[发明专利]差分电压测量装置

说明书

一种差分电压测量装置，能够提高依次获取的第一电压与第二电压之间电压差的测量精度，并且实现差分电压测量装置的成本降低和小型化。差分电压测量装置包括：由陶瓷电容器形成的第一电容器(113)和第二电容器(114)；差分放大器(111)，用于输出与由第一电容器(113)保持的电压和由第二电容器(114)保持的电压之间电压差相对应的电压；和μCOM(140)，用于将第一电压引导至第一电容器(113)，在第一电容器(113)保持第一电压的情况下将第二电压引导至第二电容器(114)，并且μCOM(140)将第三电压引导至至少第一电容器(113)或第二电容器(114)，并且在停止施加第三电压之后，将第一电压引导至第三电压所引导到的第一电容器(113)或第二电容器(114)。

技术领域

本发明涉及一种技术，用于提高要依次获取的第一电压与第二电压之间的电压差的测量精度。

背景技术

例如，在诸如使用电动机行驶的电动车辆(EV)、通过内燃机与电动机的混合使用而行驶的混合动力车辆(HEV)等这样的各种车辆中，安装了诸如锂离子可充电电池或镍氢可充电电池这样的二次电池，作为电动机的电源。

已知这样的二次电池由于反复充电和放电而劣化，并且可存储容量(电流容量、电力容量等)逐渐减小。则在使用二次电池的电动车辆中，通过检测二次电池的劣化程度而得出可存储容量，并从而计算二次电池的可行驶距离、二次电池的寿命等。

作为表示二次电池的劣化程度的一个指标，存在作为当前可充电容量相对于初始可存储容量的比率这样的SOH(健康状态)。已知SOH与二次电池的内部电阻相互关联。因此，检测二次电池的内部电阻使得能够基于该内部电阻得到SOH。

通常地，虽然由于内部电阻很小而难以得到足够的检测精度，但是专利文献1公开了具有提高的内部电阻的检测精度的电池状态检测装置。

图6图示出示出在专利文献1中描述的电池状态检测装置500的示意性配置的图。要检测的二次电池B具有产生电压的电动势部分e和内部电阻r。该内部电阻r的检测使得能够得到二次电池B的SOH。

二次电池B在两个电极(正电极Bp和负电极Bn)之间产生电压V，通过由电动势部分e处的电动势所产生的电压Ve以及使电流流经内部电阻r所产生的电压Vr，来确定电压V(V＝Ve+Vr)。二次电池B的负电极Bn连接于基准电位G。

电池状态检测装置500包括：差分放大单元511、转接开关512、第一电容器513、第二电容器514、充电单元515、第一模拟数字转换器(ADC)521、第二模拟数字转换器(ADC)522、和微型计算机(μCOM)540。

在图中所示的配置中，当μCOM 540将充电开始的控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515时，充电单元515开始使预定的恒定电流Ic流向二次电池B。结果，二次电池B的充电开始。

当充电开始时，μCOM 540通过输出端口PO2控制转接开关512，使得二次电池B的正电极Bp与第一电容器513连接。结果，充电期间的二次电池B的两个电极之间的电压V1＝Ve+r·Ic保持在第一电容器513中。

接着，当通过输入端口PI1获取的二次电池B的两个电极之间的电压达到预定的状态检测电压时，μCOM 540通过输出端口PO1控制转接开关512，使得二次电池B的正电极Bp与第二电容器514连接，并且将充电停止的控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515。

结果，当到二次电池B的充电电流Ic停止并且第二电容器514的存储状态变得稳定时，二次电池B的两个电极之间的电压V2＝Ve保持在第二电容器514中。

在该状态下，μCOM 540通过输入端口PI2检测差分放大器511输出的放大电压Vm。然后，将检测到的放大电压Vm除以差分放大器511的比率Av，并且再除以充电电流Ic，从而检测到内部电阻r(＝(Vm/Av)/Ic)。