JP2015119580A - Battery control system and battery control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery system capable of dividing entire system into plural insulated blocks to reduce the capacity and withstand voltage of each insulated power source so that the power source voltage of the entire battery system is equal to or larger than a withstand voltage of each insulated power source.SOLUTION: The battery control system is constituted of plural insulated blocks each of which includes plural batteries which are connected to each other in series. Each of the insulated blocks includes one or more battery controllers. The battery controller includes: a monitor circuit for monitoring the batteries; and a first insulated power source that supplies the power to the monitor circuit. The first insulated power source in each of the insulated blocks uses a common power line as a power source and the power lines of each of the insulated blocks are connected to each other via a second insulated power source.

Description

本発明は、電池制御システム及び電池制御方法に関し、絶縁を要する制御回路を構成する電池制御システム及び電池制御方法に適用して好適なるものである。   The present invention relates to a battery control system and a battery control method, and is suitably applied to a battery control system and a battery control method that constitute a control circuit that requires insulation.

近年、移動体向け蓄電装置や系統連系安定化用蓄電装置、非常用蓄電装置といった多数の電池を内蔵する電池システムが注目を浴びている。これらの電池システムの性能を引き出すためには、電池の充電率(SOC:State Of Charge)や劣化度(SOH:State Of Health)、充放電可能な最大電流(許容充放電電流)などのパラメータを算出したり、各電池の充電率を適切に揃えたりする必要がある。これらを実現するために、各電池には電池電圧計測用の回路(セルコントローラ)が取り付けられ、セルコントローラから送られてくる情報に基づいて、中央演算処理装置(CPU)を搭載したバッテリコントローラが上記演算や所定の動作を実行する。   In recent years, battery systems incorporating a large number of batteries, such as power storage devices for mobile objects, power storage devices for grid connection stabilization, and emergency power storage devices, have attracted attention. In order to bring out the performance of these battery systems, parameters such as the battery charge rate (SOC: State Of Charge), the degree of deterioration (SOH: State Of Health), and the maximum chargeable / dischargeable current (allowable charge / discharge current) are set. It is necessary to calculate or to properly arrange the charging rates of the respective batteries. In order to realize these, a battery voltage measurement circuit (cell controller) is attached to each battery, and a battery controller equipped with a central processing unit (CPU) is installed based on information sent from the cell controller. The above calculation or predetermined operation is executed.

上記した電池システムに内蔵する電池の個数が数十個以上となる場合、数個〜数十個の電池及びセルコントローラを内蔵した電池モジュールを用い、これを複数個直並列接続することが一般的となっている。このような構成では、セルコントローラとバッテリコントローラとの通信は安全のためセルコントローラ内部で絶縁し、両者を接続する通信線による漏電や感電が起きないようにしている。また、セルコントローラ上の絶縁素子の耐圧が電池システムの要求する耐圧未満の場合は、バッテリコントローラ側に絶縁素子を追加する。   When the number of batteries incorporated in the battery system is several tens or more, it is common to use a battery module incorporating several to several tens of batteries and a cell controller, and connecting a plurality of them in series and parallel. It has become. In such a configuration, the communication between the cell controller and the battery controller is insulated inside the cell controller for safety, so that leakage or electric shock due to a communication line connecting the two does not occur. Further, when the withstand voltage of the insulating element on the cell controller is less than the withstand voltage required by the battery system, an insulating element is added on the battery controller side.

また、電池モジュールには、バッテリコントローラを内蔵したものもある。電池モジュールを内蔵したバッテリコントローラは、電池の消耗を防ぐため、バッテリコントローラを動作させるための電力を外部から供給する構成になっている。そして、電池システムにシステムコントローラが備えられ、該システムコントローラが各バッテリコントローラから出力された情報を取りまとめたり、各バッテリコントローラに対し指令を出したりする。ここで、セルコントローラ部分の絶縁素子の耐圧が電池システムの要求する耐圧未満の場合に、バッテリコントローラとシステムコントローラの間に絶縁素子が追加される。   Some battery modules have a built-in battery controller. A battery controller incorporating a battery module is configured to supply power for operating the battery controller from the outside in order to prevent battery consumption. A system controller is provided in the battery system, and the system controller collects information output from each battery controller and issues a command to each battery controller. Here, when the withstand voltage of the insulating element in the cell controller portion is less than the withstand voltage required by the battery system, an insulating element is added between the battery controller and the system controller.

上記したように、バッテリコントローラとシステムコントローラの間に絶縁素子が追加された場合、絶縁された側への電力供給方法が問題となる。この問題を解決するために、特許文献1では、モジュールブロック単位毎に絶縁トランスを用いた電源を設ける電源構成が用いられている。   As described above, when an insulating element is added between the battery controller and the system controller, a method of supplying power to the insulated side becomes a problem. In order to solve this problem, Patent Document 1 uses a power supply configuration in which a power supply using an insulating transformer is provided for each module block unit.

特開2000−358325号公報JP 2000-358325 A

しかし、モジュールブロック単位毎に絶縁トランスを用いた絶縁電源を用いた場合、各絶縁電源には電池システムの要求する耐圧を満たす性能が必要となる。そのため、特に鉄道用途のように千ボルト以上の耐圧を要求するシステムでは、各絶縁電源が大型で高価なものとなってしまうという問題があった。   However, when an insulated power source using an insulating transformer is used for each module block unit, each insulated power source must have a performance that satisfies the withstand voltage required by the battery system. For this reason, there is a problem that each insulated power supply becomes large and expensive in a system that requires a withstand voltage of 1,000 volts or more, particularly for railway applications.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電池システム全体を複数の絶縁ブロックに分割し、各絶縁電源の容量及び耐圧を小さくするとともに、電池システム全体の電源電圧を各絶縁電源の耐圧以上とすることが可能な電池制御システム及び電池制御方法を提案しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above points. The entire battery system is divided into a plurality of insulating blocks to reduce the capacity and withstand voltage of each insulated power supply, and the power supply voltage of the entire battery system is reduced to each insulated power supply. A battery control system and a battery control method capable of achieving a breakdown voltage or higher are proposed.

かかる課題を解決するために本発明においては、多直列接続された複数個の電池に接続された複数の絶縁ブロックから構成され、各絶縁ブロックは、1以上のバッテリコントローラを備え、前記バッテリコントローラは、前記電池を監視する監視回路と、前記監視回路に電力を供給する第1の絶縁電源とを有し、各絶縁ブロック内の第1の絶縁電源は、共通の電力線を電源とし、各絶縁ブロックの有する前記電力線は、互いに第2の絶縁電源を介して接続されることを特徴とする、電池制御システムが提供される。   In order to solve this problem, in the present invention, a plurality of insulating blocks connected to a plurality of batteries connected in series are provided, each insulating block including one or more battery controllers, And a monitoring circuit for monitoring the battery, and a first insulating power supply for supplying power to the monitoring circuit, and the first insulating power supply in each insulating block uses a common power line as a power source, and each insulating block A battery control system is provided in which the power lines included in are connected to each other via a second insulated power supply.

かかる構成によれば、第1の絶縁電源または第2の絶縁電源に要求する耐圧を電池システム全体に要求する耐圧に比べ小さくすることが可能となるため、低コスト・小型な低耐圧絶縁電源を使用可能となり、電池制御システムの各モジュールの大きさやコストを低減することが可能となる。   According to such a configuration, the withstand voltage required for the first isolated power supply or the second isolated power supply can be made smaller than the withstand voltage required for the entire battery system. The battery can be used, and the size and cost of each module of the battery control system can be reduced.

本発明によれば、電池システム全体を複数の絶縁ブロックに分割し、各絶縁電源の容量及び耐圧を小さくするとともに、電池システム全体の電源電圧を各絶縁電源の耐圧以上として、汎用性の高い電池システムを構築することができる。   According to the present invention, the battery system as a whole is divided into a plurality of insulating blocks to reduce the capacity and withstand voltage of each isolated power supply, and the power supply voltage of the entire battery system is set to be higher than the withstand voltage of each insulated power supply. A system can be constructed.

本発明の第1の実施形態に係る電池システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the battery system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同実施形態にかかる電池モジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the battery module concerning the embodiment. 同実施形態にかかるセルコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the cell controller concerning the embodiment. 同実施形態にかかる電池システムの絶縁電源構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the insulated power supply structure of the battery system concerning the embodiment. 本発明の第2の実施形態に係る電池モジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the battery module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電池システムの電源構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply structure of the battery system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)第1の実施の形態
(1−1)電池システムの全体構成
まず、図1を参照して、電池システム100の構成について説明する。図1は、電池電力を負荷に供給する電池システムの構成を示すブロック図である。電池システム100の出力電圧は、電池の残容量や出力電流等により変動する直流電圧のため、負荷111に直接電力を供給するには適さない場合がある。そこで、本実施の形態では、上位コントローラ112により制御されるインバータ110により、電池システム100の出力電圧を三相交流に変換して負荷111に供給している。なお、負荷111に直流電圧や他の多相交流、単相交流を供給する場合も同様の構成となる。
(1) First Embodiment (1-1) Overall Configuration of Battery System First, the configuration of the battery system 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a battery system that supplies battery power to a load. Since the output voltage of the battery system 100 is a DC voltage that varies depending on the remaining capacity of the battery, the output current, and the like, it may not be suitable for supplying power directly to the load 111. Therefore, in the present embodiment, the inverter 110 controlled by the host controller 112 converts the output voltage of the battery system 100 into a three-phase alternating current and supplies it to the load 111. Note that the same configuration is used when a DC voltage, other multiphase AC, or single phase AC is supplied to the load 111.

また、負荷111が電力を出力する場合は、インバータ110を双方向インバータとすることにより、負荷111が出力した電力を電池システム100に蓄えることができる。さらに、インバータ110と並列に充電システムを電池システム100に接続することで、必要に応じ電池システム100を充電することも可能である。   Moreover, when the load 111 outputs electric power, the electric power output from the load 111 can be stored in the battery system 100 by using the inverter 110 as a bidirectional inverter. Further, by connecting the charging system to the battery system 100 in parallel with the inverter 110, the battery system 100 can be charged as necessary.

電池システム100は、インバータ110や負荷111の制御に有用な各種情報を上位コントローラ112に送信する。各種情報とは、例えば、電池の充電率(SOC)や劣化率(SOH)、流すことのできる最大充電電流・放電電流(許容充放電電流)、電池温度、電池異常の有無等の電池状態に関する情報などを例示できる。上位コントローラ112は、電池システム100から提供された上記情報をもとに、エネルギーマネージメントや異常検知等の各種処理を行う。また、上位コントローラ112は、電池システム100をインバータ110または負荷111から切り離すべきと判断した場合は、切断指示を電池システム100に対し送信する。   The battery system 100 transmits various information useful for controlling the inverter 110 and the load 111 to the host controller 112. Various types of information relate to battery status such as battery charge rate (SOC) and deterioration rate (SOH), maximum charge current / discharge current (allowable charge / discharge current) that can be passed, battery temperature, and battery abnormality. Information can be exemplified. The host controller 112 performs various processes such as energy management and abnormality detection based on the information provided from the battery system 100. When the host controller 112 determines that the battery system 100 should be disconnected from the inverter 110 or the load 111, the host controller 112 transmits a disconnection instruction to the battery system 100.

また、電池システム100は、直並列接続された1台以上の電池モジュール105と、電池システム100の状態を監視・推定・制御するシステムコントローラ103と、電池システム100の出力を断続するリレー106と、電池に流れた電流を計測する電流センサ108と、電池モジュールの各直列を断続するリレー113と、電池電圧を計測する電圧センサ602と、電池システム100と例えばアースとの間の絶縁抵抗を計測する漏電センサ603と、電池システム100の出力電圧に応じ設けられる遮断器107とから構成される。以下、各部を詳細に説明する。   Further, the battery system 100 includes one or more battery modules 105 connected in series and parallel, a system controller 103 that monitors, estimates, and controls the state of the battery system 100, a relay 106 that intermittently outputs the battery system 100, The current sensor 108 that measures the current flowing through the battery, the relay 113 that intermittently connects each battery module, the voltage sensor 602 that measures the battery voltage, and the insulation resistance between the battery system 100 and, for example, the ground are measured. The leakage sensor 603 includes a circuit breaker 107 provided in accordance with the output voltage of the battery system 100. Hereinafter, each part will be described in detail.

電池モジュール105は、複数個の単位電池を有し、モジュール内部の温度や各電池の電圧を計測する。また、必要に応じて単電池単位での充放電を行う。これにより、単電池単位での電圧監視や電圧調整が可能となり、温度に応じて特性が変化する電池の状態推定に必要な温度情報を計測することが可能となる。電池モジュール105について、後で詳細に説明する。   The battery module 105 has a plurality of unit batteries, and measures the temperature inside the module and the voltage of each battery. Further, charging / discharging in units of single cells is performed as necessary. Thereby, voltage monitoring and voltage adjustment can be performed in units of single cells, and temperature information necessary for estimating the state of the battery whose characteristics change according to temperature can be measured. The battery module 105 will be described in detail later.

また、電池モジュール105には、電流センサ108とリレー113を直列に接続する。これにより、電池モジュール105の状態を監視・推定するために必要な電流値が計測することができる。また、電池モジュール105の各直列を、上位コントローラの指令に基づいて断続することができる。   In addition, a current sensor 108 and a relay 113 are connected in series to the battery module 105. Thereby, the current value necessary for monitoring / estimating the state of the battery module 105 can be measured. Moreover, each series of the battery modules 105 can be intermittentd based on a command from the host controller.

例えば、電池モジュール105が100V以上の高電圧となる場合は、手動で電池システム100への電力入出力を遮断するための遮断器107を追加する場合がある。このように、遮断器107を用いて強制的に遮断することで、電池システム100の組み立て時や解体時、また、電池システム100を搭載した装置の事故対応時に感電事故や短絡事故の発生を防ぐことが可能となる。   For example, when the battery module 105 has a high voltage of 100 V or higher, a circuit breaker 107 for manually interrupting power input / output to the battery system 100 may be added. In this way, by forcibly shutting off using the circuit breaker 107, an electric shock accident or a short-circuit accident can be prevented when the battery system 100 is assembled or disassembled, or when a device equipped with the battery system 100 is handled. It becomes possible.

なお、電池モジュール105が複数台並列に接続されている場合は、各列にリレー113、遮断器107、電流センサ108を設けてもよいし、逆に、各列からリレー113、電流センサ108を省き電池システム100の出力部分にのみリレー106、電流センサ108を設けてもよい。また、各列にリレー113、遮断器107、電流センサ108を設け、更に電池システム100の出力部にリレー106及び電流センサ108を設けてもよい。   When a plurality of battery modules 105 are connected in parallel, relays 113, circuit breakers 107, and current sensors 108 may be provided in each column. Conversely, relays 113 and current sensors 108 are connected from each column. The relay 106 and the current sensor 108 may be provided only at the output portion of the battery system 100 that is omitted. Moreover, the relay 113, the circuit breaker 107, and the current sensor 108 may be provided in each row, and the relay 106 and the current sensor 108 may be further provided at the output unit of the battery system 100.

リレー106およびリレー113は、1台のリレーで構成してもよいし、メインリレーとプリチャージリレー、抵抗の組として構成してもよい。後者の構成では、プリチャージリレーと直列に抵抗を配置し、これらをメインリレーと並列接続する。そしてリレー106を接続する場合、まずプリチャージリレーを接続する。プリチャージリレーを流れる電流は直列接続した抵抗により制限されるため、前者の構成で生じうる突入電流を制限することができる。そして、プリチャージリレーを流れる電流が十分小さくなったのちにメインリレーを接続する。メインリレー接続のタイミングは、プリチャージリレーを流れる電流を基準にしてもよいし、抵抗にかかる電圧やメインリレーの端子間電圧を基準にしてもよい。また、メインリレー接続のタイミングを、プリチャージリレーを接続してから経過した時間を基準にしてもよい。   The relay 106 and the relay 113 may be configured as a single relay, or may be configured as a set of a main relay, a precharge relay, and a resistor. In the latter configuration, a resistor is arranged in series with the precharge relay, and these are connected in parallel with the main relay. When connecting the relay 106, first a precharge relay is connected. Since the current flowing through the precharge relay is limited by the resistance connected in series, the inrush current that can occur in the former configuration can be limited. Then, after the current flowing through the precharge relay becomes sufficiently small, the main relay is connected. The timing of main relay connection may be based on the current flowing through the precharge relay, or may be based on the voltage applied to the resistance or the voltage across the terminals of the main relay. Further, the timing of main relay connection may be based on the time elapsed since the precharge relay was connected.

電圧センサ602は、1台または複数台の電池モジュール105に接続され、例えば、電池モジュール105の各1直列に対し並列に接続される。電圧センサ602は、電池モジュール105の状態監視・推定に必要な電圧値を計測する。また、電池モジュール105には、漏電センサ603が接続され、漏電が生じる前に漏電が生じうる状態、すなわち絶縁抵抗が低下した状態を検知して事故の発生を予防する。   The voltage sensor 602 is connected to one or a plurality of battery modules 105, for example, connected in parallel to each series of battery modules 105. The voltage sensor 602 measures a voltage value necessary for monitoring and estimating the state of the battery module 105. In addition, a leakage sensor 603 is connected to the battery module 105 to detect a state where leakage can occur before leakage occurs, that is, a state where the insulation resistance is reduced, thereby preventing the occurrence of an accident.

また、電池モジュール105、電流センサ108、電圧センサ602及び漏電センサ603により計測された値はシステムコントローラ103に送信され、システムコントローラ103はこれらの値を元に電池の状態を監視や推定など、システム全体を制御する。ここで、システムコントローラ103によるシステム全体の制御とは、例えば、各単位電池の電圧を均等化するための単位電池毎の充放電の制御や、各センサの電源制御、センサのアドレッシング、システムコントローラ103に接続されたリレー106の制御などが挙げられる。   In addition, values measured by the battery module 105, the current sensor 108, the voltage sensor 602, and the leakage sensor 603 are transmitted to the system controller 103, and the system controller 103 monitors and estimates the state of the battery based on these values. Control the whole. Here, control of the entire system by the system controller 103 is, for example, charge / discharge control for each unit battery for equalizing the voltage of each unit battery, power control for each sensor, sensor addressing, the system controller 103. And control of the relay 106 connected to the.

システムコントローラ103は、電池システム100全体を制御するCPU601を有する。具体的に、CPU601は、電池の状態監視や推定、制御に必要な演算を行う。電池システム100にはシステム冷却用のファンが含まれてもよく、その制御をシステムコントローラ103が行う構成としてもよい。このように、冷却の制御まで電池システム100が行うことにより、上位コントローラとの通信量を削減することが可能となる。   The system controller 103 includes a CPU 601 that controls the entire battery system 100. Specifically, the CPU 601 performs calculations necessary for battery state monitoring, estimation, and control. The battery system 100 may include a system cooling fan, and the system controller 103 may control the fan. As described above, the battery system 100 performs the control up to the cooling, thereby reducing the communication amount with the host controller.

また、システムコントローラ103に、電圧センサ602や漏電センサ603を内蔵してもよい。電圧センサ602や漏電センサ603を内蔵することで、個別のセンサを用意する場合に比べてハーネス本数を減らし、センサ取り付けの手間を省くことができる。ただし、センサを内蔵することにより、システムコントローラ103が対応可能な電池システム100の規模(最大出力電圧、電流等)が限定されてしまう。そこで、あえて電圧センサ602や漏電センサ603をシステムコントローラ103とは別部品とすることで、システム構成に自由度を持たせるようにしてもよい。   Further, the system controller 103 may incorporate a voltage sensor 602 and a leakage sensor 603. By incorporating the voltage sensor 602 and the leakage sensor 603, it is possible to reduce the number of harnesses and to save the trouble of sensor installation compared to the case of preparing individual sensors. However, by incorporating the sensor, the scale (maximum output voltage, current, etc.) of the battery system 100 that can be handled by the system controller 103 is limited. Therefore, the voltage sensor 602 and the earth leakage sensor 603 may be intentionally provided as separate parts from the system controller 103 so that the system configuration has a degree of freedom.

(1−2)電池モジュールの構成
次に、図2を参照して、電池モジュール105について説明する。図2に示すように、電池モジュール105は、複数個の直列接続された電池201と、各電池201の電圧を監視し必要に応じて各電池201に対して充放電を行うセルコントローラ202a、202b(以降、セルコントローラ202と総称して説明する場合もある)、セルコントローラ202との通信を行い、電池201の状態推定等を行うバッテリコントローラ203とから構成される。
(1-2) Configuration of Battery Module Next, the battery module 105 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the battery module 105 includes a plurality of batteries 201 connected in series, and cell controllers 202a and 202b that monitor the voltage of each battery 201 and charge / discharge each battery 201 as necessary. The battery controller 203 is configured to communicate with the cell controller 202 and estimate the state of the battery 201, etc.

バッテリコントローラ203は、セルコントローラ202に対し通信信号を送信する送信部204、通信信号を受信する受信部205、システムコントローラ103等と情報または命令を送受信する送受信部206、セルコントローラ202の状態推定等を行うCPU207及びセルコントローラ202に電力を供給する絶縁電源208などから構成される。以下、各部を詳細に説明する。   The battery controller 203 includes a transmission unit 204 that transmits a communication signal to the cell controller 202, a reception unit 205 that receives the communication signal, a transmission / reception unit 206 that transmits and receives information or commands to and from the system controller 103, and the like, state estimation of the cell controller 202, and the like CPU 207 for performing the above and an insulated power source 208 for supplying power to the cell controller 202. Hereinafter, each part will be described in detail.

送信部204は、信号線211を介してセルコントローラ202aに対し通信開始の信号や、いずれの電池201を充放電すべきかを指示するための信号を出力する。出力信号の出力タイミングや出力内容はCPU207により演算される。また、送信する信号のGND電位は絶縁電源208の出力側GND電位と同じである。   The transmission unit 204 outputs a signal for starting communication and a signal for instructing which battery 201 should be charged / discharged to the cell controller 202a via the signal line 211. The output timing and output contents of the output signal are calculated by the CPU 207. The GND potential of the signal to be transmitted is the same as the output-side GND potential of the insulated power supply 208.

受信部205は、セルコントローラ202bにより出力された通信信号を、信号線212を介して受信する。セルコントローラ202bから出力された通信信号には各電池201の電圧や電池モジュール105各部の温度、セルコントローラ202の異常の有無等が含まれる。受信部205が受信した信号の解析は、CPU207により行われる。受信部205が受信する信号のGND電位は、絶縁電源208の出力側GND電位と同じである。   The receiving unit 205 receives the communication signal output from the cell controller 202b via the signal line 212. The communication signal output from the cell controller 202b includes the voltage of each battery 201, the temperature of each part of the battery module 105, the presence / absence of abnormality of the cell controller 202, and the like. Analysis of the signal received by the receiving unit 205 is performed by the CPU 207. The GND potential of the signal received by the receiving unit 205 is the same as the output-side GND potential of the insulated power supply 208.

送受信部206は、信号線209を介してシステムコントローラ103または上位コントローラ112と情報の送受信をする。送受信部206により送信または受信される情報の送信内容や送信タイミングの決定、受信内容の解析は、CPU207により行われる。送受信する信号のGND電位は絶縁電源208の入力側GND電位と同じである。   The transmission / reception unit 206 transmits / receives information to / from the system controller 103 or the host controller 112 via the signal line 209. The CPU 207 performs determination of transmission contents and transmission timing of information transmitted or received by the transmission / reception unit 206 and analysis of reception contents. The GND potential of the signal to be transmitted / received is the same as the GND potential on the input side of the insulated power supply 208.

CPU207は、電池201の異常の有無の判断、電池の充電率(SOC)や電池の劣化度(SOH)の推定、許容充放電電流の計算、各電池201間の充電率(SOC)ばらつき均等化制御、受信内容のビット化けやタイムアウト等の通信エラーチェック、送信内容や送信タイミングの決定、制御情報の保存や読み込み等を行う。   The CPU 207 determines whether there is an abnormality in the battery 201, estimates the battery charge rate (SOC) and battery deterioration (SOH), calculates the allowable charge / discharge current, and equalizes the charge rate (SOC) variation between the batteries 201. Control, check communication errors such as bit corruption of received contents and timeout, determine transmission contents and transmission timing, save and read control information, etc.

CPU207の動作に必要な電力は、絶縁電源208から受け取る。また送信部204、受信部205、送受信部206に対し入出力する信号のGND電位は絶縁電源208の出力側GND電位と同じものである。   Electric power necessary for the operation of the CPU 207 is received from the insulated power supply 208. In addition, the GND potential of signals input to and output from the transmission unit 204, the reception unit 205, and the transmission / reception unit 206 is the same as the output side GND potential of the insulated power supply 208.

絶縁電源208は、電力線210から受け取った電力を、送信部204、受信部205、送受信部206、CPU207、セルコントローラ202に対し適切な電圧に調整して送り出す。絶縁電源208からセルコントローラ202への電力伝達は、電力線213を介して行う。   The insulated power supply 208 adjusts the power received from the power line 210 to an appropriate voltage and sends it to the transmission unit 204, the reception unit 205, the transmission / reception unit 206, the CPU 207, and the cell controller 202. Power transmission from the insulated power supply 208 to the cell controller 202 is performed via the power line 213.

セルコントローラ202は、各電池201の電圧や電池モジュール105の温度分布を計測し、バッテリコントローラ203から指定されたタイミングでバッテリコントローラ203に対し情報を送信する。   The cell controller 202 measures the voltage of each battery 201 and the temperature distribution of the battery module 105 and transmits information to the battery controller 203 at a timing designated by the battery controller 203.

図2では、2台のセルコントローラ202a及びセルコントローラ202bがデイジーチェーン接続されている。バッテリコントローラ203からの指令は、まず信号線211を介してセルコントローラ202aへと送られる。セルコントローラ202aは、その指令が自分宛だった場合は内容を解析・処理する。   In FIG. 2, two cell controllers 202a and 202b are connected in a daisy chain. A command from the battery controller 203 is first sent to the cell controller 202a via the signal line 211. When the command is addressed to itself, the cell controller 202a analyzes and processes the contents.

セルコントローラ202aが処理する指令としては、例えば、計測結果の送信や、電池201の個別放電などである。そして、セルコントローラ202aは、処理結果を信号線214へと出力する。セルコントローラ202aは、指令が自分宛ではなかった場合は、指令をそのまま信号線214へと出力する。   Examples of commands processed by the cell controller 202a include transmission of measurement results and individual discharge of the battery 201. Then, the cell controller 202a outputs the processing result to the signal line 214. When the command is not addressed to itself, the cell controller 202a outputs the command to the signal line 214 as it is.

セルコントローラ202bは、信号線214から受信した内容が自分宛の指令だった場合はセルコントローラ202aと同様に処理し、結果を信号線212へと出力する。一方、受信した内容が自分宛の指令ではなかった場合は、受信内容をそのまま信号線212へと出力する。これらの送受信は、後述する絶縁素子216を介して行われる。絶縁素子216の動作に必要な電力は、バッテリコントローラ203から電力線213を介して受電する。   When the content received from the signal line 214 is an instruction addressed to the cell controller 202b, the cell controller 202b performs the same processing as the cell controller 202a and outputs the result to the signal line 212. On the other hand, if the received content is not a command addressed to itself, the received content is output to the signal line 212 as it is. These transmissions and receptions are performed via an insulating element 216 described later. Electric power necessary for the operation of the insulating element 216 is received from the battery controller 203 via the power line 213.

このように、セルコントローラ202及びバッテリコントローラ203をループ状のデイジーチェーン構成とすることで、セルコントローラ202に搭載される絶縁素子216に要求する耐圧を下げることができる。また、セルコントローラ202の台数を増やしてもバッテリコントローラ203の通信ポート数を増やす必要が無くなる。   As described above, the cell controller 202 and the battery controller 203 have a loop-shaped daisy chain configuration, so that the withstand voltage required for the insulating element 216 mounted on the cell controller 202 can be reduced. Further, even if the number of cell controllers 202 is increased, it is not necessary to increase the number of communication ports of the battery controller 203.

(1−3)セルコントローラの構成
次に、図3を参照して、セルコントローラ202について詳しく説明する。図3に示すように、セルコントローラ202は、複数個の電池201に接続され、複数個のセルコントローラIC251及び絶縁素子216から構成される。以下、各部を詳細に説明する。
(1-3) Configuration of Cell Controller Next, the cell controller 202 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the cell controller 202 is connected to a plurality of batteries 201 and includes a plurality of cell controller ICs 251 and insulating elements 216. Hereinafter, each part will be described in detail.

複数個の電池201は、直列接続され、必要な電圧を生成する。また、各電池201は電圧検出線215を介してセルコントローラIC251にも接続され、セルコントローラIS251による各電池201の電圧監視及び充放電を可能としている。   The plurality of batteries 201 are connected in series to generate a necessary voltage. Each battery 201 is also connected to the cell controller IC 251 via the voltage detection line 215, and voltage monitoring and charging / discharging of each battery 201 by the cell controller IS251 is enabled.

セルコントローラIC251は、電池モジュール105内に複数個存在し、それぞれ数個から十数個の電池201に接続されている。そして、セルコントローラIC251同士は、信号線217により接続され、一方向の通信、たとえばセルコントローラ251aからセルコントローラ251bへ、そしてセルコントローラ251bからセルコントローラ251cへの通信が行われる。   A plurality of cell controller ICs 251 exist in the battery module 105 and are connected to several to tens of batteries 201, respectively. The cell controller ICs 251 are connected to each other by a signal line 217, and one-way communication, for example, communication from the cell controller 251a to the cell controller 251b and from the cell controller 251b to the cell controller 251c is performed.

バッテリコントローラ203は、信号線211及び絶縁素子216aを介してセルコントローラ251aに信号を送る。またセルコントローラ251cは、絶縁素子216c及び信号線214を介してバッテリコントローラ203へと信号を送る。   The battery controller 203 sends a signal to the cell controller 251a via the signal line 211 and the insulating element 216a. Further, the cell controller 251c sends a signal to the battery controller 203 via the insulating element 216c and the signal line 214.

セルコントローラIC251は、マルチプレクサ(MUX)301、アナログ・デジタル変換機(ADC)302、通信回路303及び電源306から構成される。各回路において、セルコントローラIC251に接続されている電圧検出線215のうち最も低い電圧がGND電位として動作する。そして、セルコントローラIC251は、接続されている各電池201の電圧を監視し、必要に応じて電池201を個別に充放電する。   The cell controller IC 251 includes a multiplexer (MUX) 301, an analog / digital converter (ADC) 302, a communication circuit 303, and a power supply 306. In each circuit, the lowest voltage among the voltage detection lines 215 connected to the cell controller IC 251 operates as the GND potential. And cell controller IC251 monitors the voltage of each battery 201 connected, and charges / discharges the battery 201 separately as needed.

マルチプレクサ(MUX)301には、電圧検出線215が接続され、図示していない制御回路の指示に従い電池201の電圧計測に適したものを選択してADC302へと出力する。   A voltage detection line 215 is connected to the multiplexer (MUX) 301, and an appropriate one for measuring the voltage of the battery 201 is selected and output to the ADC 302 in accordance with an instruction from a control circuit (not shown).

ADC302は、マルチプレクサ301で選択された電圧(アナログ電圧)をデジタルの数値に変換し、変換した結果を計測結果記憶素子(図示せず)に格納する。この計測には高い精度が要求されるため、たとえばマルチプレクサ(MUX)301と連携してチョッピングを行う。または、入力レンジを小さくするためにマルチプレクサ(MUX)301からの出力を2本の電圧検出線215の差とし、電池201の電圧に相当する電圧が直接ADC302に送られるようにしてもよい。   The ADC 302 converts the voltage (analog voltage) selected by the multiplexer 301 into a digital numerical value, and stores the converted result in a measurement result storage element (not shown). Since high precision is required for this measurement, for example, chopping is performed in cooperation with the multiplexer (MUX) 301. Alternatively, in order to reduce the input range, the output from the multiplexer (MUX) 301 may be the difference between the two voltage detection lines 215, and a voltage corresponding to the voltage of the battery 201 may be sent directly to the ADC 302.

通信回路303は、通信入力304に入力された信号を解析し、自己のIC向けの指令と判断した場合は指令内容に応じて上記した制御回路に指示し、結果を通信出力305より出力する。結果としては、たとえば上記した計測結果記憶素子に格納された計測結果や電池201の充放電の結果などが挙げられる。また、通信入力304に入力された信号が自己のIC向けの指令ではなかった場合、通信回路303は入力された信号をそのまま通信出力305へと出力する。   When the communication circuit 303 analyzes the signal input to the communication input 304 and determines that it is a command for its own IC, the communication circuit 303 instructs the control circuit according to the content of the command and outputs the result from the communication output 305. As a result, the measurement result stored in the above-mentioned measurement result storage element, the result of charging / discharging of the battery 201, etc. are mentioned, for example. If the signal input to the communication input 304 is not a command for its own IC, the communication circuit 303 outputs the input signal as it is to the communication output 305.

ここで、セルコントローラIC251のデジタル回路にとって、通信回路303に入力される電圧が高すぎる場合がある。例えば、通信回路303bに入力される信号は、セルコントローラIC251aのGND1(309a)を基準としたものであり、これはセルコントローラIC251bのGND2(309b)より電池4個分高電位である。この問題を解決するため、通信回路303には入力信号の電位を低いほうへシフトするレベルシフト回路が内蔵されている。   Here, the voltage input to the communication circuit 303 may be too high for the digital circuit of the cell controller IC 251. For example, the signal input to the communication circuit 303b is based on the GND1 (309a) of the cell controller IC 251a, which is higher in potential by four batteries than the GND2 (309b) of the cell controller IC 251b. In order to solve this problem, the communication circuit 303 includes a level shift circuit that shifts the potential of the input signal to a lower level.

電源306は、最大電位電力線307及び最小電位電力線308を介して電池201に接続されており、接続されている電池201から、セルコントローラIC251の動作に必要な電圧を生成する。最大電位電力線307はセルコントローラIC251に接続されている電池201のうち最も高い電位にいる電池の正極側に、電圧検出線215を介して接続される。最小電位電力線308はセルコントローラIC251に接続されている電池201のうち最も低い電位にいる電池の負極側に、電圧検出線215を介して接続される。   The power source 306 is connected to the battery 201 via the maximum potential power line 307 and the minimum potential power line 308, and generates a voltage necessary for the operation of the cell controller IC 251 from the connected battery 201. The maximum potential power line 307 is connected via a voltage detection line 215 to the positive electrode side of the battery at the highest potential among the batteries 201 connected to the cell controller IC 251. The minimum potential power line 308 is connected to the negative electrode side of the battery at the lowest potential among the batteries 201 connected to the cell controller IC 251 via the voltage detection line 215.

各セルコントローラIC251は、図3に示すように、それぞれ異なるGND(GND1(309a)、GND2(309b)、GND3(309c))を有しており、これらのGNDにより各セルコントローラIC251に必要な耐圧を、各セルコントローラIC251に接続されている電池個数に対応したものとしている。これは、電池システム100の電圧や電池モジュール105の電圧に比べ数分の1から数十分の1であり、これにより回路のIC化が可能となる。   As shown in FIG. 3, each cell controller IC 251 has a different GND (GND1 (309a), GND2 (309b), GND3 (309c)), and these GNDs provide a withstand voltage required for each cell controller IC251. Corresponds to the number of batteries connected to each cell controller IC 251. This is a fraction of 1 to a few tenths of the voltage of the battery system 100 or the voltage of the battery module 105, which enables the circuit to be integrated into an IC.

また、このように隣接するセルコントローラIC251は、電位的にも隣接したものとなるため、両者の間の通信は特段の絶縁をすることなく、上記のとおり電位をレベルシフトするだけで実現可能となる。これにより、通信に必要な部品の削減が可能となる。   In addition, since the adjacent cell controller ICs 251 are also adjacent in terms of potential, communication between the two can be realized only by level shifting the potential as described above without special insulation. Become. As a result, it is possible to reduce the parts required for communication.

絶縁素子216はセルコントローラIC251とバッテリコントローラ203との間の絶縁を行う。これにより、必ずしも電位的に近くないセルコントローラIC251とバッテリコントローラ203との間の耐圧を確保できる。また、一般的に人が触れうる信号系に接続されているバッテリコントローラ203と電池201との間で電流が流れないようにすることで感電を防いでいる。絶縁素子216の動作に必要な電源は、セルコントローラIC側は電池201から得ている。またバッテリコントローラ側はバッテリコントローラ203からの電力線213より得ている。   The insulation element 216 performs insulation between the cell controller IC 251 and the battery controller 203. Thereby, it is possible to secure a withstand voltage between the cell controller IC 251 and the battery controller 203 that are not necessarily close in potential. Further, electric shock is prevented by preventing current from flowing between the battery controller 203 and the battery 201 that are generally connected to a signal system that can be touched by humans. The power necessary for the operation of the insulating element 216 is obtained from the battery 201 on the cell controller IC side. Further, the battery controller side is obtained from the power line 213 from the battery controller 203.

(1−4)絶縁電源の構成
次に、図4を参照して、電池システム100における絶縁電源の構成について説明する。電池システム100において、システムコントローラ103は、外部電源114より電力を受け動作する。また、受けた電力の一部は絶縁電源604にも送られる。
(1-4) Configuration of Insulated Power Supply Next, the configuration of the insulated power supply in the battery system 100 will be described with reference to FIG. In the battery system 100, the system controller 103 operates by receiving power from the external power source 114. Part of the received power is also sent to the insulated power supply 604.

絶縁電源604の出力は、バッテリコントローラ203a、203bに内蔵された絶縁電源208a、208bに入力され、これらバッテリコントローラ及びセルコントローラ202a、202b内の絶縁素子216を動作させる。絶縁電源604の出力に接続可能なバッテリコントローラ203の数は絶縁電源208の耐圧によって決まる。   The output of the insulated power supply 604 is inputted to the insulated power supplies 208a and 208b built in the battery controllers 203a and 203b, and operates the insulating elements 216 in the battery controller and the cell controllers 202a and 202b. The number of battery controllers 203 that can be connected to the output of the insulated power supply 604 is determined by the withstand voltage of the insulated power supply 208.

バッテリコントローラ203の数は、絶縁電源208の耐圧÷電池モジュール105の最大出力電圧で求められる。例えば、電池モジュール105の最大出力電圧が210V、絶縁電源208の耐圧が600Vならば接続可能なバッテリコントローラ203の数は最大2台となる。絶縁電源604の出力は更に絶縁電源605にも入力される。このため、絶縁電源604の電力容量は、バッテリコントローラ203及び絶縁電源605に十分電力を送るだけの値とする。   The number of battery controllers 203 is obtained by the breakdown voltage of the insulated power supply 208 ÷ the maximum output voltage of the battery module 105. For example, if the maximum output voltage of the battery module 105 is 210V and the withstand voltage of the insulated power supply 208 is 600V, the maximum number of battery controllers 203 that can be connected is two. The output of the isolated power source 604 is further input to the isolated power source 605. For this reason, the power capacity of the insulated power supply 604 is set to a value sufficient to send sufficient power to the battery controller 203 and the insulated power supply 605.

絶縁電源605の出力は、バッテリコントローラ203c、203dに内蔵された絶縁電源208c、208dに入力され、これらバッテリコントローラ及びセルコントローラ202c、202d内の絶縁素子216を動作させる。絶縁電源605の出力に接続可能なバッテリコントローラ203の数は絶縁電源604と同様に求められる。   The output of the insulated power supply 605 is input to the insulated power supplies 208c and 208d built in the battery controllers 203c and 203d, and operates the insulating elements 216 in these battery controllers and cell controllers 202c and 202d. The number of battery controllers 203 that can be connected to the output of the insulated power supply 605 is obtained in the same manner as the insulated power supply 604.

電池モジュールが更にある場合、絶縁電源605の出力は更に別の絶縁電源に入力され、絶縁電源605と同様に複数台のバッテリコントローラ203に電力を供給する。そして、すべてのバッテリコントローラ203に電力を供給できるよう、この構成が繰り返される。   When there are more battery modules, the output of the isolated power source 605 is input to another isolated power source and supplies power to a plurality of battery controllers 203 in the same manner as the isolated power source 605. And this structure is repeated so that electric power can be supplied to all the battery controllers 203. FIG.

電池システム100において、電池201は直列接続されているため、隣接する電池モジュール間の電位差は小さい。このように、隣接する電池モジュール間の電位差が小さいことを利用し、このような構成とすることで、絶縁電源に必要な耐圧を絶縁電源208、絶縁電源604、絶縁電源605に分散して担わせることが可能となる。   In the battery system 100, since the batteries 201 are connected in series, the potential difference between adjacent battery modules is small. In this way, by utilizing the fact that the potential difference between adjacent battery modules is small, by adopting such a configuration, the withstand voltage required for the insulated power supply is distributed to the insulated power supply 208, the insulated power supply 604, and the insulated power supply 605. It becomes possible to make it.

従来は、電池システム100に必要な絶縁耐圧が増大した場合、従来は電池モジュール105に内蔵された絶縁電源208を交換する必要があった。しかし、本実施の形態では、上記のように、複数の絶縁電源が耐圧を分散して担っている。このため、絶縁電源604、絶縁電源605の耐圧を増やすか、絶縁電源605を複数設けることにより、絶縁電源208を交換することなく電池システム100の耐圧を増やすことが可能となる。   Conventionally, when the withstand voltage required for the battery system 100 increases, it has conventionally been necessary to replace the insulated power supply 208 built in the battery module 105. However, in the present embodiment, as described above, a plurality of insulated power supplies carry the breakdown voltage in a distributed manner. For this reason, it is possible to increase the withstand voltage of the battery system 100 without replacing the insulated power source 208 by increasing the withstand voltages of the insulated power source 604 and the insulated power source 605 or providing a plurality of insulated power sources 605.

また、バッテリコントローラ203等を新規設計する場合でも、絶縁電源208,604、605に要求する耐圧を電池システム100全体に要求する耐圧に比べ小さくすることが可能となるため、低コスト・小型な低耐圧絶縁電源を使用可能となり、電池システム100やシステムコントローラ103、バッテリコントローラ203の大きさやコストを低減することが可能となる。   Even when a battery controller 203 or the like is newly designed, the withstand voltage required for the insulated power supplies 208, 604, and 605 can be made smaller than the withstand voltage required for the battery system 100 as a whole. A withstand voltage insulated power supply can be used, and the size and cost of the battery system 100, the system controller 103, and the battery controller 203 can be reduced.

なお各絶縁電源604、605は、絶縁電源208に比べ大容量とする必要がある。絶縁電源208を十分高耐圧なものに交換する場合に比べ絶縁電源の総数が増加してしまうが、一般的に、絶縁電源の大容量化よりも高耐圧化のほうが高コストとなる。また、本実施形態のような構成により、増加する絶縁電源の個数は1直列あたり数個程度のため、電池システム100全体のコストを低減させることが可能となる。なお、絶縁電源604、605に必要な耐圧は、電池システム100の最大出力電圧から絶縁電源208の耐圧を引いたものとなる。   Each insulated power source 604 and 605 needs to have a larger capacity than the insulated power source 208. Although the total number of insulated power supplies increases as compared with the case where the insulated power supply 208 is replaced with one having a sufficiently high withstand voltage, in general, a higher withstand voltage is more expensive than a larger capacity of the insulated power supply. Further, with the configuration as in this embodiment, the number of isolated power supplies that increase is about several per series, so that the cost of the entire battery system 100 can be reduced. Note that the withstand voltage required for the insulated power supplies 604 and 605 is the maximum output voltage of the battery system 100 minus the withstand voltage of the insulated power supply 208.

(2)第2の実施の形態
次に、図5を参照して、第2の実施の形態について説明する。以下では、絶縁電源と非絶縁電源を組み合わせた電池システムの一例について説明する。図5は、本実施の形態における電池モジュール105の構成例である。図5の構成では、絶縁電源208と電力線210との間に非絶縁電源220が存在する。以下では、第1の実施の形態の電池システム100とは異なる構成について詳細に説明し、第1の実施の形態と同様の構成について詳細な説明を省略する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Below, an example of the battery system which combined the insulated power supply and the non-insulated power supply is demonstrated. FIG. 5 is a configuration example of the battery module 105 in the present embodiment. In the configuration of FIG. 5, a non-insulated power source 220 exists between the isolated power source 208 and the power line 210. Hereinafter, a configuration different from the battery system 100 of the first embodiment will be described in detail, and a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

非絶縁電源220は、電力線210から電力を受け取り、送信部204、受信部205、送受信部206、CPU207に対し適切な電圧に調整して送り出す。更に、非絶縁電源220は、セルコントローラ202が必要とする電力を、絶縁電源208を介して供給する。   The non-insulated power supply 220 receives electric power from the power line 210, adjusts it to an appropriate voltage and sends it to the transmission unit 204, the reception unit 205, the transmission / reception unit 206, and the CPU 207. Further, the non-isolated power source 220 supplies power required by the cell controller 202 via the isolated power source 208.

図5では、非絶縁電源220と絶縁電源208は直列となっているが、絶縁電源208が直接電力線210より電力供給を受ける並列接続の構成としてもよい。このように、絶縁した電力供給を要する部分と、絶縁した電力供給を不要な部分に分けることで、非絶縁電源に比べ高価な絶縁電源208の容量を小さくすることができ、電池システム100のコストを低減可能となる。このような構成は図4の絶縁電源604、絶縁電源605に対しても適用可能である。   In FIG. 5, the non-insulated power source 220 and the isolated power source 208 are in series. However, the insulated power source 208 may be configured to be connected in parallel so that power is directly supplied from the power line 210. Thus, by separating the insulated power supply into a part that requires insulated power supply and an unnecessary part, it is possible to reduce the capacity of the expensive insulated power supply 208 compared to the non-insulated power supply, and the cost of the battery system 100 Can be reduced. Such a configuration can also be applied to the insulated power source 604 and the insulated power source 605 in FIG.

(3)第3の実施の形態
次に、図6を参照して、第3の実施の形態について説明する。以下では、電源として交流を用いた電池システムの一例について説明する。図6は、本実施の形態における電池システム100の電源構成例である。本構成では、電池システム100は、交流電源402より電力を受けて動作する。以下では、第1の実施の形態の電池システム100とは異なる構成について詳細に説明し、第1の実施の形態と同様の構成について詳細な説明を省略する。
(3) Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. Below, an example of the battery system using alternating current as a power supply is demonstrated. FIG. 6 shows an example of the power supply configuration of battery system 100 in the present embodiment. In this configuration, battery system 100 operates by receiving power from AC power supply 402. Hereinafter, a configuration different from the battery system 100 of the first embodiment will be described in detail, and a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

システムコントローラ103は、交流電源402からの電力を絶縁トランス401で受け、電力線403に出力する。この出力された交流電力はバッテリコントローラ203a、バッテリコントローラ203bへと出力される。バッテリコントローラ203は、第1の実施形態の絶縁電源208に代えて絶縁トランス410及びAC/DCコンバータ411を有し、バッテリコントローラ203に入力された交流電力は絶縁トランス410に入力される。   The system controller 103 receives power from the AC power supply 402 by the insulation transformer 401 and outputs it to the power line 403. The output AC power is output to the battery controller 203a and the battery controller 203b. The battery controller 203 includes an insulating transformer 410 and an AC / DC converter 411 instead of the insulating power supply 208 of the first embodiment, and the AC power input to the battery controller 203 is input to the insulating transformer 410.

絶縁トランス410に入力された交流電力は、AC/DCコンバータ411に入力され、直流へと変換される。そして変換された電力はバッテリコントローラ203の他の回路、例えば、送信部204、受信部205、送受信部206、CPU207及びセルコントローラ202へと適切な電圧にされた上で出力される。   The AC power input to the insulating transformer 410 is input to the AC / DC converter 411 and converted to DC. The converted power is output to other circuits of the battery controller 203, for example, a transmission unit 204, a reception unit 205, a transmission / reception unit 206, a CPU 207, and a cell controller 202 after appropriate voltage.

絶縁トランス401から出力された交流電力は、電力線403を介して絶縁トランス404にも出力される。そして絶縁トランス404は電力線405を介してバッテリコントローラ203c、バッテリコントローラ203dに交流電力を供給する。   The AC power output from the insulating transformer 401 is also output to the insulating transformer 404 via the power line 403. The insulating transformer 404 supplies AC power to the battery controller 203c and the battery controller 203d via the power line 405.

このように絶縁電源604、605に代えて絶縁トランス401、404を用いることでこれらのコストを下げることができる。また、第1の実施の形態と同様に、電池システムに要求される耐圧を絶縁トランス401、404、410で分担することができるため、それぞれに必要な耐圧を低減し、絶縁トランス410のみで絶縁を行う場合に比べコストや絶縁トランス410の大きさを低減させることができる。なお、各絶縁トランスに要求する耐圧は第1の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。   In this way, using the insulating transformers 401 and 404 in place of the insulating power supplies 604 and 605 can reduce these costs. Further, as in the first embodiment, the withstand voltage required for the battery system can be shared by the isolation transformers 401, 404, and 410, so that the required withstand voltage can be reduced and the isolation transformer 410 alone can be used for insulation. The cost and the size of the insulating transformer 410 can be reduced as compared with the case of performing the above. Note that the breakdown voltage required for each isolation transformer is the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

100 電池システム
103 システムコントローラ
104 電力線
105 電池モジュール
106 リレー
107 遮断器
108 電流センサ
110 インバータ
111 負荷
112 上位コントローラ
113 リレー
114 外部電源
201 電池
202 セルコントローラ
203 バッテリコントローラ
204 送信部
205 受信部
206 送受信部
207 CPU
208 絶縁電源
209、211、212、214 信号線
210、213 電力線
215 電圧検出線
216 絶縁素子
217 信号線
218、219 絶縁電源
220 非絶縁電源
301 マルチプレクサ(MUX)
302 アナログ・デジタル変換機(ADC)
303 通信回路
304 通信入力
305 通信出力
306 電源
307 最大電位電力線
308 最小電位電力線
309 GND線
310 電力線
401、404、410 絶縁トランス
402 交流外部電源
403、405 交流電力線
411 AC/DCコンバータ
601 CPU
602 電圧センサ
603 漏電センサ
604、605 絶縁電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery system 103 System controller 104 Power line 105 Battery module 106 Relay 107 Circuit breaker 108 Current sensor 110 Inverter 111 Load 112 Host controller 113 Relay 114 External power supply 201 Battery 202 Cell controller 203 Battery controller 204 Transmission part 205 Reception part 206 Transmission / reception part 207 CPU
208 Insulated power supply 209, 211, 212, 214 Signal line 210, 213 Power line 215 Voltage detection line 216 Insulating element 217 Signal line 218, 219 Insulated power supply 220 Non-isolated power supply 301 Multiplexer (MUX)
302 Analog-to-digital converter (ADC)
303 Communication Circuit 304 Communication Input 305 Communication Output 306 Power Supply 307 Maximum Potential Power Line 308 Minimum Potential Power Line 309 GND Line 310 Power Line 401, 404, 410 Insulation Transformer 402 AC External Power Supply 403, 405 AC Power Line 411 AC / DC Converter 601 CPU
602 Voltage sensor 603 Leakage sensor 604, 605 Insulated power supply

Claims (6)

多直列接続された複数個の電池に接続された複数の絶縁ブロックから構成され、
各絶縁ブロックは、1以上のバッテリコントローラを備え、
前記バッテリコントローラは、前記電池を監視する監視回路と、前記監視回路に電力を供給する第1の絶縁電源とを有し、
各絶縁ブロック内の第1の絶縁電源は、共通の電力線を電源とし、
各絶縁ブロックの有する前記電力線は、互いに第2の絶縁電源を介して接続される
ことを特徴とする、電池制御システム。
Consists of a plurality of insulating blocks connected to a plurality of batteries connected in series,
Each insulating block comprises one or more battery controllers,
The battery controller includes a monitoring circuit that monitors the battery, and a first insulated power source that supplies power to the monitoring circuit,
The first insulated power supply in each insulated block uses a common power line as the power supply,
The power line of each insulating block is connected to each other via a second insulating power supply.
前記絶縁ブロック内の共通の電力線を電源として動作する非絶縁の電源を有し、
前記第1の絶縁電源は、前記非絶縁の電源から出力される電力を電源として動作する
ことを特徴とする請求項1に記載の電池制御システム。
A non-insulated power source that operates using a common power line in the insulating block as a power source;
The battery control system according to claim 1, wherein the first insulated power supply operates using power output from the non-insulated power supply as a power supply.
前記第1の絶縁電源の耐圧は、前記多直列接続された複数個の電池の最大出力電圧より小さい
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電池制御システム。
3. The battery control system according to claim 1, wherein a breakdown voltage of the first insulated power supply is smaller than a maximum output voltage of the plurality of batteries connected in series.
前記第1の絶縁電源の耐圧は、前記第2の絶縁電源の耐圧より小さい
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電池制御システム。
The battery control system according to claim 1, wherein a breakdown voltage of the first insulated power supply is smaller than a breakdown voltage of the second insulated power supply.
直列接続された複数の電池を備えた絶縁ブロックを複数有し、
前記絶縁ブロックの各々は、1以上のバッテリコントローラを備え、
前記バッテリコントローラは、前記電池を監視する監視回路と、前記監視回路に電力を供給する第1の絶縁トランスとを有し、
前記絶縁ブロックの各々の有する第1の絶縁トランスは、共通の電力線を電源とし、
前記絶縁ブロックの各々の有する前記電力線は、互いに第2の絶縁トランスを介して接続される
ことを特徴とする、電池制御システム。
Having a plurality of insulating blocks with a plurality of batteries connected in series,
Each of the insulating blocks comprises one or more battery controllers,
The battery controller includes a monitoring circuit that monitors the battery, and a first insulation transformer that supplies power to the monitoring circuit,
The first insulating transformer of each of the insulating blocks uses a common power line as a power source,
The power line included in each of the insulating blocks is connected to each other via a second insulating transformer.
多直列接続された複数個の電池と、
前記電池の直並列数に応じて増減する前記電池の監視回路と、
を備えた電池制御システムにおける電池制御方法であって、
前記監視回路は、
前記監視回路が有する低耐圧絶縁電源の耐圧を超えないように複数の絶縁ブロックに分割され、前記絶縁ブロック内の前記低耐圧絶縁電源は共通の電源線を入力とし、各前記絶縁ブロック間の電力は高耐圧絶縁電源により送受される
ことを特徴とする、電池制御方法。
A plurality of batteries connected in series;
A monitoring circuit for the battery that increases or decreases depending on the number of series-parallel batteries;
A battery control method in a battery control system comprising:
The monitoring circuit is
The insulation circuit is divided into a plurality of insulation blocks so as not to exceed the withstand voltage of the low withstand voltage insulated power supply included in the monitoring circuit, and the low withstand voltage insulated power supply in the insulation block has a common power line as an input, and the power between the insulated blocks Is transmitted and received by a high-voltage insulated power supply.
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