JP2003061254A - 組電池の電圧検出装置 - Google Patents
組電池の電圧検出装置Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １或いは複数の単電池からなる電池モジュー
ルを直列に接続して構成される組電池を対象として、各
電池モジュールの電圧を検出する装置において、部品点
数の削減、断線発生の確実な検出、並びに電池残量の均
等化処理を可能とする。 【解決手段】 本発明に係る電圧検出装置は、各電池モ
ジュールの一方の電位検出点から引き出されて他方の電
位検出点へ戻る電圧検出線３と、各電圧検出線３に介在
する開閉スイッチ21及び抵抗器22と、複数の電池モジュ
ールから伸びる複数の電圧検出線３が貫通して各電圧検
出線３に流れる電流を電気的絶縁状態で測定する電流測
定器４と、電流測定器４による電流測定値に基づいて各
電池モジュールの電圧を検出すると共に、各開閉スイッ
チ21を開閉制御するマイクロコンピュータ５とを具えて
いる。
ルを直列に接続して構成される組電池を対象として、各
電池モジュールの電圧を検出する装置において、部品点
数の削減、断線発生の確実な検出、並びに電池残量の均
等化処理を可能とする。 【解決手段】 本発明に係る電圧検出装置は、各電池モ
ジュールの一方の電位検出点から引き出されて他方の電
位検出点へ戻る電圧検出線３と、各電圧検出線３に介在
する開閉スイッチ21及び抵抗器22と、複数の電池モジュ
ールから伸びる複数の電圧検出線３が貫通して各電圧検
出線３に流れる電流を電気的絶縁状態で測定する電流測
定器４と、電流測定器４による電流測定値に基づいて各
電池モジュールの電圧を検出すると共に、各開閉スイッ
チ21を開閉制御するマイクロコンピュータ５とを具えて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の走行
用モータの電源等として用いられる組電池の電圧を検出
する回路に関するものである。
用モータの電源等として用いられる組電池の電圧を検出
する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッド車等の電気自動車に
おいては、走行用モータの電源として、複数の二次電池
を直列に接続してなる組電池が搭載されている。この様
な組電池においては、通常、２００〜３００Ｖの高電圧
を発生する必要があるため、例えば１セル当りの出力が
約３.６Ｖのリチウム系の二次電池では６０〜８０セル
が直列に接続され、１セル当りの出力が約１.２ＶのＮ
ｉＭＨ系の二次電池では２００セル程度が直列に接続さ
れて、組電池が構成される。
おいては、走行用モータの電源として、複数の二次電池
を直列に接続してなる組電池が搭載されている。この様
な組電池においては、通常、２００〜３００Ｖの高電圧
を発生する必要があるため、例えば１セル当りの出力が
約３.６Ｖのリチウム系の二次電池では６０〜８０セル
が直列に接続され、１セル当りの出力が約１.２ＶのＮ
ｉＭＨ系の二次電池では２００セル程度が直列に接続さ
れて、組電池が構成される。
【０００３】この様な組電池においては、全ての二次電
池の充電状態が均等であることが望ましい。例えば１本
の二次電池が７０％の充電率であり、他の二次電池が５
０％の充電率である場合、充電可能な電気量は、充電率
７０％の二次電池が満充電になるまでの３０％相当であ
るため、仮に３０％相当を超えて充電を行なうと、充電
率が７０％であった二次電池は、充電率が１００％を超
えることとなって、寿命が大幅に短くなる。その結果、
組電池としての寿命も短くなる。
池の充電状態が均等であることが望ましい。例えば１本
の二次電池が７０％の充電率であり、他の二次電池が５
０％の充電率である場合、充電可能な電気量は、充電率
７０％の二次電池が満充電になるまでの３０％相当であ
るため、仮に３０％相当を超えて充電を行なうと、充電
率が７０％であった二次電池は、充電率が１００％を超
えることとなって、寿命が大幅に短くなる。その結果、
組電池としての寿命も短くなる。
【０００４】そこで、図４に示す如き電圧監視システム
を構成して、組電池(10)を構成する各電池モジュールの
電圧を監視することが行なわれている。該システムにお
いては、複数個の二次電池を直列に接続して電池モジュ
ールが構成され、更に複数の電池モジュールを直列に接
続して組電池(10)が構成されている。
を構成して、組電池(10)を構成する各電池モジュールの
電圧を監視することが行なわれている。該システムにお
いては、複数個の二次電池を直列に接続して電池モジュ
ールが構成され、更に複数の電池モジュールを直列に接
続して組電池(10)が構成されている。
【０００５】組電池(10)の両端及び電池モジュールどう
しの連結点(電位検出点)からはそれぞれ、電圧検出線が
引き出され、これらの電圧検出線は電圧検出回路(７)に
接続されている。電圧検出回路(７)によって検出された
各電池モジュールの電圧は、全体制御回路(８)に入力さ
れる。又、温度検出回路(81)によって電池の温度が検出
されると共に、電流検出回路(82)によって電池に流れる
電流が検出され、これらの検出結果は全体制御回路(８)
に入力される。全体制御回路(８)は、上記の入力データ
に基づいて、電池の残量を算出すると共に、電池に異常
が発生していないかどうかを監視し、監視結果は、通信
線を経て外部の制御システムへ供給される。
しの連結点(電位検出点)からはそれぞれ、電圧検出線が
引き出され、これらの電圧検出線は電圧検出回路(７)に
接続されている。電圧検出回路(７)によって検出された
各電池モジュールの電圧は、全体制御回路(８)に入力さ
れる。又、温度検出回路(81)によって電池の温度が検出
されると共に、電流検出回路(82)によって電池に流れる
電流が検出され、これらの検出結果は全体制御回路(８)
に入力される。全体制御回路(８)は、上記の入力データ
に基づいて、電池の残量を算出すると共に、電池に異常
が発生していないかどうかを監視し、監視結果は、通信
線を経て外部の制御システムへ供給される。
【０００６】ところで、上述の如き電圧監視システムに
おいては、組電池(10)全体の電圧が２００〜３００Ｖに
対して、例えばＮｉＭＨ系の二次電池の電圧は、１セル
当り１.２Ｖ程度であるため、全体電圧の監視だけで
は、各二次電池の状態を把握することは困難である。従
って、電圧監視システムにおいては、少なくともモジュ
ール単位で電圧を監視することが必要となる。
おいては、組電池(10)全体の電圧が２００〜３００Ｖに
対して、例えばＮｉＭＨ系の二次電池の電圧は、１セル
当り１.２Ｖ程度であるため、全体電圧の監視だけで
は、各二次電池の状態を把握することは困難である。従
って、電圧監視システムにおいては、少なくともモジュ
ール単位で電圧を監視することが必要となる。
【０００７】図５は、モジュール単位で電圧の監視を行
なう従来の電圧検出回路(７)の構成を表わしている(特
開平１１−１６０３６７号、特開平１１−１６０３７１
号参照)。図５において、組電池(10)は４つの電池ブロ
ックに分割され、５つの電池モジュールから１つの電池
ブロックが構成されており、電池ブロック毎に、差分演
算回路(71)、アナログ−デジタル変換器(72)、及び絶縁
インターフェース(73)が直列に接続されて、モジュール
毎に電池電圧を検出する電圧検出回路(７)が構成されて
いる。尚、ＮｉＭＨ系の二次電池の場合、１モジュール
の電圧は１２Ｖ前後となる。
なう従来の電圧検出回路(７)の構成を表わしている(特
開平１１−１６０３６７号、特開平１１−１６０３７１
号参照)。図５において、組電池(10)は４つの電池ブロ
ックに分割され、５つの電池モジュールから１つの電池
ブロックが構成されており、電池ブロック毎に、差分演
算回路(71)、アナログ−デジタル変換器(72)、及び絶縁
インターフェース(73)が直列に接続されて、モジュール
毎に電池電圧を検出する電圧検出回路(７)が構成されて
いる。尚、ＮｉＭＨ系の二次電池の場合、１モジュール
の電圧は１２Ｖ前後となる。
【０００８】差分演算回路(71)は、各電池モジュールの
両端電圧の差分を検出し、その検出値はアナログ−デジ
タル変換器(72)に供給されて、デジタル値に変換された
後、フォトカプラ等からなる絶縁インターフェース(73)
を経て、全体制御回路(８)へ供給される。この様に絶縁
インターフェース(73)を介在させることによって、高電
圧の組電池(10)と全体制御回路(８)の間を電気的に絶縁
している。
両端電圧の差分を検出し、その検出値はアナログ−デジ
タル変換器(72)に供給されて、デジタル値に変換された
後、フォトカプラ等からなる絶縁インターフェース(73)
を経て、全体制御回路(８)へ供給される。この様に絶縁
インターフェース(73)を介在させることによって、高電
圧の組電池(10)と全体制御回路(８)の間を電気的に絶縁
している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の電圧検出回路(７)においては、電池モジュー
ル毎に１つの差分演算回路と周辺抵抗を配備する必要が
あるばかりでなく、組電池(10)と全体制御回路(８)の間
を絶縁するための絶縁インターフェース(73)を装備する
必要があるため、回路の部品点数が多くなる問題があっ
た。又、電圧検出線が断線した場合の挙動が不明である
ため、電圧検出線の断線を確実に検出することが困難で
あった。
示す従来の電圧検出回路(７)においては、電池モジュー
ル毎に１つの差分演算回路と周辺抵抗を配備する必要が
あるばかりでなく、組電池(10)と全体制御回路(８)の間
を絶縁するための絶縁インターフェース(73)を装備する
必要があるため、回路の部品点数が多くなる問題があっ
た。又、電圧検出線が断線した場合の挙動が不明である
ため、電圧検出線の断線を確実に検出することが困難で
あった。
【００１０】更に又、従来の電圧検出回路においては、
各電池モジュールの残容量を均等化するためには、別
途、残容量の大きな電池モジュールを放電させるための
放電回路(特開平8-19188、特開平10-322925、特開平10-
32936等)を装備する必要があり、これによって、回路規
模が大きくなる問題があった。
各電池モジュールの残容量を均等化するためには、別
途、残容量の大きな電池モジュールを放電させるための
放電回路(特開平8-19188、特開平10-322925、特開平10-
32936等)を装備する必要があり、これによって、回路規
模が大きくなる問題があった。
【００１１】そこで本発明の目的は、部品点数の削減が
可能であり、然も断線の発生を確実に検出することが可
能であり、更には、電池残量を均等化するための回路構
成の簡易化を図ることが出来る組電池の電圧検出装置を
提供することである。
可能であり、然も断線の発生を確実に検出することが可
能であり、更には、電池残量を均等化するための回路構
成の簡易化を図ることが出来る組電池の電圧検出装置を
提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る組電池の電
圧検出装置は、各電池モジュールの一方の電位検出点か
ら引き出されて他方の電位検出点へ戻る電圧検出線と、
各電圧検出線に介在する開閉スイッチ及び抵抗器と、複
数の電池モジュールから伸びる複数の電圧検出線が貫通
して、各電圧検出線に流れる電流を電気的絶縁状態で測
定するための電流測定器と、電流測定器による電流測定
値に基づいて、各電池モジュールの電圧を検出する演算
回路と、各電圧検出線に介在する開閉スイッチを開閉制
御する制御回路とを具えている。
圧検出装置は、各電池モジュールの一方の電位検出点か
ら引き出されて他方の電位検出点へ戻る電圧検出線と、
各電圧検出線に介在する開閉スイッチ及び抵抗器と、複
数の電池モジュールから伸びる複数の電圧検出線が貫通
して、各電圧検出線に流れる電流を電気的絶縁状態で測
定するための電流測定器と、電流測定器による電流測定
値に基づいて、各電池モジュールの電圧を検出する演算
回路と、各電圧検出線に介在する開閉スイッチを開閉制
御する制御回路とを具えている。
【００１３】上記本発明の組電池の電圧検出装置におい
て、制御回路は、各電圧検出線に介在する開閉スイッチ
を順次、一定時間だけ閉じる制御を繰り返す。ここで、
１つの電池モジュールから伸びる電圧検出線に介在する
開閉スイッチが閉じられると、該電池モジュールの正極
側の電位検出点から、開閉スイッチ及び抵抗器を経て、
負極側の電位検出点へ戻る閉回路が形成されて、該電圧
検出線には、該電池モジュールの電圧と該抵抗器の抵抗
値に応じた電流が流れることになる。該電流の大きさ
は、電流測定器によって測定され、その測定値は、演算
回路に供給されて、電圧の大きさに換算されることにな
る。従って、全ての開閉スイッチを順次、閉じることに
よって、全ての電池モジュールの電圧が検出される。
て、制御回路は、各電圧検出線に介在する開閉スイッチ
を順次、一定時間だけ閉じる制御を繰り返す。ここで、
１つの電池モジュールから伸びる電圧検出線に介在する
開閉スイッチが閉じられると、該電池モジュールの正極
側の電位検出点から、開閉スイッチ及び抵抗器を経て、
負極側の電位検出点へ戻る閉回路が形成されて、該電圧
検出線には、該電池モジュールの電圧と該抵抗器の抵抗
値に応じた電流が流れることになる。該電流の大きさ
は、電流測定器によって測定され、その測定値は、演算
回路に供給されて、電圧の大きさに換算されることにな
る。従って、全ての開閉スイッチを順次、閉じることに
よって、全ての電池モジュールの電圧が検出される。
【００１４】上記本発明の組電池の電圧検出装置によれ
ば、電流検出線に流れる電流を測定して、該電流測定値
から電圧を導出する方式を採用しているので、従来装置
に装備されていた差分演算回路は不要である。又、電流
測定器は、組電池から伸びる複数本の電圧検出線と電気
的に非接触であり、電流検出器に接続されている演算回
路及び制御回路は、電流測定器によって、組電池と電気
的に絶縁されているので、従来の絶縁インターフェース
は不要である。この結果、回路の部品点数が大幅に削減
される。
ば、電流検出線に流れる電流を測定して、該電流測定値
から電圧を導出する方式を採用しているので、従来装置
に装備されていた差分演算回路は不要である。又、電流
測定器は、組電池から伸びる複数本の電圧検出線と電気
的に非接触であり、電流検出器に接続されている演算回
路及び制御回路は、電流測定器によって、組電池と電気
的に絶縁されているので、従来の絶縁インターフェース
は不要である。この結果、回路の部品点数が大幅に削減
される。
【００１５】具体的構成において、制御回路は、１本の
電圧検出線に介在する開閉スイッチを閉じたときの電流
測定器による電流測定値が実質的に零のとき、該電圧検
出線に断線が生じたものと推定する断線推定手段を具え
ている。該具体的構成において、１本の電圧検出線に断
線が生じたとき、該電圧検出線に介在する開閉スイッチ
を閉じたとしても、閉回路は形成されないので、該電圧
検出線に電流が流れることはなく、電流測定器による電
流測定の出力は実質的に零となる。従って、この様な場
合は、該電圧検出線に断線が生じたものと推定すること
が出来る。該具体的構成によれば、特別な構成を追加す
ることなく、電圧検出線の断線を確実に検出することが
出来る。
電圧検出線に介在する開閉スイッチを閉じたときの電流
測定器による電流測定値が実質的に零のとき、該電圧検
出線に断線が生じたものと推定する断線推定手段を具え
ている。該具体的構成において、１本の電圧検出線に断
線が生じたとき、該電圧検出線に介在する開閉スイッチ
を閉じたとしても、閉回路は形成されないので、該電圧
検出線に電流が流れることはなく、電流測定器による電
流測定の出力は実質的に零となる。従って、この様な場
合は、該電圧検出線に断線が生じたものと推定すること
が出来る。該具体的構成によれば、特別な構成を追加す
ることなく、電圧検出線の断線を確実に検出することが
出来る。
【００１６】又、制御回路は、複数の電池モジュールに
ついての電圧検出動作を一定周期で繰り返す過程におい
て、各周期の電圧検出動作終了後、検出された電圧の高
い、若しくは該電圧から導出される電池残量が大きな１
或いは複数の電池モジュールを特定して、該電池モジュ
ールから伸びる電圧検出線に介在する開閉スイッチを一
定時間だけ閉じる残量均等化手段を具えている。該具体
的構成においては、前記特定された１或いは複数の電池
モジュールについて、各電池モジュールから伸びる電圧
検出線に介在する開閉スイッチを一定時間だけ閉じるこ
とによって、各電圧検出線に電流が流れ、抵抗器によっ
て電池モジュールの電力が消費される。従って、この動
作を繰り返すことによって、全ての電池モジュールの残
容量が均等化されることになる。該具体的構成によれ
ば、電圧検出に用いる開閉スイッチ及び抵抗器を利用し
て、全ての電池モジュールの残容量を均等化することが
出来る。
ついての電圧検出動作を一定周期で繰り返す過程におい
て、各周期の電圧検出動作終了後、検出された電圧の高
い、若しくは該電圧から導出される電池残量が大きな１
或いは複数の電池モジュールを特定して、該電池モジュ
ールから伸びる電圧検出線に介在する開閉スイッチを一
定時間だけ閉じる残量均等化手段を具えている。該具体
的構成においては、前記特定された１或いは複数の電池
モジュールについて、各電池モジュールから伸びる電圧
検出線に介在する開閉スイッチを一定時間だけ閉じるこ
とによって、各電圧検出線に電流が流れ、抵抗器によっ
て電池モジュールの電力が消費される。従って、この動
作を繰り返すことによって、全ての電池モジュールの残
容量が均等化されることになる。該具体的構成によれ
ば、電圧検出に用いる開閉スイッチ及び抵抗器を利用し
て、全ての電池モジュールの残容量を均等化することが
出来る。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係る組電池の電圧検出装置によ
れば、部品点数の削減が可能であり、然も断線の発生を
確実に検出することが可能であり、更には、電池残量を
均等化するための回路構成の簡易化を図ることが出来
る。
れば、部品点数の削減が可能であり、然も断線の発生を
確実に検出することが可能であり、更には、電池残量を
均等化するための回路構成の簡易化を図ることが出来
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電圧検出装置
の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、５つの電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ５からなる
組電池(１)の電圧検出装置の構成を表わしている。各電
池モジュールは、１或いは複数のリチウムイオン二次電
池から構成されている。尚、電池モジュールの数が６以
上であっても、同様に本発明の電圧検出装置を構成する
ことが可能である。
の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、５つの電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ５からなる
組電池(１)の電圧検出装置の構成を表わしている。各電
池モジュールは、１或いは複数のリチウムイオン二次電
池から構成されている。尚、電池モジュールの数が６以
上であっても、同様に本発明の電圧検出装置を構成する
ことが可能である。
【００１９】５つの電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ５の正
極側の電位検出点Ｖ１〜Ｖ５からは５本の電圧検出線
(３)が引き出され、これら５本の電圧検出線(３)の先端
は、５つの電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ５の負極側の電
位検出点Ｖ２〜Ｖ６に連結されている。５本の電圧検出
線(３)にはそれぞれ、開閉スイッチ(21)と抵抗器(22)と
が介在している。開閉スイッチ(21)としては、リレー等
の機械式のスイッチや、フォトＭＯＳリレー等の半導体
スイッチを採用することが出来るが、フォトＭＯＳリレ
ーによれば、スイッチの開閉回数に制限が無く、また応
答速度も速いため、機械式スイッチに比べて有利であ
る。又、５つの抵抗器(22)は互いに同一の抵抗値を有し
ている。
極側の電位検出点Ｖ１〜Ｖ５からは５本の電圧検出線
(３)が引き出され、これら５本の電圧検出線(３)の先端
は、５つの電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ５の負極側の電
位検出点Ｖ２〜Ｖ６に連結されている。５本の電圧検出
線(３)にはそれぞれ、開閉スイッチ(21)と抵抗器(22)と
が介在している。開閉スイッチ(21)としては、リレー等
の機械式のスイッチや、フォトＭＯＳリレー等の半導体
スイッチを採用することが出来るが、フォトＭＯＳリレ
ーによれば、スイッチの開閉回数に制限が無く、また応
答速度も速いため、機械式スイッチに比べて有利であ
る。又、５つの抵抗器(22)は互いに同一の抵抗値を有し
ている。
【００２０】５本の電圧検出線(３)は、電流測定器(４)
の中央孔(40)を貫通して、電流測定器(４)と磁気的に結
合されている。電流測定器(４)は、電圧検出線(３)を流
れる電流によって発生する磁気を検出することにより、
該電流に比例した電流値若しくは電圧値(以下、電流測
定値という)を出力する、周知の構造を有するものであ
る。電流測定器(４)から得られる電流測定値は、Ａ／Ｄ
変換器(41)を経て、マイクロコンピュータ(５)に入力さ
れる。又、マイクロコンピュータ(５)及び電流測定器
(４)には、鉛蓄電池等の電源(６)から、必要な電力が供
給される。斯くして、電流測定器(４)を間に挟んで組電
池(１)側の回路とマイクロコンピュータ(５)側の回路と
が、電流測定器(４)によって互いに電気的に絶縁される
ことになる。
の中央孔(40)を貫通して、電流測定器(４)と磁気的に結
合されている。電流測定器(４)は、電圧検出線(３)を流
れる電流によって発生する磁気を検出することにより、
該電流に比例した電流値若しくは電圧値(以下、電流測
定値という)を出力する、周知の構造を有するものであ
る。電流測定器(４)から得られる電流測定値は、Ａ／Ｄ
変換器(41)を経て、マイクロコンピュータ(５)に入力さ
れる。又、マイクロコンピュータ(５)及び電流測定器
(４)には、鉛蓄電池等の電源(６)から、必要な電力が供
給される。斯くして、電流測定器(４)を間に挟んで組電
池(１)側の回路とマイクロコンピュータ(５)側の回路と
が、電流測定器(４)によって互いに電気的に絶縁される
ことになる。
【００２１】図２は、上記電圧検出装置による電圧検出
手続きを表わしている。先ずステップＳ１にて、全ての
開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を開き、ステップＳ２で
は、スイッチ番号のカウント値ｎを１に設定する。続い
て、ステップＳ３にて、開閉スイッチＳＷｎを閉じた
後、ステップＳ４にて、電流測定器から得られる電流測
定値にＡ／Ｄ変換を施す。これによって、電池モジュー
ルＶＢｎの電圧に比例した電圧検出値が得られることに
なる。尚、電流測定器の応答速度が低い場合は、ステッ
プＳ４の直前に待ち時間を設ければよい。その後、ステ
ップＳ５では、開閉スイッチＳＷｎを開き、ステップＳ
６にてカウント値ｎをカウントアップする。そして、ス
テップＳ７にてｎ＝６であるか否かを判断し、ノーの場
合はステップＳ３に戻って、次の電池モジュールについ
ての電圧検出を実行する。これによって全ての電池モジ
ュールについての電圧検出が終了し、ステップＳ７にて
イエスと判断されたとき、手続きを終了する。
手続きを表わしている。先ずステップＳ１にて、全ての
開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を開き、ステップＳ２で
は、スイッチ番号のカウント値ｎを１に設定する。続い
て、ステップＳ３にて、開閉スイッチＳＷｎを閉じた
後、ステップＳ４にて、電流測定器から得られる電流測
定値にＡ／Ｄ変換を施す。これによって、電池モジュー
ルＶＢｎの電圧に比例した電圧検出値が得られることに
なる。尚、電流測定器の応答速度が低い場合は、ステッ
プＳ４の直前に待ち時間を設ければよい。その後、ステ
ップＳ５では、開閉スイッチＳＷｎを開き、ステップＳ
６にてカウント値ｎをカウントアップする。そして、ス
テップＳ７にてｎ＝６であるか否かを判断し、ノーの場
合はステップＳ３に戻って、次の電池モジュールについ
ての電圧検出を実行する。これによって全ての電池モジ
ュールについての電圧検出が終了し、ステップＳ７にて
イエスと判断されたとき、手続きを終了する。
【００２２】尚、上述の電圧検出の過程で、ある電池モ
ジュールの電圧検出値が実質的にゼロであった場合は、
その電池モジュールＶＢｎから引き出された電圧検出線
に断線が生じているものと、高い確率で推定することが
出来るので、迅速な対応が可能であり、これによってシ
ステムの安全を図ることが出来る。
ジュールの電圧検出値が実質的にゼロであった場合は、
その電池モジュールＶＢｎから引き出された電圧検出線
に断線が生じているものと、高い確率で推定することが
出来るので、迅速な対応が可能であり、これによってシ
ステムの安全を図ることが出来る。
【００２３】図３は、上記本発明の電圧検出装置を利用
して、各電池モジュールの電圧検出と共に残容量の均等
化を図るための手続きを表わしている。先ずステップＳ
１０にて、上述の電圧検出手続きを実行する。次にステ
ップＳ１１では、全電池モジュールの電圧検出値の中か
ら最も小さな電圧検出値を検索し、該電圧検出値を電池
残量の最小値として検知する。
して、各電池モジュールの電圧検出と共に残容量の均等
化を図るための手続きを表わしている。先ずステップＳ
１０にて、上述の電圧検出手続きを実行する。次にステ
ップＳ１１では、全電池モジュールの電圧検出値の中か
ら最も小さな電圧検出値を検索し、該電圧検出値を電池
残量の最小値として検知する。
【００２４】尚、リチウムイオン二次電池においては、
電池残量は高い相関関係を伴って電圧値に反映されるの
で、電圧検出値を電池残量の指標とすることが出来る。
これに対し、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電
池では、このような傾向が弱いため、電圧値のみでは電
池残量の判定が難しく、通常は充放電電流値を軸とした
残量推定を行なう必要がある。
電池残量は高い相関関係を伴って電圧値に反映されるの
で、電圧検出値を電池残量の指標とすることが出来る。
これに対し、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電
池では、このような傾向が弱いため、電圧値のみでは電
池残量の判定が難しく、通常は充放電電流値を軸とした
残量推定を行なう必要がある。
【００２５】次に図３のステップＳ１２では、前記最小
の電圧検出値よりも所定値以上に、電池残量が大きな１
或いは複数の電池モジュールを選択する。そして、ステ
ップＳ１３では、前記選択された電池残量の大きな１或
いは複数の電池モジュールの正極端子に接続された開閉
スイッチ(21)を閉じる。これによって、該１或いは複数
の電池モジュールが放電され、時間の経過と共に各電池
モジュールの残量が他の電池モジュールの残量と揃うこ
ととなる。
の電圧検出値よりも所定値以上に、電池残量が大きな１
或いは複数の電池モジュールを選択する。そして、ステ
ップＳ１３では、前記選択された電池残量の大きな１或
いは複数の電池モジュールの正極端子に接続された開閉
スイッチ(21)を閉じる。これによって、該１或いは複数
の電池モジュールが放電され、時間の経過と共に各電池
モジュールの残量が他の電池モジュールの残量と揃うこ
ととなる。
【００２６】尚、図３の手続きは、例えば１００ｍ秒の
制御周期で繰り返し実行される。ここで、図３の手続き
を１回実行するのに必要な時間を約５ｍ秒と想定した場
合、１制御周期の残り約９５ｍ秒の大部分を電池モジュ
ールの放電、即ち残量の均等化に割り当てることが可能
である。
制御周期で繰り返し実行される。ここで、図３の手続き
を１回実行するのに必要な時間を約５ｍ秒と想定した場
合、１制御周期の残り約９５ｍ秒の大部分を電池モジュ
ールの放電、即ち残量の均等化に割り当てることが可能
である。
【００２７】上述の如く、本発明に係る組電池の電圧検
出装置によれば、図５に示す従来装置で必要であった差
分演算回路(71)や絶縁インターフェース(73)が不要とな
るので、部品点数の削減が可能である。又、電圧検出線
に断線が発生した場合、これを電流測定値の低下によっ
て確実に検出することが出来る。更には、電圧検出のた
めの回路構成、即ち電圧検出線(３)、開閉スイッチ(21)
及び抵抗器(22)を用いて、電池残量を均等化することが
出来るので、残量均等化のための専用回路を別途設ける
必要がなく、これによって回路構成の簡易化が図られ
る。
出装置によれば、図５に示す従来装置で必要であった差
分演算回路(71)や絶縁インターフェース(73)が不要とな
るので、部品点数の削減が可能である。又、電圧検出線
に断線が発生した場合、これを電流測定値の低下によっ
て確実に検出することが出来る。更には、電圧検出のた
めの回路構成、即ち電圧検出線(３)、開閉スイッチ(21)
及び抵抗器(22)を用いて、電池残量を均等化することが
出来るので、残量均等化のための専用回路を別途設ける
必要がなく、これによって回路構成の簡易化が図られ
る。
【００２８】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、上記実施例では各電池モジ
ュールの電圧を検出しているが、各単電池の電圧(セル
電圧)を検出することも可能である。
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、上記実施例では各電池モジ
ュールの電圧を検出しているが、各単電池の電圧(セル
電圧)を検出することも可能である。
【図１】本発明に係る組電池の電圧検出装置の構成を示
す結線図である。
す結線図である。
【図２】該電圧検出装置による電圧検出手続きを表わす
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】該電圧検出装置を用いた電池電圧検出及び残量
均等化処理の手続きを表わすフローチャートである。
均等化処理の手続きを表わすフローチャートである。
【図４】従来の電圧監視システムの構成を表わすブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】従来の電圧検出回路の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【符号の説明】
(１) 組電池
(21) 開閉スイッチ
(22) 抵抗器
(３) 電圧検出線
(４) 電流測定器
(５) マイクロコンピュータ
(６) 電源
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）
Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｐ
Claims (4)
- 【請求項１】 １或いは複数の単電池からなる電池モジ
ュールを直列に接続して構成される組電池において、各
電池モジュールの電圧を検出する装置であって、 各電池モジュールの一方の電位検出点から引き出されて
他方の電位検出点へ戻る電圧検出線と、 各電圧検出線に介在する開閉スイッチ及び抵抗器と、 複数の電池モジュールから伸びる複数の電圧検出線が貫
通して、各電圧検出線に流れる電流を電気的絶縁状態で
測定するための電流測定器と、 電流測定器による電流測定値に基づいて、各電池モジュ
ールの電圧を検出する演算回路と、 各電圧検出線に介在する開閉スイッチを開閉制御する制
御回路とを具えていることを特徴とする組電池の電圧検
出装置。 - 【請求項２】 制御回路は、各電圧検出線に介在する開
閉スイッチを順次、一定時間だけ閉じる制御を繰り返す
開閉制御手段を具えている請求項１に記載の電圧検出装
置。 - 【請求項３】 制御回路は、１本の電圧検出線に介在す
る開閉スイッチを閉じたときの電流測定器による電流測
定値が実質的に零のとき、該電圧検出線に断線が生じた
ものと推定する断線推定手段を具えている請求項２に記
載の電圧検出装置。 - 【請求項４】 制御回路は、複数の電池モジュールにつ
いての電圧検出動作を一定周期で繰り返す過程におい
て、各周期の電圧検出動作終了後、検出された電圧の高
い、若しくは該電圧から導出される電池残量が大きな１
或いは複数の電池モジュールを特定して、該電池モジュ
ールから伸びる電圧検出線に介在する開閉スイッチを一
定時間だけ閉じる残量均等化手段を具えている請求項２
又は請求項３に記載の電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240200A JP3545367B2 (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 組電池の電圧検出装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240200A JP3545367B2 (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 組電池の電圧検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003061254A true JP2003061254A (ja) | 2003-02-28 |
| JP3545367B2 JP3545367B2 (ja) | 2004-07-21 |
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ID=19070851
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001240200A Expired - Fee Related JP3545367B2 (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 組電池の電圧検出装置 |
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| JP (1) | JP3545367B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100768790B1 (ko) * | 2006-07-26 | 2007-10-22 | 김정민 | 전선정리구 |
| WO2009017009A1 (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 組電池の電圧均等化装置 |
| EP2190055A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-05-26 | Kabushi Kaisha Toshiba | Battery device comprising a voltage detection and control circuit |
| US7852047B2 (en) | 2007-09-20 | 2010-12-14 | Denso Corporation | Disconnection detection device of assembled battery system and disconnection detection method of same |
| WO2012132220A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電圧監視モジュール及びこれを用いた電圧監視システム |
| JP2012257392A (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Nippon Soken Inc | 組電池の容量調節装置 |
| KR101243007B1 (ko) | 2011-08-02 | 2013-03-15 | 넥스콘 테크놀러지 주식회사 | 비엠에스용 배터리 균등 제어장치 |
| CN109031151A (zh) * | 2018-10-10 | 2018-12-18 | 北京动力京工科技有限公司 | 一种低成本电池组串检测装置及检测方法 |
| CN109683054A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-26 | 常州格力博有限公司 | 电池包电压采集线束线序诊断装置及方法 |
| WO2023165300A1 (zh) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | 深圳英集芯科技股份有限公司 | 充电电路、装置及设备 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN103308860A (zh) * | 2012-03-15 | 2013-09-18 | 凹凸电子（武汉）有限公司 | 电池故障检测方法、电池故障检测装置及电池管理系统 |
| CN106505846B (zh) * | 2016-11-15 | 2019-03-26 | 上海玖行能源科技有限公司 | 一种软启动电路及软启动方法和直流充电桩 |
-
2001
- 2001-08-08 JP JP2001240200A patent/JP3545367B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2012132220A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電圧監視モジュール及びこれを用いた電圧監視システム |
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| US9945910B2 (en) | 2011-03-31 | 2018-04-17 | Renesas Electronics Corporation | Voltage monitoring module and voltage monitoring system which compares voltages to determine leakage |
| JP2012257392A (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Nippon Soken Inc | 組電池の容量調節装置 |
| KR101243007B1 (ko) | 2011-08-02 | 2013-03-15 | 넥스콘 테크놀러지 주식회사 | 비엠에스용 배터리 균등 제어장치 |
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