JP2004274987A - 電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動増幅回路を使用した電気自動車のバッテリーモジュールの電圧検出をより正確に行う方法及び装置を提供する。
【解決手段】差動増幅回路を利用して電気自動車のバッテリーモジュールの電圧を得るには、まず差動増幅回路の有効ゲインを測定し、次にバッテリーモジュールの両端電圧を印加して得られる前記差動増幅回路の出力電圧を測定し、両者を乗じて、バッテリーモジュールの電圧を算出する。このために、参照電圧を出力する補助電源、バッテリーモジュールの両端電圧を入力端子に印加するための第１スイッチング回路、参照電圧を入力端子に印加するための第２スイッチング回路、前記出力電圧に基づいて、前記モジュールの電圧を算出するコントローラーを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は電気自動車に係り、より詳しくは、電気自動車のバッテリーモジュールの電圧を検出する方法及び装置に関する。

周知のように、電気自動車は、バッテリーの電源を利用して走行が可能な自動車であって、バッテリーの電源だけを利用して走行する純粋電気自動車、伝統的な内燃機関エンジンとバッテリーの電源とを共に利用するハイブリッド電気自動車などを含む。

このような電気自動車は、動力源としての電気エネルギーを保存するためにバッテリーを使用し、バッテリーの状態は常に適切に管理されなければならない。バッテリーの状態を管理するためには、一例として、バッテリーの出力電圧を検出する必要がある。

電気自動車に使用されるバッテリーは、通常、複数個のモジュールから構成され、従って、バッテリーの出力電圧を検出するためには、複数個のモジュール各々の電圧を検出しなければならない。

しかし、電気自動車の好ましいバッテリーの状態を管理するためには、バッテリー出力電圧を検出する時、精密性及び正確性を向上させることが重要である。

バッテリー出力電圧の検出の精密性を向上させるため、アナログ電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータの分解能を向上させた例がある。この例はバッテリー出力電圧の検出の正確性については述べていない。（特許文献１参照）

通常、バッテリーモジュールの電圧を検出するためには、差動増幅器を使用した差動増幅回路を利用する。このような差動増幅回路の中には一つ以上の抵抗体が備えられるが、このような差動増幅回路は、入力端子に入力される電圧差を、前記抵抗体の抵抗値によるゲインに基づいて変換し出力している。

前記ゲインによって増幅または減衰は自明に調節できるので、ここでは当業者の理解のために“差動増幅器”という通常の用語を使用するが、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる“差動増幅器”及び“差動増幅回路”の表現における“増幅”の意味は、増幅または減衰を包括する幅広い意味で理解されねばならない。

ところで、前記差動増幅回路の出力端子には、通常コントローラーが連結され、前記コントローラー内には、前記差動増幅回路に備えられた抵抗体の抵抗値の定数が保存されている。

従って、差動増幅回路の入力端子にバッテリーモジュールの両端電圧を印加すると、前記コントローラーは、前記差動増幅回路の出力端子で発生する電圧を、前記抵抗値の定数によるゲインに基づいて変換し、バッテリーモジュールの電圧を算出できる。

しかしながら、差動増幅回路に備えられた抵抗体に関して、コントローラーに保存された抵抗値と実際の抵抗値との間には、バッテリー出力電圧の検出の正確性を下げる誤差が生じ得る。このような誤差は、一例として、抵抗体の生産過程で許容された公差や、抵抗体の抵抗値の温度依存性にもよる。つまり、抵抗体の実際の抵抗値は、前記公差範囲内の範囲で抵抗体の仕様とは、異なることが有り得る。また、抵抗体の抵抗値は、温度によって変化するので、差動増幅回路の作動温度によってバッテリーの出力電圧が異なることが有り得る。

特開平８−２９２２１５号公報

従って、本発明はこのような問題点を解決するために創出されたものであって、本発明の目的は、正確性をより向上させた電気自動車のバッテリーモジュール電圧の検出方法及び装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置は、電気自動車のモジュール化されたバッテリーに含まれたバッテリーモジュールの電圧を検出する装置であって、入力端子及び一つ以上の抵抗体を備え、前記入力端子に入力される電圧差を前記一つ以上の抵抗体の抵抗値によるゲインに基づいて変換して出力する差動増幅回路と、参照電圧を出力する補助電源と、前記入力端子に前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加するか否かを制御する第１スイッチング回路と、前記入力端子に前記補助電源電圧を印加するか否かを制御する第２スイッチング回路と、前記差動増幅回路からの出力信号に基づいて前記バッテリーモジュールの電圧を算出するコントローラーとを含み、前記コントローラーは、前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定する段階と、前記差動増幅回路の入力端子に前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階と、前記バッテリーモジュールの両端電圧が印加された前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、前記差動増幅回路の出力電圧を前記有効ゲインに基づいて変換することによって前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階とを遂行することを特徴とする。

前記有効ゲインを測定する段階は、前記第１、２スイッチング回路を第１スイッチング回路オフ及び第２スイッチング回路オン状態に制御する段階と、前記第１スイッチング回路オフ及び第２スイッチング回路オン状態で前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、前記検出された出力電圧に基づいて前記差動増幅回路の有効ゲインを算出する段階とを含むことが好ましい。

この時、前記有効ゲインを算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧を前記参照電圧で割って算出することが好ましい。

前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階は、前記第１、２スイッチング回路を、第１スイッチング回路オン及び第２スイッチング回路オフ状態に制御することが好ましい。

前記第１スイッチング回路は、キャパシタと、前記キャパシタの両端及び前記バッテリーモジュールの両端を短絡するか否かを制御する第１スイッチと、前記キャパシタの両端及び前記入力端子の両端を短絡するか否かを制御する第２スイッチとを含む。この時、前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階は、第１スイッチと第２スイッチを第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態に制御する段階と、前記第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態を設定された時間維持する段階と、前記第１スイッチをオフ状態に制御し、前記第２スイッチをオン状態に制御する段階とを含むことが好ましい。

前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧に前記有効ゲインをかけて算出することが好ましい。

本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置は、前記電気自動車の電気負荷（一例として、モータなど）にバッテリーの電源を供給するか否かを制御する電源キーをさらに含む。この時、前記コントローラーは、前記電源キーがオン状態である場合に、前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定することが好ましい。

本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置は、前記差動増幅回路の温度を検出する温度検出器をさらに含み、この時、前記コントローラーは、前記差動増幅回路の温度を検出する段階、及び前記検出された温度と設定された温度とを比較する段階をさらに遂行し、前記有効ゲインを測定する段階は、前記検出された温度が前記設定された温度より高い場合に遂行されることが好ましい。

前記差動増幅回路は差動増幅器を含み、前記差動増幅回路の入力端子は第１入力端子及び第２入力端子を含み、前記第１入力端子及び第２入力端子は、各々第１、２抵抗体を介して前記差動増幅器の第１入力端子及び第２入力端子に連結され、前記差動増幅器の出力端子は、第３抵抗体を介して前記第１入力端子に連結され、前記差動増幅器の第２入力端子は、第４抵抗体を介して接地されることが好ましい。

次に、本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置によって具現される電気自動車のバッテリーモジュールの電圧検出方法を示す。

本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法は、入力端子及び一つ以上の抵抗体を備え、前記入力端子に入力される電圧差を前記一つ以上の抵抗体の抵抗値によるゲインに基づいて変換して出力する差動増幅回路を利用して、電気自動車のモジュール化されたバッテリーに含まれたバッテリーモジュールの電圧を検出する方法であって、前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定する段階と、前記差動増幅回路の入力端子に前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階と、前記バッテリーモジュールの両端電圧が印加された前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、前記差動増幅回路の出力電圧を前記有効ゲインに基づいて変換することによって前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階とを含むことを特徴とする。

前記有効ゲインを測定する段階は、前記差動増幅回路の入力端子に参照電圧を印加する段階と、前記参照電圧が印加された状態の前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、前記検出された出力電圧に基づいて前記有効ゲインを算出する段階とを含むことが好ましい。

前記有効ゲインを算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧を前記参照電圧で割って算出することが好ましい。

前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階は、キャパシタと、前記キャパシタの両端及び前記バッテリーモジュールの両端を短絡するか否かを制御する第１スイッチと、前記キャパシタの両端及び前記入力端子の両端を短絡するか否かを制御する第２スイッチとを含む第１スイッチング回路を使用する。前記第１、２スイッチを、第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態に制御する段階と、前記第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態を設定された時間維持する段階と、前記第１スイッチをオフ状態に制御し、前記第２スイッチをオン状態に制御する段階とを含むことが好ましい。

前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧に前記有効ゲインをかけて算出することが好ましい。

本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法は、前記電気自動車の電気負荷にバッテリーの電源を供給するか否かを制御する電源キーがオン状態であるか否かを判断する段階をさらに含み、前記電源キーがオン状態である場合に、前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定する段階を遂行することが好ましい。

本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法は、前記差動増幅回路の温度を検出する段階、及び前記検出された温度と予め設定された温度とを比較する段階をさらに含み、この時、前記検出された温度が前記予め設定された温度より高い場合に、前記有効ゲインを測定する段階を遂行することが好ましい。

本発明の実施例によれば、差動増幅回路に備えられる抵抗体の抵抗値の変化に関係なく、バッテリーモジュールの電圧を正確に検出することができる。

参照電圧と参照電圧による差動増幅回路の出力電圧と有効ゲインとの関係を具体的に示した。そして、補助電源の参照電圧を利用して実際に差動増幅回路の有効ゲインを測定して使用するから、有効ゲインの正確性を期すことができる。

バッテリーモジュールと差動増幅回路との間は、キャパシタカップリング（ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で連結としたので、バッテリーと差動増幅回路との間の干渉を最小限にすることができる。

電源キーがオン状態で、差動増幅回路の温度に変化があっても、有効ゲインを再度測定することにより、常に正確な有効ゲインを使用することができる。

以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置の構成図である。

本発明の実施例による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置１００は、電気自動車のモジュール化されたバッテリー１１０に含まれたバッテリーモジュール１１５の電圧を検出する装置である。

図１に示すように、本発明の実施例による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置１００は、入力端子１４０及び一つ以上の抵抗体Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を備え、前記入力端子１４０に入力される電圧差を前記一つ以上の抵抗体Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値によるゲインに基づいて変換して出力する差動増幅回路１３０と、参照電圧Ｖｒｅｆを出力する補助電源１９０と、前記入力端子１４０に前記バッテリーモジュール１１５の両端電圧を印加するか否かを制御する第１スイッチング回路ＳＣ１と、前記入力端子１４０に前記補助電源１９０の参照電圧を印加するか否かを制御する第２スイッチング回路ＳＣ２と、前記差動増幅回路１３０からの出力信号に基づいて前記バッテリーモジュール１１５の電圧を算出するコントローラー１５０とを含む。

また、本発明の実施例による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置１００は、前記差動増幅回路１３０の温度を検出する温度検出器１９５、及び電気自動車の電気負荷１７０にバッテリー１１０の電源を供給するか否かを制御する電源キー１８０をさらに含む。

前記差動増幅回路１３０は様々な形態で具現される。一例として、本発明の実施例においては、前記差動増幅回路１３０は差動増幅器１３５を含む。前記差動増幅回路の入力端子１４０は第１入力端子１４１及び第２入力端子１４２を含み、前記第１入力端子１４１及び第２入力端子１４２は、各々第１、２抵抗体Ｒ１、Ｒ２を介して前記差動増幅器１３５の第１入力端子１４１及び第２入力端子１４２に連結される。前記差動増幅器１３５の出力端子ＯＵＴは、第３抵抗体Ｒ３を介して前記第１入力端子１４１に連結され、前記差動増幅器１３５の第２入力端子１４２は、第４抵抗体Ｒ４を介して接地される。このような場合に、差動増幅回路１３０のゲインは、“−Ｒ３／Ｒ１”の値になる。前記第１、２抵抗体Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は数Ｍオーム程度、そして前記第３、４抵抗体Ｒ３、Ｒ４の抵抗値は数十ｋオーム程度であることが好適である。

前記補助電源１９０が出力する参照電圧Ｖｒｅｆは任意の電圧としてよく、前記差動増幅回路１３０に含まれた各素子の負荷を考慮して当業者が自明に設定することができる。

図１に示すように、前記第１スイッチング回路ＳＣ１は、差動増幅回路１３０の入力端子１４０とバッテリーモジュール１１５との間に介され、前記第２スイッチング回路ＳＣ２は、差動増幅回路１３０の入力端子１４０と補助電源１９０との間に介される。このような構成により、前記バッテリーモジュール１１５及び前記補助電源１９０は、差動増幅回路１３０の入力端子１４０に並列に連結される。

前記第１スイッチング回路ＳＣ１は、キャパシタＣ１と、前記キャパシタＣ１の両端及び前記バッテリーモジュール１１５の両端を短絡するか否かを制御する第１スイッチＳＷ１と、前記キャパシタＣ１の両端及び前記入力端子１４０の両端を短絡するか否かを制御する第２スイッチＳＷ２とを含む。前記第１スイッチＳＷ１は、キャパシタＣ１の両端とバッテリーモジュール１１５の両端との間に一対のスイッチとして介在し、前記第２スイッチＳＷ２は、キャパシタＣ１の両端と入力端子１４０の両端との間に一対のスイッチとして介在する。

前記第２スイッチング回路ＳＣ２は、前記補助電源１９０の両端と前記入力端子１４０の両端との間に一対のスイッチとして介在する第３スイッチＳＷ３を含む。

前記温度検出器１９５は、前記差動増幅回路１３０の温度を検出することができる任意の構成とすることができる。

前記電源キー１８０は、前記バッテリー１１０の電源を使用することができるように回路を連結するか否かを制御するためのものであって、当業者に自明である。

前記コントローラー１５０は、設定されたソフトウェアによって動作する一つ以上のマイクロプロセッサーであって、前記設定されたソフトウェアは、後述する本発明の実施例のバッテリーモジュール電圧検出方法に含まれた各段階を遂行するための一連の命令とすることができる。

次に、図２を参照して、本発明の実施例のバッテリーモジュール電圧検出方法を詳細に説明する。

図２に示すように、本発明の実施例のバッテリーモジュール電圧検出方法は、前記コントローラー１５０が前記差動増幅回路１３０の変化可能な有効ゲインＧｅｆｆを測定する段階（Ｓ２２０またはＳ２４０）と、前記差動増幅回路１３０の入力端子１４０に前記バッテリーモジュール１１５の両端電圧を印加する段階（Ｓ２５０）と、前記バッテリーモジュール１１５の両端電圧が印加された前記差動増幅回路１３０の出力電圧を検出する段階（Ｓ２７０）と、前記差動増幅回路１３０の出力電圧を前記有効ゲインＧｅｆｆに基づいて変換することにより前記バッテリーモジュール１１５の電圧を算出する段階（Ｓ２８０）とを遂行することを特徴とする。

以下、より詳細に本発明の実施例のバッテリーモジュール電圧検出方法を説明する。

まず、コントローラー１５０は、電気自動車の電源キー１８０がオン状態であるか否かを判断し（Ｓ２１０）、オン状態である場合に、前記差動増幅回路１３０の変化可能な有効ゲインＧｅｆｆを測定する（Ｓ２２０）。

ここで、前記有効ゲインを測定する段階（Ｓ２２０）は、図３に示すように、前記差動増幅回路の入力端子１４０に参照電圧Ｖｒｅｆを印加し（Ｓ３１０）、前記参照電圧Ｖｒｅｆが印加された状態の前記差動増幅回路１３０の出力電圧Ｖ１を検出した後（Ｓ３２０）、前記検出された出力電圧Ｖ１に基づいて前記有効ゲインＧｅｆｆを算出する（Ｓ３３０）。

差動増幅回路の入力端子１４０に参照電圧Ｖｒｅｆを印加する段階（Ｓ３１０）は、前記第１、２スイッチング回路ＳＣ１、ＳＣ２を、第１スイッチング回路オフ及び第２スイッチング回路オン状態に制御することによって可能になる。第１スイッチング回路ＳＣ１がオフの状態では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のいずれもオフの状態に制御するのが好ましい。

前記検出された出力電圧Ｖ１に基づいて有効ゲインＧｅｆｆを算出する段階（Ｓ３３０）は、前記差動増幅回路の出力電圧Ｖ１を前記参照電圧Ｖｒｅｆで割って算出する。

有効ゲインＧｅｆｆを算出（Ｓ３３０）した後には、コントローラー１５０は、前記第３スイッチＳＷ３をオフ状態に制御することにより、補助電源１９０と差動増幅回路１３０との連結を解除する（Ｓ３４０）。

再び、図２を参照するに、電源キー１８０がオン状態でない場合、あるいは電源キー１８０がオン状態になって有効ゲインＧｅｆｆを測定する段階（Ｓ２２０）が終了した場合に、コントローラー１５０は、前記温度検出器１９５を通じて前記差動増幅回路１３０の温度Ｔを検出し（Ｓ２２５）、検出された温度Ｔと設定された温度Ｔｓとを比較する（Ｓ２３０）。

温度を比較した結果、検出された差動増幅回路１３０の温度Ｔが設定された温度Ｔｓより高い場合に、前記差動増幅回路１３０の変化可能な有効ゲインＧｅｆｆを測定する（Ｓ２４０）。

このように、差動増幅回路１３０の温度Ｔを設定された温度Ｔｓと比較するのは、抵抗体の抵抗値が温度によって敏感に変化するためである。つまり、電気自動車の運行過程で差動増幅回路の温度が変化する場合、差動増幅回路１３０の実際のゲインが変化し、このように変化した実際のゲインを検出するために温度の比較が必要である。

前記設定された温度Ｔｓは、差動増幅回路１３０に備えられる抵抗体の特性を考慮して当業者が自明に設定することができる。

前記有効ゲインを測定する段階（Ｓ２４０）は、前述した有効ゲインを測定する段階（Ｓ２２０）と同様に、図３に示された一連の動作によって有効ゲインを測定する。

温度を比較した結果、検出された差動増幅回路１３０の温度が設定された温度Ｔｓより高くない場合、または検出された差動増幅回路１３０の温度が設定された温度Ｔｓより高くて有効ゲインＧｅｆｆを測定した場合に、コントローラー１５０は、前記差動増幅回路の入力端子１４０に前記バッテリーモジュール１１５の両端電圧を印加する（Ｓ２５０）。

前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階（Ｓ２５０）で、コントローラー１５０は、前記第１、２スイッチング回路ＳＣ１、ＳＣ２を第１スイッチング回路オン及び第２スイッチング回路オフ状態に制御する。

本発明の実施例では、第２スイッチング回路ＳＣ２は有効ゲインを測定する段階（Ｓ２２０またはＳ２４０）で既にオフ状態になっているので（Ｓ３４０段階を参照）、前記段階（Ｓ２５０）では第１スイッチング回路ＳＣ１をオン状態に制御する必要がある。

このために、コントローラー１５０は、前記第１、２スイッチＳＷ１、ＳＷ２を、第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態に制御し（Ｓ２５５）、前記第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態を設定された時間維持した後（Ｓ２６０）、前記第１スイッチをオフ状態に制御し、前記第２スイッチをオン状態に制御する（Ｓ２６５）。

このような段階（Ｓ２５５〜Ｓ２６５）を通じて、バッテリーモジュール１１５の電圧はキャパシタＣ１を経由して差動増幅回路１３０に印加され、これにより、バッテリーモジュール１１５と差動増幅回路１３０との間の直接的な電圧干渉を防止することができる。

前記設定された時間は、キャパシタＣ１の容量を考慮して当業者が自明に設定することができ、一例として、１０ｍｓｅｃ程度に設定できる。

このように、差動増幅回路１３０に前記バッテリーモジュール１１５の両端電圧が印加された場合には、コントローラー１５０は、バッテリーモジュールの両端電圧が印加された状態の差動増幅回路１３０の出力電圧Ｖ０を検出し（Ｓ２７０）、第１、２スイッチのいずれもオフの状態になるように、前記第２スイッチＳＷ２をオフ状態に制御する（Ｓ２７５）。

そして、前記差動増幅回路の出力電圧Ｖ０を前記有効ゲインＧｅｆｆに基づいて変換することにより、前記バッテリーモジュール１１５の電圧Ｖを算出する（Ｓ２８０）。

バッテリーモジュール１１５の電圧を算出する段階（Ｓ２８０）は、前記差動増幅回路１３０の出力電圧Ｖ０に前記有効ゲインＧｅｆｆをかけて算出する。

バッテリーモジュール１１５の電圧Ｖを算出する段階（Ｓ２８０）が終了した場合には、コントローラー１５０は、電源キー１８０がオフ状態に切り替えられたかを判断（Ｓ２９０）する。電源キー１８０がオフ状態である場合には、本発明の実施例によるバッテリーモジュール電圧検出方法を終了する。電源キー１８０がオフ状態でない場合には、前記差動増幅回路１３０の温度Ｔを検出する段階（Ｓ２２５）に進む。これにより、差動増幅回路１３０の温度を検出する段階（Ｓ２２５）からバッテリーモジュールの電圧を算出する段階（Ｓ２８０）までの一連の動作を電源キー１８０がオフ状態になるまで持続的に繰り返す。

以上で、本発明の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法及び装置に関する好ましい実施例を説明した。本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で変形が可能である。

電気自動車のバッテリー電圧検出装置に利用できる。

本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置の構成図である。（実施例１） 本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法のフローチャートである。（実施例１） 本発明による電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法における、有効ゲインを測定する段階の詳細フローチャートである。（実施例１）

符号の説明

１００ バッテリーモジュール電圧検出装置
１１０ バッテリー
１１５ バッテリーモジュール
１３０ 差動増幅回路
１３５ 差動増幅器
１４０ 入力端子
１４１ 第１入力端子
１４２ 第２入力端子
１５０ コントローラー
１７０ 電気負荷
１８０ 電源キー
１９０ 補助電源
１９５ 温度検出器
ＳＣ１ 第１スイッチング回路
ＳＣ２ 第２スイッチング回路
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＳＷ３ 第３スイッチ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗体
Ｇｅｆｆ 有効ゲイン
Ｃ１ キャパシタ
Ｖｒｅｆ 参照電圧

Claims (16)

1. 電気自動車のモジュール化されたバッテリーに含まれたバッテリーモジュールの電圧を検出する装置であって、
   入力端子及び一つ以上の抵抗体を備え、前記入力端子に入力される電圧差を前記一つ以上の抵抗体の抵抗値によるゲインに基づいて変換して出力する差動増幅回路と、
   参照電圧を出力する補助電源と、
   前記入力端子に前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加するか否かを制御する第１スイッチング回路と、
   前記入力端子に前記補助電源の参照電圧を印加するか否かを制御する第２スイッチング回路と、
   前記差動増幅回路からの出力信号に基づいて前記バッテリーモジュールの電圧を算出するコントローラーとを含み、
   前記コントローラーは、
   前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定する段階と、
   前記差動増幅回路の入力端子に前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階と、
   前記バッテリーモジュールの両端電圧が印加された前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、
   前記差動増幅回路の出力電圧を前記有効ゲインに基づいて変換することによって、前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階とを遂行することを特徴とする、電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
2. 前記有効ゲインを測定する段階は、
   前記第１、２スイッチング回路を第１スイッチング回路オフ及び第２スイッチング回路オン状態に制御する段階と、
   前記第１スイッチング回路オフ及び第２スイッチング回路オン状態で前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、
   前記検出された出力電圧に基づいて前記差動増幅回路の有効ゲインを算出する段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
3. 前記有効ゲインを算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧を前記参照電圧で割って算出することを特徴とする、請求項２に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
4. 前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階は、
   前記第１、２スイッチング回路を第１スイッチング回路オン及び第２スイッチング回路オフ状態に制御することを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
5. 前記第１スイッチング回路は、キャパシタ、前記キャパシタの両端及び前記バッテリーモジュールの両端を短絡するか否かを制御する第１スイッチ、及び前記キャパシタの両端及び前記入力端子の両端を短絡するか否かを制御する第２スイッチを含み、
   前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階は、
   前記第１、２スイッチを第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態に制御する段階と、
   前記第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態を設定された時間維持する段階と、
   前記第１スイッチをオフ状態に制御し、前記第２スイッチをオン状態に制御する段階とを含むことを特徴とする、請求項４に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
6. 前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧に前記有効ゲインをかけて算出することを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
7. 前記電気自動車の電気負荷にバッテリーの電源を供給するか否かを制御する電源キーをさらに含み、
   前記コントローラーは、前記電源キーがオン状態である場合に、前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定することを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
8. 前記差動増幅回路の温度を検出する温度検出器をさらに含み、
   前記コントローラーは、前記差動増幅回路の温度を検出する段階、及び前記検出された温度と予め設定された温度とを比較する段階をさらに遂行し、
   前記有効ゲインを測定する段階は、前記検出された温度が前記予め設定された温度より高い場合に遂行されることを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
9. 前記差動増幅回路は差動増幅器を含み、
   前記差動増幅回路の入力端子は第１入力端子及び第２入力端子を含み、
   前記差動増幅回路の前記第１入力端子及び第２入力端子は、各々第１抵抗体及び第２抵抗体を介して前記差動増幅器の前記第１入力端子及び第２入力端子に連結され、
   前記差動増幅器の出力端子は、第３抵抗体を介して前記第１入力端子に連結され、
   前記差動増幅器の第２入力端子は第４抵抗体を介して接地されることを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出装置。
10. 入力端子及び一つ以上の抵抗体を備え、前記入力端子に入力される電圧差を前記一つ以上の抵抗体の抵抗値によるゲインに基づいて変換して出力する差動増幅回路を利用して、電気自動車のモジュール化されたバッテリーに含まれたバッテリーモジュールの電圧を検出する方法であって、
    前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定する段階と、
    前記差動増幅回路の入力端子に前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階と、
    前記バッテリーモジュールの両端電圧が印加された前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、
    前記差動増幅回路の出力電圧を前記有効ゲインに基づいて変換することによって、前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階とを含むことを特徴とする、電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。
11. 前記有効ゲインを測定する段階は、
    前記差動増幅回路の入力端子に参照電圧を印加する段階と、
    前記参照電圧が印加された状態の前記差動増幅回路の出力電圧を検出する段階と、
    前記検出された出力電圧に基づいて前記有効ゲインを算出する段階とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。
12. 前記有効ゲインを算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧を前記参照電圧で割って算出することを特徴とする、請求項１１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。
13. 前記バッテリーモジュールの両端電圧を印加する段階は、
    キャパシタ、前記キャパシタの両端及び前記バッテリーモジュールの両端を短絡するか否かを制御する第１スイッチ、及び前記キャパシタの両端及び前記入力端子の両端を短絡するか否かを制御する第２スイッチを含む第１スイッチング回路を利用して、
    前記第１、２スイッチを第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態に制御する段階と、
    前記第１スイッチオン及び第２スイッチオフ状態を設定された時間維持する段階と、
    前記第１スイッチをオフ状態に制御し、前記第２スイッチをオン状態に制御する段階とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。
14. 前記バッテリーモジュールの電圧を算出する段階は、前記差動増幅回路の出力電圧に前記有効ゲインをかけて算出することを特徴とする、請求項１０に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。
15. 前記電気自動車の電気負荷にバッテリーの電源を供給するか否かを制御する電源キーがオン状態であるか否かを判断する段階をさらに含み、
    前記電源キーがオン状態である場合に、前記差動増幅回路の変化可能な有効ゲインを測定する段階が遂行されることを特徴とする、請求項１０に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。
16. 前記差動増幅回路の温度を検出する段階、及び前記検出された温度と予め設定された温度とを比較する段階をさらに含み、
    前記有効ゲインを測定する段階は、前記検出された温度が前記予め設定された温度より高い場合に遂行されることを特徴とする、請求項１０に記載の電気自動車のバッテリーモジュール電圧検出方法。

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