JP2009254165A - Battery state detection circuit, battery pack, and charging system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery state detection circuit for detecting a failure in a voltage detection circuit and a current detection circuit without separately providing a group voltage detection circuit, a battery pack with it, and a charging system. <P>SOLUTION: The battery state detection circuit comprises: the voltage detection circuit 15 for detecting terminal voltage V1, V2, V3 of secondary batteries 141, 142, 143; a current detection resistor 16 for detecting a charge/discharge current Ic flowing in the secondary batteries 141, 142, 143; and a failure determination section 214 for determining that one of the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16 and an A/D converter 201 has the failure if a relationship between the terminal voltages V1, V2, V3 detected by the voltage detection circuit 15 and the charge/discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 complies with a preset condition for indicating that the relationship is not normal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、二次電池の状態を検出する電池状態検出回路と、これを備えた電池パック、及び充電システムに関する。   The present invention relates to a battery state detection circuit that detects a state of a secondary battery, a battery pack including the battery state detection circuit, and a charging system.

例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池は、満充電電圧を超えて過充電されると、特性が劣化したり安全性が低下したりするおそれがある。一方、所定の放電終止電圧を下回るまで放電されて過放電になった場合にも、リチウムその他の電極材料や金属材料が析出するなどして二次電池の特性が劣化したり、安全性が低下したりするおそれがある。また、二次電池が過度の大電流で充放電された場合にも、特性が劣化したり、安全性が低下したりするおそれがある。   For example, when a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride secondary battery is overcharged exceeding the full charge voltage, the characteristics may be deteriorated or the safety may be lowered. On the other hand, even if the battery discharges to a level below the specified discharge end voltage and overdischarges, the characteristics of the secondary battery may deteriorate due to the deposition of lithium or other electrode materials or metal materials, and the safety may decrease. There is a risk of doing so. Further, when the secondary battery is charged / discharged with an excessively large current, the characteristics may be deteriorated or the safety may be lowered.

そこで、二次電池を使用する機器や、電池パックには、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出回路や、二次電池の充放電電流を検出する電流検出回路が設けられている。そして、このような電圧検出回路で検出された端子電圧が満充電電圧を超えた場合に充電を禁止したり、電流検出回路で検出された充放電電流が所定の閾値を超えた場合に放電を禁止したりするようになっている。   Therefore, devices using secondary batteries and battery packs are provided with a voltage detection circuit for detecting a terminal voltage of the secondary battery and a current detection circuit for detecting a charge / discharge current of the secondary battery. Charging is prohibited when the terminal voltage detected by such a voltage detection circuit exceeds the full charge voltage, or when the charge / discharge current detected by the current detection circuit exceeds a predetermined threshold value, discharge is performed. It is forbidden.

また、さらに端子電圧が高くなったり、リチウム等の析出が生じるほど過放電が進んで端子電圧が低下したりした場合等、安全性が低下した場合には、例えばヒューズを断線させるなどして恒久的に使用できなくするようにする技術も知られている。   In addition, if the terminal voltage drops or the terminal voltage drops due to excessive discharge that causes lithium or the like to precipitate, the terminal voltage drops. For example, the fuse is permanently disconnected, for example. There is also known a technique for making it unusable.

さらに、複数の二次電池が直列接続された組電池を用いた場合には、各セル間の劣化や充電深度のバラツキ等のアンバランスが増大すると、組電池全体では適切な端子電圧に維持されていても、一部の二次電池で過放電や過充電が生じてしまうおそれがある。そのため、各二次電池の端子電圧を検出し、アンバランスが所定の限度を超えて増大すると、二次電池の使用を禁止するものも知られている。また、このような電圧検出回路や電流検出回路の検出値は、二次電池の充電制御にも用いられている。   Furthermore, when an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series is used, if an imbalance such as deterioration between cells or variation in charging depth increases, the entire assembled battery is maintained at an appropriate terminal voltage. However, overcharge and overcharge may occur in some secondary batteries. Therefore, it is also known that the terminal voltage of each secondary battery is detected and the use of the secondary battery is prohibited when the imbalance increases beyond a predetermined limit. Moreover, the detection value of such a voltage detection circuit or a current detection circuit is also used for charge control of the secondary battery.

そのため、電圧検出回路や電流検出回路が故障すると、二次電池を過充電や過放電から保護することが困難となり、二次電池の劣化を招くのみならず、安全性の低下を招くおそれもある。   For this reason, if the voltage detection circuit or the current detection circuit fails, it becomes difficult to protect the secondary battery from overcharge and overdischarge, which not only causes deterioration of the secondary battery but also may cause a reduction in safety. .

そこで、例えば組電池の各二次電池の端子電圧を検出するセル電圧検出回路と、組電池全体の端子電圧を測定する組電圧検出回路とを設け、セル電圧検出回路で検出された各二次電池の端子電圧の合計と、組電圧検出回路で検出された組電池全体の端子電圧とを比較し、両電圧値が一致しない場合、電圧検出回路の異常が生じているものと判断する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平11−252809号公報
Therefore, for example, a cell voltage detection circuit that detects the terminal voltage of each secondary battery of the assembled battery and a group voltage detection circuit that measures the terminal voltage of the entire assembled battery are provided, and each secondary detected by the cell voltage detection circuit is provided. A technology that compares the total terminal voltage of the battery with the terminal voltage of the entire assembled battery detected by the assembled voltage detection circuit, and determines that an abnormality in the voltage detection circuit has occurred if both voltage values do not match. It is known (for example, see Patent Document 1).
JP-A-11-252809

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、セル電圧検出回路の他に、組電圧検出回路を別途設ける必要があるため、コストの上昇を招くという、不都合があった。また、電圧検出回路及び電流検出回路のいずれか一つでも故障すると、二次電池の保護が不十分となり、二次電池の劣化や安全性の低下を招くおそれがあるが、特許文献1に記載の技術では、電流検出回路の故障を検出することはできなかった。   However, the technique described in Patent Document 1 has a disadvantage in that it requires a separate assembled voltage detection circuit in addition to the cell voltage detection circuit, resulting in an increase in cost. Further, if any one of the voltage detection circuit and the current detection circuit fails, the protection of the secondary battery becomes insufficient, which may cause deterioration of the secondary battery and a decrease in safety. With this technique, it was impossible to detect a failure in the current detection circuit.

また、各二次電池の接続端子には、上述のセル電圧検出回路の他に、例えば安全回路の二重化を目的として、もう一組別のセル電圧検出回路が接続されている場合がある。この場合、特許文献1に記載のセル電圧検出回路が二次電池から外れてオープン故障すると、二重化用のセル電圧検出回路の入力インピーダンスや端子容量によって、組電池全体の端子電圧が均等に分圧され、その分圧電圧が、オープン故障しているセル電圧検出回路によって検出される場合がある。このような場合、セル電圧検出回路で検出された各二次電池の端子電圧の合計と、組電圧検出回路で検出された組電池全体の端子電圧とが一致してしまうので、電圧検出回路の異常を検出することができないという、不都合があった。   In addition to the cell voltage detection circuit described above, another set of cell voltage detection circuits may be connected to the connection terminals of each secondary battery, for example, for the purpose of duplicating the safety circuit. In this case, when the cell voltage detection circuit described in Patent Document 1 is disconnected from the secondary battery and an open failure occurs, the terminal voltage of the entire assembled battery is equally divided by the input impedance and terminal capacity of the cell voltage detection circuit for duplication. In some cases, the divided voltage is detected by a cell voltage detection circuit having an open failure. In such a case, the total terminal voltage of each secondary battery detected by the cell voltage detection circuit matches the terminal voltage of the entire assembled battery detected by the assembled voltage detection circuit. There was an inconvenience that an abnormality could not be detected.

本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、組電圧検出回路を別途設けることなく電圧検出回路及び電流検出回路の故障を検出することができる電池状態検出回路、これを備えた電池パック、及び充電システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a battery state detection circuit capable of detecting a failure of the voltage detection circuit and the current detection circuit without separately providing an assembled voltage detection circuit, and the same. Another object is to provide a battery pack and a charging system.

本発明に係る電池状態検出回路は、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部によって検出された端子電圧と前記電流検出部によって検出された充放電電流との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された条件を満たす場合、前記電圧検出部及び前記電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定する故障判定部とを備える。   A battery state detection circuit according to the present invention includes a voltage detection unit that detects a terminal voltage of a secondary battery, a current detection unit that detects a charge / discharge current flowing in the secondary battery, and a terminal detected by the voltage detection unit. If the relationship between the voltage and the charge / discharge current detected by the current detection unit satisfies a preset condition to indicate that it is not a normal relationship, at least one of the voltage detection unit and the current detection unit fails A failure determination unit that determines that the operation is being performed.

この構成によれば、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障した場合、電圧検出部によって検出された端子電圧と電流検出部によって検出された充放電電流とが、正常な関係を示さなくなって、予め設定された条件を満たすことになる。そうすると、故障判定部によって、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定される。これにより、背景技術のように組電圧検出回路を別途設けることなく、電圧検出部及び電流検出部の故障を検出することができる。   According to this configuration, when at least one of the voltage detection unit and the current detection unit fails, the terminal voltage detected by the voltage detection unit and the charge / discharge current detected by the current detection unit no longer show a normal relationship. Thus, a preset condition is satisfied. Then, the failure determination unit determines that at least one of the voltage detection unit and the current detection unit has failed. Thereby, it is possible to detect a failure of the voltage detection unit and the current detection unit without separately providing a set voltage detection circuit as in the background art.

そして、上述のように、組電池を構成する複数の二次電池の端子に安全回路の二重化を目的としてもう一組別のセル電圧検出回路が接続されている場合において、電圧検出部が二次電池から外れてオープン故障して、組電池全体の端子電圧が均等に分圧され、その分圧電圧がオープン故障している電圧検出部によって検出された場合であっても、特許文献1に記載の技術のように、セル電圧検出回路で検出された各二次電池の端子電圧の合計と、組電圧検出回路で検出された組電池全体の端子電圧とに基づいて故障を検出するわけではないので、特許文献1に記載の技術と比べて故障を検出できないおそれを低減することができる。   As described above, when another cell voltage detection circuit is connected to the terminals of a plurality of secondary batteries constituting the assembled battery for the purpose of duplicating the safety circuit, the voltage detection unit is connected to the secondary battery. Even when it is disconnected from the battery, the terminal voltage of the entire assembled battery is evenly divided, and the divided voltage is detected by the voltage detecting unit that has the open failure, it is described in Patent Document 1. As in the above technique, the failure is not detected based on the total terminal voltage of each secondary battery detected by the cell voltage detection circuit and the terminal voltage of the entire assembled battery detected by the assembled voltage detection circuit. Therefore, it is possible to reduce the possibility that a failure cannot be detected as compared with the technique described in Patent Document 1.

また、前記条件には、前記電流検出部によって検出される充放電電流が、実質的にゼロである場合において、前記電圧検出部によって検出される端子電圧が上昇すること、が含まれていることが好ましい。   Further, the condition includes that the terminal voltage detected by the voltage detector rises when the charge / discharge current detected by the current detector is substantially zero. Is preferred.

二次電池は、充放電されなければ、自己放電により端子電圧が低下することはあっても端子電圧が上昇することはない。従って、この構成によれば、電流検出部が、二次電池が充放電していないことを示しているにもかかわらず、電圧検出部が、二次電池の端子電圧が上昇していることを示す場合、電流検出部による充放電電流の検出結果と電圧検出部による端子電圧の検出結果とが矛盾することから、故障判定部は、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。   If the secondary battery is not charged or discharged, the terminal voltage does not increase even if the terminal voltage decreases due to self-discharge. Therefore, according to this configuration, although the current detection unit indicates that the secondary battery is not charged / discharged, the voltage detection unit indicates that the terminal voltage of the secondary battery has increased. In the case shown, since the detection result of the charge / discharge current by the current detection unit and the detection result of the terminal voltage by the voltage detection unit are inconsistent, at least one of the voltage detection unit and the current detection unit is out of order. Can be determined.

また、前記条件には、前記電流検出部によって検出される充放電電流が、充電方向を示す場合において、前記電圧検出部によって検出される端子電圧が低下すること、が含まれていることが好ましい。   The condition preferably includes that the terminal voltage detected by the voltage detector decreases when the charge / discharge current detected by the current detector indicates a charging direction. .

この構成によれば、電流検出部が、二次電池が充電されていることを示しているにもかかわらず、電圧検出部が、二次電池の端子電圧が低下していることを示す場合、電流検出部による充放電電流の検出結果と電圧検出部による端子電圧の検出結果とが矛盾することから、故障判定部は、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。   According to this configuration, when the current detection unit indicates that the secondary battery is charged, the voltage detection unit indicates that the terminal voltage of the secondary battery is reduced. The failure determination unit determines that at least one of the voltage detection unit and the current detection unit has failed because the charge / discharge current detection result by the current detection unit and the terminal voltage detection result by the voltage detection unit are inconsistent. be able to.

また、前記条件には、前記電流検出部によって検出される充放電電流が、放電方向を示す場合において、前記電圧検出部によって検出される端子電圧が上昇すること、が含まれていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the condition includes that the terminal voltage detected by the voltage detector increases when the charge / discharge current detected by the current detector indicates a discharge direction. .

この構成によれば、電流検出部が、二次電池が放電されていることを示しているにもかかわらず、電圧検出部が、二次電池の端子電圧が上昇していることを示す場合、電流検出部による充放電電流の検出結果と電圧検出部による端子電圧の検出結果とが矛盾することから、故障判定部は、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。   According to this configuration, even when the current detection unit indicates that the secondary battery is discharged, the voltage detection unit indicates that the terminal voltage of the secondary battery is increased. The failure determination unit determines that at least one of the voltage detection unit and the current detection unit has failed because the charge / discharge current detection result by the current detection unit and the terminal voltage detection result by the voltage detection unit are inconsistent. be able to.

また、前記電流検出部によって検出される充放電電流に基づき、前記二次電池における充電電荷量の加算と放電電荷量の減算とを累積的に行うことにより得られる積算値から、前記二次電池に充電されている充電量を算出する残量算出部と、前記二次電池の充電量と端子電圧との対応関係を示す対応関係情報を記憶する記憶部とをさらに備え、前記条件には、前記記憶部に記憶された対応関係情報において前記残量算出部により算出された充電量と対応付けられた端子電圧と、前記電圧検出部によって検出された端子電圧との差が、予め設定された判定閾値を超えること、が含まれていることが好ましい。   Further, based on the charge / discharge current detected by the current detector, the secondary battery is obtained from an integrated value obtained by cumulatively adding the charge charge amount and subtracting the discharge charge amount in the secondary battery. And a storage unit for storing correspondence information indicating a correspondence relationship between the charge amount of the secondary battery and a terminal voltage, and the condition includes: The difference between the terminal voltage associated with the charge amount calculated by the remaining amount calculation unit in the correspondence relationship information stored in the storage unit and the terminal voltage detected by the voltage detection unit is set in advance. It is preferable that the determination threshold is exceeded.

この構成によれば、残量算出部によって、電流検出部により検出される充放電電流に基づき、二次電池の充電量が算出される。そして、記憶部に記憶された対応関係情報において当該算出された充電量と対応付けられた端子電圧と、電圧検出部によって検出された端子電圧との差が予め設定された判定閾値を超えた場合、電圧検出部によって検出された端子電圧が、電流検出部により検出される充放電電流から予測される端子電圧の範囲外になったことを意味するから、予測範囲外の結果が得られた原因として、故障判定部は、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。   According to this configuration, the remaining amount calculation unit calculates the charge amount of the secondary battery based on the charge / discharge current detected by the current detection unit. When the difference between the terminal voltage associated with the calculated charge amount in the correspondence information stored in the storage unit and the terminal voltage detected by the voltage detection unit exceeds a preset determination threshold value This means that the terminal voltage detected by the voltage detection unit is outside the range of the terminal voltage predicted from the charge / discharge current detected by the current detection unit. The failure determination unit can determine that at least one of the voltage detection unit and the current detection unit has failed.

また、前記電流検出部によって検出される充放電電流に基づき、前記二次電池における充電電荷量の加算と放電電荷量の減算とを累積的に行うことにより得られる積算値から、前記二次電池の充電量を算出する残量算出部と、前記二次電池の充電量と端子電圧との対応関係を示す対応関係情報を記憶する記憶部とをさらに備え、前記条件には、前記記憶部に記憶された対応関係情報において前記電圧検出部によって検出された端子電圧と対応付けられた充電量と、前記残量算出部により算出された充電量との差が、予め設定された判定閾値を超えること、が含まれるようにしてもよい。   Further, based on the charge / discharge current detected by the current detector, the secondary battery is obtained from an integrated value obtained by cumulatively adding the charge charge amount and subtracting the discharge charge amount in the secondary battery. And a storage unit for storing correspondence information indicating a correspondence relationship between the charge amount of the secondary battery and the terminal voltage, and the condition includes: The difference between the charge amount associated with the terminal voltage detected by the voltage detection unit in the stored correspondence information and the charge amount calculated by the remaining amount calculation unit exceeds a preset determination threshold. May be included.

この構成によれば、電流検出部により検出される充放電電流に基づき、二次電池の充電量が算出される。そして、記憶部に記憶された対応関係情報において電圧検出部によって検出された端子電圧と対応付けられた充電量と、残量算出部により算出された充電量との差が予め設定された判定閾値を超えた場合、充放電電流に基づき算出された充電量が、電圧検出部によって検出された端子電圧から予測される充電量の範囲外になったことを意味するから、予測範囲外の結果が得られた原因として、故障判定部は、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。   According to this configuration, the charge amount of the secondary battery is calculated based on the charge / discharge current detected by the current detection unit. Then, a determination threshold in which a difference between the charge amount associated with the terminal voltage detected by the voltage detection unit in the correspondence information stored in the storage unit and the charge amount calculated by the remaining amount calculation unit is set in advance. Means that the charge amount calculated based on the charge / discharge current is out of the range of the charge amount predicted from the terminal voltage detected by the voltage detection unit. As a cause obtained, the failure determination unit can determine that at least one of the voltage detection unit and the current detection unit has failed.

また、前記対応関係情報における端子電圧は、前記二次電池の開路電圧であり、前記故障判定部は、前記条件における前記電圧検出部によって検出された端子電圧として、前記電流検出部によって検出された充放電電流が実質的にゼロのときにおいて前記電圧検出部によって検出された端子電圧を用いることが好ましい。   The terminal voltage in the correspondence information is an open circuit voltage of the secondary battery, and the failure determination unit is detected by the current detection unit as a terminal voltage detected by the voltage detection unit in the condition. It is preferable to use the terminal voltage detected by the voltage detector when the charge / discharge current is substantially zero.

二次電池の端子電圧には、流れる電流がゼロのときの開路電圧と、二次電池の内部抵抗に電流が流れることにより生じる電圧降下とが含まれる。そのため、充電量が同じ二次電池であっても、流れる電流によって端子電圧に差が生じる。従って、二次電池に流れる電流値が様々な状態において前記電圧検出部により検出される端子電圧に基づいて、前記条件の判定を行うと、故障判定の精度が低下するおそれがある。しかしながらこの構成によれば、電流検出部によって検出された充放電電流が実質的にゼロのときにおいて電圧検出部によって検出された端子電圧、すなわち電流検出部が正常であれば開路電圧であるはずの端子電圧に基づいて、前記条件の判定が行われるので、故障判定の精度を向上することが可能となる。   The terminal voltage of the secondary battery includes an open circuit voltage when the flowing current is zero and a voltage drop caused by the current flowing through the internal resistance of the secondary battery. Therefore, even if the secondary batteries have the same charge amount, a difference occurs in the terminal voltage due to the flowing current. Therefore, if the condition is determined based on the terminal voltage detected by the voltage detector in various states of the current flowing through the secondary battery, the accuracy of the failure determination may be reduced. However, according to this configuration, when the charge / discharge current detected by the current detector is substantially zero, the terminal voltage detected by the voltage detector, that is, if the current detector is normal, it should be an open circuit voltage. Since the determination of the condition is performed based on the terminal voltage, it is possible to improve the accuracy of the failure determination.

また、前記対応関係情報における端子電圧は、前記二次電池の開路電圧であり、前記故障判定部は、前記条件における前記電圧検出部によって検出された端子電圧として、前記電流検出部によって検出された充放電電流に基づいて前記電圧検出部により検出された端子電圧を開路電圧に換算した電圧値を用いるようにしてもよい。   The terminal voltage in the correspondence information is an open circuit voltage of the secondary battery, and the failure determination unit is detected by the current detection unit as a terminal voltage detected by the voltage detection unit in the condition. You may make it use the voltage value which converted the terminal voltage detected by the said voltage detection part into the open circuit voltage based on charging / discharging electric current.

上記二次電池の内部抵抗による電圧降下は、二次電池に流れる電流に応じて変化するから、電流検出部によって検出された充放電電流に基づいてこの電圧降下を算出することが可能である。そして、電圧検出部により検出された端子電圧に対して、充電時はこの電圧降下を減算し、放電時はこの電圧降下を加算することにより、電圧検出部で検出された端子電圧を開路電圧に換算することができる。そして、このように開路電圧に換算された端子電圧を、前記条件における前記電圧検出部によって検出された端子電圧として用いることで、二次電池に電流が流れているときにおいても、故障判定の精度を向上することが可能となる。   Since the voltage drop due to the internal resistance of the secondary battery changes according to the current flowing through the secondary battery, the voltage drop can be calculated based on the charge / discharge current detected by the current detection unit. Then, the terminal voltage detected by the voltage detector is subtracted from the terminal voltage detected by the voltage detector during charging, and the voltage drop is added during discharging, thereby converting the terminal voltage detected by the voltage detector into the open circuit voltage. It can be converted. Then, by using the terminal voltage thus converted to the open circuit voltage as the terminal voltage detected by the voltage detection unit under the above conditions, the accuracy of failure determination can be achieved even when a current flows through the secondary battery. Can be improved.

また、本発明に係る電池パックは、上述の電池状態検出回路と、前記二次電池とを含む。   A battery pack according to the present invention includes the above-described battery state detection circuit and the secondary battery.

この構成によれば、電池パックにおいて、背景技術のように組電圧検出回路を別途設けることなく、電圧検出部及び電流検出部の故障を検出することができる。   According to this configuration, in the battery pack, it is possible to detect a failure in the voltage detection unit and the current detection unit without separately providing an assembled voltage detection circuit as in the background art.

また、本発明に係る充電システムは、上述の電池状態検出回路と、前記二次電池と、前記二次電池を充電する充電部と、前記電圧検出部により検出される端子電圧と前記電流検出部により検出される充放電電流とに基づいて、前記充電部の動作を制御する制御部とを備える。   Further, the charging system according to the present invention includes the above-described battery state detection circuit, the secondary battery, a charging unit that charges the secondary battery, a terminal voltage detected by the voltage detection unit, and the current detection unit. And a control unit that controls the operation of the charging unit based on the charging / discharging current detected by.

この構成によれば、充電システムにおいて、背景技術のように組電圧検出回路を別途設けることなく、電圧検出部及び電流検出部の故障を検出することができる。   According to this configuration, in the charging system, it is possible to detect a failure in the voltage detection unit and the current detection unit without separately providing an assembled voltage detection circuit as in the background art.

このような構成の電池状態検出回路、電池パック、及び充電システムは、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障した場合、電圧検出部によって検出された端子電圧と電流検出部によって検出された充放電電流とが、正常な関係を示さなくなって、予め設定された条件を満たすことになる。そうすると、故障判定部によって、電圧検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定される。これにより、背景技術のように組電圧検出回路を別途設けることなく、電圧検出部及び電流検出部の故障を検出することができる。   In the battery state detection circuit, the battery pack, and the charging system having such a configuration, when at least one of the voltage detection unit and the current detection unit fails, the terminal voltage detected by the voltage detection unit and the current detection unit are detected. The charge / discharge current does not show a normal relationship and satisfies a preset condition. Then, the failure determination unit determines that at least one of the voltage detection unit and the current detection unit has failed. Thereby, it is possible to detect a failure of the voltage detection unit and the current detection unit without separately providing a set voltage detection circuit as in the background art.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図1は、本発明の一実施形態に係る電池状態検出回路を備えた電池パック、及び充電システムの構成の一例を示すブロック図である。図1に示す充電システム1は、電池パック2と充電装置3(充電部)とが組み合わされて構成されている。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a battery pack including a battery state detection circuit and a charging system according to an embodiment of the present invention. The charging system 1 shown in FIG. 1 is configured by combining a battery pack 2 and a charging device 3 (charging unit).

なお、この充電システム1は、電池パック2から給電が行われる図示しない負荷装置をさらに含めて、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電子機器システムとして構成されてもよい。その場合、電池パック2は、図1では充電装置3から充電が行われるけれども、該電池パック2が前記負荷装置に装着されて、負荷装置を通して充電が行われてもよい。   The charging system 1 further includes a load device (not shown) to which power is supplied from the battery pack 2, electronic devices such as portable personal computers, digital cameras, and mobile phones, vehicles such as electric vehicles and hybrid cars, and the like. It may be configured as an electronic device system. In that case, although the battery pack 2 is charged from the charging device 3 in FIG. 1, the battery pack 2 may be attached to the load device and charged through the load device.

電池パック2は、接続端子11,12,13、組電池14、電流検出抵抗16、電池状態検出回路4、通信部203、及びスイッチング素子Q1,Q2を備えている。また、電池状態検出回路4は、アナログデジタル(A/D)変換器201、制御部202、電圧検出回路15、及び温度センサ17を備えている。   The battery pack 2 includes connection terminals 11, 12, 13, an assembled battery 14, a current detection resistor 16, a battery state detection circuit 4, a communication unit 203, and switching elements Q1, Q2. The battery state detection circuit 4 includes an analog / digital (A / D) converter 201, a control unit 202, a voltage detection circuit 15, and a temperature sensor 17.

なお、充電システム1は、必ずしも電池パック2と充電装置3とに分離可能に構成されるものに限られず、充電システム1全体で一つの電池状態検出回路4が構成されていてもよい。また、電池状態検出回路4を、電池パック2と充電装置3とで分担して備えるようにしてもよい。   Note that the charging system 1 is not necessarily limited to the battery pack 2 and the charging device 3 configured to be separable, and one battery state detection circuit 4 may be configured in the entire charging system 1. Further, the battery state detection circuit 4 may be shared by the battery pack 2 and the charging device 3.

充電装置3は、接続端子31,32,33、制御IC34、及び充電電流供給部35を備えている。制御IC34は、通信部36と制御部37とを備えている。充電電流供給部35は、制御部37からの制御信号に応じた電流を、接続端子31,32を介して電池パック2へ供給する電源回路である。制御部37は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御回路である。   The charging device 3 includes connection terminals 31, 32, 33, a control IC 34, and a charging current supply unit 35. The control IC 34 includes a communication unit 36 and a control unit 37. The charging current supply unit 35 is a power supply circuit that supplies a current corresponding to a control signal from the control unit 37 to the battery pack 2 via the connection terminals 31 and 32. The control unit 37 is a control circuit configured using, for example, a microcomputer.

電池パック2及び充電装置3は、給電を行う直流ハイ側の接続端子11,31と、通信信号用の接続端子13,33と、給電および通信信号のための接続端子12,32とによって相互に接続される。通信部203,36は、接続端子13,33を介して互いにデータ送受信可能に構成された通信インターフェイス回路である。   The battery pack 2 and the charging device 3 are connected to each other by DC high-side connection terminals 11 and 31 that perform power supply, connection terminals 13 and 33 for communication signals, and connection terminals 12 and 32 for power supply and communication signals. Connected. The communication units 203 and 36 are communication interface circuits configured to be able to transmit / receive data to / from each other via the connection terminals 13 and 33.

電池パック2では、接続端子11は、充電用のスイッチング素子Q2と放電用のスイッチング素子Q1とを介して組電池14の正極に接続されている。スイッチング素子Q1,Q2としては、例えばpチャネルのFET(Field Effect Transistor)が用いられる。スイッチング素子Q1は、寄生ダイオードのカソードが組電池14の方向にされている。また、スイッチング素子Q2は、寄生ダイオードのカソードが接続端子11の方向にされている。   In the battery pack 2, the connection terminal 11 is connected to the positive electrode of the assembled battery 14 via the charging switching element Q2 and the discharging switching element Q1. As the switching elements Q1 and Q2, for example, p-channel FETs (Field Effect Transistors) are used. The switching element Q1 has a parasitic diode cathode in the direction of the assembled battery 14. The switching element Q2 has a parasitic diode cathode in the direction of the connection terminal 11.

また、接続端子12は、電流検出抵抗16を介して組電池14の負極に接続されており、接続端子11からスイッチング素子Q2,Q1、組電池14、及び電流検出抵抗16を介して接続端子12に至る電流経路が構成されている。なお、スイッチング素子Q1,Q2としては、nチャネルのFETを用いてもむろんよい。   The connection terminal 12 is connected to the negative electrode of the assembled battery 14 via the current detection resistor 16, and the connection terminal 12 is connected from the connection terminal 11 via the switching elements Q 2 and Q 1, the assembled battery 14, and the current detection resistor 16. A current path leading to is configured. Of course, n-channel FETs may be used as the switching elements Q1 and Q2.

組電池14は、複数、例えば三個の二次電池141,142,143(セル)が直列に接続された組電池である。二次電池141,142,143は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池である。なお、組電池14は、例えば単電池であってもよく、例えば複数の二次電池が並列接続された組電池であってもよく、直列と並列とが組み合わされて接続された組電池であってもよい。   The assembled battery 14 is an assembled battery in which a plurality of, for example, three secondary batteries 141, 142, and 143 (cells) are connected in series. The secondary batteries 141, 142, and 143 are secondary batteries such as a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery. The assembled battery 14 may be, for example, a single battery, may be, for example, an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected in parallel, or is an assembled battery connected in combination of series and parallel. May be.

電流検出抵抗16は、組電池14の充放電電流Icを電圧値に変換し、電池状態検出回路4内のアナログデジタル変換器201へ出力する。充放電電流Icの電流値は、例えば充電方向がプラス(+)、放電方向がマイナス(−)の電流値として得られるようになっている。   The current detection resistor 16 converts the charge / discharge current Ic of the assembled battery 14 into a voltage value and outputs the voltage value to the analog-digital converter 201 in the battery state detection circuit 4. The current value of the charging / discharging current Ic is obtained, for example, as a current value in which the charging direction is plus (+) and the discharging direction is minus (−).

温度センサ17は、二次電池141,142,143の温度を検出し、当該温度に応じた電圧信号を電池状態検出回路4内のアナログデジタル変換器201へ出力する。また、二次電池141,142,143の各端子電圧V1,V2,V3は電圧検出回路15によってそれぞれ検出され、電池状態検出回路4内のアナログデジタル変換器201に入力される。   The temperature sensor 17 detects the temperature of the secondary batteries 141, 142, and 143, and outputs a voltage signal corresponding to the temperature to the analog / digital converter 201 in the battery state detection circuit 4. The terminal voltages V1, V2, and V3 of the secondary batteries 141, 142, and 143 are detected by the voltage detection circuit 15 and input to the analog / digital converter 201 in the battery state detection circuit 4, respectively.

電圧検出回路15は、二次電池141,142,143の端子電圧V1,V2,V3を、それぞれ検出してアナログデジタル変換器201へ出力する。アナログデジタル変換器201は、各入力値をデジタル値に変換して、制御部202へ出力する。この場合、電圧検出回路15とアナログデジタル変換器201とが電圧検出部の一例に相当し、電流検出抵抗16とアナログデジタル変換器201とが電流検出部の一例に相当している。   The voltage detection circuit 15 detects the terminal voltages V1, V2, and V3 of the secondary batteries 141, 142, and 143, respectively, and outputs them to the analog-digital converter 201. The analog-digital converter 201 converts each input value into a digital value and outputs the digital value to the control unit 202. In this case, the voltage detection circuit 15 and the analog / digital converter 201 correspond to an example of a voltage detection unit, and the current detection resistor 16 and the analog / digital converter 201 correspond to an example of a current detection unit.

制御部202は、例えば所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、所定の制御プログラムが記憶されたROM(Read Only Memory)と、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、タイマ回路と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部202は、ROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、保護制御部211、充電制御部212(制御部)、残量算出部213、及び故障判定部214として機能する。   The control unit 202 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes predetermined arithmetic processing, a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program, and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data. And a timer circuit and peripheral circuits thereof. The control unit 202 functions as a protection control unit 211, a charge control unit 212 (control unit), a remaining amount calculation unit 213, and a failure determination unit 214 by executing a control program stored in the ROM.

また、例えば、上述のROMには、二次電池141,142,143の充電量の一例である充電深度(SOC:State Of Charge)と、端子電圧V1,V2,V3との対応関係を示す対応関係情報が、例えばデータテーブルとして、記憶されている。これにより、ROMの一部が対応関係情報記憶部215として用いられる。   Further, for example, the above-described ROM has a correspondence indicating a correspondence relationship between a charge depth (SOC: State Of Charge) which is an example of a charge amount of the secondary batteries 141, 142 and 143 and the terminal voltages V 1, V 2 and V 3. The relationship information is stored as a data table, for example. Thereby, a part of the ROM is used as the correspondence information storage unit 215.

二次電池の端子電圧は、充電深度が増大するほど上昇する。しかしながら、端子電圧と充電深度とは、単純な比例関係にはなっていない。また、二次電池の種類や電極材料によっても、端子電圧と充電深度との対応関係は変化する。そこで、対応関係情報記憶部215には、二次電池141,142,143の充電深度と、端子電圧V1,V2,V3との対応関係が、データテーブルとして予め記憶されている。なお、充電量として、充電深度の代わりに二次電池141,142,143に充電されている残電荷量を用いてもよい。   The terminal voltage of the secondary battery increases as the charging depth increases. However, the terminal voltage and the charging depth are not in a simple proportional relationship. Also, the correspondence between the terminal voltage and the charging depth varies depending on the type of the secondary battery and the electrode material. Therefore, in the correspondence information storage unit 215, the correspondence between the charging depths of the secondary batteries 141, 142, and 143 and the terminal voltages V1, V2, and V3 is stored in advance as a data table. Note that the remaining charge amount charged in the secondary batteries 141, 142, and 143 may be used as the charge amount instead of the charging depth.

保護制御部211は、アナログデジタル変換器201からの各入力値から、接続端子11,12間の短絡及び充電装置3からの異常電流などの電池パック2の外部における異常や、組電池14の異常な温度上昇等の異常を検出する。具体的には、例えば、電流検出抵抗16によって検出された電流値が、予め設定された異常電流判定閾値を超えると、接続端子11,12間の短絡や充電装置3からの異常電流に基づく異常が生じたと判定し、例えば温度センサ17によって検出された組電池14の温度が予め設定された異常温度判定閾値を超えると、組電池14の異常が生じたと判定する。そして、保護制御部211は、このような異常を検出した場合、スイッチング素子Q1,Q2をオフさせて、過電流や過熱等の異常から、組電池14を保護する保護動作を行う。   The protection control unit 211 detects an abnormality outside the battery pack 2 such as a short circuit between the connection terminals 11 and 12 and an abnormal current from the charging device 3 from each input value from the analog-digital converter 201 or an abnormality in the assembled battery 14. Detect abnormalities such as excessive temperature rise. Specifically, for example, when the current value detected by the current detection resistor 16 exceeds a preset abnormal current determination threshold, an abnormality based on a short circuit between the connection terminals 11 and 12 or an abnormal current from the charging device 3. For example, when the temperature of the assembled battery 14 detected by the temperature sensor 17 exceeds a preset abnormal temperature determination threshold, it is determined that an abnormality has occurred in the assembled battery 14. If such an abnormality is detected, the protection control unit 211 turns off the switching elements Q1 and Q2, and performs a protection operation for protecting the assembled battery 14 from abnormalities such as overcurrent and overheating.

また、保護制御部211は、例えば電圧検出回路15により検出された二次電池141,142,143の端子電圧V1,V2,V3のいずれかが、二次電池の過放電を防止するために予め設定された放電禁止電圧Voff以下になった場合、スイッチング素子Q1をオフさせて、過放電による二次電池141,142,143の劣化を防止するようになっている。放電禁止電圧Voffは、例えば2.50Vに設定されている。   In addition, the protection control unit 211 preliminarily detects any of the terminal voltages V1, V2, and V3 of the secondary batteries 141, 142, and 143 detected by the voltage detection circuit 15 in order to prevent the secondary battery from being overdischarged. When the voltage becomes lower than the set discharge inhibition voltage Voff, the switching element Q1 is turned off to prevent the secondary batteries 141, 142, 143 from being deteriorated due to overdischarge. The discharge inhibition voltage Voff is set to 2.50 V, for example.

さらに、保護制御部211は、電圧検出回路15により検出された二次電池141,142,143の端子電圧V1,V2,V3のうちの最大値が、予め設定された過充電電圧Vovp以上になった場合、スイッチング素子Q2をオフさせて組電池14の充電を禁止する。   Further, the protection control unit 211 has a maximum value of the terminal voltages V1, V2, and V3 of the secondary batteries 141, 142, and 143 detected by the voltage detection circuit 15 equal to or higher than a preset overcharge voltage Vovp. In such a case, the switching element Q2 is turned off, and charging of the assembled battery 14 is prohibited.

充電制御部212は、アナログデジタル変換器201からの各入力値に応答して、充電装置3に対して、出力を要求する充電電流の電圧値、電流値を演算し、通信部203から接続端子13,32を介して充電装置3へ送信することで、例えばCCCV(定電流定電圧)充電により組電池14を充電する。   In response to each input value from the analog-to-digital converter 201, the charging control unit 212 calculates a voltage value and a current value of a charging current that requires output from the charging device 3, and the communication unit 203 connects to the connection terminal. The assembled battery 14 is charged by, for example, CCCV (constant current constant voltage) charging by transmitting to the charging device 3 via 13 and 32.

具体的には、充電制御部212は、まず、予め設定された電流値Iccの充放電電流Icを、充電装置3から供給させることにより定電流充電を実行する。そして、充電制御部212は、電圧検出回路15により検出された端子電圧V1,V2,V3の合計値を、組電池14の端子電圧Vtとして算出する。さらに、この端子電圧Vtが、予め設定された充電終止電圧Vfに達すると、充電終止電圧Vfを充電電圧として印加することで組電池14を充電する定電圧充電に切り替える。そして、充電制御部212は、電流検出抵抗16によって検出された、組電池14に流れる充放電電流Icが、充電終止電流値Ia以下になると、組電池14が満充電になったものと判定して充電を終了する。   Specifically, the charging control unit 212 first performs constant current charging by supplying a charging / discharging current Ic having a preset current value Icc from the charging device 3. Then, the charging control unit 212 calculates the total value of the terminal voltages V1, V2, and V3 detected by the voltage detection circuit 15 as the terminal voltage Vt of the assembled battery 14. Further, when the terminal voltage Vt reaches a preset charging end voltage Vf, the terminal voltage Vt is switched to constant voltage charging for charging the assembled battery 14 by applying the charging end voltage Vf as a charging voltage. Then, when the charge / discharge current Ic flowing through the assembled battery 14 detected by the current detection resistor 16 becomes equal to or lower than the charge end current value Ia, the charging control unit 212 determines that the assembled battery 14 is fully charged. To finish charging.

電流値Iccは、例えば、0.7It程度に設定されている。充電終止電流値Iaは、例えば、0.02It程度に設定されている。1It(電池容量(Ah)/1(h))は、二次電池141,142,143の公称容量値NCを定電流で放電して、1時間で二次電池141,142,143の残容量がゼロとなる電流値である。   The current value Icc is set to about 0.7 It, for example. The charge termination current value Ia is set to about 0.02 It, for example. 1It (battery capacity (Ah) / 1 (h)) is the nominal capacity value NC of the secondary batteries 141, 142, 143 discharged at a constant current, and the remaining capacity of the secondary batteries 141, 142, 143 in one hour. Is the current value at which becomes zero.

なお、複数のセルが並列接続されて組電池14が構成されている場合、例えば、0.7Itに並列セル数PNを乗算した電流値が、電流値Iccとして用いられる。具体的には、電流値Iccは、例えば公称容量値NC=2600mAhで、2個並列であるとき、70%で3640mAに設定されている。   When the assembled battery 14 is configured by connecting a plurality of cells in parallel, for example, a current value obtained by multiplying 0.7 It by the number of parallel cells PN is used as the current value Icc. Specifically, the current value Icc is, for example, set to 3640 mA at 70% when the nominal capacity value NC = 2600 mAh and two are in parallel.

充電終止電圧Vfは、二次電池141,142,143がリチウムイオン二次電池の場合、例えば、二次電池141,142,143の負極電位が実質的に0Vになったときの、正極電位と負極電位との電位差すなわち二次電池141,142,143の端子電圧V1,V2,V3を基準電圧Veとしたとき、基準電圧Veに直列セル数SNを乗じた電圧が用いられる。   When the secondary batteries 141, 142, 143 are lithium ion secondary batteries, for example, the end-of-charge voltage Vf is equal to the positive electrode potential when the negative electrode potential of the secondary batteries 141, 142, 143 is substantially 0V. When the potential difference from the negative electrode potential, that is, the terminal voltages V1, V2, and V3 of the secondary batteries 141, 142, and 143 are the reference voltage Ve, a voltage obtained by multiplying the reference voltage Ve by the number of series cells SN is used.

なお、「実質的に0V」、「実質的にゼロ」とは、測定誤差範囲や設計マージン等の範囲を、「0V」、「ゼロ」の範囲内として許容する意である。   Note that “substantially 0V” and “substantially zero” mean that a range such as a measurement error range and a design margin is allowed within the range of “0V” and “zero”.

基準電圧Veは、リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いたときに約4.2V、正極活物質としてマンガン酸リチウムを用いたときに約4.3Vとなる。例えば基準電圧Veが約4.2Vであれば、充電終止電圧Vfとして、例えば4.2V×3=12.6Vが予め設定されている。   In the case of a lithium ion secondary battery, the reference voltage Ve is about 4.2 V when lithium cobaltate is used as the positive electrode active material, and about 4.3 V when lithium manganate is used as the positive electrode active material. For example, if the reference voltage Ve is about 4.2 V, for example, 4.2 V × 3 = 12.6 V is preset as the charge end voltage Vf.

また、保護制御部211及び充電制御部212は、故障判定部214によって故障が検出された場合も、充放電を停止、及び禁止することで、電圧検出回路15及び電流検出抵抗16による誤った電圧、電流の検出値に基づき、組電池14が過充電や過放電されてしまうおそれを低減するようになっている。   In addition, the protection control unit 211 and the charge control unit 212 stop the charging / discharging even when a failure is detected by the failure determination unit 214, thereby preventing an erroneous voltage by the voltage detection circuit 15 and the current detection resistor 16. Based on the detected current value, the assembled battery 14 is less likely to be overcharged or overdischarged.

残量算出部213は、電流検出抵抗16によって検出された充放電電流Icを単位時間毎に積算することによって、組電池14に充電されている残電荷量を充電量として算出する。この場合、組電池14を充電する方向の電流がプラス、組電池14から放電される方向の電流がマイナスで表されているので、残量算出部213によって、組電池14に充電される充電電荷量が加算され、組電池14から放電される放電電荷量が減算されて、組電池14に充電されている残電荷量Qrが算出される。   The remaining amount calculation unit 213 calculates the remaining charge amount charged in the assembled battery 14 as a charge amount by integrating the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 every unit time. In this case, since the current in the direction in which the assembled battery 14 is charged is positive and the current in the direction in which the assembled battery 14 is discharged is negative, the remaining charge calculating unit 213 charges the assembled battery 14 with a charge. The amount is added, and the discharge charge amount discharged from the assembled battery 14 is subtracted to calculate the remaining charge amount Qr charged in the assembled battery 14.

また、残量算出部213は、組電池14の満充電容量FCC(実力容量Full Charge Capacity)に対する残電荷量Qrの比率を、充電量に相当する充電深度(SOC)として算出する。充電深度(SOC)は、以下の式(1)によって与えられる。満充電容量FCCとしては、組電池14の公称容量値NCを用いてもよく、実測により得られた容量値を用いてもよい。なお、残量算出部213は、残電荷量Qrをそのまま電池の充電量として用いてもよい。   In addition, the remaining amount calculation unit 213 calculates the ratio of the remaining charge amount Qr to the full charge capacity FCC (actual capacity Full Charge Capacity) of the assembled battery 14 as a charge depth (SOC) corresponding to the charge amount. The charge depth (SOC) is given by the following equation (1). As the full charge capacity FCC, the nominal capacity value NC of the assembled battery 14 may be used, or a capacity value obtained by actual measurement may be used. Note that the remaining amount calculation unit 213 may use the remaining charge amount Qr as it is as the charge amount of the battery.

SOC=Qr/FCC×100 (%)・・・(1)
故障判定部214は、電圧検出回路15によって検出された端子電圧V1,V2,V3と電流検出抵抗16によって検出された充放電電流Icとの関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された条件を満たす場合、電圧検出回路15、電流検出抵抗16、及びアナログデジタル変換器201のいずれかが故障していると判定する。
SOC = Qr / FCC × 100 (%) (1)
The failure determination unit 214 sets in advance to indicate that the relationship between the terminal voltages V1, V2, V3 detected by the voltage detection circuit 15 and the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 is not a normal relationship. If the condition is satisfied, it is determined that any one of the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16, and the analog-digital converter 201 has failed.

具体的には、故障判定部214は、例えば予め設定された一定の周期tcyc毎に、電圧検出回路15によって検出された端子電圧V1,V2,V3と、一つ前の検出タイミングで電圧検出回路15によって検出された端子電圧V1,V2,V3との差をそれぞれ算出する。   Specifically, the failure determination unit 214 detects, for example, the terminal voltages V1, V2, and V3 detected by the voltage detection circuit 15 every predetermined period tcyc, and the voltage detection circuit at the previous detection timing. The difference between the detected terminal voltages V1, V2 and V3 is calculated.

そして、端子電圧V1,V2,V3の上昇量が電圧閾値Vthを超えた場合、故障判定部214は、当該周期tcyc内に、電圧検出回路15によって検出された端子電圧が上昇したと判定し、端子電圧V1,V2,V3の低下量が電圧閾値Vthを超えた場合、故障判定部214は、当該周期tcyc内に、電圧検出回路15によって検出された端子電圧が低下したと判定し、差の絶対値が電圧閾値Vth以下の場合、当該周期tcyc内に、電圧検出回路15によって検出された端子電圧は変化しなかったと判定する。   When the increase amount of the terminal voltages V1, V2, V3 exceeds the voltage threshold Vth, the failure determination unit 214 determines that the terminal voltage detected by the voltage detection circuit 15 has increased within the period tcyc, When the decrease amount of the terminal voltages V1, V2, and V3 exceeds the voltage threshold Vth, the failure determination unit 214 determines that the terminal voltage detected by the voltage detection circuit 15 has decreased within the period tcyc, and the difference When the absolute value is equal to or less than the voltage threshold Vth, it is determined that the terminal voltage detected by the voltage detection circuit 15 has not changed within the period tcyc.

また、故障判定部214は、周期tcyc毎に、電流検出抵抗16によって検出された充放電電流Icと、一つ前の検出タイミングで電流検出抵抗16によって検出された充放電電流Ic(以下、PIcと称する)とを、電流閾値Ithと比較する。そして、Ic及びPIcのいずれもが電流閾値Ithより大きい場合、故障判定部214は、電流検出抵抗16によって検出された充放電電流Icは当該周期tcyc内において充電方向(+)であると判定し、Ic及びPIcのいずれもがマイナス値であって、かつその絶対値が電流閾値Ithより大きい場合、故障判定部214は、電流検出抵抗16によって検出された充放電電流Icは当該周期tcyc内において放電方向(−)であると判定し、Ic及びPIcの絶対値が電流閾値Ith以下の場合、電圧検出回路15によって検出された充放電電流Icは当該周期tcyc内において、実質的にゼロであったと判定する。   Further, the failure determination unit 214 detects the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 and the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 at the previous detection timing (hereinafter referred to as PIc) for each period tcyc. Is compared with the current threshold Ith. If both Ic and PIc are larger than the current threshold Ith, the failure determination unit 214 determines that the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 is in the charge direction (+) within the period tcyc. , Ic and PIc are negative values, and the absolute value thereof is larger than the current threshold value Ith, the failure determination unit 214 determines that the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 is within the period tcyc. When it is determined that the discharge direction is (−) and the absolute values of Ic and PIc are less than or equal to the current threshold value Ith, the charge / discharge current Ic detected by the voltage detection circuit 15 is substantially zero within the period tcyc. It is determined that

なお、電圧閾値Vth、電流閾値Ithは、例えば、電圧検出回路15、電流検出抵抗16、及びアナログデジタル変換器201によって検出できる電圧値、電流値の精度誤差に、多少の余裕を加えた程度の電圧値、電流値がそれぞれ設定される。また、周期tcycは、例えば二次電池が充放電することによる端子電圧の変化が観測可能な程度の時間が設定され、例えば1分程度の時間が設定されている。   Note that the voltage threshold Vth and the current threshold Ith are, for example, a level obtained by adding some margin to the accuracy error of the voltage value and current value that can be detected by the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16, and the analog-digital converter 201. A voltage value and a current value are set. The period tcyc is set to a time such that a change in terminal voltage due to charging / discharging of the secondary battery can be observed, for example, a time of about 1 minute.

また、周期tcyc中の充放電電流Icの方向の判定は、周期tcyc毎に検出される電流値のみによって行う例に限られず、周期tcyc中の検出電流値を、きめ細かく、あるいは常時電流閾値Ithと比較する等によって、充放電の方向を判定するようにすれば、充放電方向の判定精度が向上し、ひいては故障検出の精度も向上する。   Further, the determination of the direction of the charging / discharging current Ic during the period tcyc is not limited to an example in which only the current value detected for each period tcyc is performed, and the detected current value during the period tcyc is determined finely or constantly with the current threshold Ith. If the direction of charging / discharging is determined by comparison or the like, the determination accuracy of the charging / discharging direction is improved, and consequently the accuracy of failure detection is also improved.

故障判定部214は、下記条件(1)〜(4)のいずれかが満たされた場合、故障が生じたと判定する。   The failure determination unit 214 determines that a failure has occurred when any of the following conditions (1) to (4) is satisfied.

条件(1):電流検出抵抗16によって検出される充放電電流Icが、周期tcycの期間中、実質的にゼロに維持された場合において、当該周期tcycの期間中に電圧検出回路15によって検出される端子電圧V1,V2,V3のいずれかが上昇すること。   Condition (1): When the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 is maintained substantially zero during the period tcyc, it is detected by the voltage detection circuit 15 during the period tcyc. One of the terminal voltages V1, V2 and V3 increases.

条件(2):電流検出抵抗16によって検出される充放電電流Icが、周期tcycの期間中、充電方向(+)を示す場合において、当該周期tcycの期間中に電圧検出回路15によって検出される端子電圧V1,V2,V3のいずれかが低下すること。   Condition (2): When the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 indicates the charging direction (+) during the period tcyc, it is detected by the voltage detection circuit 15 during the period tcyc. One of the terminal voltages V1, V2, and V3 decreases.

条件(3):電流検出抵抗16によって検出される充放電電流Icが、周期tcycの期間中、放電方向(−)を示す場合において、当該周期tcycの期間中に電圧検出回路15によって検出される端子電圧V1,V2,V3のいずれかが上昇すること。   Condition (3): When the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 indicates the discharge direction (−) during the period tcyc, it is detected by the voltage detection circuit 15 during the period tcyc. One of the terminal voltages V1, V2, V3 increases.

条件(4):対応関係情報記憶部215に記憶された対応関係情報において残量算出部213により算出された充電深度と対応付けられた端子電圧と、電圧検出回路15によって検出された端子電圧V1,V2,V3のいずれかとの差が、予め設定された判定閾値Vsthを超えること。   Condition (4): the terminal voltage associated with the charge depth calculated by the remaining amount calculation unit 213 in the correspondence information stored in the correspondence information storage unit 215, and the terminal voltage V1 detected by the voltage detection circuit 15 , V2, or V3 exceeds a predetermined determination threshold value Vsth.

なお、条件(4)の代わりに、下記の条件(4)’を用いてもよい。   Instead of the condition (4), the following condition (4) ′ may be used.

条件(4)’:対応関係情報記憶部215に記憶された対応関係情報において電圧検出回路15によって検出された端子電圧V1,V2,V3と対応付けられた各充電深度と、残量算出部213により算出された充電深度との差のいずれかが、予め設定された判定閾値を超えること。   Condition (4) ′: the charge depths associated with the terminal voltages V1, V2, and V3 detected by the voltage detection circuit 15 in the correspondence information stored in the correspondence information storage unit 215, and the remaining amount calculation unit 213 Any of the differences from the charging depth calculated by the above exceeds a preset determination threshold.

判定閾値としては、例えば残量算出部213による充電量の算出精度誤差や対応関係情報の精度誤差等の誤差要因を加算し、さらに多少の余裕を加えた値が用いられる。   As the determination threshold, for example, a value obtained by adding an error factor such as a calculation accuracy error of the charge amount by the remaining amount calculation unit 213 or an accuracy error of correspondence information and further adding a margin is used.

充電装置3では、制御部202からの要求を、制御IC34において、通信部36で受信し、制御部37が充電電流供給部35を制御して、制御部202からの要求に応じた電圧値、及び電流値で、充電電流供給部35から充電電流を出力させる。充電電流供給部35は、例えばAC−DCコンバータやDC−DCコンバータ等のスイッチング電源回路を用いて構成され、例えば商用交流電源電圧から、制御部37で指示された充電電圧及び充電電流を生成し、接続端子31,11;32,12を介して電池パック2へ供給する。   In the charging device 3, a request from the control unit 202 is received by the communication unit 36 in the control IC 34, and the control unit 37 controls the charging current supply unit 35, and the voltage value according to the request from the control unit 202, The charging current is output from the charging current supply unit 35 at the current value. The charging current supply unit 35 is configured using a switching power supply circuit such as an AC-DC converter or a DC-DC converter, for example, and generates a charging voltage and a charging current instructed by the control unit 37 from, for example, a commercial AC power supply voltage. , And supplied to the battery pack 2 via the connection terminals 31, 11;

次に、上述のように構成された充電システム1の動作について説明する。図2、図3は、図1に示す充電システム1の動作の一例を示すフローチャートである。ここで、残量算出部213は、図2、図3に示すステップS1〜S15と並行して充電深度(SOC)の算出処理を実行しており、充電深度(SOC)の算出値を常時更新している。また、保護制御部211による保護動作や、充電制御部212による充放電制御も、ステップS1〜S15と並行して実行されている。   Next, the operation of the charging system 1 configured as described above will be described. 2 and 3 are flowcharts showing an example of the operation of the charging system 1 shown in FIG. Here, the remaining amount calculation unit 213 performs a calculation process of the depth of charge (SOC) in parallel with steps S1 to S15 shown in FIGS. 2 and 3, and constantly updates the calculated value of the depth of charge (SOC). is doing. Further, the protection operation by the protection control unit 211 and the charge / discharge control by the charge control unit 212 are also performed in parallel with steps S1 to S15.

まず、電圧検出回路15によって、端子電圧V1,V2,V3が検出され、電流検出抵抗16によって、充放電電流Icが検出される(ステップS1)。次に、端子電圧V1が変数PV1に代入され、端子電圧V2が変数PV2に代入され、端子電圧V3が変数PV3に代入され、充放電電流Icが変数PIcに代入されて、それぞれ記憶される(ステップS2)。   First, the terminal voltages V1, V2, and V3 are detected by the voltage detection circuit 15, and the charge / discharge current Ic is detected by the current detection resistor 16 (step S1). Next, the terminal voltage V1 is substituted into the variable PV1, the terminal voltage V2 is substituted into the variable PV2, the terminal voltage V3 is substituted into the variable PV3, and the charge / discharge current Ic is substituted into the variable PIc and stored ( Step S2).

そして、ステップS1から周期tcycが経過すると(ステップS3でYES)、新たに電圧検出回路15によって、端子電圧V1,V2,V3が検出され、電流検出抵抗16によって、充放電電流Icが検出される(ステップS4)。   When the period tcyc elapses from step S1 (YES in step S3), terminal voltages V1, V2, and V3 are newly detected by the voltage detection circuit 15, and the charge / discharge current Ic is detected by the current detection resistor 16. (Step S4).

そして、故障判定部214によって、充放電電流Ic及び変数PIcが、それぞれ電流閾値Ithと比較され(ステップS5)、共に電流閾値Ithより大きい場合(ステップS5でYES)、すなわち当該周期tcycにおいて充放電電流Icが充電方向であった場合、ステップS11へ移行し、充放電電流Ic及び変数PIcのうち少なくとも一つが電流閾値Ith以下の場合(ステップS5でNO)、ステップS6へ移行する。   Then, the failure determination unit 214 compares the charge / discharge current Ic and the variable PIc with the current threshold Ith (step S5), respectively, and when both are larger than the current threshold Ith (YES in step S5), that is, charge / discharge in the cycle tcyc. If the current Ic is in the charging direction, the process proceeds to step S11. If at least one of the charge / discharge current Ic and the variable PIc is equal to or less than the current threshold Ith (NO in step S5), the process proceeds to step S6.

ステップS11において、故障判定部214によって、変数PV1,PV2,PV3から端子電圧V1,V2,V3がそれぞれ減算され、その減算結果が電圧閾値Vthとそれぞれ比較される(ステップS11)。そして、各減算結果のいずれかが、電圧閾値Vthより大きい場合、すなわち当該周期tcycの期間中に端子電圧V1,V2,V3のいずれかが低下した場合(ステップS11でYES)、条件(2)に該当し、二次電池が充電されているにもかかわらず端子電圧が低下したことになるから、故障判定部214によって、電圧検出回路15、電流検出抵抗16、及びアナログデジタル変換器201のいずれかにおいて故障が生じていると判定される(ステップS15)。   In step S11, the failure determination unit 214 subtracts the terminal voltages V1, V2, and V3 from the variables PV1, PV2, and PV3, and compares the subtraction results with the voltage threshold value Vth (step S11). If any of the subtraction results is larger than the voltage threshold value Vth, that is, if any of the terminal voltages V1, V2, and V3 decreases during the period tcyc (YES in step S11), the condition (2) Therefore, the terminal voltage has dropped even though the secondary battery is charged. Therefore, any one of the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16, and the analog-digital converter 201 is selected by the failure determination unit 214. It is determined that a failure has occurred in this (step S15).

一方、各減算結果のいずれもが、電圧閾値Vth以下の場合(ステップS11でNO)、すなわち端子電圧V1,V2,V3のいずれもが低下していない場合、ステップS13へ移行する。   On the other hand, if any of the subtraction results is equal to or lower than the voltage threshold Vth (NO in step S11), that is, if none of the terminal voltages V1, V2, and V3 has decreased, the process proceeds to step S13.

図2に戻ってステップS6において、故障判定部214によって、充放電電流Ic及び変数PIcが、それぞれ電流閾値Ithの符号を反転した−Ithと比較され、共に電流閾値Ithより小さい場合(ステップS6でYES)、すなわち当該周期tcycにおいて充放電電流Icが放電方向であった場合、ステップS12へ移行する。一方、充放電電流Ic及び変数PIcのうち少なくとも一つが−Ith以上の場合(ステップS6でNO)、すなわち安定的に充電又は放電状態にないか、あるいは充放電電流が実質的にゼロであると考えられる場合、ステップS7へ移行する。   Returning to FIG. 2, in step S6, the charge determination unit 214 compares the charge / discharge current Ic and the variable PIc with −Ith obtained by inverting the sign of the current threshold Ith, respectively, and when both are smaller than the current threshold Ith (in step S6). YES), that is, when the charge / discharge current Ic is in the discharge direction in the period tcyc, the process proceeds to step S12. On the other hand, when at least one of the charging / discharging current Ic and the variable PIc is greater than or equal to −Ith (NO in step S6), that is, the charging or discharging current is not stably, or the charging / discharging current is substantially zero. If possible, the process proceeds to step S7.

ステップS12において、故障判定部214によって、端子電圧V1,V2,V3から変数PV1,PV2,PV3がそれぞれ減算され、その減算結果が電圧閾値Vthとそれぞれ比較される(ステップS12)。そして、各減算結果のいずれかが、電圧閾値Vthより大きい場合、すなわち当該周期tcycの期間中に端子電圧V1,V2,V3のいずれかが上昇した場合(ステップS12でYES)、条件(3)に該当し、二次電池が放電されているにもかかわらず端子電圧が上昇したことになるから、電圧検出回路15、電流検出抵抗16、及びアナログデジタル変換器201のいずれかにおいて故障が生じていると判定される(ステップS15)。   In step S12, failure determination unit 214 subtracts variables PV1, PV2, and PV3 from terminal voltages V1, V2, and V3, respectively, and compares the subtraction results with voltage threshold value Vth (step S12). If any of the subtraction results is larger than the voltage threshold Vth, that is, if any of the terminal voltages V1, V2, and V3 increases during the period tcyc (YES in step S12), the condition (3) Therefore, the terminal voltage has risen despite the secondary battery being discharged. Therefore, a failure has occurred in any of the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16, and the analog-digital converter 201. (Step S15).

一方、各減算結果のいずれもが、電圧閾値Vth以下の場合、すなわち端子電圧V1,V2,V3のいずれもが上昇していない場合(ステップS12でNO)、ステップS13へ移行する。   On the other hand, when all the subtraction results are equal to or lower than the voltage threshold Vth, that is, when none of the terminal voltages V1, V2, and V3 is increased (NO in step S12), the process proceeds to step S13.

ステップS7において、故障判定部214によって、充放電電流Ic及び変数PIcの絶対値が、それぞれ電流閾値Ithと比較され(ステップS7)、共に電流閾値Ith以下の場合(ステップS7でYES)、すなわち当該周期tcycにおいて充放電電流Icが実質的にゼロのまま維持されていたと考えられる場合、ステップS8へ移行し、充放電電流Ic及び変数PIcの絶対値のうち少なくとも一つが電流閾値Ithを超えている場合(ステップS7でNO)、ステップS13へ移行する。   In Step S7, the failure determination unit 214 compares the absolute values of the charge / discharge current Ic and the variable PIc with the current threshold Ith (Step S7), respectively, and when both are equal to or less than the current threshold Ith (YES in Step S7), that is, When it is considered that the charging / discharging current Ic is maintained substantially zero in the period tcyc, the process proceeds to step S8, and at least one of the absolute values of the charging / discharging current Ic and the variable PIc exceeds the current threshold value Ith. If so (NO in step S7), the process proceeds to step S13.

ステップS8において、故障判定部214によって、端子電圧V1,V2,V3から変数PV1,PV2,PV3がそれぞれ減算され、その減算結果が電圧閾値Vthとそれぞれ比較される(ステップS8)。そして、各減算結果のいずれかが、電圧閾値Vthより大きい場合、すなわち当該周期tcycの期間中に端子電圧V1,V2,V3のいずれかが上昇した場合(ステップS8でYES)、条件(1)に該当し、二次電池が充放電されていないにもかかわらず、端子電圧が上昇したことになるから、電圧検出回路15、電流検出抵抗16、及びアナログデジタル変換器201のいずれかにおいて故障が生じていると判定される(ステップS9)。   In step S8, failure determination unit 214 subtracts variables PV1, PV2, and PV3 from terminal voltages V1, V2, and V3, respectively, and compares the subtraction results with voltage threshold value Vth (step S8). If any of the subtraction results is larger than the voltage threshold Vth, that is, if any of the terminal voltages V1, V2, and V3 increases during the period tcyc (YES in step S8), the condition (1) Therefore, the terminal voltage has risen even though the secondary battery is not charged / discharged. Therefore, a failure occurs in any of the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16, and the analog-digital converter 201. It is determined that it has occurred (step S9).

一方、各減算結果のいずれもが、電圧閾値Vth以下の場合、すなわち端子電圧V1,V2,V3のいずれもが上昇していない場合(ステップS8でNO)、ステップS13へ移行する。   On the other hand, when all the subtraction results are equal to or lower than the voltage threshold Vth, that is, when none of the terminal voltages V1, V2, and V3 is increased (NO in step S8), the process proceeds to step S13.

ステップS13において、故障判定部214によって、対応関係情報記憶部215に記憶された対応関係情報において、残量算出部213により算出された充電深度と対応付けられた電圧が、Vsocとして取得される(ステップS13)。   In step S13, the failure determination unit 214 acquires, as Vsoc, the voltage associated with the charge depth calculated by the remaining amount calculation unit 213 in the correspondence relationship information stored in the correspondence relationship information storage unit 215 ( Step S13).

次に、故障判定部214によって、電圧Vsocと端子電圧V1,V2,V3との差の絶対値がそれぞれ算出され、当該差の絶対値のいずれかが判定閾値Vsthを超えていた場合(ステップS14でYES)、電流検出抵抗16で検出された充放電電流Icに基づき算出された充電深度から予測される端子電圧と、電圧検出回路15で検出された端子電圧V1,V2,V3とが予測精度の範囲を超えて異なっているので、電圧検出回路15、電流検出抵抗16、及びアナログデジタル変換器201のいずれかにおいて故障が生じていると判定される(ステップS15)。   Next, when the failure determination unit 214 calculates the absolute value of the difference between the voltage Vsoc and the terminal voltages V1, V2, and V3, and any one of the absolute values of the difference exceeds the determination threshold value Vsth (step S14). YES), the terminal voltage predicted from the charging depth calculated based on the charging / discharging current Ic detected by the current detection resistor 16 and the terminal voltages V1, V2, V3 detected by the voltage detection circuit 15 are predicted accuracy. Therefore, it is determined that a failure has occurred in any of the voltage detection circuit 15, the current detection resistor 16, and the analog-digital converter 201 (step S15).

一方、電圧Vsocと端子電圧V1,V2,V3との差の絶対値がいずれも判定閾値Vsth以下であった場合(ステップS14でNO)、電流検出抵抗16で検出された充放電電流Icに基づき算出された充電深度から予測される端子電圧と、電圧検出回路15で検出された端子電圧V1,V2,V3とが予測精度の範囲内に収まっているので、故障が検出されることなく再びステップS2へ移行し、以下、周期tcyc毎にステップS2〜S15の処理が繰り返される。   On the other hand, if the absolute value of the difference between the voltage Vsoc and the terminal voltages V1, V2, and V3 is all equal to or less than the determination threshold Vsth (NO in step S14), the charge / discharge current Ic detected by the current detection resistor 16 is used. Since the terminal voltage predicted from the calculated charging depth and the terminal voltages V1, V2, and V3 detected by the voltage detection circuit 15 are within the prediction accuracy range, the step is performed again without detecting a failure. The process proceeds to S2, and thereafter, the processes in steps S2 to S15 are repeated every cycle tcyc.

以上、ステップS1〜S15の処理により、組電圧検出回路を別途設けることなく電圧検出部及び電流検出部の故障を検出することができる。   As described above, the processing of steps S1 to S15 can detect a failure in the voltage detection unit and the current detection unit without separately providing the assembled voltage detection circuit.

本発明は、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池搭載装置として使用される充電システム、これら電池搭載装置の電源として用いられる電池パック、及びこのような電池パックや充電システムにおいて用いられる電池状態検出回路として好適に利用することができる。   The present invention relates to a charging system used as a battery-mounted device for an electronic device such as a portable personal computer, a digital camera, or a mobile phone, a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid car, and a battery used as a power source for these battery-mounted devices. It can be suitably used as a pack and a battery state detection circuit used in such a battery pack or charging system.

本発明の一実施形態に係る電池状態検出回路を備えた電池パック、及び充電システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the battery pack provided with the battery state detection circuit which concerns on one Embodiment of this invention, and a charging system. 図1に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the charging system shown in FIG. 図1に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the charging system shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 充電システム
2 電池パック
3 充電装置
4 電池状態検出回路
14 組電池
15 電圧検出回路
16 電流検出抵抗
17 温度センサ
141,142,143 二次電池
201 アナログデジタル変換器
202 制御部
211 保護制御部
212 充電制御部
213 残量算出部
214 故障判定部
215 対応関係情報記憶部
Ic 充放電電流
Ith 電流閾値
V1,V2,V3 端子電圧
Vsth 判定閾値
tcyc 周期
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging system 2 Battery pack 3 Charging device 4 Battery state detection circuit 14 Battery assembly 15 Voltage detection circuit 16 Current detection resistor 17 Temperature sensor 141, 142, 143 Secondary battery 201 Analog-digital converter 202 Control unit 211 Protection control unit 212 Charging Control unit 213 Remaining amount calculation unit 214 Failure determination unit 215 Correspondence relation information storage unit Ic Charge / discharge current Ith Current threshold V1, V2, V3 Terminal voltage Vsth determination threshold tcyc Period

Claims (10)

二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部によって検出された端子電圧と前記電流検出部によって検出された充放電電流との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された条件を満たす場合、前記電圧検出部及び前記電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定する故障判定部と
を備えることを特徴とする電池状態検出回路。
A voltage detector for detecting the terminal voltage of the secondary battery;
A current detector for detecting a charge / discharge current flowing in the secondary battery;
If the relationship between the terminal voltage detected by the voltage detection unit and the charge / discharge current detected by the current detection unit satisfies a preset condition to indicate that it is not a normal relationship, the voltage detection unit and A battery state detection circuit comprising: a failure determination unit that determines that at least one of the current detection units has failed.
前記条件には、
前記電流検出部によって検出される充放電電流が、実質的にゼロである場合において、前記電圧検出部によって検出される端子電圧が上昇すること、が含まれていること
を特徴とする請求項1記載の電池状態検出回路。
The conditions include
The terminal voltage detected by the voltage detection unit is increased when the charge / discharge current detected by the current detection unit is substantially zero. The battery state detection circuit as described.
前記条件には、
前記電流検出部によって検出される充放電電流が、充電方向を示す場合において、前記電圧検出部によって検出される端子電圧が低下すること、が含まれていること
を特徴とする請求項1又は2記載の電池状態検出回路。
The conditions include
3. The terminal voltage detected by the voltage detector is lowered when the charge / discharge current detected by the current detector indicates a charging direction. 3. The battery state detection circuit as described.
前記条件には、
前記電流検出部によって検出される充放電電流が、放電方向を示す場合において、前記電圧検出部によって検出される端子電圧が上昇すること、が含まれていること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電池状態検出回路。
The conditions include
The terminal voltage detected by the said voltage detection part is included when the charging / discharging current detected by the said current detection part shows the discharge direction, It is contained. The battery state detection circuit according to any one of the above.
前記電流検出部によって検出される充放電電流に基づき、前記二次電池における充電電荷量の加算と放電電荷量の減算とを累積的に行うことにより得られる積算値から、前記二次電池に充電されている充電量を算出する残量算出部と、
前記二次電池の充電量と端子電圧との対応関係を示す対応関係情報を記憶する記憶部とをさらに備え、
前記条件には、
前記記憶部に記憶された対応関係情報において前記残量算出部により算出された充電量と対応付けられた端子電圧と、前記電圧検出部によって検出された端子電圧との差が、予め設定された判定閾値を超えること、が含まれていること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電池状態検出回路。
Based on the charge / discharge current detected by the current detector, the secondary battery is charged from an integrated value obtained by cumulatively adding the charge amount and subtracting the discharge charge amount in the secondary battery. A remaining amount calculation unit for calculating the charged amount,
A storage unit that stores correspondence information indicating the correspondence between the charge amount of the secondary battery and the terminal voltage;
The conditions include
The difference between the terminal voltage associated with the charge amount calculated by the remaining amount calculation unit in the correspondence relationship information stored in the storage unit and the terminal voltage detected by the voltage detection unit is set in advance. The battery state detection circuit according to claim 1, wherein exceeding the determination threshold is included.
前記電流検出部によって検出される充放電電流に基づき、前記二次電池における充電電荷量の加算と放電電荷量の減算とを累積的に行うことにより得られる積算値から、前記二次電池の充電量を算出する残量算出部と、
前記二次電池の充電量と端子電圧との対応関係を示す対応関係情報を記憶する記憶部とをさらに備え、
前記条件には、
前記記憶部に記憶された対応関係情報において前記電圧検出部によって検出された端子電圧と対応付けられた充電量と、前記残量算出部により算出された充電量との差が、予め設定された判定閾値を超えること、が含まれていること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電池状態検出回路。
Based on the charging / discharging current detected by the current detection unit, the charging of the secondary battery is performed from an integrated value obtained by cumulatively adding the charging charge amount and subtracting the discharging charge amount in the secondary battery. A remaining amount calculation unit for calculating the amount;
A storage unit that stores correspondence information indicating the correspondence between the charge amount of the secondary battery and the terminal voltage;
The conditions include
A difference between the charge amount associated with the terminal voltage detected by the voltage detection unit in the correspondence information stored in the storage unit and the charge amount calculated by the remaining amount calculation unit is set in advance. The battery state detection circuit according to claim 1, wherein exceeding the determination threshold is included.
前記対応関係情報における端子電圧は、前記二次電池の開路電圧であり、
前記故障判定部は、
前記条件における前記電圧検出部によって検出された端子電圧として、前記電流検出部によって検出された充放電電流が実質的にゼロのときにおいて前記電圧検出部によって検出された端子電圧を用いること
を特徴とする請求項5又は6記載の電池状態検出回路。
The terminal voltage in the correspondence information is an open circuit voltage of the secondary battery,
The failure determination unit
The terminal voltage detected by the voltage detection unit when the charge / discharge current detected by the current detection unit is substantially zero is used as the terminal voltage detected by the voltage detection unit under the conditions. The battery state detection circuit according to claim 5 or 6.
前記対応関係情報における端子電圧は、前記二次電池の開路電圧であり、
前記故障判定部は、
前記条件における前記電圧検出部によって検出された端子電圧として、前記電流検出部によって検出された充放電電流に基づいて前記電圧検出部により検出された端子電圧を開路電圧に換算した電圧値を用いること
を特徴とする請求項5又は6記載の電池状態検出回路。
The terminal voltage in the correspondence information is an open circuit voltage of the secondary battery,
The failure determination unit
As the terminal voltage detected by the voltage detection unit under the condition, a voltage value obtained by converting the terminal voltage detected by the voltage detection unit into an open circuit voltage based on the charge / discharge current detected by the current detection unit is used. The battery state detection circuit according to claim 5 or 6.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の電池状態検出回路と、
前記二次電池とを含むこと
を特徴とする電池パック。
The battery state detection circuit according to any one of claims 1 to 8,
A battery pack comprising the secondary battery.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の電池状態検出回路と、
前記二次電池と、
前記二次電池を充電する充電部と、
前記電圧検出部により検出される端子電圧と前記電流検出部により検出される充放電電流とに基づいて、前記充電部の動作を制御する制御部と
を備えることを特徴とする充電システム。
The battery state detection circuit according to any one of claims 1 to 8,
The secondary battery;
A charging unit for charging the secondary battery;
A charging system comprising: a control unit that controls an operation of the charging unit based on a terminal voltage detected by the voltage detection unit and a charging / discharging current detected by the current detection unit.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011101517A (en) * 2009-11-06 2011-05-19 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
JP5661810B2 (en) * 2011-01-28 2015-01-28 住友重機械工業株式会社 Excavator, control method of excavator
US9063200B2 (en) 2011-04-28 2015-06-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack, method of determining malfunction, and a malfunction decision circuit
CN108400621A (en) * 2017-02-07 2018-08-14 中兴通讯股份有限公司 The detection method and device of charge fault
JP2019036539A (en) * 2017-08-18 2019-03-07 オーツー マイクロ, インコーポレーテッド Fault detection for battery management system
CN109782193A (en) * 2018-12-13 2019-05-21 惠州市亿能电子有限公司 A kind of method of discrimination of multiple branch circuit battery circuit open circuit
US20190195942A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Lg Chem, Ltd. Apparatus And Method For Diagnosing Current Sensor
CN112014753A (en) * 2019-05-28 2020-12-01 株式会社电装 Control device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004150800A (en) * 2002-10-28 2004-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery management system, battery pack, and its measuring method for charged state
JP2007085843A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Nissan Motor Co Ltd Failure detector for electric current sensor and its method
JP2007285739A (en) * 2006-04-13 2007-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for determining remaining capacity of battery, and battery pack using it

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004150800A (en) * 2002-10-28 2004-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery management system, battery pack, and its measuring method for charged state
JP2007085843A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Nissan Motor Co Ltd Failure detector for electric current sensor and its method
JP2007285739A (en) * 2006-04-13 2007-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for determining remaining capacity of battery, and battery pack using it

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011101517A (en) * 2009-11-06 2011-05-19 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
JP5661810B2 (en) * 2011-01-28 2015-01-28 住友重機械工業株式会社 Excavator, control method of excavator
US9063200B2 (en) 2011-04-28 2015-06-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack, method of determining malfunction, and a malfunction decision circuit
CN108400621A (en) * 2017-02-07 2018-08-14 中兴通讯股份有限公司 The detection method and device of charge fault
JP2019036539A (en) * 2017-08-18 2019-03-07 オーツー マイクロ, インコーポレーテッド Fault detection for battery management system
JP7214391B2 (en) 2017-08-18 2023-01-30 オーツー マイクロ, インコーポレーテッド Fault detection for battery management systems
US20190195942A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Lg Chem, Ltd. Apparatus And Method For Diagnosing Current Sensor
KR20190075609A (en) * 2017-12-21 2019-07-01 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for diagnosing fault of current sensor
KR102055850B1 (en) 2017-12-21 2019-12-13 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for diagnosing fault of current sensor
US10545185B2 (en) * 2017-12-21 2020-01-28 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for diagnosing current sensor
CN109782193A (en) * 2018-12-13 2019-05-21 惠州市亿能电子有限公司 A kind of method of discrimination of multiple branch circuit battery circuit open circuit
CN109782193B (en) * 2018-12-13 2023-10-24 惠州市亿能电子有限公司 Method for judging circuit breaking of multi-branch battery pack
CN112014753A (en) * 2019-05-28 2020-12-01 株式会社电装 Control device
JP2020193875A (en) * 2019-05-28 2020-12-03 株式会社デンソー Control device
JP7172857B2 (en) 2019-05-28 2022-11-16 株式会社デンソー Control device

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