JP6478661B2

JP6478661B2 - バッテリセルの電圧補正方法、バッテリ監視装置、半導体チップ及び車両

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Publication number: JP6478661B2
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Description

本発明は、バッテリセルの電圧補正方法、バッテリ監視装置、半導体チップ及び車両に関する。

電気自動車（Electric Vehicle）、ハイブリッド電気自動車（Hybrid Electric Vehicle）等には、例えば、リチウムイオンバッテリなどのバッテリが用いられる。このようなリチウムイオンバッテリにおいては、バッテリセルの容量を超えて充電を行う過充電状態や、バッテリセルの容量の下限近くまで放電を続ける過放電状態におくと、バッテリセルの電気特性が劣化し、容量や出力電圧が低下する原因となる。また、特に過充電においては、バッテリセルの発熱が大きくなり、安全性が低下する可能性がある。

このため、バッテリセルの充放電制御においては、バッテリ監視システムがバッテリセルの電圧を計測することで充電状況を監視する。そして、バッテリ監視システムは、設定された充電を行う電圧の上限値及び放電を行う下限値に基づいて、過充電や過充電を防ぐようにバッテリセルの充放電を制御する。

ところが、電圧計測に誤差があった場合、バッテリセルが過充電や過放電の状態にあるにもかかわらず、その検出が正常に行えないことがある。とりわけ車両の電源システムに用いられるバッテリにおいては、安全性を確保するために、過充電や過放電は確実に避けなくてはならない。

このため、電圧計測の誤差を考慮して、充電を行う上限値をより低く、放電を行う下限値をより高く設定する。これによって、計測誤差に起因する過充電・過放電を防ぐことができる。

ここで、一般的には、バッテリセルの電圧は、計測したアナログ信号をバッテリ監視ＩＣ（Integrated Circuit）内でアナログ／デジタル変換器を介してデジタル信号に変換される。このとき、当該変換を行う際に用いる基準電圧は、アナログ／デジタル変換器の温度によって変化するため、電圧計測誤差が生じる。

そこで、特許文献１では、基準電圧の２次の温度特性をアナログ補正している。また、特許文献２では、アナログ／デジタル変換する際に、アナログ／デジタル変換器の温度を検出し、検出した温度に基づいて基準電圧を補正演算している。

特開２０１３−２５４３５９号公報特開平８−１８１６１０号公報

上記のように電圧計測の誤差を考慮して、充電を行う上限値をより低く、放電を行う下限値をより高く設定すると、電圧計測の誤差をマージンとして制御に取り入れるため、見込まれる誤差が大きいほど、バッテリセルの動作電圧域が狭くなってしまう。このため、バッテリセルの容量を充分に活かすことができず、車両においては上記の誤差マージンに対応して走行可能距離が短くなってしまう。よって、安全性を確保しながら走行可能距離を向上させるためには、バッテリセルの電圧計測の誤差を小さくすることが必要である。

特許文献１のようにアナログ補正を行う場合、高精度化のために補正点数を多くすると回路規模が増加する。また、バッテリセルの電圧を監視するために多数のバッテリ監視ＩＣを有するが、特許文献２の技術は、各々のバッテリ監視ＩＣで補正演算を行うため、回路規模が増大する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、第２の半導体チップにおいて、バッテリ監視部の温度と、バッテリ監視部の温度変化に伴うバッテリセルの電圧計測誤差を補正するための電圧補正データと、に基づいて、バッテリセルの電圧の補正値を演算し、補正値に基づいてバッテリセルの電圧を補正する工程を有する。

一実施の形態によれば、第２の半導体チップの演算部は、バッテリ監視部の温度と、バッテリ監視部の温度変化に伴うバッテリセルの電圧計測誤差を補正するための電圧補正データと、に基づいて、バッテリセルの電圧の補正値を演算し、補正値に基づいてバッテリセルの電圧を補正する。

一実施の形態によれば、バッテリセルの電圧及びバッテリ監視部の温度を出力するための出力端子を有する。

前記一実施の形態によれば、バッテリセルの電圧を高精度に計測することができる。

実施の形態１の車両を示すブロック図である。実施の形態１の電源システムを示すブロック図である。実施の形態１のバッテリ監視装置におけるバッテリ監視部を示すブロック図である。温度計測部が計測した温度と温度計測部の出力電圧との関係を示す図である。（ａ）は、温度計測部の電圧と基準電圧との関係を示す図である。（ｂ）は、温度計測部の出力電圧とバッテリセルの電圧との関係を示す図である。温度計測部の出力電圧とバッテリセルの電圧近似値との関係を示す図である。実施の形態１のバッテリセルの電圧補正方法の処理のフローチャートである。実施の形態１のバッテリセルの電圧補正方法における、バッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。電圧補正データを用いてバッテリセルの電圧計測結果を補正する概念図である。各々の第１の半導体チップで電圧補正演算を行う構成のバッテリ監視装置を示すブロック図である。実施の形態２のバッテリセルの電圧補正方法の処理のフローチャートである。実施の形態３のバッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。実施の形態４のバッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。実施の形態５のバッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。

＜実施の形態１＞
本実施の形態のバッテリセルの電圧補正方法、バッテリ監視装置、半導体チップ及び車両を説明する。先ず、本実施の形態の車両について説明する。図１は、本実施の形態の車両を示すブロック図である。

車両１は、所謂ハイブリッド車両や電動車両などである。図１に示すように、本実施の形態の車両１は、電源システム２、インバータ３、モータ４、ＥＣＵ５（Electronic Control Unit）及び計器類６を備えている。

電源システム２は、詳細は後述するが、ＥＣＵ５から入力される制御信号に基づいて、車両１の電力を制御する。インバータ３は、ＥＣＵ５から入力される制御信号に基づいて、電源システム２から入力される直流電力を所定の電圧の交流電力に変換してモータ４に供給する。

モータ４は、車両１の駆動源の一種として当該車両１に搭載されている。モータ４の駆動力は、変速機７及び駆動軸８を介して車輪９に伝達される。ＥＣＵ５は、電源システム２、インバータ３、モータ４及び変速機７などを制御するための制御装置である。

計器類６は、車両１の電力情報やモータ４の出力情報などを、車両１の使用者が視認できるように出力する。これらの電源システム２、インバータ３、モータ４、ＥＣＵ５、計器類６及び変速機７は、バス１０を介して接続されている。バス１０としては、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）バスを用いることができる。

次に、本実施の形態の電源システム２について説明する。図２は、本実施の形態の電源システムを示すブロック図である。図２に示すように、電源システム２は、バッテリ２１、バッテリ管理ユニット２２、交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器２３、スイッチ２４及び２５を備えている。

バッテリ２１は、複数のバッテリセル２１ａ（２１ａ＿１〜２１ａ＿Ｎ：但し、Ｎは自然数）を有し、例えばリチウムイオンバッテリなどの二次電池である。このようなバッテリ２１は、モータ４、ＥＣＵ５及び計器類６などの各要素に電力を供給する。

バッテリ管理ユニット２２は、バッテリ２１を充電したり、バッテリ２１から車両１の動作を司る各要素に電力を供給したり、するために動作する。本実施の形態のバッテリ管理ユニット２２は、バッテリ監視装置２６及びバッテリ制御装置２７を備えている。

バッテリ監視装置２６は、バッテリセル２１ａの電圧を計測し、計測結果を示す信号をバッテリ制御装置２７に出力する。なお、詳細な説明は後述する。

バッテリ制御装置２７は、バッテリ監視装置２６から入力される計測結果を示す信号に基づいて、バッテリ２１を充電するためにＡＣ／ＤＣ変換器２３及びスイッチ２４を制御する。また、バッテリ制御装置２７は、モータ４に電力を供給するためにスイッチ２５を制御する。ちなみに、バッテリ制御装置２７は、一般的な集積回路と同様に、記憶部２８ａ、演算部２８ｂ及び通信部２８ｃを有する半導体チップ２８を備えているが、具体的な説明は省略する。

ＡＣ／ＤＣ変換器２３は、外部の充電装置１１から入力される電力をバッテリ２１の充電電力に変換するために、充電装置１１から入力される交流電力を所定の電圧の直流電力に変換してバッテリ２１に供給する。このようなＡＣ／ＤＣ変換器２３は、バッテリ制御装置２７から入力される制御信号に基づいて動作する。

充電装置１１は、例えば外部の交流電源である。充電装置１１から供給される電力は、車両１の接続端子１ａを介して当該車両１に供給される。

スイッチ２４は、ＡＣ／ＤＣ変換器２３とバッテリ２１との間に配置されており、バッテリ制御装置２７から入力される制御信号に基づいて動作する。

スイッチ２５は、インバータ３とバッテリ２１との間に配置されており、バッテリ制御装置２７から入力される制御信号に基づいて動作する。

このような車両１において、先ずバッテリ監視装置２６からバッテリ制御装置２７に計測結果を示す信号が入力されると、バッテリ制御装置２７は、計測結果であるバッテリ２１の電圧計測結果が所定の電圧より低いか否かを判定する。

バッテリ制御装置２７は、バッテリ２１の電圧計測結果が所定の電圧より低い場合、車両１の接続端子１ａに充電装置１１が接続されているか否かを判定する。車両１の接続端子１ａに充電装置１１が接続されている場合、バッテリ制御装置２７は、充電装置１１から供給される電力をバッテリ２１に蓄電するために、ＡＣ／ＤＣ変換器２３及びスイッチ２４に制御信号を出力する。

ＡＣ／ＤＣ変換器２３は、バッテリ制御装置２７から入力される制御信号に基づいて充電装置１１から供給される交流電力を所定の電圧の直流電力に変換する。また、スイッチ２４は、バッテリ制御装置２７から入力される制御信号に基づいてＯＮ状態に切り替わる。このとき、スイッチ２５は、ＯＦＦ状態である。これにより、充電装置１１から供給される電力をバッテリ２１に蓄電することができる。

一方、車両１の接続端子１ａに充電装置１１が接続されていない場合、バッテリ制御装置２７は、バッテリ２１からモータ４への電力の供給を遮断するために、スイッチ２５をＯＦＦ状態にする。このとき、スイッチ２４もＯＦＦ状態である。

バッテリ制御装置２７は、その他の場合においては、バッテリ２１からモータ４に電力を供給するために、スイッチ２５に制御信号を出力する。

スイッチ２５は、バッテリ制御装置２７から入力される制御信号に基づいてＯＮ状態に切り替わる。このとき、スイッチ２４はＯＦＦ状態である。また、インバータ３は、ＥＣＵ５から入力される制御信号に基づいてバッテリ２１から供給される直流電力を所定の電圧の交流電力に変換する。これにより、バッテリ２１からの電力がモータ４に供給される。

なお、本実施の形態では、モータ４が発電した電力をバッテリ２１に供給する構成とされていないが、一般的なハイブリッド車両などと同様に、モータ４が発電した電力をバッテリ２１に供給する構成も採用することができる。

次に、本実施の形態のバッテリ監視装置２６を具体的に説明する。ここで、図３は、本実施の形態のバッテリ監視装置におけるバッテリ監視部を示すブロック図である。図４は、温度計測部が計測した温度と温度計測部の出力電圧との関係を示す図である。

バッテリ監視装置２６は、第１の半導体チップ３１及び第２の半導体チップ３２を備えている。第１の半導体チップ３１は、図２に示すように、複数のバッテリセル２１ａ毎に設けられている。その結果、本実施の形態のバッテリ監視装置２６は、複数の第１の半導体チップ３１（３１＿１〜３１＿Ｎ：但し、Ｎは自然数）を備えている。

例えば、バッテリ監視装置２６は、９６個のバッテリセル２１ａを有するバッテリ２１において、１２個毎に合計８個の第１の半導体チップ３１を備えている。このような第１の半導体チップ３１は、図２に示すように、記憶部３１ａ、バッテリ監視部３１ｂ及び通信部３１ｃを備えている。

記憶部３１ａには、詳細は後述するが、バッテリ監視部３１ｂの温度変化に伴うバッテリセル２１ａの電圧計測誤差を補正するための電圧補正データが格納されている。バッテリ監視部３１ｂは、バッテリセル２１ａの電圧及び自らの温度を監視する。本実施の形態のバッテリ監視部３１ｂは、図３に示すように、電圧計測部３１ｄ、温度計測部３１ｅ及びアナログ／デジタル変換部３１ｆを備えている。

電圧計測部３１ｄは、第２の半導体チップ３２から入力される読み出し指令を示す信号に基づいて、各々のバッテリセル２１ａの電圧を計測し、計測結果を示す信号をアナログ／デジタル変換部３１ｆに出力する。

温度計測部３１ｅは、第２の半導体チップ３２から入力される読み出し指令に基づいて、バッテリ監視部３１ｂ、ひいてはアナログ／デジタル変換部３１ｆの温度を計測し、計測結果を示す信号をアナログ／デジタル変換部３１ｆに出力する。

ここで、一般的に温度計測部３１ｅが計測した温度と温度計測部３１ｅの出力電圧との関係は、図４に示すように対応する。そこで、本実施の形態では、温度計測部３１ｅの出力電圧の計測結果を示す信号をバッテリ監視部３１ｂの計測温度を示す信号としてアナログ／デジタル変換部３１ｆに出力する。

アナログ／デジタル変換部３１ｆは、電圧計測部３１ｄから入力される計測結果を示す信号を基準電圧に基づいてアナログ／デジタル変換し、変換した計測結果を示す信号を通信部３１ｃに出力する。また、アナログ／デジタル変換部３１ｆは、温度計測部３１ｅから入力される計測結果を示す信号をアナログ／デジタル変換し、変換した計測結果を示す信号を通信部３１ｃに出力する。

通信部３１ｃは、第２の半導体チップ３２との通信を実現する。詳細には、通信部３１ｃは、バッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号、温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号及び電圧補正データを示す信号を第２の半導体チップ３２に出力する。つまり、通信部３１ｃの出力部３１ｇは、第１の半導体チップ３１の出力端子として機能する。また、通信部３１ｃには、第２の半導体チップ３２から読み出し指令を示す信号が入力される。

ちなみに、本実施の形態の通信部３１ｃは、他の第１の半導体チップ３１の通信部３１ｃと通信可能な構成とされており、他の第１の半導体チップ３１を介して、バッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号、温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号及び電圧補正データを示す信号を第２の半導体チップ３２に出力する。但し、各々の第１の半導体チップ３１が第２の半導体チップ３２と直接に通信可能な構成とされていてもよい。

第２の半導体チップ３２は、図２に示すように、通信部３２ａ、記憶部３２ｂ及び演算部３２ｃを備えている。通信部３２ａは、第１の半導体チップ３１の通信部３１ｃとの通信を実現する。詳細には、通信部３２ａは、読み出し指令を示す信号を第１の半導体チップ３１の通信部３１ｃに出力する。また、通信部３２ａには、第１の半導体チップ３１からバッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号、温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号及び電圧補正データを示す信号が入力される。

記憶部３２ｂには、後述するバッテリセル２１ａの電圧補正方法を実現するためのプログラムなどが格納されている。

演算部３２ｃは、記憶部３２ｂから読み出したプログラムを実行し、詳細は後述するが、温度計測部３１ｅの電圧計測結果と電圧補正データとに基づいて、バッテリセル２１ａの電圧計測結果の補正値を演算し、演算した補正値に基づいてバッテリセル２１ａの電圧計測結果を補正する。

ここで、本実施の形態の電圧補正データの設定手順を説明する。図５（ａ）は、温度計測部の電圧と基準電圧との関係を示す図である。図５（ｂ）は、温度計測部の出力電圧とバッテリセルの電圧との関係を示す図である。図６は、温度計測部の出力電圧とバッテリセルの電圧近似値との関係を示す図である。

先ず、所定の電圧（期待値）のバッテリセル２１ａを用意し、アナログ／デジタル変換部３１ｆの温度を変化させながらバッテリセル２１ａの電圧を電圧計測部３１ｄで計測しつつ、温度計測部３１ｅの出力電圧を計測し、図５（ａ）及び（ｂ）を得る。

次に、温度計測部３１ｅにおける複数点（本実施の形態では、３点）の出力電圧に対するバッテリセル２１ａの電圧計測結果を抽出し、抽出したバッテリセル２１ａの電圧計測結果と、バッテリセル２１ａの期待値と、の誤差に基づいて、以下の＜式１＞のａ、ｂ、ｃを導き出し、図６を得る。

つまり、図６は、温度計測部３１ｅの電圧に対する、抽出したバッテリセル２１ａの電圧計測結果とバッテリセル２１ａの期待値との誤差を示しているといえる。なお、本実施の形態では、温度計測部３１ｅにおける３点の出力電圧に対するバッテリセル２１ａの電圧計測結果を抽出しているが、複数点であれば点数は特に限定されない。

＜式１＞
ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ
但し、ｘ：温度計測部３１ｅの電圧計測結果、ｙ：バッテリセル２１ａの電圧計測結果の補正値、ａ、ｂ及びｃ：補正係数

このように導いた＜式１＞を電圧補正データとして設定する。なお、本実施の形態では、基準電圧が２次の温度特性を有している場合についての電圧補正データを導き出したが、基準電圧が１次の温度特性を有している場合は、以下の＜式２＞のａ、ｂを導き出し、＜式２＞を電圧補正データとして設定すればよい。

＜式２＞
ｙ＝ａｘ＋ｂ

次に、本実施の形態のバッテリセルの電圧補正方法を説明する。図７は、本実施の形態のバッテリセルの電圧補正方法の処理のフローチャートである。図８は、本実施の形態のバッテリセルの電圧補正方法における、バッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。図９は、電圧補正データを用いてバッテリセルの電圧計測結果を補正する概念図である。図１０は、各々の第１の半導体チップで電圧補正演算を行う構成のバッテリ監視装置を示すブロック図である。

先ず、上述のように設定した電圧補正データを、第１の半導体チップ３１の記憶部３１ａに格納しておく。次に、第２の半導体チップ３２において、演算部３２ｃが記憶部３２ｂからバッテリセル２１ａの電圧補正方法を実現するためのプログラムを読み出して実行し、所定のタイミングで読み出し指令を示す信号を通信部３２ａから出力する（Ｓ１）。

第１の半導体チップ３１において、読み出し指令を示す信号が通信部３１ｃに入力される（Ｓ２）。そして、第１の半導体チップ３１において、電圧計測部３１ｄがバッテリセル２１ａの電圧を計測し、バッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号をアナログ／デジタル変換部３１ｆに出力する。また、第１の半導体チップ３１において、温度計測部３１ｅがアナログ／デジタル変換部３１ｆの温度を計測して、その際の温度計測部３１ｅの出力電圧を計測し、温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号をアナログ／デジタル変換部３１ｆに出力する。本実施の形態では、図８に示すように、先ず温度計測部３１ｅの出力電圧を計測した後に、複数のバッテリセル２１ａの電圧を電圧計測部３１ｄで計測する。

次に、第１の半導体チップ３１において、アナログ／デジタル変換部３１ｆがバッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号及び温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号をアナログ／デジタル変換して通信部３１ｃに出力する。

次に、第１の半導体チップ３１において、バッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号及び温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号が通信部３１ｃに入力されると、通信部３１ｃが記憶部３１ａから電圧補正データを示す信号を読み出す（Ｓ３）。

次に、第１の半導体チップ３１において、通信部３１ｃがバッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号、温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号及び電圧補正データを示す信号を出力する（Ｓ４）。

第２の半導体チップ３２において、バッテリセル２１ａの電圧計測結果を示す信号、温度計測部３１ｅの電圧計測結果を示す信号及び電圧補正データを示す信号が通信部３２ａに入力される（Ｓ５）。

次に、第２の半導体チップ３２において、演算部３２ｃが温度計測部３１ｅの電圧計測結果及び電圧補正データに基づいて、バッテリセル２１ａの電圧計測誤差を導き出し、図９に示すように、バッテリセル２１ａの電圧計測結果から、導き出した電圧計測誤差を差し引いて、バッテリセル２１ａの電圧計測結果を補正する（Ｓ６）。そして、演算部３２ｃは、補正したバッテリセル２１ａの電圧計測結果をもとにバッテリ残量を算出し、当該バッテリ残量を計器類６に表示させる。

このように本実施の形態では、例えば、図１０に示すように、各々の第１の半導体チップ３１でバッテリセル２１ａの電圧計測結果の補正演算を行うのではなく、第２の半導体チップ３２の演算部３２ｃでまとめてバッテリセル２１ａの電圧計測結果の補正演算を行う。そのため、第１の半導体チップ３１の回路規模を小型化することができ、結果として、バッテリ監視装置２６を小型化することができる。しかも、重複する機能を省略しているので、安価にバッテリ監視装置２６を構成することができる。

また、本実施の形態のバッテリ監視装置２６は、第１の半導体チップ３１が高電圧を取り扱い、第２の半導体チップ３２が低電圧を取り扱う、高耐圧と低耐圧との混載プロセスを使用する。しかし、本実施の形態のバッテリ監視装置２６は、第１の半導体チップ３１で演算処理を行わないので、安価な低耐圧プロセスと高耐圧プロセスとの混載プロセスを使用することができる。混載プロセスでは、低耐圧プロセスが微細プロセスになると高価なプロセスとなるため、演算部を第２の半導体チップ３２に搭載する効果は大きい。

また、温度計測部３１ｅの電圧計測結果とバッテリセル２１ａの電圧計測誤差との関係を示す電圧補正データを予め設定しておき、当該電圧補正データに基づいてバッテリセル２１ａの電圧計測結果を補正するので、高い計測精度を得ることができる。そのため、バッテリ２１の過充電及び過放電を抑制することができ、バッテリ２１の安全性を向上させることができる。しかも、電圧計測の誤差をマージンとして制御に取り入れる場合に比べてバッテリセル２１ａの動作電圧域をより広くとることができ、バッテリセル２１ａの容量を活用することができる。車両１においては、バッテリセル２１ａの安全性を確保しながら、走行可能距離を伸ばすことができる。

詳細には、引用文献１の技術は、基準電圧の振れ幅を小さくすることはできるが、基準電圧の誤差自体を抑制することはできない。それに対して、本実施の形態のバッテリ監視装置２６は、基準電圧の誤差自体を抑制することができる。そのため、本実施の形態のバッテリ監視装置２６は、引用文献１の技術に比べて、より精度良くバッテリセル２１ａの電圧を計測することができる。

ちなみに、第１の半導体チップ３１から第２の半導体チップ３２に、一度、電圧補正データが送信されて、当該電圧補正データが第２の半導体チップ３２の記憶部３２ｂに格納されると、以降のバッテリセル２１ａの電圧計測結果の補正は、記憶部３２ｂの電圧補正データを用いて行えばよい。

ここで、補正後のバッテリセル２１ａの電圧にばらつきが生じている場合は、当該電圧を平滑化処理したり、過充電、過放電のアラームを立てたりすることが好ましい。

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、実施の形態１と異なるバッテリセル２１ａの電圧補正方法を説明する。ここで、図１１は、本実施の形態のバッテリセルの電圧補正方法の処理のフローチャートである。

本実施の形態のバッテリセル２１ａの電圧補正方法は、実施の形態１のバッテリセル２１ａの電圧補正方法と略等しい。そのため、重複する説明は省略するが、本実施の形態では、電圧補正データを予め第２の半導体チップ３２の記憶部３２ｂに格納している。それに伴い、本実施の形態では、第１の半導体チップ３１での電圧補正データの読み出し及び第１の半導体チップ３１と第２の半導体チップ３２との間の電圧補正データを示す信号の入出力を省略している。

そして、電圧補正データを用いてバッテリセル２１ａの電圧計測結果を補正する際に、演算部３２ｃが記憶部３２ｂから電圧補正データを読み出す（Ｓ２６）。その後の工程は、実施の形態１と同様にバッテリセル２１ａの電圧計測結果を補正する。

このように本実施の形態では、電圧補正データを予め第２の半導体チップ３２の記憶部３２ｂに格納する。そのため、第１の半導体チップ３１から第２の半導体チップ３２に電圧補正データを示す信号を出力する必要がなく、第１の半導体チップ３１から第２の半導体チップ３２に出力する信号量を減らすことができる。これにより、補正されたバッテリセル２１ａの電圧計測結果を短時間で得ることができるので、バッテリセル２１ａの異常を早期に検知することができ、バッテリ２１の安全性の向上に寄与することができる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態では、実施の形態１と異なる順番でバッテリセル２１ａ及び温度計測部３１ｅの電圧を計測する。ここで、図１２は、本実施の形態のバッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。ちなみに、一つの第１の半導体チップ３１の電圧計測部３１ｄが電圧を計測するバッテリセル２１ａの個数はＮ個である。

本実施の形態では、図１２に示すように、先ず電圧計測部３１ｄがＮ／２個のバッテリセル２１ａの電圧を計測してから、温度計測部３１ｅの出力電圧を計測し、その後、電圧計測部３１ｄが残りのＮ／２個のバッテリセル２１ａの電圧を計測する。このように複数のバッテリセル２１ａを電圧計測部３１ｄで計測する途中で、温度計測部３１ｅの出力電圧を計測してもよい。

＜実施の形態４＞
本実施の形態では、実施の形態１及び３と異なる順番でバッテリセル２１ａ及び温度計測部３１ｅの電圧を計測する。ここで、図１３は、本実施の形態のバッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。ちなみに、一つの第１の半導体チップ３１の電圧計測部３１ｄが電圧を計測するバッテリセル２１ａの個数はＮ個である。

本実施の形態では、図１３に示すように、電圧計測部３１ｄがＮ個の全てのバッテリセル２１ａの電圧を計測する前後で温度計測部３１ｅの出力電圧を計測し、その平均値を温度計測部３１ｅの電圧計測結果とする。このように温度計測部３１ｅの出力電圧を複数回計測して平均値を温度計測部３１ｅの電圧計測結果とするので、温度計測部３１ｅの出力電圧を精度良く計測することができる。

＜実施の形態５＞
本実施の形態では、実施の形態１、３及び４と異なる順番でバッテリセル２１ａ及び温度計測部３１ｅの電圧を計測する。ここで、図１４は、本実施の形態のバッテリセル及び温度計測部の電圧を計測する順番を示す図である。ちなみに、一つの第１の半導体チップ３１の電圧計測部３１ｄが電圧を計測するバッテリセル２１ａの個数はＮ個である。

本実施の形態では、図１４に示すように、電圧計測部３１ｄでバッテリセル２１ａの電圧を計測する前に温度計測部３１ｅの出力電圧を計測し、さらに電圧計測部３１ｄでＮ／２個のバッテリセル２１ａの電圧を計測した後に温度計測部３１ｅの出力電圧を計測する。そして、電圧計測部３１ｄで残りのＮ／２個のバッテリセル２１ａの電圧を計測した後に温度計測部３１ｅの出力電圧を計測し、計測した３回の温度計測部３１ｅの電圧計測結果の平均値を当該温度計測部３１ｅの電圧計測結果とする。このように本実施の形態でも、温度計測部３１ｅの出力電圧を複数回計測して平均値を温度計測部３１ｅの電圧計測結果とするので、温度計測部３１ｅの出力電圧を精度良く計測することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１車両、１ａ接続端子
２電源システム
３インバータ
４モータ
５ＥＣＵ
６計器類
７変速機
８駆動軸
９車輪
１０バス
１１充電装置
２１バッテリ、２１ａ（２１ａ＿１〜２１ａ＿Ｎ）バッテリセル
２２バッテリ管理ユニット
２３ＡＣ／ＤＣ変換器
２４、２５スイッチ
２６バッテリ監視装置
２７バッテリ制御装置
２８半導体チップ、２８ａ記憶部、２８ｂ演算部、２８ｃ通信部
３１（３１＿１〜３１＿Ｎ）第１の半導体チップ、３１ａ記憶部、３１ｂバッテリ監視部、３１ｃ通信部、３１ｄ電圧計測部、３１ｅ温度計測部、３１ｆデジタル変換部、３１ｇ出力部
３２第２の半導体チップ、３２ａ通信部、３２ｂ記憶部、３２ｃ演算部

Claims

バッテリセルの電圧を監視するバッテリ監視部を含む第１の半導体チップと、
演算部を含む第２の半導体チップと、
を含むバッテリ監視装置における前記バッテリセルの電圧補正方法であって、
前記第１の半導体チップにおいて、前記バッテリセルの電圧を計測する工程と、
前記第１の半導体チップにおいて、前記バッテリ監視部の温度を計測する工程と、
前記第２の半導体チップにおいて、前記第１の半導体チップから前記バッテリセルの電圧を取得する工程と、
前記第２の半導体チップにおいて、前記第１の半導体チップから前記バッテリ監視部の温度を取得する工程と、
前記第２の半導体チップにおいて、前記第１の半導体チップから前記バッテリ監視部の温度変化に伴う前記バッテリセルの電圧計測誤差を補正するための電圧補正データを取得する工程と、
前記第２の半導体チップにおいて、前記バッテリ監視部の温度と、前記電圧補正データと、に基づいて、前記バッテリセルの電圧の補正値を演算し、前記補正値に基づいて前記バッテリセルの電圧を補正する工程と、
を有する、バッテリセルの電圧補正方法。
前記第１の半導体チップにおいて前記バッテリセルの電圧を計測する工程では、複数の前記バッテリセルの電圧を計測し、
前記第１の半導体チップにおいて前記バッテリ監視部の温度を計測する工程は、前記複数のバッテリセルの電圧を計測する前、前記複数のバッテリセルの電圧を計測した後、及び前記複数のバッテリセルの電圧を計測する途中のいずれかの組み合わせで複数回行う、請求項１に記載のバッテリセルの電圧補正方法。
バッテリセルの電圧を監視するバッテリ監視部と、前記バッテリ監視部の温度変化に伴う前記バッテリセルの電圧計測誤差を補正するための電圧補正データを格納する記憶部と、を含む第１の半導体チップと、
演算部を含む第２の半導体チップと、
を含むバッテリ監視装置であって、
前記バッテリ監視部は、
前記バッテリセルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記バッテリ監視部の温度を計測する温度計測部と、
を有し、
前記演算部は、
前記バッテリ監視部の温度と、前記第１の半導体チップから出力された前記電圧補正データと、に基づいて、前記バッテリセルの電圧の補正値を演算し、前記補正値に基づいて前記バッテリセルの電圧を補正する、バッテリ監視装置。
請求項３に記載のバッテリ監視装置を備える、車両。
バッテリセルの電圧を監視するバッテリ監視部を含む半導体チップであって、
前記バッテリセルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記バッテリ監視部の温度を計測する温度計測部と、
前記バッテリセルの電圧及び前記バッテリ監視部の温度を出力するための出力端子と、
前記バッテリ監視部の温度変化に伴う前記バッテリセルの電圧計測誤差を補正するための電圧補正データを格納する記憶部と、
を有し、
前記電圧補正データは、前記出力端子から出力される、半導体チップ。