JP2021018070A - Battery pack monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の単位セルを直列に接続した電池ブロックに接続され、当該電池ブロックの電圧を監視する複数の監視ユニットを備える組電池監視装置に関する。 The present invention relates to an assembled battery monitoring device including a plurality of monitoring units connected to a battery block in which a plurality of unit cells are connected in series and monitoring the voltage of the battery block.
（１）従来、組電池の電圧を電池ブロック毎に監視する構成においては、例えば特許文献１のように各電池ブロックに対応して設けられている個別の監視ＩＣがそれぞれ監視を行う構成とは別に、各電池ブロックの電圧をフライングキャパシタ方式の検出回路を介して共通の監視ＩＣに入力することで、電圧の監視を冗長化している。
(1) Conventionally, in a configuration in which the voltage of an assembled battery is monitored for each battery block, what is a configuration in which individual monitoring ICs provided corresponding to each battery block monitor each battery block, for example, as in
（２）従来、組電池の電圧を電池ブロック毎に監視する構成では、監視ＩＣの動作用電源を、電池ブロックの端子電圧より生成して供給するものがある。このような構成では、各監視ＩＣの消費電流がばらつくことで、各電池ブロックの容量にもばらつきが生じする。複数の電池ブロック間の容量ばらつきを解消するには、電池ブロック間の電圧を均等化する回路が別途必要になる。 (2) Conventionally, in a configuration in which the voltage of an assembled battery is monitored for each battery block, a power source for operating the monitoring IC may be generated from the terminal voltage of the battery block and supplied. In such a configuration, the current consumption of each monitoring IC varies, so that the capacity of each battery block also varies. In order to eliminate the capacity variation between the plurality of battery blocks, a separate circuit for equalizing the voltage between the battery blocks is required.
（３）従来、組電池の電圧を電池ブロック毎に監視する構成では、監視ＩＣの動作用電源を、電池ブロックの端子電圧より生成して供給するものがある。上記の動作用電源を生成する回路の一例として、スイッチトキャパシタ電源回路がある。電池ブロックの端子電圧の変化に応じて、スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを切り替えることで電源効率を向上させることができる。 (3) Conventionally, in a configuration in which the voltage of an assembled battery is monitored for each battery block, a power source for operating the monitoring IC may be generated from the terminal voltage of the battery block and supplied. An example of a circuit that generates the above-mentioned operating power supply is a switched capacitor power supply circuit. Power efficiency can be improved by switching the operation mode of the switched capacitor power supply circuit according to the change in the terminal voltage of the battery block.
（１）しかしながら、特許文献１のような構成では、各電池ブロックと共通の電圧検出回路との間に高圧の配線を引き回す必要があり、例えば車両等への搭載性や、組電池の組み立て作業性が悪くなるという問題があった。
(1) However, in the configuration as in
（２）しかしながら、監視ＩＣは、各セル間の電圧を均等化するための回路を備えているため、それに加えて電池ブロック間の電圧を均等化する回路も監視ＩＣに搭載すると、監視ＩＣに流れる放電電流値が増加し、発熱が増大するという問題がある。また、監視ＩＣに故障が発生すると、セル間電圧の均等化と、電池ブロック間電圧の均等化との双方の機能が停止してしまう。 (2) However, since the monitoring IC is provided with a circuit for equalizing the voltage between each cell, if a circuit for equalizing the voltage between the battery blocks is also mounted on the monitoring IC, the monitoring IC becomes There is a problem that the value of the flowing discharge current increases and the heat generation increases. Further, when a failure occurs in the monitoring IC, both the functions of equalizing the voltage between cells and equalizing the voltage between battery blocks are stopped.
（３）しかしながら、各電池ブロック間でスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードが異なると消費電流が電池ブロック毎に異なるようになり、電池ブロック間に容量のばらつきが発生するおそれがある。 (3) However, if the operation mode of the switched capacitor power supply circuit is different between the battery blocks, the current consumption will be different for each battery block, and there is a possibility that the capacity may vary between the battery blocks.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、製品への搭載性や組電池の組み立て作業性を良好にできる組電池監視装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide an assembled battery monitoring device capable of improving mountability on a product and assembling workability of an assembled battery.
また、本発明の第２の目的は、監視ＩＣの発熱が増大することを回避し、監視ＩＣに故障が発生した際でも、電池ブロック間電圧の均等化機能を活かすことができる組電池監視装置を提供することにある。 A second object of the present invention is an assembled battery monitoring device capable of avoiding an increase in heat generation of the monitoring IC and utilizing the function of equalizing the voltage between battery blocks even when a failure occurs in the monitoring IC. Is to provide.
また、本発明の第３の目的は、動作用電源の生成にスイッチトキャパシタ電源回路を用いる構成においても、電池ブロック間の容量ばらつきを抑制できる組電池監視装置を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide an assembled battery monitoring device capable of suppressing capacity variation between battery blocks even in a configuration in which a switched capacitor power supply circuit is used to generate an operating power supply.
請求項１記載の組電池監視装置によれば、電池ブロックの電圧を監視する監視ＩＣ，電池ブロックより供給される電源より監視ＩＣに供給する電源を生成する電源ＩＣ及び電池ブロックの電圧に関する異常を検出する冗長検出回路を有してなる複数の監視ユニットを備える。制御装置は、監視ＩＣと通信を行い監視ユニットを制御する。監視ユニットは、冗長検出回路を電源ＩＣのパッケージ内に配置し、冗長検出回路からの出力信号を、異なる信号形態に変換してから制御装置に入力するための信号伝達部を備える。
According to the assembled battery monitoring device according to
このように、冗長検出回路を監視ＩＣと独立に構成することで、電池ブロックに対する電圧監視機能を確実に冗長化できる。そして、冗長検出回路を電源ＩＣのパッケージ内に配置することで、コストの上昇を抑制できる。また、冗長検出回路からの出力信号は、信号伝達部を介して一旦異なる信号形態に変換されてから制御装置に入力される。これにより、冗長検出回路が制御装置に対して直接信号を入力する構成においても、両者間の電気的絶縁を確保できる。 By configuring the redundant detection circuit independently of the monitoring IC in this way, the voltage monitoring function for the battery block can be reliably made redundant. Then, by arranging the redundant detection circuit in the package of the power supply IC, it is possible to suppress an increase in cost. Further, the output signal from the redundant detection circuit is once converted into a different signal form via the signal transmission unit and then input to the control device. As a result, even in a configuration in which the redundant detection circuit directly inputs a signal to the control device, electrical insulation between the two can be ensured.
請求項２記載の組電池監視装置によれば、制御装置が冗長検出回路を制御するための制御指令を、監視ＩＣ及びＩＣ間通信回路を介して冗長検出回路に入力する。これにより、冗長検出回路を監視ＩＣと独立にした構成においても、制御装置からの制御指令を、監視ＩＣ及びＩＣ間通信回路を介して冗長検出回路に入力することができる。
According to the assembled battery monitoring device according to
請求項４記載の組電池監視装置によれば、冗長検出回路に、電池ブロックの端子電圧を分圧する分圧回路，分圧された電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ，Ａ／Ｄ変換されたデータを信号伝達部を介して制御装置に出力する出力回路を備える。このように構成すれば、冗長検出回路により検出された電池ブロックの端子電圧に対する判定を、制御装置側で行うことができる。
According to the assembled battery monitoring device according to
請求項１０記載の組電池監視装置によれば、電池ブロックの電圧を監視する監視ＩＣ，電池ブロックより供給される電源より監視ＩＣに供給する電源を生成する電源ＩＣ及び電池ブロックの電圧に関する異常を検出する冗長検出回路を有してなる複数の監視ユニットを備える。制御装置は、監視ＩＣと通信を行い監視ユニットを制御する。
According to the assembled battery monitoring device according to
そして、監視ＩＣにセル均等化回路を備え、電源ＩＣには、ブロック均等化回路と当該回路を制御する制御回路と備える。このように、２種類の均等化回路を異なるＩＣに配置することで、電圧の均等化動作に伴い各ＩＣに流れる放電電流の増大を抑制できる。また、ブロック均等化回路の制御を電源ＩＣ側で独立に行うことができる。 The monitoring IC is provided with a cell equalization circuit, and the power supply IC is provided with a block equalization circuit and a control circuit for controlling the circuit. By arranging the two types of equalization circuits in different ICs in this way, it is possible to suppress an increase in the discharge current flowing through each IC due to the voltage equalization operation. Further, the block equalization circuit can be controlled independently on the power supply IC side.
請求項１１記載の組電池監視装置によれば、電源ＩＣに、制御装置からの制御指令を受信して制御回路に入力する通信回路を備え、制御装置は、前記制御指令によりブロック均等化回路の動作を制御する。このように構成すれば、制御装置がブロック均等化回路の動作を制御するための指令を、通信回路を介して電源ＩＣに直接与えることができる。 According to the assembled battery monitoring device according to claim 11, the power supply IC includes a communication circuit that receives a control command from the control device and inputs it to the control circuit, and the control device is a block equalization circuit according to the control command. Control the operation. With this configuration, the control device can directly give a command to the power supply IC via the communication circuit to control the operation of the block equalization circuit.
請求項１２記載の組電池監視装置によれば、制御装置は、ブロック均等化回路により対応する電池ブロックを放電させるタイミングを制御するので、監視ＩＣ側のセル均等化回路が故障により動作しない場合でも、ブロック均等化回路による放電を行わせることができる。
According to the assembled battery monitoring device according to
請求項１４記載の組電池監視装置によれば、電池ブロックの電圧を監視する監視ＩＣ，電池ブロックより供給される電源より監視ＩＣに供給する電源を生成する電源ＩＣ及び電池ブロックの電圧に関する異常を検出する冗長検出回路を有してなる複数の監視ユニットを備える。制御装置は、監視ＩＣと通信を行い監視ユニットを制御する。 According to the assembled battery monitoring device according to claim 14, an abnormality relating to the voltage of the monitoring IC that monitors the voltage of the battery block, the power supply IC that generates the power supply to the monitoring IC from the power supply supplied from the battery block, and the voltage of the battery block is detected. A plurality of monitoring units including a redundant detection circuit for detection are provided. The control device communicates with the monitoring IC to control the monitoring unit.
電源ＩＣに、スイッチトキャパシタ電源回路と、電池ブロックの端子電圧に応じてスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを低／高消費電流モードに切り替える制御回路を備える。制御回路は、スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを制御装置に送信し、制御装置は、何れか１つの監視ユニットにおけるスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードが高消費電流モードに切り替わると、その他の監視ユニットの同動作モードを高消費電流モードに切り替える制御指令をその他の監視ユニットに送信する。前記制御指令を受信した監視ユニットの制御回路は、スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを高消費電流モードに切り替える。 The power supply IC includes a switched capacitor power supply circuit and a control circuit that switches the operation mode of the switched capacitor power supply circuit to a low / high current consumption mode according to the terminal voltage of the battery block. The control circuit transmits the operation mode of the switched capacitor power supply circuit to the control device, and when the operation mode of the switched capacitor power supply circuit in any one of the monitoring units is switched to the high current consumption mode, the control device of the other monitoring units A control command to switch the operation mode to the high current consumption mode is transmitted to other monitoring units. The control circuit of the monitoring unit that has received the control command switches the operation mode of the switched capacitor power supply circuit to the high current consumption mode.
このように構成すれば、何れか１つ以上の監視ユニットにおけるスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードが高消費電流モードに切り替わると、その他の監視ユニットの動作モードも全て、制御装置により強制的に高消費電流モードに切り替わる。したがって、各電池ブロック間の容量がばらつくことを抑制できる。 With this configuration, when the operation mode of the switched capacitor power supply circuit in any one or more monitoring units is switched to the high current consumption mode, all the operation modes of the other monitoring units are forcibly consumed by the control device. Switch to current mode. Therefore, it is possible to suppress variations in the capacity between the battery blocks.
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の組電池監視装置１は、電池ブロック２の両端に接続される監視ＩＣ３，電源ＩＣ４及びマイクロコンピュータ５を備えている。以下、マイコン５と称すが、マイコン５は制御装置の一例である。また、監視ＩＣ３及び電源ＩＣ４は、監視ユニット６を構成している。電池ブロック２は、複数の単位セル７が直列に接続されたものであり、単位セル７は、例えばリチウムイオン電池のような二次電池である。また、実際には複数の電池ブロック２が直列に接続されて組電池を構成しており、それに応じて監視ユニット６も複数存在するが、図１では１組だけ示している。すなわち、マイコン５と複数の監視ＩＣ３とはデイジーチェーン接続されている。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the assembled
監視ＩＣ３は、マイコン５と通信を行うための通信回路８を備えている。電源ＩＣ４は、電源回路９，冗長検出回路１０及び通信回路１１を備えている。つまり、冗長検出回路１０は電源ＩＣ４のパッケージ内に配置されている。電源回路９は、電池ブロック２の端子電圧より監視ＩＣ３等の動作用電源を生成する。冗長検出回路１０は、監視ＩＣ３が行う電池ブロック２の電圧監視動作を冗長的に行うために設けられている。冗長検出回路１０が出力する信号は、通信回路１１及び電源ＩＣ４の外部に配置される絶縁結合素子１２を介してマイコン５に入力される。信号伝達部の一例である絶縁結合素子１２は、例えばフォトカプラ等である。尚、監視ユニット６の構成要素は、同一の回路基板に搭載されている。
The
次に、本実施形態の作用について説明する。監視ＩＣ３は、電池ブロック２の端子電圧及び各単位セル７の端子電圧を例えば数十ｍｓ程度の周期で検出し、検出結果をマイコン５に送信する。冗長検出回路１０は、電池ブロック２の端子電圧を例えば数百ｍｓ程度の周期で検出し、検出結果をマイコン５に送信する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The
以上のように本実施形態によれば、監視ＩＣ３は電池ブロック２に接続されて電池ブロック２の電圧を監視する。電源回路９は、電池ブロック２から供給される電源より、監視ＩＣ３に供給する電源を生成する。冗長検出回路１０は、電池ブロック２の電圧に関する異常を冗長的に検出する。そして、冗長検出回路１０を電源ＩＣ４のパッケージ内に配置し、監視ユニット６は、冗長検出回路１０からの出力信号を、絶縁結合素子１２を介してマイコン５に入力する。
As described above, according to the present embodiment, the
このように、監視ユニット６に冗長検出回路１０を備えることで、マイコン５との間に高圧配線を引き回すことなく電池ブロック２の電圧監視を冗長化することができる。そして、冗長検出回路１０を電源ＩＣ４内に配置することで監視ＩＣ３と独立に動作させ、何れか一方が故障した場合のフェイルセーフを図ることができる。
By providing the
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。図２に示すように、第２実施形態の組電池監視装置１Ａは、監視ＩＣ３Ａが備える通信回路８Ａと、電源ＩＣ４Ａが備える通信回路１１Ａとが通信可能となっている。マイコン５Ａは、通信回路８Ａに対して冗長検出回路１０Ａに対する制御指令を出力する。前記制御指令は、通信回路８Ａ及び１１Ａを介して冗長検出回路１０Ａに入力される。通信回路８Ａ及び１１ＡはＩＣ間通信回路に相当する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 2, in the assembled
以上のように第２実施形態によれば、冗長検出回路１０Ａを監視ＩＣ３Ａと独立にした構成においても、マイコン５からの制御指令を、監視ＩＣ３Ａ並びに通信回路８Ａ及び１１Ａを介して冗長検出回路１０Ａに入力することができる。
As described above, according to the second embodiment, even in the configuration in which the
（第３実施形態）
図３に示す第３実施形態は、第２実施形態の冗長検出回路１０Ａの具体構成例である。冗長検出回路１０Ａは、分圧回路１３，コンパレータ１４及び基準電源１５を備えている。分圧回路１３は抵抗素子１３ａ及び１３ｂの直列回路であり、両者の共通接続点はコンパレータ１４の非反転入力端子に接続されている。基準電源１５は電圧が変更可能であり、マイコン５Ａが制御指令として出力する電圧設定指令によって基準電圧が設定される。その基準電圧は、コンパレータ１４の反転入力端子に与えられる。コンパレータ１４の出力信号は、通信回路１１Ａ及び絶縁結合素子１２を介してマイコン５Ａに出力される。
(Third Embodiment)
The third embodiment shown in FIG. 3 is a specific configuration example of the
（第４実施形態）
図４に示す第４実施形態は、第３実施形態の冗長検出回路１０Ａに替わる冗長検出回路１０Ｂの具体構成例である。冗長検出回路１０Ｂは、コンパレータ１４及び基準電源１５に替えて、Ａ／Ｄコンバータ１６及び判定回路１７を備えている。Ａ／Ｄコンバータ１６の入力端子は、抵抗素子１３ｂの両端に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ１６は、抵抗素子１３ｂの端子電圧をＡ／Ｄ変換し、変換したデータを判定回路１７に出力する。判定回路１７は、マグニチュードコンパレータであり、判定用の基準データ値はマイコン５Ａにより設定される。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment shown in FIG. 4 is a specific configuration example of the
（第５実施形態）
図５に示す第５実施形態は、第１実施形態の冗長検出回路１０の具体構成例である。冗長検出回路１０は、分圧回路１３及びＡ／Ｄコンバータ１６で構成され、Ａ／Ｄコンバータ１６が変換したデータは、通信回路１１によりマイコン５に出力される。そして、マイコン５が電圧の変換データについて判定を行う。通信回路１１は出力回路の一例である。
(Fifth Embodiment)
The fifth embodiment shown in FIG. 5 is a specific configuration example of the
（第６実施形態）
図６に示す第６実施形態の組電池監視装置１Ｃは、絶縁結合素子１２に替えて、監視ユニット８Ｃが無線通信部１８を備えており、それに応じて、マイコン５Ｃ側も無線通信部１９を備えている。無線通信部１８及び１９は信号伝達部の一例である。そして、監視ＩＣ３Ｃが備える通信回路８Ｃは、無線通信部１８との間で有線通信を行い、無線通信部１８及び１９を介してマイコン５Ｃと通信する。電源ＩＣ４Ｃが備える通信回路１１Ｃも同様に、無線通信部１８との間で有線通信を行う。
(Sixth Embodiment)
In the assembled battery monitoring device 1C of the sixth embodiment shown in FIG. 6, the monitoring unit 8C is provided with the
（第７実施形態）
図７に示す第７実施形態は、例えば第２実施形態の複数の監視ユニット６Ａがそれぞれ有している絶縁結合素子をフォトカプラ１２として図示し、複数のフォトカプラ１２とマイコン５Ａとの接続形態を具体的に示している。尚、マイコン５Ａは、その他の周辺回路と共にＥＣＵ２０を構成している。
(7th Embodiment)
In the seventh embodiment shown in FIG. 7, for example, the insulating coupling element each of the plurality of
フォトカプラ１２の出力側であるフォトトランジスタのコレクタは、それぞれマイコン５Ａの入力端子に個別に接続されている。また、前記コレクタは、ＥＣＵ２０側の電源にプルアップされている。そして、フォトトランジスタのエミッタは、ＥＣＵ２０側のグランドに共通に接続されている。
The collectors of the phototransistors on the output side of the
次に、第７実施形態の作用について説明する。図８に示すように、フォトカプラ１２は通常時はオフ状態にあり、対応するマイコン５Ａの入力端子はハイレベルを示している。フォトカプラ１２がオン状態で固着していれば、上記入力端子はローレベルを示す。冗長検出回路１０Ａは、監視対象である電池ブロック２の電圧が基準電圧を上回ると、フォトカプラ１２に出力する信号をハイレベルにする。したがって、監視対象電圧が異常であればマイコン５Ａの入力端子はローレベルを示すので、マイコン５Ａは異常の発生を判定する。
Next, the operation of the seventh embodiment will be described. As shown in FIG. 8, the
また、監視周期とは異なるタイミングで、例えばマイコン５Ａが冗長検出回路１０Ａの基準電圧を一時的に低く設定してコンパレータ１４の出力信号をハイレベルにすることで、フォトカプラ１２がオフ状態で固着しているか否かを判断できる。また、これは冗長検出回路１０Ａの機能が正常か否かの判断にもなる。この時、マイコン５Ａの入力端子がローレベルを示せば正常であり、ハイレベルのままであればフォトカプラ１２のオフ固着，又は冗長検出回路１０Ａの機能不全が検出できる。
Further, at a timing different from the monitoring cycle, for example, the
以上のように第７実施形態によれば、監視ユニット６Ａ及びマイコン５Ａ間の配線数は多くなるが、消費電流を低減でき、異常が検出された電池ブロック２の位置を特定できる。
As described above, according to the seventh embodiment, the number of wires between the
（第８実施形態）
図９に示す第８実施形態は、マイコン５Ａと複数のフォトカプラ１２とを、監視ＩＣ３Ａと同様にデイジーチェーン接続した場合を示す。すなわち、最上段に位置するフォトカプラ１２のフォトトランジスタのコレクタは、マイコン５Ａの出力端子に接続されており、最下段に位置するフォトカプラ１２のフォトトランジスタのエミッタは、マイコン５Ａの入力端子に接続されていると共に、グランドにプルダウンされている。
(8th Embodiment)
The eighth embodiment shown in FIG. 9 shows a case where the
次に、第８実施形態の作用について説明する。マイコン５Ａは出力端子を常時ハイレベルにする。また、冗長検出回路１０Ａは、コンパレータ１４の反転入力端子，非反転入力端子の接続を入れ替えることで通常時にハイレベルを出力し、異常検出時にローレベルを出力する。したがって、マイコン５Ａの入力端子は正常時にローレベルを示し、異常検出時はハイレベルを示す。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described. The
この場合、図１０に示すように、通常時に行う電圧監視動作とフォトカプラ１２のオフ固着診断，又は冗長検出回路１０Ａの機能不全検出は同じパターンとなる。フォトカプラ１２のオン固着診断は、診断対象の冗長検出回路１０Ａだけにローレベルを出力させ、その際にマイコン５Ａの入力端子がローレベルを示せば正常となる。
以上のように第８実施形態によれば、監視ユニット６Ａ及びマイコン５Ａ間の配線数を低減できる。
In this case, as shown in FIG. 10, the voltage monitoring operation performed in the normal state and the off-stick diagnosis of the
As described above, according to the eighth embodiment, the number of wires between the
（第９実施形態）
第９実施形態は、電源回路９の構成例を簡易的に示す。図１１Ａは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ及びコンデンサの直列回路を備えるシリーズ電源である。ＦＥＴのドレインに入力電圧Ｖinが印加され、ＦＥＴのソースより出力電圧Ｖoutが出力される。
(9th Embodiment)
The ninth embodiment simply shows a configuration example of the power supply circuit 9. FIG. 11A is a series power supply including a series circuit of an N-channel MOSFET and a capacitor. The input voltage Vin is applied to the drain of the FET, and the output voltage Vout is output from the source of the FET.
図１１Ｂは、複数のスイッチ及びコンデンサの組合せからなるスイッチトキャパシタ電源である。スイッチＳ１，コンデンサＣfly，スイッチＳ２及びコンデンサＣoutの直列回路を備え、スイッチＳ２及びコンデンサＣoutの直列回路にはスイッチＳ３が並列に接続され、コンデンサＣfly及びスイッチＳ２の直列回路にはスイッチＳ４が並列に接続されている。スイッチＳ１の上端に入力電圧Ｖinが印加され、スイッチＳ２及びコンデンサＣoutの共通接続点より出力電圧Ｖoutが出力される。 FIG. 11B is a switched capacitor power supply including a combination of a plurality of switches and capacitors. A series circuit of switch S1, capacitor Cfly, switch S2 and capacitor Cout is provided, switch S3 is connected in parallel to the series circuit of switch S2 and capacitor Cout, and switch S4 is connected in parallel to the series circuit of capacitor Cfly and switch S2. It is connected. The input voltage Vin is applied to the upper end of the switch S1, and the output voltage Vout is output from the common connection point of the switch S2 and the capacitor Cout.
図１１Ｃは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴと逆方向ダイオードとの直列回路，及び良哉の共通接続点に接続されるインダクタを備えるスイッチング電源を示す。ＦＥＴのドレインに入力電圧Ｖinが印加され、ＦＥＴのソースよりインダクタを介して出力電圧Ｖoutが出力される。 FIG. 11C shows a switching power supply including a series circuit of an N-channel MOSFET and a reverse diode and an inductor connected to a common connection point of Yoshiya. The input voltage Vin is applied to the drain of the FET, and the output voltage Vout is output from the source of the FET via the inductor.
（第１０実施形態）
図１２に示す第１０実施形態の組電池監視装置２１は、電源ＩＣ２２にブロック均等化回路２３を備えた構成である。一般に監視ＩＣは、単位セル間の電圧均等化を行う回路を備えている。また、電池ブロック間の電圧も別途均等化する必要があるため、別途ブロック均等化回路を設けている。ブロック均等化回路により電池ブロックを構成する複数の単位セルをまとめて放電させることで、単位セル間の均等化を行う際に流れる電流を低減できる。
(10th Embodiment)
The assembled
従来、ブロック均等化回路は、監視ＩＣの内部に配置されていたため、監視ＩＣが故障すると、電池ブロックの電圧を均等化する機能も失われてしまう。ブロック均等化回路を監視ＩＣと独立に設けることで上記のリスクを回避できるが、この場合、コストアップを招いてしまう。 Conventionally, since the block equalization circuit is arranged inside the monitoring IC, if the monitoring IC fails, the function of equalizing the voltage of the battery block is also lost. The above risk can be avoided by providing the block equalization circuit independently of the monitoring IC, but in this case, the cost increases.
そこで、第１０実施形態では、電源ＩＣ２２にブロック均等化回路２３を備えることで監視ユニット２４を構成する。これにより、コストアップを招くことなく電池ブロックの電圧均等化機能を極力保持できる。ブロック均等化回路２３の具体構成例として、図１３Ａは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴのカレントミラー回路と可変電流源との組み合わせを示す。可変電流源はカレントミラー回路の主電流経路に接続され、ミラー電流経路に電池ブロック２の電源電圧Ｖｉｎが印加される。また図１３Ｂは、抵抗素子とＮチャネルＭＯＳＦＥＴとの直列回路を備える構成であり、抵抗素子の上端に電源電圧Ｖｉｎが印加される。
Therefore, in the tenth embodiment, the
（第１１実施形態）
第１１実施形態は、ブロック均等化回路２３の制御形態を示す。監視ＩＣ３の動作用電源は電源回路９より供給されるので、その電源供給経路に、図１４に示すようにシャント抵抗２５を配置する。そして、監視ＩＣ３に電流検出器回路２６を備え、シャント抵抗２５の端子電圧を検出することで自身の消費電流を検出し、検出結果をマイコン５に送信する。
(11th Embodiment)
The eleventh embodiment shows a control mode of the
例えば、監視ＩＣ３（１）の消費電流Ｉoutに対し、監視ＩＣ３（２）の消費電流が１０ｍＡ多い場合には、マイコン５は監視ユニット２４（１）のブロック均等化回路２３（１）を動作させ、１０ｍＡの均等化電流を流すように監視ＩＣ３（１）に制御指令を出力する。尚、同図では、監視ＩＣ３，電源ＩＣモジュール２２間で通信を行う回路の図示を省略している。
For example, when the current consumption of the monitoring IC 3 (2) is 10 mA higher than the current consumption Iout of the monitoring IC 3 (1), the
（第１２実施形態）
図１５に示す第１２実施形態は、ブロック均等化回路２３の別の制御形態を示す。監視ＩＣ３は、各単位セル７の端子電圧を検出する電圧検出回路２７を備えている。これにより、各単位セル７の端子電圧の合計値，又は電池ブロック２の端子電圧をマイコン５に送信する。マイコン５は、時間経過に伴う各電池ブロック２の電圧低下度合いを計算し、低下度合いがより大きい電池ブロック２の監視ＩＣ３は消費電流がより多いと判断する。そして、消費電流が少ない監視ユニット２４（１）のブロック均等化回路２３（１）を動作させ、均等化電流を流すように監視ＩＣ３（１）に制御指令を出力する。
(12th Embodiment)
The twelfth embodiment shown in FIG. 15 shows another control mode of the
（第１３実施形態）
第１３実施形態も、ブロック均等化回路２３の別の制御形態を示す。マイコン５は、第１２実施形態と同様の構成において、各監視ＩＣ３より送信される電池ブロック２の電圧情報に基づいてそれぞれのＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。ＳＯＣがより少ない電池ブロック２の監視ＩＣ３は消費電流がより多いと判断する。そして、ＳＯＣがより多い監視ユニット２４（１）のブロック均等化回路２３（１）を動作させ、均等化電流を流すように監視ＩＣ３（１）に制御指令を出力する。
(13th Embodiment)
The thirteenth embodiment also shows another control embodiment of the
（第１４実施形態）
第１４実施形態は、組電池監視装置３１を示す。図１６に示すように、組電池監視装置３１は、電池ブロック３２の両端に接続される監視ＩＣ３３，電源ＩＣ３４及びマイクロコンピュータ３５を備えている。以下、マイコン３５と称すが、マイコン５は制御装置の一例である。また、監視ＩＣ３３及び電源ＩＣ３４は、監視ユニット３６を構成している。電池ブロック３２は、複数の単位セル３７が直列に接続されたものであり、単位セル３７は、例えばリチウムイオン電池のような二次電池である。また、実際には複数の電池ブロック３２が直列に接続されて組電池を構成しており、それに応じて監視ユニット３６も複数存在するが、図１６では１組だけ示している。すなわち、マイコン３５と複数の監視ＩＣ３３とはデイジーチェーン接続されている。
(14th Embodiment)
The 14th embodiment shows the assembled
監視ＩＣ３３は、セル均等化回路３８，制御回路３９，通信回路４０及びその他の内部回路４１を備えている。セル均等化回路３８は、各単位セル３７の両端に接続される放電用抵抗Ｒｄ＋，Ｒｄ−と、これらの間に接続される放電用スイッチ４２とを備えている。ある単位セル３７の負側に接続される放電用抵抗Ｒｄ−は、その１段下の単位セル３７の正側に接続される放電用抵抗Ｒｄ＋を兼用している。放電用スイッチ４２のオンオフ制御は制御回路３９が行う。制御回路３９は、通信回路４０を介してマイコン３５と通信を行うが、送信経路，受信経路には、それぞれ絶縁インターフェイス４３Ｓ，４３Ｒが介在している。
The
電源ＩＣ３４は、電源回路４４，ブロック均等化回路４５，制御回路４６，ウォッチドッグタイマ４７及び通信回路４８を備えている。電源回路４４は、電池ブロック３２の端子電圧より監視ＩＣ３３等の動作用電源を生成する。ブロック均等化回路４５は、電池ブロック３２の両端に接続される放電用スイッチ４９及び定電流源５０の直列回路を備えている。定電流源５０は、定電流値を変更設定可能である。放電用スイッチ４９のオンオフ制御及び定電流源５０の定電流値設定は、制御回路４６が行う。
The
制御回路４６は、設定値保持回路５１を備えている。設定値保持回路５１には、放電用スイッチ４９のオン設定時間等が保持されている。ウォッチドッグタイマ４７は、制御回路４６の動作状態を監視する。通信回路４８は、マイコン３５と制御回路４６とが通信を行うために使用され、マイコン３５が送信した信号は、絶縁インターフェイス５２を介して通信回路４８に入力される。
The
次に、本実施形態の作用について説明する。図１７に示すように、マイコン３５が電源ＩＣ３４に対して、電池ブロック３２の均等化を行う際の電流設定コマンドを送信すると、処理が開始される。電流設定コマンドが「ＯＦＦ」であれば、放電用スイッチ４９をオフ状態に保持する（Ｓ１）。同コマンドが「ＯＮ」であれば、放電用スイッチ４９をオンにすると共に、定電流源５０の定電流値を上記コマンドにて指定された値に設定する（Ｓ２）。そして、制御回路４６は、放電用スイッチ４９のオン時間をカウントするための図示しないカウンタによるカウントアップ動作を開始させると共に（Ｓ５）、ウォッチドッグタイマ４７にもカウントアップ動作を開始させる（Ｓ３）。
Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 17, when the
勿論、ウォッチドッグタイマ４７に設定する監視時間は、放電用スイッチ４９のオン時間よりも長くする。制御回路４６のカウンタが正常に動作して、設定された時間の計時を完了すれば（Ｓ６）ウォッチドッグタイマ４７の動作を停止させてステップＳ１に移行する。ウォッチドッグタイマ４７の動作が制御回路４６により停止されることなくオーバーフローすると（Ｓ４）、ウォッチドッグタイマ４７によりステップＳ１が実行される。
Of course, the monitoring time set in the
以上のように第１４実施形態によれば、監視ＩＣ３３は電池ブロック３２に接続されて電池ブロック３２の電圧を監視する。電源回路４４は、電池ブロック３２から供給される電源より、監視ＩＣ３３に供給する電源を生成する。そして、監視ＩＣ３３にセル均等化回路３８を備え、電源ＩＣ３４には、ブロック均等化回路４５と当該回路４５を制御する制御回路４６と備える。このように、２種類の均等化回路３８，４５を異なるＩＣ３３，３４に配置することで、電圧の均等化動作に伴い各ＩＣ３３，３４に流れる放電電流の増大を抑制できる。また、ブロック均等化回路４５の制御を電源ＩＣ３４側で独立に行うことができる。
As described above, according to the 14th embodiment, the monitoring
そして、電源ＩＣ３４に、マイコン３５からの制御指令を受信して制御回路４６に入力する通信回路４８を備え、マイコン３５は、前記制御指令によりブロック均等化回路４５の動作を制御する。このように構成すれば、マイコン３５がブロック均等化回路４５の動作を制御するための指令を、通信回路４８を介して電源ＩＣ３４に直接与えることができる。
Then, the
また、マイコン３５は、ブロック均等化回路４５により対応する電池ブロック３２を放電させるタイミングを制御するので、監視ＩＣ３３側のセル均等化回路３８が故障により動作しない場合でも、ブロック均等化回路４５による放電を行わせることができる。
Further, since the
（第１５実施形態）
以下、第１４実施形態と異なる部分について説明する。図１８に示す第１５実施形態の組電池監視装置３１Ａは、監視ＩＣ３３Ａが通信回路４０に替わる通信インターフェイス５３を備える。また、電源ＩＣ３４Ａは、通信回路４８に替わる通信インターフェイス５４を備える。そして、通信インターフェイス５３，５４間は、直接通信可能となっており、マイコン３５Ａからブロック均等化回路４５の制御指令は、通信インターフェイス５３及び５４を経由して与えられる。
(15th Embodiment)
Hereinafter, parts different from the 14th embodiment will be described. The assembled
（第１６実施形態）
図１９に示す第１６実施形態の組電池監視装置３１Ｂは、監視ユニット３６Ｂが無線通信部５５を備えており、それに応じて、マイコン５Ｃ側も無線通信部５６を備えている。無線通信部５５及び５６は信号伝達部の一例である。そして、監視ＩＣ３３Ｂが備える通信回路４０Ｂは、無線通信部５５との間で有線通信を行い、無線通信部５５及び５６を介してマイコン３５Ｂと通信する。電源ＩＣ３４Ｂが備える通信回路４８Ｂも同様に、無線通信部５５との間で有線通信を行う。
(16th Embodiment)
In the assembled
（第１７実施形態）
第１７実施形態は、ブロック均等化回路４５の制御形態を示す。監視ＩＣ３３の動作用電源は電源回路４４より供給されるので、その電源供給経路に、図２０に示すようにシャント抵抗５７を配置する。そして、監視ＩＣ３３に電流検出回路５８を備え、シャント抵抗５７の端子電圧を検出することで自身の消費電流を検出し、検出結果をマイコン３５に送信する。
(17th Embodiment)
The seventeenth embodiment shows a control mode of the
例えば、監視ＩＣ３３（１）の消費電流Ｉoutに対し、監視ＩＣ３３（２）の消費電流が１０ｍＡ多い場合には、マイコン３５は監視ユニット３６（１）のブロック均等化回路４５（１）を動作させ、１０ｍＡの均等化電流を流すように監視ＩＣ３３（１）に制御指令を出力する。尚、同図では、監視ＩＣ３３，電源ＩＣ３４間で通信を行う回路の図示を省略している。
For example, when the current consumption of the monitoring IC 33 (2) is 10 mA more than the current consumption Iout of the monitoring IC 33 (1), the
（第１８実施形態）
図２１に示す第１８実施形態は、ブロック均等化回路４５の別の制御形態を示す。監視ＩＣ３３は、各単位セル７の端子電圧を検出する電圧検出回路５９を備えている。これにより、各単位セル３７の端子電圧の合計値，又は電池ブロック３２の端子電圧をマイコン３５に送信する。マイコン３５は、時間経過に伴う各電池ブロック２の電圧低下度合いを計算し、低下度合いがより大きい電池ブロック３２の監視ＩＣ３３は消費電流がより多いと判断する。そして、消費電流が少ない監視ユニット３６（１）のブロック均等化回路４５（１）を動作させ、均等化電流を流すように監視ＩＣ３３（１）に制御指令を出力する。
(18th Embodiment)
The eighteenth embodiment shown in FIG. 21 shows another control embodiment of the
（第１９実施形態）
第１９実施形態も、ブロック均等化回路４５の別の制御形態を示す。マイコン３５は、第１８実施形態と同様の構成において、各監視ＩＣ３３より送信される電池ブロック３２の電圧情報に基づいてそれぞれのＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。ＳＯＣがより少ない電池ブロック３２の監視ＩＣ３３は消費電流がより多いと判断する。そして、ＳＯＣがより多い監視ユニット３６（１）のブロック均等化回路４５（１）を動作させ、均等化電流を流すように監視ＩＣ３３（１）に制御指令を出力する。
(19th Embodiment)
The nineteenth embodiment also shows another control embodiment of the
（第２０実施形態）
第２０実施形態は、電源回路４４の構成例を簡易的に示す。図２２Ａは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ及びコンデンサの直列回路を備えるシリーズ電源である。ＦＥＴのドレインに入力電圧Ｖinが印加され、ＦＥＴのソースより出力電圧Ｖoutが出力される。
(20th Embodiment)
The twentieth embodiment simply shows a configuration example of the
図２２Ｂは、複数のスイッチ及びコンデンサの組合せからなるスイッチトキャパシタ電源を示す。スイッチＳ１，コンデンサＣfly，スイッチＳ２及びコンデンサＣoutの直列回路を備え、スイッチＳ２及びコンデンサＣoutの直列回路にはスイッチＳ３が並列に接続され、コンデンサＣfly及びスイッチＳ２の直列回路にはスイッチＳ４が並列に接続されている。スイッチＳ１の上端に入力電圧Ｖinが印加され、スイッチＳ２及びコンデンサＣoutの共通接続点より出力電圧Ｖoutが出力される。 FIG. 22B shows a switched capacitor power supply composed of a combination of a plurality of switches and capacitors. A series circuit of switch S1, capacitor Cfly, switch S2 and capacitor Cout is provided, switch S3 is connected in parallel to the series circuit of switch S2 and capacitor Cout, and switch S4 is connected in parallel to the series circuit of capacitor Cfly and switch S2. It is connected. The input voltage Vin is applied to the upper end of the switch S1, and the output voltage Vout is output from the common connection point of the switch S2 and the capacitor Cout.
図２２Ｃは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴと逆方向ダイオードとの直列回路，及び良哉の共通接続点に接続されるインダクタを備えるスイッチング電源を示す。ＦＥＴのドレインに入力電圧Ｖinが印加され、ＦＥＴのソースよりインダクタを介して出力電圧Ｖoutが出力される。 FIG. 22C shows a switching power supply including a series circuit of an N-channel MOSFET and a reverse diode and an inductor connected to a common connection point of Yoshiya. The input voltage Vin is applied to the drain of the FET, and the output voltage Vout is output from the source of the FET via the inductor.
（第２１実施形態）
第２１実施形態は、ブロック均等化回路４５の具体構成例を簡易的に示す。図２３Ａは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴのカレントミラー回路と可変電流源との組み合わせである。可変電流源はカレントミラー回路の主電流経路に接続され、ミラー電流経路に電池ブロック２の電源電圧Ｖｉｎが印加される。また図２３Ｂは、抵抗素子とＮチャネルＭＯＳＦＥＴとの直列回路を備える構成であり、抵抗素子の上端に電源電圧Ｖｉｎが印加される。
(21st Embodiment)
The 21st embodiment simply shows a specific configuration example of the
（第２２実施形態）
第２２実施形態は、組電池監視装置６１を示す。図２４に示すように、組電池監視装置６１は、電池ブロック６２の両端に接続される監視ＩＣ６３，電源ＩＣ６４及び制御装置６５を備えている。また、監視ＩＣ６３及び電源ＩＣ６４は、監視ユニット６６を構成している。電池ブロック６２は、複数の単位セル６７が直列に接続されたものであり、単位セル６７は、例えばリチウムイオン電池のような二次電池である。また、実際には多数の電池ブロック６２が直列に接続されて組電池を構成しており、それに応じて監視ユニット６６も複数存在するが、図２４では２組だけ示している。すなわち、制御装置６５と複数の監視ＩＣ６３とはデイジーチェーン接続されている。
(22nd Embodiment)
The 22nd embodiment shows the assembled
監視ＩＣ６３は、図示しないセル均等化回路や通信インターフェイス６８やその他の内部回路６９を備えている。監視ＩＣ６３は、通信回路インターフェイス６８及び外部の通信回路７０Ｒ，７０Ｓ並びに制御装置６５側の通信回路７１Ｒ，７１Ｓを介して制御装置６５と通信を行う。
The
電源ＩＣ６４は、スイッチトキャパシタ電源回路７２，モード判定回路７３，制御回路７４及び通信インターフェイス７５を備えている。以下、単に電源回路７２と称する。電源回路７２は、電池ブロック６２の端子電圧より監視ＩＣ６３等の動作用電源を生成するもので、電池ブロック６２の両端に接続される４つのスイッチＳ１〜Ｓ４の直列回路と、スイッチＳ１及びＳ２並びにＳ３及びＳ４の共通接続点間に接続されるコンデンサＣ１，スイッチＳ２及びＳ３の共通接続点とグランドとの間に接続されるコンデンサＣ２とで構成される。
The
モード判定回路７３は、電池ブロック６２の端子電圧に応じて、電源回路７２の動作モードの切り換え判定を行い、判定結果を制御回路７４及び通信インターフェイス７５に出力する。スイッチＳ１〜Ｓ４のオンオフ制御は、制御回路７４により行われる。通信インターフェイス７５は、外部の通信回路７６を介して制御装置６５と通信を行う。通信回路７６は、ＩＣ−装置間通信回路の一例である。
The
図２５に示すように、電源回路７２の動作モードは入力電圧ＶＩＮをコンデンサＣ１及びＣ２の直列回路で受けて、電圧Ｖｏｕｔを出力する際にはコンデンサＣ１及びＣ２を並列に接続する２：１モードと、入力電圧ＶｉｎをコンデンサＣ１及びＣ２の並列回路で受ける１：１モードとがある。図２６に示すように、１：１モードの場合の入力電流は出力電流に等しいが、２：１モードの場合の入力電流は出力電流の１／２となる。１：１モードは高消費電流モードに相当し、２：１モードは低消費電流モードに相当する。
As shown in FIG. 25, the operation mode of the
次に、本実施形態の作用について説明する。尚、以下において「独立制御」とは電源ＩＣ６４自身が入力電圧Ｖｉｎをモニタしてモード判定を行い、電源回路７２の動作モードを切り替えることを言う。また、「強制制御」とは、制御装置６５が電源回路７２の動作モードを指定して強制的に切り替えることを言う。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the following, "independent control" means that the
初期状態では、何れの電源ＩＣ６４も「独立制御」であるとする。図２７に示すように、電源ＩＣ６４（１），６４（２）のモード判定回路７３（１），７３（２）は、それぞれの電池ブロック６２（１），６２（２）の端子電圧Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２が、監視ＩＣ６３の電源電圧Ｖｏｕｔの２倍を超えていれば、電源回路７２（１），７２（２）の動作モードを何れも２：１モードと判定する（Ｓ１１）。この場合、
Ｉｉｎ１＝Ｉｏｕｔ１×０．５，Ｉｉｎ２＝Ｉｏｕｔ２×０．５
となる。
In the initial state, it is assumed that any
Iin1 = Iout1 × 0.5, Iin2 = Iout2 × 0.5
Will be.
この状態から、例えば電池ブロック６２（１）の端子電圧Ｖｉｎ１が電源電圧Ｖｏｕｔの２倍を下回るようになると、モード判定回路７３（１）は電源回路７２（１）の動作モードを１：１モードと判定する。これにより、Ｉｉｎ１＝Ｉｏｕｔ１となる（Ｓ１２）。電源回路７２（１）の動作モードが１：１モードに切り替わったことは、通信インターフェイス７５（１）及び通信回路７６（１）を介して制御装置６５に送信される（Ｓ１３）。
From this state, for example, when the terminal voltage Vin1 of the battery block 62 (1) becomes lower than twice the power supply voltage Vout, the mode determination circuit 73 (1) sets the operation mode of the power supply circuit 72 (1) to 1: 1. Is determined. As a result, Iin1 = Iout1 (S12). The fact that the operation mode of the power supply circuit 72 (1) has been switched to the 1: 1 mode is transmitted to the
すると、制御装置６５は、電源回路７２（２）の動作モードを１：１モードに切り替える制御指令を、通信回路７１Ｓ，通信インターフェイス６８（１），通信回路７０Ｒ（２），通信インターフェイス６８（２）及び７５（１）を介して制御回路７４（２）に送信する。これにより「強制制御」となり、電源回路７２（２）の動作モードは１：１モードに切り替えられる（Ｓ１４）。
Then, the
次にこの状態から、電池ブロック６２（１）の端子電圧Ｖｉｎ１が電源電圧Ｖｏｕｔの２倍を上回るようになると、モード判定回路７３（１）は電源回路７２（１）の動作モードを２：１モードと判定し、電源回路７２（１）の動作モードは２：１モードに切り替わる（Ｓ１５）。電源回路７２（１）の動作モードが２：１モードに切り替わったことは、制御装置６５に送信される（Ｓ１６）。 Next, from this state, when the terminal voltage Vin1 of the battery block 62 (1) exceeds twice the power supply voltage Vout, the mode determination circuit 73 (1) sets the operation mode of the power supply circuit 72 (1) to 2: 1. The mode is determined, and the operation mode of the power supply circuit 72 (1) is switched to the 2: 1 mode (S15). The fact that the operation mode of the power supply circuit 72 (1) has been switched to the 2: 1 mode is transmitted to the control device 65 (S16).
すると、制御装置６５は、電源回路７２（２）の「強制制御」を解除する制御指令を制御回路７４（２）に送信する（Ｓ１７）。これにより、電源ＩＣ６４（２）は「独立制御」となり、ステップＳ１１の状態に復帰する。
Then, the
以上のように第２２実施形態によれば、監視ＩＣ６３は電池ブロック６２に接続されて電池ブロック６２の電圧を監視する。電源ＩＣ６４は、電池ブロック６２から供給される電源より、監視ＩＣ６３に供給する電源を生成する。制御装置６５は、監視ＩＣ６３と通信を行い監視ユニット６６を制御する。
As described above, according to the 22nd embodiment, the monitoring
電源ＩＣ６４は、スイッチトキャパシタ電源回路７２と、電池ブロック６２の端子電圧に応じて電源回路７２の動作モードを低／高消費電流モードに切り替えるモード判定回路７３及び制御回路４４を備える。モード判定回路７３は、電源回路７２の動作モードを制御装置６５に送信し、制御装置６５は、何れか１つの監視ユニット６６における電源回路７２の動作モードが２：１モードから１：１モードに切り替わると、その他の監視ユニット６６の同動作モードを１：１モードに強制的に切り替える制御指令を送信する。前記制御指令を受信した監視ユニット６６の制御回路７４は、電源回路７２の動作モードを１：１モードに切り替える。このように構成すれば、各電池ブロック６２間の容量がばらつくことを抑制できる。
The
また、監視ユニット６６は、電源ＩＣ６４と制御装置６５との間で通信を行うための通信回路７６を備え、モード判定回路７３は、電源回路７２の動作モードを通信回路７６を介して制御装置６５に送信する。このように構成すれば、モード判定回路７３は、電源回路７２の動作モードを制御装置６５に直接送信できる。
Further, the
（第２３実施形態）
以下、第２２実施形態と異なる部分について説明する。図２８に示す組電池監視装置６１Ａは、組電池監視装置６１より通信回路７６を削除した構成である。例えばモード判定回路７３（１）が制御装置６５に電源回路７２（１）の動作モードを送信する際には、通信インターフェイス７５（１）及び６８（１）、通信回路７０Ｓ（１），７０Ｒ（２），通信インターフェイス７５（２），通信回路７０Ｓ（２）を介して制御装置６５に送信される。通信インターフェイス７５及び６８は、ＩＣ間通信回路の一例である。このように構成すれば、通信回路７６を不要とすることができる。
(23rd Embodiment)
Hereinafter, parts different from the 22nd embodiment will be described. The assembled
（第２４実施形態）
第２４実施形態は、スイッチトキャパシタ電源回路のその他の構成例を示す。図２９Ａは、電源回路７２と同様の構成において、入力電圧ＶｉｎをコンデンサＣ１及びＣ２の並列回路で受けて、電圧Ｖｏｕｔを出力する際にはコンデンサＣ１及びＣ２を直列に接続する１：２モードを示す。
(24th Embodiment)
The 24th embodiment shows other configuration examples of the switched capacitor power supply circuit. FIG. 29A shows a 1: 2 mode in which the input voltage Vin is received by the parallel circuit of the capacitors C1 and C2 and the capacitors C1 and C2 are connected in series when the voltage Vout is output in the same configuration as the
図２９Ｂは、３個のコンデンサを用い、入力電圧ＶｉｎをコンデンサＣ１〜Ｃ３の直列回路で受けて、電圧Ｖｏｕｔを出力する際にはコンデンサＣ１〜Ｃ３を並列に接続する３：１モードを示す。図２９Ｃは、同じく３個のコンデンサを用い、入力電圧ＶｉｎをコンデンサＣ１〜Ｃ３の直列回路で受けて、電圧Ｖｏｕｔを出力する際にはコンデンサＣ２及びＣ３を並列に接続する３：２モードを示す。 FIG. 29B shows a 3: 1 mode in which three capacitors are used, the input voltage Vin is received by the series circuit of the capacitors C1 to C3, and the capacitors C1 to C3 are connected in parallel when the voltage Vout is output. FIG. 29C shows a 3: 2 mode in which three capacitors are also used, the input voltage Vin is received by the series circuit of the capacitors C1 to C3, and the capacitors C2 and C3 are connected in parallel when the voltage Vout is output. ..
（その他の実施形態）
絶縁結合素子はフォトカプラに限らない。
電圧の監視周期等については、個別の設計に応じて適宜設定すれば良い。
二次電池は、リチウム電池に限らない。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
(Other embodiments)
The insulating coupling element is not limited to the photocoupler.
The voltage monitoring cycle and the like may be appropriately set according to the individual design.
The secondary battery is not limited to a lithium battery.
Although the present disclosure has been described in accordance with the examples, it is understood that the present disclosure is not limited to the examples and structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within an equal range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are also within the scope of the present disclosure.
図面中、１は組電池監視装置、２は電池ブロック、３は監視ＩＣ、４は電源ＩＣ、５はマイクロコンピュータ、６は監視ユニット、７は単位セル、８は通信回路、９は電源回路、１０は冗長検出回路、１１は通信回路、１２は絶縁結合素子を示す。 In the drawing, 1 is an assembled battery monitoring device, 2 is a battery block, 3 is a monitoring IC, 4 is a power supply IC, 5 is a microcomputer, 6 is a monitoring unit, 7 is a unit cell, 8 is a communication circuit, and 9 is a power supply circuit. 10 is a redundant detection circuit, 11 is a communication circuit, and 12 is an insulating coupling element.
Claims (16)
前記監視ＩＣと通信を行い、前記監視ユニットを制御する制御装置（５）とを備える組電池監視装置において、
前記冗長検出回路は、前記電源ＩＣのパッケージ内に配置され、
前記監視ユニットは、前記冗長検出回路からの出力信号を、異なる信号形態に変換してから前記制御装置に入力するための信号伝達部（１２，１８，１９）を備える組電池監視装置。 A monitoring IC (3) connected to a battery block (2) in which a plurality of unit cells (7) are connected in series to monitor the voltage of the battery block, and a power supply supplied from the battery block to the monitoring IC. A plurality of monitoring units (6) including a power supply IC (4) for generating a power supply to be supplied and a redundant detection circuit (10) for detecting an abnormality related to the voltage of the battery block.
In an assembled battery monitoring device including a control device (5) that communicates with the monitoring IC and controls the monitoring unit.
The redundant detection circuit is arranged in the package of the power supply IC.
The monitoring unit is an assembled battery monitoring device including signal transmission units (12, 18, 19) for converting an output signal from the redundant detection circuit into a different signal form and then inputting the output signal to the control device.
前記制御装置が前記冗長検出回路を制御するための制御指令は、前記監視ＩＣ及び前記ＩＣ間通信回路を介して前記冗長検出回路に入力される請求項１記載の組電池監視装置。 An IC-to-IC communication circuit (8A, 11A) for communicating between the monitoring IC and the redundant detection circuit is provided.
The assembled battery monitoring device according to claim 1, wherein a control command for the control device to control the redundant detection circuit is input to the redundant detection circuit via the monitoring IC and the IC-to-IC communication circuit.
この分圧回路により分圧された電圧を基準電圧と比較するコンパレータ（１４）と、
前記基準電圧を可変設定する基準電圧回路（１５）とを備え、
前記制御装置は、前記制御指令として前記基準電圧を設定する指令を与える請求項２記載の組電池監視装置。 The redundant detection circuit includes a voltage dividing circuit (13) that divides the terminal voltage of the battery block.
A comparator (14) that compares the voltage divided by this voltage divider circuit with the reference voltage,
A reference voltage circuit (15) for variably setting the reference voltage is provided.
The assembled battery monitoring device according to claim 2, wherein the control device gives a command to set the reference voltage as the control command.
この分圧回路により分圧された電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ（１６）と、
このＡ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換されたデータを、前記信号伝達部を介して前記制御装置に出力する出力回路（１１Ａ）とを備える請求項２記載の組電池監視装置。 The redundant detection circuit includes a voltage dividing circuit (13) that divides the terminal voltage of the battery block.
An A / D converter (16) that A / D converts the voltage divided by this voltage divider circuit,
The assembled battery monitoring device according to claim 2, further comprising an output circuit (11A) that outputs data A / D converted by the A / D converter to the control device via the signal transmission unit.
この分圧回路により分圧された電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ（１６）と、
このＡ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換されたデータを、基準値と比較して判定する判定回路（１７）と、
この判定回路の判定結果を、前記信号伝達部を介して前記制御装置に出力する出力回路（１１Ａ）とを備える請求項２記載の組電池監視装置。 The redundant detection circuit includes a voltage dividing circuit (13) that divides the terminal voltage of the battery block.
An A / D converter (16) that A / D converts the voltage divided by this voltage divider circuit,
A determination circuit (17) that determines the data converted to A / D by this A / D converter by comparing it with a reference value, and
The assembled battery monitoring device according to claim 2, further comprising an output circuit (11A) that outputs the determination result of the determination circuit to the control device via the signal transmission unit.
前記制御装置は、前記無線通信回路と無線通信を行う機能を備えている請求項１から５の何れか一項に記載の組電池監視装置。 The signal transmission unit is a wireless communication circuit (18, 19).
The assembled battery monitoring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control device has a function of performing wireless communication with the wireless communication circuit.
前記監視ＩＣと通信を行い、前記監視ユニットを制御する制御装置（３５）とを備える組電池監視装置において、
前記監視ＩＣは、各単位セルの電圧を均等化するセル均等化回路（３８）を備え、
前記電源ＩＣは、前記電池ブロックの端子電圧を、他の電池ブロックの端子電圧と均等化するブロック均等化回路（４５）と、
このブロック均等化回路を制御する制御回路（４６）と備える組電池監視装置。 A monitoring IC (33) connected to a battery block (32) in which a plurality of unit cells (37) are connected in series to monitor the voltage of the battery block, and a power supply supplied from the battery block to the monitoring IC. A plurality of monitoring units (36) having a power supply IC (34) for generating power to be supplied, and
In an assembled battery monitoring device including a control device (35) that communicates with the monitoring IC and controls the monitoring unit.
The monitoring IC includes a cell equalization circuit (38) that equalizes the voltage of each unit cell.
The power supply IC includes a block equalization circuit (45) that equalizes the terminal voltage of the battery block with the terminal voltage of another battery block.
An assembled battery monitoring device including a control circuit (46) that controls this block equalization circuit.
前記制御装置は、前記制御指令によって前記ブロック均等化回路の動作を制御する請求項１０記載の組電池監視装置。 The power supply IC includes a communication circuit (48) that receives a control command from the control device and inputs the control command to the control circuit.
The assembled battery monitoring device according to claim 10, wherein the control device controls the operation of the block equalization circuit by the control command.
前記制御装置は、前記ブロック均等化回路の動作を制御する制御指令を前記監視ＩＣに送信し、
前記監視ＩＣは、前記制御指令を前記ＩＣ間通信回路を介して前記電源ＩＣに送信する請求項１０記載の組電池監視装置。 An IC-to-IC communication circuit (53, 54) for communicating between the monitoring IC and the power supply IC is provided.
The control device transmits a control command for controlling the operation of the block equalization circuit to the monitoring IC.
The assembled battery monitoring device according to claim 10, wherein the monitoring IC transmits the control command to the power supply IC via the IC-to-IC communication circuit.
前記監視ＩＣと通信を行い、前記監視ユニットを制御する制御装置（６５）とを備える組電池監視装置において、
前記電源ＩＣは、複数のコンデンサ（Ｃ１〜Ｃ３）と複数のスイッチ（Ｓ１〜Ｓ４）とを有し、前記複数のスイッチのオンオフを切り替えることで、前記電池ブロックの両端に対して前記複数のコンデンサを直列に接続する状態と並列に接続する状態とを切替え可能に構成されるスイッチトキャパシタ電源回路（７２）と、
前記電池ブロックの端子電圧に応じて、前記スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを低消費電流モードと高消費電流モードとに切り替え制御する制御回路（７３，７４）とを備え、
前記制御回路は、前記スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、何れか１つの監視ユニットにおけるスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードが高消費電流モードに切り替わると、その他の監視ユニットにおけるスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを高消費電流モードに切り替える制御指令を、前記その他の監視ユニットに送信し、
前記制御指令を受信した監視ユニットの制御回路は、対応するスイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを高消費電流モードに切り替える組電池監視装置。 A monitoring IC (63) connected to a battery block (62) in which a plurality of unit cells (67) are connected in series to monitor the voltage of the battery block, and a power supply supplied from the battery block to the monitoring IC. A plurality of monitoring units (66) having a power supply IC (64) for generating power to be supplied, and
In an assembled battery monitoring device including a control device (65) that communicates with the monitoring IC and controls the monitoring unit.
The power supply IC has a plurality of capacitors (C1 to C3) and a plurality of switches (S1 to S4), and by switching the on / off of the plurality of switches, the plurality of capacitors are used for both ends of the battery block. Switched capacitor power supply circuit (72) configured to be able to switch between the state of connecting in series and the state of connecting in parallel,
A control circuit (73,74) for switching and controlling the operation mode of the switched capacitor power supply circuit between the low current consumption mode and the high current consumption mode according to the terminal voltage of the battery block is provided.
The control circuit transmits the operation mode of the switched capacitor power supply circuit to the control device.
When the operation mode of the switched capacitor power supply circuit in any one monitoring unit is switched to the high current consumption mode, the control device issues a control command for switching the operation mode of the switched capacitor power supply circuit in the other monitoring unit to the high current consumption mode. , Send to the other monitoring unit,
The control circuit of the monitoring unit that has received the control command is an assembled battery monitoring device that switches the operation mode of the corresponding switched capacitor power supply circuit to the high current consumption mode.
前記制御回路は、前記スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを、前記ＩＣ間通信回路を介して前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記制御指令を、前記その他の監視ユニットの監視ＩＣに送信する請求項１４記載の組電池監視装置。 The monitoring unit includes IC-to-IC communication circuits (68,75) for communicating between the monitoring IC and the power supply IC.
The control circuit transmits the operation mode of the switched capacitor power supply circuit to the control device via the IC-to-IC communication circuit.
The assembled battery monitoring device according to claim 14, wherein the control device transmits the control command to the monitoring IC of the other monitoring unit.
前記制御回路は、前記スイッチトキャパシタ電源回路の動作モードを、前記ＩＣ−装置間通信回路を介して前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記制御指令を、前記その他の監視ユニットの電源ＩＣに送信する請求項１４記載の組電池監視装置 The monitoring unit includes an IC-device communication circuit (76) for communicating between the power supply IC and the control device.
The control circuit transmits the operation mode of the switched capacitor power supply circuit to the control device via the IC-device communication circuit.
The assembled battery monitoring device according to claim 14, wherein the control device transmits the control command to the power supply IC of the other monitoring unit.
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