专利名称：用于蓄电池组件的电压测量设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测蓄电池组件中的电压的电压测量设备，在该蓄电池组件中，多个电池串联连接以输出所期电压。
背景技术：
例如，电动车辆和混合动力车辆每一种都具有作为马达的驱动电源的高电压蓄电池。这种类型的高电压蓄电池将诸如氢蓄电池或者锂蓄电池的二次蓄电池(可再充电蓄电池)的多个电池串联连接以获得高电压。而且，因为所有的二次蓄电池以相同的电力充电或者放电，所以如果各二次蓄电池的劣化状态是相互不同的，则二次蓄电池易于被过度充电或者过度放电。在这些情况下，需要确认各单元电池的充电状态从而使二次蓄电池不过度充电或者过度放电。因此，将多个(例如55个)单元电池划分成例如五个区块(B卩，每一个区块具有11个电池)，并且实时地利用为每一个区块提供的电压检测IC来测量每一个区块的电压。在这种情况中，电压检测IC测量在一个区块中的单位电池(例如，11个电池)的电压，并且具有用于电压检测的IC的A/D转换器将检测到的模拟电压信号转换成数字信号，并且将数字信号传输到主微型计算机。此后，主微型计算机根据测量到的电压值是否落入给定范围内而判定二次蓄电池的异常(例如，参考专利文献I)。引用列表专利文献专利文献I :日本专利文献JP-A-2005-62028
发明内容
技术问题然而，在上述传统电压测量设备中，当作为蓄电池的输出电压存在正电压和负电压这两者时，A/D转换器仅仅能够检测正电压。因此，电压检测IC检测负的输出电压为0V，并且向主微型计算机传输信号。结果，不能精确地测量输出电压。特别地，当将传统电压测量设备应用于使用氢气和氧气作为燃料产生电力以使得车辆能够行驶的燃料蓄电池车辆时，根据在燃料蓄电池中放置的电池内的燃料的状态，燃料蓄电池的输出电压可能变为负电压。在这种情况中，因为A/D转换器不能对负电压进行A/D转换，所以检测到电池的输出电压为0V。结果，出现不能精确地测量输出电压的这种问题。在上述情况下，已经实现本发明用于解决以上传统问题，并且本发明的一个目的在于提供一种用于蓄电池组件的电压测量设备，即使当电池的输出电压为负时，该电压测量设备也能够以高精度测量输出电压。解决问题的方案为了实现以上目的，根据本发明的第一方面，提供一种电压测量设备，在所述蓄电池组件中，多个电池串联连接以输出预期电压，所述电压测量设备包括极性检测单元，该极性检测单元各自为所述多个电池中的各个电池设置，以检测从所述电池输出的电压的极性；绝对值检测单元，该绝对值检测单元各自为所述多个电池中各个电池设置，以检测从所述电池输出的电压的绝对值;A/D转换单元，该A/D转换单元为多个区块中的各个区块设置，以对应于各区块的电池数字化由所述绝对值检测单元检测出的电压的绝对值，所述多个区块是各电池所划分成的并且各个区块包括至少一个电池；和电压检测单元，所述电压检测单元基于电压的数字化绝对值和电压的极性来计算各电池的、带有极性的输出电压，以检测每一个区块的、带有极性的输出电压的总电压。根据本发明的第二方面，提 供根据本发明的第一方面的用于蓄电池组件的电压测量设备，该电压测量设备还包括控制单元，该控制单元向各电压检测单元输出电压测量请求信号、获取由各电压检测单元检测的总电压，并且提供所获取的总电压作为所述电池的输出电压；和电压转换单元，该电压转换单元连接到供应用于操作所述控制单元的电力的电源，以转换来自所述电源的电力，其中，当向各电压检测单元输出所述电压测量请求信号时，所述控制单元向所述电压转换单元输出用于供应电力的供电信号；并且其中，在从所述控制单元获取所述电压测量请求信号时，所述电压转换单元向所述绝对值检测单元供应电力。根据本发明的第三方面，提供根据本发明的第一或者第二方面的用于蓄电池组件的电压测量设备，该电压测量设备还包括控制单元，所述控制单元向各电压检测单元输出电压测量请求信号、获取由各电压检测单元检测的总电压，并且提供所获取的总电压作为所述电胞的输出电压；和电压转换单元，所述电压转换单元被连接到供应用于操作所述控制单元的电力的电源，以转换来自所述电源的电力，其中，当向各电压检测单元输出所述电压测量请求信号时，所述控制单元向所述电压转换单元输出用于供应电力的供电信号；并且其中，在从所述控制单元获取所述电压测量请求信号时，所述电压转换单元向所述极性检测单元供应电力。根据本发明的第四方面，提供根据本发明的第一到第三方面中的任何一项的用于蓄电池组件的电压测量设备，其中所述电池是从第一电池到第N电池的N个电池；其中，所述第一电池胞的负电极接地；其中，所述第N电池的正电极设为最高电压；并且其中，以第(η-I)电池的电压作为基准电压来测量第η电池(2 ^N)的电压。本发明的有利效果根据本发明的第一方面，通过绝对值检测单元检测由电池输出的电压的绝对值，并且使所检测到的绝对值电压经历A/D转换。因此，A/D转换单元并不对于负的输出电压进行A/D转换。而且，通过电压检测单元基于电压的绝对值和电压的极性计算各电池的、带有极性的输出电压，并且检测带有极性的输出电压的总电压。因此，能够精确地测量输出电压。因此，能够提供即使当电池的输出电压为负时也能够高精度地测量输出电压的、用于蓄电池组件的电压测量设备。此外，因为对应于每一个区块中的电池由极性检测单元和绝对值检测单元获得输出电压的总和，所以无需改变电压检测单元的配置，并且能够降低制造成本。根据本发明的第二方面，因为通过与供应用于操作控制单元的电力的电源的相连接电压转换单元，向绝对值检测单元供应电力，所以无需提供另外的电源，并且能够降低制造成本。根据本发明的第三方面，因为通过与供应用于操作控制单元的电力的电源相连接的电压转换单元，向极性检测单元供应电力，所以无需提供另外的电源，并且能够降低制造成本。根据本发明的第四方面，因为以第(η-I)电池的电压作为基准电压测量第η电池的电压，所以能够总是通过测量正的绝对电压作为基准电压而减小在测量值中的误差。
图I是示出根据本发明的一个实施例的、用于燃料蓄电池的电压测量设备的配置的框图；图2是示出根据本发明的实施例的电压测量设备的详细配置的框图；·图3是示出在根据本发明的实施例的电压测量设备中的绝对值电路的示意图；图4是示出在根据本发明的实施例的电压测量设备中的绝对值电路的基准电压的不意图；图5是示出在根据本发明的实施例的电压测量设备中的电压测量过程的流程图。附图标记列表10电压测量设备11高电压侧装置12低电压侧装置13燃料蓄电池21-1到21-5第一到第五电压检测IC22电池电压和极性信号输入单元23电源电路25复用器26 A/D 转换器27控制单元28通信单元31通信线路32绝缘接口33主微型计算机35 通信 I/F40绝对值电路41蓄电池42 DC/DC 转换器43调节器45第一反相放大器电路46第二反相放大器电路47 二极管
48加法放大器电路50极性检测器电路61-1到61-5第一到第五区块71-1到71-5基准电源
具体实施例方式在下文中，将参考附图描述本发明的一个实施例。首先，将参考图I描述根据本发明的实施例的电压测量设备。图I是示出根据本发明的实施例的、用于燃料蓄电池的电压测量设备10和具有多个电池Pl到P55的燃料蓄电池13的框图。根据这个实施例的燃料蓄电池13例如被安装在车辆上，并且旨在供应用于驱动车辆驱动马达的电力。
如在图I中所示，根据本发明的实施例的电压测量设备10测量将该多个电池Pl到P55串联连接并且输出电压的所述燃料蓄电池的输出电压。该多个电池Pl到P55包括从第一电池到第55电池的55个电池。电池Pl (第一电池)的负电极接地，并且电池P55 (第55电池)的正电极具有最高电压。该多个电池Pl到P55每一个均设置有极性检测器电路(极性检测单元)50。而且，该多个电池Pl到P55每一个均设置有绝对值电路(绝对值检测单元)40。绝对值电路40检测由该多个电池Pl到P55中的每一个输出的电压的绝对值。例如，当由电池Pl输出的电压为-2. 5V时，绝对值电路40检测到Pl的绝对电压为2. 5V。而且，如在图I中所示，根据本发明的实施例的电压测量设备10通过绝缘接口 32而被划分成高电压侧装置11和低电压侧装置12。高电压侧装置11包括五个电压检测IC (电压检测单元)，即，第一电压检测IC(21-1)到第五电压检测IC (21-5)。第一电压检测IC (21-1)对应于作为第一区块(61-1)而划分的11个电池Pl到P11，检测由极性检测器电路50所检测的极性信号，并且对应于电池Pl到Pll测量作为绝对值电路40的输出电压的绝对值电压。而且，第二电压检测IC (21-2)对应于作为第二区块(61-2)而划分的11个电池P12到P22，检测由极性检测器电路50所检测的极性信号，并且对应于电池P12到P22测量作为绝对值电路40的输出电压的绝对电压。类似地，第三电压检测IC (21-3)对应于作为第三区块(61-3)而划分的11个电池P23到P33，检测由极性检测器电路50所检测的极性信号，并且对应于电池P23到P33测量作为绝对值电路40的输出电压的绝对电压。第四电压检测IC (21-4)对应于作为第四区块(61-4)而划分的11个电池P34到P44，检测由极性检测器电路50所检测的极性信号，并且对应于电池P34到P44测量作为绝对值电路40的输出电压的绝对电压。第五电压检测IC (21-5)对应于作为第五区块(61-5)而划分的11个电池P45到P55，检测由极性检测器电路50所检测的极性信号，并且对应于电池P45到P55测量是绝对值电路40的输出电压的绝对电压。此外，电压检测IC (21-1)到(21-5)中的每一个均设置有A/D转换器26 (参考将在以后描述的图4，被称为“ADC”)。A/D转换器26基于从A/D转换基准电源71_1到71_5(参考图I)输出的基准电压，将对于每一个区块(第一区块到第五区块)所检测到的极性信号的模拟电压信号(串联连接的11个电池的电压信号)转换成数字电压信号。而且，A/D转换器26将对于每一个区块所测量到的绝对电压的模拟电压信号(串联连接的11个电池的电压信号)转换成数字电压信号。即，绝对值电路40输出通过从由该多个电池Pl到P55输出的电压去除极性(正号或者负号)而获得的绝对值，并且因此将被输入到A/D转换器26的模拟电压信号总是正电压的模拟电压信号。而且，第二到第五电压检测IC (21-2)到(21-5)通过通信线路31而被连接到第一电压检测IC (21-1)，并且第一电压检测IC (21-1)通过绝缘接口 32而被连接到在低电压侧装置12 —侧上放置的主微型计算机(控制单元)33。即，利用菊花链通信，主微型计算机33和各电压检测IC (21-1)到(21-5)通过绝缘接口 32而相互连接。低电压侧装置12设置有输出5V的DC电压的调节器43。调节器43从在车辆中安装的电池(电源)41输出的电压(例如，12V)产生稳定的、5V的DC电压，并且将所产生的DC电压施加到主微型计算机33。此外，蓄电池41被连接到DC/DC转换器(电压转换单元)42，并且DC/DC转换器42升高从蓄电池41输出的电压(例如，12V)，并且将电力施加到极性检测器电路50和绝对值电路40。·在根据本发明的实施例的电压测量设备10中，当主微型计算机33向各电压检测IC (21-1)到(21-5)输出电压测量请求信号时，主微型计算机33输出用于向DC/DC转换器42供应电力的信号。当DC/DC转换器42获取来自主微型计算机33的电压测量请求信号时，DC/DC转换器42向极性检测器电路50和绝对值电路40供应电力。然后，当各电压检测IC (21-1)到(21-5)接收从主微型计算机33输出的电压测量请求信号时，电压检测IC (21-1)到(21-5)基于由A/D转换器26数字化的绝对电压和由极性检测器电路50检测的电压的极性来为电池Pl到P55中的每一个计算带有极性的输出电压。然后，电压检测IC (21-1)到(21-5)检测带有极性的输出电压的总电压，并且向主微型计算机33传输检测到的总电压。将在以后描述细节。随后，将参考图2详细地给出根据本发明的实施例的极性检测器电路50和绝对值电路40的说明。图2是被放置在电池Pl到P4中的极性检测器电路50和绝对值电路40的电路图。因为电池P5到P55具有与在电池Pl到P4中的相同的电路配置，所以将省略其详细说明。如在图2中所示，分别地，电池Pl到P4配备有检测由电池Pl到P4输出的电压的极性的极性检测器电路50a到50d，和检测由电池Pl到P4输出的电压的绝对值的绝对值电路40a到40d，并且向在图I中示出的第一电压检测IC (21_1)输出绝对值。极性检测器电路50a到50d检测极性，S卩，由电池Pl到P4输出的输出电压是正电压还是负电压。具体地，由电池Pl到P4中的每一个输出的电压被输入到运算放大器(未示出)，并且如果从运算放大器输出的极性信号是信号H，则极性检测器电路50a到50d中的每一个检测到由每一个电池输出的电压是正电压。如果极性信号是信号L，则极性检测器电路50a到50d中的每一个检测到由每一个电池输出的电压是负电压。向在图I中示出的第一电压检测IC (21-1)输出检测极性信号。电力被从DC/DC转换器42供应到极性检测器电路50a到50d的运算放大器(未示出)(参考图I)。当极性检测器电路50a到50d从DC/DC转换器42接收电力时，极性检测器电路50a到50d分别地检测电池Pl到P4的输出电压的极性是正电压还是负电压。分别地，绝对值电路40a到40d包括放大并且输出在电池Pl到P4的正端子和负端子之间的电压的第一反相放大器电路45a到45d ;和从正电极侧接收第一反相放大器电路45a到45d的输出电压的第二反相放大器电路46a到46d。绝对值电路40a到40d还包括被放置在第二反相放大器电路46a到46d的输出侧上的、当输入电压为正时接通并且当输入电压为负时切断的二极管47a到47d ;和被放置在二极管47a到47d的输出侧上的加法放大器电路48a到48d。电力被从DC/DC转换器42供应到在第一反相放大器电路45a到45d、第二反相放大器电路46a到46d、二极管47a到47d和加法放大器电路48a到48d中设置的运算放大器的电源+Vl和-Vl。当电力被从DC/DC转换器42供应到绝对值电路40a到40d时，绝对值电路40a到40d向在图I中示出的第一电压检测IC (21_1)输出电池Pl到P4的输出电压的绝对电压。例如，如果电池Pl的输出电压是2. 5V，则绝对电压被输出为2. 5V，并且如果电池P2的输出电压为-2. 5V，则绝对电压被输出为2. 5V。随后，将参考图3给出根据本发明的实施例的绝对值电路40的基准电压的说明。图3是示出根据本发明的实施例的绝对值电路40的基准电压的示意图。电池P2到P55具有与电池P13到P15相同的配置，并且因此将省略其详细说明。如在图3中所示，电池P13到P15分别地设置有检测由电池P13到P15输出的电压的极性的极性检测器电路50m到50ο。而且，以第(η-l)电池的电压作为基准电压测量从第η电池(2 ^ n ^ N)的绝对值电路40输出的电压。即，电池Ρ14 (第14电池)以从电池Ρ13 (第13电池)的绝对值电路40m输出的绝对电压作为基准电压来测量电池Ρ14的输出电压。而且，电池P15 (第15电池)以从电池P14 (第14电池)的绝对值电路40η输出的绝对电压作为基准电压来测量电池Ρ15的输出电压。电池Pl (第一电池)(参考图I)以地电压作为基准电压来测量输出电压Pl。随后，将参考图4给出根据本发明的实施例的电压检测IC的详细配置的说明。图4是示出第一电压检测IC (21-1)的内部配置的框图。第二到第五电压检测IC (21-2)到(21-5)具有与第一电压检测IC (21-1)相同的配置，并且因此将省略其详细说明。如在图4中所示，第一电压检测IC (21-1)包括接收从电池Pl到Pll输出的电力以产生给定电压的电源电路23;以及电池电压和极性信号输入单元22，该电池电压和极性信号输入单元22检测由为设置在第一区块(61-1)中的各电池Pl到Pll中的每一个提供的极性检测器电路50所检测到的极性信号，和从为电池Pl到Pll中的每一个提供的绝对值电路40所输出的绝对电压。第一电压检测IC (21-1)还包括将从电池电压和极性信号输入单元22输出的各电池的信号转换成一个系统的时间序列信号的复用器25 ;和将从复用器25输出的、各单元电池的信号转换成数字信号的A/D转换器26。A/D转换器26基于从基准电源71_1输出的基准电压将从复用器25输出的、各电池的极性信号和绝对电压信号转换成数字信号(参考图I)。而且，第一电压检测IC (21-1)包括控制单元27，和两个通信I/F 35a和35b。控制单元27整体上控制第一电压检测IC (21-1)。特别地，当从在图I中示出的主微型计算机33传输了电池电压的电压测量请求信号时，控制单元27根据由为电池Pl到Pll中的每一个提供的极性检测器电路50所检测到的极性信号和通过由A/D转换器26数字化所述绝对值电路40的输出电压而产生的数字电压，来获得总电压，并且通过通信I/F35a和35b向主微型计算机33传输所述总电压。而且，在获得所述总电压的情况下，控制单元27将与极性信号为正的电池相对应的绝对电压相加，并且减去与极性信号为负的电池相对应的绝对电压，以获得总电压。即，从电池电压和极性信号输入单元2输出的、各电池的信号被转换成一个系统的时间序列信号并且输入到控制单元27。结果，例如，如果第一输入极性信号为正，并且第二输入极性信号为负，则控制单元27加上第一输入绝对电压(例如，2. 5V)，并且减去第二输入绝对电压(例如，O. 5V)，以由此获得总电压(例如，2. OV)。随后，将给出根据本发明的实施例的、如上所述配置的电压测量设备10的操作的说明。图5是根据本发明的实施例的电压测量过程的流程图。 首先，在步骤Sll的处理中，主微型计算机33输出用于指令DC/DC转换器42开始供电的供电信号。结果，蓄电池41的输出电压(例如，12V)被升高至大约40V的高电压，并且然后被施加到极性检测器电路50和绝对值电路40。在步骤S12的处理中，主微型计算机33基于从极性检测器电路50和绝对值电路40向各电压检测IC (21-1)到(21-5)输出的信号来测量在各区块中的电池Pl到P55的输出电压，并且输出用于指令各电压检测IC (21-1)到(21-5)检测通过对测量电压求和而获得的总电压的电压测量请求信号。在步骤S13的处理中，在从主微型计算机33接收到指令时，电压检测IC (21-1)到(21-5)对应于在各区块中的电池Pl到P55来检测从极性检测器电路50输出的电压的极性。在这个处理中，对应于各电池Pl到P55由极性检测器电路50检测的极性信号被供应到电池电压和极性信号输入单元22，并且通过复用器25被进一步供应到A/D转换器26。结果，数字化极性信号被输入到控制单元27。在步骤S14的处理中，在从主微型计算机33接收到指令时，各电压检测IC(21_1)到(21-5)对应于在各区块中的电池Pl到P55利用绝对值电路40来检测由电池Pl到P55输出的电压的绝对电压。在这个处理中，对应于各电池Pl到P55由绝对值电路40输出的绝对电压信号被供应到电池电压和极性信号输入单元22，并且通过复用器25被进一步供应到A/D转换器26。结果，数字化了的绝对电压信号被输入到控制单元27。在步骤S15的处理中，在从主微型计算机33接收到指令时，电压检测IC(21-1)到(21-5)计算通过基于输入控制单元27的极性信号对绝对电压数据求和而获得的电压值。即，在第一电压检测IC (21-1)的情形中，第一电压检测IC (21-1)将与极性信号为正的电池相对应的绝对电压相加，并且减去与极性信号为负的电池相对应的绝对电压，以由此对作为电池Pl到Pll的输出电压的11个绝对电压求和。在步骤S16的处理中，在从主微型计算机33接收到指令时，电压检测IC (21-1)到(21-5)通过通信I/F 35a和35b向主微型计算机33传输在控制单元27中计算的、各电池Pl到P55的总电压信号。在步骤S17的处理中，判定是否已经从所有的各电压检测IC (21-1)到(21-5)接收到总电压。如果主微型计算机33判定未从所有的电压检测IC (21-1)到(21-5)接收到总电压(在步骤S17中“否”)，则主微型计算机33返回步骤Sll的处理，并且向电压检测IC(21-1)到(21-5)中的、没有传输总电压的某些电压检测IC传输用于给出关于总电压的检测的指令的电压测量请求信号。
在另一方面，如果主微型计算机33判定已经从所有的电压检测IC (21-1)到(21-5)接收到总电压(在步骤S17中“是”)，则在步骤S18的处理中，主微型计算机33向DC/DC转换器42输出用于给出关于停止供电的指令的供电停止信号。已经获取供电停止信号的DC/DC转换器42停止向极性检测器电路50和绝对值电路40供应电力。然后，除非总电压落入给定范围内，否则主微型计算机33判定在燃料蓄电池中发生某种异常，并且输出报警信号。报警信号被传输到电压测量设备10的主机系统(未示出)，并且将发生异常通知给车辆的乘客。当这个处理完成时，电压测量过程完成。如上所述，根据本发明的实施例的电压测量设备10包括极性检测器电路50，该极性检测器电路50各自为所述多个电池Pl到P55中的各个电池设置，以检测从所述电池Pl到P55输出的电压的极性；绝对值电路40，该绝绝对值电路40各自为所述多个电池Pl到P55中的各个电池设置，以检测从所述电池Pl到P55输出的电压的绝对值；A/D转换器26，该A/D转换器26分别为多个区块(61-1)到(61-5)中的各个区块设置，以对应于各区块(61-1)到(61-5)的电池来数字化由所述绝对值电路40检测出的电压的绝对值，所述多个区块(61-1)到(61-5)是各电池所划分成为的并且包括至少一个电池；电压检测IC (21-1)·到(21-5)和控制单元27，基于数字化了的绝对电压和电压的极性为电池Pl到P55中的每一个计算带有极性的输出电压，以对于区块(61-1)到(61-5)中的每一个检测带有极性的输出电压的总电压。而且，根据本发明的实施例的电压测量设备10包括主微型计算机33，其向各电压检测IC (21-1)到(21-5 )输出电压测量请求信号、获取由各电压检测IC (21-1)到(21-5 )检测的总电压，并且提供所获取的总电压作为电池Pl到P55的输出电压；和DC/DC转换器42，其被连接到供应用于操作主微型计算机33的电力的蓄电池41，以转换来自蓄电池41的电力。当向各电压检测IC (21-1)到(21-5)输出电压测量请求信号时，主微型计算机33向DC/DC转换器42输出用于供应电力的供电信号，并且当在从主微型计算机33获取电压测量请求信号时，DC/DC转换器42向绝对值电路40供应电力。此外，根据本发明的实施例的电压测量设备10包括主微型计算机33，其向各电压检测IC (21-1)到(21-5 )输出电压测量请求信号、获取由各电压检测IC (21-1)到(21-5 )检测的总电压，并且提供所获取的总电压作为电池Pl到P55的输出电压；以及DC/DC转换器42，其连接到供应用于操作主微型计算机33的电力的蓄电池41以转换来自蓄电池41的电力的。当向各电压检测IC (21-1)到(21-5)输出电压测量请求信号时，主微型计算机33向DC/DC转换器42输出用于供应电力的供电信号，并且当从主微型计算机33获取电压测量请求信号时，DC/DC转换器42向极性检测器电路50供应电力。在根据本发明的实施例的电压测量设备10中，电池Pl到P55是N (55)个电池，即，第一电池(Pl)到第N电池(P55)，使第一电池(Pl)的负电极接地，使第N电池(P55)的正电极设为最高电压，并且以第(η-l)电池的电压作为基准电压测量第N电池(2 < η < N)的电压。在根据本发明的实施例的电压测量设备10中，通过绝对值电路40检测由电池Pl到Ρ55输出的电压的绝对值，并且所检测到的绝对值电压经历A/D转换。因此，A/D转换器26并不使负输出电压经历A/D转换。而且，各电压检测IC (21-1)到(21-5)的控制单元27基于绝对电压和电压的极性来计算各电池Pl到P55的、带有极性的输出电压，并且检测带有极性的输出电压的总电压。因此，能够精确地测量输出电压。因此，能够提供即使当电池的输出电压为负时也能够以高精度测量输出电压的、用于蓄电池组件的电压测量设备。此外，因为对应于在各区块(61-1)到(61-5)中的电池Pl到P55，极性检测器电路50和绝对值电路40获得输出电压的总和，所以无需改变电压检测IC (21-1)到(21-5)的配置，并且能够降低制造成本。而且，因为通过连接到供应用于操作主微型计算机33的电力的蓄电池41的DC/DC转换器42向绝对值电路40供应电力，所以无需设置另外的电源，并且能够降低制造成本。
此外，因为通过连接到供应用于操作主微型计算机33的电力的蓄电池41的DC/DC转换器42向极性检测器电路50供应电力，所以无需设置另外的电源，并且能够降低制造成本。而且，因为以第(η-l)电池(例如，第13电池)的电压作为基准电压测量第η电池(例如，第14电池)的电压，所以能够通过总是测量正绝对电压作为基准电压而减小测量值中的误差。以上已经基于在图中所示的实施例描述了根据本发明的用于燃料蓄电池的电压测量设备。然而，本发明不限于此实施例，并且能够利用具有相同功能的任意配置替代各部分的配置。例如，在上述实施例中，已经描述了通过DC/DC转换器42向极性检测器电路50供应电力的情况。然而，本发明不限于这种配置，而是能够利用其中将从电池Pl到Ρ55输出的电力供应到极性检测器电路50的配置而简化该电路配置。而且，在上述实施例中，已经描述了通过DC/DC转换器42向绝对值电路40供应电力的情况。然而，本发明不限于这种配置，而是能够利用其中将从电池Pl到Ρ55输出的电力供应到绝对值电路40的配置而简化该电路配置。此外，在上述实施例中，已经描述了加上与其极性信号为正的电池相对应的绝对电压并且减去与其极性信号为负的电池相对应的绝对电压以获得绝对电压的总电压的情况。然而，本发明不限于这个实施例，而是可以获得与正电池相对应的绝对电压和与其极性信号为负的电池相对应的绝对电压的总和，并且可以通过从正绝对电压的总和减去负绝对电压的总和而获得总电压。已经详细地并且参考具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会清楚，在不偏离本发明的精神和范围的情况下。本发明能够被不同地改变或者修改。本发明基于在2010年5月28日提交的日本专利申请No. 2010-123098，并且其内容在此通过引用而被并入。工业适用性在测量其中存在正电压和负电压这两者的燃料蓄电池的输出电压时，本发明是非常有用的。
权利要求
1.一种测量蓄电池组件中的输出电压的电压测量设备，在所述蓄电池组件中，多个电池串联连接以输出预期电压，所述电压测量设备包括 极性检测单元，该极性检测单元各自为所述多个电池中的各个电池设置，以检测从所述电池输出的电压的极性； 绝对值检测单元，该绝对值检测单元各自为所述多个电池中的各个电池设置，以检测从所述电池输出的电压的绝对值； A/D转换单元，该A/D转换单元为多个区块中的各个区块设置，以对应于各区块的电池数字化由所述绝对值检测单元检测出的电压的绝对值，所述多个区块是各电池所划分成的并且各个区块包括至少一个电池；和 电压检测单元，所述电压检测单元基于电压的数字化绝对值和电压的极性来计算各电池的、带有极性的输出电压，以检测每一个区块的、带有极性的输出电压的总电压。
2.根据权利要求I所述的用于蓄电池组件的电压测量设备，进一步包括 控制单元，该控制单元向各电压检测单元输出电压测量请求信号、获取由各电压检测单元检测的总电压，并且提供所获取的总电压作为所述电池的输出电压；和 电压转换单元，该电压转换单元连接到供应用于操作所述控制单元的电力的电源，以转换来自所述电源的电力， 其中，当向各电压检测单元输出所述电压测量请求信号时，所述控制单元向所述电压转换单元输出用于供应电力的供电信号；并且 其中，在从所述控制单元获取所述电压测量请求信号时，所述电压转换单元向所述绝对值检测单元供应电力。
3.根据权利要求I或者2所述的用于蓄电池组件的电压测量设备，进一步包括 控制单元，所述控制单元向各电压检测单元输出电压测量请求信号、获取由各电压检测单元检测的总电压，并且提供所获取的总电压作为所述电胞的输出电压；和 电压转换单元，所述电压转换单元被连接到供应用于操作所述控制单元的电力的电源，以转换来自所述电源的电力， 其中，当向各电压检测单元输出所述电压测量请求信号时，所述控制单元向所述电压转换单元输出用于供应电力的供电信号；并且 其中，在从所述控制单元获取所述电压测量请求信号时，所述电压转换单元向所述极性检测单元供应电力。
4.根据权利要求I的用于蓄电池组件的所述电压测量设备，其中所述电池是从第一电池到第N电池的N个电池； 其中，所述第一电池胞的负电极接地； 其中，所述第N电池的正电极设为最高电压；并且 其中，以第(η-I)电池的电压作为基准电压来测量第η电池(2 < η < N)的电压。
全文摘要
提供一种电压测量设备，即使当电池的输出电压为负电压时，该电压测量设备也能够以高精度测量蓄电池组件中的输出电压。该电压测量设备包括为多个电池(P1到P55)中的每一个放置并且检测由电池输出的电压的极性的极性检测器电路(50)；为多个电池中的每一个放置以检测由电池输出的电压的绝对值的绝对值电路(40)；分别为通过划分电池组而获得并且由至少一个电池构成的多个区块(61-1)到(61-5)中各个设置以对应于各区块的电池来数字化由绝对值电路(40)检测的绝对电压的A/D转换器(26)；以及电压检测IC(21-1)到(21-5)的控制单元(27)，其中对于各个区块，各个电压检测IC(21-1)到(21-5)基于数字化绝对电压和电压的极性计算每一个电池的、带有极性的输出电压，并且检测每一个区块的、带有极性的输出电压的总电压。
文档编号G01R19/00GK102918403SQ20118002562
公开日2013年2月6日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年5月28日
发明者石川聪, 西乡勉 申请人:矢崎总业株式会社