JP2009109252A - State monitoring device of battery pack - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein a disconnection of a connection path between a connector C connected to a detection line CLi-CL(i+1) for connecting both ends of battery cells Bi1-Bim constituting a block to a flying capacitor 14, and the battery cells Bi1, Bim, cannot be diagnosed by a voltage of the flying capacitor 14. <P>SOLUTION: When switching elements SWi, SW(i+1) are put into the ON-state so as to connect both ends of the battery cells Bi1-Bim to the flying capacitor 14 so as to detect each voltage thereof, an abnormality of each voltage of the battery cells Bi1-Bim is monitored by a monitoring unit Ui. When an abnormality occurs temporarily, it is determined that a disconnection is generated in the connection path. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数個の電池セルが直列接続されて構成される組電池の状態を監視する組電池の状態監視装置に関する。   The present invention relates to an assembled battery state monitoring device that monitors an assembled battery state in which a plurality of battery cells are connected in series.

この種の状態監視装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、組電池を構成する同一個数の電池セルからなる複数の電池モジュールのうちの１つをマルチプレクサによってフライングキャパシタと選択的に接続することで、当該電池モジュールの電圧を検出するものも提案されている。これによれば、フライングキャパシタの電圧として、電池モジュールの電圧を検出することができるため、組電池を備える高圧システムと、低圧システムとの絶縁を図りつつも、低圧システムによって電池モジュールの電圧を把握することが可能となる。   As this type of state monitoring device, for example, as seen in Patent Document 1 below, one of a plurality of battery modules consisting of the same number of battery cells constituting an assembled battery is selectively used as a flying capacitor by a multiplexer. A device that detects the voltage of the battery module by connecting is also proposed. According to this, since the voltage of the battery module can be detected as the voltage of the flying capacitor, the voltage of the battery module is grasped by the low-voltage system while insulating the high-voltage system including the assembled battery from the low-voltage system. It becomes possible to do.

更に、上記特許文献１では、フライングキャパシタの電圧を初期化した後、マルチプレクサによって特定の電池モジュールをフライングキャパシタに接続する際のフライングキャパシタの電圧に基づき、電池モジュールとフライングキャパシタとの接続経路の断線の有無を診断することも提案されている。
特開２００３−８４０１５号公報 Further, in Patent Document 1, after the voltage of the flying capacitor is initialized, the disconnection of the connection path between the battery module and the flying capacitor is performed based on the voltage of the flying capacitor when the specific battery module is connected to the flying capacitor by the multiplexer. It has also been proposed to diagnose the presence or absence.
JP 2003-84015 A

ところで、近年、車載高圧バッテリに用いられる組電池を構成する電池セルとして、リチウム電池を用いることが提案されている。リチウム電池は、ニッケル水素電池等と比較して、過度に充電される状態（過充電状態）等によって信頼性が低下しやすい。このため、リチウム電池を用いて組電池を構成する場合には、その充電状態等を監視することが望まれる。   By the way, in recent years, it has been proposed to use a lithium battery as a battery cell constituting an assembled battery used for an in-vehicle high voltage battery. Lithium batteries tend to be less reliable than nickel-metal hydride batteries or the like due to excessive charging (overcharged state) or the like. For this reason, when an assembled battery is comprised using a lithium battery, it is desired to monitor the charge condition.

ここで、単一の電池セル又は隣接するいくつかからなる電池セルのいずれかをブロックとし、これら各ブロック毎に、その状態を監視する監視ユニットを設けることが考えられる。ただし、この場合、上記電池モジュールとフライングキャパシタとの接続経路が断線していたとしても、監視ユニットが迂回経路となって電池モジュール内のいくつかの電池セルとフライングキャパシタとで閉ループ回路が形成されるおそれがある。そしてこの場合には、上記手法によっては、電池モジュールとフライングキャパシタとの接続経路の異常の有無を診断することができない。   Here, it is conceivable that either a single battery cell or several adjacent battery cells are used as a block, and a monitoring unit for monitoring the state is provided for each block. However, in this case, even if the connection path between the battery module and the flying capacitor is broken, the monitoring unit becomes a bypass path and a closed loop circuit is formed by some battery cells and the flying capacitor in the battery module. There is a risk. In this case, it is impossible to diagnose whether there is an abnormality in the connection path between the battery module and the flying capacitor by the above method.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、組電池の単一の電池セル及び隣接するいくつかからなる電池セルのいずれかである第１の直列接続体毎にその状態を監視する監視ユニットを備える場合であれ、隣接する電池セルいくつかからなる第２の直列接続体とその両端の電圧を検出する検出手段との接続経路の異常の有無を適切に診断することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is to each first series connection body which is either a single battery cell of a battery pack or a plurality of adjacent battery cells. Even if it is equipped with a monitoring unit for monitoring the state, the presence or absence of abnormality in the connection path between the second series connection body consisting of several adjacent battery cells and the detection means for detecting the voltage at both ends thereof is properly diagnosed. There is to do.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.

請求項１記載の発明は、複数個の電池セルが直列接続されて構成される組電池を、単一の電池セル及び隣接するいくつかからなる電池セルのいずれかである第１の直列接続体にグループ化して且つ、これら各第１の直列接続体毎にその状態を監視する監視ユニットと、隣接する前記電池セルのいくつかからなる第２の直列接続体の両端の電圧を検出する検出手段とを備える組電池の状態監視装置において、前記組電池の電池セル同士を接続する接続箇所と前記監視ユニット及び前記検出手段のそれぞれとの接続経路は共有部分を有し、前記第２の直列接続体の両端の電圧を検出すべくこれと前記検出手段とが接続状態とされる期間における前記第２の直列接続体を構成する電池セルについての前記監視ユニットによる監視結果に基づき、前記共有部分の異常の有無を診断する診断手段を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a first series connection body in which an assembled battery formed by connecting a plurality of battery cells in series is either a single battery cell or a plurality of adjacent battery cells. A monitoring unit for monitoring the state of each of the first series connection bodies, and a detection means for detecting a voltage at both ends of the second series connection body composed of some of the adjacent battery cells. In the assembled battery state monitoring device, the connection path for connecting the battery cells of the assembled battery to each of the monitoring unit and the detection means has a shared portion, and the second series connection Based on the monitoring result by the monitoring unit for the battery cells constituting the second series connection body in a period in which the detection means is connected to detect the voltage across the body, Characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the chromatic portion.

上記共有部分に異常がある場合、第２の直列接続体（の一部）と監視ユニットと検出手段とによって閉ループ回路が形成されるおそれがある。そしてこの場合、検出手段の検出結果によっては、上記接続経路の異常の有無を診断することができない。ただし、この場合、監視ユニットを経由して第２の直列接続体と検出ユニット間に電流が流れる際に監視ユニットにおいて電圧降下が生じることなどに起因して、監視ユニット内で監視される監視結果が、上記異常に対応したものとなる。上記発明では、この点に着目し、監視結果に基づき異常の有無を診断することができる。   When there is an abnormality in the shared part, there is a possibility that a closed loop circuit is formed by the second serial connection body (a part thereof), the monitoring unit, and the detection means. In this case, the presence / absence of abnormality in the connection path cannot be diagnosed depending on the detection result of the detection means. However, in this case, the monitoring result monitored in the monitoring unit due to a voltage drop in the monitoring unit when a current flows between the second series connection body and the detection unit via the monitoring unit. However, this corresponds to the above abnormality. In the above invention, paying attention to this point, the presence or absence of abnormality can be diagnosed based on the monitoring result.

なお、上記処理は、上記第２の直列接続体と前記検出手段とを導通及び遮断する導通制御手段を備えることで実現することができる。   In addition, the said process is realizable by providing the conduction | electrical_connection control means which conducts and interrupts | blocks the said 2nd serial connection body and the said detection means.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記診断手段は、前記検出手段及び前記第２の直列接続体が電気的に接続状態とされた後の所定のタイミングとその前及び後の少なくとも一方との間の前記監視結果の変化に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the diagnostic means includes a predetermined timing after the detection means and the second series connection body are electrically connected, before and The presence or absence of the abnormality is diagnosed based on a change in the monitoring result with at least one of the latter.

上記共有部分に異常がある場合において、監視ユニットを経由して電流が流れる際の監視ユニットの監視結果は、例えば電池セルの充電状態に異常がある場合等の監視ユニットの監視結果と一致するおそれがある。ただし、上記共有部分に異常がある場合において監視ユニットを介して電流が流れるのは検出手段と第２の直列接続体とが電気的に接続状態とされたときである。このため、他の要因による監視結果との一致は、接続状態とされてから生じるものである。上記発明では、検出手段と第２の直列接続体とが電気的に接続状態とされた後の所定のタイミングと、その前及び後の少なくとも一方との間の監視結果の変化に着目することで、監視結果が上記他の要因に起因するものであるのか上記共有部分の異常に起因するものであるのかを好適に区別することができる。   When there is an abnormality in the shared part, the monitoring result of the monitoring unit when current flows through the monitoring unit may coincide with the monitoring result of the monitoring unit, for example, when there is an abnormality in the charging state of the battery cell There is. However, when there is an abnormality in the shared part, the current flows through the monitoring unit when the detection means and the second series connection body are electrically connected. For this reason, the coincidence with the monitoring result due to other factors occurs after the connection state is established. In the above invention, by focusing on the change in the monitoring result between the predetermined timing after the detection means and the second series connection body are electrically connected, and at least one before and after the predetermined timing. Therefore, it can be suitably distinguished whether the monitoring result is due to the other factor or the abnormality of the shared part.

なお、上記発明が、後述する請求項３記載の発明特定事項を有する場合には、前記所定のタイミングは、前記電圧検出回路と前記フライングキャパシタとを接続する直前の前記フライングキャパシタの充電電圧と、前記フライングキャパシタの時定数とに応じて定まる期間内に設定されることを特徴とするようにしてもよい。   In the case where the above invention has the invention specific matter of claim 3 described later, the predetermined timing is a charging voltage of the flying capacitor immediately before connecting the voltage detection circuit and the flying capacitor, The period may be set within a period determined according to the time constant of the flying capacitor.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記検出手段は、フライングキャパシタと、該フライングキャパシタの両端の電圧を検出する電圧検出回路とを備えて構成されてなることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the detection means includes a flying capacitor and a voltage detection circuit that detects a voltage at both ends of the flying capacitor. Features.

上記発明では、検出手段がフライングキャパシタを備えるために、上記共有部分に異常がある場合、検出手段と第２の直列接続体とが接続状態とされる際には、フライングキャパシタの電圧が安定するまで一時的に監視ユニットを介して電流が流れる。このため、検出手段と第２の直列接続体とが接続状態とされる際の監視結果の変化が顕著に生じやすい。このため、上記共有部分の異常の有無を高精度に診断することができる。   In the above invention, since the detecting means includes the flying capacitor, when the common part is abnormal, the voltage of the flying capacitor is stabilized when the detecting means and the second series connection body are connected. Until the current temporarily flows through the monitoring unit. For this reason, the change of the monitoring result when the detection means and the second series connection body are brought into the connected state is likely to occur significantly. For this reason, the presence or absence of abnormality in the shared portion can be diagnosed with high accuracy.

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記検出手段は、検出対象とする前記第２の直列接続体を複数有して且つ、これら複数のうちの２つの第２の直列接続体の両端の電圧を検出するに際しての前記フライングキャパシタの充電極性が互いに逆となるものであり、前記診断手段は、前記フライングキャパシタの充電極性が逆となるような電圧検出処理がなされる際に前記診断を行うことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the detection means includes a plurality of the second series connection bodies to be detected, and two of the plurality of the second series connection bodies. When the voltage at both ends of the connection body is detected, the charging polarities of the flying capacitors are opposite to each other, and the diagnosis unit performs a voltage detection process in which the charging polarities of the flying capacitors are opposite to each other. And performing the diagnosis.

フライングキャパシタの充電極性が逆となる際には、フライングキャパシタを介して流れる電流量も多く、またこの電流の流動時間も比較的長くなる。このため、検出手段と第２の直列接続体とが接続状態とされる際の監視結果の変化が顕著に生じやすく、また、この変化がある程度継続する。このため、上記共有部分の異常の有無をいっそう高精度に診断することができる。   When the charging polarity of the flying capacitor is reversed, the amount of current flowing through the flying capacitor is large, and the flow time of this current is relatively long. For this reason, the change of the monitoring result when the detection means and the second series connection body are brought into the connected state is likely to occur significantly, and this change continues to some extent. For this reason, the presence or absence of abnormality in the shared portion can be diagnosed with higher accuracy.

なお、上記充電極性が互いに逆となるような処理を可能とする具体的な構成としては、前記複数の第２の直列接続体を前記検出手段に選択的に接続するマルチプレクサを備えることで行うことができる。   In addition, as a specific configuration that enables the processing in which the charging polarities are opposite to each other, it is performed by providing a multiplexer that selectively connects the plurality of second series connection bodies to the detection means. Can do.

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記監視ユニットは、監視対象とする前記第１の直列接続体を構成する電池セルの電圧を閾値電圧と比較する比較手段を備えて且つ前記比較手段の比較結果を出力するものであり、前記診断手段は、前記比較手段の比較結果に基づき前記診断を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the monitoring unit uses a voltage of a battery cell constituting the first series connection body to be monitored as a threshold voltage. And a comparison result of the comparison means, and the diagnosis means performs the diagnosis based on the comparison result of the comparison means.

上記発明では、比較手段を備えて監視ユニットを構成することで、比較的簡素な構成にて監視ユニットを構成することができる。   In the said invention, a monitoring unit can be comprised by a comparatively simple structure by comprising a comparison means and comprising a monitoring unit.

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記監視ユニットには、当該監視ユニット内部を静電気による過電圧から保護する静電気保護手段が、外部との信号の授受を行う端子に接続される態様にて備えられてなることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the monitoring unit includes an electrostatic protection means for protecting the inside of the monitoring unit from an overvoltage caused by static electricity. It is provided in the aspect connected to the terminal which delivers.

監視ユニットの端子に何らかの部材が接触する場合、静電気によって端子を通じて監視ユニット内部に過度の電圧が印加され、監視ユニットの信頼性の低下を招くことが懸念される。これは、監視ユニットを小型化、必要最小限度において低耐圧化すればするほど深刻な問題となる。この点、上記発明では、静電気保護手段を備えることで、こうした問題を回避することができる。   When any member contacts the terminal of the monitoring unit, there is a concern that an excessive voltage is applied to the inside of the monitoring unit through the terminal due to static electricity, leading to a decrease in reliability of the monitoring unit. This becomes a serious problem as the monitoring unit is miniaturized and the withstand voltage is reduced to the minimum necessary level. In this regard, in the above invention, such a problem can be avoided by providing the electrostatic protection means.

ただし、この場合、静電気保護手段が電池セル及び検出手段を接続する迂回経路を構成する傾向にある。このため、上記発明は、請求項１〜５の発明の利用価値が特に高いものとなっている。   However, in this case, the electrostatic protection means tends to constitute a detour path connecting the battery cell and the detection means. For this reason, the said invention becomes a thing with especially high utility value of the invention of Claims 1-5.

以下、本発明にかかる組電池の状態監視装置をハイブリッド車に搭載される組電池の状態監視装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment in which an assembled battery state monitoring device according to the present invention is applied to an assembled battery state monitoring device mounted on a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図１に、上記組電池及び状態監視装置の構成を示す。   FIG. 1 shows the configuration of the assembled battery and the state monitoring device.

以下では、まず図１に示す状態監視装置による状態監視機能について説明し、その後、状態監視装置の静電破壊保護機能、状態監視装置の備える断線検出機能について順に説明する。   In the following, the state monitoring function of the state monitoring device shown in FIG. 1 will be described first, and then the electrostatic breakdown protection function of the state monitoring device and the disconnection detection function of the state monitoring device will be described in order.

＜状態監視機能について＞
組電池１０は、複数（ここではｍ×ｎ個）のリチウム２次電池（電池セルＢ１１〜Ｂｎｍ）の直列接続体として構成されている。組電池１０は、ブレーキ時の制動エネルギ等を車載発電機により電力回収する際の受け皿として機能するとともに、蓄えた電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して低圧（例えば「１２Ｖ」）の車載バッテリに供給するものである。また、組電池１０は、車両加速時にはモータでエンジンをアシストする際の電力供給源として機能する。 <About the status monitoring function>
The assembled battery 10 is configured as a series connection body of a plurality of (here, m × n) lithium secondary batteries (battery cells B11 to Bnm). The assembled battery 10 functions as a tray when the braking energy and the like at the time of braking is collected by the in-vehicle generator, and the stored power is transferred to the low-voltage (for example, “12V”) in-vehicle battery via the DC-DC converter. To supply. The assembled battery 10 functions as a power supply source when assisting the engine with a motor during vehicle acceleration.

一方、状態監視装置１２は、「ｍ（≧２）」個ずつの電池セルＢ１１〜Ｂ１ｍ，…，Ｂｎ１〜Ｂｎｍを、１つのブロックとして、これら各ブロックの両端の電圧を選択的に検出するためのフライングキャパシタ１４を備えている。すなわち、フライングキャパシタ１４と、各ブロックの電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍ（ｉ＝１〜ｎ）の両端とは、検出ラインＣＬ１〜ＣＬ（ｎ＋１）とスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ（ｎ＋１）とによって、選択的に電気接続可能（導通可能）となっている。この際、互いに隣接するブロックの電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍと電池セルＢｊ１〜Ｂｊｍ（ｊ＝ｉ＋１、ｉ＝１〜ｎ−１）とでは、その正極と接続されるフライングキャパシタの端子が互いに異なるように設定されている。フライングキャパシタ１４の電圧は、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂを介して、電圧検出回路１６に取り込まれる。そして、電圧検出回路１６によって検出されるフライングキャパシタの両端の電圧が、マイクロコンピュータ（マイコン２４）に取り込まれる。   On the other hand, the state monitoring device 12 uses “m (≧ 2)” battery cells B11 to B1m,..., Bn1 to Bnm as one block to selectively detect the voltages at both ends of each block. The flying capacitor 14 is provided. That is, the flying capacitor 14 and both ends of the battery cells Bi1 to Bim (i = 1 to n) of each block are selectively selected by the detection lines CL1 to CL (n + 1) and the switching elements SW1 to SW (n + 1). Electrical connection is possible (conduction is possible). At this time, the battery cells Bi1 to Bim and the battery cells Bj1 to Bjm (j = i + 1, i = 1 to n-1) in the blocks adjacent to each other have different flying capacitor terminals connected to the positive electrodes. Is set. The voltage of the flying capacitor 14 is taken into the voltage detection circuit 16 via the switching elements SWa and SWb. The voltage across the flying capacitor detected by the voltage detection circuit 16 is taken into the microcomputer (microcomputer 24).

なお、上記スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ（ｎ＋１）と、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂとは、電池セルの両端電圧の高々数倍の電圧にて低圧駆動されるマイコン２４側と高圧の組電池１０側とを絶縁する高耐圧の絶縁素子によって構成されている。この高耐圧の絶縁素子は、例えばフォトＭＯＳリレーとすればよい。   The switching elements SW1 to SW (n + 1) and the switching elements SWa and SWb include a microcomputer 24 side that is driven at a low voltage by a voltage that is at most several times the voltage across the battery cell and a high-voltage assembled battery 10 side. It is comprised by the high voltage | pressure-resistant insulating element to insulate. This high breakdown voltage insulating element may be a photo MOS relay, for example.

更に、状態監視装置１２は、ブロックの状態を監視する監視ユニットＵ１〜Ｕｎを備えている。これら各監視ユニットＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、クロック信号ＣＬＫを取り込むクロック入力端子Ｔ１と、クロック信号ＣＬＫを電流に変換して出力するクロック出力端子Ｔ２と、隣接する監視ユニットＵｊ（ｊ＝ｉ−１）の出力信号を取り込む入力端子Ｔ３と、出力信号を出力する出力端子Ｔ４とを備えている。   Furthermore, the state monitoring device 12 includes monitoring units U1 to Un that monitor the state of the block. Each of these monitoring units Ui (i = 1 to n) has a clock input terminal T1 that takes in the clock signal CLK, a clock output terminal T2 that converts the clock signal CLK into a current and outputs it, and an adjacent monitoring unit Uj (j = The input terminal T3 which takes in the output signal of i-1) and the output terminal T4 which outputs an output signal are provided.

上記マイコン２４は、組電池１０の各電池セルＢｉｊの所定の状態を監視させる旨の指示信号としてのクロック信号ＣＬＫを、監視ユニットＵ１〜Ｕｎに出力する。詳しくは、シリアルラインＬ１及びフォトカプラ２６を介して、最上流の監視ユニットＵ１のクロック入力端子Ｔ１にクロック信号ＣＬＫを出力する。ここで、フォトカプラ２６は、低圧駆動されるマイコン２４と、組電池１０側との絶縁を取るための素子である。なお、マイコン２４の出力信号の論理値と、フォトカプラ２６の出力信号の論理値とは互いに逆であるが、以下では、説明の便宜上、クロック信号ＣＬＫの論理値を、フォトカプラ２６の出力信号の論理値と定義する。   The microcomputer 24 outputs a clock signal CLK as an instruction signal for monitoring a predetermined state of each battery cell Bij of the assembled battery 10 to the monitoring units U1 to Un. Specifically, the clock signal CLK is output to the clock input terminal T1 of the most upstream monitoring unit U1 via the serial line L1 and the photocoupler 26. Here, the photocoupler 26 is an element for taking insulation between the microcomputer 24 driven at a low voltage and the assembled battery 10 side. The logical value of the output signal of the microcomputer 24 and the logical value of the output signal of the photocoupler 26 are opposite to each other. However, for the sake of convenience of explanation, the logical value of the clock signal CLK is used as the output signal of the photocoupler 26 below. Defined as the logical value of.

クロック信号ＣＬＫが取り込まれると、各監視ユニットＵｉは、各電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの状態のうちクロック信号ＣＬＫの論理値に応じた状態を監視する。ここで、本実施形態では、論理「Ｌ」のときには、各電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧が、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの信頼性の低下を招く過度な高圧である異常状態（過充電状態）にあるか否かを監視する。また、論理「Ｈ」のときには、各電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧が、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの信頼性の低下を招く過度な低圧である異常状態（過放電状態）にあるか否かを監視する。そして、監視結果に応じた信号と、隣接する上流の監視ユニットＵｊ（ｊ＝ｉ＋１）の出力信号との合成信号を出力端子Ｔ４から出力する。   When the clock signal CLK is captured, each monitoring unit Ui monitors the state corresponding to the logical value of the clock signal CLK among the states of the battery cells Bi1 to Bim. Here, in this embodiment, when the logic is “L”, the voltage across the battery cells Bi1 to Bim is an abnormal state (overcharged state) that is an excessively high voltage that causes a decrease in the reliability of the battery cells Bi1 to Bim. ). In addition, when the logic is “H”, whether or not the voltage across each of the battery cells Bi1 to Bim is in an abnormal state (overdischarge state) that is an excessively low voltage that causes a decrease in the reliability of the battery cells Bi1 to Bim. To monitor. Then, a combined signal of the signal corresponding to the monitoring result and the output signal of the adjacent upstream monitoring unit Uj (j = i + 1) is output from the output terminal T4.

上記フォトカプラ２６の受光素子のコレクタは、組電池１０の正極側と接続されており、受光素子のエミッタからクロック信号ＣＬＫが出力される。更に、組電池１０の正極側と、電池セルＢ１１〜Ｂ１ｍの負極側との間に、コレクタ及びエミッタが接続されるトランジスタ２８が備えられており、そのベースには、クロック信号ＣＬＫに応じた信号が取り込まれる。これにより、最上流の監視ユニットＵ１の入力端子Ｔ３には、電池セルＢ１１〜Ｂｎｍの状態が正常である旨と対応する信号として、トランジスタ２８のコレクタ電圧が印加される。そして、最上流の監視ユニットＵ１では、入力端子Ｔ３に印加される信号と、監視結果とを論理合成した信号を生成し、出力端子Ｔ４を介して出力する。   The collector of the light receiving element of the photocoupler 26 is connected to the positive electrode side of the assembled battery 10, and the clock signal CLK is output from the emitter of the light receiving element. Further, a transistor 28 having a collector and an emitter connected is provided between the positive electrode side of the battery pack 10 and the negative electrode side of the battery cells B11 to B1m, and a signal corresponding to the clock signal CLK is provided at the base thereof. Is captured. As a result, the collector voltage of the transistor 28 is applied to the input terminal T3 of the most upstream monitoring unit U1 as a signal corresponding to the normal state of the battery cells B11 to Bnm. The most upstream monitoring unit U1 generates a signal obtained by logically combining the signal applied to the input terminal T3 and the monitoring result, and outputs the signal via the output terminal T4.

そして、最上流以外の各監視ユニットＵｉ（ｉ＝２〜ｎ）は、隣接する上流の監視ユニットＵ（ｉ−１）のクロック出力端子Ｔ２から出力される信号を、クロック入力端子Ｔ１を介して取り込む。また、隣接する上流の監視ユニットＵ（ｉ−１）の出力端子Ｔ４から出力される出力信号を、入力端子Ｔ３を介して取り込む。そして、クロック入力端子Ｔ１から取り込まれる信号に応じて、上記２つの状態のいずれか一方を監視し、監視結果に応じた信号と、入力端子Ｔ３から取り込まれた信号とを論理合成した信号を生成し、出力端子Ｔ４を介して出力する。   And each monitoring unit Ui (i = 2-n) other than the most upstream sends the signal output from the clock output terminal T2 of the adjacent upstream monitoring unit U (i-1) via the clock input terminal T1. take in. Further, an output signal output from the output terminal T4 of the adjacent upstream monitoring unit U (i-1) is taken in via the input terminal T3. Then, according to the signal fetched from the clock input terminal T1, either one of the two states is monitored, and a signal obtained by logically synthesizing the signal according to the monitoring result and the signal fetched from the input terminal T3 is generated. And output via the output terminal T4.

そして、最下流の監視ユニットＵｎの出力信号は、トランジスタ３０のベースに出力される。トランジスタ３０のエミッタは、組電池１０の負極側と接続されており、トランジスタ３０のコレクタは、フォトカプラ３２の発光ダイオードを介して、電池セルＢｎ１〜Ｂｎｍの正極側と接続されている。これにより、最下流の監視ユニットＵｎの出力信号が、フォトカプラ３２及びシリアルラインＬ２を介してマイコン２４に取り込まれる。このフォトカプラ３２も、マイコン２４側と組電池１０側との絶縁をとるための部材である。   The output signal of the most downstream monitoring unit Un is output to the base of the transistor 30. The emitter of the transistor 30 is connected to the negative electrode side of the assembled battery 10, and the collector of the transistor 30 is connected to the positive electrode side of the battery cells Bn <b> 1 to Bnm through the light emitting diode of the photocoupler 32. Thereby, the output signal of the most downstream monitoring unit Un is taken into the microcomputer 24 via the photocoupler 32 and the serial line L2. The photocoupler 32 is also a member for insulating the microcomputer 24 side and the assembled battery 10 side.

なお、最下流の監視ユニットＵｎのみは、クロック出力端子Ｔ２を有しない構成となっている。   Only the most downstream monitoring unit Un has a configuration that does not have the clock output terminal T2.

図２に、監視ユニットＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）の構成を示す。   FIG. 2 shows the configuration of the monitoring unit Ui (i = 1 to n).

図示されるように、クロック入力端子Ｔ１から取り込まれるクロック信号ＣＬＫは、トランジスタ７０のベースに入力される。トランジスタ７０のコレクタは、ブロック内の電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの正極側と接続されており、エミッタがクロック出力端子Ｔ２と接続されている。これにより、クロック入力端子Ｔ１から取り込まれるクロック信号ＣＬＫが、クロック出力端子Ｔ２を介して下流の監視ユニットＵｊ（ｊ＝ｉ＋１）へと出力される（ただし、上述したように、最下流の監視ユニットＵｎは、クロック出力端子Ｔ２を備えない）。   As illustrated, the clock signal CLK received from the clock input terminal T <b> 1 is input to the base of the transistor 70. The collector of the transistor 70 is connected to the positive side of the battery cells Bi1 to Bim in the block, and the emitter is connected to the clock output terminal T2. As a result, the clock signal CLK received from the clock input terminal T1 is output to the downstream monitoring unit Uj (j = i + 1) via the clock output terminal T2 (however, as described above, the most downstream monitoring unit). Un does not include the clock output terminal T2.

また、ブロック内のｍ個の電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍ（ｉ＝１〜ｎ）のそれぞれの状態は、検出部４０によって検出され、検出結果が２つの信号に集約されて検出合成部５０に出力される。検出合成部５０では、集約された２つの信号と、クロック信号ＣＬＫとを論理合成することで、単一の監視結果信号を生成し、これを合成部６０に出力する。合成部６０には、監視結果信号に加えて、クロック入力端子Ｔ１から取り込まれるクロック信号ＣＬＫと、入力端子Ｔ３から取り込まれる上流の監視ユニットＵｊ（ｊ＝ｉ−１）の出力信号とが取り込まれる（ただし、監視ユニットＵ１については、入力端子Ｔ３から、トランジスタ２８のコレクタ電圧が取り込まれる）。詳しくは、入力端子Ｔ３には、トランジスタ７１のベースが接続されており、ベースに入力される信号に応じて、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端と接続されるコレクタ及びエミッタ間に電流が流れるようになっている。そして、コレクタの電位が、合成部６０に取り込まれる。   Each state of the m battery cells Bi1 to Bim (i = 1 to n) in the block is detected by the detection unit 40, and the detection results are collected into two signals and output to the detection synthesis unit 50. The The detection synthesis unit 50 generates a single monitoring result signal by logically synthesizing the two aggregated signals and the clock signal CLK, and outputs this to the synthesis unit 60. In addition to the monitoring result signal, the synthesizer 60 receives the clock signal CLK received from the clock input terminal T1 and the output signal of the upstream monitoring unit Uj (j = i−1) received from the input terminal T3. (However, for the monitoring unit U1, the collector voltage of the transistor 28 is taken in from the input terminal T3). Specifically, the base of the transistor 71 is connected to the input terminal T3 so that a current flows between the collector and the emitter connected to both ends of the battery cells Bi1 to Bim in accordance with a signal input to the base. It has become. Then, the potential of the collector is taken into the synthesis unit 60.

合成部６０では上記３つの信号が論理合成され、これが、トランジスタ７２のベースに出力される。そして、トランジスタ７２は、エミッタが電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの正極側と接続され、コレクタが出力端子Ｔ４と接続されている。このため、合成部６０の出力信号（電圧信号）は、トランジスタ７２によって電流信号に変換されて、外部へと出力されることとなる。   The synthesizer 60 logically synthesizes the above three signals and outputs them to the base of the transistor 72. The transistor 72 has an emitter connected to the positive side of the battery cells Bi1 to Bim, and a collector connected to the output terminal T4. For this reason, the output signal (voltage signal) of the synthesis unit 60 is converted into a current signal by the transistor 72 and output to the outside.

図３に、検出部４０の構成を示す。   FIG. 3 shows the configuration of the detection unit 40.

検出部４０は、各電池セルＢｉｊ（ｊ＝１〜ｍ）毎に、その両端の電圧を閾値電圧と比較するコンパレータ４１を備えている。コンパレータ４１の反転入力端子には、各電池セルＢｉｊの負極電位を基準とする基準電圧源４２の基準電圧Ｖｒｅｆが印加されている。一方、コンパレータ４１の非反転入力端子には、各電池セルＢｉｊの両端の電圧の所定の分圧が印加される。そして、この分圧と基準電圧Ｖｒｅｆとによって、閾値電圧が設定されるようになっている。   The detection unit 40 includes a comparator 41 that compares the voltage at both ends with a threshold voltage for each battery cell Bij (j = 1 to m). The inverting input terminal of the comparator 41 is applied with the reference voltage Vref of the reference voltage source 42 based on the negative potential of each battery cell Bij. On the other hand, a predetermined partial voltage of the voltage across each battery cell Bij is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 41. The threshold voltage is set by the divided voltage and the reference voltage Vref.

具体的には、各電池セルＢｉｊの両端には、抵抗４３，４４の直列接続体が接続されており、これら抵抗４３及び抵抗４４の接続点であるノードＮａがコンパレータ４１の非反転入力端子と接続されている。また、各電池セルＢｉｊ（ｊ＝１〜ｍ）の正極側には、トランジスタ４６のコレクタが接続されており、トランジスタ４６のエミッタが抵抗４５を介してノードＮａと接続されている。そして、トランジスタ４６のベースは、ダイオード４７、スイッチング素子ＳＷのコレクタ及びエミッタを介して、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの負極側と接続されている。   Specifically, a series connection body of resistors 43 and 44 is connected to both ends of each battery cell Bij, and a node Na that is a connection point between the resistors 43 and 44 is connected to a non-inverting input terminal of the comparator 41. It is connected. Further, the collector of the transistor 46 is connected to the positive side of each battery cell Bij (j = 1 to m), and the emitter of the transistor 46 is connected to the node Na via the resistor 45. The base of the transistor 46 is connected to the negative electrode side of the battery cells Bi1 to Bim via the diode 47 and the collector and emitter of the switching element SW.

スイッチング素子ＳＷは、クロック信号ＣＬＫに応じて駆動される。すなわち、上記クロック入力端子Ｔ１は、抵抗７４，７６を介して電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの負極側と接続されており、抵抗７４，７６の接続点がスイッチング素子ＳＷのベースと接続されることで、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｈ」であるときに、スイッチング素子ＳＷが導通状態となる。これにより、トランジスタ４６がオンとなるため、ノードＮａの電圧が変化する。これは以下の理由による。   The switching element SW is driven according to the clock signal CLK. That is, the clock input terminal T1 is connected to the negative side of the battery cells Bi1 to Bim via the resistors 74 and 76, and the connection point of the resistors 74 and 76 is connected to the base of the switching element SW. When the clock signal CLK is logic “H”, the switching element SW becomes conductive. As a result, the transistor 46 is turned on, so that the voltage at the node Na changes. This is due to the following reason.

今、抵抗４３，４４，４５の抵抗値をそれぞれ抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とし、各電池セルＢｉｊ（ｊ＝１〜ｍ）の両端の電圧値を電圧Ｖとする。このとき、トランジスタ４６がオフ状態であるときには、ノードＮａの電圧は、「Ｖ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）」となる。一方、トランジスタ４６がオン状態となると、ノードＮａの電圧は、「Ｖ×Ｒ２／｛Ｒ１×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）＋Ｒ２｝」となる。このように、トランジスタ４６がオンとなることで、非反転入力端子に入力される値が上昇する。このため、トランジスタ４６をオンさせることで、各電池セルＢｉｊ（ｊ＝１〜ｍ）の両端の電圧と比較する閾値電圧を低下させるのと同一の効果を得ることができる。そして、本実施形態では、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｈ」であるときの閾値電圧ＶｔｈＬを、上記過放電状態と対応する電圧とする。また、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｌ」であるときの閾値電圧ＶｔｈＨを、上記過充電状態と対応する電圧とする。   Now, resistance values of the resistors 43, 44, and 45 are set as resistance values R1, R2, and R3, respectively, and a voltage value at both ends of each battery cell Bij (j = 1 to m) is set as a voltage V. At this time, when the transistor 46 is off, the voltage of the node Na is “V × R2 / (R1 + R2)”. On the other hand, when the transistor 46 is turned on, the voltage of the node Na becomes “V × R2 / {R1 × R3 / (R1 + R3) + R2}”. In this manner, when the transistor 46 is turned on, the value input to the non-inverting input terminal increases. Therefore, by turning on the transistor 46, it is possible to obtain the same effect as lowering the threshold voltage to be compared with the voltage at both ends of each battery cell Bij (j = 1 to m). In this embodiment, the threshold voltage VthL when the clock signal CLK is logic “H” is set to a voltage corresponding to the overdischarge state. The threshold voltage VthH when the clock signal CLK is logic “L” is set to a voltage corresponding to the overcharge state.

上記「ｍ」個の各コンパレータ４１の出力から、ＯＲ回路４８によって、それらの論理和信号が生成されるとともに、ＡＮＤ回路４９によって、それらの論理積信号が生成される。そして、これら論理和信号及び論理積信号が、上記検出合成部５０に出力される。   From the outputs of the “m” number of comparators 41, an OR circuit 48 generates a logical sum signal thereof, and an AND circuit 49 generates a logical product signal thereof. Then, these logical sum signal and logical product signal are output to the detection / synthesis unit 50.

図４（ａ）に、検出合成部５０の構成を示す。検出合成部５０は、上記ＯＲ回路４８の論理反転信号と上記ＡＮＤ回路４９の論理反転信号との論理積信号ａ１を生成するＡＮＤ回路５２と、クロック信号ＣＬＫと上記ＡＮＤ回路４９の出力の論理反転信号との論理積信号ａ２を生成するＡＮＤ回路５４と、クロック信号ＣＬＫと上記ＯＲ回路４８の出力の論理反転信号との論理積信号ａ３を生成するＡＮＤ回路５６とを備えている。そして、ＯＲ回路５８では、これら論理積信号ａ１〜ａ３の論理和信号ＯＵＴ１を生成する。   FIG. 4A shows the configuration of the detection / synthesis unit 50. The detection synthesizer 50 generates an AND circuit 52 that generates a logical product signal a1 of the logically inverted signal of the OR circuit 48 and the logically inverted signal of the AND circuit 49, and logically inverts the clock signal CLK and the output of the AND circuit 49. An AND circuit 54 that generates a logical product signal a2 of the signal and an AND circuit 56 that generates a logical product signal a3 of the clock signal CLK and the logically inverted signal of the output of the OR circuit 48 are provided. The OR circuit 58 generates a logical sum signal OUT1 of these logical product signals a1 to a3.

図４（ｂ）に、上記クロック信号ＣＬＫ、ＡＮＤ回路４９の論理積信号ＡＮＤ、ＯＲ回路４８の論理和信号ＯＲ、論理積信号ａ１〜ａ３、論理和信号ＯＵＴ１の関係を示す。図示されるように、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｌ」である過充電状態検出時において、論理和信号ＯＵＴ１が論理「Ｈ」であるときには、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの全てが過充電ではなく正常であることを意味する。また、同過充電検出時において、論理和信号ＯＵＴ１が論理「Ｌ」であるときには、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍのうち少なくとも１つが過充電状態であるか、監視ユニットＵｉに異常があるかのいずれかであることを意味する。   FIG. 4B shows the relationship between the clock signal CLK, the AND signal AND of the AND circuit 49, the OR signal OR of the OR circuit 48, the AND signals a1 to a3, and the OR signal OUT1. As shown in the figure, when an overcharge state in which the clock signal CLK is logic “L” is detected, when the logical sum signal OUT1 is logic “H”, all of the battery cells Bi1 to Bim are normal rather than overcharge. It means that there is. At the same overcharge detection time, if the logical sum signal OUT1 is logic “L”, either at least one of the battery cells Bi1 to Bim is in an overcharge state or there is an abnormality in the monitoring unit Ui. It means that.

一方、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｈ」である過放電検出時において論理和信号ＯＵＴ１が論理「Ｌ」であるときには、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの全てが過放電ではなく正常であることを意味する。また、同過放電検出時において、論理和信号ＯＵＴ１が論理「Ｈ」であるときには、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍのうち少なくとも１つが過放電状態であるか、監視ユニットＵｉに異常があるかのいずれかであることを意味する。   On the other hand, if the logical sum signal OUT1 is logic “L” when overdischarge is detected when the clock signal CLK is logic “H”, it means that all of the battery cells Bi1 to Bim are normal rather than overdischarged. Further, when the overdischarge is detected, when the logical sum signal OUT1 is the logic “H”, either at least one of the battery cells Bi1 to Bim is in an overdischarge state or the monitoring unit Ui has an abnormality. It means that.

論理和信号ＯＵＴ１は、１つのブロック内の電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの状態の監視結果を示す監視結果信号であり、これと、上記入力端子Ｔ３から取り込まれる信号とが、上記合成部６０にて論理合成される。   The logical sum signal OUT1 is a monitoring result signal indicating the monitoring result of the state of the battery cells Bi1 to Bim in one block, and this and the signal fetched from the input terminal T3 are logically processed by the combining unit 60. Synthesized.

図５（ａ）に、合成部６０の構成を示す。   FIG. 5A shows the configuration of the synthesis unit 60.

合成部６０は、上記論理和信号ＯＵＴ１と上記入力端子Ｔ３から取り込まれる入力信号ＩＮとの論理積信号ｂ１を生成するＡＮＤ回路６２と、クロック信号ＣＬＫと上記入力端子Ｔ３から取り込まれる入力信号ＩＮとの論理積信号ｂ２を生成するＡＮＤ回路６４と、クロック信号ＣＬＫと上記論理和信号ＯＵＴ１の論理積信号ｂ３を生成するＡＮＤ回路６６とを備えている。そして、ＯＲ回路６８では、これら論理積信号ｂ１〜ｂ３の論理和信号である出力信号ＯＵＴ２を生成する。   The synthesizer 60 generates an AND circuit 62 that generates a logical product signal b1 of the logical sum signal OUT1 and the input signal IN captured from the input terminal T3, and a clock signal CLK and the input signal IN captured from the input terminal T3. The AND circuit 64 for generating the logical product signal b2 and the AND circuit 66 for generating the logical product signal b3 of the clock signal CLK and the logical sum signal OUT1. The OR circuit 68 generates an output signal OUT2 that is a logical sum signal of these logical product signals b1 to b3.

図５（ｂ）に、上記クロック信号ＣＬＫ、入力端子Ｔ３から取り込まれる入力信号ＩＮ、論理和信号ＯＵＴ１、論理積信号ｂ１〜ｂ３、出力信号ＯＵＴ２の関係を示す。図示されるように、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｌ」である過充電状態検出時において、出力信号ＯＵＴ２が論理「Ｈ」であるときには、当該監視ユニットＵｉ及びその上流の監視ユニットＵｊ（ｊ＝１〜ｉ−１）の監視対象とする電池セルＢｊ１〜Ｂｊｍ（ｊ＝１〜ｉ）の全てが過充電ではなく正常であることを意味する。また、同過充電検出時において、出力信号ＯＵＴ２が論理「Ｌ」であるときには、上記監視対象とする電池セルＢｊ１〜Ｂｊｍ（ｊ＝１〜ｉ）のうち少なくとも１つが過充電状態であるか、監視ユニットＵｊ（ｊ＝１〜ｉ）に異常があるかのいずれかであることを意味する。   FIG. 5B shows the relationship between the clock signal CLK, the input signal IN received from the input terminal T3, the logical sum signal OUT1, the logical product signals b1 to b3, and the output signal OUT2. As shown in the figure, when the overcharged state in which the clock signal CLK is logic “L” is detected and the output signal OUT2 is logic “H”, the monitoring unit Ui and the upstream monitoring unit Uj (j = 1) ~ I-1) means that all the battery cells Bj1 to Bjm (j = 1 to i) to be monitored are not overcharged but normal. Further, at the same overcharge detection time, when the output signal OUT2 is logic “L”, whether at least one of the battery cells Bj1 to Bjm (j = 1 to i) to be monitored is in an overcharge state, This means that there is an abnormality in the monitoring unit Uj (j = 1 to i).

一方、クロック信号ＣＬＫが論理「Ｈ」である過放電検出時において出力信号ＯＵＴ２が論理「Ｌ」であるときには、当該監視ユニットＵｉ及びその上流の監視ユニットＵｊ（ｊ＝１〜ｉ−１）の監視対象とする電池セルＢｊ１〜Ｂｊｍ（ｊ＝１〜ｉ）の全てが過放電ではなく正常であることを意味する。また、同過放電検出時において、出力信号ＯＵＴ２が論理「Ｈ」であるときには、上記監視対象とする電池セルＢｊ１〜Ｂｊｍ（ｊ＝１〜ｉ）のうち少なくとも１つが過放電状態であるか、監視ユニットＵｊ（ｊ＝１〜ｉ）に異常があるかのいずれかであることを意味する。   On the other hand, when the output signal OUT2 is logic “L” at the time of overdischarge detection in which the clock signal CLK is logic “H”, the monitoring unit Ui and the upstream monitoring unit Uj (j = 1 to i−1). It means that all the battery cells Bj1 to Bjm (j = 1 to i) to be monitored are normal rather than overdischarged. When the output signal OUT2 is logic “H” at the same overdischarge detection time, whether at least one of the battery cells Bj1 to Bjm (j = 1 to i) to be monitored is in an overdischarge state, This means that there is an abnormality in the monitoring unit Uj (j = 1 to i).

監視ユニットＵｉを上記構成とし、先の図１に示したマイコン２４によって、シリアルラインＬ１を介してクロック信号ＣＬＫを出力することで、過充電状態及び過放電状態の２つの状態のいずれかを監視するように指示することができる。そして、マイコン２４では、監視結果を、シリアルラインＬ２を介して取り込むことができる。   The monitoring unit Ui is configured as described above, and the microcomputer 24 shown in FIG. 1 outputs a clock signal CLK via the serial line L1, thereby monitoring one of two states, an overcharge state and an overdischarge state. Can be instructed to do. The microcomputer 24 can capture the monitoring result via the serial line L2.

＜状態監視装置の静電気保護機能について＞
上記各監視ユニットＵｉは、集積回路（ＩＣ）としてチップ化されて構成されている。詳しくは、先の図１の破線で囲った部分が、チップ化されて構成されている。そしてこの場合、各監視ユニットＵｉを極力小型化するなどの目的から、各監視ユニットＵｉの耐圧は、各ブロック内の電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの電圧に応じて設定されている。しかし、この場合、例えば状態監視装置の製造時等において、監視ユニットＵｉの端子が何らかの部材と接触する際に静電気が生じることで、監視ユニットＵｉの端子に耐圧を超える電圧が印加されるおそれがある。 <Electrostatic protection function of the condition monitoring device>
Each of the monitoring units Ui is configured as a chip as an integrated circuit (IC). Specifically, the portion surrounded by the broken line in FIG. 1 is configured as a chip. In this case, for the purpose of miniaturizing each monitoring unit Ui as much as possible, the withstand voltage of each monitoring unit Ui is set according to the voltage of the battery cells Bi1 to Bim in each block. However, in this case, for example, when the state monitoring device is manufactured, static electricity is generated when the terminal of the monitoring unit Ui comes into contact with any member, so that a voltage exceeding the withstand voltage may be applied to the terminal of the monitoring unit Ui. is there.

そこで本実施形態では、監視ユニットＵｉの各端子に、監視ユニットＵｉの内部の回路(素子)を静電気に起因する過電圧の印加から保護する保護機能を設けている。具体的には、例えば、先の図３に示すように、監視ユニットＵｉと、ブロック内の各電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両電極間とを接続するための端子間に、ダイオードＤ９が設けられている。これにより、ブロック内の各電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両電極間を接続するための端子と接触する部材の電位が過度に高かったり低かったりした場合であっても、監視ユニットＵｉ内の回路（素子）を保護することができる。   Therefore, in this embodiment, each terminal of the monitoring unit Ui is provided with a protection function that protects a circuit (element) inside the monitoring unit Ui from application of an overvoltage caused by static electricity. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, a diode D9 is provided between the terminal for connecting the monitoring unit Ui and the electrodes of the battery cells Bi1 to Bim in the block. Yes. Thereby, even if the potential of the member in contact with the terminal for connecting the electrodes of the battery cells Bi1 to Bim in the block is excessively high or low, the circuit (element in the monitoring unit Ui ) Can be protected.

＜状態監視装置の断線検出機能について＞
上述したように、上記状態監視装置１２は、実際には先の図１に示す破線で囲った部材が同一基板上に形成されている。ここで、組電池１０を構成する電池セルＢｉｊの両端と、監視ユニットＵｉやフライングキャパシタ１４とを接続する接続箇所にはコネクタＣ等が必要となる関係上、この接続箇所が多くなるほど部品点数の増加や、組電池１０及び状態監視装置１２の大型化を招くこととなる。そこで、本実施形態では、図１に示されるように、電池セルＢｉｊの電極と状態監視装置１２とを接続する接続箇所は、同一の電極については唯一つとするようにする。換言すれば、ブロックの両端の電池セルＢｉ１、Ｂｉｍと監視ユニットＵｉとを接続する箇所と、同電池セルＢｉ１，Ｂｉｍとフライングキャパシタ１４とを接続する接続箇所とを、共有化する。具体的には、各電池セルＢｉ１の正極及び電池セルＢｉｍの負極について、これと、状態監視装置１２の基板側とを単一のコネクタＣにて接続する。これにより、状態監視装置１２や組電池１０の大型化を回避することができ、また部品点数の増加を抑制することができる。 <About disconnection detection function of status monitoring device>
As described above, in the state monitoring device 12, the members surrounded by the broken lines shown in FIG. 1 are actually formed on the same substrate. Here, a connector C or the like is required at the connection location for connecting the both ends of the battery cell Bij constituting the assembled battery 10 to the monitoring unit Ui and the flying capacitor 14, and the number of parts increases as the number of connection locations increases. This will increase the size of the assembled battery 10 and the state monitoring device 12. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the number of connection portions that connect the electrodes of the battery cells Bij and the state monitoring device 12 is limited to the same electrode. In other words, the location where the battery cells Bi1, Bim and the monitoring unit Ui at both ends of the block are connected and the location where the battery cells Bi1, Bim and the flying capacitor 14 are connected are shared. Specifically, the positive electrode of each battery cell Bi1 and the negative electrode of the battery cell Bim are connected to the substrate side of the state monitoring device 12 by a single connector C. Thereby, the enlargement of the state monitoring apparatus 12 and the assembled battery 10 can be avoided, and the increase in a number of parts can be suppressed.

ただし、こうした構成の場合、電池セルＢｉ１又はＢｉｍと監視ユニットＵｉとの接続経路と電池セルＢｉ１又はＢｉｍとフライングキャパシタ１４との接続経路との共有部分に断線が生じる場合、これをフライングキャパシタ１４の電圧によっては検出することができなくなる。換言すれば、上記電池セルＢｉ１の正極側と検出ラインＣＬｉが接続されるコネクタＣとの間の接続経路の断線や、上記電池セルＢｉｍの負極側と検出ラインＣＬ（ｉ＋１）が接続されるコネクタＣとの間の接続経路の断線が生じる場合などには、これをフライングキャパシタ１４の電圧によっては検出することができなくなる。   However, in the case of such a configuration, if a disconnection occurs in a shared portion between the connection path between the battery cell Bi1 or Bim and the monitoring unit Ui and the connection path between the battery cell Bi1 or Bim and the flying capacitor 14, Depending on the voltage, it cannot be detected. In other words, the disconnection of the connection path between the positive electrode side of the battery cell Bi1 and the connector C to which the detection line CLi is connected, and the connector to which the negative electrode side of the battery cell Bim and the detection line CL (i + 1) are connected. When a disconnection of the connection path to C occurs, this cannot be detected depending on the voltage of the flying capacitor 14.

図６（ａ）に、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧をフライングキャパシタ１４によって検出する際において、検出ラインＣＬｉに接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉ１の正極側の接続経路が断線した場合を示す。この場合、監視ユニットＵｉが迂回経路となって、電池セルＢｉ２〜Ｂｉｍと検出ラインＣＬｉとが接続される。詳しくは、上記電池セルＢｉ１に並列接続されるダイオードＤ９が迂回経路となって、電池セルＢｉ２〜Ｂｉｍと検出ラインＣＬｉとが接続される。このため、フライングキャパシタ１４の両端には、電池セルＢｉ２〜Ｂｉｍの両端の電圧が印加される。このため、フライングキャパシタ１４は、電池セルＢｉ２〜Ｂｉｍの両端の電圧程度まで充電される。したがって、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧を検出する処理時において、電池セルＢｉ２〜Ｂｉｍの両端の電圧に応じた電圧が検出されることとなるため、これは電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧としてはやや低いと認識される可能性はあるにせよ、上記断線であると判断することはできない。   FIG. 6A shows the case where the connection path on the positive electrode side of the connector C connected to the detection line CLi and the battery cell Bi1 is disconnected when the voltage across the battery cells Bi1 to Bim is detected by the flying capacitor 14. Show. In this case, the monitoring unit Ui serves as a bypass route, and the battery cells Bi2 to Bim and the detection line CLi are connected. Specifically, the diode D9 connected in parallel to the battery cell Bi1 serves as a bypass path, and the battery cells Bi2 to Bim and the detection line CLi are connected. For this reason, the voltages at both ends of the battery cells Bi <b> 2 to Bim are applied to both ends of the flying capacitor 14. For this reason, the flying capacitor 14 is charged to about the voltage at both ends of the battery cells Bi2 to Bim. Therefore, in the process of detecting the voltages at both ends of the battery cells Bi1 to Bim, the voltage corresponding to the voltages at both ends of the battery cells Bi2 to Bim is detected. Even though there is a possibility that the voltage is recognized as being somewhat low, it cannot be determined that the wire is disconnected.

同様に、図６（ｂ）には、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧をフライングキャパシタ１４によって検出する際において、検出ラインＣＬ（ｉ＋１）に接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉｍの負極側の接続経路が断線した場合を示す。この場合、監視ユニットＵｉが迂回経路となって、電池セルＢｉ１〜Ｂｉ（ｍ−１）と検出ラインＣＬ（ｉ＋１）とが接続される。詳しくは、上記電池セルＢｉｍに並列接続されるダイオードＤ９が迂回経路となって、電池セルＢｉ１〜Ｂｉ（ｍ−１）と検出ラインＣＬ（ｉ＋１）とが接続される。このため、フライングキャパシタ１４の両端には、電池セルＢｉ１〜Ｂｉ（ｍ−１）の両端の電圧が印加される。このため、フライングキャパシタ１４は、電池セルＢｉ１〜Ｂｉ（ｍ−１）の両端の電圧程度まで充電される。したがって、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧を検出する処理時において、電池セルＢｉ１〜Ｂｉ（ｍ−１）の両端の電圧に応じた電圧が検出されることとなるため、これは電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧としてはやや低いと認識される可能性はあるにせよ、上記断線であると判断することはできない。   Similarly, in FIG. 6B, when the voltage across the battery cells Bi1 to Bim is detected by the flying capacitor 14, the connector C connected to the detection line CL (i + 1) and the negative side of the battery cell Bim are shown. The case where the connection path is disconnected is shown. In this case, the monitoring unit Ui serves as a detour path, and the battery cells Bi1 to Bi (m−1) and the detection line CL (i + 1) are connected. Specifically, the diode D9 connected in parallel to the battery cell Bim serves as a bypass path, and the battery cells Bi1 to Bi (m−1) and the detection line CL (i + 1) are connected. For this reason, the voltages at both ends of the battery cells Bi <b> 1 to Bi (m−1) are applied to both ends of the flying capacitor 14. For this reason, the flying capacitor 14 is charged to about the voltage at both ends of the battery cells Bi <b> 1 to Bi (m−1). Therefore, in the process of detecting the voltages at both ends of the battery cells Bi1 to Bim, the voltage corresponding to the voltages at both ends of the battery cells Bi1 to Bi (m−1) is detected. Although it may be recognized that the voltage at both ends of .about.Bim is somewhat low, it cannot be determined that the disconnection is present.

そこで本実施形態では、上記ダイオードＤ９に電流が流れるというまさにそのことを利用して断線の有無を診断する。図７に、本実施形態にかかる断線の有無の診断原理を示す。詳しくは、図７（ａ）に、先の図６（ａ）に示した断線時におけるフライングキャパシタ１４の電圧の推移を示し、図７（ｂ）に、先の図６（ａ）に示すノードＮ１−Ｎ２間の電圧の推移を示す。   Therefore, in this embodiment, the presence or absence of disconnection is diagnosed by utilizing the fact that a current flows through the diode D9. FIG. 7 shows the diagnostic principle for the presence or absence of disconnection according to the present embodiment. Specifically, FIG. 7A shows the transition of the voltage of the flying capacitor 14 at the time of the disconnection shown in FIG. 6A, and FIG. 7B shows the node shown in FIG. 6A. The transition of the voltage between N1 and N2 is shown.

図中、実線及び一点鎖線にて示されるように、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ（ｎ＋１）を備えて構成されるマルチプレクサＭＰＸが切り替えられることで、フライングキャパシタ１４の電圧が上昇する。ここで、フライングキャパシタ１４の充電は、先の図６（ａ）に示した電池セルＢｉ１に並列接続されるダイオードＤ９を介して電流が流れることでなされるため、フライングキャパシタ１４の充電時において、ノードＮ２に対するノードＮ１の電圧は、ダイオードＤ９のオン時の電圧Ｖｆ程度低下する。したがって、ノードＮ２に対するノードＮ１の電圧が上記過放電状態を検出するための閾値電圧ＶｔｈＬを下回ることとなる。ただし、この状態は、フライングキャパシタ１４の電圧が安定することでダイオードＤ９に電流が流れなくなると解消される。このため、マルチプレクサを切り替えることで電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの電圧を検出すべくフライングキャパシタ１４の充電を開始する際に一時的に過放電状態が検出される場合に、検出ラインＣＬｉに接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉ１の正極端子間の接続経路の異常と判断することができる。   In the figure, as indicated by the solid line and the alternate long and short dash line, the voltage of the flying capacitor 14 is increased by switching the multiplexer MPX including the switching elements SW1 to SW (n + 1). Here, since the charging of the flying capacitor 14 is performed by a current flowing through the diode D9 connected in parallel to the battery cell Bi1 shown in FIG. 6A, when the flying capacitor 14 is charged, The voltage at the node N1 with respect to the node N2 decreases by about the voltage Vf when the diode D9 is on. Therefore, the voltage at the node N1 with respect to the node N2 is lower than the threshold voltage VthL for detecting the overdischarge state. However, this state is canceled when the voltage of the flying capacitor 14 is stabilized and no current flows through the diode D9. For this reason, when an overdischarge state is temporarily detected when charging of the flying capacitor 14 is started to detect the voltage of the battery cells Bi1 to Bim by switching the multiplexer, the connector connected to the detection line CLi. It can be determined that the connection path between C and the positive terminal of the battery cell Bi1 is abnormal.

図８に、本実施形態にかかる断線の有無の診断処理の手順を示す。この処理は、マイコン２４によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図８においては、検出ラインＣＬｉに接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉ１の正極端子間の接続経路の異常の有無を診断する処理を想定している。   FIG. 8 shows the procedure of the diagnostic process for the presence or absence of disconnection according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the microcomputer 24 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 8, a process for diagnosing whether there is an abnormality in the connection path between the connector C connected to the detection line CLi and the positive terminal of the battery cell Bi1 is assumed.

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、スイッチング素子ＳＷ（ｉ−１）及びスイッチング素子ＳＷｉのオン操作による電圧検出処理が完了しているか、スイッチング素子ＳＷ（ｉ＋１）及びスイッチング素子ＳＷ（ｉ＋２）のオン操作による電圧検出処理が完了しているかを判断する。この処理は、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧を検出する際とは逆の充電極性にて、フライングキャパシタ１４の充電がなされているか否かを判断するものである。ここで、先の図１に示すように、本実施形態では、隣接するブロック同士で、これらの電圧を検出する際のフライングキャパシタ１４の充電極性が逆となるように検出ラインＣＬ１〜ＣＬ（ｉ＋１）とフライングキャパシタ１４とを接続する構成を採用している。このため、検出ラインＣＬｉに接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉ１の正極端子間の接続経路の異常の有無を診断するに先立ち、隣接するブロックの電圧検出処理が完了していることを条件とすることで、フライングキャパシタ１４の充電極性を予め逆としておくことができる。   In this series of processing, first, in step S10, the voltage detection processing by turning on the switching element SW (i-1) and the switching element SWi is completed, or whether the switching element SW (i + 1) and the switching element SW (i + 2) are turned on. It is determined whether the voltage detection process by the ON operation is completed. This process is to determine whether or not the flying capacitor 14 is charged with a charge polarity opposite to that when the voltages at both ends of the battery cells Bi1 to Bim are detected. Here, as shown in FIG. 1, in this embodiment, the detection lines CL <b> 1 to CL (i + 1) are set so that the charging polarity of the flying capacitor 14 when detecting these voltages is reversed between adjacent blocks. ) And the flying capacitor 14 are employed. Therefore, prior to diagnosing whether there is an abnormality in the connection path between the connector C connected to the detection line CLi and the positive electrode terminal of the battery cell Bi1, it is a condition that the voltage detection processing of the adjacent block has been completed. Thus, the charging polarity of the flying capacitor 14 can be reversed in advance.

ステップＳ１０において肯定判断される場合には、ステップＳ１２において、監視ユニットＵｉに対して過放電検出指令を出す。続くステップＳ１４においては、過放電状態が検出されたか否かを判断する。この処理は、検出ラインＣＬｉに接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉ１の正極端子間の接続経路の異常の有無の診断が可能か否かを判断するものである。すなわち、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの電圧の検出処理に先立ち、既にいずれかの電池セルＢ１１〜Ｂｎｍにおいて過放電状態が検出されているなら、スイッチング素子ＳＷｉ，ＳＷ（ｉ＋１）のオン操作に伴う過放電状態の有無に基づき断線の有無を診断することができない。   If an affirmative determination is made in step S10, an overdischarge detection command is issued to the monitoring unit Ui in step S12. In a succeeding step S14, it is determined whether or not an overdischarge state is detected. This process determines whether or not it is possible to diagnose whether there is an abnormality in the connection path between the connector C connected to the detection line CLi and the positive terminal of the battery cell Bi1. That is, prior to the voltage detection process of the battery cells Bi1 to Bim, if an overdischarge state has already been detected in any of the battery cells B11 to Bnm, the overdischarge associated with the ON operation of the switching elements SWi and SW (i + 1). The presence or absence of disconnection cannot be diagnosed based on the presence or absence of a state.

上記ステップＳ１４において過放電状態でないと判断される場合には、上記断線の有無の診断が可能と判断して、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、スイッチング素子ＳＷｉ，ＳＷ（ｉ＋１）をオン操作する。続くステップＳ１８では、監視ユニットＵｉに対して過放電検出指令を出す。そして、ステップＳ２０においては、過放電状態であるか否かを判断する。なお、この処理は、実際には、検出ラインＣＬｉの抵抗値やフライングキャパシタ１４の静電容量によって定まるフライングキャパシタ１４の充電の時定数に基づき、過放電状態が検出されると想定される期間(先の図７に示す検出可能期間)に限ってなされる。   If it is determined in step S14 that the overdischarge state is not present, it is determined that the presence or absence of the disconnection can be diagnosed, and the process proceeds to step S16. In step S16, the switching elements SWi and SW (i + 1) are turned on. In the subsequent step S18, an overdischarge detection command is issued to the monitoring unit Ui. In step S20, it is determined whether or not an overdischarge state is present. Note that this processing is actually a period in which an overdischarge state is assumed to be detected based on the charging time constant of the flying capacitor 14 determined by the resistance value of the detection line CLi and the capacitance of the flying capacitor 14 ( This is done only during the detectable period shown in FIG.

そして、ステップＳ２０において過放電状態があると判断される場合には、ステップＳ２２において、検出ラインＣＬｉに接続されるコネクタＣ及び電池セルＢｉ１の正極端子間の接続経路の断線と判断する。   If it is determined in step S20 that there is an overdischarge state, it is determined in step S22 that the connection path between the connector C connected to the detection line CLi and the positive terminal of the battery cell Bi1 is disconnected.

なお、上記ステップＳ２２の処理が完了する場合や、ステップＳ１０，Ｓ２０において否定判断される場合、ステップＳ１４において肯定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When the process of step S22 is completed, when a negative determination is made at steps S10 and S20, or when an affirmative determination is made at step S14, the series of processes is temporarily terminated.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

（１）フライングキャパシタ１４及び電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍが電気的に接続状態とされた後の所定のタイミングとその前との間の監視ユニットＵｉによる監視結果の変化に基づき、断線の有無を診断した。これにより、他の要因による過放電状態であるのか否かを好適に区別しつつ、監視結果を利用して断線の有無を診断することができる。   (1) Based on a change in the monitoring result by the monitoring unit Ui between a predetermined timing after the flying capacitor 14 and the battery cells Bi1 to Bim are electrically connected and before that, the presence or absence of disconnection is diagnosed. . Thereby, the presence or absence of a disconnection can be diagnosed using a monitoring result, distinguishing whether it is an overdischarge state by other factors suitably.

（２）電圧を検出する手段を、フライングキャパシタ１４を備えて構成した。これにより、フライングキャパシタ１４及び電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍが接続状態とされる際の監視結果の変化が顕著に生じやすいため、上記接続経路の異常の有無を高精度に診断することができる。   (2) The means for detecting the voltage is configured to include the flying capacitor 14. Thereby, since the change of the monitoring result when the flying capacitor 14 and battery cell Bi1-Bim are made into a connection state tends to produce notably, the presence or absence of the abnormality of the said connection path | route can be diagnosed with high precision.

（３）フライングキャパシタ１４の充電極性が逆となるような電圧検出処理がなされる際に断線の有無を診断した。これにより、フライングキャパシタ１４及び電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍ間を接続状態とした際にフライングキャパシタ１４を介して流れる電流量が多く、またこの電流の流動時間(図７に示した検出可能期間)も比較的長くなる。このため、上記接続経路の異常の有無をいっそう高精度に診断することができる。   (3) The presence or absence of disconnection was diagnosed when voltage detection processing was performed so that the charging polarity of the flying capacitor 14 was reversed. Thereby, when the flying capacitor 14 and the battery cells Bi1 to Bim are in the connected state, the amount of current flowing through the flying capacitor 14 is large, and the current flow time (detectable period shown in FIG. 7) is also compared. Become longer. For this reason, the presence or absence of abnormality in the connection path can be diagnosed with higher accuracy.

（４）比較対象とする電池セルＢｉｊの電圧を閾値電圧と比較するコンパレータ４１を備えて監視ユニットＵｉを構成した。これにより、比較的簡素な構成にて監視ユニットＵｉを構成することができる。   (4) The monitoring unit Ui is configured with the comparator 41 that compares the voltage of the battery cell Bij to be compared with the threshold voltage. As a result, the monitoring unit Ui can be configured with a relatively simple configuration.

（５）監視ユニットＵｉに、当該監視ユニット内部を静電気による過電圧から保護する静電気保護手段としてのダイオードＤ９を備えた。これにより、静電気による監視ユニットＵｉの信頼性の低下を好適に回避できるものの、これが、フライングキャパシタ１４と電池セルとを接続する迂回経路を構成する傾向にある。このため、本実施形態では、先の図８に示す処理の利用価値が特に高いものとなっている。   (5) The monitoring unit Ui is provided with a diode D9 as electrostatic protection means for protecting the inside of the monitoring unit from overvoltage due to static electricity. Thereby, although the fall of the reliability of the monitoring unit Ui by static electricity can be avoided suitably, this exists in the tendency which comprises the detour path | route which connects the flying capacitor 14 and a battery cell. For this reason, in this embodiment, the utility value of the process shown in FIG. 8 is particularly high.

（６）組電池１０の電池セルＢｉｊ同士を接続する接続経路における監視ユニットＵｉとの接続箇所とフライングキャパシタ１４との接続箇所とを共有した。これにより、部品点数の増加や、組電池１０及び状態監視装置１２の大型化、コストアップ等を抑制することができるものの、この場合、監視ユニットＵｉがフライングキャパシタ１４と電池セルとを接続する迂回経路を構成する傾向にある。このため、本実施形態では、先の図８に示す処理の利用価値が特に高いものとなっている。   (6) The connection location with the monitoring unit Ui and the connection location with the flying capacitor 14 in the connection path connecting the battery cells Bij of the assembled battery 10 are shared. Thereby, although an increase in the number of parts, an increase in the size of the assembled battery 10 and the state monitoring device 12, and an increase in cost can be suppressed, in this case, the monitoring unit Ui bypasses the connection between the flying capacitor 14 and the battery cell. There is a tendency to construct a route. For this reason, in this embodiment, the utility value of the process shown in FIG. 8 is particularly high.

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。 (Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows.

・上記実施形態では、マルチプレクサ（スイッチング素子ＳＷｉ，ＳＷ（ｉ＋１））による電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍとフライングキャパシタ１４との接続に先立ち過放電状態が生じていない場合に、断線の有無の診断を行ったがこれに限らない。例えば、マルチプレクサ（スイッチング素子ＳＷｉ，ＳＷ（ｉ＋１））による電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍとフライングキャパシタ１４との接続後、一旦過放電状態が検出された後、過放電状態が解消することを条件に断線である旨判断してもよい。これによっても、監視ユニットＵｉの異常や電池セルの異常と断線とを適切に区別することができる。   In the above embodiment, the diagnosis of the presence or absence of disconnection is performed when no overdischarge state has occurred prior to connection of the battery cells Bi1 to Bim and the flying capacitor 14 by the multiplexer (switching elements SWi, SW (i + 1)). However, it is not limited to this. For example, after the battery cells Bi1 to Bim and the flying capacitor 14 are connected by the multiplexers (switching elements SWi, SW (i + 1)), after the overdischarge state is detected once, the disconnection occurs on condition that the overdischarge state is eliminated. You may judge that there is. This also makes it possible to properly distinguish between abnormality of the monitoring unit Ui and abnormality of the battery cell and disconnection.

・上記実施形態では、断線の有無を診断すべく、マルチプレクサ（スイッチング素子ＳＷｉ，ＳＷ（ｉ＋１））による電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍとフライングキャパシタ１４とを接続するに先立ち、フライングキャパシタ１４を予め逆極性に充電しておいたがこれに限らない。例えば、フライングキャパシタ１４に並列にリセットスイッチを設けておき、上記接続に先立ちリセットスイッチによって予めフライングキャパシタ１４の電荷を放電させておいてもよい。先の図７の１点鎖線は、この場合の電圧の挙動を示している。この場合であっても、断線している場合には上記接続によって監視ユニットＵｉに比較的大きな電流が流れるため、断線の有無の診断を適切に行うことができる。   In the above-described embodiment, in order to diagnose the presence or absence of disconnection, prior to connecting the battery cells Bi1 to Bim and the flying capacitor 14 by the multiplexer (switching elements SWi, SW (i + 1)), the flying capacitor 14 has a reverse polarity in advance. Although it was charged, it is not limited to this. For example, a reset switch may be provided in parallel with the flying capacitor 14, and the charge of the flying capacitor 14 may be discharged in advance by the reset switch prior to the connection. The one-dot chain line in FIG. 7 indicates the voltage behavior in this case. Even in this case, when disconnection occurs, a relatively large current flows through the monitoring unit Ui due to the above connection, and therefore the presence or absence of disconnection can be appropriately diagnosed.

・上記実施形態では、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端とフライングキャパシタ１４とを接続する際に監視ユニットＵｉによって一時的に過放電状態が検出される場合に、検出ラインＣＬｉと電池セルＢｉ１とを接続する接続経路に異常があると判断したがこれに限らない。例えば監視ユニットＵｉによる過充電状態を利用して、検出ラインＣＬ（ｉ＋１）と電池セルＢｉｍとを接続する接続経路に異常があると判断してもよい。図９に、検出ラインＣＬ（ｉ＋１）及び電池セルＢｉｍ間を接続する接続経路に異常がある場合についての電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端とフライングキャパシタ１４とを接続する際のフライングキャパシタ１４の電圧及び監視ユニットＵｉ内の検出電圧の推移を示す。なお、図９（ａ）はフライングキャパシタ１４の電圧の推移を示し、図９（ｂ）は、先の図６（ｂ）に示すノードＮ３及びノードＮ４間の電圧の推移を示す。この場合、先の図６（ｂ）に示した経路にて電池セルＢｉｍに並列接続されたダイオードＤ９を介して電流が流れることから、ノードＮ３、Ｎ４間の電圧が電池セルＢｉｍの正極電圧と、ダイオードＤ９の閾値電圧の「１／２」との和となる。このため、過充電状態を検出するための閾値電圧ＶｔｈＨ以上となり過充電状態と判断される。ただし、図９に示すように、フライングキャパシタ１４の充電が進行するにつれて、ノードＮ３，Ｎ４間の電圧が低下し、過充電状態を検出する閾値電圧ＶｔｈＨを下回るようになる。   -In above-mentioned embodiment, when the overdischarge state is temporarily detected by the monitoring unit Ui when connecting both ends of the battery cells Bi1 to Bim and the flying capacitor 14, the detection line CLi and the battery cell Bi1 are connected. However, the present invention is not limited to this. For example, the overcharged state by the monitoring unit Ui may be used to determine that there is an abnormality in the connection path connecting the detection line CL (i + 1) and the battery cell Bim. FIG. 9 shows the voltage of the flying capacitor 14 when the flying capacitor 14 is connected to both ends of the battery cells Bi1 to Bim when there is an abnormality in the connection path connecting the detection line CL (i + 1) and the battery cell Bim. The transition of the detection voltage in the monitoring unit Ui is shown. 9A shows the transition of the voltage of the flying capacitor 14, and FIG. 9B shows the transition of the voltage between the node N3 and the node N4 shown in FIG. 6B. In this case, since a current flows through the diode D9 connected in parallel to the battery cell Bim through the path shown in FIG. 6B, the voltage between the nodes N3 and N4 is equal to the positive voltage of the battery cell Bim. , The sum of the threshold voltage of the diode D9 and “½”. For this reason, it becomes more than the threshold voltage VthH for detecting an overcharge state, and it is judged as an overcharge state. However, as shown in FIG. 9, as the charging of the flying capacitor 14 proceeds, the voltage between the nodes N3 and N4 decreases, and becomes lower than the threshold voltage VthH for detecting the overcharge state.

・上記実施形態では、監視ユニットＵｉのクロック出力端子Ｔ２を介して出力されるクロック信号ＣＬＫや出力端子Ｔ４を介して出力される出力信号等を、隣接する監視ユニットＵｊ（ｊ＝ｉ＋１）に出力したがこれに限らない。例えば監視ユニットＵ（ｉ＋２）に出力してもよい。この場合、最下流の監視ユニットＵ（ｎ−１）とＵｎとのそれぞれの出力信号をマイコン２４に出力すればよい。   In the above embodiment, the clock signal CLK output via the clock output terminal T2 of the monitoring unit Ui, the output signal output via the output terminal T4, etc. are output to the adjacent monitoring unit Uj (j = i + 1). However, it is not limited to this. For example, it may be output to the monitoring unit U (i + 2). In this case, the output signals of the most downstream monitoring units U (n−1) and Un may be output to the microcomputer 24.

・監視ユニットＵｉによる状態の監視結果の伝達手法としては、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍを指定し、これについての過充電状態及び過放電状態を監視する機能を備えてもよい。これは、クロック信号として、いずれの電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍとするかの情報及び過充電状態及び過放電状態のいずれかを指定する情報が周波数変調により重畳された信号を用いるとともに、各監視ユニットＵｉにおいて、クロック信号を復調する機能を備えることで行うことができる。また、監視ユニットＵｉを各電池セルＢｉｊ毎に設けてもよい。   The transmission method of the state monitoring result by the monitoring unit Ui is not limited to the one exemplified in the above embodiment. For example, the battery cells Bi1 to Bim may be designated and a function of monitoring the overcharge state and the overdischarge state may be provided. This uses, as a clock signal, information indicating which battery cells Bi1 to Bim and information designating any one of an overcharge state and an overdischarge state are superimposed on each other by using frequency modulation, and each monitoring unit Ui. 1 can be performed by providing a function of demodulating the clock signal. Moreover, you may provide the monitoring unit Ui for every battery cell Bij.

・各監視ユニットＵｉが過充電や過放電についての監視結果を隣接する監視ユニットＵｉに出力する構成に限らず、例えばフォトカプラ等の絶縁手段を介して直接低圧系（マイコン２４）に出力するようにしてもよい。   Each monitoring unit Ui is not limited to the configuration in which the monitoring result regarding overcharge and overdischarge is output to the adjacent monitoring unit Ui, but is output directly to the low-voltage system (microcomputer 24) via an insulating means such as a photocoupler. It may be.

・監視ユニットＵｉとしては、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍのそれぞれの電圧と閾値電圧とを比較する比較手段を備えるものに限らない。例えばアナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）を備え、各電池セルの両端の電圧をディジタルデータとして低圧系に出力するものであってもよい。この場合、例えば図７（ｂ）に示す電圧の推移に着目し、ノードＮ２に対するノードＮ１の電圧が負になることに基づき、断線であると診断してもよい。   -As monitoring unit Ui, it is not restricted to a thing provided with the comparison means which compares each voltage and threshold voltage of battery cell Bi1-Bim. For example, an analog / digital converter (A / D converter) may be provided, and the voltage at both ends of each battery cell may be output as digital data to a low-voltage system. In this case, for example, focusing on the voltage transition shown in FIG. 7B, the disconnection may be diagnosed based on the negative voltage of the node N1 with respect to the node N2.

・上記実施形態では、監視ユニットＵｉの監視対象となる電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍについて、その両端の電圧をフライングキャパシタによって検出するようにしたが、これに限らない。例えば隣接する２つの監視ユニットＵｉ，Ｕ（ｉ＋１）の監視対象とする電池セルの両端の電圧を検出するようにしてもよい。   -In above-mentioned embodiment, although the battery cell Bi1-Bim used as the monitoring object of the monitoring unit Ui detected the voltage of the both ends with the flying capacitor, it is not restricted to this. For example, you may make it detect the voltage of the both ends of the battery cell made into the monitoring object of two adjacent monitoring units Ui and U (i + 1).

・電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧を検出する検出手段としては、単一のフライングキャパシタを備えるものに限らず、例えばフライングキャパシタ及び差動増幅回路を２つずつ備えるものであってもよい。更に、電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端の電圧を検出する検出手段としては、フライングキャパシタを備えるものに限らない。例えばマルチプレクサによって電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍの両端と選択的に接続される差動増幅回路と、差動増幅回路の出力を低圧系に出力するフォトカプラ等の絶縁手段とを備えて構成してもよい。   -As a detection means which detects the voltage of the both ends of battery cell Bi1-Bim, it is not restricted to a thing provided with a single flying capacitor, For example, you may provide a flying capacitor and two differential amplifier circuits. Furthermore, the detection means for detecting the voltage across the battery cells Bi1 to Bim is not limited to one having a flying capacitor. For example, a differential amplifier circuit that is selectively connected to both ends of the battery cells Bi1 to Bim by a multiplexer and an insulating means such as a photocoupler that outputs the output of the differential amplifier circuit to a low-voltage system may be provided. .

・電池セルとしては、リチウム２次電池に限らない。要は、監視ユニットを備えるものにあっては、フライングキャパシタ１４及び電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍ間の接続経路の断線時に監視ユニットが迂回経路となることでフライングキャパシタ１４及び電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍを備える閉ループ回路が構成されるおそれがあるため、本発明の適用が有効である。   -The battery cell is not limited to a lithium secondary battery. In short, in the case where the monitoring unit is provided, the closed loop including the flying capacitor 14 and the battery cells Bi1 to Bim is obtained when the monitoring unit becomes a bypass when the connection path between the flying capacitor 14 and the battery cells Bi1 to Bim is disconnected. The application of the present invention is effective because there is a possibility that a circuit is formed.

・上記実施形態では、状態監視装置をハイブリッド車に搭載したが、これに限らず、例えば電気自動車に搭載してもよい。   In the above embodiment, the state monitoring device is mounted on the hybrid vehicle. However, the present invention is not limited thereto, and may be mounted on, for example, an electric vehicle.

一実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning one Embodiment. 同実施形態の監視ユニットの構成を示す図。The figure which shows the structure of the monitoring unit of the embodiment. 同実施形態の検出部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the detection part of the embodiment. 同実施形態の検出合成部の構成及び動作を示す図。The figure which shows the structure and operation | movement of the detection synthetic | combination part of the embodiment. 同実施形態の合成部の構成及び動作を示す図。The figure which shows the structure and operation | movement of the synthetic | combination part of the embodiment. 同実施形態におけるフライングキャパシタ及びブロック間の接続経路の断線の有無の診断に関する問題点を説明する図。The figure explaining the problem regarding the diagnosis of the presence or absence of the disconnection of the connection path between a flying capacitor and a block in the embodiment. 同実施形態における上記接続経路の断線の有無の診断原理を示すタイムチャート。The time chart which shows the diagnostic principle of the presence or absence of the disconnection of the said connection path | route in the same embodiment. 同実施形態における上記接続経路の断線の有無の診断処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the diagnostic process of the presence or absence of the disconnection of the said connection path | route in the embodiment. 同実施形態の変形例における上記接続経路の断線の有無の診断原理を示すタイムチャート。The time chart which shows the diagnostic principle of the presence or absence of the disconnection of the said connection path | route in the modification of the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０…組電池、１２…状態監視装置、１４…フライングキャパシタ、１６…電圧検出回路、２４…マイコン（診断手段の一実施形態）、Ｂｉ１〜Ｂｉｍ…ブロック(第１及び第２の直列接続体の一実施形態)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Assembly battery, 12 ... State monitoring apparatus, 14 ... Flying capacitor, 16 ... Voltage detection circuit, 24 ... Microcomputer (one embodiment of a diagnostic means), Bi1-Bim ... Block (of 1st and 2nd serial connection body) One embodiment).

Claims (6)

複数個の電池セルが直列接続されて構成される組電池を、単一の電池セル及び隣接するいくつかからなる電池セルのいずれかである第１の直列接続体にグループ化して且つ、これら各第１の直列接続体毎にその状態を監視する監視ユニットと、隣接する前記電池セルのいくつかからなる第２の直列接続体の両端の電圧を検出する検出手段とを備える組電池の状態監視装置において、
前記組電池の電池セル同士を接続する接続箇所と前記監視ユニット及び前記検出手段のそれぞれとの接続経路は共有部分を有し、
前記第２の直列接続体の両端の電圧を検出すべくこれと前記検出手段とが接続状態とされる期間における前記第２の直列接続体を構成する電池セルについての前記監視ユニットによる監視結果に基づき、前記共有部分の異常の有無を診断する診断手段を備えることを特徴とする組電池の状態監視装置。 A battery pack configured by connecting a plurality of battery cells in series is grouped into a first series connection body which is one of a single battery cell and a plurality of adjacent battery cells, and Status monitoring of a battery pack comprising: a monitoring unit that monitors the status of each first series connection body; and a detection means that detects voltages at both ends of the second series connection body composed of some of the adjacent battery cells. In the device
The connection path for connecting the battery cells of the assembled battery to each of the monitoring unit and the detection means has a shared portion,
In the monitoring result by the monitoring unit for the battery cells constituting the second series connection body in a period in which the detection means is connected to detect the voltage across the second series connection body. An assembled battery state monitoring apparatus, comprising: a diagnosis unit that diagnoses whether there is an abnormality in the shared part. 前記診断手段は、前記検出手段及び前記第２の直列接続体が電気的に接続状態とされた後の所定のタイミングとその前及び後の少なくとも一方との間の前記監視結果の変化に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする請求項１記載の組電池の状態監視装置。   The diagnosis means is based on a change in the monitoring result between a predetermined timing after the detection means and the second series connection body are electrically connected and at least one before and after the predetermined timing. The assembled battery state monitoring device according to claim 1, wherein presence or absence of abnormality is diagnosed. 前記検出手段は、フライングキャパシタと、該フライングキャパシタの両端の電圧を検出する電圧検出回路とを備えて構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の組電池の状態監視装置。   The assembled battery state monitoring device according to claim 1 or 2, wherein the detection means includes a flying capacitor and a voltage detection circuit for detecting a voltage across the flying capacitor. 前記検出手段は、検出対象とする前記第２の直列接続体を複数有して且つ、これら複数のうちの２つの第２の直列接続体の両端の電圧を検出するに際しての前記フライングキャパシタの充電極性が互いに逆となるものであり、
前記診断手段は、前記フライングキャパシタの充電極性が逆となるような電圧検出処理がなされる際に前記診断を行うことを特徴とする請求項３記載の組電池の状態監視装置。 The detection means has a plurality of the second series connection bodies to be detected and charges the flying capacitor when detecting voltages at both ends of two of the plurality of second series connection bodies. The polarities are opposite to each other,
4. The assembled battery state monitoring apparatus according to claim 3, wherein the diagnosis unit performs the diagnosis when a voltage detection process is performed so that a charging polarity of the flying capacitor is reversed. 前記監視ユニットは、監視対象とする前記第１の直列接続体を構成する電池セルの電圧を閾値電圧と比較する比較手段を備えて且つ前記比較手段の比較結果を出力するものであり、
前記診断手段は、前記比較手段の比較結果に基づき前記診断を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。 The monitoring unit includes a comparison unit that compares a voltage of a battery cell constituting the first series connection body to be monitored with a threshold voltage, and outputs a comparison result of the comparison unit,
The assembled battery state monitoring device according to claim 1, wherein the diagnosis unit performs the diagnosis based on a comparison result of the comparison unit. 前記監視ユニットには、当該監視ユニット内部を静電気による過電圧から保護する静電気保護手段が、外部との信号の授受を行う端子に接続される態様にて備えられてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。   2. The monitoring unit is provided with an electrostatic protection means for protecting the inside of the monitoring unit from an overvoltage due to static electricity in such a manner that it is connected to a terminal for exchanging signals with the outside. The state monitoring apparatus of the assembled battery of any one of -5.
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