JP2010164590A - Driving method of flying capacitor type battery pack voltage detection circuit - Google Patents

Driving method of flying capacitor type battery pack voltage detection circuit Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flying capacitor type voltage detection circuit reducing power consumption, and detecting a disconnection failure. <P>SOLUTION: An odd-numbered read cycle for reading in due order, voltages of each odd-numbered battery module, and outputting it to a differential amplifying circuit, and an even-numbered read cycle for reading out in due order, voltages of each even-numbered battery module, and outputting it to the differential amplifying circuit, are executed alternately. Further, a head battery module in the odd-numbered read cycle and a head battery module in the even-numbered read cycle in each read cycle are shifted in due order. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、フライングキャパシタ式電圧検出回路に関する。   The present invention relates to a flying capacitor type voltage detection circuit.

電気自動車、ハイブリッド車では、走行エネルギーとして用いる電力を蓄電する高圧大容量の二次電池が用いられ、燃料電池車でも燃料電池出力変動のバッファとして高圧大容量の二次電池の使用が好適と考えられる。   Electric vehicles and hybrid vehicles use high-voltage and large-capacity secondary batteries that store power used as driving energy, and even in fuel-cell vehicles, the use of high-voltage and large-capacity secondary batteries as a buffer for fuel cell output fluctuation is considered suitable. It is done.

上記用途において、二次電池は単位セル(以下単にセルともいう)を多数縦続してなる組電池構成で用いられ、組電池の管理計測のために、1乃至連続して縦続された所定個数のセルごとにモジュールとして区分し、これらモジュールごとに電池電圧が計測される。   In the above application, the secondary battery is used in an assembled battery configuration in which a large number of unit cells (hereinafter also simply referred to as cells) are cascaded. For the management measurement of the assembled battery, a predetermined number of one to continuously cascaded batteries are used. Each cell is classified as a module, and the battery voltage is measured for each module.

特開平11−248755号公報は、フライングキャパシタを用いた電圧検出技術を提案している。このフライングキャパシタ式電圧検出回路では、まず、一対の入力側サンプリングスイッチをオンしてモジュールの両端をフライングキャパシタの両端に接続してモジュール電圧をフライングキャパシタにサンプルホールドする。次に、入力側サンプリングスイッチをオフした後で一対の出力側サンプリングスイッチをオンしてフライングキャパシタの蓄電電圧を差動増幅回路の一対の入力端子間に印加する。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-248755 proposes a voltage detection technique using a flying capacitor. In this flying capacitor type voltage detection circuit, first, a pair of input side sampling switches are turned on, both ends of the module are connected to both ends of the flying capacitor, and the module voltage is sampled and held in the flying capacitor. Next, after the input side sampling switch is turned off, the pair of output side sampling switches are turned on to apply the storage voltage of the flying capacitor between the pair of input terminals of the differential amplifier circuit.

特開平11−248755号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-248755

上記した従来のフライングキャパシタ式電圧検出回路では、サンプリングスイッチはオフ時のリーク電流のためにフライングキャパシタの容量を大容量化して、このリーク電流によるフライングキャパシタの蓄電電圧低下を低減する必要があった。   In the above-described conventional flying capacitor type voltage detection circuit, the sampling switch needs to increase the capacity of the flying capacitor due to the leakage current when it is off, and to reduce the decrease in the storage voltage of the flying capacitor due to this leakage current. .

しかしながら、このフライングキャパシタの容量増大は、このフライングキャパシタ式電圧検出回路の電力消費を、抵抗分圧式など他の組電池電圧検出回路のそれに比較して増大させ、また、各モジュール間の容量ばらつきも生じやすいという問題があった。   However, the increase in the capacity of the flying capacitor increases the power consumption of the flying capacitor type voltage detection circuit as compared with that of other assembled battery voltage detection circuits such as a resistance voltage dividing type, and also causes variations in capacity between modules. There was a problem that it was likely to occur.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電力消費低減を実現したフライングキャパシタ式電圧検出回路を提供することをその目的としている   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a flying capacitor type voltage detection circuit that realizes reduction in power consumption.

本発明は、少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、直列接続されて組電池を構成するN(N≧2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を常に同方向にチャージするマルチプレクサと、差動増幅回路と、前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチとを備えるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路において、前記フライングキャパシタ回路の蓄電電圧を前記出力側サンプリングスイッチを通じて前記差動増幅回路に読み出した後、かつ、次の前記電池モジュールの電圧を前記マルチプレクサを通じて前記フライングキャパシタ回路に読み込む前に前記フライングキャパシタ回路を短絡してその蓄電電圧を減衰させるリセット回路を有するフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路に好適に適用される。   The present invention relates to a flying capacitor circuit having at least one flying capacitor, and N (N ≧ 2) battery modules that are connected in series to form a battery pack, with both ends of the flying capacitor circuit being connected to each battery module. Are sequentially connected to each other, and the voltage of each battery module always charges the flying capacitor circuit in the same direction, a differential amplifier circuit, and a pair of input terminals of the differential amplifier circuit at both ends of the flying capacitor circuit. In a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit comprising a pair of output side sampling switches connected individually to each other, after the storage voltage of the flying capacitor circuit is read to the differential amplifier circuit through the output side sampling switch, and Next voltage of the battery module Is preferably applied to a flying capacitor type battery pack voltage detection circuit having a reset circuit for attenuating the stored voltage by short-circuiting the flying capacitor circuit before loading in the flying capacitor circuit through the multiplexer.

なお、フライングキャパシタ回路は好適には1個、又は直列接続された2個のフライングキャパシタにより構成される。リセット回路は好適には一個のリセットスイッチと短絡電流規制用の放電抵抗とを直列接続して構成される。   The flying capacitor circuit is preferably composed of one or two flying capacitors connected in series. The reset circuit is preferably configured by connecting one reset switch and a short-circuit current regulating discharge resistor in series.

その態様によれば、マルチプレクサは、フライングキャパシタ回路を常に同方向にチャージする。このため、前回の電池モジュールの電圧の読み込みにより充電されたフライングキャパシタ回路に残留する蓄電電圧により、次の電池モジュールの電圧の読み込みにおいて電池モジュールからフライングキャパシタ回路への電荷転送量を減らすことができ、電池モジュールの放電を抑止することができる。しかし、この上記同方向読み出し型マルチプレクサでは、もし、マルチプレクサ回路の断線故障やオフ故障などによって、所定の電池モジュールからフライングキャパシタ回路への電荷転送が行われない場合でも前回の電池モジュールからフライングキャパシタ回路へ読み込まれた蓄電電圧がフライングキャパシタ回路に残留しているために、この残留電荷を今回の信号電圧として誤読み出しするという問題が必然的に派生するこれに対して本構成では、フライングキャパシタ回路を放電するリセット回路を装備しており、フライングキャパシタ回路から差動増幅回路への信号電圧後、このリセット回路をオンしてフライングキャパシタ回路のフライングキャパシタの蓄電電圧を放電により減衰ないし消去するリセット動作を行うので、マルチプレクサの断線故障やオフ故障が生じた場合には、信号電圧を、それよりも大きい電池モジュールの電圧と分別することができる。   According to that aspect, the multiplexer always charges the flying capacitor circuit in the same direction. For this reason, the amount of charge transferred from the battery module to the flying capacitor circuit in the next reading of the voltage of the battery module can be reduced by the stored voltage remaining in the flying capacitor circuit charged by the previous reading of the voltage of the battery module. The battery module can be prevented from discharging. However, in this same direction readout type multiplexer, even if charge transfer from the predetermined battery module to the flying capacitor circuit is not performed due to disconnection failure or off failure of the multiplexer circuit, the previous battery module to the flying capacitor circuit Since the stored voltage read into the flying capacitor circuit remains in the flying capacitor circuit, the problem of erroneously reading out this residual charge as the current signal voltage is inevitably derived. Equipped with a reset circuit that discharges, after the signal voltage from the flying capacitor circuit to the differential amplifier circuit, the reset circuit is turned on to reset or erase the stored voltage of the flying capacitor of the flying capacitor circuit by discharging. So do Maru If the disconnection failure or off-failure of plexer occurs, the signal voltage can be fractionated from the voltage of the large battery modules therewith.

その態様によれば、前記マルチプレクサは、各一端が前記各電池モジュールの最高電位端、各接続端及び最低電位端に接続されるN+1個の入力側サンプリングスイッチと、奇数番目の前記入力側サンプリングスイッチの各他端を前記フライングキャパシタ回路の一端に個別に接続する第1スイッチ、奇数番目の前記入力側サンプリングスイッチの各他端を前記フライングキャパシタ回路の他端に個別に接続する第2スイッチ、偶数番目の前記入力側サンプリングスイッチの各他端を前記フライングキャパシタ回路の一端に個別に接続する第3スイッチ、偶数番目の前記入力側サンプリングスイッチの各他端を前記フライングキャパシタ回路の他端に個別に接続する第4スイッチを有して、前記各電池モジュールからの電荷転送により前記フライングキャパシタ回路を常に同方向にチャージする電流切り替え回路とを有するので、簡素な回路構成ですべての電池モジュールの電圧をフライングキャパシタ回路のフライングキャパシタに同方向に蓄電することができる。   According to this aspect, the multiplexer includes N + 1 input-side sampling switches whose one ends are connected to the highest potential end, each connection end, and the lowest potential end of each battery module, and the odd-numbered input-side sampling switches. A second switch for individually connecting the other end of each of the odd-numbered input side sampling switches to the other end of the flying capacitor circuit; an even number; A third switch that individually connects each other end of the th-th input side sampling switch to one end of the flying capacitor circuit, and each other end of the even-numbered input-side sampling switch individually to the other end of the flying capacitor circuit A fourth switch to be connected; Because and a current switching circuit for charging is always in the same direction the queuing capacitor circuit, it is possible to power storage voltage of all battery modules in the same direction flying capacitor of the flying capacitor circuit with a simple circuit configuration.

その態様によれば、前記リセット回路の前記短絡放電動作直後に読み出された前記電池モジュールの電圧に基づいて断線故障を判定するので、マルチプレクサの断線故障やオフ故障が生じた場合に確実にそれを検出することができ、装置の信頼性が向上する。   According to this aspect, since the disconnection failure is determined based on the voltage of the battery module read out immediately after the short-circuit discharge operation of the reset circuit, it is ensured when a disconnection failure or an off-failure of the multiplexer occurs. Can be detected, and the reliability of the apparatus is improved.

その態様によれば、前記電池モジュールの電圧を前記マルチプレクサを通じて前記フライングキャパシタ回路に読み込み、前記フライングキャパシタ回路の蓄電電圧を前記出力側サンプリングスイッチを通じて前記差動増幅回路に出力し、前記出力側サンプリングスイッチをオフすることにより前記各電池モジュールの電圧を順次読み出す読み出しサイクルを一定回数実施後、前記リセット回路による前記フライングキャパシタ回路の短絡放電動作を実施し、前記短絡動作の次に読み出される前記電池モジュールを順番に変化させることを特徴としている。   According to the aspect, the voltage of the battery module is read into the flying capacitor circuit through the multiplexer, the stored voltage of the flying capacitor circuit is output to the differential amplifier circuit through the output side sampling switch, and the output side sampling switch The battery module read out after the short-circuit operation is performed after performing a short-circuit discharge operation of the flying capacitor circuit by the reset circuit after performing a read cycle for sequentially reading the voltage of each battery module by turning off It is characterized by changing in order.

リセット動作直後の電池モジュールの電圧のフライングキャパシタへの読み出し動作は、フライングキャパシタに同方向残留電圧がないため、この電池モジュールの蓄電電力量(蓄電エネルギー)を消耗させる。そこで、本構成によれば、上記リセット動作は、電池モジュールの電圧を多数回実施した後で行われるので、リセット動作による電池モジュールの電力消耗を低減することができる。更に本構成では、リセット動作直後に読み出される電池モジュールの順番を順番に入れ替えるので、すべての電池モジュールが順番にリセット動作により消耗させることができ、特定の電池モジュールだけがリセット動作により消耗することない。   The operation of reading the voltage of the battery module to the flying capacitor immediately after the reset operation consumes the amount of stored power (storage energy) of the battery module because there is no residual voltage in the same direction in the flying capacitor. Therefore, according to this configuration, the reset operation is performed after the voltage of the battery module is performed many times, so that power consumption of the battery module due to the reset operation can be reduced. Furthermore, in this configuration, the order of the battery modules read immediately after the reset operation is changed in order, so that all the battery modules can be consumed in order by the reset operation, and only a specific battery module is not consumed by the reset operation. .

その態様によれば、前記リセット回路による前記フライングキャパシタ回路の前記短絡放電動作により前記フライングキャパシタを部分放電(たとえば放電量10%以上50%未満)させることを特徴としている。   According to the aspect, the flying capacitor is partially discharged (for example, discharge amount is 10% or more and less than 50%) by the short-circuit discharge operation of the flying capacitor circuit by the reset circuit.

本構成によれば、リセット動作を行ってもフライングキャパシタに放電量10%以上50%未満の蓄電電圧をリセット後も残留させるようにリセット期間が設定される。このようにすればリセット動作直後の電池モジュールの電圧の読み出しにおいて失われる電池モジュールの蓄電エネルギーを低減することができる。   According to this configuration, the reset period is set so that the stored voltage having a discharge amount of 10% or more and less than 50% remains in the flying capacitor even after the reset operation. If it does in this way, the electrical storage energy of the battery module lost in reading of the voltage of the battery module immediately after reset operation can be reduced.

この場合、通常の動作において、各電池モジュール間の電圧ばらつきは電池モジュールの電圧の50%未満であり、したがってリセット動作直後にフライングキャパシタを経由して差動増幅回路に読み出される電池モジュールの電圧が50%以下であれば、電池モジュールの電圧の低下ではなくマルチプレクサの断線故障やオフ故障であることを確実に判定することができる。なお、電池モジュールの電圧が異常低下して直前に読み出された電池モジュールの電圧の50%以下にまで低下することがある。この場合にはマルチプレクサの断線故障やオフ故障との分別ができないが、どちらにせよなんらかの異常であることは判定することができる。また、この場合には、この異常判定した電池モジュールに対して次回のリセット動作においてリセット期間を増大すれば、リセット動作直後のフライングキャパシタの蓄電電圧低下量を増大することができるので、上記分別を確実に行うことができる。   In this case, in normal operation, the voltage variation between the battery modules is less than 50% of the voltage of the battery modules, and therefore the voltage of the battery modules read out to the differential amplifier circuit via the flying capacitor immediately after the reset operation is If it is 50% or less, it is possible to reliably determine that the disconnection failure or off failure of the multiplexer is not a decrease in the voltage of the battery module. In addition, the voltage of the battery module may be abnormally reduced and may be reduced to 50% or less of the voltage of the battery module read immediately before. In this case, it is not possible to distinguish between a disconnection failure or an off failure of the multiplexer, but in any case, it can be determined that there is some abnormality. Further, in this case, if the reset period is increased in the next reset operation for the battery module determined to be abnormal, the amount of decrease in the stored voltage of the flying capacitor immediately after the reset operation can be increased. It can be done reliably.

その態様によれば、前回読み込んだ前記各モジュール電圧に基づいて前記リセット回路のターンオン期間を調整することを特徴としている。   According to this aspect, the turn-on period of the reset circuit is adjusted based on each module voltage read last time.

すなわち、電池モジュールの電圧は一定短期間ごとにフライングキャパシタに読み出され、このような短期間に電池モジュールの電圧が急変することは正常時にはありえないので、前回正常に読み込んだ電池モジュールの電圧に基づいて次回それをリセット動作直前に読み出す場合、リセット動作後の残留電圧が直後の電池モジュールの電圧とリセット動作後のフライングキャパシタ残留電圧とを分別可能な範囲で、リセット期間を短縮する。このようにすれば、リセット動作による電池モジュール放電量を低減することができる。もちろん、この場合でもリセット動作直後に差動増幅回路に読み出された電池モジュールの電圧が断線故障やオフ故障と判定された場合には、この電池モジュールの電圧の次回のリセット動作ではリセット動作期間を十分に延長して断線故障やオフ故障か、異常な電池電圧急減かを区別する判定動作を行うことができる。   That is, the voltage of the battery module is read to the flying capacitor every fixed short period, and it is impossible for the battery module voltage to change suddenly in such a short period of time, so it is based on the voltage of the battery module read normally last time. Then, when it is read out immediately before the reset operation, the reset period is shortened so that the residual voltage after the reset operation can be distinguished from the voltage of the battery module immediately after the reset operation and the flying capacitor residual voltage after the reset operation. If it does in this way, the amount of battery module discharge by reset operation can be reduced. Of course, even in this case, if it is determined that the voltage of the battery module read out to the differential amplifier circuit immediately after the reset operation is a disconnection failure or an off-failure, the reset operation period in the next reset operation of this battery module voltage Can be sufficiently extended to perform a determination operation for distinguishing between a disconnection failure, an off failure, and an abnormal battery voltage sudden decrease.

第1の発明のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路は、少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、直列接続されて組電池を構成するN(N>2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を前記電池モジュールの電圧読み込みごとに極性交互にチャージするマルチプレクサと、差動増幅回路と、前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチとを備え、前記マルチプレクサは、各一端が前記各電池モジュールの最高電位端、各接続端及び最低電位端に接続されるN+1個の入力側サンプリングスイッチにより構成されるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、奇数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出す奇数読み出し、前記差動増幅回路に出力するサイクルを実施した後、偶数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する偶数読み出しサイクルを実施してなる読み出しサイクルを繰り返すことを特徴としている。   A flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit according to a first aspect of the present invention includes a flying capacitor circuit having at least one flying capacitor and both ends of N (N> 2) battery modules that are connected in series to form an assembled battery. A multiplexer that sequentially connects to both ends of the flying capacitor circuit for each battery module, and alternately charges the flying capacitor circuit with the voltage of each battery module every time the voltage of the battery module is read; and a differential amplifier circuit; A pair of output side sampling switches that individually connect a pair of input terminals of the differential amplifier circuit to both ends of the flying capacitor circuit, and the multiplexer has one end at the highest potential end of each battery module, N + 1 inputs connected to connection end and lowest potential end In a driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit constituted by a sampling switch, an odd number reading is sequentially read out to the flying capacitor circuit, and a cycle in which the voltage is output to the differential amplifier circuit is performed. After that, the voltage of the even-numbered battery module is sequentially read out to the flying capacitor circuit, and a read cycle is performed in which an even-numbered read cycle is output to the differential amplifier circuit.

本構成によれば、マルチプレクサは、各一端が各電池モジュールの最高電位端、各接続端及び最低電位端に接続されるN+1個の入力側サンプリングスイッチにより構成されるので、奇数番目の電池モジュールの電圧を読み出す場合と、偶数番目の電池モジュールの電圧とを読み出す場合とでは、フライングキャパシタ回路は逆方向に充電されるので、電池モジュールは、一方向に残留蓄電しているフライングキャパシタ回路を逆方向に充電せねばならず、電池モジュールの電力損失が大きい。   According to this configuration, the multiplexer is configured by N + 1 input-side sampling switches each having one end connected to the highest potential end, each connection end, and the lowest potential end of each battery module. In the case of reading the voltage and in the case of reading the voltage of the even-numbered battery module, the flying capacitor circuit is charged in the reverse direction, so the battery module reverses the flying capacitor circuit that stores the remaining power in one direction. The battery module has a large power loss.

そこで、本構成では、奇数番目の電池モジュールの電圧を連続して読み出す奇数番目読み出しサイクルと、偶数番目の電池モジュールの電圧を連続して読み出す偶数番目読み出しサイクルとを交互に実施する。これにより、マルチプレクサがフライングキャパシタ回路の充電方向を一方向に揃えなくても、電池モジュールの電圧読みだしに伴う電池モジュールの電力損失を大幅に低減することができる。   Therefore, in this configuration, the odd-numbered read cycle for continuously reading the voltages of the odd-numbered battery modules and the even-numbered read cycle for continuously reading the voltages of the even-numbered battery modules are alternately performed. Thereby, even if the multiplexer does not align the charging direction of the flying capacitor circuit in one direction, the power loss of the battery module accompanying the voltage reading of the battery module can be greatly reduced.

なお、本構成では上述したフライングキャパシタ回路リセット用のリセットスイッチを設けなくてもよいが、設ける場合には奇数番目読み出しサイクルと偶数番目読み出しサイクルとの切り替え時にだけリセットを行うことが好ましい。このリセット動作の実施により、奇数番目読み出しサイクルの最初の電池モジュールの電圧の読み出し、及び、偶数番目読み出しサイクルの最初の電池モジュールの電圧の読み出しにおいてフライングキャパシタ回路の逆方向残留電荷を消失させることができるので、電池モジュールの電力損失を低減することができる。   In this configuration, the above-described reset switch for resetting the flying capacitor circuit does not have to be provided. However, in the case of providing, it is preferable to reset only when switching between the odd-numbered read cycle and the even-numbered read cycle. By performing this reset operation, the reverse residual charge of the flying capacitor circuit can be lost in the voltage reading of the first battery module in the odd-numbered read cycle and the voltage reading of the first battery module in the even-numbered read cycle. Therefore, the power loss of the battery module can be reduced.

好適な態様によれば、前記奇数読み出しサイクルの前記先頭の前記電池モジュールの読み出し電圧、及び、前記偶数読み出しサイクルの前記先頭の前記電池モジュールの読み出し電圧に基づいて断線故障を判定することを特徴としている、本構成によれば、サイクルが代わった直後の電池モジュールを読み出すマルチプレクサの読み出し回路部分に関してその断線故障の有無を判定することができる。すなわち、もしこの断線が生じていれば、フライングキャパシタ回路からは本来とは逆の方向の蓄電電圧が読み出されるので、上記断線故障やオフ故障を容易に判定することができる。   According to a preferred aspect, the disconnection failure is determined based on a read voltage of the first battery module in the odd read cycle and a read voltage of the first battery module in the even read cycle. According to this configuration, it is possible to determine whether or not there is a disconnection failure in the readout circuit portion of the multiplexer that reads out the battery module immediately after the cycle is changed. That is, if this disconnection occurs, the stored voltage in the direction opposite to the original direction is read from the flying capacitor circuit, so that the disconnection failure or the off failure can be easily determined.

好適な態様によれば、前記奇数読み出しサイクル及び前記偶数読み出しサイクルのそれぞれ先頭の前記電池モジュールの電圧の読み出し直前に前記フライングキャパシタ回路を短絡してその蓄電電圧を減衰させるリセット回路を有することを特徴としている。   According to a preferred aspect, it has a reset circuit that short-circuits the flying capacitor circuit and attenuates the stored voltage immediately before reading the voltage of the battery module at the head of each of the odd read cycle and the even read cycle. It is said.

本構成によれば、断線故障やオフ故障時に差動増幅回路に逆方向電圧が印加されるのを防止することができるとともに、電池モジュールの電圧の上記電力損失を低減することができる。   According to this configuration, it is possible to prevent a reverse voltage from being applied to the differential amplifier circuit at the time of a disconnection failure or an off failure, and to reduce the power loss of the battery module voltage.

好適な態様によれば、前記各読み出しサイクルにおける前記奇数読み出しサイクルの先頭の電池モジュール、及び、前記各読み出しサイクルにおける前記偶数読み出しサイクルの先頭の電池モジュールを順番にシフトすることを特徴としている。   According to a preferred aspect, the battery module at the head of the odd read cycle in each read cycle and the battery module at the head of the even read cycle in each read cycle are sequentially shifted.

本構成によれば、サイクル直後に読み出される電池モジュールが順番に変更されるので、すべての電池モジュールの電圧読み出し経路について断線故障やオフ故障を判定することができる。また、すべての電池モジュールを均等に消耗させることができる。   According to this configuration, since the battery modules read immediately after the cycle are changed in order, it is possible to determine a disconnection failure or an off failure for the voltage reading paths of all the battery modules. Moreover, all the battery modules can be consumed evenly.

第2の発明のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路は、少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、直列接続されて組電池を構成するN(N>2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を前記電池モジュールの電圧読み込みごとに極性交互にあるいは常に同極性でチャージするマルチプレクサと、差動増幅回路と、前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチとを備えるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、前記各電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路で順次に読み出し、前記差動増幅回路に出力する各回の読み出しサイクルは、所定期間ごとに実施されるM(M>N)回の電池モジュールの電圧読み込みステップを有し、前記各回の読み出しサイクル中の複数の前記電圧読み込みステップにより所定個数の前記電池モジュールの電圧を複数回読み出し、前記読み出しサイクルにて複数回読み出される所定の前記電池モジュールの第二回目の前記電圧読み込みステップによる前記フライングキャパシタ回路の蓄電方向を、直前の電圧読み込みステップの前記フライングキャパシタの蓄電方向と同方向にすることを特徴としている。   A flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit according to a second aspect of the present invention includes a flying capacitor circuit having at least one flying capacitor and both ends of N (N> 2) battery modules connected in series to form an assembled battery. A multiplexer that sequentially connects to both ends of the flying capacitor circuit for each battery module and charges the flying capacitor circuit alternately or always with the same polarity for each voltage reading of the battery module by the voltage of each battery module; In a driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit comprising: a differential amplifier circuit; and a pair of output side sampling switches that individually connect a pair of input terminals of the differential amplifier circuit to both ends of the flying capacitor circuit; The voltage of each battery module is Each read cycle sequentially read out by the Rigge capacitor circuit and output to the differential amplifier circuit includes M (M> N) voltage reading steps of the battery module performed every predetermined period. A plurality of the voltage reading steps in the reading cycle, the voltage of the predetermined number of the battery modules is read a plurality of times, and the second voltage reading step of the predetermined battery module that is read a plurality of times in the reading cycle The storage direction of the flying capacitor circuit is the same as the storage direction of the flying capacitor in the immediately preceding voltage reading step.

すなわち、本構成では、フライングキャパシタ式組電池電圧検出回路は周期TでM回のモジュール電圧検出を行う。ただ、組電池がM個未満の電池モジュールしかもたない場合には、回路が遊んでしまう。そこで、各電池モジュールの電圧を読み出した後の余った電池モジュールの電圧読み出し期間において、組電池の所定の電池モジュールの電圧を再度読み出して測定回数を増加する。   That is, in this configuration, the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit performs module voltage detection M times with a period T. However, when the assembled battery has less than M battery modules, the circuit is idle. Therefore, in the remaining voltage reading period of the battery module after reading the voltage of each battery module, the voltage of a predetermined battery module of the assembled battery is read again to increase the number of measurements.

ただ、本構成では、マルチプレクサは、各一端が各電池モジュールの最高電位端、各接続端及び最低電位端に接続されるN+1個の入力側サンプリングスイッチにより構成されるので、奇数番目の電池モジュールの電圧を読み出す場合と、偶数番目の電池モジュールの電圧とを読み出す場合とでは、フライングキャパシタ回路は逆方向に充電されるので、電池モジュールは、一方向に残留蓄電しているフライングキャパシタ回路を逆方向に充電せねばならず、電池モジュールの電力損失が大きい。   However, in this configuration, the multiplexer is composed of N + 1 input-side sampling switches each having one end connected to the highest potential end, each connection end, and the lowest potential end of each battery module. In the case of reading the voltage and in the case of reading the voltage of the even-numbered battery module, the flying capacitor circuit is charged in the reverse direction, so the battery module reverses the flying capacitor circuit that stores the remaining power in one direction. The battery module has a large power loss.

そこで、本構成では、ダブル読み出しされる電池モジュールは、直前に読み出された電池モジュールとフライングキャパシタ蓄電方向を同じとしておく。
これにより、ダブル読みだしにされる電池モジュールの電力損失を低減することができる。
Therefore, in this configuration, the battery module that is double read out has the same charging direction as the battery module read out immediately before.
Thereby, it is possible to reduce the power loss of the battery module that is double-readed.

なお、本構成においては、奇数番目の電池モジュールの電圧を連続して読み出す奇数番目読み出しサイクルと、偶数番目の電池モジュールの電圧を連続して読み出す偶数番目読み出しサイクルとを交互に実施することが好ましい。これにより、マルチプレクサがフライングキャパシタ回路の充電方向を一方向に揃えなくても、電池モジュールの電圧読みだしに伴う電池モジュールの電力損失を大幅に低減することができる。   In this configuration, it is preferable that the odd-numbered read cycle for continuously reading the voltage of the odd-numbered battery module and the even-numbered read cycle for continuously reading the voltage of the even-numbered battery module are alternately performed. . Thereby, even if the multiplexer does not align the charging direction of the flying capacitor circuit in one direction, the power loss of the battery module accompanying the voltage reading of the battery module can be greatly reduced.

好適な態様によれば、前記1回の読み出しサイクルにおいて複数回読み出される前記電池モジュールの組み合わせを順次変更することを特徴としている。   According to a preferred aspect, the combination of the battery modules read a plurality of times in the one read cycle is sequentially changed.

しかし、上記手法では、上述のようにダブル読み出しされる電池モジュールが固定されているとこの電池モジュールの消耗が加速される。そこで、本構成では、ダブル読み出しされる電池モジュールを順番に変更するので、このダブル読み出しに起因する電池モジュールの容量ばらつきを低減することができる。   However, in the above method, when the battery module that is double-readed as described above is fixed, the consumption of the battery module is accelerated. Therefore, in this configuration, since the battery modules that are double-read are sequentially changed, the capacity variation of the battery modules due to the double-reading can be reduced.

第3の発明のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路は、少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、直列接続されて組電池を構成するN(N>2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を前記電池モジュールの電圧読み込みごとに極性交互にチャージするマルチプレクサと、差動増幅回路と、前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチとを備えるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、前記各電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順次に読み出し、前記差動増幅回路に出力する各回の読み出しサイクルは、所定期間ごとに実施されるM(M>N)回の電池モジュールの電圧読み込みステップを有し、前記各回の読み出しサイクル中に、すべての奇数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する奇数読み出しサイクルと、すべての偶数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する偶数読み出しサイクルとを実施した後、所定個数の前記電池モジュールの電圧を複数回読み出し、前記読み出しサイクルにて複数回読み出される所定の前記電池モジュールの第二回目の前記電圧読み込みステップによる前記フライングキャパシタ回路の蓄電方向を、直前の電圧読み込みステップの前記フライングキャパシタの蓄電方向と同方向とし、複数回読み出される前記電池モジュールの組み合わせを順次変更することを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a flying capacitor type assembled battery voltage detecting circuit including a flying capacitor circuit having at least one flying capacitor and N (N> 2) battery modules that are connected in series to form an assembled battery. A multiplexer that sequentially connects to both ends of the flying capacitor circuit for each battery module, and alternately charges the flying capacitor circuit with the voltage of each battery module every time the voltage of the battery module is read; and a differential amplifier circuit; In the driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit comprising a pair of output side sampling switches that individually connect a pair of input terminals of the differential amplifier circuit to both ends of the flying capacitor circuit, Voltage to the flying capacitor Each read cycle sequentially read out to the path and output to the differential amplifier circuit includes M (M> N) battery module voltage reading steps performed every predetermined period, and each read cycle The odd-numbered read cycle in which the voltages of all odd-numbered battery modules are sequentially read out to the flying capacitor circuit and output to the differential amplifier circuit; and the voltages of all even-numbered battery modules are output to the flying capacitor. A predetermined battery module that is read in sequence to a circuit and outputs an even number read cycle that is output to the differential amplifier circuit, and then reads a voltage of a predetermined number of the battery modules a plurality of times and is read a plurality of times in the read cycle. The flying capacitor by the second voltage reading step The power storage Road direction, the power storage in the same direction as the direction of the flying capacitor immediately before the voltage reading step, and a plurality of times, characterized in that successively changing the combination of the battery module to be read.

すなわち、本構成では、フライングキャパシタ式組電池電圧検出回路は周期TでM回のモジュール電圧検出を行う。ただ、組電池がM個未満の電池モジュールしかもたない場合には、回路が遊んでしまう。そこで、各電池モジュールの電圧を読み出した後の余った電池モジュールの電圧読みだし期間において、組電池の所定の電池モジュールの電圧を再度読み出し(ダブル読み出し)して測定回数を増加する。   That is, in this configuration, the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit performs module voltage detection M times with a period T. However, when the assembled battery has less than M battery modules, the circuit is idle. Therefore, in the remaining voltage reading period of the battery module after reading the voltage of each battery module, the voltage of a predetermined battery module of the assembled battery is read again (double reading) to increase the number of measurements.

ただ、ダブル読み出しを行うと、ダブル読み出しされた電池モジュールの電力損失だけが増大してしまう。   However, if double reading is performed, only the power loss of the battery module that has been double read increases.

そこで、本構成では、読み出しサイクルごとに選択されるダブル読み出しされる電池モジュールを、順番に入れ替える。このようにすれば、x回の読み出しサイクル後にはすべての電池モジュールが一回ずつダブル読み出しされることになり、電池モジュールの電圧ばらつきを低減することができる。   Therefore, in this configuration, the battery modules that are double-read selected for each read cycle are sequentially replaced. In this way, all battery modules are double-read once after x read cycles, and the voltage variation of the battery modules can be reduced.

本構成では、奇数番目の電池モジュールの電圧を連続して読み出す奇数番目読み出しサイクルと、偶数番目の電池モジュールの電圧を連続して読み出す偶数番目読み出しサイクルとを交互に実施する。これにより、マルチプレクサがフライングキャパシタ回路の充電方向を一方向に揃えなくても、電池モジュールの電圧読みだしに伴う電池モジュールの電力損失を大幅に低減することができる。   In this configuration, the odd-numbered read cycle for continuously reading the voltage of the odd-numbered battery module and the even-numbered read cycle for continuously reading the voltage of the even-numbered battery module are alternately performed. Thereby, even if the multiplexer does not align the charging direction of the flying capacitor circuit in one direction, the power loss of the battery module accompanying the voltage reading of the battery module can be greatly reduced.

また、リセット用のリセットスイッチを、設ける場合には奇数番目読み出しサイクルと偶数番目読み出しサイクルとの切り替え時にだけリセットを行うことが好ましい。このリセット動作の実施により、奇数番目読み出しサイクルの最初の電池モジュールの電圧の読み出し、及び、偶数番目読み出しサイクルの最初の電池モジュールの電圧の読み出しにおいてフライングキャパシタ回路の逆方向残留電荷を消失させることができるので、電池モジュールの電力損失を低減することができる。   When a reset switch for resetting is provided, it is preferable to perform reset only when switching between the odd-numbered read cycle and the even-numbered read cycle. By performing this reset operation, the reverse residual charge of the flying capacitor circuit can be lost in the voltage reading of the first battery module in the odd-numbered read cycle and the voltage reading of the first battery module in the even-numbered read cycle. Therefore, the power loss of the battery module can be reduced.

実施例1のフライングキャパシタ式電圧検出回路を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a flying capacitor type voltage detection circuit according to Embodiment 1; FIG. 実施例2のフライングキャパシタ式電圧検出回路を示す回路図である。実施例1の変形態様を示す回路図である。6 is a circuit diagram illustrating a flying capacitor type voltage detection circuit according to Embodiment 2. FIG. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a modification of the first embodiment. 実施例3のフライングキャパシタ式電圧検出回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a flying capacitor type voltage detection circuit according to a third embodiment. 実施例4のフライングキャパシタ式電圧検出回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a flying capacitor type voltage detection circuit according to a fourth embodiment.

以下、本発明のフライングキャパシタ式電圧検出回路の好適な態様を以下の実施例により詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the flying capacitor type voltage detection circuit of the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

(回路構成)本発明を適用する組電池の電圧検出装置を図1に示す回路図を参照して説明する。   (Circuit Configuration) An assembled battery voltage detection apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to a circuit diagram shown in FIG.

1はハイブリッド電気自動車用の走行動力蓄電用のバッテリ、2はマルチプレクサ、3は1個のフライングキャパシタC3からなるフライングキャパシタ回路、4は出力側サンプリングスイッチ回路、5は差動増幅回路、6はリセット回路であり、マルチプレクサ2はバッテリ1からフライングキャパシタ回路3に信号電圧を読み出し、出力側サンプリングスイッチ回路4はフライングキャパシタ回路3から差動増幅回路5に信号電圧を読み出す。R20はフライングキャパシタ回路3の放電電流を制限する電流制限抵抗である。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is a battery for driving power storage for hybrid electric vehicles, 2 is a multiplexer, 3 is a flying capacitor circuit composed of one flying capacitor C3, 4 is an output side sampling switch circuit, 5 is a differential amplifier circuit, and 6 is reset The multiplexer 2 reads the signal voltage from the battery 1 to the flying capacitor circuit 3, and the output side sampling switch circuit 4 reads the signal voltage from the flying capacitor circuit 3 to the differential amplifier circuit 5. R20 is a current limiting resistor that limits the discharge current of the flying capacitor circuit 3.

バッテリ1は、8個の電池モジュールVB10〜VB17を直列接続してなる。   The battery 1 is formed by connecting eight battery modules VB10 to VB17 in series.

マルチプレクサ2は、各一端がバッテリ1の最高電位端、最低電位端と各電池モジュールVB10〜VB17の接続端とに電流制限抵抗R10〜R18を個別に介して接続されるN+1個の入力側サンプリングスイッチSSR10〜SSR18からなる入力側サンプリングスイッチ回路21と、入力側サンプリングスイッチ21回路から読み出された信号電圧の送電方向を切り替えてフライングキャパシタ回路3に送り出す切り替え回路22とからなる。   The multiplexer 2 has N + 1 input-side sampling switches whose one ends are individually connected to the highest potential end and the lowest potential end of the battery 1 and the connection ends of the battery modules VB10 to VB17 via current limiting resistors R10 to R18, respectively. The input side sampling switch circuit 21 including SSR10 to SSR18 and the switching circuit 22 that switches the power transmission direction of the signal voltage read from the input side sampling switch 21 circuit and sends the signal voltage to the flying capacitor circuit 3.

切り替え回路22は、アナログスイッチである4つのスイッチSW00〜SW03からなる。スイッチ(第1スイッチ)SW00は奇数番目のスイッチSSR10、SSR12、SSR14、SSR16、SSR18の各他端をフライングキャパシタC3の一端に個別に接続する。スイッチ(第2スイッチ)SW01は奇数番目のスイッチSSR10、SSR12、SSR14、SSR16、SSR18の各他端をフライングキャパシタC3の他端に個別に接続する。スイッチ(第3スイッチ)SW02は偶数番目のスイッチSSR11、SSR13、SSR15、SSR17の各他端をフライングキャパシタC3の一端に個別に接続する。スイッチ(第4スイッチ)SW03は偶数番目のスイッチSSR11、SSR13、SSR15、SSR17の各他端をフライングキャパシタC3の他端に個別に接続する。スイッチSW00、SW03を同時にオンすることにより、奇数番目の電池モジュールVB10、VB12、VB14、VB16、VB18の信号電圧をフライングキャパシタC3に読み出し、フライングキャパシタC3を一方向に充電する。スイッチSW01、SW02を同時にオンすることにより、偶数番目の電池モジュールVB11、VB13、VB15、VB17の信号電圧をフライングキャパシタC3に読み出し、フライングキャパシタC3を一方向に蓄電する。すなわち、切り替え回路22は、入力側サンプリングスイッチ回路21の入力側サンプリングスイッチSSR10〜SSR18と同期して上記動作を行い、各電池モジュールVB10〜VB17の信号電圧によりフライングキャパシタC3を常に同方向に充電する。   The switching circuit 22 includes four switches SW00 to SW03 that are analog switches. The switch (first switch) SW00 individually connects the other ends of the odd-numbered switches SSR10, SSR12, SSR14, SSR16, and SSR18 to one end of the flying capacitor C3. The switch (second switch) SW01 individually connects the other ends of the odd-numbered switches SSR10, SSR12, SSR14, SSR16, and SSR18 to the other end of the flying capacitor C3. The switch (third switch) SW02 individually connects the other ends of the even-numbered switches SSR11, SSR13, SSR15, and SSR17 to one end of the flying capacitor C3. A switch (fourth switch) SW03 individually connects the other ends of the even-numbered switches SSR11, SSR13, SSR15, and SSR17 to the other end of the flying capacitor C3. By simultaneously turning on the switches SW00 and SW03, the signal voltages of the odd-numbered battery modules VB10, VB12, VB14, VB16, and VB18 are read out to the flying capacitor C3, and the flying capacitor C3 is charged in one direction. By simultaneously turning on the switches SW01 and SW02, the signal voltages of the even-numbered battery modules VB11, VB13, VB15, and VB17 are read out to the flying capacitor C3, and the flying capacitor C3 is charged in one direction. That is, the switching circuit 22 performs the above operation in synchronization with the input side sampling switches SSR10 to SSR18 of the input side sampling switch circuit 21, and always charges the flying capacitor C3 in the same direction by the signal voltage of each of the battery modules VB10 to VB17. .

出力側サンプリングスイッチ回路4は、一対の出力側サンプリングスイッチとしてスイッチSSR21、SSR22を有し、スイッチSSR21はフライングキャパシタC3の一端を差動増幅回路5の一入力端に接続し、スイッチSSR22はフライングキャパシタC3の他端を差動増幅回路5の他入力端に接続する。   The output side sampling switch circuit 4 includes switches SSR21 and SSR22 as a pair of output side sampling switches. The switch SSR21 connects one end of the flying capacitor C3 to one input end of the differential amplifier circuit 5, and the switch SSR22 is a flying capacitor. The other end of C3 is connected to the other input end of the differential amplifier circuit 5.

差動増幅回路5は、通常のオペアンプ電圧増幅回路からなり、Vrefは基準電源であり、抵抗を通じてオペアンプOPの他入力端(+入力端)の電位を基準電位に設定している。   The differential amplifier circuit 5 is composed of a normal operational amplifier voltage amplifier circuit, Vref is a reference power supply, and the potential of the other input terminal (+ input terminal) of the operational amplifier OP is set to the reference potential through a resistor.

リセット回路6は、互いに直列接続されたリセットスイッチSSR26と短絡電流制限用の抵抗素子R20とからなり、フライングキャパシタC3と並列に接続されている。   The reset circuit 6 includes a reset switch SSR26 and a short-circuit current limiting resistor element R20 connected in series with each other, and is connected in parallel with the flying capacitor C3.

(基本動作説明)図1の回路の基本動作を以下に説明する。
各電池モジュールVB10〜VB17のそれぞれ両端に接続されるスイッチSSR10〜SSR18のうちの各一対を一定周期で繰り返される所定の電圧モジュール読み出し期間ΔTの前半期間ごとに順番にオンし、同時に切り替え回路22のスイッチSW00〜SW03を上述のように同期オンさせて、各電池モジュールVB10〜VB17の電圧(モジュール電圧ともいう)を順番に読み出す。各所定周期ΔTの後半期間では、スイッチSSR10〜SSR18をオフし、出力側サンプリングスイッチ回路4のスイッチSSR21、SSR22をオンして、フライングキャパシタC3の蓄電電圧を差動増幅回路5に読み出す。
(Description of Basic Operation) The basic operation of the circuit of FIG. 1 will be described below.
Each pair of switches SSR10 to SSR18 connected to both ends of each of the battery modules VB10 to VB17 is turned on in turn in the first half period of a predetermined voltage module readout period ΔT repeated at a constant period, and at the same time, the switching circuit 22 The switches SW00 to SW03 are synchronously turned on as described above, and the voltages (also referred to as module voltages) of the battery modules VB10 to VB17 are sequentially read out. In the second half of each predetermined period ΔT, the switches SSR10 to SSR18 are turned off, the switches SSR21 and SSR22 of the output side sampling switch circuit 4 are turned on, and the stored voltage of the flying capacitor C3 is read to the differential amplifier circuit 5.

リセット回路6のリセットスイッチSR26は、電圧モジュール読み出し期間ΔTの後半期間の最終段階でオンされ、フライングキャパシタC3に残留する蓄電電圧を減衰乃至消去する。この時、リセットスイッチSR26のオン期間を調整すれば、フライングキャパシタC3の残留電圧の割合を決定することができる。リセット動作は、マルチプレクサ2の断線故障やオフ故障が生じた状態でリセット動作後に差動増幅回路5に読み出される信号電圧(電池モジュールの蓄電電圧を含まない)と、考えられる最小電圧の電池モジュールの電圧とが分別できる範囲内で、残留電圧をできるだけ大きくすること(好適には50%以上)が、電池モジュールの電力損失低減の点で好適である。   The reset switch SR26 of the reset circuit 6 is turned on at the final stage of the latter half of the voltage module readout period ΔT, and attenuates or erases the stored voltage remaining in the flying capacitor C3. At this time, by adjusting the ON period of the reset switch SR26, the ratio of the residual voltage of the flying capacitor C3 can be determined. The reset operation includes a signal voltage (not including the storage voltage of the battery module) read out to the differential amplifier circuit 5 after the reset operation in a state where the disconnection failure or off failure of the multiplexer 2 occurs, and the battery module having the lowest possible voltage. In view of reducing the power loss of the battery module, it is preferable to make the residual voltage as large as possible (preferably 50% or more) within a range where the voltage can be distinguished.

(断線故障やオフ故障検出動作1)上記動作により、各電池モジュールVB10〜VB17の電圧を順次に差動増幅回路5に転送でき、リセットスイッチSSR26のオンした後で次の電池モジュールの電圧を読み出すと、もしマルチプレクサ2が断線故障やオフ故障していれば、電池モジュールからフライングキャパシタC3への信号電圧読み込みが行えないので、フライングキャパシタC3から差動増幅回路5へ読み出される信号電圧は0となる。そこで、リセットスイッチSSR26オン直後の電池モジュールの電圧の大きさを判定することにより、この電池モジュールの電圧読みだしに関係するマルチプレクサ2の電流経路の断線故障やオフ故障を容易に検出することができる。   (Disconnection failure or off failure detection operation 1) With the above operation, the voltages of the battery modules VB10 to VB17 can be sequentially transferred to the differential amplifier circuit 5, and the voltage of the next battery module is read after the reset switch SSR26 is turned on. If the multiplexer 2 is broken or off, the signal voltage read from the battery module to the flying capacitor C3 cannot be read, and the signal voltage read from the flying capacitor C3 to the differential amplifier circuit 5 is zero. . Therefore, by determining the voltage level of the battery module immediately after the reset switch SSR26 is turned on, it is possible to easily detect a disconnection failure or an OFF failure in the current path of the multiplexer 2 related to the voltage reading of the battery module. .

(断線故障やオフ故障検出動作2)すべての電池モジュールVB10〜VB17の電圧をVB10から順番に差動増幅回路5に読み出し、VB17の電圧を読み出す読み出しサイクルを実施した後でリセットスイッチ(図面ではSW1とも記載されている)SSR26をオンすると、その直後にフライングキャパシタC3に接続される電池モジュールはフライングキャパシタC3の充電のために放電が進んでしまう。特定の電池モジュールだけが常にこのリセット動作直後に選択される場合、この問題は特に重大となる。また、これでは、この特定の電池モジュールにつながる電流経路の断線故障やオフ故障しか検出することができない。   (Disconnection failure or off failure detection operation 2) The voltages of all the battery modules VB10 to VB17 are sequentially read from the VB10 to the differential amplifier circuit 5, and after executing a read cycle for reading the voltage of VB17, the reset switch (SW1 in the drawing) When the SSR 26 is turned on (which is also described), the battery module connected to the flying capacitor C3 immediately after that is discharged to charge the flying capacitor C3. This problem is particularly serious when only certain battery modules are always selected immediately after this reset operation. In addition, it is possible to detect only a disconnection failure or an off failure in the current path connected to the specific battery module.

そこで、リセット動作直後に選択される電池モジュールを、読み出しサイクルごとに順番に変更する。これにより、電池モジュール間の容量ばらつきを低減することができる。   Therefore, the battery module selected immediately after the reset operation is changed in order for each read cycle. Thereby, the capacity variation between battery modules can be reduced.

(変形例)上記例では、1読み出しサイクル周期ですべての電池モジュールを1回づつ読み出し、各読み出しサイクル内の電池モジュールの読み出し順序を変更したが、その代わりに1読み出しサイクル周期内で、電池モジュール数を超える数の読み出しを行い、一部の電池モジュールを1読み出しサイクル周期内で2回読み出ししてもよい。この場合、電池モジュールの読み出し順序は同じである。このようにすれば、余分の回数読み出す電池モジュールの分だけリセット動作直後に読み出される電池モジュールがずれていくので、結局、均等にすべての電池モジュールをリセット動作直後に配置することができる。余分の回数読み出す電池モジュールの数は好適には1とされるが、サイクルを重ねるにつれてすべての電池モジュールがリセット動作直後に配置されるのであれば1でなくてもよい。   (Modification) In the above example, all the battery modules are read once in one read cycle period, and the read order of the battery modules in each read cycle is changed, but instead, the battery modules are read in one read cycle period. A number exceeding the number may be read, and some battery modules may be read twice within one read cycle period. In this case, the reading order of the battery modules is the same. In this way, since the battery modules read immediately after the reset operation are shifted by the number of battery modules to be read an extra number of times, all the battery modules can be evenly arranged immediately after the reset operation. The number of battery modules to be read an extra number is preferably 1. However, it may not be 1 as long as all battery modules are arranged immediately after the reset operation as the cycle is repeated.

また、この余分の回数読み出す電池モジュールに相当する第二回目に読み出される電池モジュールだけを読み出しサイクルごとに読み出ししてもよい。   Alternatively, only the battery module read for the second time corresponding to the battery module for reading this extra number of times may be read for each read cycle.

(リセット動作)リセット動作の直後に読み出す電池モジュールの電圧の前回の読み出し電圧を記憶しておき、この記憶値より所定値だけ小さい電圧がフライングキャパシタC3に残留するようにリセット期間を設定すれば、無駄な電池モジュールの電力損失を低減することができる。   (Reset operation) If the previous read voltage of the battery module voltage read immediately after the reset operation is stored, and the reset period is set so that a voltage smaller than the stored value by a predetermined value remains in the flying capacitor C3, It is possible to reduce power loss of useless battery modules.

(変形例)上記リセット動作の回数又はオン期間を電池モジュールの電圧に応じて変更することにより、各電池モジュールVB10〜VB17間の電圧ばらつきを低減することもできる。すなわち、前回の読み出し電圧値が大きい電池モジュールを次に読み出す直前に実施するリセット動作のオン期間を長くしたり、又は、この前回の読み出し電圧値が大きい電池モジュールの直前に行うリセット動作の平均回数を増加したりすれば、この前回の読み出し電圧値が大きい電池モジュールの蓄電電圧の低下を促進することができ、上記電圧ばらつきを低減することができる。   (Modification) By changing the number of reset operations or the ON period according to the voltage of the battery module, it is possible to reduce the voltage variation between the battery modules VB10 to VB17. That is, the ON period of the reset operation performed immediately before reading the battery module having a large previous read voltage value is lengthened, or the average number of reset operations performed immediately before the battery module having a large previous read voltage value Or the like, the decrease in the storage voltage of the battery module having a large previous read voltage value can be promoted, and the voltage variation can be reduced.

(変形例)上記実施例では、リセットスイッチSSR26のオンは、出力側サンプリングスイッチ回路4の出力側サンプリングスイッチSSR21、SSR22をオフしてから行ったが、リセットスイッチSSR26のオンを、出力側サンプリングスイッチ回路4の出力側サンプリングスイッチSSR21、SSR22をオン期間の後半に実施してもよい。このようにすれば、出力側サンプリングスイッチSSR21、SSR22とオペアンプOPとを接続する信号ラインの寄生容量に残留する電荷もキャンセルできるので、この残留電荷による読み出し精度の低下を低減することができる。   (Modification) In the above embodiment, the reset switch SSR26 is turned on after the output side sampling switches SSR21 and SSR22 of the output side sampling switch circuit 4 are turned off. However, the reset switch SSR26 is turned on. The output side sampling switches SSR21 and SSR22 of the circuit 4 may be implemented in the latter half of the ON period. In this way, the charge remaining in the parasitic capacitance of the signal line connecting the output side sampling switches SSR21, SSR22 and the operational amplifier OP can also be canceled, so that a reduction in reading accuracy due to the residual charge can be reduced.

本発明の他の実施例を図2を参照して以下に説明する。   Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

この実施例は、図1に示されるマルチプレクサ2の切り替え回路22を省略したマルチプレクサを用いてフライングキャパシタC3による電池モジュールVB10〜VB17の消耗を低減したものである。   In this embodiment, the consumption of the battery modules VB10 to VB17 due to the flying capacitor C3 is reduced by using a multiplexer in which the switching circuit 22 of the multiplexer 2 shown in FIG. 1 is omitted.

従来のこの種回路では、入力側サンプリングスイッチ回路21の各スイッチSSR10〜SSR18は、隣接する順番に順次オンされていた。このため、電池モジュールVB10〜VB17は常に逆方向に蓄電された残留電圧を放電した後、自己の電圧をフライングキャパシタC3に蓄電するため、電池モジュールVB10〜VB17の消耗が大きかった。   In this type of conventional circuit, the switches SSR10 to SSR18 of the input side sampling switch circuit 21 are sequentially turned on in the adjacent order. For this reason, since the battery modules VB10 to VB17 always discharge the residual voltage stored in the reverse direction and then store their own voltage in the flying capacitor C3, the battery modules VB10 to VB17 are greatly consumed.

そこで、この実施例では、各電池モジュールの電圧の読み出しサイクルを次のように実施して電池モジュールの消耗を低減する。まず奇数番目の電池モジュールの電圧すべてを順番に読み出す奇数読み出しサイクルを実施し、次に偶数番目の電池モジュールの電圧すべてを順番に読み出す偶数読み出しサイクルを実施する。このようにすれば、フライングキャパシタC3の逆方向の残留電圧により電池モジュールの容量が顕著に消耗するのは、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルのそれぞれ最初の電池モジュールだけとなる。したがって、他の電池モジュールの消耗を低減することができる。   Therefore, in this embodiment, the voltage reading cycle of each battery module is performed as follows to reduce the consumption of the battery module. First, an odd read cycle for sequentially reading all voltages of the odd-numbered battery modules is performed, and then an even-number read cycle for sequentially reading all voltages of the even-numbered battery modules is performed. In this way, the capacity of the battery module is significantly consumed by the residual voltage in the reverse direction of the flying capacitor C3 only in the first battery module of the odd read cycle and the even read cycle. Therefore, consumption of other battery modules can be reduced.

(変形例)この実施例においても、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルのそれぞれ最初の電池モジュールの電圧読みだしの直前におけるスイッチSSR21、SSR22のオン後にリセットスイッチSSR26(SW1)をオンすることにより、直後の電池モジュールの消耗を低減することができる。   (Modification) Also in this embodiment, the reset switch SSR26 (SW1) is turned on immediately after the switches SSR21 and SSR22 are turned on immediately before the voltage reading of the first battery module in the odd read cycle and the even read cycle. It is possible to reduce the consumption of the battery module.

(変形例)しかし、上述したこの実施例2においても、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルのそれぞれ最初に読み出される電池モジュールが一部に常に固定されていると、各電池モジュールVB10〜VB17間の電圧ばらつきが増大する。   (Modification) However, also in the above-described second embodiment, when the battery module read first in each of the odd read cycle and the even read cycle is always fixed to a part, the voltage between the battery modules VB10 to VB17 is fixed. Variation increases.

そこで、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルのそれぞれ最初に読み出される電池モジュールを順番に交代させる。これにより、各電池モジュールVB10〜VB17のフライングキャパシタC3への電荷転送による消耗を略均等化することができる。   Therefore, the battery modules that are read first in the odd read cycle and the even read cycle are changed in turn. Thereby, it is possible to substantially equalize the consumption of the battery modules VB10 to VB17 due to the charge transfer to the flying capacitor C3.

もちろん、この場合も、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルそれぞれ最初に電池モジュールの電圧を読み出す前にリセットスイッチSSR26をオンして、電池モジュールからの電荷持ち出しを低減することが好適である。   Of course, in this case as well, it is preferable to turn on the reset switch SSR 26 before reading the voltage of the battery module first in each of the odd read cycle and the even read cycle, thereby reducing charge carry-out from the battery module.

(変形例)上記実施例において断線故障やオフ故障(たとえば断線やマルチプレクサ2のスイッチのオンしない故障を言うものとする)は、上記奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルのそれぞれ最初に電池モジュールの電圧に基づいて実施することができ、又は、上記奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルの最後にリセットスイッチSSR26によるリセット動作を行い、その直後に読み出された電池モジュールの電圧に基づいて実施できる。   (Modification) In the above embodiment, a disconnection failure or an off failure (for example, a disconnection or a failure in which the switch of the multiplexer 2 is not turned on) is applied to the voltage of the battery module at the beginning of each of the odd read cycle and the even read cycle. The reset operation by the reset switch SSR26 is performed at the end of the odd read cycle and the even read cycle, and can be performed based on the voltage of the battery module read immediately thereafter.

(変形例)上記実施例2では、各奇数読み出しサイクルは奇数番目の電池モジュールの電圧を各一回読み出すサイクルとされ、偶数読み出しサイクルは偶数番目の電池モジュールの電圧を各一回読み出すサイクルとされたが、1回の奇数読み出しサイクル及び1回の偶数読み出しサイクルに含まれる電池モジュール読み出し回数は任意に設定することができる。   (Modification) In the second embodiment, each odd read cycle is a cycle for reading the voltage of the odd-numbered battery module once, and the even read cycle is a cycle for reading the voltage of the even-numbered battery module once. However, the number of battery module reads included in one odd read cycle and one even read cycle can be arbitrarily set.

たとえば、読み出しサイクルのうちの奇数読み出しサイクルにおいて、奇数番目の電池モジュールの所定の組み合わせの電圧を順次読み出し、その後、偶数番目の電池モジュールの所定の組み合わせの電圧を順次読み出す。   For example, in an odd read cycle of the read cycles, voltages of a predetermined combination of odd-numbered battery modules are sequentially read, and thereafter, voltages of a predetermined combination of even-numbered battery modules are sequentially read.

各奇数読み出しサイクルは、1回だけ読み出される奇数番目の電池モジュールと、複数回読み出される奇数番目の電池モジュールとを含むことができ、同じく、偶数番目の電池モジュールは、1回だけ読み出される偶数番目の電池モジュールと、複数回読み出される偶数番目の電池モジュールとを含むことができ、同じく、偶数番目の電池モジュールすべての他に更に追加の読み出しを実施される偶数番目の電池モジュールを含むことができる。ただし、各電池モジュールVB10〜VB17が奇数読み出しサイクル又は偶数読み出しサイクルの直後にくる平均確率及び各電池モジュールの電圧読み出し頻度は全体として均等化され、これにより各電池モジュールVB10〜VB17の消耗を均等化することができる。   Each odd read cycle may include an odd-numbered battery module that is read only once and an odd-numbered battery module that is read multiple times. Similarly, an even-numbered battery module is an even-numbered battery module that is read only once. And even-numbered battery modules that are read a plurality of times, and in addition, all even-numbered battery modules and even-numbered battery modules that are subjected to additional reading can be included. . However, the average probability that each battery module VB10 to VB17 comes immediately after the odd read cycle or the even read cycle and the voltage read frequency of each battery module are equalized as a whole, thereby equalizing the consumption of each battery module VB10 to VB17. can do.

もしくは、各奇数読み出しサイクルは、奇数番目の電池モジュールの一部を含むことができ、同じく、偶数番目の電池モジュールの一部を含むことができる。次の奇数読み出しサイクルでは奇数番目の電池モジュールの残部を含むことができ、同じく、偶数番目の電池モジュールの残部を含むことができる。すなわち、複数回の奇数読み出しサイクルにより奇数番目の電池モジュールの電圧読み出しを完了し、複数回の偶数読み出しサイクルにより偶数番目の電池モジュールの電圧読み出しを完了する。ただし、ただし、電圧モジュールVB10〜VB17が奇数読み出しサイクル又は偶数読み出しサイクルの直後にくる平均確率及び各電池モジュールの電圧読みだし頻度は全体として均等化され、これにより各電池モジュールVB10〜VB17の消耗を均等化することができる。   Alternatively, each odd read cycle can include a portion of an odd-numbered battery module, and can also include a portion of an even-numbered battery module. The next odd read cycle can include the remainder of the odd-numbered battery modules, and can also include the remainder of the even-numbered battery modules. That is, the voltage reading of the odd-numbered battery modules is completed by a plurality of odd-numbered read cycles, and the voltage reading of the even-numbered battery modules is completed by a plurality of even-numbered read cycles. However, the average probability that the voltage modules VB10 to VB17 come immediately after the odd read cycle or the even read cycle and the voltage read frequency of each battery module are equalized as a whole, thereby reducing the consumption of each battery module VB10 to VB17. Can be equalized.

なお、この例は特に、フライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の1回の奇数読み出しサイクル又は1回の偶数読み出しサイクルにおける電池モジュールの合計読み出し回数と、バッテリ1の実際の電池モジュール数とが回路もしくはバッテリの設計変更により不一致となった場合でも、支障なく各電池モジュールの電圧を均等頻度で読み出すことができ、かつ、各電池モジュールの消耗も均等化することができる利点も生じる。   In this example, in particular, the total number of battery module reads in one odd read cycle or one even read cycle of the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit and the actual number of battery modules in the battery 1 are the circuit or Even if there is a mismatch due to the battery design change, there is an advantage that the voltage of each battery module can be read out evenly without any trouble and the consumption of each battery module can be equalized.

(変形例)上記変形例では、バッテリ1の電池モジュール数と1回の読み出しサイクルで実施される電池モジュール読み出し回数との不一致にもかかわらず、各電池モジュールの電圧を全体として均等頻度で読み出し、かつ、この読み出しにおける電池モジュールの消耗の平均化を行ったが、すべての奇数番目の電池モジュールの電圧を読み出す完全奇数読み出しサイクルと、すべての偶数番目の電池モジュールの電圧を読み出す完全偶数読み出しサイクルとをまず実行した後で、奇数番目の電池モジュール又は偶数番目の電池モジュールのうちの一部からなる所定の組み合わせを追加的に読み出すこと部分読み出しサイクルを実施することができる。この場合においても、少なくとも奇数番目の電池モジュールの読み出しと偶数番目の電池モジュールの読み出しとをチェンジした直後に読み出される電池モジュールは、順番に変更され、各電池モジュールVB10〜VB17の消耗度合いを平均化される。なお、この場合において、この追加される部分読み出しサイクルで読み出される電池モジュールがフライングキャパシタC3を充電する方向は、直前の奇数番目(又は偶数番目の)読み出しサイクルにおけるフライングキャパシタ充電方向と同じとすることが、電池モジュールの消耗を低減する点で重要である。   (Modification) In the above modification, the voltage of each battery module is read as a whole at an equal frequency, regardless of the mismatch between the number of battery modules of the battery 1 and the number of battery module readings performed in one reading cycle. In addition, the battery module consumption in this reading was averaged, and a complete odd read cycle for reading the voltages of all odd-numbered battery modules, and a complete even-numbered read cycle for reading the voltages of all even-numbered battery modules, Is first executed, and then a partial read cycle in which a predetermined combination of a part of the odd-numbered battery modules or the even-numbered battery modules is additionally read can be performed. Even in this case, the battery modules read immediately after changing the reading of at least the odd-numbered battery modules and the reading of the even-numbered battery modules are changed in order, and the consumption levels of the battery modules VB10 to VB17 are averaged. Is done. In this case, the direction in which the battery module read in the additional partial read cycle charges the flying capacitor C3 is the same as the flying capacitor charge direction in the immediately preceding odd-numbered (or even-numbered) read cycle. However, it is important in reducing the consumption of the battery module.

(断線故障やオフ故障判定)この実施例における断線故障やオフ故障判定は、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルの直後になされる電池モジュールの電圧に基づいて行うことができる。また、奇数読み出しサイクル及び偶数読み出しサイクルの直後になされる電池モジュールの電圧読み出しの直前にリセット動作を行う場合には、このリセット動作の直後になされる電池モジュールの電圧に基づいて断線故障やオフ故障を検出することができる。   (Disconnection Failure / Off Failure Determination) The disconnection failure / off failure determination in this embodiment can be performed based on the voltage of the battery module made immediately after the odd read cycle and the even read cycle. In addition, when a reset operation is performed immediately before the voltage reading of the battery module that is performed immediately after the odd read cycle and the even read cycle, a disconnection failure or an off failure is performed based on the voltage of the battery module that is performed immediately after the reset operation. Can be detected.

すなわち、上記直後の電池モジュールの電圧が逆方向の電圧であったり、所定値未満のリセット後のフライングキャパシタC3の電圧であったりすれば、上記直後の電池モジュールから正常に電圧が読み出されていないと判定することができる。   That is, if the voltage of the battery module immediately after the above is a reverse voltage or the voltage of the flying capacitor C3 after reset less than a predetermined value, the voltage is normally read from the battery module immediately after the above. It can be determined that there is no.

本発明の他の実施例を図3を参照して以下に説明する。   Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

この実施例は図1に示す実施例1において、フライングキャパシタ回路3を直列接続された2つのフライングキャパシタC3、C3’で構成し、リセット回路6を、図1のリセット回路6と同一構成の第1リセット回路6x、第2リセット回路6yで構成し、第1リセット回路6xをフライングキャパシタC3に並列接続し、第2リセット回路6yをフライングキャパシタC3’に並列接続し、略容量が等しいフライングキャパシタC3、C3’の接続点をスイッチSSR23を通じて基準電源Vrefに接続したものである。第1リセット回路6xはリセットスイッチSSR26a(SW2)と抵抗素子R26aとからなり、第2リセット回路6yはリセットスイッチSSR26b(SW3)と抵抗素子R26bとからなる。   This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the flying capacitor circuit 3 is composed of two flying capacitors C3 and C3 ′ connected in series, and the reset circuit 6 is the same as the reset circuit 6 in FIG. The first reset circuit 6x and the second reset circuit 6y are configured such that the first reset circuit 6x is connected in parallel to the flying capacitor C3, the second reset circuit 6y is connected in parallel to the flying capacitor C3 ′, and the flying capacitors C3 having substantially the same capacity are connected. , C3 ′ is connected to the reference power source Vref through the switch SSR23. The first reset circuit 6x includes a reset switch SSR26a (SW2) and a resistance element R26a, and the second reset circuit 6y includes a reset switch SSR26b (SW3) and a resistance element R26b.

この回路の動作を説明すると、この回路では、マルチプレクサ2により電池モジュールの電圧ΔVsはフライングキャパシタC3、C3’に半分づつ蓄電される。その後、スイッチSSR21、SSR22、SSRW23をオンして、フライングキャパシタC3、C3’の信号電圧を差動増幅回路5に読み出す。このようにすれば、差動増幅回路5の一対の入力端には、基準電源源Vrefの基準電位より0.5ΔVsだけ高い電位と、0.5ΔVsだけ低い電位とが印加されることになり、寄生容量の影響を低減して、正確に差動増幅回路5の入力電圧を上記基準電位源Vrefの基準電圧を中間電圧値としてその両側にスイングさせることができる。   The operation of this circuit will be described. In this circuit, the multiplexer 2 stores the voltage ΔVs of the battery module in half in the flying capacitors C3 and C3 ′. Thereafter, the switches SSR21, SSR22, and SSRW23 are turned on, and the signal voltages of the flying capacitors C3 and C3 'are read out to the differential amplifier circuit 5. In this way, a potential that is higher by 0.5 ΔVs than the reference potential of the reference power source Vref and a potential that is lower by 0.5 ΔVs are applied to the pair of input ends of the differential amplifier circuit 5. The influence of the parasitic capacitance can be reduced, and the input voltage of the differential amplifier circuit 5 can be accurately swung to both sides using the reference voltage of the reference potential source Vref as an intermediate voltage value.

図3の回路においても、実施例1、2と同様に各電池モジュールの消耗の平均化及び断線故障やオフ故障判定を実施することができる。   In the circuit of FIG. 3, similarly to the first and second embodiments, the consumption of each battery module can be averaged and disconnection failure or off failure determination can be performed.

本発明の他の実施例を図4を参照して以下に説明する。   Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

この実施例は、図3において、リセット回路6を図1に示すリセットスイッチSSR26と電流制限抵抗R20とで構成し、出力側サンプリングスイッチ回路4’を3つの出力側サンプリングスイッチSSR21、SSR22、SSR23で構成し、差動増幅回路5’内にそれぞれ図1に示す差動増幅回路5と同等の差動増幅回路5a、5bを設けたものである。   In this embodiment, in FIG. 3, the reset circuit 6 is constituted by the reset switch SSR26 and the current limiting resistor R20 shown in FIG. 1, and the output side sampling switch circuit 4 ′ is constituted by three output side sampling switches SSR21, SSR22, and SSR23. The differential amplifier circuit 5 'is provided with differential amplifier circuits 5a and 5b equivalent to the differential amplifier circuit 5 shown in FIG.

差動増幅回路5aは、出力側サンプリングスイッチSSR21、SSR22を通じてフライングキャパシタC3の蓄電電圧を検出し、差動増幅回路5bは、出力側サンプリングスイッチSSR23、SSR22を通じてフライングキャパシタC4の蓄電電圧を検出する。   The differential amplifier circuit 5a detects the stored voltage of the flying capacitor C3 through the output side sampling switches SSR21 and SSR22, and the differential amplifier circuit 5b detects the stored voltage of the flying capacitor C4 through the output side sampling switches SSR23 and SSR22.

この回路構成によれば、電池モジュールVB10、VB13、VB14、VB17の電圧はフライングキャパシタC3を同方向に充電した後、差動増幅回路5aにより検出され、電池モジュールVB11、VB12、VB15、VB16の電圧はフライングキャパシタC4を同方向に充電した後、差動増幅回路5bにより検出される。この回路によれば。切り換え回路なしにフライングキャパシタC3、C4の充電方向を揃えることができる。この回路においても、実施例1と同様の手法を採用することにより、電池モジュールの断線故障やオフ故障や消耗低減を図ることができる。   According to this circuit configuration, the voltages of the battery modules VB10, VB13, VB14, and VB17 are detected by the differential amplifier circuit 5a after charging the flying capacitor C3 in the same direction, and the voltages of the battery modules VB11, VB12, VB15, and VB16 are detected. Is detected by the differential amplifier circuit 5b after charging the flying capacitor C4 in the same direction. According to this circuit. The charging directions of the flying capacitors C3 and C4 can be aligned without a switching circuit. Also in this circuit, by adopting the same method as in the first embodiment, it is possible to reduce the disconnection failure, off failure, and consumption of the battery module.

1 バッテリ
2 マルチプレクサ
3 フライングキャパシタ回路
4 出力側サンプリングスイッチ回路
5 差動増幅回路
1 Battery 2 Multiplexer 3 Flying Capacitor Circuit 4 Output Side Sampling Switch Circuit 5 Differential Amplifier Circuit

Claims (7)

少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、
直列接続されて組電池を構成するN(N>2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を前記電池モジュールの電圧読み込みごとに極性交互にチャージするマルチプレクサと、
差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチと、
を備え、
前記マルチプレクサは、各一端が前記各電池モジュールの最高電位端、各接続端及び最低電位端に接続されるN+1個の入力側サンプリングスイッチにより構成されるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
奇数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する奇数読み出しサイクルを実施した後、偶数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する偶数読み出しサイクルを実施してなる読み出しサイクルを繰り返すことを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
A flying capacitor circuit having at least one flying capacitor;
Both ends of N (N> 2) battery modules that are connected in series to form an assembled battery are sequentially connected to both ends of the flying capacitor circuit for each of the battery modules, and the flying capacitors are generated by the voltages of the battery modules. A multiplexer that alternately charges the circuit for each voltage reading of the battery module; and
A differential amplifier circuit;
A pair of output side sampling switches for individually connecting a pair of input terminals of the differential amplifier circuit to both ends of the flying capacitor circuit;
With
In the method of driving a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit, wherein the multiplexer includes N + 1 input sampling switches each having one end connected to the highest potential end, each connection end, and the lowest potential end of each battery module. ,
The odd-numbered battery module voltages are sequentially read out to the flying capacitor circuit and output to the differential amplifier circuit, and then the odd-numbered battery module voltages are sequentially input to the flying capacitor circuit. A driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detecting circuit, wherein a reading cycle is performed by performing an even number reading cycle for reading and outputting to the differential amplifier circuit.
請求項1記載のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
前記奇数読み出しサイクルの前記先頭の前記電池モジュールの読み出し電圧、及び、前記偶数読み出しサイクルの前記先頭の前記電池モジュールの読み出し電圧に基づいて断線故障を判定することを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
In the driving method of the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit according to claim 1,
A flying capacitor type assembled battery voltage, wherein a disconnection failure is determined based on a read voltage of the first battery module of the odd read cycle and a read voltage of the first battery module of the even read cycle A detection circuit driving method.
請求項2記載のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
前記奇数読み出しサイクル及び前記偶数読み出しサイクルのそれぞれ先頭の前記電池モジュールの電圧の読み出し直前に前記フライングキャパシタ回路を短絡してその蓄電電圧を減衰させるリセット回路を有することを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
In the driving method of the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit according to claim 2,
A flying capacitor type assembled battery comprising a reset circuit that short-circuits the flying capacitor circuit and attenuates the stored voltage immediately before reading the voltage of the battery module at the head of each of the odd read cycle and the even read cycle Driving method of the voltage detection circuit.
請求項1乃至3のいずれか記載のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
前記各読み出しサイクルにおける前記奇数読み出しサイクルの先頭の電池モジュール、及び、前記各読み出しサイクルにおける前記偶数読み出しサイクルの先頭の電池モジュールを順番にシフトすることを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
In the driving method of the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit according to any one of claims 1 to 3,
A flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit that sequentially shifts the first battery module of the odd read cycle in each read cycle and the first battery module of the even read cycle in each read cycle. Driving method.
少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、
直列接続されて組電池を構成するN(N>2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を前記電池モジュールの電圧読み込みごとに極性交互にあるいは常に同極性でチャージするマルチプレクサと、
差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチと、
を備えるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
前記各電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路で順次に読み出し、前記差動増幅回路に出力する各回の読み出しサイクルは、所定期間ごとに実施されるM(M>N)回の電池モジュールの電圧読み込みステップを有し、
前記各回の読み出しサイクル中の複数の前記電圧読み込みステップにより所定個数の前記電池モジュールの電圧を複数回読み出し、
前記読み出しサイクルにて複数回読み出される所定の前記電池モジュールの第二回目の前記電圧読み込みステップによる前記フライングキャパシタ回路の蓄電方向を、
直前の電圧読み込みステップの前記フライングキャパシタの蓄電方向と同方向にすることを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
A flying capacitor circuit having at least one flying capacitor;
Both ends of N (N> 2) battery modules that are connected in series to form an assembled battery are sequentially connected to both ends of the flying capacitor circuit for each of the battery modules, and the flying capacitors are generated by the voltages of the battery modules. A multiplexer that charges the circuit alternately or always with the same polarity for each voltage reading of the battery module;
A differential amplifier circuit;
A pair of output side sampling switches for individually connecting a pair of input terminals of the differential amplifier circuit to both ends of the flying capacitor circuit;
In a driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit comprising:
The voltage of each battery module is sequentially read out by the flying capacitor circuit and output to the differential amplifier circuit in each read cycle. M (M> N) battery module voltage read is performed every predetermined period. Has steps,
The voltage of the predetermined number of the battery modules is read a plurality of times by the plurality of voltage reading steps in each reading cycle,
The storage direction of the flying capacitor circuit according to the second voltage reading step of the predetermined battery module that is read a plurality of times in the read cycle,
A driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit, characterized in that it is set in the same direction as the storage direction of the flying capacitor in the immediately preceding voltage reading step.
請求項5記載のフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
前記1回の読み出しサイクルにおいて複数回読み出される前記電池モジュールの組み合わせを順次変更することを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
In the driving method of the flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit according to claim 5,
A driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit, wherein the combination of the battery modules read a plurality of times in the one read cycle is sequentially changed.
少なくとも一個のフライングキャパシタを有するフライングキャパシタ回路と、
直列接続されて組電池を構成するN(N>2)個の電池モジュールの各両端を前記電池モジュールごとに前記フライングキャパシタ回路の両端に順次に接続して前記各電池モジュールの電圧により前記フライングキャパシタ回路を前記電池モジュールの電圧読み込みごとに極性交互にチャージするマルチプレクサと、
差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の一対の入力端子を前記フライングキャパシタ回路の両端に個別に接続する一対の出力側サンプリングスイッチと、
を備えるフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法において、
前記各電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順次に読み出し、前記差動増幅回路に出力する各回の読み出しサイクルは、所定期間ごとに実施されるM(M>N)回の電池モジュールの電圧読み込みステップを有し、
前記各回の読み出しサイクル中に、すべての奇数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する奇数読み出しサイクルと、すべての偶数番目の前記電池モジュールの電圧を前記フライングキャパシタ回路に順番に読み出し、前記差動増幅回路に出力する偶数読み出しサイクルとを実施した後、所定個数の前記電池モジュールの電圧を複数回読み出し、
前記読み出しサイクルにて複数回読み出される所定の前記電池モジュールの第二回目の前記電圧読み込みステップによる前記フライングキャパシタ回路の蓄電方向を、
直前の電圧読み込みステップの前記フライングキャパシタの蓄電方向と同方向とし、複数回読み出される前記電池モジュールの組み合わせを順次変更することを特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出回路の駆動方法。
A flying capacitor circuit having at least one flying capacitor;
Both ends of N (N> 2) battery modules that are connected in series to form an assembled battery are sequentially connected to both ends of the flying capacitor circuit for each of the battery modules, and the flying capacitors are generated by the voltages of the battery modules. A multiplexer that alternately charges the circuit for each voltage reading of the battery module; and
A differential amplifier circuit;
A pair of output side sampling switches for individually connecting a pair of input terminals of the differential amplifier circuit to both ends of the flying capacitor circuit;
In a driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit comprising:
Each battery module sequentially reads out the voltage of each battery module to the flying capacitor circuit and outputs the voltage to the differential amplifier circuit. The read cycle of the battery module is performed for each predetermined period M (M> N) times. Has steps,
During each of the read cycles, all the odd-numbered battery modules are sequentially read out to the flying capacitor circuit and output to the differential amplifier circuit. The voltage is sequentially read out to the flying capacitor circuit, and the even-numbered read cycle is output to the differential amplifier circuit.
The storage direction of the flying capacitor circuit according to the second voltage reading step of the predetermined battery module that is read a plurality of times in the read cycle,
A driving method of a flying capacitor type assembled battery voltage detection circuit, wherein the combination of the battery modules read out a plurality of times is sequentially changed in the same direction as the storage direction of the flying capacitor in the immediately preceding voltage reading step.
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