JP2012208055A - Battery temperature detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池セルの温度がアナログ信号として入力される電池温度検出装置に関するものである。 The present invention relates to a battery temperature detection device in which the temperature of a battery cell is input as an analog signal.
近年、低炭素社会の実現に向けて電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、およびハイブリッド車（ＨｙｂｒｉＤ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が注目されている。このような電気自動車、およびハイブリッド車は、タイヤへ伝達される駆動力を発生させるための電動機を備える。 In recent years, electric vehicles (EVs) and hybrid vehicles (Hybrid Vehicles) have attracted attention for the realization of a low-carbon society. Such electric vehicles and hybrid vehicles include an electric motor for generating a driving force transmitted to the tire.
この電動機の動作させるためのエネルギは二次電池から供給される。特に近年、走行距離の延長と電池モジュールの配置の省スペース化を両立させるための二次電池としては、従来用いられてきた鉛蓄電池から、エネルギ密度の高い二次電池（ニッケル水素充電池、リチウムイオン充電池など）が用いられるようになっている。 Energy for operating the electric motor is supplied from the secondary battery. In particular, in recent years, as secondary batteries for achieving both extended travel distance and space saving of battery module arrangement, secondary batteries (nickel metal hydride rechargeable batteries, lithium batteries) having higher energy density than the conventional lead storage batteries have been used. Ion rechargeable batteries, etc. are used.
これらエネルギ密度の高い二次電池は、鉛蓄電池に比べて温度に対する安定度が低い事が知られている。例えば、リチウムイオン充電池においては、高温度における熱暴走により、破裂、ケースの熔解等の重大な事故に繋がる可能性があり、精密な計測による使用条件の管理が必要となっている。 These secondary batteries with high energy density are known to be less stable with respect to temperature than lead acid batteries. For example, in lithium ion rechargeable batteries, thermal runaway at high temperatures may lead to serious accidents such as rupture and melting of the case, and management of usage conditions through precise measurement is required.
電池のセル（以下、電池セル）の温度を検出する電池温度検出装置としては、電池セルの温度を温度センサで検出し、温度センサの検出信号を所定のサンプリング周期でＡ／Ｄコンバータにてデジタル信号に変換するものがある（例えば、特許文献１）。 As a battery temperature detection device that detects the temperature of a battery cell (hereinafter referred to as a battery cell), the temperature of the battery cell is detected by a temperature sensor, and the detection signal of the temperature sensor is digitally output by an A / D converter at a predetermined sampling period. There exists what converts into a signal (for example, patent document 1).
従来の電池温度検出装置は、温度センサの検出信号をＡ／Ｄコンバータにてデジタル信号に変換するものであったが、温度センサとＡ／Ｄコンバータとの間では温度情報がアナログ値で伝送される。 Conventional battery temperature detection devices convert a detection signal of a temperature sensor into a digital signal by an A / D converter, but temperature information is transmitted as an analog value between the temperature sensor and the A / D converter. The
温度センサとＡ／Ｄコンバータとが長距離で伝送される場合、伝送路にてアナログ信号にノイズが重畳され温度情報が誤ってしまう可能性がある。温度情報の信号品質の低下は、電池セルの温度測定の精度を低下させるので問題である。 When the temperature sensor and the A / D converter are transmitted over a long distance, noise may be superimposed on the analog signal in the transmission path, and the temperature information may be erroneous. The deterioration of the signal quality of the temperature information is a problem because it decreases the accuracy of the temperature measurement of the battery cell.
本発明は、電池セルの温度情報である入力アナログ信号について、あらかじめ定めた範囲でアナログ信号の感度を向上させることが可能な電池温度検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery temperature detection device capable of improving the sensitivity of an analog signal within a predetermined range with respect to an input analog signal which is battery cell temperature information.
本発明は、電池セルの温度情報がアナログ信号で入力される電池温度検出装置であって、前記入力アナログ信号を所定の一次関数を用いて出力アナログ信号に変換して出力するアナログ出力増幅部を備え、前記アナログ出力増幅部が用いる一次関数は、前記入力アナログ信号のうち所定の範囲を感度向上レンジとし、この感度向上レンジにおける傾きの絶
対値が、非感度向上レンジにおける傾きの絶対値より大きい関数である、電池温度検出装置である。
The present invention relates to a battery temperature detection device in which battery cell temperature information is input as an analog signal, and an analog output amplifier that converts the input analog signal into an output analog signal using a predetermined linear function and outputs the analog signal And the linear function used by the analog output amplification unit has a predetermined range of the input analog signal as a sensitivity improvement range, and the absolute value of the slope in the sensitivity improvement range is larger than the absolute value of the slope in the non-sensitivity improvement range. It is a battery temperature detection device that is a function.
本発明は、変換に用いる一次関数の傾きの絶対値を、感度向上レンジにおいて非感度向上レンジよりも大きくすることで、感度向上レンジにおいてアナログ信号の感度を向上させることが可能であるという効果を奏する。 The present invention has the effect that the sensitivity of an analog signal can be improved in the sensitivity improvement range by making the absolute value of the slope of the linear function used for conversion larger than the non-sensitivity improvement range in the sensitivity improvement range. Play.
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態における電池温度検出装置１について図１および図２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態における電池温度検出装置１および周辺装置のブロック図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a battery temperature detection device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram of a battery temperature detection device 1 and peripheral devices according to an embodiment of the present invention.
電池温度検出装置１は、蓄電装置２から出力される電池セルの温度情報を表す複数本のアナログ信号が入力（以下、アナログ入力信号）され、この入力アナログ信号に所定変換を施した出力アナログ信号を電池温度処理装置３へ出力する。電池温度処理装置３は、出力アナログ信号をＡ／Ｄ変換して電池セルの温度を取得し、蓄電装置２の制御を行う。 The battery temperature detection device 1 receives a plurality of analog signals representing the temperature information of the battery cells output from the power storage device 2 (hereinafter referred to as analog input signals), and an output analog signal obtained by subjecting the input analog signal to predetermined conversion Is output to the battery temperature processing device 3. The battery temperature processing device 3 performs A / D conversion on the output analog signal, acquires the temperature of the battery cell, and controls the power storage device 2.
蓄電装置２の構成を説明する。蓄電装置２は、電池セル２０、サーミスタ２１を備えている。電池セル２０としては、ニッケル水素充電池、リチウムイオン充電池、または高容量のキャパシタを用いる事が出来る。 The configuration of the power storage device 2 will be described. The power storage device 2 includes a battery cell 20 and a thermistor 21. As the battery cell 20, a nickel metal hydride rechargeable battery, a lithium ion rechargeable battery, or a high capacity capacitor can be used.
ニッケル水素充電池においては、正確に温度を検出する事によりきめ細かい充電制御が可能となる。また、温度の時間変化を正確に計測する事により過充電の保護を掛ける事が可能となる。 In a nickel metal hydride rechargeable battery, fine charge control is possible by accurately detecting the temperature. In addition, it is possible to protect overcharge by accurately measuring the time change of temperature.
また、リチウムイオン充電池においては高温における熱暴走が懸念され、約８０℃程度における熱暴走により破裂、ケースの熔解等の重大な事故に繋がる可能性があり、精密な計測による使用条件の管理が必要となる。 In addition, there is concern about thermal runaway at high temperatures in lithium ion rechargeable batteries, and thermal runaway at about 80 ° C may lead to serious accidents such as rupture and melting of the case. Necessary.
サーミスタ２１は、電池セル２０の温度を測定してアナログ値として出力するためのセンサである。サーミスタ２１は、温度変化により電気抵抗が変化する抵抗体を用いた素子である。 The thermistor 21 is a sensor for measuring the temperature of the battery cell 20 and outputting it as an analog value. The thermistor 21 is an element using a resistor whose electric resistance changes with temperature change.
電池セル２０（２０Ａ〜２０Ｄ）の温度を正確に計測するために、それぞれの電池セル２０についてサーミスタ２１（２１Ａ〜２１Ｄ）を備える。電池セル２０とサーミスタ２１とはそれぞれ熱的に結合している。 In order to accurately measure the temperature of the battery cells 20 (20A to 20D), the thermistors 21 (21A to 21D) are provided for the respective battery cells 20. The battery cell 20 and the thermistor 21 are thermally coupled to each other.
次に、電池温度検出装置１の構成について説明する。温度情報をアナログ信号で伝送する場合、伝送路における耐ノイズ性能が求められる。そのため、電池温度検出装置１は、
入力アナログ信号のうち所定の温度範囲に対応するレンジについて感度が向上するように変換して出力アナログ信号として出力する。
Next, the configuration of the battery temperature detection device 1 will be described. When temperature information is transmitted as an analog signal, noise resistance performance in the transmission path is required. Therefore, the battery temperature detection device 1 is
A range corresponding to a predetermined temperature range in the input analog signal is converted so as to improve the sensitivity and output as an output analog signal.
電池温度検出装置１へは、サーミスタ２１のアナログ出力が入力アナログ信号として入力される。電池温度検出装置１は、基準電圧１０、温度検出抵抗１１、選択部１２、制御部１３、アナログ出力増幅部１４、判定部１５を備える。 An analog output of the thermistor 21 is input to the battery temperature detection device 1 as an input analog signal. The battery temperature detection device 1 includes a reference voltage 10, a temperature detection resistor 11, a selection unit 12, a control unit 13, an analog output amplification unit 14, and a determination unit 15.
基準電圧１０は、定電圧源から出力された電圧であり、電池温度検出装置１への入力アナログ信号のダイナミックレンジを決めるものである。 The reference voltage 10 is a voltage output from a constant voltage source, and determines the dynamic range of an analog signal input to the battery temperature detection device 1.
温度検出抵抗１１（１１Ａ〜１１Ｄ）は、蓄電装置２に内蔵されているサーミスタ２１の出力を入力アナログ信号に変換する為に必要となる。入力アナログ信号はサーミスタ２１が検出した電池セル２０の温度に略比例した電圧値となる信号である。 The temperature detection resistor 11 (11A to 11D) is necessary for converting the output of the thermistor 21 built in the power storage device 2 into an input analog signal. The input analog signal is a signal having a voltage value substantially proportional to the temperature of the battery cell 20 detected by the thermistor 21.
選択部１２は、サーミスタ２１（２１Ａ〜２０Ｄ）のそれぞれに対応した入力端子を備え、いずれか１つの入力アナログ信号を出力するものである。 The selection unit 12 includes input terminals corresponding to the thermistors 21 (21A to 20D) and outputs any one input analog signal.
制御部１３は、選択部１２を制御する。例えば、制御部１３は、サーミスタ２１（２１Ａ〜２０Ｄ）の出力を時系列に順次切り換えるように選択部１２を制御する。制御部１３は、デジタル論理回路を組み合わせて構成することも可能であるが、ＣＰＵと、ＲＯＭまたはＲＡＭ等とから構成する事も可能である。 The control unit 13 controls the selection unit 12. For example, the control unit 13 controls the selection unit 12 to sequentially switch the outputs of the thermistors 21 (21A to 20D) in time series. The control unit 13 can be configured by combining digital logic circuits, but can also be configured by a CPU and ROM or RAM.
アナログ出力増幅部１４は、選択部１２が出力した入力アナログ信号を、所定の関数を用いて出力アナログ信号に変換して出力するものである。アナログ出力増幅部１４は、入力アナログ信号のうち所定範囲の感度を向上させる変換を行う。この所定範囲を以下、感度向上レンジと呼ぶ、感度向上レンジ以外の入力アナログ信号の範囲を非感度向上レンジもしくは感度低下レンジと呼ぶ。 The analog output amplification unit 14 converts the input analog signal output from the selection unit 12 into an output analog signal using a predetermined function, and outputs the output analog signal. The analog output amplifying unit 14 performs conversion for improving sensitivity within a predetermined range of the input analog signal. This predetermined range is hereinafter referred to as a sensitivity enhancement range, and the input analog signal range other than the sensitivity enhancement range is referred to as a non-sensitivity enhancement range or a sensitivity reduction range.
アナログ出力増幅部１４は、判定部１５と増幅回路１６とを備える。判定部１５は、入力アナログ信号の信号レベルを判定して、増幅回路１６の増幅率を決定する。増幅回路１６は、判定部１５が決定した増幅率で、入力アナログ信号を増幅した後に、出力アナログ信号として出力する。この変換については後に詳細に説明する。 The analog output amplifier 14 includes a determination unit 15 and an amplifier circuit 16. The determination unit 15 determines the signal level of the input analog signal and determines the amplification factor of the amplifier circuit 16. The amplifying circuit 16 amplifies the input analog signal at the amplification factor determined by the determination unit 15 and then outputs it as an output analog signal. This conversion will be described in detail later.
次に、電池温度処理装置３の各部の構成を説明する。電池温度処理装置３は、ＡＤ変換器３０、温度情報処理部３１を備える。 Next, the structure of each part of the battery temperature processing apparatus 3 will be described. The battery temperature processing device 3 includes an AD converter 30 and a temperature information processing unit 31.
ＡＤ変換器３０は、電池温度検出装置１が出力した出力アナログ信号をデジタル値に変換するものである。システム要求に応じてデジタル分解能を決める事が可能である。この変換されたデジタル値は、温度情報処理部３１に入力される。 The AD converter 30 converts the output analog signal output from the battery temperature detection device 1 into a digital value. Digital resolution can be determined according to system requirements. The converted digital value is input to the temperature information processing unit 31.
温度情報処理部３１は、ＣＰＵと、ＲＯＭまたはＲＡＭ等とから構成される。ＣＰＵが、ＲＯＭまたはＲＡＭ等に格納されたプログラムを実行することによって、各種演算、制御信号の出力等を行う。温度情報処理部３１は判定部１５の変換方式の逆変換を行う事により、アナログ出力増幅部１４の入力アナログ値を算出する事が可能となる。つまり、電池セル２０（２０Ａ〜２０Ｄ）の温度データを得る事が可能となる。 The temperature information processing unit 31 includes a CPU and a ROM or RAM. The CPU executes various programs, outputs control signals, and the like by executing programs stored in the ROM or RAM. The temperature information processing unit 31 can calculate the input analog value of the analog output amplification unit 14 by performing inverse conversion of the conversion method of the determination unit 15. That is, the temperature data of the battery cell 20 (20A to 20D) can be obtained.
温度情報処理部３１は、例えば、電池セル２０が所定の温度以上となったとき、電池セル２０が不安定状態である、または、電池セル２０を機能制限状態で使う必要があると判断する。その結果、温度情報処理部３１は蓄電装置２を制御して、蓄電装置２を停止、または、機能制限状態に変更することができる。機能制限状態とは、電池セル２０の充放電
の電流値を制限した状態である。このようにすることにより電池セル２０の温度を低下させることが可能となる。
For example, when the battery cell 20 reaches or exceeds a predetermined temperature, the temperature information processing unit 31 determines that the battery cell 20 is in an unstable state or that the battery cell 20 needs to be used in a function restricted state. As a result, the temperature information processing unit 31 can control the power storage device 2 to stop the power storage device 2 or change it to a function restricted state. The function restricted state is a state in which the charge / discharge current value of the battery cell 20 is restricted. By doing so, the temperature of the battery cell 20 can be lowered.
次に、図２を用いて、アナログ出力増幅部１４における、入力アナログ信号を出力アナログ信号へ変換する方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるアナログ出力増幅部が用いる一次関数について説明する図である。 Next, a method for converting an input analog signal into an output analog signal in the analog output amplifier 14 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a linear function used by the analog output amplification unit according to Embodiment 1 of the present invention.
本実施の形態では、入力アナログ信号を複数の範囲に区分し、この区分ごとに出力アナログ信号へ変
換する関数を定義する。この関数は一次関数である。本実施の形態でいう「一次関数を用いて入力アナログ信号を出力アナログ信号へ変換する」とは、この入力アナログ信号を複数の範囲に区分した、それぞれの範囲ごとに一次関数を独立に定義し、この関数を用いて変換を行うことをいうものとする。
In the present embodiment, an input analog signal is divided into a plurality of ranges, and a function for converting to an output analog signal is defined for each of the ranges. This function is a linear function. In this embodiment, “converting an input analog signal to an output analog signal using a linear function” means that the input analog signal is divided into a plurality of ranges, and a linear function is defined independently for each range. The conversion is performed using this function.
電池温度検出装置１には、電池セル２０の温度情報が入力アナログ信号として入力され、アナログ出力増幅部１４が入力アナログ信号を所定の一次関数を用いて出力アナログ信号に変換して出力する。 The battery temperature detection device 1 receives temperature information of the battery cell 20 as an input analog signal, and the analog output amplifier 14 converts the input analog signal into an output analog signal using a predetermined linear function and outputs the analog signal.
アナログ出力増幅部１４が用いる一次関数は、入力アナログ信号のうち所定の範囲を感度向上レンジとし、この感度向上レンジにおける傾きの絶対値が、非感度向上レンジにおける傾きの絶対値より大きい関数となるようにする。アナログ出力増幅部１４が用いる一次関数は傾きが正の値の関数である。 The linear function used by the analog output amplifying unit 14 is a function in which a predetermined range of the input analog signal is a sensitivity improvement range, and the absolute value of the slope in the sensitivity improvement range is larger than the absolute value of the slope in the non-sensitivity improvement range. Like that. The linear function used by the analog output amplifier 14 is a function having a positive slope.
図２に示すように、アナログ出力増幅部１４が用いる一次関数は、電池セル２０の温度が所定の温度以上となる入力アナログ信号の範囲を感度向上レンジとするものである。電池セル２０はリチウムイオン充電池の電池セルである場合、上記所定の温度は６０℃程度の値である。 As shown in FIG. 2, the linear function used by the analog output amplification unit 14 is such that the range of the input analog signal in which the temperature of the battery cell 20 is equal to or higher than a predetermined temperature is the sensitivity improvement range. When the battery cell 20 is a battery cell of a lithium ion rechargeable battery, the predetermined temperature has a value of about 60 ° C.
図２を用いて、感度向上レンジにおいてアナログ信号の感度を向上させることが可能となる、その原理について詳説する。 The principle of the analog signal sensitivity that can be improved in the sensitivity improvement range will be described in detail with reference to FIG.
図２に示す入力レンジとは、サーミスタ２１から出力され電池温度検出装置に入力される入力アナログ信号の最小値から最大値までのレンジであり、グランド電位から基準電圧１０までの電圧範囲を示すものである。 The input range shown in FIG. 2 is a range from the minimum value to the maximum value of the input analog signal output from the thermistor 21 and input to the battery temperature detection device, and indicates a voltage range from the ground potential to the reference voltage 10. It is.
また、図２に示す出力レンジとは、増幅回路１６のダイナミックレンジによって制限される出力アナログ信号として出力が可能な電圧範囲を示すものである。 The output range shown in FIG. 2 indicates a voltage range that can be output as an output analog signal limited by the dynamic range of the amplifier circuit 16.
一般的には、変換に用いる一次関数を、線形関数Ａの様に入力レンジに渡り出力レンジの傾きが全て一定（Δｖ１／Δｖが一定）となる様に出力レンジに配分した関数とすることが考えられる。しかし、変換に用いる一次関数をこの様な関数とすると、重要でない入力レンジに出力レンジを配分する事になり、感度を向上させたい入力レンジに出力レンジを配分することができなくなる。 Generally, the linear function used for conversion is a function that is distributed to the output range so that the slope of the output range is constant (Δv1 / Δv is constant) over the input range, as in the linear function A. Conceivable. However, if the linear function used for the conversion is such a function, the output range is allocated to an unimportant input range, and the output range cannot be allocated to the input range where the sensitivity is desired to be improved.
そこで、感度を向上させたい入力レンジを感度向上レンジとし、この感度向上レンジにおいては、一次関数の傾きを非感度向上レンジより大きくなる（Δｖ３／Δｖ＞Δｖ２／Δｖ）ようにする。 Therefore, the input range whose sensitivity is to be improved is set as the sensitivity improvement range, and in this sensitivity improvement range, the slope of the linear function is made larger than the non-sensitivity improvement range (Δv3 / Δv> Δv2 / Δv).
ちなみに、感度向上レンジにおける傾きは線形関数Ａの傾きより大きく（Δｖ３／Δｖ＞Δｖ１／Δｖ）、非感度向上レンジにおける傾きは線形関数Ａの傾き以下（Δｖ２／Δ
ｖ≦Δｖ１／Δｖ）となる。出力レンジは有限であり、感度向上レンジにおける傾きを線形関数Ａの傾きより大きくすれば、非感度向上レンジ（感度低下レンジと同義）における傾きは、必ず、線形関数Ａの傾き以下となる。
Incidentally, the slope in the sensitivity improvement range is larger than the slope of the linear function A (Δv3 / Δv> Δv1 / Δv), and the slope in the non-sensitivity improvement range is less than or equal to the slope of the linear function A (Δv2 / Δ
v ≦ Δv1 / Δv). The output range is finite, and if the slope in the sensitivity improvement range is made larger than the slope of the linear function A, the slope in the non-sensitivity improvement range (synonymous with the sensitivity reduction range) is always less than or equal to the slope of the linear function A.
出力アナログ信号の限られたダイナミックレンジ内にて、感度向上レンジと感度低下レンジを配分する事により、感度向上レンジを配分した増幅回路１６の入力範囲において、耐ノイズ性能が向上させることが可能となる。 By allocating the sensitivity improvement range and sensitivity reduction range within the limited dynamic range of the output analog signal, the noise resistance performance can be improved in the input range of the amplifier circuit 16 to which the sensitivity improvement range is allocated. Become.
すなわち、感度向上エリアにおいては、入力信号がΔｖ３／Δｖ倍される為に、線形関数Ａを用いた場合に比べてノイズ耐性がΔｖ３／Δｖ１倍されることとなる。逆に、感度低下レンジにおいては、入力信号がΔｖ２／Δｖ倍される為に、同様にノイズ耐性がΔｖ２／Δｖ１倍される。 That is, in the sensitivity improvement area, since the input signal is multiplied by Δv3 / Δv, the noise tolerance is increased by Δv3 / Δv1 compared to the case where the linear function A is used. On the contrary, in the sensitivity reduction range, since the input signal is multiplied by Δv2 / Δv, the noise tolerance is similarly multiplied by Δv2 / Δv1.
感度低下レンジにおいてはノイズ耐性が低下する事となるが、システム上、問題とならない温度範囲を感度低下レンジに割り当てることで、必要な温度範囲の感度を向上させることが可能となる。 In the sensitivity reduction range, noise resistance is reduced. However, by assigning a temperature range that does not cause a problem to the system to the sensitivity reduction range, it is possible to improve sensitivity in a necessary temperature range.
例えば、電池セル２０がリチウムイオン充電池の電池セルである場合、所定の温度（例えば、８０℃程度の値）を超えると、熱暴走により破裂／ケースの熔解等の重大な事故に繋がる可能性がある。そのため、電池セル２０の温度が６０℃の近傍になると、電池セル２０から持ち出される電流を低下させるなどの制御を要する。そのため、この電池セル２０の温度が８０℃の近傍においては感度を向上させる必要が生じる。そこで、電池セル２０がリチウムイオン充電池の電池セルである場合、図２に示すように、入力アナログ信号が６０℃以上に対応する範囲を感度向上レンジに割り当てることが好ましい。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における電池温度検出装置１について図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施の形態２におけるアナログ出力増幅部が用いる一次関数について説明する図である。なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、相違点について詳述する。
For example, when the battery cell 20 is a lithium ion rechargeable battery cell, exceeding a predetermined temperature (for example, a value of about 80 ° C.) may lead to a serious accident such as rupture / melting of the case due to thermal runaway. There is. Therefore, when the temperature of the battery cell 20 is in the vicinity of 60 ° C., it is necessary to perform control such as reducing the current taken out from the battery cell 20. Therefore, it is necessary to improve sensitivity when the temperature of the battery cell 20 is in the vicinity of 80 ° C. Therefore, when the battery cell 20 is a battery cell of a lithium ion rechargeable battery, as shown in FIG. 2, it is preferable to assign a range in which the input analog signal corresponds to 60 ° C. or more to the sensitivity improvement range.
(Embodiment 2)
A battery temperature detection apparatus 1 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a linear function used by the analog output amplification unit according to the second embodiment of the present invention. In addition, about what has the structure similar to the structure of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected, the description is abbreviate | omitted, and a difference is explained in full detail.
実施の形態１と実施の形態２との相違点は、感度向上レンジの配置を入力アナログ信号に対応する温度を、実施の形態１では電池セル２０の温度が所定の温度以上を感度向上レンジとしていたのに対し、実施の形態２では電池セル２０の温度が所定の第１温度以上で、かつ、所定の第２温度未満となる範囲を感度向上レンジ（図３の感度向上レンジＡ）としている点である。 The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the sensitivity improvement range is the temperature corresponding to the input analog signal, and in the first embodiment, the temperature of the battery cell 20 is a predetermined temperature or higher as the sensitivity improvement range. In contrast, in the second embodiment, the range in which the temperature of the battery cell 20 is equal to or higher than the predetermined first temperature and lower than the predetermined second temperature is set as the sensitivity improvement range (sensitivity improvement range A in FIG. 3). Is a point.
電池セル２０がリチウムイオン充電池の電池セルである場合、所定の第１温度は、例えば、６０℃程度の値であり、所定の第２温度は１００℃程度の値である。 When the battery cell 20 is a battery cell of a lithium ion rechargeable battery, the predetermined first temperature is, for example, a value of about 60 ° C., and the predetermined second temperature is a value of about 100 ° C.
リチウムイオン充電池を利用する際の最大のリスクは、８０℃前後に存在する不安定動作の開始温度点である為に、それ以外の温度範囲を精度良く検出する意義は少ない。すなわち、熱暴走がおこる可能性がある温度未満の所定の温度範囲について高い感度で検出する意義が高い。 Since the maximum risk when using a lithium ion rechargeable battery is the starting temperature point of unstable operation existing at around 80 ° C., there is little significance in accurately detecting other temperature ranges. That is, it is highly meaningful to detect with high sensitivity a predetermined temperature range below the temperature at which thermal runaway may occur.
リチウムイオン充電池においては、上記６０℃〜１００℃程度の値を高感度に検出して、温度に応じたリチウムイオン充電池の持ち出し電流の制御を行うことで、リチウムイオン充電池の破裂、ケースの熔解等の重大な事故を防止可能となる。 In the lithium ion rechargeable battery, the above-mentioned value of about 60 ° C. to 100 ° C. is detected with high sensitivity and the carry-out current of the lithium ion rechargeable battery is controlled according to the temperature, so that Serious accidents such as melting can be prevented.
このように、本発明の実施の形態２においては、感度向上レンジの配置に自由度を持たせる事が可能となり、より狭い入力アナログ信号のレンジに対し、広い出力ダイナミック
レンジにてアナログ信号を出力する事が可能となる。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における電池温度検出装置について図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態３におけるアナログ出力増幅部が用いる一次関数について説明する図である。なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、相違点について詳述する。
As described above, in the second embodiment of the present invention, it is possible to provide flexibility in the arrangement of the sensitivity improvement range, and an analog signal is output with a wide output dynamic range with respect to a narrower range of the input analog signal. It becomes possible to do.
(Embodiment 3)
Hereinafter, a battery temperature detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a linear function used by the analog output amplifier in the third embodiment of the present invention. In addition, about what has the structure similar to the structure of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected, the description is abbreviate | omitted, and a difference is explained in full detail.
実施の形態１と実施の形態２との相違点は、感度向上レンジを複数もつ関数である点である。各感度向上レンジの傾きを異ならせることで、感度を独立に制御することも可能である。 The difference between the first embodiment and the second embodiment is a function having a plurality of sensitivity improvement ranges. Sensitivity can be controlled independently by varying the slope of each sensitivity improvement range.
このように、本発明の実施の形態３においては、複数に離散した感度向上レンジ（感度向上レンジＡおよびＢ）にて電池温度を検出することが求められるシステムに適用する事が可能となる。 Thus, the third embodiment of the present invention can be applied to a system that is required to detect the battery temperature in a plurality of discrete sensitivity improvement ranges (sensitivity improvement ranges A and B).
なお、本発明の実施の形態１〜３では電池セル２０をサーミスタ２１にて温度測定をすると記載したが、その他、温度計測ＩＣ、熱電対などを用いることも可能である
なお、上記各実施の形態では、アナログ出力増幅部１４が用いる一次関数は傾きが正の値の関数であると記載したが、この一次関数は傾きが負の値となる関数であってもよい。
In the first to third embodiments of the present invention, it is described that the temperature of the battery cell 20 is measured by the thermistor 21, but it is also possible to use a temperature measurement IC, a thermocouple, or the like. In the embodiment, the linear function used by the analog output amplifying unit 14 is described as a function having a positive slope, but this linear function may be a function having a negative slope.
本発明は、本発明は、電池セルの温度がアナログ信号として入力される電池温度検出装置等として有用である。 The present invention is useful as a battery temperature detection device or the like in which the temperature of a battery cell is input as an analog signal.
１ 電池温度検出装置
１１ 温度検出抵抗
１２ 選択部
１３ 制御部
１４ アナログ出力増幅部
１５ 判定部
１６ 増幅回路
２ 蓄電装置
２０ 電池セル
２１ サーミスタ
３ 電池温度処理装置
３０ ＡＤ変換器
３１ 温度情報処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery temperature detection apparatus 11 Temperature detection resistance 12 Selection part 13 Control part 14 Analog output amplification part 15 Judgment part 16 Amplification circuit 2 Power storage apparatus 20 Battery cell 21 Thermistor 3 Battery temperature processing apparatus 30 AD converter 31 Temperature information processing part
Claims (4)
前記入力アナログ信号を所定の一次関数を用いて出力アナログ信号に変換して出力するアナログ出力増幅部を備え、
前記アナログ出力増幅部が用いる一次関数は、前記入力アナログ信号のうち所定の範囲を感度向上レンジとし、この感度向上レンジにおける傾きの絶対値が、非感度向上レンジにおける傾きの絶対値より大きい関数である、電池温度検出装置。 A battery temperature detection device in which temperature information of a battery cell is input as an analog signal,
An analog output amplifier that converts the input analog signal into an output analog signal using a predetermined linear function and outputs the output analog signal;
The linear function used by the analog output amplification unit is a function in which a predetermined range of the input analog signal is a sensitivity improvement range, and the absolute value of the slope in the sensitivity improvement range is larger than the absolute value of the slope in the non-sensitivity improvement range. There is a battery temperature detection device.
前記アナログ出力増幅部が用いる一次関数は、前記電池セルの温度が所定の温度以上となる前記入力アナログ信号の範囲を前記感度向上レンジとする、請求項１に記載の電池温度検出装置。 The battery cell is a lithium ion rechargeable battery,
2. The battery temperature detection device according to claim 1, wherein the linear function used by the analog output amplification unit uses the range of the input analog signal in which the temperature of the battery cell is equal to or higher than a predetermined temperature as the sensitivity improvement range.
前記アナログ出力増幅部が用いる一次関数は、前記電池セルの温度が所定の第１温度以上で、かつ、所定の第２温度未満となる前記入力アナログ信号の範囲を前記感度向上レンジとする、請求項１に記載の電池温度検出装置。 The battery cell is a lithium ion rechargeable battery,
The linear function used by the analog output amplification unit is a range of the input analog signal in which the temperature of the battery cell is equal to or higher than a predetermined first temperature and lower than a predetermined second temperature as the sensitivity improvement range. Item 2. The battery temperature detection device according to Item 1.
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