JP2023031578A - Battery monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池監視装置に関する。 The present invention relates to battery monitoring devices.
一般に、蓄電池、組電池を構成する電池セルの状態を監視するため、電池監視装置が設けられている。電池監視装置は、組電池を構成する電池セルの複素インピーダンスを測定することで電池セルの状態を監視している(例えば、特許文献1参照)。特許文献1記載の技術によれば、単一周波数にて複素インピーダンス計測を常に実施することにより電池セルの状態を監視している。
Generally, a battery monitoring device is provided to monitor the state of battery cells that constitute a storage battery or assembled battery. A battery monitoring device monitors the state of a battery cell by measuring the complex impedance of the battery cell that constitutes the assembled battery (see
特許文献1記載の技術を用いると、電池セルのインピーダンス計測を常に繰り返し行うため、必要なデータを取得するには長時間測定することが必要である。長時間測定することで測定中に測定対象の電池セルの状況が変化する可能性があり、測定結果の精度悪化に繋がってしまう。また、いわゆる機能安全に対応するため、フォールトトレラント時間間隔(FTTI)等の測定結果の更新間隔や、総測定時間が制限されると、この条件を満たすことが困難になる。
When the technique described in
本発明の目的は、インピーダンスの測定時間を短縮できるようにした電池監視装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery monitoring device capable of shortening the impedance measurement time.
請求項1記載の発明によれば、印加部は、互いに異なる複数の単一周波数の信号を重ね合わせて駆動信号生成部により生成された信号を同時に監視通電部へ印加する。監視通電部は、組電池の一部又は全部の測定対象の電池セル、及び、当該測定対象の電池セルに直列接続される検出抵抗へ通電する。 According to the first aspect of the present invention, the applying section superimposes a plurality of different single-frequency signals and simultaneously applies the signals generated by the driving signal generating section to the monitoring energizing section. The monitoring energization unit energizes some or all of the battery cells to be measured in the assembled battery and the detection resistors connected in series to the battery cells to be measured.
複数のロックイン検出部は、複数の単一周波数毎に設けられ、印加部から監視通電部に印加されると検出抵抗及び測定対象の電池セルに生じる信号をフィードバック入力すると共に駆動信号生成部による複数の単一周波数の信号をそれぞれ入力してミキサによりミキシングしロックイン検出する。測定部は、複数のロックイン検出部の検出結果に基づいて複数の単一周波数におけるそれぞれのインピーダンスを測定する。請求項1記載の発明によれば、複数のロックイン検出部の検出結果に基づいて複数の単一周波数におけるそれぞれのインピーダンスを測定できるため、インピーダンスの測定時間を短縮できる。 A plurality of lock-in detection units are provided for each of a plurality of single frequencies, and when applied from the application unit to the monitoring energization unit, the signal generated in the detection resistance and the battery cell to be measured is fed back and input by the drive signal generation unit. A plurality of single-frequency signals are input and mixed by a mixer to detect lock-in. The measuring section measures impedances at a plurality of single frequencies based on the detection results of the plurality of lock-in detecting sections. According to the first aspect of the invention, the impedance can be measured at a plurality of single frequencies based on the detection results of the plurality of lock-in detectors, so that the impedance measurement time can be shortened.
以下、電池監視装置1の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態間で同一部分には同一符号を付して必要に応じて説明を省略することがある。
Several embodiments of the
(第1実施形態)
第1実施形態について図1を参照しながら説明する。電池監視装置1は、組電池2の状態を監視する装置である。組電池2は、図示しないが例えば主機モータに対して三相電流を流す電力変換器などに電力を供給する充放電可能な二次電池である。電池モジュールは、リチウムイオン蓄電池、又はニッケル水素蓄電池などによる。組電池2は、電池セル3をスタックして直列接続した電池モジュールを組み合わせて構成され、全体の端子間電圧は百V以上に達する。電池監視装置1は、測定対象となる電池セル3の蓄電状態(SOC)及び劣化状態(SOH)などを監視する装置である。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIG. The
本実施形態の電池監視装置1は、複数のブロック4a、4b、4c、一つの加算器5、一つの波形成形部6、一つのドライバ7、二つのA/Dコンバータ8、9、一つのマルチプレクサ10、一つのオンオフスイッチ11、二つのデジタルフィルタ12、13、信号処理部14、及び通信部15を図示形態に接続したASICを用いて構成され、制御部16により制御可能に構成される。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略である。通信部15は、ASICの外部との間で通信する通信回路を示す。制御部16は、ASIC内に構成されるマルチプレクサ10のスイッチ切替制御などを実行する。
The
本実施形態における複数のブロック4a、4b、4cには、駆動信号生成部21及びロックイン検出部22がそれぞれ構成されている。駆動信号生成部21は、各ブロック4a~4cにおいてロックイン検出部22と同数構成されている。駆動信号生成部21及びロックイン検出部22は、各ブロック4a~4cの間で同一構成であるため一部のブロック4aの構成のみ図示して他のブロック4b、4cの構成の図示を省略している。各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21は、それぞれ互いに異なる単一周波数の信号を駆動信号として生成する。ロックイン検出部22は、四つのミキサ23i、23q、24i、24q及びデジタルフィルタ25i、25q、26i、26qを図示形態に接続して構成されている。
A drive
各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21は、それぞれ例えば周波数シンセサイザにより構成され、基本周波数に対して例えば奇数倍(例えば、1倍、3倍、5倍)の正弦波の駆動周波数の信号を互いに位相ロックした状態でそれぞれ出力する。ここでは、基本周波数の奇数倍の周波数を、各ブロック4a~4cの駆動周波数の信号とした形態を説明するが、これに限定されるものではない。各ブロック4a~4cの間で互いに異なるテスト用の任意の単一周波数を駆動周波数としても良い。駆動信号生成部21は、基本位相のI信号を加算器5に出力すると同時に、互いに90°位相の異なるIQ信号をロックイン検出部22の各ミキサ23i、23q、24i、24qに出力する。
The
加算器5は、各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21の出力を加算する。本形態では、加算器5は、基本周波数の奇数倍の駆動周波数の信号を重ね合わせて加算して波形成形部6に出力する。本形態における印加部20は、駆動信号生成部21、加算器5、及び波形成形部6により構成される。
The
本実施形態の波形成形部6は、D/Aコンバータにより構成される。波形成形部6が、D/Aコンバータにより構成されている場合、加算器5により加算した信号をアナログ変換しそのままドライバ7を通じて監視通電部32に印加する。ドライバ7は、入力した信号を増幅し、当該増幅後の信号を監視通電部32に印加する。
The
他方、組電池2の正極側端子と負極側端子との間の通電経路には、電流制限抵抗31、励起用の監視通電部32、及び、検出抵抗33が直列接続されている。監視通電部32は、例えばMOSFETなどのスイッチング素子32aにより構成され、組電池2を監視する際に用いられる。スイッチング素子32aは、そのドレインソース間が組電池2の正極側端子と負極側端子との間の通電経路に接続されている。
On the other hand, a current-limiting
スイッチング素子32aは、ドライバ7から複数の単一周波数の信号が重ね合わせた状態で同時に印加されると、この駆動周波数の信号に基づいてオンオフ動作する。本形態では、三つの単一周波数を重ね合わせた駆動周波数の信号に基づいてオンオフ動作し、この動作に基づいて組電池2から検出抵抗33にかけて通電される。検出抵抗33は、その通電電流に基づいて電圧検出する。
When a plurality of single-frequency signals are superimposed and applied simultaneously from the
<検出抵抗33による検出電圧のフィードバック構成説明>
また、検出抵抗33の両端子にはそれぞれオンオフスイッチ11が接続されており、当該オンオフスイッチ11を介してA/Dコンバータ8に接続されている。オンオフスイッチ11は、通常時オフ状態を保持すると共に電池監視時に制御部16からオン状態とされる。電池監視時には、電池監視装置1は検出抵抗33の端子間電圧をA/Dコンバータ8を通じて取得する。図には簡略化して示しているが、A/Dコンバータ8の前段に増幅器を設けても良い。A/Dコンバータ8の後段にはデジタルフィルタ13が構成されており低域を通過した処理後の信号を各ブロック4a~4cに出力する。
<Description of Feedback Configuration of Detected Voltage by
An on/off
各ブロック4a~4cのロックイン検出部22は、検出抵抗33に生じる信号をA/Dコンバータ8及びデジタルフィルタ13を通じてフィードバック入力する。ロックイン検出部22は、入力した信号を二つのミキサ24i、24qに入力する。他方、二つのミキサ24i、24qは、各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21による単一周波数の信号をそれぞれ入力してミキシングする。
The lock-in
各ブロック4a~4cのミキサ24i、24qは、それぞれ互いに異なる基本周波数の奇数倍の周波数の信号をミキシングするため、それぞれ対応した単一周波数の信号をミキシングする。ミキサ24i、24qの後段にはデジタルフィルタ26i、26qが構成されており低域を通過して処理後の信号を信号処理部14に出力する。したがって、信号処理部14の入力信号は、それぞれ検出抵抗33により検出される組電池2に流れる電流の絶対値の実部/虚部に対応した値になる。
The
<組電池2の電圧のフィードバック構成説明>
他方、組電池2の各電池セル3の両端子にはマルチプレクサ10が接続されており当該マルチプレクサ10を介してA/Dコンバータ9に接続されている。マルチプレクサ10は、各電池セル3の正側端子及び負側端子にそれぞれ接続する複数のスイッチを組み合わせて構成されている。
<Explanation of Feedback Structure of Voltage of
On the other hand, both terminals of each
マルチプレクサ10のスイッチが制御部16により切り替えられることで、電池監視装置1は、組電池2の全体又は一部の測定対象となる電池セル3の電圧の情報をA/Dコンバータ9を通じて取得できる。図には簡略化して示しているが、A/Dコンバータ9の前段に増幅器を設けても良い。A/Dコンバータ9の後段にはデジタルフィルタ12が構成されており低域を通過して処理後の信号を各ブロック4a~4cに出力する。
By switching the switch of the
各ブロック4a~4cのロックイン検出部22は、組電池2に生じる信号をA/Dコンバータ9及びデジタルフィルタ12を通じてフィードバック入力する。ロックイン検出部22は、入力した信号を二つのミキサ23i、23qに入力する。他方、二つのミキサ23i、23qは、各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21による単一周波数の信号をそれぞれ入力してミキシングする。
The lock-in
各ブロック4a~4cのミキサ23i、23qは、それぞれ互いに異なる基本周波数の奇数倍の周波数の信号をミキシングするため、それぞれ対応した単一周波数の信号をミキシングできる。ミキサ23i、23qの後段にはデジタルフィルタ25i、25qが構成されており低域を通過した処理後の信号を信号処理部14に出力する。ここで信号処理部14の入力信号は、それぞれ組電池2に生じる電圧の絶対値の実部、虚部に対応する値になる。
Since the
この結果、信号処理部14は、組電池2に流れる電流及び電圧の絶対値の実部及び虚部を入力し、これらの値に基づいて各駆動周波数における複素インピーダンスを電圧/電流の計算に基づいて測定する。これにより信号処理部14は測定部としての機能を備える。信号処理部14は、各ブロック4a~4cから互いに異なる基本周波数の奇数倍の単一周波数毎に、組電池2に流れる電流及び電圧の絶対値の実部及び虚部を入力するため、複数の単一周波数における複素インピーダンスをそれぞれ算出できる。
As a result, the
<まとめ>
本実施形態によれば、複数の単一周波数の信号を加算器5により重ね合わせて同時に監視通電部32のスイッチング素子32aへ印加している。また、同様にロックイン検出部22にダウンコンバート用のミキサ23i、23q、24i、24qを、単一周波数毎に複数のブロック4a~4c分用意している。これにより、信号処理部14が、複数の単一周波数におけるインピーダンスを同時又は時分割で測定できるようになり、総測定時間を短縮できる。
<Summary>
According to this embodiment, a plurality of single-frequency signals are superimposed by the
駆動信号生成部21及びロックイン検出部22による各ブロック4a~4c、加算器5、信号処理部14、及び、デジタルフィルタ12、13は、それぞれ低圧素子によるデジタル回路により構成でき低圧動作させることができる。
Each of the
また監視通電部32、ドライバ7、A/Dコンバータ8、9、マルチプレクサ10、及び、オンオフスイッチ11は、前記したロジック回路よりも比較的中・高圧素子にてアナログ回路により構成されるものの、複数のブロック4a~4cに対してアナログ回路を共用化して構成でき、テスト用の複数の周波数において複素インピーダンスを測定する場合であっても、実装面積を極力抑制できると共に消費電力を抑制できる。
In addition, the
(第2実施形態)
第2実施形態について図2を参照しながら説明する。本実施形態が第1実施形態と異なるところは、各ブロック4a~4cにそれぞれ構成されていたデジタルフィルタ25i、25q、26i、26qを、各ブロック204a~204cの外部に構成して各ブロック204a~204c間で共用化したところにある。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. The difference of this embodiment from the first embodiment is that the
図2に示したように、本実施形態では、各ブロック204a~204cの中にデジタルフィルタ25i、25q、26i、26qを構成せず、ブロック204a~204cの外部にデジタルフィルタ25i、25q、26i、26qを全ブロック204a~204cに対して一つ構成している。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
図2に示すように、各ブロック204a~204cの出力を選択入力するマルチプレクサ34i、34q、36i、36qが選択部として構成されていると共に、デジタルフィルタ25i、25q、26i、26qの出力を選択出力するマルチプレクサ35i、35q、37i、37qが構成されている。制御部16は、マルチプレクサ34i~37i、34q~37qを切替制御する。
As shown in FIG. 2,
すると、信号処理部14は、デジタルフィルタ25i、25q、26i、26qの出力を時分割で利用でき、信号処理部14は、組電池2の電圧及び電流の実部及び虚部を順次入力し、複数の単一周波数におけるインピーダンスを算出できる。
Then, the
本実施形態によれば、デジタルフィルタ25i、25q、26i、26qを時分割で利用することで、ミキサ23i、23q、24i、24qの後段に構成されるデジタルフィルタ25i、25q、26i、26qを、ブロック204a~204cの処理信号の間で共用化でき、実装面積増を抑制できる。
According to this embodiment, by using the
(第3実施形態)
第3実施形態について図3を参照しながら説明する。本実施形態では、パルス変調器としてのPWM変調器6aにより矩形波を生成して監視通電部32に印加する変形例を説明する。本実施形態の印加部320は、複数の駆動信号生成部21、及び、波形成形部6としてのPWM変調器6aを備える。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a modification will be described in which a rectangular wave is generated by the
図3に示したように、駆動信号生成部21は、ブロック4a~4c毎に基本周波数の奇数倍(例えば、1倍、3倍、5倍)の正弦波信号を出力する周波数シンセサイザにより構成されており、各周波数シンセサイザが、各ブロック4a~4cのミキサ23i、23q、24i、24qに正弦波信号を出力するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
またブロック4aの駆動信号生成部21は、基本周波数の1倍の正弦波信号を、波形成形部6を構成するPWM変調器6aに出力する。波形成形部6は、PWM変調器6aにより入力した信号が正のときにはHレベルを出力すると共に負のときにはLレベルを出力するため、基本周波数の矩形波を出力する。
Further, the
矩形波信号には基本周波数の正弦波と共に、その3倍、5倍等の奇数倍の高調波成分も含まれている。このため波形成形部6が、ドライバ7を通じてこのパルス信号を監視通電部32のMOSFETに印加することで、基本周波数と共にその奇数倍の高調波周波数も同時に印加できるようになり、電池監視時にはこれらの複数の単一周波数の電圧を通電できる。
The rectangular wave signal contains the sine wave of the fundamental frequency as well as harmonic components of odd multiples such as three times and five times the fundamental frequency. Therefore, when the
各ブロック4a~4cのミキサ23i、23q、24i、24qには、各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21から基本周波数の奇数倍の正弦波信号がそれぞれ入力されているため、各単一周波数におけるインピーダンスを同時又は時分割で測定できる。
The
これにより、本実施形態においても前述実施形態と同様の作用効果を奏する。また、駆動信号生成部21が監視通電部32にPWM変調器6aを用いて矩形波を出力すると共に、各駆動信号生成部21から各ブロック4a~4cのミキサ23i、23q、24i、24qに正弦波信号を出力している。このため、基本周波数の奇数倍の各単一周波数における電圧、電流の実部、虚部をそれぞれ計測できるようになり、信号処理部14は、これらの複数の単一周波数におけるインピーダンスを同時又は時分割で測定できる。波形成形部6は、パルス変調器としてPDM変調器により構成されていても良い。
As a result, this embodiment also has the same effects as those of the above-described embodiment. In addition, the
(第4実施形態)
第4実施形態について図4及び図5を参照しながら説明する。本実施形態の電池監視装置401が第1実施形態の電池監視装置1と異なるところは、各ブロック4a~4cの駆動信号生成部21に代えて、各ブロック404a~404c間で共用化するように駆動信号生成部421を構成したところにある。本実施形態の印加部420は、駆動信号生成部421及び波形成形部6により構成される。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. The difference between the
図4に示すように、本実施形態では、各ブロック404a~404cに駆動信号生成部21を構成せず、ブロック404a~404cの外部に駆動信号生成部421を全ブロック404a~404cに対応して一つ構成している。駆動信号生成部421は、DDS周波数シンセサイザにより構成されている。DDSは、Direct Digital Synthesizerの略でありデジタル直接合成発振器である。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
図5に示すように、駆動信号生成部421のDDS周波数シンセサイザは、加算器52及びラッチ53を図示形態に備えた位相アキュムレータ51a~51cを複数構成すると共にリファレンスクロックに同期してそれぞれ引出速度K1、K2、K3の設定値を累積することで、複数の単一周波数の設定値にそれぞれ比例した引出速度K1、K2、K3にて鋸波状のデジタルデータを出力する。
As shown in FIG. 5, the DDS frequency synthesizer of the drive
正弦波テーブル54には、最小周波数、最大周期に合わせたデータポイント数分の正弦波のデジタル情報が予め用意されている。駆動信号生成部421は、鋸波状のデジタルデータを出力波形の位相とし、正弦波テーブル54を参照して対応したmビットのデータを出力する。
In the sine wave table 54, digital information of sine waves corresponding to the number of data points corresponding to the minimum frequency and maximum period is prepared in advance. The
この類の正弦波テーブル54には、一般に比較的大容量の記憶領域を必要とするものの、本形態では最小周波数に合わせたデータポイント数分のデジタル情報を用意すれば、基本周波数の奇数次周波数のデータポイントを参照できる。このため、複数の単一周波数分の正弦波データを個別に記憶する記憶領域を確保する必要がなくなり、正弦波テーブル54の大規模化を抑制できる。これらの複数の単一周波数分のmビットのデータ出力は、図4に示すように各ブロック4a~4cのミキサ23i、23q、24i、24qに入力される。
A sine wave table 54 of this type generally requires a relatively large storage area. data points can be viewed. Therefore, there is no need to secure a storage area for individually storing sine wave data for a plurality of single frequencies, and the sine wave table 54 can be prevented from becoming large. These m-bit data outputs for a plurality of single frequencies are input to
また加算器55は、複数の駆動周波数分のmビットのデータ出力を加算し、波形成形部6に出力する。波形成形部6は、この加算されたデータに対して波形成形を施して駆動周波数の信号として出力する。
The
波形成形部6が、D/Aコンバータの場合、mビットのデータ出力を加算入力してアナログ信号に変換するため、波形成形部6は、複数の駆動周波数の信号を重ね合わせたデータを出力することになる。
If the
このようにして、駆動信号生成部421としてDDS周波数シンセサイザを用いても、複数の単一周波数におけるインピーダンスを同時又は時分割で測定できるようになり、前述の第1又は第2実施形態と同様の作用を奏し同様の効果を奏する。
In this way, even if a DDS frequency synthesizer is used as the
駆動信号生成部421をDDS周波数シンセサイザにより構成することで、ハードウェアを共用化して周波数シンセサイザの並列化を避けることができ単一の回路により実現できる。また駆動信号生成部421が、駆動周波数の信号を生成する際に、DDS周波数シンセサイザの正弦波テーブル54を共用化して構成できるため、回路の大規模化を抑制できる。
By configuring the
<第4実施形態の変形例>
また前述の第3実施形態にて説明したように、図5に示す加算器55を設けることなく、位相アキュムレータ51aによる正弦波テーブル54の参照出力をPWM変調器6aに入力させれば、PWM変調器6aは、基本周波数の矩形波を出力することになる。この出力パルス信号には、基本周波数の正弦波信号と共に高調波の信号が含まれている。
<Modification of Fourth Embodiment>
Further, as described in the third embodiment, if the reference output of the sine wave table 54 by the
このため、当該パルス信号を印加することで複数の単一周波数と見做すことが可能な信号によりスイッチング素子32aを通電駆動できる。ロックイン検出部22が前述実施形態と同様にロックイン検出すれば、信号処理部14は、基本周波数及びその高調波周波数にてインピーダンスを同時に測定できる。波形成形部6として、パルス変調器としてPDM変調器を構成しても良い。これにより、第3実施形態と同様の作用効果を得られる。
Therefore, by applying the pulse signal, the switching
(第5実施形態)
第5実施形態について図6を参照しながら説明する。本実施形態が第4実施形態と異なるところは、駆動信号生成部521としてのDDS周波数シンセサイザの構成について位相アキュムレータ551を1つだけ設けて構成したところにある。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment differs from the fourth embodiment in that only one
図6に示したように、駆動信号生成部521は、加算器52及びラッチ53を備えた位相アキュムレータ551を1つ構成すると共に、位相アキュムレータ551の出力を奇数倍する乗算器56、57を備える。位相アキュムレータ551は、リファレンスクロックに同期して引出速度K1の設定値を累積することで、基本周波数の設定値に比例した引出速度K1にて鋸波状のデジタルデータを出力する。乗算器56、57は、それぞれ位相アキュムレータ551の出力のデジタルデータを奇数倍し、正弦波テーブル54を参照して正弦波データを各ブロック4a~4cのミキサ23i、23q、24i、24qに出力する。
As shown in FIG. 6, the
正弦波テーブル54には、最小周波数、最大周期に合わせたデータポイント数分の正弦波のデジタル情報が予め用意されている。駆動信号生成部521は、鋸波状のデジタルデータを出力波形の位相とし、正弦波テーブル54を参照して対応したmビットのデータを出力する。前述実施形態と同様に、複数の単一周波数分の正弦波データを個別に記憶する記憶領域を確保する必要がなくなり、正弦波テーブル54の大規模化を抑制できる。
In the sine wave table 54, digital information of sine waves corresponding to the number of data points corresponding to the minimum frequency and maximum period is prepared in advance. The
基本周波数の正弦波データは、波形成形部6に出力される。本実施形態の波形成形部6はPWM変調器6aにより構成され、PWM変調器6aは正弦波テーブル54を参照したmビットのデータ出力を矩形波状に成形するため、パルス信号としてのPWM信号を出力することになる。
The fundamental frequency sine wave data is output to the
前述の第3、第4実施形態にて説明したが、パルス信号には基本周波数の正弦波信号と共に高調波の信号が含まれており、当該パルス信号に含まれる周波数にてインピーダンスを同時に測定できるようになる。波形成形部6は、パルス変調器としてPDM変調器を用いても良い。
As described in the third and fourth embodiments, the pulse signal includes a sine wave signal of the fundamental frequency and a harmonic signal, and the impedance can be simultaneously measured at the frequency included in the pulse signal. become. The
これにより、本実施形態においても前述実施形態と同様の作用効果を奏する。また、駆動信号生成部521が複数の単一周波数の信号を生成する際に、DDS周波数シンセサイザの正弦波テーブル54を共用化して構成できるため、回路の大規模化を抑制できる。
As a result, this embodiment also has the same effects as those of the above-described embodiment. In addition, when the drive
(他の実施形態)
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。信号処理部14が、組電池2の測定対象となる電池セル3の電圧を通電する電流によって除算してインピーダンスを測定する形態を説明したが、制御部16がこの処理を実行することでインピーダンスを測定するようにしても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in various modifications, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications or extensions are possible. A mode has been described in which the
本開示に記載の電池監視装置1、201、401、制御部16による手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。或いは、本開示に記載の電池監視装置1、201、401、制御部16及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によりプロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。若しくは、本開示に記載の電池監視装置1、201、401、制御部16及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路により構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されても良い。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていても良い。
The
本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments described above, it is understood that the invention is not limited to such embodiments or constructions. The present invention includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations including one, more, or less elements thereof, are within the scope and spirit of the invention.
図面中、1、201、401は電池監視装置、2は組電池、3は電池セル、6aはPWM変調器(パルス変調器)、14は信号処理部(測定部)、16は制御部、20、320、420は印加部、21、421、521は駆動信号生成部、34i、34q、35i、35qはマルチプレクサ(選択部)、を示す。 In the drawings, 1, 201 and 401 are battery monitoring devices, 2 is an assembled battery, 3 is battery cells, 6a is a PWM modulator (pulse modulator), 14 is a signal processing section (measurement section), 16 is a control section, 20 , 320 and 420 denote application units, 21, 421 and 521 denote drive signal generation units, and 34i, 34q, 35i and 35q denote multiplexers (selection units).
Claims (6)
互いに異なる複数の単一周波数の信号を重ね合わせて駆動信号生成部(21;421;521)により生成された信号を同時に前記監視通電部へ印加する印加部(20;320;420)と、
前記複数の単一周波数毎に設けられ、前記印加部から前記監視通電部に印加されると前記検出抵抗及び前記測定対象の電池セルに生じる信号をフィードバック入力すると共に前記駆動信号生成部による前記複数の単一周波数の信号をそれぞれ入力してミキサ(23i、23q、24i、24q)によりミキシングしてロックイン検出する複数のロックイン検出部(22)と、
前記複数のロックイン検出部の検出結果に基づいて前記複数の単一周波数におけるそれぞれのインピーダンスを測定する測定部(14、16)と、
を備える電池監視装置。 a monitoring energization unit (33) that energizes a part or all of the battery cells (3) to be measured in the assembled battery (2) and a detection resistor that is connected in series to the battery cells (3) to be measured;
an application unit (20; 320; 420) for simultaneously applying signals generated by a drive signal generation unit (21; 421; 521) by superimposing a plurality of single frequency signals different from each other to the monitoring energization unit;
A signal that is provided for each of the plurality of single frequencies and that is generated in the detection resistor and the battery cell to be measured when applied from the applying unit to the monitoring energizing unit is fed back, and the plurality of a plurality of lock-in detectors (22) for inputting single-frequency signals of and mixing them by mixers (23i, 23q, 24i, 24q) for lock-in detection;
measurement units (14, 16) for measuring respective impedances at the plurality of single frequencies based on the detection results of the plurality of lock-in detection units;
A battery monitoring device comprising:
複数の単一周波数の信号を生成する前記駆動信号生成部(21)と、
前記複数の単一周波数の信号を加算する加算器(5)と、を備え、
前記加算器により信号を重ね合わせた信号を同時に前記監視通電部へ印加する請求項1記載の電池監視装置。 The application unit (20)
the drive signal generator (21) for generating a plurality of single-frequency signals;
an adder (5) for adding the plurality of single-frequency signals;
2. The battery monitoring device according to claim 1, wherein the signals obtained by superimposing the signals by the adder are simultaneously applied to the monitoring current-carrying unit.
複数の前記駆動信号生成部の出力を印加する対象となる前記監視通電部はアナログ回路により共用化して構成されている請求項1又は2記載の電池監視装置。 The drive signal generation unit and the lock-in detection unit are configured in parallel by a digital circuit,
3. The battery monitoring device according to claim 1, wherein the monitoring energizing section to which the outputs of the plurality of driving signal generating sections are applied is shared by an analog circuit.
前記選択された信号をフィルタ処理するデジタルフィルタ(25i、25q、26i、26q)と、を備え、
前記測定部は、前記選択部により選択され前記デジタルフィルタにより処理された信号により前記複数の単一周波数毎に前記インピーダンスを時分割で測定する請求項1から3の何れか一項に記載の電池監視装置。 a selection unit (34i, 34q, 35i, 35q) that selects from signals mixed for each of the plurality of single frequencies by the mixers of the plurality of lock-in detection units;
a digital filter (25i, 25q, 26i, 26q) for filtering the selected signal;
4. The battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the measurement unit measures the impedance in a time division manner for each of the plurality of single frequencies using the signal selected by the selection unit and processed by the digital filter. surveillance equipment.
前記印加部(320)は、前記パルス変調器を用いて基本周波数の信号と同時に高調波を生成して前記監視通電部へ印加することで前記複数の単一周波数の信号を前記監視通電部へ印加する請求項1記載の電池監視装置。
A pulse modulator (6a) that generates a rectangular wave by shaping a single-frequency signal generated by the drive signal generator (21),
The application unit (320) uses the pulse modulator to generate a fundamental frequency signal and a harmonic at the same time, and applies the same to the monitoring current-carrying unit, thereby supplying the plurality of single-frequency signals to the monitoring current-carrying unit. 2. The battery monitoring device according to claim 1, wherein the voltage is applied.
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