JP2018207631A - Monitoring device of battery pack, and on-vehicle electric power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、組電池の監視装置、及び車載電源装置に関する。 The present disclosure relates to an assembled battery monitoring device and an in-vehicle power supply device.
電気自動車やハイブリッド車等のように高出力が必要とされる蓄電装置においては、一般に、複数の単位電池を直列に接続して構成される組電池が使用されている(例えば、特許文献1を参照)。 In a power storage device that requires high output, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, generally, an assembled battery configured by connecting a plurality of unit batteries in series is used (for example, see Patent Document 1). reference).
ところで、この種の蓄電装置においては、一般に、組電池の出力端子から電力を供給するための高電圧の電力ライン、制御電源から組電池を監視する監視ICに対して制御電源電力を供給するための低電圧の電源ライン、及び、当該監視ICの通信回線としての信号ライン等が設けられる。尚、監視IC等の低電圧の電圧系統においては、通常、蓄電装置の外部に設けられたDC/DCコンバータを介して、組電池が出力する高電圧の電力を低電圧に電圧変換したものが制御電源として用いられる。 By the way, in this type of power storage device, in general, a high voltage power line for supplying power from the output terminal of the assembled battery, and for supplying control power to the monitoring IC for monitoring the assembled battery from the control power supply. And a signal line as a communication line for the monitoring IC. Note that in a low voltage voltage system such as a monitoring IC, a high voltage power output from an assembled battery is normally converted into a low voltage via a DC / DC converter provided outside the power storage device. Used as a control power source.
かかる蓄電装置の配線構成は、上記のように多数本の配線が外部に引き回されることに加え、互いの絶縁や信号ラインへの電磁的干渉を考慮した配線設計となる。そのため、当該配線は、複雑に引き回されたものとなり、又、車内エリアを浸食してしまうという問題を有する。 The wiring configuration of such a power storage device is a wiring design in consideration of mutual insulation and electromagnetic interference with signal lines in addition to a large number of wirings being routed to the outside as described above. Therefore, the wiring is complicatedly routed and has a problem of eroding the in-car area.
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、蓄電装置における配線構成の簡易化及び省スペース化を可能とする組電池の監視装置、及び車載電源装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide an assembled battery monitoring device and an in-vehicle power supply device that can simplify the wiring configuration and save space in the power storage device. .
前述した課題を解決する主たる本開示は、
複数の単位電池を直列に接続して構成される組電池の監視装置であって、
複数の前記単位電池それぞれの正極及び負極に接続された複数の接続ラインと、
当該監視装置の動作電力を供給するためのハイサイド電源ライン及びローサイド電源ラインと、
複数の前記接続ラインを介して、複数の前記単位電池それぞれの端子間電圧を検出する電圧検出部と、
複数の前記接続ラインそれぞれと前記ハイサイド電源ライン及び前記ローサイド電源ラインそれぞれとの間の接続状態を各別に切り替え可能なスイッチ部と、
複数の前記単位電池それぞれの端子間電圧に基づいて、少なくとも一の前記単位電池の正極が前記ハイサイド電源ラインと接続し、当該一の前記単位電池の負極が前記ローサイド電源ラインそれぞれに接続するように、前記スイッチ部を制御する制御部と、
を備える、組電池の監視装置である。
The main present disclosure for solving the above-described problems is as follows.
An assembled battery monitoring device configured by connecting a plurality of unit cells in series,
A plurality of connection lines connected to the positive and negative electrodes of each of the plurality of unit cells;
A high-side power line and a low-side power line for supplying operating power of the monitoring device;
A voltage detection unit that detects a voltage between terminals of each of the plurality of unit batteries via the plurality of connection lines;
A switch unit capable of individually switching a connection state between each of the plurality of connection lines and each of the high-side power supply line and the low-side power supply line;
Based on the inter-terminal voltage of each of the plurality of unit cells, the positive electrode of at least one unit cell is connected to the high-side power line, and the negative electrode of the one unit cell is connected to each of the low-side power lines. And a control unit for controlling the switch unit,
A battery pack monitoring device.
又、他の局面では、
上記組電池の監視装置を備える車載電源装置である。
In other aspects,
An in-vehicle power supply device comprising the assembled battery monitoring device.
本開示に係る組電池の監視装置によれば、蓄電装置における配線構成の簡易化及び省スペース化が可能となる。 According to the assembled battery monitoring device according to the present disclosure, the wiring configuration in the power storage device can be simplified and the space can be saved.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the appended drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(第1の実施形態)
[組電池の監視装置の構成]
以下、図1、図2を参照して、本実施形態に係る組電池の監視装置の構成の一例について説明する。本実施形態に係る組電池20の監視装置10は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等に搭載される蓄電装置100に適用される。
(First embodiment)
[Configuration of assembled battery monitoring device]
Hereinafter, an example of the configuration of the assembled battery monitoring device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The
図1は、本実施形態に係る組電池20の監視装置10の回路構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
まず、監視装置10が接続される組電池20の構成について説明する。
First, the configuration of the assembled
組電池20は、接続端子P1〜P3を介して、複数の単位電池E1〜E2が直列に接続されて構成されている。図1中では、組電池20を構成する複数の単位電池のうち、代表的な2つの単位電池E1〜E2のみを示しているが、その接続数は任意である。尚、以下では、各構成の配置について特に区別しない場合には、「単位電池E」、「接続端子P1〜P3」、「接続ラインL1〜L3」等と称して説明する。
The assembled
各単位電池Eは、例えば、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等であって、一個又は複数個の電池セルの直列接続体によって構成される。尚、本実施形態においては、単位電池Eを構成する電池セルの個数は、それぞれ、同一であるものとするが、当該個数は、互いに異なるものであってもよい。 Each unit battery E is, for example, a lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, or the like, and is configured by a series connection body of one or a plurality of battery cells. In the present embodiment, the number of battery cells constituting the unit battery E is the same, but the number may be different from each other.
各単位電池Eの接続端子P1〜P3には、接続ラインL1〜L3が接続されている。そして、各単位電池Eは、接続ラインL1〜L3を介して、端子間電圧の検出が行われると共に、端子間電圧を均等化するための放電が実施される。各単位電池Eは、組電池20の監視装置10の各部(図中では、電圧検出部12等)の動作電力を供給する役割も有している(詳細は後述)。
Connection lines L1 to L3 are connected to connection terminals P1 to P3 of each unit battery E. And each unit battery E detects the voltage between terminals via the connection lines L1-L3, and the discharge for equalizing the voltage between terminals is implemented. Each unit battery E also has a role of supplying operating power of each unit (
組電池20は、複数の単位電池Eの最も高電位側の単位電池Eの正極及び最も低電位側の単位電池Eの負極を出力端子(図示せず)として、当該両端の出力端子を介して、高電圧の直流電力を出力する。
The assembled
本実施形態に係る監視装置10は、組電池20の各単位電池Eの端子間電圧を検出すると共に、当該各単位電池Eの端子間電圧を均等化するべく、各単位電池Eから個別に放電させる。
The
本実施形態に係る監視装置10は、制御部11、電圧検出部12、及びスイッチ部13を備えている。又、本実施形態に係る監視装置10は、上記した接続ラインL1〜L3、及びハイサイド側の電源ライン(以下、「ハイサイド電源ライン」と称する)Lta、ローサイド側の電源ライン(以下、「ローサイド電源ライン」と称する)Ltbを備えている。
The
電圧検出部12は、接続ラインL1〜L3を介して各単位電池Eの端子間電圧を検出する。
The
具体的には、電圧検出部12は、接続ラインL1と接続ラインL2の電位差に基づいて単位電池E1の端子間電圧を検出し、接続ラインL2と接続ラインL3の電位差に基づいて単位電池E2の端子間電圧を検出する。電圧検出部12は、各単位電池Eの端子間電圧に係る検出信号を制御部11に対して送信する。
Specifically, the
尚、電圧検出部12は、例えば、制御部11からの制御信号に基づいて接続ラインL1〜L3のうちの二本を選択するマルチプレクサと、選択された2本のラインの電位差を検出するセンサ部と、を含んで構成される。
The
スイッチ部13は、例えば、各単位電池Eの正極をハイサイド電源ラインLtaに接続するためのスイッチSW1a、SW2a及びSW3a、各単位電池Eの負極をローサイド電源ラインLtbに接続するためのスイッチSW1b、SW2b及びSW3bを有している。尚、これらのスイッチSW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b及びSW3bは、例えば、半導体スイッチやリレー等によって構成される。
The
スイッチ部13は、当該スイッチSW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b及びSW3bのオン/オフの切り替えによって、複数の接続ラインL1〜L3それぞれとハイサイド電源ラインLta及びローサイド電源ラインLtbそれぞれとの間の接続状態を選択的に切り替える。
The
具体的には、スイッチSW2aは、接続ラインL2とハイサイド電源ラインLtaの間に配設され、単位電池E1の正極とハイサイド電源ラインLtaの間の接続状態のオン/オフを切り替える。スイッチSW3aは、接続ラインL3とハイサイド電源ラインLtaの間に配設され、単位電池E2の正極とハイサイド電源ラインLtaの間の接続状態のオン/オフを切り替える。スイッチSW1bは、接続ラインL1とローサイド電源ラインLtbの間に配設され、単位電池E1の負極とローサイド電源ラインLtaの間の接続状態のオン/オフを切り替える。スイッチSW2bは、接続ラインL2とローサイド電源ラインLtbの間に配設され、単位電池E2の負極とローサイド電源ラインLtaの間の接続状態のオン/オフを切り替える。 Specifically, the switch SW2a is disposed between the connection line L2 and the high side power supply line Lta, and switches on / off of the connection state between the positive electrode of the unit battery E1 and the high side power supply line Lta. The switch SW3a is disposed between the connection line L3 and the high side power supply line Lta, and switches on / off of the connection state between the positive electrode of the unit battery E2 and the high side power supply line Lta. The switch SW1b is disposed between the connection line L1 and the low-side power supply line Ltb, and switches on / off the connection state between the negative electrode of the unit battery E1 and the low-side power supply line Lta. The switch SW2b is disposed between the connection line L2 and the low side power supply line Ltb, and switches on / off the connection state between the negative electrode of the unit battery E2 and the low side power supply line Lta.
スイッチ部13は、制御部11からの制御信号によって、スイッチSW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b及びSW3bのオン/オフの切り替えが各別に制御される。
The
本実施形態に係るハイサイド電源ラインLtaは、電圧検出部12の正極側の電源端子Caに接続され、ローサイド電源ラインLtbは、電圧検出部12の負極側の電源端子Cbに接続されている。尚、ハイサイド電源ラインLta及びローサイド電源ラインLtbは、制御部11の制御電源として、制御部11の電源端子(図示せず)にも接続されている。
The high side power supply line Lta according to the present embodiment is connected to the positive power supply terminal Ca of the
又、ハイサイド電源ラインLtaとローサイド電源ラインLtbの間には、キャパシタCcが単位電池Eと並列に接続されている。キャパシタCcは、スイッチ部13のスイッチSW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b及びSW3bが切り替えられた際に、電圧検出部12等に対する電力供給の瞬停を防止する。
A capacitor Cc is connected in parallel with the unit battery E between the high-side power supply line Lta and the low-side power supply line Ltb. The capacitor Cc prevents a momentary power supply interruption to the
制御部11は、電圧検出部12に対して制御信号を出力して、当該電圧検出部12に各単位電池Eの端子間電圧の検出動作を実行させる。又、制御部11は、スイッチ部13に対して制御信号を出力して、スイッチ部13のスイッチSW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b及びSW3bを選択的に動作させる。
The control unit 11 outputs a control signal to the
尚、制御部11は、例えば、マイコン等で構成され、CPUがROM、RAM等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって動作する。但し、これらの構成の一部又は全部は、専用のハードウェア構成によって実現されてもよい。 The control unit 11 is configured by, for example, a microcomputer, and operates when the CPU refers to a control program or various data stored in a ROM, a RAM, or the like. However, part or all of these configurations may be realized by a dedicated hardware configuration.
図2は、単位電池Eから電圧検出部12に対して動作電力を供給する供給経路について説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a supply path for supplying operating power from the unit battery E to the
図2では、一例として、単位電池E1を制御電源として用いている状態を示す。図2中では、単位電池E1から電圧検出部12に対して電力供給を行うため、スイッチSW2aとスイッチSW1bがオン状態とされている。これによって、単位電池E1の正極がハイサイド電源ラインLtaと接続され、単位電池E1の負極がローサイド電源ラインLtbと接続された状態となる。
FIG. 2 shows a state where the unit battery E1 is used as a control power source as an example. In FIG. 2, in order to supply power from the unit battery E1 to the
これより、単位電池E1からは、図2の太線矢印に示すように、電圧検出部12の負荷に応じた放電が行われる。
As a result, the unit battery E1 is discharged according to the load of the
従来、組電池においては、特定の単位電池が過充電状態になることを防止するため、複数の単位電池それぞれの端子間電圧が均等になるように、当該複数の単位電池から各別に放電を実行させる処理(「均等化処理」とも称される)が行われている(例えば、特許文献1を参照)。例えば、特許文献1の従来技術等に係る均等化処理は、各単位電池の正極と負極に対して並列に配設された均等化スイッチを各別にオン/オフ制御することによって、対象とする単位電池の正極と負極を直結して、当該単位電池の正極から負極に向かって放電を実行させる構成となっている。 Conventionally, in an assembled battery, in order to prevent a specific unit battery from being overcharged, discharging is performed separately from each of the plurality of unit batteries so that the voltage between the terminals of each of the plurality of unit batteries is equal. Processing (also referred to as “equalization processing”) is performed (see, for example, Patent Document 1). For example, the equalization processing according to the prior art of Patent Document 1 is a target unit by individually controlling on / off of equalization switches arranged in parallel with respect to the positive electrode and the negative electrode of each unit battery. The positive electrode and the negative electrode of the battery are directly connected, and discharging is performed from the positive electrode of the unit battery toward the negative electrode.
従来技術においては、かかる均等化処理の際に各単位電池から排出する電力の大部分が電力損失となっていた。本願の発明者等は、エネルギーの有効活用と配線構成の簡易化の観点から鋭意検討し、当該各単位電池Eから排出する電力を制御電源として用いる本発明の回路構成に想到した。 In the prior art, most of the power discharged from each unit battery during such equalization processing has been a power loss. The inventors of the present application have intensively studied from the viewpoint of effective use of energy and simplification of the wiring configuration, and have arrived at the circuit configuration of the present invention that uses the power discharged from each unit battery E as a control power source.
[監視装置の動作]
以下、図3〜図4を参照して、本実施形態に係る監視装置10の動作について説明する。
[Operation of monitoring device]
Hereinafter, the operation of the
図3は、本実施形態に係る監視装置10の動作の一例を示すフローチャートである。尚、図3に示すフローチャートは、例えば、制御部11がコンピュータプログラムに従って実行する処理である。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the
ステップS1において、制御部11は、まず、電圧検出部12に対して各単位電池Eの端子間電圧の検出を実行させる。
In step S <b> 1, the control unit 11 first causes the
ステップS2において、制御部11は、電圧検出部12から各単位電池Eの端子間電圧に係る情報を取得し、端子間電圧が大きい方から順に、複数の単位電池Eをソートする。
In step S <b> 2, the control unit 11 acquires information related to the inter-terminal voltage of each unit battery E from the
ステップS3において、制御部11は、現時点で制御電源用に設定している単位電池E(以下、「接続中単位電池E」と称する)から、他の単位電池Eに変更するか否かを判定する。この際、制御部11は、例えば、接続中単位電池Eの端子間電圧よりも他の単位電池Eの端子間電圧の方が高くなった場合、制御電源用の単位電池を当該他の単位電池Eに変更すると決定し(ステップS3:YES)、続くステップS4に処理を進める。一方、制御部11は、例えば、接続中単位電池Eの端子間電圧が最も高電圧である場合、制御電源用の単位電池の変更を行わないと決定し(ステップS3:NO)、特に処理を実行することなく、再度、ステップS1に戻って監視処理を継続する。 In step S <b> 3, the control unit 11 determines whether or not to change from the unit battery E currently set for the control power source (hereinafter referred to as “connected unit battery E”) to another unit battery E. To do. At this time, for example, when the inter-terminal voltage of the other unit battery E becomes higher than the inter-terminal voltage of the unit battery E being connected, the control unit 11 selects the unit battery for the control power source as the other unit battery. It is determined to change to E (step S3: YES), and the process proceeds to the subsequent step S4. On the other hand, for example, when the inter-terminal voltage of the connected unit battery E is the highest voltage, the control unit 11 determines not to change the unit battery for the control power supply (step S3: NO), and particularly performs processing. Without executing, the process returns to step S1 again to continue the monitoring process.
ステップS4において、制御部11は、接続中単位電池Eの正極及び負極とハイサイド電源ラインLta及びローサイド電源ラインLtbとの接続状態を切断するため、スイッチ部13の接続中単位電池Eの正極及び負極とハイサイド電源ラインLta及びローサイド電源ラインLtbを接続するスイッチ(SW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b又はSW3b等)をオフさせる。又、制御部11は、変更先の他の単位電池Eの正極及び負極とハイサイド電源ラインLta及びローサイド電源ラインLtbとの接続状態を導通させるため、スイッチ部13の変更先の他の単位電池Eの正極及び負極とハイサイド電源ラインLta及びローサイド電源ラインLtbとの接続するスイッチ(SW1a、SW2a、SW3a、SW1b、SW2b又はSW3b等)をオンさせる。 In step S4, the control unit 11 disconnects the connection state between the positive and negative electrodes of the unit battery E being connected and the high-side power line Lta and the low-side power line Ltb. A switch (such as SW1a, SW2a, SW3a, SW1b, SW2b, or SW3b) that connects the negative electrode to the high-side power supply line Lta and the low-side power supply line Ltb is turned off. Further, the control unit 11 conducts the connection state between the positive and negative electrodes of the other unit battery E to be changed and the high-side power line Lta and the low-side power line Ltb. The switches (SW1a, SW2a, SW3a, SW1b, SW2b, SW3b, etc.) that connect the positive and negative electrodes of E to the high-side power supply line Lta and the low-side power supply line Ltb are turned on.
図4は、本実施形態に係る監視装置10における、単位電池Eの端子間電圧の均等化について説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining equalization of the inter-terminal voltage of the unit battery E in the
図4の上図は、均等化処理を実行する前の各単位電池Eの充電率(SOC:State Of Charge)を表し、図4の下図は、均等化処理を実行した後の各単位電池Eの充電率を表す。尚、図4中の単位電池E1、単位電池E2、単位電池E3、単位電池E4、及び単位電池E5は、それぞれ、組電池20を構成する異なる単位電池Eである(単位電池E3、E4及びE5は、図1中には図示せず)。 The upper diagram of FIG. 4 shows the charging rate (SOC: State Of Charge) of each unit battery E before executing the equalization process, and the lower diagram of FIG. 4 shows each unit battery E after the equalization process is executed. Represents the charging rate. Note that the unit battery E1, the unit battery E2, the unit battery E3, the unit battery E4, and the unit battery E5 in FIG. 4 are different unit batteries E that constitute the assembled battery 20 (unit batteries E3, E4, and E5). (Not shown in FIG. 1).
本実施形態に係る監視装置10によれば、図3のフローチャートのように、制御電源として用いる単位電池Eを端子間電圧が高いものから順次変更していく。従って、ある程度の時間が経過した後には、図4の上図の状態から図4の下図の状態に移行し、各単位電池Eの充電率及び端子間電圧が均等化することになる。
According to the
又、本実施形態に係る監視装置10は、かかる組電池20の均等化処理のために各単位電池Eから排出する電力を利用して、自身の制御電源を確保する。これによって、エネルギーの有効活用、並びに、蓄電装置100における配線構成の簡易化及び省スペース化を実現することが可能となる。
In addition, the
(第1の実施形態の変形例1)
図5は、第1の実施形態の変形例1に係る監視装置10の動作の一例を示すフローチャートである。
(Modification 1 of the first embodiment)
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
図5に示すフローチャートは、ステップS2とステップS3の間に、ステップSaの処理が追加されている点でのみ、図3に示したフローチャートと相違する。尚、上記実施形態と共通する構成については、説明を省略する(以下、他の実施形態についても同様)。 The flowchart shown in FIG. 5 differs from the flowchart shown in FIG. 3 only in that the process of step Sa is added between step S2 and step S3. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure which is common in the said embodiment (Hereafter, it is the same also about other embodiment).
ステップSaにおいて、制御部11は、制御電源として用いる単位電池Eの接続数を決定する。そして、制御部11は、ステップSaにおいて決定した接続数となるように、ステップS3において、制御電源用に使用する単位電池Eを決定する。 In step Sa, the control unit 11 determines the number of connected unit batteries E used as a control power source. And the control part 11 determines the unit battery E used for control power supply in step S3 so that it may become the number of connections determined in step Sa.
このステップSaにおいて、制御部11は、接続中単位電池Eの端子間電圧が十分に高い、即ち充電率が十分に高い場合には、例えば、単位電池Eの接続数を1個とする。一方、制御部11は、接続中単位電池Eの端子間電圧が低い場合には、例えば、単位電池Eの接続数を複数個(例えば、2個)とする。 In this step Sa, when the voltage between the terminals of the connected unit battery E is sufficiently high, that is, when the charging rate is sufficiently high, the control unit 11 sets the number of connection of the unit batteries E to one, for example. On the other hand, when the voltage between the terminals of the unit battery E being connected is low, the control unit 11 sets the number of connection of the unit batteries E to a plurality (for example, two), for example.
このように、変形例1に係る監視装置10によれば、単位電池Eの充電率が少なくなった場合には、複数の単位電池Eをハイサイド電源ラインLta、ローサイド電源ラインLtbに接続する。これによって、制御電源となる接続中単位電池Eの供給能力不足に起因して、当該監視装置10の動作が不安定(例えば、制御電源の電圧変動に起因したICの誤動作)になる状態を抑制することができる。
As described above, according to the
(第1の実施形態の変形例2)
図6は、第1の実施形態の変形例2に係る監視装置10の動作の一例を示すフローチャートである。
(
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
図6に示すフローチャートは、ステップS1の前に、ステップSb1及びステップSb2の処理が追加されている点でのみ、図3に示したフローチャートと相違する。 The flowchart shown in FIG. 6 differs from the flowchart shown in FIG. 3 only in that the processes of steps Sb1 and Sb2 are added before step S1.
ステップSb1において、制御部11は、複数の単位電池Eそれぞれの端子間電圧に基づいて、電圧検出部12における電圧検出動作の実行頻度を決定する。制御部11は、例えば、接続中単位電池Eの端子間電圧と、二番目に高い単位電池Eの端子間電圧との差が閾値以上になった場合には、ある程度長い時間、接続中単位電池Eから切り替える必要がないと判断できるため、電圧検出動作の実行頻度を少なくする。
In step Sb1, the control unit 11 determines the execution frequency of the voltage detection operation in the
電圧検出動作の実行頻度を変更する方法は、任意の方法であってよいが、本変形例2においては、例えば、ステップSb2に設定する待ち時間(例えば、ゼロ秒〜一分間)を変更することによって、当該実行頻度を変更する。 The method for changing the execution frequency of the voltage detection operation may be any method. In the second modification, for example, the waiting time (for example, zero seconds to one minute) set in step Sb2 is changed. To change the execution frequency.
ステップSb2において、制御部11は、ステップSb1で設定された待ち時間に従って、電圧検出動作の実行タイミングか否かを判定する。制御部11は、待ち時間が経過するまでの間は、特に処理を行うことなく、待ち受ける(ステップSb2:NO)。そして、制御部11は、待ち時間が経過するに応じて(ステップSb2:YES)、ステップS1に処理を進める。 In step Sb2, the control unit 11 determines whether it is the execution timing of the voltage detection operation according to the waiting time set in step Sb1. The controller 11 waits without performing any particular processing until the waiting time elapses (step Sb2: NO). And the control part 11 advances a process to step S1 as waiting time passes (step Sb2: YES).
このように、変形例2に係る監視装置10によれば、複数の単位電池Eそれぞれの端子間電圧に応じて、電圧検出部12に検出動作を実行させる頻度を低減することができる。これによって、電圧検出部12における消費電力を抑制し、よりエネルギーを有効活用することができる。
As described above, according to the
(第1の実施形態の変形例3)
図7は、第1の実施形態の変形例3に係る監視装置10の回路構成の一例を示す図である。
(Modification 3 of the first embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
図7中においては、接続ラインL1〜L3は、それぞれ、一端側が接続端子P1〜P3に接続され、他端側が二股に分岐する構成となっている。より詳細には、接続ラインL1〜L3は、第1の分岐ラインLDa1、LDa2及びLDa3と、第2の分岐ラインLDb1、LDb2及びLDb3とを有している。第1の分岐ラインLDa1、LDa2及びLDa3は、均等化処理の際に、対象とする単位電池Eからの放電電流を通流させる。又、第2の分岐ラインLDb1、LDb2及びLDb3は、電圧検出の際の際に、対象とする単位電池Eの正極の電位を規定する。 In FIG. 7, each of the connection lines L1 to L3 has a configuration in which one end side is connected to the connection terminals P1 to P3 and the other end side is bifurcated. More specifically, the connection lines L1 to L3 include first branch lines LDa1, LDa2, and LDa3, and second branch lines LDb1, LDb2, and LDb3. The first branch lines LDa1, LDa2, and LDa3 allow a discharge current from the target unit battery E to flow during the equalization process. Further, the second branch lines LDb1, LDb2, and LDb3 define the potential of the positive electrode of the target unit battery E when detecting the voltage.
本変形例3に係る電圧検出部12は、第2の分岐ラインLDb2と第1の分岐ラインLDa1の電位差に基づいて単位電池E1の端子間電圧を検出し、第2の分岐ラインLDb3と第1の分岐ラインLDa2の電位差に基づいて単位電池E2の端子間電圧を検出する。
The
尚、抵抗器Rf2〜Rf3及びCf1〜Cf2は、RC回路を構成し、電圧検出の際にノイズを除去するフィルタとして機能する。 The resistors Rf2 to Rf3 and Cf1 to Cf2 constitute an RC circuit and function as a filter that removes noise at the time of voltage detection.
このように、変形例3に係る監視装置10によれば、均等化処理の際に単位電池Eから放電電流を通流させるライン(ここでは、第1の分岐ラインLDa1、LDa2及びLDa3)と、電圧検出の際に単位電池Eの正極の電位を規定するライン(ここでは、第2の分岐ラインLDb1、LDb2及びLDb3)と、を別個に設ける。
As described above, according to the
これによって、変形例3に係る監視装置10は、接続中単位電池Eの端子間電圧を検出する際においても、高精度に電圧検出を行うことができる。
As a result, the
(第2の実施形態)
以下、図8を参照して、本実施形態に係る監視装置10の構成の一例について説明する。本実施形態に係る蓄電装置100の監視装置10は、外部機器とPLC(Power Line Communication)通信を行う通信部15を有する点で、第1の実施形態と相違する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, an example of the configuration of the
図8は、第2の実施形態に係る監視装置10を含む車載電源装置Aの構成の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the in-vehicle power supply device A including the
本実施形態に係る車載電源装置Aは、上記した蓄電装置100の他、インバータ装置200、充電装置300、及びジャンクションボックス400を備えている。そして、蓄電装置100は、組電池20の出力端子に接続された電力ラインLMによって、インバータ装置200、充電装置300、及びジャンクションボックス400と接続されている。
The in-vehicle power supply device A according to the present embodiment includes an inverter device 200, a charging device 300, and a junction box 400 in addition to the
尚、インバータ装置200は、インバータ回路201、当該インバータ回路201を制御する制御部202、及び、蓄電装置100等と信号の送受信を行う通信部203を備えている。又、充電装置300は、充電回路301、当該充電回路301を制御する制御部302、及び、蓄電装置100等と信号の送受信を行う通信部303を備えている。又、ジャンクションボックス400は、電力ラインLMの電路を切り替えるスイッチ回路401(図8中ではスイッチは省略している)、当該スイッチ回路401を制御する制御部402、蓄電装置100等と信号の送受信を行う通信部403を備えている。
The inverter device 200 includes an
本実施形態に係る監視装置10の通信部15は、電力ラインLMを通信ラインとして用いて、外部機器(インバータ装置200、充電装置300、及びジャンクションボックス400を表す。以下同じ)の通信部203、303、及び403とPLC通信を行う。
The
通信部15、203、303及び403は、例えば、DA変換器及びフォトカプラ等を用いて、電力ラインLMに通流する電力に信号成分を重畳させて、外部機器に対して信号を送信する。又、通信部15、203、303及び403は、例えば、AD変換器及びフォトカプラ等を用いて、電力ラインに通流する電力に重畳した信号成分を取得して、外部機器から信号を受信する。尚、PLC通信を行うための通信部15、203、303及び403の構成は、公知の構成と同様の構成であるから、ここでの詳細な説明は省略する。
The
本実施形態に係る通信部15、203、303及び403が外部機器と通信する情報は、例えば、組電池20の充電率の情報や、組電池20の充放電に係る実行情報(例えば、充電開始指令)である。
Information that the
本実施形態に係る蓄電装置100の制御部11は、通信部15、203、303及び403を介して外部機器の制御部202、302及び402と信号を送受信することによって、外部機器と連携動作することが可能となる。
The control unit 11 of the
以上、本実施形態に係る組電池20の監視装置10によれば、PLC通信を利用することによって、蓄電装置100から外部に引き出す通信ラインを省略することが可能となる。
As described above, according to the
このように、本実施形態に係る監視装置10は、かかる組電池20の各単位電池Eから排出する電力を利用して、自身の制御電源を確保しつつ、電力ラインLMを通信ラインとして用いて、外部機器と通信を行う。
Thus, the
これによって、蓄電装置100が外部機器と接続するために必要なラインは電力ラインLMのみとなるため、蓄電装置100を別の車両、又は、車両以外に転用・再利用するが容易となる。すなわち、蓄電装置100の配線構成の更なる簡易化及び省スペース化を実現することができる。
Accordingly, the power line LM is the only line required for the
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.
上記実施形態では、組電池20の監視装置10の態様を種々に示した。但し、各実施形態で示した態様を種々に組み合わせたものを用いてもよいのは勿論である。
In the said embodiment, the aspect of the
又、上記実施形態では、制御部11の構成の一例として、制御部11の機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、各機能の一部又は全部が複数のコンピュータに分散されて実現されてもよいのは勿論である。 In the above embodiment, as an example of the configuration of the control unit 11, the function of the control unit 11 is described as being realized by one computer. However, a part or all of each function is distributed to a plurality of computers. Of course, it may be realized.
又、上記実施形態では、制御部11の動作の一例として、単位電池Eの端子間電圧を検出する動作とスイッチ部13を切り替える動作とを一連のフローの中で実行されるものとして示したが、これらの処理の一部又は全部が並列で実行されるものとしてもよいのは勿論である。
In the above embodiment, as an example of the operation of the control unit 11, the operation of detecting the voltage between the terminals of the unit battery E and the operation of switching the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
本開示に係る組電池の監視装置によれば、蓄電装置における配線構成の簡易化及び省スペース化が可能である。 According to the assembled battery monitoring device of the present disclosure, the wiring configuration in the power storage device can be simplified and the space can be saved.
10 監視装置
11 制御部
12 電圧検出部
13 スイッチ部
15 通信部
20 組電池
100 蓄電装置
A 車載電源装置
E1〜E5 単位電池
L1〜L3 接続ライン
LDa1〜LDa3 第1の分岐ライン
LDb1〜LDb3 第2の分岐ライン
Lta ハイサイド電源ライン
Ltb ローサイド電源ライン
LM 電力ライン
P1〜P3 接続端子
Ca、Cb 電源端子
Cc キャパシタ
SW1a、SW1b、SW2a、SW2b、SW3a、SW3b スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
複数の前記単位電池それぞれの正極及び負極に接続された複数の接続ラインと、
当該監視装置の動作電力を送電するハイサイド電源ライン及びローサイド電源ラインと、
複数の前記接続ラインを介して、複数の前記単位電池それぞれの端子間電圧を検出する電圧検出部と、
複数の前記接続ラインそれぞれと前記ハイサイド電源ライン及び前記ローサイド電源ラインそれぞれとの間の接続状態を各別に切り替え可能なスイッチ部と、
複数の前記単位電池それぞれの端子間電圧に基づいて、少なくとも一の前記単位電池の正極が前記ハイサイド電源ラインと接続し、当該一の前記単位電池の負極が前記ローサイド電源ラインそれぞれに接続するように、前記スイッチ部を制御する制御部と、
を備える、組電池の監視装置。 An assembled battery monitoring device configured by connecting a plurality of unit cells in series,
A plurality of connection lines connected to the positive and negative electrodes of each of the plurality of unit cells;
A high-side power line and a low-side power line that transmit operating power of the monitoring device;
A voltage detection unit that detects a voltage between terminals of each of the plurality of unit batteries via the plurality of connection lines;
A switch unit capable of individually switching a connection state between each of the plurality of connection lines and each of the high-side power supply line and the low-side power supply line;
Based on the inter-terminal voltage of each of the plurality of unit cells, the positive electrode of at least one unit cell is connected to the high-side power line, and the negative electrode of the one unit cell is connected to each of the low-side power lines. And a control unit for controlling the switch unit,
A battery pack monitoring device comprising:
請求項1に記載の組電池の監視装置。 The control unit determines, among the plurality of unit batteries, a first unit battery having a higher inter-terminal voltage than the other unit batteries as a target to be connected to the high-side power line and the low-side power line.
The assembled battery monitoring apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の組電池の監視装置。 The control unit selects a target to be connected to the high-side power line and the low-side power line in response to a voltage between terminals of the first unit battery being lower than a voltage between terminals of the second unit battery. Changing from the first unit cell to the second unit cell;
The assembled battery monitoring device according to claim 2.
請求項1に記載の組電池の監視装置。 The control unit determines the number of unit cells to be connected to the high-side power line and the low-side power line based on the inter-terminal voltage of each of the plurality of unit batteries.
The assembled battery monitoring apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の組電池の監視装置。 The control unit changes the frequency of causing the voltage detection unit to perform a detection operation based on the inter-terminal voltage of each of the plurality of unit batteries.
The assembled battery monitoring apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の組電池の監視装置。 A capacitor having one end and the other end connected to the high-side power line and the low-side power line, respectively.
The assembled battery monitoring apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の組電池の監視装置。 A communication unit that performs PLC communication with an external device using a power line connected to the output terminal of the assembled battery;
The assembled battery monitoring apparatus according to claim 1.
A vehicle-mounted power supply device comprising the assembled battery monitoring device according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
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JP2017109225A JP2018207631A (en) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Monitoring device of battery pack, and on-vehicle electric power supply device |
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- 2017-06-01 JP JP2017109225A patent/JP2018207631A/en active Pending
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