JP2003070171A - 制御回路 - Google Patents
制御回路Info
- Publication number
- JP2003070171A JP2003070171A JP2001250996A JP2001250996A JP2003070171A JP 2003070171 A JP2003070171 A JP 2003070171A JP 2001250996 A JP2001250996 A JP 2001250996A JP 2001250996 A JP2001250996 A JP 2001250996A JP 2003070171 A JP2003070171 A JP 2003070171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium secondary
- battery
- terminal
- voltage
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧検出精度が向上し、低コスト、かつ、低
消費電流の制御回路を提供する。 【解決手段】 制御回路は、最上位のリチウム二次電池
Ｂ８の＋端子と最下位のリチウム二次電池Ｂ１の−端子
との間の電圧を作動電源とするＯＰアンプ６の正相入力
端子がリチウム二次電池Ｂ４、Ｂ５間に接続されてお
り、ＯＰアンプ６の逆相入力端子が仮想グランドとして
差動増幅器２やマイクロコンピュータ４に接続されてお
り、電池電圧の測定データを信号伝送するためのフォト
カプラ５が仮想グランドと最下位のリチウム二次電池Ｂ
１の−端子に接続されている。組電池１の中点と同電位
の仮想グランドを基準に各リチウム二次電池の電池電圧
が測定され、差動増幅器２の入力電圧が組電池の最下位
−端子を基準とする場合より低く、電圧検出誤差が小さ
い。
消費電流の制御回路を提供する。 【解決手段】 制御回路は、最上位のリチウム二次電池
Ｂ８の＋端子と最下位のリチウム二次電池Ｂ１の−端子
との間の電圧を作動電源とするＯＰアンプ６の正相入力
端子がリチウム二次電池Ｂ４、Ｂ５間に接続されてお
り、ＯＰアンプ６の逆相入力端子が仮想グランドとして
差動増幅器２やマイクロコンピュータ４に接続されてお
り、電池電圧の測定データを信号伝送するためのフォト
カプラ５が仮想グランドと最下位のリチウム二次電池Ｂ
１の−端子に接続されている。組電池１の中点と同電位
の仮想グランドを基準に各リチウム二次電池の電池電圧
が測定され、差動増幅器２の入力電圧が組電池の最下位
−端子を基準とする場合より低く、電圧検出誤差が小さ
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は制御回路に係り、特
に、複数個のリチウム二次電池を直列に接続した組電池
の制御回路に関する。
に、複数個のリチウム二次電池を直列に接続した組電池
の制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直列にリチウム二次電池等の単電
池が複数個直列に接続された組電池では、例えば、特開
平１１−１１３１８２号公報に開示されているように、
各単電池の電池電圧を差動増幅器により最下位−端子を
基準に検出していた。このように、各単電池の電池電圧
の検出が必要な理由は、組電池を構成するリチウム二次
電池が充放電に伴って過充電、過放電に陥った場合に、
組電池としての放電特性の低下、過充電での安全性の低
下、過放電での寿命特性の低下等を招くためである。
池が複数個直列に接続された組電池では、例えば、特開
平１１−１１３１８２号公報に開示されているように、
各単電池の電池電圧を差動増幅器により最下位−端子を
基準に検出していた。このように、各単電池の電池電圧
の検出が必要な理由は、組電池を構成するリチウム二次
電池が充放電に伴って過充電、過放電に陥った場合に、
組電池としての放電特性の低下、過充電での安全性の低
下、過放電での寿命特性の低下等を招くためである。
【０００３】図３に、このような電圧監視を行う従来の
制御回路の構成例を示す。図３に示すように、組電池１
は、８個のリチウム二次電池Ｂ１〜Ｂ８が直列に接続さ
れている。各リチウム二次電池の電池電圧は、差動増幅
器２を通じてマルチプレクサ３に入力され、マルチプレ
クサ３の出力はマイクロコンピュータ４のＡ／Ｄ変換に
入力される。マイクロコンピュータ４はマルチプレクサ
３の入力指定を出力ポートから指定し、マルチプレクサ
３から入力された電圧をＡ／Ｄ変換し、各リチウム二次
電池の電池電圧をデジタル値として測定する。また、マ
イクロコンピュータ４は、電池電圧の測定データについ
てフォトカプラ５を介して上位システムと通信を行う。
制御回路の構成例を示す。図３に示すように、組電池１
は、８個のリチウム二次電池Ｂ１〜Ｂ８が直列に接続さ
れている。各リチウム二次電池の電池電圧は、差動増幅
器２を通じてマルチプレクサ３に入力され、マルチプレ
クサ３の出力はマイクロコンピュータ４のＡ／Ｄ変換に
入力される。マイクロコンピュータ４はマルチプレクサ
３の入力指定を出力ポートから指定し、マルチプレクサ
３から入力された電圧をＡ／Ｄ変換し、各リチウム二次
電池の電池電圧をデジタル値として測定する。また、マ
イクロコンピュータ４は、電池電圧の測定データについ
てフォトカプラ５を介して上位システムと通信を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の制御回路では、最下位−端子を基準に差動増幅
器で各リチウム二次電池の電池電圧を検出していたの
で、入力電圧が高いほど差動増幅器の抵抗誤差の影響を
受け、リチウム二次電池の直列数が多くなるほど、上位
側のリチウム二次電池の電池電圧の検出誤差が大きくな
る、という問題点があった。リチウム二次電池では、電
圧検出の誤差は±数１０ｍＶ程度という高い精度が必要
であり、精度を確保するため差動増幅器の抵抗に高精度
の抵抗を用いるとコスト高となってしまう。
た従来の制御回路では、最下位−端子を基準に差動増幅
器で各リチウム二次電池の電池電圧を検出していたの
で、入力電圧が高いほど差動増幅器の抵抗誤差の影響を
受け、リチウム二次電池の直列数が多くなるほど、上位
側のリチウム二次電池の電池電圧の検出誤差が大きくな
る、という問題点があった。リチウム二次電池では、電
圧検出の誤差は±数１０ｍＶ程度という高い精度が必要
であり、精度を確保するため差動増幅器の抵抗に高精度
の抵抗を用いるとコスト高となってしまう。
【０００５】また、上位システムとの測定データの通信
にフォトカプラを用いる場合には、フォトカプラはある
程度の電流を通電しないと確実な信号伝送は行えない。
特に、スパークノイズが発生する自動車に搭載される組
電池又は複数個の組電池で構成される電池モジュールで
は、フォトカプラに一定量の電流を流す必要があり、制
御回路全体として消費電流が増加する傾向にある。消費
電流を低減するために、マイクロコンピュータ等の半導
体素子を低消費電力素子に変更することも可能である
が、コスト高となる、という問題点がある。
にフォトカプラを用いる場合には、フォトカプラはある
程度の電流を通電しないと確実な信号伝送は行えない。
特に、スパークノイズが発生する自動車に搭載される組
電池又は複数個の組電池で構成される電池モジュールで
は、フォトカプラに一定量の電流を流す必要があり、制
御回路全体として消費電流が増加する傾向にある。消費
電流を低減するために、マイクロコンピュータ等の半導
体素子を低消費電力素子に変更することも可能である
が、コスト高となる、という問題点がある。
【０００６】上記事案に鑑み本発明は、電圧検出精度が
向上し、低コスト、かつ、低消費電流の制御回路を提供
することを課題とする。
向上し、低コスト、かつ、低消費電流の制御回路を提供
することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数個のリチウム二次電池を直列に接続
した組電池の制御回路であって、正相入力端子が抵抗を
介して前記組電池の任意の接続点と同電位となる仮想グ
ランドに接続され、前記組電池を構成する各リチウム二
次電池の＋端子の電圧を出力する差動増幅器を有するセ
ル電圧変換回路と、前記仮想グランドを基準に前記各リ
チウム二次電池の電池電圧を測定する測定回路と、を備
える。
に、本発明は、複数個のリチウム二次電池を直列に接続
した組電池の制御回路であって、正相入力端子が抵抗を
介して前記組電池の任意の接続点と同電位となる仮想グ
ランドに接続され、前記組電池を構成する各リチウム二
次電池の＋端子の電圧を出力する差動増幅器を有するセ
ル電圧変換回路と、前記仮想グランドを基準に前記各リ
チウム二次電池の電池電圧を測定する測定回路と、を備
える。
【０００８】本発明では、セル電圧変換回路が差動増幅
器を有して構成されており、セル電圧変換回路は、正相
入力端子が抵抗を介して組電池の任意の接続点と同電位
となる仮想グランドに接続されており、出力端子からは
組電池を構成する各リチウム二次電池の＋端子の電圧が
出力される。そして、測定回路により、仮想グランドを
基準に各リチウム二次電池の電池電圧が測定される。本
発明によれば、組電池の任意の接続点と同電位の仮想グ
ランドを基準に各リチウム二次電池の電池電圧が測定さ
れるので、セル電圧変換回路の差動増幅器の入力電圧が
組電池の最下位−端子を基準とする場合より低く、電圧
検出誤差が小さくなり、測定回路での各リチウム二次電
池の電圧検出精度を向上させることができる。
器を有して構成されており、セル電圧変換回路は、正相
入力端子が抵抗を介して組電池の任意の接続点と同電位
となる仮想グランドに接続されており、出力端子からは
組電池を構成する各リチウム二次電池の＋端子の電圧が
出力される。そして、測定回路により、仮想グランドを
基準に各リチウム二次電池の電池電圧が測定される。本
発明によれば、組電池の任意の接続点と同電位の仮想グ
ランドを基準に各リチウム二次電池の電池電圧が測定さ
れるので、セル電圧変換回路の差動増幅器の入力電圧が
組電池の最下位−端子を基準とする場合より低く、電圧
検出誤差が小さくなり、測定回路での各リチウム二次電
池の電圧検出精度を向上させることができる。
【０００９】この場合において、仮想グランドを組電池
の中点（組電池を構成するリチウム二次電池数ｎが偶数
の場合：ｎ／２とｎ／２＋１番目のリチウム二次電池
間、奇数の場合：（ｎ−１）／２と（ｎ＋１）／２番目
のリチウム二次電池間）とすれば、各差動増幅器の同相
入力電圧除去比を同一と仮定したときに、電圧検出誤差
は組電池の最下位−端子を基準にする場合の半分となる
ので、電圧検出精度を更に向上させることができると共
に、電圧検出精度が向上することから差動増幅器に使用
される抵抗の精度を一定以下に抑えることができるの
で、制御回路のコストを低減させることができる。この
とき、測定回路で測定した各リチウム二次電池の電池電
圧を信号転送するためのフォトカプラを更に備え、セル
電圧変換回路の作動電源を組電池を構成するリチウム二
次電池の最上位＋端子と最下位−端子とし、測定回路の
作動電源を最上位＋端子と仮想グランドとの間から供給
し、フォトカプラの主駆動電源を仮想グランドと最下位
−端子との間から供給するようにすれば、フォトカプラ
を仮想グランドと最下位−端子の間で駆動することでフ
ォトカプラと測定回路とは直列接続されるので、消費電
流を（フォトカプラ駆動電流＋測定回路電流）からフォ
トカプラ駆動電流と測定回路電流のいずれか大きい方の
電流値まで低減させることができる。
の中点（組電池を構成するリチウム二次電池数ｎが偶数
の場合：ｎ／２とｎ／２＋１番目のリチウム二次電池
間、奇数の場合：（ｎ−１）／２と（ｎ＋１）／２番目
のリチウム二次電池間）とすれば、各差動増幅器の同相
入力電圧除去比を同一と仮定したときに、電圧検出誤差
は組電池の最下位−端子を基準にする場合の半分となる
ので、電圧検出精度を更に向上させることができると共
に、電圧検出精度が向上することから差動増幅器に使用
される抵抗の精度を一定以下に抑えることができるの
で、制御回路のコストを低減させることができる。この
とき、測定回路で測定した各リチウム二次電池の電池電
圧を信号転送するためのフォトカプラを更に備え、セル
電圧変換回路の作動電源を組電池を構成するリチウム二
次電池の最上位＋端子と最下位−端子とし、測定回路の
作動電源を最上位＋端子と仮想グランドとの間から供給
し、フォトカプラの主駆動電源を仮想グランドと最下位
−端子との間から供給するようにすれば、フォトカプラ
を仮想グランドと最下位−端子の間で駆動することでフ
ォトカプラと測定回路とは直列接続されるので、消費電
流を（フォトカプラ駆動電流＋測定回路電流）からフォ
トカプラ駆動電流と測定回路電流のいずれか大きい方の
電流値まで低減させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明が
適用可能な制御回路の実施の形態について説明する。
適用可能な制御回路の実施の形態について説明する。
【００１１】図１に示すように、本実施形態の制御回路
は、８個のリチウム二次電池Ｂ１〜Ｂ８が直列に接続さ
れた組電池１の各リチウム電池Ｂの電圧検出回路であ
る。本制御回路は、各リチウム電池Ｂの数に対応した差
動増幅器２を備えている。差動増幅器２は、ＯＰアンプ
と４本の抵抗とで構成されている。ＯＰアンプの正相入
力端子には抵抗７１及び７２の一端が接続されており、
抵抗７１の他端はリチウム二次電池Ｂ８の＋端子に接続
されている。ＯＰアンプの逆相入力端子は抵抗７２及び
７４の一端に接続されており、抵抗７２の他端はリチウ
ム二次電池Ｂ８の−端子及び１つ下位の差動増幅器の正
相入力端子に当該差動増幅器の抵抗７１を介して接続さ
れている。
は、８個のリチウム二次電池Ｂ１〜Ｂ８が直列に接続さ
れた組電池１の各リチウム電池Ｂの電圧検出回路であ
る。本制御回路は、各リチウム電池Ｂの数に対応した差
動増幅器２を備えている。差動増幅器２は、ＯＰアンプ
と４本の抵抗とで構成されている。ＯＰアンプの正相入
力端子には抵抗７１及び７２の一端が接続されており、
抵抗７１の他端はリチウム二次電池Ｂ８の＋端子に接続
されている。ＯＰアンプの逆相入力端子は抵抗７２及び
７４の一端に接続されており、抵抗７２の他端はリチウ
ム二次電池Ｂ８の−端子及び１つ下位の差動増幅器の正
相入力端子に当該差動増幅器の抵抗７１を介して接続さ
れている。
【００１２】抵抗７３の他端は仮想グランドに接続され
ている。抵抗７４の他端はＯＰアンプの出力端子に接続
されており、ＯＰアンプの出力端子はマルチプレクサ３
に接続されている。また、差動増幅器２の正電源端子
（ＶＣＣ）は最上位のリチウム二次電池Ｂ８の＋端子に
接続されており、負電源端子（ＶＥＥ）は最下位のリチ
ウム二次電池Ｂ１の−端子に接続されている。
ている。抵抗７４の他端はＯＰアンプの出力端子に接続
されており、ＯＰアンプの出力端子はマルチプレクサ３
に接続されている。また、差動増幅器２の正電源端子
（ＶＣＣ）は最上位のリチウム二次電池Ｂ８の＋端子に
接続されており、負電源端子（ＶＥＥ）は最下位のリチ
ウム二次電池Ｂ１の−端子に接続されている。
【００１３】下位の差動増幅器２は、最上位のリチウム
二次電池Ｂ８に接続された差動増幅器２と同一の構成と
接続とがなされているが、最下位のリチウム二次電池Ｂ
１に接続された差動増幅器２は抵抗７２の他端が最下位
のリチウム二次電池Ｂ１の−端子に接続されている点で
異なっている。
二次電池Ｂ８に接続された差動増幅器２と同一の構成と
接続とがなされているが、最下位のリチウム二次電池Ｂ
１に接続された差動増幅器２は抵抗７２の他端が最下位
のリチウム二次電池Ｂ１の−端子に接続されている点で
異なっている。
【００１４】組電池１の中点は、リチウム二次電池Ｂ４
の＋端子とリチウム二次電池Ｂ５の−端子との間の接続
点とされている。このような接続点は、組電池１を構成
するいずれか２個のリチウム二次電池の間とすることが
できるが、特に上位側のリチウム二次電池の電圧検出精
度を高めるためには、組電池１を構成するリチウム二次
電池Ｂの個数ｎに応じて、個数ｎが偶数の場合には、ｎ
／２番目のリチウム二次電池とｎ／２＋１番目のリチウ
ム二次電池との間、個数ｎが奇数の場合には、（ｎ−
１）／２番目のリチウム二次電池と（ｎ＋１）／２番目
のリチウム二次電池の間とすることが好ましい。本実施
形態では、リチウム二次電池の個数ｎが８で偶数である
ので、８／２番面（＝４番目）のリチウム二次電池Ｂ４
と８／２＋１番目（＝５番目）のリチウム二次電池Ｂ５
との間が中点として求められる。
の＋端子とリチウム二次電池Ｂ５の−端子との間の接続
点とされている。このような接続点は、組電池１を構成
するいずれか２個のリチウム二次電池の間とすることが
できるが、特に上位側のリチウム二次電池の電圧検出精
度を高めるためには、組電池１を構成するリチウム二次
電池Ｂの個数ｎに応じて、個数ｎが偶数の場合には、ｎ
／２番目のリチウム二次電池とｎ／２＋１番目のリチウ
ム二次電池との間、個数ｎが奇数の場合には、（ｎ−
１）／２番目のリチウム二次電池と（ｎ＋１）／２番目
のリチウム二次電池の間とすることが好ましい。本実施
形態では、リチウム二次電池の個数ｎが８で偶数である
ので、８／２番面（＝４番目）のリチウム二次電池Ｂ４
と８／２＋１番目（＝５番目）のリチウム二次電池Ｂ５
との間が中点として求められる。
【００１５】また、制御回路６は、正電源端子
（ＶＣＣ）を最上位のリチウム二次電池Ｂ８の＋端子に
接続し、負電源端子（ＶＥＥ）を最下位のリチウム二次
電池Ｂ１の−端子に接続したＯＰアンプ６を備えてい
る。ＯＰアンプ６の正相入力端子は上述した中点に接続
されており、逆相入力端子は仮想グランドに接続されて
いる。ＯＰアンプ６の出力は、ＮＰＮ形トランジスタ及
びＰＮＰ形トランジスタのベースに接続されている。Ｎ
ＰＮ形トランジスタのコレクタは最上位のリチウム二次
電池Ｂ８の＋端子に接続に接続されており、ＰＮＰ形ト
ランジスタのコレクタは最下位のリチウム二次電池Ｂ１
の−端子に接続されている。また、ＮＰＮ形トランジス
タ及びＰＮＰ形トランジスタのエミッタは仮想グランド
に接続されている。更に、この仮想グランドと最上位の
リチウム二次電池Ｂ８の＋端子との間の電圧が電源部の
電圧とされており、マイクロコンピュータ４を含む各部
の作動電源が電源部から供給される構成とされている。
（ＶＣＣ）を最上位のリチウム二次電池Ｂ８の＋端子に
接続し、負電源端子（ＶＥＥ）を最下位のリチウム二次
電池Ｂ１の−端子に接続したＯＰアンプ６を備えてい
る。ＯＰアンプ６の正相入力端子は上述した中点に接続
されており、逆相入力端子は仮想グランドに接続されて
いる。ＯＰアンプ６の出力は、ＮＰＮ形トランジスタ及
びＰＮＰ形トランジスタのベースに接続されている。Ｎ
ＰＮ形トランジスタのコレクタは最上位のリチウム二次
電池Ｂ８の＋端子に接続に接続されており、ＰＮＰ形ト
ランジスタのコレクタは最下位のリチウム二次電池Ｂ１
の−端子に接続されている。また、ＮＰＮ形トランジス
タ及びＰＮＰ形トランジスタのエミッタは仮想グランド
に接続されている。更に、この仮想グランドと最上位の
リチウム二次電池Ｂ８の＋端子との間の電圧が電源部の
電圧とされており、マイクロコンピュータ４を含む各部
の作動電源が電源部から供給される構成とされている。
【００１６】マルチプレクサ３はマイクロコンピュータ
４のＡ／Ｄ入力ポートに接続されており、マイクロコン
ピュータ４の出力ポートはマルチプレクサ３に接続され
ている。従って、マイクロコンピュータ４はマルチプレ
クサ３の入力指定を出力ポートから指定し、マルチプレ
クサ３から入力された電圧を、仮想グランドの電圧を基
準電圧としてＡ／Ｄ変換し、各リチウム二次電池の電池
電圧をデジタル値として測定する。また、マイクロコン
ピュータ４は、電池電圧の測定データについてフォトカ
プラ５を介して上位システムと通信を行うために、シリ
アル出力ポートを有している。フォトカプラ５の発光ダ
イオードのアノードには抵抗の一端が接続されており、
この抵抗の他端は仮想グランドに接続されている。発光
ダイオードのカソードはＮＰＮ形トランジスタのコレク
タに接続されており、ＮＰＮ形トランジスタのエミッタ
は最下位のリチウム二次電池Ｂ１の−端子に接続されて
いる。また、マイクロコンピュータ４のシリアル出力ポ
ートにはＰＮＰ形トランジスタのベースが接続されてお
り、ＰＮＰ形トランジスタのエミッタは電源部に、コレ
クタは抵抗を介してＮＰＮ形トランジスタのベースに接
続されている。
４のＡ／Ｄ入力ポートに接続されており、マイクロコン
ピュータ４の出力ポートはマルチプレクサ３に接続され
ている。従って、マイクロコンピュータ４はマルチプレ
クサ３の入力指定を出力ポートから指定し、マルチプレ
クサ３から入力された電圧を、仮想グランドの電圧を基
準電圧としてＡ／Ｄ変換し、各リチウム二次電池の電池
電圧をデジタル値として測定する。また、マイクロコン
ピュータ４は、電池電圧の測定データについてフォトカ
プラ５を介して上位システムと通信を行うために、シリ
アル出力ポートを有している。フォトカプラ５の発光ダ
イオードのアノードには抵抗の一端が接続されており、
この抵抗の他端は仮想グランドに接続されている。発光
ダイオードのカソードはＮＰＮ形トランジスタのコレク
タに接続されており、ＮＰＮ形トランジスタのエミッタ
は最下位のリチウム二次電池Ｂ１の−端子に接続されて
いる。また、マイクロコンピュータ４のシリアル出力ポ
ートにはＰＮＰ形トランジスタのベースが接続されてお
り、ＰＮＰ形トランジスタのエミッタは電源部に、コレ
クタは抵抗を介してＮＰＮ形トランジスタのベースに接
続されている。
【００１７】従って、本実施形態の制御回路が図３に示
した従来の制御回路と大きく異なっているのは、（１）
最上位のリチウム二次電池Ｂ８の＋端子と最下位のリチ
ウム二次電池Ｂ１の−端子との間の電圧を作動電源とす
るＯＰアンプ６の正相入力端子がリチウム二次電池
Ｂ４、Ｂ５間に接続されている点、（２）ＯＰアンプ６
の逆相入力端子が仮想グランドとして差動増幅器２やマ
イクロコンピュータ４に接続されている点、及び（３）
電池電圧の測定データを信号伝送するためのフォトカプ
ラ５をこの仮想グランドと最下位のリチウム二次電池Ｂ
１の−端子に接続されている点である。
した従来の制御回路と大きく異なっているのは、（１）
最上位のリチウム二次電池Ｂ８の＋端子と最下位のリチ
ウム二次電池Ｂ１の−端子との間の電圧を作動電源とす
るＯＰアンプ６の正相入力端子がリチウム二次電池
Ｂ４、Ｂ５間に接続されている点、（２）ＯＰアンプ６
の逆相入力端子が仮想グランドとして差動増幅器２やマ
イクロコンピュータ４に接続されている点、及び（３）
電池電圧の測定データを信号伝送するためのフォトカプ
ラ５をこの仮想グランドと最下位のリチウム二次電池Ｂ
１の−端子に接続されている点である。
【００１８】上記実施形態の制御回路の各差動増幅器２
の抵抗７１、７２、７３、７４に０．１％精度の抵抗を
使用して多数個の実施例の制御回路を作製した。また、
実施例の制御回路の効果を確認するために、図３に示し
た従来の制御回路の各差動増幅器２の抵抗７１、７２、
７３、７４に、実施例と同様に、０．１％精度の抵抗を
使用して多数個の比較例の制御回路を作製した。
の抵抗７１、７２、７３、７４に０．１％精度の抵抗を
使用して多数個の実施例の制御回路を作製した。また、
実施例の制御回路の効果を確認するために、図３に示し
た従来の制御回路の各差動増幅器２の抵抗７１、７２、
７３、７４に、実施例と同様に、０．１％精度の抵抗を
使用して多数個の比較例の制御回路を作製した。
【００１９】実施例及び比較例の各制御回路について、
２５°Ｃの常温下で電圧検出誤差を測定した。図２に両
者の電圧誤差特性を示す。この電圧誤差特性は、誤差の
３σの範囲を示したものである。図２に示すように、比
較例の制御回路では電圧検出誤差が４０ｍＶであったの
に対し、実施例の制御回路では３０ｍＶであった。従っ
て、リチウム二次電池の電圧検出精度が向上したことが
確認できた。
２５°Ｃの常温下で電圧検出誤差を測定した。図２に両
者の電圧誤差特性を示す。この電圧誤差特性は、誤差の
３σの範囲を示したものである。図２に示すように、比
較例の制御回路では電圧検出誤差が４０ｍＶであったの
に対し、実施例の制御回路では３０ｍＶであった。従っ
て、リチウム二次電池の電圧検出精度が向上したことが
確認できた。
【００２０】また、実施例及び比較例の各制御回路につ
いて、消費電流の平均値を求めた。なお、上述した３σ
の範囲外のものは、実施例及び比較例の制御回路共に作
製不良として平均の母数及び対象から除外した。消費電
流測定の結果、比較例の制御回路の平均値は５４ｍＡで
あったのに対し、実施例の制御回路の平均値は４３ｍＡ
であり、従来の制御回路に比較して消費電流が２０％低
減したことが確認できた。
いて、消費電流の平均値を求めた。なお、上述した３σ
の範囲外のものは、実施例及び比較例の制御回路共に作
製不良として平均の母数及び対象から除外した。消費電
流測定の結果、比較例の制御回路の平均値は５４ｍＡで
あったのに対し、実施例の制御回路の平均値は４３ｍＡ
であり、従来の制御回路に比較して消費電流が２０％低
減したことが確認できた。
【００２１】このように、リチウム二次電池の電圧検出
精度が向上したのは、組電池１の中点と同電位の仮想グ
ランドを基準に各リチウム二次電池の電池電圧を測定し
たためであり、中点を基準に電池電圧を測定すること
で、上位側に行くに従って誤差が累積される従来の制御
回路と比べ、理論的にも各リチウム二次電池の電圧検出
精度の向上が図られることが分かる。また、消費電流が
低減したのは、上述したように従来例と異なる構成を採
ることで、消費電流をフォトカプラ５の駆動電流と測定
回路電流（ＯＰアンプ、トランジスタを流れる電流の総
和）との大きい方の電流値とすることで両者の累積消費
電流を避けるように構成したためである。
精度が向上したのは、組電池１の中点と同電位の仮想グ
ランドを基準に各リチウム二次電池の電池電圧を測定し
たためであり、中点を基準に電池電圧を測定すること
で、上位側に行くに従って誤差が累積される従来の制御
回路と比べ、理論的にも各リチウム二次電池の電圧検出
精度の向上が図られることが分かる。また、消費電流が
低減したのは、上述したように従来例と異なる構成を採
ることで、消費電流をフォトカプラ５の駆動電流と測定
回路電流（ＯＰアンプ、トランジスタを流れる電流の総
和）との大きい方の電流値とすることで両者の累積消費
電流を避けるように構成したためである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
組電池の任意の接続点と同電位の仮想グランドを基準に
各リチウム二次電池の電池電圧が測定されるので、セル
電圧変換回路の差動増幅器の入力電圧が組電池の最下位
−端子を基準とする場合より低く、電圧検出誤差が小さ
くなり、測定回路での各リチウム二次電池の電圧検出精
度を向上させることができる、という効果を得ることが
できる。
組電池の任意の接続点と同電位の仮想グランドを基準に
各リチウム二次電池の電池電圧が測定されるので、セル
電圧変換回路の差動増幅器の入力電圧が組電池の最下位
−端子を基準とする場合より低く、電圧検出誤差が小さ
くなり、測定回路での各リチウム二次電池の電圧検出精
度を向上させることができる、という効果を得ることが
できる。
【図１】本発明が適用可能な実施の形態の制御回路のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】実施例の制御回路のリチウム二次電池の電圧検
出誤差を示す特性線図である。
出誤差を示す特性線図である。
【図３】従来の制御回路の構成例を示すブロック図であ
る。
る。
１ 組電池
２ 差動増幅器（セル電圧変換回路の一部）
３ マルチプレクサ（セル電圧変換回路の一部）
４ マイクロコンピュータ（測定回路）
５ フォトカプラ
６ ＯＰアンプ（セル電圧変換回路の一部）
Ｂ１〜Ｂ８ リチウム二次電池
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB11 CB12 CC04 CC12
CC16 CC19 CC24 CC27 CD04
CD14
5G003 BA03 CA14 EA06 GA10 GC05
5H030 AA03 AA04 AA06 AA10 AS20
FF43 FF44
Claims (3)
- 【請求項１】 複数個のリチウム二次電池を直列に接続
した組電池の制御回路であって、 正相入力端子が抵抗を介して前記組電池の任意の接続点
と同電位となる仮想グランドに接続され、前記組電池を
構成する各リチウム二次電池の＋端子の電圧を出力する
差動増幅器を有するセル電圧変換回路と、 前記仮想グランドを基準に前記各リチウム二次電池の電
池電圧を測定する測定回路と、を備えたことを特徴とす
る制御回路。 - 【請求項２】 前記仮想グランドを前記組電池の中点
（前記組電池を構成するリチウム二次電池数ｎが偶数の
場合：ｎ／２とｎ／２＋１番目のリチウム二次電池間、
奇数の場合：（ｎ−１）／２と（ｎ＋１）／２番目のリ
チウム二次電池間）としたことを特徴とする請求項１に
記載の制御回路。 - 【請求項３】 前記測定回路で測定した各リチウム二次
電池の電池電圧を信号転送するためのフォトカプラを更
に備え、前記セル電圧変換回路は前記組電池を構成する
リチウム二次電池の最上位＋端子と最下位−端子とを作
動電源とし、前記測定回路の作動電源は前記最上位＋端
子と前記仮想グランドとの間から供給され、前記フォト
カプラの主駆動電源が前記仮想グランドと前記最下位−
端子との間から供給されることを特徴とする請求項２に
記載の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250996A JP4026337B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250996A JP4026337B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003070171A true JP2003070171A (ja) | 2003-03-07 |
| JP4026337B2 JP4026337B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=19079715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001250996A Expired - Fee Related JP4026337B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4026337B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008136336A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-06-12 | Denso Corp | 半導体集積回路装置 |
| US7759903B2 (en) | 2006-03-23 | 2010-07-20 | Keihin Corporation | Battery voltage measurement circuit, battery voltage measurement method, and battery electric control unit |
| JP2013240272A (ja) * | 2008-07-01 | 2013-11-28 | Hitachi Ltd | 電池システム |
| JP2017501382A (ja) * | 2013-10-25 | 2017-01-12 | エルジー・ケム・リミテッド | 少ない数の絶縁素子を使用して２次保護信号及び診断信号を伝送できるバッテリー管理システム |
| US9647466B2 (en) | 2008-07-01 | 2017-05-09 | Hitachi, Ltd. | Battery system in which information transmission occurs via insulating circuits |
-
2001
- 2001-08-22 JP JP2001250996A patent/JP4026337B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7759903B2 (en) | 2006-03-23 | 2010-07-20 | Keihin Corporation | Battery voltage measurement circuit, battery voltage measurement method, and battery electric control unit |
| JP2008136336A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-06-12 | Denso Corp | 半導体集積回路装置 |
| US7893656B2 (en) | 2006-10-25 | 2011-02-22 | Denso Corporation | Semiconductor integrated circuit device for monitoring cell voltages |
| JP4702331B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2011-06-15 | 株式会社デンソー | 半導体集積回路装置 |
| JP2013240272A (ja) * | 2008-07-01 | 2013-11-28 | Hitachi Ltd | 電池システム |
| US9647466B2 (en) | 2008-07-01 | 2017-05-09 | Hitachi, Ltd. | Battery system in which information transmission occurs via insulating circuits |
| US10554054B2 (en) | 2008-07-01 | 2020-02-04 | Hitachi, Ltd. | Battery system in which information transmission occurs via insulating circuits |
| JP2017501382A (ja) * | 2013-10-25 | 2017-01-12 | エルジー・ケム・リミテッド | 少ない数の絶縁素子を使用して２次保護信号及び診断信号を伝送できるバッテリー管理システム |
| US9711977B2 (en) | 2013-10-25 | 2017-07-18 | Lg Chem, Ltd. | Battery management system for transmitting secondary protection signal and diagnosis signal using a small number of insulation elements |
| US9780578B2 (en) | 2013-10-25 | 2017-10-03 | Lg Chem, Ltd. | Battery management system for transmitting secondary protection signal and diagnosis signal using a small number of insulation elements |
| US10177579B2 (en) | 2013-10-25 | 2019-01-08 | Lg Chem, Ltd. | Battery management system for transmitting secondary protection signal and diagnosis signal using a small number of insulation elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4026337B2 (ja) | 2007-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7394222B2 (en) | Power supply apparatus with function for correcting for erroneous detection | |
| JP5353914B2 (ja) | 電池電圧監視装置 | |
| US6919706B2 (en) | Voltage measuring circuit of battery pack | |
| JP4841402B2 (ja) | 過充電・過放電検出回路を備える電源装置 | |
| KR100666817B1 (ko) | 배터리의 밸런싱 장치 및 방법 | |
| JP4598815B2 (ja) | 二次電池用充電回路 | |
| JP5353915B2 (ja) | 電池電圧監視装置 | |
| JP4836729B2 (ja) | 車両用の電源装置とこの電源装置の断線検出方法 | |
| EP2330431A1 (en) | Battery pack and method of sensing voltage of battery pack | |
| US8227944B2 (en) | Vertical bus circuits | |
| US5886502A (en) | Cell balance circuit having rechargeable cells | |
| JP2006149068A (ja) | 組電池管理装置 | |
| JP4693761B2 (ja) | 組電池システム | |
| JP2012016174A (ja) | 車両用の電源装置 | |
| KR100332334B1 (ko) | 과충전 및 과방전 검출회로 및 충전형 전원장치 | |
| JP2012044768A (ja) | 半導体回路及び半導体装置 | |
| US9281698B2 (en) | Battery pack | |
| US7741814B2 (en) | Power supply device | |
| JP2003070171A (ja) | 制御回路 | |
| JP2015097461A (ja) | 組電池電圧検出装置 | |
| JP2006121776A (ja) | 組電池のセル電圧均等化装置 | |
| US6969973B2 (en) | Apparatus for calculating remaining battery capacity | |
| JP4086009B2 (ja) | 電池用過充電過放電検出回路 | |
| JP2001286065A (ja) | 複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路 | |
| KR20210104458A (ko) | 배터리 장치 및 전류 센서 진단 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060427 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070918 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071001 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |