JP3513971B2 - バッテリ温度検出装置 - Google Patents
バッテリ温度検出装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Description
を充電するときの充電制御に用いることができる高分解
能なバッテリ温度検出装置に関するものである。
おり、特にバッテリシステムの性能改善が望まれてい
る。ニッケル水素電池は電気自動車用として有望視され
ているが、ニッケル水素電池を充電するときに充電完了
を約0.2℃の液温上昇によって検知するため0.02
℃程度の分解能で液温を検出する必要がある。従来は、
14ビットもしくは16ビットの分解能をもつADコン
バータシステムを用いて対処していたが、それらは非常
に高価なシステムでありすべての電気自動車に搭載する
には現実的ではなかった。
いて図を参照しながら説明する。図4において、1はサ
ーミスタであり、2,3,4は抵抗であり、サーミスタ
1とともに抵抗2,3,4を用いて抵抗ブリッジを構成
する。5は差動増幅器であり、サーミスタ1及び抵抗
2,3,4からなるブリッジに接続される。6は高分解
能のADコンバータであり、通常14ビットまたは16
ビットのものが用いられ、上記差動増幅器5の出力に接
続される。7は制御部としてのマイコンであり、上記A
Dコンバータ6の出力に接続される。
装置について、以下にその動作について説明する。
上記差動増幅器5に入力され、上記差動増幅器5の出力
はサーミスタ1の抵抗値変化に応じて0から5Vの電圧
値として得られる(以下、ADコンバータの基準電圧は
5Vとする。)。上記差動増幅器5の出力値は上記AD
コンバータ6によってディジタル値に変換され、マイコ
ン7はそのディジタル値を読み取り出力する。
いられる環境を考慮すると、その充電制御において10
0℃の温度範囲を0.02℃の分解能で検出することが
必要となる。この分解能を得るためには、13ビット以
上の分解能が必要であるが、13ビット以上のADコン
バータシステムは大変高価となる。ニッケル水素電池の
充電制御用の温度測定に関する特徴として、分解能とし
ては少なくとも12ビット程度必要であり、その精度で
単調増加することが必要であるが、周囲の温度が決定す
れば、充電制御時に実際に必要となる温度範囲はその周
囲温度から上1℃未満であり、また温度の変化量のみを
用いて制御を行うため、温度自体の精度は8ビットあれ
ば十分であることがあげられる。
で、低ビットADコンバータを用いて、高ビットの分解
能を得ることができるバッテリ温度検出装置を提供する
ことを目的とする。
るために、本発明におけるバッテリ温度検出装置は、温
度検出用サーミスタを含む抵抗ブリッジと、その抵抗ブ
リッジからの差分電圧を増幅する第1の差動増幅器と、
その第1の差動増幅器からの電圧値をディジタル値に変
換するnビットADコンバータと、そのADコンバータ
からのディジタル値を入力とし電圧−温度変換を行い、
また基準値を算出し出力する制御部と、この制御部から
の基準値をアナログ基準電圧値に変換するmビットDA
コンバータと、このDAコンバータからのアナログ基準
電圧値と上記第1の差動増幅器からの入力値の差分電圧
を増幅する差動増幅器とを備え、上記ADコンバータは
上記制御部からの制御信号に基づき上記第1の差動増幅
器からの電圧値を読み込み信号処理する第1モードと上
記第2の差動増幅器からの電圧値を読み込み信号処理す
る第2モードとに切換え使用し構成したものである。
基準電圧を出力し、入力値との差分をnビットADコン
バータによって読み取ることにより、誤差を含まない理
想的な各回路素子を用いた場合、n+mビットの分解能
をもつバッテリ温度検出を行うことができる。
参照しながら説明する。
2,3,4は抵抗でありサーミスタ1とともに抵抗2,
3,4を用いて抵抗ブリッジを構成する。5は差動増幅
器であり、サーミスタ1及び抵抗2,3,4からなる抵
抗ブリッジに接続される。10はnビットADコンバー
タであり、上記差動増幅器5の出力及び差動増幅器9の
出力に接続される。11は制御部としてのマイコンであ
り、AD入力端子は上記ADコンバータ10の出力に接
続され、AD制御端子は上記ADコンバータ10の制御
端子に接続される。8はmビットDAコンバータであ
り、上記マイコン7のDA出力端子に接続される。9は
差動増幅器であり、上記DAコンバータ8の出力及び差
動増幅器5の出力に接続される。
装置について、その動作を説明する。
大域的な温度測定を行う。上記マイコン11はAD制御
端子により上記ADコンバータ10の入力を1番端子に
設定する。上記抵抗ブリッジの差分電圧が上記差動増幅
器5に入力され、上記ADコンバータ10によって上記
差動増幅器5の出力をnビットのディジタル値に変換す
る。この値を上記マイコン11で読み取る。
明する。上記マイコン11は大域的な温度測定のモード
で得られたnビットの値NによりDA出力端子から上記
DAコンバータ8に出力するmビットの値Mを次のよう
に算出する。2^n個の値を2^m個の基準値で等分し
たとき、測定値Nを超えない最大の基準値Mを測定値N
に対する基準値とする。つまり、基準値Mは、 M=N/2^(n−m) (^はべき乗を表す。) として計算できる。ただし、’/’は商を表し、Mは整
数である。
より上記ADコンバータ10の入力を2番端子に設定す
る。上記DAコンバータ8は上記マイコン11の出力す
る基準値をアナログ値に変換し、その値と上記差動増幅
器5の出力との差分電圧が上記差動増幅器9に入力され
る。上記差動増幅器9の増幅率は、 A=2^n/2^(n−m)=2^m に設定されており、これにより上記差動増幅器9の出力
は上記ADコンバータ10の入力のフルスケールとな
る。
ータ10で8ビットディジタル値に変換し、その値を上
記マイコンで読み取る。その値をN0とすると、実際の
測定値はm+nビットの値、 M×2^ m +N0 で表され、上記マイコン11によって算出され、サーミ
スタの特性曲線に従った電圧−温度変換をすることによ
り温度値が得られる。
て8ビットADコンバータを、mビットDAコンバータ
8として6ビットDAコンバータを用いたとする。
ブリッジの差分電圧が上記差動増幅器5に入力され、上
記差動増幅器5の出力はサーミスタ1の抵抗値変化に応
じて0から5Vの電圧値として得られる(以下、ADコ
ンバータの基準電圧は5Vとする)。上記マイコン11
はAD制御端子の出力により上記ADコンバータ10の
入力を1番に設定する。上記差動増幅器5の出力値は上
記ADコンバータ10によって8ビットのディジタル値
に変換され、上記マイコン11はその値を読み取る。
明する。上記マイコン11はAD制御端子により上記A
Dコンバータ10の入力を2番端子に設定する。基準値
は以下のように設定する。基準値は5ビットの値で表す
ことにし、オフセットとして、1/2LSB引いた値を
基準値とする。1/2LSBの減算をするためにDAコ
ンバータ8は6ビットとする。
転入力端子の電圧は反転入力端子の電圧よりも常に大き
くなるため、差動増幅器9の出力は0Vとなることがな
く、差動増幅器9の出力が0V近傍で不安定になっても
測定値に影響を与えない。また、差動増幅器9の増幅率
を20倍とすることで、差動増幅器9の出力はADコン
バータ10の入力範囲に対して上下にマージンを設ける
ことができる。上下にマージンを設けることによりヒス
テリシスを導入することができ、測定値のふらつきを防
ぐことができる。
大、 12×20=240 最小、 4×20=80 となる。つまり、マイコン11は大域的な温度測定値が
Nの場合、基準値Mとして、 M=(N/8)×2−1(ただし、/は割算の商) を算出し出力する。これをDAコンバータ8によってア
ナログ電圧値に変換する。
増幅器5の出力値の差分電圧を20倍増幅して、その値
をADコンバータ10によって8ビットのディジタル値
に変換し、マイコン11で読み取る。この値をN0とす
ると、実際の測定値は、 N×20+N0 となり、サーミスタの特性曲線に従った電圧−温度変換
をすることにより温度値が得られる。これにより、 5ビット+log(240−80)ビット=12.3ビ
ット となり、12ビット以上の分解能を得ることができる。
精度は8ビット以下となるため、絶対値としての精度は
8ビット以下となる。しかし、同一の基準値に対して
は、12ビット以上の分解能での測定が可能であり、ニ
ッケル水素電池の充電制御用の温度検出回路として用い
ることができる。
ミスタを含む抵抗ブリッジと、その抵抗ブリッジの差分
電圧を増幅する第1の差動増幅器と、その第1の差動増
幅器の電圧値をディジタル値に変換するADコンバータ
と、そのADコンバータからのディジタル値を入力とし
電圧−温度変換を行い、また基準値を算出し出力する制
御部と、この制御部からの基準値をアナログ基準電圧値
に変換するDAコンバータと、このDAコンバータから
の基準値と第1の差動増幅器からの入力値の差分電圧を
増幅する第2の差動増幅器を備え、上記ADコンバータ
を上記制御部からの制御信号でもって切換え、第1、第
2の差動増幅器からの入力値をディジタル値に変換する
ようにしたので、上記ADコンバータが低ビットのもの
であっても高ビットの分解能が得られるニッケル水素電
池の充電制御用の温度測定に適した優れた温度検出装置
を実現できるものである。
の回路図
定と詳細な測定の関係を示す説明図
な測定の関係を示す説明図
Claims (2)
- 【請求項1】 温度検出用サーミスタを含む抵抗ブリッ
ジと、その抵抗ブリッジからの差分電圧を増幅する第1
の差動増幅器と、その第1の差動増幅器からの電圧値を
ディジタル値に変換するnビットADコンバータと、そ
のADコンバータからのディジタル値を入力とし電圧−
温度変換を行い、また基準値を算出し出力する制御部
と、この制御部から出力される基準値をアナログ基準電
圧値に変換するmビットDAコンバータと、このDAコ
ンバータからのアナログ基準電圧値と上記抵抗ブリッジ
の差分出力を増幅した値との差分電圧を増幅する第2の
差動増幅器を備え、上記ADコンバータは上記制御部か
らの制御信号に基づき上記第1の差動増幅器からの電圧
値を読み込み信号処理する第1モードと上記第2の差動
増幅器からの電圧値を読み込み信号処理する第2モード
とに切換え使用し、最大n+mビットの分解能をもつよ
う構成したバッテリ温度検出装置。 - 【請求項2】 ADコンバータが8ビットで、DAコン
バータが6ビットである請求項1記載のバッテリ温度検
出装置。
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JPH08293330A JPH08293330A (ja) | 1996-11-05 |
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ID=14215581
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JP09828295A Expired - Fee Related JP3513971B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | バッテリ温度検出装置 |
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Cited By (1)
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1995
- 1995-04-24 JP JP09828295A patent/JP3513971B2/ja not_active Expired - Fee Related
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