JP2018185975A - Battery pack monitoring integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組電池監視集積回路装置に関する。 The present invention relates to an assembled battery monitoring integrated circuit device.
この種の組電池は、電力供給対象に合わせた直流電圧を供給するように電池ブロックを直列接続して構成されている。この組電池の監視装置は、各電池ブロックの電圧を個別に検出したり、温度、電流なども監視することで当該組電池を保護、管理する(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の技術は、内部にマルチプレクサ(MUX)を用意すると共に測定対象となる複数の電池ブロックに対応した数の入力端子を用意し、電池ブロックの端子間電圧を切替入力している。 This type of assembled battery is configured by connecting battery blocks in series so as to supply a DC voltage suitable for a power supply target. This assembled battery monitoring device protects and manages the assembled battery by individually detecting the voltage of each battery block and monitoring temperature, current, and the like (see, for example, Patent Document 1). In the technique of Patent Document 1, a multiplexer (MUX) is prepared inside, the number of input terminals corresponding to a plurality of battery blocks to be measured is prepared, and the voltage between terminals of the battery block is switched and input.
特許文献1記載の技術を適用した場合、監視対象となる電池ブロックが最も多いシステムを想定して入力端子の数を確保しなければならない。この場合には入力端子数が多くなってしまう。逆に、監視対象が少ない組電池システムに用いるときには入力端子が無駄になってしまう。 When the technique described in Patent Document 1 is applied, the number of input terminals must be ensured assuming a system with the largest number of battery blocks to be monitored. In this case, the number of input terminals increases. Conversely, when used in an assembled battery system with a small number of monitoring targets, the input terminal is wasted.
本発明の目的は、端子数の増加を抑制しながら組電池の監視対象の数に応じて最適な構成を選択できるようにした組電池監視集積回路装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an assembled battery monitoring integrated circuit device that can select an optimum configuration according to the number of monitoring targets of the assembled battery while suppressing an increase in the number of terminals.
請求項1記載の発明は、電池セルを組み合わせて構成された組電池を監視する組電池監視集積回路装置を対象としている。この組電池監視集積回路装置は、入出力兼用端子、入力部、及び、制御部を備える。入出力兼用端子は、それぞれ電池セルの端子電圧、組電池に流れる電流、及び、組電池の温度の少なくとも何れかを含む組電池の監視対象を外部から電圧入力する電圧入力端子として使用可能にすると共に組電池の監視対象を選択する選択回路を含む外部回路を制御する制御出力端子として使用可能になっている。また入力部は、端子を電圧入力端子として使用するときに当該電圧入力端子を通じて電圧入力する。また制御部は、端子を制御出力端子として使用するときには当該制御出力端子を通じて外部回路を制御する。 The invention described in claim 1 is directed to an assembled battery monitoring integrated circuit device that monitors an assembled battery configured by combining battery cells. The assembled battery monitoring integrated circuit device includes an input / output terminal, an input unit, and a control unit. The input / output terminals can be used as voltage input terminals for externally inputting voltage to be monitored from the assembled battery including at least one of the terminal voltage of the battery cell, the current flowing in the assembled battery, and the temperature of the assembled battery. At the same time, it can be used as a control output terminal for controlling an external circuit including a selection circuit for selecting a monitoring target of the assembled battery. The input unit inputs a voltage through the voltage input terminal when the terminal is used as a voltage input terminal. In addition, when the terminal is used as a control output terminal, the control unit controls the external circuit through the control output terminal.
これにより、集積回路装置本体の端子数がたとえ少なくても外部回路として組電池の監視対象を選択する選択回路を接続して制御出力できるようになり、選択回路を用いて多数の組電池の監視対象を監視できるようになる。また逆に、監視対象が少ないときには外部回路として選択回路を用いることなく端子を電圧入力端子として使用することもできる。これにより、端子数の増加を抑制しながら組電池の監視対象の数に応じて最適な構成を選択できる。しかもコストや素子の実装面積の観点から見ても最適な構成を選択できるようになる。 As a result, even if the number of terminals of the integrated circuit device main body is small, it becomes possible to connect and select and output a selection circuit for selecting the monitoring target of the assembled battery as an external circuit. The target can be monitored. Conversely, when the number of monitoring targets is small, a terminal can be used as a voltage input terminal without using a selection circuit as an external circuit. Thereby, the optimal structure can be selected according to the number of monitoring targets of the assembled battery while suppressing the increase in the number of terminals. In addition, an optimum configuration can be selected from the viewpoint of cost and device mounting area.
以下、組電池監視集積回路装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態において、実質的に同一機能又は類似機能を備える部分には同一符号又は類似符号を付し、各実施形態においては必要に応じて説明を省略する。以下では、各実施形態の特徴部分を中心に説明を行う。 Hereinafter, some embodiments of the assembled battery monitoring integrated circuit device will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having substantially the same function or similar function are denoted by the same reference symbol or similar symbol, and description of each embodiment is omitted as necessary. Below, it demonstrates focusing on the characteristic part of each embodiment.
(第1の実施形態)
図1は組電池システム1の機能ブロック図を示している。この組電池システム1は、ハイブリッド自動車又は電気自動車に搭載され、例えばインバータを介して電動機(何れも図示せず)などの電力供給対象に電力を供給する。組電池2は、リチウム2次電池、ニッケル水素2次電池等の電池セル3を複数直列接続した電池ブロックを多数備えて構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a functional block diagram of the assembled battery system 1. The assembled battery system 1 is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle, and supplies power to a power supply target such as an electric motor (none of which is shown) via, for example, an inverter. The assembled
図1には、組電池2が低電位グランドGNDから高電位側にかけて複数の電池セル3を単一の電池ブロックとして備えた構成を図示している。なお、図1には簡略化して示しているが、組電池2は、多数の電池ブロックを直並列接続して構成される。電池セル3が劣化すると、内部抵抗が増大し端子開放電圧が低下する。このような電池セル3の劣化状態を監視するため、組電池監視集積回路装置として電池監視IC4が設けられている。
FIG. 1 illustrates a configuration in which the assembled
電池監視IC4は、少なくとも、各電池セル3の端子間電圧、組電池2の電池セル3に流れる電流、及び、組電池2の電池ブロックの温度、を組電池2の監視対象として監視する。これらの組電池2の監視対象は、この例に限られるものではない。図1に示すように、この電池監視IC4は、各電池セル3の端子間電圧を検出することで各電池セル3の内部抵抗および端子開放電圧を測定可能になっている。
The battery monitoring
電池監視IC4は、制御部5、A/D変換部6、基準電圧生成部7、内部選択回路としてのマルチプレクサ8、複数の出力制御部9〜12、としての各ブロックを備え、さらに外部回路(例えば、組電池2、後述の外部のマルチプレクサ14、温度測定回路15a,15b)と接続するための外部端子として、基準電圧出力端子4a、複数の入出力兼用端子4b〜4e、及び、グランド端子4fを備える。制御部5は、複数の出力制御部9〜12、及び、マルチプレクサ8を制御すると共に、外部のマイコン13との間で通信可能に構成されている。
The
複数の入出力兼用端子4b〜4eは、それぞれマルチプレクサ8の互いに異なる入力端子に接続されている。このマルチプレクサ8は、当該入出力兼用端子4b〜4eを電圧入力端子として使用するときに外部から電圧入力可能な入力部として構成される。マルチプレクサ8は、制御部5の制御信号に基づいて入出力兼用端子4b〜4eから入力信号を選択し、この選択信号をA/D変換部6に出力する。A/D変換部6は、制御部5の制御信号に応じてA/D変換処理し、このA/D変換結果を制御部5に出力する。制御部5は、A/D変換処理結果に応じて各種制御処理を実行する。
The plurality of input /
また、前述した複数の入出力兼用端子4b〜4eは、それぞれ複数の出力制御部9〜12に接続されている。出力制御部9〜12は、例えばデジタル信号を入出力可能なスリーステートバッファにより構成され、制御部5から与えられる制御信号に応じてその出力端子を入出力兼用端子4b〜4eに導通又は切断(ハイインピーダンス)制御可能になっている。
The plurality of input /
制御部5は、入出力兼用端子4b〜4eを制御出力端子として使用するときには出力制御部9〜12の出力端子を入出力兼用端子4b〜4eに導通するように制御し、入出力兼用端子4b〜4eからデジタル制御信号を出力可能になっている。また制御部5は、入出力兼用端子4b〜4eを電圧入力端子として使用するときには出力制御部9〜12の出力端子を入出力兼用端子4b〜4eに切断、すなわち出力端子をハイインピーダンスに制御する。
When the input /
このような電池監視IC4を使用し、入出力兼用端子4b〜4eの外部に様々な回路を接続することで種々の態様で各種組電池2の監視対象を監視できる。以下では、この電池監視IC4の各種の使用例について図1〜図3を参照しながら説明する。
By using such a
<図1に示す使用例>
図1は組電池システム1を構成する電池監視IC4の1使用例も示している。図1の構成においては、入出力兼用端子4c〜4eを制御出力端子として使用し、入出力兼用端子4bを電圧入力端子として使用する例を示している。この図1の構成の場合、入出力兼用端子4b〜4eの外部にはマルチプレクサ14が接続されている。このマルチプレクサ14は、例えば8入力1出力の外部選択回路として構成され、入出力兼用端子4c〜4eを通じて例えば3ビットのデジタル制御信号を入力することに応じて8入力のうち1入力を選択し、この選択信号を1つの入出力兼用端子4bを通じて内部のマルチプレクサ8の1入力に出力するように構成されている。
<Usage example shown in FIG. 1>
FIG. 1 also shows one usage example of the
マルチプレクサ14の複数(例えば8)の入力には、例えば、1又は複数の電池セル3の端子電圧、1又は複数ブロック中の電池セル3に流れる電流を検出する電流センサ17の出力電圧、1又は複数の電池ブロックの温度を測定する温度測定回路(監視対象測定部相当)15a、15bの温度検出電圧、の何れかが組電池2の監視対象としてそれぞれ入力されている。
A plurality of (for example, 8) inputs of the
より具体的に詳述するならば、図1に示すように、マルチプレクサ14の1又は複数の入力端子には電池セル3の端子電圧が入力されている。また、基準電圧生成部7の出力端子4aとグランド端子4fとの間には、複数の温度測定回路15a,15bが接続されている。複数の温度測定回路15a,15bは、例えば組電池2を構成する複数の電池ブロックの温度をそれぞれ監視対象として測定する監視対象測定部であり、それぞれ出力端子4aとグランド端子4fとの間に、抵抗18a及びサーミスタ19a、抵抗18b及びサーミスタ19bを直列接続して構成される。マルチプレクサ14は、これらの複数の温度測定回路15a,15bの測定結果、すなわち抵抗18a,18b及びサーミスタ19a,19bのそれぞれの共通接続点の電圧を他の1又は複数の入力端子に入力している。
More specifically, as shown in FIG. 1, the terminal voltage of the
さらに、組電池2には当該組電池2の電池ブロック又は電池セル3に流れる電流を検出する電流センサ17が接続されている。この電流センサ17は、1又は複数の電池セル3、電池ブロック等に流れる電流を監視対象として測定する監視対象測定部であり、監視対象となる電流を電流電圧変換し、絶対電圧レベルで低電圧範囲(例えば0〜5V)の電圧を出力するように構成され、この電流センサ17の出力はマルチプレクサ14の1つの入力端子に与えられている。
Furthermore, a
この場合、制御部5は、マイコン13と通信処理し、マイコン13からの指令に応じて、3つの出力制御部10〜12の出力端子をそれぞれ入出力兼用端子4c〜4eに導通するように制御し、1つの出力制御部9の出力端子をハイインピーダンスに制御する。これにより、3つの入出力兼用端子4c〜4eを電圧入力端子として割り当てることができ、他の1つの入出力兼用端子4bを制御出力端子として割り当てることができる。
In this case, the
そして制御部5が、3ビットのデジタル制御信号を3つの出力制御部10〜12を通じて出力することで、これらの組電池2の監視対象のうち何れか1つの監視対象の電圧をマルチプレクサ14に入力させることができる。これにより電池監視IC4は、この監視対象の電圧をマルチプレクサ8を通じて入力し、この入力電圧をA/D変換器6によりA/D変換処理し、制御部5は、このA/D変換器6のA/D変換処理結果に応じた処理を実行できる。
Then, the
<図2に示す使用例>
図2は他の使用例を示している。この図2の構成においては、全ての入出力兼用端子4b〜4eを電圧入力端子として使用する例を示している。この図2の構成の場合、図示していないものの、入出力兼用端子4b〜4eに、前述した組電池2の監視対象(例えば、1又は複数の電池セル3の端子電圧、1又は複数ブロック中の電池セル3に流れる電流を検出する電流センサ17の出力電圧、1又は複数の電池ブロックの温度を測定する温度測定回路15a,15bの温度検出電圧)をそのまま入力接続して使用する。
<Usage example shown in FIG. 2>
FIG. 2 shows another example of use. In the configuration of FIG. 2, an example in which all the input /
この場合、制御部5はマイコン13と通信処理し、マイコン13からの指令に応じて、全ての出力制御部9〜12の出力端子をハイインピーダンスに制御する。これにより、全ての入出力兼用端子4b〜4eを電圧入力端子として割り当てることができる。そして、制御部5がマルチプレクサ8の入力を選択制御することで組電池2の監視対象を選択できる。これにより電池監視IC4は、この選択された監視対象についてA/D変換器6によりA/D変換処理し、制御部5は、このA/D変換器6のA/D変換処理結果に応じた処理を実行できる。この図2の使用例では、外部にマルチプレクサ14(図1参照)を構成する必要なく入出力兼用端子4b〜4eの数分だけ監視対象の電圧を電池監視IC4の内部に入力させることができる。
In this case, the
<図3に示す使用例>
図3は他の使用例を示している。この図3の構成においては、入出力兼用端子4d〜4eを制御出力端子として使用すると共に、入出力兼用端子4b〜4cを電圧入力端子として使用する例を示している。この図3の構成の場合、入出力兼用端子4b〜4eの外部にはマルチプレクサ14aが接続されている。このマルチプレクサ14aは、例えば4入力1出力の外部選択回路として構成され、入出力兼用端子4d,4eから例えば2ビットのデジタル制御信号を入力することに応じて4入力のうち1入力を選択し、この選択信号を1つの入出力兼用端子4cを通じて内部のマルチプレクサ8の1入力に出力するように構成されている。
<Usage example shown in FIG. 3>
FIG. 3 shows another example of use. In the configuration of FIG. 3, the input /
図示しないが、マルチプレクサ14aの4入力には、例えば、1又は複数の電池セル3の端子電圧、1又は複数ブロック中の電池セル3に流れる電流を検出する電流センサ17の検出電圧、1又は複数の電池ブロックの温度を測定する温度測定回路15a,15b…の温度検出電圧、の何れかが組電池2の監視対象としてそれぞれ入力されている。
Although not shown, the four inputs of the
この場合、制御部5は、マイコン13と通信処理し、マイコン13からの指令に応じて、2つの出力制御部11,12の出力端子をそれぞれ入出力兼用端子4d,4eに導通するように制御し、2つの出力制御部9,10の出力端子をハイインピーダンスに制御する。これにより、2つの入出力兼用端子4b,4cを電圧入力端子に割り当てることができると共に、他の2つの入出力兼用端子4d,4eを制御出力端子に割り当てることができる。
In this case, the
そして、制御部5が、2ビットのデジタル制御信号を2つの出力制御部11,12を通じて出力することで、前述したこれらの組電池2の監視対象のうち何れか1つの監視対象の電圧をマルチプレクサ8に入力させることができる。これにより、電池監視IC4は、この監視対象をA/D変換器6によりA/D変換処理し、制御部5は、このA/D変換器6のA/D変換処理結果に応じた処理を実行できる。これらの図1から図3に示したように、電池監視IC4を使用することで、入出力兼用端子4b〜4eの外部に様々な回路を接続して種々の態様で各種組電池2の監視対象を監視できる。
Then, the
<本実施形態の概念的なまとめ>
以上説明したように本実施形態によれば、それぞれ電池セル3の端子電圧、組電池2に流れる電流、及び、組電池2の温度の少なくとも何れかを含む組電池2の監視対象を外部から電圧入力する電圧入力端子として使用可能にすると共に組電池2の監視対象を選択するマルチプレクサ14,14aを制御する制御出力端子として使用可能にする入出力兼用端子4b〜4eを備えている。また、入出力兼用端子4b〜4eの何れかを電圧入力端子として使用するときに当該電圧入力端子を通じて電圧入力するマルチプレクサ8と、入出力兼用端子4b〜4eのうち何れかを制御出力端子として使用するときに当該制御出力端子を通じてマルチプレクサ14,14aを制御する制御部5を備えている。
<Conceptual summary of this embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the monitoring target of the assembled
これにより、電池監視IC4の入出力端子数を極力少なくできる。また、組電池2の多くの監視対象を接続するときには外部にマルチプレクサ14,14aを設けることで対応でき、組電池2の監視対象が少ないときには電池監視IC4の入出力兼用端子4b〜4eにそのまま入力させて対応でき、これにより汎用性の高い電池監視IC4を提供できる。
Thereby, the number of input / output terminals of the
(第2実施形態)
図4は第2実施形態の追加説明図を示している。第2実施形態では高電圧検出系回路と低電圧検出系回路を互いに別経路で設けた形態を示しており、より実用的な構成を説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows an additional explanatory diagram of the second embodiment. In the second embodiment, a configuration in which a high voltage detection system circuit and a low voltage detection system circuit are provided by different paths is shown, and a more practical configuration will be described.
図4は組電池システム101の電気的構成図を概略的に示している。この組電池システム101は電池監視IC104を備え組電池2の監視対象を監視する。組電池2は、グランドノード電位0Vから数十段程度、電池セル3を高電位側に直列接続した電池ブロックを備えている。このため組電池2は、絶対電位レベルで所定電位(例えば10〜20V)より低い電位(例えば5V程度)も出力するものの当該所定電位よりも比較的高い電位(約〜100V程度)も出力する。通常、高電圧を検出する回路には高耐圧素子を用いるが、この高耐圧素子は素子面積、実装面積が低耐圧素子に比較して大きくなる。このため、図4に示すように、高電圧動作系回路と低電圧動作系回路とを分けて構成することが望ましい。
FIG. 4 schematically shows an electrical configuration diagram of the assembled
電池監視IC104は、前述実施形態で説明した入出力兼用端子4b〜4eの他に入力端子4g〜4jを備えており、これらの入力端子4g〜4iを通じて組電池2の各電池セル3の端子電圧を直接入力するように接続されている。
The
この入力端子4g〜4jには高圧入力可能なマルチプレクサ122が内部選択回路として接続されており、このマルチプレクサ122は、これらの組電池2の電池セル3の端子電圧を入力端子4g〜4jを通じて入力する。マルチプレクサ122は、制御部5から入力される制御信号に応じて各電池セル3の端子間電圧を選択し、後段のレベルシフト回路123に出力する。レベルシフト回路123は、制御部5から入力される制御信号に応じて後段のA/D変換器106の入力可能範囲(例えば0〜5V)の電圧にレベルシフトし、このレベルシフト後の電圧をA/D変換器106に入力させる。A/D変換器106は、制御部5からの制御信号に応じてA/D変換処理し、A/D変換結果を制御部5に出力する。
A
本実施形態の電池監視IC104は、このように前述した電池セル3の端子間電圧を検出するため、高圧入力可能なマルチプレクサ122を設けると共に、このマルチプレクサ122の出力をレベルシフトするレベルシフト回路123を設けており、これにより、電池セル3の端子間電圧を測定できる。
The
また本実施形態では、第1実施形態と同様の回路構成(マルチプレクサ8、出力制御部9〜12)を比較的低圧動作(例えば〜5V)用に設けており、第1実施形態と同様に、入出力兼用端子4b〜4eを電圧入力端子として用いたり制御出力端子として用いたりすることが可能な構成となっている。
In this embodiment, a circuit configuration similar to that in the first embodiment (
入出力兼用端子4b〜4eの外部にはマルチプレクサ14aが接続されている。このマルチプレクサ14aは、例えば8入力1出力の低圧動作用(例えば〜数V)の外部選択回路として構成されるもので、入出力兼用端子4b〜4eから例えば3ビットのデジタル制御信号を入力することに応じて8入力のうち1入力を選択し、この選択信号を1つの入出力兼用端子4bを通じて内部のマルチプレクサ8の1入力に出力するように構成されている。
A
マルチプレクサ14aの8入力には、例えば、1又は複数ブロック中の電池セル3に流れる電流を検出する電流センサ17の出力電圧、1又は複数の電池ブロックの温度を測定する温度測定回路15a,15b,15cの温度検出電圧、の何れかが組電池2の監視対象としてそれぞれ入力されている。これらの監視対象の電圧は、所定電位(例えば10〜20V)より低電圧範囲となっており、これらの監視対象は、比較的低電圧を出力する。
The eight inputs of the
基準電圧生成部7の出力端子4aとグランド端子4fとの間には、複数の温度測定回路15a,15b,15cが接続されている。複数の温度測定回路15a,15b,15cは、例えば組電池2を構成する複数の電池ブロックの温度をそれぞれ監視対象として測定するように配置され、それぞれ出力端子4aとグランド端子4fとの間に抵抗18a,18b,18c及びサーミスタ19a,19b,19cを直列接続して構成されている。マルチプレクサ14は、これらの複数の温度測定回路15a,15bの測定結果、すなわち抵抗18a,18b及びサーミスタ19a,19bの共通接続点の電圧を入力するように構成される。
A plurality of
さらに、組電池2には当該組電池2の電池ブロック又は電池セル3に流れる電流を検出する電流センサ17が監視対象測定部として接続されている。この電流センサ17は、電池セル3等に流れる電流を電流電圧変換し、絶対電位レベルで低電圧範囲(例えば0〜5V)の電圧を出力するように構成され、この電流センサ17の出力はマルチプレクサ14の1つの入力端子に与えられている。
Further, a
このような接続構成を用いた場合、制御部5は、3つの出力制御部10〜12の出力端子をそれぞれ入出力兼用端子に導通するように制御し、1つの出力制御部9の出力端子をハイインピーダンスに制御する。そして制御部5が、3ビットのデジタル制御信号を3つの出力制御部10〜12を通じて出力することで、複数の監視対象(例えば、電流センサ17の出力電圧、温度測定回路15a〜15cの測定電圧)のうち何れか1つの監視対象を内部の低圧用のマルチプレクサ8に入力させることができる。これにより、電池監視IC104はA/D変換器106によりA/D変換処理し、制御部5は、このA/D変換器106のA/D変換処理結果に応じた処理を実行できる。
When such a connection configuration is used, the
したがって、制御部5は、電池セル3の端子間電圧の情報を、高圧入力可能なマルチプレクサ122を通じて取得できると共に、組電池2の電池ブロックの温度の情報及び電流センサ17による電流情報を低圧用のマルチプレクサ8を通じて取得できる。このため、前述実施形態と同様の作用効果が得られる。
Therefore, the
<本実施形態の概念的なまとめ>
要するに、本実施形態によれば、組電池2の監視対象として組電池2の温度又は/及び組電池2に流れる電流のうち少なくとも複数の監視対象を適用し、所定電位よりも低い電圧を用いて低電圧動作すると共に複数の監視対象を測定する温度測定回路15a,15b,15c、電流センサ17の複数の測定結果の何れかを選択するマルチプレクサ14aについて入出力兼用端子4b〜4eを通じて外部接続して構成されている。そして、制御部5は、入出力兼用端子4c〜4eを制御出力端子として用いてマルチプレクサ14aを選択制御して複数の測定結果の何れかを選択しマルチプレクサ8に入力させている。
<Conceptual summary of this embodiment>
In short, according to the present embodiment, as the monitoring target of the assembled
また、入出力兼用端子4b〜4eを電圧入力端子として用いて複数の測定結果の何れかを入力し、所定電位以上の高い電圧を含む組電池2の端子電圧を入力可能な端子電圧の入力端子4g〜4jを別途備えている。これにより、監視対象IC104の端子数の増加、コストの増加、素子の実装面積の増加を最小限に抑制しながら、組電池2の監視対象の数に応じて最適な構成を選択できる。しかもコストや素子の実装面積の観点から見ても最適な構成を選択できる。
Also, the input terminal of the terminal voltage capable of inputting any of a plurality of measurement results using the input /
(第3実施形態)
図5は第3実施形態の追加説明図を示している。図5は第1実施形態で説明した電池監視IC4の他の使用例を示している。この図5に示すように、組電池2の監視対象として組電池2の温度だけを対象としても良い。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows an additional explanatory diagram of the third embodiment. FIG. 5 shows another example of use of the
すなわち、複数の温度測定回路15a〜15cは組電池2を構成する複数の電池ブロックの温度をそれぞれ監視対象として測定しているが、外部のマルチプレクサ14には複数の温度測定回路15a〜15cだけが接続されている。そして、制御部5は、これらの複数の温度測定回路15a〜15cの測定電圧を外部のマルチプレクサ14により選択し、1つの入出力兼用端子4bを通じて内部のマルチプレクサ8の1端子に入力するように構成されている。これにより、組電池2の温度だけを監視対象にできる。
That is, the plurality of
(第4実施形態)
図6は第4実施形態の追加説明図を示している。第4実施形態では、第3実施形態の構成を基本構成としているため、第3実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下では第3実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows an additional explanatory diagram of the fourth embodiment. In the fourth embodiment, since the configuration of the third embodiment is a basic configuration, the same parts as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Hereinafter, the parts different from the third embodiment are mainly described. Explained.
図6に示すように、A/D変換器6にはこのA/D変換器6の基準電圧を規定するAD基準電圧生成部224が接続されており、A/D変換器6は、このAD基準電圧生成部224の生成電圧に応じてA/D変換処理するように構成されている。
As shown in FIG. 6, an A /
電池監視IC204の内部には、第1実施形態等で説明したように基準電圧生成部7が構成されているが、電池監視IC204の内部の実構成では、この基準電圧生成部7の出力と出力端子4aとの間に配線抵抗225が存在する。このため図6にはこの配線抵抗225を図示している。
The reference
また、電池監視IC204の内部に設けられたマルチプレクサ208は、5以上の選択入力端子を備えている。このマルチプレクサ208の4つの選択入力端子には、第1、第3実施形態に示したように入出力兼用端子4b〜4eがそれぞれ導通接続されているが、マルチプレクサ208の他の入力には検出回路(本体内検出回路相当)226が接続されている。
The
この検出回路226は、電池監視IC204の本体内部(集積回路装置本体相当)に構成されると共に例えば基準電圧出力端子4aの近傍に構成され、基準電圧生成部7から基準電圧出力端子4aに至るまでの配線抵抗225による電圧降下、電圧変化を検出するために設けられる。検出回路226は、例えば電池監視IC204内部の基準電圧出力端子4aのノードとグランドノードとの間に抵抗227,228を直列接続して構成され、これらの抵抗227,228の共通接続ノードをマルチプレクサ208の入力端子に接続して構成されている。
The
基準電圧出力端子4aの外部には、外部負荷として温度測定回路15a〜15cが接続されている。通常、温度測定回路15a〜15cの負荷電流が標準値付近であれば、基準電圧生成部7は基準電圧出力端子4aに標準電圧を出力できるものの、例えば、基準電圧出力端子4aに多くの負荷が接続される場合には、この温度測定回路15a〜15cの負荷電流が標準値よりも大きくなる。
Outside the reference
このような場合、例えば、基準電圧生成部7による電流駆動能力が何らかの影響に応じて低下すると、基準電圧出力端子4aの電圧降下を生じることになる。検出回路226は、基準電圧出力端子4aの電圧降下を検出しマルチプレクサ208及びA/D変換器6を通じて基準電圧誤差補正部229に検出結果を出力する。
In such a case, for example, when the current driving capability of the reference
基準電圧誤差補正部229は、検出回路226の検出結果に基づいて温度測定回路15a〜15cの測定結果の誤差を補正するように構成される。この基準電圧誤差補正部229は、例えば基準電圧が標準値より低くなれば、この誤差に反比例するように温度検出電圧を高く補正する。これにより、たとえ基準電圧生成部7による電流駆動能力が低下し、基準電圧出力端子4aの電圧降下を生じたとしても、基準電圧誤差補正部229が、この誤差の影響を補正するため、制御部5は、この誤差の影響が補正された温度検出結果を取得できる。その他の構成は前述実施形態と同様であるためその説明を省略する。
The reference voltage
本実施形態によれば、内部の検出回路226により検出される基準電圧の出力電圧に応じて温度検出結果を補正できる。また、後述の第5実施形態の構成に比較して電池監視IC204の端子数を削減できる。
According to the present embodiment, the temperature detection result can be corrected according to the output voltage of the reference voltage detected by the
(第5実施形態)
図7は第5実施形態の追加説明図を示している。第5実施形態では、第3、第4実施形態の構成を基本構成としているため、第3実施形態と同一部分には同一符号を付すと共に第4実施形態と同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略し、以下では第4実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 shows an additional explanatory diagram of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, since the configurations of the third and fourth embodiments are the basic configuration, the same parts as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the same or similar parts of the fourth embodiment are the same or similar. The same reference numerals are assigned and description will be omitted as necessary, and the following description will be focused on the differences from the fourth embodiment.
第4実施形態にも示したように、電池監視IC304の内部の実構成では、基準電圧生成部7の出力と基準電圧出力端子4aとの間に配線抵抗225が存在する。また、電池監視IC304の外部の実構成においても、基準電圧出力端子4aと温度測定回路15a〜15cとの間に配線抵抗329が存在する。このため図7にはこれらの配線抵抗329を図示している。
As shown in the fourth embodiment, in the actual configuration inside the
図7に示すように、検出回路226に代えて検出回路(本体外検出回路相当)326が設けられている。この検出回路326は、基準電圧出力端子4aから出力される基準電圧を電池監視IC304の外部で検出する。
As shown in FIG. 7, a detection circuit (equivalent to a detection circuit outside the main body) 326 is provided instead of the
この検出回路326は、電池監視IC304の本体外部に構成されると共に温度測定回路15a〜15cの近傍に設置され、基準電圧生成部7から基準電圧出力端子4aを通じて温度測定回路15a〜15cに至るまでの配線抵抗225,329による電圧降下を検出するために設けられる。検出回路326は、例えば基準電圧出力端子4aのノードとグランドのノードとの間に抵抗227,228を直列接続して構成され、これらの抵抗227,228の共通接続ノードを電池監視IC304の入力端子4kを通じてマルチプレクサ208の1つの入力端子に接続して構成されている。基準電圧誤差補正部229は、検出回路326の検出結果に基づいて温度測定回路15a〜15cの測定結果の誤差を補正する。この詳細説明及びその他の構成は、第4実施形態と同様であるため説明を省略する。
The
本実施形態においても、検出回路326により検出される基準電圧の出力電圧に応じて温度検出結果を補正できる。しかも、電池監視IC304の内部の配線抵抗225の影響だけに拘わらず、電池監視IC304の外部の配線抵抗329の影響に応じて電圧降下したとしても、この誤差の影響を補正できる。
Also in this embodiment, the temperature detection result can be corrected according to the output voltage of the reference voltage detected by the
(他の実施形態)
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, can be implemented with various modifications, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof. For example, the following modifications or expansions are possible.
第2実施形態では、入出力兼用端子4b〜4eとは別に入力端子4g〜4jを設けて電池セル3の端子電圧を直接入力する形態を示したが、この入力端子4g〜4jとしては、入出力兼用端子4b〜4eと同様の機能を備えていても良い。
In the second embodiment, the
前述した複数の実施形態の構成、機能を組み合わせても良い。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。 You may combine the structure and function of several embodiment mentioned above. An aspect in which a part of the above-described embodiment is omitted as long as the problem can be solved can be regarded as the embodiment. Moreover, all the aspects which can be considered in the limit which does not deviate from the essence of the invention specified by the wording described in the claims can be regarded as the embodiment.
本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described based on the above-described embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.
図面中、2は組電池、3は電池セル、4,104,204は電池監視IC(組電池監視集積回路装置,集積回路装置本体)、4aは基準電圧出力端子、4b〜4eは入出力兼用端子(電圧入力端子,制御出力端子)、4g〜4jは端子電圧の入力端子、5は制御部、8はマルチプレクサ(入力部)、9〜12は出力制御部、14,14aはマルチプレクサ(外部選択回路)、15a〜15cは温度測定回路(監視対象測定部)、225,329は配線抵抗、226は検出回路(本体内検出回路)、326は検出回路(本体外検出回路)、229は基準電圧誤差補正部、を示す。 In the drawings, 2 is an assembled battery, 3 is a battery cell, 4, 104 and 204 are battery monitoring ICs (assembled battery monitoring integrated circuit device, integrated circuit device body), 4a is a reference voltage output terminal, and 4b to 4e are also used for input / output. Terminals (voltage input terminal, control output terminal), 4g-4j are terminal voltage input terminals, 5 is a control unit, 8 is a multiplexer (input unit), 9-12 are output control units, and 14 and 14a are multiplexers (external selection) Circuit), 15a to 15c are temperature measurement circuits (monitoring target measurement units), 225 and 329 are wiring resistances, 226 is a detection circuit (internal detection circuit), 326 is a detection circuit (external detection circuit), and 229 is a reference voltage An error correction unit is shown.
Claims (6)
それぞれ前記電池セルの端子電圧、前記組電池に流れる電流、及び、前記組電池の温度の少なくとも何れかを含む組電池の監視対象を外部から電圧入力する電圧入力端子として使用可能にすると共に前記組電池の監視対象を選択する外部選択回路(14,14a)を含む外部回路を制御する制御出力端子として使用可能にする入出力兼用端子(4b〜4eと、
前記入出力兼用端子を前記電圧入力端子として使用するときに当該電圧入力端子を通じて電圧入力する入力部(8)と、
前記入出力兼用端子を前記制御出力端子として使用するときに当該制御出力端子を通じて前記外部回路を制御する制御部(5)と、
を備える組電池監視集積回路装置。 An assembled battery monitoring integrated circuit device (1, 104, 204) for monitoring an assembled battery (2) configured by combining battery cells (3),
The battery cell can be used as a voltage input terminal for externally inputting voltage to be monitored from a battery pack, including at least one of a terminal voltage of the battery cell, a current flowing through the battery pack, and a temperature of the battery pack. I / O terminals (4b to 4e) that can be used as control output terminals for controlling external circuits including external selection circuits (14, 14a) for selecting battery monitoring targets;
An input unit (8) for inputting a voltage through the voltage input terminal when the input / output terminal is used as the voltage input terminal;
A control unit (5) for controlling the external circuit through the control output terminal when the input / output terminal is used as the control output terminal;
An assembled battery monitoring integrated circuit device.
前記基準電圧出力端子から出力される基準電圧が検出される検出結果に基づいて前記監視対象測定部の測定結果の誤差を補正する基準電圧誤差補正部(229)と、
をさらに備える請求項1記載の組電池監視集積回路装置。 A reference voltage output terminal (4a) for outputting a reference voltage to the monitoring target measuring units (15a to 15c) for measuring the monitoring target of the assembled battery;
A reference voltage error correction unit (229) for correcting an error in a measurement result of the monitoring target measurement unit based on a detection result of detecting a reference voltage output from the reference voltage output terminal;
The assembled battery monitoring integrated circuit device according to claim 1, further comprising:
前記基準電圧誤差補正部は、前記本体外検出回路により前記基準電圧出力端子と前記監視対象測定部との間に接続される配線抵抗(225,329)に応じた電圧変化を検出し前記監視対象測定部の測定結果の誤差を補正する請求項2記載の組電池監視集積回路装置。 Outside-of-body detection that is installed in the vicinity of the monitoring target measurement unit outside the integrated circuit device body (304) and detects the reference voltage output from the reference voltage output terminal outside the integrated circuit device body (304) Circuit (326) connected,
The reference voltage error correction unit detects a voltage change according to a wiring resistance (225, 329) connected between the reference voltage output terminal and the monitoring target measurement unit by the detection circuit outside the main body, and detects the monitoring target The assembled battery monitoring integrated circuit device according to claim 2, wherein an error in the measurement result of the measurement unit is corrected.
前記制御部は、前記入出力兼用端子を制御出力端子として用いて前記選択回路を選択制御して複数の測定結果の何れかを選択し、前記入力部は前記入出力兼用端子を電圧入力端子として用いて複数の測定結果の何れかを入力するように構成され、
前記所定電位以上の高い電圧を含む前記組電池の端子電圧を入力可能な端子電圧の入力端子(4g〜4j)を別途備える請求項1から4の何れか一項に記載の組電池監視集積回路装置。 As the monitoring target of the assembled battery, at least a plurality of monitoring targets among the temperature of the assembled battery and / or the current flowing through the assembled battery are applied, the low voltage operation is performed using a voltage lower than a predetermined potential, and the monitoring is performed The selection circuit (14, 14a) that selects any one of a plurality of measurement results of the monitoring target measurement units (15a-15c, 17) that measure the object is externally connected through the input / output terminals (4b-4e). Configured,
The control unit uses the input / output terminal as a control output terminal to select and control the selection circuit to select one of a plurality of measurement results, and the input unit uses the input / output terminal as a voltage input terminal. Configured to input any of a plurality of measurement results,
The assembled battery monitoring integrated circuit according to any one of claims 1 to 4, further comprising a terminal voltage input terminal (4g to 4j) capable of inputting a terminal voltage of the assembled battery including a high voltage equal to or higher than the predetermined potential. apparatus.
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