JP2005328684A - Abnormal cell detecting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an abnormal cell, without providing a cell controller. <P>SOLUTION: An abnormality discriminating portion A1-An provided for each cell outputs an abnormality detection signal and turns on its corresponding one of MOS transistor B1-Bn, if abnormality of its corresponding cell is detected. This constitutes a CR circuit with a resistor R1 and one of capacitors C1-Cn being connected to the turned-on one of the MOS transistors B1-Bn. Thus, the output of rectangular wave pulse signals from a battery controller 10 gradually raises a voltage at K1 point with a time constant τ of the CR circuit so that the pulse width of the rectangular wave pulse signals outputted from an AND circuit 6 has a value different from that of outputted pulses. Thus, an abnormal cell is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、組電池を構成する複数のセルの異常を検出する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for detecting an abnormality in a plurality of cells constituting an assembled battery.

所定数のセルにより構成されるモジュールごとにセルコントローラを設けて、モジュール内のセルの故障を検知し、セルの故障情報をシリアル通信にて、バッテリコントローラに送信する技術が知られている(特許文献1参照)。   A technique is known in which a cell controller is provided for each module composed of a predetermined number of cells, a failure of a cell in the module is detected, and cell failure information is transmitted to the battery controller via serial communication (patent) Reference 1).

特開2003−134683号公報JP 2003-134683 A

しかしながら、従来の技術では、セルの故障を検出するためにセルコントローラが必要であり、また、複数のセルコントローラとバッテリコントローラとの間で通信を行う必要があるため、装置の構成が複雑化するという問題があった。   However, in the conventional technique, a cell controller is required to detect a cell failure, and communication between a plurality of cell controllers and a battery controller is required, which complicates the configuration of the apparatus. There was a problem.

本発明による異常セル検出装置は、基準パルス幅を有する矩形波パルス信号を出力するパルス信号出力手段と、複数のセルごとに設けられて、対応するセルに異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、対応するセルに異常が発生していると判定されると、パルス信号出力手段から出力されたパルス信号のパルス幅を、異常が発生したセルごとに異なるように変更させるパルス幅変更手段と、基準パルス幅、および、パルス幅変更手段で変更されたパルス幅に基づいて、異常が発生したセルを検出する異常セル検出手段とを備えることを特徴とする。   An abnormal cell detection device according to the present invention is provided with a pulse signal output means for outputting a rectangular wave pulse signal having a reference pulse width, and is provided for each of a plurality of cells to determine whether or not an abnormality has occurred in the corresponding cell. And a pulse for changing the pulse width of the pulse signal output from the pulse signal output means to be different for each cell in which an abnormality has occurred when it is determined that an abnormality has occurred in the corresponding cell. An abnormal cell detection unit that detects a cell in which an abnormality has occurred based on the width changing unit, the reference pulse width, and the pulse width changed by the pulse width changing unit.

本発明による異常セル検出装置によれば、セルコントローラを設けずに、異常が発生したセルを検出することができるとともに、異常が発生したセルを特定することができる。   According to the abnormal cell detection device of the present invention, it is possible to detect a cell in which an abnormality has occurred without providing a cell controller, and to identify a cell in which an abnormality has occurred.

図1は、本発明による異常セル検出装置の一実施の形態の構成を示す図である。一実施の形態における異常セル検出装置は、異常判定部A1〜An(nは2以上の自然数)と、NチャネルMOSトランジスタB1〜Bn(以下、単に、MOSトランジスタB1〜Bnと呼ぶ)と、コンデンサC1〜Cnと、ダイオード5と、アンド回路6と、PチャネルMOSトランジスタ7(以下、単に、MOSトランジスタ7と呼ぶ)と、電源回路8と、抵抗R1,R2,R3と、コンデンサCaと、PNPトランジスタ9と、バッテリコントローラ10とを備える。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an abnormal cell detection device according to the present invention. An abnormal cell detection device according to an embodiment includes an abnormality determination unit A1 to An (n is a natural number of 2 or more), N channel MOS transistors B1 to Bn (hereinafter simply referred to as MOS transistors B1 to Bn), a capacitor C1-Cn, diode 5, AND circuit 6, P-channel MOS transistor 7 (hereinafter simply referred to as MOS transistor 7), power supply circuit 8, resistors R1, R2, R3, capacitor Ca, PNP A transistor 9 and a battery controller 10 are provided.

組電池1は、複数のセルS1〜Snを直列に接続して構成される。異常判定部A1〜An、MOSトランジスタB1〜Bn、および、コンデンサC1〜Cnは、それぞれ各セルS1〜Snに対応して設けられている。n個のコンデンサC1〜Cnの容量は、全て異なるものとする。   The assembled battery 1 is configured by connecting a plurality of cells S1 to Sn in series. Abnormality determination units A1 to An, MOS transistors B1 to Bn, and capacitors C1 to Cn are provided corresponding to the cells S1 to Sn, respectively. The capacities of the n capacitors C1 to Cn are all different.

異常判定部A1〜Anはそれぞれ、対応するセルS1〜Snの電圧と、所定の上限電圧とを比較することにより、セルの過充電異常を検出するとともに、セル電圧と所定の下限電圧とを比較することにより、セルの過放電異常を検出する。MOSトランジスタB1〜Bnのゲートは、異常判定部A1〜Anとそれぞれ接続されており、対応する異常判定部A1〜Anからセルの過充電異常または過放電異常を示す信号(正電圧)がゲートに入力されると、MOSトランジスタB1〜Bnはオンする。   Each of the abnormality determination units A1 to An detects a cell overcharge abnormality by comparing the voltage of the corresponding cell S1 to Sn with a predetermined upper limit voltage, and compares the cell voltage with a predetermined lower limit voltage. By doing so, an overdischarge abnormality of the cell is detected. The gates of the MOS transistors B1 to Bn are connected to the abnormality determination units A1 to An, respectively, and a signal (positive voltage) indicating a cell overcharge abnormality or overdischarge abnormality is supplied to the gate from the corresponding abnormality determination unit A1 to An. When input, the MOS transistors B1 to Bn are turned on.

アンド回路6の一方の入力端子は、各コンデンサC1〜Cnと接続されており、他方の入力端子は、ダイオード5のカソードと接続されている。また、アンド回路6の出力端子は、バッテリコントローラ10と接続されている。ダイオード5のアノードは、各コンデンサC1〜Cnと接続されており、抵抗R1は、ダイオード5と並列に接続されている。また、ダイオード5のカソードと抵抗R1とが接続されている接続点K2は、バッテリコントローラ10とも接続されている。   One input terminal of the AND circuit 6 is connected to the capacitors C <b> 1 to Cn, and the other input terminal is connected to the cathode of the diode 5. The output terminal of the AND circuit 6 is connected to the battery controller 10. The anode of the diode 5 is connected to each of the capacitors C <b> 1 to Cn, and the resistor R <b> 1 is connected in parallel with the diode 5. Further, a connection point K2 where the cathode of the diode 5 and the resistor R1 are connected is also connected to the battery controller 10.

抵抗R2およびコンデンサCaからなる直列回路は、組電池1と並列に接続されている。MOSトランジスタ7のゲートは、抵抗R2とコンデンサCaとの接続点K3と接続されており、ソースは組電池1の正極と接続されている。また、MOSトランジスタ7のドレインは、電源回路8を介して、組電池1の負極と接続されている。電源回路8は、MOSトランジスタ7がオンされている間に、異常判定部A1〜Anに電力を供給する。   A series circuit including the resistor R2 and the capacitor Ca is connected in parallel with the assembled battery 1. The gate of the MOS transistor 7 is connected to a connection point K3 between the resistor R2 and the capacitor Ca, and the source is connected to the positive electrode of the assembled battery 1. The drain of the MOS transistor 7 is connected to the negative electrode of the assembled battery 1 through the power supply circuit 8. The power supply circuit 8 supplies power to the abnormality determination units A1 to An while the MOS transistor 7 is turned on.

抵抗R3の一端は接続点K3と接続されており、他端は、PNPトランジスタ9のエミッタと接続されている。PNPトランジスタ9のベースは、バッテリコントローラ10と接続されており、コレクタは組電池1の負極と接続されている。   One end of the resistor R3 is connected to the connection point K3, and the other end is connected to the emitter of the PNP transistor 9. The base of the PNP transistor 9 is connected to the battery controller 10, and the collector is connected to the negative electrode of the assembled battery 1.

バッテリコントローラ10による異常セルの検出方法について説明する。以下では、セルS2〜Snが全て正常であり、異常判定部A1によって、セルS1の過充電異常または過放電異常が検出された場合について説明する。バッテリコントローラ10は、発信回路10aを有し、セルの異常検出を行う際に、発信回路10aから、基準パルス幅を有する異常診断用のクロック信号CLKを出力する。   A method for detecting an abnormal cell by the battery controller 10 will be described. Hereinafter, a case will be described in which all of the cells S2 to Sn are normal and an abnormality determination unit A1 detects an overcharge abnormality or an overdischarge abnormality of the cell S1. The battery controller 10 includes a transmission circuit 10a, and outputs an abnormality diagnosis clock signal CLK having a reference pulse width from the transmission circuit 10a when detecting a cell abnormality.

図2(a)は、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力されるクロック信号CLKの波形を示す図である。図2(a)に示すように、クロック信号CLKは、所定周期の矩形波パルスである。異常判定部A1がセルS1の異常を検出していない場合には、MOSトランジスタB1はオフとなっているので、コンデンサC1とアンド回路6の入力端子との接続点K1における電圧波形は、図2(b)に示すように、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力されるクロック信号CLKの波形と同じものとなっている。   FIG. 2A is a diagram illustrating a waveform of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10 a of the battery controller 10. As shown in FIG. 2A, the clock signal CLK is a rectangular wave pulse having a predetermined period. When the abnormality determination unit A1 does not detect the abnormality of the cell S1, the MOS transistor B1 is turned off, so that the voltage waveform at the connection point K1 between the capacitor C1 and the input terminal of the AND circuit 6 is as shown in FIG. As shown in (b), the waveform of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 is the same.

図2(c)は、セルS1の異常が検出されていない場合に、アンド回路6からバッテリコントローラ10に入力される信号波形を示す図である。上述したように、セルS1に異常が発生していない場合(全てのセルが正常な場合)には、接続点K2を介してアンド回路6に入力される信号(図2(a))と、接続点K1を介してアンド回路6に入力される信号(図2(b))とは、信号の波形および位相が同一である。従って、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力されるクロック信号CLKの波形と、バッテリコントローラ10に入力される信号の波形とは同一のものとなる。   FIG. 2C is a diagram showing signal waveforms input from the AND circuit 6 to the battery controller 10 when no abnormality of the cell S1 is detected. As described above, when no abnormality occurs in the cell S1 (when all the cells are normal), a signal (FIG. 2A) input to the AND circuit 6 through the connection point K2, The signal input to the AND circuit 6 via the connection point K1 (FIG. 2B) has the same signal waveform and phase. Accordingly, the waveform of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 and the waveform of the signal input to the battery controller 10 are the same.

図3(a)〜図3(c)は、異常判定部A1によって、セルS1の過充電異常または過放電異常が検出された場合の信号波形であり、それぞれ図2(a)〜図2(c)に対応するものである。すなわち、図3(a)は、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力されるクロック信号CLKの波形を、図3(b)は、接続点K1の信号波形を、図3(c)は、バッテリコントローラ10に入力される信号の波形をそれぞれ示している。   3 (a) to 3 (c) are signal waveforms when the overcharge abnormality or overdischarge abnormality of the cell S1 is detected by the abnormality determination unit A1, and FIGS. This corresponds to c). 3A shows the waveform of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10, FIG. 3B shows the signal waveform of the connection point K1, and FIG. 3C shows the battery. The waveforms of signals input to the controller 10 are shown.

異常判定部A1によって、セルS1の過充電異常または過放電異常が検出されると、異常判定部A1から出力される信号に基づいて、MOSトランジスタB1がオンする。この場合、コンデンサC1は、MOSトランジスタB1を介して接地される。従って、バッテリコントローラ10の発信回路10aからクロック信号CLKが出力されると、接続点K1の信号波形は、図3(b)に示すように、パルスの立ち上がりが遅くなる。すなわち、MOSトランジスタB1がオンされると、抵抗R1およびコンデンサC1によりCR回路が構成されるので、接続点K1における信号レベル(電圧値)がHレベルに到達するまでの時間が、CR回路の時定数τ1(=C1×R1)だけ遅くなる。   When the abnormality determination unit A1 detects an overcharge abnormality or an overdischarge abnormality of the cell S1, the MOS transistor B1 is turned on based on a signal output from the abnormality determination unit A1. In this case, the capacitor C1 is grounded via the MOS transistor B1. Therefore, when the clock signal CLK is output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10, the signal waveform at the connection point K1 has a delayed pulse rise as shown in FIG. That is, when the MOS transistor B1 is turned on, the resistor R1 and the capacitor C1 form a CR circuit. Therefore, the time until the signal level (voltage value) at the connection point K1 reaches the H level is It is delayed by a constant τ1 (= C1 × R1).

これにより、アンド回路6から出力される信号の波形は、図3(c)に示すように、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力されるクロック信号CLKの波形より、時定数τだけ削られた矩形波となる。バッテリコントローラ10は、出力したクロック信号CLKのオン/オフデューティに対して、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティが異なることを検知することにより、異常セルが発生していることを検知する。   As a result, the waveform of the signal output from the AND circuit 6 is cut by the time constant τ from the waveform of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10, as shown in FIG. It becomes a square wave. The battery controller 10 detects that an abnormal cell has occurred by detecting that the on / off duty of the signal input from the AND circuit 6 is different from the on / off duty of the output clock signal CLK. Detect.

なお、抵抗R1と並列にダイオード5を設けることにより、クロック信号CLKのパルスの立ち下がりとともに、接続点K1の電圧値も素早く低下する。これにより、クロック信号CLKの次のパルスが立ち上がるまでの間に、接続点K1の電圧値を0にすることができる。   In addition, by providing the diode 5 in parallel with the resistor R1, the voltage value at the connection point K1 quickly decreases as the pulse of the clock signal CLK falls. As a result, the voltage value at the connection point K1 can be set to zero until the next pulse of the clock signal CLK rises.

図4(a)〜図4(c)は、異常判定部Anによって、セルSnの過充電異常または過放電異常が検出された場合の信号波形であり、それぞれ、図2(a)〜図2(c)に対応している。なお、セルS1〜Sn-1は、全て正常な状態にあるとする。ここでは、コンデンサC1の容量に比べてコンデンサCnの容量が大きいものとして説明する。この場合、MOSトランジスタBnがオンして、抵抗R1およびコンデンサCnによりCR回路が構成される。従って、接続点K1における信号レベルがHレベルになるまでの時間は、CR回路の時定数τn(=Cn×R1)だけ遅くなる(図4(b)参照)。これにより、アンド回路6からバッテリコントローラ10に入力される信号は、図4(c)に示すように、幅の狭い矩形波となる。   4 (a) to 4 (c) show signal waveforms when the abnormality determination unit An detects an overcharge abnormality or an overdischarge abnormality of the cell Sn, and FIGS. 2 (a) to 2 (c) respectively. This corresponds to (c). It is assumed that the cells S1 to Sn-1 are all in a normal state. Here, description will be made assuming that the capacitance of the capacitor Cn is larger than the capacitance of the capacitor C1. In this case, the MOS transistor Bn is turned on, and a CR circuit is configured by the resistor R1 and the capacitor Cn. Therefore, the time until the signal level at the connection point K1 becomes H level is delayed by the time constant τn (= Cn × R1) of the CR circuit (see FIG. 4B). As a result, the signal input from the AND circuit 6 to the battery controller 10 becomes a narrow rectangular wave as shown in FIG.

上述したように、コンデンサC1〜Cnの容量は全て異なるので、いずれかのセルS1〜Snに異常が発生した場合に、アンド回路6からバッテリコントローラ10に入力される矩形波の幅、すなわち、入力される信号のオン/オフデューティは、セルごとに異なる。従って、バッテリコントローラ10は、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティを検出することによって、異常セルを検出するとともに、異常が発生したセルを特定することができる。   As described above, since the capacities of the capacitors C1 to Cn are all different, when an abnormality occurs in any of the cells S1 to Sn, the width of the rectangular wave input from the AND circuit 6 to the battery controller 10, that is, the input The ON / OFF duty of the signal to be changed is different for each cell. Therefore, the battery controller 10 can detect an abnormal cell by detecting the on / off duty of the signal input from the AND circuit 6, and can identify the cell in which the abnormality has occurred.

組電池1を構成するセル数が少ない場合には、セルS1〜Snに異常が発生した場合に、アンド回路6からバッテリコントローラ10に入力される信号のパターンが少ないので、上述した方法により、異常が発生したセルを特定することができる。しかし、組電池1を構成するセル数が多くなると、時定数τ1〜τn(図3(b)および図4(b)参照)の変化量を小さくしなければならず、従って、異常セルを特定するために、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティの検出精度を高める必要がある。   When the number of cells constituting the assembled battery 1 is small, there are few patterns of signals input from the AND circuit 6 to the battery controller 10 when an abnormality occurs in the cells S1 to Sn. It is possible to identify the cell in which the occurrence occurred. However, when the number of cells constituting the assembled battery 1 increases, the amount of change in the time constants τ1 to τn (see FIG. 3B and FIG. 4B) must be reduced. Therefore, it is necessary to improve the detection accuracy of the on / off duty of the signal input from the AND circuit 6.

一実施の形態における異常セル検出装置では、バッテリコントローラ10において、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティの検出精度を高めずに異常セルを特定するために、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力するクロック信号CLKの周波数(パルス幅)を変化させる。   In the abnormal cell detection apparatus according to the embodiment, in the battery controller 10, in order to identify an abnormal cell without increasing the on / off duty detection accuracy of the signal input from the AND circuit 6, the transmission circuit of the battery controller 10 is used. The frequency (pulse width) of the clock signal CLK output from 10a is changed.

図5は、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力するクロック信号CLKの周波数を大きくして、いずれかのMOSトランジスタB1〜Bnがオンした時に構成されるCR回路の時定数τが小さい場合の異常セル検出方法を説明するための図である。また、図6は、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力するクロック信号CLKの周波数を小さくして、いずれかのMOSトランジスタB1〜Bnがオンした時に構成されるCR回路の時定数τが大きい場合の異常セル検出方法を説明するための図である。図5(a)〜図5(c)および図6(a)〜図6(c)は、それぞれ図2(a)〜図2(c)に対応している。   FIG. 5 shows an abnormality when the time constant τ of the CR circuit formed when the frequency of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 is increased and any of the MOS transistors B1 to Bn is turned on is small. It is a figure for demonstrating the cell detection method. FIG. 6 shows a case where the time constant τ of the CR circuit configured when one of the MOS transistors B1 to Bn is turned on by decreasing the frequency of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 is large. It is a figure for demonstrating this abnormal cell detection method. FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C correspond to FIGS. 2A to 2C, respectively.

CR回路の時定数τが小さい場合には、クロック信号CLKの周波数を大きく(周期を小さく)することにより(図5(a)参照)、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力するクロック信号CLKのオン/オフデューティと、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティとの差を検出しやすくなる。例えば、クロック信号CLKの周波数が図6(a)に示すように小さい(周期が大きい)場合には、アンド回路6からバッテリコントローラ10に入力される信号のHレベル部分と、発信回路10aから出力されるクロック信号CLKのHレベル部分との差が小さくなるため、両信号の差異を検出するのが難しくなる。   When the time constant τ of the CR circuit is small, the clock signal CLK output from the transmitter circuit 10a of the battery controller 10 is increased by increasing the frequency of the clock signal CLK (decreasing the period) (see FIG. 5A). It becomes easy to detect the difference between the on / off duty and the on / off duty of the signal input from the AND circuit 6. For example, when the frequency of the clock signal CLK is small as shown in FIG. 6A (the period is large), the H level portion of the signal input from the AND circuit 6 to the battery controller 10 and the output from the transmission circuit 10a Since the difference from the H level portion of the clock signal CLK to be generated becomes small, it becomes difficult to detect the difference between the two signals.

一方、CR回路の時定数τが大きい場合には、クロック信号CLKの周波数を小さくすることにより(図6(a)参照)、発信回路10aから出力するクロック信号CLKのオン/オフデューティと、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティとの差を検出しやすくなる。例えば、クロック信号CLKの周波数が図5(a)に示すように大きい場合には、クロック信号CLKのHレベル部分の時間より時定数τの方が大きくなると、バッテリコントローラ10には矩形波の信号が入力されなくなる。従って、クロック信号CLKのHレベル部分の時間より時定数τの方が大きいCR回路が複数存在する場合には、どのセルに異常が発生したのか特定することができなくなる。   On the other hand, when the time constant τ of the CR circuit is large, by reducing the frequency of the clock signal CLK (see FIG. 6A), the on / off duty of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a, and AND It becomes easy to detect the difference between the on / off duty of the signal input from the circuit 6. For example, when the frequency of the clock signal CLK is large as shown in FIG. 5A, if the time constant τ is larger than the time of the H level portion of the clock signal CLK, the battery controller 10 receives a rectangular wave signal. Is no longer entered. Therefore, when there are a plurality of CR circuits having a time constant τ larger than the time of the H level portion of the clock signal CLK, it becomes impossible to specify which cell has an abnormality.

このように、バッテリコントローラ10は、クロック信号CLKの周波数(基準パルス幅)を変化させつつ、クロック信号CLKを出力することにより、アンド回路6から入力される信号のオン/オフデューティの検出精度を高めることなく、異常セルを特定することができる。すなわち、CR回路の時定数τが小さい場合および大きい場合のいずれの場合でも、確実に異常セルを特定することができる。これにより、クロック信号CLKの周波数を変化させない場合に比べて、各コンデンサC1〜Cnの容量差を小さくする必要もなくなる。   As described above, the battery controller 10 outputs the clock signal CLK while changing the frequency (reference pulse width) of the clock signal CLK, thereby increasing the on / off duty detection accuracy of the signal input from the AND circuit 6. An abnormal cell can be identified without increasing it. That is, an abnormal cell can be reliably identified whether the CR circuit time constant τ is small or large. Thereby, it is not necessary to reduce the capacitance difference between the capacitors C1 to Cn, compared to the case where the frequency of the clock signal CLK is not changed.

ここで、バッテリコントローラ10の発信回路10aからクロック信号CLKが出力されていない場合、および、クロック信号CLKが出力された場合の電源回路8の動作について説明する。図7(a)は、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力されるクロック信号CLKを示し、図7(b)は、クロック信号CLKが出力されている間、および、クロック信号CLKの出力が停止された後のMOSトランジスタ7のゲート(制御端子)に印加される電圧を示す図である。   Here, the operation of the power supply circuit 8 when the clock signal CLK is not output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 and when the clock signal CLK is output will be described. FIG. 7A shows the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10, and FIG. 7B shows that the output of the clock signal CLK is stopped while the clock signal CLK is being output. It is a figure which shows the voltage applied to the gate (control terminal) of the MOS transistor 7 after being done.

発信回路10aからクロック信号CLKが出力されている場合、すなわち、PNPトランジスタ9のベースに正電圧が印加されると、PNPトランジスタ9はオンする。逆に、クロック信号CLKが出力されていない場合、すなわち、PNPトランジスタ9のベースに正電圧が印加されていない場合には、PNPトランジスタ9はオフする。PNPトランジスタ9がオフすると、抵抗R2およびコンデンサCaにより構成されるCR回路の時定数τa1にて、MOSトランジスタ7のゲート電圧が上昇する。しかし、MOSトランジスタ9がオフする基準電圧にゲート電圧が到達する前に、クロック信号CLKに基づいてPNPトランジスタ9がオンするので、ゲート電圧が低下する。すなわち、PNPトランジスタ9がオンすることにより、抵抗R3およびコンデンサCaにより構成されるCR回路の時定数τa2にて、MOSトランジスタ7のゲート電圧は低下する。   When the clock signal CLK is output from the transmission circuit 10a, that is, when a positive voltage is applied to the base of the PNP transistor 9, the PNP transistor 9 is turned on. On the contrary, when the clock signal CLK is not output, that is, when the positive voltage is not applied to the base of the PNP transistor 9, the PNP transistor 9 is turned off. When the PNP transistor 9 is turned off, the gate voltage of the MOS transistor 7 rises at the time constant τa1 of the CR circuit constituted by the resistor R2 and the capacitor Ca. However, since the PNP transistor 9 is turned on based on the clock signal CLK before the gate voltage reaches the reference voltage at which the MOS transistor 9 is turned off, the gate voltage is lowered. That is, when the PNP transistor 9 is turned on, the gate voltage of the MOS transistor 7 decreases at the time constant τa2 of the CR circuit formed by the resistor R3 and the capacitor Ca.

このように、バッテリコントローラ10の発信回路10aからクロック信号CLKが出力されている間は、MOSトランジスタ7がオンしている。これにより、電源回路8から、異常判定部A1〜Anに電力が供給される。   Thus, the MOS transistor 7 is on while the clock signal CLK is output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10. Thereby, power is supplied from the power supply circuit 8 to the abnormality determination units A1 to An.

一方、バッテリコントローラ10の発信回路10aからクロック信号CLKが出力されないようになる(出力停止)と、MOSトランジスタ7のゲート電圧は上昇し続けて、MOSトランジスタ7がオフする基準電圧を越えるようになる。これにより、MOSトランジスタ7がオフするので、電源回路8から異常判定部A1〜Anへの電力供給も停止する。   On the other hand, when the clock signal CLK is not output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 (output stop), the gate voltage of the MOS transistor 7 continues to rise and exceeds the reference voltage at which the MOS transistor 7 is turned off. . Thereby, since the MOS transistor 7 is turned off, the power supply from the power supply circuit 8 to the abnormality determination units A1 to An is also stopped.

すなわち、一実施の形態における異常セル検出装置によれば、異常セルの検出を行う場合には、電源回路8から異常判定部A1〜Anに電力を供給するようにし、異常セルの検出を行わない期間は、電源回路8から異常判定部A1〜Anへの電力供給を停止するようにしたので、異常セルの検出を行わない期間の電力消費を抑制することができる。   That is, according to the abnormal cell detection apparatus in the embodiment, when detecting an abnormal cell, power is supplied from the power supply circuit 8 to the abnormality determination units A1 to An, and the abnormal cell is not detected. During the period, the power supply from the power supply circuit 8 to the abnormality determination units A1 to An is stopped, so that it is possible to suppress power consumption during a period in which abnormal cells are not detected.

一実施の形態における異常セル検出装置によれば、組電池1を構成するセルS1〜Snに異常が発生すると、発信回路10aから出力される矩形波パルス信号のパルス幅を、異常が発生したセルごとに異なるように変更するようにし、出力パルスのパルス幅(基準パルス幅)と入力パルスのパルス幅とに基づいて、異常セルを検出する。これにより、セルコントローラを設けずに、異常が発生したセルを検出することができるとともに、異常が発生したセルを特定することができる。   According to the abnormal cell detection device in one embodiment, when an abnormality occurs in the cells S1 to Sn constituting the assembled battery 1, the pulse width of the rectangular wave pulse signal output from the transmission circuit 10a is changed to the cell in which the abnormality has occurred. The abnormal cell is detected based on the pulse width of the output pulse (reference pulse width) and the pulse width of the input pulse. Accordingly, it is possible to detect a cell in which an abnormality has occurred without providing a cell controller, and to identify a cell in which an abnormality has occurred.

また、異常セルが発生すると、各セルに対応して設けられているコンデンサと抵抗とによってCR回路を構成し、構成されたCR回路の時定数に応じてパルス幅を変更するようにしたので、簡易な構成によって、異常が発生したセルごとにパルス幅が異なる回路を構成することができる。   In addition, when an abnormal cell occurs, a CR circuit is configured with capacitors and resistors provided corresponding to each cell, and the pulse width is changed according to the time constant of the configured CR circuit. With a simple configuration, a circuit having a different pulse width for each cell in which an abnormality has occurred can be configured.

また、一実施の形態における異常セル検出装置によれば、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力する矩形波パルス信号の基準パルス幅を変更するようにしたので、異常セルが発生した時に構成されるCR回路の時定数τが小さい場合および大きい場合のいずれの場合でも、確実に異常セルを特定することができる。   In addition, according to the abnormal cell detection device in one embodiment, since the reference pulse width of the rectangular wave pulse signal output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10 is changed, it is configured when an abnormal cell occurs. In both cases where the time constant τ of the CR circuit is small and large, an abnormal cell can be identified reliably.

さらに、一実施の形態における異常セル検出装置によれば、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力される矩形波パルス信号に基づいて、異常セルを検出する異常判定部A1〜Anへの電力の供給および停止を行うようにしたので、異常セルの検出を行わない際の電力消費を自動的に抑制することができる。   Furthermore, according to the abnormal cell detection device in one embodiment, power is supplied to the abnormality determination units A1 to An that detect abnormal cells based on the rectangular wave pulse signal output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10. Since the stop is performed, it is possible to automatically suppress the power consumption when the abnormal cell is not detected.

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、バッテリコントローラ10の発信回路10aから出力するクロック信号CLKの周波数を変更する例として、図5および図6を用いて、2種類の周波数を切り換える方法について説明したが、3種類以上の周波数を切り換えるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as an example of changing the frequency of the clock signal CLK output from the transmission circuit 10a of the battery controller 10, the method of switching between two types of frequencies has been described using FIG. 5 and FIG. You may make it switch.

特許請求の範囲の構成要素と一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、バッテリコントローラ10がパルス信号出力手段および異常セル検出手段を、異常判定部A1〜Anが異常判定手段を、MOSトランジスタB1〜Bn、コンデンサC1〜Cn、抵抗R1およびアンド回路6がパルス幅変更手段を、電源回路8が電力供給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。   The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the battery controller 10 changes the pulse width of the pulse signal output means and the abnormal cell detection means, the abnormality determination units A1 to An change the abnormality determination means, the MOS transistors B1 to Bn, the capacitors C1 to Cn, the resistor R1 and the AND circuit 6 change the pulse width. The power supply circuit 8 constitutes the power supply means. In addition, as long as the characteristic function of this invention is not impaired, each component is not limited to the said structure.

本発明による異常セル検出装置の一実施の形態の構成を示す図The figure which shows the structure of one Embodiment of the abnormal cell detection apparatus by this invention. 異常セルが存在しない場合の信号波形であり、図2(a)は、バッテリコントローラから出力されるクロック信号CLKの波形を、図2(b)は、接続点K1の信号波形を、図2(c)は、バッテリコントローラに入力される信号の波形をそれぞれ示している。FIG. 2A shows the waveform of the clock signal CLK output from the battery controller, FIG. 2B shows the signal waveform at the connection point K1, and FIG. c) shows the waveforms of signals input to the battery controller. セルS1に異常が存在する場合の信号波形であり、図3(a)は、バッテリコントローラから出力されるクロック信号CLKの波形を、図3(b)は、接続点K1の信号波形を、図3(c)は、バッテリコントローラに入力される信号の波形をそれぞれ示している。FIG. 3 (a) shows the waveform of the clock signal CLK output from the battery controller, and FIG. 3 (b) shows the signal waveform at the connection point K1. 3 (c) shows the waveforms of signals input to the battery controller. セルSnに異常が存在する場合の信号波形であり、図4(a)は、バッテリコントローラから出力されるクロック信号CLKの波形を、図4(b)は、接続点K1の信号波形を、図4(c)は、バッテリコントローラに入力される信号の波形をそれぞれ示している。FIG. 4 (a) shows the waveform of the clock signal CLK output from the battery controller, and FIG. 4 (b) shows the signal waveform of the connection point K1. 4 (c) shows the waveforms of signals input to the battery controller. 図5は、CR回路の時定数τが小さい場合に、クロック信号CLKの周波数を大きくした場合の信号波形を示しており、図5(a)は、バッテリコントローラから出力されるクロック信号CLKの波形を、図5(b)は、接続点K1の信号波形を、図5(c)は、バッテリコントローラに入力される信号の波形をそれぞれ示している。FIG. 5 shows a signal waveform when the frequency of the clock signal CLK is increased when the time constant τ of the CR circuit is small. FIG. 5A shows the waveform of the clock signal CLK output from the battery controller. 5 (b) shows the signal waveform at the connection point K1, and FIG. 5 (c) shows the waveform of the signal input to the battery controller. 図6は、CR回路の時定数τが大きい場合に、クロック信号CLKの周波数を小さくした場合の信号波形を示しており、図6(a)は、バッテリコントローラから出力されるクロック信号CLKの波形を、図6(b)は、接続点K1の信号波形を、図6(c)は、バッテリコントローラに入力される信号の波形をそれぞれ示している。FIG. 6 shows a signal waveform when the frequency of the clock signal CLK is reduced when the time constant τ of the CR circuit is large. FIG. 6A shows the waveform of the clock signal CLK output from the battery controller. 6 (b) shows the signal waveform at the connection point K1, and FIG. 6 (c) shows the waveform of the signal input to the battery controller. 図7(a)は、バッテリコントローラから出力されるクロック信号CLKを示し、図7(b)は、クロック信号CLKが出力されている時、および、クロック信号CLKの出力が停止された時のMOSトランジスタ7のゲートに印加される電圧を示す図7A shows the clock signal CLK output from the battery controller, and FIG. 7B shows the MOS when the clock signal CLK is output and when the output of the clock signal CLK is stopped. The figure which shows the voltage applied to the gate of the transistor 7

符号の説明Explanation of symbols

1…組電池
5…ダイオード
6…アンド回路
7…PチャネルMOSトランジスタ
8…電源回路
9…PNPトランジスタ
10…バッテリコントローラ
S1〜Sn…セル
A1〜An…異常判定部
B1〜Bn…NチャネルMOSトランジスタ
C1〜Cn,Ca…コンデンサ
R1〜R3…抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Assembly battery 5 ... Diode 6 ... AND circuit 7 ... P channel MOS transistor 8 ... Power supply circuit 9 ... PNP transistor 10 ... Battery controller S1-Sn ... Cell A1-An ... Abnormality determination part B1-Bn ... N channel MOS transistor C1 ~ Cn, Ca ... Capacitors R1-R3 ... Resistance

Claims (5)

組電池を構成する複数のセルの異常を検出する異常セル検出装置において、
基準パルス幅を有する矩形波パルス信号を出力するパルス信号出力手段と、
前記複数のセルごとに設けられて、対応するセルに異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段によって、対応するセルに異常が発生していると判定されると、前記パルス信号出力手段から出力されたパルス信号のパルス幅を、異常が発生したセルごとに異なるように変更させるパルス幅変更手段と、
前記基準パルス幅と、前記パルス幅変更手段で変更されたパルス幅とに基づいて、異常が発生したセルを検出する異常セル検出手段とを備えることを特徴とする異常セル検出装置。
In an abnormal cell detection device for detecting an abnormality in a plurality of cells constituting an assembled battery,
Pulse signal output means for outputting a rectangular wave pulse signal having a reference pulse width;
An abnormality determining means that is provided for each of the plurality of cells and determines whether an abnormality has occurred in the corresponding cell;
When it is determined by the abnormality determining means that an abnormality has occurred in the corresponding cell, the pulse width of the pulse signal output from the pulse signal output means is changed to be different for each cell in which an abnormality has occurred. Pulse width changing means;
An abnormal cell detection apparatus, comprising: an abnormal cell detection unit that detects a cell in which an abnormality has occurred based on the reference pulse width and the pulse width changed by the pulse width change unit.
請求項1に記載の異常セル検出装置において、
前記パルス幅変更手段は、抵抗と、各セルに対応して設けられており、容量が全て異なる複数のコンデンサとを少なくとも備え、前記異常判定手段によってセルに異常が発生していると判定されると、前記異常が発生していると判定されたセルに対応して設けられているコンデンサと前記抵抗とによってCR回路を構成し、前記構成されたCR回路の時定数に応じて、前記基準パルス幅を変更させることを特徴とする異常セル検出装置。
In the abnormal cell detection device according to claim 1,
The pulse width changing means includes at least a resistor and a plurality of capacitors having different capacities provided corresponding to each cell, and the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the cell. And a capacitor provided corresponding to the cell determined to have the abnormality and a resistor constitute a CR circuit, and the reference pulse is determined according to the time constant of the constructed CR circuit. An abnormal cell detection device characterized by changing a width.
請求項1または2に記載の異常セル検出装置において、
前記異常判定手段は、対応するセルの電圧と所定の上限電圧とを比較することにより、セルが過充電異常であるか否かを判定するとともに、対応するセルの電圧と所定の下限電圧とを比較することにより、セルが過放電異常であるか否かを判定することを特徴とする異常セル検出装置。
In the abnormal cell detection device according to claim 1 or 2,
The abnormality determining means determines whether or not the cell is overcharged abnormally by comparing the voltage of the corresponding cell with a predetermined upper limit voltage, and calculates the voltage of the corresponding cell and the predetermined lower limit voltage. An abnormal cell detection device, characterized in that, by comparing, it is determined whether or not a cell is overdischarge abnormal.
請求項1〜3のいずれかに記載の異常セル検出装置において、
前記パルス信号出力手段は、基準パルス幅の異なる複数のパルス信号を出力することを特徴とする異常セル検出装置。
In the abnormal cell detection apparatus in any one of Claims 1-3,
The abnormal cell detection device, wherein the pulse signal output means outputs a plurality of pulse signals having different reference pulse widths.
請求項1〜4のいずれかに記載の異常セル検出装置において、
前記異常判定手段に電力を供給する電力供給手段をさらに備え、
前記電力供給手段は、前記パルス信号出力手段から出力されるパルス信号に基づいて、前記異常判定手段への電力の供給および停止を行うことを特徴とする異常セル検出装置。
In the abnormal cell detection apparatus in any one of Claims 1-4,
A power supply means for supplying power to the abnormality determination means;
The abnormal cell detection device, wherein the power supply means supplies and stops power to the abnormality determination means based on a pulse signal output from the pulse signal output means.
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