JP2016127696A - Battery monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直列接続される複数の単位電池を含む電池モジュールをバスバー等の導電部材により複数接続して構成される組電池内の各単位電池の状態(電圧等)を監視する電池監視装置に関する。 The present invention relates to a battery monitoring device for monitoring the state (voltage, etc.) of each unit battery in an assembled battery configured by connecting a plurality of battery modules including a plurality of unit batteries connected in series by a conductive member such as a bus bar. .
従来、直列接続される複数の単位電池を含んで構成される組電池内の各単位電池の電圧を検出する集積回路(電池監視IC)を備え、電池監視ICにより検出される各単位電池の電圧に基づき、各単位電池の状態を監視する電力貯蔵装置が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, an integrated circuit (battery monitoring IC) that detects the voltage of each unit battery in an assembled battery that includes a plurality of unit batteries connected in series, and the voltage of each unit battery that is detected by the battery monitoring IC Based on the above, a power storage device that monitors the state of each unit battery is known (for example, Patent Document 1).
ところで、組電池は、メンテナンス性の向上等の観点から比較的少数の直列接続される単位電池により構成される多数の電池モジュールをそれぞれ導電部材で直列接続して構成される場合がある。かかる構成では、電池監視ICにより電圧検出可能な単位電池の個数より各電池モジュールに含まれる単位電池の個数の方が少なくなり、電池監視ICが複数の電池モジュールに跨って直列接続される単位電池それぞれの電圧検出を行う場合が生じる。 By the way, the assembled battery may be configured by connecting a large number of battery modules each composed of a relatively small number of unit batteries connected in series with a conductive member from the viewpoint of improving maintainability. In such a configuration, the number of unit batteries included in each battery module is smaller than the number of unit batteries whose voltage can be detected by the battery monitoring IC, and the unit batteries in which the battery monitoring ICs are connected in series across a plurality of battery modules. There are cases where each voltage is detected.
図1(図1(a)、(b))は、かかる構成に対応する組電池100と電池監視IC200の一例を表す図である。具体的には、直列接続される3個の単位電池Cを含む多数の電池モジュールMODをそれぞれ接続して組電池100が構成され、電池監視IC200が2つの電池モジュールMODに跨って6個の電池セルの電圧を検出する構成を表している。
FIG. 1 (FIGS. 1A and 1B) is a diagram illustrating an example of an assembled
しかしながら、かかる構成を採用すると、以下のような問題が生じうる。 However, when such a configuration is adopted, the following problems may occur.
例えば、メンテナンス時の繋ぎ忘れ等により、電池モジュール間を接続する導電部材に接続異常が発生する可能性がある(図1(a)の×部分)。特に、電池監視ICによる電圧検出対象の電池モジュール間の接続異常が発生した状態で、組電池と負荷(モータ等)の間に設けられるリレー等が接続されると、図1(b)に示すように、電池監視ICを経由して大電流が流れてしまう(図1(b)の太線矢印)。その結果、電池監視IC自体や電池監視ICを保護するサテライト基板のフューズ等が故障してしまうおそれがある。 For example, there is a possibility that a connection abnormality may occur in the conductive members that connect the battery modules due to forgetting connection during maintenance (X portion in FIG. 1A). In particular, when a relay or the like provided between the assembled battery and a load (such as a motor) is connected in a state where a connection abnormality has occurred between battery modules subject to voltage detection by the battery monitoring IC, it is shown in FIG. As described above, a large current flows through the battery monitoring IC (thick arrow in FIG. 1B). As a result, the battery monitoring IC itself or the fuse of the satellite substrate that protects the battery monitoring IC may be broken.
そこで、上記問題に鑑み、電池監視ICにより複数の電池モジュールに跨る各電池セルの電圧を検出する場合に、当該複数の電池モジュール間の接続忘れ等による接続異常の状態を判定することが可能な電池監視装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, when the voltage of each battery cell across a plurality of battery modules is detected by the battery monitoring IC, it is possible to determine a connection abnormality state due to forgetting connection between the plurality of battery modules. An object is to provide a battery monitoring device.
上記の問題を解決するため、一実施形態において、電池監視装置は、
直列接続される複数の単位電池により構成される組電池であって、前記複数の単位電池のうち、直列接続される2以上の単位電池により構成される複数の電池モジュールをそれぞれ導電部材で直列接続して構成される組電池と、
前記複数の単位電池のうち、前記複数の電池モジュールに含まれる少なくとも2個の電池モジュールに渡って連続して接続される単位電池それぞれの電圧を検出する電池監視ICと、
前記電池監視ICにより検出される電圧に基づき、前記複数の電池セルの状態を監視する監視部と、
前記少なくとも2個の電池モジュールのうち、連続する2個の電池モジュールを接続する前記導電部材を経由する態様で、前記連続する2個の電池モジュールに含まれる単位電池から供給される第1の電力により作動する作動回路部であって、前記電池監視ICにおける所定機能を実行する作動回路部と、
前記所定機能が実行されない場合、前記連続する2個の電池モジュールを接続する前記導電部材に接続異常があると判定する接続異常判定部を備える。
In order to solve the above problem, in one embodiment, the battery monitoring device includes:
A battery pack composed of a plurality of unit cells connected in series, and among the plurality of unit cells, a plurality of battery modules composed of two or more unit cells connected in series are connected in series with conductive members, respectively. An assembled battery,
A battery monitoring IC that detects a voltage of each unit battery continuously connected across at least two battery modules included in the plurality of battery modules among the plurality of unit batteries;
A monitoring unit for monitoring the state of the plurality of battery cells based on the voltage detected by the battery monitoring IC;
Of the at least two battery modules, the first electric power supplied from the unit cells included in the two continuous battery modules in a mode of passing through the conductive member connecting the two continuous battery modules. An operation circuit unit that operates according to a predetermined function in the battery monitoring IC; and
When the predetermined function is not executed, a connection abnormality determination unit that determines that there is a connection abnormality in the conductive member that connects the two continuous battery modules is provided.
上記実施形態により、電池監視ICにより複数の電池モジュールに跨る各電池セルの電圧を検出する場合に、当該複数の電池モジュール間の接続忘れ等による接続異常の状態を判定することが可能な電池監視装置を提供することができる。 According to the above embodiment, when the voltage of each battery cell across the plurality of battery modules is detected by the battery monitoring IC, the battery monitoring that can determine the state of connection abnormality due to forgetting connection between the plurality of battery modules An apparatus can be provided.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図2は、本実施形態に係る電池監視装置1を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。図3は、本実施形態に係る電池監視装置1の構成の一例を示すブロック図である。なお、図2において、実線は電力供給ラインを示し、点線は通信ラインを示し、二重線は動力伝達ラインを示す。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle including the
電池監視装置1は、車両(シリーズ・パラレル式のハイブリッド車)に搭載され、当該車両の駆動力源の一つであるモータ50に電力を供給可能に構成される電池ユニット10(電池セルC1〜C54)の状態を監視する。
The
なお、電池ユニット10(電池セルC1〜C54)は、モータ用インバータ70を介して、モータ50に電力(三相交流)を供給することで放電する。また、電池ユニット10(電池セルC1〜C54)は、当該車両の駆動力源の一つであるエンジン40を動力源とするジェネレータ60による発電電力(三相交流)がジェネレータ用インバータ80を介して直流電力として供給されることで充電される。また、電池ユニット10(電池セルC1〜C54)は、当該車両の減速時に発電機として機能するモータ50による回生電力(三相交流)がモータ用インバータ70を介して直流電力として供給されることで充電される。
The battery unit 10 (battery cells C1 to C54) is discharged by supplying electric power (three-phase alternating current) to the
電池監視装置1は、電池パック2に含まれる電池ユニット10及び電池ECU(Electric Control Unit)20とシステムメインリレー(System Main Relay:SMR)25を含む。また、当該車両は、電池監視装置1に関連する構成要素として、HV−ECU30等を含む。
The
なお、以下において、高電圧を出力する電池ユニット10内を主に高電圧系と呼び、低電圧で駆動する電池ECU20内(電池ユニット10とのインターフェース部を除く)を主に低電圧系と称する場合がある。
In the following, the inside of the
電池ユニット10は、組電池11、監視IC(Integrated Circuit)12等を含んで構成される。
The
組電池11は、直列接続される複数の単位電池(本実施形態では、54個の電池セルC1〜C54)により構成される。具体的には、電池セルC1〜C54のうち、直列接続される2以上の単位電池(本実施形態では、3個の電池セル)を含む複数の電池モジュール(本実施形態では、18個の電池モジュールMOD1〜MOD18)をそれぞれ導電部材CBL1〜CBL17(例えば、バスバーや接続配線等)で直列接続して構成される。このように、比較的多くの電池モジュールで組電池を構成することにより、一部の電池モジュールに異常が発生しても、交換する単位(電池モジュール)が最小限で済むため、メンテナンスコストを抑制することができる。 The assembled battery 11 includes a plurality of unit batteries (54 battery cells C1 to C54 in this embodiment) connected in series. Specifically, among the battery cells C1 to C54, a plurality of battery modules (18 batteries in the present embodiment) including two or more unit batteries (three battery cells in the present embodiment) connected in series. Modules MOD1 to MOD18) are connected in series with conductive members CBL1 to CBL17 (for example, bus bars and connection wirings), respectively. In this way, by configuring an assembled battery with a relatively large number of battery modules, even if some battery modules malfunction, the unit (battery module) to be replaced can be minimized, thus reducing maintenance costs. can do.
電池セルC1〜C54は、54個の単位電池である。各電池セルC1〜C54は、例えば、リチウムイオン電池の単位セルであってよい。 Battery cells C1 to C54 are 54 unit batteries. Each battery cell C1-C54 may be a unit cell of a lithium ion battery, for example.
なお、電池セルC1〜C54は、充放電可能な単位電池であれば、如何なる構成であってもよく、例えば、他の二次電池(ニッケル水素電池等)やキャパシタ等であってもよい。また、組電池11に含まれる電池セルの個数(54個)や電池モジュールの個数(18個)は例示であり、任意の個数であってよい。 The battery cells C1 to C54 may have any configuration as long as they are chargeable / dischargeable unit batteries, and may be other secondary batteries (such as nickel metal hydride batteries) or capacitors. In addition, the number of battery cells (54) and the number of battery modules (18) included in the assembled battery 11 are examples, and may be any number.
電池モジュールMOD1〜MOD18は、電池セルC1〜C54に含まれる3個の電池セルを直列接続した状態で所定の筐体等に収容して構成される。具体的には、電池モジュールMOD1、MOD2、...、MOD18の順に、連続して接続される電池セルC1〜C3、電池セルC4〜C6、...、電池セルC52〜C54が対応する態様である。電池モジュールMOD1〜MOD18の筐体は、高電位側の一端に位置する電池セル(例えば、電池モジュールMOD1の電池セルC1)の正極に対応する正極端子と低電位側の他端に位置する電池セル(例えば、電池モジュールMOD1の電池セルC3)の負極に対応する負極端子を備える。高電位側から電池モジュールMOD1、MOD2、…、MOD18の順で、隣接する各電池モジュールの負極端子と正極端子の間が導電部材CBL1〜CBL17で接続される。これにより、電池モジュールMOD1〜MOD18の直列接続体(電池セルC1〜C54の直列接続体)としての組電池11が完成する。 The battery modules MOD1 to MOD18 are configured by accommodating three battery cells included in the battery cells C1 to C54 in a predetermined housing or the like in a state of being connected in series. Specifically, battery cells C1 to C3, battery cells C4 to C6,..., Battery cells C52 to C54 that are successively connected in the order of the battery modules MOD1, MOD2,. It is. The casings of the battery modules MOD1 to MOD18 are a positive electrode terminal corresponding to the positive electrode of a battery cell located at one end on the high potential side (for example, a battery cell C1 of the battery module MOD1) and a battery cell located on the other end on the low potential side. For example, a negative electrode terminal corresponding to the negative electrode of the battery module MOD1 is provided. The battery modules MOD1, MOD2,..., MOD18 from the high potential side are connected by conductive members CBL1 to CBL17 between the negative electrode terminal and the positive electrode terminal of each adjacent battery module. Thereby, the assembled battery 11 as a series connection body (series connection body of battery cells C1 to C54) of the battery modules MOD1 to MOD18 is completed.
組電池11は、電池モジュールMOD1の正極端子(電池セルC1の正極)から延設される正極端子V+、及び電池モジュールMOD18の負極端子(電池セルC54の負極)から延設される負極端子V−の間で、当該車両で必要とされる出力電圧(例えば、約200V)を取り出すことができる。 The assembled battery 11 includes a positive terminal V + extending from the positive terminal (the positive electrode of the battery cell C1) of the battery module MOD1, and a negative terminal V− extending from the negative terminal (the negative electrode of the battery cell C54) of the battery module MOD18. The output voltage (for example, about 200 V) required by the vehicle can be taken out.
監視IC12は、集積回路として構成される電圧検出回路であり、具体的には、電池セルC1〜C54の電圧を検出する。監視IC12は、例えば、電圧検出線を入力する7個の電圧検出用のポートを有し、各ポートのうち隣接する2つのポートを1つの電圧検出用のチャンネルとして、6個の電池セルの電圧を検出することができる。以下、電池監視装置1に含まれる9個の監視IC12を「監視IC12−1〜12−9」と異なる符号により区別する。
The
なお、監視IC12により電圧検出可能な電池セルの個数(6個)は、例示であり、任意の個数であってよい。
The number (6) of battery cells whose voltage can be detected by the monitoring
各監視IC12−1〜12−9は、電池セルC1〜C54のうち、連続して直列接続される6個の電池セルを電圧検出の対象とする。換言すれば、各監視IC12−1〜12−9は、電池モジュールMOD1〜MOD18のうち、直列接続される2個の電池モジュールに含まれる6個の電池セルを電圧検出の対象とする。具体的には、監視IC12−1、12−2、...、12−9の順に、電圧検出対象としての電池セルC1〜C6(電池モジュールMOD1〜2)、電池セルC7〜C12(電池モジュールMOD3〜4)、...、電池セルC49〜C54(電池モジュールMOD17〜18)が割り当てられる。
Each of the monitoring ICs 12-1 to 12-9 has six battery cells connected in series among the battery cells C <b> 1 to C <b> 54 as targets for voltage detection. In other words, each of the monitoring ICs 12-1 to 12-9 targets six battery cells included in two battery modules connected in series among the
各監視IC12−1〜12−9は、電池ECU20(後述するマイコン22)とデイジーチェーン接続される。即ち、電池ECU20と各監視IC12(12−1〜12−9)の間での通信は、全て、監視IC12−9を経由して実行される。
Each of the monitoring ICs 12-1 to 12-9 is daisy chain connected to the battery ECU 20 (a
なお、上記デイジーチェーン接続において、各監視IC12−1〜12−9を制御する(各種指示に対応するコマンドを送信する)電池ECU20を上位側(最上位)とし、制御される各監視IC12−1〜12−9を下位側とする(監視IC12−1が最下位)。また、上記デイジーチェーン接続は、いわゆる循環型デイジーチェーンである。即ち、後述する電池ECU20(マイコン22)から各監視IC12−1〜12−9に送信される各種コマンド(スタンバイコマンド、アドレス学習コマンド、電圧出力コマンド等)は、各監視IC12−1〜12−9を循環して電池ECU20(マイコン22)に戻る。また、図3では省略されるが、各電池セルC1〜C54(正極側検出点及び負極側検出点)と各監視IC12−1〜12−9の各ポートの間には、ノイズを除去するフィルタ回路、各電池セルC1〜C54の充電状態(電圧)の偏りを解消するセルバランス回路(均等化回路)、フューズ等が配置されてよい。 In the daisy chain connection, each of the monitoring ICs 12-1 to 12-9 that controls each of the monitoring ICs 12-1 to 12-9 (transmits commands corresponding to various instructions) is the upper side (the highest level). ˜12-9 is the lower side (the monitoring IC 12-1 is the lowest). The daisy chain connection is a so-called circulation type daisy chain. That is, various commands (standby command, address learning command, voltage output command, etc.) transmitted from the battery ECU 20 (microcomputer 22), which will be described later, to the monitoring ICs 12-1 to 12-9 are the monitoring ICs 12-1 to 12-9. Is returned to the battery ECU 20 (microcomputer 22). Although omitted in FIG. 3, a filter for removing noise is provided between each battery cell C <b> 1 to C <b> 54 (positive detection point and negative detection point) and each port of each monitoring IC 12-1 to 12-9. A circuit, a cell balance circuit (equalization circuit) that eliminates a bias in the state of charge (voltage) of each of the battery cells C1 to C54, a fuse, and the like may be arranged.
ここで、図4を用いて、監視IC12の構成について更に詳しく説明する。
Here, the configuration of the
図4は、本実施形態に係る監視IC12の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
なお、監視IC12(12−1〜12−9)の構成は全て同様であるため、図4では、監視IC12−2の構成が例示されている。 In addition, since all the structures of monitoring IC12 (12-1 to 12-9) are the same, in FIG. 4, the structure of monitoring IC12-2 is illustrated.
監視IC12(12−2)は、電圧検出部121、上位通信回路122、下位通信回路123、上位通信電源124、下位通信電源125等を含む。
The monitoring IC 12 (12-2) includes a
電圧検出部121は、入力される電圧検出対象の電池セルの電圧を検出する電圧検出手段である。例えば、電圧検出部121は、電圧検出対象の6個の電池セルの電圧が入力されるマルチプレクサとADコンバータを含んでよい。即ち、電圧検出部121は、マルチプレクサにより6個の電池セルの電圧(アナログ信号)を時系列多重化し、ADコンバータにより基準電圧を用いて対応するデジタル信号に変換する構成であってよい。また、電圧検出部121は、6個のADコンバータを含み、各ADコンバータにより各電池セルの電圧(アナログ信号)を対応するデジタル信号に変換する構成であってもよい。電圧検出部121は、上位通信回路122により受信される電池ECU20(マイコン22)からの電圧検出の指示に応じて、電圧検出対象の各電池セルの電圧を検出すると共に、各電池セルの電圧に対応する検出信号を上位通信回路122に送信する。
The
上位通信回路122は、上記デイジーチェーン接続における上位側(上位側の監視IC12或いは電池ECU20)との通信機能を実現するロジック回路である。例えば、監視IC12−2内の上位通信回路122は、上位側の監視IC12−3との通信を実行し、監視IC12−9内の上位通信回路122は、上位側の電池ECU20(マイコン22)との通信を実行する。上位通信回路122は、上位通信電源124からの電力供給により作動する。
The
上位通信回路122は、上位側から伝達される電池ECU20(マイコン22)からの各種指示のコマンド等を受信すると共に、受信するコマンド等に応じた各種処理を実行する。例えば、電圧検出を指示するコマンドを受信すると、電圧検出部121(マルチプレクサやADコンバータ等)を操作して電圧検出対象の各電池セルの電圧を検出させる処理を実行する。また、下位側の監視IC12に対する各種コマンド(全ての監視IC12に対するものを含む)を受信すると、当該各種コマンドを下位通信回路123に送信(転送)する。
The
また、上位通信回路122は、電圧検出部121から送信される各電池セルの電圧等に対応する検出信号を上位側(上位側の監視IC12或いは電池ECU20)に送信(転送)する。また、上位通信回路122は、電池ECU20(マイコン22)からの各種コマンドに応じて下位側の監視IC12から送信される情報(各電池セルの電圧に対応する検出信号等)を下位通信回路123から受信し、上位側(上位側の監視IC12或いは電池ECU20)に送信(転送)する。
Further, the
下位通信回路123は、上記デイジーチェーン接続における下位側(の監視IC12)との通信機能を実現するロジック回路である。例えば、監視IC12−2内の下位通信回路123は、下位側の監視IC12−1との通信を実行する。下位通信回路123は、下位通信電源125からの電力供給により作動する。
The lower-
下位通信回路123は、上位側から伝達される電池ECU20(マイコン22)からの各種指示のコマンド等を上位通信回路122から受信すると、下位側の監視IC12に送信(転送)する。
When the
なお、上記デイジーチェーンの最下位に位置する監視IC12−1における下位通信回路123は、上位通信回路122から伝達される電池ECU20(マイコン22)からの各種指示のコマンド等を、再度、上位通信回路22に伝達する(戻す)。
Note that the
また、下位通信回路123は、電池ECU20(マイコン22)からの各種コマンドに応じて下位側の監視IC12から送信される情報(各電池セルの電圧に対応する検出信号等)を受信すると、上位通信回路122に送信(転送)する。
When the
上位通信電源124は、上位通信回路122を作動させる電力を供給する電力供給手段(電源回路)である。上位通信電源124は、監視IC12における電圧検出対象の2個の電池モジュールのうち、低電位側の電池モジュールに含まれる電池セルから供給される電力を用いて、上位通信回路122を作動させる所定の出力電圧(例えば、3.3V)を生成する。例えば、監視IC12−2内の上位通信電源124は、電圧検出対象の電池モジュールMOD3、4のうち、低電位側の電池モジュールMOD4内の連続して直列接続される電池セルC10〜C12からの電力を用いて、上位通信回路122を作動させる所定の出力電圧を生成する。また、上位通信電源124には、電圧検出対象の電池モジュール間を接続する導電部材を経由しない態様で、低電位側の電池モジュールに含まれる電池セルからの電力が供給される。例えば、監視IC12−2内の上位通信電源124には、電圧検出対象の電池モジュールMOD3、4を接続する導電部材CBL3を経由しない態様で、連続して直列接続される電池セルC10〜C12からの電力が供給される。
The upper
下位通信電源125は、下位通信回路123を作動させる電力を供給する電力供給手段(電源回路)である。下位通信電源125は、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様で、2個の電池モジュールに含まれる電池セルから供給される電力を用いて、下位通信回路123を作動させる所定の出力電圧(例えば、3.3V)を生成する。例えば、監視IC12−2内の下位通信電源125は、電圧検出対象の電池モジュールMOD3、4を接続する導電部材CBL3を経由する態様で、連続して直列接続される電池セルC7〜C9から供給される電力を用いて、下位通信回路123を作動させる所定の出力電圧を生成する。
The lower
図3に戻り、電池ECU20は、電池ユニット10(電池セルC1〜C54)の状態を監視する電子制御ユニットである。電池ECU20は、アイソレータ21、マイコン22等を含み、HV−ECU30と車載LAN等を通じて通信可能に接続される。
Returning to FIG. 3, the
アイソレータ21は、高電圧系に属する電池ユニット10と低電圧系に属するマイコン22との電気的絶縁を実現しつつ、電池ユニット10内の監視IC12(12−9)とマイコン22との間での通信を可能にする既知の絶縁インターフェースである。
The
マイコン22は、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することにより、各種演算処理を実行する処理手段である。
The
マイコン22は、監視IC12−1〜12−9に対して、定期的に、電池セルC1〜C54の電圧を検出すると共に、検出される電圧に対応する検出信号を送信するように指示するコマンド(電圧出力コマンド)を監視IC12(12−9)へ送信する。上述の如く、マイコン22と各監視IC12−1〜12−9は、デイジーチェーン接続されるため、マイコン22から送信されるコマンドは、監視IC12−9→監視IC12−8、...、監視IC12−1の順に伝達される。そして、電圧出力コマンドに対応して各監視IC12−1〜12−9により検出される各電池セルC1〜C54の電圧に対応する検出信号は、監視IC12−1→監視IC12−2、...、監視IC12−9の順に伝達され、監視IC12−9からマイコン22に送信される。以下、定期的に実行されるマイコン22と監視IC12−1〜12−9との当該通信を「定期通信」と称する。
The
図5は、本実施形態に係る電池監視装置1(電池ECU20)による定期通信を含む処理の一例を概念的に示すフローチャートである。なお、当該フローチャートは、後述する接続異常判定処理(図6)が実行された上で接続異常が判定されない場合に実行開始される。また、当該フローチャートの開始時点において、後述する接続異常判定処理により監視IC12(12−1〜12−9)のアドレス情報が既に取得されている。 FIG. 5 is a flowchart conceptually showing an example of processing including regular communication by the battery monitoring apparatus 1 (battery ECU 20) according to the present embodiment. The flowchart is started when a connection abnormality determination process (FIG. 6) described later is executed and a connection abnormality is not determined. Further, at the start of the flowchart, the address information of the monitoring ICs 12 (12-1 to 12-9) has already been acquired by the connection abnormality determination process described later.
ステップS10にて、マイコン22は、既に取得済の監視IC12(12−1〜12−9)のアドレス情報に基づき、デイジーチェーン接続される監視IC数を学習する。
In step S10, the
ステップS20にて、マイコン22は、全ての電池セルC1〜C54の電圧を検出して送信するように指示するコマンド(電圧出力コマンド)を送信する。
In step S20, the
なお、マイコン22は、電圧出力コマンドを送信すると、内部タイマのカウントを開始する。
The
ステップS30にて、マイコン22は、全ての電池セルC1〜C54の電圧に対応する検出信号を含む監視IC12(12−1〜12−9)からの通信フレーム(電圧出力フレーム)を受信したか否かを判定する。マイコン22は、電圧出力フレームを受信した場合、ステップS40に進み、電圧出力フレームを受信していない場合、ステップS50に進む。
In step S30, the
ステップS40にて、マイコン22は、当該車両のイグニッションオフ(IG−OFF)等により定期通信を終了するか否かを判定する。マイコン22は、定期通信を終了する場合、当該フローチャートを終了し、定期通信を終了しない場合、ステップS20〜S40の処理を繰り返す。
In step S40, the
一方、ステップS50にて、マイコン22は、ステップS20の処理に付随して実行される内部タイマのカウント値が所定値α1以上であるか否かを判定する。マイコン22は、カウント値が所定値α1以上でない場合、ステップS30に戻り、ステップS30、S50の処理を繰り返し、カウント値が所定値α1以上である場合、ステップS60に進む。
On the other hand, in step S50, the
なお、所定値α1は、マイコン22による電圧出力コマンドの送信から電圧出力フレームの受信までに想定される時間の最大値よりも長い時間に相当するカウント値である。
The predetermined value α1 is a count value corresponding to a time longer than the maximum value of the time assumed from the transmission of the voltage output command by the
ステップS60にて、マイコン22は、フェールセーフ処理を実行し、当該フローチャートの処理を終了する。具体的には、電池セルC1〜C54の電圧を検出できない旨の信号を電池セルC1〜C54に送信することにより、HV−ECU30による電池セルC1〜C54の充放電を禁止させたり、制限させたりしてよい。また、当該車両の車室内のメータ等に所定のインジケータ(適切に電池監視を実行できない旨を通知するインジケータ)を表示し、ディーラー等への当該車両の持ち込みを促す等してよい。
In step S60, the
なお、ステップS50〜S60の処理は、例えば、車両100の走行中において、電池モジュールMOD1〜MOD18を接続する導電部材CBL1〜17、或いは、電池ECU20と監視IC12との通信線が未接続になる非常に稀な現象を検出する処理である。
Note that the processing of steps S50 to S60 is an emergency in which the communication members CBL1 to CBL1 to 17 that connect the battery modules MOD1 to MOD18 or the communication line between the
このように、マイコン22は、定期的に、監視IC12(12−1〜12−9)から電池セルC1〜C54の電圧に対応する検出信号を受信する処理を実行することにより、電池セルC1〜C54の状態を適切に監視することができる。また、マイコン22は、電池セルC1〜C54の電圧に対応する検出信号を受信できない場合、適切な電池監視を実行できないと判断し、フェールセーフ処理を実行する。
As described above, the
図3に戻り、マイコン22は、監視IC12(12−1〜12−9)から送信される検出信号に基づき、電池セルC1〜C54の電圧を算出する。以下、監視IC12(12−1〜12−9)から送信される検出信号に基づき、マイコン22により算出される電池セルC1〜C54の電圧を「監視IC12(12−1〜12−9)により検出される電池セルC1〜C54の電圧」と称する。
Returning to FIG. 3, the
また、マイコン22は、監視IC12(12−1〜12−9)により検出される電池セルC1〜C54の電圧に基づき、電池セルC1〜C54の状態(電圧、電流、充電状態(SOC:State Of Charge)、劣化状態(SOH:State Of Health)等)を監視する。例えば、各電池セルC1〜C54の電圧が所定範囲(所定の上限値と所定の下限値の間)にあるか否かにより電池セルC1〜C54の充電状態を監視してよい。そして、各電池セルC1〜C54のうち、何れかが上限値に達すると過充電と判断し、下限値に達すると過放電と判断し、HV−ECU30を介して、電池セルC1〜C54の充放電を制御してよい。具体的には、各電池セルC1〜C54の何れかが過充電である旨の信号(過充電信号)や過放電である旨の信号(過放電信号)をHV−ECU30に送信する。
Further, the
なお、マイコン22は、上記信号(過充電信号、過放電信号)以外の電池セルC1〜C54の状態に関する情報(例えば、現在の充電状態(充電率)を示す信号や現在の劣化状態を示す信号等)を送信してよい。
In addition, the
また、マイコン22は、各監視IC12−1〜12−9の電圧検出対象である連続して直列接続される6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間の接続異常の有無を判定する処理(接続異常判定処理)を実行する。具体的には、当該2個の電池モジュール同士を接続する導電部材の接続忘れや断線等の接続異常の有無を判定する。マイコン22による接続異常判定処理の詳細については後述する。
Moreover, the
SMR25は、組電池11と負荷(モータ50、ジェネレータ60、モータ用インバータ70、ジェネレータ用インバータ80)の間の電力供給経路の接続及び遮断を行う接続状態切替手段である。SMR25は、組電池11の正極端子V+側における負荷との接続経路に設けられるSMR25aと、組電池11の負極端子V−側における負荷との接続経路に設けられるSMR25bを含む。SMR25は、電池ECU20(マイコン22)からの制御指示に基づき、その状態(接続又は遮断)が切り替えられる。
The
HV−ECU30は、電池ユニット10(電池セルC1〜C54)の充放電制御を含む当該車両に関する各種制御を実行する電子制御ユニットである。HV−ECU30は、例えば、マイクロコンピュータにより構成されてよく、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することにより充放電制御を含む各種制御処理を実行してよい。
The HV-
HV−ECU30は、電池ECU20(マイコン22)から送信される情報に基づき、充放電制御を実行してよい。HV−ECU30は、例えば、マイコン22から過充電信号を受信した場合、電池セルC1〜C54の充電を抑制(禁止)し、放電を促進する制御を実行してよい。また、HV−ECU30は、マイコン22から過放電信号を受信した場合、電池セルC1〜C54の充電を促進し、放電を抑制(禁止)する制御を実行してよい。
The HV-
HV−ECU30は、エンジン40、モータ50、及びジェネレータ60の動作を制御可能に構成される。即ち、HV−ECU30は、当該車両の走行状態や運転者による操作等に応じて、エンジン40、モータ50、及びジェネレータ60を制御することにより電池ユニット10(電池セルC1〜C54)の充放電制御を実行する。
The HV-
なお、HV−ECU30は、モータ用インバータ70、ジェネレータ用インバータ80を駆動制御することによりモータ50、ジェネレータ60の動作を制御する。また、HV−ECU30は、エンジン40、モータ50(モータ用インバータ70)、ジェネレータ60(ジェネレータ用インバータ80)を直接制御する他のECUを介して、エンジン40、モータ50(モータ用インバータ70)、ジェネレータ60(ジェネレータ用インバータ80)の制御を実行してよい。
The HV-
次に、本実施形態に係る電池監視装置1(電池ECU20)による接続異常判定処理の詳細について説明する。 Next, details of the connection abnormality determination process by the battery monitoring apparatus 1 (battery ECU 20) according to the present embodiment will be described.
図6は、本実施形態に係る電池監視装置1(電池ECU20)による接続異常判定処理の一例を概念的に示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart conceptually showing an example of connection abnormality determination processing by the battery monitoring apparatus 1 (battery ECU 20) according to the present embodiment.
なお、当該フローチャートは、当該車両のイグニッションオン(IG−ON)により実行が開始される。また、当該車両のイグニッションオフの際、電池ECU20(マイコン22)は、SMR25を遮断(OFF)する。即ち、当該フローチャートの開始時点において、SMR25は、遮断(OFF)された状態である。
The flowchart is started when the vehicle is ignited (IG-ON). Further, when the ignition of the vehicle is turned off, the battery ECU 20 (microcomputer 22) shuts off the SMR 25 (OFF). That is, at the start of the flowchart, the
ステップS101にて、マイコン22は、監視IC12(12−1〜12−9)にスタンバイコマンドを送信する。これにより、監視IC12(12−1〜12−9)は、電池セルC1〜C54の電圧検出が可能な状態に移行する。
In step S101, the
ステップS102にて、マイコン22は、監視IC12(12−1〜12−9)にアドレス学習コマンドを送信する。
In step S102, the
なお、マイコン22は、アドレス学習コマンドを送信すると、内部タイマのカウントを開始する。
The
ステップS103にて、マイコン22は、監視IC12からアドレス情報に関する通信フレーム(アドレス情報フレーム)が受信されたか否かを判定する。マイコン22は、アドレス情報フレームを受信した場合、各監視IC12−1〜12−9の電圧検出対象である連続して直列接続される6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間に接続異常はないと判断し、ステップS104に進む。また、マイコン22は、アドレス情報フレームを受信していない場合、ステップS105に進む。
In step S <b> 103, the
ステップS104にて、マイコン22は、SMR25を接続(ON)して、当該フローチャートの処理を終了する。即ち、マイコン22は、組電池11と負荷(モータ50、ジェネレータ60、モータ用インバータ70、ジェネレータ用インバータ80)の電力の授受を許可する。
In step S104, the
一方、ステップS105にて、マイコン22は、内部タイマのカウント値が所定値β1以上であるか否かを判定する。マイコン22は、カウント値が所定値β1以上でない場合、ステップS103に戻って、ステップS103、S105の処理を繰り返す。マイコン22は、カウント値が所定値β1以上である場合、各監視IC12の電圧検出対象である連続して直列接続される6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間の何れかに接続異常があると判断し、ステップS106に進む。
On the other hand, in step S105, the
なお、所定値β1は、マイコン22によるアドレス学習コマンドの送信からアドレス情報フレームの受信までに想定される時間の最大値よりも長い時間に相当するカウント値である。
Note that the predetermined value β1 is a count value corresponding to a time longer than the maximum value of the time expected from the transmission of the address learning command by the
ステップS106にて、マイコン22は、接続異常通知とダイアグ処理を実行すると共に、当該接続異常の状態が継続する限り、SMR25が遮断(OFF)された状態を継続させて、当該フローチャートの処理を終了する。
In step S106, the
なお、接続異常通知は、例えば、当該車両の車室内のメータに所定のインジケータを表示することにより実行されてよい。また、ダイアグ処理は、電池ECU20における故障診断情報として、接続異常が発生した旨の情報を内部メモリに記憶する処理である。
The connection abnormality notification may be executed, for example, by displaying a predetermined indicator on a meter in the passenger compartment of the vehicle. The diagnosis process is a process of storing information indicating that a connection abnormality has occurred in the internal memory as failure diagnosis information in the
このように、本実施形態に係る電池監視装置1は、監視IC12に所定のコマンド(アドレス学習コマンド)を送信すると共に、監視IC12から当該所定のコマンドに対応する通信フレームを受信できる場合、接続異常はないと判定する。一方、監視IC12から当該コマンドに対応する通信フレームを受信できない場合、接続異常があると判定する。
As described above, when the
より具体的に説明すると、上述の如く、監視IC12内の下位通信回路123は、下位通信電源125から供給される電力で作動する。そして、下位通信電源125は、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様で、2個の電池モジュールに含まれる電池セルから供給される電力を用いて生成される。そのため、導電部材の接続忘れや断線等の接続異常が生じると、下位通信電源125は、下位通信回路123を作動させるための所定の出力電圧を生成できず、下位通信回路123は作動できない。即ち、監視IC12(12−1〜12−9)は、デイジーチェーン接続される電池ECU20(マイコン22)からの所定のコマンドに対して応答することができない。従って、マイコン22は、監視IC12に所定のコマンドを送信して、監視IC12から当該所定のコマンドに対応する通信フレームを受信できるか否かを確認することにより、接続異常の有無を判定することができる。
More specifically, as described above, the
また、マイコン22と監視IC12(12−1〜12−9)は、デイジーチェーン接続され、定期的に通信を実行する関係であるため、通信機能が適切に実行されるか否かにより接続異常の有無を判定するので、比較的容易に接続異常判定を行うことができる。
In addition, since the
また、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材に接続異常がある状態で、SMR25が接続されると、監視IC12を迂回して組電池11に電流が流れるおそれがある。即ち、監視IC12に大電流が流れることにより監視IC12自体や監視IC12を保護するサテライト基板のフューズ等が破壊されてしまうおそれがある。しかしながら、上述の如く、本実施形態に係る電池監視装置1は、接続異常の有無を判定することができるため、接続異常があると判定した場合、SMR25の遮断を継続させることによりかかる問題の発生を防止することが可能となる。
Further, when the
なお、上位通信電源124が、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様で供給される電力を用いて、上位通信回路122を作動させる所定の出力電圧を生成してもよい。また、上位通信電源124、下位通信電源125の双方がかかる態様で、上位通信回路122、下位通信回路123を作動させる所定の出力電圧を生成してもよい。上位通信電源124、下位通信電源125の代わりに、かかる態様で、上位通信回路122、下位通信回路123の双方を作動させる所定の出力電圧を生成する共通の電源を採用してもよい。これらの場合についても、接続異常があると、監視IC12は、マイコン22からの所定のコマンドに応答することができないため、同様の手法で接続異常の有無を判定することができる。
The host
また、監視IC12における電池ECU20(マイコン22)との通信機能の代わりに、監視IC12における他の所定機能が実行されるか否かにより、接続異常の有無を判定してもよい。例えば、監視IC12における電池セルの電圧検出機能が実行されるか否かにより、接続異常の有無を判定する。かかる場合、電圧検出部121を作動させる所定の電源は、下位通信電源125と同様、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様で供給される電力を用いるようにすればよい。
Further, instead of the communication function with the battery ECU 20 (microcomputer 22) in the
また、電池監視装置1は、デイジーチェーン接続される何れの監視IC12の所定機能が実行されないかを特定することにより、接続異常が発生している箇所(導電部材CBL1〜CBL17の何れか)を特定してもよい。例えば、本実施形態の構成の場合、マイコン22から監視IC12に送信するコマンドの宛先を特定の監視IC12(監視IC12−1〜12−7の何れか)にすることにより接続異常が発生している箇所を特定することができる。具体的には、マイコン22により、上位側の監視IC12から順に宛先を変更させながら、順次、コマンドを送信させる。その過程で、マイコン22から送信されるコマンドに対する応答がない宛先のものがある場合、その宛先である監視IC12の1つ上位側の監視IC12からコマンドが伝達されていないと考えられる。そのため、マイコン22は、応答がない宛先のものがある場合、その宛先である監視ICの1つ上位側の監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間に接続異常があると判定することができる。
In addition, the
[第2の実施形態]
次いで、第2の実施形態について説明をする。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
本実施形態に係る電池監視装置1は、監視IC12における所定機能を実行するための電源に電力を供給する態様を、2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様としない態様の間で切替可能にする点において第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
In the
なお、本実施形態に係る電池監視装置1の構成は、監視IC12の内部構成が異なる以外、第1の実施形態と同様、図2〜3で表されるため、説明を省略する。
Note that the configuration of the
まず、図7を用いて、監視IC12の構成について更に詳しく説明する。
First, the configuration of the
図7は、本実施形態に係る監視IC12の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
なお、監視IC12(12−1〜12−9)の構成は全て同様であるため、図7では、監視IC12−2の構成が例示されている。 Since all the configurations of the monitoring ICs 12 (12-1 to 12-9) are the same, the configuration of the monitoring IC 12-2 is illustrated in FIG.
監視IC12(12−2)は、電圧検出部121、通信回路126、電源127、切替スイッチ128等を含む。
The monitoring IC 12 (12-2) includes a
なお、電圧検出部121は、第1の実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。
Note that the
通信回路126は、上記デイジーチェーン接続における上位側(上位側の監視IC12或いは電池ECU20)及び下位側(下位側の監視IC12)との通信機能を実現するロジック回路である。通信回路126は、電源127からの電力供給により作動する。通信回路126による具体的な処理動作は、第1の形態の上位通信回路122及び下位通信回路123における処理動作(双方間の転送処理動作を除く)と同様であるため、詳細な説明は省略する。
The
電源127は、監視IC12(内の電圧検出部121、通信回路126等を含む各機能部)を作動させる電力供給手段(電源回路)である。電源127は、切替スイッチ128の作用により、2つの異なる電力供給経路を介して、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルの少なくとも一つから電力供給を受けることができる。
The
即ち、電源127は、切替スイッチ128の作用により、電圧検出対象の6個の電池セルに対応する2個電池モジュール間を接続する導電部材を経由しない態様で、2個の電池モジュールに含まれる電池セルから電力供給を受けることができる。例えば、監視IC12−2内の電源127は、電圧検出対象の電池セルC7〜C12に対応する電池モジュールMOD3、4を接続する導電部材CBL3を経由しない態様で低電位側の電池モジュールMOD4を構成する電池セルC10〜C12から電力供給を受ける。そして、当該電力を用いて、監視IC12−2を作動させる所定の出力電圧を生成することができる。なお、監視IC12−2内の電源127は、導電部材CBL3を経由しない態様であれば、高電位側の電池モジュールMOD3を構成する電池セルC7〜C9から電力供給を受けてもよい。
In other words, the
また、電源127は、切替スイッチ128の作用により、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様で、2個の電池モジュールに含まれる電池セルから電力供給を受けることができる。例えば、監視IC12−2内の電源127は、電圧検出対象の電池セルC7〜C12に対応する電池モジュールMOD3、4を接続する導電部材CBL3を経由する態様で電池モジュールMOD3、4に含まれる電池セルC7〜C12から電力供給を受ける。そして、当該電力を用いて、監視IC12−2を作動させる所定の出力電圧を生成することができる。
In addition, the
切替スイッチ128は、電源127への電力供給経路を切り替える経路切替手段である。具体的には、可動接点MCを固定接点c1、c2の何れかに選択して接続することにより
電源127への電力供給経路を切り替えることができる。可動接点MCが固定接点c1に接続されると、電源127には、監視IC12の電圧検出対象の6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由しない態様で、2個の電池モジュールに含まれる電池セルから電力が供給される。また、可動接点MCが固定接点c2に接続されると、電源127には、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由する態様で、2個の電池モジュールに含まれる電池セルから電力が供給される。
The
次に、本実施形態に係る電池監視装置1による接続異常判定処理について説明する。
Next, connection abnormality determination processing by the
図8は、本実施形態に係る電池監視装置1による接続異常判定処理の一例を概念的に示すフローチャートである。図8(a)は、電池ECU20(マイコン22)による接続異常判定処理の一例を概念的に示すフローチャートである。図8(b)は、電池ECU20(マイコン22)による接続異常判定処理に対応する監視IC12の動作の一例を概念的に示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart conceptually showing an example of the connection abnormality determination process by the
なお、当該フローチャートは、当該車両のイグニッションオン(IG−ON)により実行が開始される。また、当該車両のイグニッションオフの際、電池ECU20(マイコン22)は、SMR25を遮断(OFF)する。即ち、当該フローチャートの開始時点において、SMR25は、遮断(OFF)された状態である。また、当該フローチャートの開始時点において、切替スイッチ128の可動接点MCは、固定接点c1に接続されていることを前提とする。
The flowchart is started when the vehicle is ignited (IG-ON). Further, when the ignition of the vehicle is turned off, the battery ECU 20 (microcomputer 22) shuts off the SMR 25 (OFF). That is, at the start of the flowchart, the
ステップS201にて、マイコン22は、監視IC12(12−1〜12−9)にスタンバイコマンドを送信する。
In step S201, the
ステップS251にて、監視IC12(12−1〜12−9)は、マイコン22からのスタンバイコマンドに対応してスタンバイ状態(電池セルC1〜C54の電圧検出が可能な状態)に移行する。
In step S251, the monitoring ICs 12 (12-1 to 12-9) shift to a standby state (a state in which the voltages of the battery cells C1 to C54 can be detected) in response to a standby command from the
ステップS202にて、マイコン22は、監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルのうち、低電位側の3個の電池セル(低電位側の電池モジュールに含まれる電池セル)の電圧を検出して送信するように指示するコマンド(電圧出力コマンド)を監視IC12に送信する。
In step S202, the
なお、マイコン22は、当該電圧出力コマンドを送信すると、内部タイマのカウントを開始する。
The
ステップS252にて、監視IC12は、マイコン22からの電圧出力コマンドに対応して低電位側の3個の電池セルの電圧に対応する検出信号を含む通信フレーム(電圧出力フレーム)をマイコン22に送信する。
In step S <b> 252, the monitoring
ステップS203にて、マイコン22は、低電位側の3個の電池セルの電圧に対応する検出信号を含む通信フレーム(電圧出力フレーム)を監視IC12から受信したか否かを判定する。マイコン22は、電圧出力フレームを受信した場合、ステップS204に進み、電圧出力フレームを受信していない場合、ステップS207に進む。
In step S203, the
ステップS204にて、マイコン22は、電圧検出対象である全ての電池セルの電圧を検出して送信するように指示するコマンド(電圧出力コマンド)を送信する。
In step S204, the
なお、マイコン22は、当該電圧出力コマンドを送信すると、内部タイマのカウントを開始する。
The
ステップS253にて、監視IC12は、電圧検出対象である全ての電池セルに対応する電圧出力コマンドをマイコン22から受信したか否かを繰り返し判定する。そして、当該電圧出力コマンドを受信すると、ステップS254に進む。
In step S253, the monitoring
ステップS254にて、監視IC12は、切替スイッチ128の可動接点MCを固定接点c1に接続する状態から固定接点c2に接続する状態に切り替える。
In step S254, the monitoring
ステップS255にて、監視IC12は、電圧検出対象である全ての電池セルの電圧に対応する検出信号を含む通信フレーム(電圧出力フレーム)をマイコン22に送信して処理を終了する。
In step S255, the monitoring
ステップS205にて、マイコン22は、電圧検出対象である全ての電池セルの電圧に対応する検出信号を含む通信フレーム(電圧出力フレーム)を監視IC12から受信したか否かを判定する。マイコン22は、監視IC12から当該電圧出力フレームを受信した場合、接続異常はないと判断し、ステップS206に進み、監視IC12から当該電圧出力フレームを受信していない場合、ステップS209に進む。
In step S <b> 205, the
ステップS206にて、マイコン22は、SMR25を接続(ON)して、当該フローチャートの処理を終了する。即ち、マイコン22は、組電池11と負荷(モータ50、ジェネレータ60、モータ用インバータ70、ジェネレータ用インバータ80)の電力の授受を許可する。
In step S206, the
一方、ステップS207にて、マイコン22は、内部タイマのカウント値が所定値α2以上であるか否かを判定する。マイコン22は、カウント値が所定値α2以上でない場合、ステップS203に戻って、ステップS203、S205の処理を繰り返し、カウント値が所定値α2以上である場合、ステップS208に進む。
On the other hand, in step S207, the
なお、所定値α2は、マイコン22による電圧出力コマンドの送信から電圧出力フレームの受信までに想定される時間の最大値よりも長い時間に相当するカウント値である。
The predetermined value α2 is a count value corresponding to a time longer than the maximum value of the time expected from the transmission of the voltage output command by the
そして、ステップS208にて、マイコン22は、フェールセーフ処理を実行し、当該フローチャートの処理を終了する。
In step S208, the
なお、フェールセーフ処理の内容は、第1の実施形態の図5におけるステップS60と同様である。 Note that the content of the fail-safe process is the same as step S60 in FIG. 5 of the first embodiment.
また、ステップS209にて、マイコン22は、内部タイマのカウント値が所定値β2以上であるか否かを判定する。マイコン22は、カウント値が所定値β2以上でない場合、ステップS205に戻って、ステップS205、S209の処理を繰り返し、カウント値が所定値β2以上である場合、各監視IC12の電圧検出対象である連続して直列接続される6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間の何れかに接続異常があると判断し、ステップS210に進む。
In step S209, the
なお、所定値β2は、マイコン22による電圧検出対象である全ての電池セルの電圧に対応する電圧出力コマンドの送信から当該電圧出力コマンドに対応する電圧出力フレームの受信までに想定される時間の最大値よりも長い時間に相当するカウント値である。
Note that the predetermined value β2 is the maximum time that is expected from the transmission of the voltage output command corresponding to the voltage of all the battery cells to be detected by the
ステップS210にて、マイコン22は、接続異常通知とダイアグ処理を実行すると共に、当該接続異常の状態が継続する限り、SMR25が遮断(OFF)された状態を継続させて、当該フローチャートの処理を終了する。
In step S210, the
なお、接続異常通知及びダイアグ処理の内容は、第1の実施形態の図6におけるステップS106と同様である。 The contents of the connection abnormality notification and the diagnosis process are the same as those in step S106 in FIG. 6 of the first embodiment.
このように、本実施形態に係る電池監視装置1は、切替スイッチ128の可動接点MCを固定接点c1に接続する状態で、監視IC12に所定のコマンド(電圧出力コマンド)を送信する。続いて、電池監視装置1は、監視IC12から当該所定のコマンドに対応する通信フレームを受信できることを確認した後、切替スイッチ128の可動接点MCを固定接点c2に接続する状態に切り替えて、監視IC12に所定のコマンド(電圧出力コマンド)を送信する。そして、電池監視装置1は、監視IC12から当該所定のコマンドに対応する通信フレームを受信できる場合、接続異常はないと判定する。一方、監視IC12から当該所定のコマンドに対応する通信フレームを受信できない場合、接続異常があると判定する。即ち、電池監視装置1は、監視IC12の電圧検出対象の6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由せずに通信回路126に電力が供給される状態で、監視IC12との通信が可能な場合であって、当該導電部材を経由して通信回路126に電力が供給される状態で、監視IC12との通信が不可能な場合に接続異常があると判定する。これにより、より確実に接続異常の判定を行うことが可能となる。
Thus, the
即ち、監視IC12の電圧検出対象の6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間を接続する導電部材を経由せずに2個の電池モジュールに含まれる電池セルから通信回路126に電力が供給される状態で、監視IC12との通信が可能であるか否かを確認する。これにより、通信回路126の機能異常等の有無を確認できる。そのため、監視IC12との通信が可能である状態、即ち、通信回路126に機能異常等がない状態で、当該導電部材を経由して通信回路126に電力を供給し、監視IC12との通信ができないということは、確実に、接続異常が発生していることを表している。よって、本実施形態に係る電池監視装置1は、より確実に接続異常の判定を行うことができる。
That is, power is supplied from the battery cells included in the two battery modules to the
なお、電池監視装置1は、第1の実施形態と同様、監視IC12における電池ECU20(マイコン22)との通信機能の代わりに、監視IC12における他の所定機能が実行されるか否かにより、接続異常の有無を判定してもよい。例えば、監視IC12における電池セルの電圧検出機能が実行されるか否かにより、接続異常の有無を判定してよい。
Note that, as in the first embodiment, the
また、電池監視装置1は、第1の実施形態と同様、デイジーチェーン接続される何れの監視IC12の所定機能が実行されないかを特定することにより、接続異常が発生している箇所(導電部材CBL1〜CBL17の何れか)を特定してもよい。例えば、本実施形態の構成の場合、図8のフローチャートによる処理を監視IC12毎に実行することにより、接続異常が発生している箇所を特定することができる。具体的には、マイコン22により、上位側の監視IC12から順に図8のフローチャートによる処理を実行させる。その過程で、マイコン22から送信される電圧検出対象の全ての電池セルに対する電圧出力コマンド(ステップS204)に対する応答がない場合、マイコン22は、応答がない監視IC12の電圧検出対象である6個の電池セルに対応する2個の電池モジュール間に接続異常があると判定することができる。
Further, as in the first embodiment, the
[変形例]
次いで、第2の実施形態の変形例について説明する。
[Modification]
Next, a modification of the second embodiment will be described.
図9は、本変形例に係る監視IC12の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the
なお、監視IC12(12−1〜12−9)の構成は全て同様であるため、図7では、監視IC12−2の構成が例示されている。 Since all the configurations of the monitoring ICs 12 (12-1 to 12-9) are the same, the configuration of the monitoring IC 12-2 is illustrated in FIG.
本変形例に係る監視IC12の構成のうち、上述した第2の実施形態と異なる部分は、監視IC12内の切替スイッチ128が監視IC12外のスイッチモジュール23として実装されている点である。
In the configuration of the
スイッチモジュール23は、第2の実施形態における切替スイッチ128と同様の機能を有し、電池ECU20(マイコン22)からの制御指令により電源127への電力供給経路を切り替える。
The
かかる構成の採用により、本変形例に係る電池監視装置1は、第2の実施形態と同様の接続異常判定処理を実行することができる。
By adopting such a configuration, the
図10は、本変形例に係る電池監視装置1(電池ECU20)による接続異常判定処理の一例を概念的に示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart conceptually showing an example of the connection abnormality determination process by the battery monitoring apparatus 1 (battery ECU 20) according to this modification.
第2の実施形態の図8(a)のフローチャートと異なる部分は、ステップS304のみであり、ステップS301〜S303、及びステップS305〜S311は、図8(a)におけるステップS201〜S203、及びステップS204〜S210と同様である。即ち、ステップS304にて、マイコン22は、第2の実施形態の図8(b)におけるステップS254(監視IC12による処理)と同様、スイッチモジュール23の可動接点MCを固定接点c1に接続する状態から固定接点c2に接続する状態に切り替える。
The part different from the flowchart of FIG. 8A of the second embodiment is only step S304, and steps S301 to S303 and steps S305 to S311 are steps S201 to S203 and step S204 in FIG. To S210. That is, in step S304, the
このように、本変形例に係る電池監視装置1は、第2の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
Thus, the
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various Can be modified or changed.
また、上述した実施形態係る電池監視装置は、シリーズ・パラレル式のハイブリッド車以外の電動車両(レンジエクステンダ車、モータのみを駆動力源とする電気自動車等)に搭載される組電池に含まれる単位電池の状態監視に適用されてもよい。 In addition, the battery monitoring device according to the above-described embodiment is a unit included in an assembled battery mounted on an electric vehicle (range extender vehicle, electric vehicle using only a motor as a driving force source) other than a series / parallel hybrid vehicle. The present invention may be applied to battery status monitoring.
また、上述した実施形態に係る電池監視装置は、車載以外の組電池(例えば、定置用の蓄電装置内の組電池等)の状態監視に適用されてもよい。 In addition, the battery monitoring device according to the above-described embodiment may be applied to state monitoring of an assembled battery other than a vehicle (for example, an assembled battery in a stationary power storage device).
1 電池監視装置
2 電池パック
10 電池ユニット
11 組電池
12、12−1〜12−9 監視IC(電池監視IC)
20 電池ECU
21 アイソレータ
22 マイコン(監視部、接続異常判定部)
23 スイッチモジュール(電力切替部)
30 HV−ECU
40 エンジン
50 モータ
60 ジェネレータ
70 モータ用インバータ
80 ジェネレータ用インバータ
121 電圧検出部
122 上位通信回路
123 下位通信回路(作動回路部)
124 上位通信電源
125 下位通信電源
126 通信回路(作動回路部)
127 電源
128 切替スイッチ(電力切替部)
C1〜C54 電池セル(単位電池)
MOD1〜MOD18 電池モジュール
V+ 正極端子
V− 負極端子
DESCRIPTION OF
20 Battery ECU
21
23 Switch module (power switching unit)
30 HV-ECU
40
124 Upper
127
C1-C54 battery cell (unit battery)
MOD1 to MOD18 Battery module V + Positive terminal V- Negative terminal
Claims (4)
前記複数の単位電池のうち、前記複数の電池モジュールに含まれる少なくとも2個の電池モジュールに渡って連続して接続される単位電池それぞれの電圧を検出する電池監視ICと、
前記電池監視ICにより検出される電圧に基づき、前記複数の電池セルの状態を監視する監視部と、
前記少なくとも2個の電池モジュールのうち、連続する2個の電池モジュールを接続する前記導電部材を経由する態様で、前記連続する2個の電池モジュールに含まれる単位電池から供給される第1の電力により作動する作動回路部であって、前記電池監視ICにおける所定機能を実行する作動回路部と、
前記所定機能が実行されない場合、前記連続する2個の電池モジュールを接続する前記導電部材に接続異常があると判定する接続異常判定部を備える、
電池監視装置。 A battery pack composed of a plurality of unit cells connected in series, and among the plurality of unit cells, a plurality of battery modules composed of two or more unit cells connected in series are connected in series with conductive members, respectively. An assembled battery,
A battery monitoring IC that detects a voltage of each unit battery continuously connected across at least two battery modules included in the plurality of battery modules among the plurality of unit batteries;
A monitoring unit for monitoring the state of the plurality of battery cells based on the voltage detected by the battery monitoring IC;
Of the at least two battery modules, the first electric power supplied from the unit cells included in the two continuous battery modules in a mode of passing through the conductive member connecting the two continuous battery modules. An operation circuit unit that operates according to a predetermined function in the battery monitoring IC; and
When the predetermined function is not executed, a connection abnormality determination unit that determines that there is a connection abnormality in the conductive member that connects the two continuous battery modules,
Battery monitoring device.
前記接続異常判定部は、
前記電力切替部により前記第2の電力が前記作動回路部へ供給されるように切り替えられた状態で、前記所定機能が実行され、かつ、前記電力切替部により前記第1の電力が前記作動回路部へ供給されるように切り替えられた状態で、前記所定機能が実行されない場合、前記連続する2個の電池モジュールを接続する前記導電部材に接続異常があると判定する、
請求項1に記載の電池監視装置。 Supplied from the unit battery included in the two continuous battery modules in a mode not passing through the conductive member connecting the first power and the two continuous battery modules to the operating circuit unit A power switching unit that switches to supply any one of the second power
The connection abnormality determination unit
The predetermined function is executed in a state in which the second power is switched to be supplied to the operating circuit unit by the power switching unit, and the first power is supplied to the operating circuit by the power switching unit. When the predetermined function is not executed in a state where it is switched to be supplied to the unit, it is determined that there is a connection abnormality in the conductive member that connects the two continuous battery modules.
The battery monitoring apparatus according to claim 1.
前記電池監視ICの外部と通信する通信機能である、
請求項1又は2に記載の電池監視装置。 The predetermined function is:
A communication function for communicating with the outside of the battery monitoring IC;
The battery monitoring apparatus according to claim 1 or 2.
接続状態と遮断状態を切り替えるリレーを介して所定の負荷に接続され、
前記接続異常判定部は、
前記リレーが遮断状態にある場合に、前記接続異常の有無を判定すると共に、前記接続異常があると判定すると、前記リレーを遮断状態に維持し続ける、
請求項1乃至3の何れか一項に記載の電池監視装置。 The assembled battery is
Connected to a predetermined load via a relay that switches between connected and disconnected states,
The connection abnormality determination unit
When the relay is in a disconnected state, the presence or absence of the connection abnormality is determined, and when it is determined that the connection abnormality is present, the relay is continuously maintained in the disconnected state.
The battery monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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