JP2019138705A - Voltage detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電圧検出装置に関する。 The present invention relates to a voltage detection device.
下記特許文献1には、組電池の電圧を検出する電圧監視部を保護する回路保護装置が開示されている。この回路保護装置は、組電池と電圧監視部との間に介装される回路であり、監視回路の各入力端と組電池を構成する複数の電池セルの各端子とを相互接続する複数の検出ラインの各々に挿入される複数のヒューズと、個々の電池セルに対応する一対の検出ライン間に各々設けられる複数のツェナーダイオードからなる保護回路である。
ところで、周知のように、ヒューズは、一対の端子間を接続する導体が過電流によって溶断するものであるが、この溶断には導体が完全に断線する状態の他に半断線状態がある。現状ではヒューズが半断線状態か否かを検知する手段がなく、また半断線状態に至るまでに、電圧監視部が検出する電池セルの検出電圧は、電池セルの本来の出力電圧に対して極端に異なったものとなる。したがって、電圧検出装置に過電圧が印加されてしまい、監視回路を適切に保護することができない場合がある。 By the way, as is well known, the fuse is such that a conductor connecting between a pair of terminals is melted by an overcurrent. This melting includes not only a state in which the conductor is completely broken, but also a half-broken state. At present, there is no means for detecting whether or not the fuse is in a half-broken state, and the detected voltage of the battery cell detected by the voltage monitoring unit until the half-broken state is reached is extremely high with respect to the original output voltage of the battery cell. Will be different. Therefore, an overvoltage is applied to the voltage detection device, and the monitoring circuit may not be properly protected.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、保護回路を確実に作動させ、電圧監視部を保護することである。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to operate a protection circuit reliably and to protect a voltage monitoring part.
本発明の一態様は、組電池を構成する電池セルの電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部及び前記電池セルの間に設けられた保護回路と、前記電池セルから前記保護回路を介して前記電圧検出部に供給される当該電池セルの電圧のノイズを除去するフィルタ回路と、を備える電圧検出装置であって、前記保護回路を介して前記電池セルの放電を行うとともに、前記フィルタ回路の放電を行う放電回路と、所定の周期で前記放電回路を作動させて前記放電を実行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記電圧検出部で検出された前記電池セルの電圧が過電圧である場合には、前記放電回路の作動開始から作動停止までの作動期間を延長することで前記保護回路を作動させることを特徴とする電圧検出装置である。 One embodiment of the present invention includes a voltage detection unit that detects a voltage of a battery cell constituting an assembled battery, a protection circuit provided between the voltage detection unit and the battery cell, and the protection circuit from the battery cell. And a filter circuit for removing noise in the voltage of the battery cell supplied to the voltage detection unit via the protection circuit, discharging the battery cell through the protection circuit, and the filter A discharge circuit that discharges the circuit; and a control unit that operates the discharge circuit at a predetermined period to execute the discharge, and the control unit detects the voltage of the battery cell detected by the voltage detection unit. When the voltage is overvoltage, the protection circuit is activated by extending an operation period from the start of operation of the discharge circuit to the stop thereof.
本発明の一態様は、上述の電圧検出装置であって、前記組電池は、前記電池セルのプラス端子に接続された遮断素子を備え、前記保護回路は、前記遮断素子に接続されている。 One aspect of the present invention is the voltage detection device described above, wherein the assembled battery includes a cutoff element connected to a positive terminal of the battery cell, and the protection circuit is connected to the cutoff element.
本発明の一態様は、上述の電圧検出装置であって、前記制御部は、前記電池セルの電圧が過電圧でない場合には、前記作動期間を第1の作動期間に設定し、前記電池セルの電圧が過電圧である場合には、前記作動期間を前記第1の作動期間よりも長い第2の作動期間に設定する。 One aspect of the present invention is the above-described voltage detection device, wherein the control unit sets the operation period to a first operation period when the voltage of the battery cell is not an overvoltage, When the voltage is an overvoltage, the operation period is set to a second operation period that is longer than the first operation period.
本発明の一態様は、上述の電圧検出装置であって、前記制御部は、前記電池セルの電圧が過電圧でない場合には、前記周期で前記放電回路を第1の作動期間のみ作動させ、前記電池セルの電圧が過電圧である場合には、前記周期が到来する前に前記第1の作動期間よりも長い第2の作動期間のみ作動させる。 One aspect of the present invention is the above-described voltage detection device, wherein when the voltage of the battery cell is not an overvoltage, the control unit operates the discharge circuit in the cycle only in a first operation period, When the voltage of the battery cell is an overvoltage, the battery cell is operated only for a second operation period longer than the first operation period before the period arrives.
本発明の一態様は、上述の電圧検出装置であって、前記保護回路は、作動することで前記電圧検出部及び前記電池セルの間の接続を遮断するヒューズである。 One aspect of the present invention is the above-described voltage detection device, wherein the protection circuit is a fuse that is activated to cut off a connection between the voltage detection unit and the battery cell.
以上説明したように、本発明によれば、保護回路を確実に作動させ、電圧監視部を保護することができる。 As described above, according to the present invention, the protection circuit can be reliably operated and the voltage monitoring unit can be protected.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1に示す車両走行系は、電気自動車やハイブリッド自動車等、電力によってモータを駆動することにより走行のための駆動力を得る車両に設けられるものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The vehicle traveling system shown in FIG. 1 is provided in a vehicle that obtains driving force for traveling by driving a motor with electric power, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
この車両走行系は、図1に示すように、組電池1、メインコンタクタ2、サブコンタクタ3、インバータ4、走行モータ5、保護回路6、電圧監視部7、マイコン8及びバッテリECU9を備えている。このような構成要素のうち、保護回路6及び電圧監視部7を構成している。
As shown in FIG. 1, the vehicle traveling system includes an assembled
組電池1は、n個の電池セルb1〜bnが直列接続された組電池であり、最上位に位置する電池セルb1のプラス端子が組電池1のプラス端子(一方の出力端子)であり、また最下位に位置する電池セルbnのマイナス端子が組電池1のマイナス端子(他方の出力端子)である。なお、上記「n」は2以上の自然数である。
The assembled
各電池セルb1〜bnは、図示するようにCID(Current Interrupt Device)d(d1〜dn)を備えている。すなわち、各CIDdは、組電池1を構成する各電池セルb1〜bnに対応して各電池セルb1〜bnのプラス端子側に設けられており、対応する電池セルの異常によって当該電池セルの内圧が過度に上昇すると作動することにより、各電池セルb1〜bnのプラス端子を機械的に解放する遮断素子(ディスコネクト素子)である。なお、電池セルb1〜bnのそれぞれを区別しない場合には、単に「電池セルb」と標記する。
Each of the battery cells b1 to bn includes a CID (Current Interrupt Device) d (d1 to dn) as illustrated. That is, each CIDd is provided on the positive terminal side of each battery cell b1 to bn corresponding to each battery cell b1 to bn constituting the assembled
メインコンタクタ2は、励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器である。メインコンタクタ2は、一方の接点が上記組電池1のプラス端子に接続されており、他方の接点がインバータ4の第1入力端に接続されている。このメインコンタクタ2は、バッテリECU9から上記励磁コイルに供給される駆動電流に基づいて開状態あるいは閉状態に設定されることにより、上記組電池1のプラス端子とインバータ4の第1入力端との接続/非接続を切り替える。
The
サブコンタクタ3は、上記メインコンタクタ2と同様に励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器である。サブコンタクタ3は、一方の接点が上記組電池1のマイナス端子に接続されており、他方の接点がインバータ4の第2入力端に接続されている。このサブコンタクタ3は、バッテリECU9から供給される駆動電流に基づいて閉状態あるいは開状態に設定されることにより、上記組電池1のマイナス端子とインバータ4の第2入力端と接続/非接続を切り替える。
The sub-contactor 3 is an energizing switch having a pair of contacts that change to an open state or a closed state depending on a power supply state to the excitation coil, similarly to the
インバータ4は、第1入力端と第2入力端及び第1〜第3出力端を備える三相インバータである。このインバータ4の第1入力端及び第2入力端には、上記組電池1から直流電力入力される。このインバータ4は、第1入力端及び第2入力端に入力された組電池1の直流電力を三相(U相、V相、W相)の交流電力(三相交流電力)に変換して第1〜第3出力端から走行モータ5に出力する。このようなインバータ4は、図示しない電力制御装置から入力されるU相、V相、W相の制御信号(例えばPWM(Pulse Width Modulation)信号)に基づいて直流電力を三相交流電力に変換する。
The
走行モータ5は、上記インバータ4から供給される三相交流電力を駆動電力として回転動力を発生する三相電動機である。本実施形態における車両は、走行モータ5が発生する回転動力によって走行する。このような走行モータ5は、例えば制御性に優れた三相直流電動機である。
The
保護回路6は、電圧監視部7及び組電池1の間に設けられ、電圧監視部7を保護するための回路である。具体的には、保護回路6は、(n+1)本の接続線L1〜Ln+1を介して組電池1と電気的に接続されている。
The
この接続線L1〜Ln+1は、各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子とマイナス端子)にそれぞれ接続されている。例えば、接続線L1は、一端がCIDd1の一端に接続され、他端が保護回路6に接続されている。また、接続線L2は、一端がCIDd2の一端(電池セルb1のマイナス端子)に接続され、他端が保護回路6に接続されている。また、接続線Lnは、一端がCIDdnの一端に接続され、他端が保護回路6に接続されている。また、接続線Ln+1は、一端が電池セルbnのマイナス端子に接続され、他端が保護回路6に接続されている。
The connection lines L1 to Ln + 1 are connected to the output terminals (plus terminal and minus terminal) of the battery cells b1 to bn, respectively. For example, the connection line L1 has one end connected to one end of CIDd1 and the other end connected to the
この保護回路6は、例えば、接続線L1〜Ln+1を介して接続された各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子とマイナス端子)と、当該出力端子に対応して設けられた電圧監視部7の各入力端との間に設けられたヒューズであり、電圧監視部7の各入力端への過電流の流入を阻止することにより電圧監視部7を保護する。
The
電圧監視部7は、組電池1の出力電圧を検出する回路である。例えば、電圧監視部7は、各電池セルb1〜bnの出力電圧を検出するための専用ICと、各電池セルb1〜bnの出力端子に対応して設けられたローパスフィルタとを備えている。なお、上記専用ICには、各電池セルb1〜bnの出力電圧の検出機能に加えて、上記ローパスフィルタと、各電池セルb1〜bnとを強制的に放電させる放電回路が設けられている。このような電圧監視部7は、各電池セルb1〜bnの出力電圧をマイコン8に出力する。
The
マイコン8は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、内部メモリに記憶された電圧検知プログラムを実行することにより組電池1に関する電圧検知機能を発揮する。より具体的には、このマイコン8は、電圧監視部7から入力される各電池セルb1〜bnの出力電圧(セル電圧V1〜Vn)をデジタル値に変換してバッテリECU9に出力する。
The microcomputer 8 is a so-called one-chip microcomputer in which a CPU (Central Processing Unit), a memory, an input / output interface, and the like are integrated, and the voltage related to the assembled
バッテリECU9は、車両の運転手の操作指示(例えばイグニッションスイッチの「ON」)に基づいて、上述したメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3の作動を制御することにより、組電池1の高電圧電力のインバータ4への通電を制御する装置である。このバッテリECU9は、上記メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3の制御に加え、当該制御に基づくメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3の開閉状態をマイコン8に通知する。
The battery ECU 9 controls the operation of the
図2は、代表として電池セルb1に対応する保護回路6及び電圧監視部7の詳細構成を示す回路図である。なお、電池セルb1以外の電池セルb2〜bnに対応する保護回路6及び電圧監視部7も、図2と同様な詳細構成を有している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
図2に示すように、保護回路6は、詳細には一対のヒューズF1,F2を備える。一対のヒューズF1、F2は、過電流によって溶断する電子素子であり、所定の抵抗値(保護抵抗値)を有している。
As shown in FIG. 2, the
ヒューズF1は、一端が接続線L1の他端に接続され、他端が電圧監視部7に接続されている。ヒューズF2は、一端が接続線L2に接続され、他端が電圧監視部7に接続されている。
The fuse F1 has one end connected to the other end of the connection line L1 and the other end connected to the
電圧監視部7は、一対のローパスフィルタLPF1,LPF2、放電回路10、及びセル電圧検出IC11を備える。
The
ローパスフィルタLPF1は、入力端がヒューズF1の他端に接続され、出力端がセル電圧検出IC11の入力端a1に接続されている。例えば、ローパスフィルタLPF1は、抵抗器R1とコンデンサC1とからなるCRフィルタである。このローパスフィルタLPF1は、電池セルb1のプラス端子からヒューズF1を介して入力端a1に入力される電圧のノイズを除去するフィルタ回路である。 The low-pass filter LPF1 has an input terminal connected to the other end of the fuse F1, and an output terminal connected to the input terminal a1 of the cell voltage detection IC11. For example, the low-pass filter LPF1 is a CR filter including a resistor R1 and a capacitor C1. The low-pass filter LPF1 is a filter circuit that removes noise of a voltage input from the positive terminal of the battery cell b1 to the input terminal a1 via the fuse F1.
ローパスフィルタLPF2は、入力端がヒューズF2の他端に接続され、出力端がセル電圧検出IC11の入力端a2に接続されている。例えば、ローパスフィルタLPF2は、抵抗器R2とコンデンサC2とからなるCRフィルタである。このローパスフィルタLPF2は、電池セルb1のマイナス端子からヒューズF2を介して入力端a2に入力される電圧のノイズを除去するフィルタ回路である。 The low-pass filter LPF2 has an input end connected to the other end of the fuse F2, and an output end connected to the input end a2 of the cell voltage detection IC11. For example, the low pass filter LPF2 is a CR filter including a resistor R2 and a capacitor C2. The low-pass filter LPF2 is a filter circuit that removes noise of a voltage input from the negative terminal of the battery cell b1 to the input terminal a2 via the fuse F2.
放電回路10は、一対の放電抵抗R3,R4及び開閉スイッチSWを備える。
放電抵抗R3の一端は、ヒューズF1の他端及びローパスフィルタLPF1の入力端に接続されている。また、放電抵抗R3の他端は、セル電圧検出IC11の入力端a3に接続されている。
The
One end of the discharge resistor R3 is connected to the other end of the fuse F1 and the input end of the low-pass filter LPF1. The other end of the discharge resistor R3 is connected to the input terminal a3 of the cell voltage detection IC11.
放電抵抗R4の一端は、ヒューズF2の他端及びローパスフィルタLPF2の入力端に接続されている。また、放電抵抗R3の他端は、セル電圧検出IC11の入力端a4に接続されている。
なお、上記一対の放電抵抗器R3、R4は、図示するように放電抵抗値Rcを有する。
One end of the discharge resistor R4 is connected to the other end of the fuse F2 and the input end of the low-pass filter LPF2. The other end of the discharge resistor R3 is connected to the input terminal a4 of the cell voltage detection IC11.
The pair of discharge resistors R3 and R4 have a discharge resistance value Rc as shown in the figure.
開閉スイッチSWは、一対の入力端a3,a4に接続されている。具体的には、開閉スイッチ7bは、セル電圧検出IC11により開状態又は閉状態に制御される。開閉スイッチ7bは、セル電圧検出IC11により閉状態に制御されることで、入力端a3と入力端a4とを導通させる。これにより、ローパスフィルタLPF1のコンデンサC1に蓄えられた電荷が放電される。更に、入力端a3と入力端a4とが導通することで、一対のヒューズF1、F2及び一対の放電抵抗器R3、R4を介して電池セルb1のプラス端子とマイナス端子とが相互接続され、以て電池セルb1の電荷が放電される。 The open / close switch SW is connected to a pair of input terminals a3 and a4. Specifically, the open / close switch 7b is controlled to be in an open state or a closed state by the cell voltage detection IC 11. The open / close switch 7b is controlled to be in a closed state by the cell voltage detection IC 11, thereby bringing the input terminal a3 and the input terminal a4 into conduction. Thereby, the electric charge stored in the capacitor C1 of the low-pass filter LPF1 is discharged. Further, since the input terminal a3 and the input terminal a4 are electrically connected, the plus terminal and the minus terminal of the battery cell b1 are interconnected via the pair of fuses F1 and F2 and the pair of discharge resistors R3 and R4. Thus, the electric charge of the battery cell b1 is discharged.
このように、放電回路10は、開閉スイッチSWが閉状態に制御されることで、ヒューズF1,F2を介して電池セルb1の放電を行うとともに、ローパスフィルタLPF1の放電を行う放電処理を実行する。
As described above, the
なお、開閉スイッチSWは、セル電圧検出IC11と一体に設けられていてもよいし、セル電圧検出IC11と別体に設けられていてもよい。また、開閉スイッチSWは、機械スイッチであってもよいし、電気的なスイッチであってもよい。 The open / close switch SW may be provided integrally with the cell voltage detection IC 11 or may be provided separately from the cell voltage detection IC 11. Further, the open / close switch SW may be a mechanical switch or an electrical switch.
セル電圧検出IC11は、電圧検出部12及び制御部13を備える。
電圧検出部12は、(n+1)本の接続線L1〜Ln+1及び保護回路6を介して入力される各電池セルb1〜bnの出力電圧(セル電圧V1〜Vn)に基づいて組電池1の状態を第1の時間T1ごとに監視する。この第1の時間T1は、電圧検出部12がセル電圧V1〜Vnを検出する周期を示す。
The cell voltage detection IC 11 includes a
The
電圧検出部12は、各電池セルb1〜bnの出力電圧をマイコン8に出力する。なお、図2の例では、電圧検出部12は、上記一対の入力端a1,a2の各電位の電位差を電池セルb1の出力電圧(セル電圧V1)として第1の時間T1ごとに検出する。
The
制御部13は、所定の周期で放電回路10を作動させて放電回路10の放電処理を実行させる。より具体的には、制御部13は、電圧検出部12でセル電圧V1が検出される前に、放電回路10を作動させて放電処理を実行させる。
ただし、制御部13は、電圧検出部12で検出されたセル電圧V1が過電圧である場合には、放電回路10の作動開始から作動停止までの作動期間を延長することでヒューズF1,F2を作動させて溶断させる。
The
However, when the cell voltage V1 detected by the
例えば、制御部13は、電圧検出部12でセル電圧V1が検出されてから第2の時間T2(<第1の時間T1)が経過した後に放電回路10を第1の作動期間P1だけ作動させる。これにより、制御部13は、電圧検出部12でセル電圧V1が検出される前に、コンデンサC1に蓄えられた電荷を放電させることが可能となる。なお、第1の作動期間P1は、第1の時間T1から第2の時間T2を差し引いた時間よりも短い期間である。
For example, the
また、制御部13は、電圧検出部12で検出したセル電圧V1が閾値電圧Vthを超える場合には、上記放電処理において放電回路10の作動期間を第1の作動期間P1から第2の作動期間P2(>第1の作動期間P1)に延長する。ここで、第2の作動期間P2は、第1の作動期間P1よりも長い期間であって、第1の時間T1から第2の時間T2を差し引いた時間よりも短い期間である。なお、閾値電圧Vthは、CIDd1が作動することにより接続線L1,L2の間に印加される電圧に相当する。
Further, when the cell voltage V1 detected by the
次に、このように構成された車両走行系の作動について詳しく説明する。
この車両走行系では、バッテリECU9がメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3の開閉を制御することにより組電池1の出力がインバータ4に給電され、当該インバータ4が図示しない走行制御装置によって制御されることによって走行モータ5が駆動される。
すなわち、バッテリECU9は、インバータ4に対する給電制御装置として機能する。
Next, the operation of the vehicle traveling system configured as described above will be described in detail.
In this vehicle traveling system, the battery ECU 9 controls the opening and closing of the
That is, the battery ECU 9 functions as a power supply control device for the
そして、本実施形態における電圧検出装置は、このようなバッテリECU9の機能を補佐するように作動する。すなわち、バッテリECU9は、マイコン8から入力される各電池セルb1〜bnの出力電圧(セル電圧V1〜Vn)が異常値を示す場合には、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を開状態に設定してインバータ4への給電を中止させる。
And the voltage detection apparatus in this embodiment operate | moves so that the function of such battery ECU9 may be assisted. That is, when the output voltages (cell voltages V1 to Vn) of the battery cells b1 to bn input from the microcomputer 8 indicate abnormal values, the battery ECU 9 sets the
以下では、図3を参照して電池セルb1に関する電圧検出装置の作動を説明するが、電圧監視部7のセル電圧検出IC11は、全ての電池セルb1〜bnについて電池セルb1と同様に作動する。
Hereinafter, the operation of the voltage detection device related to the battery cell b1 will be described with reference to FIG. 3, but the cell voltage detection IC 11 of the
電圧検出部12は、開閉スイッチSWが開状態である場合において、ヒューズF1、F2及びローパスフィルタLPF1,LPF2を介して一対の入力端a1,a2に入力される電池セルb1のプラス電位とマイナス電位の電位差をセル電圧V1として第1の時間T1ごとに検出する。
When the open / close switch SW is in the open state, the
制御部13は、電圧検出部12でセル電圧V1が検出されると、当該セル電圧V1が異常電圧か否かを判定する。具体的には、制御部13は、電圧検出部12で検出されたセル電圧V1が閾値電圧Vthを超えるか否かを判定する。
When the cell voltage V1 is detected by the
制御部13は、電圧検出部12で検出されたセル電圧V1が閾値電圧Vth以下である場合には、セル電圧V1が異常電圧ではないと判定する。この場合には、制御部13は、電圧検出部12でセル電圧V1を検出されてから第2の時間T2が経過した後に、第1の作動期間P1だけ開閉スイッチSWを閉状態に制御する。これにより、ローパスフィルタLPF1のコンデンサC1に蓄えられた電荷が放電回路10を介して放電される。したがって、電圧検出部12は、次回のセル電圧V1をより正確に検出することができる。
The
ここで、このセル電圧V1は、電池セルb1のCIDd1が作動していない状態では、所定の正常範囲内の電圧値となる。すなわち、電池セルb1が正常な電池セル(正常セル)である場合には、電池セルb1のCIDd1が作動しないため、閾値電圧Vth以下の電圧値となる。しかしながら、電池セルb1が異常な電池セル(異常セル)となった場合には、電池セルb1のCIDd1が作動して電池セルb1のプラス端子が解放状態になる。すなわち、当該異常セルに付帯するCIDdが作動することで異常セルは正常セルから切り離される。ただし、この切り離しに起因して異常セルに関する端子間電圧、すなわち接続線L1,L2の間に印加される電圧は、閾値電圧Vthを超える過電圧となる。そして、この過電圧が保護回路6を介してセル電圧検出IC11に入力され続けると、当該セル電圧検出IC11は故障に至る。
Here, the cell voltage V1 is a voltage value within a predetermined normal range when the CIDd1 of the battery cell b1 is not operating. That is, when the battery cell b1 is a normal battery cell (normal cell), the CIDd1 of the battery cell b1 does not operate, and thus the voltage value is equal to or lower than the threshold voltage Vth . However, when the battery cell b1 becomes an abnormal battery cell (abnormal cell), the CIDd1 of the battery cell b1 operates and the plus terminal of the battery cell b1 is released. That is, the abnormal cell is separated from the normal cell by operating the CIDd attached to the abnormal cell. However, the voltage between the terminals related to the abnormal cell due to the separation, that is, the voltage applied between the connection lines L1 and L2, becomes an overvoltage exceeding the threshold voltage Vth . If this overvoltage continues to be input to the cell voltage detection IC 11 via the
そのため、制御部13は、セル電圧V1が異常電圧である場合には、開閉スイッチSWを閉状態に制御する作動期間を、通常時(セル電圧V1が異常電圧ではない場合)よりも長い期間に設定する。具体的には、制御部13は、電圧検出部12で検出されたセル電圧V1が閾値電圧Vthを超える場合には、セル電圧V1が異常電圧であると判定する。そして、制御部13は、セル電圧V1が異常電圧であると判定した場合には、電圧検出部12でセル電圧V1を検出されてから第2の時間T2が経過した後に、第1の作動期間P1よりも長い期間である第2の作動期間P2だけ開閉スイッチSWを閉状態に制御する。
Therefore, when the cell voltage V1 is an abnormal voltage, the
これにより、接続線L1,L2の間に過電圧が発生した場合には、ヒューズF1、放電抵抗R3、開閉スイッチSW、放電抵抗R4、及びヒューズF1を通る経路に、通常時よりも大きな短絡電流が流れる。これにより、第2の作動期間P2内であって、短絡電流が流れ始めてから所定時間が経過した時点で各ヒューズF1,F2を確実かつ早急に溶断させることが可能となる。したがって、電圧検出装置は、過電圧からセル電圧検出IC11を確実かつ早急に保護することができる。 As a result, when an overvoltage occurs between the connection lines L1 and L2, a short-circuit current larger than normal is generated in a path passing through the fuse F1, the discharge resistor R3, the open / close switch SW, the discharge resistor R4, and the fuse F1. Flowing. Thus, each fuse F1, F2 can be surely and quickly blown out within a second operation period P2 when a predetermined time elapses after the short-circuit current starts to flow. Therefore, the voltage detection device can reliably and quickly protect the cell voltage detection IC 11 from an overvoltage.
上述したように、本実施形態に係る電圧検出装置は、所定の周期で放電回路10を作動させて、電池セルbの放電とローパスフィルタLPF1の放電とを実行させるものであって、電圧検出部12で検出された電池セルbの電圧が過電圧である場合には、放電回路10の作動開始から作動停止までの作動期間を延長する。
As described above, the voltage detection device according to the present embodiment operates the
これにより、本実施形態に係る電圧検出装置は、電圧検出部12で検出された電池セルbの電圧が、本来の出力電圧に対して極端に異なった場合に(例えば、過電圧となった場合に)、放電回路10の放電処理の期間を延長することで、より多くの電力を保護回路6であるヒューズF1,F2に流す。これにより、ヒューズF1,F2を確実に早く溶断させることができ、電圧監視部7を適切に保護することができる。
As a result, the voltage detection device according to the present embodiment is used when the voltage of the battery cell b detected by the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
(変形例1)上記実施形態では、制御部13は、電池セルbの電圧が過電圧でない場合には、所定の周期(電圧検出部12でセル電圧V1が検出されてから第2の時間T2の経過後)に第2の作動期間で放電回路10を作動させたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部13は、電圧検出部12でセル電圧V1が検出されてから第2の時間T2が経過する前に、第2の作動期間で放電回路10を作動させてもよい。具体的には、図4に示すように、制御部13は、電池セルbの電圧が過電圧でない場合には、上記所定の周期で放電回路10を第1の作動期間P1のみ作動させ、電池セルbの電圧が過電圧である場合には、上記所定の周期が到来する前に第2の作動期間P2のみ作動させる。これにより、制御部13は、より早くヒューズF1,F2を溶断させることができる。
(Modification 1) In the above embodiment, when the voltage of the battery cell b is not an overvoltage, the
(変形例2)上記実施形態では、制御部13は、電池セルbの電圧が過電圧でない場合には、放電回路10の作動期間を第1の作動期間P1に設定し、電池セルbの電圧が過電圧である場合には、放電回路10の作動期間を第2の作動期間P2に設定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部13は、電圧検出部12で検出したセル電圧V1に応じた作動期間で放電回路10を作動させてもよい。この場合には、作動期間は、電圧検出部12で検出されるセル電圧V1が大きくなるにつれてより長い期間に設定される。
(Modification 2) In the above embodiment, when the voltage of the battery cell b is not an overvoltage, the
(変形例3)上記実施形態では、制御部13は、開閉スイッチSWを閉状態に保持することで放電回路10を作動させたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部13は、開閉スイッチSWをPWM制御することで作動させてもよい。この場合には、作動期間とは、開閉スイッチSWをPWM制御している期間となる。更に、制御部13は、電池セルbの電圧が過電圧でない場合には、PWM制御のデューティ比を第1のデューティ比に設定し、電池セルbの電圧が過電圧である場合には、そのデューティ比を第1のデューティ比よりも高い第2のデューティ比に設定してもよい。
(Modification 3) In the said embodiment, although the
1 組電池
2 メインコンタクタ
3 サブコンタクタ
4 インバータ
5 走行モータ
6 保護回路
7 電圧監視部
8 マイコン
9 バッテリECU
10 放電回路
11 セル電圧検出IC
12 電圧検出部
13 制御部
F1,F2 ヒューズ
LPF1、LPF2 ローパスフィルタ(フィルタ回路)
SW 開閉スイッチ
1 assembled
10 Discharge circuit 11 Cell voltage detection IC
12
SW open / close switch
Claims (5)
前記保護回路を介して前記電池セルの放電を行うとともに、前記フィルタ回路の放電を行う放電回路と、
所定の周期で前記放電回路を作動させて前記放電を実行させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電圧検出部で検出された前記電池セルの電圧が過電圧である場合には、前記放電回路の作動開始から作動停止までの作動期間を延長することで前記保護回路を作動させることを特徴とする電圧検出装置。 A voltage detection unit for detecting a voltage of a battery cell constituting the assembled battery; a protection circuit provided between the voltage detection unit and the battery cell; and the voltage detection unit from the battery cell via the protection circuit to the voltage detection unit. A voltage detection device comprising: a filter circuit that removes noise in the voltage of the supplied battery cell,
A discharge circuit that discharges the battery cell through the protection circuit and discharges the filter circuit;
A control unit that operates the discharge circuit at a predetermined period to execute the discharge;
With
When the voltage of the battery cell detected by the voltage detection unit is an overvoltage, the control unit activates the protection circuit by extending an operation period from an operation start to an operation stop of the discharge circuit. A voltage detecting device characterized by that.
前記保護回路は、前記遮断素子に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電圧検出装置。 The assembled battery includes a blocking element connected to a positive terminal of the battery cell,
The voltage detection device according to claim 1, wherein the protection circuit is connected to the blocking element.
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