直列に接続されバッテリ１１を構成する複数の電池セル１４の電圧を監視するための装置であって、複数の電池セル１４のうち所定数の電池セル１４ａ１～１４ａ７からなる第一電池セル群１４ａに属する電池セル１４ａ１～１４ａ７の電圧を検出する第一電圧検出部１７と、複数の電池セル１４のうち第一電池セル群１４ａに属さない所定数の電池セル１４ｂ１～１４ｂ７からなる第二電池セル群１４ｂに属する電池セル１４ｂ１～１４１ｂ７の電圧を検出する第二電圧検出部１８とを備え、第一電池セル群１４ａに属する所定の電池セルである校正用電池セル１４ａ１の電圧が、第一電圧検出部１７と第二電圧検出部１８とでそれぞれ検出可能に構成されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続されバッテリを構成する複数の電池セルの電圧を監視するための装置であって、
前記複数の電池セルのうち所定数の電池セルからなる第一電池セル群に属する電池セルの電圧を検出する第一電圧検出部と、
前記複数の電池セルのうち前記第一電池セル群に属さない所定数の電池セルからなる第二電池セル群に属する電池セルの電圧を検出する第二電圧検出部とを備え、
前記第一電池セル群に属する所定の前記電池セルである校正用電池セルの電圧が、前記第一電圧検出部と前記第二電圧検出部とでそれぞれ検出可能に構成されている、バッテリの電圧監視装置。

【請求項2】

前記電池セルの電圧検出値を校正可能な電圧校正部をさらに備え、
前記電圧校正部は、前記第一電圧検出部で得た前記校正用電池セルの電圧検出値と、前記第二電圧検出部で得た前記校正用電池セルの電圧検出値との差に基づいて、前記何れか一方の電圧検出部で得た電圧検出値を校正する請求項１に記載の電圧監視装置。

【請求項3】

前記電圧校正部は、前記第一及び第二電圧検出部で得た前記校正用電池セルの電圧検出値のうち大きい方の検出値に合わせて、小さい方の検出値を校正する請求項２に記載の電圧監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電圧監視装置に関し、特にバッテリを構成する二次電池セルの電圧を監視するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、二次電池とも呼ばれるバッテリの長寿命化、安全性の確保等を目的として、バッテリの状態を管理するＢＭＳ（バッテリ管理システム）と呼ばれる機器が用いられている。ＢＭＳは、主にバッテリ全体の電圧、電流、温度などを監視すると共に、バッテリを構成する電池セルそれぞれの電圧を監視している。

【0003】

ここで、各電池セルの電圧は、主に電池監視用のＬＳＩによって検出される。例えば特許文献１には、電池監視用の半導体装置である電池監視ＬＳＩの複数の端子と、各電池セルの低電位側及び高電位側とをそれぞれ接続することで、各電池セルの電圧を検出可能とする電池監視システムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１５７６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この種の電圧監視装置においては、バッテリの充電状態を適切に管理する観点から、バッテリを構成する各電池セルの電圧を、ｍＶオーダー、場合によってはμＶオーダーの精度で測定する必要がある。その一方で、電池監視用ＬＳＩにより電圧の監視（検出）が可能な電池セルの数は、数個から十数個程度であるため、高出力化などの要望により、バッテリを構成する電池セルの数が多い場合、使用する電池監視用ＬＳＩの数を増やす必要が生じる。しかしながら、電池監視用ＬＳＩの電圧測定精度には個体差が不可避的に存在するため、例えば複数の電池監視用ＬＳＩのうちある一つの電池監視用ＬＳＩに内在する電圧値の測定誤差（真実の値と、測定値として表示される値との差）と、他の電池監視用ＬＳＩに内在する電圧値の測定誤差とが、無視できない程度に大きく異なる場合が起こり得る。これでは、電圧監視に対する信頼性が損なわれる結果を招きかねない。

【0006】

以上の事情に鑑み、本明細書では、複数の電池監視用ＬＳＩを使用する場合であっても、複数の電池セルの電圧を精度よく検出して、電圧監視に対する信頼性を担保可能とすることを、解決すべき技術課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題の解決は、本発明に係る電圧監視装置によって達成される。すなわち、この電圧監視装置は、直列に接続されバッテリを構成する複数の電池セルの電圧を監視するための装置であって、複数の電池セルのうち所定数の電池セルからなる第一電池セル群に属する電池セルの電圧を検出する第一電圧検出部と、複数の電池セルのうち第一電池セル群に属さない所定数の電池セルからなる第二電池セル群に属する電池セルの電圧を検出する第二電圧検出部とを備え、第一電池セル群に属する所定の電池セルである校正用電池セルの電圧が、第一電圧検出部と第二電圧検出部とでそれぞれ検出可能に構成されている点をもって特徴付けられる。

【0008】

なお、ここでいう「第一電池セル群」に属する電池セルの数である「所定数」と、「第二電池セル群」に属する電池セルの数である「所定数」とは同じであっても異なっていてもよい。要は、表現上同じであるが、数の同異を問わない。

【0009】

このように、本発明に係る電圧監視装置では、バッテリを構成する複数の電池セルを二つ又はそれ以上のグループ（電池セル群）に分けた場合に、第一電池セル群に属する電池セルを校正用電池セルとし、この校正用電池セルの電圧を、第一電池セル群に属する電池セルの電圧を検出する第一電圧検出部と第二電池セル群に属する電池セルの電圧を検出する第二電圧検出部とでそれぞれ検出可能とした。このように、二つの電圧検出部で共通の電池セル（校正用電池セル）の電圧をそれぞれ検出可能とすることよって、検出結果に基づき、各電圧検出部の測定性能を相対的に評価することができる。相対的に評価できれば、相対評価に基づいて各電圧検出部で得た一方又は双方の電圧検出値を適正に校正することが可能となる。よって、各電圧検出部の個体差を反映した電圧監視を図ることができ、これにより全ての電池セルの電圧を精度よく監視して、電圧監視に対する信頼性を担保することが可能となる。

【0010】

また、本発明に係る電圧監視装置は、電池セルの電圧検出値を校正可能な電圧校正部をさらに備えてもよい。また、この場合、電圧校正部は、第一電圧検出部で得た校正用電池セルの電圧検出値と、第二電圧検出部で得た校正用電池セルの電圧検出値との差に基づいて、何れか一方の電圧検出部で得た電圧検出値を校正してもよい。

【0011】

このように電圧校正部をさらに設けて、この電圧校正部により、各電圧検出部で得た校正用電池セルの電圧検出値の差に基づいて、何れか一方の電圧検出部で得た電圧検出値を校正することにより、迅速にかつ効果的に電圧検出値を校正することができる。この場合、校正対象ではない側の電圧検出部で得た電圧検出値が基準となるので、例えば三つ以上の電圧検出部を必要とする場合においても、同様の構成で全ての電池セルの電圧検出値を適正にかつ容易に校正することが可能となる。

【0012】

また、本発明に係る電圧監視装置において、電圧校正部は、第一及び第二電圧検出部で得た校正用電池セルの電圧検出値のうち大きい方の検出値に合わせて、小さい方の検出値を校正してもよい。

【0013】

電池セルの本来の電圧監視の目的は、各電池セルの過充電又は過放電を避けることにある。特に、過充電は電池セルの劣化ひいては破損に直結するため、優先的に回避すべき事態である。以上の事情に鑑みた場合、共通の電池セルに対して異なる電圧検出値が得られた場合、大きい方の検出値に合わせて、小さい方の検出値を校正することが望ましい。このように校正すれば、各電圧検出部の個体差を反映して各電池セルの電圧を標準化できると共に、各電池セルの電圧を全体的に大きめに評価することになるため、各電池セルの過充電を回避して、電池セルの劣化ひいては破損を防止することが可能となる。

【0014】

また、本発明に係る電圧監視装置において、第二電圧検出部と、校正用電池セルとの間に第一切替え回路が配設され、第一切替え回路の切替え動作により、第二電圧検出部と校正用電池セルとの接続状態と切断状態とを切替え可能に構成されてもよい。

【0015】

このように切替え回路を設けることにより、第一電圧検出部による校正用電池セルの電圧検出動作と、第二電圧検出部による校正用電池セルの電圧検出動作を容易に切り替えることができる。よって、両検出部による校正用電池セルの電圧検出動作が被る事態を回避して適正に各電圧検出部による校正用電池セルの電圧検出を適正に実施することが可能となる。

【0016】

また、第一切替え回路が配設される場合、本発明に係る電圧監視装置において、第二電圧検出部と、第二電池セル群に属する所定の電池セルとの間に第二切替え回路が配設され、第一及び第二切替え回路の切替え動作により、第二電圧検出部に対して校正用電池セルが接続され、かつ所定の電池セルが切断された状態と、第二電圧検出部に対して校正用電池セルが切断され、かつ所定の電池セルが接続された状態とを切替え可能に構成されてもよい。

【0017】

このように切替え回路を設けることによって、第二電圧検出部の電圧検出用の端子を、第二電池セル群に属する電池セルの電圧検出と、第一電池セル群に属する校正用電池セルの電圧検出の双方に使用することができる。よって、第二電圧検出部に設けられた電圧検出用端子を効率よく使用して、極力多くの電池セルの電圧を検出しつつも校正用電池セルの電圧を検出することが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

以上のように、本発明に係る電圧監視装置によれば、複数の電池監視用ＬＳＩを使用する場合であっても、バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を精度よく検出して、電圧監視に対する信頼性を担保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る電圧監視装置を備えたバッテリシステムの全体構成を示す図である。

【図2】図１に示す電圧監視装置の構成を概念的に説明するための図である。

【図3】図１に示す電圧監視装置の各電圧検出部と、バッテリの各電池セルとの接続状態を示す図で、校正用電池セルの電圧を第一電圧検出部で検出可能に接続した状態を示す図である。

【図4】図１に示す電圧監視装置の各電圧検出部と、バッテリの各電池セルとの接続状態を示す図で、校正用電池セルの電圧を第二電圧検出部で検出可能に接続した状態を示す図である。

【図5】図１に示す電圧監視装置を用いた電圧検出値の校正方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施形態に係る電圧監視装置、及びこの電圧監視装置を用いた電圧検出値の校正方法の内容を図面に基づいて説明する。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリシステム１０の全体構成を示している。このバッテリシステム１０は、バッテリ１１と、バッテリ１１の状態を管理するバッテリ管理部１２と、外部電源１３とを具備する。本実施形態では、モータを動力源とする車両に本発明に係るバッテリシステムを適用する場合を例にとって説明する。なお、ここでいうモータを動力源とする車両には、内燃機関を持たずモータのみを動力源としかつ充放電可能なバッテリ（本実施形態でいえばバッテリ１１が相当する）によりモータへの電力供給を行う電気自動車はもちろん、内燃機関とモータをともに動力源としかつ充放電可能なバッテリによりモータへの電力供給を行うハイブリッド車が含まれる。

【0022】

バッテリ１１は、複数の電池セル１４を直列に接続してなるもので、例えばリチウムイオンバッテリなど車載用に好適な二次電池用の電池セルが適用される。ここで、各電池セル１４の起電力（容量）は、１０^０Ｖオーダー（例えば３～５Ｖ）であり、これら複数の電池セル１４を直列に接続してなるバッテリ１１の起電力は、１０^１～１０^２Ｖオーダー（例えば１０^１Ｖオーダーであれば４０～５０Ｖ、１０^２Ｖオーダーであれば２００～３００Ｖ）である。よって、必要とするバッテリ１１の起電力に応じて、複数の電池セル１４が直列に数個から数十個の範囲で接続される。

【0023】

バッテリ管理部１２は、バッテリ１１の状態を監視する監視部１５を有する。なお、図示は省略するが、バッテリ管理部１２は、必要に応じて、監視部１５以外の要素、例えば複数の電池セル１４間における電圧の平準化を図るためのセルバランス回路をさらに有してもよい。

【0024】

監視部１５は、バッテリ１１の状態を監視し、監視した結果に基づき必要と判断した場合には、バッテリシステム１０が搭載された車両（図示は省略）のＥＣＵ１６に所定の指令を送信するように構成されている。具体的に、監視部１５は、図２に示すように、その基板に設けられた電圧検出部１７，１８を含む各種検出部（図示は省略）と、ホストコンピュータとなるＭＣＵ１９とを有する。そして、監視部１５は、電圧検出部１７，１８を含む各種検出部により、バッテリ１１全体の電圧や電流、温度などバッテリ１１の状態を示す各種パラメータを取得し、取得した各種パラメータをＭＣＵ１９で解析し、バッテリ１１に何らかの異常が発生していないか判定する。そして、何らかの異常が発生していると判定した場合には、異常の内容に応じた指令をＥＣＵ１６に送信する。また、監視部１５は、バッテリ１１を構成する複数の電池セル１４の電圧、電流など各電池セル１４の状態を示すパラメータを取得、解析し、各電池セル１４に何らかの異常が発生していないかを判定する。異常が発生していると判断した場合には、異常の内容に応じた指令をＥＣＵ１６に送信する（詳細は後述する）。なお、上述した監視部１５によるバッテリ１１の監視は主に、バッテリ１１の充電時又は放電時において行われるが、バッテリ１１の待機時（充電と放電の何れも行っていないとき）に行ってもよい。

【0025】

次に、監視部１５の電圧検出部１７，１８と、バッテリ１１の各電池セル１４との接続態様を主に図３及び図４に基づいて説明する。

【0026】

監視部１５には、複数の電圧検出部１７，１８が設けられている。本実施形態では、図２に示すように、二つの電圧検出部１７，１８が設けられている。これら電圧検出部１７，１８は、電圧監視用ＬＳＩであって、図３に示すように、バッテリ１１を構成する複数の電池セル１４と所定の個数（本実施形態では同じ数）ずつ接続される。

【0027】

ここで、バッテリ１１を構成する複数の電池セル１４を、二つの電池セル群１４ａ，１４ｂに分けた場合、一方の電池セル群（以後、第一電池セル群１４ａと称する。）が、第一電圧検出部１７と電気的に接続される。また、残りの電池セル群（以後、第二電池セル群１４ｂと称する。）が、第一電圧検出部１７とは別個に設けられた第二電圧検出部１８と電気的に接続される。

【0028】

詳述すると、第一電圧検出部１７は複数の電圧検出用の端子Ｐ０～Ｐ７（本図示例では８個）を有しており、対象となる所定数（本図示例では７個）の電池セル１４（１４ａ１～１４ａ７）の両側に接続される。図３に示す例では、第一電圧検出部１７の端子Ｐ０と端子Ｐ１がそれぞれ、第一電池セル群１４ａのうち最も低電位側（図３でいえば最も下側）に位置する第一電池セル１４ａ１の低電位側と高電位側とに接続されている。また、第一電圧検出部１７の端子Ｐ１と端子Ｐ２がそれぞれ、第一電池セル１４ａ１よりも高電位側（図３でいえば第一電池セル１４ａ１の上側）に位置する第二電池セル１４ａ２の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ２と端子Ｐ３がそれぞれ、第二電池セル１４ａ２よりも高電位側に位置する第三電池セル１４ａ３の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ３と端子Ｐ４がそれぞれ、第三電池セル１４ａ３よりも高電位側に位置する第四電池セル１４ａ４の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ４と端子Ｐ５がそれぞれ、第四電池セル１４ａ４よりも高電位側に位置する第五電池セル１４ａ５の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ５と端子Ｐ６がそれぞれ、第五電池セル１４ａ５よりも高電位側に位置する第六電池セル１４ａ６の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ６と端子Ｐ７がそれぞれ、第一電池セル群１４ａのうち最も高電位側に位置する第七電池セル１４ａ７の低電位側と高電位側とに接続されている。

【0029】

また、第二電圧検出部１８は複数の電圧検出用の端子Ｐ０～Ｐ７（本図示例では８個）を有しており、対象となる所定数（本図示例では７個）の電池セル１４（１４ｂ１～１４ｂ７）の両側に接続される。図３に示す例では、第二電圧検出部１８の端子Ｐ０と端子Ｐ１がそれぞれ第二電池セル群１４ｂのうち最も低電位側に位置する第一電池セル１４ｂ１の停電位側と高電位側とに接続されている。また、第二電圧検出部１８の端子Ｐ１と端子Ｐ２がそれぞれ、第一電池セル１４ｂ１よりも高電位側に位置する第二電池セル１４ｂ２の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ２と端子Ｐ３がそれぞれ、第二電池セル１４ｂ２よりも高電位側に位置する第三電池セル１４ｂ３の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ３と端子Ｐ４がそれぞれ、第三電池セル１４ｂ３よりも高電位側に位置する第四電池セル１４ｂ４の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ４と端子Ｐ５がそれぞれ。第四電池セル１４ｂ４よりも高電位側に位置する第五電池セル１４ｂ５の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ５と端子Ｐ６がそれぞれ、第五電池セル１４ｂ５よりも高電位側に位置する第六電池セル１４ｂ６の低電位側と高電位側とに接続され、端子Ｐ６と端子Ｐ７がそれぞれ、第二電池セル群１４ｂのうち最も高電位側に位置する第七電池セル１４ｂ７の低電位側と高電位側とに接続されている。

【0030】

以上のように接続された状態において、第一電圧検出部１７は、第一電池セル群１４ａの電池セル１４ａ１～１４ａ７から電力の供給を受けて、すなわちこれら複数の電池セル１４ａ１～１４ａ７を電力源として駆動可能に構成されている。また、第二電圧検出部１８は、第二電池セル群１４ｂの電池セル１４ｂ１～１４ｂ７から電力の供給を受けて、すなわちこれら複数の電池セル１４ｂ１～１４ｂ７を電力源として駆動可能に構成されている。なお、各電圧検出部１７は、外部電源１３からの電力供給を受けて駆動可能に構成されてもよく、あるいは内蔵される電源（図示は省略）からの電力供給を受けて駆動可能に構成されてもよい。

【0031】

また、第一電池セル群１４ａに属する所定の電池セル１４、ここでは最も低電位側であり最も第二電池セル群１４ｂに近い第一電池セル１４ａ１の電圧が、第一電圧検出部１７だけでなく第二電圧検出部１８によっても検出可能に構成されている。この場合、第一電池セル群１４ａの第一電池セル１４ａ１が本発明に係る校正用電池セルに相当する。

【0032】

本実施形態では、第二電圧検出部１８と、校正用電池セルである第一電池セル１４ａ１との間に第一切替え回路２０が配設されている。そして、第一切替え回路２０の切替え動作により、第二電圧検出部１８と第一電池セル１４ａ１との接続状態（図４を参照）と切断状態（図３を参照）とを切替え可能に構成されている。詳述すると、第一電圧検出部１７の端子Ｐ０と第一電池セル群１４ａの第一電池セル１４ａ１の低電位側とが導線Ｃ１を介して電気的に接続され、第二電圧検出部１８の端子Ｐ６と第二電池セル群１４ｂの第七電池セル１４ｂ７の低電位側とが導線Ｃ２を介して電気的に接続されている場合、導線Ｃ２が分岐して導線Ｃ１に接続されている。分岐導線Ｃ２１上には第一切替え回路２０を構成するスイッチ２０ａが配設されており、スイッチ２０ａの切替え動作により、端子Ｐ６と第一電池セル１４ａ１の低電位側との接続状態と切断状態とを切替え可能としている。また、第一電圧検出部１７の端子Ｐ１と第一電池セル１４ａ１の高電位側とが導線Ｃ３を介して電気的に接続され、第二電圧検出部１８の端子Ｐ７と第二電池セル群１４ｂの第七電池セル１４ｂ７の高電位側とが導線Ｃ４を介して電気的に接続されている場合、導線Ｃ４が分岐して導線Ｃ３に接続されている。分岐導線Ｃ４１上には第一切替え回路２０を構成するスイッチ２０ｂが配設されており、スイッチ２０ｂの切替え動作により、端子Ｐ７と第一電池セル１４ａ１の高電位側との接続状態と切断状態とを切替え可能としている。

【0033】

また、本実施形態では、第二電圧検出部１８と、第二電池セル群１４ｂに属する第七電池セル１４ｂ７との間に第二切替え回路２１が配設されている。そして、第二切替え回路２１の切替え動作により、第二電圧検出部１８と第七電池セル１４ｂ７との接続状態（図３を参照）と切断状態（図４を参照）とを切替え可能に構成されている。詳述すると、第二電圧検出部１８の端子Ｐ６と第二電池セル群１４ｂの第七電池セル１４ｂ７の低電位側とを接続する導線Ｃ２上でかつ分岐導線Ｃ２１よりも第七電池セル１４ｂ７に近い側に第二切替え回路２１を構成するスイッチ２１ａが配設されている。そして、スイッチ２１ａの切替え動作により、端子Ｐ６と第七電池セル１４ｂ７の低電位側との接続状態と切断状態とを切替え可能としている。また、第二電圧検出部１８の端子Ｐ７と第二電池セル群１４ｂの第七電池セル１４ｂ７の高電位側とを接続する導線Ｃ４上でかつ分岐導線Ｃ４１よりも第七電池セル１４ｂ７に近い側に第二切替え回路２１を構成するスイッチ２１ｂが配設されている。そして、スイッチ２１ｂの切替え動作により、端子Ｐ７と第七電池セル１４ｂ７の高電位側との接続状態と切断状態とを切替え可能としている。

【0034】

これら第一及び第二切替え回路２０，２１の切替え動作は、例えばＭＣＵ１９により制御される。すなわち、ＭＣＵ１９は、各切替え回路２０，２１のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂの切替え動作を制御可能としており、例えば第二電圧検出部１８に対して第一電池セル１４ａ１が切断され、かつ第七電池セル１４ｂ７が接続された状態（図３を参照）と、第二電圧検出部１８に対して第一電池セル１４ａ１が接続され、かつ第七電池セル１４ｂ７が切断された状態とを切替え可能なように、各切替え回路２０，２１のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂを切替え可能に構成されている。

【0035】

外部電源１３は、特定の電池セル１４に対して充電用の電力を供給可能に構成される。本実施形態では、外部電源１３からの電力が、バッテリ管理部１２を介して各電池セル１４ａ１～１４ａ７，１４ｂ１～１４ｂ７に選択的に供給可能とされている（図１及び図２を参照）。上述した各電池セル１４への電力供給（充電）は、例えば監視部１５のＭＣＵ１９により実行される。

【0036】

次に、上記構成のバッテリシステム１０（監視部１５）を用いた本発明に係るバッテリの電圧監視方法の一例を、主に図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

【0037】

本実施形態に係るバッテリの電圧監視方法は、第一電圧検出部１７で校正用電池セルとなる第一電池セル１４ａ１の電圧を検出するステップＳ２と、第二電圧検出部１８で第一電池セル１４ａ１の電圧を検出するステップＳ５と、双方の電圧検出部１７，１８で得た第一電池セル１４ａ１の電圧検出値Ｖ１，Ｖ２に基づいて、一方の電圧検出値Ｖ２を校正するステップＳ１１とを主に備える。なお、本監視方法に係る判定処理は全てＭＣＵ１９で行う。

【0038】

まず、本実施形態に係る電圧監視方法では、第二電圧検出部１８と校正用電池セル（第一電池セル１４ａ１）とが接続状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、接続状態でないと判定された場合、第一電圧検出部１７で第一電池セル１４ａ１の電圧を検出する（ステップＳ２）。あるいは、ステップＳ１において、第二電圧検出部１８と第一電池セル１４ａ１とが接続状態にあると判定された場合、第一切替え回路２０の切替え動作により、第二電圧検出部１８と第一電池セル１４ａ１とを切断状態（図４を参照）に切り替えた後（ステップＳ３）、第一電圧検出部１７で第一電池セル１４ａ１の電圧を検出する（ステップＳ２）。

【0039】

然る後、第一切替え回路２０の切替え動作により、第二電圧検出部１８と第一電池セル１４ａ１とを接続状態（図３を参照）に切り替えた後（ステップＳ４）、第二電圧検出部１８で第一電池セル１４ａ１の電圧を検出する（ステップＳ５）。

【0040】

このようにして第一電圧検出部１７と第二電圧検出部１８とで第一電池セル１４ａ１の電圧を交互に検出した後、第一電圧検出部１７で得た第一電圧検出値Ｖ１と、第二電圧検出部１８で得た第二電圧検出値Ｖ２との差に基づいて一方の電圧検出値の校正の要否を判定する（ステップＳ６）。具体的には、第一電圧検出値Ｖ１と第二電圧検出値Ｖ２のうち何れが大きい値であるかを判定した上で、電圧検出値Ｖ１，Ｖ２の差Ｖ１－Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２の場合）が予め設定した所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、差Ｖ１－Ｖ２が所定値以上と判定した場合、第二電圧検出値Ｖ２に対する校正値を設定する（ステップＳ７）。本実施形態では、差Ｖ１－Ｖ２をそのまま第二電圧検出値Ｖ２の校正値とする。然る後、第二電圧検出部１８と各電池セル１４ａ１，１４ｂ７との接続状態を、電圧監視用の接続状態（図３に示す状態）に切り替える（ステップＳ８）。そして、バッテリ１１を構成する全ての電池セル１４（１４ａ１～１４ａ７，１４ｂ１～１４ｂ７）の電圧を対応する電圧検出部１７，１８で測定する（ステップＳ９）。

【0041】

ここで、ステップＳ７において、電圧検出値Ｖ２の校正値を設定していた場合、第二電圧検出部１８で得た全ての電池セル１４（第二電池セル群１４ｂに属する全ての電池セル１４ｂ１～１４ｂ７）の電圧検出値にステップＳ７で設定した校正値を加えることで各電圧検出値を校正する（ステップＳ１１）。そして、校正後の電圧検出値が予め設定しておいた所定の数値範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。校正値を設定していない場合、ステップＳ９で得た電圧検出値が予め設定しておいた所定の数値範囲外であるか否かを判定する。そして、例えば数値範囲の上限値よりも上振れしていると判定した場合、判定対象の電池セル１４が過充電状態にあるとみなし、ＥＣＵ１６に判定結果を送信する。あるいは、数値範囲の下限値よりも下振れしていると判定した場合、判定対象の電池セル１４が過放電状態にあるとみなし、ＥＣＵ１６に判定結果を送信する（ステップＳ１３）。また、電圧検出値が上記数値範囲内であると判定した場合には、ＥＣＵ１６への送信を行うことなく終了する。以上のようにして、バッテリ１１の電圧監視、特に各電池セル１４の電圧監視が高精度に実施される。

【0042】

以上述べたように、本実施形態に係る電圧監視装置（監視部１５）では、バッテリを構成する複数の電池セル１４を二つ又はそれ以上のグループ（ここでは二つの電池セル群１４ａ，１４ｂ）に分けた場合に、何れか一方の電池セル群（第一電池セル群１４ａ）に属する所定の電池セル１４（ここでは第一電池セル１４ａ１）を校正用電池セルとし、この校正用電池セル１４ａ１の電圧を、各電池セル群１４ａ，１４ｂに属する電池セルの電圧を検出する第一及び第二電圧検出部１７，１８でそれぞれ検出可能とした。このように、二つの電圧検出部１７，１８で共通の電池セルである校正用電池セル（第一電池セル１４ａ１）の電圧をそれぞれ検出可能とすることよって、検出結果に基づき、各電圧検出部１７，１８の測定性能を相対的に評価することができる。相対的に評価できれば、相対評価に基づいて各電圧検出部１７，１８で得た一方又は双方の電圧検出値Ｖ２を適正に校正することが可能となる。よって、各電圧検出部１７，１８の個体差を反映した電圧監視を図ることができ、これにより全ての電池セル１４の電圧を精度よく監視して、電圧監視に対する信頼性を担保することが可能となる。

【0043】

また、本実施形態では、監視部１５に、電池セル１４の電圧検出値Ｖ２を校正可能な電圧校正部としてのＭＣＵ１９をさらに設け、このＭＣＵ１９で、第一電圧検出部１７で得た校正用電池セル１４ａ１の電圧検出値Ｖ１と、第二電圧検出部１８で得た校正用電池セル１４ａ１の電圧検出値Ｖ２との差Ｖ１－Ｖ２に基づいて、小さい方の電圧検出値（ここでは第二電圧検出値Ｖ２）を校正した。このように校正することで、電圧検出値の差Ｖ１－Ｖ２に基づいて、迅速にかつ効果的に電圧検出値を校正することができる。また、共通の電池セル１４ａ１に対して異なる電圧検出値Ｖ１，Ｖ２が得られた場合、大きい方の検出値（ここでは第一電圧検出値Ｖ１）に合わせて、小さい方の電圧検出値Ｖ２を校正することによって、各電圧検出部１７，１８の個体差を反映して各電池セル１４の電圧を標準化できると共に、各電池セル１４の電圧を全体的に大きめに評価することになるため、各電池セル１４の過充電を回避して、電池セル１４の劣化ひいては破損を防止することが可能となる。

【0044】

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る電圧監視装置、及び電圧監視方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

【0045】

例えば電圧検出値Ｖ２の校正手段に関し、上記実施形態では、小さい方の電圧検出値Ｖ２を大きい方の電圧検出値Ｖ１に合わせて校正する場合を例示したが、もちろんこれ以外の手段をとることも可能である。例えば、双方の電圧検出値Ｖ１，Ｖ２をその中間値に校正してもよい。すなわち、第一電圧検出値Ｖ１から電圧検出値の差Ｖ１－Ｖ２の半分の値を減じた値を校正後の第一電圧検出値Ｖ１とし、第二電圧検出値Ｖ２に電圧検出値の差Ｖ１－Ｖ２の半分の値を加えた値を校正後の第二電圧検出値Ｖ２としてもよい。あるいは、大きい方の電圧検出値Ｖ１を小さい方の電圧検出値Ｖ２に合わせて校正（第一電圧検出値Ｖ１から電圧検出値の差Ｖ１－Ｖ２を減じた値を校正後の第一電圧検出値Ｖ１とする演算処理）してもよい。要は、第一電圧検出値Ｖ１と、第二電圧検出値Ｖ２との差に基づいて、何れか一方の電圧検出部１７（１８）で得た電圧検出値Ｖ１（Ｖ２）を校正する限りにおいて、その校正手段は任意である。

【0046】

また、上記実施形態では、一つの電池セル１４（第一電池セル１４ａ１）を校正用電池セルとし、この電池セル１４（第一電池セル１４ａ１）の電圧を第一及び第二電圧検出部１７，１８で検出した場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば複数の電池セル１４（例えば第一及び第二電池セル１４ａ１，１４ａ２）を校正用電池セルとし、これら複数の電池セル１４ａ１，１４ａ２の電圧をそれぞれ第一及び第二電圧検出部１７，１８で検出してもよい。

【0047】

また、校正用電池セルの位置は特に制限されない。例えば最も高電位側の電池セル（第七電池セル１４ａ７）を校正用電池セルとしてもよいし、中間電位側の電池セル（第四電池セル１４ａ４など）を校正用電池セルとしてもよい。

【0048】

また、上記実施形態では、二つの電圧検出部１７，１８を設けると共に、バッテリ１１を構成する全ての電池セル１４を二つの電池セル群（第一電池セル群１４ａと第二電池セル群１４ｂ）に分けて、各電池セル群１４ａ，１４ｂに属する電池セル１４ａ１～１４ａ７，１４ｂ１～１４ｂ７の電圧をそれぞれ対応する電圧検出部１７，１８で検出する場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態をとることも可能である。例えば図示は省略するが、バッテリ１１を構成する電池セル１４の数が非常に多い場合、三つ以上の電圧検出部を設けると共に、複数の電池セル１４を電圧検出部と同数の電池セル群に分けて、各電池セル群に属する電池セルの電圧をそれぞれ対応する三つ以上の電圧検出部で検出してもよい。

【0049】

また、上述した校正処理を含む電圧監視は、電圧監視の開始時にのみ実施してもよいし、監視開始後、所定の時刻の経過ごとに実施してもよい。

【0050】

また、以上の説明では、電気自動車などモータで駆動する車両のモータ駆動用バッテリに本発明を適用した場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば駆動用モータ以外の電力負荷先に電力を供給する車載用バッテリに本発明を適用してもよい。あるいは、車載用に限らずバッテリの継続的かつ安定的な駆動が必要とされるバッテリ用途全般に本発明に係る電圧監視装置又は電圧監視方法を適用してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１０ バッテリシステム
１１ バッテリ
１２ バッテリ管理部
１３ 外部電源
１４ 電池セル
１４ａ 第一電池セル群
１４ｂ 第二電池セル群
１５ 監視部
１６ ＥＣＵ
１７ 第一電圧検出部
１８ 第二電圧検出部
２０，２１ 切替え回路
２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ スイッチ
２１ａ，２１ｂ スイッチ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 導線
Ｃ２１，Ｃ４１ 分岐導線
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７ 端子
Ｖ１，Ｖ２ 電圧検出値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】