JP2009189172A - 電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池１０を構成する電池セルＢ０〜Ｂ７のそれぞれの電圧を検出するに際し、組電池１０の流出入電流の変動に起因して、全ての電池セルＢ０〜Ｂ７の間の充電状態の相対的な関係を把握することができないこと。
【解決手段】電池セルＢ０〜Ｂ３のそれぞれについて、その電圧を電圧検出回路２４ｂにて検出するのと同時に電圧検出回路２４ａにて検出される電池セルＢ４〜Ｂ７を変更しつつ複数の処理を行うことで、電圧検出回路２４ａ，２４ｂの数のわりに電池セルＢ０〜Ｂ７のそれぞれと同時に検出される電池セルの数を増大させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の電池セルの直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する１個又は隣接する複数個の電池セルからなる単位電池のそれぞれの電圧を検出するための複数の電圧検出回路を備える組電池の電圧検出装置に関する。

例えば下記特許文献１には、組電池を構成する各２次電池の両電極を、電圧検出回路の一対の入力端子に選択的に接続することで、これら各２次電池の電圧を順次検出する電圧検出装置が記載されている。更に、この文献には、２次電池間の電圧差を低減すべく、電圧の高い２次電池に並列に放電回路を接続することで、電圧の高い２次電池の放電処理を行うことも記載されている。これにより、２次電池間の電圧ばらつきを低減することができる。

なお、電圧検出装置としては、他にも例えば下記特許文献２に記載されているものもある。
特開平１１−１５０８７７号公報 特開２００２−３１５２１２号公報

ところで、近年、ハイブリッド車等において、車載電動機の給電手段として組電池が用いられている。この場合、車両の走行時にあっては、車載電動機に要求される電力や、車載発電機から組電池へと供給される電力が大きく変動する状況が生じ得る。このため車両の走行時にあっては、組電池を流れる電流が大きく変動する。一方、２次電池の充放電時にあっては、２次電池の内部抵抗と充放電電流とに応じた電圧降下が生じる。このため、互いに相違するタイミングにおいて複数の２次電池のそれぞれの電圧を検出する場合には、上記電圧降下量が変動することに起因して、互いの充電状態の相対的な関係を把握することができない。このため、上記放電回路によっていずれの２次電池を放電させればよいのかを把握することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電池セルの直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する１個又は隣接する複数個の電池セルからなる単位電池のそれぞれの電圧を検出するに際し、単位電池同士の充電状態の相対的な関係をより適切に把握することのできる組電池の電圧検出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、複数の電池セルの直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する１個又は隣接する複数個の電池セルからなる単位電池のそれぞれの電圧を検出するための複数の電圧検出回路を備える組電池の電圧検出装置において、前記複数の電圧検出回路を用いて前記組電池を構成する複数の単位電池のそれぞれの電圧を同時期に検出する電圧検出処理を行う処理手段を備え、前記電圧検出処理は、前記単位電池のそれぞれについて、これと同時期に電圧検出される単位電池を変更する処理を含むことを特徴とする。

上記発明では、組電池を構成する単位電池のそれぞれについて、これと同時期に電圧が検出される単位電池を変更することで、それぞれの単位電池と同時期に電圧検出される単位電池の数を、電圧検出回路の数の割りに増加させることができる。このため、単位電池同士の充電状態の相対的な関係をより適切に把握することができる。

なお、上記処理手段は、前記複数の電圧検出回路のそれぞれを、前記組電池を構成する単位電池のいずれかに選択的に接続することで、これら選択された単位電池のそれぞれの電圧を検出するものであることが望ましい。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の電圧検出回路のそれぞれの電圧検出対象として、前記複数個の単位電池のうちの互いに共通なものを含まない複数のグループのいずれかの単位電池が割り振られてなることを特徴とする。

電圧検出回路によって単位電池の電圧を検出するためには、これらを接続する手段を必要とする。このため、同一の単位電池の電圧を複数の電圧検出回路にて検出可能とするためには、単位電池と各電圧検出回路とを接続する手段を必要とすることとなる。これに対し、上記発明では、任意の単位電池に接続可能な電圧検出回路を１つとすることができるため、単位電池及び電圧検出回路間を接続する手段の数を極力低減することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記複数のグループは、互いに隣接する単位電池が同一のグループとなるようにしてグループ化されたものであることを特徴とする。

隣接する単位電池では、高電位側の単位電池の負極端子と低電位側の単位電池の正極端子との電位が互いに等しくなる。このため、これら隣接する単位電池を同一の電圧検出回路で検出する場合には、上記正極端子及び電圧検出回路を接続する手段と、上記負極端子及び電圧検出回路を接続する手段とを、共有化することができる。このため、上記発明では、単位電池及び電圧検出回路を接続する手段の数を極力低減することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記電圧検出処理は、各グループの各単位電池の電圧検出と同時期に検出される別のグループの単位電池を順次変更することで、前記各単位電池の電圧検出と前記別のグループの全ての単位電池の電圧検出のそれぞれとを同時期に行う処理を含むことを特徴とする。

上記発明では、組電池を構成する単位電池の充電状態の相対的な関係を高精度に把握することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記電圧検出処理による電圧検出結果に基づき、前記単位電池間の電圧のばらつきを抑制する均等化手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、均等化手段を備えるために、電圧検出処理による電圧検出結果を有効利用して、単位電池間の電圧のばらつきを抑制することができる。このため、電圧検出処理を実行することのメリットが特に大きい。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記均等化手段は、前記同時期に電圧検出対象とされる複数の単位電池のうち、検出される電圧の最小値よりも検出される電圧が規定以上高いものについて、放電処理を施す放電制御手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、放電制御手段を備えることで、比較的簡易な構成にて、単位電池間の電圧ばらつきを低減することができる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記処理手段は、前記複数の処理を含む一連の電圧検出処理を周期的に行うものであり、前記放電制御手段は、前記周期的に行われる各電圧検出処理の完了時に、当該電圧検出処理における電圧検出結果に基づき、前記放電処理を行うもの及び前記放電処理を行わないものを定めることで、この定めに従った処理を実行することを特徴とする。

上記発明では、周期的に行われる電圧検出処理の都度、いずれの単位電池について放電処理を行うかを更新及び実行することができる。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記放電処理に先立ち、前記電圧の検出結果に基づき、該検出結果の信頼性を評価する評価手段を更に備え、前記信頼性が低いと判断される場合、前記放電処理を禁止することを特徴とする。

上記発明では、上記評価手段を備えることで、放電処理をより適切に行うことができる。

請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記複数の電圧検出回路が２つの電圧検出回路からなることを特徴とする。

上記発明では、２つの電圧検出回路によって電圧検出を行うことで、ハードウェア手段の数を極力抑制しつつも、上記処理手段による処理を実現することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる組電池の電圧検出装置をハイブリッド車に適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示される組電池１０は、車載高圧バッテリを構成するものであり、車載回転機に電力を供給したり、車載回転機から供給される電気エネルギを充電したり、更には、図示しない降圧コンバータを介して車載低圧バッテリに電力を供給したりする。組電池１０は、電池セルＢ１〜Ｂ７の直列接続体である。ここで、電池セルＢｉ（ｉ＝０〜７）は、リチウム２次電池である。なお、図１においては、模式的に８個の電池セルＢ０〜Ｂ７の直列接続体として組電池１０を記載しているが、実際には、所望の高電圧（例えば「２８８Ｖ」）を実現すべく、数十個の電池セルＢｉの直列接続体にて組電池１０が構成される。

組電池１０の各電池セルＢｉの電極には、電圧検出ユニット２０が接続されており、電圧検出ユニット２０によって検出される各電池セルＢｉの両端の電圧情報は、車載低圧システムを構成するマイクロコンピュータ（マイコン３０）に取り込まれる。

上記電圧検出ユニット２０は、各電池セルＢｉの電極に接続される配線Ｌ０〜Ｌ８を備えている。ここで、配線Ｌｊ（ｊ＝０〜７）は、電池セルＢｊの負極に接続されるものであり、配線Ｌ（ｊ＋１）は、電池セルＢｊの正極に接続されるものである。これら配線Ｌ０〜Ｌ８は、マルチプレクサＭＰＸを介して、フライングキャパシタ２２ａ，２２ｂに接続可能とされている。詳しくは、配線Ｌ４〜Ｌ７と配線Ｌ０〜Ｌ４とが、それぞれフライングキャパシタ２２ａ，２２ｂに接続可能とされている。より詳細には、配線Ｌ０〜Ｌ４及び配線Ｌ４〜Ｌ８は、隣接するもの同士で接続されるフライングキャパシタの電極が互いに相違するように設定されている。具体的には、マルチプレクサＭＰＸは、配線Ｌ０〜Ｌ３、Ｌ５〜Ｌ８のそれぞれに接続されるスイッチング素子ＳＷ０〜ＳＷ３、ＳＷ５〜ＳＷ８と、配線Ｌ４に接続されるスイッチング素子ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂとを備えて構成されている。ここで、スイッチング素子ＳＷ４ｂは、電池セルＢ３をフライングキャパシタ２２ｂに接続するためのものであり、スイッチング素子ＳＷ４ａは、電池セルＢ４をフライングキャパシタ２２ａに接続するためのものである。

これらフライングキャパシタ２２ａ，２２ｂは、接続回路ＳＳを介して電圧検出回路２４ａ、２４ｂに接続可能とされている。ここで、電圧検出回路２４ａ，２４ｂは、それぞれ差動増幅回路を備えて構成されている。一方、接続回路ＳＳは、フライングキャパシタ２２ａの一対の電極を電圧検出回路２４ａの一対の入力端子に接続するためのスイッチング素子ＳＡ１，ＳＡ２と、フライングキャパシタ２２ｂの一対の電極を電圧検出回路２４ｂの一対の入力端子に接続するためのスイッチング素子ＳＢ１，ＳＢ２とを備えて構成されている。上記電圧検出回路２４ａ，２４ｂの出力信号は、マイコン３０に取り込まれる。

上記電圧検出ユニット２０は、更に、各電池セルＢｉの電荷を放電させるための放電回路ＤＣを備えている。ここで、放電回路ＤＣは、各電池セルＢｉに並列接続されたスイッチング素子２６及び抵抗体２８の直列接続体を備えて構成されている。上記マルチプレクサＭＰＸや、接続回路ＳＳ、放電回路ＤＣは、いずれもマイコン３０によって操作される。ここで、マルチプレクサＭＰＸや放電回路ＤＣは高圧システムを構成するため、マルチプレクサＭＰＸ等のスイッチング素子は、フォトＭＯＳリレー等の絶縁手段にて構成される。なお、これに代えて、マルチプレクサＭＰＸや放電回路ＤＣを操作するためのハードウェア手段を、高圧システム側に備えるようにしてもよい。

本実施形態では、上記電圧検出回路２４ａ，２４ｂを用いることで、電池セルＢｉの電圧を検出し、これに基づき組電池１０を構成する電池セルＢｉの電圧ばらつきを抑制すべく、放電回路ＤＣを用いて放電処理を行う。ここで、電圧検出処理に関しては、電池セルＢｉのそれぞれについて、これと同時に電圧が検出される電池セルが互いに相違する複数の処理によって、電池セルＢｉの電圧を検出する。換言すれば、電圧検出回路２４ａに接続される電池セルＢ４〜Ｂ７のそれぞれと同時に、電圧検出回路２４ｂに接続される電池セルＢ０〜Ｂ３が相違する複数の処理によって、電池セルＢｉの電圧を検出する。

図２（ａ）に、本実施形態にかかる電圧検出処理を示す。ここで、回路Ａ、回路Ｂとは、電圧検出回路２４ａ，２４ｂのことである。また、各電圧値Ｖ０〜Ｖ７は、それぞれ電池セルＢ０〜Ｂ７の電圧のことである。ここでは、電圧検出回路２４ａによって電池セルＢ４〜Ｂ７のそれぞれの電圧を各１回検出する際に電圧検出回路２４ｂによって電池セルＢ０〜Ｂ３のそれぞれの電圧を各１回検出する処理を、２つ設けており、それらがそれぞれステージ１、ステージ２とされている。すなわち、例えばステージ１の第１番目の処理では、電池セルＢ０の電圧Ｖ０と電池セルＢ４の電圧Ｖ４とが同時に検出され、ステージ１の第２番目の処理では、電池セルＢ１の電圧Ｖ１と電池セルＢ５の電圧Ｖ５とが同時に検出される。ここで、ステージ２においては、ステージ１において同時に電圧が検出された電池セルＢｉ同士は同時に電圧を検出しないようにしている。

こうした設定によれば、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示されるように、各電池セルＢｉと同時に電圧が検出される電池セルの数を、２つとすることができる。すなわち、ハードウェア上の制約からは電圧検出回路２４ａ，２４ｂが２つであることから各電池セルＢｉと同時に電圧検出できる電池セルの数が「１」であるのに対し、電圧検出処理を工夫することで、この数を拡大することができる。これにより、電圧検出処理期間内に組電池１０の流出入電流が大きく変動する場合であっても、組電池Ｂｉを構成する全ての電池セルの充電状態の相対的な関係をより詳細に把握することができる。

こうして電圧検出がなされると、本実施形態では、検出される電圧のばらつきを抑制すべく、電圧の高いものを放電させる処理を行う。詳しくは、図３に示されるように、同時に検出される電池セルのうちの低電圧のものに対する高電圧のものの差が所定値αを超える場合には、高電圧のものを放電させる。この放電処理によれば、組電池１０を構成する電池セルＢ０〜Ｂ７のばらつきを、「４α」以下とすることができる。

図４に、上記均等化放電処理の手順を示す。この処理は、マイコン３０等によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、マルチプレクサＭＰＸを操作することで、先の図２（ａ）に示した電池セルの組のうち今回電圧検出対象となる組をフライングキャパシタに接続する。続くステップＳ１２においては、電圧検出回路２４ａ，２４ｂを用いて、これらに接続される電池セルの電圧Ｖａ，Ｖｂを同時に検出する。すなわち、マルチプレクサＭＰＸを操作してフライングキャパシタ２２ａ，２２ｂと電池セルとの間を遮断した後、接続回路ＳＳを操作することで、フライングキャパシタ２２ａ，２２ｂのそれぞれを電圧検出回路２４ａ，２４ｂのそれぞれに接続する。そして、電圧検出回路２４ａ，２４ｂの出力信号をマイコン３０に取り込む。

続くステップＳ１４においては、電圧検出回路２４ａにて検出された電圧Ｖａが電圧検出回路２４ｂにて検出された電圧Ｖｂよりも所定値α以上大きいか否かを判断する。この処理は、電圧検出回路２４ａの検出対象とされた電池セルの放電処理を行うか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１４にて肯定判断される場合には、ステップＳ１６において電圧検出回路２４ａの検出対象とされた電池セルを放電すべく、これに対応するセル放電フラグをオンとする。これに対し、ステップＳ１４において否定判断される場合には、ステップＳ１８において、電圧検出回路２４ｂにて検出された電圧Ｖｂが電圧検出回路２４ａにて検出された電圧Ｖａよりも所定値α以上大きいか否かを判断する。この処理は、電圧検出回路２４ｂの検出対象とされた電池セルの放電処理を行うか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１８にて肯定判断される場合には、ステップＳ２０において電圧検出回路２４ｂの検出対象とされた電池セルを放電すべく、これに対応するセル放電フラグをオンとする。

上記ステップＳ１６、Ｓ２０の処理が完了する場合、ステップＳ２２において、全ステージ、すなわちステージ１及びステージ２の全ての処理が終了したか否かを判断する。そして、終了していると判断される場合には、ステップＳ２４において、全セルのセル放電フラグがオン状態であるか否かを判断する。この処理は、今回の一連の電圧検出処理、すなわちステージ１及びステージ２の処理による電圧検出結果の信頼性を評価するものである。すなわち、電圧検出処理が適切になされているなら、全ての電池セルについて放電フラグがオン状態となることはない。このため、放電フラグの全てがオン状態であるなら、ノイズ等の影響により異常が生じていると考えられ、この際の放電フラグに従って放電処理を行うことが適切でないと考えられる。このため、全ての放電フラグがオン状態であると判断される場合には、ステップＳ２６において、全ての電池セルの放電を禁止する。

これに対し、ステップＳ２４において全ての放電フラグがオンとなってはいないと判断される場合、ステップＳ２８において、放電フラグがオンとなっているものについて、電池セルの放電を行う。ここでは、前回ステップＳ２８の処理において、放電処理がなされていたものについて、今回、放電フラグがオフ状態であるなら、放電を停止する。これに対し、前回同様今回も放電フラグがオン状態であるものについては、放電を継続する。一方、前回放電処理がなされていない場合であって、今回放電フラグがオン状態となっているものについては、放電処理を新たに開始する。

なお、上記ステップＳ２６、Ｓ２８の処理が完了する場合や、ステップＳ２２において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）電圧検出回路２４ａ、２４ｂを用いて電池セルのそれぞれの電圧を検出するに際し、電池セルＢｉのそれぞれについて、これと同時に電圧検出される電池セルが互いに相違する２つの処理（ステージ１、ステージ２）を行った。これにより、電池セル同士の充電状態の相対的な関係をより適切に把握することができる。

（２）電圧検出回路２４ａ，２４ｂのそれぞれの電圧検出対象として、組電池１０を構成する電池セルのうちの互いに共通なものを含まない複数のグループ（電池セルＢ０〜Ｂ３及び電池セルＢ４〜Ｂ７）のいずれかを割り振った。これにより、電池セル及び電圧検出回路２４ａ，２４ｂ間を接続する手段の数を極力低減することができる。

（３）電圧検出回路２４ａ，２４ｂのそれぞれの電圧検出対象を、互いに隣接する電池セルが同一のグループ（電池セルＢ０〜Ｂ３及び電池セルＢ４〜Ｂ７）となるようにして、グループ化した。これにより、電池セル及び電圧検出回路２４ａ，２４ｂを接続する手段の数を極力低減することができる。

（４）同時に電圧検出対象とされる一対の電池セルのうち、検出される電圧値の低い方の値よりも高い方の値が所定値α以上高いものについて、放電処理を施した。これにより、比較的簡易な構成にて、電池セル間の電圧ばらつきを低減することができる。

（５）周期的に行われる各電圧検出処理（ステージ１及びステージ２）の完了時に、当該電圧検出処理における電圧検出結果に基づき、放電処理を行うもの及び放電処理を行わないものを定めることで、この定めに従った処理を実行した。これにより、周期的に行われる電圧検出処理の都度、いずれの電池セルについて放電処理を行うかを更新及び実行することができる。

（６）放電処理に先立ち、電圧の検出結果（放電フラグの状態）に基づき、該検出結果の信頼性が低いと判断される場合（放電フラグが全てオン状態である場合）、放電処理を禁止した。これにより、放電処理をより適切に行うことができる。

（７）２つの電圧検出回路２４ａ，２４ｂを備えて電圧検出処理を行った。これにより、ハードウェア手段の数を極力抑制しつつも、複数ステージからなる電圧検出処理を実行することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第１の実施形態では、電圧検出回路２４ａの電圧検出対象となる任意の電池セルと同時に電圧検出回路２４ｂにて電圧が検出される電池セルを変更する２つの処理（ステージ１及びステージ２）を有して電圧検出処理を行った。そしてこの場合、放電処理によって、組電池１０を構成する電池セルの電圧のばらつきを「４α」以下に抑制することができることを示した。しかし、こうした処理によれば、電池セルの電圧ばらつきは、組電池１０を構成する電池セルの数が増加することで増加することとなる。ここで、所定値αを小さくすることで、電池セルの電圧ばらつきを低減することがある程度は可能である。しかし、検出精度等の問題から、所定値αを過度に小さくすることはできないため、所定値αには下限がある。したがって、上記第１の実施形態にかかる電圧検出処理では、組電池１０を構成する電池セルの数が増加することで、電圧ばらつきが増加することは避けられない。

そこで本実施形態では、図５（ａ）に示すように、電圧検出回路２４ａの電圧検出対象となるグループの各電池セルＢ４〜Ｂ７のそれぞれの電圧検出と同時期に検出される別のグループの電池セルＢ０〜Ｂ３を順次変更することで、各電池セルＢ４〜Ｂ７の電圧検出と電池セルＢ０〜Ｂ３の全ての電圧検出とを同時に行う。このように、各グループの各電池セルの電圧検出と同時に別のグループの全ての電池セルの電圧を検出するようにすることで、組電池１０を構成する電池セルの電圧ばらつきを所定値αの「２」倍以下とすることができる。これは、次の理由による。

電池セルＢ０〜Ｂ７のうちの電圧最小となるものが、電池セルＢ０〜Ｂ３のグループ内にあるとすると、電池セルＢ４〜Ｂ７のそれぞれは、電圧が最小となる電池セルと同時に電圧が検出される機会を有する。このため、これに基づき放電処理を行うことで、電池セルＢ４〜Ｂ７のそれぞれの電圧と最低値とのずれ量を所定値α以下とすることができる。一方、電池セルＢ０〜Ｂ３は、いずれも電池セルＢ４〜Ｂ７の全てと同時に電圧検出がなされる機会を有する。このため、これに基づき電圧検出をすることで、電池セルＢ０〜Ｂ３の電圧の最高値は、電池セルＢ４〜Ｂ７の電圧に所定値αを加算したもの以下に制限される。これにより、図５（ｂ）に示すように、電池セルＢ０〜Ｂ７の電圧は、その最低値と最低値から「２α」だけ高い値との間に入ることとなる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（２）〜（７）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（８）各グループの各電池セルの電圧検出と同時に検出される別のグループの電池セルを順次変更することで、各電池セルの電圧検出と別のグループの全ての電池セルの電圧検出のそれぞれとを同時に行った。これにより、組電池１０を構成する電池セルの数の増加にかかわらず、電池セルの電圧ばらつきを所定値αの「２」倍以下とすることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１及び第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第１の実施形態では、組電池１０の数を増加させるほど、電圧のばらつきが増大するのみならず、電圧検出処理時間の一周期が伸長する。そこで、本実施形態では、電圧検出処理の一周期の時間が要求を満たすように、ハードウェアを増加させることを考える。

ここで、組電池１０を構成する電池セルＢｉの数ｎと、１ステージ当たりの電圧検出制約時間Ｔと，１個の電池セルの電圧検出時間Ｔｃと、フライングキャパシタの数ｍとの間に、以下の関係が成立する。

Ｔｃ×ｎ／ｍ≦Ｔ …（ｃ１）
上記の式（ｃ１）の関係を満たす整数ｍの最小値は、各ステージの所要時間を電圧検出制約時間Ｔとするために必要なフライングキャパシタや電圧検出回路の数の最小値となる。そして、この際にマルチプレクサＭＰＸや接続回路ＳＳを構成するスイッチング素子の数ｋは、「ｋ＝（ｎ＋ｍ）＋（ｍ×２）」となる。

こうして電圧検出処理時間の一周期が要求を満たすようにハードウェアを設計することができる。すなわち、組電池１０を構成する電池セルの数ｎによって、電池セル間の電圧ばらつきを許容範囲内とするためのステージ数ＮＳが定まる。これにより、一周期の制約時間ＴＴから、１ステージ当たりの電圧検出制約時間Ｔが、「Ｔ＝ＴＴ／ＮＳ」と定まる。そして、これから上記の式（ｃ１）の関係に基づき、電圧検出回路やフライングキャパシタの必要数を算出することができる。

図６に、こうして設計されたシステム構成例を示す。なお、図６において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図６では、組電池１０を構成する電池セルが、電池セルＢ０〜Ｂ２と電池セルＢ３〜Ｂ５と、電池セルＢ６、Ｂ７との３つのグループにグループ分けされている。そしてこれらグループ内の電圧は、フライングキャパシタ２２ｃ，２２ｂ，２２ａのそれぞれに印加されることで、電圧検出回路２４ｃ，２４ｂ，２４ａによって検出される。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記各効果や先の第２の実施形態の上記各効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（８）電圧検出処理の一周期に対する要求に応じて電圧検出ユニット２０を設計することで、要求される時間内に一通りの電圧検出処理を実行することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記各実施形態では、複数の処理（ステージ）からなる一連の電圧検出処理の完了時に、放電対象とする電池セルＢｉを更新したが、放電制御手段としては、これに限らない。例えば、互いに同時期に電圧比較のなされる電池セル間に所定値αを上回るずれが生じた場合、ずれ量を所定値α以下とするまで放電処理を行い、この処理の完了後に、検出対象とする電池セルを変更してもよい。

・複数の処理（ステージ）からなる一連の電圧検出処理としては、上記のものに限らない。例えば、上記第１の実施形態において、３ステージにて電圧検出処理を構成してもよい。この場合、電池セルＢｉ間の電圧のばらつきを上記第１の実施形態よりも更に抑制することはできる。

・電圧検出回路としては、２個、又は３個に限らない。電圧検出回路の数を増加させることで、部品点数は増加するものの、電圧検出処理時間は短縮されることとなる。ただし、電圧検出回路の数は、電圧検出対象（電池セル）の数よりも少なくすることが望ましく、電圧検出対象の数の「１／２」以下とすることがより望ましい。

・複数の電圧検出回路のそれぞれの検出対象とする電池セルのグループ分けとしては、互いに隣接する電池セルＢｉ，Ｂ（ｉ＋１）が同一のグループとなるようしてグループ化されたものに限らない。例えば、Ｂ０，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６と、Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ７とにグループ分けしてもよい。

・複数の電圧検出回路のそれぞれの検出対象とする電池セルのグループ分けとしては、互いに共通なものを含まないものに限らず、互いに共通したものを含む冗長なグループ分けであってもよい。

・組電池の各電池セルＢｉの電圧ばらつきを抑制する均等化処理手段としては、上記均等化放電処理を行うものに限らない。例えば、電圧の高い電池セルＢｉの電荷を電圧の低い電池セルに充電する処理としてもよい。

・上記実施形態では、組電池１０を構成する全ての電池セルＢｉの電圧を、電圧検出回路２４ａ、２４ｂ又は、電圧検出回路２４ａ，２４ｂ，２４ｃにて検出することとしたが、これに限らない。例えば互いに隣接する複数の電池セルＢｉ毎にこれをブロックとして、各ブロック毎に先の図１や先の図６に例示した構成を有するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、電圧検出回路による電圧の検出対象を電池セルＢｉとしたが、これに限らない。例えば、互いに隣接する複数の電池セルからなるブロック毎にその電圧を検出するようにしてもよい。

・電池セルとしては、リチウム２次電池に限らない。例えばニッケル水素２次電池であってもよい。

・組電池の電圧検出装置としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、例えば電気自動車に搭載されるものであってもよい。更に、車両に搭載されるものにも限らない。こうした場合であっても、組電池の充放電がなされる際に単位電池(単一の電池セル及び隣接する複数個の電池セルのいずれか)のそれぞれの電圧を検出する場合には、上記発明の作用効果を特に好適に奏することができる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる電圧検出処理の態様を示す図。 同実施形態にかかる均等化放電処理を示す図。 同実施形態にかかる均等化放電処理の処理手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかる電圧検出処理の態様を示す図。 第３の実施形態にかかるシステム構成図。

符号の説明

１０…組電池、２０…電圧検出ユニット、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…フライングキャパシタ、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…電圧検出回路、３０…マイコン。

Claims (9)

1. 複数の電池セルの直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する１個又は隣接する複数個の電池セルからなる単位電池のそれぞれの電圧を検出するための複数の電圧検出回路を備える組電池の電圧検出装置において、
   前記複数の電圧検出回路を用いて前記組電池を構成する複数の単位電池のそれぞれの電圧を同時期に検出する電圧検出処理を行う処理手段を備え、
   前記電圧検出処理は、前記単位電池のそれぞれについて、これと同時期に電圧検出される単位電池を変更する処理を含むことを特徴とする組電池の電圧検出装置。
2. 前記複数の電圧検出回路のそれぞれの電圧検出対象として、前記複数個の単位電池のうちの互いに共通なものを含まない複数のグループのいずれかの単位電池が割り振られてなることを特徴とする請求項１記載の組電池の電圧検出装置。
3. 前記複数のグループは、互いに隣接する単位電池が同一のグループとなるようにしてグループ化されたものであることを特徴とする請求項２記載の組電池の電圧検出装置。
4. 前記電圧検出処理は、各グループの各単位電池の電圧検出と同時期に検出される別のグループの単位電池を順次変更することで、前記各単位電池の電圧検出と前記別のグループの全ての単位電池の電圧検出のそれぞれとを同時期に行う処理を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池の電圧検出装置。
5. 前記電圧検出処理による電圧検出結果に基づき、前記単位電池間の電圧のばらつきを抑制する均等化手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池の電圧検出装置。
6. 前記均等化手段は、前記同時期に電圧検出対象とされる複数の単位電池のうち、検出される電圧の最小値よりも検出される電圧が規定以上高いものについて、放電処理を施す放電制御手段を備えることを特徴とする請求項５項に記載の組電池の電圧検出装置。
7. 前記処理手段は、前記複数の処理を含む一連の電圧検出処理を周期的に行うものであり、
   前記放電制御手段は、前記周期的に行われる各電圧検出処理の完了時に、当該電圧検出処理における電圧検出結果に基づき、前記放電処理を行うもの及び前記放電処理を行わないものを定めることで、この定めに従った処理を実行することを特徴とする請求項６記載の組電池の電圧検出装置。
8. 前記放電処理に先立ち、前記電圧の検出結果に基づき、該検出結果の信頼性を評価する評価手段を更に備え、
   前記信頼性が低いと判断される場合、前記放電処理を禁止することを特徴とする請求項７記載の組電池の電圧検出装置。
9. 前記複数の電圧検出回路が２つの電圧検出回路からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の組電池の電圧検出装置。

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