JP2003047111A - Power unit for automobile - Google Patents
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Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の分割ユニッ
トを直列接続してなる組電池を備える自動車用の電源装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for an automobile provided with an assembled battery formed by connecting a plurality of divided units in series.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ニッケル水素電池は、エネルギー密度、
出力密度、サイクル特性等の基本特性に優れており、電
気自動車等の電源としての実用化の開発が進んでいる。
電気自動車用として用いられる場合、所定の出力を得る
ためには５０〜２００Ａ程度の電流を流すことができる
電池容量と、１００〜３５０Ｖ程度の出力電圧が要求さ
れる。ニッケル水素電池は、１セル当りの出力電圧が
１．２Ｖ程度であるため、多数のセルを直列接続して所
要の出力電圧を得ることになる。例えば、６セルを直列
接続して１モジュールとし、更にこれを３２モジュール
直列接続することによって、１９２セルの組電池を備え
る電源装置が構成され、約２３０Ｖの出力電圧が得られ
る。2. Description of the Related Art Nickel-hydrogen batteries have an energy density of
It has excellent basic characteristics such as output density and cycle characteristics, and is being developed for practical use as a power source for electric vehicles and the like.
When used for an electric vehicle, a battery capacity capable of passing a current of about 50 to 200 A and an output voltage of about 100 to 350 V are required to obtain a predetermined output. Since the output voltage per cell of the nickel-hydrogen battery is about 1.2 V, a large number of cells are connected in series to obtain the required output voltage. For example, by connecting 6 cells in series to form 1 module and further connecting 32 modules in series, a power supply device including a battery pack of 192 cells is configured, and an output voltage of about 230 V is obtained.
【０００３】このような電源装置においては、常に安定
した出力を得るために電池の状態を監視しておく必要が
ある。かかる電池状態の監視は、組電池全体の出力電圧
及びまたは電池温度を検出するのが構成的にも簡単であ
る。In such a power supply device, it is necessary to constantly monitor the state of the battery in order to obtain a stable output. Such battery state monitoring is structurally easy to detect the output voltage and / or battery temperature of the entire assembled battery.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この構成にあっては、
組電池を構成するモジュールやセルの１つが異常状態で
あっても、当該異常の存在を発見することは困難であっ
た。そこで、特開平１１−１６５５４０号公報によれ
ば、電池モジュール毎に電池電圧を検出する電圧センサ
を設けた構成が記載されている。この構成においては、
各モジュール毎の状態を個別に検出することができる。With this configuration,
Even if one of the modules and cells forming the assembled battery is in an abnormal state, it is difficult to detect the existence of the abnormality. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 11-165540 discloses a configuration in which a voltage sensor for detecting a battery voltage is provided for each battery module. In this configuration,
The state of each module can be detected individually.
【０００５】しかしながら、当該先行技術にあっては、
各モジュール毎に設けられているのは単にモジュールの
電圧を検出するセンサであり、各センサの出力に基づく
各種演算はバッテリＥＣＵにて集中的に行うようになっ
ているため、バッテリＥＣＵの負荷が多大となるなど問
題点が多い。However, in the prior art,
What is provided for each module is simply a sensor that detects the voltage of the module. Since various calculations based on the output of each sensor are centralized in the battery ECU, the load of the battery ECU is reduced. There are many problems such as large numbers.
【０００６】さらに、ひとつのバッテリＥＣＵが全ての
電池モジュールの状態を検出するので、各々の電池モジ
ュールを独立して正確に検出するのが難しい。また、各
々の電池モジュールの電圧を考慮しながら残容量を独立
して演算すると、ますますバッテリＥＣＵの負荷が増加
する。さらに、各々の電池モジュールの電圧を電圧セン
サーで検出する電源装置は、各々の電圧センサーのリー
ド線をバッテリＥＣＵに接続する必要がある。電圧セン
サーは、各々の電池モジュールに接続しているので高電
位となる。このため、事故等で電源装置が破損されると
きに高電圧のリード線に大電流が流れる欠点がある。Further, since one battery ECU detects the states of all battery modules, it is difficult to accurately detect each battery module independently. Further, if the remaining capacity is calculated independently while considering the voltage of each battery module, the load on the battery ECU will increase more and more. Further, the power supply device that detects the voltage of each battery module by the voltage sensor needs to connect the lead wire of each voltage sensor to the battery ECU. Since the voltage sensor is connected to each battery module, it has a high potential. Therefore, when the power supply device is damaged due to an accident or the like, a large current flows through the high voltage lead wire.
【０００７】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、バッテリＥＣＵの負荷を軽くして安価なものを使用
しながら、各々の電池モジュールで構成される分割ユニ
ットの状態を独立してより詳細に検出できる自動車用の
電源装置を提供することにある。The present invention was developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide a power supply device for an automobile, which can detect the state of a divided unit composed of each battery module independently and in more detail while using a cheap battery ECU with a light load. To provide.
【０００８】また、本発明の他の大切な目的は、電池モ
ジュールの寿命を長くできると共に、衝突時の安全性と
信頼性を向上でき、さらに雑音による誤差を少なくして
より正確に電池モジュールで構成される分割ユニットの
状態を検出できる自動車用の電源装置を提供することに
ある。Another important object of the present invention is to extend the life of the battery module, improve the safety and reliability in the event of a collision, and reduce the error due to noise to make the battery module more accurate. It is an object of the present invention to provide a power supply device for an automobile capable of detecting the state of a divided unit.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の自動車用の電源
装置は、複数の分割ユニットを直列に接続している組電
池と、組電池を構成している各々の分割ユニットに接続
している複数の電池状態検出回路９と、各々の電池状態
検出回路９に外部通信バス１０を介して接続しているバ
ッテリＥＣＵ８とを備える。各々の電池状態検出回路９
は、分割ユニットの電池電圧を検出する電圧検出器と、
電圧検出器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器と、電圧検出器で検出した電圧から分割ユニットの状
態を検出するユニット演算回路と、ユニット演算回路で
検出された分割ユニットの状態を外部通信バス１０を介
してバッテリＥＣＵ８に伝送する通信回路を備える。電
池状態検出回路９は、ユニット演算回路で各々の分割ユ
ニットの状態を検出し、検出された分割ユニットの状態
を外部通信バス１０を介してバッテリＥＣＵ８に伝送す
る。A power supply device for an automobile of the present invention is connected to an assembled battery in which a plurality of divided units are connected in series and each divided unit constituting the assembled battery. A plurality of battery state detection circuits 9 and a battery ECU 8 connected to each of the battery state detection circuits 9 via an external communication bus 10 are provided. Each battery state detection circuit 9
Is a voltage detector that detects the battery voltage of the split unit,
The A / D converter that converts the output of the voltage detector into a digital signal, the unit arithmetic circuit that detects the state of the division unit from the voltage detected by the voltage detector, and the state of the division unit that is detected by the unit arithmetic circuit A communication circuit for transmitting to the battery ECU 8 via the external communication bus 10 is provided. The battery state detection circuit 9 detects the state of each division unit in the unit arithmetic circuit, and transmits the detected state of the division unit to the battery ECU 8 via the external communication bus 10.
【００１０】さらに、本発明の請求項２の電源装置は、
複数の分割ユニットを直列に接続している組電池と、組
電池を構成している各々の分割ユニットに接続している
複数の電池状態検出回路９と、組電池に流れる電流を検
出する電池電流検出回路１１と、各々の電池状態検出回
路９に外部通信バス１０を介して接続しているバッテリ
ＥＣＵ８とを備える。各々の電池状態検出回路９は、分
割ユニットの電池電圧を検出する電圧検出器と、電圧検
出器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
電圧検出器で検出される電圧と電池電流検出回路１１で
検出される電流から分割ユニットの残容量を演算するユ
ニット演算回路と、ユニット演算回路で演算された残容
量を外部通信バス１０を介してバッテリＥＣＵ８に伝送
する通信回路を備える。電池状態検出回路９は、ユニッ
ト演算回路で各々の分割ユニットの残容量を演算し、演
算された残容量を外部通信バス１０を介してバッテリＥ
ＣＵ８に伝送する。Further, the power supply device according to claim 2 of the present invention is
An assembled battery in which a plurality of divided units are connected in series, a plurality of battery state detection circuits 9 connected to each divided unit constituting the assembled battery, and a battery current for detecting a current flowing in the assembled battery A detection circuit 11 and a battery ECU 8 connected to each battery state detection circuit 9 via an external communication bus 10 are provided. Each battery state detection circuit 9 includes a voltage detector that detects the battery voltage of the division unit, an A / D converter that converts the output of the voltage detector into a digital signal,
A unit arithmetic circuit that calculates the remaining capacity of the divided unit from the voltage detected by the voltage detector and the current detected by the battery current detection circuit 11, and the remaining capacity calculated by the unit arithmetic circuit via the external communication bus 10. A communication circuit for transmitting to the battery ECU 8 is provided. The battery state detection circuit 9 calculates the remaining capacity of each divided unit by the unit calculation circuit, and the calculated remaining capacity is transferred to the battery E via the external communication bus 10.
Transmit to CU8.
【００１１】分割ユニットは、複数の素電池２を直列に
接続しているひとつの電池モジュール１とすることがで
きる。分割ユニットは、複数の素電池２を直列に接続し
ている複数の電池モジュール１を直列に接続したものと
することもできる。The division unit can be one battery module 1 in which a plurality of unit cells 2 are connected in series. The division unit may be one in which a plurality of battery modules 1 in which a plurality of unit cells 2 are connected in series are connected in series.
【００１２】電池電流検出回路１１は、好ましくは、検
出した電池電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
を備え、Ａ／Ｄ変換器で変換されたデジタル信号の電池
電流を外部通信バス１０を介して電池状態検出回路９に
伝送する。電池電流検出回路１１は、電池電流を検出し
てアナログ信号の電圧信号に変換し、アナログ信号であ
る電流信号を各々の電池状態検出回路９に伝送すること
もできる。この電池状態検出回路９は、電池電圧をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器でもって、アナログ信
号である電流信号をデジタル信号に変換することができ
る。さらに、電池状態検出回路９は、アナログ信号であ
る電流信号をＡ／Ｄ変換器に変換する専用のＡ／Ｄ変換
器を備えることもできる。The battery current detection circuit 11 preferably comprises an A / D converter for converting the detected battery current into a digital signal, and the battery current of the digital signal converted by the A / D converter is transferred to the external communication bus 10. To the battery state detection circuit 9 via the. The battery current detection circuit 11 can also detect a battery current, convert it into a voltage signal of an analog signal, and transmit a current signal that is an analog signal to each battery state detection circuit 9. The battery state detection circuit 9 can convert a current signal, which is an analog signal, into a digital signal with an A / D converter that converts the battery voltage into a digital signal. Furthermore, the battery state detection circuit 9 can also be provided with a dedicated A / D converter that converts a current signal that is an analog signal into an A / D converter.
【００１３】さらに、本発明の電源装置は、各々の電池
状態検出回路９に設けているユニット演算回路で、各々
の分割ユニットの電池劣化状態を演算することができ
る。各々の電池状態検出回路９に設けているユニット演
算回路は、各々の分割ユニットの最大充電容量から電池
劣化状態を判定し、あるいは分割ユニットの電圧と電池
電流から電池劣化状態を判定することができる。さら
に、電池状態検出回路９は、分割ユニットを構成する電
池モジュール１の温度を検出する温度検出器を備えるこ
とができる。Further, in the power supply device of the present invention, the unit operation circuit provided in each battery state detection circuit 9 can calculate the battery deterioration state of each divided unit. The unit arithmetic circuit provided in each battery state detection circuit 9 can judge the battery deterioration state from the maximum charge capacity of each division unit, or can judge the battery deterioration state from the division unit voltage and battery current. . Further, the battery state detection circuit 9 can include a temperature detector that detects the temperature of the battery module 1 that constitutes the division unit.
【００１４】さらに、本発明の電源装置は、複数の電池
モジュール１を電池ケース４に収納して、この電池ケー
ス４の一部であって、電池モジュール１を直列に接続す
るバスバー６を固定しているエンドプレート５に電池状
態検出回路９を固定することができる。電池電流検出回
路１１は、電池モジュール１を直列に接続するバスバー
６の電圧を検出して電流を測定することができる。さら
に、電源装置は、電池ケース４をケース３に収納して、
ケース３の内側で電池ケース４の外側にバッテリＥＣＵ
８に配設することができる。外部通信バス１０は、ＲＳ
２３２Ｃ、ＣＡＮ、ＲＳ４８５、セントロニクスから選
択されたバスラインとすることができる。Further, in the power supply device of the present invention, a plurality of battery modules 1 are housed in a battery case 4, and a bus bar 6 which is a part of the battery case 4 and which connects the battery modules 1 in series is fixed. The battery state detection circuit 9 can be fixed to the end plate 5 that is open. The battery current detection circuit 11 can detect the voltage of the bus bar 6 that connects the battery modules 1 in series and measure the current. Further, the power supply device stores the battery case 4 in the case 3,
A battery ECU inside the case 3 and outside the battery case 4
8 can be arranged. The external communication bus 10 is RS
It may be a bus line selected from 232C, CAN, RS485, Centronics.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電源装置を例示するもの
であって、本発明は電源装置を以下のものに特定しな
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify a power supply device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device to the following.
【００１６】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。Further, in this specification, for easy understanding of the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as "claims column" and "to solve the problem." It is added to the members shown in "Means column".
However, the members shown in the claims are not limited to the members of the embodiment.
【００１７】図１は、電気自動車等に用いられる本発明
の一実施例の電源装置を示し、この電源装置の回路図を
図２に示す。図１の電源装置は、自動車を走行させるモ
ーターを駆動する電池をケース３に内蔵している。ケー
ス３は、電池を収納する電池収納部３Ａと、この電池収
納部３Ａに隣接して配設している衝撃吸収部３Ｂとを有
する。衝撃吸収部３Ｂは、それ自体を破壊して衝撃を吸
収する。それ自体を破壊して衝撃を吸入する衝撃吸収部
３Ｂは、電池収納部３Ａよりも破壊強度を弱くなるよう
に製作される。FIG. 1 shows a power supply device according to an embodiment of the present invention used in an electric vehicle or the like, and a circuit diagram of this power supply device is shown in FIG. In the power supply device of FIG. 1, a battery for driving a motor that drives a vehicle is built in a case 3. The case 3 has a battery storage portion 3A for storing a battery, and a shock absorbing portion 3B arranged adjacent to the battery storage portion 3A. The shock absorbing portion 3B destroys itself and absorbs the shock. The shock absorbing portion 3B that breaks itself and absorbs the shock is manufactured to have a lower breaking strength than the battery housing portion 3A.
【００１８】電池収納部３Ａは、複数の電池を収納する
電池ケース４とバッテリＥＣＵ８を収納している。図１
の電源装置は、電池収納部３Ａに２つの電池ケース４を
収納している。この図に示すように、電池収納部３Ａ
は、複数の電池ケース４を収納することができる。電池
収納部３Ａに複数の電池ケース４を収納する構造は、電
池ケース４を軽く小さくできるので、電池収納部３Ａに
収納する作業を能率よくできる。さらに、両側に取っ手
を設けている電池ケース４は、さらに能率よく電池収納
部３Ａに出し入れできる。The battery housing portion 3A houses a battery case 4 for housing a plurality of batteries and a battery ECU 8. Figure 1
The power supply device of (1) stores two battery cases 4 in the battery storage portion 3A. As shown in this figure, the battery storage 3A
Can store a plurality of battery cases 4. In the structure in which the plurality of battery cases 4 are housed in the battery housing portion 3A, the battery case 4 can be made light and small, so that the work of housing in the battery housing portion 3A can be performed efficiently. Further, the battery case 4 provided with the handles on both sides can be more efficiently put in and taken out from the battery housing portion 3A.
【００１９】本発明の電源装置は、直列に接続している
複数の分割ユニットで組電池を構成する。分割ユニット
は、ひとつまたは複数の電池モジュール１で構成され
る。電池ケース４は、図３に示すように、分割ユニット
を構成する複数本の電池モジュール１を隙間ができるよ
うに平行に並べて収納している。電池モジュール１は、
複数の素電池２を直線状に直列に連結している。電池ケ
ース４に収納される複数の電池モジュール１は、金属板
のバスバー６で互いに直列に接続されて出力電圧を高く
している。バスバー６は、電池ケース４のエンドプレー
ト５に装着される。さらに、電池収納部３Ａに収納され
る複数の電池ケース４の出力も互いに直列に接続され
る。したがって、電池収納部３Ａに収納される全ての素
電池２は、互いに直列に接続されて出力電圧を高くして
いる。電源装置の出力電圧は、素電池２の数、いいかえ
ると電池モジュール１の本数で出力電圧を調整する。電
源装置の出力電圧は、自動車に要求される出力により最
適電圧に設定され、たとえば１００〜３００Ｖの範囲に
設定される。素電池２は、５〜７Ａｈのニッケル−水素
電池である。ただ、素電池２の容量をこの値に特定せ
ず、これよりも大きくあるいは小さくすることができ
る。また、素電池２には、リチウムイオン電池やニッケ
ル−カドミウム電池等の全ての二次電池を使用できる。In the power supply device of the present invention, an assembled battery is composed of a plurality of divided units connected in series. The division unit is composed of one or a plurality of battery modules 1. As shown in FIG. 3, the battery case 4 accommodates a plurality of battery modules 1 forming a split unit, arranged in parallel so as to form a gap. The battery module 1
A plurality of unit cells 2 are linearly connected in series. The plurality of battery modules 1 housed in the battery case 4 are connected in series with each other by a metal plate bus bar 6 to increase the output voltage. The bus bar 6 is attached to the end plate 5 of the battery case 4. Further, the outputs of the plurality of battery cases 4 housed in the battery housing portion 3A are also connected in series with each other. Therefore, all the unit cells 2 housed in the battery housing section 3A are connected in series with each other to increase the output voltage. The output voltage of the power supply device is adjusted by the number of the unit cells 2, that is, the number of the battery modules 1. The output voltage of the power supply device is set to an optimum voltage according to the output required of the automobile, and is set in the range of 100 to 300V, for example. The unit cell 2 is a nickel-hydrogen battery of 5 to 7 Ah. However, the capacity of the unit cell 2 is not limited to this value and can be made larger or smaller than this value. Further, as the unit cell 2, all secondary batteries such as a lithium ion battery and a nickel-cadmium battery can be used.
【００２０】電池モジュール１は、たとえば、５〜１０
本の素電池２を直線状に直列に連結している。電池モジ
ュール１は、円筒型の素電池２を、金属板で製作してい
る皿状接続体７を介して直線状に連結される。ただし、
電池モジュールは、角型の素電池を直列に接続して製作
することもできる。電池モジュール１の両端には、正極
端子と負極端子からなる電極端子（図示せず）を連結し
ている。この電極端子がバスバー６で接続されて、全て
の電池モジュール１は直列に接続される。The battery module 1 is, for example, 5-10.
The unit cells 2 of the book are linearly connected in series. In the battery module 1, the cylindrical unit cells 2 are linearly connected via a dish-shaped connecting body 7 made of a metal plate. However,
The battery module can also be manufactured by connecting prismatic unit cells in series. Electrode terminals (not shown) including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are connected to both ends of the battery module 1. The electrode terminals are connected by the bus bar 6, and all the battery modules 1 are connected in series.
【００２１】直列に連結される素電池は、皿状接続体を
使用することなく、Ｕ曲したリード板の対向面を互いに
溶接して連結することもできる。この電池モジュール
は、素電池を放電させる方向に、大電流をパルス通電し
て、Ｕ曲したリード板の対向面を溶着する。さらに、電
池モジュールは、素電池の正負の電極の間に金属板を挟
着する状態で、素電池を放電させる方向に大電流パルス
通電処理をして、金属板を素電池の電極に溶着すること
もできる。The unit cells connected in series can be connected by welding the opposite surfaces of the U-shaped lead plates to each other without using the dish-shaped connection body. In this battery module, a large current is pulsed in the direction of discharging the unit cell to weld the opposing surfaces of the U-shaped lead plate. Further, in the battery module, the metal plate is sandwiched between the positive and negative electrodes of the unit cell, and a large current pulse energization process is performed in the direction of discharging the unit cell to weld the metal plate to the electrode of the unit cell. You can also
【００２２】さらにまた、素電池の間に金属板を挟着す
ることなく、素電池の正負の電極を直接に溶着すること
もできる。この素電池は、正極端子である封口板の上部
表面に円錐状の突起を設け、この突起を隣接する素電池
の負極端子に大電流パルス通電して溶接する。Furthermore, the positive and negative electrodes of the unit cell can be directly welded without sandwiching a metal plate between the unit cells. In this unit cell, a conical protrusion is provided on the upper surface of a sealing plate which is a positive electrode terminal, and the protrusion is welded to a negative electrode terminal of an adjacent unit cell by applying a large current pulse.
【００２３】電池ケース４は、図３に示すように、電池
状態検出回路９をエンドプレート５に装着している。エ
ンドプレート５は、電池モジュール１の両端部に位置す
る。このエンドプレート５は、電池モジュール１を直列
に接続するバスバー６を装着している。バスバー６は、
隣接する電池モジュール１の正極端子と負極端子に端部
をネジ止して固定されて、隣接する電池モジュール１を
直列に接続する。エンドプレート５は、バスバー６と共
に、電池状態検出回路９も装着している。As shown in FIG. 3, the battery case 4 has a battery state detection circuit 9 mounted on the end plate 5. The end plates 5 are located at both ends of the battery module 1. The end plate 5 is equipped with a bus bar 6 that connects the battery modules 1 in series. Bus bar 6
The ends are screwed and fixed to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the adjacent battery modules 1, and the adjacent battery modules 1 are connected in series. The end plate 5 is equipped with a battery state detection circuit 9 together with the bus bar 6.
【００２４】電源装置は、直列に接続している複数の分
割ユニットで組電池を構成しており、ひとつの分割ユニ
ットは、ひとつの電池モジュール１、または複数の電池
モジュール１で構成される。ひとつの電池モジュール１
をひとつの分割ユニットとする電源装置は、最も正確に
各々の電池モジュール１の状態を検出できる。電池状態
検出回路９がひとつの電池モジュール１をひとつの分割
ユニットとして、その状態を検出するからである。ひと
つの分割ユニットは、２個の電池モジュール１で構成す
ることができる。この電源装置は、電池ケース４の片側
のエンドプレート５に電池状態検出回路９を装着して、
全ての分割ユニットの電圧を検出できる。隣接するバス
バー６間の電圧が、２つの電池モジュール１の電圧とな
るからである。ただ、ひとつの分割ユニットをひとつの
電池モジュールで構成して、片側のエンドプレートに装
着される電池状態検出回路で、全ての分割ユニットの電
圧を検出することもできる。この電源装置は、電圧を検
出するためのリード線を、電池状態検出回路を設けてい
るのと反対側のエンドプレートまで延長してバスバーに
接続する。さらに、分割ユニットは、３個以上の電池モ
ジュールを直列したもので構成することもできる。しか
しながら、ひとつの分割ユニットを多くの電池モジュー
ルで構成するほど、各々の電池モジュールの状態を正確
に検出するのが難しくなる。したがって、複数の電池モ
ジュールで構成される分割ユニットは、好ましくは２〜
４個の電池モジュールでひとつの分割ユニットを構成す
る。The power supply device constitutes an assembled battery by a plurality of divided units connected in series, and one divided unit is constituted by one battery module 1 or a plurality of battery modules 1. One battery module 1
The power supply device using the above as one division unit can detect the state of each battery module 1 most accurately. This is because the battery state detection circuit 9 detects the state of one battery module 1 as one division unit. One division unit can be composed of two battery modules 1. In this power supply device, a battery state detection circuit 9 is attached to one end plate 5 of a battery case 4,
The voltage of all division units can be detected. This is because the voltage between the adjacent bus bars 6 becomes the voltage of the two battery modules 1. However, it is also possible to configure one division unit with one battery module and detect the voltages of all the division units with the battery state detection circuit mounted on one end plate. In this power supply device, a lead wire for detecting a voltage is extended to an end plate on the side opposite to the side where the battery state detection circuit is provided and connected to a bus bar. Further, the division unit can be configured by connecting three or more battery modules in series. However, the more battery modules that make up one division unit, the more difficult it is to accurately detect the state of each battery module. Therefore, the split unit composed of a plurality of battery modules is preferably 2 to
One battery unit is composed of four battery modules.
【００２５】電池状態検出回路９は、分割ユニットの電
池電圧を検出する電圧検出器と、分割ユニットを構成す
る電池モジュール１の温度を検出する温度検出器と、電
圧検出器と温度検出器の出力をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、電圧検出器と温度検出器の出力をデジ
タル信号に変換した信号から分割ユニットの状態を検出
するユニット演算回路と、ユニット演算回路で検出され
た分割ユニットの状態を外部通信バス１０を介してバッ
テリＥＣＵ８に伝送する通信回路を備える。The battery state detection circuit 9 includes a voltage detector for detecting the battery voltage of the division unit, a temperature detector for detecting the temperature of the battery module 1 constituting the division unit, and outputs of the voltage detector and the temperature detector. A / D converter for converting the signal into a digital signal, a unit arithmetic circuit for detecting the state of the division unit from the signals obtained by converting the outputs of the voltage detector and the temperature detector into a digital signal, and the division detected by the unit arithmetic circuit. A communication circuit for transmitting the state of the unit to the battery ECU 8 via the external communication bus 10 is provided.
【００２６】各々のユニット演算回路は、Ａ／Ｄ変換器
から入力される信号で、各々の分割ユニットの状態、た
とえば分割ユニットの残容量や異常状態を検出する。検
出した各々の分割ユニットの状態は、外部通信バス１０
を介してバッテリＥＣＵ８に伝送される。ユニット演算
回路は、たとえば各々の分割ユニットの電圧偏差が所定
値（例えば、１Ｖ）以上ある場合、または各々の電池温
度偏差が所定値（例えば、１０℃）以上ある場合に異常
状態と判別する。さらに、ユニット演算回路は、分割ユ
ニットの電圧値が最高電圧よりも高いとき、または最低
電圧よりも低いとき、さらに、分割ユニットの温度が設
定値よりも高いときも異常状態と判別することもでき
る。Each unit arithmetic circuit detects a state of each division unit, for example, a remaining capacity or an abnormal state of the division unit, by a signal input from the A / D converter. The detected state of each division unit is the external communication bus 10
Is transmitted to the battery ECU 8 via. The unit arithmetic circuit determines an abnormal state when, for example, the voltage deviation of each divided unit is a predetermined value (for example, 1 V) or more, or when each battery temperature deviation is a predetermined value (for example, 10 ° C.) or more. Furthermore, the unit arithmetic circuit can also determine an abnormal state when the voltage value of the division unit is higher than the highest voltage or lower than the lowest voltage, and when the temperature of the division unit is higher than the set value. .
【００２７】図２の電源装置は、組電池の電流を検出す
る電池電流検出回路１１を設けている。この電池電流検
出回路１１は、組電池に流れる電流を図２に示すように
シャント抵抗の両端電圧を測定することにより検出して
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備える。なお、
シャント抵抗に代えて、ホール素子等、電流値を測定す
ることができる素子を用いても良い。Ａ／Ｄ変換器で変
換されたデジタル信号の電池電流は、外部通信バス１０
を介して電池状態検出回路９に伝送される。この電源装
置は、電池状態検出回路９のユニット演算回路でもっ
て、電池電流検出回路１１から入力されるデジタル信号
と、電圧検出器及び温度検出器の信号をＡ／Ｄ変換器で
デジタル信号に変換した信号から、分割ユニットの残容
量を演算する。残容量は、電池に流れる充放電の電流を
積算して演算される。電源装置は、全ての電池モジュー
ル１を直列に接続しているので、全ての電池モジュール
１に同じ電流が流れる。したがって、電流は各々の電池
モジュール１で検出する必要がなく、ひとつの検出値を
全ての電池モジュール１の残容量の演算に利用できる。The power supply device of FIG. 2 is provided with a battery current detection circuit 11 for detecting the current of the assembled battery. The battery current detection circuit 11 includes an A / D converter that detects the current flowing through the battery pack by measuring the voltage across the shunt resistor as shown in FIG. 2 and converts it into a digital signal. In addition,
Instead of the shunt resistor, an element capable of measuring a current value such as a Hall element may be used. The battery current of the digital signal converted by the A / D converter is stored in the external communication bus 10
Is transmitted to the battery state detection circuit 9 via. In this power supply device, the unit arithmetic circuit of the battery state detection circuit 9 converts the digital signal input from the battery current detection circuit 11 and the signals of the voltage detector and the temperature detector into digital signals by an A / D converter. The remaining capacity of the division unit is calculated from the generated signal. The remaining capacity is calculated by integrating the charging / discharging currents flowing in the battery. In the power supply device, since all the battery modules 1 are connected in series, the same current flows through all the battery modules 1. Therefore, it is not necessary to detect the current in each battery module 1, and one detected value can be used for calculation of the remaining capacities of all the battery modules 1.
【００２８】残容量は、充電容量から放電容量を減算し
て演算される。充電容量は、充電電流の積算値と充電効
率の積で演算され、放電容量は放電電流の積算値と放電
効率の積で演算される。全ての電池モジュール１は直列
に接続されて同じ電流が流れるが、各々の電池モジュー
ル１の残容量は必ずしも一致しない。とくに、残容量を
％で表示する相対残容量は、劣化するにしたがって変動
する。最大充電容量が変化して相対残容量を変化させる
からである。相対残容量は、残容量／最大充電容量の比
率で演算される。したがって、仮にいずれかひとつの分
割ユニットの最大充電容量が他のものに比較して半分に
減少すると、演算される相対残容量は２倍になる。The remaining capacity is calculated by subtracting the discharging capacity from the charging capacity. The charging capacity is calculated by the product of the integrated value of the charging current and the charging efficiency, and the discharging capacity is calculated by the product of the integrated value of the discharging current and the discharging efficiency. All battery modules 1 are connected in series and the same current flows, but the remaining capacities of the battery modules 1 do not necessarily match. In particular, the relative remaining capacity, which displays the remaining capacity in%, fluctuates as it deteriorates. This is because the maximum charge capacity changes and the relative remaining capacity changes. The relative remaining capacity is calculated by the ratio of remaining capacity / maximum charge capacity. Therefore, if the maximum charge capacity of any one of the divided units is reduced to half compared to the other, the calculated relative remaining capacity will be doubled.
【００２９】さらに、相対残容量が１００％を越える分
割ユニットが充電されると、この分割ユニットは過充電
されて素電池２を著しく劣化させる。また、相対残容量
が０％になった分割ユニットを放電しても素電池２を過
放電させて著しく劣化させる。素電池２の劣化をできる
かぎり少なくするために、全ての分割ユニットは過充電
と過放電が阻止されなければならない。バッテリＥＣＵ
８は、分割ユニットの相対残容量が０〜１００％の範囲
を越えないように、好ましくは２０〜８０％、さらに好
ましくは３０〜７０％の範囲で充放電させる。ただ、バ
ッテリＥＣＵ８は、分割ユニットの残容量を補正するた
めに必要なとき、あるいは電池のメモリ効果を解消する
ために必要なときに限って、残容量が０になるまで放電
し、あるいは満充電されるまで充電する。Further, when the division unit having a relative remaining capacity of more than 100% is charged, the division unit is overcharged and the unit cell 2 is significantly deteriorated. Further, even if the divided unit having a relative remaining capacity of 0% is discharged, the unit cell 2 is over-discharged and remarkably deteriorated. In order to reduce the deterioration of the unit cell 2 as much as possible, all the split units must be prevented from overcharging and overdischarging. Battery ECU
In No. 8, the relative remaining capacity of the division unit is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 70% so that the relative remaining capacity does not exceed the range of 0 to 100%. However, the battery ECU 8 discharges until the remaining capacity becomes 0 or fully charges only when it is necessary to correct the remaining capacity of the division unit or when it is necessary to eliminate the memory effect of the battery. Charge until charged.
【００３０】分割ユニットは、完全に放電されると電池
電圧が設定電圧まで低下する。したがって、ユニット演
算回路は、分割ユニットの電圧が設定電圧まで低下する
と、充放電電流の積算値から演算した残容量を完全に放
電された状態に補正する。また、分割ユニットが満充電
されると電池電圧が設定電圧まで電圧が上昇し、あるい
はピーク電圧が−ΔＶ低下する。素電池をリチウムイオ
ン電池とする電池モジュールは、電池電圧が設定電圧ま
で上昇したことを検出して満充電と判定する。素電池を
ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とする
電池モジュールは、電池電圧がピーク電圧から−ΔＶ低
下することを検出して満充電と判定する。電池が満充電
されると相対残容量を１００％と補正し、あるいはその
ときに演算された残容量（Ａｈ）を最大充電容量と補正
する。このように、電池の残容量が０または１００％に
なったことを検出して、残容量を補正すると極めて正確
に残容量を補正できる。When the split unit is completely discharged, the battery voltage drops to the set voltage. Therefore, when the voltage of the division unit drops to the set voltage, the unit arithmetic circuit corrects the remaining capacity calculated from the integrated value of the charging / discharging current to a completely discharged state. Further, when the division unit is fully charged, the battery voltage rises to the set voltage or the peak voltage decreases by -ΔV. A battery module using a unit cell as a lithium-ion battery detects that the battery voltage has risen to a set voltage and determines that the battery is fully charged. A battery module in which a unit cell is a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery is determined to be fully charged by detecting a decrease in battery voltage from the peak voltage by -ΔV. When the battery is fully charged, the relative remaining capacity is corrected to 100%, or the remaining capacity (Ah) calculated at that time is corrected to the maximum charging capacity. As described above, when the remaining capacity of the battery is detected to be 0 or 100% and the remaining capacity is corrected, the remaining capacity can be corrected extremely accurately.
【００３１】ただ、分割ユニットの残容量が２０％とな
り、あるいは８０％になるときに残容量を補正すること
もできる。残容量が２０％以下となり、あるいは８０％
以上になると、分割ユニットの電圧が急激に変化（低下
または上昇）する特性を有するからである。このことを
実現するユニット演算回路は、残容量と電池電圧との相
関関係を記憶しており、残容量が所定の値になるとき
に、電池電圧から残容量を正確に補正する。However, the remaining capacity can be corrected when the remaining capacity of the division unit becomes 20% or 80%. The remaining capacity is 20% or less, or 80%
This is because the voltage of the division unit has a characteristic of abruptly changing (decreasing or increasing) in the above case. The unit arithmetic circuit that achieves this stores the correlation between the remaining capacity and the battery voltage, and corrects the remaining capacity from the battery voltage when the remaining capacity reaches a predetermined value.
【００３２】さらに各々の電池状態検出回路９のユニッ
ト演算回路は、充放電サイクルの回数、充放電電流のト
ータル値、あるいは電源装置の使用状態等から最大充電
容量を補正して残容量を補正することもできる。この電
源装置は、残容量を所定の容量となるまで充電したり放
電させることなく、演算した残容量を補正できる特長が
ある。電源装置のユニット演算回路で演算された残容量
は、相対残容量として、あるいはＡｈで表される容量
で、外部通信バス１０からバッテリＥＣＵ８に伝送す
る。相対残容量でなくてＡｈで表される容量を演算する
ユニット演算回路は、残容量と共に最大充電容量も外部
通信バス１０からバッテリＥＣＵ８に伝送する。バッテ
リＥＣＵ８が最大充電容量以上に分割ユニットを充電し
ないようにするためである。Further, the unit arithmetic circuit of each battery state detection circuit 9 corrects the maximum charge capacity from the number of charge / discharge cycles, the total value of charge / discharge current, or the usage state of the power supply device to correct the remaining capacity. You can also This power supply device has a feature that the calculated remaining capacity can be corrected without charging or discharging the remaining capacity until it reaches a predetermined capacity. The remaining capacity calculated by the unit calculation circuit of the power supply device is transmitted from the external communication bus 10 to the battery ECU 8 as a relative remaining capacity or a capacity represented by Ah. The unit arithmetic circuit that calculates the capacity represented by Ah instead of the relative remaining capacity transmits the maximum charging capacity together with the remaining capacity from the external communication bus 10 to the battery ECU 8. This is to prevent the battery ECU 8 from charging the split unit beyond the maximum charge capacity.
【００３３】電池電流検出回路１１のＡ／Ｄ変換器と、
電池状態検出回路９のＡ／Ｄ変換器は、一定のサンプリ
ング周期で、あるいはバッテリＥＣＵ８から入力される
信号に制御されて、電流や電圧をデジタル信号に変換す
る。電池電流検出回路１１のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換
されたデジタル信号である電流信号は、外部通信バス１
０を介して各々の電池状態検出回路９のユニット演算回
路に伝送される。A / D converter of the battery current detection circuit 11,
The A / D converter of the battery state detection circuit 9 converts a current or a voltage into a digital signal at a constant sampling cycle or under the control of a signal input from the battery ECU 8. The current signal, which is a digital signal A / D converted by the A / D converter of the battery current detection circuit 11, is used as the external communication bus 1
It is transmitted to the unit arithmetic circuit of each battery state detection circuit 9 via 0.
【００３４】電池電流検出回路１１は、電池モジュール
１を直列に接続しているバスバー６の電圧降下を検出し
て電流を検出する。バスバー６の電圧降下は、電池に流
れる電流と、バスバー６の抵抗値の積となり、充電電流
と放電電流では電圧降下の正負が逆になる。バスバー６
の抵抗値は極めて小さいので、電流に対するバスバー６
の電圧降下は小さい。したがって、バスバー６の電圧
は、アンプで増幅してＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変
換される。The battery current detection circuit 11 detects the voltage drop of the bus bar 6 to which the battery module 1 is connected in series to detect the current. The voltage drop of the bus bar 6 is the product of the current flowing through the battery and the resistance value of the bus bar 6, and the positive and negative of the voltage drop are opposite between the charging current and the discharging current. Bus bar 6
Since the resistance value of the
Has a small voltage drop. Therefore, the voltage of the bus bar 6 is amplified by the amplifier and converted into a digital signal by the A / D converter.
【００３５】電池状態検出回路９は、Ａ／Ｄ変換器を内
蔵しているので、このＡ／Ｄ変換器で電池電流検出回路
１１のアナログ信号をデジタル信号に変換することがで
きる。この電源装置は、電池電流検出回路１１からアナ
ログ信号である電流信号を各々の電池状態検出回路９に
伝送する。各々の電池状態検出回路９は、電流信号をデ
ジタル信号に変換して、分割ユニットの残容量を演算す
る。この電源装置は、電池電流検出回路１１にＡ／Ｄ変
換器を設ける必要がなく、電池電流検出回路１１を簡単
で安価にできる。さらに、電池状態検出回路９に内蔵さ
れるＡ／Ｄ変換器は、電圧検出器と温度検出器の両方か
ら入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するこ
とができる。この電池状態検出回路９は、ひとつのＡ／
Ｄ変換器を内蔵する。ただ、電池状態検出回路９は、電
圧検出器と温度検出器のアナログ信号を別々に専用のＡ
／Ｄ変換器でデジタル信号に変換することもできる。Since the battery state detection circuit 9 has an A / D converter built-in, the analog signal of the battery current detection circuit 11 can be converted into a digital signal by this A / D converter. This power supply device transmits a current signal, which is an analog signal, from the battery current detection circuit 11 to each battery state detection circuit 9. Each battery state detection circuit 9 converts the current signal into a digital signal and calculates the remaining capacity of the division unit. In this power supply device, it is not necessary to provide an A / D converter in the battery current detection circuit 11, and the battery current detection circuit 11 can be made simple and inexpensive. Further, the A / D converter incorporated in the battery state detection circuit 9 can convert an analog signal input from both the voltage detector and the temperature detector into a digital signal. This battery state detection circuit 9 has one A /
Built-in D converter. However, the battery state detection circuit 9 separates the analog signals of the voltage detector and the temperature detector separately from the dedicated A
It can also be converted into a digital signal by the / D converter.
【００３６】各々の電池状態検出回路９に内蔵されるユ
ニット演算回路は、各々が独立して分割ユニットの残容
量を演算しており、バッテリＥＣＵ８から残容量の出力
を要求する信号が外部通信バス１０から入力されると、
残容量を示すデジタル信号をバッテリＥＣＵ８に出力す
る。あるいは、ユニット演算回路は、演算した残容量を
一定の周期でバッテリＥＣＵ８に出力することもでき
る。電池状態検出回路９は、一定のサンプリング周期で
検出した電池電圧をデジタル信号に変換すると共に、電
池電流検出回路１１から入力される電流信号を演算して
残容量を正確に演算する。この電源装置は、バッテリＥ
ＣＵ８で残容量を演算する必要がないので、バッテリＥ
ＣＵ８の負荷をもっとも軽くしながら、各々の分割ユニ
ットの残容量を正確に検出できる。バッテリＥＣＵ８
は、残容量や電池状態の判定結果を車側コントローラ１
２に送信する。The unit arithmetic circuits incorporated in the respective battery state detecting circuits 9 each independently calculate the remaining capacity of the divided unit, and the signal requesting the output of the remaining capacity from the battery ECU 8 is output from the external communication bus. When input from 10,
A digital signal indicating the remaining capacity is output to the battery ECU 8. Alternatively, the unit arithmetic circuit can output the calculated remaining capacity to the battery ECU 8 at a constant cycle. The battery state detection circuit 9 converts the battery voltage detected at a constant sampling period into a digital signal, and also calculates the current signal input from the battery current detection circuit 11 to accurately calculate the remaining capacity. This power supply has a battery E
Since it is not necessary to calculate the remaining capacity in CU8, battery E
It is possible to accurately detect the remaining capacity of each division unit while making the load of the CU 8 lightest. Battery ECU8
Displays the determination results of the remaining capacity and the battery status on the vehicle-side controller 1
Send to 2.
【００３７】以上の電源装置は、以下のフローチャート
で分割ユニットの残容量をバッテリＥＣＵ８に伝送でき
る。
［Ｓ１のステップ］バッテリＥＣＵ８は、電池状態検出
回路９に対して当該検出回路を示すＩＤ信号を外部通信
バス１０から送信する。
［Ｓ２のステップ］当該ＩＤ信号に対応する電池状態検
出回路９は、分割ユニットの残容量と異常かどうかを外
部通信バス１０でデジタル信号としてバッテリＥＣＵ８
に送信する。その後、バッテリＥＣＵ８は、電池状態検
出回路９Ａ、・・・、９Ｘに対して順次、同様にＩＤ信
号を送信し、これら電池状態検出回路９から残容量等の
デジタル信号を受信する。The above power supply device can transmit the remaining capacity of the division unit to the battery ECU 8 according to the following flow chart. [Step S1] The battery ECU 8 transmits an ID signal indicating the detection circuit to the battery state detection circuit 9 from the external communication bus 10. [Step S2] The battery state detection circuit 9 corresponding to the ID signal uses the external communication bus 10 as a digital signal indicating the remaining capacity of the division unit and whether or not there is an abnormality in the battery ECU 8
Send to. After that, the battery ECU 8 sequentially transmits ID signals to the battery state detection circuits 9A, ..., 9X in the same manner, and receives digital signals such as the remaining capacity from these battery state detection circuits 9.
【００３８】各々の分割ユニットから残容量が伝送され
るバッテリＥＣＵ８は、各々の分割ユニットの残容量が
最大充電容量の２０％〜８０％の範囲内で行われるよう
に、充放電を制御する。The battery ECU 8 to which the remaining capacity is transmitted from each division unit controls charging / discharging so that the remaining capacity of each division unit is within the range of 20% to 80% of the maximum charge capacity.
【００３９】なお、外部通信バス１０を介して行われる
デジタル信号の通信は、３〜４回繰り返し行うことで、
雑音等の影響で間違った信号が伝送されるのを防止でき
る。電池状態検出回路９は、分割ユニットが異常である
かどうかのデジタル信号と、残容量のデジタル信号を順
番にバッテリＥＣＵ８に伝送し、バッテリＥＣＵ８はそ
の結果を車側コントローラ１２に送信する。以後、この
動作が繰り返し行われる。The digital signal communication performed via the external communication bus 10 is repeated 3 to 4 times,
It is possible to prevent a wrong signal from being transmitted due to the influence of noise or the like. The battery state detection circuit 9 sequentially transmits a digital signal indicating whether the divided unit is abnormal and a digital signal indicating the remaining capacity to the battery ECU 8, and the battery ECU 8 transmits the result to the vehicle-side controller 12. Thereafter, this operation is repeated.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明の自動車用の電源装置は、バッテ
リＥＣＵの負荷を軽くして安価なものを使用しながら、
各々の電池モジュールで構成される分割ユニットの状態
を独立してより詳細に検出できる特長がある。それは、
本発明の電源装置が、複数の分割ユニットにそれぞれ電
池状態検出回路を接続しており、この電池状態検出回路
が各々の分割ユニットの状態を検出し、検出された分割
ユニットの状態を外部通信バスを介してバッテリＥＣＵ
に伝送しているからである。このように、複数の電池状
態検出回路が各々の分割ユニットの状態を独立して検出
する電源装置は、各分割ユニットの状態をより詳細に検
出できると共に、バッテリＥＣＵの負荷を軽くして安価
なものを使用できる特長がある。The power supply device for an automobile of the present invention uses a cheaper battery ECU with a lighter load,
There is a feature that the state of the divided unit composed of each battery module can be independently detected in more detail. that is,
In the power supply device of the present invention, a battery state detection circuit is connected to each of the plurality of divided units, the battery state detection circuit detects the state of each divided unit, and the detected state of the divided unit is detected by an external communication bus. Through the battery ECU
Because it is transmitted to. As described above, the power supply device in which the plurality of battery state detection circuits independently detect the states of the respective division units can detect the states of the respective division units in more detail, reduce the load on the battery ECU, and are inexpensive. There is a feature that you can use things.
【００４１】とくに、この電源装置は、各々の分割ユニ
ットに接続される電池状態検出回路が各分割ユニットの
電圧を検出して各分割ユニットの状態を検出するので、
従来のように、各々の分割ユニットに配設された電圧セ
ンサーのリード線をバッテリＥＣＵに接続する必要がな
い。このように、複雑な配線を必要としない本発明の電
源装置は、衝突時の安全性と信頼性を向上できると共
に、雑音による誤差を少なくしてより正確に電池モジュ
ールで構成される分割ユニットの状態を検出できる特長
もある。Particularly, in this power supply device, the battery state detection circuit connected to each division unit detects the voltage of each division unit to detect the state of each division unit.
It is not necessary to connect the lead wire of the voltage sensor arranged in each division unit to the battery ECU as in the conventional case. As described above, the power supply device of the present invention that does not require complicated wiring can improve safety and reliability at the time of a collision, reduce errors due to noise, and more accurately detect a split unit composed of a battery module. There is also a feature that can detect the state.
【００４２】さらに、本発明の電源装置は、分割ユニッ
ト単位毎に同じ構成の電池状態検出回路を設置している
ため、分割ユニット数の増減に関係なく、汎用性のある
システムを構成することができる。また、電池状態検出
回路は、分割ユニットに近接して配置することができる
ため、各種配線を短くして検出精度を向上させることが
できると共に、組み立て性を上げることができる。さら
にまた、電池状態検出回路からの信号をデジタル信号で
送信することにより、信号線の安全性及び信頼性を向上
させることができる。Further, since the power supply device of the present invention is provided with the battery state detection circuit having the same structure for each divided unit, it is possible to form a versatile system regardless of the increase or decrease in the number of divided units. it can. Further, since the battery state detection circuit can be arranged close to the division unit, various wirings can be shortened to improve the detection accuracy and the assemblability can be improved. Furthermore, by transmitting the signal from the battery state detection circuit as a digital signal, the safety and reliability of the signal line can be improved.
【００４３】さらに、本発明の請求項２の電源装置は、
組電池に流れる電流を検出する電池電流検出回路を備え
ているので、各々の電池状態検出回路で検出される電圧
と、電池電流検出回路で検出される電流から各々の分割
ユニットの残容量を正確に演算できる。このため、この
電源装置は、分割ユニット単位で残容量を理想の状態に
制御して、各分割ユニットを構成する電池モジュールの
劣化を有効に防止し、電池モジュールの寿命を長くでき
る特長がある。Further, the power supply device according to claim 2 of the present invention is
Since the battery current detection circuit that detects the current flowing in the assembled battery is provided, the remaining capacity of each division unit can be accurately determined from the voltage detected by each battery state detection circuit and the current detected by the battery current detection circuit. Can be calculated to Therefore, this power supply device has a feature that the remaining capacity is controlled to an ideal state for each divided unit, the deterioration of the battery module forming each divided unit is effectively prevented, and the life of the battery module can be extended.
【図１】本発明の一実施例にかかる自動車用の電源装置
の内部構造を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a power supply device for an automobile according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例にかかる自動車用の電源装置
の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device for an automobile according to an embodiment of the present invention.
【図３】複数の電池モジュールを電池ケースに収納した
状態を示す概略斜視図FIG. 3 is a schematic perspective view showing a state where a plurality of battery modules are housed in a battery case.
１…電池モジュール
２…素電池
３…ケース ３Ａ…電池収納部 ３
Ｂ…衝撃吸収部
４…電池ケース
５…エンドプレート
６…バスバー
７…皿状接続体
８…バッテリＥＣＵ
９…電池状態検出回路
１０…外部通信バス
１１…電池電流検出回路
１２…車側コントローラDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery module 2 ... Unit cell 3 ... Case 3A ... Battery storage part 3
B ... Shock absorber 4 ... Battery case 5 ... End plate 6 ... Bus bar 7 ... Dish-shaped connection body 8 ... Battery ECU 9 ... Battery state detection circuit 10 ... External communication bus 11 ... Battery current detection circuit 12 ... Vehicle side controller
フロントページの続き (72)発明者 田中 邦穂 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 遠矢 正一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 八谷 武始 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 BA03 DA04 EA05 FA06 FA08 GC05 5H030 AA06 AS06 AS08 FF22 FF42 FF44 5H115 PA08 PA15 PC06 PG04 PI16 PU01 QN08 TI02 TI05 TI06 TI09 TI10 TU02 TU05 UI35Continued front page (72) Inventor Kuniho Tanaka 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Toya 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Hachiya 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. F-term (reference) 5G003 BA03 DA04 EA05 FA06 FA08 GC05 5H030 AA06 AS06 AS08 FF22 FF42 FF44 5H115 PA08 PA15 PC06 PG04 PI16 PU01 QN08 TI02 TI05 TI06 TI09 TI10 TU02 TU05 UI35
Claims (16)
る組電池と、組電池を構成している各々の分割ユニット
に接続している複数の電池状態検出回路(9)と、各々の
電池状態検出回路(9)に外部通信バス(10)を介して接続
しているバッテリＥＣＵ(8)とを備え、 前記電池状態検出回路(9)の各々が、前記分割ユニット
の電池電圧を検出する電圧検出器と、当該電圧検出器の
出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、電圧検
出器で検出した電圧から分割ユニットの状態を検出する
ユニット演算回路と、ユニット演算回路で検出された分
割ユニットの状態を外部通信バス(10)を介してバッテリ
ＥＣＵ(8)に伝送する通信回路を備え、電池状態検出回
路(9)のユニット演算回路で各々の分割ユニットの状態
を検出し、検出された分割ユニットの状態を外部通信バ
ス(10)を介してバッテリＥＣＵ(8)に伝送するようにし
てなる自動車用の電源装置。1. An assembled battery in which a plurality of divided units are connected in series, a plurality of battery state detection circuits (9) connected to each divided unit constituting the assembled battery, and each battery. A battery ECU (8) connected to the state detection circuit (9) via an external communication bus (10) is provided, and each of the battery state detection circuits (9) detects the battery voltage of the division unit. The voltage detector, the A / D converter that converts the output of the voltage detector into a digital signal, the unit arithmetic circuit that detects the state of the division unit from the voltage detected by the voltage detector, and the unit arithmetic circuit A communication circuit for transmitting the state of the divided units to the battery ECU (8) via the external communication bus (10), and detecting the state of each divided unit in the unit arithmetic circuit of the battery state detection circuit (9), The status of the detected split unit is A power supply device for an automobile adapted to transmit to a battery ECU (8) via a signal bus (10).
る組電池と、組電池を構成している各々の分割ユニット
に接続している複数の電池状態検出回路(9)と、組電池
に流れる電流を検出する電池電流検出回路(11)と、各々
の電池状態検出回路(9)に外部通信バス(10)を介して接
続しているバッテリＥＣＵ(8)とを備え、 前記電池状態検出回路(9)の各々が、前記分割ユニット
の電池電圧を検出する電圧検出器と、当該電圧検出器の
出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、電圧検
出器で検出される電圧と電池電流検出回路(11)で検出さ
れる電流から分割ユニットの残容量を演算するユニット
演算回路と、ユニット演算回路で演算された残容量を外
部通信バス(10)を介してバッテリＥＣＵ(8)に伝送する
通信回路を備え、電池状態検出回路(9)のユニット演算
回路で各々の分割ユニットの残容量を演算し、演算され
た残容量を外部通信バス(10)を介してバッテリＥＣＵ
(8)に伝送するようにしてなる自動車用の電源装置。2. An assembled battery in which a plurality of divided units are connected in series, a plurality of battery state detection circuits (9) connected to each divided unit constituting the assembled battery, and an assembled battery. A battery current detection circuit (11) for detecting a flowing current, and a battery ECU (8) connected to each battery state detection circuit (9) via an external communication bus (10), Each of the circuits (9) includes a voltage detector for detecting the battery voltage of the division unit, an A / D converter for converting the output of the voltage detector into a digital signal, and a voltage detected by the voltage detector. A unit arithmetic circuit that calculates the remaining capacity of the division unit from the current detected by the battery current detection circuit (11), and the remaining capacity calculated by the unit arithmetic circuit via the external communication bus (10) to the battery ECU (8) A battery state detection circuit (9) unit equipped with a communication circuit for transmitting to It calculates the remaining capacity of each of the division units in calculation circuit, the computed remaining capacity via an external communication bus (10) Battery ECU
A power supply device for an automobile adapted to transmit to (8).
列に接続しているひとつの電池モジュール(1)である請
求項１または２に記載される自動車用の電源装置。3. The power supply device for an automobile according to claim 1, wherein the division unit is one battery module (1) in which a plurality of unit cells (2) are connected in series.
(1)を直列に接続したもので、電池モジュール(1)が複数
の素電池(2)を直列に接続している請求項１または２に
記載される自動車用の電源装置。4. The dividing unit is a plurality of battery modules.
The power supply device for an automobile according to claim 1 or 2, wherein (1) is connected in series, and the battery module (1) connects a plurality of unit cells (2) in series.
電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備え、Ａ
／Ｄ変換器で変換されたデジタル信号の電池電流を外部
通信バス(10)を介して電池状態検出回路(9)に伝送する
請求項２に記載される自動車用の電源装置。5. The battery current detection circuit (11) includes an A / D converter for converting the detected battery current into a digital signal,
The power supply device for an automobile according to claim 2, wherein the battery current of the digital signal converted by the / D converter is transmitted to the battery state detection circuit (9) via the external communication bus (10).
出してアナログ信号の電圧信号に変換し、アナログ信号
である電流信号を各々の電池状態検出回路(9)に伝送す
る請求項２に記載される自動車用の電源装置。6. The battery current detection circuit (11) detects a battery current, converts it into a voltage signal of an analog signal, and transmits a current signal which is an analog signal to each battery state detection circuit (9). 2. A power supply device for an automobile described in 2.
池電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器でもっ
て、アナログ信号である電流信号をデジタル信号に変換
する請求項６に記載される自動車用の電源装置。7. The current signal, which is an analog signal, is converted into a digital signal by an A / D converter provided in the battery state detection circuit (9) for converting the battery voltage into a digital signal. Power supply for automobiles.
である電流信号をＡ／Ｄ変換器に変換する専用のＡ／Ｄ
変換器を備える請求項６に記載される自動車用の電源装
置。8. A dedicated A / D for converting a current signal, which is an analog signal, into an A / D converter by a battery state detection circuit (9).
7. A power supply device for an automobile according to claim 6, comprising a converter.
るユニット演算回路が、各々の分割ユニットの電池劣化
状態を演算する請求項１または２に記載される自動車用
の電源装置。9. The power supply device for an automobile according to claim 1, wherein a unit arithmetic circuit provided in each battery state detection circuit (9) calculates a battery deterioration state of each divided unit.
いるユニット演算回路が、各々の分割ユニットの最大充
電容量から電池劣化状態を判定する請求項９に記載され
る自動車用の電源装置。10. The power supply device for an automobile according to claim 9, wherein the unit arithmetic circuit provided in each battery state detection circuit (9) determines the battery deterioration state from the maximum charge capacity of each divided unit. .
いるユニット演算回路が、分割ユニットの電圧と電池電
流から電池劣化状態を判定する請求項９に記載される自
動車用の電源装置。11. The power supply device for an automobile according to claim 9, wherein the unit arithmetic circuit provided in each battery state detection circuit (9) determines the battery deterioration state from the voltage and battery current of the division unit.
トを構成する電池モジュール(1)の温度を検出する温度
検出器を備えている請求項１または２に記載される自動
車用の電源装置。12. The power supply device for an automobile according to claim 1, wherein the battery state detection circuit (9) includes a temperature detector for detecting the temperature of the battery module (1) constituting the division unit. .
ス(4)に収納しており、この電池ケース(4)の一部であっ
て、電池モジュール(1)を直列に接続するバスバー(6)を
固定しているエンドプレート(5)に電池状態検出回路(9)
を固定している請求項１または２に記載される自動車用
の電源装置。13. A bus bar (6) which houses a plurality of battery modules (1) in a battery case (4) and is a part of the battery case (4) for connecting the battery modules (1) in series. ) Is fixed to the end plate (5), the battery status detection circuit (9)
The power supply device for an automobile according to claim 1, wherein the power supply device is fixed.
ール(1)を直列に接続するバスバー(6)の電圧を検出して
電流を測定する請求項２に記載される自動車用の電源装
置。14. The power supply device for an automobile according to claim 2, wherein the battery current detection circuit (11) measures the current by detecting the voltage of the bus bar (6) connecting the battery modules (1) in series. .
おり、ケース(3)の内側で電池ケース(4)の外側にバッテ
リＥＣＵ(8)を配設している請求項１または２に記載さ
れる自動車用の電源装置。15. The battery case (4) is housed in the case (3), and the battery ECU (8) is arranged inside the case (3) and outside the battery case (4). Alternatively, the power supply device for an automobile described in 2.
ＡＮ、ＲＳ４８５、セントロニクスから選択されたバス
ラインである請求項１または２に記載される自動車用の
電源装置。16. The external communication bus (10) is RS232C, C
The power supply device for an automobile according to claim 1 or 2, which is a bus line selected from AN, RS485, and Centronics.
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