JP2001025173A - Set-battery fault determination apparatus and method - Google Patents

Set-battery fault determination apparatus and method

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JP2001025173A
JP2001025173A JP11188954A JP18895499A JP2001025173A JP 2001025173 A JP2001025173 A JP 2001025173A JP 11188954 A JP11188954 A JP 11188954A JP 18895499 A JP18895499 A JP 18895499A JP 2001025173 A JP2001025173 A JP 2001025173A
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    • G01R31/006Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To alleviate the supervising load of a fault determining means to simplify the structure by supervising voltage change of each cell group with a voltage output means in cell group units, and then determining generation of a fault condition. SOLUTION: Unit cells 11, consisting of a lithium secondary batteries, are connected in series to form a cell group 12, and by having these cell groups 12 connected in series a set battery is formed, and thereby a fault detecting apparatus 13 is allocated between the cell group 12 and a voltage detector. When a fault condition of the unit cell 11 forming the cell group 12 is detected with a lower limit voltage detecting circuit 30, an upper limit voltage detecting circuit 31 and an excess rising temperature detecting circuit 37 forming a fault detecting apparatus 13, an AND gate 29 changes the terminal voltage of the cell group 12 with a switch 38. Thereby, the CPU can determine generation of a fault in the unit cell within the cell group 12, by only connecting the fault detecting apparatus 13 and the voltage detector of a control unit with the voltage detecting lines W+, W-.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池からなる
単位セルを複数個直列に接続して構成されるセルグルー
プを複数直列に接続してなる組電池について、充放電時
における異常の発生を判定する異常判定装置及び組電池
の異常判定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack comprising a plurality of cell groups formed by connecting a plurality of unit cells each comprising a secondary battery in series and the occurrence of abnormalities during charging and discharging. The present invention relates to an abnormality determination device for determining the abnormality and an abnormality determination method for the assembled battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低公害性と高い走行性能との両立
を目的として、電気自動車とガソリンエンジンとのメカ
ニズムを組み合わせたハイブリッド電気自動車(以下、
HEVと称す)が開発されている。HEVは、ガソリン
エンジンを搭載しているため、電気自動車ほど大容量の
バッテリを使用せずともガソリン車並みの走行性能が確
保できる一方、エンジンの効率が低く二酸化炭素や窒素
酸化物などの排出量が増加する低回転時にはバッテリに
よりモータを駆動して走行するため、低公害性をも達成
し得るようになっている。
2. Description of the Related Art In recent years, a hybrid electric vehicle (hereinafter, referred to as a hybrid vehicle) combining a mechanism of an electric vehicle and a gasoline engine has been developed in order to achieve both low pollution and high running performance.
HEV) has been developed. Since an HEV is equipped with a gasoline engine, it can maintain the same running performance as a gasoline-powered vehicle without using a large-capacity battery as an electric vehicle, but has low engine efficiency and emits carbon dioxide and nitrogen oxides. When the motor rotates at a low rotation speed, the motor is driven by the battery, so that low pollution can be achieved.

【0003】斯様なHEVにおいても、発進時やフル加
速時にはバッテリから供給される電力を使用するため、
バッテリには高い出力が要求される。また、HEVは、
エンジンやモータ/ジェネレータ,バッテリなど多くの
構成部品を搭載しなければならず、自動車全体の重量が
増加することから、バッテリに対しては、電気自動車と
同様に高性能且つ軽量であることが要求されている。
[0003] Even in such an HEV, electric power supplied from a battery is used at the time of starting or at the time of full acceleration.
High output is required for batteries. Also, HEV is
Since many components such as an engine, a motor / generator, and a battery must be mounted, and the weight of the entire vehicle increases, the battery must be as high in performance and light as an electric vehicle. Have been.

【0004】斯様な状況下で、鉛,ニッカドやニッケル
水素電池などに代わるものとして、リチウム電池が注目
されている。リチウム電池は、同容量の鉛やニッカド電
池に比して約3〜4倍もの高い重量エネルギ密度を有し
ており、小形軽量化が要求されるHEVには好適である
として応用が期待されている。
[0004] Under such circumstances, lithium batteries have attracted attention as an alternative to lead, nickel cadmium, nickel hydride batteries and the like. Lithium batteries have a weight energy density that is about three to four times higher than lead or nickel cadmium batteries of the same capacity, and are expected to be applied as suitable for HEVs that require small size and light weight. I have.

【0005】ところが、リチウム電池は、過充電や過放
電に弱く、定められた電圧範囲内で使用しないと材料が
分解して著しく容量が減少したり、異常に発熱するなど
して使用できなくなるおそれがある。そのため、リチウ
ム電池を使用する場合は、上限電圧及び下限電圧を明確
に規定して、端子電圧がその範囲内となるように充放電
制御したり、或いは、電圧範囲を制限する保護回路とセ
ットで使用するのが一般的である。
However, lithium batteries are susceptible to overcharging and overdischarging, and if not used within a specified voltage range, the materials may decompose and the capacity may be significantly reduced, or the battery may become unusable due to abnormal heat generation. There is. Therefore, when using a lithium battery, the upper limit voltage and the lower limit voltage are clearly specified, and charge / discharge control is performed so that the terminal voltage is within the range, or a protection circuit that limits the voltage range is used as a set. It is common to use.

【0006】ところで、電気自動車やHEVに使用され
るバッテリは、モータを駆動するために高い電圧が要求
されるので、通常、複数個の単位セルを直列に接続して
構成されている。例えば、300Vのバッテリ電圧を得
るには、単位セル当たり2Vの鉛電池では150個程度
のセルを直列接続し、単位セル当たり3.6Vのリチウ
ム電池では80個程度のセルを直列接続することにな
る。
[0006] Incidentally, batteries used in electric vehicles and HEVs require a high voltage to drive a motor, and therefore are usually constituted by connecting a plurality of unit cells in series. For example, to obtain a battery voltage of 300 V, about 150 cells are connected in series for a 2 V lead battery per unit cell, and about 80 cells are connected in series for a 3.6 V lithium battery per unit cell. Become.

【0007】このように多数の単位セルを直列接続して
なる組電池を充電する場合、従来は、組電池の正,負極
の端子間電圧を監視することにより充電を制御してい
た。例えば、単位セル当たりの電圧範囲が1.8〜2.
4Vで150個直列の鉛電池の場合は、組電池の電圧範
囲が270〜360Vの範囲となるように充放電制御し
ていた。
In the case of charging a battery pack formed by connecting a number of unit cells in series as described above, charging has conventionally been controlled by monitoring the voltage between the positive and negative terminals of the battery pack. For example, the voltage range per unit cell is 1.8-2.
In the case of 150 lead batteries connected in series at 4 V, charge / discharge control was performed so that the voltage range of the assembled battery would be in the range of 270 to 360 V.

【0008】この場合に問題となるのが、各単位セルの
残存容量(State Of Charge,以下、SOCと称す)に基
づく各単位セル間の端子電圧のばらつきである。直列接
続された状態では各単位セルを流れる電流値は等しい
が、各単位セル毎の残存容量には必ずばらつきがあるた
め、これに起因して各単位セルの端子電圧も異なったも
のとなる。この残存容量のばらつきは、主として各セル
毎の自己放電や充放電効率の違いによって生じるもの
で、時間と共に蓄積され拡大していくものである。
In this case, a problem is a variation in terminal voltage between the unit cells based on a state of charge (hereinafter, referred to as SOC) of each unit cell. In the state of being connected in series, the current flowing through each unit cell is equal, but the remaining capacity of each unit cell always varies, so that the terminal voltage of each unit cell also differs. This variation in the remaining capacity is mainly caused by a difference in self-discharge and charge / discharge efficiency of each cell, and is accumulated and expanded with time.

【0009】即ち、これらの総計たる組電池の端子間電
圧を監視して充電制御しても、その構成要素たる各単位
セルとしては、端子電圧が(組電池の端子間電圧)/
(単位セル個数)で得られる平均電圧よりも高く、或い
は低くなっているものが存在する。このため、上限電圧
まで充電すれば過充電となり、下限電圧まで放電すれば
過放電となる単位セルが存在することになる。
That is, even if the charging is controlled by monitoring the total voltage between the terminals of the assembled battery, the terminal voltage of each unit cell as a component of the assembled battery is (voltage between terminals of the assembled battery) /
Some are higher or lower than the average voltage obtained by (number of unit cells). Therefore, there is a unit cell that is overcharged when charged to the upper limit voltage and overdischarged when discharged to the lower limit voltage.

【0010】そして、ニッカド或いはニッケル水素電池
では、過放電や過充電となっても性能の劣化が少なく、
また、鉛電池は、性能が劣化しても特に安全性に問題は
無く、何れも使用不能の状態にはならないことから、組
電池の両端電圧のみを参照して制御すれば十分であっ
た。しかしながら、リチウム電池を多直列組電池として
使用する場合は、各単位セル夫々が過充電または過放電
状態とならないように対策すること、即ち、そのために
過充電や過放電のような異常の発生を検出,判定するこ
とは必須である。
[0010] In the case of NiCd or NiMH batteries, even if overdischarge or overcharge occurs, there is little deterioration in performance.
In addition, since the lead battery has no problem in safety even if its performance is deteriorated, and it is not possible to use any of them, it is sufficient to control the lead battery only with reference to the voltage across the assembled battery. However, when using a lithium battery as a multi-series battery pack, it is necessary to take measures to prevent each unit cell from being overcharged or overdischarged, that is, to prevent occurrence of abnormalities such as overcharge and overdischarge. It is essential to detect and judge.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このような対策を考慮
したものとして、例えば、実開平2−136445号公
報に開示されているものがある。この従来技術では、図
23に示すように、各単位セル1には、夫々の端子電圧
を個別に検出する電圧検出器2が並列に接続されてい
る。CPU3は、各電圧検出器2の検出信号を、マルチ
プレクサ(MPX)4及び5並びにA/Dコンバータ6
を介して得るようになっている。
As a countermeasure for such a countermeasure, there is, for example, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-136445. In this prior art, as shown in FIG. 23, each unit cell 1 is connected in parallel with a voltage detector 2 for individually detecting each terminal voltage. The CPU 3 converts the detection signals of the respective voltage detectors 2 into multiplexers (MPX) 4 and 5 and an A / D converter 6.
Is to get through.

【0012】そして、CPU3は、充電時には、各単位
セル1の端子電圧の内最高値を検出してその最高電圧が
上限電圧を超えないように制御を行い、放電時には、同
最低値を検出してその最低電圧が下限電圧に達すると放
電を終了するように制御を行うようになっている。
The CPU 3 detects the highest value among the terminal voltages of the unit cells 1 during charging and controls the highest voltage so as not to exceed the upper limit voltage, and detects the same lowest value during discharging. Then, when the minimum voltage reaches the lower limit voltage, control is performed so as to end the discharge.

【0013】しかしながら、斯様な方式では、過充電や
過放電の発生を監視するために、各単位セル1毎に電圧
検出器2を配置しなければならない。そして、各電圧検
出器2が出力する多数の検出信号を処理するために、マ
ルチプレクサ4及び5が必要となる。加えて、単位セル
1から電圧検出器2への配線数も多くなるため、総じて
コストを増大させてしまうという問題がある。
However, in such a system, a voltage detector 2 must be provided for each unit cell 1 in order to monitor the occurrence of overcharge or overdischarge. In order to process a large number of detection signals output from each voltage detector 2, multiplexers 4 and 5 are required. In addition, since the number of wirings from the unit cell 1 to the voltage detector 2 increases, there is a problem that the cost generally increases.

【0014】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、組電池の充放電制御を行う際に、組
電池に発生する異常を判定するための装置または方法
を、より低コストで構成または実施することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an apparatus or a method for judging an abnormality occurring in a battery pack when performing charge / discharge control of the battery pack. Configuration or implementation at cost.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の組電池の
異常判定装置によれば、二次電池からなる単位セルを複
数個直列に接続してセルグループを構成し、そのセルグ
ループを複数直列に接続することで構成されている組電
池について、各異常検出手段は、セルグループ毎に異常
状態の発生を検出する。そして、電圧出力手段は、異常
検出手段が異常状態を検出すると出力電圧を変化させ、
異常判定手段は、電圧検出手段によって電圧出力手段の
出力電圧の変化が検出されると当該セルグループを構成
する単位セルに異常が発生したと判定する。
According to the present invention, there is provided a battery pack abnormality judging apparatus, wherein a plurality of unit cells each composed of a secondary battery are connected in series to form a cell group. For the assembled batteries configured by connecting in series, each abnormality detecting means detects occurrence of an abnormal state for each cell group. The voltage output means changes the output voltage when the abnormality detection means detects an abnormal state,
The abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the unit cells constituting the cell group when a change in the output voltage of the voltage output means is detected by the voltage detecting means.

【0016】即ち、異常判定手段は、組電池を構成する
単位セルを個別に監視する必要はなく、セルグループを
単位として、電圧出力手段による各セルグループ毎の電
圧変化を監視して異常状態の発生を判定すれば良い。従
って、異常判定手段の監視負担を軽減して構成を簡単化
することが可能となり、装置を低コストで構成すること
ができる。
That is, the abnormality judging means does not need to individually monitor the unit cells constituting the battery pack, but monitors the voltage change of each cell group by the voltage output means for each cell group as a unit. The occurrence may be determined. Therefore, it is possible to simplify the configuration by reducing the monitoring load of the abnormality determination unit, and it is possible to configure the apparatus at low cost.

【0017】請求項2記載の組電池の異常判定装置によ
れば、電圧出力手段を、対応するセルグループを構成す
る少なくとも1つ以上の単位セルの端子電圧を自身の出
力電圧として変化可能に構成するので、簡単な部品を用
いて電圧出力手段を構成できる。また、電圧検出手段
は、正常時においては1つ以上の単位セルの端子電圧を
直接監視することになるので、電圧検出手段の検出出力
から組電池の充放電制御などに必要な情報を得ることも
できる。
According to the second aspect of the present invention, the voltage output means can change the terminal voltage of at least one unit cell constituting the corresponding cell group as its own output voltage. Therefore, the voltage output means can be configured using simple components. In addition, since the voltage detecting means directly monitors the terminal voltage of one or more unit cells in a normal state, it is necessary to obtain information necessary for charge / discharge control of the assembled battery from the detection output of the voltage detecting means. Can also.

【0018】請求項3記載の組電池の異常判定装置によ
れば、電圧出力手段を、対応するセルグループの端子電
圧を自身の出力電圧として変化可能に構成するので、電
圧検出手段は、正常時にはセルグループの端子電圧を直
接監視することになり、その検出出力から組電池の充放
電制御などに必要な情報をセルグループ単位で得ること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, the voltage output means is configured to be able to change the terminal voltage of the corresponding cell group as its own output voltage. The terminal voltage of the cell group is directly monitored, and information necessary for charge / discharge control of the assembled battery or the like can be obtained from the detected output on a cell group basis.

【0019】請求項4記載の組電池の異常判定装置によ
れば、異常検出手段は、セルグループを構成する各単位
セルの端子電圧を下限電圧と比較して、何れかの単位セ
ルの端子電圧が下限電圧よりも低下した場合に異常を検
出する。即ち、組電池の放電時には、各単位セルの端子
電圧が次第に低下して行くが、端子電圧が使用可能範囲
として定められている下限電圧よりも低下すると単位セ
ルは過放電状態となる。従って、斯様に構成すれば、単
位セルの過放電状態を異常として検出することができ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the abnormality detecting means compares the terminal voltage of each unit cell constituting the cell group with the lower limit voltage, and determines the terminal voltage of any one of the unit cells. Is detected when the voltage falls below the lower limit voltage. That is, when the battery pack is discharged, the terminal voltage of each unit cell gradually decreases, but when the terminal voltage falls below the lower limit voltage defined as the usable range, the unit cell enters an overdischarged state. Therefore, with this configuration, the overdischarge state of the unit cell can be detected as abnormal.

【0020】請求項5記載の組電池の異常判定装置によ
れば、異常検出手段は、セルグループを構成する各単位
セルの端子電圧を上限電圧と比較して、何れかの単位セ
ルの端子電圧が上限電圧よりも上昇した場合に異常を検
出する。即ち、組電池の充電時には、各単位セルの端子
電圧が次第に上昇して行くが、端子電圧が使用可能範囲
として定められている上限電圧よりも上昇すると単位セ
ルは過充電状態となる。従って、斯様に構成すれば、単
位セルの過充電状態を異常として検出することができ
る。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the fifth aspect, the abnormality detecting means compares the terminal voltage of each unit cell constituting the cell group with the upper limit voltage and determines the terminal voltage of any one of the unit cells. Is detected when the voltage exceeds the upper limit voltage. That is, when the battery pack is charged, the terminal voltage of each unit cell gradually increases, but when the terminal voltage rises above an upper limit voltage defined as a usable range, the unit cell is in an overcharged state. Therefore, with this configuration, the overcharged state of the unit cell can be detected as abnormal.

【0021】請求項6記載の組電池の異常判定装置によ
れば、異常検出手段は、セルグループを構成する各単位
セルの内少なくとも1つの温度を検出して基準温度と比
較し、検出された温度が基準温度を超えた場合に異常を
検出する。即ち、斯様に構成すれば、組電池の充放電時
において、何れかの単位セルの温度が異常に上昇する過
昇温状態になった場合も異常として検出することができ
る。
According to the apparatus for judging abnormality of an assembled battery according to claim 6, the abnormality detecting means detects at least one temperature of each unit cell constituting the cell group, compares the temperature with a reference temperature, and detects the temperature. An error is detected when the temperature exceeds the reference temperature. That is, with such a configuration, when the battery pack is charged or discharged, a case where the temperature of any of the unit cells becomes excessively high in which the temperature of the unit cell abnormally increases can be detected as abnormal.

【0022】請求項7記載の組電池の異常判定装置によ
れば、温度検出手段を、セルグループを構成している単
位セル数と同数のポジティブサーミスタとして、各ポジ
ティブサーミスタをセルグループの正極側端子とそのセ
ルグループの正側電圧検出線との間に直列に介挿して各
単位セルの近傍に配置する。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the present invention, the temperature detecting means is the same as the number of the unit cells constituting the cell group, and each positive thermistor is connected to the positive terminal of the cell group. And a positive voltage detection line of the cell group, and are inserted in series and arranged near each unit cell.

【0023】例えば、単位セルに異常が発生してその温
度が一定レベルを超えて著しく上昇すると、ポジティブ
サーミスタの抵抗値も増大することになり正側電圧検出
線は開放状態となる。従って、結果として、異常検出手
段,温度検出手段,温度比較手段及び電圧出力手段をポ
ジティブサーミスタによって共通に構成することになる
ので、構成を大幅に簡単化することができる。
For example, when an abnormality occurs in the unit cell and the temperature rises significantly beyond a certain level, the resistance value of the positive thermistor also increases, and the positive voltage detection line is opened. Therefore, as a result, the abnormality detecting means, the temperature detecting means, the temperature comparing means, and the voltage output means are commonly configured by the positive thermistor, so that the configuration can be greatly simplified.

【0024】請求項8記載の組電池の異常判定装置によ
れば、異常検出手段は、セルグループ内の単位セルより
漏出するガスの濃度を検出して基準濃度と比較し、検出
されたガス濃度が基準濃度を超えた場合に異常を検出す
る。即ち、一般に二次電池は電解液などを用いて構成さ
れているため、充放電時の電解作用によって内部でガス
が発生する。そして、何らかの原因によって単位セルの
筐体の一部が破損した場合などには、内部で発生したガ
スが外部に漏出することになる。従って、斯様に構成す
れば、ガスの漏出または単位セルの筐体の破損などを異
常として検出することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of an assembled battery according to claim 8, the abnormality detecting means detects the concentration of the gas leaking from the unit cell in the cell group and compares it with the reference concentration. If the value exceeds the reference concentration, an abnormality is detected. That is, since a secondary battery is generally configured using an electrolytic solution or the like, gas is generated internally by an electrolytic action during charging and discharging. If a part of the unit cell housing is damaged for some reason, the gas generated inside leaks out. Therefore, with this configuration, it is possible to detect leakage of gas or breakage of the housing of the unit cell as an abnormality.

【0025】請求項9記載の組電池の異常判定装置によ
れば、電圧出力手段は、異常検出手段が異常状態を検出
すると出力電圧を0Vにするので、異常判定手段は容易
に異常を判定することができる。
According to the battery pack abnormality judging device according to the ninth aspect, the voltage output means sets the output voltage to 0 V when the abnormality detecting means detects an abnormal state, so that the abnormality judging means easily judges the abnormality. be able to.

【0026】請求項10記載の組電池の異常判定装置に
よれば、電圧出力手段は、異常検出手段が異常状態を検
出すると出力電圧を周期的に変動させる。即ち、異常が
検出された場合でも、異常判定手段は、当該出力電圧を
間欠的に参照することができるので、異常の発生から時
間が経過することによって異常状態が次第に解消されて
行く場合には、その状況を把握することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the tenth aspect, the voltage output means periodically changes the output voltage when the abnormality detection means detects an abnormal state. In other words, even when an abnormality is detected, the abnormality determination means can intermittently refer to the output voltage, and when the abnormal state gradually disappears due to the lapse of time from the occurrence of the abnormality, , You can grasp the situation.

【0027】請求項11記載の組電池の異常判定装置に
よれば、電圧出力手段は、異常検出手段が検出する異常
状態の種類に応じて出力電圧の変動周期を変化させるの
で、異常判定手段は、その出力電圧の変動周期によって
発生した異常状態の種類を判別することが可能となる。
According to the apparatus for judging abnormality of an assembled battery according to the eleventh aspect, the voltage output means changes the fluctuation cycle of the output voltage in accordance with the type of abnormal state detected by the abnormality detection means. Thus, it is possible to determine the type of abnormal state that has occurred according to the fluctuation cycle of the output voltage.

【0028】請求項12記載の組電池の異常判定装置に
よれば、電圧出力手段は、前記異常検出手段によって異
常状態が検出された単位セルの位置に応じて出力電圧の
変動周期を変化させるので、異常判定手段は、その出力
電圧の変動周期によって異常が発生した単位セルがセル
グループ内のどの位置にあるのかをも判定することがで
きる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the twelfth aspect, the voltage output means changes the fluctuation cycle of the output voltage in accordance with the position of the unit cell in which the abnormal state is detected by the abnormality detecting means. The abnormality determining means can also determine at which position in the cell group the unit cell in which the abnormality has occurred is determined by the output voltage fluctuation cycle.

【0029】請求項13記載の組電池の異常判定装置に
よれば、電圧出力手段は、異常検出手段が検出する異常
状態の種類に応じて出力電圧を変化させるので、異常判
定手段は、その出力電圧レベルに応じて発生した異常状
態の種類を判別することが可能となる。
According to the battery pack abnormality judging device according to the thirteenth aspect, the voltage output means changes the output voltage in accordance with the type of the abnormal state detected by the abnormality detecting means. It is possible to determine the type of abnormal state that has occurred according to the voltage level.

【0030】請求項14記載の組電池の異常判定装置に
よれば、電圧出力手段は、前記異常検出手段によって異
常状態が検出された単位セルの位置に応じて出力電圧を
変化させるので、異常判定手段は、その出力電圧の変化
レベルによって異常が発生した単位セルがセルグループ
内のどの位置にあるのかをも判定することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the present invention, the voltage output means changes the output voltage in accordance with the position of the unit cell in which the abnormal state is detected by the abnormality detecting means. The means can also determine at which position in the cell group the unit cell in which the abnormality has occurred is based on the change level of the output voltage.

【0031】請求項15記載の組電池の異常判定装置に
よれば、電圧出力手段は、異常検出手段が異常状態を検
出すると、当該異常状態が検出されたセルグループの出
力電圧を、当該セルグループにおいて異常が検出された
単位セルの負極の電位に等しくするように変化させる。
従って、セルグループの端子電圧は、異常状態が検出さ
れた単位セルの位置に応じたレベルに変化するので、異
常判定手段は、セルグループのどの単位セルに異常が生
じたのかを容易に判定することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to claim 15, when the abnormality detecting means detects an abnormal state, the voltage output means outputs the output voltage of the cell group in which the abnormal state is detected to the cell group. In the above, the potential is changed so as to be equal to the potential of the negative electrode of the unit cell where the abnormality is detected.
Therefore, the terminal voltage of the cell group changes to a level corresponding to the position of the unit cell in which the abnormal state is detected, so that the abnormality determining means easily determines which unit cell of the cell group has an abnormality. be able to.

【0032】請求項16記載の組電池の異常判定装置に
よれば、異常検出手段及び電圧変化検出手段によって異
常検出装置を構成し、当該異常検出装置と電圧検出手段
との間を2本の配線によって接続するので、配線数を削
減して組み立てコストを一層低下させることができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the sixteenth aspect, the abnormality detecting device is constituted by the abnormality detecting means and the voltage change detecting means, and two wires are provided between the abnormality detecting apparatus and the voltage detecting means. Therefore, the number of wirings can be reduced, and the assembly cost can be further reduced.

【0033】請求項17記載の組電池の異常判定装置に
よれば、対応するセルグループより電圧検出手段に流れ
る電流を検出して基準電流値と比較し、検出された電流
が基準電流値を超えた場合に、電圧検出手段に流れる電
流を電流遮断手段によって遮断する。即ち、組電池に接
続されている外部回路側で例えば短絡などの異常が発生
して、セルグループから電圧検出手段に過電流が流れた
ような場合には、電流を遮断することで組電池や外部回
路を保護することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the seventeenth aspect, the current flowing from the corresponding cell group to the voltage detecting means is detected and compared with the reference current value, and the detected current exceeds the reference current value. In this case, the current flowing through the voltage detecting means is interrupted by the current interrupting means. That is, if an abnormality such as a short circuit occurs on the external circuit side connected to the battery pack and an overcurrent flows from the cell group to the voltage detection means, the current is cut off to stop the battery pack or the battery. External circuits can be protected.

【0034】請求項18記載の組電池の異常判定装置に
よれば、異常検出手段及び電圧変化検出手段は、セルグ
ループより動作用電源を得る。即ち、これらの手段は、
何れもCPUなどのように消費電力が大なる要素を用い
ることなく構成することが可能であり、電源電圧が多少
変動しても問題はない。従って、組電池に比較して出力
電圧レベルも適当であるセルグループより直接動作用電
源を得ることで、別途電源を用意する必要がなくなり、
一層低コストで構成することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the eighteenth aspect, the abnormality detecting means and the voltage change detecting means obtain the operating power from the cell group. That is, these means
Any of them can be configured without using an element having large power consumption such as a CPU, and there is no problem even if the power supply voltage slightly varies. Therefore, it is not necessary to prepare a separate power supply by directly obtaining a power supply for operation from a cell group whose output voltage level is also appropriate as compared with the assembled battery,
It can be configured at lower cost.

【0035】請求項19記載の組電池の異常判定装置に
よれば、異常検出手段及び電圧変化検出手段を、セルグ
ループを構成する単位セル、若しくはセルグループを収
納する筐体または当該筐体を構成する部品と一体化する
ので、組み付け作業が容易となる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the nineteenth aspect, the abnormality detecting means and the voltage change detecting means are provided with a unit cell constituting a cell group, a housing for accommodating the cell group, or a housing for forming the housing. Since it is integrated with the parts to be assembled, the assembling work becomes easy.

【0036】請求項20記載の組電池の異常判定装置に
よれば、異常検出手段及び電圧変化検出手段を、各単位
セル間における端子電圧のばらつきを極力小さくするよ
うに調整する電圧調整手段と一体に構成する。即ち、多
数の単位セルを直列接続して構成される組電池では、各
単位セル間において端子電圧がばらつくと電池の効率が
低下することになる。従って、そのようなばらつきを電
圧調整手段により調整して組電池の効率を向上させるこ
とができると共に、異常検出手段及び電圧変化検出手段
と一体にすることで、機能を追加したことによる構成の
複雑化を極力回避することができる。
According to the apparatus for judging abnormality of a battery pack according to the twentieth aspect, the abnormality detecting means and the voltage change detecting means are integrated with the voltage adjusting means for adjusting the variation of the terminal voltage between the unit cells as much as possible. To be configured. That is, in an assembled battery formed by connecting a number of unit cells in series, if the terminal voltage varies among the unit cells, the efficiency of the battery decreases. Therefore, such a variation can be adjusted by the voltage adjusting means to improve the efficiency of the assembled battery, and by integrating it with the abnormality detecting means and the voltage change detecting means, the configuration is complicated due to the addition of the function. Can be avoided as much as possible.

【0037】請求項21記載の組電池の異常判定装置に
よれば、グループ間電圧調整手段は、各セルグループ間
における出力電圧のばらつきを極力小さくするように調
整するので、組電池の効率を一層向上させることができ
る。
According to the battery pack abnormality judging device of the present invention, the inter-group voltage adjusting means adjusts the variation of the output voltage between the cell groups as much as possible, thereby further improving the efficiency of the assembled battery. Can be improved.

【0038】請求項22記載の組電池の異常判定装置に
よれば、高いエネルギ密度を有するが、より厳密な過充
電,過放電対策が必要とされるリチウム電池を単位セル
とする組電池に適用することによって、充放電を安全に
制御した上でリチウム電池の性能を十分に引出して活用
することができる。
According to the abnormality determination apparatus for a battery pack of the present invention, the present invention is applied to a battery pack having a unit cell of a lithium battery having a high energy density but requiring more strict measures for overcharge and overdischarge. By doing so, the performance of the lithium battery can be sufficiently extracted and used while safely controlling the charge and discharge.

【0039】請求項23記載の組電池の異常判定装置に
よれば、リチウム電池の正極に、リチウムニッケル酸化
物を活物質として使用するので、通常使用範囲と過充電
−過放電範囲との電圧変化が比較的緩慢で、セルグルー
プの端子電圧の変化からセルの過充電,過放電を判定し
にくい特性であるにもかかわらず、充放電を安全に制御
した状態で使用することができる。
According to the battery pack abnormality judging device of the present invention, since lithium nickel oxide is used as the active material for the positive electrode of the lithium battery, the voltage change between the normal use range and the overcharge-overdischarge range. Can be used in a state where charging and discharging are safely controlled, despite the fact that overcharging and overdischarging of the cell are difficult to determine from changes in the terminal voltage of the cell group.

【0040】請求項24または25記載の組電池の異常
判定装置によれば、組電池を、電気自動車(請求項2
4)またはハイブリッド電気自動車(請求項25)の駆
動用バッテリとするので、駆動用バッテリの使用効率を
十分向上させることができる。
According to the battery pack abnormality judging device according to claim 24 or 25, the battery pack is connected to an electric vehicle (claim 2).
4) Since the driving battery is used for the hybrid electric vehicle (claim 25), the use efficiency of the driving battery can be sufficiently improved.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】(第1実施例)以下、本発明を、
ハイブリッド電気自動車(HEV)の駆動用バッテリに
適用した場合の第1実施例について図1乃至図3を参照
して説明する。電気的構成の概略を示す図1において、
リチウム二次電池で構成される単位セル11は、直列接
続された4個(C1〜C4)毎にセルグループ12を構
成している。また、単位セル11の正極には、リチウム
ニッケル酸化物が活物質として使用されている。そし
て、各セルグループ12の正極12p,負極12n間に
は、異常検出装置13及び電圧検出器(電圧検出手段)
14が並列に接続されている。各電圧検出器14の検出
信号は、マルチプレクサ(MPX)15及びA/Dコン
バータ16を介してCPU(異常判定手段,電圧制御手
段)17に与えられるようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment)
A first embodiment when applied to a drive battery of a hybrid electric vehicle (HEV) will be described with reference to FIGS. In FIG. 1 showing the outline of the electrical configuration,
The unit cells 11 each composed of a lithium secondary battery form a cell group 12 for every four cells (C1 to C4) connected in series. For the positive electrode of the unit cell 11, lithium nickel oxide is used as an active material. Then, between the positive electrode 12p and the negative electrode 12n of each cell group 12, an abnormality detecting device 13 and a voltage detector (voltage detecting means)
14 are connected in parallel. The detection signal of each voltage detector 14 is provided to a CPU (abnormality determination means, voltage control means) 17 via a multiplexer (MPX) 15 and an A / D converter 16.

【0042】CPU17は、各マルチプレクサ15に切
り替え制御信号を与えて、電圧検出器14が検出する各
セルグループ12の端子電圧VG を順次参照するように
なっている。また、CPU17は、RAMなどで構成さ
れるメモリ18にデータを書き込んで記憶させ、必要に
応じて読み出すようになっている。
The CPU 17 supplies a switching control signal to each multiplexer 15 to sequentially refer to the terminal voltage VG of each cell group 12 detected by the voltage detector 14. Further, the CPU 17 writes and stores data in a memory 18 such as a RAM, and reads out the data as necessary.

【0043】セルグループ12は、20個が直列に接続
されて組電池19を構成しており、その組電池19は、
HEVの駆動用バッテリとして、正極19p,負極19
nが主電流路L+,L−を介して充電器やHEVのモー
タを駆動するインバータ(何れも図示せず)等に接続さ
れるようになっている。
In the cell group 12, 20 batteries are connected in series to form a battery pack 19, and the battery pack 19 is
A positive electrode 19p and a negative electrode 19 are used as HEV driving batteries.
n is connected via a main current path L +, L- to a charger, an inverter (not shown) for driving an HEV motor, or the like.

【0044】図2は、異常検出装置13の詳細な電気的
構成を示すものである。単位セル11(C1)について
説明すると、単位セル11の正負極間には、分圧抵抗2
0a,20bの直列回路,抵抗21及びツェナーダイオ
ード22の直列回路並びに抵抗23及びツェナーダイオ
ード24の直列回路が並列に接続されている。分圧抵抗
20a,20bの共通接続点VD は、コンパレータ25
の非反転入力端子に接続されていると共に、抵抗26a
を介してコンパレータ27の反転入力端子に接続されて
いる。
FIG. 2 shows a detailed electrical configuration of the abnormality detecting device 13. The unit cell 11 (C1) will be described.
A series circuit of Oa and 20b, a series circuit of a resistor 21 and a Zener diode 22, and a series circuit of a resistor 23 and a Zener diode 24 are connected in parallel. The common connection point VD of the voltage dividing resistors 20a and 20b is
Connected to the non-inverting input terminal of the
Is connected to the inverting input terminal of the comparator 27 via the.

【0045】また、抵抗21及びツェナーダイオード2
2の共通接続点VL は、抵抗28aを介してコンパレー
タ25の反転入力端子に接続されており、抵抗23及び
ツェナーダイオード24の共通接続点VH は、コンパレ
ータ27の非反転入力端子に接続されている。コンパレ
ータ25の出力端子は、抵抗28bを介して自身の反転
入力端子に接続されていると共に、9入力ANDゲート
(異常検出手段)29の入力端子に接続されており、コ
ンパレータ27の出力端子は、抵抗26bを介して自身
の反転入力端子に接続されていると共に、ANDゲート
29の他の入力端子に接続されている。
The resistor 21 and the Zener diode 2
The common connection point VL of the two is connected to the inverting input terminal of the comparator 25 via the resistor 28a, and the common connection point VH of the resistor 23 and the zener diode 24 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 27. . The output terminal of the comparator 25 is connected to its own inverting input terminal via a resistor 28b, and is also connected to the input terminal of a 9-input AND gate (abnormality detection means) 29. It is connected to its own inverting input terminal via a resistor 26b and to another input terminal of the AND gate 29.

【0046】コンパレータ25は、共通接続点VD のレ
ベルが、ツェナーダイオード22のツェナー電圧VZ1で
決まる共通接続点VL のレベルよりも高い場合はハイレ
ベルを出力し、低い場合はロウレベルを出力する。ツェ
ナー電圧VZ1は、リチウム二次電池の下限電圧VLLに抵
抗20a,20bの分圧比を乗じた値に設定されてい
る。
The comparator 25 outputs a high level when the level of the common connection point VD is higher than the level of the common connection point VL determined by the zener voltage VZ1 of the zener diode 22, and outputs a low level when the level is low. The Zener voltage VZ1 is set to a value obtained by multiplying the lower limit voltage VLL of the lithium secondary battery by the voltage dividing ratio of the resistors 20a and 20b.

【0047】即ち、コンパレータ25の出力レベルは、
組電池19の放電時において、単位セル11の端子電圧
VC が下限電圧VLLよりも高い場合に“H”となり、下
限電圧VLLを下回る過放電の状態になると“L”とな
る。尚、抵抗20a及び20b,抵抗21及びツェナー
ダイオード22,コンパレータ25,抵抗28a及び2
8bは、下限電圧検出回路(異常検出手段,下限電圧比
較手段)30を構成している。
That is, the output level of the comparator 25 is
At the time of discharging the battery pack 19, it becomes "H" when the terminal voltage VC of the unit cell 11 is higher than the lower limit voltage VLL, and becomes "L" when an overdischarge state becomes lower than the lower limit voltage VLL. The resistors 20a and 20b, the resistor 21, the Zener diode 22, the comparator 25, and the resistors 28a and 2
8b constitutes a lower limit voltage detection circuit (abnormality detection means, lower limit voltage comparison means) 30.

【0048】一方、コンパレータ27は、共通接続点V
D のレベルが、ツェナーダイオード24のツェナー電圧
VZ2で決まる共通接続点VH のレベルよりも低い場合は
ハイレベルを出力し、高い場合はロウレベルを出力す
る。ツェナー電圧VZ2は、リチウム二次電池の上限電圧
VHLに抵抗20a,20bの分圧比を乗じた値に設定さ
れている。
On the other hand, the comparator 27 is connected to the common connection point V
If the level of D is lower than the level of the common connection point VH determined by the Zener voltage VZ2 of the Zener diode 24, a high level is output, and if it is higher, a low level is output. The Zener voltage VZ2 is set to a value obtained by multiplying the upper limit voltage VHL of the lithium secondary battery by the voltage dividing ratio of the resistors 20a and 20b.

【0049】即ち、コンパレータ27の出力レベルは、
組電池19の充電時において、単位セル11の端子電圧
VC が下限電圧VHLよりも低い場合に“H”となり、下
限電圧VHLを上回る過充電の状態になると“L”とな
る。尚、抵抗20a及び20b,抵抗23及びツェナー
ダイオード24,抵抗26a及び26b,コンパレータ
27は、上限電圧検出回路(異常検出手段,上限電圧比
較手段)31を構成している。尚、他の単位セル11
(C2〜C4)に関する構成も同様であり、C1の
(1)に代えて(2)〜(4)を付して示している。
That is, the output level of the comparator 27 is
At the time of charging the battery pack 19, the voltage becomes "H" when the terminal voltage VC of the unit cell 11 is lower than the lower limit voltage VHL, and becomes "L" when an overcharge state exceeding the lower limit voltage VHL occurs. The resistors 20a and 20b, the resistor 23 and the zener diode 24, the resistors 26a and 26b, and the comparator 27 constitute an upper limit voltage detection circuit (abnormality detection means, upper limit voltage comparison means) 31. Note that other unit cells 11
The same applies to the configuration related to (C2 to C4), and (2) to (4) are added instead of (1) of C1.

【0050】また、セルグループ12の正極12p,負
極12n間には、抵抗32a,32bの直列回路並びに
抵抗33及び(ポジティブ)サーミスタ34の直列回路
が並列に接続されている。そして、抵抗32a,32b
の共通接続点は、コンパレータ35の非反転入力端子に
接続されており、抵抗33及びサーミスタ(温度検出手
段)34の共通接続点は、抵抗36aを介してコンパレ
ータ35の反転入力端子に接続されている。コンパレー
タ35の出力端子は、抵抗36bを介して自身の反転入
力端子に接続されていると共に、ANDゲート29の入
力端子に接続されている。
A series circuit of resistors 32a and 32b and a series circuit of a resistor 33 and a (positive) thermistor 34 are connected in parallel between the positive electrode 12p and the negative electrode 12n of the cell group 12. And resistors 32a, 32b
Are connected to the non-inverting input terminal of the comparator 35, and the common connecting point of the resistor 33 and the thermistor (temperature detecting means) 34 is connected to the inverting input terminal of the comparator 35 via the resistor 36a. I have. The output terminal of the comparator 35 is connected to its own inverting input terminal via the resistor 36b and to the input terminal of the AND gate 29.

【0051】サーミスタ34は、何れかの単位セル11
(例えば、C1)の近傍に配置されており、単位セル1
1の温度が上昇,下降するのに応じてその抵抗値が増
加,減少するようになっている。また、抵抗32aと抵
抗33の抵抗値は等しく設定されており、抵抗32bの
抵抗値は、単位セル11の温度が上限温度に達した場合
におけるサーミスタ34の抵抗値に等しく設定されてい
る。
The thermistor 34 is connected to one of the unit cells 11
(For example, C1) and the unit cell 1
The resistance value increases and decreases as the temperature of 1 rises and falls. The resistances of the resistor 32a and the resistor 33 are set equal, and the resistance of the resistor 32b is set equal to the resistance of the thermistor 34 when the temperature of the unit cell 11 reaches the upper limit temperature.

【0052】そして、コンパレータ35は、サーミスタ
34の端子電圧VTHと抵抗32bの端子電圧VR とを比
較して、VTH<VR であれば“H”を出力し、単位セル
11の温度が上限温度を超える過昇温状態となることで
VTH>VR となると“L”を出力する。尚、抵抗32a
及び32b,抵抗33及びサーミスタ34,コンパレー
タ35,抵抗36a及び抵抗36bは、過昇温検出回路
(異常検出手段,温度比較手段)37を構成している。
The comparator 35 compares the terminal voltage VTH of the thermistor 34 with the terminal voltage VR of the resistor 32b, and outputs "H" if VTH <VR, so that the temperature of the unit cell 11 becomes lower than the upper limit temperature. When VTH> VR due to an excessively high temperature state, "L" is output. The resistor 32a
, 32b, the resistor 33 and the thermistor 34, the comparator 35, the resistor 36a and the resistor 36b constitute an overheating detecting circuit (abnormality detecting means, temperature comparing means) 37.

【0053】セルグループ12の正極12pは、スイッ
チ(電圧変化手段)38の固定接点38aに接続されて
おり、可動接点38bは、正側の電圧検出線W+に接続
されている。そして、セルグループ12の負極12n
は、負側の電圧検出線W−に直結されている。
The positive electrode 12p of the cell group 12 is connected to a fixed contact 38a of a switch (voltage changing means) 38, and the movable contact 38b is connected to a positive voltage detection line W +. Then, the negative electrode 12n of the cell group 12
Is directly connected to the negative voltage detection line W−.

【0054】ANDゲート29の出力端子は、スイッチ
38の制御端子に接続されており、スイッチ38は、A
NDゲート29より与えられる制御信号が“H”であれ
ば可動接点38bを固定接点38a側に接続し、前記制
御信号が“L”であれば可動接点38bと固定接点38
aとを開離させるようになっている。
The output terminal of the AND gate 29 is connected to the control terminal of the switch 38.
If the control signal supplied from the ND gate 29 is "H", the movable contact 38b is connected to the fixed contact 38a, and if the control signal is "L", the movable contact 38b and the fixed contact 38 are connected.
a is opened.

【0055】尚、以上において、組電池19及び異常検
出装置13を除いたものが、組電池19の制御部39を
構成している。そして、異常検出装置13を構成するコ
ンパレータ25,27及び35やANDゲート29の動
作用電源は、セルグループ12から得るようになってい
る。また、CPU17は、HEVが走行する場合に、走
行用モータを駆動するインバータの制御装置(何れも図
示せず)に制御信号を与えることで、駆動用バッテリた
る組電池19の充放電をも制御するように構成されてい
る。従って、制御部39は、組電池19の充放電制御装
置(電圧制御装置)としての機能も有している。
In the above description, the control unit 39 of the assembled battery 19 except for the assembled battery 19 and the abnormality detecting device 13 is formed. Power for operating the comparators 25, 27 and 35 and the AND gate 29 which constitute the abnormality detection device 13 is obtained from the cell group 12. Further, when the HEV runs, the CPU 17 also controls the charging and discharging of the battery pack 19 as a driving battery by giving a control signal to a control device (neither is shown) of an inverter that drives the driving motor when the HEV runs. It is configured to be. Therefore, the control unit 39 also has a function as a charge / discharge control device (voltage control device) for the battery pack 19.

【0056】次に、本実施例の作用について図3をも参
照して説明する。ANDゲート29は、全ての入力端子
のレベルが“H”であれば“H”を出力し、入力端子の
レベルが何れか1つでも“L”であれば“L”を出力す
る。即ち、HEVが走行している場合において、組電池
19に何も異常がなければANDゲート29“H”を出
力するので、スイッチ38は、可動接点38bを固定接
点38a側に接続する。従って、電圧検出器14には、
セルグループ12の出力電圧が4つの単位セル11の端
子電圧の総和であるE4(V)として与えられる。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. The AND gate 29 outputs “H” when the levels of all the input terminals are “H”, and outputs “L” when any one of the levels of the input terminals is “L”. That is, when the HEV is running, if there is no abnormality in the battery pack 19, the AND gate 29 outputs "H", and the switch 38 connects the movable contact 38b to the fixed contact 38a. Therefore, the voltage detector 14 includes:
The output voltage of the cell group 12 is given as E4 (V), which is the sum of the terminal voltages of the four unit cells 11.

【0057】HEVは、発進時や低速運転時においては
モータを駆動して走行するので組電池19を放電させ
る。また、高速運転時にはガソリンエンジンを駆動して
走行すると共に、組電池19に対する充電を行うように
なっている。
The HEV drives the motor at the time of start or at the time of low-speed operation, so that the assembled battery 19 is discharged. In addition, during high-speed operation, the vehicle is driven by driving a gasoline engine, and the battery pack 19 is charged.

【0058】そして、図3に示す時刻t1において、組
電池19の充電時における過充電状態,放電時における
過放電状態、または、組電池19の温度が異常に上昇し
て過昇温状態となる内の何れかの状態が発生すると、A
NDゲート29は“L”を出力する。すると、スイッチ
38は、可動接点38bと固定接点38aとを開離させ
るので、電圧検出線W+,W−間はハイインピーダンス
となって電圧検出器14に与えられるセルグループ12
の出力電圧はE4(V)から0(V)に変化する。CP
U17は、その出力電圧の変化によって当該セルグルー
プ12に異常状態が発生したことを判定して、充電また
は放電の電力を制御するようインバータの制御装置に信
号を出力するなどの所定の処理を行う。
At time t1 shown in FIG. 3, the battery pack 19 is in an overcharged state during charging, an overdischarged state during discharging, or an excessively high temperature due to an abnormal rise in the temperature of the battery pack 19. If any of the above conditions occur, A
The ND gate 29 outputs “L”. Then, the switch 38 separates the movable contact 38b and the fixed contact 38a, so that a high impedance is applied between the voltage detection lines W + and W-, and the cell group 12 supplied to the voltage detector 14 becomes high impedance.
Changes from E4 (V) to 0 (V). CP
U17 determines that an abnormal state has occurred in the cell group 12 due to the change in the output voltage, and performs a predetermined process such as outputting a signal to a control device of the inverter so as to control charging or discharging power. .

【0059】以上のように本実施例によれば、リチウム
二次電池からなる単位セル11を複数個直列に接続して
セルグループ12を構成し、そのセルグループ12を複
数直列に接続することで組電池19を構成して、各セル
グループ12と電圧検出器14との間に異常検出装置1
3を配置した。そして、その異常検出装置13を構成す
る下限電圧検出回路30,上限電圧検出回路31及び過
昇温検出回路37によって、セルグループ12を構成す
る各単位セル11の過放電,過充電または過昇温などの
異常状態を検出すると、ANDゲート29は、スイッチ
38によって当該セルグループ12の端子電圧をE4
(V)から0(V)に変化させるようにした。
As described above, according to the present embodiment, a plurality of unit cells 11 composed of lithium secondary batteries are connected in series to form a cell group 12, and a plurality of the cell groups 12 are connected in series. An abnormality detecting device 1 is formed between each cell group 12 and the voltage detector 14 by constituting a battery pack 19.
3 was placed. Then, the lower limit voltage detecting circuit 30, the upper limit voltage detecting circuit 31, and the overheating detecting circuit 37 constituting the abnormality detecting device 13 cause overdischarging, overcharging or overheating of each unit cell 11 constituting the cell group 12. When detecting an abnormal state such as, for example, the AND gate 29 uses the switch 38 to change the terminal voltage of the cell group 12 to E4.
(V) was changed to 0 (V).

【0060】従って、各異常検出装置13と制御部39
の各電圧検出器14との間を2本の電圧検出線W+,W
−によって接続するだけで、CPU17は、各セルグル
ープ12内部の単位セルに異常が発生したことを判定す
ることができるので、電圧検出器14等のような組電池
19制御用の電子部品の数を大きく削減することが可能
となり、制御部39のコストを低下させることができ
る。また、作業者は、各異常検出装置13と制御部39
との接続を容易に行うことができる。
Accordingly, each abnormality detecting device 13 and the control unit 39
Between the two voltage detectors W + and W
The CPU 17 can determine that an abnormality has occurred in the unit cells in each of the cell groups 12 by simply connecting them with a minus sign, so that the number of electronic components for controlling the battery pack 19 such as the voltage detector 14 and the like can be reduced. Can be greatly reduced, and the cost of the control unit 39 can be reduced. In addition, the operator can check each abnormality detection device 13 and the control unit 39.
Can be easily connected.

【0061】また、本実施例によれば、異常検出装置1
3をCPUなどを用いることなく構成して、その動作用
電源を各セルグループ12から得るようにした。即ち、
異常検出装置13の消費電力は極めて僅かであり、セル
グループ12は4直列構成であるから、その端子電圧は
3.6×4=14.4(V)程度であり、3.3〜5V
程度の動作用電源の作成に好適である。
According to the present embodiment, the abnormality detecting device 1
3 is configured without using a CPU or the like, and its operating power is obtained from each cell group 12. That is,
Since the power consumption of the abnormality detection device 13 is extremely small, and the cell group 12 has a 4-series configuration, the terminal voltage is about 3.6 × 4 = 14.4 (V), that is, 3.3 to 5 V.
It is suitable for the creation of a power supply for operation.

【0062】そして、異常検出装置13は、電源電圧が
多少低下しても動作が可能であることから、セルグルー
プ12より動作用電源を得ても十分安定した動作ができ
る。従って、前記動作用電源に対しては相対的に容量が
小さい制御用電源(所謂バッテリ)の電力消費を抑制す
ることができる。
Since the abnormality detection device 13 can operate even if the power supply voltage is slightly lowered, a sufficiently stable operation can be performed even if the operation power supply is obtained from the cell group 12. Therefore, it is possible to suppress the power consumption of the control power supply (so-called battery) having a relatively small capacity with respect to the operation power supply.

【0063】更に、本実施例によれば、高いエネルギ密
度を有するが、より厳密な過充電,過放電対策が必要と
されるリチウム電池を単位セル11とする組電池19に
適用することによって、充放電を安全に制御した上でリ
チウム電池の性能を十分に引出して活用することができ
る。特に、正極にリチウムニッケル酸化物を活物質とし
て使用したリチウム電池のように、通常使用範囲と過充
電−過放電範囲との間の電圧変化が比較的緩慢であるよ
うな電池に対して特に有効である。
Further, according to this embodiment, a lithium battery having a high energy density but requiring more strict measures for overcharging and overdischarging is applied to the assembled battery 19 as the unit cell 11, whereby It is possible to take full advantage of the performance of a lithium battery while safely controlling charging and discharging, and utilize it. Particularly effective for batteries in which the voltage change between the normal use range and the overcharge-overdischarge range is relatively slow, such as a lithium battery using lithium nickel oxide as an active material for the positive electrode. It is.

【0064】即ち、発明者は、過去に同様の目的及び効
果を狙ってリチウムマンガン酸化物を正極に使用したリ
チウム二次電池のような、過充電や過放電領域の電圧変
化が通常使用領域よりも急な特性を利用して、セルグル
ープの端子電圧の変化から各セルの過充電,過放電を判
定する発明を特願平10−301265号にて提案して
いる。それに対して、本願発明は、そのような顕著な電
圧変化特性を持たないリチウムニッケル酸化物を正極に
使用したリチウム二次電池についても過充電,過放電を
異常として確実に検出するものである。
In other words, the inventor of the present invention has found that the voltage change in the overcharge and overdischarge regions, such as in a lithium secondary battery using lithium manganese oxide for the positive electrode in the past for the same purpose and effect, is greater than that in the normal use region. Japanese Patent Application No. Hei 10-301265 proposes an invention in which overcharging and overdischarging of each cell is determined from a change in the terminal voltage of a cell group by utilizing a sudden characteristic. On the other hand, the present invention reliably detects overcharge and overdischarge as abnormal in a lithium secondary battery using a lithium nickel oxide having no such remarkable voltage change characteristics as a positive electrode.

【0065】加えて、本実施例によれば、組電池19を
HEVに使用することで、高出力を得るために多くの単
位セル11を直列接続する構成に対して、上記した各効
果を有効に適用することができる。
In addition, according to the present embodiment, by using the assembled battery 19 for the HEV, each of the above-described effects is effectively achieved in a configuration in which many unit cells 11 are connected in series to obtain a high output. Can be applied to

【0066】また、本実施例によれば、スイッチ38を
用いて電圧出力手段を簡単に構成し、対応するセルグル
ープ12の端子電圧VG を自身の出力電圧として0Vに
変化可能としたので、電圧検出器14は、正常時にはセ
ルグループ12の端子電圧VG を直接監視することにな
る。従って、CPU17は、電圧検出器14の検出出力
から、組電池11の充放電制御などに必要な情報をセル
グループ単位で得ることもできる。そして、電圧検出器
14を、異常判定と充放電制御とに兼用することができ
るので、構成を一層簡単にすることができる。
Further, according to the present embodiment, the voltage output means is simply constituted by using the switch 38, and the terminal voltage VG of the corresponding cell group 12 can be changed to 0 V as its own output voltage. The detector 14 directly monitors the terminal voltage VG of the cell group 12 during normal operation. Therefore, the CPU 17 can also obtain information necessary for charge / discharge control and the like of the battery pack 11 on a cell group basis from the detection output of the voltage detector 14. Since the voltage detector 14 can be used for both abnormality determination and charge / discharge control, the configuration can be further simplified.

【0067】(第2実施例)図4及び図5は本発明の第
2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には
同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分につい
てのみ説明する。第2実施例では、第1実施例において
1つの単位セル11(C1)に対応して設けられていた
過昇温検出回路37を4つ設けて(37(1)〜37
(4))、残りの3つの単位セル11(C2〜C4)に
も対応して配置している。
(Second Embodiment) FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the parts will be described. In the second embodiment, four overheating detection circuits 37 provided corresponding to one unit cell 11 (C1) in the first embodiment are provided (37 (1) to 37 (37)).
(4)), the remaining three unit cells 11 (C2 to C4) are also arranged correspondingly.

【0068】また、9入力ANDゲート29に代えて、
4つの単位セル11に対応する夫々対応する3入力AN
Dゲート(異常検出手段)40(1)〜40(4)が設
けられており、各単位セル11の下限電圧検出回路3
0,上限電圧検出回路31及び過昇温検出回路37の出
力端子は、夫々のANDゲート40の入力端子に接続さ
れている。
Further, instead of the 9-input AND gate 29,
3-input AN corresponding to each of the four unit cells 11
D gates (abnormality detecting means) 40 (1) to 40 (4) are provided, and the lower limit voltage detecting circuit 3 of each unit cell 11 is provided.
Output terminals of the 0, upper limit voltage detection circuit 31 and the excessive temperature rise detection circuit 37 are connected to input terminals of the respective AND gates 40.

【0069】また、第1実施例におけるスイッチ38を
38A(1)として、そのスイッチ38A(1)とセル
グループ12の正極との間には、3つのスイッチ38A
(2)〜38A(4)が直列に接続されている。そし
て、ANDゲート40(1)〜40(4)の各出力端子
は、スイッチ38A(1)〜38A(4)の制御入力端
子に夫々接続されている。尚、スイッチ38Aは、固定
接点38aと可動接点38bとを開離させてOFFとな
った場合には、可動接点38bを対応する端子セル11
の負極11n側に接続するようになっている。以上が、
異常検出装置41を構成している。
The switch 38 in the first embodiment is designated as 38A (1), and three switches 38A are provided between the switch 38A (1) and the positive electrode of the cell group 12.
(2) to 38A (4) are connected in series. The output terminals of the AND gates 40 (1) to 40 (4) are connected to the control input terminals of the switches 38A (1) to 38A (4), respectively. When the switch 38A is turned off by separating the fixed contact 38a and the movable contact 38b, the switch 38A connects the movable contact 38b to the corresponding terminal cell 11.
Of the negative electrode 11n. More than,
The abnormality detection device 41 is configured.

【0070】次に、第2実施例の作用について図5をも
参照して説明する。第2実施例では、各単位セル11毎
に過放電,過充電または過昇温などの異常状態を検出す
るようになっている。例えば、図5に示すように、時刻
t1において単位セル11(C4)に上記何れかの異常
状態が発生すると、ANDゲート40(4)の出力端子
が“L”となってスイッチ38A(4)がOFFとな
り、電圧検出線W+は、単位セル11(C4)の負極1
1nに接続される。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, an abnormal state such as overdischarge, overcharge or overheating is detected for each unit cell 11. For example, as shown in FIG. 5, when any of the above abnormal states occurs in the unit cell 11 (C4) at time t1, the output terminal of the AND gate 40 (4) becomes "L" and the switch 38A (4) Is turned off, and the voltage detection line W + is connected to the negative electrode 1 of the unit cell 11 (C4).
1n.

【0071】すると、電圧検出器14によって検出され
るセルグループ12の出力電圧は、単位セル11(C
4)1つ分低下して単位セル11(C1〜C3)の端子
電圧の総和となり、E4(V)からE3(V)へと変化
する。また、時刻t2において異常状態が解消された
後、時刻t3において単位セル11(C3)に上記何れ
かの異常状態が発生すると、ANDゲート40(3)の
出力端子が“L”となり、電圧検出線W+は、スイッチ
38A(3)を介して単位セル11(C3)の負極11
nに接続される。すると、電圧検出器14によって検出
される出力電圧は単位セル11(C1,C2)の端子電
圧の総和となり、E4(V)からE2(V)へと変化す
る。
Then, the output voltage of the cell group 12 detected by the voltage detector 14 becomes equal to the unit cell 11 (C
4) The voltage decreases by one to become the sum of the terminal voltages of the unit cells 11 (C1 to C3), and changes from E4 (V) to E3 (V). After the abnormal state is resolved at time t2, if any of the abnormal states described above occurs in the unit cell 11 (C3) at time t3, the output terminal of the AND gate 40 (3) becomes "L" and the voltage detection is performed. The line W + is connected to the negative electrode 11 of the unit cell 11 (C3) through the switch 38A (3).
n. Then, the output voltage detected by the voltage detector 14 is the sum of the terminal voltages of the unit cells 11 (C1, C2), and changes from E4 (V) to E2 (V).

【0072】同様に、時刻t4において異常状態が解消
された後、時刻t5において単位セル11(C2)に上
記何れかの異常状態が発生すると、ANDゲート40
(2)の出力端子が“L”となり、電圧検出線W+は、
スイッチ38A(2)を介して単位セル11(C2)の
負極11nに接続される。すると、電圧検出器14によ
って検出される出力電圧は、単位セル11(C1)の端
子電圧となり、E4(V)からE1(V)へと変化す
る。また、時刻t6において異常状態が解消された後、
時刻t7において単位セル11(C1)に上記何れかの
異常状態が発生すると、電圧検出線W+は、セルグルー
プ12の負極12nに接続されて、第1実施例の場合と
同様にE4(V)から0(V)へと変化する。
Similarly, after the abnormal state is resolved at time t4, if any of the above abnormal states occurs in unit cell 11 (C2) at time t5, AND gate 40
The output terminal of (2) becomes “L”, and the voltage detection line W +
It is connected to the negative electrode 11n of the unit cell 11 (C2) via the switch 38A (2). Then, the output voltage detected by the voltage detector 14 becomes the terminal voltage of the unit cell 11 (C1), and changes from E4 (V) to E1 (V). After the abnormal state is resolved at time t6,
When any of the abnormal states described above occurs in the unit cell 11 (C1) at time t7, the voltage detection line W + is connected to the negative electrode 12n of the cell group 12, and E4 (V) as in the first embodiment. To 0 (V).

【0073】従って、以上のように構成された第2実施
例によれば、CPU17は、電圧検出器14より得られ
るセルグループ12の出力電圧の変化に応じて、当該セ
ルグループ12を構成する何れの単位セル11に異常状
態が発生したかを判定することができる。
Therefore, according to the second embodiment configured as described above, the CPU 17 determines which one of the cell groups 12 is to be configured according to the change in the output voltage of the cell group 12 obtained from the voltage detector 14. It can be determined whether or not an abnormal state has occurred in the unit cell 11.

【0074】(第3実施例)図6は本発明の第3実施例
を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号
を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説
明する。第3実施例の異常検出装置42は、第1実施例
の異常検出装置13に、ガス漏れ検出回路(異常検出手
段,ガス濃度比較手段)43と過電流検出回路(異常検
出手段,過電流検出手段)44とを追加したものであ
る。
(Third Embodiment) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. explain. The abnormality detection device 42 of the third embodiment is different from the abnormality detection device 13 of the first embodiment in that a gas leak detection circuit (abnormality detection means, gas concentration comparison means) 43 and an overcurrent detection circuit (abnormality detection means, overcurrent detection (Means) 44.

【0075】要部の電気的構成を示す図6において、ガ
ス漏れ検出回路43は、コンパレータ45を中心として
構成されている。セルグループ12の両電極12p,1
2n間には、抵抗46a及び46bの直列回路が接続さ
れており、両者の共通接続点は、コンパレータ45の非
反転入力端子に接続されている。ガスセンサ(ガス濃度
検出手段)47の電源側端子47a及びグランド側電極
47bは、セルグループ12の正極12p及び負極12
nに夫々接続されており、出力端子47cは、抵抗48
aを介してコンパレータ45の反転入力端子に接続され
ている。また、電源側端子47aと出力端子47cとの
間には、抵抗49が接続されている。
In FIG. 6 showing the electrical configuration of the main part, the gas leak detection circuit 43 is configured around a comparator 45. Both electrodes 12p, 1 of cell group 12
A series circuit of the resistors 46a and 46b is connected between 2n, and a common connection point between the two is connected to a non-inverting input terminal of the comparator 45. The power supply terminal 47a and the ground electrode 47b of the gas sensor (gas concentration detecting means) 47 are connected to the positive electrode 12p and the negative electrode 12 of the cell group 12.
n, and an output terminal 47c is connected to a resistor 48.
It is connected to the inverting input terminal of the comparator 45 via a. A resistor 49 is connected between the power supply terminal 47a and the output terminal 47c.

【0076】コンパレータ45の出力端子は、ANDゲ
ート29に代わる11入力ANDゲート(異常検出手
段)50の入力端子に接続されていると共に、抵抗48
bを介して自身の反転入力端子に接続されている。ガス
センサ47は、半導体などで構成された有機系のガスを
検出するセンサであり、ガス濃度が上昇するのに応じて
出力電圧が上昇するようになっている。そして、抵抗4
6a及び46bの分圧比は、前記ガスの上限濃度値に応
じたガスセンサ47の出力電圧に合わせて設定されてい
る。
The output terminal of the comparator 45 is connected to the input terminal of an 11-input AND gate (abnormality detecting means) 50 instead of the AND gate 29, and the resistance 48
b is connected to its own inverting input terminal. The gas sensor 47 is a sensor for detecting an organic gas composed of a semiconductor or the like, and the output voltage increases as the gas concentration increases. And resistance 4
The partial pressure ratio of 6a and 46b is set according to the output voltage of the gas sensor 47 according to the upper limit concentration value of the gas.

【0077】一方、過電流検出回路44は、コンパレー
タ51を中心として構成されている。スイッチ(電流遮
断手段)38の可動接点38bと電圧検出線W+との間
には、電流検出用のシャント抵抗(出力電流検出手段)
52が介挿されている。抵抗52のスイッチ38側の端
子52aとセルグループ12の負極12nとの間には、
抵抗53a及び53bの直列回路が接続されており、両
者の共通接続点は、抵抗54aを介してコンパレータ5
1の反転入力端子に接続されている。
On the other hand, the overcurrent detection circuit 44 is configured around a comparator 51. A shunt resistor for current detection (output current detection means) is provided between the movable contact 38b of the switch (current cutoff means) 38 and the voltage detection line W +.
52 is interposed. Between the terminal 52 a of the resistor 52 on the switch 38 side and the negative electrode 12 n of the cell group 12,
A series circuit of resistors 53a and 53b is connected, and a common connection point between the two is connected to a comparator 5 via a resistor 54a.
1 inverting input terminal.

【0078】抵抗52のもう一方の端子52bは、コン
パレータ51の非反転入力端子に接続されていると共
に、抵抗55を介して負極12nに接続されている。コ
ンパレータ51の出力端子は、ANDゲート50の入力
端子に接続されていると共に、抵抗54bを介して自身
の反転入力端子に接続されている。そして、抵抗53a
及び53bの分圧比は、電圧検出線W+に流れる電流の
上限値に応じて抵抗52及び54aの共通接続点に現れ
る電位に合わせて設定されている。その他の構成は第1
実施例と同様である。
The other terminal 52b of the resistor 52 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 51 and to the negative electrode 12n via the resistor 55. The output terminal of the comparator 51 is connected to the input terminal of the AND gate 50 and to its own inverting input terminal via the resistor 54b. And the resistor 53a
And 53b are set in accordance with the potential appearing at the common connection point of resistors 52 and 54a according to the upper limit of the current flowing through voltage detection line W +. Other configurations are first
This is the same as the embodiment.

【0079】次に、第3実施例の作用について説明す
る。単位セル11を構成するリチウム二次電池には、有
機系の電解液を使用されている。従って、例えば、セル
グループ12を収納しているケース(図示せず)の内圧
が上昇してケースが破損した場合には、外部に有機系の
ガスが放出される。
Next, the operation of the third embodiment will be described. The lithium secondary battery constituting the unit cell 11 uses an organic electrolytic solution. Therefore, for example, when the internal pressure of a case (not shown) containing the cell group 12 is increased and the case is damaged, an organic gas is released to the outside.

【0080】その場合、ガスセンサ47がガス濃度の上
昇を検出して出力電圧が上昇し、ガス濃度が上限濃度値
を超えると、コンパレータ45の出力レベルは“H”か
ら“L”に変化する。すると、ANDゲート50の出力
レベルも“H”から“L”に変化して、第1実施例と同
様に、スイッチ38が開くことでセルグープ12の出力
電圧はE4(V)から0(V)に変化する。
In this case, when the gas sensor 47 detects an increase in the gas concentration and the output voltage increases, and the gas concentration exceeds the upper limit concentration value, the output level of the comparator 45 changes from “H” to “L”. Then, the output level of the AND gate 50 also changes from "H" to "L", and the output voltage of the cell group 12 is changed from E4 (V) to 0 (V) by opening the switch 38 as in the first embodiment. Changes to

【0081】また、例えば、被覆の破損等によって電圧
検出線W+,W−間が短絡すると、セルグループ12か
ら過大な放電電流が流れて破壊に至るおそれがある。そ
のような場合には、電圧検出線W+に流れる電流が上限
値を超えると、コンパレータ51の出力レベルが“H”
から“L”に変化して、ANDゲート50の出力レベル
も“H”から“L”に変化する。すると、セルグープ1
2の出力電圧は、E4(V)から0(V)に変化する。
Further, for example, if the voltage detection lines W + and W- are short-circuited due to breakage of the coating or the like, an excessive discharge current flows from the cell group 12 and may be destroyed. In such a case, when the current flowing through the voltage detection line W + exceeds the upper limit, the output level of the comparator 51 becomes “H”.
From "H" to "L", and the output level of the AND gate 50 also changes from "H" to "L". Then, cell group 1
The output voltage of No. 2 changes from E4 (V) to 0 (V).

【0082】以上のように第3実施例によれば、異常検
出装置42に、ガス漏れ検出回路43と過電流検出回路
44とを備えたので、セルグループ12の収納ケースが
破損したり、電圧検出線W+,W−間が短絡して過電流
が流れたりするなどの異常状態を検出して、セルグルー
プ12を保護することができる。また、過電流が流れた
場合にはスイッチ38を開くことで、セルグループ12
に接続されている電圧検出器14などの外部回路も保護
することができる。
As described above, according to the third embodiment, since the abnormality detection device 42 is provided with the gas leak detection circuit 43 and the overcurrent detection circuit 44, the storage case of the cell group 12 is damaged, The cell group 12 can be protected by detecting an abnormal state such as a short circuit between the detection lines W + and W− and an overcurrent flowing. When an overcurrent flows, the switch 38 is opened to open the cell group 12.
External circuits such as the voltage detector 14 connected to the power supply can also be protected.

【0083】(第4実施例)図7及び図8は本発明の第
4実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には
同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分につい
てのみ説明する。第4実施例の異常検出装置56は、第
1実施例におけるANDゲート29の出力端子とスイッ
チ38の制御端子との間に、INV(インバータ)ゲー
ト57a,マルチバイブレータ(MV)57b及びOR
ゲート57cによって構成される発振回路(電圧変化手
段)57を介挿したものである。
(Fourth Embodiment) FIGS. 7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the parts will be described. The abnormality detection device 56 of the fourth embodiment includes an INV (inverter) gate 57a, a multivibrator (MV) 57b, and an OR gate between the output terminal of the AND gate 29 and the control terminal of the switch 38 in the first embodiment.
An oscillation circuit (voltage changing means) 57 constituted by a gate 57c is interposed.

【0084】ANDゲート29の出力端子は、INVゲ
ート57a及びORゲート57cの入力端子に接続され
ており、ORゲート57cの出力端子は、スイッチ38
の制御端子に接続されている。INVゲート57aの出
力端子は、マルチバイブレータ57bのトリガ入力端子
に接続されており、マルチバイブレータ57bの出力端
子は、ORゲート57cの異なる入力端子に接続されて
いる。マルチバイブレータ57bは、トリガ入力端子の
レベルが“H”になると、所定周波数の発振信号を出力
するものである。その他の構成は第1実施例と同様であ
る。
The output terminal of the AND gate 29 is connected to the input terminals of the INV gate 57a and the OR gate 57c, and the output terminal of the OR gate 57c is connected to the switch 38.
Is connected to the control terminal. An output terminal of the INV gate 57a is connected to a trigger input terminal of the multivibrator 57b, and an output terminal of the multivibrator 57b is connected to a different input terminal of the OR gate 57c. The multivibrator 57b outputs an oscillation signal of a predetermined frequency when the level of the trigger input terminal becomes "H". Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0085】次に、第4実施例の作用について図8をも
参照して説明する。図8に示すように、セルグループ1
2が正常状態である時刻0からt1までの期間は、AN
Dゲート29の出力レベルは“H”であるから、ORゲ
ート57cを介してスイッチ38の制御端子に与えられ
る信号も“H”であり、スイッチ38は閉じている。ま
た、INVゲート57aを介してマルチバイブレータ5
7bのトリガ入力端子に与えられているレベルは“L”
であるから、マルチバイブレータ57bは発振動作しな
い。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
2 is in a normal state from time 0 to t1.
Since the output level of the D gate 29 is "H", the signal applied to the control terminal of the switch 38 via the OR gate 57c is also "H", and the switch 38 is closed. Further, the multivibrator 5 is connected via the INV gate 57a.
The level given to the trigger input terminal 7b is "L"
Therefore, the multivibrator 57b does not oscillate.

【0086】そして、時刻t1において、過放電,過充
電または過昇温などの異常状態が検出されてANDゲー
ト29の出力レベルが“L”になると、マルチバイブレ
ータ57bのトリガ入力端子のレベルは“H”になるの
で、マルチバイブレータ57bは発振動作して発振信号
を出力する。すると、スイッチ38は、その発振信号の
周波数に応じて開閉を繰り返す(スイッチング)ので、
セルグループ12の出力電圧はE4(V)←→0Vの間
で周期的に変動する。従って、CPU17は、時刻t1
から異常状態が解消する時刻t2までの期間に、セルグ
ループ12の出力電圧を断続的に得ることになる。
At time t1, when an abnormal state such as overdischarge, overcharge or overheating is detected and the output level of the AND gate 29 becomes "L", the level of the trigger input terminal of the multivibrator 57b becomes "L". H ", the multivibrator 57b performs an oscillating operation and outputs an oscillating signal. Then, the switch 38 repeats opening and closing according to the frequency of the oscillation signal (switching).
The output voltage of the cell group 12 periodically fluctuates between E4 (V) ← → 0V. Therefore, the CPU 17 determines at time t1
, The output voltage of the cell group 12 is obtained intermittently during a period from time t2 to time t2 when the abnormal state is resolved.

【0087】即ち、以上のように構成された第4実施例
によれば、CPU17は、セルグループ12に異常が発
生している間は当該セルグループ12の出力電圧を断続
的に得ることができるので、その出力電圧レベルの変動
によって当該セルグループ12に異常が発生したことを
判定できると共に、異常が発生している期間中のセルグ
ループ12の出力電圧レベルを検出することもできる。
従って、第1実施例とは異なり、前記期間中におけるセ
ルグループ12の出力電圧の変化を把握することができ
る。
That is, according to the fourth embodiment configured as described above, the CPU 17 can intermittently obtain the output voltage of the cell group 12 while the cell group 12 is abnormal. Therefore, it is possible to determine that an abnormality has occurred in the cell group 12 based on the fluctuation of the output voltage level, and it is also possible to detect the output voltage level of the cell group 12 during the period in which the abnormality has occurred.
Therefore, unlike the first embodiment, it is possible to grasp the change in the output voltage of the cell group 12 during the period.

【0088】(第5実施例)図9及び図10は本発明の
第5実施例を示すものであり、第2または4実施例と同
一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる
部分についてのみ説明する。第5実施例の異常検出装置
58は、第2実施例における4つの3入力ANDゲート
40(1)〜40(4)に代えて、3つの4入力AND
ゲート(異常検出手段)59(D),59(C),59
(T)が配置されている。
(Fifth Embodiment) FIGS. 9 and 10 show a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those of the second or fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Hereinafter, only different portions will be described. The abnormality detecting device 58 of the fifth embodiment includes three four-input AND gates instead of the four three-input AND gates 40 (1) to 40 (4) in the second embodiment.
Gate (abnormality detection means) 59 (D), 59 (C), 59
(T) is arranged.

【0089】そして、ANDゲート59(D)の入力端
子には、各単位セル11(1)〜11(4)に対応する
過放電検出回路30(1)〜30(4)の出力端子が夫
々接続されている。また、ANDゲート59(C)の入
力端子には、同様に、過充電検出回路31(1)〜31
(4)の出力端子が夫々接続されており、ANDゲート
59(T)の入力端子には、過昇温検出回路37(1)
〜37(4)の出力端子が夫々接続されている。
The output terminals of the overdischarge detection circuits 30 (1) to 30 (4) corresponding to the unit cells 11 (1) to 11 (4) are connected to the input terminals of the AND gate 59 (D), respectively. It is connected. Similarly, the input terminals of the AND gate 59 (C) are similarly connected to the overcharge detection circuits 31 (1) to 31 (31).
The output terminals of (4) are connected to each other, and the input terminal of the AND gate 59 (T) is connected to the overheating detection circuit 37 (1).
To 37 (4) are connected respectively.

【0090】ANDゲート59(D),59(C),5
9(T)の出力端子は、夫々発振回路(電圧変化手段)
60(D),60(C),60(T)を介して3入力A
NDゲート(電圧変化手段)61の入力端子に夫々接続
されており、ANDゲート61の出力端子は、スイッチ
38の制御端子に接続されている。各発振回路60
(D),60(C),60(T)の構成は、基本的には
第4実施例における発振回路57と同様の構成である
が、夫々が内蔵しているマルチバイブレータ(図示せ
ず)の発振周波数fD ,fC ,fT が異なっており、例
えば、fD >fC >fTに設定されている。
AND gates 59 (D), 59 (C), 5
9 (T) output terminals are each an oscillation circuit (voltage changing means)
3 inputs A via 60 (D), 60 (C), 60 (T)
The input terminals of the ND gate (voltage changing means) 61 are connected to each other, and the output terminal of the AND gate 61 is connected to the control terminal of the switch 38. Each oscillation circuit 60
The configurations of (D), 60 (C), and 60 (T) are basically the same as the configuration of the oscillation circuit 57 in the fourth embodiment, but each has a built-in multivibrator (not shown). Have different oscillation frequencies fD, fC, and fT, for example, fD>fC> fT.

【0091】次に、第5実施例の作用について図10を
も参照して説明する。図10に示すように、セルグルー
プ12が正常状態である時刻0からt1までの期間は、
ANDゲート59(D),59(C),59(T)の出
力レベルは何れも“H”であるから、発振回路60
(D),60(C),60(T)及びANDゲート61
をを介してスイッチ38の制御端子に与えられる信号も
“H”であり、スイッチ38は閉じている。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, the period from time 0 to t1 when the cell group 12 is in the normal state is:
Since the output levels of the AND gates 59 (D), 59 (C) and 59 (T) are all "H", the oscillation circuit 60
(D), 60 (C), 60 (T) and AND gate 61
Is also at "H", and the switch 38 is closed.

【0092】そして、時刻t1において、過放電検出回
路30(1)〜30(4)の何れかによって過放電が検
出されると、ANDゲート59(D)の出力レベルは
“L”になる。すると、発振回路60(D)が発振動作
するので、スイッチ38は、その発振信号の周波数fD
に応じてスイッチングされる。従って、セルグループ1
2の出力電圧は、E4(V)←→0Vの間で周波数fD
によって周期的に変動する。
When the overdischarge is detected by any of the overdischarge detection circuits 30 (1) to 30 (4) at time t1, the output level of the AND gate 59 (D) becomes "L". Then, the oscillating circuit 60 (D) oscillates, and the switch 38 sets the frequency fD of the oscillating signal.
Is switched in accordance with. Therefore, cell group 1
2 has a frequency fD between E4 (V) and 0V.
Fluctuates periodically.

【0093】時刻t2において過放電状態が解消された
後、時刻t3において過充電検出回路31(1)〜31
(4)の何れかによって過充電が検出されると、AND
ゲート59(C)の出力レベルは“L”になり発振回路
60(C)が発振動作するので、スイッチ38は、その
発振信号の周波数fC に応じてスイッチングされる。ま
た、時刻t4において過放電状態が解消された後、時刻
t5において過昇温検出回路37(1)〜37(4)の
何れかによって過昇温が検出されると、ANDゲート5
9(T)の出力レベルは“L”になり発振回路60
(T)が発振動作するので、スイッチ38は、その発振
信号の周波数fT に応じてスイッチングされる。
After the overdischarge state is eliminated at time t2, overcharge detection circuits 31 (1) -31 at time t3.
When overcharge is detected by any of (4), AND
Since the output level of the gate 59 (C) becomes "L" and the oscillation circuit 60 (C) oscillates, the switch 38 is switched according to the frequency fC of the oscillation signal. After the overdischarge state is eliminated at time t4, if any of the overheating detection circuits 37 (1) to 37 (4) detects an overheating at time t5, the AND gate 5
9 (T) becomes “L” and the oscillation circuit 60
Since (T) oscillates, the switch 38 is switched according to the frequency fT of the oscillation signal.

【0094】即ち、以上のように構成された第5実施例
によれば、CPU17は、異常状態の発生によって、電
圧検出器14より得られるセルグループ12の出力電圧
がスイッチングされて断続的となった場合は、そのスイ
ッチング周波数を検出することで発生した異常の種類を
識別することが可能となる。
That is, according to the fifth embodiment configured as described above, the CPU 17 switches the output voltage of the cell group 12 obtained from the voltage detector 14 due to the occurrence of the abnormal state, and becomes intermittent. In this case, the type of abnormality that has occurred can be identified by detecting the switching frequency.

【0095】(第6実施例)図11乃至図13は本発明
の第6実施例を示すものであり、第2実施例と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分に
ついてのみ説明する。第5実施例の異常検出装置62
は、第2実施例の異常検出装置41の構成に、電圧調整
回路(電圧調整手段)63を加えてなるものである。図
11において、電圧調整回路63には、各単位セル11
(1)〜11(4)の正極11p,負極11nが夫々接
続されている。
(Sixth Embodiment) FIGS. 11 to 13 show a sixth embodiment of the present invention. The same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the parts will be described. Abnormality detection device 62 of the fifth embodiment
Is obtained by adding a voltage adjusting circuit (voltage adjusting means) 63 to the configuration of the abnormality detecting device 41 of the second embodiment. In FIG. 11, the voltage adjustment circuit 63 includes each unit cell 11
The positive electrode 11p and the negative electrode 11n of (1) to 11 (4) are connected respectively.

【0096】図12は、電圧調整回路63の詳細な電気
的構成を示すものである。電圧調整回路63は、セルグ
ループ12の端子電圧を4等分圧するために直列接続さ
れた4つの抵抗からなる分圧回路64、その分圧回路6
4の3つの分圧点Jr1,Jr2,Jr3の電位と、対応する
セルグループ12の接続端子Jc1,Jc2,Jc3の電位と
の差を差動増幅する差動増幅器65(1),65
(2),65(3)、差動増幅器65(1)〜65
(3)の出力信号を、極性の正負に応じて微小電圧VH
,VL と比較するためのコンパレータ66H(1),
66L(1)〜66H(3),66L(3)、コンパレ
ータ66H(1)〜66L(3)の出力信号をINV,
AND,ORゲートにより論理合成する論理回路部6
7、抵抗と論理回路部67の出力信号によって開閉制御
されるスイッチとの直列回路で構成される放電回路68
(1)〜68(4)で構成されている。
FIG. 12 shows a detailed electrical configuration of the voltage adjusting circuit 63. The voltage adjusting circuit 63 includes a voltage dividing circuit 64 composed of four resistors connected in series to divide the terminal voltage of the cell group 12 into four equal parts, and the voltage dividing circuit 6
4, differential amplifiers 65 (1), 65 for differentially amplifying the difference between the potential of the three voltage dividing points Jr1, Jr2, Jr3 and the potential of the connection terminals Jc1, Jc2, Jc3 of the corresponding cell group 12.
(2), 65 (3), differential amplifiers 65 (1) to 65 (65)
The output signal of (3) is converted to a minute voltage VH according to the polarity of the polarity.
, VL for comparison with the comparator 66H (1),
66L (1) to 66H (3), 66L (3) and the output signals of the comparators 66H (1) to 66L (3) are set to INV,
Logic circuit 6 for performing logic synthesis by AND and OR gates
7. Discharge circuit 68 composed of a series circuit of a resistor and a switch controlled to open and close by an output signal of logic circuit section 67
(1) to 68 (4).

【0097】ここで、リチウム二次電池からなる単位セ
ル11を直列接続して構成される組電池19を高い効率
で使用するためには、鉛電池やNi−MH電池等を用い
た場合と比較して、各単位セル11間の端子電圧のばら
つきをより厳密に調整する必要がある。電圧調整回路6
3は、そのようなばらつき調整機能を、CPUを用いた
ソフトウエア的な処理を行うことなくハードウエアのみ
によって実現することで、CPUの周辺回路も不要とし
て回路の小形化及び低コスト化を図ったものである。
尚、電圧調整回路63の詳細な動作については、特願平
10−249841号などに開示されているので、ここ
では詳述しない。
Here, in order to use the assembled battery 19 constituted by connecting the unit cells 11 composed of lithium secondary batteries in series with high efficiency, it is necessary to compare with the case where a lead battery or a Ni-MH battery is used. Then, it is necessary to more strictly adjust the variation of the terminal voltage between the unit cells 11. Voltage adjustment circuit 6
No. 3 realizes such a variation adjustment function only by hardware without performing software-based processing using a CPU, thereby reducing the size and cost of the circuit by eliminating the need for a peripheral circuit of the CPU. It is a thing.
The detailed operation of the voltage adjustment circuit 63 is disclosed in Japanese Patent Application No. 10-249841 or the like, and will not be described in detail here.

【0098】また、図13は、制御部39に代わる制御
部69の構成を示すものである。即ち、各セルグループ
12の電圧検出線W+,W−間には、電圧調整回路63
の放電回路68と同様に、抵抗70aとCPU17aよ
りデコーダ71を介して与えられる制御信号によって開
閉制御されるスイッチ70bとの直列回路で構成される
放電回路70が接続されている。
FIG. 13 shows a configuration of a control unit 69 replacing the control unit 39. That is, the voltage adjustment circuit 63 is provided between the voltage detection lines W + and W− of each cell group 12.
Similarly to the discharge circuit 68, a discharge circuit 70 composed of a series circuit of a resistor 70a and a switch 70b that is controlled to open and close by a control signal provided from a CPU 17a via a decoder 71 is connected.

【0099】そして、CPU17aは、各セルグループ
12間における出力電圧のばらつきは、夫々に対応する
電圧検出器14より得た値に基づいて放電回路70のス
イッチ70bを閉じることで、セルグループ12を放電
させたり、或いは充電電流をバイパスさせることで調整
するようになっている。尚、CPU17a,放電回路7
0及びデコーダ71は、グループ間電圧調整手段72を
構成している。
Then, the CPU 17a closes the switch 70b of the discharge circuit 70 based on the value obtained from the voltage detector 14 corresponding to each output voltage variation between the cell groups 12, thereby causing the cell group 12 to change. The adjustment is made by discharging or by bypassing the charging current. The CPU 17a and the discharge circuit 7
0 and the decoder 71 constitute an inter-group voltage adjusting unit 72.

【0100】以上のように第6実施例によれば、異常検
出装置62に電圧調整回路63を備えて、各単位セル1
1間の端子電圧のばらつきをハードウエアにより自動調
整するようにしたので、組電池19を高い効率で使用す
ることができると共に、異常検出装置62の回路規模の
増加を極力抑制することができる。また、各セルグルー
プ12毎にも放電回路70を設けて、制御部69のCP
U17aによって各セルグループ12間の出力電圧のば
らつきも調整するようにしたので、組電池19を一層高
い効率で使用することができる。
As described above, according to the sixth embodiment, the abnormality detecting device 62 is provided with the voltage adjusting circuit 63 so that each unit cell 1
Since the variation of the terminal voltage between the two is automatically adjusted by hardware, the battery pack 19 can be used with high efficiency, and an increase in the circuit size of the abnormality detection device 62 can be suppressed as much as possible. Also, a discharge circuit 70 is provided for each cell group 12 so that the CP
Since the variation of the output voltage between the cell groups 12 is adjusted by the U17a, the assembled battery 19 can be used with higher efficiency.

【0101】(第7実施例)図14は本発明の第7実施
例であり、セルグループ12の外観を示す斜視図であ
る。単位セル11は略立方体状をなしており、その上面
部に正極端子11p,負極端子11nが配置されてい
る。そして、4つの単位セル11(C1)〜11(C
4)が縦横2列ずつ配置され、各電極間は、導体板73
(0)〜73(4)により直列に連結接続されてセルグ
ループ12を構成している。尚、導体板73(0),7
3(4)は、図示しない他のセルグループ12の正極1
2p,負極12nに夫々接続されている。
(Seventh Embodiment) FIG. 14 is a perspective view showing the appearance of a cell group 12 according to a seventh embodiment of the present invention. The unit cell 11 has a substantially cubic shape, and a positive terminal 11p and a negative terminal 11n are arranged on the upper surface thereof. Then, the four unit cells 11 (C1) to 11 (C
4) are arranged vertically and horizontally by two rows, and between each electrode, a conductor plate 73 is provided.
The cell groups 12 are connected in series by (0) to 73 (4). Incidentally, the conductor plates 73 (0), 7
3 (4) is the positive electrode 1 of another cell group 12 not shown.
2p and the negative electrode 12n.

【0102】セルグループ12の上面中央部には、例え
ば、第6実施例における異常検出装置62のモジュール
が配置されており、その異常検出装置62から制御部6
9には電圧検出線W+,W−の2本のみが配線されるよ
うになっている。
In the center of the upper surface of the cell group 12, for example, a module of the abnormality detecting device 62 in the sixth embodiment is arranged.
9, only two voltage detection lines W + and W- are wired.

【0103】例えば、従来構成では、同数の単位セルか
らの制御部への配線は、5本の電圧検出線と5本の温度
検出線とが必要であった。これに対して、第7実施例に
よれば、各セルグループ12及び異常検出装置62と制
御部69との間の配線は僅か2本のみで済むので、配線
作業を省力化することができ、HEVに対する組付けを
容易に行うことができる。
For example, in the conventional configuration, wiring from the same number of unit cells to the control unit requires five voltage detection lines and five temperature detection lines. On the other hand, according to the seventh embodiment, only two wires are required between each cell group 12 and the abnormality detection device 62 and the control unit 69, so that the wiring work can be saved. Assembly to the HEV can be easily performed.

【0104】(第8実施例)図15は本発明の第8実施
例を示すものであり、第7実施例に示したセルグループ
12の上面に、例えば樹脂などの絶縁性材料で構成され
る端子カバー(部品)74を取り付けるようにした構成
である。端子カバー74の裏面側には、各単位セル11
の電極11p,11nに電気的に接続される接続端子7
5(0)〜75(4)が配置されており、異常検出装置
62はその端子カバー74の裏面側に配置されている。
そして、2本の電圧検出線W+,W−は、端子カバー7
4の裏面側より外部へ配線されるようになっている。
(Eighth Embodiment) FIG. 15 shows an eighth embodiment of the present invention. The upper surface of the cell group 12 shown in the seventh embodiment is formed of an insulating material such as resin. In this configuration, a terminal cover (component) 74 is attached. On the back side of the terminal cover 74, each unit cell 11
Connection terminal 7 electrically connected to the electrodes 11p and 11n
5 (0) to 75 (4) are arranged, and the abnormality detection device 62 is arranged on the back side of the terminal cover 74.
The two voltage detection lines W + and W− are connected to the terminal cover 7.
4 is wired to the outside from the back side.

【0105】以上のように構成された第8実施例によれ
ば、セルグループ12の上面にある端子部を端子カバー
74で覆うようにしたので、作業中の感電や短絡などの
発生を防止することができる。
According to the eighth embodiment configured as described above, the terminal section on the upper surface of the cell group 12 is covered with the terminal cover 74, so that the occurrence of electric shock or short circuit during operation is prevented. be able to.

【0106】(第9実施例)図16は本発明の第9実施
例を示すものであり、第7実施例に示したセルグループ
12を、例えば樹脂などの絶縁性材料で構成される筐体
76の内部に収納してモジュール電池77としたもので
ある。筐体76の上面側には、他のセルグループ12と
の接続を行うために導体板73(0),73(4)のみ
が外部に露出するようになっていると共に、2本の電圧
検出線W+,W−が引き出されるようになっている。
(Ninth Embodiment) FIG. 16 shows a ninth embodiment of the present invention, in which the cell group 12 shown in the seventh embodiment is formed of a housing made of an insulating material such as resin. The module battery 77 is housed inside the battery 76. On the upper surface side of the housing 76, only the conductor plates 73 (0) and 73 (4) are exposed to the outside for connection with another cell group 12, and two voltage detections are performed. Lines W + and W- are drawn out.

【0107】以上のように構成された第9実施例によれ
ば、セルグループ12を、異常検出装置62と共に一個
のモジュール電池77とすることで、取り扱いを容易に
することができる。
According to the ninth embodiment configured as described above, the handling can be facilitated by forming the cell group 12 into one module battery 77 together with the abnormality detecting device 62.

【0108】(第10実施例)図17は本発明の第10
実施例を示すものである。第10実施例では、単位セル
11の形状を、第7〜第9実施例における角形のものに
代えて、円筒形状にした単位セル11Aを用いたもので
ある。単位セル11Aは、円筒の2つの底面に正極端子
11Ap,負極端子11Anが夫々1つずつ配置されて
いる。4個の単位セル11Aは、図17(b)に示すよ
うに、正方形状の板に単位セル11Aの直径に合わせた
径を有する穴78aが4つ設けられているセルホルダ7
8に挿入された状態で保持されている。
(Tenth Embodiment) FIG. 17 shows a tenth embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. In the tenth embodiment, a unit cell 11A having a cylindrical shape is used in place of the square shape in the seventh to ninth embodiments. In the unit cell 11A, one positive electrode terminal 11Ap and one negative electrode terminal 11An are respectively disposed on two bottom surfaces of the cylinder. As shown in FIG. 17B, the four unit cells 11A have a cell holder 7 in which a square plate is provided with four holes 78a having a diameter corresponding to the diameter of the unit cells 11A.
8 is held.

【0109】そして、単位セル11A(C1)〜11A
(C4)の端子の極性は、一方の側において正,負が交
互となるように配置されている。従って、図17(a)
において導体板79(0),79(2),79(4)は
手前側に位置しており、導体板79(1)(図示せ
ず),79(3)(図17(c)参照)は奥行き側に位
置している。
Then, the unit cells 11A (C1) to 11A
The polarity of the terminal (C4) is arranged such that positive and negative alternate on one side. Therefore, FIG.
, The conductor plates 79 (0), 79 (2), 79 (4) are located on the near side, and the conductor plates 79 (1) (not shown), 79 (3) (see FIG. 17 (c)). Is located on the depth side.

【0110】また、4つの単位セル11A(C1)〜1
1A(C4)に囲まれた中央部分には、断面が菱形をな
す柱状に形成された異常検出装置62Aが配置されてい
る。セルホルダ78には、その異常検出装置62Aの断
面形状に合わせた菱形の穴78bも設けられており、セ
ルホルダ78は、異常検出装置62Aをも同時に保持す
るようになっている。従って、異常検出装置62Aと導
体板79(0),79(2),79(4)との電気的接
続は手前側でなされており、導体板79(1),79
(3)との電気的接続は奥行き側でなされている。ま
た、電圧検出線W+,W−は、異常検出装置62Aの奥
行き側の端面から外部に引き出されている。以上がセル
グループ12Aを構成している。
The four unit cells 11A (C1) to 1
In the center portion surrounded by 1A (C4), an abnormality detection device 62A having a columnar shape with a diamond-shaped cross section is arranged. The cell holder 78 is also provided with a diamond-shaped hole 78b corresponding to the cross-sectional shape of the abnormality detection device 62A, and the cell holder 78 simultaneously holds the abnormality detection device 62A. Therefore, the electrical connection between the abnormality detection device 62A and the conductor plates 79 (0), 79 (2), 79 (4) is made on the near side, and the conductor plates 79 (1), 79 (4)
The electrical connection with (3) is made on the depth side. Further, the voltage detection lines W + and W− are drawn out from the end face on the depth side of the abnormality detection device 62A. The above constitutes the cell group 12A.

【0111】以上のように構成された第10実施例によ
れば、異常検出装置62Aの断面形状を菱形とすること
で、円筒形の単位セル11Aを4本まとめて配置した場
合に中央部分に現れるデッドスペースを有効に活用し
て、異常検出装置62Aを配置することができる。ま
た、例えば、図17(b)に示す矢印方向に冷却風が流
れる場合に、異常検出装置62Aの外形によって、冷却
風が単位セル11Aの円筒面に沿うようにガイドするこ
とができるので、セルグループ12Aの冷却効率を向上
させることができる。
According to the tenth embodiment configured as described above, the cross-sectional shape of the abnormality detecting device 62A is rhombic, so that when four cylindrical unit cells 11A are collectively arranged, they are located at the central portion. The abnormality detection device 62A can be arranged by effectively utilizing the appearing dead space. Further, for example, when the cooling air flows in the direction of the arrow shown in FIG. 17B, the cooling air can be guided along the cylindrical surface of the unit cell 11A by the outer shape of the abnormality detection device 62A. The cooling efficiency of the group 12A can be improved.

【0112】(第11実施例)図18は本発明の第11
実施例を示すものである。第11実施例の異常検出装置
80は、4つのポジティブサーミスタ(異常検出手段,
温度検出手段,温度比較手段,電圧出力手段)81
(1),81(2),81(3),81(4)によって
構成されており、これら4つのサーミスタ81(1)〜
81(4)は、セルグループ12の正側端子12pと電
圧検出線W+との間に直列に介挿されている。また、各
サーミスタ81(1)〜81(4)は、各単位セル11
(C1)〜11(C4)の近傍に夫々配置されており、
それらの温度を検出するようになっている。
(Eleventh Embodiment) FIG. 18 shows an eleventh embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. The abnormality detection device 80 according to the eleventh embodiment includes four positive thermistors (an abnormality detection unit,
Temperature detecting means, temperature comparing means, voltage output means) 81
(1), 81 (2), 81 (3), 81 (4). These four thermistors 81 (1) to 81 (1) to
81 (4) is inserted in series between the positive terminal 12p of the cell group 12 and the voltage detection line W +. Each of the thermistors 81 (1) to 81 (4) is connected to each of the unit cells 11 (1) to 81 (4).
(C1) to 11 (C4), respectively.
These temperatures are detected.

【0113】次に、第11実施例の作用について説明す
る。単位セル11(C1)〜11(C4)の何れかに異
常が発生しその温度が上昇すると、異常が発生した単位
セル11に対応するサーミスタ81の抵抗値もそれに伴
って増大する。そして、前記単位セル11の温度が一定
値を超えると、サーミスタ81の抵抗値が極めて大きく
なることによって電圧検出線W+は開放状態となる。す
ると、電圧検出器14によって検出される異常検出装置
80の出力電圧は略0Vとなることから、CPU17
は、当該セルグループ12に異常が発生したと判定する
ことができる。
Next, the operation of the eleventh embodiment will be described. When an abnormality occurs in any of the unit cells 11 (C1) to 11 (C4) and the temperature rises, the resistance value of the thermistor 81 corresponding to the unit cell 11 in which the abnormality has occurred increases accordingly. When the temperature of the unit cell 11 exceeds a certain value, the resistance value of the thermistor 81 becomes extremely large, so that the voltage detection line W + is opened. Then, the output voltage of the abnormality detection device 80 detected by the voltage detector 14 becomes substantially 0 V,
Can determine that an abnormality has occurred in the cell group 12.

【0114】以上のように第11実施例によれば、4つ
のサーミスタ81(1)〜81(4)をセルグループ1
2の正側端子12pと電圧検出線W+との間に直列に介
挿し、夫々を各単位セル11(C1)〜11(C4)の
近傍に配置したので、サーミスタ81により異常検出手
段,温度検出手段,温度比較手段,電圧出力手段を共通
に構成することになり、構成を大幅に簡単化することが
できる。
As described above, according to the eleventh embodiment, four thermistors 81 (1) to 81 (4) are connected to the cell group 1
2 is inserted in series between the positive side terminal 12p and the voltage detection line W +, and each is arranged in the vicinity of each of the unit cells 11 (C1) to 11 (C4). The means, the temperature comparing means, and the voltage output means are commonly configured, and the configuration can be greatly simplified.

【0115】(第12実施例)図19及び図20は本発
明の第12実施例を示すものであり、第1実施例と同一
部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部
分についてのみ説明する。図19に示すように、第12
実施例の異常検出装置13aでは、第1実施例の異常検
出装置13よりスイッチ38を除いて、ANDゲート2
9の出力信号SC を直接外部に出力するようになってい
る。即ち、ANDゲート29は、電圧出力手段をも兼ね
た構成となっている。
(Twelfth Embodiment) FIGS. 19 and 20 show a twelfth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the parts will be described. As shown in FIG.
In the abnormality detection device 13a of the embodiment, the switch 38 is removed from the abnormality detection device 13 of the first embodiment, and the AND gate 2
9 is output directly to the outside. That is, the AND gate 29 has a configuration also serving as voltage output means.

【0116】そして、図20に示すように、各異常検出
装置13aより出力される信号SCは、各異常検出装置
13a毎に設けられている電圧検出器82に与えられて
おり、各電圧検出器82の出力信号は、マルチプレクサ
83及びA/Dコンバータ90を介してCPU17の入
力ポートに与えられている。尚、電圧検出器82を必要
とするのは、各異常検出装置13aのグランドレベル
は、制御部84のグランドレベルと異なっているため、
出力信号SC のレベルを直接参照できないからである。
As shown in FIG. 20, the signal SC output from each abnormality detector 13a is given to a voltage detector 82 provided for each abnormality detector 13a. The output signal of 82 is given to the input port of the CPU 17 via the multiplexer 83 and the A / D converter 90. Note that the voltage detector 82 is required because the ground level of each abnormality detection device 13a is different from the ground level of the control unit 84.
This is because the level of the output signal SC cannot be directly referred to.

【0117】次に、第12実施例の作用について説明す
る。ANDゲート29の出力信号SC は、第1実施例と
同様に、セルグループ12が正常であれば“H”であ
り、セルグループ12に異常が発生すると“L”とな
る。従って、CPU17は、マルチプレクサ83の入力
を順次切替えて各異常検出装置13aからの出力信号S
Cのレベルを参照することで、何れのセルグループ12
に異常が発生したのかを判定できる。
Next, the operation of the twelfth embodiment will be described. As in the first embodiment, the output signal SC of the AND gate 29 is "H" when the cell group 12 is normal and "L" when an abnormality occurs in the cell group 12. Accordingly, the CPU 17 sequentially switches the input of the multiplexer 83 and outputs the output signal S from each abnormality detection device 13a.
By referring to the level of C, any cell group 12
Can be determined whether an abnormality has occurred.

【0118】以上のように第12実施例によれば、電圧
検出線W+,W−とは独立の信号線を使用することによ
り、CPU17は、セルグループ12に異常が発生した
場合でもそのセルグループ12の出力電圧を電圧検出器
14によって常時検出することが可能となり、信頼性を
向上させることができる。
As described above, according to the twelfth embodiment, by using a signal line independent of the voltage detection lines W + and W-, even if an abnormality occurs in the cell group 12, the CPU 17 12 can be constantly detected by the voltage detector 14, and the reliability can be improved.

【0119】また、第12実施例では、出力信号SC の
レベル検出用の電圧検出器82については“H”,
“L”の判定ができれば良いので、精度が低く低コスト
なものを用いることが可能である。例えば、電圧検出器
82に代えて、出力信号SC のレベルをCPU17の
“H(例えば5V)”,“L(0V)”レベルに変換す
るレベル変換回路を配置しても良く、その場合、A/D
コンバータ90は不要となる。また、電圧検出器82に
代えて、フォトカプラのように入出力間を電気的に絶縁
する素子を用いても良い。ANDゲート29の出力レベ
ルを反転させて、異常検出時に“H”を出力するように
しても良い。
In the twelfth embodiment, the voltage detector 82 for detecting the level of the output signal SC is "H",
Since it is only necessary to be able to determine “L”, it is possible to use a low-accuracy one with low accuracy. For example, in place of the voltage detector 82, a level conversion circuit for converting the level of the output signal SC into the "H (for example, 5V)" or "L (0V)" level of the CPU 17 may be provided. / D
The converter 90 becomes unnecessary. Further, instead of the voltage detector 82, an element that electrically insulates between the input and the output, such as a photocoupler, may be used. The output level of the AND gate 29 may be inverted to output “H” when an abnormality is detected.

【0120】(第13実施例)図21及び図22は本発
明の第13実施例を示すものであり、第1及び第4実施
例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下
異なる部分についてのみ説明する。図21に示すよう
に、第13実施例の異常検出装置56aでは、第4実施
例の異常検出装置56よりスイッチ38を除き、発振回
路57の出力信号をスイッチ(電圧出力手段)85の制
御端子に与えるようになっている。図22に示すよう
に、スイッチ85は、一端が制御部39Aの制御用電源
に接続され、他端がCPU17の入力ポートに接続され
ている異常検出線86に介挿されている。
(Thirteenth Embodiment) FIGS. 21 and 22 show a thirteenth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first and fourth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. Hereinafter, only different portions will be described. As shown in FIG. 21, in the abnormality detection device 56a of the thirteenth embodiment, the output signal of the oscillation circuit 57 is controlled by a control terminal of a switch (voltage output means) 85 except for the switch 38 from the abnormality detection device 56 of the fourth embodiment. To give to. As shown in FIG. 22, the switch 85 has one end connected to a control power supply of the control unit 39A and the other end inserted into an abnormality detection line 86 connected to an input port of the CPU 17.

【0121】次に、第13実施例の作用について説明す
る。各セルグループ12が正常である場合、各異常検出
装置56aのANDゲート29の出力レベルは“H”で
ありスイッチ85は閉路されているので、CPU17の
入力ポートのレベルは、制御用電源レベルの“H”とな
っている。
Next, the operation of the thirteenth embodiment will be described. When each cell group 12 is normal, since the output level of the AND gate 29 of each abnormality detection device 56a is "H" and the switch 85 is closed, the level of the input port of the CPU 17 becomes the control power supply level. "H".

【0122】そして、何れかのセルグループ12に異常
が発生すると、対応する異常検出装置56aのANDゲ
ート29の出力レベルは“L”となって、発振回路57
からは発振信号が出力されるので、スイッチ85はその
発振周波数によってスイッチング動作する。従って、C
PU17の入力ポートのレベルは、間欠的に“L”とな
るので、CPU17は、そのレベル変化によってセルグ
ループ12における異常の発生を判定することができ
る。
When an abnormality occurs in any of the cell groups 12, the output level of the AND gate 29 of the corresponding abnormality detection device 56a becomes "L", and the oscillation circuit 57
Outputs an oscillation signal, the switch 85 performs a switching operation according to the oscillation frequency. Therefore, C
Since the level of the input port of the PU 17 becomes “L” intermittently, the CPU 17 can determine the occurrence of the abnormality in the cell group 12 based on the level change.

【0123】この場合、各セルグループ12に対応する
各異常検出装置56aの発振回路57の発振周波数を夫
々異なるものに設定すれば、CPU17は、その発振周
波数を検出することで何れのセルグループ12に異常が
発生したのかも知ることができるようになる。
In this case, if the oscillating frequency of the oscillating circuit 57 of each abnormality detecting device 56a corresponding to each cell group 12 is set to a different one, the CPU 17 detects the oscillating frequency to determine which cell group 12 Will also be able to know if an error has occurred.

【0124】以上のように第13実施例によれば、第1
2実施例と同様に、電圧検出線W+,W−とは独立の信
号線86を使用することにより、CPU17は、セルグ
ループ12に異常が発生した場合でもそのセルグループ
12の出力電圧を電圧検出器14によって常時検出する
ことができる。また、何れのセルグループ12に異常が
発生したのかを知る必要がない場合には、発振回路57
を省略して、ANDゲート29の出力信号でスイッチ8
5を開離させても良い。
As described above, according to the thirteenth embodiment, the first
As in the second embodiment, by using the signal line 86 independent of the voltage detection lines W + and W-, the CPU 17 detects the output voltage of the cell group 12 even if an abnormality occurs in the cell group 12. It can be always detected by the detector 14. When it is not necessary to know which cell group 12 has an abnormality, the oscillation circuit 57
Is omitted, and the switch 8 is output by the output signal of the AND gate 29.
5 may be separated.

【0125】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。1セルグループ当たりの単位セルの
直列接続数は、“4”に限ることはない。直列接続数が
多くなる程セルグループの総数は減るので、制御部側の
出力電圧検出数が減ることになるが、その一方で、セル
グループの出力電圧が上昇することから耐圧のより高い
部品が必要となる。従って、両者のトレードオフによっ
て定まるコストを考慮して直列接続数を適宜設定すれば
良い。例えば、特に高耐圧仕様として設計されていない
汎用の電子部品で構成することを想定すると、セルグル
ープの出力電圧は20V程度に抑えるのが好ましい。従
って、上記実施例のように、単位セルが最高電圧4.2
Vのリチウム電池の場合は、4〜5直列が適当であると
考えられる。また、セルグループの直列接続数について
も“20”に限らず、組電池として必要な出力電圧に応
じて適宜設定すれば良い。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and the following modifications or extensions are possible. The number of unit cells connected in series per cell group is not limited to “4”. As the number of series connections increases, the total number of cell groups decreases, so the number of output voltage detections on the control unit side decreases.On the other hand, since the output voltage of the cell groups increases, components with a higher withstand voltage are used. Required. Therefore, the number of series connections may be appropriately set in consideration of a cost determined by a trade-off between the two. For example, assuming that the power supply is constituted by general-purpose electronic components which are not specifically designed to have a high withstand voltage specification, it is preferable to suppress the output voltage of the cell group to about 20V. Therefore, as in the above embodiment, the unit cell has a maximum voltage of 4.2.
In the case of a V lithium battery, 4-5 series is considered appropriate. Further, the number of cell groups connected in series is not limited to “20”, and may be appropriately set according to the output voltage required for the assembled battery.

【0126】例えば、第2実施例の構成と第5実施例の
構成とを組み合わせることで、発生した異常の種類に応
じてセルグループ12の出力電圧を異なるレベルに変化
させるようにしても良い。また、異常が発生した単位セ
ル11の位置に応じて異なる周波数で出力電圧を変動さ
せるようにしても良い。過放電検出回路30,過充電検
出回路31,過昇温検出回路37の内、何れか1つまた
は2つのみを設けても良い。第3実施例において、ガス
漏れ検出回路43,過電流検出回路44の何れか一方の
みを設けても良い。単位セルは、リチウム電池に限ら
ず、鉛電池やニッケル系電池であっても同様に適用が可
能である。
For example, by combining the configuration of the second embodiment and the configuration of the fifth embodiment, the output voltage of the cell group 12 may be changed to a different level according to the type of abnormality that has occurred. Further, the output voltage may be changed at a different frequency depending on the position of the unit cell 11 in which the abnormality has occurred. Only one or two of the overdischarge detection circuit 30, the overcharge detection circuit 31, and the overheating detection circuit 37 may be provided. In the third embodiment, only one of the gas leak detection circuit 43 and the overcurrent detection circuit 44 may be provided. The unit cell is not limited to a lithium battery, and can be similarly applied to a lead battery or a nickel-based battery.

【0127】電圧出力手段は、セルグループ12の端子
電圧VG を出力電圧として変化可能とするものに限ら
ず、セルグループ12を構成する少なくとも1つ以上の
単位セル11の端子電圧を出力電圧とするものでも良
い。CPU17は、異常判定機能のみを行うものでも良
い。その場合、例えば、第12実施例においては、電圧
検出器14,MPX15,A/Dコンバータ16の信号
系統は別個のCPUに与えて、インバータ等の制御装置
に対するインターフェイス機能を行わせても良い。電気
自動車やHEVに限ることなく、その他、ノート型パー
ソナルコンピュータや携帯用VTR等の小形民生機器や
電力貯蔵用の二次電池設備などのように、複数の単位セ
ルを直列に接続して構成されるバッテリを使用するもの
であれば適用が可能である。
The voltage output means is not limited to the one capable of changing the terminal voltage VG of the cell group 12 as the output voltage, and the terminal voltage of at least one unit cell 11 constituting the cell group 12 is used as the output voltage. It may be something. The CPU 17 may perform only the abnormality determination function. In this case, for example, in the twelfth embodiment, the signal system of the voltage detector 14, the MPX 15, and the A / D converter 16 may be given to a separate CPU to perform an interface function for a control device such as an inverter. It is not limited to electric vehicles and HEVs, but is also constructed by connecting a plurality of unit cells in series, such as small consumer devices such as notebook personal computers and portable VTRs, and secondary battery facilities for power storage. Any battery that uses a battery can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明をハイブリッド電気自動車の駆動用バッ
テリに適用した場合の第1実施例であり、電圧制御部全
体の電気的構成を示す機能ブロック図
FIG. 1 is a first embodiment in which the present invention is applied to a drive battery of a hybrid electric vehicle, and is a functional block diagram showing an electrical configuration of an entire voltage control unit.

【図2】異常検出装置の詳細な電気的構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a detailed electrical configuration of the abnormality detection device.

【図3】時間経過に伴うセルグループの出力電圧の変化
の一例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in an output voltage of a cell group over time.

【図4】本発明の第2実施例を示す図2相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2, showing a second embodiment of the present invention;

【図5】図3相当図FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3;

【図6】本発明の第3実施例を示す要部の図2相当図FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2 of a main part showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4実施例を示す図6相当図FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6, showing a fourth embodiment of the present invention;

【図8】図3相当図FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 3;

【図9】本発明の第5実施例を示す図6相当図FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 6, showing a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図3相当図FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 3;

【図11】本発明の第6実施例を示す図2相当図FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 2, showing a sixth embodiment of the present invention;

【図12】電圧調整回路の詳細な電気的構成を示す図FIG. 12 is a diagram showing a detailed electrical configuration of a voltage adjustment circuit.

【図13】図1相当図FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 1;

【図14】本発明の第7実施例を示すものであり、セル
グループの外形を示す斜視図
FIG. 14 shows the seventh embodiment of the present invention, and is a perspective view showing the outer shape of a cell group.

【図15】本発明の第8実施例を示す図14相当図FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 14 showing an eighth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第9実施例を示す図14相当図FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 14, showing a ninth embodiment of the present invention;

【図17】(a)は、本発明の第10実施例を示す図1
4相当図、(b)はセルホルダの正面図、(c)はセル
グループの平面図
FIG. 17A is a diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
4, (b) is a front view of a cell holder, and (c) is a plan view of a cell group.

【図18】本発明の第11実施例を示す図2相当図FIG. 18 is a view corresponding to FIG. 2, showing an eleventh embodiment of the present invention;

【図19】本発明の第12実施例を示す図2相当図FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 2, showing a twelfth embodiment of the present invention;

【図20】図1相当図FIG. 20 is a view corresponding to FIG. 1;

【図21】本発明の第13実施例を示す図2相当図FIG. 21 is a view corresponding to FIG. 2 showing a thirteenth embodiment of the present invention.

【図22】図1相当図FIG. 22 is a diagram corresponding to FIG. 1;

【図23】従来技術を示す図1相当図FIG. 23 is a diagram showing a conventional technique, which is equivalent to FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,11Aは単位セル(リチウム電池)、12,12
Aはセルグループ、13,13aは異常検出装置、14
は電圧検出器(電圧検出手段)、17,17aはCPU
(異常判定手段,電圧制御手段)、19は組電池(駆動
用バッテリ)、29はANDゲート(異常検出手段,電
圧出力手段)、30は下限電圧検出回路(異常検出手
段,下限電圧比較手段)、31は上限電圧検出回路(異
常検出手段,上限電圧比較手段)、34はサーミスタ
(温度検出手段)、37は過昇温検出回路(異常検出手
段,温度比較手段)、38はスイッチ(電圧出力手段,
電流遮断手段)、39,39Aは制御部、40はAND
ゲート(異常検出手段)、41,42は異常検出装置、
43はガス漏れ検出回路(異常検出手段,ガス濃度比較
手段)、44は過電流検出回路(異常検出手段,過電流
検出手段)、47はガスセンサ(ガス濃度検出手段)、
50はANDゲート(異常検出手段)、52はシャント
抵抗(出力電流検出手段)、56及び56aは異常検出
装置、57は発振回路(電圧出力手段)、58は異常検
出装置、59はANDゲート(異常検出手段)、60は
発振回路(電圧出力手段)、61はANDゲート(異常
検出手段)、62は異常検出装置、63は電圧調整回路
(電圧調整手段)、69は制御部、72はグループ間電
圧調整手段、74は端子カバー(部品)、77はモジュ
ール電池、81はポジティブサーミスタ(異常検出手
段,温度検出手段,温度比較手段,電圧出力手段)、8
4は制御部、85はスイッチ(電圧出力手段)を示す。
11, 11A are unit cells (lithium batteries), 12, 12
A is a cell group, 13 and 13a are abnormality detection devices, 14
Is a voltage detector (voltage detecting means), and 17 and 17a are CPUs.
(Abnormality determining means, voltage control means), 19 is an assembled battery (driving battery), 29 is an AND gate (abnormality detecting means, voltage output means), 30 is a lower limit voltage detecting circuit (abnormality detecting means, lower limit voltage comparing means) , 31 are an upper limit voltage detecting circuit (abnormality detecting means, upper limit voltage comparing means), 34 is a thermistor (temperature detecting means), 37 is an overheating detecting circuit (abnormality detecting means, temperature comparing means), and 38 is a switch (voltage output means). means,
Current interrupting means), 39 and 39A are control units, and 40 is AND
Gates (abnormality detecting means), 41 and 42 are abnormality detecting devices,
43 is a gas leak detecting circuit (abnormality detecting means, gas concentration comparing means), 44 is an overcurrent detecting circuit (abnormality detecting means, overcurrent detecting means), 47 is a gas sensor (gas concentration detecting means),
50 is an AND gate (abnormality detection means), 52 is a shunt resistor (output current detection means), 56 and 56a are abnormality detection devices, 57 is an oscillation circuit (voltage output means), 58 is an abnormality detection device, and 59 is an AND gate ( Abnormality detection means), 60 is an oscillation circuit (voltage output means), 61 is an AND gate (abnormality detection means), 62 is an abnormality detection device, 63 is a voltage adjustment circuit (voltage adjustment means), 69 is a control unit, and 72 is a group. Intermediate voltage adjusting means, 74 is a terminal cover (parts), 77 is a module battery, 81 is a positive thermistor (abnormality detecting means, temperature detecting means, temperature comparing means, voltage output means), 8
Reference numeral 4 denotes a control unit, and reference numeral 85 denotes a switch (voltage output means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/02 H02J 7/02 H Fターム(参考) 2G016 CA03 CB12 CB31 CC01 CC03 CC04 CC13 CC16 CC27 CC28 5G003 AA07 BA03 CA11 CB01 CB04 CC04 DA04 DA13 EA06 EA09 FA04 FA06 GC05 5H115 PG04 PI16 PI29 PU01 PU25 QN03 SE06 TI05 TI06 TI10 TR19 TU02 TU16 TU17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02J 7/02 H02J 7/02 HF term (Reference) 2G016 CA03 CB12 CB31 CC01 CC03 CC04 CC13 CC16 CC27 CC28 5G003 AA07 BA03 CA11 CB01 CB04 CC04 DA04 DA13 EA06 EA09 FA04 FA06 GC05 5H115 PG04 PI16 PI29 PU01 PU25 QN03 SE06 TI05 TI06 TI10 TR19 TU02 TU16 TU17

Claims (44)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二次電池からなる単位セルを複数個直列
に接続して構成されるセルグループを複数直列に接続し
てなる組電池について、充放電時における異常の発生を
判定する異常判定装置において、 前記複数のセルグループに発生する異常状態を夫々検出
する複数の異常検出手段と、 これら複数の異常検出手段が異常状態を検出すると、出
力電圧を変化させる複数の電圧出力手段と、 これら複数の電圧出力手段からの出力電圧を夫々検出す
る複数の電圧検出手段と、 これら複数の電圧検出手段により検出される前記出力電
圧に変化が生じた場合に、当該セルグループを構成する
単位セルに異常が発生したと判定する異常判定手段とを
備えてなることを特徴とする組電池の異常判定装置。
1. An abnormality determination device for determining the occurrence of an abnormality during charging / discharging of an assembled battery formed by connecting a plurality of cell groups each formed by connecting a plurality of unit cells formed of a secondary battery in series. A plurality of abnormality detecting means for respectively detecting an abnormal state occurring in the plurality of cell groups; a plurality of voltage output means for changing an output voltage when the plurality of abnormality detecting means detects an abnormal state; A plurality of voltage detecting means for respectively detecting output voltages from the voltage output means, and when a change occurs in the output voltage detected by the plurality of voltage detecting means, abnormalities occur in the unit cells constituting the cell group. An abnormality determination device for an assembled battery, comprising: an abnormality determination unit configured to determine that an error has occurred.
【請求項2】 前記電圧出力手段は、対応するセルグル
ープを構成する少なくとも1つ以上の単位セルの端子電
圧を自身の出力電圧として変化可能に構成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の組電池の異常判定装置。
2. The voltage output means according to claim 1, wherein a terminal voltage of at least one unit cell constituting a corresponding cell group is changeable as its own output voltage. Battery battery abnormality determination device.
【請求項3】 前記電圧検出手段は、対応するセルグル
ープの端子電圧を自身の出力電圧として変化可能に構成
されていることを特徴とする請求項2記載の組電池の異
常判定装置。
3. The battery pack abnormality determination device according to claim 2, wherein said voltage detection means is configured to be able to change a terminal voltage of a corresponding cell group as its own output voltage.
【請求項4】 前記異常検出手段は、セルグループを構
成する各単位セルの端子電圧を下限電圧と比較する下限
電圧比較手段を備え、 何れかの単位セルの端子電圧が前記下限電圧よりも低下
した場合に異常を検出することを特徴とする請求項1乃
至3の何れかに記載の組電池の異常判定装置。
4. The abnormal condition detecting means includes a lower-limit voltage comparing means for comparing a terminal voltage of each unit cell constituting the cell group with a lower-limit voltage, and a terminal voltage of any one of the unit cells is lower than the lower-limit voltage. 4. The apparatus according to claim 1, wherein an abnormality is detected when the abnormality is detected.
【請求項5】 前記異常検出手段は、セルグループを構
成する各単位セルの端子電圧を上限電圧と比較する上限
電圧比較手段を備え、 何れかの単位セルの端子電圧が前記上限電圧よりも上昇
した場合に異常を検出することを特徴とする請求項1乃
至4の何れかに記載の組電池の異常判定装置。
5. The abnormal condition detecting means includes an upper limit voltage comparing means for comparing a terminal voltage of each unit cell constituting the cell group with an upper limit voltage, wherein a terminal voltage of any one of the unit cells rises above the upper limit voltage. The abnormality determination device for an assembled battery according to any one of claims 1 to 4, wherein an abnormality is detected when the abnormality is detected.
【請求項6】 前記異常検出手段は、セルグループを構
成する各単位セルの内少なくとも1つの温度を検出する
温度検出手段と、 この温度検出手段によって検出された温度を基準温度と
比較する温度比較手段とを備え、 前記温度検出手段により検出された温度が前記基準温度
を超えた場合に異常を検出することを特徴とする請求項
1乃至5の何れかに記載の組電池の異常判定装置。
6. The temperature detecting means for detecting at least one temperature of each of the unit cells constituting the cell group, and a temperature comparing means for comparing the temperature detected by the temperature detecting means with a reference temperature. The abnormality determination device for an assembled battery according to any one of claims 1 to 5, further comprising means for detecting an abnormality when the temperature detected by the temperature detection means exceeds the reference temperature.
【請求項7】 前記温度検出手段を、セルグループを構
成している単位セル数と同数のポジティブサーミスタに
よって構成し、 前記各ポジティブサーミスタを、セルグループの正極側
端子とそのセルグループの正側電圧検出線との間に直列
に介挿して各単位セルの近傍に配置したことを特徴とす
る請求項6記載の組電池の異常判定装置。
7. The temperature detecting means is constituted by the same number of positive thermistors as the number of unit cells constituting a cell group, wherein each of the positive thermistors comprises a positive terminal of the cell group and a positive voltage of the cell group. 7. The abnormality determination device for a battery pack according to claim 6, wherein the device is disposed in the vicinity of each unit cell by being interposed in series with the detection line.
【請求項8】 前記異常検出手段は、セルグループ内の
単位セルより漏出するガスの濃度を検出するガス濃度検
出手段と、 このガス濃度検出手段によって検出されたガス濃度を基
準濃度と比較する濃度比較手段とを備え、 前記ガス濃度検出手段により検出されたガス濃度が前記
基準濃度を超えた場合に異常を検出することを特徴とす
る請求項1乃至7の何れかに記載の組電池の異常判定装
置。
8. A gas concentration detecting means for detecting a concentration of gas leaking from a unit cell in a cell group, and a concentration for comparing the gas concentration detected by the gas concentration detecting means with a reference concentration. 8. The abnormality of the battery pack according to claim 1, further comprising a comparison unit, wherein the abnormality is detected when the gas concentration detected by the gas concentration detection unit exceeds the reference concentration. Judgment device.
【請求項9】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手段
が異常状態を検出すると、出力電圧を0Vにすることを
特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の組電池の異
常判定装置。
9. The battery pack abnormality judging device according to claim 1, wherein said voltage output means sets the output voltage to 0 V when said abnormality detection means detects an abnormal state. .
【請求項10】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が異常状態を検出すると、出力電圧を周期的に変動さ
せることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の
組電池の異常判定装置。
10. The battery pack according to claim 1, wherein said voltage output means periodically changes the output voltage when said abnormality detection means detects an abnormal state. Judgment device.
【請求項11】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が検出する異常状態の種類に応じて、出力電圧の変動
周期を変化させることを特徴とする請求項10記載の組
電池の異常判定装置。
11. The battery pack abnormality judging device according to claim 10, wherein said voltage output means changes a fluctuation cycle of the output voltage in accordance with a type of an abnormal state detected by said abnormality detection means. .
【請求項12】 前記異常検出手段は、異常状態の検出
出力を、対応するセルグループ内の各単位セル毎に出力
可能に構成されており、 前記電圧出力手段は、前記異常検出手段によって異常状
態が検出された単位セルの位置に応じて、出力電圧の変
動周期を変化させることを特徴とする請求項10記載の
組電池の異常判定装置。
12. The abnormality detecting means is configured to output a detection output of an abnormal state for each unit cell in a corresponding cell group, and the voltage output means is configured to output the abnormal state by the abnormality detecting means. The battery pack abnormality determination device according to claim 10, wherein the fluctuation period of the output voltage is changed in accordance with the position of the unit cell in which is detected.
【請求項13】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が検出する異常状態の種類に応じて出力電圧を変化さ
せることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の
組電池の異常判定装置。
13. The battery pack according to claim 1, wherein said voltage output means changes an output voltage in accordance with a type of an abnormal state detected by said abnormality detection means. Judgment device.
【請求項14】 前記異常検出手段は、異常状態の検出
出力を、対応するセルグループ内の各単位セル毎に出力
可能に構成されており、 前記電圧出力手段は、前記異常検出手段によって異常状
態が検出された単位セルの位置に応じて出力電圧を変化
させることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載
の組電池の異常判定装置。
14. The abnormality detection means is configured to output a detection output of an abnormal state for each unit cell in a corresponding cell group, and the voltage output means is configured to output an abnormal state by the abnormality detection means. 9. The apparatus according to claim 1, wherein the output voltage is changed in accordance with the position of the unit cell in which the voltage is detected.
【請求項15】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が異常状態を検出すると、当該異常状態が検出された
セルグループの出力電圧を、当該セルグループにおいて
異常が検出された単位セルの負極の電位に等しくするよ
うに変化させることを特徴とする請求項3乃至8の何れ
かに記載の組電池の異常判定装置。
15. The voltage output means, when the abnormality detection means detects an abnormal state, outputs the output voltage of the cell group in which the abnormal state is detected to the negative voltage of the unit cell in which abnormality is detected in the cell group. 9. The abnormality determination device for an assembled battery according to claim 3, wherein the abnormality is changed so as to be equal to the potential.
【請求項16】 前記異常検出手段及び前記電圧変化検
出手段によって異常検出装置を構成し、 前記異常検出装置と前記電圧検出手段との間を、2本の
配線によって接続したことを特徴とする請求項1乃至1
5の何れかに記載の組電池の異常判定装置。
16. An abnormality detection device comprising the abnormality detection means and the voltage change detection means, wherein the abnormality detection device and the voltage detection means are connected by two wires. Items 1 to 1
5. The battery pack abnormality determination device according to any one of 5.
【請求項17】 対応するセルグループより電圧検出手
段に流れる電流を検出する出力電流検出手段と、 この出力電流検出手段によって検出された電流を基準電
流値と比較する電流値比較手段と、 前記出力電流検出手段により検出された電流が前記基準
電流値を超えた場合に、前記電圧検出手段に流れる電流
を遮断する電流遮断手段とを備えたことを特徴とする請
求項1乃至16の何れかに記載の組電池の異常判定装
置。
17. An output current detecting means for detecting a current flowing from a corresponding cell group to a voltage detecting means; a current value comparing means for comparing a current detected by the output current detecting means with a reference current value; 17. A device according to claim 1, further comprising: a current cutoff unit that cuts off a current flowing through the voltage detection unit when a current detected by the current detection unit exceeds the reference current value. An abnormality determination device for a battery pack as described in the above.
【請求項18】 前記異常検出手段及び前記電圧変化検
出手段は、セルグループより動作用電源を得ることを特
徴とする請求項1乃至17の何れかに記載の組電池の異
常判定装置。
18. The battery pack abnormality determination device according to claim 1, wherein said abnormality detection means and said voltage change detection means obtain an operation power supply from a cell group.
【請求項19】 前記異常検出手段及び前記電圧変化検
出手段は、セルグループを構成する単位セル、若しくは
セルグループを収納する筐体または当該筐体を構成する
部品と一体化されていることを特徴とする請求項1乃至
18の何れかに記載の組電池の異常判定装置。
19. The apparatus according to claim 19, wherein the abnormality detecting means and the voltage change detecting means are integrated with a unit cell constituting a cell group, a housing accommodating the cell group, or a component constituting the housing. The abnormality determination device for an assembled battery according to any one of claims 1 to 18.
【請求項20】 セルグループを構成する各単位セル間
における端子電圧のばらつきを極力小さくするように調
整する電圧調整手段を備え、 前記異常検出手段及び前記電圧変化検出手段は、前記電
圧調整手段と一体に構成されていることを特徴とする請
求項1乃至19の何れかに記載の組電池の異常判定装
置。
20. A voltage adjusting means for adjusting a terminal voltage variation between unit cells constituting a cell group to be as small as possible, wherein the abnormality detecting means and the voltage change detecting means are provided with the voltage adjusting means and The abnormality determination device for a battery pack according to any one of claims 1 to 19, wherein the abnormality determination device is configured integrally.
【請求項21】 各セルグループ間における出力電圧の
ばらつきを極力小さくするように調整するグループ間電
圧調整手段を備えたことを特徴とする請求項20記載の
組電池の異常判定装置。
21. The battery pack abnormality determination device according to claim 20, further comprising an inter-group voltage adjusting means for adjusting a variation in output voltage between each cell group as much as possible.
【請求項22】 前記単位セルは、リチウム電池である
ことを特徴とする請求項1乃至21の何れかに記載の組
電池の異常判定装置。
22. The apparatus according to claim 1, wherein the unit cell is a lithium battery.
【請求項23】 前記リチウム電池は、正極にリチウム
ニッケル酸化物を活物質として使用することを特徴とす
る請求項22記載の組電池の異常判定装置。
23. The apparatus according to claim 22, wherein the lithium battery uses lithium nickel oxide as an active material for a positive electrode.
【請求項24】 前記組電池は、電気自動車の駆動用バ
ッテリとして用いられることを特徴とする請求項1乃至
23の何れかに記載の組電池の異常判定装置。
24. The abnormality determining apparatus for a battery pack according to claim 1, wherein the battery pack is used as a driving battery for an electric vehicle.
【請求項25】 前記組電池は、ハイブリッド電気自動
車の駆動用バッテリとして用いられることを特徴とする
請求項1乃至23の何れかに記載の組電池の異常判定装
置。
25. The apparatus according to claim 1, wherein the battery pack is used as a drive battery for a hybrid electric vehicle.
【請求項26】 二次電池からなる単位セルを複数個直
列に接続して構成されるセルグループを複数直列に接続
してなる組電池について、充放電時における異常の発生
を判定する異常判定方法において、 前記セルグループ毎に設けられている異常検出手段が当
該セルグループに発生した異常状態を検出すると、対応
する電圧出力手段が出力電圧を変化させ、 前記電圧出力手段が出力電圧を変化させたことを電圧検
出手段によって検出すると、当該セルグループを構成す
る単位セルに異常が発生したと判定することを特徴とす
る組電池の異常判定方法。
26. An abnormality judging method for judging the occurrence of an abnormality at the time of charging / discharging of an assembled battery formed by connecting a plurality of cell groups each formed by connecting a plurality of unit cells formed of a secondary battery in series. In the above, when the abnormality detecting means provided for each cell group detects an abnormal state occurring in the cell group, the corresponding voltage output means changes the output voltage, and the voltage output means changes the output voltage. Detecting the occurrence by the voltage detection means, it is determined that an abnormality has occurred in the unit cells constituting the cell group.
【請求項27】 前記電圧出力手段は、対応するセルグ
ループを構成する少なくとも1つ以上の単位セルの端子
電圧を自身の出力電圧として変化させることを特徴とす
る請求項26記載の組電池の異常判定方法。
27. The battery pack according to claim 26, wherein said voltage output means changes a terminal voltage of at least one unit cell constituting a corresponding cell group as its own output voltage. Judgment method.
【請求項28】 前記電圧出力手段は、対応するセルグ
ループの端子電圧を自身の出力電圧として変化させるこ
とを特徴とする請求項27記載の組電池の異常判定方
法。
28. The method according to claim 27, wherein said voltage output means changes a terminal voltage of a corresponding cell group as its own output voltage.
【請求項29】 前記異常検出手段は、セルグループを
構成する各単位セルの端子電圧を下限電圧と比較して、
何れかの単位セルの端子電圧が前記下限電圧よりも低下
した場合に、異常を検出することを特徴とする請求項2
6乃至28の何れかに記載の組電池の異常判定方法。
29. The abnormality detecting means compares a terminal voltage of each unit cell constituting a cell group with a lower limit voltage,
3. An abnormality is detected when a terminal voltage of any one of the unit cells falls below the lower limit voltage.
29. The method for judging abnormality of a battery pack according to any one of items 6 to 28.
【請求項30】 前記異常検出手段は、セルグループを
構成する各単位セルの端子電圧を上限電圧と比較して、
何れかの単位セルの端子電圧が前記上限電圧よりも上昇
した場合には、異常を検出することを特徴とする請求項
26乃至29の何れかに記載の組電池の異常判定方法。
30. The abnormality detecting means compares a terminal voltage of each unit cell constituting a cell group with an upper limit voltage,
30. The battery pack abnormality determination method according to claim 26, wherein an abnormality is detected when a terminal voltage of any one of the unit cells rises above the upper limit voltage.
【請求項31】 前記異常検出手段は、セルグループを
構成する各単位セルの内少なくとも1つの温度を基準温
度と比較して、前記温度が前記基準温度を超えた場合
に、異常を検出することを特徴とする請求項26乃至3
0の何れかに記載の組電池の異常判定方法。
31. The abnormality detecting means compares at least one temperature of each unit cell forming a cell group with a reference temperature, and detects an abnormality when the temperature exceeds the reference temperature. Claims 26 to 3 characterized by the following:
0. The method of determining an abnormality of the battery pack according to any one of 0 to 0.
【請求項32】 前記異常検出手段は、セルグループ内
の単位セルより漏出するガスの濃度を基準濃度と比較し
て、前記ガス濃度が前記基準濃度を超えた場合に、異常
を検出することを特徴とする請求項26乃至31の何れ
かに記載の組電池の異常判定方法。
32. The abnormality detecting means compares the concentration of gas leaking from a unit cell in a cell group with a reference concentration, and detects an abnormality when the gas concentration exceeds the reference concentration. The method for determining abnormality of a battery pack according to any one of claims 26 to 31, wherein:
【請求項33】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が異常状態を検出すると、出力電圧を0Vにすること
を特徴とする請求項26乃至32の何れかに記載の組電
池の異常判定方法。
33. The battery pack abnormality determination method according to claim 26, wherein said voltage output means sets the output voltage to 0 V when said abnormality detection means detects an abnormal state. .
【請求項34】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が異常状態を検出すると、出力電圧を周期的に変動さ
せることを特徴とする請求項26乃至32の何れかに記
載の組電池の異常判定方法。
34. The abnormality of the battery pack according to claim 26, wherein said voltage output means periodically changes the output voltage when said abnormality detection means detects an abnormal state. Judgment method.
【請求項35】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が検出する異常状態の種類に応じて、出力電圧の変動
周期を変化させることを特徴とする請求項34記載の組
電池の異常判定方法。
35. The method according to claim 34, wherein the voltage output means changes a fluctuation cycle of the output voltage according to a type of an abnormal state detected by the abnormality detection means. .
【請求項36】 前記異常検出手段は、異常状態の検出
出力を、対応するセルグループ内の各単位セル毎に出力
し、 前記電圧出力手段は、前記異常検出手段によって異常状
態が検出された単位セルの位置に応じて、出力電圧の変
動周期を変化させることを特徴とする請求項34記載の
組電池の異常判定方法。
36. The abnormality detecting means outputs a detection output of an abnormal state for each unit cell in a corresponding cell group, and the voltage output means outputs a unit in which the abnormal state is detected by the abnormality detecting means. 35. The method according to claim 34, wherein the output voltage change cycle is changed according to the cell position.
【請求項37】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が検出する異常状態の種類に応じて出力電圧を変化さ
せることを特徴とする請求項26乃至32の何れかに記
載の組電池の異常判定方法。
37. The abnormality of the battery pack according to claim 26, wherein said voltage output means changes an output voltage according to a type of an abnormal state detected by said abnormality detection means. Judgment method.
【請求項38】 前記異常検出手段は、異常状態の検出
出力を、対応するセルグループ内の各単位セル毎に出力
し、 前記電圧出力手段は、前記異常検出手段によって異常状
態が検出された単位セルの位置に応じて出力電圧を変化
させることを特徴とする請求項26乃至32の何れかに
記載の組電池の異常判定方法。
38. The abnormality detecting means outputs a detection output of an abnormal state for each unit cell in a corresponding cell group, and the voltage output means outputs a unit in which the abnormal state is detected by the abnormality detecting means. 33. The method according to claim 26, wherein the output voltage is changed according to the position of the cell.
【請求項39】 前記電圧出力手段は、前記異常検出手
段が異常状態を検出すると、当該異常状態が検出された
セルグループの出力電圧を、当該セルグループにおいて
異常が検出された単位セルの負極の電位に等しくするよ
うに変化させることを特徴とする請求項28乃至32の
何れかに記載の組電池の異常判定方法。
39. The voltage output means, when the abnormality detecting means detects an abnormal state, outputs the output voltage of the cell group in which the abnormal state is detected to the negative voltage of the unit cell in which abnormality is detected in the cell group. 33. The method according to claim 28, wherein the voltage is changed to be equal to the potential.
【請求項40】 対応するセルグループより電圧検出手
段に流れる電流を検出して基準電流値と比較し、前記電
流が前記基準電流値を超えた場合に、前記電圧検出手段
に流れる電流を遮断することを特徴とする請求項26乃
至39の何れかに記載の組電池の異常判定方法。
40. A current flowing from the corresponding cell group to the voltage detecting means is detected and compared with a reference current value, and when the current exceeds the reference current value, the current flowing to the voltage detecting means is cut off. The method for judging abnormality of a battery pack according to any one of claims 26 to 39, characterized in that:
【請求項41】 前記単位セルは、リチウム電池である
ことを特徴とする請求項26乃至40の何れかに記載の
組電池の異常判定方法。
41. The method according to claim 26, wherein the unit cell is a lithium battery.
【請求項42】 前記リチウム電池は、正極にリチウム
ニッケル酸化物を活物質として使用することを特徴とす
る請求項41記載の組電池の異常判定方法。
42. The method according to claim 41, wherein the lithium battery uses lithium nickel oxide as an active material for a positive electrode.
【請求項43】 前記組電池は、電気自動車の駆動用バ
ッテリとして用いられることを特徴とする請求項26乃
至42の何れかに記載の組電池の異常判定方法。
43. The method according to claim 26, wherein the battery pack is used as a battery for driving an electric vehicle.
【請求項44】 前記組電池は、ハイブリッド電気自動
車の駆動用バッテリとして用いられることを特徴とする
請求項26乃至42の何れかに記載の組電池の異常判定
方法。
44. The method according to claim 26, wherein the battery pack is used as a drive battery for a hybrid electric vehicle.
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