JP2000270492A - 組み電池の充電状態検出装置および該装置を用いた車両制御装置 - Google Patents
組み電池の充電状態検出装置および該装置を用いた車両制御装置Info
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- JP2000270492A JP2000270492A JP11074320A JP7432099A JP2000270492A JP 2000270492 A JP2000270492 A JP 2000270492A JP 11074320 A JP11074320 A JP 11074320A JP 7432099 A JP7432099 A JP 7432099A JP 2000270492 A JP2000270492 A JP 2000270492A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組電池の個別電圧検出手段と、この総電流の
電流検出手段において、個別電圧と総電流の同期検出を
実現することにより、より正確な電池状態が把握可能な
電気自動車やハイブリッド車を提供すること。 【解決手段】 まず、各電池モジュール電圧V1〜Vnと総
電流Ibのサンプリングを同期させるため、コントローラ
８０が所定周期のパルス信号を同期信号として信号２１
１に出力する（図２（ａ）参照）と共に、このパルス信
号に合わせて信号６０１を介して総電流Ibの検出を行っ
ている（図２（ｅ）参照）。さらに、個別電圧検出手段
１は、図２（ａ）の信号２１１のタイミングに合わせて
電池モジュール電圧V1〜Vnの測定する（図２（ｂ）参
照）と共に、測定データを信号２０１にシリアル通信で
出力している（図２（ｃ）参照）。
電流検出手段において、個別電圧と総電流の同期検出を
実現することにより、より正確な電池状態が把握可能な
電気自動車やハイブリッド車を提供すること。 【解決手段】 まず、各電池モジュール電圧V1〜Vnと総
電流Ibのサンプリングを同期させるため、コントローラ
８０が所定周期のパルス信号を同期信号として信号２１
１に出力する（図２（ａ）参照）と共に、このパルス信
号に合わせて信号６０１を介して総電流Ibの検出を行っ
ている（図２（ｅ）参照）。さらに、個別電圧検出手段
１は、図２（ａ）の信号２１１のタイミングに合わせて
電池モジュール電圧V1〜Vnの測定する（図２（ｂ）参
照）と共に、測定データを信号２０１にシリアル通信で
出力している（図２（ｃ）参照）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に電気自動車も
しくはハイブリッド車に好適な、組み電池の充電状態検
出装置ならびにこの検出装置を備えた車両制御装置に関
する。
しくはハイブリッド車に好適な、組み電池の充電状態検
出装置ならびにこの検出装置を備えた車両制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の駆動用電池は、数Ｖ〜十数
Ｖの電池モジュールを数十個直列に接続した組電池構造
をしており、これを１つのパッケージに納め、電池パッ
クとして車体に搭載されている。この様な電池パックを
搭載したハイブリッド車及び電気自動車において、組電
池の残存容量や、劣化具合等を正確に把握することが、
走行及び充電性能を向上させるための要因の一つであ
る。
Ｖの電池モジュールを数十個直列に接続した組電池構造
をしており、これを１つのパッケージに納め、電池パッ
クとして車体に搭載されている。この様な電池パックを
搭載したハイブリッド車及び電気自動車において、組電
池の残存容量や、劣化具合等を正確に把握することが、
走行及び充電性能を向上させるための要因の一つであ
る。
【０００３】そこで従来は、各電池モジュール毎もしく
は、数個の電池モジュール毎に電池電圧を測定して、組
電池の残存容量や劣化の状態などを把握するためのパラ
メータの１つとしている。これらの電池電圧（以降個別
電圧と略）の検出手段は電池パック内に組み込まれ、他
の制御とを高電圧から絶縁している。
は、数個の電池モジュール毎に電池電圧を測定して、組
電池の残存容量や劣化の状態などを把握するためのパラ
メータの１つとしている。これらの電池電圧（以降個別
電圧と略）の検出手段は電池パック内に組み込まれ、他
の制御とを高電圧から絶縁している。
【０００４】この個別電圧検出手段は、測定した各個別
電圧データを車両制御や走行制御を行う走行制御ユニッ
トに搭載されたコントローラにシリアル通信などでデー
タ転送し、このコントローラで電池状態を判断してい
る。
電圧データを車両制御や走行制御を行う走行制御ユニッ
トに搭載されたコントローラにシリアル通信などでデー
タ転送し、このコントローラで電池状態を判断してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシステム構成では、電流センサによる総電流のサン
プリング時間に対して、個別電圧のサンプリング時間に
時間差が生じる問題を有している。これは電池状態を判
断するコントローラにおいて、個別電圧のサンプリング
時間＝データ転送された時間となるが、実際の個別電圧
データは、それ以前に個別電圧検出手段によってサンプ
リングされた時点のデータであるため、総電流のデータ
と個別電圧のデータに同期が取れず、電池状態の演算精
度が悪化することが問題となる。
うなシステム構成では、電流センサによる総電流のサン
プリング時間に対して、個別電圧のサンプリング時間に
時間差が生じる問題を有している。これは電池状態を判
断するコントローラにおいて、個別電圧のサンプリング
時間＝データ転送された時間となるが、実際の個別電圧
データは、それ以前に個別電圧検出手段によってサンプ
リングされた時点のデータであるため、総電流のデータ
と個別電圧のデータに同期が取れず、電池状態の演算精
度が悪化することが問題となる。
【０００６】そこで、本発明は、組電池の個別電圧検出
手段と、この総電流の電流検出手段において、個別電圧
と総電流の同期検出を実現することにより、より正確な
電池状態が把握可能な電気自動車やハイブリッド車を提
供することを目的とする。
手段と、この総電流の電流検出手段において、個別電圧
と総電流の同期検出を実現することにより、より正確な
電池状態が把握可能な電気自動車やハイブリッド車を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明の充電状態検出装置によれば、互いに直列接続されて
高圧の組み電池を構成する多数の電池モジュ−ルの各モ
ジュ−ル電圧を個別に検出する電圧検出回路と、前記組
み電池の総電流を検出する電流検出回路と、前記電圧検
出回路と前記電流検出回路により、検出された電圧およ
び電流に応じて組み電池の充電状態を検出する充電状態
検出装置において、前記電圧検出回路と前記電流検出回
路は、電圧および電流を同期して検出する。
明の充電状態検出装置によれば、互いに直列接続されて
高圧の組み電池を構成する多数の電池モジュ−ルの各モ
ジュ−ル電圧を個別に検出する電圧検出回路と、前記組
み電池の総電流を検出する電流検出回路と、前記電圧検
出回路と前記電流検出回路により、検出された電圧およ
び電流に応じて組み電池の充電状態を検出する充電状態
検出装置において、前記電圧検出回路と前記電流検出回
路は、電圧および電流を同期して検出する。
【０００８】これによれば、電圧および電流を同期して
検出することで、より正確な電池状態が検出することが
できる。
検出することで、より正確な電池状態が検出することが
できる。
【０００９】また、請求項２記載の電池の充電状態検出
装置においては、電池モジュールと電圧検出回路とを１
つのパッケージに納めている。
装置においては、電池モジュールと電圧検出回路とを１
つのパッケージに納めている。
【００１０】請求項３記載の車両制御装置によれば、互
いに直列接続されて高圧の組み電池を構成する多数の電
池モジュ−ルと、この電池モジュールの各モジュ−ル電
圧を個別に検出する電圧検出回路とを有する電池パック
と、前記組み電池の総電流を検出する電流検出回路と、
前記電圧検出回路と前記電流検出回路により、検出され
た電圧および電流に応じて組み電池の充電状態を検出す
る充電状態検出装置と、この充電状態検出装置によって
検出された電池の充電状態に応じて、車両の駆動源を制
御する駆動源制御回路とを備え、前記電圧検出回路と前
記電流検出回路は、電圧および電流を同じタイミングで
検出する。
いに直列接続されて高圧の組み電池を構成する多数の電
池モジュ−ルと、この電池モジュールの各モジュ−ル電
圧を個別に検出する電圧検出回路とを有する電池パック
と、前記組み電池の総電流を検出する電流検出回路と、
前記電圧検出回路と前記電流検出回路により、検出され
た電圧および電流に応じて組み電池の充電状態を検出す
る充電状態検出装置と、この充電状態検出装置によって
検出された電池の充電状態に応じて、車両の駆動源を制
御する駆動源制御回路とを備え、前記電圧検出回路と前
記電流検出回路は、電圧および電流を同じタイミングで
検出する。
【００１１】これによれば、電圧および電流を同じタイ
ミングで検出することで、組み電池の正確な充電状態を
検出することで、車両の駆動源を適格に制御することが
できる。
ミングで検出することで、組み電池の正確な充電状態を
検出することで、車両の駆動源を適格に制御することが
できる。
【００１２】また、請求項４記載の車両制御装置におい
ては、前記電流検出回路、前記充電状態検出回路および
前記駆動源制御回路とは、前記電池パックとは異なる別
のパッケージに収納されている。
ては、前記電流検出回路、前記充電状態検出回路および
前記駆動源制御回路とは、前記電池パックとは異なる別
のパッケージに収納されている。
【００１３】さらに、請求項５記載の車両制御装置にお
いては、前記電圧検出回路により検出された電圧は、前
記充電状態検出回路に通信により送られる。
いては、前記電圧検出回路により検出された電圧は、前
記充電状態検出回路に通信により送られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な態様を以下
の実施例により詳細に説明する。ただし、本発明は下記
の実施例の構成に限定されるものではなく、置換可能な
公知回路を用いて構成できることは当然である。
の実施例により詳細に説明する。ただし、本発明は下記
の実施例の構成に限定されるものではなく、置換可能な
公知回路を用いて構成できることは当然である。
【００１５】
【実施例】本発明の車両制御装置の一実施例を図１、図
２を参照して説明する。
２を参照して説明する。
【００１６】図１は本発明のシステム構成概略図で、１
９は走行用バッテリで、数Ｖ〜十数Ｖ程度の電圧の電池
モジュールが数十個直列に接続した組電池構造をしてい
る。
９は走行用バッテリで、数Ｖ〜十数Ｖ程度の電圧の電池
モジュールが数十個直列に接続した組電池構造をしてい
る。
【００１７】１は個別電圧検出手段で、走行用バッテリ
の電池モジュール１９と他の制御系を絶縁すると共に、
各電池モジュール１９の電圧V1〜Vnを個別に測定し、測
定データをシリアル通信で信号２０１に出力している。
なお、この個別電圧検出手段１については、後述する。
の電池モジュール１９と他の制御系を絶縁すると共に、
各電池モジュール１９の電圧V1〜Vnを個別に測定し、測
定データをシリアル通信で信号２０１に出力している。
なお、この個別電圧検出手段１については、後述する。
【００１８】３０は電池パックで、走行用バッテリ１９
と個別電圧検出手段１とを１つのパッケージに納め、走
行用の電源ユニットとして車両に搭載されている。
と個別電圧検出手段１とを１つのパッケージに納め、走
行用の電源ユニットとして車両に搭載されている。
【００１９】４０は走行用モータであり、走行用バッテ
リ１９に蓄えられた電力を、５０の走行用インバータで
電力変換して駆動する。そして、電気自動車もしくはハ
イブリッド車の駆動源である走行用モータ４０を駆動さ
せるものである。
リ１９に蓄えられた電力を、５０の走行用インバータで
電力変換して駆動する。そして、電気自動車もしくはハ
イブリッド車の駆動源である走行用モータ４０を駆動さ
せるものである。
【００２０】６０は電流検出手段であり、走行用バッテ
リ１９に流れる電池モジュールの総電流Ibを、磁気平衡
式電流センサなどを用いて測定し、信号６０１として電
圧出力する。
リ１９に流れる電池モジュールの総電流Ibを、磁気平衡
式電流センサなどを用いて測定し、信号６０１として電
圧出力する。
【００２１】７０は走行制御ユニットで、走行用インバ
ータ５０と電流検出手段６０及びコントローラ８０等か
ら構成された走行制御装置で、電池パック３０とは別の
パッケージになっている。
ータ５０と電流検出手段６０及びコントローラ８０等か
ら構成された走行制御装置で、電池パック３０とは別の
パッケージになっている。
【００２２】８０は本システムを制御するためのコント
ローラで、車両の各種センサ信号（例えば、アクセルセ
ンサ８４、ブレーキセンサ８５、シフトセンサ８６等）
を入力し、マイコンによって走行用インバータ５０を制
御して、走行用モータ４０を駆動することで車両の走行
を制御している。
ローラで、車両の各種センサ信号（例えば、アクセルセ
ンサ８４、ブレーキセンサ８５、シフトセンサ８６等）
を入力し、マイコンによって走行用インバータ５０を制
御して、走行用モータ４０を駆動することで車両の走行
を制御している。
【００２３】そして、コントローラ８０内の電池状態演
算手段８１は、電流検出手段６０と個別電圧検出手段１
からの信号により、組み電池の充電状態を検出してい
る。この検出方法については、一般に知られていること
から説明を省略する。
算手段８１は、電流検出手段６０と個別電圧検出手段１
からの信号により、組み電池の充電状態を検出してい
る。この検出方法については、一般に知られていること
から説明を省略する。
【００２４】また、車両制御手段８２においては、電池
状態演算手段８１からの電池充電状態の情報と、上述し
た各センサ８４，８５，８６の信号から、車両を駆動す
るに必要なトルクを演算する。なお、トルクの演算方法
については、例えば、特開平１１−６４４９号公報を参
照のこと。
状態演算手段８１からの電池充電状態の情報と、上述し
た各センサ８４，８５，８６の信号から、車両を駆動す
るに必要なトルクを演算する。なお、トルクの演算方法
については、例えば、特開平１１−６４４９号公報を参
照のこと。
【００２５】さらに、トルク制御装置８３は、上記車両
制御手段８２により、演算されたトルクに応じて、走行
用インバータ５０の電流制御を行うものである。また、
走行用バッテリ１９に充電する際は、本システムの外部
または内部の充電器と協調し、充電制御を行っている。
そして、信号２０１及び信号６０１を介して走行用バッ
テリ１９の各電池モジュール電圧V1〜Vnや総電流Ibを検
出して、走行用バッテリ１９の残存容量や劣化具合等を
演算、監視し、必要に応じて走行能力を制限したり、充
電電流を制御することによりシステムの走行及び充電性
能を向上させている。
制御手段８２により、演算されたトルクに応じて、走行
用インバータ５０の電流制御を行うものである。また、
走行用バッテリ１９に充電する際は、本システムの外部
または内部の充電器と協調し、充電制御を行っている。
そして、信号２０１及び信号６０１を介して走行用バッ
テリ１９の各電池モジュール電圧V1〜Vnや総電流Ibを検
出して、走行用バッテリ１９の残存容量や劣化具合等を
演算、監視し、必要に応じて走行能力を制限したり、充
電電流を制御することによりシステムの走行及び充電性
能を向上させている。
【００２６】そして、電池パック３０１について、以
下、図３および図４に基づいて説明する。組み電池１９
の各モジュ−ル電圧をデジタル信号に変換する組み電池
の電圧検出装置を示すブロック図であり、組み電池１
９、差動型電圧検出回路２０１〜２２０、Ａ／Ｄ変換回
路５〜８、フォトカプラ素子２０ａが図示されている。
下、図３および図４に基づいて説明する。組み電池１９
の各モジュ−ル電圧をデジタル信号に変換する組み電池
の電圧検出装置を示すブロック図であり、組み電池１
９、差動型電圧検出回路２０１〜２２０、Ａ／Ｄ変換回
路５〜８、フォトカプラ素子２０ａが図示されている。
【００２７】図４は図３のこの電圧検出装置を用いた電
池モニタ装置の一実施例を示すブロック図である。
池モニタ装置の一実施例を示すブロック図である。
【００２８】１は電池の電圧を制御するＣＰＵ、２はデ
マルチプレクサからなるクロック信号分配用のセレクタ
回路（以下、クロック信号セレクタ回路ともいう）、３
はデマルチプレクサからなる制御信号分配用のセレクタ
回路（以下、制御信号セレクタ回路ともいう）、４はマ
ルチプレクサからなるデジタル信号選択用のセレクタ回
路（以下、デ−タセレクタ回路ともいう）、５〜１０は
Ａ／Ｄ変換回路、２０１〜２２０及び１３は差動型電圧
検出回路、１４はアナログ増幅回路、１５は電流セン
サ、１０１〜１２０は組み電池１９の各電池モジュ−ル
（単にモジュ−ルともいう）である。ただし、図４にお
いて、電池モジュ−ル１０６〜１２０、差動型電圧検出
回路２０６〜２２０、Ａ／Ｄ変換回路６〜８は図示省略
されている。
マルチプレクサからなるクロック信号分配用のセレクタ
回路（以下、クロック信号セレクタ回路ともいう）、３
はデマルチプレクサからなる制御信号分配用のセレクタ
回路（以下、制御信号セレクタ回路ともいう）、４はマ
ルチプレクサからなるデジタル信号選択用のセレクタ回
路（以下、デ−タセレクタ回路ともいう）、５〜１０は
Ａ／Ｄ変換回路、２０１〜２２０及び１３は差動型電圧
検出回路、１４はアナログ増幅回路、１５は電流セン
サ、１０１〜１２０は組み電池１９の各電池モジュ−ル
（単にモジュ−ルともいう）である。ただし、図４にお
いて、電池モジュ−ル１０６〜１２０、差動型電圧検出
回路２０６〜２２０、Ａ／Ｄ変換回路６〜８は図示省略
されている。
【００２９】電池モジュ−ル１０１〜１２０はそれぞれ
１２個の単電池を縦続接続してなる。電池モジュ−ル１
０１は最高位のモジュ−ル電圧をもち、電池モジュ−ル
１２０は最低位のモジュ−ル電圧をもつ。２０は各セレ
クタ回路２〜４と各Ａ／Ｄ変換回路５〜１０を接続する
シリアル信号線群であり、この実施例では、各信号線は
ＣＰＵ１の保護のためにそれぞれフォトカプラ（たとえ
ば２０ａ）を有している。Ａ／Ｄ変換回路５〜１０はそ
れぞれ５チャンネル入力の切り替え入力型のＡ／Ｄ変換
回路であり、入力される切り替え信号により、各Ａ／Ｄ
変換回路５〜１０は同期してチャンネル切り替えされ
る。
１２個の単電池を縦続接続してなる。電池モジュ−ル１
０１は最高位のモジュ−ル電圧をもち、電池モジュ−ル
１２０は最低位のモジュ−ル電圧をもつ。２０は各セレ
クタ回路２〜４と各Ａ／Ｄ変換回路５〜１０を接続する
シリアル信号線群であり、この実施例では、各信号線は
ＣＰＵ１の保護のためにそれぞれフォトカプラ（たとえ
ば２０ａ）を有している。Ａ／Ｄ変換回路５〜１０はそ
れぞれ５チャンネル入力の切り替え入力型のＡ／Ｄ変換
回路であり、入力される切り替え信号により、各Ａ／Ｄ
変換回路５〜１０は同期してチャンネル切り替えされ
る。
【００３０】図４からわかるように、モジュ−ル１０１
のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０１で所定の
基準電位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変
換回路５でＡ／Ｄ変換される。同様に、モジュ−ル１０
２のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０２で所定
の基準電位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ
変換回路５でＡ／Ｄ変換され、モジュ−ル１０３のモジ
ュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０３で所定の基準電
位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路
５でＡ／Ｄ変換され、モジュ−ル１０４のモジュ−ル電
圧は差動型電圧検出回路２０４で所定の基準電位１に対
する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路５でＡ／
Ｄ変換され、モジュ−ル１０５のモジュ−ル電圧は差動
型電圧検出回路２０５で所定の基準電位１に対する信号
電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路５でＡ／Ｄ変換さ
れる。
のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０１で所定の
基準電位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変
換回路５でＡ／Ｄ変換される。同様に、モジュ−ル１０
２のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０２で所定
の基準電位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ
変換回路５でＡ／Ｄ変換され、モジュ−ル１０３のモジ
ュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０３で所定の基準電
位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路
５でＡ／Ｄ変換され、モジュ−ル１０４のモジュ−ル電
圧は差動型電圧検出回路２０４で所定の基準電位１に対
する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路５でＡ／
Ｄ変換され、モジュ−ル１０５のモジュ−ル電圧は差動
型電圧検出回路２０５で所定の基準電位１に対する信号
電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路５でＡ／Ｄ変換さ
れる。
【００３１】同様に、電池モジュ−ル１０６〜１１０の
モジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０６〜２１０を
通じてＡ／Ｄ変換回路６に入力され、電池モジュ−ル１
１１〜１１５のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２
１１〜２１５を通じてＡ／Ｄ変換回路７に入力され、電
池モジュ−ル１１６〜１２０のモジュ−ル電圧は差動型
電圧検出回路２１６〜２２０を通じてＡ／Ｄ変換回路８
に入力される。
モジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０６〜２１０を
通じてＡ／Ｄ変換回路６に入力され、電池モジュ−ル１
１１〜１１５のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２
１１〜２１５を通じてＡ／Ｄ変換回路７に入力され、電
池モジュ−ル１１６〜１２０のモジュ−ル電圧は差動型
電圧検出回路２１６〜２２０を通じてＡ／Ｄ変換回路８
に入力される。
【００３２】また、組み電池１９の総電圧は差動型電圧
検出回路１３で所定の共通接地電位に対する信号電圧に
変換されからＡ／Ｄ変換回路９でＡ／Ｄ変換され、組み
電池１９の電流は増幅回路１４を通じてＡ／Ｄ変換回路
１９でＡ／Ｄ変換される。
検出回路１３で所定の共通接地電位に対する信号電圧に
変換されからＡ／Ｄ変換回路９でＡ／Ｄ変換され、組み
電池１９の電流は増幅回路１４を通じてＡ／Ｄ変換回路
１９でＡ／Ｄ変換される。
【００３３】各Ａ／Ｄ変換回路５〜１０の出力は、デ−
タセレクタ回路４にて時間順次に選択され、信号ＳＩＮ
としてＣＰＵ１に読み込まれる。
タセレクタ回路４にて時間順次に選択され、信号ＳＩＮ
としてＣＰＵ１に読み込まれる。
【００３４】Ａ／Ｄ変換回路５〜１０は同期動作シリア
ル出力型のＡ／Ｄ変換回路であって、変換デ−タすなわ
ちシリアルデジタル信号はデジタル信号確定後に入力す
るクロックパルスに同期して出力される。
ル出力型のＡ／Ｄ変換回路であって、変換デ−タすなわ
ちシリアルデジタル信号はデジタル信号確定後に入力す
るクロックパルスに同期して出力される。
【００３５】更に説明すると、Ａ／Ｄ変換回路５は、ア
ナログ信号が入力されるアナログ入力端子、シリアル信
号であるデジタル信号を出力するデ−タ出力端子、シリ
アル信号である制御命令が入力される制御命令入力端
子、及び、同期用のクロックパルスが入力されるクロッ
クパルス入力端子を有し、読み込み指令が制御命令入力
端子へ入力されると、アナログ信号の読み込みが行わ
れ、その後、次のクロックパルスの入力により８ビット
のシリアルデジタル信号が出力される。その他のＡ／Ｄ
変換回路６〜１０も同じ構造を有している。
ナログ信号が入力されるアナログ入力端子、シリアル信
号であるデジタル信号を出力するデ−タ出力端子、シリ
アル信号である制御命令が入力される制御命令入力端
子、及び、同期用のクロックパルスが入力されるクロッ
クパルス入力端子を有し、読み込み指令が制御命令入力
端子へ入力されると、アナログ信号の読み込みが行わ
れ、その後、次のクロックパルスの入力により８ビット
のシリアルデジタル信号が出力される。その他のＡ／Ｄ
変換回路６〜１０も同じ構造を有している。
【００３６】次に、組み電池１９の各モジュ−ル電圧を
検出する差動型電圧検出回路２０１〜２２０について、
図３を参照して説明する。
検出する差動型電圧検出回路２０１〜２２０について、
図３を参照して説明する。
【００３７】この実施例では組み電池１９を構成する合
計２４０個の単電池が互いに縦続接続される２０個の電
池モジュ−ル１０１〜１２０に区分され、更に、電池モ
ジュ−ル１０１〜１０５は第１の電圧検出ブロックを構
成し、電池モジュ−ル１０６〜１１０は第２の電圧検出
ブロックを構成し、電池モジュ−ル１１１〜１１５は第
３の電圧検出ブロックを構成し、電池モジュ−ル１１６
〜１２０は第４の電圧検出ブロックを構成している。
計２４０個の単電池が互いに縦続接続される２０個の電
池モジュ−ル１０１〜１２０に区分され、更に、電池モ
ジュ−ル１０１〜１０５は第１の電圧検出ブロックを構
成し、電池モジュ−ル１０６〜１１０は第２の電圧検出
ブロックを構成し、電池モジュ−ル１１１〜１１５は第
３の電圧検出ブロックを構成し、電池モジュ−ル１１６
〜１２０は第４の電圧検出ブロックを構成している。
【００３８】第１の電圧検出ブロックは、第１の基準電
位である基準電位１をもち、第２の電圧検出ブロックは
第２の基準電位である基準電位２をもち、第３の電圧検
出ブロックは、第３の基準電位である基準電位３をも
ち、第４の電圧検出ブロックは第４の基準電位である基
準電位４を有している。
位である基準電位１をもち、第２の電圧検出ブロックは
第２の基準電位である基準電位２をもち、第３の電圧検
出ブロックは、第３の基準電位である基準電位３をも
ち、第４の電圧検出ブロックは第４の基準電位である基
準電位４を有している。
【００３９】この実施例では、基準電位１は電池モジュ
−ル１０３の低位側端子電圧（電池モジュ−ル１０４の
高位側端子電圧）に設定され、以下同様に、各基準電位
２〜４は、各電圧検出ブロックにおける高電位側から３
番目の電池モジュ−ルの低位側端子電圧（低位側から２
番目の電池モジュ−ルの高位側端子電圧）に設定されて
いる。
−ル１０３の低位側端子電圧（電池モジュ−ル１０４の
高位側端子電圧）に設定され、以下同様に、各基準電位
２〜４は、各電圧検出ブロックにおける高電位側から３
番目の電池モジュ−ルの低位側端子電圧（低位側から２
番目の電池モジュ−ルの高位側端子電圧）に設定されて
いる。
【００４０】すなわち、この実施例では、同一の電圧検
出ブロック内の各差動型電圧検出回路の基準電位（入力
側抵抗回路網の一端に印加される定電位）は等しくさ
れ、また、各電圧検出ブロックには異なる基準電位１〜
４が印加される。更に、各基準電位１〜４は、電圧検出
ブロック内の各電池モジュ−ルの中間電位（最高端子電
圧と最低端子電圧との中間の値にできるだけ近い値）に
設定され、更に、各基準電位１〜４として電池モジュ−
ルの端子電圧を用いている。
出ブロック内の各差動型電圧検出回路の基準電位（入力
側抵抗回路網の一端に印加される定電位）は等しくさ
れ、また、各電圧検出ブロックには異なる基準電位１〜
４が印加される。更に、各基準電位１〜４は、電圧検出
ブロック内の各電池モジュ−ルの中間電位（最高端子電
圧と最低端子電圧との中間の値にできるだけ近い値）に
設定され、更に、各基準電位１〜４として電池モジュ−
ルの端子電圧を用いている。
【００４１】次に、図２において、本発明の個別電圧及
び総電流データを確定する場合のタイミングチャートを
示す。このタイミングチャートでは、コントローラ８０
に組み込まれたマイコンによってタイミングが制御され
ている。
び総電流データを確定する場合のタイミングチャートを
示す。このタイミングチャートでは、コントローラ８０
に組み込まれたマイコンによってタイミングが制御され
ている。
【００４２】まず、各電池モジュール電圧V1〜Vnと総電
流Ibのサンプリングを同期させるため、コントローラ８
０が所定周期のパルス信号を同期信号として信号２１１
に出力する（図２（ａ）参照）と共に、このパルス信号
に合わせて信号６０１を介して総電流Ibの検出を行って
いる（図２（ｅ）参照）。
流Ibのサンプリングを同期させるため、コントローラ８
０が所定周期のパルス信号を同期信号として信号２１１
に出力する（図２（ａ）参照）と共に、このパルス信号
に合わせて信号６０１を介して総電流Ibの検出を行って
いる（図２（ｅ）参照）。
【００４３】さらに、個別電圧検出手段１は、図２
（ａ）の信号２１１のタイミングに合わせて電池モジュ
ール電圧V1〜Vnの測定する（図２（ｂ）参照）と共に、
測定データを信号２０１にシリアル通信で出力している
（図２（ｃ）参照）。
（ａ）の信号２１１のタイミングに合わせて電池モジュ
ール電圧V1〜Vnの測定する（図２（ｂ）参照）と共に、
測定データを信号２０１にシリアル通信で出力している
（図２（ｃ）参照）。
【００４４】また、コントローラ８０は、信号２０１を
介して行われる各電池モジュール電圧V1〜Vnのシリアル
通信データの受信に合わせて、電池モジュール電圧V1〜
Vnの更新（図２（ｄ）参照）及び総電流Ibデータの更新
（図２（ｆ）参照）を行っている。
介して行われる各電池モジュール電圧V1〜Vnのシリアル
通信データの受信に合わせて、電池モジュール電圧V1〜
Vnの更新（図２（ｄ）参照）及び総電流Ibデータの更新
（図２（ｆ）参照）を行っている。
【００４５】以上の制御により、組電池の個別電圧検出
手段と、この総電流の電流検出手段が別体になったシス
テム構成においても、個別電圧と総電流の同期検出を実
現でき、より正確な電池状態が把握可能となり、車両駆
動源（走行用モータ４０）を適格に駆動できる電気自動
車やハイブリッド車を提供することができる。
手段と、この総電流の電流検出手段が別体になったシス
テム構成においても、個別電圧と総電流の同期検出を実
現でき、より正確な電池状態が把握可能となり、車両駆
動源（走行用モータ４０）を適格に駆動できる電気自動
車やハイブリッド車を提供することができる。
【図１】本発明の車両制御装置のシステム図である。
【図２】本発明の電圧および電流の検出を示すタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図３】組み電池１９の各モジュ−ル電圧をデジタル信
号に変換する組み電池の電圧検出装置を示すブロック図
である。
号に変換する組み電池の電圧検出装置を示すブロック図
である。
【図４】図３の組み電池の電圧検出装置を用いた組み電
池の電池モニタ装置の一実施例を示すブロック回路図で
ある。
池の電池モニタ装置の一実施例を示すブロック回路図で
ある。
１は個別電圧検出手段、１９は組み電池、３０は電池パ
ック、４０は走行用モータ、５０はインバータ回路、６
０は電流検出手段、７０は走行制御ユニット、８０はコ
ントローラ、８１は電池状態演算手段。
ック、４０は走行用モータ、５０はインバータ回路、６
０は電流検出手段、７０は走行制御ユニット、８０はコ
ントローラ、８１は電池状態演算手段。
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに直列接続されて高圧の組み電池を
構成する多数の電池モジュ−ルの各モジュ−ル電圧を個
別に検出する電圧検出回路と、前記組み電池の総電流を
検出する電流検出回路と、前記電圧検出回路と前記電流
検出回路により、検出された電圧および電流に応じて組
み電池の充電状態を検出する充電状態検出装置におい
て、前記電圧検出回路と前記電流検出回路は、電圧およ
び電流を同期して検出することを特徴とする組み電池の
充電状態検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電池の充電状態検出装置
において、 前記電池モジュールと前記電圧検出回路とを１つのパッ
ケージに納めていることを特徴とする組み電池の充電状
態検出装置。 - 【請求項３】 互いに直列接続されて高圧の組み電池を
構成する多数の電池モジュ−ルと、この電池モジュール
の各モジュ−ル電圧を個別に検出する電圧検出回路とを
有する電池パックと、 前記組み電池の総電流を検出する電流検出回路と、 前記電圧検出回路と前記電流検出回路により、検出され
た電圧および電流に応じて組み電池の充電状態を検出す
る充電状態検出装置と、 この充電状態検出装置によって検出された電池の充電状
態に応じて、車両の駆動源を制御する駆動源制御回路と
を備え、 前記電圧検出回路と前記電流検出回路は、電圧および電
流を同じタイミングで検出することを特徴とする車両制
御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の車両制御装置において、 前記電流検出回路、前記充電状態検出回路および前記駆
動源制御回路とは、前記電池パックとは異なる別のパッ
ケージに収納されていることを特徴とする車両制御装
置。 - 【請求項５】 請求項４記載の車両制御装置において、 前記電圧検出回路により検出された電圧は、前記充電状
態検出回路に通信により送られることを特徴とする車両
制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP07432099A JP4035913B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 組み電池の充電状態検出装置および該装置を用いた車両制御装置 |
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|---|---|---|---|
| JP07432099A JP4035913B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 組み電池の充電状態検出装置および該装置を用いた車両制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000270492A true JP2000270492A (ja) | 2000-09-29 |
| JP4035913B2 JP4035913B2 (ja) | 2008-01-23 |
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ID=13543722
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|---|---|---|---|
| JP07432099A Expired - Fee Related JP4035913B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 組み電池の充電状態検出装置および該装置を用いた車両制御装置 |
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-
1999
- 1999-03-18 JP JP07432099A patent/JP4035913B2/ja not_active Expired - Fee Related
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