[发明专利]差分电压测量装置

说明书

提供了具有提高的测量精度的差分电压测量装置。差分放大单元(240)输出与由第一电容器(C1)保持的电压和由第二电容器(C2)保持的电压之间的差分电压相对应的电压。μCOM(210)将单元电池(Cen)连接于第一电容器(C1)的两端，并且在第一电容器(C1)保持单元电池(Cen)的电压之后将单元电池(Cen)连接于第二电容器(C2)的两端。开关SW(51)断开第一电容器(C1)与单元电池(Cen)的负电极之间的电连接。在第一电容器(C1)保持单元电池(Cen)的电压之后，μCOM(210)断开开关SW(51)。

技术领域

本发明涉及一种差分电压测量装置。

背景技术

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

这样的二次电池通过重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)响应于电压的升高而逐渐减小。这样，在使用可充电电池的电动车辆等中，通过检测二次电池的劣化程度得到可存储容量，从而计算利用该二次电池能够行驶的距离、二次电池的寿命等。

作为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的SOH(健康状态)。已知该SOH与二次电池的内部电阻相关。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。

一般地，由于内部电阻很小，所以难以得到充分的检测精度，但是专利文献1公开了一种提高了内部电阻的检测精度的电池状态检测装置。

图9是示出在专利文献1中描述的电池状态检测装置500的示意性构造的图。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产生的电动势所产生的电压Ve和由流经内部电阻r的电流产生的电压Vr来确定该电压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、第一模数转换器(ADC)521、第二模数转换器(ADC)522和微计算机(μCOM)540。

在图中所示的构造中，当μCOM 540经由输出端口PO2发送充电开始控制信号时，充电单元515开始使预定的恒定电流流经二次电池B。结果，开始二次电池B的充电。

当充电开始时，μCOM 540经由输出端口PO1控制转接开关512，使得二次电池B的正电极Bp与第一电容器513连接。结果，在充电期间，第一电容器513保持二次电池B的两个电极之间的电压V1＝Ve+R·Ic。

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，并且通过输出端口PO2将充电停止控制信号发送到充电单元515。

结果，在充电停止期间，到二次电池B的充电电流Ic停止，并且第二电容器514的存储状态稳定，第二电容器514保持二次电池B的两个电极之间的电压V2＝Ve。

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，将检测的放大电压Vm除以差分放大器511的放大率Av，并且再除以充电电流Ic，以检测内部电阻r(＝(Vm/Av)/Ic)。

最终，μCOM 540通过输出端口PO2将充电开始信号发送到充电单元515。根据该控制信号，充电单元515再次开始使预定的恒定充电电流Ic流经二次电池B。结果，开始充电，并且电池状态检测过程结束。

专利文献