CN103308861B - 半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法 - Google Patents
半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103308861B CN103308861B CN201310084106.XA CN201310084106A CN103308861B CN 103308861 B CN103308861 B CN 103308861B CN 201310084106 A CN201310084106 A CN 201310084106A CN 103308861 B CN103308861 B CN 103308861B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric signal
- unit
- reference voltage
- data signal
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 16
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims 2
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 abstract description 45
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 20
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000009790 rate-determining step (RDS) Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 210000003771 C cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000009131 signaling function Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供能够适当地进行测量单元的自身诊断的半导体电路、电池监视系统、诊断程序以及诊断方法。将经由各电源线（V）（Vn，Vn－1）、单元选择SW（32）以及电平移位电路（40）从AD转换器（42）输出的输出值（A－B）与直接输入的基准电压（B）从AD转换器（42）输出的输出值（B）相加，在相加值可视为与基准电压（A）相同的情况下，诊断为未产生故障等异常。
Description
技术领域
本发明涉及半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法，尤其涉及测量串联连接的多个电池的电压的半导体电路、电池监视系统、诊断程序以及诊断方法。
背景技术
一般而言，作为用于混合动力汽车、电动汽车的电机驱动等的大容量且高输出的电池组，使用多个电池（电池单元）串联连接而成的电池组（作为具体的一个例子列举了锂电池组等）。已知一种通过测量该电池组的电池的电池电压来对电池进行监视及控制的监视系统。
作为这样的以往的电池监视系统，公知一种利用多个串联连接的电池单元的高电位侧的电压与低电位侧的电压的差，来测量各电池单元的电池电压的电池监视系统。例如，在专利文献1中记载了如下技术，即：通过多路调制器选择连接有与各电池单元连接的电源线的端子中的任意（两个），输出至差动放大器，将从差动放大器输出的模拟的电信号输出为数字的电信号，并基于该数字的电信号来测量各电池单元的电池电压。
另一方面，在专利文献2中记载了具备自身诊断功能的数字测定器。如图10所示，专利文献2所记载的数字测定器的单向输入电路由切换增益（gain）的挡位切换电路109构成，具备进行该单向输入电路（挡位切换电路109）的自身诊断的功能。在图10所示的挡位切换电路109中，通过使开关元件SW192、193与NC侧连接或与NO侧连接来切换增益。
若将挡位切换电路109的增益例如设为增益G1以及增益G2，则根据对向挡位切换电路109输入基准电压A而作为增益G1得到的值G1×A、和作为增益G2得到的值G2×A进行AD（模数）转换而得到的值，求出增益G1和增益G2的比，来诊断增益的切换是否正常。
专利文献1：日本特开2010－16928号公报；
专利文献2：日本特开平－8－189845号公报。
然而，在上述的专利文献2所记载的技术中，为了诊断挡位切换电路109的增益G1以及增益G2本身的精度，必须使基准电压A的精度在成为自身诊断对象的电路的输入输出转换精度以上。
在将专利文献2所记载的自身诊断技术应用于成为自身诊断的对象的电路为差动输入电路的情况下，由于输入成为2个的系统，所以为了进行自身诊断，还需要供给基准电压B的基准电源B（供给基准电压B的电压源）。对于该基准电压B而言，与上述的基准电压A同样，产生需要成为自身诊断对象的电路的输入输出转换精度以上的精度的问题。
因此，如上述的专利文献1所记载的技术那样，在电池监视系统中使用差动放大器，在将专利文献2所记载的自身诊断技术应用于该差动放大器的自身诊断技术的情况下，产生上述的问题。其结果，产生不能确切地进行自身诊断的担忧。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供能够适当地进行测量单元的自身诊断的半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法。
为了实现上述目的，技术方案1所记载的半导体电路具备：多根电源线，它们分别与串联连接的多个电池连接；选择单元，其从上述多个电源线中选择两根电源线；测量单元，其具有将模拟信号转换为数字信号的转换单元，在该测量单元被输入流过由上述选择单元选择出的两根电源线的电信号的情况下，将流过该两根电源线的电信号的差转换为数字信号并输出该数字信号；运算单元，其针对从上述测量单元输出的数字信号进行预先决定的运算，输出与运算结果对应的电信号；控制单元，其进行第1控制以及第2控制，其中，第1控制对上述选择单元进行控制，以便从上述多根电源线中选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和上述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线，第2控制对上述测量单元进行控制，以便将与上述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号。
技术方案7所记载的电池监视系统，具备：多个电池，它们被串联连接；多根电源线，它们分别与上述多个电池连接；选择单元，其从上述多个电源线中选择两根电源线；测量单元，其具有将模拟信号转换为数字信号的转换单元，在该测量单元被输入流过由上述选择单元选择出的两根电源线的电信号的情况下，为了监视上述多个电池的电池电压而将流过该两根电源线的电信号的差分转换为数字信号并输出该数字信号；运算单元，其针对从上述测量单元输出的数字信号进行预先决定的运算，并输出与运算结果对应的电信号；控制单元，在诊断上述测量单元的异常的情况下，该控制单元进行第1控制以及第2控制，其中，第1控制对上述选择单元进行控制，以便从上述多个电源线中选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和上述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线，第2控制对上述测量单元进行控制，以便将与上述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号。
技术方案8所述的诊断程序是用于使计算机执行具备如下步骤的处理的诊断程序：第1控制步骤，在该第1控制步骤中对上述选择单元进行控制，以便在被输入流过由选择单元从分别与串联连接的多个电池连接的多根电源线中选择出的两根电源线的电信号的情况下，当诊断通过转换单元将流过该两根电源线的电信号的差转换为数字信号来输出的测量单元的异常时，选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和上述第1基准电压不同的第2基准电压的电信号的电源线；第2控制步骤，在该第2控制步骤中对上述测量单元进行控制，以便将与上述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号；运算步骤，在该运算步骤中，输出将通过上述第1控制步骤而输出的数字信号与通过上述第2控制步骤而输出的数字信号相加而得的电信号。
在技术方案9所述的诊断方法中，针对具备分别与串联连接的多个电池连接的多根电源线、从上述多个电源线中选择两根电源线的选择单元、具有将模拟信号转换为数字信号的转换单元，且在被输入流过由上述选择单元选择出的两根电源线的电信号的情况下，将流过该两根电源线的电信号的差转换为数字信号并输出该数字信号的测量单元的半导体电路执行如下工序：第1控制工序，在该第1控制工序中对上述选择单元进行控制，以便从上述多个电源线中选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和上述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线；第2控制工序，在该第2控制工序中对上述测量单元进行控制，以便将与上述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号；运算工序，在该运算工序中，通过运算单元输出将通过上述第1控制工序而输出的数字信号与通过上述第2控制工序而输出的数字信号相加而得的电信号。
根据本发明，起到了能够适当地进行测量单元的自身诊断的效果。
附图说明
图1是表示本实施方式的电池监视系统的概要构成的一个例子的电路图。
图2是表示本实施方式的电池单元组的构成的一个例子的电路图。
图3是表示本实施方式的半导体电路中的具有自身诊断功能的电压测量电路的一个例子的电路图。
图4是本实施方式的半导体电路中的电压测量电路的自身诊断动作整体的流程的一个例子的流程图。
图5是本实施方式的自身诊断动作中的第1控制处理的流程的一个例子的流程图。
图6是表示选择电源线Vn以及电源线Vn－1来进行自身诊断时的电压测量电路的状态的具体的一个例子的电路图。
图7是本实施方式的自身诊断动作中的第2控制处理的流程的一个例子的流程图。
图8是表示选择电源线Vn以及电源线Vn－1来进行自身诊断时的电压测量电路的状态的具体的一个例子的电路图。
图9是表示进行电源线V1的自身诊断时的电压测量电路的状态的具体的一个例子的电路图。
图10是表示以往的具有自身诊断功能的数字测定器的概要构成的一个例子的电路图。
符号说明
10…电池监视系统；12…电池单元组；14…半导体电路；22…控制电路；24…存储部；30…电压测量电路；32…单元选择；SW34…电压测量部；40…电平移位电路；42…AD转换器；
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的电池监视系统整体的概要进行说明。
首先，对本实施方式的电池监视系统的构成进行说明。图1表示本实施方式的电池监视系统的概要构成的一个例子。图1所示的本实施方式的电池监视系统构成为具备：包括多个电池单元的电池单元组12、测定电池单元组12的各电池单元的电压的半导体电路14。
如图2所示，电池单元组12由多个电池单元C串联连接。此外，在图1以及图2中，作为具体的一个例子，示出了n个电池单元C（C2～Cn＋1）串联连接的情况。在本实施方式中，电池单元组12的最高电位侧是电池单元Cn＋1，最低电位侧是电池单元C2。在各电池单元C的高电位侧以及低电位侧（电池单元C相互之间）经由端子（焊盘）连接有半导体电路14的电源线V（V1～Vn＋1）。
半导体电路14具备控制电路22、存储部24以及具有自身诊断功能的电压测量电路30（以下仅称为电压测量电路30）。
电压测量电路30具有基于各电池单元C的高电位侧的电压与低电位侧的电压的差来测量各电池单元C的电池电压的功能。本实施方式的电压测量电路30具备单元选择SW32以及电压测量部34。利用单元选择SW32按各电池单元C为单位选择与电池单元C的高电位侧连接的电源线V和与低电位侧连接的电源线V，并将分别与其对应的电信号（模拟信号）输出至电压测量部34。电压测量部34具有将从单元选择SW32输出的与电池单元C的高电位侧所连接的电源线V对应的电信号和与低电位侧所连接的电源线V对应的电信号的差转换为数字信号，并将转换而得的电信号（数字信号）输出至控制电路22的功能。
另外，本实施方式的电压测量电路30具有自身诊断是否通过电压测量部34准确测量了电池电压的功能（后述详细内容）。
控制电路22是具有输出用于通过电压测量电路30测量各电池单元C的电池电压的控制信号、用于使电压测量电路30进行自身诊断的控制信号的功能的逻辑电路。若控制电路22接受电池电压的测量指示、自身诊断指示，则执行程序，向电压测量电路30输出控制信号。
存储部24具有存储后述详细的输出值（A－B）以及输出值（B）等的功能，例如由寄存器、硬盘、存储器等构成。
接下来，对电压测量电路30的详细内容进行说明。图3表示本实施方式的电压测量电路30的构成的一个例子。如图3所示，本实施方式的电压测量电路30具备：单元选择SW32、电压测量部34、基准电源36、基准电压分压电阻38、SW组1、SW组2、SW组3、SW组4、开关元件SW7以及开关元件SW8。
SW组1按各电源线V为单位而具备开关元件SW1（SW11～SW1n＋1），由此具有对单元选择SW32和电池单元组12（电池单元C）的连接状态进行切换的功能。通过使SW组1成为断开状态，能够切断来自电池单元组12（电池单元C）的电压向单元选择SW32的输入（电池电压）。
SW组2按与各电池单元C的高电位侧连接的电源线V为单位而具备开关元件SW2（SW22～SW2n＋1），具有在进行自身诊断时连接单元选择SW32和电池单元C的高电位侧的功能。
另一方面，SW组3按与各电池单元C的低电位侧连接的电源线V为单位而具备开关元件SW3（SW31～SW3n），具有在进行自身诊断时连接单元选择SW32和电池单元C的低电位侧的功能。
如上所述，单元选择SW32具有在测量电池单元组12的电池单元C的电池电压的情况下，选择与电池单元C的高电位侧连接的电源线V和与低电位侧连接的电源线V，将分别与其对应的电信号（模拟信号）输出至电平移位电路40（电压测量部34）的功能。
只要单元选择SW32具有选择流向电源线V中的规定的电源线的电信号并输出至电平移位电路40的功能即可，并不进行特别限定，但在本实施方式中，作为一个例子，由按各电源线V为单位而具备开关元件SW的MUX（多路调制器）等构成。
另外，本实施方式的单元选择SW32具有在进行自身诊断时选择规定的电源线V（在本实施方式中为与电池单元C的高电位侧连接的电源线V以及与低电位侧连接的电源线V），并将分别与其对应的电信号（模拟信号）输出至电平移位电路40（电压测量部34）的功能。
基准电源36具有生成并供给基准电压A的功能。基准电压分压电阻38具备多个电阻元件R以串联的方式连接的分压电阻元件、以及连接该分压电阻元件和电压VSS（接地）的开关元件SW9。开关元件SW4具备开关元件SW4（SW41～SW4n＋1），具有在进行自身诊断时，将根据进行自身诊断的电源线V而预先决定的分压电阻值（基准电压B）供给至电源线V的功能。此外，以下将从基准电源36供给的基准电压称为基准电压A，将利用基准电压分压电阻38对基准电压A进行分压而得的分压电阻值称为基准电压B。
通过开关元件SW7以及SW组2的规定的开关元件SW2成为接通状态，从而基准电压A被供给至电源线V。另外，通过开关元件SW9、SW组4的规定的开关元件SW4、开关元件SW8以及SW组3的规定的开关元件SW3成为接通状态，从而基准电压B被供给至电源线V。
本实施方式的电压测量部34具备电平移位电路40、AD转换器42、开关元件SW5以及开关元件SW6。
电平移位电路40具有输出与从单元选择SW32输入的两根电信号的差对应的模拟的电信号的功能。在本实施方式中，虽然如这样使用了电平移位电路40，但并不局限于此，只要具有输出与从单元选择SW32输入的两根电信号的差对应的模拟的电信号的功能即可，并不对其构成进行特别限定。
AD转换器42是具有将输入的模拟的电信号转换为数字信号并输出数字信号的功能的模数转换器。在开关元件SW5为接通状态的情况下，将从电平移位电路40输出的模拟的电信号转换为数字信号并输出该数字信号。另一方面，在开关元件SW6为接通状态的情况下，将与基准电压B对应的模拟的电信号转换为数字信号并输出该数字信号。
此外，在本实施方式中，SW组1～SW组4的各开关元件SW（SW1～SW4）、单元选择SW32所具有的开关元件SW以及开关元件SW5～开关元件SW9的开/关被从控制电路22输入的控制信号控制。
接下来，对本实施方式的半导体电路14中的电压测量电路30的自身诊断功能进行说明。图4示出本实施方式的自身诊断动作整体流程的一个例子的流程图。通过控制电路22中的诊断程序的执行等来控制该动作。此外，以下，作为具体的一个例子，对选择电源线Vn以及电源线Vn－1进行自身诊断的情况进行说明。图6以及图8示出表示具体的一个例子的情况下的电压测量电路30的状态的电路图。
此外，在本实施方式中，在进行自身诊断时的初始状态下，SW组1～SW组4的各开关元件SW（SW1～SW4）、单元选择SW32所具有的开关元件SW以及开关元件SW5～开关元件SW9成为断开状态。
首先，在步骤100中进行第1控制处理。第1控制处理是指，以使与从单元选择SW32输入的基准电压A对应的电信号以及与基准电压B对应的电信号输入至电平移位电路40，使从电平移位电路40经由AD转换器42输出的电信号（与基准电压A－基准电压B对应的电信号）存储于存储部24的方式进行控制的处理。
图5示出该第1控制处理的一个例子的流程图。
在步骤200中，通过单元选择SW32选择与进行自身诊断的电源线V（电池单元C）对应的电源线V。在本实施方式中，作为具体的一个例子，如图6所示，选择电源线V以及电源线Vn－1。
在接下来的步骤202中，使连接选择出的电源线V（选择出的电源线V中的高电位侧）和基准电源36的SW组2的开关元件SW2成为接通状态。如图6所示，这里使开关元件SW2n成为接通状态。另外，使开关元件SW7成为接通状态。由此，与从基准电源36供给的基准电压A对应的电信号被输入至单元选择SW32。
在接下来的步骤204中，使连接选择出的电源线V（选择出的电源线V中的低电位侧）和基准电压分压电阻38的SW组3的开关元件SW3成为接通状态。如图6所示，这里使开关元件SW3n－1成为接通状态。另外，使开关元件SW8成为接通状态。并且，使与该电池单元C对应的SW组4的开关元件SW4和开关元件SW9成为接通状态，以便对基准电压A进行分压，来供给与电池单元C（电池单元Cn）对应的电压。如图6所示，这里使SW组4的开关元件SW4n成为接通状态。此外，在本实施方式中，当如这样进行自身诊断时，供给与各电池单元C对应的电压，但并不局限于此，除此而外，也可以供给自身诊断用的电压。此外，优选利用与进行各电池单元C的电池电压的测量时相同的状态（条件）进行自身诊断，如本实施方式所示，通过供给与各电池单元C对应的电压，能够提高诊断精度。
由此，与基准电压B对应的电信号被输入至单元选择SW32，该基准电压B是通过基准电压分压电阻38对从基准电源36供给的基准电压A分压而得的。
在接下来的步骤206中，电平移位电路40输出与从单元选择SW32输入的基准电压A对应的电信号和与基准电压B对应的电信号的差对应的电信号，在接下来的步骤208中，使开关元件SW5成为接通状态。由此，与基准电压A－基准电压B对应的模拟的电信号被输入至AD转换器42。
在接下来的步骤210中，若将被输入的与基准电压A－基准电压B对应的模拟的电信号转换为数字信号并输出该数字信号，则在接下来的步骤212中，将输出的与基准电压A－基准电压B对应的数字的电信号（以下称输出值（A－B））存储于存储部24后，结束本处理。此外，在本实施方式中，在第1控制处理结束后，使SW组1～SW组4的各开关元件SW（SW1～SW4）、单元选择SW32所具有的开关元件SW以及开关元件SW5～开关元件SW9成为断开状态。
这样，若步骤100的第1控制处理结束，则在接下来的步骤102中，进行第2控制处理。第2控制处理是指，按使与从基准电压分压电阻38直接输入至AD转换器42的基准电压B对应的电信号存储于存储部24的方式进行控制的处理。
图7示出该第2控制处理的一个例子的流程图。
在步骤300中，与在上述的第1控制中成为接通的情况相同，使SW组4的开关元件SW4、开关元件SW9成为接通状态。如图8所示，这里使SW组4的开关元件SW4n成为接通状态。
在接下来的步骤302中，使开关元件SW6成为接通状态。由此，与基准电压B对应的电信号被直接输入至AD转换器42，该基准电压B是通过基准电压分压电阻38对从基准电源36供给的基准电压A分压而得的。
在接下来的步骤304中，若将与输入的基准电压B以及电压VSS（在本实施方式中VSS＝0V）对应的模拟的电信号转换为数字信号并输出该数字信号，则在接下来的步骤306中，使与输出的基准电压B（基准电压B－0V）对应的数字的电信号（以下称输出值（B））存储于存储部24后，结束本处理。此外，在本实施方式中，在第2控制处理的结束后，使SW组1～SW组4的各开关元件SW（SW1～SW4）、单元选择SW32所具有的开关元件SW以及开关元件SW5～开关元件SW9成为断开状态。
若如这样步骤102的第2控制处理结束，则在接下来的步骤104中，使通过第1控制处理存储于存储部24的输出值（A－B）和通过第2控制处理存储于存储部24的输出值（B）相加，判断相加后的值是否与基准电压A（与基准电压A对应的电信号）相同。
在各电源线V（Vn，Vn－1）、单元选择SW32以及电平移位电路40未产生故障等异常的情况下，使通过第1控制处理存储于存储部24的输出值（A－B）和通过第2控制处理存储于存储部24的输出值（B）相加而得的值成为基准电压A。因此，这里在被判断为不是基准电压A的情况下，表示各电源线V（Vn，Vn－1）、单元选择SW32以及电平移位电路40（它们中的至少一个）产生故障等异常。此外，也可以不与基准电压A完全相同，只要在与电压测量部34的精度等对应的可视为与预先决定的基准电压A同等的范围（允许范围）内的电压即可。
在否定的情况下，由于产生异常，故向步骤106进行，例如，在进行了停止电池监视系统10的动作、进行了表示发生异常的意思的报告等规定的措施后，进入步骤110。另一方面，在步骤104中为肯定的情况下，由于正常动作（未产生异常），所以在步骤108中视为正常后，进入步骤110。
在接下来的步骤110中，判断是否结束本处理。在还未针对全部的与电池单元C对应的电源线V进行自身诊断的情况下，被否定，并返回步骤100，重复进行本处理。另一方面，在针对全部的与电池单元C对应的电源线V进行了自身诊断的情况下，被肯定，结束本处理。
此外，在本实施方式中，按各电池单元C为单位进行了步骤100～步骤110的处理，但并不局限于此，也可以对全部的各电池单元C进行步骤100的第1控制以及步骤102的第2控制，使全部的电池单元C的输出值（A－B）以及输出值（B）存储于存储部24后，按各电池单元C为单位进行步骤104的处理。
如以上说明所示，本实施方式的半导体电路14所具备的电压测量电路30具备单元选择SW32、电压测量部34、基准电源36、基准电压分压电阻38、SW组1、SW组2、SW组3、SW组4、开关元件SW7以及开关元件SW8。另外，电压测量部34具备电平移位电路40、AD转换器42、开关元件SW5以及开关元件SW6。
在进行自身诊断的情况下，首先，通过控制电路22的第1控制，使SW组1的开关元件SW1全部成为断开状态，并在该状态下使连接电池单元C的高电位侧的电源线V和基准电源36的SW组2的开关元件SW2以及开关元件SW7成为接通状态，使与基准电压A对应的电信号输入至单元选择SW32。对基准电压A进行分压，按照成为与电池单元C对应的基准电压B的方式，使SW组4的开关元件SW4和开关元件SW9成为接通状态，并且使连接电池单元C的低电位侧的电源线V和基准电压分压电阻38的SW组3的开关元件SW3以及开关元件SW8成为接通状态，并将与基准电压B对应的电信号输入至单元选择SW32。通过使开关元件SW5成为接通状态，将与差对应的模拟的电信号输入至AD转换器42，该差是与从电平移位电路40输出的基准电压A对应的电信号和与基准电压B对应的电信号的差，使用AD转换器42输出被转换成数字信号的电信号（输出值（A－B））。
接下来，通过第2控制，使开关元件SW6成为接通状态，使利用基准电压分压电阻38分压而得的基准电压B直接输入AD转换器42，并输出被转换为数字信号的电信号（输出值（B））。
并且，将通过第1控制得到的输出值（A－B）和输出值（B）相加，判断是否可视为相加值与基准电压A相同。在不可视为相同的情况下，诊断为各电源线V（Vn，Vn－1）、单元选择SW32以及电平移位电路40（它们中的至少一个）产生了故障等异常，另一方面，在可视为相同的情况下，诊断为正常（未产生异常）。
这样在本实施方式中，基于经由各电源线V（Vn，Vn－1）、单元选择SW32以及电平移位电路40从AD转换器42输出的输出值（A－B）、和直接输入的基准电压B被从AD转换器42输出的输出值（B），来对输入输出转换特性进行自身诊断，因此即便不使基准电压B的精度在诊断对象电路（例如电平移位电路40）的输入输出转换精度以上，也能够对诊断对象电路的输入输出特性的精度进行诊断。因此，能够与基准电压B的精度无关地适当进行自身诊断。
另外，在本实施方式中，由于使用了按单元电压C的路径（电源线V）而不同的固有的电压（基准电压B），所以能够检测单元选择SW32的故障。
此外，在本实施方式中，使用按每一个电池单元C与高电位侧连接的电源线V和与低电位侧连接的电源线V来进行自身诊断，但并不局限于此，只要使用产生电位差的两根电源线V即可。此外，如本实施方式所示，通过使用按每一个电池单元C与高电位侧连接的电源线V和与低电位侧连接的电源线V，从而能够应用通常的、电压测量电路30进行的用于电池单元C的电池电压的测定的测量处理（测量处理的程序），故优选。
另外，在一次测定多个电池单元C间的电池电压（作为测定对象的电池单元组12的最高电位和最低电位间的电压）的情况下，优选连接成将基准电压A供给给该最高电位的电源线V（在本实施方式中为电源线Vn＋1），将基准电压B供给给该最低电位的电源线V（在本实施方式中为电源线V1）。
此外，在上述本实施方式中，对于电源线V1而言，电源线V1与最低电位连接，所以存在不能够适当地进行自身诊断的顾虑。在这样的情况下，例如像以下所述那样进行自身诊断即可。如图9所示，对SW组2设置开关元件SW21，使该开关元件SW21以及开关元件SW7成为接通状态，仅是与基准电压A对应的电信号输入至单元选择SW32。从单元选择SW32向电平移位电路40仅输入与该基准电压A对应的电信号。这里，在电平移位电路40的内部还代替上述的本实施方式的基准电压B而输入与电压VSS（接地电压）对应的电信号。由此，从电平移位电路40向AD转换器42输出与基准电压A和电压VSS（0V）的差（与基准电压A等同）对应的模拟的电信号。在AD转换器42中转换为数字信号并输出该数字信号。在控制电路22中，在从AD转换器42输出的电信号可视为与基准电压A等同的情况下，诊断为正常（未产生异常），在不可视为同等的情况下，诊断为产生异常。
另外，在本实施方式中，通过在电压测量电路30的内部所具备的基准电源36来供给基准电压A，但并不局限于此，也可以从电压测量电路30的外部来供给，另外，还可以从半导体电路14的外部供给。
另外，在本实施方式中说明的电池监视系统10、半导体电路14以及电压测量电路30等的构成、故障诊断动作等是一个例子，当然在不脱离本发明的主旨的范围内，能够根据状况进行变更。
Claims (6)
1.一种半导体电路，其特征在于，具备：
多根电源线，它们分别与被串联连接的多个电池连接；
选择单元，其从所述多根电源线中选择两根电源线；
测量单元，其具有将模拟信号转换为数字信号的转换单元，在该测量单元被输入流过由所述选择单元选择出的两根电源线的电信号的情况下，该测量单元将流过所述两根电源线的电信号的差转换为数字信号并输出该数字信号；
运算单元，其针对从所述测量单元输出的数字信号进行预先决定的运算，并输出与运算结果对应的电信号；
控制单元，在诊断所述测量单元的异常的情况下，所述控制单元进行第1控制以及第2控制，其中，所述第1控制对所述选择单元进行控制，以便从所述多根电源线中选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和所述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线，所述第2控制对所述测量单元进行控制，以便使与所述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号，
所述运算单元输出将所述控制单元通过所述第1控制而输出的数字信号与通过所述第2控制而输出的数字信号相加而得的电信号，
所述半导体电路还具备判断单元，该判断单元判断由所述运算单元输出的电信号是否能视为与所述第1基准电压对应的电信号。
2.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，
所述测量单元具备电平移位部，该电平移位部将流过由所述选择单元选择出的两根电源线的电信号的差输出为模拟信号，所述转换单元将从所述电平移位部输出的模拟信号转换为数字信号。
3.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，
所述第2基准电压是根据电源线预先决定的电压。
4.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，
所述控制单元在所述第1控制中，以流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和所述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线相邻的方式来进行控制。
5.一种电池监视系统，其特征在于，具备：
多个电池，它们被串联连接；
多根电源线，它们分别与所述多个电池连接；
选择单元，其从所述多根电源线中选择两根电源线；
测量单元，其具有将模拟信号转换为数字信号的转换单元，在该测量单元被输入流过由所述选择单元选择出的两根电源线的电信号的情况下，该测量单元为了监视所述多个电池的电池电压而将流过所述两根电源线的电信号的差转换为数字信号并输出该数字信号；
运算单元，其针对从所述测量单元输出的数字信号进行预先决定的运算，并输出与运算结果对应的电信号；
控制单元，在诊断所述测量单元的异常的情况下，该控制单元进行第1控制以及第2控制，其中，所述第1控制对所述选择单元进行控制，以便从所述多根电源线中选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和所述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线，第2控制对所述测量单元进行控制，以便将与所述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号，
所述运算单元输出将所述控制单元通过所述第1控制而输出的数字信号与通过所述第2控制而输出的数字信号相加而得的电信号，
所述电池监视系统还具备判断单元，该判断单元判断由所述运算单元输出的电信号是否能视为与所述第1基准电压对应的电信号。
6.一种诊断方法，其特征在于，
针对具备分别与被串联连接的多个电池连接的多根电源线、从所述多根电源线中选择两根电源线的选择单元、以及具有将模拟信号转换为数字信号的转换单元，并且在被输入流过由所述选择单元选择出的两根电源线的电信号的情况下，将流过该两根电源线的电信号的差转换为数字信号并输出该数字信号的测量单元的半导体电路，在诊断所述测量单元的异常的情况下，执行如下工序：
第1控制工序，在该第1控制工序中对所述选择单元进行控制，以便从所述多个电源线中选择流过与第1基准电压对应的电信号的电源线、和流过与和所述第1基准电压不同的第2基准电压对应的电信号的电源线；
第2控制工序，在该第2控制工序中对所述测量单元进行控制，以便将与所述第2基准电压对应的电信号转换为数字信号并输出该数字信号；
运算工序，在该运算工序中，通过运算单元输出使通过所述第1控制工序而输出的数字信号与通过所述第2控制工序而输出的数字信号相加而得的电信号；以及
判断工序，在该判断工序中，判断由所述运算工序输出的电信号是否能视为与所述第1基准电压对应的电信号。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012-060897 | 2012-03-16 | ||
| JP2012060897A JP5952043B2 (ja) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | 半導体回路、電池監視システム、診断プログラム、及び診断方法 |
| JP2016115455A JP6178895B2 (ja) | 2012-03-16 | 2016-06-09 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103308861A CN103308861A (zh) | 2013-09-18 |
| CN103308861B true CN103308861B (zh) | 2017-12-22 |
Family
ID=59433918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310084106.XA Expired - Fee Related CN103308861B (zh) | 2012-03-16 | 2013-03-15 | 半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9103890B2 (zh) |
| JP (2) | JP5952043B2 (zh) |
| CN (1) | CN103308861B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9829529B2 (en) * | 2012-08-14 | 2017-11-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power supply apparatus |
| KR101551062B1 (ko) * | 2014-02-18 | 2015-09-07 | 현대자동차주식회사 | 배터리 셀 불량 진단 장치 및 방법 |
| JP6652960B2 (ja) * | 2015-03-11 | 2020-02-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池管理装置、電池監視回路、制御システム |
| JP6453200B2 (ja) | 2015-10-28 | 2019-01-16 | 矢崎総業株式会社 | 電圧検出装置 |
| JP6657011B2 (ja) * | 2016-05-20 | 2020-03-04 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置、電池監視システムおよび診断方法 |
| JP6695214B2 (ja) * | 2016-05-20 | 2020-05-20 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置、電池監視システムおよび診断方法 |
| JP6848756B2 (ja) * | 2017-08-01 | 2021-03-24 | 株式会社豊田自動織機 | 電池パック |
| KR20220051673A (ko) | 2020-10-19 | 2022-04-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 검사 장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101043094A (zh) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | 株式会社京浜 | 电池电压测定电路、电池电压测定方法及电池电子控制装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285863A (ja) * | 1991-03-14 | 1992-10-09 | Fujitsu Ltd | 電圧測定方法及び該方法による電圧測定装置 |
| JP3309380B2 (ja) | 1995-01-09 | 2002-07-29 | 横河電機株式会社 | ディジタル測定器 |
| JP3351167B2 (ja) * | 1995-04-24 | 2002-11-25 | 松下電器産業株式会社 | バッテリ電圧測定装置 |
| US7521896B2 (en) * | 2004-07-20 | 2009-04-21 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Abnormal voltage detector apparatus for detecting voltage abnormality in assembled battery |
| JP4447526B2 (ja) * | 2004-07-20 | 2010-04-07 | パナソニックＥｖエナジー株式会社 | 組電池のための異常電圧検出装置 |
| JP4501754B2 (ja) * | 2005-04-05 | 2010-07-14 | 日産自動車株式会社 | 電圧検出装置 |
| EP1882997A1 (en) * | 2006-07-27 | 2008-01-30 | STMicroelectronics Limited | Battery charger with temperature-dependent power control |
| JP4560501B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2010-10-13 | 矢崎総業株式会社 | 充電状態調整装置 |
| US7679369B2 (en) * | 2006-10-06 | 2010-03-16 | Enerdel, Inc. | System and method to measure series-connected cell voltages using a flying capacitor |
| US8063643B2 (en) * | 2008-03-05 | 2011-11-22 | Liebert Corporation | System and method for measuring battery internal resistance |
| JP5422917B2 (ja) * | 2008-05-20 | 2014-02-19 | ミツミ電機株式会社 | 充電制御用半導体集積回路および充電装置 |
| JP5486780B2 (ja) | 2008-07-01 | 2014-05-07 | 株式会社日立製作所 | 電池システム |
| JP4803228B2 (ja) * | 2008-09-03 | 2011-10-26 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 電圧検出装置 |
| JP5571486B2 (ja) * | 2010-07-14 | 2014-08-13 | 矢崎総業株式会社 | 組電池の電圧検出装置 |
| JP5638311B2 (ja) * | 2010-08-18 | 2014-12-10 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 組電池システム、電圧監視システム、電圧監視装置及び半導体装置 |
-
2012
- 2012-03-16 JP JP2012060897A patent/JP5952043B2/ja active Active
-
2013
- 2013-03-14 US US13/803,175 patent/US9103890B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-03-15 CN CN201310084106.XA patent/CN103308861B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-06-09 JP JP2016115455A patent/JP6178895B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101043094A (zh) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | 株式会社京浜 | 电池电压测定电路、电池电压测定方法及电池电子控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9103890B2 (en) | 2015-08-11 |
| JP2013195157A (ja) | 2013-09-30 |
| JP5952043B2 (ja) | 2016-07-13 |
| US20130241566A1 (en) | 2013-09-19 |
| CN103308861A (zh) | 2013-09-18 |
| JP2016192894A (ja) | 2016-11-10 |
| JP6178895B2 (ja) | 2017-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103308861B (zh) | 半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法 | |
| CN102593886B (zh) | 半导体电路、电池监视系统、诊断程序及诊断方法 | |
| KR101470552B1 (ko) | 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법 | |
| CN102455398B (zh) | 半导体电路、半导体器件及布线异常诊断方法 | |
| CN104272125B (zh) | 电池监视装置和电池系统监视装置 | |
| CN102841318B (zh) | 监测设备及方法、监测控制设备及方法和电源设备 | |
| CN104272126B (zh) | 电池监视装置和电池系统监视装置 | |
| CN103901260B (zh) | 电池组的电压检测设备 | |
| JP2014522966A (ja) | 自己故障診断機能を備える絶縁抵抗測定装置及びそれを用いた自己故障診断方法 | |
| JP5606857B2 (ja) | 組電池システム、昇圧手段の異常診断方法、電池監視ｉｃ、半導体装置、及び半導体装置の昇圧手段の異常診断方法 | |
| EP3575810B1 (en) | A self-test circuit, corresponding device, vehicle and method | |
| JP4925171B2 (ja) | 半導体集積回路およびその診断方法 | |
| CN108663622B (zh) | 电池组电压测量电路及电压测量系统 | |
| JP2012021868A (ja) | 組電池の電圧検出装置 | |
| JP6199085B2 (ja) | 半導体回路、組電池システム、及び診断方法 | |
| CN106959419A (zh) | 电压检测装置 | |
| JP2014240818A5 (zh) | ||
| JP5684535B2 (ja) | 半導体回路、半導体装置、故障診断方法、及び故障診断プログラム | |
| US20200391609A1 (en) | Method of operating battery management systems, corresponding device and vehicle | |
| JP2015219094A (ja) | 電池監視装置 | |
| CN112701362A (zh) | 涉及电池单元测量的系统和方法 | |
| US10705148B2 (en) | Semiconductor device and battery monitoring system | |
| US20200295409A1 (en) | Semiconductor device and battery monitoring system | |
| Model | Methodology for Model-Based Battery Management Algorithm Validation, Benchmarking and Application-Oriented Selection | |
| JP6657011B2 (ja) | 半導体装置、電池監視システムおよび診断方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Kanagawa Applicant after: LAPIS SEMICONDUCTOR Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Applicant before: LAPIS SEMICONDUCTOR Co.,Ltd. |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171222 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |