JP6468787B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧を検出する装置（電圧検出装置）に関する。

例えば特許文献１は、バッテリシステムを開示し、そのバッテリシステムは、複数の電池（セル）を有するバッテリと、複数の電池に対応する複数の電圧の各々を検出可能な電圧検出回路（セル電圧検出部）と、複数の電圧（セル電圧）を均一化可能な複数の放電抵抗器（電流を通過させて電池の電力を消費可能なバイパス抵抗器）と、を備えている。また、そのバッテリシステムは、複数の電池のうちのある電池の非放電電圧（非放電状態のセル電圧）と放電電圧（放電状態のセル電圧）との差と正常電圧（閾値）とを比較して、或いは、ある電池の放電電圧と正常電圧（閾値）とを比較して、ある電池と電圧検出回路との間の接続に異常があるか否かを判定することができる。

特開２０１０−１２７７２２号公報

しかしながら、本発明者らは、特許文献１のバッテリシステム又は電圧検出回路による電池の放電電圧の検出精度が低下していることを認識した。即ち、放電抵抗器が電池を放電させる時に、電圧検出回路によって検出される検出電圧（電圧検出回路に入力される放電抵抗器の両端電圧）は、電池の放電電圧よりも、放電抵抗器以外の放電回路（閉回路）の抵抗値によって小さくなってしまう。言い換えれば、電池の放電電圧は、電圧降下の分だけ、電圧検出回路によって検出される検出電圧と一致していない。それにもかかわらず、特許文献１のバッテリシステム又は電圧検出回路だけでなく、従来の電圧検出装置も、検出電圧が電池の放電電圧と一致していることを前提としているに過ぎない。

本発明の１つの目的は、電池の放電電圧（放電状態のセル電圧）の検出精度を向上可能な電圧検出装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。

第１の態様において、電圧検出装置は、少なくとも１つの電池と、前記少なくとも１つの電池に並列に配置されるバイパス抵抗器と、前記少なくとも１つの電池の両端と前記バイパス抵抗器とを電気的に接続する接続部と、前記バイパス抵抗器に前記少なくとも１つの電池の放電を許可するスイッチング素子と、で構成される放電回路と、前記バイパス抵抗器の両端電圧を検出電圧として検出可能な電圧検出部と、を備え、
前記放電回路が前記少なくとも１つの電池を放電させる時に、前記電圧検出部は、前記検出電圧を、前記少なくとも１つの電池の内部抵抗値と前記接続部の配線抵抗値と前記バイパス抵抗器のバイパス抵抗値とから求められている補正係数で補正して、前記少なくとも１つの電池の放電電圧を決定する。

第１の態様では、電圧検出部での検出電圧が電池の放電電圧と一致していることを前提としていない。従って、電圧検出部は、検出電圧を補正係数で補正して、電池の放電電圧を決定している。ここで、補正係数は、電池の内部抵抗値と接続部の配線抵抗値とバイパス抵抗器のバイパス抵抗値とから求められている。これにより、電圧検出装置は、電圧検出部での電池の放電電圧（放電状態のセル電圧）の検出精度を向上させることができる。

第１の態様に従属する第２の態様において、前記電圧検出部は、以下の関係式を利用して前記検出電圧を補正して前記放電電圧を決定してもよい。
Ｖｃｅｌｌ＝Ｖａｄ（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／Ｒｄｉｓ
ここで、Ｖｃｅｌｌ、Ｖａｄ及びＲｄｉｓは、それぞれ、前記放電電圧、前記検出電圧及び前記バイパス抵抗値であってもよく、ＲＬは、前記内部抵抗値と前記配線抵抗値との合成抵抗値を含んでもよい。

第２の態様では、補正係数を（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／Ｒｄｉｓに設定することができる。従って、電圧検出部は、電圧降下を考慮して検出電圧を補正することができる。これにより、電圧検出装置は、電圧検出部での電池の放電電圧の検出精度をより一層向上させることができる。

第１又は第２の態様に従属する第３の態様において、電圧検出装置は、前記少なくとも１つの電池の温度を測定する温度センサを更に備えてもよく、
前記内部抵抗値及び前記配線抵抗値の各々は、前記温度に依存してもよい。

第３の態様では、補正係数に含まれる内部抵抗値及び配線抵抗値を電池の温度で変更することができる。従って、電圧検出部は、電池の温度を考慮して検出電圧を補正することができる。これにより、電圧検出装置は、電圧検出部での電池の放電電圧の検出精度をより一層向上させることができる。

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。

本発明に従う電圧検出装置の構成例を示す。 図１の放電回路に電流が流れる時の電圧降下（放電電圧と検出電圧との差）の説明図を示す。 図１の電圧検出装置の動作例を示すフローチャートを示す。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ、図２の電池の内部抵抗値及びハーネスの配線抵抗値の温度依存性を表すグラフを示す。

以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

図１は、本発明に従う電圧検出装置の構成例を示し、その電圧検出装置は、例えば放電回路と、電圧検出部と、を備えることができる。図１において、電圧検出装置の例えば１つの放電回路は、例えば１つの電池Ｃ１１と、電池Ｃ１１に並列に配置されるバイパス抵抗器（バイパス抵抗値Ｒｄｉｓ１１を有する）と、電池Ｃ１１の両端とバイパス抵抗器（Ｒｄｉｓ１１）とを電気的に接続する接続部（ハーネスＨ１１及びＨ１２を含む）と、バイパス抵抗器に電池Ｃ１１の放電を許可するスイッチング素子ＳＷ１１と、で構成される。なお、図１には、例えば検出回路Ｓ１が示され、その検出回路Ｓ１内に、放電回路の一部、即ち、バイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷ１１が配置されている。

検出回路Ｓ１は、少なくとも１つのセル電圧検出部（例えば図２のセル電圧検出部Ｄ）を更に含むことができる。放電回路が電池Ｃ１１を放電させる時に、言い換えれば、スイッチング素子ＳＷ１１がＯＮされる時に、図１の検出回路Ｓ１は、バイパス抵抗器の両端電圧を検出電圧として検出可能である。図１において、検出回路Ｓ１は、検出電圧を例えば処理部Ｍに送ることができ、処理部Ｍは、検出電圧を補正して電池Ｃ１１の放電電圧（放電状態のセル電圧）を決定又は算出することができる。なお、検出回路Ｓ１内に、電圧検出部の一部、即ちセル電圧検出部Ｄを配置することができる。言い換えれば、例えばセル電圧検出部Ｄ及び処理部Ｍで、電圧検出装置の電圧検出部を構成することができる。

図１において、例えば検出回路Ｓ１は、例えば１つの電池モジュールを構成する例えばｎ個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎのｎ個の放電電圧を検出可能である。言い換えれば、検出回路Ｓ１は、例えばｎ個の放電回路に対応するために、例えばｎ個のバイパス抵抗器（バイパス抵抗値Ｒｄｉｓ１１，Ｒｄｉｓ１２，・・・，Ｒｄｉｓ１ｎ）及び例えばｎ個のスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，・・・，ＳＷ１ｎを有している。図１の検出回路Ｓ１は、例えば自動車等の車両（図示せず）に搭載される制御ユニット１０に含まれている。

図１の制御ユニット１０は、例えばＭ個の電池モジュールに対応するために、例えばＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭを含んでいる。図１において、Ｍ個の電池モジュールの各々は、例えばｎ個の電池で構成され、従って、Ｍ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭの各々は、ｎ個の放電電圧を検出可能である。図１のＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭは、例えばデイジーチェーン型で接続され、且つ例えば絶縁素子ＦＣ１，ＦＣ２を介して処理部３１と通信可能である。なお、絶縁素子ＦＣ１，ＦＣ２は、Ｍ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭと処理部３１との間を電気的に絶縁し、従って、例えば１２［Ｖ］で駆動可能なＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭ（及びＭ個の電池モジュール）を含む高電圧領域のグランド（図示せず）は、例えば５［Ｖ］で駆動可能な処理部Ｍを含む低電圧領域のグランド（図示せず）、即ち例えば車体グランド（図示せず）に接続されないで、浮いている。絶縁素子ＦＣ１，ＦＣ２は、例えばフォトカプラである。

もちろん、図１のＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭの各々は、処理部Ｍと例えばスター型、ハブ型、ツリー型等で接続されてもよい。また、図１の処理部Ｍは、高電圧領域に含まれてもよい。言い換えれば、図１の処理部Ｍの機能（放電電圧の決定又は算出）は、図１のＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭの各々で実行又は実現されてもよい。

図１において、電池モジュールの数「Ｍ」は、任意である。また、１つ電池モジュール内の電池又は放電回路の数「ｎ」も、任意である。好ましくは、Ｍ及びＮの各々は、複数であり、更に好ましくは、例えば数百［Ｖ］の車両駆動電源を構築するのに必要なＭ及びＮが選定又は選択される。Ｍは、典型的には、例えば１２又は６等である。車両駆動電源は、典型的には、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車の駆動部を構成するモータＭＴの電源である。Ｍ個の電池モジュールは、直列接続されて、１つのバッテリ（車両駆動用のバッテリ）を構成し、そのバッテリ（Ｍ個の電池モジュール）の両端（車両駆動電源）は、例えば機械的なスイッチＣＴ１，ＣＴ２を介してモータ駆動回路ＩＮＶに接続され、これにより、車両駆動電源がモータ駆動回路ＩＮＶを介してモータＭＴに供給される。ここで、スイッチＣＴ１，ＣＴ２は、例えばコンタクタであり、モータ駆動回路ＩＮＶは、例えば３相のインバータである。

処理部Ｍは、例えばマイクロコンピュータで構成され、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むことができる。例えば、ＲＯＭは、ＣＰＵに所定の動作を実行させるプログラムを記憶し、ＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域を形成することができる。また、処理部Ｍ又は例えばＲＯＭは、例えば検出回路Ｓ１からの検出電圧を補正するために必要なデータ、例えば補正係数を記憶することができる。好ましくは、処理部Ｍは、複数の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎに対応する複数の電圧の各々を検出可能な検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭを管理又は制御して、複数の電圧を均一化する又は複数の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎの各々を放電することができる（セルバランス制御）。さらに好ましくは、処理部Ｍは、例えば車両の走行状態に応じて、バッテリ（Ｍ個の電池モジュール）の充放電を管理又は制御することができる。電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎは、例えばリチウムイオン電池、水素ニッケル電池等の再充電が可能な蓄電池（二次電池）である。

図１において、Ｍ個の電池モジュールには、例えばＭ個の温度センサＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＭが配置されている。これにより、処理部Ｍは、例えばＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭを経由した電池の温度を考慮して検出電圧を補正することができる。なお、温度センサＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＭの数「Ｍ」は、任意である。例えば、複数の電池モジュールで、１つの温度センサを共用してもよい。代替的に、Ｍ個の電池モジュールのすべてに対して、１つの温度センサが設定されてもよい。代替的に、温度センサＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＭのすべてが省略されてもよい。

図２は、図１の放電回路に電流が流れる時の電圧降下（放電電圧と検出電圧との差）の説明図を示す。図２の電池Ｃは、例えば図１の電池Ｃ１１に対応し、図２のバイパス抵抗器（バイパス抵抗値Ｒｄｉｓを有する）は、例えば図１の電池Ｃ１１に並列に配置されるバイパス抵抗器（バイパス抵抗値Ｒｄｉｓ１１を有する）に対応し、図２のスイッチング素子ＳＷは、例えば図１のスイッチング素子ＳＷ１１に対応する。図２の検出回路Ｓは、例えば図１の検出回路Ｓ１の一部に対応する。言い換えれば、図１の検出回路Ｓ１は、図２のバイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷだけでなく、図２に示されない（ｎ−１）個のバイパス抵抗器及び（ｎ−１）個のスイッチング素子を含むことができる。加えて、図１の検出回路Ｓ１は、図２のセル電圧検出部Ｄだけでなく、図２に示されない（ｎ−１）個のセル電圧検出部を含むことができる。ここで、図１の検出回路Ｓ１は、１つのセル電圧検出部Ｄだけを含んでもよく、言い換えれば、図２のセル電圧検出部Ｄは、例えば特許文献１の電圧検出回路の差動アンプ及びＡ／Ｄコンバータのように、例えば図１のｎ個の放電回路によって共用されてもよい。

ところで、図１の処理部Ｍが例えばセルバランス制御を実行するために、図１の制御ユニット１０又はＭ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭは、例えば（Ｍ×ｎ）個のセル電圧検出部Ｄ（図２参照）を有することができる。しかしながら、処理部Ｍが例えばセルバランス制御を実行しない時に、図１の制御ユニット１０、又は、Ｍ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭの各々は、少なくとも１つの放電回路（図２参照）を有するだけであってもよい。具体的には、図２の電池Ｃは、例えば図１のバッテリ（Ｍ個の電池モジュール）、又は、例えば図１の１つの電池モジュール（例えばｎ個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ）に対応してもよく、図２の制御ユニット１０は、１つの放電回路（図２参照）を有するだけであってもよい。

図２の電池Ｃが例えば図１の電池Ｃ１１に対応する時に、図２のハーネスＨは、例えば図１のハーネスＨ１１及びハーネスＨ１２に対応する。代替的に、図２の電池Ｃが例えば図１の１つの電池モジュール（例えばｎ個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ）に対応する時に、図２のハーネスＨは、例えば図１のハーネスＨ１１及びハーネスＨ１（ｎ＋１）に対応してもよい。

図２の電池Ｃは、セル電圧Ｖｃｅｌｌと内部抵抗器（内部抵抗値Ｒａを有する）とで表されている。図２のハーネスＨは、電池Ｃの両端と制御ユニット１０のコネクタＣＮＴとを接続するために、上下又は２つの配線抵抗器（配線抵抗値Ｒｂ１及び配線抵抗値Ｒｂ２を有する）で表されている。図２のコネクタＣＮＴは、例えば制御ユニット１０の筐体（図２中の点線参照）に設けられ、コネクタＣＮＴは、２つの接触抵抗器（接触抵抗値Ｒｃ１及び接触抵抗値Ｒｃ２を有する）で表されている。電池Ｃの両端電圧、即ちセル電圧Ｖｃｅｌｌは、電池Ｃの内部抵抗器（内部抵抗値Ｒａ）、ハーネスＨの配線抵抗器（配線抵抗値Ｒｂ１，Ｒｂ２）及びコネクタＣＮＴの接触抵抗器（接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２）を介して制御ユニット１０に入力されている。

図２において、コネクタＣＮＴは、バイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。バイパス抵抗器、スイッチング素子ＳＷ及びセル電圧検出部Ｄは、典型的には、図示されない基板（高電圧基板）に固定され、図２中の線（制御ユニット１０内の配線）は、例えばプリント配線である。従って、電池Ｃの両端とバイパス抵抗器（Ｒｄｉｓ）の両端とを電気的に接続する接続部は、例えば、ハーネスＨ、コネクタＣＮＴ及び配線（制御ユニット１０内の例えばプリント配線）を含む。

なお、厳密に言えば、接続部は、図２の電池Ｃの両端とバイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷの両端（セル電圧検出部Ｄによって検出又は入力される２つのノード）とを電気的に接続している。従って、図２のセル電圧検出部Ｄは、バイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷの両端電圧を検出又は入力している。但し、セル電圧検出部Ｄは、バイパス抵抗器の両端電圧だけを検出又は入力してもよく、接続部は、スイッチング素子ＳＷを更に含んでもよい。

スイッチング素子ＳＷが例えばセル電圧検出部ＤによってＯＮされて図２の放電回路（閉回路）が形成される時に、その放電回路には、放電電流Ｉが流れてしまう。従って、電池Ｃの放電電圧Ｖｃｅｌｌは、電圧降下の分だけ、セル電圧検出部Ｄによって検出される検出電圧Ｖａｄと一致していない。具体的には、電池Ｃにバイパス抵抗器と一緒に並列に配置されるスイッチング素子ＳＷが、電池Ｃの放電を許可する時に、放電電流Ｉ及び放電電圧Ｖｃｅｌｌは、それぞれ、以下の式（１）及び式（２）で表すことができる。

Ｉ＝（Ｖｃｅｌｌ−Ｖａｄ）／ＲＬ ・・・（１）
Ｖｃｅｌｌ＝Ｉ×（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ） ・・・（２）
ここで、ＲＬは、バイパス抵抗器（放電抵抗器）以外の放電回路（閉回路）の抵抗値であり、ＲＬは、例えば以下の式（３）で表すことができる。

ＲＬ＝Ｒａ＋Ｒｂ１＋Ｒｂ２＋Ｒｃ１＋Ｒｃ２ ・・・（３）
式（３）において、ＲＬは、制御ユニット１０の配線抵抗値、即ち、例えばコネクタＣＮＴとバイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷの両端（セル電圧検出部Ｄによって検出又は入力される２つのノード）との間の配線抵抗値を含んでいない。また、ＲＬは、スイッチング素子ＳＷのＯＮ抵抗値も含んでいない。その理由は、制御ユニット１０の配線抵抗値及びスイッチング素子ＳＷのＯＮ抵抗値は、例えばバイパス抵抗器のバイパス抵抗値Ｒｄｉｓよりも非常に小さく、従って、一般に、当業者は、これらの抵抗値を無視することができるからである。

式（３）のＲＬは、電池Ｃの内部抵抗値Ｒａとハーネスの配線抵抗値Ｒｂ１，Ｒｂ２とコネクタＣＮＴの接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２との合成抵抗値である。しかしながら、接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２が小さい時に、当業者は、接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２を無視してもよい。言い換えれば、ＲＬは、電池Ｃの内部抵抗値Ｒａとハーネスの配線抵抗値Ｒｂ１，Ｒｂ２との合成抵抗値であってもよい。

式（２）に式（１）を代入することによって、放電電圧Ｖｃｅｌｌは、以下の式（４）及び式（５）で表すことができる。
Ｖｃｅｌｌ＝（Ｖｃｅｌｌ−Ｖａｄ）×（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／ＲＬ ・・・（４）
Ｖｃｅｌｌ＝Ｖａｄ（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／Ｒｄｉｓ ・・・（５）
なお、式（５）は、式（４）と等価である。

式（５）の（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／Ｒｄｉｓを補正係数αとする時に、検出電圧Ｖａｄを補正係数αで補正して、正確な放電電圧Ｖｃｅｌｌを決定又は算出することができる。補正係数αは、式（５）に限定されず、補正係数は、電池Ｃの内部抵抗値Ｒａと接続部又はハーネスの配線抵抗値Ｒｂ１，Ｒｂ２とバイパス抵抗器のバイパス抵抗値Ｒｄｉｓとから求められていればよい。言い換えれば、当業者は、コネクタＣＮＴの接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２を無視してもよい。

なお、図２のセル電圧検出部Ｄ（又は図１の例えば検出回路Ｓ１）は、検出電圧Ｖａｄを図１の処理部Ｍに送り、処理部Ｍは、検出電圧Ｖａｄを補正係数又は例えば式（５）で補正して、図２の放電電圧Ｖｃｅｌｌ（又は図１の複数の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎに対応する複数の電圧の各々）を決定又は算出することができる。もちろん、図２のセル電圧検出部Ｄ（又は図１の例えば検出回路Ｓ１）だけで検出電圧Ｖａｄを補正係数又は例えば式（５）で補正して、図２の放電電圧Ｖｃｅｌｌ（又は図１の例えば電池Ｃ１１に対応する電圧）を決定又は算出してもよい。言い換えれば、セル電圧検出部Ｄは、例えばフライングキャパシタ式の電圧検出部と補正又は算出用の例えばマイクロコンピュータ、論理回路の処理部とを有してもよい。

好ましくは、図２のセル電圧検出部Ｄ（又は図１の例えば検出回路Ｓ１）は、温度センサＴ（又は図１の例えば温度センサＴ１）で測定された電池Ｃ（又は図１の例えば電池Ｃ１１）の温度を図１の処理部Ｍに送ることができる。図１の処理部Ｍは、図２の電池Ｃの温度を考慮して検出電圧Ｖａｄを補正することができる。図２において、温度センサＴは、セル電圧検出部Ｄに接続されているが、温度センサＴ（又は図１の例えばＭ個の温度センサＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＭ）は、図１の処理部Ｍに直接に接続されてもよい。

図３は、図１の電圧検出装置の動作例を示すフローチャートを示す。電圧検出装置の電圧検出部、具体的には、図１の例えば処理部Ｍは、バッテリ（Ｍ個の電池モジュール）の充放電を管理又は制御することができる。例えばバッテリ（Ｍ個の電池モジュール）が充電される時に、例えば（Ｍ×ｎ）個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎのうち、１つの電池が満充電であることを想定する。言い換えれば、複数の電池の各々は、個体差を有し、複数の電池に対応する複数の電圧は、同じ値を示すとは限らない。

複数の電池のうち、少なくとも１つの電池が満充電である時に、満充電でない他の電池の充電を停止又は中断することが好ましい。その理由は、満充電である電池を充電し続けると、その電池が劣化してしまう虞があるからである。従って、満充電である電池を放電させて、満充電でない他の電池の充電を継続することが好ましい。従って、図１の処理部Ｍは、例えば（Ｍ×ｎ）個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎに対応する（Ｍ×ｎ）個の電圧を管理又は制御するために、Ｍ個の検出回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＭの各々に均等可指示を送信可能である（図３のステップＳＴ１参照）。

具体的には、図１の処理部Ｍは、例えば図１の電池Ｃ１１を放電させる必要があると判定し、処理部Ｍは、放電指示を例えば検出回路Ｓ１に送信することができる。放電指示の受信に応じて、図１の検出回路Ｓ１（又は例えば図２のセル電圧検出部Ｄ）は、スイッチング素子ＳＷ１１をＯＮさせて、電池Ｃ１１を含む放電回路に放電電流が流れ始める。また、放電指示に応じて、図１の検出回路Ｓ１は、例えば電池Ｃ１１の温度を例えば温度センサＴ１を介して検出することができる（図３のステップＳＴ２参照）。

具体的には、例えば検出回路Ｓ１は、電池Ｃ１１の温度を例えば処理部Ｍに送信することができる。電池Ｃ１１の温度の受信に応じて、処理部Ｍは、電池Ｃ１１の内部抵抗器の内部抵抗値及びハーネスＨ１１及びＨ１２の配線抵抗値を決定することができる。内部抵抗値及び配線抵抗値の各々が温度に依存している時に、処理部Ｍは、内部抵抗値及び配線抵抗値を例えば温度依存性マップを用いて決定することができる。処理部Ｍ又は例えばＲＯＭは、このようなマップを記憶することができ、処理部Ｍは、電池Ｃ１１の温度に対応する内部抵抗値及び配線抵抗値を参照又は取得することができる。

例えば検出回路Ｓ１が例えばスイッチング素子ＳＷ１１をＯＮさせた後に、検出回路Ｓ１（又は例えば図２のセル電圧検出部Ｄ）は、電池Ｃ１１の電圧（放電電圧Ｖｃｅｌｌ）に対応する検出電圧（Ｖａｄ）を検出することができる（図３のステップＳＴ３参照）。具体的には、検出回路Ｓ１は、バイパス抵抗器（例えばバイパス抵抗値Ｒｄｉｓ１１を有する）の両端電圧を検出電圧（Ｖａｄ）として検出し、その検出電圧を例えば処理部Ｍに送信することができる。なお、厳密に言えば、検出回路Ｓ１（又は例えば図２のセル電圧検出部Ｄ）は、バイパス抵抗器及びスイッチング素子ＳＷ１１の両端電圧（セル電圧検出部Ｄによって検出又は入力される２つのノード間電圧）を検出することができる。

検出電圧（Ｖａｄ）の受信に応じて、処理部Ｍは、補正値演算を実行することができる（図３のステップＳＴ４参照）。具体的には、処理部Ｍは、補正係数α、例えば式（５）の（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／Ｒｄｉｓを算出することができる。例えば式（３）によれば、ＲＬ＝Ｒａ＋Ｒｂ１＋Ｒｂ２＋Ｒｃ１＋Ｒｃ２が成立するので、処理部Ｍは、例えばＲａ、Ｒｂ１及びＲｂ２だけ、電池Ｃ１１の温度に応じて変更することができる（図３のステップＳＴ２参照）。次に、処理部Ｍは、検出電圧（Ｖａｄ）と補正係数αとを乗算することができる。

処理部Ｍは、検出電圧（Ｖａｄ）と補正係数αとの乗算結果、例えば式（５）のＶｃｅｌｌを電池Ｃ１１の電圧として決定することができる（図３のステップＳＴ５参照）。例えば図１の電池Ｃ１１を放電させる時に、処理部Ｍは、このような手順で電池Ｃ１１の放電電圧を決定することができる。同様に、処理部Ｍは、他の電池（例えば図１の電池Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎ）の放電電圧を決定することができる。このように、処理部Ｍは、バッテリ（Ｍ個の電池モジュール）の充電を管理又は制御することができる。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ、図２の電池の内部抵抗値及びハーネスの配線抵抗値の温度依存性を表すグラフを示す。図４（Ａ）に示されるように、温度が増加する程、図２の電池Ｃの内部抵抗値Ｒａは、低下している。また、図４（Ｂ）に示されるように、温度が増加する程、図２のハーネスの配線抵抗値Ｒｂ（Ｒｂ１＋Ｒｂ２）は、増加している。このように、内部抵抗値Ｒａ及び配線抵抗値Ｒｂは、温度センサＴによって測定さる温度に依存している。本発明者らは、このような抵抗値Ｒａ，Ｒｂの温度依存性を考慮することで、電池Ｃの放電電圧Ｖｃｅｌｌの検出精度が向上することを認識した。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示される関係式の各々は、１例に過ぎず、例えばハーネスの材料に依存して、温度が増加する程、図２のハーネスの配線抵抗値Ｒｂ（Ｒｂ１＋Ｒｂ２）は、減少してもよい。

なお、厳密に言えば、図２のコネクタＣＮＴの接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２も、温度依存性を有している。また、バイパス抵抗器のバイパス抵抗値Ｒｄｉｓも、温度依存性を有している。接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２は、内部抵抗値Ｒａ及び配線抵抗値Ｒｂ（Ｒｂ１＋Ｒｂ２）よりも小さいので、本発明者らは、接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２の温度依存性を考慮しなくても、電池Ｃの放電電圧Ｖｃｅｌｌの検出精度が低下しないことを認識した。言い換えれば、抵抗値Ｒａ，Ｒｂの温度依存性は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示される関係式を表す関数、テーブル等として、例えば図１の処理部Ｍ又はＲＯＭに記憶される必要があり、接触抵抗値Ｒｃ１，Ｒｃ２の温度依存性を記憶しないことで、処理部Ｍ又はＲＯＭの記憶容量の増大を抑制することができる。

また、バイパス抵抗値Ｒｄｉｓ（及びＯＮ抵抗値）の温度依存性は、検出電圧Ｖａｄに反映されている。言い換えれば、式（５）は、以下の式（６）のように変形することができ、バイパス抵抗値Ｒｄｉｓが変化する時に、検出電圧Ｖａｄは、ほとんど変化しない。即ち、検出電圧Ｖａｄは、バイパス抵抗値Ｒｄｉｓの温度依存性をキャンセルすることができる。
Ｖａｄ＝Ｖｃｅｌｌ・Ｒｄｉｓ／（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ） ・・・（６）
本発明者らは、バイパス抵抗値Ｒｄｉｓの温度依存性を考慮しなくても、電池Ｃの放電電圧Ｖｃｅｌｌの検出精度が低下しないことを認識した。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示される関係式（電池の内部抵抗値及びハーネスの配線抵抗値の温度依存性）の各々は、例えば図１の（Ｍ×ｎ）個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎの各々に対して、共通又は共用の関係式であってもよい。内部抵抗値の１つの温度依存性及びハーネスの１つの配線抵抗値を図１の処理部Ｍ又はＲＯＭに記憶するので、処理部Ｍ又はＲＯＭの記憶容量の増大を抑制することができる。

但し、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示される関係式の各々は、例えば図１の（Ｍ×ｎ）個の電池Ｃ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１ｎ，Ｃ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２ｎ，・・・，ＣＭ１，ＣＭ２，・・・，ＣＭｎの各々に対して、唯一の又は個別の関係式であってもよい。言い換えれば、例えば電池Ｃ１１の温度依存性（内部抵抗値）が例えば電池Ｃ１２の温度依存性と異なり、また、図１のハーネスＨ１１の温度依存性（配線抵抗値）が例えばハーネスＨ１２又はハーネスＨ１３の温度依存性と異なることがある。内部抵抗値の個々の温度依存性及びハーネスの個々の配線抵抗値を図１の処理部Ｍ又はＲＯＭに記憶するので、個々の電池の放電電圧の検出精度をより一層向上させることができる。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

１０・・・制御ユニット、Ｃ・・・電池（セル）、ＣＮＴ・・・コネクタ、ＣＴ・・・スイッチ、ＦＣ・・・絶縁素子、Ｈ・・・ハーネス、ＩＮＶ・・・モータ駆動回路、Ｍ・・・処理部、ＭＴ・・・モータ、Ｒｄｉｓ・・・バイパス抵抗値、Ｓ・・・検出回路、ＳＷ・・・スイッチング素子、Ｔ・・・温度センサ。

Claims (3)

1. 少なくとも１つの電池と、前記少なくとも１つの電池に並列に配置されるバイパス抵抗器と、前記少なくとも１つの電池の両端と前記バイパス抵抗器とを電気的に接続する接続部と、前記バイパス抵抗器に前記少なくとも１つの電池の放電を許可するスイッチング素子と、で構成される放電回路と、前記バイパス抵抗器の両端電圧を検出電圧として検出可能な電圧検出部と、を備える電圧検出装置であって、
   前記接続部は、前記バイパス抵抗器と前記少なくとも１つの電池との間のコネクタと、
   前記少なくとも１つの電池の両端と前記コネクタとの間のハーネスとを含み、
   前記放電回路が前記少なくとも１つの電池を放電させる時に、前記電圧検出部は、前記検出電圧を、前記少なくとも１つの電池の内部抵抗値と前記接続部の前記ハーネスの配線抵抗値と前記コネクタの接触抵抗値と前記バイパス抵抗器のバイパス抵抗値とから求められている補正係数で補正して、前記少なくとも１つの電池の放電電圧を決定することを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記電圧検出部は、以下の関係式を利用して前記検出電圧を補正して前記放電電圧を決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。
   Ｖｃｅｌｌ＝Ｖａｄ（Ｒｄｉｓ＋ＲＬ）／Ｒｄｉｓ
   ここで、Ｖｃｅｌｌ、Ｖａｄ及びＲｄｉｓは、それぞれ、前記放電電圧、前記検出電圧及び前記バイパス抵抗値であり、ＲＬは、前記内部抵抗値と前記ハーネスの前記配線抵抗値と前記コネクタの接触抵抗値の合成抵抗値を含む。
3. 前記少なくとも１つの電池の温度を測定する温度センサを更に備え、
   前記補正係数が決定される時に、
   前記内部抵抗値及び前記ハーネスの配線抵抗値は、前記温度センサの出力に応じる変動値を用い、且つ
   前記コネクタの接触抵抗値及びバイパス抵抗器のバイパス抵抗値は、固定値を用いる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧検出装置。

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