JP3939071B2 - 複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列に接続された電池の＋−の電極に接続している回路の接触不良を検出する方法と接続回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池パックは、直列に接続している複数の電池を内蔵している。直列に接続された電池は、必ずしも全く同じ状態では充放電されない。電池によって電圧に差ができる。電圧に差ができる状態で充放電を繰り返すと、電圧が高くなった電池は過充電され、あるいは、電圧の低下した電池は過放電されることがある。この弊害は、図１に示すように、各々の電池電圧を独立して検出し、全ての電池の過充電と過放電を防止しながら充放電させて解消できる。
【０００３】
また、電池パックにかぎらず、複数の電池を直列に接続して、各々の電池電圧を検出しながら、充放電させる回路が使用される。たとえば、複数の電池を内蔵する電子機器は、各々の電池電圧を検出して、全ての電池の過充電と過放電を防止しながら充放電させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、複数の電池を直列に接続して、各々の電池電圧を検出する回路は、たとえば、図のＡ点に接触不良が発生して、電池と入力端子とを正常に接続できなくなることがある。この状態になると、入力端子に正しい電池電圧が入力されなくなる。ただ、この状態においても、入力端子に電池電圧に近い電圧が誘導されることがある。それは、入力端子には入力インピーダンスがあって、これが直列に接続されて、入力インピーダンスによって電池電圧が分圧されて入力端子に誘導されることがあるからである。このため、入力端子に誘導される電圧を検出する方法では、入力端子と＋−の電極との接触不良を確実に検出できない。接触不良が判定できないと、入力端子の電圧を検出して、電池の正確な状態を判定できなくなる。このため、電池の過充電や過放電を阻止できなくなる。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池と入力端子との接続不良を確実に検出できる複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路とを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の検査方法は、直列に接続している複数の電池Ｂの＋−の電極に入力端子Ｔを接続している回路の検査方法であって、複数の電池Ｂの＋−の電極に接続している複数の入力端子Ｔに複数の短絡スイッチＳを接続し、各々の短絡スイッチＳをオンオフに切り換えて、入力端子Ｔに入力される電圧を検出して、入力端子Ｔと電池Ｂの＋−の電極との接続状態を検査する。
【０００７】
電池Ｂの＋−の電極端子と入力端子Ｔとの接続状態が正常でないと、短絡スイッチＳをオンオフに切り換える組み合わせを変更したときに、入力端子Ｔの電圧が正常な状態とは異なる電圧となる。たとえば、図２の回路において、Ｇ2が電極端子に接続されない場合、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3の片方をオンとして他方をオフにした状態で、入力端子Ｔ0−Ｔ1間に入力される電圧値Ｖ1’が等しくなる。図２の回路において、全ての入力端子Ｔが正常に電極端子に接続されていると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3の片方をオンとして他方をオフにした状態を比較すると、いずれの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオンにするかで、入力端子Ｔ0−Ｔ1間に入力される電圧値Ｖ1’が異なる電圧となる。したがって、各々の短絡スイッチＳをオンオフにする組み合わせを変更して、入力端子Ｔの入力電圧を検出して、電池Ｂの＋−の電極端子と入力端子Ｔの接続不良を検出できる。
【０００８】
本発明の請求項２の接続回路は、直列に接続された複数の電池Ｂの各々の＋−の電極に複数の入力端子Ｔを接続している接続回路であって、複数の入力端子Ｔに接続されて入力端子Ｔをショートする複数の短絡スイッチＳと、各々の短絡スイッチＳをオンオフに切り換える制御回路２と、各々の短絡スイッチＳをオンオフに切り換える組み合わせを変更して入力端子Ｔに入力される入力電圧を比較して接続不良を判定する演算回路３とを備える。この回路は、短絡スイッチＳをオンオフに切り換える組み合せを変更して、複数の入力端子Ｔに入力される入力電圧を演算回路３が比較して、入力端子Ｔと電池Ｂの＋−の電極との接続不良を検出する。
【０００９】
以上の接続回路は、好ましくは、入力端子Ｔと電池Ｂの＋−電極端子との間に電流制限抵抗Ｒを接続する。また、以上の回路は、たとえば、３つの電池Ｂを直列を接続する回路にあっては、中央の電池といずれかひとつの電池の＋−電極に接続している入力端子Ｔをショートするように二つの短絡スイッチＳを接続して、全ての入力端子Ｔと電極端子との接続不良を検出できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための方法と回路を例示するものであって、本発明は方法と回路を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図２は、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3を直列に接続している。各々の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3は、＋−の電極端子を接続回路１に接続している。接続回路１は、たとえば、各々の電池の過充電や過放電を防止する保護回路、あるいは、各々の電池の残容量等を検出する回路等を備えている。
【００１３】
接続回路１は、各々の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子に電流制限抵抗Ｒを介して入力端子Ｔを接続している。接続回路１は、各々の入力端子Ｔに接続されて入力端子Ｔをショートする短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3と、各々の短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える制御回路２と、各々の短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える組み合わせを変更して入力端子Ｔに入力される入力電圧を比較して接続不良を判定する演算回路３とを備えている。
【００１４】
制御回路２は、短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える組み合わせを変更する。図２の回路は３つの短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3を備えるので、オンオフの組み合わせが８つできる。短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換え組み合わせと、各々の状態における入力端子Ｔの電圧を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
この表は、全ての＋−の電極端子が正常に入力端子Ｔに接続された状態と、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を入力端子Ｔに接続している接続部分Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3のいずれかが非接触状態になったときの入力端子Ｔの電圧を示している。
【００１７】
この表から、接続部分Ｇ0の非接触状態は、入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ0が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ1のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ0が正常な状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ1のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とは等しくならない。
【００１８】
さらに、この表から、接続部分Ｇ1の非接触状態は、入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ1が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ3'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ1が正常な状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ3'とは等しくならない。
【００１９】
さらに、この表から、接続部分Ｇ2の非接触状態は、入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ2が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ1'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ2が正常な接続状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ1'とは等しくならない。
【００２０】
さらに、この表から、接続部分Ｇ3の非接触状態は、入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ3が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ3のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ3が正常な接続状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ3のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とは等しくならない。
【００２１】
以上のように、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を４つの入力端子Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に接続している回路は、必ずしも全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える８つの組み合わせとして、入力端子Ｔの電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'の全てを検出する必要はなく、特定の組み合わせで、接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の断線を確実に検出できる。
【００２２】
３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を３つの入力端子Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に接続する回路は、図３に示すように、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3のみを使用して接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の断線を判別できる。この接続回路１は、図において最下段の入力端子Ｔ0には短絡スイッチを接続せず、入力端子Ｔ1−Ｔ2間とＴ2−Ｔ3間にのみ短絡スイッチＳ2、Ｓ3を接続している。
【００２３】
この回路における、短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオンオフに切り換える組み合わせと、各々の状態における入力端子Ｔの電圧を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】
この表は、全ての＋−の電極端子が正常に入力端子Ｔに接続された状態と、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を入力端子Ｔに接続している接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3のいずれかが非接触状態になったときの入力端子Ｔの電圧を示している。
【００２６】
この表から、接続部分Ｇ1の非接触状態は、入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ1が非接触状態になると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ3'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ1が正常な状態であると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ3'とは等しくならない。
【００２７】
さらに、この表から、接続部分Ｇ2の非接触状態は、入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ2が非接触状態になると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ1'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ2が正常な接続状態であると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ1'とは等しくならない。
【００２８】
さらに、この表から、接続部分Ｇ3の非接触状態は、入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ3が非接触状態になると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ2をオフとして短絡スイッチＳ3をオンにするときの電圧Ｖ2'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ3が正常な接続状態であると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ2をオフとして短絡スイッチＳ3をオンにするときの電圧Ｖ2'とは等しくならない。
【００２９】
以上のように、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を３つの入力端子Ｔに接続している回路は、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオンオフに切り換える４つの組み合わせとして、接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の断線を検出できる。
【００３０】
各々の短絡スイッチＳは、制御回路２に制御されてオンオフに切り換えられるが、制御回路２が短絡スイッチＳをどのような組み合わせでオンオフに制御するかの信号は、演算回路３が制御回路２に入力する。演算回路３は、オンにする短絡スイッチＳとオフにする短絡スイッチＳとを特定し、その状態で入力端子間の電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'を検出し、さらに、短絡スイッチＳのオンオフを切り換えて入力端子間の電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'を検出し、検出した電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'からどこの接続部分Ｇが断線したかを判定する。演算回路３は、表１と表２に基づいて判定する。
【００３１】
図２に示す回路の演算回路３は、以下のフローチャートで、図４ないし図７のステップで接続部分Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の切断を判定する。
(1) 接続部分Ｇ0の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ1をオン、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出し、この電圧Ｖ2'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ0は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ0は切断していると判定する。
【００３２】
(2) 接続部分Ｇ1の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ1、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出し、この電圧Ｖ3'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ1は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ1は切断していると判定する。
【００３３】
(3) 接続部分Ｇ2の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ1、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出し、この電圧Ｖ1'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ2は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ2は切断していると判定する。
【００３４】
(4) 接続部分Ｇ3の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2をオフ、Ｓ3をオンにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出し、この電圧Ｖ2'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ3は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ3は切断していると判定する。
【００３５】
図３に示す回路の演算回路３は、以下のフローチャートで、図８ないし図１０のステップで接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の切断を判定する。
(1) 接続部分Ｇ1の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出し、この電圧Ｖ3'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ1は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ1は切断していると判定する。
【００３６】
(2) 接続部分Ｇ2の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出し、この電圧Ｖ1'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ2は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ2は切断していると判定する。
【００３７】
(3) 接続部分Ｇ3の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオフ、Ｓ3をオンにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出し、この電圧Ｖ2'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ3は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ3は切断していると判定する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路は、電池と入力端子との接続不良を確実に検出できる特長がある。それは、本発明の検査方法と接続回路が、複数の電池の＋−の電極に接続している複数の入力端子に複数の短絡スイッチを接続し、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換えて、入力端子に入力される電圧を検出して、入力端子と電池の＋−の電極との接続状態を検査しているからである。このため、本発明の検査方法と接続回路は、接触不良が発生して、電池の＋−の電極と入力端子とを正常に接続できなくなっても、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換えて、入力端子に入力される電圧を検出することによって、入力端子と電池の＋−の電極との接触不良を確実に検出できる。したがって、電池の正確な状態を判定して、電池の過充電や過放電を確実に阻止できる特長が実現できる。
【００３９】
とくに、本発明の接続回路は、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換える組み合わせを制御回路で変更すると共に、各々の組み合わせにおいて入力端子に入力される入力電圧を演算回路で比較して接続不良を判定するので、簡単な回路構成として低コストに製造して、確実に接触不良を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の複数の電池電圧を検出する回路を示す回路図
【図２】本発明の実施例の複数電池に接続している接続回路の回路図
【図３】本発明の他の実施例の複数電池に接続している接続回路の回路図
【図４】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ0の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図５】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ1の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図６】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ2の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図７】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ3の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図８】図３に示す接続回路において接続部分Ｇ1の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図９】図３に示す接続回路において接続部分Ｇ2の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図１０】図３に示す接続回路において接続部分Ｇ3の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【符号の説明】
１…接続回路
２…制御回路
３…演算回路
Ｂ…電池
Ｓ…短絡スイッチ
Ｔ…入力端子
Ｇ…接続部分
Ｒ…電流制限抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列に接続された電池の＋−の電極に接続している回路の接触不良を検出する方法と接続回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池パックは、直列に接続している複数の電池を内蔵している。直列に接続された電池は、必ずしも全く同じ状態では充放電されない。電池によって電圧に差ができる。電圧に差ができる状態で充放電を繰り返すと、電圧が高くなった電池は過充電され、あるいは、電圧の低下した電池は過放電されることがある。この弊害は、図１に示すように、各々の電池電圧を独立して検出し、全ての電池の過充電と過放電を防止しながら充放電させて解消できる。
【０００３】
また、電池パックにかぎらず、複数の電池を直列に接続して、各々の電池電圧を検出しながら、充放電させる回路が使用される。たとえば、複数の電池を内蔵する電子機器は、各々の電池電圧を検出して、全ての電池の過充電と過放電を防止しながら充放電させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、複数の電池を直列に接続して、各々の電池電圧を検出する回路は、たとえば、図のＡ点に接触不良が発生して、電池と入力端子とを正常に接続できなくなることがある。この状態になると、入力端子に正しい電池電圧が入力されなくなる。ただ、この状態においても、入力端子に電池電圧に近い電圧が誘導されることがある。それは、入力端子には入力インピーダンスがあって、これが直列に接続されて、入力インピーダンスによって電池電圧が分圧されて入力端子に誘導されることがあるからである。このため、入力端子に誘導される電圧を検出する方法では、入力端子と＋−の電極との接触不良を確実に検出できない。接触不良が判定できないと、入力端子の電圧を検出して、電池の正確な状態を判定できなくなる。このため、電池の過充電や過放電を阻止できなくなる。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池と入力端子との接続不良を確実に検出できる複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路とを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の検査方法は、直列に接続している複数の電池Ｂの＋−の電極に入力端子Ｔを接続している回路の検査方法であって、複数の電池Ｂの＋−の電極に接続している複数の入力端子Ｔに複数の短絡スイッチＳを接続し、各々の短絡スイッチＳをオンオフに切り換えて、入力端子Ｔに入力される電圧を検出して、入力端子Ｔと電池Ｂの＋−の電極との接続状態を検査する。
【０００７】
電池Ｂの＋−の電極端子と入力端子Ｔとの接続状態が正常でないと、短絡スイッチＳをオンオフに切り換える組み合わせを変更したときに、入力端子Ｔの電圧が正常な状態とは異なる電圧となる。たとえば、図２の回路において、Ｇ2が電極端子に接続されない場合、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3の片方をオンとして他方をオフにした状態で、入力端子Ｔ0−Ｔ1間に入力される電圧値Ｖ1’が等しくなる。図２の回路において、全ての入力端子Ｔが正常に電極端子に接続されていると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3の片方をオンとして他方をオフにした状態を比較すると、いずれの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオンにするかで、入力端子Ｔ0−Ｔ1間に入力される電圧値Ｖ1’が異なる電圧となる。したがって、各々の短絡スイッチＳをオンオフにする組み合わせを変更して、入力端子Ｔの入力電圧を検出して、電池Ｂの＋−の電極端子と入力端子Ｔの接続不良を検出できる。
【０００８】
本発明の請求項２の接続回路は、直列に接続された複数の電池Ｂの各々の＋−の電極に複数の入力端子Ｔを接続している接続回路であって、複数の入力端子Ｔに接続されて入力端子Ｔをショートする複数の短絡スイッチＳと、各々の短絡スイッチＳをオンオフに切り換える制御回路２と、各々の短絡スイッチＳをオンオフに切り換える組み合わせを変更して入力端子Ｔに入力される入力電圧を比較して接続不良を判定する演算回路３とを備える。この回路は、短絡スイッチＳをオンオフに切り換える組み合せを変更して、複数の入力端子Ｔに入力される入力電圧を演算回路３が比較して、入力端子Ｔと電池Ｂの＋−の電極との接続不良を検出する。
【０００９】
以上の接続回路は、好ましくは、入力端子Ｔと電池Ｂの＋−電極端子との間に電流制限抵抗Ｒを接続する。また、以上の回路は、たとえば、３つの電池Ｂを直列を接続する回路にあっては、中央の電池といずれかひとつの電池の＋−電極に接続している入力端子Ｔをショートするように二つの短絡スイッチＳを接続して、全ての入力端子Ｔと電極端子との接続不良を検出できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための方法と回路を例示するものであって、本発明は方法と回路を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図２は、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3を直列に接続している。各々の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3は、＋−の電極端子を接続回路１に接続している。接続回路１は、たとえば、各々の電池の過充電や過放電を防止する保護回路、あるいは、各々の電池の残容量等を検出する回路等を備えている。
【００１３】
接続回路１は、各々の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子に電流制限抵抗Ｒを介して入力端子Ｔを接続している。接続回路１は、各々の入力端子Ｔに接続されて入力端子Ｔをショートする短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3と、各々の短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える制御回路２と、各々の短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える組み合わせを変更して入力端子Ｔに入力される入力電圧を比較して接続不良を判定する演算回路３とを備えている。
【００１４】
制御回路２は、短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える組み合わせを変更する。図２の回路は３つの短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3を備えるので、オンオフの組み合わせが８つできる。短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換え組み合わせと、各々の状態における入力端子Ｔの電圧を表１に示す。
【００１５】
【表１】
この表は、全ての＋−の電極端子が正常に入力端子Ｔに接続された状態と、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を入力端子Ｔに接続している接続部分Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3のいずれかが非接触状態になったときの入力端子Ｔの電圧を示している。
【００１７】
この表から、接続部分Ｇ0の非接触状態は、入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ0が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ1のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ0が正常な状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ1のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とは等しくならない。
【００１８】
さらに、この表から、接続部分Ｇ1の非接触状態は、入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ1が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ3'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ1が正常な状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ3'とは等しくならない。
【００１９】
さらに、この表から、接続部分Ｇ2の非接触状態は、入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ2が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ1'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ2が正常な接続状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2のみをオンにするときの電圧Ｖ1'とは等しくならない。
【００２０】
さらに、この表から、接続部分Ｇ3の非接触状態は、入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ3が非接触状態になると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ3のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ3が正常な接続状態であると、全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ3のみをオンにするときの電圧Ｖ2'とは等しくならない。
【００２１】
以上のように、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を４つの入力端子Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に接続している回路は、必ずしも全ての短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオンオフに切り換える８つの組み合わせとして、入力端子Ｔの電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'の全てを検出する必要はなく、特定の組み合わせで、接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の断線を確実に検出できる。
【００２２】
３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を３つの入力端子Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に接続する回路は、図３に示すように、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3のみを使用して接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の断線を判別できる。この接続回路１は、図において最下段の入力端子Ｔ0には短絡スイッチを接続せず、入力端子Ｔ1−Ｔ2間とＴ2−Ｔ3間にのみ短絡スイッチＳ2、Ｓ3を接続している。
【００２３】
この回路における、短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオンオフに切り換える組み合わせと、各々の状態における入力端子Ｔの電圧を表２に示す。
【００２４】
【表２】
この表は、全ての＋−の電極端子が正常に入力端子Ｔに接続された状態と、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を入力端子Ｔに接続している接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3のいずれかが非接触状態になったときの入力端子Ｔの電圧を示している。
【００２６】
この表から、接続部分Ｇ1の非接触状態は、入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ1が非接触状態になると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ3'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ1が正常な状態であると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ3'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ3'とは等しくならない。
【００２７】
さらに、この表から、接続部分Ｇ2の非接触状態は、入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ2が非接触状態になると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ1'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ2が正常な接続状態であると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ1'と、短絡スイッチＳ2をオンとして短絡スイッチＳ3をオフにするときの電圧Ｖ1'とは等しくならない。
【００２８】
さらに、この表から、接続部分Ｇ3の非接触状態は、入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を演算回路３が比較して判定できる。それは、接続部分Ｇ3が非接触状態になると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ2をオフとして短絡スイッチＳ3をオンにするときの電圧Ｖ2'とが等しくなるからである。接続部分Ｇ3が正常な接続状態であると、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにするときの電圧Ｖ2'と、短絡スイッチＳ2をオフとして短絡スイッチＳ3をオンにするときの電圧Ｖ2'とは等しくならない。
【００２９】
以上のように、３つの電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の＋−の電極端子を３つの入力端子Ｔに接続している回路は、二つの短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオンオフに切り換える４つの組み合わせとして、接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の断線を検出できる。
【００３０】
各々の短絡スイッチＳは、制御回路２に制御されてオンオフに切り換えられるが、制御回路２が短絡スイッチＳをどのような組み合わせでオンオフに制御するかの信号は、演算回路３が制御回路２に入力する。演算回路３は、オンにする短絡スイッチＳとオフにする短絡スイッチＳとを特定し、その状態で入力端子間の電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'を検出し、さらに、短絡スイッチＳのオンオフを切り換えて入力端子間の電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'を検出し、検出した電圧Ｖ1'、Ｖ2'、Ｖ3'からどこの接続部分Ｇが断線したかを判定する。演算回路３は、表１と表２に基づいて判定する。
【００３１】
図２に示す回路の演算回路３は、以下のフローチャートで、図４ないし図７のステップで接続部分Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の切断を判定する。
(1) 接続部分Ｇ0の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ1をオン、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出し、この電圧Ｖ2'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ0は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ0は切断していると判定する。
【００３２】
(2) 接続部分Ｇ1の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ1、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出し、この電圧Ｖ3'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ1は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ1は切断していると判定する。
【００３３】
(3) 接続部分Ｇ2の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ1、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出し、この電圧Ｖ1'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ2は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ2は切断していると判定する。
【００３４】
(4) 接続部分Ｇ3の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ1、Ｓ2をオフ、Ｓ3をオンにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出し、この電圧Ｖ2'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ3は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ3は切断していると判定する。
【００３５】
図３に示す回路の演算回路３は、以下のフローチャートで、図８ないし図１０のステップで接続部分Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の切断を判定する。
(1) 接続部分Ｇ1の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ2−Ｔ3間の電圧Ｖ3'を検出し、この電圧Ｖ3'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ1は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ1は切断していると判定する。
【００３６】
(2) 接続部分Ｇ2の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオン、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ0−Ｔ1間の電圧Ｖ1'を検出し、この電圧Ｖ1'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ2は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ2は切断していると判定する。
【００３７】
(3) 接続部分Ｇ3の判定
［ｎ＝１のステップ］
短絡スイッチＳ2、Ｓ3をオフにする。
［ｎ＝２のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出して記憶する。
［ｎ＝３のステップ］
短絡スイッチＳ2をオフ、Ｓ3をオンにする。
［ｎ＝４のステップ］
入力端子Ｔ1−Ｔ2間の電圧Ｖ2'を検出し、この電圧Ｖ2'をｎ＝２のステップで検出して記憶している電圧に比較する。
［ｎ＝５のステップ］
比較した電圧が等しくないと、接続部分Ｇ3は正常と判定する。
［ｎ＝６のステップ］
比較した電圧が等しいと、接続部分Ｇ3は切断していると判定する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路は、電池と入力端子との接続不良を確実に検出できる特長がある。それは、本発明の検査方法と接続回路が、複数の電池の＋−の電極に接続している複数の入力端子に複数の短絡スイッチを接続し、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換えて、入力端子に入力される電圧を検出して、入力端子と電池の＋−の電極との接続状態を検査しているからである。このため、本発明の検査方法と接続回路は、接触不良が発生して、電池の＋−の電極と入力端子とを正常に接続できなくなっても、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換えて、入力端子に入力される電圧を検出することによって、入力端子と電池の＋−の電極との接触不良を確実に検出できる。したがって、電池の正確な状態を判定して、電池の過充電や過放電を確実に阻止できる特長が実現できる。
【００３９】
とくに、本発明の接続回路は、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換える組み合わせを制御回路で変更すると共に、各々の組み合わせにおいて入力端子に入力される入力電圧を演算回路で比較して接続不良を判定するので、簡単な回路構成として低コストに製造して、確実に接触不良を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の複数の電池電圧を検出する回路を示す回路図
【図２】本発明の実施例の複数電池に接続している接続回路の回路図
【図３】本発明の他の実施例の複数電池に接続している接続回路の回路図
【図４】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ0の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図５】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ1の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図６】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ2の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図７】図２に示す接続回路において接続部分Ｇ3の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図８】図３に示す接続回路において接続部分Ｇ1の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図９】図３に示す接続回路において接続部分Ｇ2の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【図１０】図３に示す接続回路において接続部分Ｇ3の切断を判定する工程を示すフローチャート図
【符号の説明】
１…接続回路
２…制御回路
３…演算回路
Ｂ…電池
Ｓ…短絡スイッチ
Ｔ…入力端子
Ｇ…接続部分
Ｒ…電流制限抵抗
Claims (4)
- 直列に接続された複数の電池(B)の＋−の電極に入力端子(T)を接続している回路の検査方法において、
複数の電池(B)の＋−の電極に接続している複数の入力端子(T)に複数の短絡スイッチ(S)を接続し、各々の短絡スイッチ(S)をオンオフに切り換えて、入力端子(T)に入力される電圧を検出して、入力端子(T)と電池(B)の＋−の電極との接続状態を検査することを特徴とする複数電池に接続している回路の検査方法。 - 直列に接続された複数の電池(B)の各々の＋−の電極に複数の入力端子(T)を接続してなる接続回路において、
複数の入力端子(T)に接続されて入力端子(T)をショートする複数の短絡スイッチ(S)と、各々の短絡スイッチ(S)をオンオフに切り換える制御回路(2)と、各々の短絡スイッチ(S)をオンオフに切り換える組み合わせを変更して入力端子(T)に入力される入力電圧を比較して接続不良を判定する演算回路(3)とを備えており、
短絡スイッチ(S)をオンオフに切り換える組み合せを変更して、複数の入力端子(T)に入力される入力電圧を演算回路(3)が比較して、入力端子(T)と電池(B)の＋−の電極との接続不良を検出するようにしてなることを特徴とする接続回路。 - 入力端子(T)と電池(B)の＋−電極端子との間に電流制限抵抗(R)を接続している請求項２に記載される接続回路。
- ３つの電池(B)を直列を接続して、中央の電池といずれかひとつの電池の＋−電極に接続している入力端子(T)をショートするように二つの短絡スイッチ(S)を接続している請求項２に記載される接続回路。
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