JP2006058285A - Apparatus for detecting abnormal voltage for battery pack - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for detecting abnormal voltage, having user-friendly abnormal voltage detecting function for a battery pack, in comparison with those of conventional technology. <P>SOLUTION: The apparatus for detecting abnormal voltage for the battery pack is provided and detects the voltage abnormality of the group battery provided with a plurality of battery blocks, comprising at least one secondary battery and connected in series. It determines whether the state is an abnormal voltage is detected, by comparing a voltage of each battery block or a battery measurement voltage as a voltage dropped from the voltage of each battery block with a predetermined reference voltage. An abnormality detecting signal is generated and includes information on a detection result. The temporal ratio of the time in the abnormal voltage state of the battery pack to a predetermined time period is calculated, based on a plurality of the abnormality detection signals. The voltage abnormality of the group battery is detected, based on the temporal ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、組電池のための異常電圧検出装置に関し、特に、組電池の電圧異常を検出するための異常電圧検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormal voltage detection device for an assembled battery, and more particularly to an abnormal voltage detection device for detecting an abnormal voltage of the assembled battery.

電気自動車(PEV:Pure Electric Vehicle)やハイブリッド車両(HEV:Hybrid Electric Vehicle)等の電動車両に、モータの動力源及び各種負荷の駆動源として、エネルギー密度、出力密度、サイクル寿命等の基本特性に優れている密閉型のニッケル−金属水素化物電池(以下、「ニッケル−水素電池」という。)が近年注目され、実用化への開発がすすんでいる。この電池を電動車両用電源として用いる場合、所定の駆動出力を得るためには100V〜350V程度の総電圧が必要となる。ニッケル−水素電池は、電池を構成する最小単位である単電池(即ち、1セル)の出力電圧が1.2V程度であるため、1つのニッケル−水素電池からなるセル又は複数のセルからなる電池ブロックを、複数個直列接続した組電池によって所要の総電圧を得る。   For electric vehicles such as electric vehicles (PEV) and hybrid electric vehicles (HEV), as a power source for motors and drive sources for various loads, it has basic characteristics such as energy density, output density, cycle life, etc. In recent years, excellent sealed nickel-metal hydride batteries (hereinafter referred to as “nickel-hydrogen batteries”) have attracted attention and are being developed for practical use. When this battery is used as a power source for an electric vehicle, a total voltage of about 100 V to 350 V is required to obtain a predetermined drive output. In the nickel-hydrogen battery, the output voltage of a single battery (that is, one cell), which is the minimum unit constituting the battery, is about 1.2 V. Therefore, the battery composed of one nickel-hydrogen battery or a battery composed of a plurality of cells. A required total voltage is obtained by an assembled battery in which a plurality of blocks are connected in series.

組電池を構成するセルの温度は均一ではなく、特に自動車のような使用環境では、セル間の温度格差が生じやすい。また、製造工程やその後の使用状態によって、セル毎に残存容量及び充電効率(供給電気量に対して蓄電される電気量の比)が異なる。従って、組電池を構成するセルの実際の残存容量(SOC:State of Charge)には、ばらつきがあり、組電池として使用できる容量の範囲が狭まっていく。即ち、組電池の寿命が見かけ上、大きく低下していく。組電池においては、組電池を構成するセル又は電池ブロック毎に電圧を検出し、その電圧に異常があるか否かを検出し、充放電制御を行うことが重要である。   The temperature of the cells constituting the assembled battery is not uniform, and a temperature difference between the cells tends to occur particularly in a use environment such as an automobile. In addition, the remaining capacity and the charging efficiency (ratio of the amount of electricity stored with respect to the amount of supplied electricity) vary from cell to cell depending on the manufacturing process and the subsequent usage state. Therefore, the actual remaining capacity (SOC: State of Charge) of the cells constituting the assembled battery varies, and the range of capacity that can be used as the assembled battery is narrowed. That is, the lifetime of the assembled battery is apparently reduced. In an assembled battery, it is important to detect the voltage for each cell or battery block constituting the assembled battery, detect whether there is an abnormality in the voltage, and perform charge / discharge control.

特開2003−303626号公報。JP2003-303626A. 特開平9−159701号公報。Japanese Patent Laid-Open No. 9-159701.

特許文献1に、従来例の組電池の異常検出装置が開示されている。従来例の異常検出装置は、組電池を構成する電池ブロックごとにその端子間電圧に異常(過充電又は過放電)があるか否かを検出する異常検出回路を設け、少なくとも1つの異常検出回路が異常を検出した時に、充放電制御側に異常検出信号を送信する。しかしながら、従来例の異常検出装置によれば、異常検出回路が故障し、例えば電池ブロックが過電圧になっても異常が検出できなくなった場合、異常検出回路が故障していることにユーザが気づかないまま組電池が継続して使用され、結果的にその電池ブロックが過充電されてしまう恐れがあった。   Patent Document 1 discloses a conventional battery pack abnormality detection device. An abnormality detection device of a conventional example is provided with an abnormality detection circuit for detecting whether or not there is an abnormality (overcharge or overdischarge) in the voltage between terminals for each battery block constituting an assembled battery, and at least one abnormality detection circuit When an abnormality is detected, an abnormality detection signal is transmitted to the charge / discharge control side. However, according to the conventional abnormality detection device, when the abnormality detection circuit fails, for example, when the abnormality cannot be detected even when the battery block is overvoltage, the user does not notice that the abnormality detection circuit has failed. The assembled battery is continuously used as it is, and as a result, the battery block may be overcharged.

特許文献2に、従来例の組電池の過電圧検出装置が開示されている。従来例の過電圧検出装置は、組電池を構成するセル又は電池ブロックごとに過電圧を検出できると共に、過電圧検出機能の正常・異常を判定できる。   Patent Document 2 discloses a conventional battery pack overvoltage detection device. The overvoltage detection device of the conventional example can detect overvoltage for each cell or battery block constituting the assembled battery, and can determine whether the overvoltage detection function is normal or abnormal.

しかしながら、従来例の異常検出装置及び過電圧検出装置は、電池ブロックの異常を検出するための電圧の閾値、つまり異常か否かの境界の値が1つであった。そのため、例えば、組電池を構成する電池ブロックが電圧の閾値に近づき、過放電又は過充電間近になっていても、外部には異常検出信号が出力されず、電池ブロックの電圧が閾値を超えた又は下回った瞬間に電池が異常であることが突然表示された。   However, the conventional abnormality detection device and overvoltage detection device have a single voltage threshold value for detecting an abnormality of the battery block, that is, a boundary value indicating whether or not there is an abnormality. Therefore, for example, even when the battery block constituting the assembled battery approaches the threshold value of voltage, and overdischarge or overcharge is approaching, an abnormality detection signal is not output to the outside, and the voltage of the battery block exceeds the threshold value Or at the moment when it falls below, it suddenly indicated that the battery was abnormal.

従来例の異常検出装置及び過電圧検出装置は、電池ブロックの電圧が時間的に変動する場合には、組電池の電圧異常の検出精度が悪く、確実に組電池の電圧異常を検出できなかった。   In the conventional abnormality detection device and overvoltage detection device, when the voltage of the battery block fluctuates with time, the detection accuracy of the voltage abnormality of the assembled battery is poor, and the voltage abnormality of the assembled battery cannot be reliably detected.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、複数の電池ブロックを直列接続して構成された組電池のための異常電圧検出装置であって、従来技術に比較して確実にかつ高い検出精度で組電池の電圧異常を検出できる異常電圧検出装置を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above problems and to provide an abnormal voltage detection device for an assembled battery configured by connecting a plurality of battery blocks in series, which is reliable and has higher detection accuracy than the prior art. It is an object of the present invention to provide an abnormal voltage detection device capable of detecting an abnormal voltage of a battery pack.

本発明の他の目的はさらに、上記異常電圧検出機能が正常に動作しているか否かを検査できる異常電圧検出装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide an abnormal voltage detection device capable of inspecting whether or not the abnormal voltage detection function is operating normally.

本発明に係る組電池のための異常電圧検出装置は、少なくとも一つの二次電池からなる複数の電池ブロックを直列接続して構成された組電池の電圧異常を検出するための異常検出装置において、上記各電池ブロックの電圧又は上記各電池ブロックの電圧から降下した電圧である各電池測定電圧を、所定の基準電圧と比較することにより電圧異常の状態であるか否かを検出し、当該検出結果の情報を含む異常検出信号をそれぞれ発生し、上記複数の異常検出信号に基づいて、所定の時間期間に対する、上記組電池が電圧異常の状態である時間の時間的割合を計算し、上記時間的割合に基づいて上記組電池の電圧異常を検出する検出手段を備えたことを特徴とする。   An abnormal voltage detection apparatus for an assembled battery according to the present invention is an abnormality detection apparatus for detecting an abnormal voltage of an assembled battery configured by connecting a plurality of battery blocks including at least one secondary battery in series. The battery measurement voltage, which is the voltage of each battery block or the voltage dropped from the voltage of each battery block, is compared with a predetermined reference voltage to detect whether the voltage is abnormal, and the detection result Each of the abnormality detection signals including the information of the above is generated, and based on the plurality of abnormality detection signals, a time ratio of the time when the assembled battery is in a voltage abnormal state with respect to a predetermined time period is calculated, and the temporal It has a detecting means for detecting a voltage abnormality of the assembled battery based on the ratio.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池ブロックの電圧又は上記各電池ブロックの電圧から降下した電圧である各電池測定電圧を、複数の基準電圧と比較することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection apparatus, the detection means compares each battery measurement voltage, which is a voltage of each battery block or a voltage dropped from the voltage of each battery block, with a plurality of reference voltages.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池ブロックの電圧を定電圧源により分圧して上記各電池測定電圧をそれぞれ発生することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection apparatus, the detection means divides the voltage of each battery block by a constant voltage source to generate each battery measurement voltage.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池ブロックの電圧から降下した複数の電圧である各電池測定電圧を、上記基準電圧と比較することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection apparatus, the detection unit compares each battery measurement voltage, which is a plurality of voltages dropped from the voltage of each battery block, with the reference voltage.

上記異常電圧検出装置において、上記電圧異常の状態は、少なくとも1つの上記電池ブロックの上記電池測定電圧が上記基準電圧より高い状態であり、上記検出手段は、上記各電池測定電圧を第1の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第1の基準電圧よりも高い第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the voltage abnormal state is a state in which the battery measurement voltage of at least one of the battery blocks is higher than the reference voltage, and the detection means uses each battery measurement voltage as a first reference. When a voltage abnormality of the assembled battery is detected in comparison with a voltage, the voltage abnormality of the assembled battery is detected in comparison with a second reference voltage higher than the first reference voltage.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池測定電圧を、上記第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第2の基準電圧よりも高い第3の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the detection means compares the battery measurement voltages with the second reference voltage and detects a voltage abnormality of the assembled battery, and detects a voltage abnormality higher than the second reference voltage. The voltage abnormality of the said assembled battery is detected compared with 3 reference voltages.

上記異常電圧検出装置において、上記電圧異常の状態は、少なくとも1つの上記電池ブロックの上記電池測定電圧が上記基準電圧より低い状態であり、上記検出手段は、上記各電池測定電圧を、第1の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第1の基準電圧よりも低い第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the voltage abnormal state is a state in which the battery measurement voltage of at least one of the battery blocks is lower than the reference voltage, and the detection means detects the battery measurement voltage as a first voltage. When a voltage abnormality of the assembled battery is detected in comparison with a reference voltage, the voltage abnormality of the assembled battery is detected in comparison with a second reference voltage lower than the first reference voltage.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池測定電圧を、上記第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第2の基準電圧よりも低い第3の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the detection means compares the battery measurement voltages with the second reference voltage to detect voltage abnormality of the assembled battery, and detects a voltage abnormality lower than the second reference voltage. The voltage abnormality of the said assembled battery is detected compared with 3 reference voltages.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池ブロックの上記各電池測定電圧と上記基準電圧とのいずれか一方を相対的に変化させ、上記各電池測定電圧を上記基準電圧と比較することにより上記異常検出信号をそれぞれ発生し、上記複数の異常検出信号に基づいて、上記検出手段が正常に機能するか否かを検出することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the detection means relatively changes one of the battery measurement voltages and the reference voltage of the battery blocks, and compares the battery measurement voltages with the reference voltage. Thus, each of the abnormality detection signals is generated, and based on the plurality of abnormality detection signals, it is detected whether or not the detection means functions normally.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記各電池ブロックの上記各電池測定電圧と上記基準電圧とのいずれか一方を相対的に変化させる電圧変化回路と、上記電圧変化回路の動作を制御するための制御信号を含むシリアル信号を発生する信号発生器と、上記シリアル信号をパラレル信号に変換するためのシリアル/パラレル変換器と、上記パラレル信号のうちの少なくとも1つの制御信号の電圧レベルを、トランジスタの端子間電圧差を利用して上記各電池ブロックの電圧レベルである変換電圧レベルにそれぞれ変換して上記制御信号として上記電圧変化回路に出力するレベル変換回路とをさらに備えたことを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the detection means controls a voltage change circuit that relatively changes one of the battery measurement voltages and the reference voltage of the battery blocks, and controls the operation of the voltage change circuit. A signal generator for generating a serial signal including a control signal for controlling the serial signal, a serial / parallel converter for converting the serial signal into a parallel signal, and a voltage level of at least one of the parallel signals. And a level conversion circuit that converts the voltage level between the terminals of the transistors into a conversion voltage level that is a voltage level of each battery block and outputs the converted voltage level to the voltage change circuit as the control signal. And

上記異常電圧検出装置において、上記パラレル信号の電圧レベルは上記組電池の負極端子電圧を含み、上記レベル変換回路は、上記パラレル信号の電圧レベルを、上記電池ブロックの端子間電圧を単位電圧として、上記単位電圧ずつ段階的に昇圧して上記各変換電圧レベルにそれぞれ変換することを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the voltage level of the parallel signal includes a negative terminal voltage of the assembled battery, and the level conversion circuit uses the voltage level of the parallel signal as the unit voltage of the terminal of the battery block. The unit voltage is stepped up step by step and converted into the converted voltage levels.

上記異常電圧検出装置において、上記パラレル信号の電圧レベルは上記組電池の負極端子の電圧レベルを含み、上記レベル変換回路は、上記複数の電池ブロックのうちの第1の電池ブロックに係る上記パラレル信号の電圧レベルを、上記電池ブロックの端子間電圧を単位電圧として、上記単位電圧だけ昇圧して上記変換電圧レベルに変換する第1の昇圧回路と、上記複数の電池ブロックのうちの第2の電池ブロックに係る上記パラレル信号の電圧レベルを、上記複数単位電圧だけ昇圧して上記変換電圧レベルに変換する第2の昇圧回路とを含むことを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the voltage level of the parallel signal includes a voltage level of a negative terminal of the assembled battery, and the level conversion circuit includes the parallel signal related to a first battery block of the plurality of battery blocks. A first booster circuit that boosts the voltage level of the battery block by the unit voltage using the inter-terminal voltage of the battery block as a unit voltage, and converts the voltage level to the converted voltage level; and a second battery of the plurality of battery blocks And a second booster circuit that boosts the voltage level of the parallel signal related to the block by the plurality of unit voltages and converts the boosted voltage level to the converted voltage level.

上記異常電圧検出装置において、上記レベル変換回路は、上記複数の電池ブロックのうちの第3の電池ブロックに係る上記パラレル信号の電圧レベルを、上記単位電圧だけ昇圧した後、上記複数単位電圧だけ昇圧して上記変換電圧レベルに変換する第3の昇圧回路をさらに含むことを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the level conversion circuit boosts the voltage level of the parallel signal related to a third battery block of the plurality of battery blocks by the unit voltage, and then boosts the voltage by the plurality of unit voltages. And a third booster circuit for converting to the converted voltage level.

上記異常電圧検出装置において、上記シリアル信号は先頭にスタートビットを含み、上記シリアル/パラレル変換器は上記スタートビットに基づいて自動的に内部発振器を起動させ、上記内部発振器が出力する所定のクロックを用いて、上記信号発生器からの上記シリアル信号を読み込むことを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the serial signal includes a start bit at the head, and the serial / parallel converter automatically starts an internal oscillator based on the start bit and generates a predetermined clock output from the internal oscillator. And reading the serial signal from the signal generator.

上記異常電圧検出装置において、上記検出手段は、上記複数の異常検出信号を電気的に絶縁された状態で伝達する第1の伝達素子と、上記シリアル信号を電気的に絶縁された状態で上記シリアル/パラレル変換器に伝達する第2の伝達素子とをさらに備えたことを特徴とする。   In the abnormal voltage detection device, the detection means includes a first transmission element that transmits the plurality of abnormality detection signals in an electrically insulated state, and the serial signal in an electrically insulated state. A second transmission element for transmitting to the / parallel converter is further provided.

従って、本発明に係る組電池のための異常電圧検出装置によれば、各電池ブロックが正常か否かの情報を含む異常検出信号をそれぞれ発生し、複数の異常検出信号に基づいて、所定の時間期間に対する、上記組電池が電圧異常の状態である時間の時間的割合を計算し、上記時間的割合に基づいて上記組電池の電圧異常を検出するので、従来技術に比較して確実にかつ高い検出精度で組電池の電圧異常を検出できる。さらに、本発明に係る組電池のための異常電圧検出装置によれば、各電池ブロックの各電池測定電圧と基準電圧とのいずれか一方を相対的に変化させ、各電池測定電圧を基準電圧と比較することにより上記異常検出信号をそれぞれ発生し、上記複数の異常検出信号に基づいて、異常電圧検出機能が正常に機能するか否かを検出できる。   Therefore, according to the abnormal voltage detection device for an assembled battery according to the present invention, an abnormality detection signal including information on whether each battery block is normal or not is generated, and based on the plurality of abnormality detection signals, a predetermined amount is detected. The time ratio of the time when the assembled battery is in a voltage abnormal state with respect to the time period is calculated, and the voltage abnormality of the assembled battery is detected based on the time ratio. An abnormal battery voltage can be detected with high detection accuracy. Furthermore, according to the abnormal voltage detection device for an assembled battery according to the present invention, either one of the battery measurement voltage and the reference voltage of each battery block is relatively changed, and each battery measurement voltage is changed to the reference voltage. By comparing, the abnormality detection signals are respectively generated, and based on the plurality of abnormality detection signals, it can be detected whether or not the abnormal voltage detection function functions normally.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.

実施形態1.
図1〜図10を参照し、本発明の実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置100を説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置100の概略構成を示すブロック図である。図1において、100は異常電圧検出装置、10は組電池、11はリレー、12はインバータ、13はモータジェネレータである。異常電圧検出装置100、組電池10、リレー11、インバータ12及びモータジェネレータ13は、全て電動車両に搭載される。組電池10の直流電力は、インバータ12によって交流電力に変換され、モータジェネレータ13を駆動し、電動車両を走行させる。リレー11は、組電池10とインバータ12との間の電気的な接続を継断する。
Embodiment 1. FIG.
With reference to FIGS. 1-10, the abnormal voltage detection apparatus 100 for the assembled batteries which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an abnormal voltage detection apparatus 100 for an assembled battery according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 100 is an abnormal voltage detector, 10 is an assembled battery, 11 is a relay, 12 is an inverter, and 13 is a motor generator. Abnormal voltage detection device 100, battery pack 10, relay 11, inverter 12, and motor generator 13 are all mounted on an electric vehicle. The DC power of the assembled battery 10 is converted into AC power by the inverter 12, drives the motor generator 13, and runs the electric vehicle. The relay 11 interrupts the electrical connection between the assembled battery 10 and the inverter 12.

組電池10は、N個(Nは2以上の正整数)の電池ブロックB1〜BNを直列接続したものである。図1ではN=20である。各電池ブロックB1〜BNは更に複数の二次電池セルb1〜bMの直列接続回路(Mは2以上の正整数)により構成されている。図1ではM=12である。この構成により、組電池10は、全体として240セルの組電池となる。実施形態1において、各セルb1〜bMは公称電圧1.2Vのニッケル−水素電池であり、各電池ブロックB1〜BNから14.4V、組電池10から総公称電圧288Vが得られる。なお、本明細書では、組電池10の高電位側を上位、低電位側を下位と呼び、最下位の電池ブロックをB1、最上位の電池ブロックをBNとする。   The assembled battery 10 includes N battery blocks B1 to BN connected in series (N is a positive integer of 2 or more). In FIG. 1, N = 20. Each battery block B1 to BN is further configured by a series connection circuit of a plurality of secondary battery cells b1 to bM (M is a positive integer of 2 or more). In FIG. 1, M = 12. With this configuration, the assembled battery 10 is an assembled battery of 240 cells as a whole. In the first embodiment, each of the cells b1 to bM is a nickel-hydrogen battery having a nominal voltage of 1.2V, and 14.4V is obtained from each of the battery blocks B1 to BN, and a total nominal voltage of 288V is obtained from the assembled battery 10. In the present specification, the high potential side of the assembled battery 10 is referred to as the upper level, the low potential side is referred to as the lower level, the lowest battery block is referred to as B1, and the highest battery block is referred to as BN.

異常電圧検出装置100は、異常電圧検出部101〜10N、レベル変換回路111、112、入力端子と出力端子とが互いに電気的に絶縁されたフォトカプラP1〜PN、P11、P12、制御部150を有する。   The abnormal voltage detection apparatus 100 includes abnormal voltage detection units 101 to 10N, level conversion circuits 111 and 112, photocouplers P1 to PN, P11 and P12, and a control unit 150 in which input terminals and output terminals are electrically insulated from each other. Have.

異常電圧検出部10Nは、基準電圧発生回路R1N、分圧回路DN、コンパレータCNを有し、電池ブロックBNの電圧異常を検出する。実施形態1においては、異常電圧検出部10Nは電池ブロックBNの過充電を検出する。分圧回路DNは抵抗Rd1及びRd2を直列接続した回路である。分圧回路DNは、電池ブロックBNの電圧を分圧して降下した電圧である電池測定電圧VbNをコンパレータCNの反転入力端子に出力する。実施形態1において分圧回路DNは電池ブロックBNの端子間電圧を4分の1に分圧する。   The abnormal voltage detection unit 10N includes a reference voltage generation circuit R1N, a voltage dividing circuit DN, and a comparator CN, and detects a voltage abnormality in the battery block BN. In the first embodiment, the abnormal voltage detection unit 10N detects overcharge of the battery block BN. The voltage dividing circuit DN is a circuit in which resistors Rd1 and Rd2 are connected in series. The voltage dividing circuit DN outputs a battery measurement voltage VbN, which is a voltage obtained by dividing the voltage of the battery block BN, to the inverting input terminal of the comparator CN. In the first embodiment, the voltage dividing circuit DN divides the inter-terminal voltage of the battery block BN by a quarter.

基準電圧発生回路R1Nは、基準電圧源AN1、AN2及びAN3、スイッチS1Nを有する。図2は、基準電圧発生回路R1Nの回路図である。基準電圧源AN1、AN2及びAN3は、それぞれ異なるツェナー電圧を有するツェナーダイオードと抵抗と(ZD1とre1、ZD2とre2及びZD3とre3)によりそれぞれ構成される。実施形態1において、基準電圧源AN1は、電池ブロックBNがやや過充電された状態での電圧(18V)になったことを検出するための第1の基準電圧Vr1を発生する。第1の基準電圧Vr1は、電池ブロックBNの出力電圧18Vを入力した分圧回路DNが出力する電池測定電圧VbNに等しい。基準電圧源AN2は、電池ブロックBNがかなり過充電された状態での電圧(20V)になったことを検出するための第2の基準電圧Vr2を発生する。第2の基準電圧Vr2は、電池ブロックBNの出力電圧20Vを入力した分圧回路DNが出力する電池測定電圧VbNに等しい。基準電圧源AN3は、電池ブロックBNが復帰不可能な故障を生じる程度の過充電電圧(22V)になったことを検出するための第3の基準電圧Vr3を発生する。第3の基準電圧Vr3は、電池ブロックBNの出力電圧22Vを入力した分圧回路DNが出力する電池測定電圧VbNに等しい。実施形態1において、Vr1<Vr2<Vr3である。   The reference voltage generation circuit R1N includes reference voltage sources AN1, AN2 and AN3, and a switch S1N. FIG. 2 is a circuit diagram of the reference voltage generation circuit R1N. The reference voltage sources AN1, AN2, and AN3 are respectively configured by Zener diodes and resistors (ZD1 and re1, ZD2 and re2, and ZD3 and re3) having different Zener voltages. In the first embodiment, the reference voltage source AN1 generates a first reference voltage Vr1 for detecting that the battery block BN has reached a voltage (18V) in a slightly overcharged state. The first reference voltage Vr1 is equal to the battery measurement voltage VbN output by the voltage dividing circuit DN that receives the output voltage 18V of the battery block BN. The reference voltage source AN2 generates a second reference voltage Vr2 for detecting that the battery block BN has reached a voltage (20V) in a state where the battery block BN is considerably overcharged. The second reference voltage Vr2 is equal to the battery measurement voltage VbN output from the voltage dividing circuit DN that receives the output voltage 20V of the battery block BN. The reference voltage source AN3 generates a third reference voltage Vr3 for detecting that the battery block BN has become an overcharge voltage (22V) that causes a failure that cannot be recovered. The third reference voltage Vr3 is equal to the battery measurement voltage VbN output from the voltage dividing circuit DN that receives the output voltage 22V of the battery block BN. In the first embodiment, Vr1 <Vr2 <Vr3.

スイッチS1Nは、制御部150からの2ビットの制御信号によって接点a、b、cのいずれかに切り換えられ、基準電圧源AN1、AN2又はAN3が出力する基準電圧を選択的にコンパレータCNの非反転入力端子に入力する。コンパレータCNは差動回路で構成され、電池ブロックBNの電圧で駆動される。コンパレータCNの反転入力端子には分圧回路DNの出力電圧VbNが与えられる。コンパレータCNは、電池ブロックBNの電池測定電圧VbNを3つの基準電圧Vr1、Vr2、Vr3と比較し、その比較結果の情報を含む異常検出信号dNを発生し、フォトカプラPNに出力する。フォトカプラPNの入力発光ダイオードのアノードは電池ブロックBNの正極端子に接続され、カソードはコンパレータCNの出力端子に接続される。   The switch S1N is switched to one of the contacts a, b, and c by a 2-bit control signal from the control unit 150, and selectively selects the reference voltage output from the reference voltage source AN1, AN2, or AN3 as a non-inversion of the comparator CN. Input to the input terminal. The comparator CN is composed of a differential circuit and is driven by the voltage of the battery block BN. The output voltage VbN of the voltage dividing circuit DN is given to the inverting input terminal of the comparator CN. The comparator CN compares the battery measurement voltage VbN of the battery block BN with the three reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3, generates an abnormality detection signal dN including information on the comparison results, and outputs the abnormality detection signal dN to the photocoupler PN. The anode of the input light emitting diode of the photocoupler PN is connected to the positive terminal of the battery block BN, and the cathode is connected to the output terminal of the comparator CN.

異常電圧検出部101〜10(N−1)は、異常電圧検出部10Nと同様の構成を有する。基準電圧源A11〜AN1はそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧(18V)を入力した分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNと等しい電圧である第1の基準電圧Vr1を発生する。基準電圧源A12〜AN2はそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧(20V)を入力した分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNと等しい電圧である第2の基準電圧Vr2を発生する。基準電圧源A13〜AN3はそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧(22V)を入力した分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNと等しい電圧である第3の基準電圧Vr3を発生する。分圧回路D1〜DNは全て同じ分圧比を有する。コンパレータC1〜CN、基準電圧源A11〜AN1、A12〜AN2、A13〜AN3、スイッチS11〜S1Nはそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧で駆動される。   Abnormal voltage detectors 101 to 10 (N-1) have the same configuration as abnormal voltage detector 10N. The reference voltage sources A11 to AN1 generate a first reference voltage Vr1 that is equal to the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN to which the voltages (18V) of the corresponding battery blocks B1 to BN are input, respectively. The reference voltage sources A12 to AN2 generate a second reference voltage Vr2 that is equal to the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN to which the voltages (20 V) of the corresponding battery blocks B1 to BN are input, respectively. The reference voltage sources A13 to AN3 generate a third reference voltage Vr3 that is equal to the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN to which the voltages (22V) of the corresponding battery blocks B1 to BN are input, respectively. The voltage dividing circuits D1 to DN all have the same voltage dividing ratio. The comparators C1 to CN, the reference voltage sources A11 to AN1, A12 to AN2, A13 to AN3, and the switches S11 to S1N are driven by the voltages of the corresponding battery blocks B1 to BN, respectively.

スイッチS11〜S1Nは、制御部150からの2ビットの制御信号によって同時に切り換えられる。すべてのコンパレータC1〜CNの非反転入力端子に、第1の基準電圧Vr1、第2の基準電圧Vr2又は第3の基準電圧Vr3が、同じタイミングで与えられる。コンパレータC1〜CNはそれぞれ、分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNがスイッチS11〜S1Nによって選択されている基準電圧源が発生する電圧を超えた場合はローレベルの異常検出信号d1〜dNをそれぞれ発生してフォトカプラPNに出力し、その逆の場合はハイレベルの異常検出信号d1〜dNをそれぞれ発生してフォトカプラPNに出力する。   The switches S11 to S1N are simultaneously switched by a 2-bit control signal from the control unit 150. The first reference voltage Vr1, the second reference voltage Vr2, or the third reference voltage Vr3 is given to the non-inverting input terminals of all the comparators C1 to CN at the same timing. The comparators C1 to CN respectively detect the low level abnormality detection signals d1 to dN when the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN exceed the voltage generated by the reference voltage source selected by the switches S11 to S1N. Are generated and output to the photocoupler PN, and vice versa, high-level abnormality detection signals d1 to dN are respectively generated and output to the photocoupler PN.

異常電圧検出部101〜10Nが出力する異常検出信号d1〜dN(コンパレータC1〜CNの出力)は、それぞれフォトカプラP1〜PNの入力発光ダイオードに入力される。フォトカプラP1〜PNは、異常検出信号d1〜dNを電気的に絶縁された状態で伝達する。実施形態1において、フォトカプラP1〜PNの各出力フォトトランジスタはワイヤードOR回路を構成し、制御部150に接続される。各異常検出信号d1〜dNは論理和演算される。少なくとも1つの電池ブロックの電池測定電圧Vb1〜VbNが、スイッチS11〜S1Nによって選択されている基準電圧源が発生する電圧を超えると、少なくとも1つのフォトカプラP1〜PNの出力フォトトランジスタがオンする。   The abnormality detection signals d1 to dN (outputs of the comparators C1 to CN) output from the abnormal voltage detection units 101 to 10N are input to the input light emitting diodes of the photocouplers P1 to PN, respectively. The photocouplers P1 to PN transmit the abnormality detection signals d1 to dN in an electrically insulated state. In the first embodiment, the output phototransistors of the photocouplers P1 to PN constitute a wired OR circuit and are connected to the control unit 150. Each abnormality detection signal d1 to dN is ORed. When the battery measurement voltages Vb1 to VbN of at least one battery block exceed the voltage generated by the reference voltage source selected by the switches S11 to S1N, the output phototransistors of at least one photocoupler P1 to PN are turned on.

制御部150は、スイッチ制御部151、表示部152及びリレー駆動部153を有する。制御部150は、各電池ブロックB1〜BNに係る異常検出信号d1〜dNの論理和である論理和信号dsを入力する。論理和信号dsは通常はハイレベルであり、少なくとも1つの電池ブロックの電圧が、スイッチS11〜S1Nによって選択されている基準電圧源が発生する電圧より高い電圧異常の状態ではローレベルとなる信号である。スイッチ制御部151は、フォトカプラP11、P12、レベル変換回路111及び112を介してスイッチS11〜S1Nに制御信号RC1、RC2を送信する。制御信号RC1、RC2は、スイッチS11〜S1Nを切り換えるための2ビットの信号の各ビットにそれぞれ対応する。表示部152は、組電池10の状態を表示する。表示部152は、例えばLEDである。リレー駆動部153は、リレー11を開閉駆動する。   The control unit 150 includes a switch control unit 151, a display unit 152, and a relay drive unit 153. The control unit 150 inputs a logical sum signal ds that is a logical sum of the abnormality detection signals d1 to dN related to the battery blocks B1 to BN. The logical sum signal ds is normally a high level signal that is at a low level when the voltage of at least one battery block is higher than the voltage generated by the reference voltage source selected by the switches S11 to S1N. is there. The switch control unit 151 transmits control signals RC1 and RC2 to the switches S11 to S1N via the photocouplers P11 and P12 and the level conversion circuits 111 and 112. The control signals RC1 and RC2 correspond to the respective bits of the 2-bit signal for switching the switches S11 to S1N. The display unit 152 displays the state of the assembled battery 10. The display unit 152 is, for example, an LED. The relay driving unit 153 drives the relay 11 to open and close.

制御部150のハード構成(図示しない)を説明する。制御部150は、CPU(中央演算処理装置)とメモリとI/Oポートとを有するマイクロコンピュータ及び周辺回路を有する。制御部150は、図示しない低電圧電源(例えば、公称電圧が12Vの鉛蓄電池)によって駆動される。   A hardware configuration (not shown) of the control unit 150 will be described. The control unit 150 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an I / O port, and a peripheral circuit. The controller 150 is driven by a low-voltage power source (not shown) (for example, a lead storage battery having a nominal voltage of 12V).

スイッチ制御部151は制御信号RC1及びRC2をフォトカプラP11及びフォトカプラP12にそれぞれ出力し、フォトカプラP11、P12の入力発光ダイオードを駆動する。フォトカプラP11、P12の出力フォトトランジスタは、それぞれレベル変換回路111及び112に制御信号RC1、RC2を伝達する。レベル変換回路111は、制御信号RC1の電圧レベルを異常電圧検出部101〜10Nの電源電圧に応じた電圧レベルに変換してN個の制御信号を発生して異常電圧検出部101〜10Nにそれぞれ出力する。レベル変換回路112は、制御信号RC2の電圧レベルを異常電圧検出部101〜10Nの電源電圧に応じた電圧レベルに変換してN個の制御信号を発生して異常電圧検出部101〜10Nにそれぞれ出力する。なお、レベル変換回路111及び112の構成は、任意である。   The switch control unit 151 outputs control signals RC1 and RC2 to the photocoupler P11 and the photocoupler P12, respectively, and drives the input light emitting diodes of the photocouplers P11 and P12. The output phototransistors of the photocouplers P11 and P12 transmit control signals RC1 and RC2 to the level conversion circuits 111 and 112, respectively. The level conversion circuit 111 converts the voltage level of the control signal RC1 into a voltage level corresponding to the power supply voltage of the abnormal voltage detectors 101 to 10N, generates N control signals, and supplies the abnormal voltage detectors 101 to 10N to the abnormal voltage detectors 101 to 10N, respectively. Output. The level conversion circuit 112 converts the voltage level of the control signal RC2 into a voltage level corresponding to the power supply voltage of the abnormal voltage detectors 101 to 10N, generates N control signals, and supplies the abnormal voltage detectors 101 to 10N to the abnormal voltage detectors 101 to 10N, respectively. Output. The configuration of the level conversion circuits 111 and 112 is arbitrary.

異常電圧検出部101〜10Nはそれぞれ2ビットの制御信号をレベル変換回路111及び112から入力し、電池ブロックB1〜BNの電圧を分圧回路D1〜DNで分圧した電池測定電圧Vb1〜VbNと2ビットの制御信号によって選択された基準電圧とを比較した結果に基づいて、異常検出信号d1〜dNを発生してフォトカプラP1〜PNにそれぞれ出力する。   The abnormal voltage detection units 101 to 10N receive 2-bit control signals from the level conversion circuits 111 and 112, respectively, and battery measurement voltages Vb1 to VbN obtained by dividing the voltages of the battery blocks B1 to BN by the voltage dividing circuits D1 to DN. Based on the comparison result with the reference voltage selected by the 2-bit control signal, the abnormality detection signals d1 to dN are generated and output to the photocouplers P1 to PN, respectively.

制御部150は、I/Oポートを介して異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsを入力する。論理和信号dsは、所定のサンプリング周波数でA/D変換される。CPUは、メモリ内に記憶された異常検出用のプログラム(後述する)に基づいて、A/D変換されたデータを用いて異常検出処理を実施する。そして、スイッチS11〜S1Nの動作及びリレー11の開閉を制御するための制御信号を、I/Oポートを介して各スイッチS11〜S1N及びリレー11に出力する。制御部150は、フォトカプラP1〜PN、P11、P12によって、高電圧の組電池10から電気的に絶縁されている。なお、実際上、制御部150に組電池10の異常検出機能のみならず、充放電制御機能、電池ブロックB1〜BNの電圧測定機能を持たせることが多い。しかし、実施形態1においては、異常検出の機能についてのみ説明する。   The control unit 150 inputs the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN via the I / O port. The logical sum signal ds is A / D converted at a predetermined sampling frequency. The CPU performs an abnormality detection process using A / D converted data based on an abnormality detection program (described later) stored in the memory. And the control signal for controlling the operation | movement of switch S11-S1N and the opening and closing of the relay 11 is output to each switch S11-S1N and the relay 11 via an I / O port. The controller 150 is electrically insulated from the high voltage assembled battery 10 by the photocouplers P1 to PN, P11, and P12. In practice, the control unit 150 often has not only an abnormality detection function of the assembled battery 10 but also a charge / discharge control function and a voltage measurement function of the battery blocks B1 to BN. However, only the abnormality detection function will be described in the first embodiment.

図3〜図7を参照して、異常検出の方法を説明する。図3及び図4は、本発明の実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置100が行う異常検出の方法を示すフローチャートである。図5、図6、図7はそれぞれ、図3又は図4のステップS1、S4、S9におけるスイッチS11〜S1Nの動作を示すタイミングチャートである。図3、4のフローチャートの異常検出処理は、運転者が電動車両のイグニションスイッチ(図示しない)をオンし、制御部150に低電圧電源(図示しない)から電力が供給されると開始され、走行中は常に実行され、イグニションスイッチがオフされると終了する。   The abnormality detection method will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are flowcharts showing an abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 100 for an assembled battery according to Embodiment 1 of the present invention. 5, 6 and 7 are timing charts showing the operation of the switches S11 to S1N in steps S1, S4 and S9 of FIG. 3 or FIG. 4, respectively. 3 and 4 is started when the driver turns on an ignition switch (not shown) of the electric vehicle and power is supplied to the control unit 150 from a low voltage power source (not shown). It is always executed, and ends when the ignition switch is turned off.

ステップS1でスイッチ制御部151は、スイッチS11〜S1Nを接点aにそれぞれ切り換えるための2ビットの制御信号RC1、RC2を発生する。図5に示すように、時間期間T1だけ、スイッチS11〜S1Nは接点aにそれぞれ切り換えられる。各コンパレータC1〜CNの非反転入力端子には第1の基準電圧Vr1が与えられる。制御部150は、各電池ブロックB1〜BNに係る異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsを入力し、A/D変換する。ステップS2で制御部150は、時間期間T1において論理和信号dsがローレベルであるときの信号数NS1を計数し、その信号数NS1を時間期間T1のサンプリング数NT1で除してなる電圧異常の時間的割合TR1を計算する。論理和信号dsのサンプリング周波数を十分に高い周波数に設定することにより、時間的割合TR1は、時間期間T1に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第1の基準電圧Vr1より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と実質的に同一となる。論理和信号dsのサンプリング周波数が低い場合には、検出精度は悪くなるが、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第1の基準電圧Vr1より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と概略対応する時間的割合TR1を検出できる。ステップS3で制御部150は、組電池10が電圧異常の状態であるか否かを、TR1が所定値Nth1以上か否かによって判断する。TR1<Nth1の場合はステップS2の処理を繰り返し、TR1≧Nth1の場合はステップS4に進む。実施形態1において、好ましくは、T1=1.0秒、Nth1=0.8である。   In step S1, the switch control unit 151 generates 2-bit control signals RC1 and RC2 for switching the switches S11 to S1N to the contacts a. As shown in FIG. 5, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contact point a during the time period T1. The first reference voltage Vr1 is applied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN. The control unit 150 inputs the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN related to the battery blocks B1 to BN and performs A / D conversion. In step S2, the control unit 150 counts the number of signals NS1 when the logical sum signal ds is at a low level in the time period T1, and divides the signal number NS1 by the sampling number NT1 in the time period T1. The time ratio TR1 is calculated. By setting the sampling frequency of the logical sum signal ds to a sufficiently high frequency, the time ratio TR1 is such that the battery measurement voltage of at least one battery block is higher than the first reference voltage Vr1 for the time period T1. It is substantially the same as the proportion of the time period that is in the state. When the sampling frequency of the logical sum signal ds is low, the detection accuracy deteriorates, but the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is in a voltage abnormality state higher than the first reference voltage Vr1 is approximated. The corresponding temporal ratio TR1 can be detected. In step S3, the control unit 150 determines whether or not the assembled battery 10 is in a voltage abnormal state based on whether or not TR1 is equal to or greater than a predetermined value Nth1. If TR1 <Nth1, the process of step S2 is repeated, and if TR1 ≧ Nth1, the process proceeds to step S4. In the first embodiment, preferably, T1 = 1.0 seconds and Nth1 = 0.8.

ステップS4でスイッチ制御部151は、スイッチS11〜S1Nを接点aと接点bとの間で交互に切り換えるための制御信号RC1及びRC2を時間期間T2だけ発生する。図6に示すように、時間期間T2の間、スイッチS11〜S1Nは時間期間taだけ接点aにそれぞれ切り換えられる動作と、時間期間tbだけ接点bにそれぞれ切り換えられる動作とを繰り返す。時間期間T2において、各コンパレータC1〜CNの非反転入力端子には第1の基準電圧Vr1と第2の基準電圧Vr2とが時間期間ta及びtbずつ交互に与えられる。実施形態1において、好ましくは、T2=2.0秒、ta=tb=0.2秒である。制御部150は、各基準電圧Vr1、Vr2における各電池ブロックB1〜BNの異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsを入力し、A/D変換する。制御部150は、スイッチS11〜S1Nが接点aに切り換えられたときの論理和信号dsがローレベルであるときの信号数NS2aを計数し、スイッチS11〜S1Nが接点bに切り換えられたときの論理和信号dsがローレベルであるときの信号数NS2bを計数する。ステップS5において制御部150は、信号数NS2aを時間期間T2/2のサンプリング数NT2で除算してなる電圧異常の時間的割合TR2aを計算するとともに、信号数NS2bを時間期間T2/2のサンプリング数NT2で除算してなる電圧異常の時間的割合TR2bを計算する。   In step S4, the switch control unit 151 generates control signals RC1 and RC2 for alternately switching the switches S11 to S1N between the contact point a and the contact point b for a time period T2. As shown in FIG. 6, during the time period T2, the switches S11 to S1N repeat the operation of switching to the contact a for the time period ta and the operation of switching to the contact b for the time period tb. In the time period T2, the first reference voltage Vr1 and the second reference voltage Vr2 are alternately applied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN by time periods ta and tb, respectively. In the first embodiment, preferably, T2 = 2.0 seconds and ta = tb = 0.2 seconds. The control unit 150 inputs the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN of the battery blocks B1 to BN at the reference voltages Vr1 and Vr2, and performs A / D conversion. The controller 150 counts the number of signals NS2a when the logical sum signal ds is at a low level when the switches S11 to S1N are switched to the contact a, and the logic when the switches S11 to S1N are switched to the contact b. The number of signals NS2b when the sum signal ds is at a low level is counted. In step S5, the control unit 150 calculates a time ratio TR2a of voltage abnormality obtained by dividing the signal number NS2a by the sampling number NT2 of the time period T2 / 2, and calculates the signal number NS2b as the sampling number of the time period T2 / 2. The time ratio TR2b of the voltage abnormality formed by dividing by NT2 is calculated.

論理和信号dsのサンプリング周波数を十分に高い周波数に設定することにより、時間的割合TR2aは、時間期間T2/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第1の基準電圧Vr1より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と実質的に同一となる。論理和信号dsのサンプリング周波数が低い場合には、検出精度は悪くなるが、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第1の基準電圧Vr1より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と概略対応する時間的割合TR2aを検出できる。論理和信号dsのサンプリング周波数を十分に高い周波数に設定することにより、時間的割合TR2bは、時間期間T2/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第2の基準電圧Vr2より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と実質的に同一となる。論理和信号dsのサンプリング周波数が低い場合には、検出精度は悪くなるが、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第2の基準電圧Vr2より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と概略対応する時間的割合TR2bを検出できる。   By setting the sampling frequency of the logical sum signal ds to a sufficiently high frequency, the time ratio TR2a is a voltage at which the battery measurement voltage of at least one battery block is higher than the first reference voltage Vr1 for the time period T2 / 2. It is substantially the same as the proportion of time periods that are abnormal. When the sampling frequency of the logical sum signal ds is low, the detection accuracy deteriorates, but the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is in a voltage abnormality state higher than the first reference voltage Vr1 is approximated. The corresponding temporal ratio TR2a can be detected. By setting the sampling frequency of the logical sum signal ds to a sufficiently high frequency, the time ratio TR2b is a voltage at which the battery measurement voltage of at least one battery block is higher than the second reference voltage Vr2 for the time period T2 / 2. It is substantially the same as the proportion of time periods that are abnormal. When the sampling frequency of the logical sum signal ds is low, the detection accuracy is deteriorated, but the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is in a voltage abnormality state higher than the second reference voltage Vr2 is approximate. The corresponding temporal ratio TR2b can be detected.

ステップS6で制御部150は、TR2aが所定値Nth2a以上か否か判断し、TR2a<Nth2aの場合はステップS1に戻り、TR2a≧Nth2aの場合はステップS7に進む。ステップS7で制御部150は、TR2bが所定値Nth2b以上か否か判断し、TR2b<Nth2bの場合はステップS4に戻り、TR2b≧Nth2bの場合はステップS8に進む。実施形態1において、好ましくは、Nth2a=Nth2b=0.8である。ステップS6及びステップS7において制御部150は、各電池測定電圧Vb1〜VbNを第1の基準電圧Vr1と比較して組電池10の電圧異常を検出したときに、第1の基準電圧Vr1よりも高い第2の基準電圧Vr2と比較して組電池10の電圧異常を検出している。   In step S6, the control unit 150 determines whether TR2a is equal to or greater than a predetermined value Nth2a. If TR2a <Nth2a, the control unit 150 returns to step S1. If TR2a ≧ Nth2a, the control unit 150 proceeds to step S7. In step S7, the control unit 150 determines whether TR2b is equal to or greater than a predetermined value Nth2b. If TR2b <Nth2b, the control unit 150 returns to step S4, and if TR2b ≧ Nth2b, the process proceeds to step S8. In the first embodiment, Nth2a = Nth2b = 0.8 is preferable. In step S6 and step S7, the control unit 150 compares each of the battery measurement voltages Vb1 to VbN with the first reference voltage Vr1 and detects a voltage abnormality of the assembled battery 10, which is higher than the first reference voltage Vr1. A voltage abnormality of the battery pack 10 is detected as compared with the second reference voltage Vr2.

ステップS8で制御部150は、組電池10に対する充電電力を減少させる制御をインバータ12に対して行う。具体的には、制御部150は、モータジェネレータ13が発電機として機能する減速及び制動時の、回生ブレーキを抑制する。又は、インバータ12を、モータジェネレータ13が電動機として機能して組電池10の電力を消費するように制御する。更に表示部152は、例えば黄色のランプを点灯し、組電池10がかなり過充電されていることを表示して、ステップS9(図4)に進む。   In step S <b> 8, the control unit 150 controls the inverter 12 to reduce the charging power for the assembled battery 10. Specifically, the control unit 150 suppresses regenerative braking during deceleration and braking in which the motor generator 13 functions as a generator. Alternatively, the inverter 12 is controlled so that the motor generator 13 functions as an electric motor and consumes the electric power of the assembled battery 10. Further, the display unit 152 turns on a yellow lamp, for example, displays that the assembled battery 10 is considerably overcharged, and proceeds to step S9 (FIG. 4).

ステップS9でスイッチ制御部151は、スイッチS11〜S1Nを接点bと接点cとの間で交互に切り換えるための制御信号RC1及びRC2を発生する。図7に示すように、時間期間T3の間、スイッチS11〜S1Nは時間期間tbだけ接点bにそれぞれ切り換えられる動作と、時間期間tcだけ接点cにそれぞれ切り換えられる動作とを繰り返す。時間期間T3において、各コンパレータC1〜CNの非反転入力端子には第2の基準電圧Vr2と第3の基準電圧Vr3とが時間期間tb及びtcずつ交互に与えられる。実施形態1において、好ましくは、T3=2.0秒、tb=tc=0.2秒である。制御部150は、各基準電圧Vr2、Vr3における各電池ブロックB1〜BNの異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsを入力し、A/D変換する。制御部150は、スイッチS11〜S1Nが接点bに切り換えられたときの論理和信号dsがローレベルであるときの信号数NS3bを計数し、スイッチS11〜S1Nが接点cに切り換えられたときの論理和信号dsがローレベルであるときの信号数NS3cを計数する。ステップS10において、制御部150は、信号数NS3bを時間期間T3/2のサンプリング数NT3で除算してなる電圧異常の時間的割合TR3bを計算するとともに、信号数NS3cを時間期間T3/2のサンプリング数NT3で除算してなる電圧異常の時間的割合TR3cを計算する。   In step S9, the switch control unit 151 generates control signals RC1 and RC2 for alternately switching the switches S11 to S1N between the contact b and the contact c. As shown in FIG. 7, during the time period T3, the switches S11 to S1N repeat the operation of switching to the contact b for the time period tb and the operation of switching to the contact c for the time period tc. In the time period T3, the second reference voltage Vr2 and the third reference voltage Vr3 are alternately applied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN by time periods tb and tc. In the first embodiment, preferably, T3 = 2.0 seconds and tb = tc = 0.2 seconds. The control unit 150 inputs the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN of the battery blocks B1 to BN at the reference voltages Vr2 and Vr3, and performs A / D conversion. The controller 150 counts the number of signals NS3b when the logical sum signal ds is low level when the switches S11 to S1N are switched to the contact b, and the logic when the switches S11 to S1N are switched to the contact c. The number of signals NS3c when the sum signal ds is at a low level is counted. In step S10, the control unit 150 calculates a time ratio TR3b of voltage abnormality obtained by dividing the signal number NS3b by the sampling number NT3 of the time period T3 / 2, and calculates the signal number NS3c for the sampling of the time period T3 / 2. A voltage abnormality time ratio TR3c obtained by dividing by the number NT3 is calculated.

論理和信号dsのサンプリング周波数を十分に高い周波数に設定することにより、時間的割合TR3bは、時間期間T3/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第2の基準電圧Vr2より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と実質的に同一となる。論理和信号dsのサンプリング周波数が低い場合には、検出精度は悪くなるが、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第2の基準電圧Vr2より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と概略対応する時間的割合TR3bを検出できる。   By setting the sampling frequency of the logical sum signal ds to a sufficiently high frequency, the time ratio TR3b is a voltage at which the battery measurement voltage of at least one battery block is higher than the second reference voltage Vr2 for the time period T3 / 2. It is substantially the same as the proportion of time periods that are abnormal. When the sampling frequency of the logical sum signal ds is low, the detection accuracy is deteriorated, but the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is in a voltage abnormality state higher than the second reference voltage Vr2 is approximate. The corresponding temporal ratio TR3b can be detected.

論理和信号dsのサンプリング周波数を十分に高い周波数に設定することにより、時間的割合TR3cは、時間期間T3/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第3の基準電圧Vr3より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と実質的に同一となる。論理和信号dsのサンプリング周波数が低い場合には、検出精度は悪くなるが、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第3の基準電圧Vr3より高い電圧異常の状態である時間期間の割合と概略対応する時間的割合TR3cを検出できる。ステップS11で制御部150は、TR3bが所定値Nth3b以上か否か判断し、TR3b<Nth3bの場合はステップS4(図3)に戻り、TR3b≧Nth3bの場合はステップS12に進む。ステップS12で制御部150は、TR3cが所定値Nth3c以上か否か判断し、TR3c<Nth3cの場合はステップS9に戻り、TR3c≧Nth3cの場合はステップS13に進む。実施形態1において、好ましくは、Nth3b=Nth3c=0.8である。ステップS11及びステップS12において制御部150は、各電池測定電圧Vb1〜VbNを第2の基準電圧Vr2と比較して組電池10の電圧異常を検出したときに、第2の基準電圧Vr2よりも高い第3の基準電圧Vr3と比較して組電池10の電圧異常を検出している。   By setting the sampling frequency of the logical sum signal ds to a sufficiently high frequency, the time ratio TR3c is a voltage at which the battery measurement voltage of at least one battery block is higher than the third reference voltage Vr3 for the time period T3 / 2. It is substantially the same as the proportion of time periods that are abnormal. When the sampling frequency of the logical sum signal ds is low, the detection accuracy is deteriorated, but the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is in a voltage abnormality state higher than the third reference voltage Vr3 is approximated. The corresponding temporal ratio TR3c can be detected. In step S11, the control unit 150 determines whether or not TR3b is equal to or greater than a predetermined value Nth3b. If TR3b <Nth3b, the control unit 150 returns to step S4 (FIG. 3), and if TR3b ≧ Nth3b, proceeds to step S12. In step S12, the control unit 150 determines whether TR3c is equal to or greater than a predetermined value Nth3c. If TR3c <Nth3c, the process returns to step S9, and if TR3c ≧ Nth3c, the process proceeds to step S13. In the first embodiment, Nth3b = Nth3c = 0.8 is preferable. In step S11 and step S12, the control unit 150 compares each of the battery measurement voltages Vb1 to VbN with the second reference voltage Vr2 to detect a voltage abnormality of the assembled battery 10, and is higher than the second reference voltage Vr2. A voltage abnormality of the assembled battery 10 is detected in comparison with the third reference voltage Vr3.

第3の基準電圧Vr3で電圧異常が検出される場合は、組電池10を構成する電池ブロックB1〜BNのいずれかが、復帰不可能な故障を生じる程度の過充電状態である。ステップS13でリレー駆動部153は、リレー11をオフし、組電池10からモータジェネレータ13への電力供給を絶つ。更に表示部152は、例えば、赤色のランプを点灯し、組電池10が過充電状態であることを表示する。   When a voltage abnormality is detected at the third reference voltage Vr3, one of the battery blocks B1 to BN constituting the assembled battery 10 is in an overcharged state that causes a failure that cannot be recovered. In step S <b> 13, the relay driving unit 153 turns off the relay 11 and stops supplying power from the assembled battery 10 to the motor generator 13. Further, for example, the display unit 152 turns on a red lamp to display that the assembled battery 10 is in an overcharged state.

実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置100は、各電池ブロックB1〜BNの電圧を分圧回路D1〜DNでそれぞれ分圧して降下した電池測定電圧Vb1〜VbNを、3つの基準電圧Vr1、Vr2、Vr3とそれぞれ比較し、各電池ブロックB1〜BNが電圧異常であるか否かを検出し、その検出結果の情報を含む異常検出信号d1〜dNをそれぞれ発生する。そして、各基準電圧Vr1、Vr2、Vr3において、異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsに基づいて、所定の時間期間に対する、組電池10が電圧異常の状態である時間的割合を算出し、その時間的割合に基づいて組電池10の電圧異常を検出する。異常電圧検出装置100は、各基準電圧Vr1、Vr2、Vr3において、組電池10の電圧異常を検出しそれぞれの電圧でユーザに組電池10の状態を表示する。異常電圧検出装置100は、基準電圧を変化させて段階的に電圧異常を検出することにより、組電池10の電圧異常の検出精度を向上させることができる。異常電圧検出装置100は、現在の組電池10の状態に応じて自動的に適切な基準電圧を設定し、組電池10の状態の変化を素早く検出できる。   The abnormal voltage detection apparatus 100 for the assembled battery according to the first embodiment uses the battery measurement voltages Vb1 to VbN, which are divided by dividing the voltages of the battery blocks B1 to BN by the voltage dividing circuits D1 to DN, respectively, into three criteria. Each of the battery blocks B1 to BN is compared with the voltages Vr1, Vr2, and Vr3 to detect whether or not each of the battery blocks B1 to BN has a voltage abnormality, and abnormal detection signals d1 to dN including information on the detection result are generated. Then, at each reference voltage Vr1, Vr2, Vr3, based on the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN, a time ratio in which the assembled battery 10 is in a voltage abnormal state with respect to a predetermined time period is calculated. A voltage abnormality of the battery pack 10 is detected based on the time ratio. The abnormal voltage detection device 100 detects a voltage abnormality of the assembled battery 10 at each of the reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3, and displays the state of the assembled battery 10 to the user at each voltage. The abnormal voltage detection device 100 can improve the detection accuracy of the voltage abnormality of the assembled battery 10 by changing the reference voltage and detecting the voltage abnormality step by step. The abnormal voltage detection device 100 can automatically set an appropriate reference voltage according to the current state of the assembled battery 10 and can quickly detect a change in the state of the assembled battery 10.

図8は、図3のステップS4におけるスイッチS11〜S1Nの他の動作を示すタイミングチャートである。ステップS4において、スイッチS11〜S1Nを接点aに時間期間taaだけ切り換えた後、接点bに時間期間tba(=T2−taa)だけ切り換えてもよい。例えば、taa=tba=0.6秒とする。   FIG. 8 is a timing chart showing another operation of the switches S11 to S1N in step S4 of FIG. In step S4, the switches S11 to S1N may be switched to the contact point a for the time period taa and then switched to the contact point b for the time period tba (= T2-taa). For example, taa = tba = 0.6 seconds.

図9は、図4のステップS9におけるスイッチS11〜S1Nの他の動作を示すタイミングチャートである。ステップS9において、スイッチS11〜S1Nを接点bに時間期間tbbだけ切り換えた後、接点cに時間期間tcb(=T3−tbb)だけ切り換えてもよい。例えば、tbb=tcb=0.6秒とする。   FIG. 9 is a timing chart showing another operation of the switches S11 to S1N in step S9 of FIG. In step S9, the switches S11 to S1N may be switched to the contact point b for the time period tbb and then switched to the contact point c for the time period tcb (= T3-tbb). For example, tbb = tcb = 0.6 seconds.

実施形態1の各異常電圧検出部101〜10Nにおいて、各コンパレータC1〜CNの反転入力端子には、各電池ブロックB1〜BNの電圧を分圧回路D1〜DNにより分圧して降下した電池測定電圧Vb1〜VbNをそれぞれ入力した。図10は、本発明の実施形態1の変形例に係る組電池のための異常電圧検出装置の一部を示す回路図である。図10に示すように、各コンパレータC1〜CNの反転入力端子に、各電池ブロックB1〜BNの正極端子を直接接続する構成としてもよい。この場合、電池測定電圧Vb1〜VbNはそれぞれ、各電池ブロックB1〜BNの正極端子電圧とする。   In each of the abnormal voltage detectors 101 to 10N of the first embodiment, the battery measurement voltage obtained by dividing the voltage of each of the battery blocks B1 to BN by the voltage dividing circuits D1 to DN at the inverting input terminals of the comparators C1 to CN. Vb1 to VbN were input respectively. FIG. 10 is a circuit diagram showing a part of an abnormal voltage detection device for an assembled battery according to a modification of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, it is good also as a structure which connects the positive electrode terminal of each battery block B1-BN directly to the inverting input terminal of each comparator C1-CN. In this case, the battery measurement voltages Vb1 to VbN are the positive terminal voltages of the battery blocks B1 to BN, respectively.

実施形態1の異常電圧検出装置100は、所定の時間期間に対する、論理和信号dsがローレベルであるときの信号数を計数し、その信号数を所定の時間期間のサンプリング数で除してなる電圧異常の時間的割合を計算した(図3のステップS2、S4、S5、S9、S10)。そして、その時間的割合を時間的割合の閾値と比較し、組電池10が電圧異常の状態であるか否か判断した。実施形態1において「電圧異常の状態」は、少なくとも1つの電池ブロックB1〜BNの電池測定電圧Vb1〜VbNが、スイッチS11〜S1Nによって切り換えられている基準電圧Vr1、Vr2又はVr3より高い状態である。これに代え、所定の時間期間に対する、論理和信号dsがローレベルであるときの信号数を計数し、その信号数を信号数の閾値と比較し、組電池が電圧異常の状態であるか否か判断しても良い。所定の時間期間に対する、論理和信号dsがローレベルである時間期間を検出し、その時間期間を時間期間の閾値と比較し、組電池が電圧異常の状態であるか否か判断しても良い。   The abnormal voltage detection apparatus 100 according to the first embodiment counts the number of signals when the logical sum signal ds is at a low level for a predetermined time period, and divides the signal number by the number of samplings in the predetermined time period. The time ratio of voltage abnormality was calculated (steps S2, S4, S5, S9, S10 in FIG. 3). And the time ratio was compared with the threshold of time ratio, and it was judged whether the assembled battery 10 was in the state of voltage abnormality. In the first embodiment, the “voltage abnormality state” is a state in which the battery measurement voltages Vb1 to VbN of at least one battery block B1 to BN are higher than the reference voltages Vr1, Vr2 or Vr3 switched by the switches S11 to S1N. . Instead, the number of signals when the logical sum signal ds is at a low level for a predetermined time period is counted, the number of signals is compared with a threshold value of the number of signals, and whether the battery pack is in a voltage abnormal state or not. It may be judged. A time period in which the OR signal ds is at a low level with respect to a predetermined time period may be detected, and the time period may be compared with a threshold value of the time period to determine whether or not the battery pack is in a voltage abnormal state. .

実施形態2.
図3〜図7、図11を参照して、本発明の実施形態2に係る組電池のための異常電圧検出装置300を説明する。図11は、本発明の実施形態2に係る組電池のための異常電圧検出装置300の概略構成を示すブロック図である。図11において、図1と共通する部分には同一の符号を使用し、その説明を省略する。実施形態1に係る異常電圧検出装置100の基準電圧発生回路R11〜R1Nは、第1、第2及び第3の基準電圧Vr1、Vr2、Vr3を発生するために、それぞれ3つの基準電圧源A11〜A1n、A12〜AN2、A13〜AN3を備えていた。実施形態2は、各異常電圧検出装置において、第1、第2及び第3の基準電圧Vr1、Vr2、Vr3を発生する別の構成を示すものである。
Embodiment 2. FIG.
With reference to FIG. 3 to FIG. 7 and FIG. 11, an abnormal voltage detection device 300 for an assembled battery according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of an abnormal voltage detection device 300 for an assembled battery according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 11, the same reference numerals are used for portions common to FIG. 1, and description thereof is omitted. In order to generate the first, second and third reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3, the reference voltage generation circuits R11 to R1N of the abnormal voltage detection apparatus 100 according to the first embodiment each have three reference voltage sources A11 to A11. A1n, A12 to AN2, and A13 to AN3 were provided. The second embodiment shows another configuration for generating the first, second, and third reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3 in each abnormal voltage detection device.

図11において、300は異常電圧検出装置、10は組電池、11はリレー、12はインバータ、13はモータジェネレータである。異常電圧検出装置300、組電池10、リレー11、インバータ12及びモータジェネレータ13は、全て電動車両に搭載される。組電池10の直流電力は、インバータ12によって交流電力に変換され、モータジェネレータ13を駆動し、電動車両を走行させる。   In FIG. 11, 300 is an abnormal voltage detection device, 10 is an assembled battery, 11 is a relay, 12 is an inverter, and 13 is a motor generator. The abnormal voltage detection device 300, the assembled battery 10, the relay 11, the inverter 12, and the motor generator 13 are all mounted on an electric vehicle. The DC power of the assembled battery 10 is converted into AC power by the inverter 12, drives the motor generator 13, and runs the electric vehicle.

異常電圧検出装置300は、異常電圧検出部301〜30N、レベル変換回路111、112、フォトカプラP1〜PN、P11、P12、制御部150を有する。実施形態2に係る異常電圧検出装置300は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100(図1)の異常電圧検出部101〜10Nを異常電圧検出部301〜30Nに置き換えたものである。   The abnormal voltage detection apparatus 300 includes abnormal voltage detection units 301 to 30N, level conversion circuits 111 and 112, photocouplers P1 to PN, P11 and P12, and a control unit 150. The abnormal voltage detection device 300 according to the second embodiment is obtained by replacing the abnormal voltage detection units 101 to 10N of the abnormal voltage detection device 100 (FIG. 1) according to the first embodiment with abnormal voltage detection units 301 to 30N.

異常電圧検出部301は、基準電圧発生回路R31、分圧回路D1、コンパレータC1を有し、電池ブロックB1の電圧異常を検出する。実施形態2においては、異常電圧検出部301は電池ブロックB1の過充電を検出する。異常電圧検出部301は、実施形態1に係る異常電圧検出部101と、コンパレータC1の非反転入力端子に与えられる基準電圧の発生方法のみが異なる。基準電圧発生回路R31は、基準電圧源A1、スイッチS31、抵抗R0、R1、R2及びR3を有する。基準電圧源A1は、基準電圧源A11〜AN1、A12〜AN2及びA13〜AN3と同様に、ツェナーダイオードと抵抗とで構成される(図2参照)。抵抗R0の一端は基準電圧発生部A1の出力端子に接続され、他端はスイッチS31に接続される。抵抗R1、R2、R3の一端はそれぞれ電池ブロックB1の負極端子に接続され、他端はスイッチS31の接点a、b、cにそれぞれ接続される。基準電圧源A1が発生した電圧は、抵抗R0とスイッチS31で選択されている抵抗R1、R2、R3のいずれか1つの抵抗とで分圧され、コンパレータC1の非反転入力端子に与えられる。実施形態2において抵抗R1、R2、R3の抵抗値は、R1<R2<R3に設定されている。   The abnormal voltage detection unit 301 includes a reference voltage generation circuit R31, a voltage dividing circuit D1, and a comparator C1, and detects a voltage abnormality in the battery block B1. In the second embodiment, the abnormal voltage detection unit 301 detects overcharge of the battery block B1. The abnormal voltage detection unit 301 is different from the abnormal voltage detection unit 101 according to the first embodiment only in the generation method of the reference voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator C1. The reference voltage generation circuit R31 includes a reference voltage source A1, a switch S31, and resistors R0, R1, R2, and R3. Similarly to the reference voltage sources A11 to AN1, A12 to AN2, and A13 to AN3, the reference voltage source A1 includes a Zener diode and a resistor (see FIG. 2). One end of the resistor R0 is connected to the output terminal of the reference voltage generator A1, and the other end is connected to the switch S31. One end of each of the resistors R1, R2, and R3 is connected to the negative terminal of the battery block B1, and the other end is connected to the contacts a, b, and c of the switch S31. The voltage generated by the reference voltage source A1 is divided by the resistor R0 and any one of the resistors R1, R2, and R3 selected by the switch S31, and is given to the non-inverting input terminal of the comparator C1. In the second embodiment, the resistance values of the resistors R1, R2, and R3 are set to R1 <R2 <R3.

実施形態2において、スイッチS31が接点aに切り換えられた場合、電池ブロックB1がやや過充電された状態での電圧(18V)を入力した分圧回路D1の出力電圧Vb1と等しい電圧である第1の基準電圧Vr1がコンパレータC1の非反転入力端子に入力される。スイッチS31が接点bに切り換えられた場合、電池ブロックB1がかなり過充電された状態での電圧(20V)を入力した分圧回路D1の出力電圧Vb1と等しい電圧である第2の基準電圧Vr2がコンパレータC1の非反転入力端子に入力される。スイッチS31が接点cに切り換えられた場合、電池ブロックB1が復帰不可能な故障を生じる程度の過充電電圧(22V)を入力した分圧回路D1の出力電圧Vb1と等しい電圧である第3の基準電圧Vr3がコンパレータC1の非反転入力端子に入力される。   In the second embodiment, when the switch S31 is switched to the contact point a, the first voltage which is equal to the output voltage Vb1 of the voltage dividing circuit D1 to which the voltage (18V) when the battery block B1 is slightly overcharged is input. The reference voltage Vr1 is input to the non-inverting input terminal of the comparator C1. When the switch S31 is switched to the contact point b, the second reference voltage Vr2 that is equal to the output voltage Vb1 of the voltage dividing circuit D1 to which the voltage (20V) when the battery block B1 is considerably overcharged is input. The signal is input to the non-inverting input terminal of the comparator C1. When the switch S31 is switched to the contact c, the third reference, which is a voltage equal to the output voltage Vb1 of the voltage dividing circuit D1 to which an overcharge voltage (22V) to the extent that the battery block B1 causes a failure that cannot be recovered, is input. The voltage Vr3 is input to the non-inverting input terminal of the comparator C1.

以下、異常電圧検出部302〜30Nも、異常電圧検出部301と同様の構成を有する。それぞれの異常電圧検出部302〜30Nは、基準電圧源A2〜ANが発生した電圧を、抵抗R0と抵抗R1、R2及びR3のいずれか1つとで分圧し、コンパレータC2〜CNの非反転入力端子に与える。異常電圧検出部302〜30Nのそれぞれおいて、抵抗R1、R2及びR3のうち1つが、スイッチS32〜S3Nによって選択される。スイッチS31〜S3Nは、連動する。基準電圧源A1〜ANはそれぞれ対応する電池ブロックの電圧で駆動される。   Hereinafter, the abnormal voltage detection units 302 to 30N also have the same configuration as the abnormal voltage detection unit 301. The abnormal voltage detectors 302 to 30N divide the voltage generated by the reference voltage sources A2 to AN by one of the resistor R0 and the resistors R1, R2, and R3, and the non-inverting input terminals of the comparators C2 to CN To give. In each of the abnormal voltage detection units 302 to 30N, one of the resistors R1, R2, and R3 is selected by the switches S32 to S3N. The switches S31 to S3N are interlocked. Each of the reference voltage sources A1 to AN is driven by the voltage of the corresponding battery block.

制御部150のスイッチ制御部151は、フォトカプラP11、P12及びレベル変換回路111及び112を介して、スイッチS31〜S3Nに2ビットの制御信号RC1及びRC2を送信する。制御部150は、第1の基準電圧Vr1、第2の基準電圧Vr2及び第3の基準電圧Vr3を実施形態1に係る異常電圧検出装置と同様に切り換えながら、組電池10の電圧異常検出を行う(図3〜図7参照)。   The switch control unit 151 of the control unit 150 transmits 2-bit control signals RC1 and RC2 to the switches S31 to S3N via the photocouplers P11 and P12 and the level conversion circuits 111 and 112. The control unit 150 detects the voltage abnormality of the assembled battery 10 while switching the first reference voltage Vr1, the second reference voltage Vr2, and the third reference voltage Vr3 in the same manner as the abnormal voltage detection device according to the first embodiment. (See FIGS. 3 to 7).

実施形態2に係る異常電圧検出装置300は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100と同様の効果を奏する。更に、それぞれの異常電圧検出部301〜30Nは、1つの基準電圧源A1〜ANしか有さないので、実施形態1に係る異常電圧検出装置100に比べて安価に実現できる。   The abnormal voltage detection device 300 according to the second embodiment has the same effects as the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment. Furthermore, each of the abnormal voltage detection units 301 to 30N has only one reference voltage source A1 to AN, and therefore can be realized at a lower cost than the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment.

実施形態3.
図3〜図7、図12を参照して、本発明の実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置400を説明する。図12は、本発明の実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置400の概略構成を示すブロック図である。図12において、図1と共通する部分には同一の符号を使用し、その説明を省略する。異常電圧検出装置400は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100に、正常に異常検出処理を行えるか否かを検知する機能(以下、「異常検出機能の検査機能」ともいう。)を追加したものである。
Embodiment 3. FIG.
An abnormal voltage detection device 400 for an assembled battery according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of an abnormal voltage detection device 400 for an assembled battery according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 12, the same reference numerals are used for portions common to FIG. 1, and description thereof is omitted. The abnormal voltage detection device 400 adds to the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment a function for detecting whether or not an abnormality detection process can be normally performed (hereinafter also referred to as an “abnormality detection function inspection function”). It is a thing.

図12において、400は異常電圧検出装置、10は組電池、11はリレー、12はインバータ、13はモータジェネレータである。異常電圧検出装置400、組電池10、リレー11、インバータ12及びモータジェネレータ13は、全て電動車両に搭載される。組電池10の直流電力は、インバータ12によって交流電力に変換され、モータジェネレータ13を駆動し、電動車両を走行させる。   In FIG. 12, 400 is an abnormal voltage detection device, 10 is an assembled battery, 11 is a relay, 12 is an inverter, and 13 is a motor generator. The abnormal voltage detection device 400, the assembled battery 10, the relay 11, the inverter 12, and the motor generator 13 are all mounted on an electric vehicle. The DC power of the assembled battery 10 is converted into AC power by the inverter 12, drives the motor generator 13, and runs the electric vehicle.

異常電圧検出装置400は、異常電圧検出部401〜40N、レベル変換回路111、112、113、フォトカプラP1〜PN、P11、P12、P13、制御部450を有する。実施形態3に係る異常電圧検出装置400は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100(図1)の異常電圧検出部101〜10Nを異常電圧検出部401〜40Nに、制御部150を制御部450に置き換え、レベル変換回路113及び入力端子と出力端子とが互いに電気的に絶縁されたフォトカプラP13を追加したものである。   The abnormal voltage detection apparatus 400 includes abnormal voltage detection units 401 to 40N, level conversion circuits 111, 112, and 113, photocouplers P1 to PN, P11, P12, and P13, and a control unit 450. The abnormal voltage detection device 400 according to the third embodiment includes the abnormal voltage detection units 101 to 10N of the abnormal voltage detection device 100 (FIG. 1) according to the first embodiment as abnormal voltage detection units 401 to 40N, and the control unit 150 as a control unit. The level conversion circuit 113 and the photocoupler P13 in which the input terminal and the output terminal are electrically insulated from each other are added.

異常電圧検出部401は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100の異常電圧検出部101に電圧降下回路41を付け加えたものである。電圧降下回路41は、抵抗r1、抵抗r2及びスイッチS41を有する。抵抗r2とスイッチS41との直列接続回路の一端は電池ブロックB1の負極端子に接続され、他端はコンパレータC1の非反転入力端子に接続される。抵抗r1は、抵抗r2とスイッチS41との直列接続回路とコンパレータC1の非反転入力端子との共通接続点とスイッチS11との間に接続される。スイッチS41が開いている場合、異常電圧検出部401は異常電圧検出部101と同じ動作をする。スイッチS41が閉じている場合、コンパレータC1の非反転入力端子に、第1の基準電圧Vr1、第2の基準電圧Vr2及び第3の基準電圧Vr3のうち、スイッチS11で選択されている基準電圧が、抵抗r1及びr2によって分圧され降圧されて与えられる。   The abnormal voltage detection unit 401 is obtained by adding a voltage drop circuit 41 to the abnormal voltage detection unit 101 of the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment. The voltage drop circuit 41 includes a resistor r1, a resistor r2, and a switch S41. One end of the series connection circuit of the resistor r2 and the switch S41 is connected to the negative terminal of the battery block B1, and the other end is connected to the non-inverting input terminal of the comparator C1. The resistor r1 is connected between the switch S11 and a common connection point between the series connection circuit of the resistor r2 and the switch S41 and the non-inverting input terminal of the comparator C1. When the switch S41 is open, the abnormal voltage detection unit 401 performs the same operation as the abnormal voltage detection unit 101. When the switch S41 is closed, the reference voltage selected by the switch S11 among the first reference voltage Vr1, the second reference voltage Vr2, and the third reference voltage Vr3 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator C1. The voltage is divided by the resistors r1 and r2, and the voltage is stepped down.

異常電圧検出部402〜40Nは、実施形態1に係る異常電圧検出装置100の異常電圧検出部102〜10Nに、電圧降下回路42〜4Nをそれぞれ付け加えたものである。電圧降下回路42〜4Nはそれぞれ、電圧降下回路41と同様に、抵抗r1、抵抗r2及びスイッチS42〜S4Nを有する。   The abnormal voltage detection units 402 to 40N are obtained by adding voltage drop circuits 42 to 4N to the abnormal voltage detection units 102 to 10N of the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment, respectively. Similarly to the voltage drop circuit 41, each of the voltage drop circuits 42 to 4N includes a resistor r1, a resistor r2, and switches S42 to S4N.

制御部450は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100の制御部150に、電圧降下回路制御部454を付け加えたものである。電圧降下回路制御部454は、フォトカプラP13及びレベル変換回路113を介して、スイッチS41〜S4Nに1ビットの電圧降下回路制御信号TCを送信する。レベル変換回路113は、制御信号TCの電圧レベルを異常電圧検出部401〜40Nの電源電圧に応じた電圧レベルに変換してN個の制御信号を発生して電圧降下回路41〜4nにそれぞれ出力する。すべてのスイッチS41〜S4Nは、連動する。   The control unit 450 is obtained by adding a voltage drop circuit control unit 454 to the control unit 150 of the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment. The voltage drop circuit control unit 454 transmits a 1-bit voltage drop circuit control signal TC to the switches S41 to S4N via the photocoupler P13 and the level conversion circuit 113. The level conversion circuit 113 converts the voltage level of the control signal TC into a voltage level corresponding to the power supply voltage of the abnormal voltage detectors 401 to 40N, generates N control signals, and outputs them to the voltage drop circuits 41 to 4n, respectively. To do. All the switches S41 to S4N are interlocked.

制御部450は、運転者が電動車両のイグニションスイッチ(図示しない)をオフからオンに切り換え、低電圧電源(図示しない)が制御部450に電力の供給を開始した時、異常電圧検出部401〜40Nが正常に機能するか否かを検査する。異常電圧検出部401〜40Nが正常に機能している場合には、図3及び図4のフローチャートを実行し、通常の異常検出処理を行う。図3及び図4は、本発明の実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置400が行う異常検出の方法を示すフローチャートであり、既に説明した。なお、通常の異常検出処理時は、電圧降下回路41〜4NのスイッチS41〜S4Nは全て開いている。   When the driver switches an ignition switch (not shown) of the electric vehicle from off to on and a low voltage power source (not shown) starts supplying power to the control unit 450, the controller 450 detects abnormal voltage detectors 401 to 401. Inspect whether 40N functions normally. When the abnormal voltage detectors 401 to 40N are functioning normally, the flowcharts of FIGS. 3 and 4 are executed to perform normal abnormality detection processing. 3 and 4 are flowcharts showing an abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 400 for an assembled battery according to the third embodiment of the present invention, which has already been described. During normal abnormality detection processing, all the switches S41 to S4N of the voltage drop circuits 41 to 4N are open.

実施形態3の異常電圧検出装置400は、各基準電圧Vr1、Vr2、Vr3を電圧降下回路41〜4Nによって各電池測定電圧Vb1〜VbNに対して相対的に降下させ、各電池測定電圧Vb1〜VbNを各基準電圧Vr1、Vr2、Vr3と比較することにより異常検出信号d1〜dNを発生する。制御部450は、異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsに基づいて、異常電圧検出装置400が正常に異常検出を行えるか否かを検知する。   The abnormal voltage detection apparatus 400 according to the third embodiment causes the reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3 to drop relative to the battery measurement voltages Vb1 to VbN by the voltage drop circuits 41 to 4N, and the battery measurement voltages Vb1 to VbN. Is compared with the respective reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3, thereby generating abnormality detection signals d1 to dN. The controller 450 detects whether or not the abnormal voltage detection device 400 can normally detect an abnormality based on the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN.

異常電圧検出装置400が正常に異常検出を行えるか否かを検知する方法を説明する。なお、以下の異常検出機能の検査処理は、全ての電池ブロックB1〜BNが過充電に達していない状態(例えば、充電前又は電動車両の走行前)で行われる。はじめに第1の検査処理において、各異常電圧検出部401〜40NのスイッチS41〜S4Nを開き、スイッチS11〜S1Nを接点aにそれぞれ切り換える。各基準電圧源A11〜AN1が発生した第1の基準電圧Vr1は、そのまま各コンパレータC1〜CNの非反転入力端子にそれぞれ与えられる。電池ブロックB1〜BNの出力電圧が正常であり、基準電圧源A11〜AN1、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはハイレベルである。   A method for detecting whether or not the abnormal voltage detection apparatus 400 can normally detect an abnormality will be described. In addition, the inspection process of the following abnormality detection function is performed in a state where all the battery blocks B1 to BN have not reached overcharge (for example, before charging or before traveling of the electric vehicle). First, in the first inspection process, the switches S41 to S4N of the abnormal voltage detectors 401 to 40N are opened, and the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts a. The first reference voltage Vr1 generated by each reference voltage source A11 to AN1 is applied to the non-inverting input terminals of the respective comparators C1 to CN as they are. If the output voltages of the battery blocks B1 to BN are normal and the reference voltage sources A11 to AN1, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are all normal, the logical sum signal ds is at a high level.

次に、第2の検査処理において、各スイッチS41〜S4Nを開いたままで、スイッチS11〜S1Nを接点bにそれぞれ切り換える。電池ブロックB1〜BNの出力電圧が正常であり、基準電圧源A12〜AN2、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNが正常であれば、論理和信号dsはハイレベルである。次に、第3の検査処理において、スイッチS41〜S4Nを開いたままで、スイッチS11〜S1Nをそれぞれ接点cに切り換える。電池ブロックB1〜BNの出力電圧が正常であり、基準電圧源A13〜AN3、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはハイレベルである。   Next, in the second inspection process, the switches S11 to S1N are switched to the contacts b while the switches S41 to S4N are kept open. If the output voltages of the battery blocks B1 to BN are normal and the reference voltage sources A12 to AN2, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are normal, the OR signal ds is at a high level. Next, in the third inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts c while the switches S41 to S4N are kept open. If the output voltages of the battery blocks B1 to BN are normal and all of the reference voltage sources A13 to AN3, the voltage dividing circuits D1 to DN and the comparators C1 to CN are normal, the logical sum signal ds is at a high level.

次に、第4の検査処理において、各異常電圧検出部401〜40NのスイッチS41〜S4Nを閉じ、スイッチS11〜S1Nを接点aにそれぞれ切り換える。各基準電圧源A11〜AN1が発生した第1の基準電圧Vr1は、抵抗r1及びr2によってそれぞれ分圧され、各コンパレータC1〜CNの非反転入力端子にそれぞれ与えられる。抵抗r1及びr2の抵抗値は、コンパレータC1〜CNの非反転入力端子に与えられる電圧が、反転入力端子に与えられる電圧に比べて十分小さくなる値に設定されている。従って、基準電圧源A11〜AN1、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはローレベルである。   Next, in the fourth inspection process, the switches S41 to S4N of the abnormal voltage detectors 401 to 40N are closed, and the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts a. The first reference voltage Vr1 generated by each of the reference voltage sources A11 to AN1 is divided by resistors r1 and r2, and is supplied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN, respectively. The resistance values of the resistors r1 and r2 are set to values at which the voltage applied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN is sufficiently smaller than the voltage applied to the inverting input terminal. Therefore, if all of the reference voltage sources A11 to AN1, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are normal, the logical sum signal ds is at a low level.

次に、第5の検査処理において、スイッチS41〜S4Nを閉じたままで、スイッチS11〜S1Nを接点bにそれぞれ切り換える。基準電圧源A12〜AN2、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはローレベルである。次に、第6の検査処理において、スイッチS41〜S4Nを閉じたままで、スイッチS11〜S1Nを接点cにそれぞれ切り換える。基準電圧源A13〜AN3、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはローレベルである。   Next, in the fifth inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts b while the switches S41 to S4N are closed. If all of the reference voltage sources A12 to AN2, the voltage dividing circuits D1 to DN and the comparators C1 to CN are normal, the logical sum signal ds is at a low level. Next, in the sixth inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts c while the switches S41 to S4N are closed. If all of the reference voltage sources A13 to AN3, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are normal, the OR signal ds is at a low level.

制御部450はスイッチS11〜S1N及びスイッチS41〜S4Nを、上記第1の検査処理〜第6の検査処理のように制御し、各検査処理における論理和信号dsのレベルが上記と同じ場合は異常電圧検出部401〜40Nが正常に機能していると判断する。一方、各検査処理における論理和信号dsのレベルが上記と異なる場合は、異常電圧検出部401〜40Nの少なくとも1つが故障していると判断する。制御部450は、異常電圧検出部401〜40Nの異常検出機能の検査結果を、ランプの点灯などによって表示部152に表示する。   The control unit 450 controls the switches S11 to S1N and the switches S41 to S4N as in the first to sixth inspection processes, and is abnormal when the level of the logical sum signal ds in each inspection process is the same as the above. It is determined that the voltage detection units 401 to 40N are functioning normally. On the other hand, when the level of the logical sum signal ds in each inspection process is different from the above, it is determined that at least one of the abnormal voltage detection units 401 to 40N has failed. The control unit 450 displays the inspection result of the abnormality detection function of the abnormal voltage detection units 401 to 40N on the display unit 152 by lighting the lamp or the like.

実施形態3に係る異常電圧検出装置400は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100と同様の効果を奏すると共に、異常電圧検出装置400が正常に異常検出処理を行えるか否かを容易に検知できるという効果を奏する。なお、実施形態2に係る異常電圧検出装置300の異常電圧検出部301〜30Nに、電圧降下回路41〜4Nを取り付け、異常検出機能の検査機能を追加しても良い。   The abnormal voltage detection device 400 according to the third embodiment has the same effect as the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment, and easily detects whether the abnormal voltage detection device 400 can normally perform the abnormality detection processing. There is an effect that can be done. Note that the voltage drop circuits 41 to 4N may be attached to the abnormal voltage detection units 301 to 30N of the abnormal voltage detection device 300 according to the second embodiment, and an inspection function for the abnormality detection function may be added.

上記異常電圧検出装置400は、異常検出機能の故障の有無を検査する機能を有する。従って、異常検出機能が故障している場合に、検出手段が故障していることに気がつかないまま組電池10の使用を継続し、結果的に電池ブロックB1〜BNが過充電又は過放電されてしまう恐れがない。   The abnormal voltage detection device 400 has a function of inspecting whether there is a failure in the abnormality detection function. Therefore, when the abnormality detection function is broken, the use of the assembled battery 10 is continued without noticing that the detection means is broken, and as a result, the battery blocks B1 to BN are overcharged or overdischarged. There is no fear.

実施形態3において、電圧降下回路制御部454が出力する電圧降下回路制御信号TCは1ビットである。1ビットの制御信号TCによっては、全ての異常電圧検出部401〜40Nをまとめて検査した結果しか得られない。電圧降下回路制御部454が出力する電圧降下回路制御信号TCをNビットとし、全ての異常電圧検出部401〜40Nを個別に検査することが更に好ましい。   In the third embodiment, the voltage drop circuit control signal TC output from the voltage drop circuit control unit 454 is 1 bit. Depending on the 1-bit control signal TC, only the result of checking all the abnormal voltage detectors 401 to 40N together can be obtained. More preferably, the voltage drop circuit control signal TC output from the voltage drop circuit control unit 454 is N bits, and all abnormal voltage detection units 401 to 40N are individually inspected.

実施形態4.
図13を参照して、本発明の実施形態4に係る組電池のための異常電圧検出装置500を説明する。図13は、本発明の実施形態4に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。図13において、図12と共通する部分には同一の符号を使用し、その説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
With reference to FIG. 13, an abnormal voltage detection apparatus 500 for an assembled battery according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 13: is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 4 of this invention. In FIG. 13, the same reference numerals are used for portions common to FIG. 12, and description thereof is omitted.

実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置400において、組電池10を構成する最下位の電池ブロックB1の出力電圧レベルと、最上位の電池ブロックBNの出力電圧レベルとの電圧差は270V以上になる。従って、スイッチS11〜S1Nの切換を制御する制御信号RC1及びRC2の電圧レベル、及び電圧降下回路41〜4Nを構成するスイッチS41〜S4Nの開閉を制御する制御信号TCの電圧レベルを、各スイッチを開閉できる電圧レベルに変換するレベル変換回路111、112、113が必要である。実施形態3において、レベル変換回路111、112、113を最大で270V程度の耐電圧を有する高耐圧の回路素子によって構成すると、このような高耐圧の回路素子は高価であり且つ大きい故に、異常電圧検出装置の回路規模及びコストが増大するという問題が生じる。実施形態4に係る組電池のための異常電圧検出装置500においては、レベル変換回路513を、安価な低耐圧の回路素子によって構成した。   In the abnormal voltage detection device 400 for an assembled battery according to the third embodiment, the voltage difference between the output voltage level of the lowest battery block B1 constituting the assembled battery 10 and the output voltage level of the uppermost battery block BN is 270V or more. Therefore, the voltage levels of the control signals RC1 and RC2 for controlling the switching of the switches S11 to S1N and the voltage level of the control signal TC for controlling the opening and closing of the switches S41 to S4N constituting the voltage drop circuits 41 to 4N are set to the respective switches. Level conversion circuits 111, 112, and 113 that convert the voltage levels to open and close are required. In the third embodiment, when the level conversion circuits 111, 112, and 113 are configured by high breakdown voltage circuit elements having a breakdown voltage of about 270 V at the maximum, such high breakdown voltage circuit elements are expensive and large, and thus abnormal voltage There arises a problem that the circuit scale and cost of the detection device increase. In the abnormal voltage detection apparatus 500 for an assembled battery according to the fourth embodiment, the level conversion circuit 513 is configured by an inexpensive low withstand voltage circuit element.

実施形態3において、電圧降下回路制御部454が出力する電圧降下回路制御信号TCは1ビットである。1ビットの制御信号TCによっては、全ての異常電圧検出部401〜40Nをまとめて検査した結果しか得られない。実施形態4に係る組電池のための異常電圧検出装置は、異常電圧検出部401〜40Nをそれぞれ検査できるようにしたものである。   In the third embodiment, the voltage drop circuit control signal TC output from the voltage drop circuit control unit 454 is 1 bit. Depending on the 1-bit control signal TC, only the result of checking all the abnormal voltage detectors 401 to 40N together can be obtained. The abnormal voltage detection device for an assembled battery according to the fourth embodiment is configured to inspect the abnormal voltage detection units 401 to 40N.

図13において、500は異常電圧検出装置、10は組電池、11はリレー、12はインバータ、13はモータジェネレータである。異常電圧検出装置500、組電池10、リレー11、インバータ12及びモータジェネレータ13は、全て電動車両に搭載される。組電池10の直流電力は、インバータ12によって交流電力に変換され、モータジェネレータ13を駆動し、電動車両を走行させる。   In FIG. 13, 500 is an abnormal voltage detection device, 10 is an assembled battery, 11 is a relay, 12 is an inverter, and 13 is a motor generator. Abnormal voltage detection device 500, assembled battery 10, relay 11, inverter 12, and motor generator 13 are all mounted on an electric vehicle. The DC power of the assembled battery 10 is converted into AC power by the inverter 12, drives the motor generator 13, and runs the electric vehicle.

異常電圧検出装置500は、異常電圧検出部401〜40N、レベル変換回路511、512、513、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502、フォトカプラPD、P1〜PN、制御部550を有する。実施形態4に係る異常電圧検出装置500は、実施形態3に係る異常電圧検出装置400(図12)にシリアル入力/パラレル出力レジスタ502を追加し、レベル変換回路111、112、113をレベル変換回路511、512、513に置き換え、制御部450を制御部550に置き換え、及びフォトカプラP11、P12、P13をフォトカプラPDに置き換えたものである。更に、スイッチS41〜S4Nを、npnトランジスタでそれぞれ構成した。   The abnormal voltage detection apparatus 500 includes abnormal voltage detection units 401 to 40N, level conversion circuits 511, 512, and 513, a serial input / parallel output register 502, photocouplers PD, P1 to PN, and a control unit 550. In the abnormal voltage detection device 500 according to the fourth embodiment, a serial input / parallel output register 502 is added to the abnormal voltage detection device 400 (FIG. 12) according to the third embodiment, and the level conversion circuits 111, 112, and 113 are replaced with the level conversion circuit. 511, 512, and 513, the controller 450 is replaced with a controller 550, and the photocouplers P11, P12, and P13 are replaced with photocouplers PD. Further, the switches S41 to S4N are each constituted by an npn transistor.

制御部550は、実施形態3に係る異常電圧検出装置400の制御部450にパラレル入力/シリアル出力レジスタ555を追加したものである。スイッチ制御部151は、スイッチS11〜S1Nを切り換えるための2ビットの制御信号RC1、RC2を発生する。電圧降下回路制御部454は、スイッチS41〜S4Nをそれぞれ切り換えるための電圧降下回路制御信号TC1〜TCNを発生する。パラレル入力/シリアル出力レジスタ555は、そのパラレル入力端子から、制御信号RC1、RC2、TC1〜TCNを入力し、これらをデータビットとする。パラレル入力/シリアル出力レジスタ555は、更にデータビットの先頭にスタートビットを付加し、データビットの後にストップビットを付加する。スタートビットは、例えば10の2ビットを有する。また、ストップビットは例えば10の2ビットを有する。   The control unit 550 is obtained by adding a parallel input / serial output register 555 to the control unit 450 of the abnormal voltage detection apparatus 400 according to the third embodiment. The switch control unit 151 generates 2-bit control signals RC1 and RC2 for switching the switches S11 to S1N. The voltage drop circuit control unit 454 generates voltage drop circuit control signals TC1 to TCN for switching the switches S41 to S4N, respectively. The parallel input / serial output register 555 receives control signals RC1, RC2, TC1 to TCN from its parallel input terminals, and uses them as data bits. The parallel input / serial output register 555 further adds a start bit to the head of the data bit and adds a stop bit after the data bit. The start bit has 10 2 bits, for example. The stop bit has, for example, 10 2 bits.

ここで、1はフォトカプラPDの発光ダイオードが発光するレベルであり、0はフォトカプラPDの発光ダイオードが消灯するレベルである。パラレル入力/シリアル出力レジスタ555は、スタートビット、データビット及びストップビットを有するシリアルデータ信号SEをフォトカプラPDの入力発光ダイオードに出力する。スタートビットは、受信側のシリアル入力/パラレル出力レジスタ502を自動的に起動させるための制御ビットである。ストップビットは、受信側のシリアル入力/パラレル出力レジスタ502を自動的に停止させるための制御ビットである。ストップビットを省略しても良い。   Here, 1 is a level at which the light emitting diode of the photocoupler PD emits light, and 0 is a level at which the light emitting diode of the photocoupler PD is turned off. The parallel input / serial output register 555 outputs a serial data signal SE having a start bit, a data bit, and a stop bit to an input light emitting diode of the photocoupler PD. The start bit is a control bit for automatically starting the serial input / parallel output register 502 on the receiving side. The stop bit is a control bit for automatically stopping the serial input / parallel output register 502 on the receiving side. The stop bit may be omitted.

フォトカプラPDのフォトトランジスタは、シリアルデータ信号SEをシリアル入力/パラレル出力レジスタ502に電気的に絶縁された状態で伝達する。シリアル入力/パラレル出力レジスタ502はシリアルデータ信号SEを入力する。シリアル入力/パラレル出力レジスタ502は、シリアルデータ信号SEの先頭に付加されたスタートビットによって自動的に内蔵するクロック発振器503を起動させ、クロック発振器503が出力する所定のクロックでシリアルデータ信号SEを読み込む。具体的には、フォトカプラPDのフォトトランジスタがオンしたことによって、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502は、シリアルデータ転送が開始されることを検知する。次に、フォトカプラPDのフォトトランジスタがオンからオフに変化したタイミングで(スタートビットが1から0に変化したタイミングで)、クロック発振器503はクロックの出力を開始する。クロック発振器503が出力するクロックは、パラレル入力/シリアル出力レジスタ555がシリアルデータを送出した内部クロックと同一周波数であり、同期している。   The phototransistor of the photocoupler PD transmits the serial data signal SE to the serial input / parallel output register 502 in an electrically insulated state. The serial input / parallel output register 502 inputs the serial data signal SE. The serial input / parallel output register 502 automatically starts the built-in clock oscillator 503 by a start bit added to the head of the serial data signal SE, and reads the serial data signal SE with a predetermined clock output from the clock oscillator 503. . Specifically, when the phototransistor of the photocoupler PD is turned on, the serial input / parallel output register 502 detects that serial data transfer is started. Next, at the timing when the phototransistor of the photocoupler PD changes from on to off (at the timing when the start bit changes from 1 to 0), the clock oscillator 503 starts outputting the clock. The clock output from the clock oscillator 503 has the same frequency as the internal clock from which the parallel input / serial output register 555 sends serial data, and is synchronized.

シリアル入力/パラレル出力レジスタ502は制御用信号であるスタートビット及びストップビットを出力せず、シリアルデータ信号SEのデータビットのみをパラレル出力端子Y1〜YN、Y11、Y12からレベル変換回路513、511、512にそれぞれ出力する。パラレル出力端子Y1〜YNはそれぞれ電圧降下回路制御信号TC1〜TCNをレベル変換回路513に出力する。実施形態4においてはNは20である。パラレル出力端子Y1〜YNの中で、検査しようとしている異常電圧検出部に対応する電圧降下回路制御信号のみがハイレベルになる。パラレル出力端子Y11、Y12は2ビットの制御信号RC1、RC2をそれぞれレベル変換回路511、512に出力する。制御信号RC1、RC2は、それぞれレベル変換回路511、512を介して各異常電圧検出部401〜40Nに分配される。レベル変換回路511、512の構成は、入力信号が1ビットで出力信号がN個であることを除いて、レベル変換回路513の構成(後述)に類似する。   The serial input / parallel output register 502 does not output the start bit and stop bit which are control signals, and only the data bits of the serial data signal SE are transferred from the parallel output terminals Y1 to YN, Y11, Y12 to the level conversion circuits 513, 511, The data is output to 512 respectively. The parallel output terminals Y1 to YN output voltage drop circuit control signals TC1 to TCN to the level conversion circuit 513, respectively. In the fourth embodiment, N is 20. Among the parallel output terminals Y1 to YN, only the voltage drop circuit control signal corresponding to the abnormal voltage detection unit to be inspected becomes high level. The parallel output terminals Y11 and Y12 output 2-bit control signals RC1 and RC2 to the level conversion circuits 511 and 512, respectively. The control signals RC1 and RC2 are distributed to the abnormal voltage detection units 401 to 40N via the level conversion circuits 511 and 512, respectively. The configuration of the level conversion circuits 511 and 512 is similar to the configuration of the level conversion circuit 513 (described later), except that the input signal is 1 bit and there are N output signals.

制御部550は、フォトカプラPD及びP1〜PNによって、高電圧の組電池10から電気的に絶縁されている。   The control unit 550 is electrically insulated from the high voltage assembled battery 10 by the photocouplers PD and P1 to PN.

以下、レベル変換回路513を説明する。レベル変換回路513は、昇圧回路L2、L3、…及びLNを有する。昇圧回路Lnは、パラレル出力端子Ynが出力した電圧降下回路制御信号TCnを最下位からn番目の電池ブロックに対応する電圧降下回路4nを制御する電圧にレベル変換する回路である。なお、図13には昇圧回路L2、L3、L4のみを示した。   Hereinafter, the level conversion circuit 513 will be described. The level conversion circuit 513 includes boosting circuits L2, L3,. The booster circuit Ln is a circuit that converts the level of the voltage drop circuit control signal TCn output from the parallel output terminal Yn into a voltage for controlling the voltage drop circuit 4n corresponding to the nth battery block from the lowest order. FIG. 13 shows only the booster circuits L2, L3, and L4.

フォトカプラPDを構成するフォトトランジスタのエミッタ端子、及びシリアル入力/パラレル出力レジスタ502のグラウンド端子は、最下位の電池ブロックB1の負極端子に接続される。電圧降下回路制御信号TC1〜TCNの電圧レベルは、組電池10の負極端子電圧を含む。シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y1は、電圧降下回路41の入力端子(npnトランジスタS41のベース端子)に直接接続される。   The emitter terminal of the phototransistor constituting the photocoupler PD and the ground terminal of the serial input / parallel output register 502 are connected to the negative terminal of the lowest battery block B1. The voltage level of the voltage drop circuit control signals TC <b> 1 to TCN includes the negative terminal voltage of the battery pack 10. The output terminal Y1 of the serial input / parallel output register 502 is directly connected to the input terminal of the voltage drop circuit 41 (the base terminal of the npn transistor S41).

昇圧回路L2は、npnトランジスタQ21とpnpトランジスタQ22とを備える。npnトランジスタQ21のベース端子は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y2と接続されており、昇圧回路L2の入力端子となっている。npnトランジスタQ21のエミッタ端子は電池ブロックB1の負極端子と接続され、コレクタ端子はpnpトランジスタQ22のベース端子と接続される。pnpトランジスタQ22のエミッタ端子は電池ブロックB2の正極端子と接続される。pnpトランジスタQ22のコレクタ端子は電圧降下回路42の入力端子(npnトランジスタS42のベース端子)と接続され、昇圧回路L2の出力端子となっている。   The booster circuit L2 includes an npn transistor Q21 and a pnp transistor Q22. The base terminal of the npn transistor Q21 is connected to the output terminal Y2 of the serial input / parallel output register 502, and serves as the input terminal of the booster circuit L2. The emitter terminal of npn transistor Q21 is connected to the negative terminal of battery block B1, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q22. The emitter terminal of the pnp transistor Q22 is connected to the positive terminal of the battery block B2. The collector terminal of the pnp transistor Q22 is connected to the input terminal of the voltage drop circuit 42 (the base terminal of the npn transistor S42) and serves as the output terminal of the booster circuit L2.

昇圧回路L3は、2組のnpnトランジスタとpnpトランジスタのペアL3−1及びL3−2を備える。ペアL3−1はnpnトランジスタQ21とpnpトランジスタQ22を備える。ペアL3−1は昇圧回路L2と同様の構成を有する。ペアL3−2はnpnトランジスタQ31とpnpトランジスタQ32を備える。ペアL3−1のnpnトランジスタQ21のベース端子は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y3と接続されており、昇圧回路L3の入力端子となっている。ペアL3−1のnpnトランジスタQ21のエミッタ端子は電池ブロックB1の負極端子と接続され、コレクタ端子はペアL3−1のpnpトランジスタQ22のベース端子と接続される。ペアL3−1のpnpトランジスタQ22のエミッタ端子は電池ブロックB2の正極端子と接続され、コレクタ端子はnpnトランジスタQ31のベース端子と接続される。npnトランジスタQ31のエミッタ端子は電池ブロックB2の負極端子と接続され、コレクタ端子はpnpトランジスタQ32のベース端子と接続される。pnpトランジスタQ32のエミッタ端子は電池ブロックB3の正極端子と接続される。pnpトランジスタQ32のコレクタ端子は電圧降下回路43の入力端子(npnトランジスタS43のベース端子)と接続され、昇圧回路L3の出力端子となっている。   The booster circuit L3 includes two sets of npn transistor and pnp transistor pairs L3-1 and L3-2. The pair L3-1 includes an npn transistor Q21 and a pnp transistor Q22. The pair L3-1 has a configuration similar to that of the booster circuit L2. The pair L3-2 includes an npn transistor Q31 and a pnp transistor Q32. The base terminal of the npn transistor Q21 of the pair L3-1 is connected to the output terminal Y3 of the serial input / parallel output register 502, and serves as the input terminal of the booster circuit L3. The emitter terminal of npn transistor Q21 of pair L3-1 is connected to the negative terminal of battery block B1, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q22 of pair L3-1. The emitter terminal of the pnp transistor Q22 of the pair L3-1 is connected to the positive terminal of the battery block B2, and the collector terminal is connected to the base terminal of the npn transistor Q31. The emitter terminal of npn transistor Q31 is connected to the negative terminal of battery block B2, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q32. The emitter terminal of the pnp transistor Q32 is connected to the positive terminal of the battery block B3. The collector terminal of the pnp transistor Q32 is connected to the input terminal of the voltage drop circuit 43 (the base terminal of the npn transistor S43) and serves as the output terminal of the booster circuit L3.

昇圧回路L4は、3組のnpnトランジスタとpnpトランジスタのペアL4−1、L4−2及びL4−3を備える。ペアL4−1はnpnトランジスタQ21とpnpトランジスタQ22を備える。ペアL4−1はペアL3−1と同様の構成を有する。ペアL4−2はnpnトランジスタQ31とpnpトランジスタQ32を備える。ペアL4−2はペアL3−2と同様の構成を有する。ペアL4−3はnpnトランジスタQ41とpnpトランジスタQ42を備える。ペアL4−1のnpnトランジスタQ21のベース端子は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y4と接続されており、昇圧回路L4の入力端子となっている。ペアL4−1のnpnトランジスタQ21のエミッタ端子は電池ブロックB1の負極端子と接続され、コレクタ端子はペアL4−1のpnpトランジスタQ22のベース端子と接続される。ペアL4−1のpnpトランジスタQ22のエミッタ端子は電池ブロックB2の正極端子と接続され、コレクタ端子はペアL4−2のnpnトランジスタQ31のベース端子と接続される。ペアL4−2のnpnトランジスタQ31のエミッタ端子は電池ブロックB2の負極端子と接続され、コレクタ端子はペアL4−2のpnpトランジスタQ32のベース端子と接続される。ペアL4−2のpnpトランジスタQ32のエミッタ端子は電池ブロックB3の正極端子と接続される。ペアL4−2のpnpトランジスタQ32のコレクタ端子はnpnトランジスタQ41のベース端子と接続される。npnトランジスタQ41のエミッタ端子は電池ブロックB3の負極端子と接続され、コレクタ端子はpnpトランジスタQ42のベース端子と接続される。pnpトランジスタQ42のエミッタ端子は電池ブロックB4の正極端子と接続される。pnpトランジスタQ42のコレクタ端子は電圧降下回路44の入力端子(npnトランジスタS44のベース端子)と接続され、昇圧回路L4の出力端子となっている。   The booster circuit L4 includes three pairs of npn transistors and pnp transistors L4-1, L4-2, and L4-3. The pair L4-1 includes an npn transistor Q21 and a pnp transistor Q22. The pair L4-1 has a configuration similar to that of the pair L3-1. The pair L4-2 includes an npn transistor Q31 and a pnp transistor Q32. The pair L4-2 has a configuration similar to that of the pair L3-2. The pair L4-3 includes an npn transistor Q41 and a pnp transistor Q42. The base terminal of the npn transistor Q21 of the pair L4-1 is connected to the output terminal Y4 of the serial input / parallel output register 502, and serves as the input terminal of the booster circuit L4. The emitter terminal of npn transistor Q21 of pair L4-1 is connected to the negative terminal of battery block B1, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q22 of pair L4-1. The emitter terminal of the pnp transistor Q22 of the pair L4-1 is connected to the positive terminal of the battery block B2, and the collector terminal is connected to the base terminal of the npn transistor Q31 of the pair L4-2. The emitter terminal of npn transistor Q31 of pair L4-2 is connected to the negative terminal of battery block B2, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q32 of pair L4-2. The emitter terminal of the pnp transistor Q32 of the pair L4-2 is connected to the positive terminal of the battery block B3. The collector terminal of pnp transistor Q32 in pair L4-2 is connected to the base terminal of npn transistor Q41. The emitter terminal of npn transistor Q41 is connected to the negative terminal of battery block B3, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q42. The emitter terminal of the pnp transistor Q42 is connected to the positive terminal of the battery block B4. The collector terminal of the pnp transistor Q42 is connected to the input terminal of the voltage drop circuit 44 (the base terminal of the npn transistor S44) and serves as the output terminal of the booster circuit L4.

以下同様に、n番目の昇圧回路Lnの入力端子はシリアル入力/パラレル出力レジスタ502のn番目の出力端子Ynに接続され、出力端子はn番目の電圧降下回路4nの入力端子(npnトランジスタS4nのベース端子)に接続される。昇圧回路Lnは、n−1組のnpnトランジスタとpnpトランジスタとを備える。従って、レベル変換回路513は、N(N−1)/2個のnpnトランジスタと、N(N−1)/2個のpnpトランジスタとを備える。実施形態4において、レベル変換回路513は190個のnpnトランジスタと190個のpnpトランジスタとを有する。   Similarly, the input terminal of the nth booster circuit Ln is connected to the nth output terminal Yn of the serial input / parallel output register 502, and the output terminal is the input terminal of the nth voltage drop circuit 4n (the npn transistor S4n of the npn transistor S4n). Base terminal). The booster circuit Ln includes n-1 sets of npn transistors and pnp transistors. Therefore, the level conversion circuit 513 includes N (N−1) / 2 npn transistors and N (N−1) / 2 pnp transistors. In the fourth embodiment, the level conversion circuit 513 includes 190 npn transistors and 190 pnp transistors.

昇圧回路L2の動作を説明する。昇圧回路L2の入力端子の信号がハイレベルの場合、npnトランジスタQ21のベース端子にベース電流が流れるので、npnトランジスタQ21はオンする。これに伴い、pnpトランジスタQ22のベース電流が流れて、pnpトランジスタQ22もオンする。昇圧回路L2の出力端子(pnpトランジスタQ22のコレクタ端子)電圧は、電池ブロックB2の正極端子電圧(28.8V)近い電圧まで上昇する。即ち、昇圧回路L2からスイッチ42にハイレベルが出力される状態となる。   The operation of the booster circuit L2 will be described. When the signal at the input terminal of the booster circuit L2 is at a high level, the base current flows through the base terminal of the npn transistor Q21, so that the npn transistor Q21 is turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q22 flows, and the pnp transistor Q22 is also turned on. The voltage at the output terminal of the booster circuit L2 (the collector terminal of the pnp transistor Q22) rises to a voltage close to the positive terminal voltage (28.8 V) of the battery block B2. That is, a high level is output from the booster circuit L2 to the switch 42.

昇圧回路L2の入力端子の信号がローレベルの場合、npnトランジスタQ21はオンしないので、pnpトランジスタQ22のベース端子と電池ブロックB1の負極端子との間には電流が流れない。即ち、pnpトランジスタQ22はオフ状態であり、昇圧回路L2から電圧降下回路42にローレベル(電池ブロックB2の負極端子電圧(14.4V)近い電圧)が出力される状態となる。
以上説明したように、昇圧回路L2は、電池ブロックB2に係る入力信号TC2の電圧レベルを、トランジスタQ21、Q22の端子間電圧差を利用して、電圧降下回路42を動作させることができる電圧レベル、即ち電池ブロックB2の正極端子電圧又は負極端子電圧に変換し電圧降下回路42に出力する。昇圧回路L2は、入力信号TC2の電圧レベルを、電池ブロックB2の端子間電圧を単位電圧として、単位電圧だけ昇圧して電池ブロックB2の電圧レベルである変換電圧レベルに変換する。
When the signal at the input terminal of the booster circuit L2 is at a low level, the npn transistor Q21 is not turned on, so that no current flows between the base terminal of the pnp transistor Q22 and the negative terminal of the battery block B1. That is, the pnp transistor Q22 is in an off state, and a low level (voltage close to the negative terminal voltage (14.4 V) of the battery block B2) is output from the booster circuit L2 to the voltage drop circuit 42.
As described above, the booster circuit L2 uses the voltage difference between the terminals of the transistors Q21 and Q22 as the voltage level of the input signal TC2 related to the battery block B2, and allows the voltage drop circuit 42 to operate. That is, the voltage is converted into the positive terminal voltage or the negative terminal voltage of the battery block B 2 and output to the voltage drop circuit 42. The booster circuit L2 boosts the voltage level of the input signal TC2 by a unit voltage using the voltage between the terminals of the battery block B2 as a unit voltage, and converts it to a converted voltage level that is the voltage level of the battery block B2.

昇圧回路L3の動作を説明する。昇圧回路L3の入力端子の信号がハイレベルの場合、npnトランジスタQ21のベース端子にベース電流が流れるので、npnトランジスタQ21はオンする。これに伴い、pnpトランジスタQ22のベース電流が流れて、pnpトランジスタQ22もオンする。npnトランジスタQ31のベース電流が流れるので、npnトランジスタQ31もオンする。これに伴い、pnpトランジスタQ32のベース電流が流れ、昇圧回路L3の出力端子(pnpトランジスタQ32のコレクタ端子)電圧は、電池ブロックB3の正極端子電圧(43.2V)近い電圧まで上昇する。即ち、昇圧回路L3からスイッチS43にハイレベルが出力される状態となる。   The operation of the booster circuit L3 will be described. When the signal at the input terminal of the booster circuit L3 is at a high level, the base current flows through the base terminal of the npn transistor Q21, so that the npn transistor Q21 is turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q22 flows, and the pnp transistor Q22 is also turned on. Since the base current of npn transistor Q31 flows, npn transistor Q31 is also turned on. Accordingly, the base current of the pnp transistor Q32 flows, and the voltage of the output terminal of the booster circuit L3 (the collector terminal of the pnp transistor Q32) rises to a voltage close to the positive terminal voltage (43.2V) of the battery block B3. That is, a high level is output from the booster circuit L3 to the switch S43.

昇圧回路L3の入力端子の信号がローレベルの場合、npnトランジスタQ21はオンしないので、pnpトランジスタQ22のベース端子と電池ブロックB1の負極端子との間には電流が流れない。即ち、pnpトランジスタQ22はオフ状態である。同様に、npnトランジスタQ31及びpnpトランジスタQ32もオフ状態である。即ち、昇圧回路L3から電圧降下回路43にローレベル(電池ブロックB3の負極端子電圧(28.8V)近い電圧)が出力される状態となる。   When the signal at the input terminal of the booster circuit L3 is at a low level, the npn transistor Q21 is not turned on, so that no current flows between the base terminal of the pnp transistor Q22 and the negative terminal of the battery block B1. That is, the pnp transistor Q22 is off. Similarly, the npn transistor Q31 and the pnp transistor Q32 are also in the off state. That is, a low level (voltage close to the negative terminal voltage (28.8 V) of the battery block B3) is output from the booster circuit L3 to the voltage drop circuit 43.

以上説明したように、昇圧回路L3において、入力信号の電圧レベル(ハイレベル)はnpnトランジスタQ21及びpnpトランジスタQ22によって電池ブロックB2の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、更に、npnトランジスタQ31及びpnpトランジスタQ32によって電池ブロックB3の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、電圧降下回路43に出力される。昇圧回路L3は、入力信号の電圧レベルを、トランジスタQ21、Q22、Q31、Q32の端子間電圧差を利用して、電圧降下回路43を動作させることができる電圧レベル、即ち電池ブロックB3の両端電圧レベルに変換し電圧降下回路43に出力する。   As described above, in the booster circuit L3, the voltage level (high level) of the input signal is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of the battery block B2 by the npn transistor Q21 and the pnp transistor Q22, and further, the npn transistor Q31 and The voltage is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of the battery block B3 by the pnp transistor Q32 and output to the voltage drop circuit 43. The booster circuit L3 uses the voltage level between the terminals of the transistors Q21, Q22, Q31, and Q32 as the voltage level of the input signal, that is, the voltage level at which the voltage drop circuit 43 can be operated, that is, the voltage across the battery block B3. The signal is converted into a level and output to the voltage drop circuit 43.

以下、昇圧回路L4〜LNも、昇圧回路L2、L3と同様の動作をする。即ち、昇圧回路Lnにおいて、1組目のnpnトランジスタとpnpトランジスタによって入力信号の電圧レベルが電池ブロックB2の正極端子電圧レベルに上昇し、2組目〜(n−1)組目のnpnトランジスタとpnpトランジスタによって、更に電池ブロックの端子間電圧(14.4V)ずつ電圧レベルが上昇する。昇圧回路Lnの入力信号の電圧レベルは、電池ブロックBnの正極端子電圧レベル又は負極端子電圧レベルに変換される。   Hereinafter, the booster circuits L4 to LN also operate in the same manner as the booster circuits L2 and L3. That is, in the booster circuit Ln, the voltage level of the input signal rises to the positive terminal voltage level of the battery block B2 by the first set of npn transistor and pnp transistor, and the second to (n-1) th set of npn transistors The pnp transistor further increases the voltage level by the voltage across the battery block (14.4 V). The voltage level of the input signal of the booster circuit Ln is converted to the positive terminal voltage level or the negative terminal voltage level of the battery block Bn.

実施形態4に係る異常電圧検出装置500においては、各電池ブロックB1〜BNの端子間電圧を単位電圧とし、各昇圧回路L2〜LN(図13)は、制御信号TC2〜TCNの電圧レベルを、1単位電圧ずつ段階的に昇圧し、各電池ブロックB2〜BNの電圧レベルである変換電圧レベルにそれぞれ変換する。   In the abnormal voltage detection apparatus 500 according to the fourth embodiment, the voltage between the terminals of each battery block B1 to BN is a unit voltage, and each booster circuit L2 to LN (FIG. 13) determines the voltage level of the control signals TC2 to TCN, The voltage is stepped up step by step by one unit voltage and converted to a conversion voltage level that is a voltage level of each of the battery blocks B2 to BN.

異常電圧検出装置500が正常に異常検出を行えるか否かを検知する方法を説明する。なお、以下の異常検出機能の検査処理は、全ての電池ブロックB1〜BNが過充電に達していない状態(例えば、充電前又は電動車両の走行前)で行われる。始めに、第1の検査処理において、各異常電圧検出部401〜40NのスイッチS41〜S4Nをそれぞれ開き、スイッチS11〜S1Nを接点aにそれぞれ切り換える。各基準電圧源A11〜AN1が発生した第1の基準電圧Vr1は、そのままコンパレータC1〜CNの非反転入力端子にそれぞれ与えられる。電池ブロックB1〜BNの出力電圧が正常であり、基準電圧源A11〜AN1、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはハイレベルである。   A method for detecting whether or not the abnormal voltage detection apparatus 500 can normally detect an abnormality will be described. In addition, the inspection process of the following abnormality detection function is performed in a state where all the battery blocks B1 to BN have not reached overcharge (for example, before charging or before traveling of the electric vehicle). First, in the first inspection process, the switches S41 to S4N of the abnormal voltage detectors 401 to 40N are opened, and the switches S11 to S1N are switched to the contacts a. The first reference voltage Vr1 generated by each of the reference voltage sources A11 to AN1 is directly applied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN. If the output voltages of the battery blocks B1 to BN are normal and the reference voltage sources A11 to AN1, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are all normal, the logical sum signal ds is at a high level.

次に、第2の検査処理において、スイッチS41〜S4Nを開いたままで、スイッチS11〜S1Nを接点bにそれぞれ切り換える。電池ブロックB1〜BNの出力電圧が正常であり、基準電圧源A12〜AN2、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNが正常であれば、論理和信号dsはハイレベルである。次に、第3の検査処理において、スイッチS41〜S4Nを開いたままで、スイッチS11〜S1Nを接点cにそれぞれ切り換える。電池ブロックB1〜BNの出力電圧が正常であり、基準電圧源A13〜AN3、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはハイレベルである。   Next, in the second inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts b while the switches S41 to S4N are kept open. If the output voltages of the battery blocks B1 to BN are normal and the reference voltage sources A12 to AN2, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are normal, the OR signal ds is at a high level. Next, in the third inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts c while the switches S41 to S4N are kept open. If the output voltages of the battery blocks B1 to BN are normal and all of the reference voltage sources A13 to AN3, the voltage dividing circuits D1 to DN and the comparators C1 to CN are normal, the logical sum signal ds is at a high level.

次に、第4〜第6の検査処理において、異常電圧検出部401の異常検出機能の検査を行う。第4の検査処理において、異常電圧検出部401のスイッチS41を閉じ、スイッチS11〜S1Nを接点aにそれぞれ切り換える。各基準電圧源A11〜AN1が発生した第1の基準電圧Vr1は、抵抗r1及びr2によってそれぞれ分圧され、各コンパレータC1〜CNの非反転入力端子にそれぞれ与えられる。基準電圧源A11〜AN1、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはローレベルである。   Next, in the fourth to sixth inspection processes, the abnormality detection function of the abnormal voltage detector 401 is inspected. In the fourth inspection process, the switch S41 of the abnormal voltage detection unit 401 is closed, and the switches S11 to S1N are switched to the contacts a. The first reference voltage Vr1 generated by each of the reference voltage sources A11 to AN1 is divided by resistors r1 and r2, and is supplied to the non-inverting input terminals of the comparators C1 to CN, respectively. If all of the reference voltage sources A11 to AN1, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are normal, the OR signal ds is at a low level.

次に、第5の検査処理において、スイッチS41を閉じたままで、スイッチS11〜S1Nを接点bにそれぞれ切り換える。基準電圧源A12〜AN2、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはローレベルである。次に、第6の検査処理において、スイッチS41を閉じたままで、スイッチS11〜S1Nを接点cにそれぞれ切り換える。基準電圧源A13〜AN3、分圧回路D1〜DN及びコンパレータC1〜CNの全てが正常であれば、論理和信号dsはローレベルである。   Next, in the fifth inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts b while the switch S41 is kept closed. If all of the reference voltage sources A12 to AN2, the voltage dividing circuits D1 to DN and the comparators C1 to CN are normal, the logical sum signal ds is at a low level. Next, in the sixth inspection process, the switches S11 to S1N are respectively switched to the contacts c while the switch S41 is closed. If all of the reference voltage sources A13 to AN3, the voltage dividing circuits D1 to DN, and the comparators C1 to CN are normal, the OR signal ds is at a low level.

制御部450はスイッチS11〜S1N及びスイッチS41〜S4Nを、上記第1の検査処理〜第6の検査処理のように制御し、各検査処理における論理和信号dsのレベルが上記と同じ場合は異常電圧検出部401が正常に機能していると判断する。各検査処理における論理和信号dsのレベルが上記と異なる場合は、異常電圧検出部401が故障していると判断する。   The control unit 450 controls the switches S11 to S1N and the switches S41 to S4N as in the first to sixth inspection processes, and is abnormal when the level of the logical sum signal ds in each inspection process is the same as the above. It is determined that the voltage detection unit 401 is functioning normally. If the level of the logical sum signal ds in each inspection process is different from the above, it is determined that the abnormal voltage detection unit 401 has failed.

制御部450は、異常検出部402〜40Nについても上記第4〜第6の検査処理と同様に検査処理によって、異常検出部401と同様に、順次異常検出機能の検査を行う。制御部450は、異常電圧検出部401〜40Nの異常検出機能の検査結果を、ランプの点灯などによって表示部152に表示する。   The control unit 450 also sequentially tests the abnormality detection function for the abnormality detection units 402 to 40N in the same manner as the abnormality detection unit 401 by the inspection processing as in the fourth to sixth inspection processes. The control unit 450 displays the inspection result of the abnormality detection function of the abnormal voltage detection units 401 to 40N on the display unit 152 by lighting the lamp or the like.

レベル変換回路513を構成する各pnpトランジスタ及び各npnトランジスタに印加される電圧は、電池ブロックの端子間電圧(14.4V)又はその2倍(28.8V)程度である。従って、レベル変換回路513は、耐圧が40V程度の既存の低耐圧の半導体素子を用いて容易にIC化可能である。実施形態4によれば、安価で小型な組電池のための異常電圧検出装置を提供することができる。更に、異常電圧検出装置500は、制御信号RC1,RC2及びTC1〜TCNを含むシリアルデータ信号SEを発生するので、1つのフォトカプラPDを用いて、制御信号RC1,RC2及びTC1〜TCNを伝達できる。実施形態4によれば、異常検出機能の検査機能を有さない異常電圧検出装置に、安価で小型な回路素子を追加するだけで、異常検出機能の検査機能を追加できる。   The voltage applied to each pnp transistor and each npn transistor constituting the level conversion circuit 513 is a voltage between terminals of the battery block (14.4 V) or twice (28.8 V) thereof. Therefore, the level conversion circuit 513 can be easily made into an IC using an existing low breakdown voltage semiconductor element having a breakdown voltage of about 40V. According to the fourth embodiment, an abnormal voltage detection device for an inexpensive and small assembled battery can be provided. Furthermore, since the abnormal voltage detection device 500 generates the serial data signal SE including the control signals RC1, RC2 and TC1 to TCN, the control signals RC1, RC2 and TC1 to TCN can be transmitted using one photocoupler PD. . According to the fourth embodiment, an abnormality detection function inspection function can be added to an abnormal voltage detection device that does not have an abnormality detection function inspection function by simply adding an inexpensive and small circuit element.

一般に、シリアル入力/パラレル出力レジスタは、シリアルデータ信号を入力するデータ入力端子と、リセット信号を入力するリセット端子と、クロックを入力するクロック入力端子とを有する。本発明のシリアル入力/パラレル出力レジスタ502はシリアルデータ信号SEを入力するデータ入力端子DATAのみを有し、リセット端子と、クロック入力端子とを有していない。シリアル入力/パラレル出力レジスタ502は、入力端子と出力端子とが互いに電気的に絶縁された1個の伝達素子PDを介して、シリアルデータ信号SEを入力する。実施形態4によれば、異常検出機能の検査機能を有さない異常電圧検出装置に、安価で小型な回路素子を追加するだけで、異常検出機能の検査機能を追加できる。   Generally, a serial input / parallel output register has a data input terminal for inputting a serial data signal, a reset terminal for inputting a reset signal, and a clock input terminal for inputting a clock. The serial input / parallel output register 502 of the present invention has only a data input terminal DATA for inputting the serial data signal SE, and does not have a reset terminal and a clock input terminal. The serial input / parallel output register 502 inputs the serial data signal SE through one transmission element PD whose input terminal and output terminal are electrically insulated from each other. According to the fourth embodiment, an abnormality detection function inspection function can be added to an abnormal voltage detection device that does not have an abnormality detection function inspection function by simply adding an inexpensive and small circuit element.

レベル変換回路513及びシリアル入力/パラレル出力レジスタ502を、実施形態2に係る異常電圧検出装置300のスイッチS31〜S3Nを制御するために使用しても良い。   The level conversion circuit 513 and the serial input / parallel output register 502 may be used to control the switches S31 to S3N of the abnormal voltage detection device 300 according to the second embodiment.

実施形態4の構成に代えて、下記の構成であっても良い。制御部550がリセット信号を出力する。制御部550が出力するリセット信号は、パラレル入力/シリアル出力レジスタ555と、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502とに送られる。制御部550は、フォトカプラPRを介してシリアル入力/パラレル出力レジスタ502にリセット信号を送る。フォトカプラPRは、制御部550とシリアル入力/パラレル出力レジスタ502とを互いに電気的に絶縁した状態で、リセット信号を伝達する。   Instead of the configuration of the fourth embodiment, the following configuration may be used. Control unit 550 outputs a reset signal. The reset signal output from the control unit 550 is sent to the parallel input / serial output register 555 and the serial input / parallel output register 502. The control unit 550 sends a reset signal to the serial input / parallel output register 502 via the photocoupler PR. The photocoupler PR transmits a reset signal in a state where the control unit 550 and the serial input / parallel output register 502 are electrically insulated from each other.

制御部550はリセット信号を出力すると、その立ち上がりエッジでパラレル入力/シリアル出力レジスタ555はパラレル端子に入力している2ビットの制御信号及びNビットの検査部駆動信号をシリアル出力レジスタに自動的にロードし、パラレル入力/シリアル出力レジスタ555とシリアル入力/パラレル出力レジスタ502とが内蔵するクロック発振器が同時に自動的にクロックの出力を開始する。パラレル入力/シリアル出力レジスタ555とシリアル入力/パラレル出力レジスタ502とが内蔵するクロック発振器の発振クロック周波数は同一であり、両者は同期している。パラレル入力/シリアル出力レジスタ555はシリアルデータを出力し、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502は、フォトカプラPDを介して入力したシリアルデータを正確に読み込む。   When the control unit 550 outputs a reset signal, the parallel input / serial output register 555 automatically outputs the 2-bit control signal and the N-bit test unit driving signal input to the parallel terminal to the serial output register at the rising edge. The clock oscillator built in the parallel input / serial output register 555 and the serial input / parallel output register 502 automatically starts outputting the clock simultaneously. The oscillation clock frequencies of the clock oscillators built in the parallel input / serial output register 555 and the serial input / parallel output register 502 are the same, and both are synchronized. The parallel input / serial output register 555 outputs serial data, and the serial input / parallel output register 502 accurately reads the serial data input via the photocoupler PD.

実施形態5.
図14を参照して、本発明の実施形態5に係る組電池のための異常電圧検出装置1000を説明する。図14は、本発明の実施形態5に係る組電池のための異常電圧検出装置1000の概略構成を示すブロック図である。図14において、図13と共通する部分には同一の符号を使用し、その説明を省略する。
Embodiment 5. FIG.
With reference to FIG. 14, the abnormal voltage detection apparatus 1000 for the assembled battery which concerns on Embodiment 5 of this invention is demonstrated. FIG. 14: is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus 1000 for the assembled battery which concerns on Embodiment 5 of this invention. In FIG. 14, the same reference numerals are used for portions common to FIG. 13, and description thereof is omitted.

実施形態4に係る異常電圧検出装置500においては、各電池ブロックB1〜BNの端子間電圧を単位電圧とした。各昇圧回路L2〜LN(図13)は、制御信号TC2〜TCNの電圧レベルを、1単位電圧ずつ段階的に昇圧し、各電池ブロックB1〜BNの電圧レベルである変換電圧レベルにそれぞれ変換した。実施形態5に係る異常電圧検出装置1000は、レベル変換回路1013は、制御信号TC3〜TCNの電圧レベルを、複数単位電圧ずつ段階的に昇圧し、各変換電圧レベルに変換する昇圧回路L300〜LN00を備える。   In the abnormal voltage detection apparatus 500 according to the fourth embodiment, the terminal voltage of each of the battery blocks B1 to BN is set as a unit voltage. Each booster circuit L2 to LN (FIG. 13) boosts the voltage levels of the control signals TC2 to TCN step by step by one unit voltage, and converts them into converted voltage levels that are the voltage levels of the battery blocks B1 to BN, respectively. . In the abnormal voltage detection apparatus 1000 according to the fifth embodiment, the level conversion circuit 1013 boosts the voltage levels of the control signals TC3 to TCN step by step by a plurality of unit voltages, and converts them into conversion voltage levels L300 to LN00. Is provided.

異常電圧検出装置1000は、実施形態4に係る異常電圧検出装置500(図13)のレベル変換回路513をレベル変換回路1013に置き換えたものである。そのほかの構成は、実施形態4に係る異常電圧検出装置500と同じである。   The abnormal voltage detection apparatus 1000 is obtained by replacing the level conversion circuit 513 of the abnormal voltage detection apparatus 500 (FIG. 13) according to the fourth embodiment with a level conversion circuit 1013. Other configurations are the same as those of the abnormal voltage detection apparatus 500 according to the fourth embodiment.

レベル変換回路1013の構成及び動作を説明する。レベル変換回路1013は、昇圧回路L2、L300、L400、L500、…及びLN00を有する。レベル変換回路1013は、レベル変換回路513の昇圧回路L3〜LNを、昇圧回路L300〜LN00に置き換えたものである。昇圧回路Ln00は、パラレル出力端子Ynが出力した電圧降下回路制御信号TCnを最下位からn番の電池ブロックに対応する電圧降下回路4nを制御する電圧にレベル変換する回路である。なお、図14には昇圧回路L2、L300、L400、L500のみを示した。以下、昇圧回路L300〜LN00の構成及び動作を説明する。   The configuration and operation of the level conversion circuit 1013 will be described. The level conversion circuit 1013 includes boosting circuits L2, L300, L400, L500,... And LN00. The level conversion circuit 1013 is obtained by replacing the booster circuits L3 to LN of the level conversion circuit 513 with booster circuits L300 to LN00. The booster circuit Ln00 is a circuit that converts the level of the voltage drop circuit control signal TCn output from the parallel output terminal Yn to a voltage that controls the voltage drop circuit 4n corresponding to the nth battery block from the lowest order. FIG. 14 shows only booster circuits L2, L300, L400, and L500. Hereinafter, the configuration and operation of the booster circuits L300 to LN00 will be described.

昇圧回路L300は、npnトランジスタQ33とpnpトランジスタQ34とを備える。npnトランジスタQ33のベース端子は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y3と接続されており、昇圧回路L300の入力端子となっている。npnトランジスタQ33のエミッタ端子は電池ブロックB1の負極端子と接続され、コレクタ端子はpnpトランジスタQ34のベース端子と接続される。pnpトランジスタQ34のエミッタ端子は電池ブロックB3の正極端子と接続される。pnpトランジスタQ34のコレクタ端子は電圧降下回路43の入力端子(npnトランジスタS43のベース端子)と接続され、昇圧回路L300の出力端子となっている。   Boost circuit L300 includes npn transistor Q33 and pnp transistor Q34. The base terminal of the npn transistor Q33 is connected to the output terminal Y3 of the serial input / parallel output register 502, and serves as the input terminal of the booster circuit L300. The emitter terminal of npn transistor Q33 is connected to the negative terminal of battery block B1, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q34. The emitter terminal of the pnp transistor Q34 is connected to the positive terminal of the battery block B3. The collector terminal of the pnp transistor Q34 is connected to the input terminal of the voltage drop circuit 43 (the base terminal of the npn transistor S43) and serves as the output terminal of the booster circuit L300.

昇圧回路L400は、2組のnpnトランジスタとpnpトランジスタのペアL4−4及びL4−5を備える。ペアL4−4はnpnトランジスタQ21とpnpトランジスタQ22を備える。ペアL4−4は昇圧回路L2と同様の構成を有する。ペアL4−5はnpnトランジスタQ43とpnpトランジスタQ44を備える。ペアL4−4のnpnトランジスタQ21のベース端子は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y4と接続されており、昇圧回路L400の入力端子となっている。ペアL4−4のnpnトランジスタQ21のエミッタ端子は電池ブロックB1の負極端子と接続され、コレクタ端子はペアL4−4のpnpトランジスタQ22のベース端子と接続される。ペアL4−4のpnpトランジスタQ22のエミッタ端子は電池ブロックB2の正極端子と接続され、コレクタ端子はnpnトランジスタQ43のベース端子と接続される。npnトランジスタQ43のエミッタ端子は電池ブロックB2の負極端子と接続され、コレクタ端子はpnpトランジスタQ44のベース端子と接続される。pnpトランジスタQ44のエミッタ端子は電池ブロックB4の正極端子と接続される。pnpトランジスタQ44のコレクタ端子は電圧降下回路44の入力端子(npnトランジスタS44のベース端子)と接続され、昇圧回路L400の出力端子となっている。   The booster circuit L400 includes two pairs of npn transistors and pnp transistors L4-4 and L4-5. The pair L4-4 includes an npn transistor Q21 and a pnp transistor Q22. The pair L4-4 has a configuration similar to that of the booster circuit L2. The pair L4-5 includes an npn transistor Q43 and a pnp transistor Q44. The base terminal of the npn transistor Q21 of the pair L4-4 is connected to the output terminal Y4 of the serial input / parallel output register 502, and serves as the input terminal of the booster circuit L400. The emitter terminal of npn transistor Q21 of pair L4-4 is connected to the negative terminal of battery block B1, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q22 of pair L4-4. The emitter terminal of the pnp transistor Q22 of the pair L4-4 is connected to the positive terminal of the battery block B2, and the collector terminal is connected to the base terminal of the npn transistor Q43. The emitter terminal of npn transistor Q43 is connected to the negative terminal of battery block B2, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q44. The emitter terminal of the pnp transistor Q44 is connected to the positive terminal of the battery block B4. The collector terminal of the pnp transistor Q44 is connected to the input terminal of the voltage drop circuit 44 (the base terminal of the npn transistor S44) and serves as the output terminal of the booster circuit L400.

昇圧回路L500は、2組のnpnトランジスタとpnpトランジスタのペアL5−1及びL5−2を備える。ペアL5−1はnpnトランジスタQ33とpnpトランジスタQ34を備える。ペアL5−1は昇圧回路L300と同様の構成を有する。ペアL5−2はnpnトランジスタQ51とpnpトランジスタQ52を備える。ペアL5−1のnpnトランジスタQ33のベース端子は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ502の出力端子Y5と接続されており、昇圧回路L500の入力端子となっている。ペアL5−1のnpnトランジスタQ33のエミッタ端子は電池ブロックB1の負極端子と接続され、コレクタ端子はペアL5−1のpnpトランジスタQ34のベース端子と接続される。ペアL5−1のpnpトランジスタQ34のエミッタ端子は電池ブロックB3の正極端子と接続され、コレクタ端子はnpnトランジスタQ51のベース端子と接続される。npnトランジスタQ51のエミッタ端子は電池ブロックB3の負極端子と接続され、コレクタ端子はpnpトランジスタQ52のベース端子と接続される。pnpトランジスタQ52のエミッタ端子は電池ブロックB5の正極端子と接続される。pnpトランジスタQ52のコレクタ端子は電圧降下回路45の入力端子(npnトランジスタS45のベース端子)と接続され、昇圧回路L500の出力端子となっている。   The booster circuit L500 includes two sets of npn transistor and pnp transistor pairs L5-1 and L5-2. The pair L5-1 includes an npn transistor Q33 and a pnp transistor Q34. The pair L5-1 has a configuration similar to that of the booster circuit L300. The pair L5-2 includes an npn transistor Q51 and a pnp transistor Q52. The base terminal of the npn transistor Q33 of the pair L5-1 is connected to the output terminal Y5 of the serial input / parallel output register 502, and serves as the input terminal of the booster circuit L500. The emitter terminal of npn transistor Q33 of pair L5-1 is connected to the negative terminal of battery block B1, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q34 of pair L5-1. The emitter terminal of the pnp transistor Q34 of the pair L5-1 is connected to the positive terminal of the battery block B3, and the collector terminal is connected to the base terminal of the npn transistor Q51. The emitter terminal of npn transistor Q51 is connected to the negative terminal of battery block B3, and the collector terminal is connected to the base terminal of pnp transistor Q52. The emitter terminal of the pnp transistor Q52 is connected to the positive terminal of the battery block B5. The collector terminal of the pnp transistor Q52 is connected to the input terminal of the voltage drop circuit 45 (the base terminal of the npn transistor S45) and serves as the output terminal of the booster circuit L500.

以下同様に、n番目の昇圧回路Ln00の入力端子はシリアル入力/パラレル出力レジスタ502のn番目の出力端子Ynに接続され、出力端子はn番目の電圧降下回路4nの入力端子(npnトランジスタS4nのベース端子)に接続される。   Similarly, the input terminal of the nth booster circuit Ln00 is connected to the nth output terminal Yn of the serial input / parallel output register 502, and the output terminal is the input terminal of the nth voltage drop circuit 4n (the npn transistor S4n). Base terminal).

昇圧回路L300の動作を説明する。昇圧回路L300の入力端子の信号がハイレベルの場合、昇圧回路L300のnpnトランジスタQ33のベース端子にベース電流が流れるので、npnトランジスタQ33はオンする。これに伴い、昇圧回路L300のpnpトランジスタQ34のベース電流が流れて、pnpトランジスタQ34もオンする。昇圧回路L300の出力端子(pnpトランジスタQ34のコレクタ端子)電圧は、電池ブロックB3の正極端子電圧(43.2V)近い電圧まで上昇する。即ち、昇圧回路L300からスイッチS43にハイレベルが出力される状態となる。   The operation of the booster circuit L300 will be described. When the signal at the input terminal of the booster circuit L300 is at a high level, the base current flows through the base terminal of the npn transistor Q33 of the booster circuit L300, so that the npn transistor Q33 is turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q34 of the booster circuit L300 flows, and the pnp transistor Q34 is also turned on. The voltage at the output terminal of the booster circuit L300 (the collector terminal of the pnp transistor Q34) rises to a voltage close to the positive terminal voltage (43.2V) of the battery block B3. That is, a high level is output from the booster circuit L300 to the switch S43.

昇圧回路L300の入力端子の信号がローレベルの場合、昇圧回路L300のnpnトランジスタQ33はオンしないので、昇圧回路L300のpnpトランジスタQ34のベース端子と電池ブロックB1の負極端子との間には電流が流れない。即ち、pnpトランジスタQ34はオフ状態である。即ち、昇圧回路L300から電圧降下回路43にローレベル(電池ブロックB3の負極端子電圧(28.8V)近い電圧)が出力される状態となる。   When the signal at the input terminal of the booster circuit L300 is at a low level, the npn transistor Q33 of the booster circuit L300 does not turn on, so that no current flows between the base terminal of the pnp transistor Q34 of the booster circuit L300 and the negative terminal of the battery block B1. Not flowing. That is, the pnp transistor Q34 is off. That is, a low level (voltage close to the negative terminal voltage (28.8 V) of the battery block B3) is output from the booster circuit L300 to the voltage drop circuit 43.

以上説明したように、昇圧回路L300において、入力信号の電圧レベル(ハイレベル)はnpnトランジスタQ33及びpnpトランジスタQ34の端子間電圧差を利用して電池ブロックB3の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、電圧降下回路43に出力される。昇圧回路L300は、入力信号の電圧レベルを、電圧降下回路43を動作させることができる電圧レベル、即ち電池ブロックB3の両端電圧レベルに変換し電圧降下回路43に出力する。昇圧回路L300は、電池ブロックB3に係る入力信号TC3の電圧レベルを、電池ブロックB1〜B3の端子間電圧を単位電圧として、その単位電圧の2倍の電圧だけ昇圧して、電池ブロックB3の電圧レベルである変換電圧レベルに変換する。   As described above, in the booster circuit L300, the voltage level (high level) of the input signal is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of the battery block B3 using the voltage difference between the terminals of the npn transistor Q33 and the pnp transistor Q34. And output to the voltage drop circuit 43. The booster circuit L300 converts the voltage level of the input signal into a voltage level at which the voltage drop circuit 43 can be operated, that is, a voltage level across the battery block B3, and outputs the voltage level to the voltage drop circuit 43. The booster circuit L300 boosts the voltage level of the input signal TC3 related to the battery block B3 by a voltage twice as high as the unit voltage using the voltage between the terminals of the battery blocks B1 to B3 as a unit voltage. It converts to the conversion voltage level which is level.

昇圧回路L400の動作を説明する。昇圧回路L400の入力端子の信号がハイレベルの場合、昇圧回路L400のnpnトランジスタQ21のベース端子にベース電流が流れるので、npnトランジスタQ21はオンする。これに伴い、昇圧回路L400のpnpトランジスタQ22のベース電流が流れて、pnpトランジスタQ22もオンする。npnトランジスタQ43のベース電流が流れるので、npnトランジスタQ43もオンする。これに伴い、pnpトランジスタQ44のベース電流が流れ、昇圧回路L400の出力端子(pnpトランジスタQ44のコレクタ端子)電圧は、電池ブロックB4の正極端子電圧(57.6V)近い電圧まで上昇する。即ち、昇圧回路L400からスイッチS44にハイレベルが出力される状態となる。   The operation of the booster circuit L400 will be described. When the signal at the input terminal of the booster circuit L400 is at a high level, the base current flows through the base terminal of the npn transistor Q21 of the booster circuit L400, so that the npn transistor Q21 is turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q22 of the booster circuit L400 flows, and the pnp transistor Q22 is also turned on. Since the base current of npn transistor Q43 flows, npn transistor Q43 is also turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q44 flows, and the voltage of the output terminal of the booster circuit L400 (collector terminal of the pnp transistor Q44) rises to a voltage close to the positive terminal voltage (57.6V) of the battery block B4. That is, a high level is output from the booster circuit L400 to the switch S44.

昇圧回路L400の入力端子の信号がローレベルの場合、昇圧回路L400のnpnトランジスタQ21はオンしないので、昇圧回路L400のpnpトランジスタQ22のベース端子と電池ブロックB1の負極端子との間には電流が流れない。即ち、pnpトランジスタQ22はオフ状態である。同様に、npnトランジスタQ43及びpnpトランジスタQ44もオフ状態である。即ち、昇圧回路L400から電圧降下回路44にローレベル(電池ブロックB4の負極端子電圧(43.2V)近い電圧)が出力される状態となる。   When the signal at the input terminal of the booster circuit L400 is at a low level, the npn transistor Q21 of the booster circuit L400 does not turn on, so that no current flows between the base terminal of the pnp transistor Q22 of the booster circuit L400 and the negative terminal of the battery block B1. Not flowing. That is, the pnp transistor Q22 is off. Similarly, the npn transistor Q43 and the pnp transistor Q44 are also off. That is, a low level (voltage close to the negative terminal voltage (43.2 V) of the battery block B4) is output from the booster circuit L400 to the voltage drop circuit 44.

以上説明したように、昇圧回路L400において、入力信号の電圧レベル(ハイレベル)はペアL4−4によって電池ブロックB2の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、更に、ペアL4−5によって電池ブロックB4の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、電圧降下回路44に出力される。昇圧回路L400は、入力信号の電圧レベルを、トランジスタQ21、Q22、Q43、Q44の端子間電圧差を利用して、電圧降下回路44を動作させることができる電圧レベル、即ち電池ブロックB4の両端電圧レベルに変換し電圧降下回路44に出力する。昇圧回路L400は、電池ブロックB4に係る入力信号TC4の電圧レベルを、電池ブロックB1〜B4の端子間電圧を単位電圧として、単位電圧だけ昇圧した後、単位電圧の2倍の電圧だけ昇圧して、電池ブロックB4の電圧レベルである変換電圧レベルに変換する。   As described above, in the booster circuit L400, the voltage level (high level) of the input signal is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of the battery block B2 by the pair L4-4, and further, the battery block by the pair L4-5. The voltage level is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of B4 and output to the voltage drop circuit 44. The booster circuit L400 uses the voltage level of the input signal as the voltage level at which the voltage drop circuit 44 can be operated using the voltage difference between the terminals of the transistors Q21, Q22, Q43, Q44, that is, the voltage across the battery block B4. The signal is converted into a level and output to the voltage drop circuit 44. The booster circuit L400 boosts the voltage level of the input signal TC4 related to the battery block B4 by a unit voltage using the voltage between terminals of the battery blocks B1 to B4 as a unit voltage, and then boosts the voltage level by twice the unit voltage. The voltage is converted to a conversion voltage level that is the voltage level of the battery block B4.

昇圧回路L500の動作を説明する。昇圧回路L500の入力端子の信号がハイレベルの場合、昇圧回路L500のnpnトランジスタQ33のベース端子にベース電流が流れるので、npnトランジスタQ33はオンする。これに伴い、昇圧回路L500のpnpトランジスタQ34のベース電流が流れて、pnpトランジスタQ34もオンする。npnトランジスタQ51のベース電流が流れるので、npnトランジスタQ51もオンする。これに伴い、pnpトランジスタQ52のベース電流が流れ、昇圧回路L500の出力端子(pnpトランジスタQ52のコレクタ端子)電圧は、電池ブロックB5の正極端子電圧(72.0V)近い電圧まで上昇する。即ち、昇圧回路L500からスイッチS45にハイレベルが出力される状態となる。   The operation of the booster circuit L500 will be described. When the signal at the input terminal of the booster circuit L500 is at a high level, the base current flows through the base terminal of the npn transistor Q33 of the booster circuit L500, so that the npn transistor Q33 is turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q34 of the booster circuit L500 flows, and the pnp transistor Q34 is also turned on. Since the base current of npn transistor Q51 flows, npn transistor Q51 is also turned on. Along with this, the base current of the pnp transistor Q52 flows, and the voltage of the output terminal of the booster circuit L500 (the collector terminal of the pnp transistor Q52) rises to a voltage close to the positive terminal voltage (72.0V) of the battery block B5. That is, a high level is output from the booster circuit L500 to the switch S45.

昇圧回路L500の入力端子の信号がローレベルの場合、昇圧回路L500のnpnトランジスタQ33はオンしないので、昇圧回路L500のpnpトランジスタQ34のベース端子と電池ブロックB1の負極端子との間には電流が流れない。即ち、pnpトランジスタQ34はオフ状態である。同様に、npnトランジスタQ51及びpnpトランジスタQ52もオフ状態である。即ち、昇圧回路L500から電圧降下回路45にローレベル(電池ブロックB5の負極端子電圧(57.6V)近い電圧)が出力される状態となる。   When the signal at the input terminal of the booster circuit L500 is at a low level, the npn transistor Q33 of the booster circuit L500 is not turned on, so that no current flows between the base terminal of the pnp transistor Q34 of the booster circuit L500 and the negative terminal of the battery block B1. Not flowing. That is, the pnp transistor Q34 is off. Similarly, the npn transistor Q51 and the pnp transistor Q52 are also off. That is, a low level (voltage close to the negative terminal voltage (57.6 V) of the battery block B5) is output from the booster circuit L500 to the voltage drop circuit 45.

以上説明したように、昇圧回路L500において、入力信号の電圧レベル(ハイレベル)はペアL5−1によって電池ブロックB3の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、更に、ペアL5−2によって電池ブロックB5の正極端子電圧近くの電圧レベルに変換され、電圧降下回路45に出力される。昇圧回路L500は、入力信号の電圧レベルを、トランジスタQ33、Q34、Q51、Q52の端子間電圧差を利用して、電圧降下回路45を動作させることができる電圧レベル、即ち電池ブロックB5の両端電圧レベルに変換し電圧降下回路45に出力する。   As described above, in the booster circuit L500, the voltage level (high level) of the input signal is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of the battery block B3 by the pair L5-1, and further the battery block by the pair L5-2. The voltage level is converted to a voltage level near the positive terminal voltage of B5 and output to the voltage drop circuit 45. The booster circuit L500 uses the voltage level of the input signal as the voltage level at which the voltage drop circuit 45 can be operated using the voltage difference between the terminals of the transistors Q33, Q34, Q51, Q52, that is, the voltage across the battery block B5. The signal is converted into a level and output to the voltage drop circuit 45.

以下、昇圧回路L600〜LN00も、昇圧回路L2、L300、L400、L500と同様に動作する。pnpトランジスタとnpnトランジスタのペアで構成される回路は、入力される信号の電圧レベルがハイレベルの場合、その電圧レベルを電池ブロックの端子間電圧又は電池ブロックの端子間電圧の2倍だけ昇圧する。例えば、昇圧回路L2及び昇圧回路L400のペアL4−4は、入力される信号の電圧レベルを、電池ブロックの端子間電圧(実施形態においては14.4V)だけ昇圧する。昇圧回路L300、昇圧回路L400のペアL4−5、昇圧回路L500のペアL5−1及びL5−2は、入力される信号の電圧レベルを、電池ブロックの端子間電圧の2倍(実施形態においては28.8V)だけ昇圧する。電池ブロックB3よりも上位の電池ブロックのうち、奇数番目の電池ブロックB3、B5、B7、…に係る制御信号TC3、TC5、TC7、…は、電池ブロックの端子間電圧の2倍単位で順次昇圧され、最終的に上記電池ブロックの正極端子電圧を基準とするレベルにそれぞれ変換され、電圧降下回路43、45、47、…に出力される。電池ブロックB4よりも上位の電池ブロックのうち、偶数番目の電池ブロックB4、B6、B8、…に係る制御信号TC4、TC6、TC8、…は、電池ブロックの端子間電圧の2倍単位で順次昇圧され、最後に電池ブロックの端子間電圧だけ昇圧され、最終的に上記電池ブロックの正極端子電圧を基準とするレベルにそれぞれ変換され、電圧降下回路44、46、48、…に出力される。   Hereinafter, the booster circuits L600 to LN00 also operate in the same manner as the booster circuits L2, L300, L400, and L500. When a voltage level of an input signal is a high level, a circuit composed of a pair of pnp transistors and npn transistors boosts the voltage level by twice the voltage between terminals of the battery block or the voltage between terminals of the battery block. . For example, the pair L4-4 of the booster circuit L2 and the booster circuit L400 boosts the voltage level of the input signal by the voltage between the terminals of the battery block (14.4 V in the embodiment). The booster circuit L300, the pair L4-5 of the booster circuit L400, and the pair L5-1 and L5-2 of the booster circuit L500 have a voltage level of an input signal that is twice the voltage between the terminals of the battery block (in the embodiment, Boost by 28.8V). The control signals TC3, TC5, TC7,... Related to the odd-numbered battery blocks B3, B5, B7,... Among the battery blocks higher than the battery block B3 are sequentially boosted in units of twice the voltage between the terminals of the battery block. Are finally converted to levels based on the positive terminal voltage of the battery block, and output to voltage drop circuits 43, 45, 47,. The control signals TC4, TC6, TC8,... Related to the even-numbered battery blocks B4, B6, B8,... Among the battery blocks higher than the battery block B4 are sequentially boosted in units of twice the voltage between the terminals of the battery block. Finally, the voltage between the terminals of the battery block is boosted, finally converted to a level based on the positive terminal voltage of the battery block, and output to the voltage drop circuits 44, 46, 48,.

レベル変換回路1013を構成する各pnpトランジスタ及び各npnトランジスタに印加される電圧は、電池ブロックの端子間電圧(14.4V)程度、2倍(28.8V)程度又は3倍程度(43.2V)である。従って、レベル変換回路1013は、耐圧が50V程度の既存の半導体素子を用いて容易にIC化可能である。実施形態5によれば、安価で小型な組電池のための異常電圧検出装置を提供することができる。   The voltage applied to each pnp transistor and each npn transistor constituting the level conversion circuit 1013 is about a voltage (14.4V) between terminals of the battery block, about 2 times (28.8V), or about 3 times (43.2V). ). Therefore, the level conversion circuit 1013 can be easily made into an IC using an existing semiconductor element having a breakdown voltage of about 50V. According to the fifth embodiment, an abnormal voltage detection device for an inexpensive and small assembled battery can be provided.

レベル変換回路1013の構成は、図14に示したものに限らない。実施形態4に係るレベル降下回路Lkにおいて、入力信号の電圧レベルを電池ブロックの端子間電圧(14.4V)又はその2倍(28.8V)ずつ上げた。これに代え、上位の電池ブロックに係るレベル降下回路では、電池ブロックの端子間電圧の3倍以上ずつ上げても良い。但し、電圧レベルの上昇幅は、昇圧回路を構成するpnpトランジスタ及びnpnトランジスタの耐圧レベルと電池ブロックの端子間電圧との兼ね合いで定められる。なお、レベル変換回路1013を構成するpnpトランジスタ及びnpnトランジスタを、他のスイッチ素子に置き換えても良い。   The configuration of the level conversion circuit 1013 is not limited to that shown in FIG. In the level drop circuit Lk according to the fourth embodiment, the voltage level of the input signal is increased by the voltage between the terminals of the battery block (14.4 V) or twice (28.8 V) thereof. Instead, in the level drop circuit according to the upper battery block, the voltage may be increased by three times or more of the voltage between the terminals of the battery block. However, the increase level of the voltage level is determined by the balance between the withstand voltage level of the pnp transistor and npn transistor constituting the booster circuit and the voltage between the terminals of the battery block. Note that the pnp transistor and the npn transistor constituting the level conversion circuit 1013 may be replaced with other switch elements.

実施形態6.
図15を参照して、本発明の実施形態6に係る組電池のための異常電圧検出装置600を説明する。実施形態6に係る組電池のための異常電圧検出装置600は、異常電圧検出部401〜40Nに代えて異常電圧検出部601〜60Nを有する点で実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置400(図12)と異なるが、それ以外の点において実施形態6に係る組電池のための異常電圧検出装置600は、実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置400と同一である。実施形態6に係る異常電圧検出部601〜60Nの構成のみを説明する。
Embodiment 6. FIG.
With reference to FIG. 15, the abnormal voltage detection apparatus 600 for assembled batteries which concerns on Embodiment 6 of this invention is demonstrated. The abnormal voltage detection device 600 for an assembled battery according to the sixth embodiment has an abnormal voltage for the assembled battery according to the third embodiment in that the abnormal voltage detection units 601 to 60N are provided instead of the abnormal voltage detection units 401 to 40N. The abnormal voltage detection device 600 for the assembled battery according to the sixth embodiment is the same as the abnormal voltage detection device 400 for the assembled battery according to the third embodiment except for the difference from the detection device 400 (FIG. 12). It is. Only the configuration of the abnormal voltage detection units 601 to 60N according to the sixth embodiment will be described.

図15は、実施形態6に係る異常電圧検出部60n(nは1≦n≦Nを満たす任意の正整数)の概略的な構成を示す図である。異常電圧検出部601〜60Nの構成は全て同じである。異常電圧検出部60nの構成を説明する。実施形態3に係る異常電圧検出装置400は、各異常電圧検出部401〜40Nおいて3つの基準電圧Vr1、Vr2、Vr3をそれぞれ発生し、対応する電池ブロックB1〜BNの電圧から降下した電池測定電圧Vb1〜VbNと比較した。これに代えて、実施形態6に係る異常電圧検出部601〜60Nは、それぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧を3つの異なる分圧比で分圧し、その電圧を1つの基準電圧と比較する。   FIG. 15 is a diagram illustrating a schematic configuration of the abnormal voltage detection unit 60n (n is an arbitrary positive integer satisfying 1 ≦ n ≦ N) according to the sixth embodiment. The configurations of the abnormal voltage detectors 601 to 60N are all the same. The configuration of the abnormal voltage detection unit 60n will be described. The abnormal voltage detection apparatus 400 according to the third embodiment generates three reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3 in the abnormal voltage detectors 401 to 40N, respectively, and measures the battery that has dropped from the voltages of the corresponding battery blocks B1 to BN. Comparison was made with voltages Vb1 to VbN. Instead, the abnormal voltage detection units 601 to 60N according to the sixth embodiment divide the voltages of the corresponding battery blocks B1 to BN at three different voltage dividing ratios and compare the voltages with one reference voltage.

図15に示す異常電圧検出部60nは、基準電圧発生源An、分圧回路D61n、pnpトランジスタ62n、コンパレータCnを有し、電池ブロックBnの電圧異常(実施形態6においては、過充電。)を検出する。基準電圧発生源Anは、実施形態2に係る組電池のための異常電圧検出装置300の基準電圧発生源Anと同様、ツェナーダイオード(図示しない)と抵抗(図示しない)とで構成され、その出力端子はコンパレータCnの非反転入力端子に接続される。   An abnormal voltage detection unit 60n shown in FIG. 15 includes a reference voltage generation source An, a voltage dividing circuit D61n, a pnp transistor 62n, and a comparator Cn, and detects a voltage abnormality in the battery block Bn (overcharge in the sixth embodiment). To detect. The reference voltage generation source An is composed of a Zener diode (not shown) and a resistor (not shown), as in the case of the reference voltage generation source An of the abnormal voltage detection apparatus 300 for an assembled battery according to the second embodiment, and its output. The terminal is connected to the non-inverting input terminal of the comparator Cn.

分圧回路D61nの構成を説明する。電池ブロックBnの正極端子とコンパレータCnの反転入力端子との間に抵抗611、612の直列接続回路が接続されている。pnpトランジスタ62nが抵抗611と並列に接続されている。3つの抵抗613、614、615の一端がコンパレータCnの反転入力端子に接続されている。実施形態6において、3つの抵抗613、614、615の抵抗値は、抵抗613>抵抗614>抵抗615に設定されている。3点切換スイッチ63nの共通端子が、電池ブロックBnの負極端子に接続されている。3点切換スイッチの3つの端子a、b、cは、それぞれ抵抗613、614、615の他端に接続されている。なお、スイッチ631〜63Nは連動する。pnpトランジスタ621〜62Nは連動する。   The configuration of the voltage dividing circuit D61n will be described. A series connection circuit of resistors 611 and 612 is connected between the positive terminal of the battery block Bn and the inverting input terminal of the comparator Cn. A pnp transistor 62n is connected in parallel with the resistor 611. One ends of the three resistors 613, 614, and 615 are connected to the inverting input terminal of the comparator Cn. In the sixth embodiment, the resistance values of the three resistors 613, 614, and 615 are set such that the resistor 613> the resistor 614> the resistor 615. The common terminal of the three-point selector switch 63n is connected to the negative terminal of the battery block Bn. Three terminals a, b, and c of the three-point selector switch are connected to the other ends of the resistors 613, 614, and 615, respectively. The switches 631 to 63N are interlocked. The pnp transistors 621 to 62N are interlocked.

電圧降下回路制御部454(図12参照)は制御信号TCに代えて、pnpトランジスタ62nのオンとオフとを切り換えるための制御信号TCaを発生する。制御信号TCaは、フォトカプラP13、レベル変換回路113を介してpnpトランジスタ62nのベースに入力される。スイッチ制御部151(図12参照)は、制御信号RC1及びRC2に代えて、スイッチ63nを切り換えるための制御信号RC1a及びRC2aを発生する。制御信号RC1a及びRC2aは、それぞれフォトカプラP11及びレベル変換回路111、フォトカプラP12及びレベル変換回路112を介してスイッチ63nに入力される。   The voltage drop circuit control unit 454 (see FIG. 12) generates a control signal TCa for switching on and off of the pnp transistor 62n instead of the control signal TC. The control signal TCa is input to the base of the pnp transistor 62n via the photocoupler P13 and the level conversion circuit 113. The switch control unit 151 (see FIG. 12) generates control signals RC1a and RC2a for switching the switch 63n instead of the control signals RC1 and RC2. The control signals RC1a and RC2a are input to the switch 63n via the photocoupler P11 and the level conversion circuit 111, the photocoupler P12 and the level conversion circuit 112, respectively.

異常電圧検出部60nの動作を説明する。通常動作において、制御信号TCaはハイレベルであって、pnpトランジスタ62nはオフである。この場合を説明する。スイッチ63nが制御信号RC1a、RC2aに応じて、抵抗613を接地する。抵抗613が接地されている場合、電池ブロックBnの電圧は抵抗611、612、613によって分圧されて、コンパレータCnの反転入力端子に出力される。分圧回路D61nが電池ブロックBnがやや過充電された状態での電圧(18V)を入力した時、コンパレータCnの反転入力端子に出力する電圧は、基準電圧源Anが出力する基準電圧と等しい。コンパレータCnは、電池ブロックBnの電圧が18Vより高い場合はローレベルの、低い場合はハイレベルの異常検出信号dnを発生して出力する。   The operation of the abnormal voltage detection unit 60n will be described. In normal operation, the control signal TCa is at a high level, and the pnp transistor 62n is off. This case will be described. The switch 63n grounds the resistor 613 according to the control signals RC1a and RC2a. When the resistor 613 is grounded, the voltage of the battery block Bn is divided by the resistors 611, 612, and 613 and output to the inverting input terminal of the comparator Cn. When the voltage dividing circuit D61n inputs a voltage (18V) when the battery block Bn is slightly overcharged, the voltage output to the inverting input terminal of the comparator Cn is equal to the reference voltage output from the reference voltage source An. The comparator Cn generates and outputs an abnormality detection signal dn at a low level when the voltage of the battery block Bn is higher than 18V, and at a high level when the voltage is low.

スイッチ63nが制御信号RC1a、RC2aに応じて、抵抗614を接地する。pnpトランジスタ62nがオフであって、抵抗614が接地されている場合、電池ブロックBnの電圧は抵抗611、612、614によって分圧されて、コンパレータCnの反転入力端子に出力される。分圧回路D61nが電池ブロックBnがかなり過充電された状態での電圧(20V)を入力した時、コンパレータCnの反転入力端子に出力する電圧は、基準電圧源Anが出力する基準電圧と等しい。コンパレータCnは、電池ブロックBnの電圧が20Vより高い場合はローレベルの、低い場合はハイレベルの異常検出信号dnを発生してフォトカプラPnに出力する。   The switch 63n grounds the resistor 614 according to the control signals RC1a and RC2a. When the pnp transistor 62n is off and the resistor 614 is grounded, the voltage of the battery block Bn is divided by the resistors 611, 612, and 614 and output to the inverting input terminal of the comparator Cn. When the voltage dividing circuit D61n inputs a voltage (20V) in a state where the battery block Bn is considerably overcharged, the voltage output to the inverting input terminal of the comparator Cn is equal to the reference voltage output from the reference voltage source An. The comparator Cn generates an abnormality detection signal dn at a low level when the voltage of the battery block Bn is higher than 20V, and outputs it to the photocoupler Pn when the voltage is low.

スイッチ63nが制御信号RC1a、RC2aに応じて、抵抗615を接地する。pnpトランジスタ62nがオフであって、抵抗615が接地されている場合、電池ブロックBnの電圧は抵抗611、612、615によって分圧されて、コンパレータCnの反転入力端子に出力される。分圧回路D61nが、電池ブロックBnが復帰不可能な故障を生じる程度に過充電された状態での電圧(22V)を入力した時、コンパレータCnの反転入力端子に出力する電圧は、基準電圧源Anが出力する基準電圧と等しい。コンパレータCnは、電池ブロックBnの電圧が20Vより高い場合はローレベルの、低い場合はハイレベルの異常検出信号dnを発生してフォトカプラPnに出力する。   The switch 63n grounds the resistor 615 according to the control signals RC1a and RC2a. When the pnp transistor 62n is off and the resistor 615 is grounded, the voltage of the battery block Bn is divided by the resistors 611, 612, and 615 and output to the inverting input terminal of the comparator Cn. When the voltage (22 V) is input when the voltage dividing circuit D61n is overcharged to such an extent that the battery block Bn cannot recover, the voltage output to the inverting input terminal of the comparator Cn is the reference voltage source It is equal to the reference voltage output by An. The comparator Cn generates an abnormality detection signal dn at a low level when the voltage of the battery block Bn is higher than 20V, and outputs it to the photocoupler Pn when the voltage is low.

各異常検出信号d1〜dNは論理和演算される。制御部450(図12参照)は、各電池ブロックB1〜BNに係る異常検出信号d1〜dNの論理和である論理和信号dsを入力する。   Each abnormality detection signal d1 to dN is ORed. The controller 450 (see FIG. 12) inputs a logical sum signal ds that is a logical sum of the abnormality detection signals d1 to dN related to the battery blocks B1 to BN.

異常電圧検出装置600が正常に異常検出を行えるか否かを検知する(異常検出機能の検査)方法を説明する。実施形態6の異常電圧検出装置600は、各分圧回路D611〜D61Nが発生した3つの電池測定電圧を、pnpトランジスタ621〜62Nによって、基準電圧源A1〜ANが発生した基準電圧に対してそれぞれ相対的に変化させ、各電池測定電圧を基準電圧と比較することにより異常検出信号d1〜dNを発生する。制御部450は、異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsに基づいて、異常電圧検出装置600が正常に異常検出を行えるか否かを検知する。なお、異常検出機能の検査は、各電池ブロックB1〜BNが過充電に達していない状態、例えば充電前又は電動車両の走行前、で行われる。異常検出機能の検査時は、制御信号TCaはローレベルであって、pnpトランジスタ621〜62Nはオンである。抵抗611は短絡された状態となる。   A method for detecting whether or not the abnormal voltage detection apparatus 600 can normally detect an abnormality (inspection of an abnormality detection function) will be described. In the abnormal voltage detection device 600 of the sixth embodiment, the three battery measurement voltages generated by the voltage dividing circuits D611 to D61N are respectively compared with the reference voltages generated by the reference voltage sources A1 to AN by the pnp transistors 621 to 62N. The abnormality detection signals d1 to dN are generated by changing each battery voltage and comparing each battery measurement voltage with a reference voltage. Based on the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN, the control unit 450 detects whether or not the abnormal voltage detection device 600 can normally perform abnormality detection. The inspection of the abnormality detection function is performed in a state where each of the battery blocks B1 to BN has not reached overcharge, for example, before charging or before traveling of the electric vehicle. At the time of inspection of the abnormality detection function, the control signal TCa is at a low level, and the pnp transistors 621 to 62N are on. The resistor 611 is short-circuited.

はじめに、第1の検査処理において、pnpトランジスタ621〜62Nを導通させ、抵抗613を接地する。抵抗613が接地されている場合、分圧回路D61nが例えば12V(18Vより低い)を入力した時、pnpトランジスタ62n、抵抗612、613が分圧してコンパレータCnの反転入力端子に出力する電圧は、基準電圧源Anが出力する基準電圧と等しい。コンパレータCnは、電池ブロックBnの電圧が12Vより高いか否かという情報をフォトカプラPnに出力する。電池ブロックBnの電圧は標準で14.4Vである故に、基準電圧発生部A1〜AN、分圧回路D611〜D61N及びコンパレータC1〜CNが正常であれば、異常電圧検出部601〜60Nは、それぞれローレベルの異常検出信号d1〜dNを発生する。従って、論理和信号dsは、ローレベルである。   First, in the first inspection process, the pnp transistors 621 to 62N are turned on, and the resistor 613 is grounded. When the resistor 613 is grounded, when the voltage dividing circuit D61n inputs, for example, 12V (lower than 18V), the voltage that the pnp transistor 62n and the resistors 612 and 613 divide and output to the inverting input terminal of the comparator Cn is It is equal to the reference voltage output from the reference voltage source An. The comparator Cn outputs information indicating whether or not the voltage of the battery block Bn is higher than 12V to the photocoupler Pn. Since the voltage of the battery block Bn is 14.4 V as a standard, if the reference voltage generators A1 to AN, the voltage dividing circuits D611 to D61N, and the comparators C1 to CN are normal, the abnormal voltage detectors 601 to 60N are respectively Low level abnormality detection signals d1 to dN are generated. Therefore, the logical sum signal ds is at a low level.

次に、第2の検査処理において、pnpトランジスタ621〜62Nを導通させたままで、抵抗614を接地する。基準電圧発生部A1〜AN、分圧回路D611〜D61N及びコンパレータC1〜CNが正常であれば、異常電圧検出部601〜60Nは、それぞれローレベルの異常検出信号d1〜dNを発生する。従って、論理和信号dsは、ローレベルである。次に、第3の検査処理において、pnpトランジスタ621〜62Nを導通させたままで、抵抗615を接地する。基準電圧発生部A1〜AN、分圧回路D611〜D61N及びコンパレータC1〜CNが正常であれば、異常電圧検出部601〜60Nは、それぞれローレベルの異常検出信号d1〜dNを発生する。従って、論理和信号dsは、ローレベルである。   Next, in the second inspection process, the resistor 614 is grounded while the pnp transistors 621 to 62N are kept conductive. If the reference voltage generation units A1 to AN, the voltage dividing circuits D611 to D61N, and the comparators C1 to CN are normal, the abnormal voltage detection units 601 to 60N generate low level abnormality detection signals d1 to dN, respectively. Therefore, the logical sum signal ds is at a low level. Next, in the third inspection process, the resistor 615 is grounded while the pnp transistors 621 to 62N are kept conductive. If the reference voltage generation units A1 to AN, the voltage dividing circuits D611 to D61N, and the comparators C1 to CN are normal, the abnormal voltage detection units 601 to 60N generate low level abnormality detection signals d1 to dN, respectively. Therefore, the logical sum signal ds is at a low level.

制御部450はスイッチ631〜63N及びpnpトランジスタ621〜62Nを、上記第1の検査処理〜第3の検査処理のように制御し、各検査処理における論理和信号dsのレベルが上記と同じ場合は異常電圧検出部601〜60Nが正常に機能していると判断する。各検査処理における論理和信号dsのレベルが上記と異なる場合は、異常電圧検出部601〜60Nの少なくとも1つが故障していると判断する。制御部450は、異常電圧検出部601〜60Nの異常検出機能の検査結果を、ランプの点灯などによって表示部152に表示する。   The control unit 450 controls the switches 631 to 63N and the pnp transistors 621 to 62N as in the first to third inspection processes, and when the level of the logical sum signal ds in each inspection process is the same as the above It is determined that the abnormal voltage detectors 601 to 60N are functioning normally. When the level of the logical sum signal ds in each inspection process is different from the above, it is determined that at least one of the abnormal voltage detection units 601 to 60N is out of order. The control unit 450 displays the inspection result of the abnormality detection function of the abnormal voltage detection units 601 to 60N on the display unit 152 by lighting the lamp or the like.

実施形態6に係る異常電圧検出装置600は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100と同様の効果を奏すると共に、異常検出機能の検査を容易に行えるという効果を奏する。実施形態6において、電圧降下回路制御部454が出力する制御信号TCaは1ビットである。1ビットの制御信号TCaによっては、全ての異常電圧検出部601〜60Nをまとめて検査した結果しか得られない。電圧降下回路制御部454が発生する制御信号TCaをNビットとし、全ての異常電圧検出部601〜60Nを個別に検査することが更に好ましい。   The abnormal voltage detection device 600 according to the sixth embodiment has the same effect as the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment, and also has an effect that the abnormality detection function can be easily inspected. In the sixth embodiment, the control signal TCa output from the voltage drop circuit control unit 454 is 1 bit. Depending on the 1-bit control signal TCa, only the result of checking all the abnormal voltage detectors 601 to 60N together can be obtained. More preferably, the control signal TCa generated by the voltage drop circuit control unit 454 is set to N bits, and all abnormal voltage detection units 601 to 60N are individually inspected.

実施形態3に係る異常電圧検出装置の異常電圧検出部401〜40Nを、実施形態6に係る異常電圧検出部601〜60Nに置き換えても良い。また、複数の基準電圧源を設け、スイッチ63n及びpnpトランジスタ62nの一方がその基準電圧発生源の出力する基準電圧を切り換え、他方が分圧回路D61nの分圧比を切り換える構成としても良い。   The abnormal voltage detection units 401 to 40N of the abnormal voltage detection device according to the third embodiment may be replaced with the abnormal voltage detection units 601 to 60N according to the sixth embodiment. Alternatively, a plurality of reference voltage sources may be provided so that one of the switch 63n and the pnp transistor 62n switches the reference voltage output from the reference voltage generation source, and the other switches the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit D61n.

実施形態7.
図16を参照して、本発明の実施形態7に係る組電池のための異常電圧検出装置700を説明する。実施形態7に係る組電池のための異常電圧検出装置700は、異常電圧検出部101〜10Nに代えて異常電圧検出部701〜70Nを有する点で実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置100(図1)と異なるが、それ以外の点において実施形態7に係る組電池のための異常電圧検出装置700は、実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置100と同一である。実施形態7に係る異常電圧検出部701〜70Nの構成のみを説明する。
Embodiment 7. FIG.
With reference to FIG. 16, the abnormal voltage detection apparatus 700 for assembled batteries which concerns on Embodiment 7 of this invention is demonstrated. The abnormal voltage detection apparatus 700 for the assembled battery according to the seventh embodiment includes the abnormal voltage detection units 701 to 70N instead of the abnormal voltage detection units 101 to 10N, and the abnormal voltage for the assembled battery according to the first embodiment. The abnormal voltage detection device 700 for the assembled battery according to the seventh embodiment is the same as the abnormal voltage detection device 100 for the assembled battery according to the first embodiment except for the difference from the detection device 100 (FIG. 1). It is. Only the configuration of the abnormal voltage detectors 701 to 70N according to the seventh embodiment will be described.

異常電圧検出部701〜70Nの構成は全て同じである。図16は、実施形態7に係る異常電圧検出装置700の異常電圧検出部70n(nは1≦n≦Nを満たす任意の正整数)の概略的な構成を示す図である。実施形態7に係る異常電圧検出部70nは、分圧回路Dnに代えて、分圧回路D71nを有する点で、実施形態1に係る異常電圧検出部10nと異なる。それ以外の点において実施形態7に係る組電池の異常電圧検出部70nは、実施形態1に係る組電池の異常電圧検出部10nと同一である。実施形態7に係る分圧回路D71nのみを説明する。   The configurations of the abnormal voltage detection units 701 to 70N are all the same. FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of an abnormal voltage detection unit 70n (n is an arbitrary positive integer satisfying 1 ≦ n ≦ N) of the abnormal voltage detection device 700 according to the seventh embodiment. The abnormal voltage detection unit 70n according to the seventh embodiment is different from the abnormal voltage detection unit 10n according to the first embodiment in that a voltage dividing circuit D71n is provided instead of the voltage dividing circuit Dn. Otherwise, the abnormal voltage detection unit 70n of the assembled battery according to the seventh embodiment is the same as the abnormal voltage detection unit 10n of the assembled battery according to the first embodiment. Only the voltage dividing circuit D71n according to the seventh embodiment will be described.

実施形態1において、分圧回路D1〜DNはそれぞれ抵抗Rd1、Rd2で構成され、電池ブロックB1〜BNの端子電圧を所定の割合で分圧した電圧をコンパレータC1〜CNの反転入力端子に出力した。図16に示すように、実施形態7に係る分圧回路D71n(nは1≦n≦Nを満たす任意の正整数)は、電池ブロックBnの両端に定電圧源721と定電流源722とを直列接続した構成を有する。定電圧源721と定電流源722との接続点の電位が、コンパレータCnの反転入力端子に入力される。定電圧源721は、一定の電圧Vconstの電圧降下を生じる。電池ブロックBnの両端電圧をVnとすると、分圧回路D71nは、電池測定電圧Vbn=(Vn−Vconst)をコンパレータCnの反転入力端子に出力する。   In the first embodiment, the voltage dividing circuits D1 to DN are configured by resistors Rd1 and Rd2, respectively, and voltages obtained by dividing the terminal voltages of the battery blocks B1 to BN at a predetermined ratio are output to the inverting input terminals of the comparators C1 to CN. . As shown in FIG. 16, the voltage dividing circuit D71n (n is an arbitrary positive integer satisfying 1 ≦ n ≦ N) according to the seventh embodiment includes a constant voltage source 721 and a constant current source 722 at both ends of the battery block Bn. It has a configuration connected in series. The potential at the connection point between the constant voltage source 721 and the constant current source 722 is input to the inverting input terminal of the comparator Cn. The constant voltage source 721 generates a voltage drop of a constant voltage Vconst. When the voltage across the battery block Bn is Vn, the voltage dividing circuit D71n outputs the battery measurement voltage Vbn = (Vn−Vconst) to the inverting input terminal of the comparator Cn.

定電圧源721の構成は任意である。例えば、定電圧源721はツエナーダイオード又はバンドギャップリファレンス回路である。定電流源722の構成は任意である。例えば、定電流源722は、基準電流源に基づいて一定の電流を流すカレントミラー回路、又は簡略的には1個の抵抗である。定電圧源721を用いることにより、分圧回路D71nは、抵抗で構成された分圧回路Dn(nは1≦n≦Nを満たす任意の正整数)と比較して、消費電力を削減できる。異常電圧検出装置700は、分圧回路D71nにおいてほとんど電力を消費しない故に、組電池10を放置した時等における組電池10の残存容量低下を防止し、電池ブロックB1〜BNの過放電や電力の損失を防止できる。   The configuration of the constant voltage source 721 is arbitrary. For example, the constant voltage source 721 is a Zener diode or a band gap reference circuit. The configuration of the constant current source 722 is arbitrary. For example, the constant current source 722 is a current mirror circuit that flows a constant current based on a reference current source, or simply one resistor. By using the constant voltage source 721, the voltage dividing circuit D71n can reduce power consumption compared with the voltage dividing circuit Dn (n is an arbitrary positive integer satisfying 1 ≦ n ≦ N) configured by resistors. Since the abnormal voltage detection device 700 consumes little power in the voltage dividing circuit D71n, it prevents the remaining capacity of the battery pack 10 from being lowered when the battery pack 10 is left unattended. Loss can be prevented.

実施形態7において、基準電圧源An1は、電池ブロックBnがやや過充電された状態での電圧(18V)になったことを検出するための第1の基準電圧Vr1を発生する。第1の基準電圧Vr1は、電池ブロックBnの出力電圧18Vを入力した分圧回路D71nが出力する電圧に等しい。基準電圧源An2は、電池ブロックBnがかなり過充電された状態での電圧(20V)になったことを検出するための第2の基準電圧Vr2を発生する。第2の基準電圧Vr2は、電池ブロックBnの出力電圧20Vを入力した分圧回路D71nが出力する電圧に等しい。基準電圧源An3は、電池ブロックBNが復帰不可能な故障を生じる程度の過充電電圧(22V)になったことを検出するための第3の基準電圧Vr3を発生する。第3の基準電圧Vr3は、電池ブロックBnの出力電圧22Vを入力した分圧回路D71nが出力する電圧に等しい。   In the seventh embodiment, the reference voltage source An1 generates a first reference voltage Vr1 for detecting that the battery block Bn has reached a voltage (18V) in a slightly overcharged state. The first reference voltage Vr1 is equal to the voltage output from the voltage dividing circuit D71n that receives the output voltage 18V of the battery block Bn. The reference voltage source An2 generates a second reference voltage Vr2 for detecting that the battery block Bn has reached a voltage (20V) in a state where the battery block Bn is considerably overcharged. The second reference voltage Vr2 is equal to the voltage output from the voltage dividing circuit D71n to which the output voltage 20V of the battery block Bn is input. The reference voltage source An3 generates a third reference voltage Vr3 for detecting that the battery block BN has become an overcharge voltage (22V) that causes a failure that cannot be recovered. The third reference voltage Vr3 is equal to the voltage output from the voltage dividing circuit D71n that receives the output voltage 22V of the battery block Bn.

定電流源722を取り除き、コンパレータCnの反転入力端子へ流れ込むシンク電流により、分圧回路D71nが、電圧(Vn−Vconst)をコンパレータCnの非反転入力端子に出力する構成としても良い。この場合、コンパレータCnの入力回路が入力電流を吸い込む構成であり、且つ定電圧源721が微弱な電流で正常に動作する構成である必要がある。この構成によれば、無駄な電流消費を削減できる。   The constant current source 722 may be removed, and the voltage dividing circuit D71n may output the voltage (Vn−Vconst) to the non-inverting input terminal of the comparator Cn by the sink current flowing into the inverting input terminal of the comparator Cn. In this case, the input circuit of the comparator Cn needs to be configured to absorb the input current, and the constant voltage source 721 needs to be configured to operate normally with a weak current. According to this configuration, wasteful current consumption can be reduced.

実施形態7に係る分圧回路D71nを他の実施形態2〜6の分圧回路D1〜DN、D611〜D61Nに適用することも出来る。また、実施形態6に係る構成(図15)に代えて、電池ブロックBnの両端に複数個の定電圧源と定電流源とを直列接続し、制御信号RC1a、RC2a及びTCaに応じて、個々の定電圧源を短絡する構成としても良い。これにより、実施形態6と同様の効果が得られる。   The voltage dividing circuit D71n according to the seventh embodiment can be applied to the voltage dividing circuits D1 to DN and D611 to D61N according to the other second to sixth embodiments. Further, instead of the configuration according to the sixth embodiment (FIG. 15), a plurality of constant voltage sources and a constant current source are connected in series at both ends of the battery block Bn, and individually according to the control signals RC1a, RC2a and TCa. The constant voltage source may be short-circuited. Thereby, the same effect as Embodiment 6 is acquired.

実施形態8.
図17〜図19を参照して、本発明の実施形態8に係る組電池のための異常電圧検出装置1300を説明する。実施形態1〜実施形態7に係る異常電圧検出装置は、組電池10の過充電状態を検出した。実施形態8に係る異常電圧検出装置1300は、組電池10の過放電状態を検出する。図17は、本発明の実施形態8に係る組電池のための異常電圧検出装置1300の概略構成を示すブロック図である。図17において、図1と共通する部分には同一の符号を使用し、その説明を省略する。
Embodiment 8. FIG.
With reference to FIGS. 17-19, the abnormal voltage detection apparatus 1300 for the assembled batteries which concerns on Embodiment 8 of this invention is demonstrated. The abnormal voltage detection device according to the first to seventh embodiments detects an overcharged state of the assembled battery 10. The abnormal voltage detection device 1300 according to the eighth embodiment detects an overdischarge state of the assembled battery 10. FIG. 17: is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus 1300 for assembled batteries which concerns on Embodiment 8 of this invention. In FIG. 17, the same reference numerals are used for portions common to FIG. 1, and description thereof is omitted.

異常電圧検出装置1300は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100の異常電圧検出部101〜10Nを異常電圧検出部1301〜130Nに置き換えたものである。それ以外の点において実施形態8に係る異常電圧検出装置1300は実施形態1に係る異常電圧検出装置100と同一である。   The abnormal voltage detection device 1300 is obtained by replacing the abnormal voltage detection units 101 to 10N of the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment with abnormal voltage detection units 1301 to 130N. In other respects, the abnormal voltage detection device 1300 according to the eighth embodiment is the same as the abnormal voltage detection device 100 according to the first embodiment.

異常電圧検出部130Nを説明する。異常電圧検出部130Nは、基準電圧発生回路R1N、分圧回路DN、コンパレータCNを有し、電池ブロックBNの電圧異常を検出する。実施形態8においては、異常電圧検出部130Nは電池ブロックBNの過放電を検出する。分圧回路DNは抵抗Rd1及びRd2を直列接続した回路である。分圧回路DNは、電池ブロックBNの電圧を分圧して降下した電圧をコンパレータCNの非反転入力端子に出力する。実施形態8において分圧回路DNは電池ブロックBNの端子間電圧を4分の1に分圧する。   The abnormal voltage detection unit 130N will be described. The abnormal voltage detection unit 130N includes a reference voltage generation circuit R1N, a voltage dividing circuit DN, and a comparator CN, and detects a voltage abnormality in the battery block BN. In the eighth embodiment, the abnormal voltage detection unit 130N detects overdischarge of the battery block BN. The voltage dividing circuit DN is a circuit in which resistors Rd1 and Rd2 are connected in series. The voltage dividing circuit DN divides the voltage of the battery block BN and outputs the voltage dropped to the non-inverting input terminal of the comparator CN. In the eighth embodiment, the voltage dividing circuit DN divides the inter-terminal voltage of the battery block BN by a quarter.

基準電圧発生回路R1Nは、基準電圧源AN1、AN2及びAN3、スイッチS1Nを有する。実施形態8において、基準電圧源AN1は、電池ブロックBNがやや過放電している状態での電圧(10V)になったことを検出するための第1の基準電圧Vr1を発生する。第1の基準電圧Vr1は、電池ブロックBNの出力電圧10Vを入力した分圧回路DNが出力する電圧に等しい。基準電圧源AN2は、電池ブロックBNがかなり過放電している状態での電圧(8V)になったことを検出するための第2の基準電圧Vr2を発生する。第2の基準電圧Vr2は、電池ブロックBNの出力電圧8Vを入力した分圧回路DNが出力する電圧に等しい。基準電圧源AN3は、電池ブロックBNが復帰不可能な故障を生じる程度の過放電電圧(6V)になったことを検出するための第3の基準電圧Vr3を発生する。第3の基準電圧Vr3は、電池ブロックBNの出力電圧8Vを入力した分圧回路DNが出力する電圧に等しい。実施形態8において、Vr1>Vr2>Vr3である。   The reference voltage generation circuit R1N includes reference voltage sources AN1, AN2 and AN3, and a switch S1N. In the eighth embodiment, the reference voltage source AN1 generates the first reference voltage Vr1 for detecting that the battery block BN has reached a voltage (10V) in a state where the battery block BN is slightly overdischarged. The first reference voltage Vr1 is equal to the voltage output from the voltage dividing circuit DN that receives the output voltage 10V of the battery block BN. The reference voltage source AN2 generates a second reference voltage Vr2 for detecting that the battery block BN has reached a voltage (8V) in a state where the battery block BN is excessively discharged. The second reference voltage Vr2 is equal to the voltage output from the voltage dividing circuit DN that receives the output voltage 8V of the battery block BN. The reference voltage source AN3 generates a third reference voltage Vr3 for detecting that the battery block BN has become an overdischarge voltage (6V) that causes a failure that cannot be recovered. The third reference voltage Vr3 is equal to the voltage output from the voltage dividing circuit DN that receives the output voltage 8V of the battery block BN. In the eighth embodiment, Vr1> Vr2> Vr3.

スイッチS1Nは、制御部150からの2ビットの制御信号によって接点a、b、cのいずれかに切り換えられ、基準電圧源AN1、AN2又はAN3が出力する基準電圧を選択的にコンパレータCNの反転入力端子に入力する。コンパレータCNは差動回路で構成され、電池ブロックBNの電圧で駆動される。コンパレータCNの非反転入力端子には分圧回路DNの出力電圧VbNが与えられる。フォトカプラPNの入力発光ダイオードのアノードは電池ブロックBNの正極端子に接続され、カソードはコンパレータCNの出力端子に接続される。   The switch S1N is switched to one of the contacts a, b, and c by a 2-bit control signal from the control unit 150, and selectively selects the reference voltage output from the reference voltage source AN1, AN2, or AN3 as an inverting input of the comparator CN. Input to the terminal. The comparator CN is composed of a differential circuit and is driven by the voltage of the battery block BN. The output voltage VbN of the voltage dividing circuit DN is applied to the non-inverting input terminal of the comparator CN. The anode of the input light emitting diode of the photocoupler PN is connected to the positive terminal of the battery block BN, and the cathode is connected to the output terminal of the comparator CN.

異常電圧検出部1301〜130(N−1)は、異常電圧検出部130Nと同様の構成を有する。基準電圧源A11〜AN1はそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧(10V)を入力した分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNと等しい電圧である第1の基準電圧Vr1を発生する。基準電圧源A12〜AN2はそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧(8V)を入力した分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNと等しい電圧である第2の基準電圧Vr2を発生する。基準電圧源A13〜AN3はそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧(6V)を入力した分圧回路D1〜DNの出力電圧Vb1〜VbNと等しい電圧である第3の基準電圧Vr3を発生する。分圧回路D1〜DNは全て同じ分圧比を有する。コンパレータC1〜CN、基準電圧源A11〜AN1、A12〜AN2、A13〜AN3、スイッチS11〜S1Nはそれぞれ対応する電池ブロックB1〜BNの電圧で駆動される。   Abnormal voltage detectors 1301-130 (N-1) have the same configuration as abnormal voltage detector 130N. The reference voltage sources A11 to AN1 generate a first reference voltage Vr1 that is equal to the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN to which the voltages (10 V) of the corresponding battery blocks B1 to BN are input, respectively. The reference voltage sources A12 to AN2 generate a second reference voltage Vr2 that is equal to the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN to which the voltages (8V) of the corresponding battery blocks B1 to BN are input, respectively. The reference voltage sources A13 to AN3 generate a third reference voltage Vr3 that is equal to the output voltages Vb1 to VbN of the voltage dividing circuits D1 to DN to which the voltages (6V) of the corresponding battery blocks B1 to BN are input, respectively. The voltage dividing circuits D1 to DN all have the same voltage dividing ratio. The comparators C1 to CN, the reference voltage sources A11 to AN1, A12 to AN2, A13 to AN3, and the switches S11 to S1N are driven by the voltages of the corresponding battery blocks B1 to BN, respectively.

スイッチS11〜S1Nは、制御部150からの2ビットの制御信号によって同時に切り換えられる。すべてのコンパレータC1〜CNの反転入力端子に、第1の基準電圧Vr1、第2の基準電圧Vr2又は第3の基準電圧Vr3が、同じタイミングで与えられる。コンパレータC1〜CNはそれぞれ、分圧回路D1〜DNの出力電圧がスイッチS11〜S1Nによって選択されている基準電圧源が発生する電圧を下回った場合はローレベルの異常検出信号d1〜dNをそれぞれ発生してフォトカプラP1〜PNにそれぞれ出力し、その逆の場合はハイレベルの異常検出信号d1〜dNをそれぞれ発生してフォトカプラP1〜PNにそれぞれ出力する。   The switches S11 to S1N are simultaneously switched by a 2-bit control signal from the control unit 150. The first reference voltage Vr1, the second reference voltage Vr2, or the third reference voltage Vr3 is given to the inverting input terminals of all the comparators C1 to CN at the same timing. The comparators C1 to CN generate low level abnormality detection signals d1 to dN, respectively, when the output voltage of the voltage dividing circuits D1 to DN is lower than the voltage generated by the reference voltage source selected by the switches S11 to S1N. In the opposite case, high level abnormality detection signals d1 to dN are generated and output to the photocouplers P1 to PN, respectively.

異常電圧検出装置1300は、実施形態1に係る異常電圧装置100と同様に、各異常検出信号d1〜dNを論理和演算し、論理和信号dsを発生する。論理和信号dsは通常はハイレベルであり、少なくとも1つの電池ブロックの電圧が、スイッチS11〜S1Nによって選択されている基準電圧源が発生する電圧を下回った電圧異常の状態ではローレベルとなる信号である。   As with the abnormal voltage device 100 according to the first embodiment, the abnormal voltage detection device 1300 performs a logical OR operation on the abnormality detection signals d1 to dN to generate a logical sum signal ds. The logical sum signal ds is normally at a high level, and is at a low level when the voltage of at least one battery block is lower than the voltage generated by the reference voltage source selected by the switches S11 to S1N. It is.

図18及び図19を参照して、異常検出の方法を説明する。図18及び図19は、本発明の実施形態8に係る組電池のための異常電圧検出装置1300が行う異常検出の方法を示すフローチャートである。図18及び図19は、図3及び図4のS8及びS13を、S8a及びS13aにそれぞれ置き換えたものである。それ以外の点において実施形態8に係る異常電圧検出装置1300が行う異常検出の方法は、実施形態1に係る異常電圧検出装置100が行う異常検出の方法と同一である。以下、実施形態8に係る異常電圧検出装置1300が行う異常検出の方法のうち、実施形態1に係る異常電圧検出装置100が行う異常検出の方法と異なる箇所だけを説明する。   An abnormality detection method will be described with reference to FIGS. 18 and 19 are flowcharts illustrating an abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 1300 for the assembled battery according to the eighth embodiment of the present invention. 18 and 19 are obtained by replacing S8 and S13 in FIGS. 3 and 4 with S8a and S13a, respectively. In other respects, the abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 1300 according to the eighth embodiment is the same as the abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 100 according to the first embodiment. Hereinafter, of the abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 1300 according to the eighth embodiment, only the portions different from the abnormality detection method performed by the abnormal voltage detection apparatus 100 according to the first embodiment will be described.

ステップS2において計算される時間的割合TR1は、時間期間T1に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第1の基準電圧Vr1より低い電圧異常の状態である時間期間の割合と等価である。ステップS3で制御部150は、組電池10が電圧異常の状態であるか否かを、TR1が所定値Nth1以上か否かによって判断する。   The time ratio TR1 calculated in step S2 is equivalent to the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is lower than the first reference voltage Vr1 with respect to the time period T1. In step S3, the control unit 150 determines whether or not the assembled battery 10 is in a voltage abnormal state based on whether or not TR1 is equal to or greater than a predetermined value Nth1.

ステップS5において計算される時間的割合TR2aは、時間期間T2/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第1の基準電圧Vr1より低い電圧異常の状態である時間期間の割合と等価である。ステップS5において計算される時間的割合TR2bは、時間期間T2/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第2の基準電圧Vr2より低い電圧異常の状態である時間期間の割合と等価である。ステップS6及びステップS7において制御部150は、各電池測定電圧Vb1〜VbNを第1の基準電圧Vr1と比較して組電池10の電圧異常を検出したときに、第1の基準電圧Vr1よりも低い第2の基準電圧Vr2と比較して組電池10の電圧異常を検出している。   The time ratio TR2a calculated in step S5 is equivalent to the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is lower than the first reference voltage Vr1 with respect to the time period T2 / 2. is there. The time ratio TR2b calculated in step S5 is equivalent to the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is lower than the second reference voltage Vr2 with respect to the time period T2 / 2. is there. In step S6 and step S7, the control unit 150 compares each of the battery measurement voltages Vb1 to VbN with the first reference voltage Vr1 and detects a voltage abnormality of the assembled battery 10, which is lower than the first reference voltage Vr1. A voltage abnormality of the battery pack 10 is detected as compared with the second reference voltage Vr2.

制御部150は、ステップS8a(図18)において組電池10に対する充電電力を増加させる制御を行う。具体的には、インバータ12を、モータジェネレータ13が電動機として機能するように制御し、発生した電力で組電池10を充電するように制御する。更に、表示部152は、例えば黄色のランプを点灯し、組電池10がかなり放電していることを表示する。   The control unit 150 performs control to increase the charging power for the assembled battery 10 in step S8a (FIG. 18). Specifically, the inverter 12 is controlled so that the motor generator 13 functions as an electric motor, and the assembled battery 10 is charged with the generated electric power. Further, the display unit 152 lights a yellow lamp, for example, and displays that the assembled battery 10 is considerably discharged.

ステップS10において計算される時間的割合TR3bは、時間期間T3/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第2の基準電圧Vr2より低い時間期間の割合と等価である。時間的割合TR3cは、時間期間T3/2に対する、少なくとも一つの電池ブロックの電池測定電圧が第3の基準電圧Vr3より低い時間期間の割合と等価である。ステップS11及びステップS12において制御部150は、各電池測定電圧Vb1〜VbNを第2の基準電圧Vr2と比較して組電池10の電圧異常を検出したときに、第2の基準電圧Vr2よりも低い第3の基準電圧Vr3と比較して組電池10の電圧異常を検出している。   The time ratio TR3b calculated in step S10 is equivalent to the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is lower than the second reference voltage Vr2 with respect to the time period T3 / 2. The time ratio TR3c is equivalent to the ratio of the time period in which the battery measurement voltage of at least one battery block is lower than the third reference voltage Vr3 with respect to the time period T3 / 2. In step S11 and step S12, the control unit 150 compares each of the battery measurement voltages Vb1 to VbN with the second reference voltage Vr2 and detects a voltage abnormality of the assembled battery 10, which is lower than the second reference voltage Vr2. A voltage abnormality of the assembled battery 10 is detected in comparison with the third reference voltage Vr3.

ステップS13a(図19)でリレー駆動部153は、リレー11をオフし、組電池10からモータジェネレータ13への電力供給を絶つ。更に表示部152は、例えば、赤色のランプを点灯し、組電池10が過放電状態であることを表示する。   In step S <b> 13 a (FIG. 19), the relay drive unit 153 turns off the relay 11 and stops supplying power from the assembled battery 10 to the motor generator 13. Further, for example, the display unit 152 turns on a red lamp to display that the assembled battery 10 is in an overdischarged state.

実施形態8に係る組電池のための異常電圧検出装置1300は、各電池ブロックB1〜BNの電圧を分圧回路D1〜DNでそれぞれ分圧して降下した電圧Vb1〜VbNを、3つの基準電圧Vr1、Vr2、Vr3とそれぞれ比較し、各電池ブロックB1〜BNが電圧異常であるか否かを検出し、その検出結果の情報を含む異常検出信号d1〜dNをそれぞれ発生する。そして、各基準電圧Vr1、Vr2、Vr3において、異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsに基づいて、所定の時間期間に対する、組電池10が電圧異常の状態である時間的割合を算出し、その時間的割合に基づいて組電池10の電圧異常を検出する。異常電圧検出装置1300は、各基準電圧Vr1、Vr2、Vr3において、組電池10の電圧異常を検出しそれぞれの電圧でユーザに組電池10の状態を表示する。異常電圧検出装置1300は、基準電圧を変化させて段階的に電圧異常を検出することにより、組電池10の電圧異常の検出精度を向上させることができる。   The abnormal voltage detection apparatus 1300 for the assembled battery according to the eighth embodiment includes three reference voltages Vr1 obtained by dividing the voltages Vb1 to VbN by dividing the voltages of the battery blocks B1 to BN by the voltage dividing circuits D1 to DN, respectively. , Vr2, and Vr3 are respectively detected to detect whether or not each of the battery blocks B1 to BN has a voltage abnormality, and abnormal detection signals d1 to dN including information on the detection results are respectively generated. Then, at each reference voltage Vr1, Vr2, Vr3, based on the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN, a time ratio in which the assembled battery 10 is in a voltage abnormal state with respect to a predetermined time period is calculated. A voltage abnormality of the battery pack 10 is detected based on the time ratio. The abnormal voltage detection device 1300 detects a voltage abnormality of the assembled battery 10 at each of the reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3, and displays the state of the assembled battery 10 to the user at each voltage. The abnormal voltage detection device 1300 can improve the detection accuracy of the voltage abnormality of the assembled battery 10 by changing the reference voltage and detecting the voltage abnormality step by step.

上記の実施形態において、制御部は、各異常電圧検出部が出力する異常検出信号d1〜dNの論理和信号dsを1個の入力端子から入力した。これに代えて、制御部は、各異常電圧検出部が出力する異常検出信号d1〜dNをそれぞれ別個の入力端子から入力しても良い。   In the above embodiment, the control unit inputs the logical sum signal ds of the abnormality detection signals d1 to dN output from each abnormal voltage detection unit from one input terminal. Instead, the control unit may input the abnormality detection signals d1 to dN output from the abnormal voltage detection units from separate input terminals.

上記の実施形態において、pnpトランジスタ及びnpnトランジスタに代えて、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ及びNチャネル型MOS電界効果トランジスタを用いても良い。   In the above embodiment, a P-channel MOS field effect transistor and an N-channel MOS field effect transistor may be used instead of the pnp transistor and the npn transistor.

上記の実施形態において、基準電圧源はツェナーダイオードで構成された。これに代え、基準電圧発生源をバンドギャップリファレンス回路を用いて構成しても良い。これにより、基準電圧源における消費電力を減らすことができる。   In the above embodiment, the reference voltage source is constituted by a Zener diode. Alternatively, the reference voltage generation source may be configured using a band gap reference circuit. Thereby, power consumption in the reference voltage source can be reduced.

上記の実施形態において、入力端子と出力端子とが互いに電気的に絶縁され信号を伝達する伝達素子としてフォトカプラを使用したが、その他の伝達素子であっても良い。例えば磁気を発生する回路と磁気検知素子との組み合わせ、1次巻線と2次巻線とが互いに電気的に絶縁されたトランス(トランスは直流成分を伝達できないので、例えば本来のデータと相補データとをシリーズに送る等の方法を用いる。)等を用いることができる。本発明の異常電圧検出装置が電動車両に搭載される場合、好ましくは磁気等の外乱の影響を受けないフォトカプラを使用する。さらに好ましくは、発光ダイオードとフォトトランジスタとが別個のパッケージに収納された(一体化していない)フォトカプラを使用する。   In the above embodiment, the photocoupler is used as the transmission element that transmits the signal while the input terminal and the output terminal are electrically insulated from each other. However, other transmission elements may be used. For example, a combination of a circuit that generates magnetism and a magnetic sensing element, a transformer in which a primary winding and a secondary winding are electrically isolated from each other (since a transformer cannot transmit a DC component, for example, original data and complementary data And the like can be used. When the abnormal voltage detection device of the present invention is mounted on an electric vehicle, a photocoupler that is not affected by disturbance such as magnetism is preferably used. More preferably, a photocoupler in which the light emitting diode and the phototransistor are housed in separate packages (not integrated) is used.

組電池10の各セルb1〜bMを、ニッケル−水素電池以外の充放電可能な二次電池としても良い。例えば、組電池10を、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池又はリチウムイオン二次電池のセルから構成しても良い。   Each cell b1 to bM of the assembled battery 10 may be a chargeable / dischargeable secondary battery other than the nickel-hydrogen battery. For example, you may comprise the assembled battery 10 from the cell of a lead storage battery, a nickel cadmium storage battery, or a lithium ion secondary battery.

上記の実施形態の組電池のための異常電圧検出装置は電動車両に搭載されたが、電動車両以外の、組電池を電源として駆動する装置に搭載されても良い。   Although the abnormal voltage detection device for the assembled battery according to the above-described embodiment is mounted on an electric vehicle, the abnormal voltage detection device may be mounted on a device other than the electric vehicle that drives the assembled battery as a power source.

組電池の電圧異常状態の具体的内容は、電圧によって検知されるものであれば、任意である。典型的には、電池ブロックの過充電又は過放電である。電池の故障や劣化モードとしては、寿命やセルケースの欠損による内部抵抗上昇、セル短絡等も考えられるが、いずれも正常のセルより電圧が高く若しくは低くなることから、過充電若しくは過放電と同じ電圧挙動として検出可能である。   The specific content of the abnormal voltage state of the assembled battery is arbitrary as long as it is detected by the voltage. Typically, the battery block is overcharged or overdischarged. Battery failure and degradation modes may include increased internal resistance and cell short-circuit due to loss of cell life or cell case, but all have the same voltage as overcharge or overdischarge because the voltage is higher or lower than normal cells. It can be detected as a voltage behavior.

本発明の組電池のための異常電圧検出装置は、電気自動車(PEV)、ハイブリッド車両(HEV)、燃料電池と二次電池とを有するハイブリッド車両等の電動車両等の用途に有用である。   The abnormal voltage detection apparatus for an assembled battery according to the present invention is useful for electric vehicles (PEV), hybrid vehicles (HEV), and electric vehicles such as hybrid vehicles having a fuel cell and a secondary battery.

本発明の実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る組電池のための異常電圧検出装置の基準電圧発生回路R1Nの回路図である。It is a circuit diagram of the reference voltage generation circuit R1N of the abnormal voltage detection apparatus for the assembled battery according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1、2、3の組電池のための異常電圧検出装置によって実行される異常検出処理の第1の部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st part of the abnormality detection process performed by the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries of Embodiment 1, 2, 3 of this invention. 本発明の実施形態1、2、3の組電池のための異常電圧検出装置によって実行される異常検出処理の第2の部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd part of the abnormality detection process performed by the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries of Embodiment 1, 2, 3 of this invention. 図3のステップS1におけるスイッチS11〜S1Nの動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing operations of switches S11 to S1N in step S1 of FIG. 3. 図3のステップS4におけるスイッチS11〜S1Nの動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of switches S11 to S1N in step S4 of FIG. 図4のステップS9におけるスイッチS11〜S1Nの動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the operation of switches S11 to S1N in step S9 of FIG. 図3のステップS4におけるスイッチS11〜S1Nの別の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows another operation | movement of switch S11-S1N in step S4 of FIG. 図4のステップS9におけるスイッチS11〜S1Nの別の動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing another operation of the switches S11 to S1N in step S9 of FIG. 本発明の実施形態1の変形例に係る組電池のための異常電圧検出装置の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on the modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る異常電圧検出部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection part which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態7に係る異常電圧検出部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection part which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施形態8に係る組電池のための異常電圧検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries which concerns on Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施形態8の組電池のための異常電圧検出装置によって実行される異常検出処理の第1の部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st part of the abnormality detection process performed by the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries of Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施形態8の組電池のための異常電圧検出装置によって実行される異常検出処理の第2の部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd part of the abnormality detection process performed by the abnormal voltage detection apparatus for assembled batteries of Embodiment 8 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…組電池、
11…リレー、
12…インバータ
13…モータジェネレータ、
41〜4N…電圧降下回路、
100,300,400,500,1000,1300…異常電圧検出装置、
101〜10N,301〜30N,401〜40N,60n,70n,1301〜130N…異常電圧検出部、
111,112,113,511,512,513,1013…レベル変換回路、
150,450,550…制御部、
151…スイッチ制御部、
152…表示部、
153…リレー駆動部、
454…電圧降下回路制御部、
502…シリアル入力/パラレル出力レジスタ、
503…クロック発振器、
A1〜AN,A11〜AN1,A12〜AN2,A13〜AN3…基準電圧源、
C1〜CN…コンパレータ、
D1〜DN,D61n,D71n…分圧回路、
L2〜LN,L300〜LN00…昇圧回路、
P1〜PN,P11,P12,P13,PD…フォトカプラ、
R11〜R1N,R31〜R3N…基準電圧発生回路、
S11〜S1N,S31〜S3N,S41〜S4N,63n…スイッチ、
721…定電圧源、
722…定電流源。
10 ... assembled battery,
11 ... Relay,
12 ... Inverter 13 ... Motor generator,
41 to 4N: voltage drop circuit,
100, 300, 400, 500, 1000, 1300 ... abnormal voltage detection device,
101 to 10 N, 301 to 30 N, 401 to 40 N, 60 n, 70 n, 1301 to 130 N, an abnormal voltage detector,
111, 112, 113, 511, 512, 513, 1013 ... level conversion circuit,
150, 450, 550 ... control unit,
151. Switch control unit,
152 ... display section,
153 ... Relay drive unit,
454 ... Voltage drop circuit control unit,
502 ... Serial input / parallel output register,
503: Clock oscillator,
A1 to AN, A11 to AN1, A12 to AN2, A13 to AN3,... Reference voltage source,
C1 to CN: comparators
D1 to DN, D61n, D71n ... voltage dividing circuit,
L2 to LN, L300 to LN00 ... booster circuit,
P1 to PN, P11, P12, P13, PD ... photocoupler,
R11 to R1N, R31 to R3N ... reference voltage generation circuit,
S11-S1N, S31-S3N, S41-S4N, 63n ... switch,
721 ... constant voltage source,
722 ... Constant current source.

Claims (15)

少なくとも一つの二次電池からなる複数の電池ブロックを直列接続して構成された組電池の電圧異常を検出するための異常検出装置において、
上記各電池ブロックの電圧又は上記各電池ブロックの電圧から降下した電圧である各電池測定電圧を、所定の基準電圧と比較することにより電圧異常の状態であるか否かを検出し、当該検出結果の情報を含む異常検出信号をそれぞれ発生し、上記複数の異常検出信号に基づいて、所定の時間期間に対する、上記組電池が電圧異常の状態である時間の時間的割合を計算し、上記時間的割合に基づいて上記組電池の電圧異常を検出する検出手段を備えたことを特徴とする組電池のための異常電圧検出装置。
In an abnormality detection device for detecting a voltage abnormality of an assembled battery configured by connecting a plurality of battery blocks composed of at least one secondary battery in series,
The battery measurement voltage, which is the voltage of each battery block or the voltage dropped from the voltage of each battery block, is compared with a predetermined reference voltage to detect whether the voltage is abnormal, and the detection result Each of the abnormality detection signals including the information of the above is generated, and based on the plurality of abnormality detection signals, a time ratio of the time when the assembled battery is in a voltage abnormal state with respect to a predetermined time period is calculated, and the temporal An abnormal voltage detection device for an assembled battery, comprising: detecting means for detecting an abnormal voltage of the assembled battery based on a ratio.
上記検出手段は、上記各電池ブロックの電圧又は上記各電池ブロックの電圧から降下した電圧である各電池測定電圧を、複数の基準電圧と比較することを特徴とする請求項1記載の異常電圧検出装置。   2. The abnormal voltage detection according to claim 1, wherein the detection means compares each battery measurement voltage, which is a voltage of each battery block or a voltage dropped from the voltage of each battery block, with a plurality of reference voltages. apparatus. 上記検出手段は、上記各電池ブロックの電圧を定電圧源により分圧して上記各電池測定電圧をそれぞれ発生することを特徴とする請求項2記載の異常電圧検出装置。   3. The abnormal voltage detection device according to claim 2, wherein the detection means divides the voltage of each battery block by a constant voltage source to generate each battery measurement voltage. 上記検出手段は、上記各電池ブロックの電圧から降下した複数の電圧である各電池測定電圧を、上記基準電圧と比較することを特徴とする請求項1記載の異常電圧検出装置。   2. The abnormal voltage detection device according to claim 1, wherein the detection means compares each battery measurement voltage, which is a plurality of voltages dropped from the voltage of each battery block, with the reference voltage. 上記電圧異常の状態は、少なくとも1つの上記電池ブロックの上記電池測定電圧が上記基準電圧より高い状態であり、
上記検出手段は、上記各電池測定電圧を第1の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第1の基準電圧よりも高い第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする請求項2又は3記載の異常電圧検出装置。
The voltage abnormality state is a state in which the battery measurement voltage of at least one of the battery blocks is higher than the reference voltage,
The detecting means compares the measured voltage of each battery with a first reference voltage and detects a voltage abnormality of the assembled battery, and compares the detected voltage with a second reference voltage higher than the first reference voltage. The abnormal voltage detection device according to claim 2, wherein a voltage abnormality of the assembled battery is detected.
上記検出手段は、上記各電池測定電圧を、上記第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第2の基準電圧よりも高い第3の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする請求項5記載の異常電圧検出装置。   The detection means compares the measured voltage of each battery with the second reference voltage, and detects a voltage abnormality of the assembled battery, and compares it with a third reference voltage higher than the second reference voltage. The abnormal voltage detection device according to claim 5, wherein a voltage abnormality of the assembled battery is detected. 上記電圧異常の状態は、少なくとも1つの上記電池ブロックの上記電池測定電圧が上記基準電圧より低い状態であり、
上記検出手段は、上記各電池測定電圧を、第1の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第1の基準電圧よりも低い第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする請求項2又は3記載の異常電圧検出装置。
The state of the voltage abnormality is a state in which the battery measurement voltage of at least one of the battery blocks is lower than the reference voltage,
The detection means compares each battery measurement voltage with a first reference voltage and detects a voltage abnormality of the assembled battery, and compares it with a second reference voltage lower than the first reference voltage. 4. The abnormal voltage detection apparatus according to claim 2, wherein a voltage abnormality of the assembled battery is detected.
上記検出手段は、上記各電池測定電圧を、上記第2の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出したとき、上記第2の基準電圧よりも低い第3の基準電圧と比較して上記組電池の電圧異常を検出することを特徴とする請求項7記載の異常電圧検出装置。   The detection means compares each battery measurement voltage with the second reference voltage and detects a voltage abnormality of the assembled battery, and compares the voltage with a third reference voltage lower than the second reference voltage. The abnormal voltage detection device according to claim 7, wherein a voltage abnormality of the assembled battery is detected. 上記検出手段は、上記各電池ブロックの上記各電池測定電圧と上記基準電圧とのいずれか一方を相対的に変化させ、上記各電池測定電圧を上記基準電圧と比較することにより上記異常検出信号をそれぞれ発生し、上記複数の異常検出信号に基づいて、上記検出手段が正常に機能するか否かを検出することを特徴とする請求項1乃至8のうちのいずれか1つに記載の組電池のための異常電圧検出装置。   The detection means relatively changes one of the battery measurement voltage and the reference voltage of each battery block, and compares the battery measurement voltage with the reference voltage to generate the abnormality detection signal. The assembled battery according to any one of claims 1 to 8, wherein the assembled battery detects whether or not the detection unit functions normally based on each of the plurality of abnormality detection signals. Abnormal voltage detection device for. 上記検出手段は、
上記各電池ブロックの上記各電池測定電圧と上記基準電圧とのいずれか一方を相対的に変化させる電圧変化回路と、
上記電圧変化回路の動作を制御するための制御信号を含むシリアル信号を発生する信号発生器と、
上記シリアル信号をパラレル信号に変換するためのシリアル/パラレル変換器と、
上記パラレル信号のうちの少なくとも1つの制御信号の電圧レベルを、トランジスタの端子間電圧差を利用して上記各電池ブロックの電圧レベルである変換電圧レベルにそれぞれ変換して上記制御信号として上記電圧変化回路に出力するレベル変換回路とをさらに備えたことを特徴とする請求項9記載の異常電圧検出装置。
The detecting means is
A voltage change circuit for relatively changing any one of the battery measurement voltage and the reference voltage of each battery block;
A signal generator for generating a serial signal including a control signal for controlling the operation of the voltage change circuit;
A serial / parallel converter for converting the serial signal into a parallel signal;
A voltage level of at least one control signal of the parallel signals is converted into a conversion voltage level that is a voltage level of each battery block by using a voltage difference between terminals of the transistors, and the voltage change is used as the control signal. The abnormal voltage detection device according to claim 9, further comprising a level conversion circuit that outputs to the circuit.
上記パラレル信号の電圧レベルは上記組電池の負極端子電圧を含み、
上記レベル変換回路は、上記パラレル信号の電圧レベルを、上記電池ブロックの端子間電圧を単位電圧として、上記単位電圧ずつ段階的に昇圧して上記各変換電圧レベルにそれぞれ変換することを特徴とする請求項10記載の異常電圧検出装置。
The voltage level of the parallel signal includes the negative terminal voltage of the assembled battery,
The level conversion circuit boosts the voltage level of the parallel signal step by step by the unit voltage using the voltage between the terminals of the battery block as a unit voltage, and converts the voltage level to the conversion voltage level. The abnormal voltage detection device according to claim 10.
上記パラレル信号の電圧レベルは上記組電池の負極端子の電圧レベルを含み、
上記レベル変換回路は、
上記複数の電池ブロックのうちの第1の電池ブロックに係る上記パラレル信号の電圧レベルを、上記電池ブロックの端子間電圧を単位電圧として、上記単位電圧だけ昇圧して上記変換電圧レベルに変換する第1の昇圧回路と、
上記複数の電池ブロックのうちの第2の電池ブロックに係る上記パラレル信号の電圧レベルを、上記複数単位電圧だけ昇圧して上記変換電圧レベルに変換する第2の昇圧回路とを含むことを特徴とする請求項10記載の異常電圧検出装置。
The voltage level of the parallel signal includes the voltage level of the negative terminal of the assembled battery,
The level conversion circuit is
The voltage level of the parallel signal related to the first battery block among the plurality of battery blocks is converted to the converted voltage level by boosting the voltage between the terminals of the battery block as a unit voltage by the unit voltage. 1 booster circuit;
And a second booster circuit that boosts the voltage level of the parallel signal related to the second battery block of the plurality of battery blocks by the plurality of unit voltages and converts the voltage level to the converted voltage level. The abnormal voltage detection device according to claim 10.
上記レベル変換回路は、
上記複数の電池ブロックのうちの第3の電池ブロックに係る上記パラレル信号の電圧レベルを、上記単位電圧だけ昇圧した後、上記複数単位電圧だけ昇圧して上記変換電圧レベルに変換する第3の昇圧回路をさらに含むことを特徴とする請求項12記載の組電池のための異常電圧検出装置。
The level conversion circuit is
A third booster that boosts the voltage level of the parallel signal related to the third battery block of the plurality of battery blocks by the unit voltage, and then boosts the voltage level by the unit voltage and converts it to the converted voltage level. The abnormal voltage detection device for an assembled battery according to claim 12, further comprising a circuit.
上記シリアル信号は先頭にスタートビットを含み、
上記シリアル/パラレル変換器は上記スタートビットに基づいて自動的に内部発振器を起動させ、上記内部発振器が出力する所定のクロックを用いて、上記信号発生器からの上記シリアル信号を読み込むことを特徴とする請求項10記載の異常電圧検出装置。
The serial signal includes a start bit at the beginning,
The serial / parallel converter automatically starts an internal oscillator based on the start bit, and reads the serial signal from the signal generator using a predetermined clock output from the internal oscillator. The abnormal voltage detection device according to claim 10.
上記検出手段は、
上記複数の異常検出信号を電気的に絶縁された状態で伝達する第1の伝達素子と、
上記シリアル信号を電気的に絶縁された状態で上記シリアル/パラレル変換器に伝達する第2の伝達素子とをさらに備えたことを特徴とする請求項10乃至14のうちのいずれか1つに記載の異常電圧検出装置。
The detecting means is
A first transmission element that transmits the plurality of abnormality detection signals in an electrically insulated state;
15. The apparatus according to claim 10, further comprising a second transmission element that transmits the serial signal to the serial / parallel converter in an electrically insulated state. Abnormal voltage detection device.
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