JP2014223004A - Power storage system - Google Patents

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裕宣 川島
Hironobu Kawashima
裕宣 川島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To discriminatingly identify each of an open state of a voltage detection line and an overcharge state of a power storage unit.SOLUTION: A power storage system has first and second power storage units connected in series. A voltage detection circuit detects a voltage value of each power storage unit by the use of a capacitor connected in parallel with each power storage unit via a voltage detection line. Each power storage unit and the capacitor are connected with a parallel switch, and a controller controls the operation of the switch. A predetermined process is performed to turn the switch corresponding to the first power storage unit from off to on while keeping the switch corresponding to the second power storage unit off. During the predetermined process, if the voltage value (first voltage value) of the first power storage unit detected by the voltage detection circuit is a lower limit value and the voltage value (second voltage value) of the second power storage unit detected by the voltage detection circuit increases, it is determined that the voltage detection line is in an open state.

Description

本発明は、直列に接続された複数の蓄電ユニットにおける電圧値をそれぞれ検出する蓄電システムに関する。   The present invention relates to a power storage system that detects voltage values in a plurality of power storage units connected in series.

特許文献1では、複数の電池ユニットが直列に接続された構成において、各電池ユニットの正極端子および負極端子を電圧検出回路に接続することにより、各電池ユニットの電圧値を検出している。   In Patent Document 1, in a configuration in which a plurality of battery units are connected in series, the voltage value of each battery unit is detected by connecting the positive terminal and the negative terminal of each battery unit to a voltage detection circuit.

特開2010−032412号公報JP 2010-032412 A

特許文献1に記載の構成において、電池ユニットが過放電状態にあるときと、電池ユニットおよび電圧検出回路を接続する配線が切断されているときとでは、電圧検出回路による検出結果が同じとなってしまうことがある。この場合には、電圧検出回路の検出結果からでは、電池ユニットが過放電状態にあるのか、電池ユニットおよび電圧検出回路を接続する配線が切断されているのかを区別することができない。   In the configuration described in Patent Document 1, the detection result by the voltage detection circuit is the same when the battery unit is in an overdischarged state and when the wiring connecting the battery unit and the voltage detection circuit is disconnected. May end up. In this case, the detection result of the voltage detection circuit cannot distinguish whether the battery unit is in an overdischarged state or whether the wiring connecting the battery unit and the voltage detection circuit is disconnected.

本願第1の発明である蓄電システムは、直列に接続された第1および第2の蓄電ユニットを有する。電圧検出回路は、電圧検出ラインを介して、各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを有しており、キャパシタの電圧値に基づいて、各蓄電ユニットの電圧値を検出する。各蓄電ユニットおよびキャパシタには、スイッチが並列に接続されており、コントローラは、スイッチの動作を制御する。   The power storage system according to the first invention of the present application includes first and second power storage units connected in series. The voltage detection circuit includes a capacitor connected in parallel with each power storage unit via a voltage detection line, and detects the voltage value of each power storage unit based on the voltage value of the capacitor. A switch is connected in parallel to each power storage unit and capacitor, and the controller controls the operation of the switch.

ここで、コントローラは、第2の蓄電ユニットに対応するスイッチをオフのままとし、第1の蓄電ユニットに対応するスイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行う。所定処理を行ったとき、電圧検出回路によって検出された第1の蓄電ユニットの電圧値(第1電圧値)が下限値であり、電圧検出回路によって検出された第2の蓄電ユニットの電圧値(第2電圧値)が上昇することに応じて、コントローラは、電圧検出ラインが断線状態であると判別する。断線状態である判別される電圧検出ラインは、具体的には、第1および第2の蓄電ユニットを接続するラインに接続される電圧検出ラインである。   Here, the controller keeps the switch corresponding to the second power storage unit off, and performs a predetermined process of switching the switch corresponding to the first power storage unit from off to on. When the predetermined process is performed, the voltage value (first voltage value) of the first power storage unit detected by the voltage detection circuit is the lower limit value, and the voltage value of the second power storage unit detected by the voltage detection circuit ( In response to the increase in the second voltage value), the controller determines that the voltage detection line is in a disconnected state. Specifically, the voltage detection line that is determined to be in the disconnected state is a voltage detection line that is connected to a line that connects the first and second power storage units.

第1電圧値は、第1の蓄電ユニットに対応したキャパシタの電圧値となり、第2電圧値は、第2の蓄電ユニットに対応したキャパシタの電圧値となる。電圧検出ラインが断線状態であるとき、第1の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにすることで、第1の蓄電ユニットに対応したキャパシタの蓄積電荷を放出させることができる。これに伴い、第1電圧値は下限値となる。ここで、第1の蓄電ユニットに対応するキャパシタに予め電荷が蓄積されていれば、第1の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにすることで、第1電圧値が下限値まで低下する。   The first voltage value is the voltage value of the capacitor corresponding to the first power storage unit, and the second voltage value is the voltage value of the capacitor corresponding to the second power storage unit. When the voltage detection line is in a disconnected state, the stored charge of the capacitor corresponding to the first power storage unit can be released by turning on the switch corresponding to the first power storage unit. Accordingly, the first voltage value becomes a lower limit value. Here, if the electric charge is previously stored in the capacitor corresponding to the first power storage unit, the first voltage value is lowered to the lower limit value by turning on the switch corresponding to the first power storage unit.

第1の蓄電ユニットが過放電状態でなければ、第1の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにすることにより、第1の蓄電ユニットの放電電流が、第2の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れ込む。言い換えれば、第1の蓄電ユニットが過放電状態であれば、第1の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにしても、第1の蓄電ユニットの放電電流が、第2の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れ込まない。   If the first power storage unit is not in the overdischarged state, the discharge current of the first power storage unit flows into the capacitor corresponding to the second power storage unit by turning on the switch corresponding to the first power storage unit. . In other words, if the first power storage unit is in an overdischarged state, even if the switch corresponding to the first power storage unit is turned on, the discharge current of the first power storage unit is the capacitor corresponding to the second power storage unit. Do not flow into.

このように、第1の蓄電ユニットが過放電状態でなければ、第2電圧値が上昇する。このような第1電圧値および第2電圧値の挙動を確認すれば、電圧検出ラインの断線状態および蓄電ユニットの過放電状態を区別しながら、電圧検出ラインの断線状態を判別することができる。すなわち、第1電圧値および第2電圧値の挙動を確認することにより、電圧検出ラインが断線状態であることを特定することができる。   Thus, if the first power storage unit is not in an overdischarged state, the second voltage value increases. By confirming such behavior of the first voltage value and the second voltage value, it is possible to determine the disconnection state of the voltage detection line while distinguishing the disconnection state of the voltage detection line and the overdischarge state of the power storage unit. That is, by confirming the behavior of the first voltage value and the second voltage value, it is possible to specify that the voltage detection line is in a disconnected state.

第1の蓄電ユニットが過放電状態であるときには、上述したように、第1の蓄電ユニットの放電電流が、第2の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れ込むことはない。これに伴い、第2電圧値は上昇しない。このような第1電圧値および第2電圧値の挙動を確認すれば、電圧検出ラインが断線状態ではなく、第1の蓄電ユニットが過放電状態であることを特定することができる。   When the first power storage unit is in an overdischarged state, as described above, the discharge current of the first power storage unit does not flow into the capacitor corresponding to the second power storage unit. Accordingly, the second voltage value does not increase. By confirming such behavior of the first voltage value and the second voltage value, it is possible to specify that the voltage detection line is not in a disconnected state and the first power storage unit is in an overdischarged state.

本願第2の発明である蓄電システムは、本願第1の発明である蓄電システムと同じ構成要素を有している。ここで、上述した所定処理を行ったとき、電圧検出回路によって検出された第1の蓄電ユニットの電圧値(第1電圧値)が下限値であり、電圧検出回路によって検出された第2の蓄電ユニットの電圧値(第2電圧値)が上昇しないことに応じて、コントローラは、第1の蓄電ユニットが過放電状態であると判別する。   The power storage system according to the second invention of the present application has the same components as the power storage system according to the first invention of the present application. Here, when the above-described predetermined processing is performed, the voltage value (first voltage value) of the first power storage unit detected by the voltage detection circuit is the lower limit value, and the second power storage detected by the voltage detection circuit. In response to the voltage value (second voltage value) of the unit not increasing, the controller determines that the first power storage unit is in an overdischarged state.

上述したように、第1の蓄電ユニットが過放電状態であるときには、第1の蓄電ユニットの放電電流が、第2の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れず、第1電圧値が下限値になるとともに、第2電圧値が上昇しない。ここで、第1の蓄電ユニットに対応するキャパシタに予め電荷が蓄積されていれば、所定処理を行ったときに、第1電圧値が下限値まで低下する。このような第1電圧値および第2電圧値の挙動を確認すれば、蓄電ユニットの過放電状態および電圧検出ラインの断線状態を区別しながら、蓄電ユニットの過放電状態を判別することができる。   As described above, when the first power storage unit is in an overdischarged state, the discharge current of the first power storage unit does not flow to the capacitor corresponding to the second power storage unit, and the first voltage value becomes the lower limit value. At the same time, the second voltage value does not increase. Here, if the charge is stored in advance in the capacitor corresponding to the first power storage unit, the first voltage value is reduced to the lower limit value when the predetermined process is performed. If the behavior of the first voltage value and the second voltage value is confirmed, the overdischarge state of the power storage unit can be determined while distinguishing the overdischarge state of the power storage unit and the disconnection state of the voltage detection line.

電圧検出ラインが断線状態であるときであって、所定処理によってスイッチをオンにすると、スイッチと並列に接続されたキャパシタの蓄積電荷を放出させることができる。これにより、キャパシタの電圧値は0[V]に近づくため、上述した下限値としては、略0[V]とすることができる。略0[V]とは、0[V]に対して、電圧検出回路の検出誤差が含まれることを意味する。   When the voltage detection line is in a disconnected state and the switch is turned on by a predetermined process, the accumulated charge of the capacitor connected in parallel with the switch can be discharged. Thereby, since the voltage value of the capacitor approaches 0 [V], the lower limit value described above can be set to approximately 0 [V]. Substantially 0 [V] means that a detection error of the voltage detection circuit is included with respect to 0 [V].

スイッチは、第1および第2の蓄電ユニットにおける電圧値を均等化させるために用いられる。例えば、第1の蓄電ユニットの電圧値が、第2の蓄電ユニットの電圧値よりも高いとき、第1の蓄電ユニットに対応したスイッチだけをオンにすることにより、第1の蓄電ユニットを放電させることができる。これにより、第1の蓄電ユニットの電圧値を低下させることができ、第1の蓄電ユニットの電圧値を第2の蓄電ユニットの電圧値に揃えることができる。   The switch is used to equalize voltage values in the first and second power storage units. For example, when the voltage value of the first power storage unit is higher than the voltage value of the second power storage unit, the first power storage unit is discharged by turning on only the switch corresponding to the first power storage unit. be able to. Thereby, the voltage value of the 1st electrical storage unit can be reduced, and the voltage value of the 1st electrical storage unit can be made equal to the voltage value of the 2nd electrical storage unit.

電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a battery system. 電池システムにおいて、組電池および監視ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an assembled battery and a monitoring unit in a battery system. 均等化処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows equalization processing. 単電池の電圧値を検出する回路の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of circuit which detects the voltage value of a cell. 電圧検出ラインが断線状態にあるときの電圧値の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of a voltage value when a voltage detection line is in a disconnection state. 単電池が過放電状態にあるときの電圧値の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of a voltage value when a cell is in an overdischarge state. 断線状態および過放電状態を判別する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which discriminate | determines a disconnection state and an overdischarge state.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施例1における電池システムについて、図1を用いて説明する。図1は、本実施例における電池システムの構成を示す概略図である。   The battery system in Example 1 of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the battery system in the present embodiment.

図1に示す電池システムは、車両に搭載することができる。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車がある。電気自動車は、車両の動力源として、後述する組電池だけを備えた車両である。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池の他に、燃料電池やエンジン等を備えた車両である。ハイブリッド自動車では、外部電源からの電力を用いて、組電池を充電することもできる。外部電源とは、車両の外部に設置された電源(例えば、商用電源)である。   The battery system shown in FIG. 1 can be mounted on a vehicle. Such vehicles include electric vehicles and hybrid vehicles. An electric vehicle is a vehicle that includes only an assembled battery described later as a power source of the vehicle. A hybrid vehicle is a vehicle provided with a fuel cell, an engine, and the like as a power source for running the vehicle, in addition to an assembled battery described later. In a hybrid vehicle, the assembled battery can be charged using electric power from an external power source. The external power source is a power source (for example, commercial power source) installed outside the vehicle.

組電池10の正極端子には、正極ラインPLが接続されており、正極ラインPLには、システムメインリレーSMR1が設けられている。また、組電池10の負極端子には、負極ラインNLが接続されており、負極ラインNLには、システムメインリレーSMR2が設けられている。システムメインリレーSMR1,SMR2は、コントローラ30からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。コントローラ30は、システムメインリレーSMR1,SMR2をオフからオンに切り替えることにより、組電池10を負荷(後述する昇圧回路22)と接続することができる。   A positive electrode line PL is connected to the positive electrode terminal of the assembled battery 10, and a system main relay SMR1 is provided in the positive electrode line PL. Moreover, the negative electrode line NL is connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 10, and the system main relay SMR2 is provided in the negative electrode line NL. System main relays SMR1, SMR2 are switched between on and off in response to a control signal from controller 30. The controller 30 can connect the assembled battery 10 to a load (a booster circuit 22 described later) by switching the system main relays SMR1 and SMR2 from off to on.

電流センサ21は、組電池10に流れる電流値Ibを検出し、検出結果をコントローラ30に出力する。本実施例では、組電池10を放電したときの電流値Ibとして、正の値を用い、組電池10を充電したときの電流値Ibとして、負の値を用いている。本実施例では、電流センサ21を負極ラインNLに設けているが、これに限るものではない。電流センサ21は、組電池10に流れる電流値Ibを検出できればよい。例えば、正極ラインPLおよび負極ラインNLの少なくとも一方に電流センサ21を設けることができる。また、正極ラインPLおよび負極ラインNLの一方に対して、複数の電流センサ21を設けることもできる。   The current sensor 21 detects the current value Ib flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. In the present embodiment, a positive value is used as the current value Ib when the assembled battery 10 is discharged, and a negative value is used as the current value Ib when the assembled battery 10 is charged. In the present embodiment, the current sensor 21 is provided on the negative electrode line NL, but is not limited thereto. The current sensor 21 only needs to detect the current value Ib flowing through the assembled battery 10. For example, the current sensor 21 can be provided in at least one of the positive electrode line PL and the negative electrode line NL. In addition, a plurality of current sensors 21 can be provided for one of the positive electrode line PL and the negative electrode line NL.

組電池10は、正極ラインPLおよび負極ラインNLを介して、昇圧回路22に接続されている。昇圧回路22は、組電池10の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ23に出力する。インバータ23は、昇圧回路22から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ24に出力する。モータ・ジェネレータ24は、インバータ23からの交流電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ24によって生成された運動エネルギを、車輪に伝達することにより、車両を走行させることができる。   The assembled battery 10 is connected to the booster circuit 22 via the positive electrode line PL and the negative electrode line NL. The booster circuit 22 boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 23. The inverter 23 converts the DC power output from the booster circuit 22 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 24. The motor / generator 24 receives AC power from the inverter 23 to generate kinetic energy for running the vehicle. The vehicle can be driven by transmitting the kinetic energy generated by the motor / generator 24 to the wheels.

車両を減速させるときや、車両を停止させるとき、モータ・ジェネレータ24は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。ここで、車両が下り坂を走行するときにも、モータ・ジェネレータ24は、制動力を発生させるために、運動エネルギを電気エネルギに変換する。モータ・ジェネレータ24が生成した交流電力は、インバータ23によって直流電力に変換される。また、昇圧回路22は、インバータ23の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池10に供給する。これにより、回生電力を組電池10に蓄えることができる。   When the vehicle is decelerated or the vehicle is stopped, the motor / generator 24 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). Here, also when the vehicle travels downhill, the motor generator 24 converts kinetic energy into electrical energy in order to generate a braking force. The AC power generated by the motor / generator 24 is converted into DC power by the inverter 23. In addition, the booster circuit 22 steps down the output voltage of the inverter 23 and supplies the lowered power to the assembled battery 10. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.

コントローラ30は、メモリ31を有しており、メモリ31は、コントローラ30が特定の処理(特に、本実施例で説明する処理)を行うときに用いられる情報を記憶している。本実施例では、メモリ31がコントローラ30に内蔵されているが、コントローラ30の外部にメモリ31を設けることもできる。   The controller 30 includes a memory 31, and the memory 31 stores information used when the controller 30 performs a specific process (particularly, a process described in the present embodiment). In this embodiment, the memory 31 is built in the controller 30, but the memory 31 can be provided outside the controller 30.

コントローラ30には、車両のイグニッションスイッチのオン/オフに関する情報が入力される。イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、コントローラ30は、システムメインリレーSMR1,SMR2をオフからオンに切り替えることにより、組電池10を昇圧回路22と接続する。これにより、図1に示す電池システムは、起動状態(Ready−On)となる。   Information about on / off of the ignition switch of the vehicle is input to the controller 30. When the ignition switch is switched from OFF to ON, the controller 30 connects the assembled battery 10 to the booster circuit 22 by switching the system main relays SMR1 and SMR2 from OFF to ON. Thereby, the battery system shown in FIG. 1 will be in a starting state (Ready-On).

一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わると、コントローラ30は、システムメインリレーSMR1,SMR2をオンからオフに切り替えることにより、組電池10および昇圧回路22の接続を遮断する。これにより、図1に示す電池システムは、停止状態(Ready−Off)となる。   On the other hand, when the ignition switch is switched from on to off, the controller 30 cuts off the connection between the assembled battery 10 and the booster circuit 22 by switching the system main relays SMR1 and SMR2 from on to off. Thereby, the battery system shown in FIG. 1 will be in a halt condition (Ready-Off).

監視ユニット(本発明の電圧検出回路に相当する)40は、組電池10の電圧値Vbを検出したり、組電池10に含まれる単電池の電圧値Vbを検出したりして、検出結果をコントローラ30に出力する。図2には、組電池10および監視ユニット40の構成を示している。   The monitoring unit (corresponding to the voltage detection circuit of the present invention) 40 detects the voltage value Vb of the assembled battery 10 or the voltage value Vb of the single cell included in the assembled battery 10 and outputs the detection result. Output to the controller 30. FIG. 2 shows configurations of the assembled battery 10 and the monitoring unit 40.

図2に示すように、組電池10は、電気的に直列に接続された複数の単電池11を有する。組電池10を構成する単電池11の数は、組電池10の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。単電池11としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。   As shown in FIG. 2, the assembled battery 10 includes a plurality of unit cells 11 that are electrically connected in series. The number of unit cells 11 constituting the assembled battery 10 can be appropriately set based on the required output of the assembled battery 10 and the like. As the cell 11, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor can be used instead of the secondary battery.

本実施例では、監視ユニット40が単電池(本発明の蓄電ユニットに相当する)11の電圧値Vbを検出しているが、これに限るものではない。具体的には、監視ユニット40は、電池ブロック(本発明の蓄電ユニットに相当する)の電圧値を検出することができる。各電池ブロックは、電気的に直列に接続された複数の単電池11によって構成されており、複数の電池ブロックが電気的に直列に接続されることにより、組電池10が構成される。ここで、各電池ブロックには、電気的に並列に接続された複数の単電池11が含まれていてもよい。   In the present embodiment, the monitoring unit 40 detects the voltage value Vb of the single cell (corresponding to the power storage unit of the present invention) 11, but is not limited to this. Specifically, the monitoring unit 40 can detect the voltage value of the battery block (corresponding to the power storage unit of the present invention). Each battery block is configured by a plurality of single cells 11 electrically connected in series, and the assembled battery 10 is configured by connecting the plurality of battery blocks electrically in series. Here, each battery block may include a plurality of single cells 11 electrically connected in parallel.

監視ユニット40は、複数の電圧検出ラインL1,L2を介して、各単電池11と接続されている。ここで、図2では省略しているが、監視ユニット40および単電池11の間に位置する電圧検出ラインL1,L2には、スイッチを設けることができる。このスイッチとしては、例えば、フォトMOS(Metal Oxide Semiconductor)リレーを用いることができる。   The monitoring unit 40 is connected to each unit cell 11 via a plurality of voltage detection lines L1, L2. Here, although omitted in FIG. 2, switches can be provided on the voltage detection lines L <b> 1 and L <b> 2 located between the monitoring unit 40 and the unit cell 11. As this switch, for example, a photo MOS (Metal Oxide Semiconductor) relay can be used.

2つの電圧検出ラインL1は、組電池10の正極端子および負極端子のそれぞれに接続されている。組電池10の正極端子は、図2に示す組電池10の回路構成において、組電池10の一端に位置する単電池11の正極端子に相当する。組電池10の負極端子は、図2に示す組電池10の回路構成において、組電池10の他端に位置する単電池11の負極端子に相当する。電圧検出ラインL2は、電気的に直列に接続された2つの単電池11において、一方の単電池11の負極端子と、他方の単電池11の正極端子とに接続されている。   The two voltage detection lines L1 are connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery pack 10, respectively. The positive terminal of the assembled battery 10 corresponds to the positive terminal of the unit cell 11 positioned at one end of the assembled battery 10 in the circuit configuration of the assembled battery 10 shown in FIG. The negative terminal of the assembled battery 10 corresponds to the negative terminal of the unit cell 11 located at the other end of the assembled battery 10 in the circuit configuration of the assembled battery 10 shown in FIG. In the two unit cells 11 electrically connected in series, the voltage detection line L2 is connected to the negative terminal of one unit cell 11 and the positive terminal of the other unit cell 11.

各電圧検出ラインL1,L2には、抵抗素子R11が設けられている。許容電流値よりも大きな電流が抵抗素子R11に流れたとき、抵抗素子R11が溶断することにより、監視ユニット40および組電池10の電気的な接続を遮断することができる。これにより、組電池10(単電池11)から監視ユニット40に過大な電流が流れてしまうことを抑制できる。   Each voltage detection line L1, L2 is provided with a resistance element R11. When a current larger than the allowable current value flows through the resistance element R11, the resistance element R11 is blown, whereby the electrical connection between the monitoring unit 40 and the assembled battery 10 can be cut off. Thereby, it can suppress that an excessive electric current flows into the monitoring unit 40 from the assembled battery 10 (unit cell 11).

各単電池11には、電圧検出ラインL1,L2を介してツェナーダイオードDが電気的に並列に接続されている。ツェナーダイオードDのカソードは、単電池11の正極端子と接続されており、カソードおよび正極端子の間の電流経路に抵抗素子R11が設けられている。ツェナーダイオードDのアノードは、単電池11の負極端子と接続されており、アノードおよび負極端子の間の電流経路に抵抗素子R11が設けられている。   A Zener diode D is electrically connected in parallel to each unit cell 11 via voltage detection lines L1 and L2. The cathode of the Zener diode D is connected to the positive terminal of the unit cell 11, and a resistance element R11 is provided in the current path between the cathode and the positive terminal. The anode of the Zener diode D is connected to the negative terminal of the unit cell 11, and a resistance element R11 is provided in the current path between the anode and the negative terminal.

ツェナーダイオードDは、組電池10から監視ユニット40に過電圧が印加することを抑制するために用いられる。すなわち、組電池10から監視ユニット40に過電圧が印加されるときには、ツェナーダイオードDに電流が流れることにより、監視ユニット40に過電圧が印加されることを抑制する。ここで、複数のツェナーダイオードDは、電気的に直列に接続されている。   The Zener diode D is used for suppressing application of an overvoltage from the assembled battery 10 to the monitoring unit 40. That is, when an overvoltage is applied from the assembled battery 10 to the monitoring unit 40, a current flows through the Zener diode D, thereby preventing the overvoltage from being applied to the monitoring unit 40. Here, the plurality of Zener diodes D are electrically connected in series.

電圧検出ラインL1には、抵抗素子R21が設けられており、抵抗素子R21は、監視ユニット40に含まれている。抵抗素子R11,R21は、電気的に直列に接続されており、抵抗素子R11,R21の接続点に対して、ツェナーダイオードDのカソードが接続されている。電圧検出ラインL2は、監視ユニット40の内部において、2つの分岐ラインL21,L22に分岐されている。分岐ラインL21には、抵抗素子R21が設けられており、分岐ラインL22には、抵抗素子R22が設けられている。   The voltage detection line L1 is provided with a resistance element R21, and the resistance element R21 is included in the monitoring unit 40. The resistance elements R11 and R21 are electrically connected in series, and the cathode of the Zener diode D is connected to the connection point of the resistance elements R11 and R21. The voltage detection line L2 is branched into two branch lines L21 and L22 inside the monitoring unit 40. The branch line L21 is provided with a resistance element R21, and the branch line L22 is provided with a resistance element R22.

電圧検出ラインL2において、抵抗素子R11,R21は、電気的に直列に接続されており、抵抗素子R11,R21の接続点には、ツェナーダイオードDのアノードが接続されている。また、電圧検出ラインL2において、抵抗素子R11,R22は、電気的に直列に接続されており、抵抗素子R11,R22の接続点には、ツェナーダイオードDのアノードが接続されている。   In the voltage detection line L2, the resistance elements R11 and R21 are electrically connected in series, and the anode of the Zener diode D is connected to the connection point of the resistance elements R11 and R21. In the voltage detection line L2, the resistance elements R11 and R22 are electrically connected in series, and the anode of the Zener diode D is connected to the connection point of the resistance elements R11 and R22.

電圧検出ラインL1および分岐ラインL22には、キャパシタ(フライングキャパシタ)CおよびスイッチSW1が接続されている。具体的には、キャパシタCやスイッチSW1は、抵抗素子R21およびサンプリングスイッチSW21の間に位置する電圧検出ラインL1と、抵抗素子R22およびサンプリングスイッチSW22の間に位置する分岐ラインL22とに接続されている。サンプリングスイッチSW21は、電圧検出ラインL1に接続されており、サンプリングスイッチSW22は、分岐ラインL22に接続されている。   A capacitor (flying capacitor) C and a switch SW1 are connected to the voltage detection line L1 and the branch line L22. Specifically, the capacitor C and the switch SW1 are connected to a voltage detection line L1 located between the resistance element R21 and the sampling switch SW21, and a branch line L22 located between the resistance element R22 and the sampling switch SW22. Yes. The sampling switch SW21 is connected to the voltage detection line L1, and the sampling switch SW22 is connected to the branch line L22.

また、各単電池11の正極端子および負極端子と接続された2つの電圧検出ラインL2に関して、一方の電圧検出ラインL2における分岐ラインL21と、他方の電圧検出ラインL2における分岐ラインL22には、キャパシタCやスイッチSW1が接続されている。具体的には、キャパシタCやスイッチSW1は、抵抗素子R21およびサンプリングスイッチSW21の間に位置する分岐ラインL21と、抵抗素子R22およびサンプリングスイッチSW22の間に位置する分岐ラインL22とに接続されている。ここで、サンプリングスイッチSW21は、分岐ラインL21と接続されており、サンプリングスイッチSW22は、分岐ラインL22と接続されている。   In addition, regarding the two voltage detection lines L2 connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each unit cell 11, a branch line L21 in one voltage detection line L2 and a branch line L22 in the other voltage detection line L2 include capacitors. C and switch SW1 are connected. Specifically, the capacitor C and the switch SW1 are connected to a branch line L21 located between the resistance element R21 and the sampling switch SW21, and a branch line L22 located between the resistance element R22 and the sampling switch SW22. . Here, the sampling switch SW21 is connected to the branch line L21, and the sampling switch SW22 is connected to the branch line L22.

スイッチSW1は、コントローラ30からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。スイッチSW1は、組電池10を構成する、すべての単電池11における電圧値を均等化させるために用いることができる。   The switch SW1 is switched between on and off by receiving a control signal from the controller 30. The switch SW1 can be used to equalize voltage values in all the unit cells 11 constituting the assembled battery 10.

具体的には、特定の単電池11の電圧値Vbが、他の単電池11の電圧値Vbよりも高いときには、特定の単電池11と電気的に並列に接続されたスイッチSW1をオフからオンに切り替えることにより、特定の単電池11を放電させることができる。すなわち、スイッチSW1をオンにすると、特定の単電池11の放電電流を抵抗素子R21,R22に流すことができ、特定の単電池11の電圧値Vbを低下させることができる。これにより、特定の単電池11の電圧値Vbを、他の単電池11の電圧値Vbに揃えることができる。ここで、複数の単電池11における電圧値Vbのバラツキを揃える処理を、均等化処理という。   Specifically, when the voltage value Vb of a specific unit cell 11 is higher than the voltage value Vb of another unit cell 11, the switch SW1 electrically connected in parallel with the specific unit cell 11 is turned on from off. By switching to, the specific unit cell 11 can be discharged. That is, when the switch SW1 is turned on, the discharge current of the specific unit cell 11 can flow through the resistance elements R21 and R22, and the voltage value Vb of the specific unit cell 11 can be reduced. Thereby, the voltage value Vb of the specific single battery 11 can be aligned with the voltage value Vb of the other single battery 11. Here, the process of aligning the variations in the voltage value Vb in the plurality of single cells 11 is referred to as an equalization process.

キャパシタCは、電圧検出ラインL1,L2又は電圧検出ラインL2,L2を介して、単電池11と電気的に並列に接続されているため、キャパシタCには、単電池11に蓄えられた電荷がチャージされる。これにより、キャパシタCの電圧値は、単電池11の電圧値Vbと等しくなる。   Since the capacitor C is electrically connected to the unit cell 11 in parallel via the voltage detection lines L1, L2 or the voltage detection lines L2, L2, the charge stored in the unit cell 11 is stored in the capacitor C. Charged. Thereby, the voltage value of the capacitor C becomes equal to the voltage value Vb of the unit cell 11.

各単電池11の正極端子および負極端子と接続されたサンプリングスイッチSW21,SW22は、コンパレータ41に接続されている。具体的には、サンプリングスイッチSW21は、コンパレータ41における一方の入力端子と接続され、サンプリングスイッチSW22は、コンパレータ41における他方の入力端子と接続されている。ここで、各サンプリングスイッチSW21,SW22は、コントローラ30からの制御信号を受けてオンおよびオフの間で切り替わる。また、複数のサンプリングスイッチSW21,SW22は、マルチプレクサによって構成することができる。   Sampling switches SW 21 and SW 22 connected to the positive terminal and the negative terminal of each unit cell 11 are connected to a comparator 41. Specifically, the sampling switch SW21 is connected to one input terminal of the comparator 41, and the sampling switch SW22 is connected to the other input terminal of the comparator 41. Here, each sampling switch SW21, SW22 is switched between ON and OFF in response to a control signal from the controller 30. The plurality of sampling switches SW21 and SW22 can be configured by a multiplexer.

特定の単電池11に対応したサンプリングスイッチSW21,SW22だけをオンにすると、コンパレータ41は、特定の単電池11の電圧値Vb(特定の単電池11に対応するキャパシタCの電圧値)を出力する。このように、各単電池11に対応したサンプリングスイッチSW21,SW22を順次オンにすることにより、各単電池11の電圧値Vbを順次検出することができる。コンパレータ41の出力信号は、AD変換された後に、コントローラ30に入力される。これにより、コントローラ30は、各単電池11の電圧値Vbを検出することができる。   When only the sampling switches SW21 and SW22 corresponding to the specific cell 11 are turned on, the comparator 41 outputs the voltage value Vb of the specific cell 11 (the voltage value of the capacitor C corresponding to the specific cell 11). . Thus, by sequentially turning on the sampling switches SW21 and SW22 corresponding to each unit cell 11, the voltage value Vb of each unit cell 11 can be detected sequentially. The output signal of the comparator 41 is input to the controller 30 after AD conversion. Thereby, the controller 30 can detect the voltage value Vb of each unit cell 11.

次に、均等化処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。図3に示す処理は、コントローラ30によって実行される。また、図3に示す処理(均等化処理)は、例えば、イグニッションスイッチがオフの間に行うことができる。   Next, the equalization process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 3 is executed by the controller 30. Moreover, the process (equalization process) shown in FIG. 3 can be performed, for example, while the ignition switch is OFF.

ステップS101において、コントローラ30は、監視ユニット40の出力に基づいて、各単電池11の電圧値Vbを検出する。これにより、コントローラ30は、組電池10を構成する、すべての単電池11の電圧値Vbを検出することができる。ここで、単電池11の自己放電や、複数の単電池11における抵抗値(内部抵抗)のバラツキなどによって、複数の単電池11における電圧値Vbにバラツキが発生することがある。   In step S <b> 101, the controller 30 detects the voltage value Vb of each unit cell 11 based on the output of the monitoring unit 40. As a result, the controller 30 can detect the voltage values Vb of all the cells 11 constituting the assembled battery 10. Here, the voltage value Vb in the plurality of unit cells 11 may vary due to self-discharge of the unit cells 11 or variations in resistance values (internal resistance) in the plurality of unit cells 11.

ステップS102において、コントローラ30は、ステップS101の処理で検出した複数の単電池11の電圧値Vbに基づいて、電圧値(最低値)Vb_minを特定する。上述したように、複数の単電池11における電圧値Vbにバラツキが発生しているときには、電圧値(最低値)Vb_minを特定することができる。また、ステップS102において、コントローラ30は、電圧値(最低値)Vb_minを示す単電池11を除く他の単電池11に関して、電圧値Vbおよび電圧値(最低値)Vb_minの電圧差ΔVを算出する。   In step S102, the controller 30 specifies a voltage value (minimum value) Vb_min based on the voltage values Vb of the plurality of single cells 11 detected in the process of step S101. As described above, the voltage value (minimum value) Vb_min can be specified when there is a variation in the voltage value Vb in the plurality of single cells 11. Further, in step S102, the controller 30 calculates a voltage difference ΔV between the voltage value Vb and the voltage value (minimum value) Vb_min with respect to the other battery cells 11 excluding the cell 11 indicating the voltage value (minimum value) Vb_min.

ステップS103において、コントローラ30は、ステップS102の処理で算出した電圧差ΔVが閾値ΔV_th以上であるか否かを判別する。ここで、閾値ΔV_thは、均等化処理を行うか否かを判別するための値であり、適宜設定することができる。例えば、閾値ΔV_thは、電圧値Vbのバラツキ(検出誤差に起因)を許容できる電圧差ΔVよりも大きな値とすることができる。閾値ΔV_thに関する情報は、メモリ31に記憶しておくことができる。   In step S103, the controller 30 determines whether or not the voltage difference ΔV calculated in the process of step S102 is greater than or equal to a threshold value ΔV_th. Here, the threshold value ΔV_th is a value for determining whether or not equalization processing is performed, and can be set as appropriate. For example, the threshold value ΔV_th can be set to a value larger than the voltage difference ΔV that can allow variation in the voltage value Vb (due to detection error). Information regarding the threshold value ΔV_th can be stored in the memory 31.

電圧差ΔVが閾値ΔV_th以上であるとき、コントローラ30は、ステップS104において、均等化処理を行う必要があると判別する。一方、電圧差ΔVが閾値ΔV_thよりも小さいとき、コントローラ30は、均等化処理を行う必要が無いと判別し、図3に示す処理を終了する。ここで、均等化処理を行うか否かの判別は、電圧値(最低値)Vb_minを示す単電池11を除く他のすべての単電池11に対して行われる。   When the voltage difference ΔV is equal to or greater than the threshold value ΔV_th, the controller 30 determines in step S104 that an equalization process needs to be performed. On the other hand, when the voltage difference ΔV is smaller than the threshold value ΔV_th, the controller 30 determines that it is not necessary to perform equalization processing, and ends the processing shown in FIG. Here, the determination as to whether or not the equalization processing is performed is performed for all the unit cells 11 other than the unit cell 11 indicating the voltage value (minimum value) Vb_min.

ステップS105において、コントローラ30は、監視ユニット40に含まれるスイッチSW1をオフからオンに切り替えることにより、単電池11を放電させる。ここで、放電の対象となる単電池11は、ステップS104の処理において、均等化処理が必要と判別された単電池11である。単電池11を放電させることにより、この単電池11の電圧値Vbが低下して電圧値(最低値)Vb_minに近づく。   In step S105, the controller 30 discharges the unit cell 11 by switching the switch SW1 included in the monitoring unit 40 from off to on. Here, the unit cell 11 to be discharged is the unit cell 11 determined to require the equalization process in the process of step S104. By discharging the cell 11, the voltage value Vb of the cell 11 decreases and approaches the voltage value (minimum value) Vb_min.

ステップS106において、コントローラ30は、監視ユニット40の出力に基づいて、各単電池11の電圧値Vbを検出し、電圧値Vbが電圧値(最低値)Vb_min以下であるか否かを判別する。ここで、電圧値Vbが電圧値(最低値)Vb_min以下であるとき、コントローラ30は、単電池11の放電を停止させる。一方、電圧値Vbが電圧値(最低値)Vb_minよりも高いとき、コントローラ30は、単電池11の放電を継続させる。図3に示す処理によって、組電池10を構成する、すべての単電池11の電圧値Vbを、電圧値(最低値)Vb_minに揃えることができる。   In step S106, the controller 30 detects the voltage value Vb of each unit cell 11 based on the output of the monitoring unit 40, and determines whether or not the voltage value Vb is equal to or less than the voltage value (minimum value) Vb_min. Here, when the voltage value Vb is equal to or less than the voltage value (minimum value) Vb_min, the controller 30 stops the discharge of the unit cell 11. On the other hand, when the voltage value Vb is higher than the voltage value (minimum value) Vb_min, the controller 30 continues to discharge the single battery 11. With the process shown in FIG. 3, the voltage values Vb of all the cells 11 constituting the assembled battery 10 can be made equal to the voltage value (minimum value) Vb_min.

図4は、図2に示す構成の一部を示す図である。図4に示すように、単電池11−1の負極端子と単電池11−2の正極端子とに接続された電圧検出ラインL2は、外力などを受けて断線してしまうおそれがある。この場合には、キャパシタC−1,C−2に単電池11−1,11−2の電荷をチャージすることができず、単電池11−1,11−2の電圧値Vbを検出することができない。ここで、単電池11−1は、本発明における第1の蓄電ユニットに相当し、単電池11−2は、本発明における第2の蓄電ユニットに相当する。   FIG. 4 is a diagram showing a part of the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 4, the voltage detection line L <b> 2 connected to the negative terminal of the single cell 11-1 and the positive terminal of the single cell 11-2 may be disconnected due to external force or the like. In this case, the capacitors C-1 and C-2 cannot be charged with the electric charges of the single cells 11-1 and 11-2, and the voltage values Vb of the single cells 11-1 and 11-2 are detected. I can't. Here, the unit cell 11-1 corresponds to the first power storage unit in the present invention, and the unit cell 11-2 corresponds to the second power storage unit in the present invention.

なお、図4に示す構成において、単電池11−1の正極端子に接続された電圧検出ラインL2が断線してしまうと、単電池11−1の電圧値Vbを検出することができない。また、単電池11−2の負極端子に接続された電圧検出ラインL2が断線してしまうと、単電池11−2の電圧値Vbを検出することができない。図4において、断線状態の電圧検出ラインL2は、単電池11−1の負極端子と、単電池11−2の正極端子とに接続されている。   In the configuration shown in FIG. 4, if the voltage detection line L2 connected to the positive terminal of the cell 11-1 is disconnected, the voltage value Vb of the cell 11-1 cannot be detected. Moreover, if the voltage detection line L2 connected to the negative electrode terminal of the single battery 11-2 is disconnected, the voltage value Vb of the single battery 11-2 cannot be detected. In FIG. 4, the disconnected voltage detection line L2 is connected to the negative terminal of the unit cell 11-1 and the positive terminal of the unit cell 11-2.

電圧検出ラインL2が断線したときに監視ユニット40によって検出される単電池11−1,11−2の電圧値Vbは、単電池11−1,11−2が過放電状態であるときの電圧値Vbとほぼ等しくなる。これにより、監視ユニット40によって検出される電圧値Vbを監視しても、電圧検出ラインL2の断線状態と、単電池11−1,11−2の過放電状態とを区別することができない。   The voltage value Vb of the single cells 11-1 and 11-2 detected by the monitoring unit 40 when the voltage detection line L2 is disconnected is the voltage value when the single cells 11-1 and 11-2 are in an overdischarged state. It becomes almost equal to Vb. Thereby, even if the voltage value Vb detected by the monitoring unit 40 is monitored, the disconnection state of the voltage detection line L2 and the overdischarge state of the single cells 11-1 and 11-2 cannot be distinguished.

そこで、本実施例では、以下に説明するように、監視ユニット40に含まれるスイッチSW1をオフからオンに切り替えたときの単電池11−1,11−2の電圧変動を確認することにより、電圧検出ラインL2の断線状態と、単電池11−1,11−2の過放電状態とを区別するようにしている。以下、具体的に説明する。   Therefore, in this embodiment, as described below, the voltage fluctuations of the cells 11-1 and 11-2 when the switch SW1 included in the monitoring unit 40 is switched from OFF to ON are checked. The disconnection state of the detection line L2 is distinguished from the overdischarge state of the single cells 11-1 and 11-2. This will be specifically described below.

図5は、図4に示すように、電圧検出ラインL2が断線しているときにおいて、スイッチSW1−1,SW1−2のオン/オフと、電圧値V1,V2の変動を示している。図5に示す横軸は、時間である。図4に示すように、電圧値V1は、単電池11−1と並列に接続されたキャパシタC−1の電圧値(本発明における第1電圧値に相当する)を示し、電圧値V2は、単電池11−2と並列に接続されたキャパシタC−2の電圧値(本発明における第2電圧値に相当する)を示す。   FIG. 5 shows on / off of the switches SW1-1 and SW1-2 and fluctuations in the voltage values V1 and V2 when the voltage detection line L2 is disconnected as shown in FIG. The horizontal axis shown in FIG. 5 is time. As shown in FIG. 4, the voltage value V1 indicates the voltage value of the capacitor C-1 connected in parallel with the unit cell 11-1 (corresponding to the first voltage value in the present invention), and the voltage value V2 is The voltage value (corresponding to the second voltage value in the present invention) of the capacitor C-2 connected in parallel with the unit cell 11-2 is shown.

時間t11において、スイッチSW1−1をオフからオンに切り替える。ここで、スイッチSW1−2は、オフのままとする。スイッチSW1−1をオフからオンに切り替えると、キャパシタC−1に蓄積された電荷が放出され、キャパシタC−1の電圧値が低下する。すなわち、キャパシタC−1およびスイッチSW1−1を含む電流経路において、電流が流れることにより、キャパシタC−1の電圧値が低下する。   At time t11, the switch SW1-1 is switched from off to on. Here, the switch SW1-2 remains off. When the switch SW1-1 is switched from OFF to ON, the electric charge accumulated in the capacitor C-1 is released, and the voltage value of the capacitor C-1 decreases. That is, in the current path including the capacitor C-1 and the switch SW1-1, the voltage value of the capacitor C-1 decreases due to the current flowing.

これに伴い、電圧値V1は、電圧値V1_aから電圧値V1_bに低下する。スイッチSW1−1がオンであるとき、キャパシタC−1に蓄積された電荷は放出されやすいため、キャパシタC−1の電圧値は、0[V]となる。これに伴い、電圧値V1_bは、略0[V]となる。監視ユニット40の検出誤差などを考慮すると、電圧値V1_bは、0[V]からずれることもある。   Accordingly, the voltage value V1 decreases from the voltage value V1_a to the voltage value V1_b. When the switch SW1-1 is on, the electric charge stored in the capacitor C-1 is easily released, so that the voltage value of the capacitor C-1 is 0 [V]. Accordingly, the voltage value V1_b becomes substantially 0 [V]. Considering the detection error of the monitoring unit 40, the voltage value V1_b may deviate from 0 [V].

一方、スイッチSW1−1がオンであるとき、単電池11−1からスイッチSW1−1に流れる電流は、分岐ラインL22,L21を介して、キャパシタC−2に流れ込む。すなわち、単電池11−1,11−2に蓄積された電荷が、キャパシタC−2にチャージされ、キャパシタC−2の電圧値が上昇する。これに伴い、電圧値V2は、電圧値V2_bから電圧値V2_aに上昇する。ここで、電圧値V2_bは、単電池11−2の電圧値Vbに相当し、電圧値V2_aは、単電池11−1,11−2における電圧値Vbの総和に相当する。   On the other hand, when the switch SW1-1 is on, the current flowing from the unit cell 11-1 to the switch SW1-1 flows into the capacitor C-2 via the branch lines L22 and L21. That is, the electric charge accumulated in the single cells 11-1 and 11-2 is charged in the capacitor C-2, and the voltage value of the capacitor C-2 increases. Accordingly, the voltage value V2 increases from the voltage value V2_b to the voltage value V2_a. Here, the voltage value V2_b corresponds to the voltage value Vb of the cell 11-2, and the voltage value V2_a corresponds to the sum of the voltage values Vb of the cells 11-1 and 11-2.

時間t12において、スイッチSW1−1をオンからオフに切り替えると、電圧値V1は、電圧値V1_bのままであり、電圧値V2は、電圧値V2_aのままである。図5の場合には、電圧検出ラインL2が断線しているため、スイッチSW1−1をオンからオフに切り替えても、キャパシタC−1には、単電池11−1の電荷がチャージされない。したがって、電圧値V1は、電圧値V1_bのままとなる。   When the switch SW1-1 is switched from on to off at time t12, the voltage value V1 remains the voltage value V1_b, and the voltage value V2 remains the voltage value V2_a. In the case of FIG. 5, since the voltage detection line L2 is disconnected, even if the switch SW1-1 is switched from on to off, the capacitor C-1 is not charged with the electric charge of the unit cell 11-1. Therefore, the voltage value V1 remains the voltage value V1_b.

また、スイッチSW1−2はオフのままであるため、キャパシタC−2には、単電池11−1,11−2の電荷がチャージされたままとなる。したがって、電圧値V2は、電圧値V2_aのままとなる。なお、スイッチSW1−2をオフからオンに切り替えると、キャパシタC−2にチャージされた電荷が放出され、キャパシタC−2の電圧値(電圧値V2)が低下する。ここで、図4に示す電圧検出ラインL2が断線しているため、キャパシタC−2の電圧値(電圧値V2)は、略0[V]となる。   Further, since the switch SW1-2 remains off, the electric charges of the single cells 11-1 and 11-2 remain charged in the capacitor C-2. Therefore, the voltage value V2 remains the voltage value V2_a. Note that when the switch SW1-2 is switched from OFF to ON, the charge charged in the capacitor C-2 is released, and the voltage value (voltage value V2) of the capacitor C-2 decreases. Here, since the voltage detection line L2 shown in FIG. 4 is disconnected, the voltage value (voltage value V2) of the capacitor C-2 is substantially 0 [V].

図6は、図4に示す単電池11−1だけが過放電状態であるときにおいて、スイッチSW1−1,SW1−2のオン/オフと、電圧値V1,V2の変動を示している。図6は、図5に対応した図であり、図6に示す横軸は、時間である。   FIG. 6 shows ON / OFF of the switches SW1-1 and SW1-2 and fluctuations in the voltage values V1 and V2 when only the single battery 11-1 shown in FIG. 4 is in the overdischarge state. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5, and the horizontal axis shown in FIG. 6 is time.

時間t21において、スイッチSW1−1をオフからオンに切り替える。ここで、スイッチSW1−2は、オフのままとする。スイッチSW1−1をオフからオンに切り替えると、キャパシタC−1に蓄積された電荷が放出され、キャパシタC−1の電圧値が低下する。すなわち、電圧値V1は、電圧値V1_aから電圧値V1_bに低下する。具体的には、電圧値V1_bは、略0[V]となる。   At time t21, the switch SW1-1 is switched from off to on. Here, the switch SW1-2 remains off. When the switch SW1-1 is switched from OFF to ON, the electric charge accumulated in the capacitor C-1 is released, and the voltage value of the capacitor C-1 decreases. That is, the voltage value V1 decreases from the voltage value V1_a to the voltage value V1_b. Specifically, the voltage value V1_b is approximately 0 [V].

ここで、単電池11−1は、過放電状態となっているため、単電池11−1の電圧値Vbは、略0[V]となる。スイッチSW1−1をオフからオンに切り替える前に、キャパシタC−1に電荷が蓄積されたままであるときには、図6に示すように、電圧値V1が電圧値V1_aを示す。そして、スイッチSW1−1をオフからオンに切り替えると、電圧値V1は、電圧値V1_aから電圧値V1_bに低下する。なお、スイッチSW1−1をオフからオンに切り替える前に、キャパシタC−1に電荷が蓄積されていなければ、電圧値V1は、電圧値V1_bのままとなる。   Here, since the unit cell 11-1 is in an overdischarged state, the voltage value Vb of the unit cell 11-1 is approximately 0 [V]. Before the switch SW1-1 is switched from OFF to ON, when charge is accumulated in the capacitor C-1, the voltage value V1 indicates the voltage value V1_a as shown in FIG. When the switch SW1-1 is switched from off to on, the voltage value V1 decreases from the voltage value V1_a to the voltage value V1_b. Note that if no charge is accumulated in the capacitor C-1 before the switch SW1-1 is switched from OFF to ON, the voltage value V1 remains the voltage value V1_b.

一方、スイッチSW1−1がオンであるときには、上述したように、単電池11−1からスイッチSW1−1に流れる電流は、キャパシタC−2に流れ込む。ここで、単電池11−1が過放電状態であるときには、単電池11−1からキャパシタC−2に流れ込む電流が無い。したがって、電圧値V2は、電圧値V2_bのままとなる。電圧値V2_bは、単電池11−2の電圧値Vbに相当する。   On the other hand, when the switch SW1-1 is on, as described above, the current flowing from the unit cell 11-1 to the switch SW1-1 flows into the capacitor C-2. Here, when the unit cell 11-1 is in an overdischarged state, there is no current flowing from the unit cell 11-1 to the capacitor C-2. Therefore, the voltage value V2 remains the voltage value V2_b. The voltage value V2_b corresponds to the voltage value Vb of the cell 11-2.

時間t22において、スイッチSW1−1をオンからオフに切り替えると、電圧値V1は、電圧値V1_bのままであり、電圧値V2は、電圧値V2_aのままである。単電池11−1は過放電状態であるため、単電池11−1からキャパシタC−1に蓄積される電荷が無く、キャパシタC−1の電圧値は上昇しない。また、スイッチSW1−2は、オフのままであるため、キャパシタC−2の電圧値は変動せず、電圧値V2も電圧値V2_bのままである。   When the switch SW1-1 is switched from on to off at time t22, the voltage value V1 remains the voltage value V1_b, and the voltage value V2 remains the voltage value V2_a. Since the unit cell 11-1 is in an overdischarged state, there is no charge accumulated in the capacitor C-1 from the unit cell 11-1, and the voltage value of the capacitor C-1 does not increase. Further, since the switch SW1-2 remains off, the voltage value of the capacitor C-2 does not vary, and the voltage value V2 also remains the voltage value V2_b.

図5に示す電圧値V1,V2の挙動と、図6に示す電圧値V1,V2の挙動とを比較すると、電圧値V2の挙動が互いに異なっている。すなわち、電圧検出ラインL2が断線状態であるときの電圧値V2の挙動と、単電池11が過放電状態であるときの電圧値V2の挙動とは互いに異なる。このため、電圧値V2の挙動を把握することにより、電圧検出ラインL2の断線状態と、単電池11の過放電状態とを区別することができる。   When the behavior of the voltage values V1 and V2 shown in FIG. 5 is compared with the behavior of the voltage values V1 and V2 shown in FIG. 6, the behavior of the voltage value V2 is different from each other. That is, the behavior of the voltage value V2 when the voltage detection line L2 is disconnected is different from the behavior of the voltage value V2 when the unit cell 11 is in an overdischarged state. For this reason, by grasping the behavior of the voltage value V2, the disconnection state of the voltage detection line L2 and the overdischarge state of the unit cell 11 can be distinguished.

次に、電圧検出ラインL2の断線状態および単電池11の過放電状態を判別する処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。図7に示す処理は、コントローラ30によって実行される。また、図7に示す処理は、直列に接続された2つの単電池11に対して行うことができる。この2つの単電池11とは、図4に示す2つの単電池11−1,11−2に相当し、具体的には、一方の単電池11の正極端子が他方の単電池11の負極端子と接続されているときの2つの単電池11である。   Next, processing for determining the disconnection state of the voltage detection line L2 and the overdischarge state of the unit cell 11 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 7 is executed by the controller 30. Moreover, the process shown in FIG. 7 can be performed with respect to the two unit cells 11 connected in series. The two unit cells 11 correspond to the two unit cells 11-1 and 11-2 shown in FIG. 4, and specifically, the positive terminal of one unit cell 11 is the negative terminal of the other unit cell 11. Are two unit cells 11 when they are connected to each other.

ステップS201において、コントローラ30は、監視ユニット40の出力に基づいて、電圧値V1,V2(図4参照)を検出する。ステップS202において、コントローラ30は、監視ユニット40に含まれるスイッチSW1(図4に示すスイッチSW1−1)をオフからオンに切り替える。ここでのスイッチSW1の動作は、断線状態や過放電状態を判別するための動作であり、均等化処理のための動作とは異なる。なお、図4に示すスイッチSW1−2は、オフのままである。また、監視ユニット40に含まれる他のスイッチSW1(スイッチSW1−1,SW1−2以外のスイッチ)もオフのままである。   In step S201, the controller 30 detects voltage values V1 and V2 (see FIG. 4) based on the output of the monitoring unit 40. In step S202, the controller 30 switches the switch SW1 (switch SW1-1 shown in FIG. 4) included in the monitoring unit 40 from off to on. The operation of the switch SW1 here is an operation for determining the disconnection state or the overdischarge state, and is different from the operation for the equalization processing. Note that the switch SW1-2 illustrated in FIG. 4 remains off. Further, other switches SW1 (switches other than the switches SW1-1 and SW1-2) included in the monitoring unit 40 remain off.

ステップS203において、コントローラ30は、監視ユニット40の出力に基づいて、電圧値V1,V2(図4参照)を検出する。ステップS204において、コントローラ30は、ステップS201の処理で検出された電圧値V1と、ステップS203の処理で検出された電圧値V1とを比較する。そして、コントローラ30は、ステップS202の処理によってスイッチSW1をオンにした後に、電圧値V1が低下しているか否かを判別する。ここでの電圧値V1の低下は、図5や図6を用いて説明したように、電圧値V1が電圧値V1_aから電圧値V1_bに低下することに相当する。   In step S203, the controller 30 detects voltage values V1 and V2 (see FIG. 4) based on the output of the monitoring unit 40. In step S204, the controller 30 compares the voltage value V1 detected in the process of step S201 with the voltage value V1 detected in the process of step S203. Then, the controller 30 determines whether or not the voltage value V1 has decreased after the switch SW1 is turned on by the process of step S202. The decrease in the voltage value V1 here corresponds to the decrease in the voltage value V1 from the voltage value V1_a to the voltage value V1_b, as described with reference to FIGS.

電圧値V1が低下しているとき、コントローラ30は、ステップS205の処理を行う。一方、電圧値V1が低下していないとき、コントローラ30は、図7に示す処理を終了する。電圧検出ラインL2が断線していなければ、単電池11−1の電荷がキャパシタC−1にチャージされるため、キャパシタC−1の電圧値は低下しにくい。また、単電池11−1が過放電状態でなければ、単電池11−1の電荷がキャパシタC−1にチャージされるため、キャパシタC−1の電圧値は低下しにくい。したがって、電圧値V1が低下していないとき、コントローラ30は、断線状態および過放電状態が発生していないと判別し、図7に示す処理を終了することができる。   When the voltage value V1 is decreasing, the controller 30 performs the process of step S205. On the other hand, when the voltage value V1 has not decreased, the controller 30 ends the process shown in FIG. If the voltage detection line L2 is not disconnected, the electric charge of the unit cell 11-1 is charged to the capacitor C-1, and therefore the voltage value of the capacitor C-1 is unlikely to decrease. Further, if the unit cell 11-1 is not in an overdischarged state, the electric charge of the unit cell 11-1 is charged to the capacitor C-1, so that the voltage value of the capacitor C-1 is unlikely to decrease. Therefore, when the voltage value V1 has not decreased, the controller 30 determines that the disconnection state and the overdischarge state have not occurred, and can end the process shown in FIG.

ステップS205において、コントローラ30は、ステップS201の処理で検出された電圧値V2と、ステップS203の処理で検出された電圧値V2とを比較する。そして、コントローラ30は、ステップS202の処理によってスイッチSW1をオンにした後に、電圧値V2が上昇しているか否かを判別する。ここでの電圧値V2の上昇は、図5を用いて説明したように、電圧値V2が電圧値V2_bから電圧値V2_aに上昇することに相当する。   In step S205, the controller 30 compares the voltage value V2 detected in the process of step S201 with the voltage value V2 detected in the process of step S203. Then, the controller 30 determines whether or not the voltage value V2 has increased after the switch SW1 is turned on by the process of step S202. The increase of the voltage value V2 here corresponds to the increase of the voltage value V2 from the voltage value V2_b to the voltage value V2_a as described with reference to FIG.

電圧値V2が上昇しているとき、コントローラ30は、ステップS206において、電圧検出ラインL2が断線状態であると判別する。一方、電圧値V2が上昇していないとき、コントローラ30は、ステップS207において、単電池11(図4に示す単電池11−1)が過放電状態であると判別する。   When the voltage value V2 is increasing, the controller 30 determines in step S206 that the voltage detection line L2 is in a disconnected state. On the other hand, when the voltage value V2 has not increased, the controller 30 determines in step S207 that the unit cell 11 (unit cell 11-1 shown in FIG. 4) is in an overdischarged state.

本実施例によれば、電圧値V1,V2の挙動を確認することにより、電圧検出ラインL2の断線状態および単電池11の過放電状態を区別しながら、断線状態および過放電状態のいずれが発生しているかを特定することができる。断線状態および過放電状態を区別できれば、修理などの対応もスムーズに行うことができる。   According to the present embodiment, by confirming the behavior of the voltage values V1 and V2, either the disconnection state or the overdischarge state occurs while distinguishing the disconnection state of the voltage detection line L2 and the overdischarge state of the unit cell 11. You can identify what you are doing. If the disconnection state and the overdischarge state can be distinguished, repair and the like can be performed smoothly.

断線状態や過放電状態を特定したときには、異常が発生していることをユーザなどに警告することができる。これにより、ユーザなどは、異常が発生していることを認識できる。ここで、本実施例では、異常の内容(断線状態や過放電状態)も特定することができる。   When a disconnection state or an overdischarge state is specified, a user or the like can be warned that an abnormality has occurred. Thereby, a user etc. can recognize that abnormality has occurred. Here, in the present embodiment, the content of the abnormality (disconnected state or overdischarge state) can also be specified.

警告の手段としては、ディスプレイ又はスピーカを用いることができる。具体的には、異常が発生していることを示す情報をディスプレイに表示させたり、異常が発生していることを示す情報を音としてスピーカから出力させたりすることができる。ここで、ディスプレイに表示させる内容や、スピーカから出力される音の内容は、適宜設定することができる。   As a warning means, a display or a speaker can be used. Specifically, information indicating that an abnormality has occurred can be displayed on the display, or information indicating that an abnormality has occurred can be output as a sound from a speaker. Here, the content displayed on the display and the content of the sound output from the speaker can be set as appropriate.

10:組電池、11:単電池(蓄電ユニット)、21:電流センサ、22:昇圧回路、
23:インバータ、24:モータ・ジェネレータ、30:コントローラ、31:メモリ、
40:監視ユニット(電圧検出回路)、41:コンパレータ、
R11,R21,R22:抵抗、SW1,SW21,SW22:スイッチ、
D:ツェナーダイオード、C:キャパシタ、PL:正極ライン、NL:負極ライン、
L1,L2:電圧検出ライン、L21,L22:分岐ライン
10: assembled battery, 11: single battery (storage unit), 21: current sensor, 22: booster circuit,
23: Inverter, 24: Motor generator, 30: Controller, 31: Memory,
40: monitoring unit (voltage detection circuit), 41: comparator,
R11, R21, R22: resistors, SW1, SW21, SW22: switches,
D: Zener diode, C: capacitor, PL: positive line, NL: negative line
L1, L2: Voltage detection line, L21, L22: Branch line

Claims (8)

直列に接続された第1および第2の蓄電ユニットと、
電圧検出ラインを介して、前記各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを用いて、前記各蓄電ユニットの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記各蓄電ユニットおよび前記キャパシタと並列に接続されたスイッチと、
前記スイッチの動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記第2の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフのままとし、前記第1の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行ったとき、
前記電圧検出回路によって検出された前記第1の蓄電ユニットの第1電圧値が下限値であり、前記電圧検出回路によって検出された前記第2の蓄電ユニットの第2電圧値が上昇することに応じて、前記電圧検出ラインが断線状態であると判別することを特徴とする蓄電システム。
First and second power storage units connected in series;
A voltage detection circuit for detecting a voltage value of each power storage unit using a capacitor connected in parallel with each power storage unit via a voltage detection line;
A switch connected in parallel with each power storage unit and the capacitor;
A controller for controlling the operation of the switch,
The controller is
When the predetermined process for switching the switch corresponding to the first power storage unit from OFF to ON is performed while keeping the switch corresponding to the second power storage unit off.
The first voltage value of the first power storage unit detected by the voltage detection circuit is a lower limit value, and the second voltage value of the second power storage unit detected by the voltage detection circuit is increased. And determining that the voltage detection line is in a disconnected state.
前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第1電圧値が前記下限値であり、前記第2電圧値が上昇しないことに応じて、前記第1の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。   When the controller performs the predetermined process, the first voltage value is the lower limit value, and the first power storage unit is in an overdischarged state in response to the second voltage value not increasing. The power storage system according to claim 1, wherein the power storage system is determined. 前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第1電圧値が前記下限値に低下するとともに、前記第2電圧値が上昇することに応じて、前記電圧検出ラインが断線状態であると判別することを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電システム。   The controller determines that the voltage detection line is in a disconnected state in response to the first voltage value falling to the lower limit value and the second voltage value rising when the predetermined processing is performed. The power storage system according to claim 1 or 2, wherein: 前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第1電圧値が前記下限値に低下するとともに、前記第2電圧値が上昇しないことに応じて、前記第1の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする請求項2に記載の蓄電システム。   When the controller performs the predetermined processing, the first power storage unit is in an overdischarged state in response to the first voltage value decreasing to the lower limit value and the second voltage value not increasing. The power storage system according to claim 2, wherein the power storage system is determined to be present. 直列に接続された第1および第2の蓄電ユニットと、
電圧検出ラインを介して、前記各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを用いて、前記各蓄電ユニットの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記各蓄電ユニットおよび前記キャパシタと並列に接続されたスイッチと、
前記スイッチの動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記第2の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフのままとし、前記第1の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行ったとき、
前記電圧検出回路によって検出された前記第1の蓄電ユニットの第1電圧値が下限値であり、前記電圧検出回路によって検出された前記第2の蓄電ユニットの第2電圧値が上昇しないことに応じて、前記第1の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする蓄電システム。
First and second power storage units connected in series;
A voltage detection circuit for detecting a voltage value of each power storage unit using a capacitor connected in parallel with each power storage unit via a voltage detection line;
A switch connected in parallel with each power storage unit and the capacitor;
A controller for controlling the operation of the switch,
The controller is
When the predetermined process for switching the switch corresponding to the first power storage unit from OFF to ON is performed while keeping the switch corresponding to the second power storage unit off.
The first voltage value of the first power storage unit detected by the voltage detection circuit is a lower limit value, and the second voltage value of the second power storage unit detected by the voltage detection circuit does not increase. And determining that the first power storage unit is in an overdischarged state.
前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第1電圧値が前記下限値に低下するとともに、前記第2電圧値が上昇しないことに応じて、前記第1の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする請求項5に記載の蓄電システム。   When the controller performs the predetermined processing, the first power storage unit is in an overdischarged state in response to the first voltage value decreasing to the lower limit value and the second voltage value not increasing. The power storage system according to claim 5, wherein it is determined that the power storage system is present. 前記下限値は、略0Vであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の蓄電システム。   The power storage system according to any one of claims 1 to 6, wherein the lower limit value is approximately 0V. 前記スイッチは、前記各蓄電ユニットを放電させて、前記第1および第2の蓄電ユニットにおける電圧値を均等化させるために用いられることを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の蓄電システム。   8. The switch according to claim 1, wherein the switch is used to discharge the power storage units to equalize voltage values in the first and second power storage units. 9. Power storage system.
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