JP2002025628A - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
組電池の異常検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 迅速により正確に組電池の異常を検出する。
【解決手段】 各単電池の電圧Ｖｂｎを検出し（Ｓ１０
０）、最小電圧Ｖｂｍｉｎと各単電池の電圧Ｖｂｎの偏
差ΔＶが容量のバラツキの許容範囲に対応する閾値Ｖｒ
以上ののときに対応する単電池を放電処理して（Ｓ１０
２〜Ｓ１１２）、単電池間の容量のバラツキを解消す
る。この単電池間の容量のバラツキを解消する処理の作
動頻度（ｂｎ／Ｃ）が所定頻度ｅより大きいときに（Ｓ
１２０，Ｓ１２２）、組電池を構成する単電池または単
電池間の容量のバラツキを解消する回路に異常が生じた
として異常を出力する（Ｓ１２４）。異常の検出は、異
常が生じている単電池が正常な単電池に比して放置時間
に対する容量の低下が速く、正常な単電池に対して容量
のバラツキを解消する処理を頻繁に作動させることに基
づく。
０）、最小電圧Ｖｂｍｉｎと各単電池の電圧Ｖｂｎの偏
差ΔＶが容量のバラツキの許容範囲に対応する閾値Ｖｒ
以上ののときに対応する単電池を放電処理して（Ｓ１０
２〜Ｓ１１２）、単電池間の容量のバラツキを解消す
る。この単電池間の容量のバラツキを解消する処理の作
動頻度（ｂｎ／Ｃ）が所定頻度ｅより大きいときに（Ｓ
１２０，Ｓ１２２）、組電池を構成する単電池または単
電池間の容量のバラツキを解消する回路に異常が生じた
として異常を出力する（Ｓ１２４）。異常の検出は、異
常が生じている単電池が正常な単電池に比して放置時間
に対する容量の低下が速く、正常な単電池に対して容量
のバラツキを解消する処理を頻繁に作動させることに基
づく。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、組電池の異常検出
装置に関し、詳しくは、複数の単電池を直列に接続して
なる組電池の異常を検出する異常検出装置に関する。
装置に関し、詳しくは、複数の単電池を直列に接続して
なる組電池の異常を検出する異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の組電池の調整装置として
は、複数の単電池からなる電池ブロックの電圧アンバラ
ンスを解消するものが提案されている（例えば、特開平
９−７４６８９号公報など）。この装置では、電池ブロ
ック毎に電圧を検出し、最小電圧の電池ブロックとほぼ
同じ電圧となるよう他の電池ブロックを放電することに
より、各電池ブロックの電圧アンバランスを解消してい
る。
は、複数の単電池からなる電池ブロックの電圧アンバラ
ンスを解消するものが提案されている（例えば、特開平
９−７４６８９号公報など）。この装置では、電池ブロ
ック毎に電圧を検出し、最小電圧の電池ブロックとほぼ
同じ電圧となるよう他の電池ブロックを放電することに
より、各電池ブロックの電圧アンバランスを解消してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た組電池の調整装置では、組電池を構成する単電池に異
常が生じても、その異常を検出することができない場合
が多い。単電池に異常が生じ電池ブロック間に電圧差が
生じることとなっても、最小電圧の電池ブロックの電圧
となるよう放電されるため、単電池の異常として検出で
きない。また、電池ブロック毎に電圧を検出しているか
ら、単電池に異常が生じても電池ブロックに現われる異
常の程度は小さくなり、異常の検出が遅れてしまう。こ
うした単電池の異常が検出できなかったり異常の検出が
遅れるときには、単電池を破損してしまう場合も生じ
る。過放電や過充電の回避が必要なリチウムイオン電池
を単電池として組電池を構成する場合には、早期の異常
の検出が特に必要となる。
た組電池の調整装置では、組電池を構成する単電池に異
常が生じても、その異常を検出することができない場合
が多い。単電池に異常が生じ電池ブロック間に電圧差が
生じることとなっても、最小電圧の電池ブロックの電圧
となるよう放電されるため、単電池の異常として検出で
きない。また、電池ブロック毎に電圧を検出しているか
ら、単電池に異常が生じても電池ブロックに現われる異
常の程度は小さくなり、異常の検出が遅れてしまう。こ
うした単電池の異常が検出できなかったり異常の検出が
遅れるときには、単電池を破損してしまう場合も生じ
る。過放電や過充電の回避が必要なリチウムイオン電池
を単電池として組電池を構成する場合には、早期の異常
の検出が特に必要となる。
【０００４】本発明の組電池の異常検出装置は、迅速に
より正確に組電池の異常を検出することを目的の一つと
する。また、本発明の組電池の異常検出装置は、簡易な
構成で低コストで組電池の異常を検出することを目的の
一つとする。
より正確に組電池の異常を検出することを目的の一つと
する。また、本発明の組電池の異常検出装置は、簡易な
構成で低コストで組電池の異常を検出することを目的の
一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の組電池の異常検出装置は、上述の目的の少なくと
も一部を達成するために以下の手段を採った。
発明の組電池の異常検出装置は、上述の目的の少なくと
も一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】本発明の第１の組電池の異常検出装置は、
複数の単電池を直列に接続してなる組電池の異常を検出
する異常検出装置であって、前記複数の単電池の容量の
均等化を図る容量均等化手段と、該容量均等化手段の作
動頻度に基づいて組電池の異常を判定する異常判定手段
とを備えることを要旨とする。
複数の単電池を直列に接続してなる組電池の異常を検出
する異常検出装置であって、前記複数の単電池の容量の
均等化を図る容量均等化手段と、該容量均等化手段の作
動頻度に基づいて組電池の異常を判定する異常判定手段
とを備えることを要旨とする。
【０００７】この本発明の第１の組電池の異常検出装置
では、複数の単電池の容量の均等化を図る容量均等化手
段の作動頻度に基づいて組電池の異常を判定する。この
判定が行なえるのは、容量の不均等の頻度が多くなる原
因の一つに単電池の異常が含まれることに基づく。な
お、容量均等化手段の作動頻度に基づく組電池の異常に
は、前述の組電池を構成する単電池の異常の他に容量均
等化手段の異常も含まれる。
では、複数の単電池の容量の均等化を図る容量均等化手
段の作動頻度に基づいて組電池の異常を判定する。この
判定が行なえるのは、容量の不均等の頻度が多くなる原
因の一つに単電池の異常が含まれることに基づく。な
お、容量均等化手段の作動頻度に基づく組電池の異常に
は、前述の組電池を構成する単電池の異常の他に容量均
等化手段の異常も含まれる。
【０００８】こうした本発明の第１の組電池の異常検出
装置において、前記容量均等化手段は単電池毎に容量を
調節する容量調節手段を備え、前記異常検出手段は前記
複数の単電池のうちのいずれかの単電池に対応する容量
調節手段の作動頻度が所定頻度以上のときに異常と判定
する手段であるものとすることもできる。
装置において、前記容量均等化手段は単電池毎に容量を
調節する容量調節手段を備え、前記異常検出手段は前記
複数の単電池のうちのいずれかの単電池に対応する容量
調節手段の作動頻度が所定頻度以上のときに異常と判定
する手段であるものとすることもできる。
【０００９】本発明の第２の組電池の異常検出装置は、
複数の単電池を直列に接続してなる組電池の異常を検出
する異常検出装置であって、前記複数の単電池のうちの
いずれかの単電池の過充電を検出する過充電検出手段
と、前記複数の単電池のうちのいずれかの単電池の過放
電を検出する過放電検出手段と、所定時間内に前記過充
電検出手段により検出される過充電と前記過放電検出手
段により検出される過充電とに基づいて組電池の異常を
判定する異常判定手段とを備えることを要旨とする。
複数の単電池を直列に接続してなる組電池の異常を検出
する異常検出装置であって、前記複数の単電池のうちの
いずれかの単電池の過充電を検出する過充電検出手段
と、前記複数の単電池のうちのいずれかの単電池の過放
電を検出する過放電検出手段と、所定時間内に前記過充
電検出手段により検出される過充電と前記過放電検出手
段により検出される過充電とに基づいて組電池の異常を
判定する異常判定手段とを備えることを要旨とする。
【００１０】この本発明の第２の組電池の異常検出装置
では、所定時間内に過充電検出手段により検出される単
電池の過充電と過放電検出手段により検出される単電池
の過充電とに基づいて組電池の異常を判定する。この組
電池の異常の判定は、異常の生じた単電池の充電や放電
は、容易に過充電や過放電になることに基づく。なお、
過充電と過充電とに基づく組電池の異常には、前述の組
電池を構成する単電池の異常の他に過充電検出手段の異
常や過放電検出手段の異常なども含まれる。
では、所定時間内に過充電検出手段により検出される単
電池の過充電と過放電検出手段により検出される単電池
の過充電とに基づいて組電池の異常を判定する。この組
電池の異常の判定は、異常の生じた単電池の充電や放電
は、容易に過充電や過放電になることに基づく。なお、
過充電と過充電とに基づく組電池の異常には、前述の組
電池を構成する単電池の異常の他に過充電検出手段の異
常や過放電検出手段の異常なども含まれる。
【００１１】こうした本発明の第２の組電池の異常検出
装置において、前記異常判定手段は、前記所定時間内に
複数回に亘って過放電と過充電とが検出されたときに異
常と判定する手段であるものとすることもできる。
装置において、前記異常判定手段は、前記所定時間内に
複数回に亘って過放電と過充電とが検出されたときに異
常と判定する手段であるものとすることもできる。
【００１２】また、本発明の第２の組電池の異常検出装
置において、前記複数の単電池の容量の均等化を図る容
量均等化手段を備え、該容量均等化手段と前記過充電検
出手段と前記過放電検出手段とが単一のチップにより構
成されてなるものとすることもできる。こうすれば、装
置を簡易な構成とすると共に低コスト化および小型化を
図ることができる。
置において、前記複数の単電池の容量の均等化を図る容
量均等化手段を備え、該容量均等化手段と前記過充電検
出手段と前記過放電検出手段とが単一のチップにより構
成されてなるものとすることもできる。こうすれば、装
置を簡易な構成とすると共に低コスト化および小型化を
図ることができる。
【００１３】これら本発明の第１または第２の組電池の
異常検出装置において、前記複数の単電池は、リチウム
イオン電池であるものとすることもできる。
異常検出装置において、前記複数の単電池は、リチウム
イオン電池であるものとすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
組電池の異常検出装置２０の構成の概略を示す構成図で
ある。実施例の組電池の異常検出装置２０は、図示する
ように、リレー１２を介して負荷１０に接続された組電
池１４の異常を検出する装置として構成されており、組
電池１４を構成する単電池Ｂ１〜Ｂｎの接続点と導電ラ
インＬ０〜Ｌｎを介して接続された電子制御ユニット３
０と、導電ラインＬ０〜Ｌｎ間に各々直列に接続された
トランジスタＴ１〜Ｔｎと抵抗Ｒ１〜Ｒｎとを備える。
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
組電池の異常検出装置２０の構成の概略を示す構成図で
ある。実施例の組電池の異常検出装置２０は、図示する
ように、リレー１２を介して負荷１０に接続された組電
池１４の異常を検出する装置として構成されており、組
電池１４を構成する単電池Ｂ１〜Ｂｎの接続点と導電ラ
インＬ０〜Ｌｎを介して接続された電子制御ユニット３
０と、導電ラインＬ０〜Ｌｎ間に各々直列に接続された
トランジスタＴ１〜Ｔｎと抵抗Ｒ１〜Ｒｎとを備える。
【００１５】組電池１４は、リチウムイオン電池として
構成された単電池Ｂ１〜Ｂｎを直列接続して構成されて
いる。組電池１４にリレー１２を介して接続された負荷
１０は、実施例では電力を消費する電力消費機を含むほ
か、組電池１４の単電池Ｂ１〜Ｂｎを充電可能な電力を
供給する電力供給機器も含まれる。
構成された単電池Ｂ１〜Ｂｎを直列接続して構成されて
いる。組電池１４にリレー１２を介して接続された負荷
１０は、実施例では電力を消費する電力消費機を含むほ
か、組電池１４の単電池Ｂ１〜Ｂｎを充電可能な電力を
供給する電力供給機器も含まれる。
【００１６】電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２を中
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ３４と、一時的にデータ
を記憶するＲＡＭ３６と、入出力ポート（図示せず）と
を備える。この電子制御ユニット３０からは、組電池１
４の異常を表示するインジケータ４０への点灯信号や各
トランジスタＴ１〜Ｔｎへのオンオフ信号などが出力ポ
ートを介して出力されている。
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ３４と、一時的にデータ
を記憶するＲＡＭ３６と、入出力ポート（図示せず）と
を備える。この電子制御ユニット３０からは、組電池１
４の異常を表示するインジケータ４０への点灯信号や各
トランジスタＴ１〜Ｔｎへのオンオフ信号などが出力ポ
ートを介して出力されている。
【００１７】電子制御ユニット３０からのオンオフ信号
によりトランジスタＴ１〜Ｔｎがオンされると、オンさ
れたトランジスタを介して直列に接続された抵抗に電流
が流れ、電力が消費されるようになっている。
によりトランジスタＴ１〜Ｔｎがオンされると、オンさ
れたトランジスタを介して直列に接続された抵抗に電流
が流れ、電力が消費されるようになっている。
【００１８】次に、こうして構成された実施例の組電池
の異常検出装置２０の動作について説明する。図２は、
実施例の組電池の異常検出装置２０の電子制御ユニット
３０により実行される異常検出処理ルーチンの一例を示
すフローチャートである。このルーチンは、組電池１４
が負荷１０から遮断された直後から所定時間毎（例え
ば、１時間毎）に繰り返し実行される。
の異常検出装置２０の動作について説明する。図２は、
実施例の組電池の異常検出装置２０の電子制御ユニット
３０により実行される異常検出処理ルーチンの一例を示
すフローチャートである。このルーチンは、組電池１４
が負荷１０から遮断された直後から所定時間毎（例え
ば、１時間毎）に繰り返し実行される。
【００１９】異常検出処理ルーチンが実行されると、電
子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、各単電池Ｂ
１〜Ｂｎの電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎを検出する処理を実行す
る（ステップＳ１００）。各単電池Ｂ１〜Ｂｎの電圧Ｖ
ｂ１〜Ｖｂｎは、導電ラインＬ０〜Ｌｎのライン間の電
位差として検出することができる。続いて、検出した各
単電池Ｂ１〜Ｂｎの電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎのうち最小電圧
Ｖｂｍｉｎを判定し（ステップＳ１０２）、単電池カウ
ンタｋに値０をセットする。
子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、各単電池Ｂ
１〜Ｂｎの電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎを検出する処理を実行す
る（ステップＳ１００）。各単電池Ｂ１〜Ｂｎの電圧Ｖ
ｂ１〜Ｖｂｎは、導電ラインＬ０〜Ｌｎのライン間の電
位差として検出することができる。続いて、検出した各
単電池Ｂ１〜Ｂｎの電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎのうち最小電圧
Ｖｂｍｉｎを判定し（ステップＳ１０２）、単電池カウ
ンタｋに値０をセットする。
【００２０】そして、単電池カウンタｋをインクリメン
トし（ステップＳ１０６）、ｋ番目の単電池Ｂｋの電圧
Ｖｂｋと最小電圧Ｖｂｍｉｎとの偏差ΔＶを計算して
（ステップＳ１０８）、計算した偏差ΔＶを閾値Ｖｒと
比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｖｒは、
単電池間の容量（ＳＯＣ）のバラツキが許容できる範囲
に対応する電圧差として設定されるものである。偏差Δ
Ｖが閾値Ｖｒ以上のときには、容量のバラツキを許容で
きないと判断し、対応するトランジスタＴｋをオンとし
て単電池Ｂｋの電力が抵抗Ｒｋで消費されて容量のバラ
ツキが解消されるようにし（ステップＳ１１２）、均等
化カウンタｂｋをインクリメントして（ステップＳ１１
４）、単電池カウンタｋがｎであるかを調べ（ステップ
Ｓ１１６）、単電池カウンタｋがｎでないときには、ス
テップＳ１０６の処理に戻って次の単電池について同様
の処理を行なう。ステップＳ１１０で偏差ΔＶが閾値Ｖ
ｒ未満のときには、対応するトランジスタＴｋをオフと
して（ステップＳ１１５）、単電池カウンタｋがｎであ
るかを調べる（ステップＳ１１６）。なお、抵抗Ｒ１〜
Ｒｎは、次にこの異常検出処理ルーチンが実行されるま
での時間で最小電圧Ｖｂｍｉｎの単電池との電圧差が閾
値Ｖｒ未満となる電力が消費される値に設定されてい
る。
トし（ステップＳ１０６）、ｋ番目の単電池Ｂｋの電圧
Ｖｂｋと最小電圧Ｖｂｍｉｎとの偏差ΔＶを計算して
（ステップＳ１０８）、計算した偏差ΔＶを閾値Ｖｒと
比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｖｒは、
単電池間の容量（ＳＯＣ）のバラツキが許容できる範囲
に対応する電圧差として設定されるものである。偏差Δ
Ｖが閾値Ｖｒ以上のときには、容量のバラツキを許容で
きないと判断し、対応するトランジスタＴｋをオンとし
て単電池Ｂｋの電力が抵抗Ｒｋで消費されて容量のバラ
ツキが解消されるようにし（ステップＳ１１２）、均等
化カウンタｂｋをインクリメントして（ステップＳ１１
４）、単電池カウンタｋがｎであるかを調べ（ステップ
Ｓ１１６）、単電池カウンタｋがｎでないときには、ス
テップＳ１０６の処理に戻って次の単電池について同様
の処理を行なう。ステップＳ１１０で偏差ΔＶが閾値Ｖ
ｒ未満のときには、対応するトランジスタＴｋをオフと
して（ステップＳ１１５）、単電池カウンタｋがｎであ
るかを調べる（ステップＳ１１６）。なお、抵抗Ｒ１〜
Ｒｎは、次にこの異常検出処理ルーチンが実行されるま
での時間で最小電圧Ｖｂｍｉｎの単電池との電圧差が閾
値Ｖｒ未満となる電力が消費される値に設定されてい
る。
【００２１】単電池カウンタｋがｎになると、異常検出
カウンタＣをインクリメントし（ステップＳ１１８）、
異常検出カウンタＣが所定数Ｃｒを超えたか否かを判定
する（ステップＳ１２０）。ここで、所定数Ｃｒは、組
電池１４の異常を検出するのに十分な時間を要している
かを判定するものとして用いられるものである。異常検
出カウンタＣが所定数Ｃｒを超えているときには、均等
化カウンタｂ１〜ｂｎの各々を異常検出カウンタＣで割
った値を閾値ｅと比較する（ステップＳ１２２）。ここ
で、閾値ｅは、容量のバラツキを解消する処理の許容頻
度の上限値として設定されるものであり、用いる単電池
の種類や組電池１４の仕様によって定められる。均等化
カウンタｂ１〜ｂｎの各々を異常検出カウンタＣで割っ
た値のうちいずれかが閾値ｅ以上のときには、いずれか
の単電池か対応するトランジスタまたは抵抗などに異常
が生じていると判断し、インジケータ４０を点灯して異
常を出力し（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了す
る。図３は、正常な単電池と異常な単電池の容量（ＳＯ
Ｃ）と放置時間との関係の一例を示す説明図である。図
中、曲線Ａは正常な単電池における容量（ＳＯＣ）と放
置時間との関係を示し、曲線Ｂは異常な単電池の容量
（ＳＯＣ）と放置時間との関係を示す。図示するよう
に、異常な単電池は、正常な単電池に比して放置時間に
対する容量（ＳＯＣ）の低下が速い。したがって、異常
な単電池が生じると、正常な単電池に対して容量のバラ
ツキを解消する処理が頻繁に実行されることになる。実
施例では、この現象に基づいて組電池１４の異常を検出
しているのである。
カウンタＣをインクリメントし（ステップＳ１１８）、
異常検出カウンタＣが所定数Ｃｒを超えたか否かを判定
する（ステップＳ１２０）。ここで、所定数Ｃｒは、組
電池１４の異常を検出するのに十分な時間を要している
かを判定するものとして用いられるものである。異常検
出カウンタＣが所定数Ｃｒを超えているときには、均等
化カウンタｂ１〜ｂｎの各々を異常検出カウンタＣで割
った値を閾値ｅと比較する（ステップＳ１２２）。ここ
で、閾値ｅは、容量のバラツキを解消する処理の許容頻
度の上限値として設定されるものであり、用いる単電池
の種類や組電池１４の仕様によって定められる。均等化
カウンタｂ１〜ｂｎの各々を異常検出カウンタＣで割っ
た値のうちいずれかが閾値ｅ以上のときには、いずれか
の単電池か対応するトランジスタまたは抵抗などに異常
が生じていると判断し、インジケータ４０を点灯して異
常を出力し（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了す
る。図３は、正常な単電池と異常な単電池の容量（ＳＯ
Ｃ）と放置時間との関係の一例を示す説明図である。図
中、曲線Ａは正常な単電池における容量（ＳＯＣ）と放
置時間との関係を示し、曲線Ｂは異常な単電池の容量
（ＳＯＣ）と放置時間との関係を示す。図示するよう
に、異常な単電池は、正常な単電池に比して放置時間に
対する容量（ＳＯＣ）の低下が速い。したがって、異常
な単電池が生じると、正常な単電池に対して容量のバラ
ツキを解消する処理が頻繁に実行されることになる。実
施例では、この現象に基づいて組電池１４の異常を検出
しているのである。
【００２２】一方、均等化カウンタｂ１〜ｂｎの各々を
異常検出カウンタＣで割った値のうちのいずれもが閾値
ｅ未満のときには、いずれの単電池にも異常は生じてい
ないと判断して本ルーチンを終了する。
異常検出カウンタＣで割った値のうちのいずれもが閾値
ｅ未満のときには、いずれの単電池にも異常は生じてい
ないと判断して本ルーチンを終了する。
【００２３】以上説明した実施例の組電池の異常検出装
置２０によれば、単電池Ｂ１〜Ｂｎの容量のバラツキを
解消する処理の作動頻度に基づいて組電池１４の異常を
検出することができる。
置２０によれば、単電池Ｂ１〜Ｂｎの容量のバラツキを
解消する処理の作動頻度に基づいて組電池１４の異常を
検出することができる。
【００２４】実施例の組電池の異常検出装置２０では、
いずれかの単電池に対する容量のバラツキを解消する処
理の作動頻度が閾値ｅ以上のときに異常を検出したが、
複数の単電池に対する容量のバラツキを解消する作動頻
度が閾値ｅ以上のときに異常を検出するものとしてもよ
い。また、いずれかの単電池に対して容量のバラツキを
解消する処理を作動させる最小電圧Ｖｂｍｉｎの単電池
の最小電圧Ｖｂｍｉｎに判定された頻度に基づいて異常
を検出するものとしてもよい。
いずれかの単電池に対する容量のバラツキを解消する処
理の作動頻度が閾値ｅ以上のときに異常を検出したが、
複数の単電池に対する容量のバラツキを解消する作動頻
度が閾値ｅ以上のときに異常を検出するものとしてもよ
い。また、いずれかの単電池に対して容量のバラツキを
解消する処理を作動させる最小電圧Ｖｂｍｉｎの単電池
の最小電圧Ｖｂｍｉｎに判定された頻度に基づいて異常
を検出するものとしてもよい。
【００２５】次に本発明の第２の実施例の組電池の異常
検出装置１２０について説明する。図４は、第２実施例
の組電池の異常検出装置１２０の構成の概略を示す構成
図である。第２実施例の組電池の異常検出装置１２０
は、図示するように、リレー１１２を介して負荷１１０
に接続された組電池１１４の異常を検出する装置として
構成されており、組電池１１４を構成する単電池Ｂ１〜
Ｂｎの接続点と導電ラインＬ０〜Ｌｎを介して接続され
各単電池Ｂ１〜Ｂｎの容量のバラツキを解消する均等化
回路１２２と、導電ラインＬ０〜Ｌｎから分岐した分岐
ラインＭ０〜Ｍｎに接続されいずれかの単電池が過充電
されているか過放電されているかを検出する過充電過放
電検出回路１２４と、電子制御ユニット１３０と、均等
化回路１２２に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒｎとを備える。
検出装置１２０について説明する。図４は、第２実施例
の組電池の異常検出装置１２０の構成の概略を示す構成
図である。第２実施例の組電池の異常検出装置１２０
は、図示するように、リレー１１２を介して負荷１１０
に接続された組電池１１４の異常を検出する装置として
構成されており、組電池１１４を構成する単電池Ｂ１〜
Ｂｎの接続点と導電ラインＬ０〜Ｌｎを介して接続され
各単電池Ｂ１〜Ｂｎの容量のバラツキを解消する均等化
回路１２２と、導電ラインＬ０〜Ｌｎから分岐した分岐
ラインＭ０〜Ｍｎに接続されいずれかの単電池が過充電
されているか過放電されているかを検出する過充電過放
電検出回路１２４と、電子制御ユニット１３０と、均等
化回路１２２に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒｎとを備える。
【００２６】組電池１１４は、第１実施例で説明した組
電池１４と同様に構成されており、負荷１１０も、第１
実施例で説明した負荷１０と同様である。電子制御ユニ
ット１３０も、第１実施例の電子制御ユニット３０と同
様に構成されている。なお、電子制御ユニット１３０に
は、過充電過放電検出回路１２４からの過充電信号と過
放電信号が入力ポートを介して入力されている。
電池１４と同様に構成されており、負荷１１０も、第１
実施例で説明した負荷１０と同様である。電子制御ユニ
ット１３０も、第１実施例の電子制御ユニット３０と同
様に構成されている。なお、電子制御ユニット１３０に
は、過充電過放電検出回路１２４からの過充電信号と過
放電信号が入力ポートを介して入力されている。
【００２７】均等化回路１２２と過充電過放電検出回路
１２４は、単一のチップに集積回路１２６として構成さ
れている。図５は、４つの単電池からなる組電池に対す
る均等化回路１２２と過充電過放電検出回路１２４とを
中心とした回路構成を例示する回路図である。図示する
ように、過充電過放電検出回路１２４は、過充電検出回
路と過放電検出回路とから構成されており、均等化回路
１２２と共に単一のチップに集積回路１２６として組み
込まれている。
１２４は、単一のチップに集積回路１２６として構成さ
れている。図５は、４つの単電池からなる組電池に対す
る均等化回路１２２と過充電過放電検出回路１２４とを
中心とした回路構成を例示する回路図である。図示する
ように、過充電過放電検出回路１２４は、過充電検出回
路と過放電検出回路とから構成されており、均等化回路
１２２と共に単一のチップに集積回路１２６として組み
込まれている。
【００２８】均等化回路１２２は、図５に示すように、
トランジスタと抵抗Ｒ１〜Ｒｎが各単電池Ｂ１〜Ｂｎに
接続される構成となっており、第１実施例の組電池の異
常検出装置２０と同様に、単電池Ｂ１〜Ｂｎの容量のバ
ラツキをトランジスタをオンオフすることにより解消で
きるようになっている。
トランジスタと抵抗Ｒ１〜Ｒｎが各単電池Ｂ１〜Ｂｎに
接続される構成となっており、第１実施例の組電池の異
常検出装置２０と同様に、単電池Ｂ１〜Ｂｎの容量のバ
ラツキをトランジスタをオンオフすることにより解消で
きるようになっている。
【００２９】次に、第２実施例の組電池の異常検出装置
１２０の動作について説明する。図６は、第２実施例の
組電池の異常検出装置１２０の電子制御ユニット１３０
により実行される異常検出処理ルーチンの一例を示すフ
ローチャートである。このルーチンは、過充電信号また
は過放電信号がオンとされたときに実行される。
１２０の動作について説明する。図６は、第２実施例の
組電池の異常検出装置１２０の電子制御ユニット１３０
により実行される異常検出処理ルーチンの一例を示すフ
ローチャートである。このルーチンは、過充電信号また
は過放電信号がオンとされたときに実行される。
【００３０】異常検出処理ルーチンが実行されると、電
子制御ユニット１３０のＣＰＵ１３２は、まず、過充電
信号と過放電信号とを読み込み（ステップＳ２００）、
いずれの信号がオンとなったかを判定し（ステップＳ２
０２，Ｓ２０６）、過充電信号がオンのときには過充電
カウンタＣ１をインクリメントし（ステップＳ２０
４）、過放電信号がオンのときには過放電カウンタＣ２
をインクリメントする（ステップＳ２０８）。そして、
後述するステップＳ２１６で過充電カウンタＣ１と過放
電カウンタＣ２とに値０がセットされてから所定時間経
過したかを判断する（ステップＳ２１０）。ここで、所
定時間は、組電池１１４の異常を検出するタイムサーク
ルとして設定されるものである。所定時間経過していな
いときには、本ルーチンを終了する。
子制御ユニット１３０のＣＰＵ１３２は、まず、過充電
信号と過放電信号とを読み込み（ステップＳ２００）、
いずれの信号がオンとなったかを判定し（ステップＳ２
０２，Ｓ２０６）、過充電信号がオンのときには過充電
カウンタＣ１をインクリメントし（ステップＳ２０
４）、過放電信号がオンのときには過放電カウンタＣ２
をインクリメントする（ステップＳ２０８）。そして、
後述するステップＳ２１６で過充電カウンタＣ１と過放
電カウンタＣ２とに値０がセットされてから所定時間経
過したかを判断する（ステップＳ２１０）。ここで、所
定時間は、組電池１１４の異常を検出するタイムサーク
ルとして設定されるものである。所定時間経過していな
いときには、本ルーチンを終了する。
【００３１】所定時間経過しているときには、過充電カ
ウンタＣ１と過放電カウンタＣ２とを閾値Ｒと比較する
（ステップＳ２１２）。ここで、閾値Ｒは、所定時間内
に過充電や過放電が繰り返し実行されるのを許容できる
上限回数として設定されるものである。過充電カウンタ
Ｃ１と過放電カウンタＣ２のうちのいずれかが閾値Ｒよ
り大きいときには、組電池１１４に異常が生じていると
判断してインジケータ４０を点灯して異常を出力し（ス
テップＳ２１４）、過充電カウンタＣ１および過放電カ
ウンタＣ２を値０にリセットして（ステップＳ２１
６）、本ルーチンを終了する。図７は、異常な単電池と
正常な単電池の充放電の際の電圧の時間変化の一例を示
す説明図である。図中、曲線Ｃは異常が生じている単電
池の充放電の際の電圧の時間変化を示し、破線Ｄは正常
な単電池の充放電の際の電圧の時間変化を示す。図示す
るように、異常が生じている単電池は、正常な単電池に
比して過充電や過放電になりやすいから、頻繁に過充電
検出用電圧を超えると共に頻繁に過放電検出用の電圧を
下回るようになる。第２実施例の組電池の異常検出装置
１２０では、この現象に基づいて組電池１１４の異常を
検出しているのである。
ウンタＣ１と過放電カウンタＣ２とを閾値Ｒと比較する
（ステップＳ２１２）。ここで、閾値Ｒは、所定時間内
に過充電や過放電が繰り返し実行されるのを許容できる
上限回数として設定されるものである。過充電カウンタ
Ｃ１と過放電カウンタＣ２のうちのいずれかが閾値Ｒよ
り大きいときには、組電池１１４に異常が生じていると
判断してインジケータ４０を点灯して異常を出力し（ス
テップＳ２１４）、過充電カウンタＣ１および過放電カ
ウンタＣ２を値０にリセットして（ステップＳ２１
６）、本ルーチンを終了する。図７は、異常な単電池と
正常な単電池の充放電の際の電圧の時間変化の一例を示
す説明図である。図中、曲線Ｃは異常が生じている単電
池の充放電の際の電圧の時間変化を示し、破線Ｄは正常
な単電池の充放電の際の電圧の時間変化を示す。図示す
るように、異常が生じている単電池は、正常な単電池に
比して過充電や過放電になりやすいから、頻繁に過充電
検出用電圧を超えると共に頻繁に過放電検出用の電圧を
下回るようになる。第２実施例の組電池の異常検出装置
１２０では、この現象に基づいて組電池１１４の異常を
検出しているのである。
【００３２】ステップＳ２１２で過充電カウンタＣ１と
過放電カウンタＣ２のいずれもが閾値Ｒ以下のときに
は、組電池１１４には異常は生じていないと判断し、過
充電カウンタＣ１および過放電カウンタＣ２を値０にリ
セットして（ステップＳ２１６）、本ルーチンを終了す
る。
過放電カウンタＣ２のいずれもが閾値Ｒ以下のときに
は、組電池１１４には異常は生じていないと判断し、過
充電カウンタＣ１および過放電カウンタＣ２を値０にリ
セットして（ステップＳ２１６）、本ルーチンを終了す
る。
【００３３】以上説明した第２実施例の組電池の異常検
出装置１２０によれば、所定時間内に生じる過放電と過
充電とに基づいて組電池１１４の異常を検出することが
できる。しかも、均等化回路１２２と過充電過放電検出
回路１２４とを単一にチップとしたから、装置を簡易な
構成とすることができると共に装置の小型化や低コスト
化を図ることができる。
出装置１２０によれば、所定時間内に生じる過放電と過
充電とに基づいて組電池１１４の異常を検出することが
できる。しかも、均等化回路１２２と過充電過放電検出
回路１２４とを単一にチップとしたから、装置を簡易な
構成とすることができると共に装置の小型化や低コスト
化を図ることができる。
【００３４】第２実施例の組電池の異常検出装置１２０
では、過充電カウンタＣ１と過放電カウンタＣ２のうち
いずれかが閾値Ｒより大きいときに組電池１１４の異常
を検出したが、過充電カウンタＣ１と過放電カウンタＣ
２とが共に閾値Ｒより大きいときに組電池１１４を構成
する単電池の異常を検出し、過充電カウンタＣ１だけが
閾値Ｒより大きいときと過放電カウンタＣ２だけが閾値
Ｒより大きいときには均等化回路１２２の異常を検出す
るものとしてもよい。図８の曲線Ｅに示すように過充電
検出用の電圧を頻繁に上回るが過放電検出用の電圧を下
回ることがない状態や曲線Ｆに示すように過放電検出用
の電圧を頻繁に下回るが過充電検出用の電圧を超えるこ
とがない状態は、単電池の容量のバラツキの解消が適切
になされていないことに基づいて生じると考えられるか
ら、過充電カウンタＣ１や過放電カウンタＣ２に基づい
て均等化回路１２２の異常を検出することができる。
では、過充電カウンタＣ１と過放電カウンタＣ２のうち
いずれかが閾値Ｒより大きいときに組電池１１４の異常
を検出したが、過充電カウンタＣ１と過放電カウンタＣ
２とが共に閾値Ｒより大きいときに組電池１１４を構成
する単電池の異常を検出し、過充電カウンタＣ１だけが
閾値Ｒより大きいときと過放電カウンタＣ２だけが閾値
Ｒより大きいときには均等化回路１２２の異常を検出す
るものとしてもよい。図８の曲線Ｅに示すように過充電
検出用の電圧を頻繁に上回るが過放電検出用の電圧を下
回ることがない状態や曲線Ｆに示すように過放電検出用
の電圧を頻繁に下回るが過充電検出用の電圧を超えるこ
とがない状態は、単電池の容量のバラツキの解消が適切
になされていないことに基づいて生じると考えられるか
ら、過充電カウンタＣ１や過放電カウンタＣ２に基づい
て均等化回路１２２の異常を検出することができる。
【００３５】第２実施例の組電池の異常検出装置１２０
では、単電池Ｂ１〜Ｂｎのうちいずれかの単電池の過充
電と過放電とを検出し、組電池１１４の異常を検出する
ものとしたが、単電池毎に過充電と過放電とを検出し、
単電池毎に異常を検出するものとしてもよい。
では、単電池Ｂ１〜Ｂｎのうちいずれかの単電池の過充
電と過放電とを検出し、組電池１１４の異常を検出する
ものとしたが、単電池毎に過充電と過放電とを検出し、
単電池毎に異常を検出するものとしてもよい。
【００３６】第２実施例の組電池の異常検出装置１２０
では、均等化回路１２２と過充電過放電検出回路１２４
とを単一のチップに組み込むものとしたが、異なるチッ
プとして構成しても差し支えない。
では、均等化回路１２２と過充電過放電検出回路１２４
とを単一のチップに組み込むものとしたが、異なるチッ
プとして構成しても差し支えない。
【００３７】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例である組電池の異常検出装
置２０の構成の概略を示す構成図である。
置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例の組電池の異常検出装置２０の電子制
御ユニット３０により実行される異常検出処理ルーチン
の一例を示すフローチャートである。
御ユニット３０により実行される異常検出処理ルーチン
の一例を示すフローチャートである。
【図３】 正常な単電池と異常な単電池の容量（ＳＯ
Ｃ）と放置時間との関係の一例を示す説明図である。
Ｃ）と放置時間との関係の一例を示す説明図である。
【図４】 第２実施例の組電池の異常検出装置１２０の
構成の概略を示す構成図である。
構成の概略を示す構成図である。
【図５】 ４つの単電池からなる組電池に対する均等化
回路１２２と過充電過放電検出回路１２４とを中心とし
た回路構成を例示する回路図である。
回路１２２と過充電過放電検出回路１２４とを中心とし
た回路構成を例示する回路図である。
【図６】 第２実施例の組電池の異常検出装置１２０の
電子制御ユニット１３０により実行される異常検出処理
ルーチンの一例を示すフローチャートである。
電子制御ユニット１３０により実行される異常検出処理
ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】 異常な単電池と正常な単電池の充放電の際の
電圧の時間変化の一例を示す説明図である。
電圧の時間変化の一例を示す説明図である。
【図８】 容量のバラツキの解消処理が適切に行なわれ
ていない状態における単電池の充放電の際の電圧の時間
変化の一例を示す説明図である。
ていない状態における単電池の充放電の際の電圧の時間
変化の一例を示す説明図である。
１０，１１０ 負荷、１２，１１２ リレー、１４，１
１４ 組電池、２０，１２０ 組電池の異常検出装置、
３０，１３０ 電子制御ユニット、３２，１３２ ＣＰ
Ｕ、３４，１３４ ＲＯＭ、３６，１３６ ＲＡＭ、１
２２ 均等化回路、１２４ 過充電過放電検出回路、１
２６ 集積回路、Ｂ１〜Ｂｎ 単電池、Ｔ１〜Ｔｎ ト
ランジスタ、Ｒ１〜Ｒｎ 抵抗、Ｌ０〜Ｌｎ 導電ライ
ン、Ｍ０〜Ｍｎ 分岐ライン。
１４ 組電池、２０，１２０ 組電池の異常検出装置、
３０，１３０ 電子制御ユニット、３２，１３２ ＣＰ
Ｕ、３４，１３４ ＲＯＭ、３６，１３６ ＲＡＭ、１
２２ 均等化回路、１２４ 過充電過放電検出回路、１
２６ 集積回路、Ｂ１〜Ｂｎ 単電池、Ｔ１〜Ｔｎ ト
ランジスタ、Ｒ１〜Ｒｎ 抵抗、Ｌ０〜Ｌｎ 導電ライ
ン、Ｍ０〜Ｍｎ 分岐ライン。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ Ｆターム(参考） 2G016 CB12 CC01 CC04 CC07 CC14 CC21 CC27 CC28 CD04 CD14 5G003 AA01 BA03 CA14 CC04 DA13 EA08 GC05 5H030 AA03 AA04 AA09 AS20 BB01 BB21 FF00 FF43 FF44
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の単電池を直列に接続してなる組電
池の異常を検出する異常検出装置であって、 前記複数の単電池の容量の均等化を図る容量均等化手段
と、 該容量均等化手段の作動頻度に基づいて組電池の異常を
判定する異常判定手段とを備える組電池の異常検出装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の組電池の異常検出装置で
あって、 前記容量均等化手段は、単電池毎に容量を調節する容量
調節手段を備え、 前記異常検出手段は、前記複数の単電池のうちのいずれ
かの単電池に対応する容量調節手段の作動頻度が所定頻
度以上のときに異常と判定する手段である組電池の異常
検出装置。 - 【請求項３】 複数の単電池を直列に接続してなる組電
池の異常を検出する異常検出装置であって、 前記複数の単電池のうちのいずれかの単電池の過充電を
検出する過充電検出手段と、 前記複数の単電池のうちのいずれかの単電池の過放電を
検出する過放電検出手段と、 所定時間内に前記過充電検出手段により検出される過充
電と前記過放電検出手段により検出される過充電とに基
づいて組電池の異常を判定する異常判定手段とを備える
組電池の異常検出装置。 - 【請求項４】 前記異常判定手段は、前記所定時間内に
複数回に亘って過放電と過充電とが検出されたときに異
常と判定する手段である請求項３記載の組電池の異常検
出装置。 - 【請求項５】 請求項３または４記載の組電池の異常検
出装置であって、 前記複数の単電池の容量の均等化を図る容量均等化手段
を備え、 該容量均等化手段と前記過充電検出手段と前記過放電検
出手段とが単一のチップにより構成されてなる組電池の
異常検出装置。 - 【請求項６】 前記複数の単電池は、リチウムイオン電
池である請求項１ないし５いずれか記載の組電池の異常
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204506A JP4529246B2 (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | 組電池の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204506A JP4529246B2 (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | 組電池の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002025628A true JP2002025628A (ja) | 2002-01-25 |
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| JP2000204506A Expired - Fee Related JP4529246B2 (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | 組電池の異常検出装置 |
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- 2000-07-06 JP JP2000204506A patent/JP4529246B2/ja not_active Expired - Fee Related
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