JP2008175597A - Voltage detection device for battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池に対して並列に接続されるコンデンサと、前記各単電池の正極側と前記コンデンサの夫々との間の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数の電池側スイッチ装置と、直列に接続されている複数の前記コンデンサの夫々に対応して、前記コンデンサの夫々の高電位側から電圧検出用素子の入力端子に向かう電圧検出用の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数のコンデンサ側スイッチ装置と、前記電圧検出用の配線を前記組電池全体の負極側に接続するグラウンド接続用の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数のグラウンド接続用スイッチ装置と、前記電池側スイッチ装置,前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置の開閉を制御するスイッチ制御装置とが備えられ、前記スイッチ制御装置は、前記電池側スイッチ装置を閉じ状態として複数の前記コンデンサに充電した後に前記電池側スイッチ装置を開き状態に切換え、その後、充電された前記コンデンサ夫々の保持電圧を前記入力端子へ入力させるように前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置を開閉制御するように構成されている組電池用電圧検出装置に関する。 The present invention provides a capacitor connected in parallel to each unit cell in an assembled battery in which a plurality of unit cells are connected in series, and in the middle of the wiring between the positive electrode side of each unit cell and each of the capacitors. Corresponding to each of the plurality of battery-side switch devices arranged and turned on and off of the wiring and the plurality of capacitors connected in series, the input of the voltage detection element from the high potential side of each of the capacitors A plurality of capacitor-side switch devices that are arranged in the middle of the voltage detection wiring toward the terminal and turn on and off the power supply of the wiring; and a ground connection for connecting the voltage detection wiring to the negative electrode side of the entire assembled battery A plurality of ground connection switch devices arranged in the middle of the wiring to turn on and off the wiring; the battery side switch device; the capacitor side switch device; A switch control device for controlling opening and closing of the switch device for round connection, and the switch control device opens the battery switch device after charging the plurality of capacitors with the battery switch device closed. The assembled battery voltage detecting device is configured to open and close the capacitor-side switch device and the ground connection switch device so as to input the holding voltage of each of the charged capacitors to the input terminal after switching. About.
かかる組電池用電圧検出装置は、組電池を構成する各単電池の動作状態を監視する等のために、各単電池の電池電圧を個別に検出するための装置である。
かかる装置としては、従来、例えば下記特許文献1に記載のような回路構成が提案されている。
下記特許文献1に記載の電圧検出回路は、図4に示すように、組電池100として4個の単電池100a,100b,100c,100dを直列に接続して構成した場合を例示して説明すると、各単電池100a,100b,100c,100dの夫々と並列に4個のコンデンサ101,102,103,104を接続している。
4個の単電池100a,100b,100c,100dは直列に接続されているので、4個のコンデンサ101,102,103,104も直列に接続されていることになる。
各単電池100a,100b,100c,100dの正極側とコンデンサ101,102,103,104の夫々との間の配線の途中にはスイッチ105,106,107,108が配置され、直列に接続されている4個のコンデンサ101,102,103,104の夫々に対応して、コンデンサ101,102,103の夫々の高電位側から電圧検出用素子の入力端子に向かう電圧検出用の配線の途中にスイッチ109,110,111が配置されている。
更に、前記電圧検出用の配線を組電池100全体の負極側(すなわち、最も低電位側に位置する単電池100dの負極側)に接続する配線の途中にスイッチ112,113,114が配置されている。この組電池100全体としての負極側はグラウンドに相当するものであり、前記電圧検出用素子のグラウンド端子へも接続されている。
尚、図4の回路では、コンデンサ104の高電位側が電圧検出用素子に直接接続されていても問題ないのでスイッチを省略している。
又、前記電圧検出用素子として、A/Dコンバータを内蔵したマイクロプロセッサ115を例示している。
Such an assembled battery voltage detection apparatus is an apparatus for individually detecting the battery voltage of each unit cell in order to monitor the operating state of each unit cell constituting the assembled battery.
As such an apparatus, conventionally, for example, a circuit configuration as described in
As shown in FIG. 4, the voltage detection circuit described in
Since the four
Further, switches 112, 113, 114 are arranged in the middle of the wiring for connecting the voltage detection wiring to the negative electrode side of the entire assembled battery 100 (that is, the negative electrode side of the
In the circuit of FIG. 4, there is no problem even if the high potential side of the
Further, as the voltage detecting element, a
図4の回路においては、各スイッチの開閉制御はマイクロプロセッサ115が行う。
各単電池100a,100b,100c,100dの電圧検出の手順を概略的に説明すると、全てのスイッチが開き状態(オフ状態)となっている状態から、電圧検出のためのシーケンスが開始されると、先ず、スイッチ105,106,107,108を閉じ状態(オン状態)とする。
これによって、コンデンサ101,102,103,104が、夫々対応している単電池100a,100b,100c,100dの電池電圧によって充電される。
この充電の完了後にスイッチ105,106,107,108を開き状態とすると、各コンデンサ101,102,103,104に電池電圧に相当する電圧が保持される。
In the circuit of FIG. 4, the
The procedure for voltage detection of each
As a result, the
When the
この時点で、入力端子「A/D1」には単電池100dの電池電圧を保持しているコンデンサ104の保持電圧が入力され、単電池100dの電池電圧を検出できる。
次ぎに、スイッチ114を閉じ状態に切換えてコンデンサ103の低電位側をグラウンドに接続すると共にコンデンサ104を放電させる。
この状態でスイッチ111を閉じ状態とすると、入力端子「A/D2」には単電池100cの電池電圧を保持しているコンデンサ103の保持電圧が入力され、単電池100cの電池電圧を検出できる。
以後、同様に、スイッチ109,110,112,113の開閉を制御して、コンデンサ101,102の保持電圧を入力端子「A/D3」,「A/D4」に順次に入力させる。
At this time, the holding voltage of the
Next, the switch 114 is switched to the closed state so that the low potential side of the
When the
Thereafter, similarly, the opening and closing of the
このようにして各単電池100a,100b,100c,100dの電圧検出を行うことで、マイクロプロセッサ115では各単電池100a,100b,100c,100dの電池電圧を検出タイミングを順次にずらせて検出するものの、検出する電圧値自体は同時に各単電池100a,100b,100c,100dから出力されたものであるので、検出時間のずれによる誤差が発生しない。
更には、マイクロプロセッサ115の入力端子にかかる電圧は、各単電池100a,100b,100c,100dの個別の電圧であるので、単電池の個数が多数であっても入力端子にかかる電圧は低く、入力端子の耐電圧特性をそれほど考慮する必要がないと共に電圧検出の分解能を高くできるものとなっている。
Furthermore, since the voltage applied to the input terminal of the
しかしながら、上記従来構成では、電圧検出用素子の入力端子を単電池の個数分だけ必要とするため、特に単電池を多数個備える場合に、入力端子が多数個必要となって電圧検出用素子の構成が複雑化してしまう。
又、それに伴って、必要なスイッチの個数も増大してしまう。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、組電池を構成する単電池の電圧検出を簡素な回路構成で行えるようにする点にある。
However, the above conventional configuration requires as many input terminals for the voltage detection elements as the number of single cells, and therefore, in particular, when a large number of single cells are provided, a large number of input terminals are required. The configuration becomes complicated.
Along with this, the number of necessary switches also increases.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to enable voltage detection of a single cell constituting an assembled battery with a simple circuit configuration.
本出願の第1の発明は、複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池に対して並列に接続されるコンデンサと、前記各単電池の正極側と前記コンデンサの夫々との間の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数の電池側スイッチ装置と、直列に接続されている複数の前記コンデンサの夫々に対応して、前記コンデンサの夫々の高電位側から電圧検出用素子の入力端子に向かう電圧検出用の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数のコンデンサ側スイッチ装置と、前記電圧検出用の配線を前記組電池全体の負極側に接続するグラウンド接続用の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数のグラウンド接続用スイッチ装置と、前記電池側スイッチ装置,前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置の開閉を制御するスイッチ制御装置とが備えられ、前記スイッチ制御装置は、前記電池側スイッチ装置を閉じ状態として複数の前記コンデンサに充電した後に前記電池側スイッチ装置を開き状態に切換え、その後、充電された前記コンデンサ夫々の保持電圧を前記入力端子へ入力させるように前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置を開閉制御するように構成されている組電池用電圧検出装置であって、電位での並び順において隣合うコンデンサが同じグループに属さないように複数のグループにグループ分けされた複数の前記コンデンサについて、前記電圧検出用の配線における、前記コンデンサ側スイッチ装置よりも前記入力端子側の部分において、同一の前記グループに属する前記コンデンサに対応する配線が1つにまとめられて同一の前記入力端子へ接続され、前記グラウンド接続用の配線は、前記グループ毎に、前記電圧検出用の配線における、前記コンデンサ側スイッチ装置よりも前記入力端子側の部分に対して接続され、前記スイッチ制御装置は、前記コンデンサ夫々の低電位側を前記組電池全体の負極側に接続し且つ高電位側を前記入力端子へ接続する操作を、前記複数のコンデンサについて、低電位側から高電位側へと順次に繰り返すように、前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置を開閉制御するように構成されている。 1st invention of this application is the capacitor | condenser connected in parallel with respect to each cell in the assembled battery which connected the some cell in series, Between the positive electrode side of each said cell, and each of the said capacitor | condenser Corresponding to each of the plurality of battery-side switch devices arranged in the middle of the wiring and turning on and off the wiring, and the plurality of capacitors connected in series, the voltage from each high-potential side of the capacitor A plurality of capacitor-side switch devices arranged in the middle of the voltage detection wiring toward the input terminal of the detection element to turn on and off the wiring, and the voltage detection wiring connected to the negative electrode side of the entire assembled battery A plurality of ground connection switch devices arranged in the middle of the ground connection wiring to turn on and off the wiring, the battery side switch device, and the capacitor side switch And a switch control device that controls opening and closing of the ground connection switch device, and the switch control device charges the plurality of capacitors after charging the plurality of capacitors with the battery side switch device closed. For an assembled battery configured to switch to an open state, and then to control opening and closing of the capacitor side switch device and the ground connection switch device so as to input a holding voltage of each charged capacitor to the input terminal The capacitor-side switch in the voltage detection wiring for a plurality of the capacitors that are grouped into a plurality of groups so that adjacent capacitors do not belong to the same group in the order of arrangement in terms of potential. In the portion closer to the input terminal than the device, the same said Wirings corresponding to the capacitors belonging to the loop are combined into one and connected to the same input terminal, and the ground connection wiring is the capacitor-side switch in the voltage detection wiring for each group. The switch control device connects the low potential side of each of the capacitors to the negative electrode side of the entire assembled battery and connects the high potential side to the input terminal. The capacitor side switch device and the ground connection switch device are controlled to be opened and closed so that the operation is sequentially repeated for the plurality of capacitors from the low potential side to the high potential side.
すなわち、複数の単電池を直列に接続して構成した組電池における各単電池の電池電圧を検出するについて、各単電池に対して並列にコンデンサを接続して、各単電池と各コンデンサとの間の配線の通電を入り切りする電池側スイッチ装置を閉じ状態(オン状態)として各単電池の電圧でコンデンサを充電してから、電池側スイッチ装置を開き状態(オフ状態)に戻し、各コンデンサの電圧を検出することで各単電池の電池電圧を検出する。
各コンデンサの電圧を検出するについては、各コンデンサの個数に対応した数の電圧検出用素子の入力端子を備えるのではなく、それら複数のコンデンサをグループ分けして、グループ毎に電圧検出用素子の入力端子を備える構成とする。
That is, for detecting the battery voltage of each unit cell in an assembled battery configured by connecting a plurality of unit cells in series, a capacitor is connected in parallel to each unit cell, and each unit cell and each capacitor The battery-side switch device that turns on and off the wiring between them is closed (ON state), the capacitor is charged with the voltage of each unit cell, and then the battery-side switch device is returned to the open state (OFF state). By detecting the voltage, the battery voltage of each unit cell is detected.
For detecting the voltage of each capacitor, the number of voltage detection element input terminals corresponding to the number of each capacitor is not provided, but the plurality of capacitors are grouped so that the voltage detection element for each group is detected. The input terminal is provided.
この複数のコンデンサのグループ分けのやり方としては、複数のコンデンサを電位での並び順において隣合うコンデンサが同じグループに属さないようにグループ分けする。
複数のコンデンサは夫々単電池と並列に接続されているのであるが、その単電池が直列に接続されているために、複数のコンデンサの方も直列に接続される関係にある。
このようにグループ分けされた複数のコンデンサは、上述のように、同じグループに属するコンデンサからの配線は同じ入力端子に接続される。
更に、各コンデンサの高電位側から前記入力端子へ至る電圧検出用の配線は、コンデンサ側スイッチ装置によって、各コンデンサ毎に個別に通電が入り切りされ、コンデンサ側スイッチ装置よりも前記入力端子側の位置で同じグループのコンデンサに対応する配線が1つにまとめられて接続される。
電圧検出用の配線を組電池全体の負極側(便宜上、この位置を「グラウンド」と称する)に接続するグラウンド接続用の配線は、同じグループで1つにまとめられた状態の位置に接続され、上記のグループ単位で備えられることになる。
As a method of grouping the plurality of capacitors, the plurality of capacitors are grouped so that adjacent capacitors do not belong to the same group in the arrangement order of potentials.
The plurality of capacitors are respectively connected in parallel with the single cells, but since the single cells are connected in series, the plurality of capacitors are also connected in series.
In the plurality of capacitors grouped in this way, as described above, wiring from capacitors belonging to the same group is connected to the same input terminal.
Further, the voltage detection wiring from the high potential side of each capacitor to the input terminal is individually turned on and off for each capacitor by the capacitor side switch device, and the position on the input terminal side relative to the capacitor side switch device. The wirings corresponding to the capacitors of the same group are combined and connected together.
The ground connection wiring for connecting the voltage detection wiring to the negative electrode side of the entire assembled battery (for convenience, this position is referred to as “ground”) is connected to a position in a state of being grouped together in the same group, It will be provided in the above group unit.
このように電気配線された状態で、スイッチ制御装置は、各コンデンサが夫々の対応する単電池の電池電圧によって充電された状態から、各コンデンサの電圧を個別に検出して行くように制御する。
すなわち、直列に接続されている複数のコンデンサ夫々の低電位側をグラウンドに接続し且つ高電位側を前記入力端子へ接続する操作を、低電位側から高電位側へと順次に繰り返す。
In this state of electrical wiring, the switch control device performs control so that the voltage of each capacitor is individually detected from the state in which each capacitor is charged by the battery voltage of the corresponding unit cell.
That is, the operation of connecting the low potential side of each of the plurality of capacitors connected in series to the ground and connecting the high potential side to the input terminal is sequentially repeated from the low potential side to the high potential side.
具体的には、あるコンデンサについて、そのコンデンサの低電位側に連なるコンデンサ側スイッチ装置及びそのコンデンサ側スイッチ装置に連なるグラウンド接続用スイッチ装置の双方を閉じ状態(オン状態)とすることでグラウンド側に接続し、そのコンデンサの高電位側に連なるコンデンサ側スイッチ装置を閉じ状態(オン状態)とすると共に、そのコンデンサ側スイッチ装置に連なるグラウンド接続用スイッチ装置を開き状態(オフ状態)とすることで前記入力端子(電圧検出用素子)へ接続する。
コンデンサの低電位側をグラウンドに接続すると、そのコンデンサよりも低電位側のコンデンサが放電されることになるが、その放電するコンデンサの電圧については既に検出が完了しているように、各コンデンサの電圧の検出順序を設定している。
Specifically, for a certain capacitor, both the capacitor-side switch device connected to the low-potential side of the capacitor and the ground connection switch device connected to the capacitor-side switch device are closed (on state), thereby bringing the capacitor to the ground side. The capacitor side switch device connected to the high potential side of the capacitor is closed (ON state), and the ground connection switch device connected to the capacitor side switch device is opened (OFF state). Connect to the input terminal (voltage detection element).
When the low potential side of a capacitor is connected to ground, the capacitor on the low potential side of that capacitor will be discharged, but the voltage of the discharged capacitor has been detected so that detection has already been completed. The voltage detection order is set.
電位での並び順において隣接するコンデンサは同じグループに属さないようにグループ分けを行っているので、各コンデンサにおいてグラウンド側への接続と前記入力端子(電圧検出用素子)への接続とを独立して行うことができ、上記のような制御が可能となる。 Since adjacent capacitors are grouped so that they do not belong to the same group in the order of potential, the connection to the ground side and the connection to the input terminal (voltage detection element) are independent for each capacitor. The above control is possible.
又、本出願の第2の発明は、上記第1の発明の構成に加えて、前記複数のグループは、電位での並び順において奇数番目の並び順のグループと偶数番目の並び順のグループとの2つのグループに分けられている。
すなわち、電位での並び順において隣接するコンデンサは同じグループに属さないようにグループ分けを行う手法としては、例えば、グループの数を3グループ以上として、各コンデンサを電位での並び順で各グループに順々に振分けて行くような手法も可能であるが、奇数番目のコンデンサと偶数番目のコンデンサとにグループ分けすることで、グループの数を最少の2グループにすることができる。
Further, according to a second invention of the present application, in addition to the configuration of the first invention, the plurality of groups include an odd-numbered group and an even-numbered group in the potential order. It is divided into two groups.
That is, as a method of grouping so that adjacent capacitors do not belong to the same group in the arrangement order by potential, for example, the number of groups is set to 3 or more, and each capacitor is assigned to each group in the arrangement order by potential. Although a method of allocating in order is possible, grouping into an odd-numbered capacitor and an even-numbered capacitor makes it possible to reduce the number of groups to two.
上記第1の発明によれば、各単電池の電池電圧を保持するコンデンサを複数のグループに分けて、グループ毎に、電圧検出用素子の入力端子とグラウンド接続用スイッチ装置とを備える関係となるので、各コンデンサ毎にそれらを備える場合に較べて、組電池を構成する単電池の電圧検出を簡素な回路構成で行えるものとなった。
又、上記第2の発明によれば、グループの数を最少の2グループとすることで、各単電池の電圧検出を極めて簡素な回路構成で行えるものとなった。
According to the first aspect of the present invention, the capacitors that hold the battery voltage of each unit cell are divided into a plurality of groups, and the input terminal of the voltage detection element and the ground connection switch device are provided for each group. Therefore, compared with the case where each capacitor is provided, the voltage detection of the unit cell constituting the assembled battery can be performed with a simple circuit configuration.
According to the second aspect of the invention, the number of groups is set to the minimum two groups, so that the voltage detection of each unit cell can be performed with a very simple circuit configuration.
以下、本発明の組電池用電圧検出装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、組電池1と組電池用電圧検出装置VSとを回路的に接続した状態の回路構成を示している。
組電池1は複数の単電池1a,1b,1c,1dを直列に接続して構成したものであり、本実施の形態では、説明の便宜上、4個の単電池1a,1b,1c,1dを直列に接続した場合を例示して説明する。但し、実際には、もっと多数の単電池を直列に接続して組電池を構成している。単電池1a,1b,1c,1dは二次電池の1例であるリチウムイオン電池であるが、このような二次電池に限らず各種の組電池に本発明を適用できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an assembled battery voltage detection device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a circuit configuration in a state where the assembled
The assembled
組電池用電圧検出装置VSは、各単電池1a,1b,1c,1dに対してコンデンサ2a,2b,2c,2dを並列に接続して、各単電池1a,1b,1c,1dの電池電圧で夫々に対応するコンデンサ2a,2b,2c,2dを充電し、充電を完了したコンデンサ2a,2b,2c,2dの電圧を順次に検出して行く形態をとる。
各単電池1a,1b,1c,1dの正極側とコンデンサ2a,2b,2c,2dの夫々との配線の途中箇所には、その配線の通電を入り切りして、各単電池1a,1b,1c,1dで対応するコンデンサ2a,2b,2c,2dを充電するか否かを切換える複数(4個)の電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3dが配置されている。
本実施の形態では、この電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3dはアナログスイッチにて構成されている。
The assembled battery voltage detection device VS has
The
In the present embodiment, the battery
各コンデンサ2a,2b,2c,2dの電圧はその電圧を検出するための回路素子へ入力されて検出されるのであるが、本実施の形態ではこの電圧検出用素子SDとしてマイクロプロセッサ4を備えている。
本実施の形態のマイクロプロセッサ4は、メモリやA/Dコンバータ等の周辺回路をも内蔵した、いわゆるワンチップマイコンと称されるものである。
The voltages of the
The
マイクロプロセッサ4における電圧検出用の入力端子4a,4bは、図1において「A/D1」及び「A/D2」として示す2つの入力端子であり、この端子はマイクロプロセッサ4に内蔵されているA/Dコンバータの入力端子となっている。
各コンデンサ2a,2b,2c,2dの夫々の高電位側から入力端子4a,4bに向かう電圧検出用の配線SCの途中箇所には、その配線SCの通電を入り切りする複数(4個)のコンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5dが、直列に接続されている複数(4個)のコンデンサ2a,2b,2c,2dの夫々に対応して配置されている。
本実施の形態では、このコンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5dもアナログスイッチにて構成されている。
The voltage
A plurality of (four) capacitors that turn on and off the wiring SC at a midpoint of the voltage detection wiring SC from the high potential side of each
In the present embodiment, the capacitor
電圧検出用の配線SCは、各コンデンサ2a,2b,2c,2dから出た時点では4本であるが、前記入力端子4a,4bが2個であるので、複数の配線SCを1本にまとめて入力端子4a,4bへ入力させている。
この配線のまとめ方は、組電池1を構成するコンデンサ2a,2b,2c,2dを複数のグループにグループ分けして、夫々のグループについて、同一のグループに属するコンデンサ2a,2b,2c,2dに対応する配線SCが1つの配線へと接続され、それが入力端子4a,4bへ接続されている。すなわち、同一のグループに属するコンデンサ2a,2b,2c,2dに対応する配線が1つにまとめられて同一の入力端子4a,4bへ接続されており、具体的には、コンデンサ2a及びコンデンサ2cのグループが入力端子4aへ接続され、コンデンサ2b及びコンデンサ2dのグループが入力端子4bへ接続されている。
複数の配線SCが1つの配線にまとめられる位置は、電圧検出用の配線SCにおける、コンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5dよりも入力端子4a,4b側の部分であり、もちろん、入力端子4a,4bの極近傍で接続されるものであっても良い。
There are four voltage detection lines SC at the time of coming out of the
This wiring is organized by grouping the
The position where the plurality of wirings SC are combined into one wiring is a portion of the voltage detection wiring SC that is closer to the
複数のコンデンサ2a,2b,2c,2dのグループ分けの仕方は、直列に接続されているコンデンサ2a,2b,2c,2dの電位での並び順において隣り合うコンデンサ2a,2b,2c,2dが同じグループに属さないようにグループ分けする。
本実施の形態では、そのグループの数が最少となるように、電位での並び順において奇数番目の並び順のグループと偶数番目の並び順のグループとの2つのグループにグループ分けしている。
The method of grouping the plurality of
In the present embodiment, the groups are divided into two groups, that is, an odd-numbered group and an even-numbered group in the order of arrangement in terms of potential so that the number of groups is minimized.
上記のような配線形態となっている電圧検出用の配線SCには、その配線SCを組電池1全体の負極側、すなわち、最も低電位側の単電池1dの負極側に接続するグラウンド接続用の配線GCが接続されている。
以下、組電池1全体の負極側を、便宜上、「グラウンド」と称する。
グラウンド接続用の配線GCは、前記グループの単位でまとめられた1つの配線夫々に対して接続され、上記のグループ毎に、電圧検出用の配線SCにおける、コンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5dよりも入力端子4a,4b側の部分に対して接続される関係となっている。従って、偶数番目の並び順のグループに対する配線GCと奇数番目の並び順のグループに対する配線GCとの2本が備えられている。
グラウンド接続用の配線GCの途中箇所には、その配線の通電を入り切りするグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bが備えられている。グラウンド接続用スイッチ装置6a,6bもアナログスイッチにて構成されている。
このグラウンドは、マイクロプロセッサ4のグラウンド端子へも接続され、マイクロプロセッサ4に内蔵されているA/Dコンバータは、このグラウンド端子と入力端子4a,4bとの間の電圧をデジタルデータに変換する。
The voltage detection wiring SC having the wiring configuration as described above is connected to the negative electrode side of the entire assembled
Hereinafter, the negative electrode side of the entire assembled
The ground connection wiring GC is connected to each of the wirings grouped in units of the group, and the capacitor
In the middle of the ground connection wiring GC, ground
This ground is also connected to the ground terminal of the
電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3d、コンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5d及びグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bの開閉制御はマイクロプロセッサ4にて実行され、マイクロプロセッサ4はスイッチ制御装置CCとしても機能する。
以下、マイクロプロセッサ4による、電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3d、コンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5d及びグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bに対する開閉制御を、各単電池1a,1b,1c,1dの電圧検出の手順に沿って、図2に示すタイミングチャートによって説明する。
電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3dの開閉制御はマイクロプロセッサ4の「HC」で示す出力信号にて実行され、コンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5dの開閉制御はマイクロプロセッサ4の「SC4」,「SC3」,「SC2」及び「SC1」で示す出力信号で夫々実行され、グラウンド接続用スイッチ装置6a,6bの開閉制御はマイクロプロセッサ4の「GC2」及び「GC1」で示す出力信号で夫々実行される(図1参照)。
図2のタイミングチャートでは、マイクロプロセッサ4の各出力信号について、「Hレベル」で各スイッチ装置が閉じ状態(オン状態)、「Lレベル」で各スイッチ装置が開き状態(オフ状態)となるように図示しており、更に、制御上の各タイミングを「1」〜「10」の番号を上部に付して示している。
Open / close control of the battery
Hereinafter, the open / close control for the battery
The opening / closing control of the battery
In the timing chart of FIG. 2, for each output signal of the
組電池1に対する電圧検出のシーケンスが開始される前は全てのスイッチ装置は開き状態(オフ状態)となっている。
マイクロプロセッサ4は、電圧検出のシーケンスが開始されると、「HC」の出力信号によって、先ず図2の「1」のタイミングで電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3dを一斉に閉じ状態として、各単電池1a,1b,1c,1dの電池電圧で、夫々が対応するコンデンサ2a,2b,2c,2dを充電する。
この充電が完了した後、「2」のタイミングで電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3dを開き状態(オフ状態)に切換え、コンデンサ2a,2b,2c,2dを各単電池1a,1b,1c,1dから切り離す。
この後、充電されたコンデンサ2a,2b,2c,2dの夫々の保持電圧を前記入力端子4a,4bへ入力させるように制御する。
Before the voltage detection sequence for the assembled
When the voltage detection sequence is started, the
After this charging is completed, the battery
Thereafter, control is performed so that the holding voltages of the charged
すなわち、先ず、「SC1」の出力信号によって、「2」のタイミングでコンデンサ側スイッチ装置5dを閉じ状態(オン状態)とする。
これによって、マイクロプロセッサ4の「A/D1」で示す入力端子4bにコンデンサ2dの電圧が入力され、マイクロプロセッサ4は、「2」のタイミングと「3」のタイミングとの間の期間内に、グラウンドと入力端子4bとの間の電圧(すなわち、単電池1dの電圧)をデジタルデータとして取込む。
That is, first, the capacitor-
As a result, the voltage of the
次ぎに、「GC1」の出力信号によって、「3」のタイミングでグラウンド接続用スイッチ装置6bを閉じ状態(オン状態)とする。
コンデンサ側スイッチ装置5dは閉じ状態(オン状態)を維持しているので、コンデンサ2cの低電位側がグラウンドに接続され、コンデンサ2dの電荷が放電される。
この後、「SC2」の出力信号によって、「4」のタイミングでコンデンサ側スイッチ装置5cを閉じ状態(オン状態)とする。
これによって、マイクロプロセッサ4の「A/D2」で示す入力端子4aにコンデンサ2cの高電位側が接続され、マイクロプロセッサ4は、「4」のタイミングと「5」のタイミングとの間の期間内に、グラウンドと入力端子4aとの間の電圧(すなわち、単電池1cの電圧)をデジタルデータとして取込む。
Next, the ground
Since the capacitor-
Thereafter, the capacitor-
As a result, the high potential side of the capacitor 2c is connected to the input terminal 4a indicated by “A / D2” of the
次ぎに、「GC2」の出力信号によって、「5」のタイミングでグラウンド接続用スイッチ装置6aを閉じ状態(オン状態)として、コンデンサ2bの低電位側がグラウンドに接続され、コンデンサ2cの電荷が放電される。
この後、「6」のタイミングで、「GC1」の出力信号によってグラウンド接続用スイッチ装置6bを開き状態(オフ状態)とすると共に「SC1」の出力信号によってコンデンサ側スイッチ装置5dを開き状態(オフ状態)とした後、「SC3」の出力信号によってコンデンサ側スイッチ装置5bを閉じ状態(オン状態)とする。
これによって、マイクロプロセッサ4の「A/D1」で示す入力端子4bにコンデンサ2bの高電位側が接続され、マイクロプロセッサ4は、「6」のタイミングと「7」のタイミングとの間の期間内に、グラウンドと入力端子4bとの間の電圧(すなわち、単電池1bの電圧)をデジタルデータとして取込む。
このとき、コンデンサ側スイッチ装置5d及びグラウンド接続用スイッチ装置6bは開き状態(オフ状態)であるので、これらのスイッチ装置を通じた干渉は発生しない。
Next, according to the output signal “GC2”, the ground
Thereafter, at the timing “6”, the ground
As a result, the high potential side of the
At this time, since the capacitor-
次ぎに、「GC1」の出力信号によって、「7」のタイミングでグラウンド接続用スイッチ装置6bを閉じ状態(オン状態)として、コンデンサ2aの低電位側がグラウンドに接続され、コンデンサ2bの電荷が放電される。
この後、「8」のタイミングで、「GC2」の出力信号によってグラウンド接続用スイッチ装置6aを開き状態(オフ状態)とすると共に「SC2」の出力信号によってコンデンサ側スイッチ装置5cを開き状態(オフ状態)とした後、「SC4」の出力信号によってコンデンサ側スイッチ装置5aを閉じ状態(オン状態)とする。
これによって、マイクロプロセッサ4の「A/D2」で示す入力端子4aにコンデンサ2aの高電位側が接続され、マイクロプロセッサ4は、「8」のタイミングと「9」のタイミングとの間の期間内に、グラウンドと入力端子4aとの間の電圧(すなわち、単電池1aの電圧)をデジタルデータとして取込む。
このとき、コンデンサ側スイッチ装置5c及びグラウンド接続用スイッチ装置6aは開き状態(オフ状態)であるので、これらのスイッチ装置を通じた干渉は発生しない。
この後、「9」のタイミングで、「GC2」の出力信号によってグラウンド接続用スイッチ装置6aを閉じ状態(オン状態)としてコンデンサ2aを放電させ、「10」のタイミングで全てのスイッチ装置を開き状態(オフ状態)として、電圧検出のシーケンスを終了する。
Next, according to the output signal “GC1”, the ground
Thereafter, at timing “8”, the ground
As a result, the high potential side of the
At this time, since the capacitor
After that, at the timing “9”, the ground
以上の各コンデンサ2a,2b,2c,2dの電圧検出のシーケンスをまとめると、マイクロプロセッサ4は、コンデンサ2a,2b,2c,2d夫々の低電位側をグラウンドに接続し且つ高電位側を前記入力端子4a,4bへ接続する操作を、複数(4個)のコンデンサ2a,2b,2c,2dについて、低電位側から高電位側へと順次に繰り返すように、コンデンサ側スイッチ装置5a,5b,5c,5d及びグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bを開閉制御している。
この開閉制御によって、各単電池1a,1b,1c,1dに充電されたコンデンサ2a,2b,2c,2d夫々の保持電圧を前記入力端子4a,4bへ入力させる。
Summarizing the voltage detection sequence of the
By this open / close control, the holding voltages of the
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
(1)上記実施の形態では、グラウンド接続用の配線GCの途中箇所に配置するグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bとしてアナログスイッチを備える場合を例示しているが、これらのグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bについては、一方の端子がグラウンドに接続されるという回路配置上、マイクロプロセッサ4に備えられているパラレルデータ出力ポートをグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bとして利用することができる。
このためのパラレルデータ出力ポートとしては、3ステート出力,オープンドレインあるいはオープンコレクタ等のハイインピーダンス状態を作り出せる出力ポートであれば良い。
図1の回路のグラウンド接続用スイッチ装置6a,6bをパラレルデータ出力ポートで置き換えた場合の回路図を図3に示す。
図3に示す回路図では、パラレルデータ出力ポートとA/Dコンバータの入力ポートとが1つの端子で兼用されている仕様のマイクロプロセッサ4を使用する場合を示しており、このようなマイクロプロセッサ4を使用した場合は、配線自体も極めて簡素化できる。
図3の回路での電圧検出のための制御動作は上記実施の形態と全く同様である。
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be listed.
(1) In the above embodiment, the case where analog switches are provided as the ground
The parallel data output port for this purpose may be any output port that can create a high-impedance state such as a three-state output, open drain, or open collector.
FIG. 3 shows a circuit diagram when the ground
The circuit diagram shown in FIG. 3 shows the case where a
The control operation for voltage detection in the circuit of FIG. 3 is exactly the same as in the above embodiment.
(2)上記実施の形態では、電池側スイッチ装置3a,3b,3c,3d等のスイッチ装置としてアナログスイッチを例示しているが、メカニカルスイッチ等の各種のスイッチ装置を利用できる。
(3)上記実施の形態では、複数のコンデンサ2a,2b,2c,2dを2つのグループにグループ分けする場合を例示しているが、3グループ以上にグループ分けするようにしても良い。
(2) In the above embodiment, analog switches are exemplified as switch devices such as battery
(3) In the above embodiment, the case where the plurality of
(4)上記実施の形態では、A/Dコンバータを内蔵したマイクロプロセッサ4を使用して、電圧検出用素子SDとしての機能とスイッチ制御装置CCとしての機能とをマイクロプロセッサ4で兼用させる場合を例示しているが、スイッチ制御装置CCとして機能させるマイクロプロセッサ4とは別個に、電圧検出用素子SDとしてのA/Dコンバータを備える構成としても良い。
(5)上記実施の形態では、コンデンサ2a,2b,2c,2dへの充電を同一のタイミングで行うように制御しているが、検出時間のばらつきによる測定誤差が許容範囲内でありさえすれば、コンデンサ2a,2b,2c,2dへの充電は必ずしも同一のタイミングでなくても良い。
(4) In the above embodiment, the
(5) In the above embodiment, the
1 組電池
1a,1b,1c,1d 単電池
2a,2b,2c,2d コンデンサ
3a,3b,3c,3d 電池側スイッチ装置
4a,4b 入力端子
5a,5b,5c,5d コンデンサ側スイッチ装置
6a,6b グラウンド接続用スイッチ装置
CC スイッチ制御装置
GC グラウンド接続用の配線
SC 電圧検出用の配線
SD 電圧検出用素子
1 assembled
Claims (2)
前記各単電池の正極側と前記コンデンサの夫々との間の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数の電池側スイッチ装置と、
直列に接続されている複数の前記コンデンサの夫々に対応して、前記コンデンサの夫々の高電位側から電圧検出用素子の入力端子に向かう電圧検出用の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数のコンデンサ側スイッチ装置と、
前記電圧検出用の配線を前記組電池全体の負極側に接続するグラウンド接続用の配線の途中に配置されてその配線の通電を入り切りする複数のグラウンド接続用スイッチ装置と、
前記電池側スイッチ装置,前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置の開閉を制御するスイッチ制御装置とが備えられ、
前記スイッチ制御装置は、前記電池側スイッチ装置を閉じ状態として複数の前記コンデンサに充電した後に前記電池側スイッチ装置を開き状態に切換え、その後、充電された前記コンデンサ夫々の保持電圧を前記入力端子へ入力させるように前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置を開閉制御するように構成されている組電池用電圧検出装置であって、
電位での並び順において隣合うコンデンサが同じグループに属さないように複数のグループにグループ分けされた複数の前記コンデンサについて、
前記電圧検出用の配線における、前記コンデンサ側スイッチ装置よりも前記入力端子側の部分において、同一の前記グループに属する前記コンデンサに対応する配線が1つにまとめられて同一の前記入力端子へ接続され、
前記グラウンド接続用の配線は、前記グループ毎に、前記電圧検出用の配線における、前記コンデンサ側スイッチ装置よりも前記入力端子側の部分に対して接続され、
前記スイッチ制御装置は、前記コンデンサ夫々の低電位側を前記組電池全体の負極側に接続し且つ高電位側を前記入力端子へ接続する操作を、前記複数のコンデンサについて、低電位側から高電位側へと順次に繰り返すように、前記コンデンサ側スイッチ装置及び前記グラウンド接続用スイッチ装置を開閉制御するように構成されている組電池用電圧検出装置。 A capacitor connected in parallel to each unit cell in an assembled battery in which a plurality of unit cells are connected in series;
A plurality of battery-side switch devices that are arranged in the middle of the wiring between the positive electrode side of each unit cell and each of the capacitors and turn on and off the wiring; and
Corresponding to each of the plurality of capacitors connected in series, energization of the wiring is arranged in the middle of the voltage detection wiring from the high potential side of each of the capacitors to the input terminal of the voltage detection element. A plurality of capacitor-side switch devices for turning on and off,
A plurality of ground connection switch devices arranged in the middle of the ground connection wiring for connecting the voltage detection wiring to the negative electrode side of the entire assembled battery, and turning on / off the wiring;
A switch control device for controlling opening and closing of the battery side switch device, the capacitor side switch device and the ground connection switch device;
The switch control device switches the battery-side switch device to an open state after charging the plurality of capacitors with the battery-side switch device in a closed state, and then supplies the holding voltage of each charged capacitor to the input terminal A voltage detection device for an assembled battery configured to control opening and closing of the capacitor side switch device and the ground connection switch device so as to input,
For a plurality of the capacitors grouped into a plurality of groups so that adjacent capacitors do not belong to the same group in the order of arrangement by potential,
In the voltage detection wiring, in the portion closer to the input terminal than the capacitor side switching device, wiring corresponding to the capacitors belonging to the same group is combined into one and connected to the same input terminal. ,
The ground connection wiring is connected to the input terminal side of the capacitor-side switching device in the voltage detection wiring for each group,
The switch control device performs an operation of connecting a low potential side of each of the capacitors to the negative electrode side of the entire assembled battery and connecting a high potential side to the input terminal from the low potential side to the high potential side. The assembled battery voltage detecting device is configured to open and close the capacitor-side switch device and the ground connection switch device so as to be sequentially repeated to the side.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001056350A (en) * | 1999-08-17 | 2001-02-27 | Japan Storage Battery Co Ltd | Circuit for detecting voltage of a set of electric cell |
JP2001289886A (en) * | 2000-04-03 | 2001-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Apparatus for measuring battery voltage |
JP2002139523A (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laminated voltage measuring device |
JP2003240806A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-27 | Yazaki Corp | Cell voltage measurement device for battery pack and its method |
JP2005091136A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Yazaki Corp | Switching circuit and voltage measuring circuit |
JP2006322715A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Toshiba Corp | Device and method for voltage detection of battery pack |
-
2007
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001056350A (en) * | 1999-08-17 | 2001-02-27 | Japan Storage Battery Co Ltd | Circuit for detecting voltage of a set of electric cell |
JP2001289886A (en) * | 2000-04-03 | 2001-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Apparatus for measuring battery voltage |
JP2002139523A (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laminated voltage measuring device |
JP2003240806A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-27 | Yazaki Corp | Cell voltage measurement device for battery pack and its method |
JP2005091136A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Yazaki Corp | Switching circuit and voltage measuring circuit |
JP2006322715A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Toshiba Corp | Device and method for voltage detection of battery pack |
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