JP2004039333A

JP2004039333A - 組電池の異常検出装置

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Publication number: JP2004039333A
Application number: JP2002191978A
Authority: JP
Inventors: Makoto Iwashima; 岩島　誠
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-01
Also published as: JP4110858B2

Abstract

【課題】簡易な構成によりセルの過充電状態および過放電状態を検出する。
【解決手段】電流バイパス回路ａ１は、コンパレータＣ１を備え、セルｓ１の端子電圧Ｖｃと所定電圧Ｖ１とを比較することにより、セルｓ１に流れる充電電流の一部をバイパスさせる。異常検出回路ｆ１に含まれるコンパレータＣ２には、コンパレータＣ１の出力に基づいて、セルの異常判定を行うための基準電圧Ｖ２またはＶ３が入力される。これにより、１つのコンパレータＣ２を用いて、セルｓ１の過充電状態および過放電状態を検出することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池の過充電状態および過放電状態を検出する組電池の異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数個のセルを直列に接続して構成される組電池では、組電池の放電容量の低下を防止するために、セルの過充電状態および過放電状態を検出することが重要である。従来の組電池の異常検出装置では、過充電検出回路と過放電検出回路の２つの異常検出回路を備えることにより、セルの過充電状態と過放電状態とを検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の組電池の異常検出装置では、組電池の過充電状態と過放電状態を検出するために、組電池を構成するセルごとに、過充電異常検出回路と過放電異常検出回路の２つの回路を設けていたので、異常検出回路を構成する部品数が多くなるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、１つの異常検出回路により組電池の過充電状態および過放電状態を検出する組電池の異常検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明による、充電可能な複数のセルを直列に接続して構成される組電池の異常検出装置は、複数のセルごとに設けられ、対応するセルの端子電圧が第１の所定電圧以上になると対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス回路と、複数のセルごとに設けられ、対応するセルの異常を検出する異常検出回路とを備え、異常検出回路は、電流バイパス回路の電流バイパス機能が作動している時は対応するセルの過充電状態を検出する過充電検出回路として動作し、電流バイパス機能が作動していない時は対応するセルの過放電状態を検出する過放電検出回路として動作することにより、上記目的を達成する。
（２）本発明による組電池の異常検出装置は、複数のセルごとに設けられ、対応するセルの端子電圧が所定電圧以上になると対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス手段と、複数のセルごとに設けられ、対応するセルの端子電圧と基準電圧とを比較する電圧比較手段と、電流バイパス手段の電流バイパス機能の作動の有無に基づいて、電圧比較手段に入力する基準電圧を変更する基準電圧変更手段と、電圧比較手段による電圧比較結果に基づいて、対応するセルの過充電状態および過放電状態を検出する異常検出手段とを備えることにより、上記目的を達成する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明による組電池の異常検出装置によれば、異常検出回路は、電流バイパス回路の電流バイパス機能が作動している時は対応するセルの過充電状態を検出する過充電検出回路として動作し、電流バイパス機能が作動していない時は対応するセルの過放電状態を検出する過放電検出回路として動作するので、１つの異常検出回路によりセルの過充電および過放電を検出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
図１は、本発明による組電池の異常検出装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。第１の実施の形態における組電池の異常検出装置は、電流バイパス回路ａ１〜ａｎと、異常検出回路ｆ１〜ｆｎと、オア（ＯＲ）回路４とを備える。組電池１は、充電可能な複数のセルｓ１〜ｓｎを直列に接続して構成される。電流バイパス回路ａ１〜ａｎと異常検出回路ｆ１〜ｆｎは、各セルｓ１〜ｓｎごとに設けられている。
【０００８】
電流バイパス回路ａ１〜ａｎは、セルの端子電圧が第１の所定電圧Ｖ１より上昇して満充電に近い状態になったことを検出して、対応するセルｓ１〜ｓｎに流れる電流の一部をバイパスする回路である。すなわち、各セルによりＤＯＤ（放電深度）が異なるので、満充電に近い状態まで充電されたセルに接続された電流バイパス回路の電流バイパス機能を作動させて、セルに流れる充電電流を低下させるとともに、他のセルの充電を継続させることにより、各セル間の容量バラツキを抑制することができる。
【０００９】
異常検出回路ｆ１〜ｆｎは、充電時にセルの端子電圧が第２の所定電圧Ｖ２より上昇して過充電になったことを検出するとともに、放電時にセルの端子電圧が第３の所定電圧Ｖ３より下降して過放電になったことを検出する。セルの過充電状態または過放電状態を検出すると、異常検出信号をオア回路４に出力する。オア回路４は、いずれか１つの異常検出回路ｆ１〜ｆｎから異常検出信号が出力されると、セルに異常が発生したことを示す信号を組電池１の充放電を制御している制御装置（不図示）に出力する。
【００１０】
電流バイパス回路ａ１〜ａｎと異常検出回路ｆ１〜ｆｎの詳細な構成および動作について説明する。図２は、セルｓ１に接続される電流バイパス回路ａ１および異常検出回路ｆ１の詳細な構成を示している。電流バイパス回路ａ１は、コンパレータ（電圧比較器）Ｃ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、ＭＯＳトランジスタＱ１と、インバータＩＮＶ１とを備える。コンパレータＣ１の−端子には、対応するセルｓ１の端子電圧Ｖｃが印加され、＋端子には電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とで分割した電圧Ｖ１（＝Ｖｃｃ・Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））が印加される。コンパレータＣ１の出力端子は、インバータＩＮＶ１を介してＭＯＳトランジスタＱ１のゲート端子と接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ１のソース端子はセルｓ１の負極と接続され、ドレイン端子は抵抗Ｒ１を介してセルｓ１の正極と接続されている。
【００１１】
なお、コンパレータＣ１は、−端子に印加される端子電圧Ｖｃが＋端子に印加される基準となる第１の電圧Ｖ１よりも高い場合に、Ｌ（ロー）レベルの信号を出力する。このとき、ＭＯＳトランジスタＱ１がオンして電流バイパス回路ａ１の電流バイパス機能が作動する。すなわち、第１の所定電圧Ｖ１は、セルｓ１に流れる充電電流をバイパスさせるためのしきい値電圧であり、予め実験等により求めておく。従って、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３は、電圧Ｖ１を実現できるように設定する必要がある。
【００１２】
異常検出回路ｆ１は、コンパレータＣ２と、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、ＭＯＳトランジスタＱ２と、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１とを備える。ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート端子は、コンパレータＣ１の出力端子と接続されている。コンパレータＣ１の出力がＨ（ハイ）レベルの時（電流非バイパス時）は、ＭＯＳトランジスタＱ２はオンとなり、コンパレータＣ１の出力がＬレベルの時（電流バイパス時）は、ＭＯＳトランジスタＱ２はオフとなる。抵抗Ｒ６はＭＯＳトランジスタＱ２と並列に接続されているので、ＭＯＳトランジスタＱ２がオンの時には、抵抗Ｒ６には電流が流れない。
【００１３】
コンパレータＣ２の−端子には、セルｓ１の端子電圧Ｖｃが印加されるが、コンパレータＣ２の＋端子に印加される電圧は、ＭＯＳトランジスタＱ２のオン／オフ状態により異なる。ＭＯＳトランジスタＱ２がオフの時（電流バイパス時）には、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ５，Ｒ６の合成抵抗（Ｒ５＋Ｒ６）とで分割された電圧Ｖ２（＝Ｖｃｃ・（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６））が印加される。一方、ＭＯＳトランジスタＱ２がオンの時（電流非バイパス時）には、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とで分割された電圧Ｖ３（＝Ｖｃｃ・Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５））が印加される。
【００１４】
なお、第３の所定電圧Ｖ３はセルｓ１〜ｓｎの過放電を検出するためのしきい値電圧であり、第２の所定電圧Ｖ２はセルｓ１〜ｓｎの過充電を検出するためのしきい値電圧である。電圧Ｖ２およびＶ３は、予め実験等により求めておく。従って、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、電圧Ｖ２およびＶ３を実現できるように設定する必要がある。
【００１５】
イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の一方の入力端子は、コンパレータＣ２の出力端子と接続されており、他方の入力端子はコンパレータＣ１の出力端子と接続されている。イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１は、コンパレータＣ１，Ｃ２の双方の出力がＨレベルまたはＬレベルの時に、セルの過充電または過放電を示すＨレベルの信号を出力し、コンパレータＣ１，Ｃ２のいずれか一方の出力がＨレベルの場合には、セルに異常が存在しないことを示すＬレベルの信号を出力する。なお、コンパレータＣ１，Ｃ２に印加される電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の間には、Ｖ２＞Ｖ１＞Ｖ３の大小関係が成り立つ。
【００１６】
電流バイパス回路ａ１と異常検出回路ｆ１の動作について、図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は、セルｓ１の端子電圧Ｖｃと電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３との関係を示す図であり、図３（ｂ）は、インバータＩＮＶ１の出力、コンパレータＣ１，Ｃ２の出力、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力状態をそれぞれ示す動作波形図である。以下では、セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ３より低い状態から、電圧Ｖ２より高い状態まで徐々に変化（上昇）するものとして説明する。
【００１７】
−過放電の検出−
セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ３より低い場合には、コンパレータＣ１の出力はＨレベルとなる。従って、インバータＩＮＶ１を介してＭＯＳトランジスタＱ１のゲート端子に印加される電圧はＬレベルとなるので、ＭＯＳトランジスタＱ１はオフとなり、電流バイパス回路ａ１の電流バイパス機能は作動しない。一方、ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート端子にはＨレベルの電圧が印加されるので、ＭＯＳトランジスタＱ２はオンとなる。従って、コンパレータＣ２の＋端子には、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とで分割した電圧Ｖ３が印加されるので、コンパレータＣ２の出力はＨレベルとなる。この場合、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の２つの入力端子には、ともにＨレベルの信号が入力されるので、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力、すなわち、異常検出回路ｆ１の出力はＨレベルとなる。すなわち、セルｓ１が過放電であることを示す異常検出信号が出力される。
【００１８】
−セルが過充電でも過放電でも無い場合−
セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ３を越えた場合について説明する。コンパレータＣ１の出力は変わらないので、コンパレータＣ２の＋端子に印加される基準電圧はＶ３のままである。従って、コンパレータＣ２の出力は、ＨレベルからＬレベルに変わる。この場合、コンパレータＣ１の出力は変わらないため、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力、すなわち、異常検出回路ｆ１の出力は、ＨレベルからＬレベルに変化する。すなわち、セルｓ１が過放電であることを示す異常検出信号は解除される。
【００１９】
−電流バイパス機能の作動−
セルｓ１の端子電圧Ｖｃがさらに上昇して電圧Ｖ１よりも高くなると、コンパレータＣ１の出力がＨレベルからＬレベルに変化するので、インバータＩＮＶ１を介した出力はＨレベルとなる。その結果、ＭＯＳトランジスタＱ１はオンするので、抵抗Ｒ１とＭＯＳトランジスタＱ１とを介してバイパス電流が流れる。すなわち、セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ１を越えたことにより、電流バイパス機能が作動し、セルｓ１に流れる充電電流は減少する。
【００２０】
コンパレータＣ１の出力がＬレベルに変わることにより、ＭＯＳトランジスタＱ２はオフとなる。この結果、コンパレータＣ２の＋端子には、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ４と合成抵抗（Ｒ５＋Ｒ６）とで分割した電圧Ｖ２が印加されるので、コンパレータＣ２の出力はＬレベルからＨレベルに変化する。イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の入力端子には、ＨレベルとＬレベルの信号がそれぞれ入力されるので、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力、すなわち、異常検出回路ｆ１の出力はＬレベルのままであり、異常検出信号は出力されない。
【００２１】
−過充電の検出−
セルｓ１の端子電圧Ｖｃがさらに上昇して電圧Ｖ２を越えると、コンパレータＣ１の出力は変化せずに、コンパレータＣ２の出力がＨレベルからＬレベルに変化する。従って、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の２つの入力端子には、それぞれＬレベルの信号が入力されるので、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力、すなわち、異常検出回路ｆ１の出力はＬレベルからＨレベルに変化する。これにより、セルｓ１が過充電であることを示す異常検出信号が出力される。なお、上述したように、コンパレータＣ１の出力は変化しないので、電流バイパス機能は作動したままである。
【００２２】
第１の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、セルの容量バラツキを抑える電流バイパス回路ａ１〜ａｎと、セルの異常を検出する異常検出回路ｆ１〜ｆｎとを備え、異常検出回路ｆ１〜ｆｎは、電流バイパス回路ａ１〜ａｎの電流バイパス機能が作動しているときは過充電検出回路として機能し、電流バイパス機能が作動していないときは過放電検出回路として機能する。これにより、セルｓ１〜ｓｎの異常を検出するために、過充電検出回路と過放電検出回路の２つの回路を備える必要が無くなり、部品数が減少し、コストを削減することができる。
【００２３】
異常検出回路ｆ１〜ｆｎは、対応するセルｓ１〜ｓｎの端子電圧Ｖｃと、所定の基準電圧とを比較することにより、セルｓ１〜ｓｎの異常を検出するが、電流バイパス回路ａ１〜ａｎの電流バイパス機能が作動していない時には基準電圧として第２の所定電圧Ｖ２が用いられ、電流バイパス機能が作動している時には基準電圧として第３の所定電圧Ｖ３が用いられる。これにより、１つのコンパレータを用いて、セルの過放電状態と過充電状態とを検出することができる。
【００２４】
電流バイパス回路ａ１〜ａｎは、対応するセルｓ１〜ｓｎの端子電圧Ｖｃが第１の所定電圧Ｖ１より高い場合に、対応するセルｓ１〜ｓｎに流れる電流の一部をバイパスさせる。すなわち、電流バイパス回路ａ１〜ａｎは、対応するセルｓ１〜ｓｎの端子電圧Ｖｃに基づいて、電流バイパス機能の作動の有無を示す信号を異常検出回路ｆ１〜ｆｎに送信するので、確実に電流バイパス機能の作動の有無を検出することができ、基準電圧Ｖ２とＶ３との切替を行うことができる。
【００２５】
また、セルの過充電状態と過放電状態時にイクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１から出力される信号レベル（ロジックレベル）は、いずれもＨレベルとなり、過充電状態および過放電状態以外の状態では、Ｌレベルとなる。すなわち、過充電状態時と過放電状態時とにおいて、異常検出回路ｆ１から出力される信号レベルは同一であるので、簡易な構成により的確にセルの異常を検出することができる。
【００２６】
−第２の実施の形態−
第２の実施の形態における組電池の異常検出装置は、電流バイパス回路に特徴がある。すなわち、第２の実施の形態における組電池の異常検出装置に用いられる電流バイパス回路は、コンパレータの代わりにツェナーダイオードＺＤ１を有する。
【００２７】
図４は、セルｓ１に並列に接続されている電流バイパス回路ａ１と、異常検出回路ｆ１の詳細な構成を示す図である。異常検出回路ｆ１〜ｆｎの構成および動作は、第１の実施の形態の異常検出回路ｆ１〜ｆｎと同じであるので、説明は省略する。電流バイパス回路ａ１は、ツェナーダイオードＺＤ１と、ダイオードＤ１と、バイポーラトランジスタＱ３と、抵抗Ｒ７，Ｒ８とを備える。
【００２８】
抵抗Ｒ７、ツェナーダイオードＺＤ１およびダイオードＤ１は、直列に接続され、セルｓ１の正極と負極の間に接続されており、ツェナーダイオードＺＤ１とダイオードＤ１の接続部には、バイポーラトランジスタＱ３のベース端子が接続されている。バイポーラトランジスタＱ３のエミッタ端子は、セルｓ１の負極と接続されている。バイポーラトランジスタＱ３のコレクタ端子は、抵抗Ｒ８を介して電源電圧Ｖｃｃと接続されるとともに、異常検出回路ｆ１のＭＯＳトランジスタＱ２のゲート端子およびイクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の入力端子とも接続されている。
【００２９】
ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧は、セルｓ１の端子電圧Ｖｃが上述した基準電圧Ｖ１と等しくなった時に電流が流れ始めるような電圧値に設定されている。以下では、セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ１より低い状態から徐々に変化（上昇）するものとして、電流バイパス回路ａ１の電流バイパス機能、および、異常検出回路ｆ１の異常検出方法について説明する。
【００３０】
−端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ１より低い場合−
セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ１より低い場合には、ツェナーダイオードＺＤ１に加わる端子電圧は、ツェナー電圧に達していないので、ツェナーダイオードＺＤ１には電流が流れない。従って、抵抗Ｒ７およびダイオードＤ１にも電流が流れないので、電流バイパス機能は作動しない。この場合、バイポーラトランジスタＱ３のベース端子にも電流が流れないので、バイポーラトランジスタＱ３はオフ状態となっている。この場合、バイポーラトランジスタＱ３のコレクタ端子と接続されている抵抗Ｒ８には電流が流れないので、バイポーラトランジスタＱ３のコレクタ端子と接続されているイクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の入力端子には、Ｈレベルの信号が入力される。
【００３１】
なお、異常検出回路ｆ１の構成は、第１の実施の形態の異常検出回路ｆ１の構成と同じであるので、端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ３より低い場合の動作等については、第１の実施の形態と同じである。すなわち、端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ３より低い場合には、コンパレータＣ２の出力はＨレベルとなるので、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力はＨレベルとなり、セルｓ１が過放電であることを示す異常検出信号が出力される。また、端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ３より高く、電圧Ｖ１より低い場合には、コンパレータＣ２の出力がＬレベルとなるので、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力はＬレベルとなり、異常検出信号は解除される。
【００３２】
−端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ１を越えた場合−
セルｓ１の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖ１を越えると、ツェナーダイオードＺＤ１に印加される端子電圧はツェナー電圧に達するので、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れ始める。この結果、抵抗Ｒ７およびダイオードＤ１にも電流が流れるので、電流バイパス回路ａ１の電流バイパス機能が作動することになる。この場合、バイポーラトランジスタＱ３のベース端子にも電流が流れるので、バイポーラトランジスタＱ３はオフ状態からオン状態となり、抵抗Ｒ８にも電流が流れる。すなわち、バイポーラトランジスタＱ３のコレクタ端子と接続されているイクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の入力端子には、Ｌレベルの信号が入力される。
【００３３】
バイポーラトランジスタＱ３がオンとなることにより、ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート端子にもＬレベルの電圧が印加されるので、ＭＯＳトランジスタＱ２はオフとなる。すなわち、コンパレータＣ２の＋端子に印加される基準電圧は、Ｖ３からＶ２に変わる。異常検出回路ｆ１における動作は、第１の実施の形態と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３４】
第２の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、電流バイパス回路ａ１がコンパレータを備える代わりにツェナーダイオードＺＤ１を用いることにより、上述した第１の実施の形態における組電池の異常検出装置と同様の効果を得ることができる。第２の実施の形態における組電池の異常検出装置では、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れてバイポーラトランジスタＱ３がオンとなることにより、電流バイパス回路ａ１〜ａｎの電流バイパス機能が作動したことを示す信号が異常検出回路ｆ１〜ｆｎに出力される。換言すれば、電流バイパス回路ａ１〜ａｎは、バイパス電流の有無に基づいて、電流バイパス機能の作動の有無を示す信号を異常検出回路ｆ１〜ｆｎに出力するので、確実に電流バイパス機能の作動の有無を検出して、基準電圧Ｖ２とＶ３との切替を行うことができる。
【００３５】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、異常検出回路ｆ１〜ｆｎのコンパレータＣ２の＋端子に印可する基準電圧の切り替えを、電流バイパス回路ａ１〜ａｎからの信号ではなく、他の外部装置から出力される信号に基づいて行うようにしてもよい。他の外部装置とは、例えば、組電池１の充放電を管理するバッテリコントローラ等がある。また、コンパレータＣ１，Ｃ２の＋端子と出力端子との間に抵抗を挿入する等の公知技術を用いて、＋端子の基準電圧にヒステリシスを持たせるようにしてもよい。
【００３６】
特許請求の範囲の構成要素と第１の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、電流バイパス回路ａ１〜ａｎが電流バイパス回路を、異常検出回路ｆ１〜ｆｎが異常検出回路をそれぞれ構成する。また、コンパレータＣ２が電圧比較手段を、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６およびＭＯＳトランジスタＱ２が基準電圧変更手段を、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１が異常検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による組電池の異常検出装置の第１の実施の形態の構成を示す図
【図２】第１の実施の形態における電流バイパス回路と異常検出回路との詳細な構成を示す図
【図３】図３（ａ）は、セルの端子電圧Ｖｃと電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３との関係を示す図であり、図３（ｂ）は、インバータＩＮＶ１の出力、コンパレータＣ１，Ｃ２の出力、イクスクルーシブノアＥＸＮＯＲ１の出力状態をそれぞれ示す動作波形図
【図４】第２の実施の形態における電流バイパス回路と異常検出回路との詳細な構成を示す図
【符号の説明】
１…組電池、４…オア回路、ａ１〜ａｎ…電流バイパス回路、ｆ１〜ｆｎ…異常検出回路、Ｒ１〜Ｒ８…抵抗、Ｃ１，Ｃ２…コンパレータ、Ｑ１，Ｑ２…ＭＯＳトランジスタ、ＩＮＶ１…インバータ、ＥＸＮＯＲ１…イクスクルーシブノア、Ｑ３…バイポーラトランジスタ、Ｄ１…ダイオード、ＺＤ１…ツェナーダイオード、ｓ１〜ｓｎ…セル

Claims

充電可能な複数のセルを直列に接続して構成される組電池の異常検出装置において、
前記複数のセルごとに設けられ、対応するセルの端子電圧が第１の所定電圧以上になると前記対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス回路と、
前記複数のセルごとに設けられ、対応するセルの異常を検出する異常検出回路とを備え、
前記異常検出回路は、前記電流バイパス回路の電流バイパス機能が作動している時は対応するセルの過充電状態を検出する過充電検出回路として動作し、前記電流バイパス回路の電流バイパス機能が作動していない時は対応するセルの過放電状態を検出する過放電検出回路として動作することを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項１に記載の組電池の異常検出装置において、前記異常検出回路は、前記対応するセルの端子電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路であって、前記電流バイパス回路の電流バイパス機能が作動していない時には前記基準電圧として第２の所定電圧が入力され、前記電流バイパス回路の電流バイパス機能が作動している時には前記基準電圧として第３の所定電圧が入力されることを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項２に記載の組電池の異常検出装置において、
前記第２の所定電圧は前記第１の所定電圧よりも高い電圧値であり、前記第３の所定電圧は前記第１の所定電圧よりも低い電圧値であることを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の組電池の異常検出装置において、
前記異常検出回路が検出する異常検出信号レベルは、前記過充電状態を検出した時と前記過放電状態を検出した時とで同一であることを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の異常検出装置において、
前記電流バイパス回路は、前記電流バイパス機能の作動の有無を示す信号を前記異常検出回路に出力することを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項５に記載の組電池の異常検出装置において、
前記電流バイパス回路は、前記対応するセルの端子電圧に基づいて、前記電流バイパス機能の作動の有無を示す信号を前記異常検出回路に出力することを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項５に記載の組電池の異常検出装置において、
前記電流バイパス回路は、バイパス電流の有無に基づいて、前記電流バイパス機能の作動の有無を示す信号を前記異常検出回路に出力することを特徴とする組電池の異常検出装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の異常検出装置において、
前記異常検出回路は、前記電流バイパス回路以外の他の外部装置から出力された信号に基づいて、前記過充電検出回路と前記過放電検出回路との動作の切り替えを行うことを特徴とする組電池の異常検出装置。
充電可能な複数のセルを直列に接続して構成される組電池の異常検出装置において、
前記複数のセルごとに設けられ、対応するセルの端子電圧が所定電圧以上になると前記対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス手段と、
前記複数のセルごとに設けられ、対応するセルの端子電圧と基準電圧とを比較する電圧比較手段と、
前記電流バイパス手段の電流バイパス機能の作動の有無に基づいて、前記電圧比較手段に入力する基準電圧を変更する基準電圧変更手段と、
前記電圧比較手段による電圧比較結果に基づいて、前記対応するセルの過充電状態および過放電状態を検出する異常検出手段とを備えることを特徴とする組電池の異常検出装置。