JP2019161889A - Battery monitoring device and battery monitoring method - Google Patents

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Abstract

To provide a battery monitoring device and a battery monitoring method, capable of simply synchronizing a measurement current and a measurement voltage.SOLUTION: A battery monitoring device 2 monitors a battery pack 10 constructed by a plurality of battery cells C serially connected. The battery monitoring device 2 comprises: a cell voltage measurement part 21 that sequentially measures an inter-terminal voltage of a plurality of division cells obtained by dividing the plurality of battery cells C into two or more with a prescribed time interval; a current measurement part 23 that measures repeatedly a current flowing in the battery pack 10 in the time interval shorter than the prescribed time interval of the cell voltage measurement part 21; a control part 24 that holds the plurality of currents measured repeatedly by the current measurement part 23, and in which the cell voltage measurement part 21 selects the current measured at the timing corresponding to the timing that the inter-terminal voltage of any one of division cells from the plurality of currents; and a monitoring part 240 that monitors a battery state on the basis of the inter-terminal voltage measured at the timing and the current selected by the control part 24.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、二次電池の状態を監視する電池監視装置、及び電池監視方法に関する。   The present invention relates to a battery monitoring apparatus and a battery monitoring method for monitoring the state of a secondary battery.

上記電池監視装置としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池からなる組電池を監視するものが知られている。電池監視装置は、組電池を構成する各電池セルの端子間電圧を検出したり、電池セルに流れる電流を検出したりすることで取得される電池セルの状態に基づいて、組電池の状態が適切であるか否かを監視する。例えば、こうした電池監視装置の一例が特許文献1に記載されている。   As said battery monitoring apparatus, what monitors the assembled battery which consists of secondary batteries, such as a lithium ion secondary battery and a nickel-hydrogen secondary battery, is known. The battery monitoring device detects the voltage between terminals of each battery cell constituting the assembled battery, or detects the current flowing through the battery cell based on the state of the battery cell. Monitor for appropriateness. For example, Patent Document 1 discloses an example of such a battery monitoring device.

特許文献1に記載の電池監視装置は、複数の電池セルが直列に接続された組電池を監視する。電池監視装置は、複数の電池セルの各々の端子間電圧を測定する第1電圧測定部と、複数の電池セルの内の、少なくとも2以上の電池セルが直列接続している電池セル群の両端電圧を測定する第2電圧測定部と、組電池を流れる電流を測定する電流測定部とを備える。また、電池監視装置は、第1電圧測定部により測定された端子間電圧に基づいて、複数の電池セルのセル電圧比をそれぞれ算出するセル電圧比算出部と、セル電圧比と第2電圧測定部で測定された両端電圧とに基づいて、両端電圧の測定時における複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ算出するセル電圧算出部とを備える。また、電池監視装置は、第2電圧測定部で測定される両端電圧と電流測定部で測定される電流値とをセットとして取得するためのトリガ信号を、第2電圧測定部および電流測定部にそれぞれ入力するトリガ信号発生部を備える。   The battery monitoring device described in Patent Literature 1 monitors a battery pack in which a plurality of battery cells are connected in series. The battery monitoring device includes: a first voltage measuring unit that measures a voltage between terminals of each of a plurality of battery cells; and both ends of a battery cell group in which at least two of the plurality of battery cells are connected in series. A second voltage measurement unit that measures a voltage and a current measurement unit that measures a current flowing through the assembled battery are provided. In addition, the battery monitoring device includes a cell voltage ratio calculation unit that calculates a cell voltage ratio of each of the plurality of battery cells based on the inter-terminal voltage measured by the first voltage measurement unit, and the cell voltage ratio and the second voltage measurement. And a cell voltage calculation unit that calculates cell voltages of the plurality of battery cells at the time of measurement of the both-end voltage based on the both-end voltage measured by the unit. In addition, the battery monitoring device sends a trigger signal for obtaining a set of the both-end voltage measured by the second voltage measuring unit and the current value measured by the current measuring unit to the second voltage measuring unit and the current measuring unit. A trigger signal generator for inputting each of them is provided.

特開2015−203593号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-203593

特許文献1に記載の電池監視装置によれば、トリガ信号で電池セル群の両端電圧と組電池を流れる電流値とをセットで取得するようにする。また、セル電圧比を算出するためには、比較する電池セルの端子間電圧をセットで取得することも必要である。しかしながら、測定電流と測定電圧との間の同期をとろうとすると、測定回路や演算処理が複雑になる傾向にある。   According to the battery monitoring apparatus described in Patent Document 1, the voltage across the battery cell group and the current value flowing through the assembled battery are acquired as a set using a trigger signal. In addition, in order to calculate the cell voltage ratio, it is also necessary to acquire a voltage between terminals of the battery cells to be compared as a set. However, if the measurement current and the measurement voltage are to be synchronized, the measurement circuit and the arithmetic processing tend to be complicated.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定電流と測定電圧との同期を簡単にとることのできる電池監視装置及び電池監視方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery monitoring device and a battery monitoring method capable of easily synchronizing a measurement current and a measurement voltage.

上記課題を解決する電池監視装置は、直列接続された複数の電池セルから構成される組電池の電池監視装置であって、前記複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セルの端子間電圧を所定の時間間隔で順次測定する電圧測定部と、前記組電池に流れる電流を前記電圧測定部の前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で繰り返し測定する電流測定部と、前記電流測定部で繰り返し測定された複数の電流を保持し、前記電圧測定部がいずれかの前記区分セルの端子間電圧を測定したタイミングに対応するタイミングで測定された電流を前記保持している複数の電流のうちから選択する同期部と、前記タイミングで測定した端子間電圧と、前記同期部で選択した電流とに基づいて電池状態を監視する監視部とを備える。   A battery monitoring apparatus that solves the above-described problem is a battery monitoring apparatus for an assembled battery including a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of divided cells obtained by dividing the plurality of battery cells into two or more. A voltage measuring unit that sequentially measures the voltage between the terminals at a predetermined time interval, a current measuring unit that repeatedly measures the current flowing through the assembled battery at a time interval shorter than the predetermined time interval of the voltage measuring unit, and A plurality of currents that are repeatedly measured by a current measuring unit, and a plurality of currents that are measured at a timing corresponding to a timing at which the voltage measuring unit measures a voltage between terminals of any one of the divided cells. And a monitoring unit that monitors the battery state based on the inter-terminal voltage measured at the timing and the current selected by the synchronization unit.

上記課題を解決する電池監視方法は、直列接続された複数の電池セルから構成される組電池を監視する電池監視方法であって、前記複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セルの端子間電圧を所定の時間間隔で順次測定する電圧測定工程と、前記組電池に流れる電流を前記電圧測定工程の前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で繰り返し測定する電流測定工程と、前記電流測定工程で繰り返し測定された複数の電流を保持し、前記電圧測定工程でいずれかの前記区分セルの端子間電圧が測定されたタイミングに対応するタイミングで測定された電流を前記保持している複数の電流のうちから選択する同期工程と、前記タイミングで測定された端子間電圧と、前記同期工程で選択した電流とに基づいて電池状態を監視する監視工程とを備える。   A battery monitoring method for solving the above problem is a battery monitoring method for monitoring an assembled battery composed of a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of battery cells obtained by dividing the plurality of battery cells into two or more. A voltage measurement step of sequentially measuring the voltage between the terminals of the divided cells at a predetermined time interval; and a current measurement step of repeatedly measuring the current flowing through the assembled battery at a time interval shorter than the predetermined time interval of the voltage measurement step; Holding a plurality of currents repeatedly measured in the current measuring step, and holding the current measured at a timing corresponding to a timing at which a voltage between terminals of any one of the segmented cells is measured in the voltage measuring step. Monitoring a battery state based on a synchronization step selected from a plurality of currents, a voltage between terminals measured at the timing, and a current selected in the synchronization step And a degree.

使用中の電池セルは、電流や電圧が常に変化するため、電池セルの状態を監視するにあたっては、電圧と電流の測定タイミングを同期する必要がある。この点、このような構成又は方法によれば、電圧が測定される所定の時間間隔よりも短い時間間隔で繰り返し電流が測定されるため、電圧の測定タイミングに対応する電流の測定が可能になり、測定タイミングが同期された電圧と電流とが得られるようになる。つまり、電圧の測定タイミングに同期した電流が測定されていることから、複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セル毎、例えば電池セル毎に、同期のために電圧を測定し、記憶しておく必要がなく電圧に対する処理を簡単にすることができる。これによって、測定電流と測定電圧との同期を簡単にとることができるようになる。   Since the current and voltage of the battery cell in use constantly change, it is necessary to synchronize the measurement timing of the voltage and the current when monitoring the state of the battery cell. In this respect, according to such a configuration or method, since the current is repeatedly measured at a time interval shorter than the predetermined time interval at which the voltage is measured, the current corresponding to the voltage measurement timing can be measured. Thus, a voltage and a current whose measurement timing is synchronized can be obtained. That is, since the current synchronized with the voltage measurement timing is measured, the voltage is measured for synchronization for each of the plurality of divided cells obtained by dividing the plurality of battery cells into two or more, for example, for each battery cell. And it is not necessary to memorize | store, and the process with respect to a voltage can be simplified. As a result, the measurement current and the measurement voltage can be easily synchronized.

好ましい構成として、前記監視部は、前記タイミングで測定した端子間電圧と前記同期部で選択した電流とに基づいて算出した内部抵抗に基づいて前記組電池の状態を監視する。   As a preferred configuration, the monitoring unit monitors the state of the assembled battery based on an internal resistance calculated based on the inter-terminal voltage measured at the timing and the current selected by the synchronization unit.

このような構成によれば、電池の使用中であっても、電池状態を示す一つの指標である内部抵抗が高い精度で取得される。そして、取得された内部抵抗に基づいて電池の状態を監視することができるようになる。   According to such a configuration, even when the battery is in use, the internal resistance that is one index indicating the battery state is obtained with high accuracy. Then, the battery state can be monitored based on the acquired internal resistance.

好ましい構成として、前記電流測定部は、ΔΣ型ADコンバータであり、測定した電流のデジタル信号を出力し、前記同期部は、前記電流測定部の出力した前記測定した電流のデジタル信号を保持するとともに、前記保持しているデジタル信号から前記対応するタイミングで測定された電流を選択する。   As a preferred configuration, the current measurement unit is a ΔΣ AD converter, and outputs a digital signal of the measured current, and the synchronization unit holds the digital signal of the measured current output from the current measurement unit. The current measured at the corresponding timing is selected from the held digital signal.

このような構成によれば、電圧測定部が電圧を測定したタイミングに対応するタイミングに測定された電流を選択することが簡単にできるようになる。
好ましい構成として、前記電池セルは、リチウムイオン二次電池である。
According to such a configuration, it is possible to easily select the current measured at the timing corresponding to the timing at which the voltage measurement unit measures the voltage.
As a preferred configuration, the battery cell is a lithium ion secondary battery.

このような構成によれば、電池セル毎に内部抵抗を監視することが好ましいリチウムイオン二次電池について、それらの内部抵抗を監視することが簡単に行えるようになる。   According to such a configuration, it is possible to easily monitor the internal resistance of a lithium ion secondary battery that is preferably monitored for each battery cell.

この発明によれば、測定電流と測定電圧との同期を簡単にとることができる。   According to the present invention, the measurement current and the measurement voltage can be easily synchronized.

電池監視装置を具体化した一実施形態について、その概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure about one Embodiment which actualized the battery monitoring apparatus. 同実施形態において電流及び電圧の測定タイミングを示すタイムチャート。The time chart which shows the measurement timing of an electric current and a voltage in the same embodiment. 同実施形態においてΔΣ型ADコンバータでの電流測定を示すブロック図。The block diagram which shows the current measurement in a delta-sigma type AD converter in the same embodiment. 同実施形態において測定された電流の態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the aspect of the electric current measured in the embodiment.

図1〜図4に従って、電池監視装置及び電池監視方法を具体化した一実施形態について説明する。
図1に示すように、電池監視装置2は、電池システム1を搭載する電動車両駆動装置100に設けられている。電動車両駆動装置とは、ハイブリッド自動車等の電動車両を駆動するシステムである。
An embodiment in which the battery monitoring device and the battery monitoring method are embodied will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the battery monitoring device 2 is provided in an electric vehicle drive device 100 on which the battery system 1 is mounted. The electric vehicle drive device is a system that drives an electric vehicle such as a hybrid vehicle.

電動車両駆動装置100には、電池監視装置2および組電池10等を有する電池システム1、車両全体の制御を行う車両コントローラ30、インバータ40、電動機50等を備えている。電池システム1は、リレー60,61を介してインバータ40に接続されている。電池監視装置2は、インバータ40及び車両コントローラ30との通信を、CAN(Controller Area Network)の通信バスを介して行う。   The electric vehicle drive device 100 includes a battery system 1 having a battery monitoring device 2 and an assembled battery 10, a vehicle controller 30 that controls the entire vehicle, an inverter 40, an electric motor 50, and the like. The battery system 1 is connected to the inverter 40 via relays 60 and 61. The battery monitoring device 2 performs communication with the inverter 40 and the vehicle controller 30 via a CAN (Controller Area Network) communication bus.

電動機50はインバータ40からの電力により回転駆動される。車両の発進および加速時には電池システム1から放電電力がインバータ40を通じて電動機50に供給され、電動機50の駆動力によりエンジン(図示略)をアシストする。車両停止および減速時には、電動機50からの回生電力がインバータ40を通じて電池システム1に設けられた組電池10を充電する。なお、インバータ40は、モータコントローラ41を内蔵し、インバータ40のDC−AC変換及びAC−DC変換を制御することによって、電動機50の回転駆動制御並びに組電池10の充放電制御を行う。   The electric motor 50 is rotationally driven by the electric power from the inverter 40. When the vehicle starts and accelerates, discharge power is supplied from the battery system 1 to the electric motor 50 through the inverter 40, and an engine (not shown) is assisted by the driving force of the electric motor 50. When the vehicle is stopped and decelerated, the regenerative electric power from the electric motor 50 charges the assembled battery 10 provided in the battery system 1 through the inverter 40. The inverter 40 includes a motor controller 41, and controls the DC-AC conversion and AC-DC conversion of the inverter 40, thereby performing rotation drive control of the electric motor 50 and charge / discharge control of the assembled battery 10.

電池システム1は、組電池10、電池監視装置2、及び電流測定素子9を備えている。組電池10は、最小単位である区分セルとしての電池セルC(C(1)〜C(N))が複数電気的に直列接続されて構成されている。組電池10は、例えば、50個〜100個程度の電池セルCが直列接続されて構成される。以下では、組電池10を構成する電池セルCの個数をNとし、N個の電池セルC(1)〜C(N)の一つを代表して表す場合には電池セルCと記する。電池セルCは、例えばリチウムイオン二次電池等の充放電可能な電池である。例えは、組電池10は、所定数(図1では4個)の電池セルCにグループ化された複数(図1ではL組)のセルブロックB1〜BLを、直列に接続して構成されている。   The battery system 1 includes an assembled battery 10, a battery monitoring device 2, and a current measuring element 9. The assembled battery 10 is configured by electrically connecting a plurality of battery cells C (C (1) to C (N)) as segment cells, which are the minimum unit, in series. The assembled battery 10 includes, for example, about 50 to 100 battery cells C connected in series. Hereinafter, the number of the battery cells C constituting the assembled battery 10 is N, and the battery cell C is represented as a representative of one of the N battery cells C (1) to C (N). The battery cell C is a chargeable / dischargeable battery such as a lithium ion secondary battery. For example, the assembled battery 10 is configured by connecting a plurality of (L sets in FIG. 1) cell blocks B1 to BL grouped in a predetermined number (four in FIG. 1) of battery cells C in series. Yes.

電池監視装置2は、組電池10の状態を監視する装置であり、組電池10の各電池セルCの過充電および過放電を検出する過充放電検出機能、組電池10の各電池セルCの内部抵抗を検知する内部抵抗検出機能等を有する。電池監視装置2は、セル電圧測定部21、総電圧測定部22、電流測定部23、及び同期部としての制御部24を備える。   The battery monitoring device 2 is a device that monitors the state of the assembled battery 10. An overcharge / discharge detection function that detects overcharge and overdischarge of each battery cell C of the assembled battery 10, and each battery cell C of the assembled battery 10. It has an internal resistance detection function for detecting internal resistance. The battery monitoring device 2 includes a cell voltage measurement unit 21, a total voltage measurement unit 22, a current measurement unit 23, and a control unit 24 as a synchronization unit.

セル電圧測定部21は、組電池10を構成する各電池セルCのセル毎の電圧(以下、セル電圧)を測定する。セル電圧測定部21は、セルブロックB1〜BLに対応する複数(L個)のセル電圧測定回路CC1〜CCLを備えている。セル電圧測定回路CC1〜CCLは、4〜12個程度の電池セルCのセル電圧を測定することができる回路であり、集積回路(IC)として構成されたものを用いてもよい。   The cell voltage measuring unit 21 measures a voltage for each cell of the battery cells C constituting the assembled battery 10 (hereinafter, cell voltage). The cell voltage measurement unit 21 includes a plurality (L pieces) of cell voltage measurement circuits CC1 to CCL corresponding to the cell blocks B1 to BL. The cell voltage measurement circuits CC1 to CCL are circuits that can measure the cell voltages of about 4 to 12 battery cells C, and may be configured as an integrated circuit (IC).

総電圧測定部22は、組電池10を構成するN個の電池セルC全体の電圧(以下、総電圧Vt)を測定する回路である。N個の電池セルCを組電池負極側から電池セルC(1),C(2),・・・,C(N−1),C(N)とすると、総電圧測定部22の総電圧計入力端子220a,220bは、電池セルC(1)の負極と、電池セルC(N)の正極とにそれぞれ接続される。   The total voltage measurement unit 22 is a circuit that measures the voltage across the N battery cells C constituting the assembled battery 10 (hereinafter, the total voltage Vt). Assuming that N battery cells C are battery cells C (1), C (2),..., C (N-1), C (N) from the assembled battery negative electrode side, the total voltage of the total voltage measuring unit 22 The meter input terminals 220a and 220b are connected to the negative electrode of the battery cell C (1) and the positive electrode of the battery cell C (N), respectively.

各セル電圧測定回路CC1〜CCLは、セルブロックB1〜BL毎に各電池セルCの端子間電圧を測定する。なお、図示しないが、セル電圧測定回路CC1〜CCLは、各電池セルC(1)〜C(N)のセル電圧のバランシング動作を行うバランシング抵抗及びバランシングスイッチ、制御部24と通信を行って制御を行うロジック部を備えている。   Each cell voltage measurement circuit CC1-CCL measures the voltage between the terminals of each battery cell C for every cell block B1-BL. Although not shown, the cell voltage measurement circuits CC1 to CCL communicate with the balancing resistors and balancing switches that perform the balancing operation of the cell voltages of the battery cells C (1) to C (N) and the control unit 24 to perform control. The logic part which performs is provided.

電流測定部23は、組電池10に流れる電流を測定する。電流測定部23には、電流測定素子9から測定信号(電気信号)が入力される。電流測定素子9は、電流の大きさを電気信号に変換する素子である。電流測定素子9からは電流の大きさに対応した電気信号が出力され、その電気信号は電流測定部23で測定される。電流測定素子9は、例えば、ホール素子センサやシャント抵抗素子等である。例えば、シャント抵抗素子は、オフセット電流が小さいので、組電池10の充電状態(SOC)を正確(高精度に)に測定することができる。またシャント抵抗素子は、応答特性(電流変化に対する電圧値の追従性)が速いので、電流測定部23の測定時間間隔を短く(サンプリング間隔を速く)すれば、それに応じて時間分解能を高くすることができる。すなわち、測定電流と測定電圧との測定タイミングの同期を達成しやすい。   The current measuring unit 23 measures the current flowing through the assembled battery 10. A measurement signal (electric signal) is input from the current measurement element 9 to the current measurement unit 23. The current measuring element 9 is an element that converts the magnitude of the current into an electric signal. An electric signal corresponding to the magnitude of the current is output from the current measuring element 9, and the electric signal is measured by the current measuring unit 23. The current measuring element 9 is, for example, a Hall element sensor or a shunt resistor element. For example, since the offset current of the shunt resistor element is small, the state of charge (SOC) of the assembled battery 10 can be accurately measured (with high accuracy). In addition, since the shunt resistance element has a fast response characteristic (trackability of the voltage value with respect to the current change), if the measurement time interval of the current measuring unit 23 is shortened (sampling interval is fast), the time resolution is increased accordingly. Can do. That is, it is easy to achieve the synchronization of the measurement timing between the measurement current and the measurement voltage.

図2に示すように、電流測定部23は、ΔΣ変調という方式でアナログ・デジタル変換を行うΔΣ型ADコンバータである。電流測定部23は、セル電圧測定部21が電圧を測定する時間間隔よりも短い時間間隔I1で組電池電流Iaを測定する。   As shown in FIG. 2, the current measurement unit 23 is a ΔΣ AD converter that performs analog-digital conversion by a method called ΔΣ modulation. The current measuring unit 23 measures the assembled battery current Ia at a time interval I1 that is shorter than the time interval at which the cell voltage measuring unit 21 measures the voltage.

図3に示すように、ΔΣ型ADコンバータは、減算回路231、加算回路232、量子化回路233、及びスイッチ回路234の機能ブロックを備えている。減算回路231は、入力信号の値(組電池電流Ia)と、ある固定電流値(固定電流Io)の差(Ia−Io)を求める回路である。加算回路232は、減算回路231の演算結果(Δi=Ia−Io)を次々に加える(積算する)回路である。量子化回路233は、入力した加算結果(Σ(Δi))を基準値(例えば「0」)と比較して、大小関係を定める回路であって、入力が基準値より小さい値のとき「0」を、大きいとき「1」をデジタル値として出力する回路である。スイッチ回路234は、量子化回路233の出力するデジタル値に応じて動作する回路である。例えば、スイッチ回路234は、入力「IN」に「1」が入力されると固定電流Ioとして「Iref」を出力し、入力「IN」に「0」が入力されると固定電流Ioとして「−Iref」を出力する。ここで「Iref」は、組電池電流Iaの測定電圧として最大値に対応する値、又は最大値よりも大きな値が設定される。このように、電流測定部23は、減算、加算、量子化を繰り返すことにより、測定タイミング毎に「1」、もしくは「0」を出力する。   As illustrated in FIG. 3, the ΔΣ AD converter includes functional blocks of a subtraction circuit 231, an addition circuit 232, a quantization circuit 233, and a switch circuit 234. The subtraction circuit 231 is a circuit for obtaining a difference (Ia−Io) between the value of the input signal (the assembled battery current Ia) and a certain fixed current value (fixed current Io). The adder circuit 232 is a circuit that adds (accumulates) the calculation results (Δi = Ia−Io) of the subtractor circuit 231 one after another. The quantization circuit 233 compares the input addition result (Σ (Δi)) with a reference value (for example, “0”) to determine the magnitude relationship, and when the input is a value smaller than the reference value, “0 Is a circuit that outputs “1” as a digital value when it is large. The switch circuit 234 is a circuit that operates according to the digital value output from the quantization circuit 233. For example, when “1” is input to the input “IN”, the switch circuit 234 outputs “Iref” as the fixed current Io, and when “0” is input to the input “IN”, the switch circuit 234 sets “−” as the fixed current Io. Iref "is output. Here, “Iref” is set to a value corresponding to the maximum value or a value larger than the maximum value as the measurement voltage of the assembled battery current Ia. As described above, the current measurement unit 23 outputs “1” or “0” at each measurement timing by repeating subtraction, addition, and quantization.

図4に示すように、電流測定部23の出力に基づいてデジタル値Idの数列が得られ、この数列の「1」と「0」の出現頻度から入力信号の値(組電池電流Ia)を再現することができる。電流測定部23は、1回の測定で1ビットのデジタル値を算出するだけであることからサンプリング速度を早く、すなわち測定の時間間隔を短くすることができる。また、デジタル値は、特定の測定タイミングから過去に向かって特定のビット数、例えば16ビットや32ビットを取得することで特定の測定タイミングにおける入力信号の値を算出することができる。例えば、測定タイミングt1のときの組電池電流Iaは、測定タイミングt1から16ビットのデジタル値Idを取得することで組電池電流Ia(t1)として得られる。また、例えば、測定タイミングt2のときの組電池電流Iaが取得したい場合、測定タイミングt2から16ビットのデジタル値Idを取得することで組電池電流Ia(t2)が得られる。   As shown in FIG. 4, a sequence of digital values Id is obtained based on the output of the current measuring unit 23, and the value of the input signal (assembled battery current Ia) is determined from the appearance frequency of “1” and “0” in this sequence. Can be reproduced. Since the current measurement unit 23 only calculates a 1-bit digital value in one measurement, the sampling speed can be increased, that is, the measurement time interval can be shortened. In addition, as the digital value, a value of an input signal at a specific measurement timing can be calculated by acquiring a specific number of bits from the specific measurement timing toward the past, for example, 16 bits or 32 bits. For example, the assembled battery current Ia at the measurement timing t1 is obtained as the assembled battery current Ia (t1) by obtaining a 16-bit digital value Id from the measurement timing t1. For example, when it is desired to obtain the assembled battery current Ia at the measurement timing t2, the assembled battery current Ia (t2) is obtained by obtaining the 16-bit digital value Id from the measurement timing t2.

電流測定部23の出力するデジタル値Idの数列は、1次元の数列であるため、これを保持する制御部24において、数列を保持のための構造が簡単であり、数列に係る処理も簡単であり、特定された測定タイミングに対応する組電池電流Iaを取得することも簡単にできるようになる。   Since the sequence of digital values Id output from the current measurement unit 23 is a one-dimensional sequence, the control unit 24 that holds the sequence has a simple structure for holding the sequence, and the processing related to the sequence is also simple. In addition, the battery pack current Ia corresponding to the specified measurement timing can be easily obtained.

図1に示すように、制御部24は電池監視装置2の全体の制御を行うものであり、例えば、セル電圧測定回路CC1〜CCLの動作制御や状態判定などを行う。制御部24は、セル電圧測定部21、総電圧測定部22、及び電流測定部23のそれぞれから送られる信号を受け取り、それらの信号値を用いて、各電池セルC(1)〜C(N)の内部抵抗Rcを検知する。   As shown in FIG. 1, the control unit 24 performs overall control of the battery monitoring device 2, and performs, for example, operation control and state determination of the cell voltage measurement circuits CC <b> 1 to CCL. The control unit 24 receives signals sent from each of the cell voltage measurement unit 21, the total voltage measurement unit 22, and the current measurement unit 23, and uses the signal values to each battery cell C (1) to C (N ) Internal resistance Rc.

組電池10を構成する電池セルC(1)〜C(N)の個数Nが多い場合、電池監視装置2内の高電圧側と低電圧側との接続に電気的絶縁が必要になる。例えば、リチウムイオン二次電池をN=96個直列接続した場合、組電池10の両端の電圧は400V程度になる。そのため、電池セルC(1)が接続されているセル電圧測定回路CC1と、電池セルC(N)が接続されているセル電圧測定回路CCLとでは、400V程度の電圧差が生じる。よって、セル電圧測定回路CC1〜CCLと制御部24とを電気的に絶縁する必要がある。具体的には、絶縁素子6をセル電圧測定回路CC1〜CCLと制御部24とのそれぞれの接続ライン(信号ライン)に挿入する。   When the number N of battery cells C (1) to C (N) constituting the assembled battery 10 is large, electrical insulation is required for connection between the high voltage side and the low voltage side in the battery monitoring device 2. For example, when N = 96 lithium ion secondary batteries are connected in series, the voltage across the assembled battery 10 is about 400V. Therefore, a voltage difference of about 400 V is generated between the cell voltage measurement circuit CC1 to which the battery cell C (1) is connected and the cell voltage measurement circuit CCL to which the battery cell C (N) is connected. Therefore, it is necessary to electrically insulate the cell voltage measurement circuits CC1 to CCL from the control unit 24. Specifically, the insulating element 6 is inserted into each connection line (signal line) between the cell voltage measurement circuits CC <b> 1 to CCL and the control unit 24.

同様に、総電圧測定部22と制御部24との間、及び電流測定部23と制御部24との間にも絶縁素子6を挿入する。なお、絶縁素子6は、組電池10の電圧が電気的絶縁を必要とするほど高くない場合には挿入しなくてもよい。   Similarly, the insulating element 6 is also inserted between the total voltage measurement unit 22 and the control unit 24 and between the current measurement unit 23 and the control unit 24. The insulating element 6 may not be inserted when the voltage of the assembled battery 10 is not so high as to require electrical insulation.

電池システム1における組電池10の電流の時間変化、測定タイミングずれの影響について説明する。電動車両においては、電動車両の走行状態に応じて電動機50の出力トルクが時間的に変動する。例えば、電動機50によるエンジンのアシストが必要になると、電動機50の出力トルクが増加することに応じてインバータ40の出力電力が増加する。そして、インバータ40への入力電流、すなわち、組電池10の放電電流も増加する。逆に、電動車両が回生ブレーキを使用して回生状態になると、電動機50が発電機として動作して、回生電力が電動機50からインバータ40を介して組電池10へと流れる。このため、組電池10への充電電流が増加する。このように、電池システム1においては、組電池10の電流が時間変化をする。   The influence of the time change of the current of the assembled battery 10 in the battery system 1 and the measurement timing shift will be described. In an electric vehicle, the output torque of the electric motor 50 varies with time in accordance with the traveling state of the electric vehicle. For example, when engine assistance by the electric motor 50 is required, the output power of the inverter 40 increases as the output torque of the electric motor 50 increases. And the input current to the inverter 40, that is, the discharge current of the assembled battery 10 also increases. Conversely, when the electric vehicle enters a regenerative state using the regenerative brake, the electric motor 50 operates as a generator, and regenerative power flows from the electric motor 50 to the assembled battery 10 via the inverter 40. For this reason, the charging current to the assembled battery 10 increases. Thus, in the battery system 1, the current of the assembled battery 10 changes over time.

組電池10の組電池電流Ia(t)がある時刻で差分ΔIだけ変化すると、このときのセル電圧の変化は、電流変化に直ちに応答する成分と、時間的に遅れて変化する成分とで表される。直ちに応答する成分は直流内部抵抗成分(DCR、Direct-Current Resistance)であり、遅れて変化する成分は分極成分(Polarization)である。直流内部抵抗成分は、電池セルCの内部抵抗Rcに起因する電圧変化であり、内部抵抗Rc×差分ΔIで表される。分極成分は、電池セルCが持つ静電容量やインダクタンス、さらには電解液中でのイオンの挙動などの要因に起因する電圧変化成分である。   When the assembled battery current Ia (t) of the assembled battery 10 changes by a difference ΔI at a certain time, the change in cell voltage at this time is expressed by a component that immediately responds to the current change and a component that changes with time. Is done. The component that responds immediately is a DC internal resistance component (DCR, Direct-Current Resistance), and the component that changes with delay is a polarization component. The DC internal resistance component is a voltage change caused by the internal resistance Rc of the battery cell C, and is expressed by internal resistance Rc × difference ΔI. The polarization component is a voltage change component caused by factors such as the capacitance and inductance of the battery cell C, and further the behavior of ions in the electrolytic solution.

ところで、電池監視装置2は、電池セルCの内部抵抗Rcの検知を行う。内部抵抗Rcは電池セルCのセル電圧と電池セルCを流れる電流(組電池電流Ia)とに基づいて算出されるため、内部抵抗Rcを精度良く求めるためには、セル電圧および電流を正確に測定する必要がある。   Incidentally, the battery monitoring device 2 detects the internal resistance Rc of the battery cell C. Since the internal resistance Rc is calculated based on the cell voltage of the battery cell C and the current flowing through the battery cell C (the assembled battery current Ia), in order to accurately determine the internal resistance Rc, the cell voltage and current are accurately determined. It is necessary to measure.

図2を参照して、セル電圧測定部21におけるセル電圧の測定タイミングt2と、電流測定部23における電流の測定タイミングt1とがずれたと仮定する。このとき、測定タイミングt2での電池セルC(2)のセル電圧測定値vc(t2)と、測定タイミングt1での組電池電流Ia(t1)とから、電池セルC(2)の内部抵抗Rcを「vc(t2)/Ia(t1)」と算出できる。しかし、測定タイミングt2において、セル電圧は「vc(t2)」である。よって、測定タイミングがずれている下で算出された「vc(t2)/Ia(t1)」は、正しい内部抵抗Rc(=「vc(t2)/Ia(t2)」)と相違するおそれがある。つまり、セル電圧の測定タイミングt2と電流の測定タイミングt1とにずれがあると、正しい内部抵抗Rcを求めることができない。   Referring to FIG. 2, it is assumed that cell voltage measurement timing t2 in cell voltage measurement unit 21 and current measurement timing t1 in current measurement unit 23 are shifted. At this time, the internal resistance Rc of the battery cell C (2) is calculated from the cell voltage measurement value vc (t2) of the battery cell C (2) at the measurement timing t2 and the assembled battery current Ia (t1) at the measurement timing t1. Can be calculated as “vc (t2) / Ia (t1)”. However, at the measurement timing t2, the cell voltage is “vc (t2)”. Therefore, “vc (t2) / Ia (t1)” calculated under a shift in measurement timing may be different from the correct internal resistance Rc (= “vc (t2) / Ia (t2)”). . That is, if there is a difference between the cell voltage measurement timing t2 and the current measurement timing t1, the correct internal resistance Rc cannot be obtained.

次に、電池監視装置2におけるセル電圧の測定について説明する。セル電圧測定回路CC1〜CCLは同一構成であるので、セル電圧測定回路CC1を例に説明する。なお、図1に示す例では、セルブロックB1を構成する電池セルCの数を4個として説明する。   Next, the measurement of the cell voltage in the battery monitoring device 2 will be described. Since the cell voltage measurement circuits CC1 to CCL have the same configuration, the cell voltage measurement circuit CC1 will be described as an example. In the example shown in FIG. 1, description will be made assuming that the number of battery cells C constituting the cell block B1 is four.

セル電圧測定回路CC1は4〜12個程度の電池セルCのセル電圧を測定することができ、測定する電池セルC(1)〜C(4)を選択する選択回路210と電圧検出回路211を備えている。具体的には、選択回路210としてはマルチプレクサなどが用いられ、電圧検出回路211は、一般的にアンプとアナログ・デジタル変換器で構成される。   The cell voltage measurement circuit CC1 can measure the cell voltages of about 4 to 12 battery cells C, and includes a selection circuit 210 and a voltage detection circuit 211 for selecting the battery cells C (1) to C (4) to be measured. I have. Specifically, a multiplexer or the like is used as the selection circuit 210, and the voltage detection circuit 211 is generally composed of an amplifier and an analog / digital converter.

図2は、セル電圧測定回路CC1における、典型的な測定シーケンスを模式的に示した図である。図2は、電池セルC(1)〜C(4)のセル電圧の測定タイミングC1〜C4を示している。選択回路210は、電池セルC(1)→電池セルC(2)→電池セルC(3)→電池セルC(4)の順に電池セルCを選択する。そして、電圧検出回路211によりセル電圧を1セル毎に順に測定する。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a typical measurement sequence in the cell voltage measurement circuit CC1. FIG. 2 shows cell voltage measurement timings C1 to C4 of the battery cells C (1) to C (4). The selection circuit 210 selects the battery cell C in the order of battery cell C (1) → battery cell C (2) → battery cell C (3) → battery cell C (4). Then, the cell voltage is sequentially measured for each cell by the voltage detection circuit 211.

したがって、4個の電池セルC(1)〜C(4)のセル電圧を測定する場合、セル電圧の測定に必要な時間(セル電圧測定間隔Tm)は、所定の時間間隔としての1セルの測定所要間隔Tnの4倍の時間が必要になる。例えば、1セルの測定所要間隔Tnの典型的な値は200μsなので、セル電圧測定間隔Tmは800μsとなる。   Therefore, when measuring the cell voltages of the four battery cells C (1) to C (4), the time required for measuring the cell voltage (cell voltage measurement interval Tm) is one cell as a predetermined time interval. Four times as long as the required measurement interval Tn is required. For example, since the typical value of the measurement required interval Tn of one cell is 200 μs, the cell voltage measurement interval Tm is 800 μs.

ここで、セル電圧測定間隔Tmの間に電流が差分ΔIだけ変化した場合、測定タイミングt1で電流を測定した場合、電池セルC(1)は電圧と電流が同時に測定される。しかし、電池セルC(2)の場合、測定タイミングt2においてセル電圧が測定されるので、電圧と電流が別タイミング(測定タイミングt2と測定タイミングt1)に測定され、その間に電流が差分ΔIだけ変化している。そのため、電池セルC(2)に関しては、正しい内部抵抗Rcが測定できないことになる。   Here, when the current changes by the difference ΔI during the cell voltage measurement interval Tm, when the current is measured at the measurement timing t1, the battery cell C (1) measures the voltage and current at the same time. However, in the case of battery cell C (2), since the cell voltage is measured at measurement timing t2, the voltage and current are measured at different timings (measurement timing t2 and measurement timing t1), and the current changes by a difference ΔI during that time. is doing. Therefore, the correct internal resistance Rc cannot be measured for the battery cell C (2).

そこで、本実施形態では、組電池電流IaをΔΣ型ADコンバータで電圧の測定間隔(セル電圧測定間隔Tm、好ましくは、1セルの測定所要間隔Tn)よりも短い間隔で測定することで、セル電圧と電流とを実質的に同時に測定することを可能にした。これにより、図2のように組電池電流Iaが時間変化する場合であっても、セル毎に内部抵抗Rcを精度良く測定することが可能になる。   Therefore, in this embodiment, the assembled battery current Ia is measured with a ΔΣ AD converter at a shorter interval than the voltage measurement interval (cell voltage measurement interval Tm, preferably the required measurement interval Tn of one cell). It was possible to measure voltage and current substantially simultaneously. Thereby, even when the assembled battery current Ia changes with time as shown in FIG. 2, the internal resistance Rc can be accurately measured for each cell.

(作用)
制御部24は、セル電圧測定部21からのセル電圧と、電流測定部23からの電流のデジタル値Idとに基づいて各電池セルC(1)〜C(N)の内部抵抗Rcを検知するとともに、検知した内部抵抗Rcに基づいて組電池10の状態を監視する監視部240を備える。監視部240は、電池が使用されている間に常時、組電池10の監視を行う。
(Function)
The control unit 24 detects the internal resistance Rc of each of the battery cells C (1) to C (N) based on the cell voltage from the cell voltage measurement unit 21 and the digital value Id of the current from the current measurement unit 23. In addition, a monitoring unit 240 that monitors the state of the assembled battery 10 based on the detected internal resistance Rc is provided. The monitoring unit 240 always monitors the assembled battery 10 while the battery is being used.

図2及び図3に示すように、電池の監視が行われると、電流測定部23は、短い時間間隔での電流測定を継続し(電流測定工程)、デジタル値を制御部24に出力する。制御部24は、電流測定部23が出力したデジタル値を取得し、図4に示すように、時系列順に並べた数列として記憶する。このとき、図2に示すように、電流のデジタル値Idは、セル電圧の時間間隔としての1セルの測定所要間隔Tnの間に複数回の測定を行う程度に短い時間間隔Tiで測定される。   As shown in FIGS. 2 and 3, when the battery is monitored, the current measurement unit 23 continues the current measurement at a short time interval (current measurement process) and outputs a digital value to the control unit 24. The control unit 24 acquires the digital value output from the current measurement unit 23 and stores it as a numerical sequence arranged in time series as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 2, the digital value Id of the current is measured at a time interval Ti that is short enough to perform a plurality of measurements during the required measurement interval Tn of one cell as the time interval of the cell voltage. .

また、図2に示すように、セル電圧測定部21は、セル電圧測定回路CC1で4個の電池セルCのセル電圧を、順次、1セルあたり測定所要間隔Tnを要して測定することを繰り返す(電圧測定工程)。   In addition, as shown in FIG. 2, the cell voltage measuring unit 21 measures the cell voltages of the four battery cells C sequentially by the cell voltage measuring circuit CC1 with the required measurement interval Tn per cell. Repeat (voltage measurement process).

このとき、電池セルCは、セル電圧と、該セル電圧が測定された測定タイミングにおける電流とから内部抵抗Rcが測定される。本実施形態では、セル電圧が測定される時間間隔(1セルの測定所要間隔Tn)に、複数回の電流測定が行われる。よって、セル電圧が測定された測定タイミングに一番近い測定タイミングで測定された組電池電流Iaがデジタル値Idに保持されている。よって、制御部24は、デジタル値Idから一番近い測定タイミングで測定された組電池電流Iaを取得することで、セル電圧の測定された測定タイミングと電流の測定された測定タイミングとが一致、もしくは、極めて近いタイミングとなるようにする(同期工程)。つまり、電流の測定される短い時間間隔Tiが短いほど、セル電圧の測定タイミングと電流値の測定タイミングとが近くなる蓋然性が高まる。このとき、電流測定部23は、ΔΣ型ADコンバータであることから、高速なサンプリングが可能であり、セル電圧の測定タイミングと電流値の測定タイミングとを実質的に同一視することができる程度まで測定タイミングのずれを小さくすることが可能である。つまり、測定電流と測定電圧との測定タイミングの同期が簡単にとられるようになる。   At this time, in the battery cell C, the internal resistance Rc is measured from the cell voltage and the current at the measurement timing when the cell voltage is measured. In the present embodiment, current measurement is performed a plurality of times at a time interval in which the cell voltage is measured (required measurement interval Tn of one cell). Therefore, the assembled battery current Ia measured at the measurement timing closest to the measurement timing at which the cell voltage was measured is held at the digital value Id. Therefore, the control unit 24 obtains the assembled battery current Ia measured at the closest measurement timing from the digital value Id, so that the measurement timing at which the cell voltage is measured matches the measurement timing at which the current is measured, Alternatively, the timing is very close (synchronization process). That is, as the short time interval Ti in which the current is measured is shorter, the probability that the cell voltage measurement timing and the current value measurement timing are closer to each other increases. At this time, since the current measuring unit 23 is a ΔΣ AD converter, high-speed sampling is possible, and the cell voltage measurement timing and the current value measurement timing can be substantially equalized. It is possible to reduce the deviation in measurement timing. That is, the measurement timing of the measurement current and the measurement voltage can be easily synchronized.

また、セル電圧の測定について処理や記憶容量を増やした場合、それが電池セルCの数であるN個分だけ必要になり、制御部24の記憶容量の増加や処理負荷の増大を招く。これに対し、組電池電流Iaの測定は、1つの組電池10に対して1つだけであることから、組電池電流Iaに対する記憶容量の増加や処理負荷の増大があったとしても、制御部24におけるそれら記憶容量の増加や処理負荷の増大が最小限に抑えられる。また、電流のデジタル値Idから組電池電流Iaを取得する処理も簡単な処理であり、制御部24の処理負荷の増大は抑えられる一方、組電池電流Iaのサンプリング間隔(短い時間間隔Ti)は短くなることから、セル電圧の測定タイミングとの同期が取られるようになる。また、組電池電流Iaは、ΔΣ型ADコンバータによって測定精度が高く維持される。よって、電池セルの内部抵抗Rcが高い精度で算出され、監視部240は、算出された内部抵抗Rcに基づいて組電池10の電池状態を監視する(監視工程)。例えば、監視部240は、内部抵抗Rcが上限値を超えるような場合、電池セルCに異常が生じていると判断するようにしている。これにより、内部抵抗Rcに基づいて組電池10の電池状態の監視を好適に行える電池監視装置2を提供することができるようになる。   Further, when the processing and the storage capacity are increased for the measurement of the cell voltage, it is necessary for N battery cells C, which increases the storage capacity of the control unit 24 and the processing load. On the other hand, since there is only one measurement of the assembled battery current Ia for one assembled battery 10, even if there is an increase in storage capacity or an increase in processing load for the assembled battery current Ia, the control unit The increase in the storage capacity and the increase in processing load at 24 are minimized. Further, the process of obtaining the assembled battery current Ia from the digital value Id of the current is also a simple process, and an increase in the processing load of the control unit 24 can be suppressed, while the sampling interval (short time interval Ti) of the assembled battery current Ia is Since it becomes shorter, it becomes synchronized with the measurement timing of the cell voltage. The assembled battery current Ia is maintained with high measurement accuracy by the ΔΣ AD converter. Therefore, the internal resistance Rc of the battery cell is calculated with high accuracy, and the monitoring unit 240 monitors the battery state of the assembled battery 10 based on the calculated internal resistance Rc (monitoring process). For example, the monitoring unit 240 determines that an abnormality has occurred in the battery cell C when the internal resistance Rc exceeds the upper limit value. Accordingly, it is possible to provide the battery monitoring device 2 that can suitably monitor the battery state of the assembled battery 10 based on the internal resistance Rc.

以上説明したように、本実施形態の電池監視装置、及び電池監視方法によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)使用中の電池セルCは、電流や電圧が常に変化するため、電池セルCの状態を監視するにあたっては、電圧と電流の測定タイミングを同期する必要がある。この点、このような構成によれば、電圧が測定される1セルの測定所要間隔Tnよりも短い時間間隔Tiで繰り返し電流が測定されるため、電圧の測定タイミングに対応する電流の測定が可能になり、測定タイミングが同期された電圧と電流とが得られるようになる。つまり、電圧の測定タイミングに同期した電流が測定されていることから、複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セルとしての電池セル毎に、電池セル毎に、同期のために電圧を測定し、記憶しておく必要がなく電圧に対する処理を簡単にすることができる。これによって、測定電流と測定電圧との同期を簡単にとることができるようになる。
As described above, according to the battery monitoring apparatus and the battery monitoring method of the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) Since the current and voltage of the battery cell C in use constantly change, the voltage and current measurement timings must be synchronized when monitoring the state of the battery cell C. In this respect, according to such a configuration, the current is repeatedly measured at a time interval Ti shorter than the required measurement interval Tn of one cell in which the voltage is measured, so that the current corresponding to the voltage measurement timing can be measured. Thus, a voltage and a current whose measurement timing is synchronized can be obtained. That is, since the current synchronized with the voltage measurement timing is measured, for each battery cell as a plurality of divided cells obtained by dividing a plurality of battery cells into two or more, for synchronization Therefore, it is not necessary to measure and store the voltage, and the processing for the voltage can be simplified. As a result, the measurement current and the measurement voltage can be easily synchronized.

(2)電池の使用中であっても電池状態を示す一つの指標である内部抵抗Rcが高い精度で取得される。そして、取得された内部抵抗Rcに基づいて電池の状態を監視することができる。   (2) Even when the battery is in use, the internal resistance Rc, which is one index indicating the battery state, is obtained with high accuracy. The state of the battery can be monitored based on the acquired internal resistance Rc.

(3)セル電圧測定部21が電圧を測定した測定タイミングに対応するタイミングに測定された組電池電流Iaを選択することが簡単にできる。
(4)電池セル毎に内部抵抗Rcを監視することが好ましいリチウムイオン二次電池について、それらの内部抵抗Rcを監視することが簡単に行える。
(3) It is possible to easily select the assembled battery current Ia measured at the timing corresponding to the measurement timing at which the cell voltage measurement unit 21 measures the voltage.
(4) For a lithium ion secondary battery that preferably monitors the internal resistance Rc for each battery cell, it is possible to easily monitor the internal resistance Rc.

(その他の実施形態)
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、電池セルCがリチウムイオン二次電池である場合について例示したが、これに限らず、電池セルCは、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等のアルカリ二次電池であってもよい。
(Other embodiments)
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects.
In the above embodiment, the case where the battery cell C is a lithium ion secondary battery is illustrated, but the battery cell C is not limited to this, and the battery cell C is an alkaline secondary battery such as a nickel hydride secondary battery or a nickel cadmium secondary battery. It may be.

・上記実施形態では、電流測定部23は、ΔΣ型ADコンバータである場合について例示した。しかしこれに限らず、電圧測定部が電圧を測定する1セルの測定所要間隔よりも短い間隔で電流を測定することができるのであれば、電流がΔΣ型ADコンバータとは異なる態様で測定されてもよいし、測定された信号がデジタル値の数列では無くてもよい。例えば、測定値そのものであったとしても、電流値の保持に必要な記憶容量は、電圧値の保持に必要な記憶容量よりも少なくすることができる。   In the above embodiment, the case where the current measurement unit 23 is a ΔΣ AD converter is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and if the current can be measured at an interval shorter than the required measurement interval of one cell where the voltage measurement unit measures the voltage, the current is measured in a manner different from that of the ΔΣ AD converter. Alternatively, the measured signal may not be a sequence of digital values. For example, even if it is a measured value itself, the storage capacity required for holding the current value can be made smaller than the storage capacity required for holding the voltage value.

・上記実施形態では、監視部240は、電池セルCの内部抵抗Rcに基づいて組電池10の状態を監視する場合について例示した。しかし、これに限らず、組電池の状態は、セル電圧測定部で測定された電圧や、電流測定部で測定された電流に基づいて監視してもよい。例えば、セル電圧や電流がそれぞれに設定された正常範囲に収まっているか否かを監視し、正常範囲に収まっていない場合、組電池に異常が生じていると判定してもよい。   -In above-mentioned embodiment, the monitoring part 240 illustrated about the case where the state of the assembled battery 10 is monitored based on the internal resistance Rc of the battery cell C. FIG. However, the present invention is not limited to this, and the state of the assembled battery may be monitored based on the voltage measured by the cell voltage measurement unit or the current measured by the current measurement unit. For example, it may be determined whether or not the cell voltage or current is within the normal range set for each, and if the cell voltage or current is not within the normal range, it may be determined that an abnormality has occurred in the assembled battery.

・上記実施形態では、複数の電池セルCの端子間電圧を所定の時間間隔で順次測定して内部抵抗Rcを算出する場合について例示した。しかしこれに限らず、複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セルの端子間電圧を所定の時間間隔で順次測定して、区分セル毎の内部抵抗を算出するようにしてもよい。これにより、内部抵抗の算出に要する時間を短くすることができる。   In the above embodiment, the case where the internal resistance Rc is calculated by sequentially measuring the voltage between the terminals of the plurality of battery cells C at a predetermined time interval is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the inter-terminal voltage of the plurality of divided cells obtained by dividing the plurality of battery cells into two or more is sequentially measured at predetermined time intervals to calculate the internal resistance for each divided cell. Also good. Thereby, the time required for calculating the internal resistance can be shortened.

・上記実施形態では、組電池10及び電池監視装置2がハイブリッド自動車の車両に搭載される場合について例示した。しかし、これに限らず、車両は、組電池を搭載する電気自動車であってもよい。また、組電池を搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車であってもよい。   -In above-mentioned embodiment, the assembled battery 10 and the battery monitoring apparatus 2 were illustrated about the case where it mounts in the vehicle of a hybrid vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the vehicle may be an electric vehicle equipped with an assembled battery. Further, it may be a gasoline vehicle or a diesel vehicle equipped with an assembled battery.

また、組電池10及び電池監視装置2は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、電動機以外の電源として用いられてもよい。例えば、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などでもよい。   In addition, the assembled battery 10 and the battery monitoring device 2 may be used as a mobile body other than an automobile, a fixed power source, or a power source other than an electric motor, as long as it is required as a power source. Also good. For example, it may be a moving body such as a railway, a ship, an aircraft or a robot, or a power source of an electrical product such as an information processing apparatus.

1…電池システム、2…電池監視装置、6…絶縁素子、9…電流測定素子、10…組電池、21…セル電圧測定部、22…総電圧測定部、23…電流測定部、24…制御部、30…車両コントローラ、40…インバータ、41…モータコントローラ、50…電動機、60,61…リレー、100…電動車両駆動装置、210…選択回路、211…電圧検出回路、220a,220b…総電圧計入力端子、231…減算回路、232…加算回路、233…量子化回路、234…スイッチ回路、240…監視部、C,C(1)〜C(N)…電池セル、B1〜BL…セルブロック、CC1〜CCL…セル電圧測定回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery system, 2 ... Battery monitoring apparatus, 6 ... Insulating element, 9 ... Current measuring element, 10 ... Assembly battery, 21 ... Cell voltage measuring part, 22 ... Total voltage measuring part, 23 ... Current measuring part, 24 ... Control 30: Vehicle controller, 40 ... Inverter, 41 ... Motor controller, 50 ... Electric motor, 60, 61 ... Relay, 100 ... Electric vehicle drive device, 210 ... Selection circuit, 211 ... Voltage detection circuit, 220a, 220b ... Total voltage Meter input terminal, 231... Subtracting circuit, 232... Adding circuit, 233... Quantizing circuit, 234... Switching circuit, 240 ... monitoring unit, C, C (1) to C (N). Block, CC1 to CCL: Cell voltage measurement circuit.

Claims (5)

直列接続された複数の電池セルから構成される組電池の電池監視装置であって、
前記複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セルの端子間電圧を所定の時間間隔で順次測定する電圧測定部と、
前記組電池に流れる電流を前記電圧測定部の前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で繰り返し測定する電流測定部と、
前記電流測定部で繰り返し測定された複数の電流を保持し、前記電圧測定部がいずれかの前記区分セルの端子間電圧を測定したタイミングに対応するタイミングで測定された電流を前記保持している複数の電流のうちから選択する同期部と、
前記タイミングで測定した端子間電圧と、前記同期部で選択した電流とに基づいて電池状態を監視する監視部とを備える
電池監視装置。
A battery monitoring device for an assembled battery composed of a plurality of battery cells connected in series,
A voltage measuring unit that sequentially measures a voltage between terminals of a plurality of divided cells obtained by dividing the plurality of battery cells into two or more; and a predetermined time interval;
A current measurement unit that repeatedly measures a current flowing through the assembled battery at a time interval shorter than the predetermined time interval of the voltage measurement unit;
The current measurement unit holds a plurality of currents repeatedly measured, and the voltage measurement unit holds the current measured at a timing corresponding to the timing at which the voltage between the terminals of any one of the divided cells is measured. A synchronizer for selecting from a plurality of currents;
A battery monitoring apparatus comprising: a monitoring unit that monitors a battery state based on a voltage between terminals measured at the timing and a current selected by the synchronization unit.
前記監視部は、前記タイミングで測定した端子間電圧と前記同期部で選択した電流とに基づいて算出した内部抵抗に基づいて前記組電池の状態を監視する
請求項1に記載の電池監視装置。
The battery monitoring apparatus according to claim 1, wherein the monitoring unit monitors the state of the assembled battery based on an internal resistance calculated based on a voltage between terminals measured at the timing and a current selected by the synchronization unit.
前記電流測定部は、ΔΣ型ADコンバータであり、測定した電流のデジタル信号を出力し、
前記同期部は、前記電流測定部の出力した前記測定した電流のデジタル信号を保持するとともに、前記保持しているデジタル信号から前記対応するタイミングで測定された電流を選択する
請求項1又は2に記載の電池監視装置。
The current measuring unit is a ΔΣ AD converter, and outputs a digital signal of the measured current.
The synchronization unit holds a digital signal of the measured current output from the current measurement unit, and selects a current measured at the corresponding timing from the held digital signal. The battery monitoring device described.
前記電池セルは、リチウムイオン二次電池である
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池監視装置。
The battery monitoring device according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium ion secondary battery.
直列接続された複数の電池セルから構成される組電池を監視する電池監視方法であって、
前記複数の電池セルを2以上に区分して得られる複数の区分セルの端子間電圧を所定の時間間隔で順次測定する電圧測定工程と、
前記組電池に流れる電流を前記電圧測定工程の前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で繰り返し測定する電流測定工程と、
前記電流測定工程で繰り返し測定された複数の電流を保持し、前記電圧測定工程でいずれかの前記区分セルの端子間電圧が測定されたタイミングに対応するタイミングで測定された電流を前記保持している複数の電流のうちから選択する同期工程と、
前記タイミングで測定された端子間電圧と、前記同期工程で選択した電流とに基づいて電池状態を監視する監視工程とを備える
電池監視方法。
A battery monitoring method for monitoring an assembled battery composed of a plurality of battery cells connected in series,
A voltage measuring step of sequentially measuring the voltage between terminals of a plurality of divided cells obtained by dividing the plurality of battery cells into two or more, at a predetermined time interval;
A current measuring step of repeatedly measuring a current flowing through the assembled battery at a time interval shorter than the predetermined time interval of the voltage measuring step;
Holding a plurality of currents repeatedly measured in the current measurement step, holding the current measured at a timing corresponding to a timing at which a voltage between terminals of any one of the segmented cells is measured in the voltage measurement step; A synchronization step of selecting from a plurality of currents,
A battery monitoring method comprising: a monitoring step of monitoring a battery state based on the inter-terminal voltage measured at the timing and the current selected in the synchronization step.
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