JP4006877B2 - Voltage adjustment method of the voltage regulator and the battery pack of the battery - Google Patents

Voltage adjustment method of the voltage regulator and the battery pack of the battery Download PDF

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秀治 吉田
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株式会社デンソー
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Apparatus for testing electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or charge condition
    • G01R31/3644Various constructional arrangements
    • G01R31/3658Various constructional arrangements for testing or monitoring individual cells or groups of cells in a battery

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池について、各単位セル間の端子電圧のばらつきを調整する組電池の電圧調整装置及び組電池の電圧調整方法に関する。 The present invention is, for the assembled battery formed by connecting a plurality of unit cells in series, with respect to the voltage adjusting method of the voltage regulator and the battery pack of the battery to adjust the variation of the terminal voltage between the unit cells.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、低公害性と高い走行性能との両立を目的として、電気自動車とガソリンエンジンとのメカニズムを組み合わせたハイブリッド電気自動車(以下、HEVと称す)が開発されている。 Recently, for the purpose of compatibility between the low-pollution and high running performance, hybrid electric vehicles that combine mechanisms of electric vehicles and gasoline engine (hereinafter, referred to as HEV) have been developed. HEVは、ガソリンエンジンを搭載しているため、電気自動車ほど大容量のバッテリを使用せずともガソリン車並みの走行性能が確保できる一方、エンジンの効率が低く二酸化炭素や窒素酸化物などの排出量が増加する低回転時にはバッテリによりモータを駆動して走行するため、低公害性をも達成し得るようになっている。 HEV is, since a gasoline engine is mounted, while the driving performance of gasoline vehicles par can be secured without using a higher electric vehicle high capacity batteries, emissions, such as the efficiency of the engine is low carbon dioxide and nitrogen oxides There are at low rotation that increases for traveling by driving a motor by a battery, and is able to achieve even low pollution.
【0003】 [0003]
斯様なHEVにおいても、発進時やフル加速時にはバッテリから供給される電力を使用するため、バッテリには高い出力が要求される。 Even in such a HEV, during starting or full acceleration to use the power supplied from the battery, a high output to the battery is required. また、HEVは、エンジンやモータ/ジェネレータ,バッテリなど多くの構成部品を搭載しなければならず、自動車全体の重量が増加することから、バッテリに対しては、電気自動車と同様に高性能且つ軽量であることが要求されている。 Further, HEV the engine and the motor / generator, it is necessary to mount many components such as a battery, since the weight of the entire vehicle is increased, for a battery, as in the electric vehicle performance and lightweight it is required that is.
【0004】 [0004]
斯様な状況下で、鉛,ニッカドやニッケル水素電池などに代わるものとして、リチウム電池が注目されている。 Under such a situation, lead, as an alternative such as nickel-cadmium or nickel-hydrogen batteries, are attracting attention lithium battery. リチウム電池は、同容量の鉛やニッカド電池に比して約3〜4倍もの高い重量エネルギ密度を有しており、小形軽量化が要求されるHEVには好適であるとして応用が期待されている。 Lithium batteries have a high weight energy density of about 3 to 4 times as compared with lead or nickel-cadmium batteries of the same capacity, the HEV to size and weight reduction are required application is expected as suitable there.
【0005】 [0005]
ところが、リチウム電池は、過充電や過放電に弱く、定められた電圧範囲内で使用しないと材料が分解して著しく容量が減少したり、異常に発熱するなどして使用できなくなるおそれがある。 However, lithium batteries, vulnerable to overcharge or over-discharge, or significantly decomposes Without material within the voltage range defined volume reduction, there may not be used, for example, by heating abnormally. そのため、リチウム電池を使用する場合は、上限電圧及び下限電圧を明確に規定して、端子電圧がその範囲内となるように充放電制御したり、或いは、電圧範囲を制限する保護回路とセットで使用するのが一般的である。 Therefore, when using a lithium battery, and clearly defined the upper limit voltage and lower limit voltage, or charge-discharge control so that the terminal voltage is within the range, or in the protection circuit and set to limit the voltage range to use is common.
【0006】 [0006]
ところで、電気自動車やHEVに使用されるバッテリは、モータを駆動するために高い電圧が要求されるので、通常、複数個の単位セルを直列に接続して構成されている。 Meanwhile, a battery used in an electric vehicle or HEV is higher voltage is required to drive the motor, typically, it is constituted by connecting a plurality of unit cells in series. 例えば、300Vのバッテリ電圧を得るには、単位セル当たり2Vの鉛電池では150個程度のセルを直列接続し、単位セル当たり3.6Vのリチウム電池では80個程度のセルを直列接続することになる。 For example, to obtain a battery voltage of 300 V, 150 or so cells in lead-acid battery of 2V per unit cell connected in series, the lithium battery of 3.6V per unit cell in a series connection to the 80 or so of the cell Become.
【0007】 [0007]
このように多数の単位セルを直列接続してなる組電池を充電する場合、従来は、組電池の正,負極の端子間電圧を監視することにより充電を制御していた。 When charging the battery pack in this manner becomes a large number of unit cells connected in series, conventionally, the positive of the battery pack, has been controlled charging by monitoring the voltage between the terminals of the negative electrode. 例えば、単位セル当たりの電圧範囲が1.8〜2.4Vで150個直列の鉛電池の場合は、組電池の電圧範囲が270〜360Vの範囲となるように充放電制御していた。 For example, the voltage range of per unit cell in the case of 150 series lead battery in 1.8~2.4V, the voltage range of the battery pack has been charged and discharged controlled to be in the range of 270~360V.
【0008】 [0008]
この場合に問題となるのが、各単位セルの残存容量(State Of Charge,以下、SOCと称す)に基づく各単位セル間の端子電圧のばらつきである。 The problem in this case is, the remaining capacity of each unit cell (State Of Charge, hereinafter referred to as SOC) is a variation of the terminal voltage between the unit cells based on. 直列接続された状態では各単位セルを流れる電流値は等しいが、各単位セル毎の残存容量には必ずばらつきがあるため、これに起因して各単位セルの端子電圧も異なったものとなる。 Although the value of the current flowing through the respective unit cells are equal in the series-connected state, since the remaining capacity of each unit cell is always variations become thereto that different terminal voltages of the respective unit cells due. この残存容量のばらつきは、主としてセルごとの自己放電や充放電効率の違いによって生じるもので、時間と共に蓄積され拡大していくものである。 This variation of the remaining capacity is intended primarily caused by the difference in self-discharge and charge-discharge efficiency of each cell, but to expand accumulated over time.
【0009】 [0009]
即ち、これらの総計たる組電池の端子間電圧を監視して充電制御しても、その構成要素たる各単位セルとしては、端子電圧が(組電池の端子間電圧)/(単位セル個数)で得られる平均電圧よりも高く、或いは低くなっているものが存在する。 That is, even if the charge control monitors the terminal voltage of these total barrel battery pack, as its constituent elements serving respective unit cells, with the terminal voltage (voltage between the terminals of the battery pack) / (unit cell number) higher than the average voltage obtained or made by those which are present low. このため、上限電圧まで充電すれば過充電となり、下限電圧まで放電すれば過放電となる単位セルが存在することになる。 Therefore, if charged to the upper limit voltage becomes overcharged, so that the unit cells to be over-discharge if discharge to a lower limit voltage is present.
【0010】 [0010]
しかし、ニッカド或いはニッケル水素電池は、過放電や過充電となっても性能の劣化が少なく、また、鉛電池は、性能が劣化しても特に安全性に問題は無く、何れも使用不能の状態にはならないことから、組電池の両端電圧のみを参照して制御すれば十分だが、リチウム電池を多直列組電池として使用する場合は、各単位セル夫々が過充電または過放電状態とならないように対策することは必須である。 However, NiCd or NiMH batteries, even when the overdischarge or overcharge less deterioration in performance, also lead batteries, no performance problem in particular safety even deteriorated, any unusable state since not a, but sufficient control with reference to only the voltage across the battery pack, when using a lithium battery as the multi-series battery pack, as the unit cells each is not overcharged or overdischarged it is essential to measure.
【0011】 [0011]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
このような対策を考慮したものとして、例えば、実開平2−136445号公報においては、充電時には、各単位セルの端子電圧の内最高値を検出してその最高電圧に基づいて制御を行い、放電時には、同最低値を検出してその最低電圧に基づいて制御を行う技術が開示されている。 As considering such measures, for example, in real-Open 2-136445 discloses, when charged, it performs control based on the maximum voltage by detecting the inner maximum value of the terminal voltage of each unit cell, the discharge sometimes, a technique for performing control on the basis of the minimum voltage to detect the minimum value is disclosed. この従来技術では、全ての単位セルを所定電圧範囲内で充放電制御することは可能だが、各単位セル毎のSOCがずれてしまった場合は、SOCが最高,最低である単位セルで充電,放電が制限され、SOCがずれた分だけ容量が少なくなるという問題がある。 In this prior art, but possible to charge and discharge control all unit cells within a predetermined voltage range, if the SOC of each unit cell is deviated, charged with SOC is highest unit cell is minimum, discharge is limited, there is a problem that capacity by the amount of SOC is shifted is reduced.
【0012】 [0012]
このような問題を解決するものとして、例えば、特開平6−253463号公報には、各単位セルに抵抗及びスイッチからなる放電回路(バイパス回路)を並列に接続し、単位セルの電圧にばらつきが生じると、電圧が高くなっている単位セルに対応する放電回路のスイッチを閉じて放電させたり、或いは、充電時における充電電流を分流させる所謂バランス充放電によって単位セル間の電圧差を縮小するという技術が開示されている。 In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-253463, to connect the discharge circuit (bypass circuit) comprising a resistor and a switch in each of the unit cells in parallel, variations in the voltage of the unit cell occurs when, or discharged by closing the switch of the discharge circuit corresponding to the unit cell voltage is higher, or that reduce the voltage difference between the unit cells by a so-called balancing discharge shunting the charging current during charging techniques have been disclosed.
【0013】 [0013]
また、特開平8−213055号公報には、各単位セルの充電状態を監視することで、満充電状態に達した単位セルについてはバイパス回路に充電電流を分流することによって全ての単位セルを満充電状態に揃え、ばらつきを解消する技術が開示されている。 JP-A-8-213055, by monitoring the state of charge of each unit cell, full of all unit cells by diverting the charging current to bypass circuit for the unit cell reaches the fully charged state align the charging state, a technique for eliminating variation is disclosed.
【0014】 [0014]
これらの従来技術の具体構成例を図16に示す。 Specific configuration examples of these prior art shown in FIG. 16. 組電池1は、複数(n)個の単位セル2(1),2(2),…,2(n)を直列接続して構成されており、それらの各単位セル2の両端には、放電用の抵抗3a及びトランジスタやFETなどからなるスイッチ3bを直列に接続して構成された放電回路3並びに電圧検出器4が夫々接続されている。 Battery pack 1 includes a plurality (n) pieces of the unit cell 2 (1), 2 (2), ..., and 2 (n) is constructed by serially connecting, to their opposite ends of each unit cell 2, discharging resistor 3a and the discharge circuit switch 3b made of a transistor or FET constructed by connecting in series 3 and the voltage detector 4 are respectively connected. 電圧検出器4の出力信号は、マルチプレクサ5及びA/Dコンバータ6を介してMPU7に与えられる。 The output signal of the voltage detector 4 is supplied to MPU7 through the multiplexer 5 and the A / D converter 6.
【0015】 [0015]
MPU7は、一定時間毎に各単位セル2の端子電圧を参照してメモリ8に記憶させると共に、各単位セル2の内で端子電圧が高くなったものを放電させるため、或いは、充電電流をバイパスさせるために制御信号をデコーダ9に出力する。 MPU7 is for discharging those causes referenced and stored in the memory 8 the terminal voltage of each unit cell 2, the terminal voltage among the unit cells 2 becomes higher every predetermined time, or bypass the charging current It outputs a control signal to the decoder 9 in order to. 当該制御信号は、デコーダ9によりデコードされると、対応する単位セル2の放電回路3のスイッチ3bにフォトカプラ(またはアイソレーションアンプ)10を介して出力される。 The control signal, once decoded by the decoder 9 is output to the switch 3b of the discharge circuit 3 of the corresponding unit cell 2 through a photo-coupler (or isolation amplifier) ​​10. すると、その放電回路3のスイッチ3bは閉じられて、抵抗3aを介して単位セル2の放電或いは充電電流のバイパスが行われるようになっている。 Then, the discharge circuit 3 switches 3b are closed, the bypass of the discharge or charge current of the unit cell 2 via a resistor 3a is to be carried out.
【0016】 [0016]
このような構成では、放電回路3,電圧検出器4やフォトカプラ10などが単位セル2の個数分必要となり、全体の部品数が多くなってしまうという問題がある。 In such a configuration, the discharge circuit 3, etc. is the number fraction required of unit cells 2 the voltage detector 4, a photo-coupler 10, there is a problem that an increasing number of overall parts count. 加えて、実際に、1つのMPU7によって制御することが可能な単位セル2の数は、絶縁(耐圧)性や制御性などの制限によって10〜20個程度が限度である。 In addition, actually, the number of possible unit cell 2 to be controlled by a single MPU7 is about 10 to 20 by a restriction, such as an insulating (tolerance) resistance and controllability is the limit.
【0017】 [0017]
従って、HEVや電気自動車に適用するためには、図17に示すように、組電池1全体を10〜20個程度の単位セル2のグループに分けて、各グループの制御を図16の構成で夫々対応するMPU7に分担させるモジュール11を構成すると共に、更にそれらモジュール11の各MPU7を統括制御する上位MPU7Hを配置する、という構成にする必要がある。 Therefore, in order to apply to HEV, electric vehicles, as shown in FIG. 17, by dividing the entire battery pack 1 to the 10 to 20 degree group of the unit cell 2, the control of each group in the configuration of FIG. 16 together constituting the module 11 to be shared by each corresponding MPU 7, further arranging the upper MPU7H for generally controlling the respective MPU 7 of the modules 11, it is necessary to configure that. 例えば、単位セル2に80個のリチウム電池を用いた場合には、10個×8グループ,または20個×4グループの構成となる。 For example, in the case of using the 80 lithium battery in the unit cell 2, a ten × 8 group or 20 × 4 group, configuration. その結果、高価な部品であるMPUが5個または9個必要となり、コストアップすることが避けられない。 As a result, an expensive component MPU becomes five or nine required, inevitably increasing the cost.
【0018】 [0018]
そこで、特開平8−55643号公報には、MPUを用いることなく、充電制御することを可能とした技術が開示されている。 Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 8-55643, without using MPU, technology made it possible to charge control is disclosed. これは、図18に示すように、直列接続された2つの単位セル12からなる組電池13に対して、抵抗値が等しい2つの抵抗14a及び14bの直列回路を並列に接続し、コンパレータ15により2つの単位セル12の共通接続点VCMと2つの抵抗14a及び14bの共通接続点VRMとの電位を比較する。 This is because, as shown in FIG. 18, with respect to the assembled battery 13 composed of series-connected two unit cells 12 were, a series circuit of the resistance value is equal to two resistors 14a and 14b connected in parallel, the comparator 15 common connection point VCM of two unit cells 12 and comparing the potential of a common connection point VRM of two resistors 14a and 14b.
【0019】 [0019]
コンパレータ15の出力端子には、ベース抵抗16aを介してnpn型のトランジスタ17aのベースが接続されていると共に、ベース抵抗16bを介してpnp型のトランジスタ17bのベースが接続されている。 The output terminal of the comparator 15, with the base of the transistor 17a of the npn type via a base resistor 16a is connected, the base of the transistor 17b of the pnp through a base resistor 16b is connected. トランジスタ17a,17bのコレクタは、放電用の抵抗18a,18bを介して組電池13の正極,負極に夫々接続されており、両者のエミッタは、共通接続点VCMに共通に接続されている。 The collector of the transistor 17a, 17b, the resistance 18a for discharge, the positive electrode of the assembled battery 13 through 18b, are respectively connected to the negative electrode, both emitters are connected in common to the common connection point VCM. 以上が調整モジュール19を構成している。 Above constitutes an adjustment module 19.
【0020】 [0020]
そして、単位セル12(1),12(2)の端子電圧を夫々VC1,VC2とすると、VC1>VC2であり電位VCM<電位VRMとなると、コンパレータ15の出力端子がハイレベルとなりトランジスタ17aがオンするので、単位セル12(1)は抵抗18aを介して放電される。 Then, the unit cell 12 (1), the 12 (2) the terminal voltage is respectively VC1, VC2 of, VC1> VC2 and is when it comes to potential VCM <potential VRM, the transistor 17a is turned on the output terminal of the comparator 15 becomes the high level because the unit cell 12 (1) is discharged through the resistor 18a. また、VC1<VC2であり電位VCM>V電位RMとなると、コンパレータ15の出力端子がロウレベルとなりトランジスタ17bがオンするので、単位セル12(2)は抵抗18bを介して放電されるようになっている。 Also, when it comes to VC1 <a VC2 voltage VCM> V potential RM, the output terminal becomes a low level the transistor 17b of the comparator 15 is turned on, the unit cell 12 (2) is adapted to be discharged through the resistor 18b there.
【0021】 [0021]
しかしながら、これらの各調整モジュール19は、夫々に接続された2個の単位セルについて端子電圧のばらつきを調整する構成である。 However, each of these adjustment module 19 is configured to adjust the variation of the terminal voltage for two unit cells connected respectively. 従って、この調整モジュール19を、数10個以上、例えばN(Nは自然数)直列組電池に適用した場合を想定すると、それに対応して調整モジュール19は(N−1)個用いなければならない。 Therefore, the adjustment module 19, the number 10 or more, for example, (N is a natural number) N is assumed that applied in series battery pack, adjustment module 19 corresponding thereto must use (N-1). すると、各調整モジュール19間の調整誤差が累積されてしまうおそれがあり、全体として高精度の制御を達成することができるという保障はない。 Then, there is a possibility that adjustment error between each adjustment module 19 from being accumulated, no guarantee that it is possible to achieve high-precision control as a whole.
【0022】 [0022]
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各単位セルの過放電,過充電を防止すると共に、それらの各単位セルが直列に接続されて構成される組電池の充電容量が、各単位セル毎の容量のばらつきによる制限を極力受けないようにすることができる組電池の電圧調整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 its object is overdischarge of each unit cell, thereby preventing overcharging, charging of the constructed battery pack their respective unit cell is connected in series capacity to provide a voltage regulator of an assembled battery can be kept free as much as possible by limiting the variation of the capacity of each unit cell.
【0023】 [0023]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1記載の組電池の電圧調整装置または請求項5記載の組電池の電圧調整方法によれば、分圧手段は、組電池の端子電圧を単位セルの個数に応じて分圧し、電位比較手段は、単位セル間における複数の連結点の内、特定の連結点の電位と当該連結点に対応する分圧点の電位とを比較する。 According to the voltage adjusting method for a battery pack voltage regulator or claim 5, wherein the assembled battery according to claim 1, the voltage divider is divided in accordance with the terminal voltage of the battery pack to the number of unit cells, potential comparison It means, among the plurality of connecting points between the unit cells, which compares the potential dividing point corresponding to the potential and the connection point of the particular connection point. そして、放電制御手段は、 単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御する。 Then, the discharge control means, from a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, wherein either the potential of the positive electrode side connection point is higher than the potential dividing point corresponding or both when the potential of the corresponding voltage dividing point than the potential of the potential equal and the negative electrode side connection point is higher, or the higher than the potential of the voltage dividing point of the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode side connection point when dividing point potential is higher or both potentials corresponding than the potential equal to, when the terminal voltage before Kitan position cell is determined to be higher than the average voltage is controlled so as to discharge the unit cell .
【0024】 [0024]
従って、特定の連結点に対応する単位セルの端子電圧が平均電圧に等しくなるように調整して端子電圧のばらつき、即ち、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効率を向上させることができる。 Therefore, variations in adjustment to the terminal voltage as the terminal voltage of the unit cells corresponding to a particular connection point is equal to the average voltage, i.e., it is possible to adjust the variation of the remaining capacity to prevent overdischarge and overcharge it is possible to improve the use efficiency of Nagato battery pack.
【0025】 [0025]
また、放電制御手段は、周囲温度が予め設定された基準温度以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止する。 Further, the discharge control means prohibits the discharge of the unit cells when it is determined that becomes a reference temperature or lower the ambient temperature is preset. 即ち、低温環境下においては、単位セルの内部抵抗が極めて大きくなる場合があり、放電することで生じた電圧降下によってある単位セルの電圧がその時点での最低電圧を下回ると、本来調整する必要がない単位セルの電圧を調整するおそれがある。 That is, in the low temperature environment, there is a case where the internal resistance of the unit cell becomes extremely large, the voltage of the unit cells in the voltage drop caused by discharging drops below the minimum voltage at the time, necessary to adjust the original there is a possibility of adjusting the voltage of no unit cell. 従って、周囲温度が基準温度以下になった場合には放電を禁止することで、そのような事態に陥ることを回避できる。 Therefore, by prohibiting the discharge when the ambient temperature is below the reference temperature, it is possible to avoid falling into such a situation.
【0026】 [0026]
請求項2記載の組電池の電圧調整装置または請求項6記載の組電池の電圧調整方法によれば、請求項1または5と同様に、放電制御手段は、 単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させるように制御するので、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効率を According to the voltage adjusting method for a battery pack voltage regulator or claim 6, wherein the assembled battery according to claim 2, similarly to claim 1 or 5, the discharge control means, the unit cell of the positive electrode side and negative electrode side from a comparison result of potential comparator means corresponding to the coupling point, corresponding than the potential of the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode side connection point min when the potential of the pressure point is high, or the or the potential of the corresponding voltage dividing point than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential of the voltage dividing point of the potential of the positive electrode side connection point corresponds high or both when the potential is equal, since the terminal voltage before Kitan position cell is controlled so as to discharge the unit cell when it is determined to be higher than the average voltage, it is possible to adjust the variation of the residual capacity, over-discharge or over- the use efficiency of the battery pack while preventing the charging 上させることができる。 It is possible to above.
【0027】 [0027]
また、放電制御手段は、複数の単位セルの内、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧が予め設定された基準電圧以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止する。 Further, the discharge control means, the plurality of unit cells, to inhibit the discharge of the unit cells when it is determined that the inter-terminal voltage of at least one unit cell is equal to or less than a predetermined reference voltage. 即ち、複数の単位セルの内の何れか1つに短絡などが生じてセルの電圧が低下すると、それに応じてその他の単位セルの電圧も低下させるように調整が行われる可能性がある。 That is, when short circuit in any one of the plurality of unit cells the cell voltage drops occur, is adjusted so that voltage also reduces the other unit cell could be made accordingly. 従って、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧が基準電圧以下になった場合には放電を禁止することで、他の単位セルの電圧を不用意に低下させることを防止できる。 Therefore, it is possible to prevent the terminal voltage of at least one unit cell by inhibiting the discharge in the case of equal to or less than the reference voltage, lowering inadvertently the voltages of the other unit cell.
【0028】 [0028]
請求項3記載の組電池の電圧調整装置,請求項7記載の組電池の電圧調整方法によれば、請求項1,2または5,6と同様に、放電制御手段は、 単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させるように制御するので、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効 Voltage regulator for a battery pack according to claim 3, according to the voltage adjusting method for a battery pack according to claim 7, wherein, similarly to claims 1, 2 or 5,6, discharge control means, the positive electrode side of the unit cell and from a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the anode side, than the potential of the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode side connection point If the potential of the corresponding voltage dividing point is high, or, the potential of the corresponding voltage dividing point than high and the potential of the negative electrode side connection point than the dividing point of the voltage potential of the positive electrode side connection point corresponds If equal high or both potentials, since the terminal voltage before Kitan position cell is controlled so as to discharge the unit cell when it is determined to be higher than the average voltage, it is possible to adjust the variation of the remaining capacity, use efficiency of the battery pack while preventing over-discharge and overcharge を向上させることができる。 It is possible to improve the.
【0029】 [0029]
また、放電制御手段は、複数の単位セルの内、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧が予め設定された基準電圧以上になったと判断すると単位セルの放電を禁止する。 Further, the discharge control means, the plurality of unit cells, to inhibit the discharge of the unit cells when it is determined that the inter-terminal voltage of at least one unit cell is equal to or greater than the reference voltage set in advance. 即ち、電圧調整動作の上限を定めることにより、調整動作を行う電圧または残存容量の範囲を限定することが可能となる。 That is, by determining the upper limit of the voltage regulating operation, it is possible to limit the range of the voltage or the remaining capacity to perform the adjustment operation. 従って、残存容量のばらつきとは異なる各単位セル間の満充電容量のばらつきが原因となり、特に残存容量が多い(満充電に近い)範囲において、残存容量が等しいにもかかわらず単位セルの端子間電圧がばらついていることで不必要な電圧調整動作が行われ、無駄な放電が行われるのを抑制することができる。 Therefore, variations in the full charge capacity between different respective unit cells and the variation in the residual capacity causes, particularly the remaining capacity is larger in the (fully close to the charge) range, between the terminals despite the unit cells remaining capacity is equal to unnecessary voltage adjustment operation is performed by the voltage is varied, it is possible to suppress the wasteful discharge is performed.
【0030】 [0030]
請求項4記載の組電池の電圧調整装置,請求項8記載の組電池の電圧調整方法によれば、請求項1,2,3または5,6,7と同様に、放電制御手段は、 単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させるように制御するので、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池 Voltage regulator for a battery pack according to claim 4, wherein, according to the voltage adjusting method for a battery pack according to claim 8, similarly to claims 1 to 5, 6, 7, the discharge control means, the unit from a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the cell, the higher or both than the potential of the voltage dividing point of the potential of the positive electrode side connection point corresponds equal and the negative electrode side connection when the potential of the corresponding voltage dividing point than the potential of the point is high, or the partial pressure of the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential of the point are equal high or both potentials, since the terminal voltage before Kitan position cell is controlled so as to discharge the unit cell when it is determined to be higher than the average voltage, to adjust the variation in the remaining capacity it can, the battery pack while preventing over-discharge and overcharge 使用効率を向上させることができる。 Thereby improving the use efficiency.
【0031】 [0031]
また、各単位セルの放電経路中で且つ夫々の単位セルの近傍側に配置される経路遮断手段は、放電経路に過電流が流れた場合は当該経路を遮断する。 The route blocking means located proximally of and each unit cell in a discharge path of each unit cell, when an overcurrent flows through the discharge path interrupting the path. 即ち、例えば、組電池に対して充電または放電動作が行われている途中で、複数の単位セルの内の何れか1つに何らかの理由により断線が生じると、その断線箇所の両端には、組電池に接続されている回路のインダクタンスなどによって高電圧が発生するおそれがある。 That is, for example, in the course of charging or discharging operation is performed with respect to the assembled battery, when the disconnection occurs for some reason in any one of the plurality of unit cells, the ends of the broken portion, the set high voltage may occur, such as by the inductance of the circuit connected to the battery. そして、そのような場合には、断線箇所の両端に接続されている放電経路に過電流が流れるので、経路遮断手段によって当該放電経路を遮断することで、当該電圧調整装置を破壊から保護することができる。 Then, in such a case, since the overcurrent flowing through the discharge path connected to both ends of the broken point, by blocking the discharging path by the path-blocking means, to protect the voltage regulator from the destruction can.
【0032】 [0032]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(第1実施例) (First Embodiment)
以下、本発明を、3個の単位セルを直列接続してなる組電池に適用した場合の第1実施例について図1乃至図4を参照して説明する。 Hereinafter, the present invention, three of the unit cell for the first embodiment when applied to an assembled battery formed by serially connected with reference to FIGS. 1 to 4 will be described. 電気的構成を示す図1において、リチウム二次電池で構成される3個の単位セル21(1),21(2),21(3)は、直列に接続されて組電池22を構成している。 In Figure 1 showing the electrical configuration, the unit cells 21 of three consisting of lithium secondary battery (1), 21 (2), 21 (3), constitute the assembled battery 22 are connected in series there. この組電池22には、抵抗23,24,25を直列に接続してなる分圧回路(分圧手段)26が並列に接続されている。 This assembled battery 22, a voltage dividing circuit formed by connecting a resistor 23, 24 and 25 in series (voltage divider) 26 are connected in parallel.
【0033】 [0033]
この内、抵抗23,24については、夫々抵抗23a及び23b,24a及び24bの直列回路で構成されており、その抵抗比は、例えば4000:1程度に設定されている。 Among them, the resistance 23 and 24, respectively resistors 23a and 23b, are constituted by a series circuit of 24a and 24b, the resistance ratio, for example 4000: is set to about 1. そして、抵抗23a,24a及び25の抵抗値は、互いに等しくなるように設定されており、抵抗23b,24bの抵抗値は、これらの抵抗値に比較して無視できる程小さい。 Then, the resistance value of the resistor 23a, 24a and 25 is set to be equal to each other, the resistance value of the resistor 23b, 24b is negligibly small compared to the value of these resistors. 従って、実質的には、組電池22の端子電圧を、3つの抵抗23a,24a及び25により三等分に分圧していることになる。 Thus, in effect, the terminal voltage of the battery pack 22, so that is divided into trisection by three resistors 23a, 24a and 25.
【0034】 [0034]
ここで、組電池22の負側端子をJc0,正側端子をJc3として、その間にある単位セル21(1)及び21(2)の連結点をJc1,単位セル21(2)及び21(3)の連結点をJc2とする。 Here, Jc0 the negative terminal of the battery pack 22, the positive terminal as JC3, the connection points of the unit cell 21 in between (1) and 21 (2) Jc1, the unit cell 21 (2) and 21 (3 the connection point of) the Jc2. また、分圧回路26の負側端子をJr0,正側端子をJr3として、その間にある抵抗23a及び23b,24a及び24bの共通接続点を、夫々Jr1,Jr2とする。 Moreover, the negative terminal of the voltage dividing circuit 26 Jr0, the positive terminal as JR3, resistors 23a and 23b in between, the common connection point of 24a and 24b, and respectively Jr1, Jr2. また、抵抗23b及び24aの共通接続点をJr1′,抵抗24b及び25の共通接続点をJr2′とする。 Further, the common connection point of the resistors 23b and 24a Jr1 ', a common connection point of the resistors 24b and 25 Jr2' and. 以下で、上記各接続点は、端子と称する。 Hereinafter, the respective connection point, called terminal.
【0035】 [0035]
コンパレータ27Hの反転入力端子及びコンパレータ27Lの非反転入力端子は、端子Jc1に共通に接続されている。 A non-inverting input terminal of the inverting input terminal and the comparator 27L of the comparator 27H is connected in common to terminal Jc1. また、コンパレータ27Hの非反転入力端子は、端子Jr1に接続され、コンパレータ27Lの反転入力端子は、端子Jr1′に接続されている。 The non-inverting input terminal of the comparator 27H is connected to the terminal Jr1, the inverting input terminal of the comparator 27L is connected to the terminal Jr1 '. また、単位セル21(2)及び抵抗24に対して、2つのコンパレータ28H及び28Lが同様の接続を成している。 Further, with respect to the unit cell 21 (2) and the resistor 24, two comparators 28H and 28L is formed into a similar connection. 尚、4つのコンパレータ27H,27L,28H及び28Lは、電位比較手段を構成している。 The four comparators 27H, 27L, 28H and 28L constitute a potential comparison means.
【0036】 [0036]
そして、コンパレータ27Lの出力端子は、INV(インバータ)ゲート29を介してANDゲート30の一方の入力端子に接続されており、コンパレータ27Hの出力端子は、ANDゲート31の一方の入力端子に接続されている。 The output terminal of the comparator 27L is connected to one input terminal of the AND gate 30 via the INV (inverter) gate 29, the output terminal of the comparator 27H is connected to one input terminal of the AND gate 31 ing. また、コンパレータ28Lの出力端子は、ANDゲート30の他方の入力端子に接続されており、コンパレータ28Hの出力端子は、INVゲート32を介してANDゲート31の他方の入力端子に接続されている。 The output terminal of the comparator 28L is connected to the other input terminal of the AND gate 30, the output terminal of the comparator 28H is connected to the other input terminal of the AND gate 31 via the INV gate 32.
【0037】 [0037]
放電回路33は、放電用の抵抗34及び常開型のスイッチ35を直列接続してなるものである。 Discharge circuit 33 is a resistor 34 and switch 35 of the normally open for discharge becomes connected in series. そして、3つの放電回路33(1)〜33(3)は、各単位セル21(1)〜21(3)に対応するように直列接続されて、組電池22の両端に並列に接続されている。 Then, three discharge circuits 33 (1) to 33 (3) is connected in series to correspond to each unit cell 21 (1) to 21 (3), are connected in parallel across the battery pack 22 there. また、放電回路33(1)及び33(2)の共通接続点は、端子Jc1に接続されており、放電回路33(2)及び33(3)の共通接続点は、端子Jc2に接続されている。 The common connecting point of the discharge circuit 33 (1) and 33 (2) is connected to the terminal Jc1, common connection point of the discharge circuit 33 (2) and 33 (3) is connected to the terminal Jc2 there.
【0038】 [0038]
スイッチ35(1)〜35(3)は、例えばトランジスタやFETなどで構成されており、制御信号端子にハイレベルの制御信号が与えられると接点を閉じる(導通する)ようになっている。 Switch 35 (1) 35 (3), such as a transistor or FET is composed of, when the control signal of high level is applied to the control signal terminal close contacts adapted (conducting). そして、スイッチ35(1)及び35(3)の制御信号端子は、コンパレータ27L及び28Hの出力端子に夫々接続されている。 Then, control signal terminal of the switch 35 (1) and 35 (3) are respectively connected to the output terminal of the comparator 27L and 28H. また、スイッチ35(2)の制御信号端子は、ORゲート36の出力端子に接続されており、そのORゲート36の2つの入力端子は、ANDゲート30及び31の出力端子に夫々接続されている。 The control signal terminal of the switch 35 (2) is connected to the output terminal of the OR gate 36, two input terminals of the OR gate 36 is respectively connected to the output terminal of the AND gate 30 and 31 .
【0039】 [0039]
尚、NOTゲート29及び32,ANDゲート30及び31並びにORゲート36は、論理回路部37を構成している。 Incidentally, NOT gates 29 and 32, the AND gates 30 and 31 and OR gate 36 constitute a logic circuit portion 37. また、放電回路33及び論理回路部37は、放電制御手段を構成している。 The discharge circuit 33 and the logic circuit unit 37 constitute a discharge control means. ところで、具体的には図示しないが、コンパレータ27H,27L,28H及び28L並びに論理回路部37の動作用電源は、組電池22から作成されて供給されるようになっている。 Meanwhile, although not specifically shown, the comparator 27H, 27L, the operation power source of the 28H and 28L and the logic circuit unit 37, are supplied are created from the assembled battery 22.
【0040】 [0040]
次に、本発明の作用について図2乃至図4をも参照して説明する。 It will now be described with reference also to FIGS operation of the present invention. ここで、単位セル21(1),21(2),21(3)の端子電圧を夫々V1,V2,V3とする。 Here, the unit cell 21 (1), 21 (2), 21 (3) the terminal voltage and respectively V1, V2, V3 of. また、端子Jc0を基準とした各端子Jc1,Jc2,Jc3の電位を夫々Ec1,Ec2,Ec3とし、端子Jr0を基準とした各端子Jr1,Jr2,Jr3の電位を夫々Er1,Er2,Er3とする。 Each referenced to terminal Jc0 terminal Jc1, Jc2, the potential of Jc3 and respectively Ec1, Ec2, Ec3, each relative to the terminal Jr0 terminal Jr1, Jr2, each potential of Jr3 s Er1, Er2, and Er3 . すると、電位Ec1,Ec2,Ec3は、夫々(1)式のように表される。 Then, the potential Ec1, Ec2, Ec3 is expressed as each (1).
Ec1=V1 Ec1 = V1
Ec2=V1+V2 …(1) Ec2 = V1 + V2 ... (1)
Ec3=V1+V2+V3=Er3 Ec3 = V1 + V2 + V3 = Er3
【0041】 [0041]
また、抵抗23a,24a,25の抵抗値は等しく、抵抗23b及び24bを無視すると、各抵抗23a,24a,25の両端には、単位セル21(1),21(2),21(3)の端子電圧の平均値が夫々印加される。 The resistance 23a, 24a, 25 resistance value of equal, ignoring the resistance 23b and 24b, at both ends of each resistor 23a, 24a, 25, the unit cell 21 (1), 21 (2), 21 (3) the average value of the terminal voltage are respectively applied. 従って、電位Er1,Er2,Er3は、夫々(2)式のように表される。 Therefore, the potential Er1, Er2, Er @ 3 is represented as the respective (2).
Er1= Ec3/3= (V1+V2+V3)/3 Er1 = Ec3 / 3 = (V1 + V2 + V3) / 3
Er2=2・Ec3/3=2(V1+V2+V3)/3 …(2) Er2 = 2 · Ec3 / 3 = 2 (V1 + V2 + V3) / 3 ... (2)
Er3=3・Ec3/3= V1+V2+V3 Er3 = 3 · Ec3 / 3 = V1 + V2 + V3
【0042】 [0042]
ここで、4つのコンパレータ27H,27L,28H,28Lの出力レベルが、夫々どの様な入力条件でハイ“H”になるかを検討すると、以下のようになる。 Here, four comparators 27H, 27L, 28H, the output level of 28L, and to consider whether to the high "H" in each What kind of input conditions, is as follows. 尚、抵抗23b及び24bの端子電圧をVαとする。 Incidentally, the terminal voltage of the resistor 23b and 24b and V.alpha.
【0043】 [0043]
即ち、コンパレータ27Hは、分圧電位Er1が、端子Jc1の電位Ec1よりも高い場合にハイレベルとなり、コンパレータ27Lは、分圧電位Er1が、電位Ec1から微小電圧Vαを減じたものよりも低くなった場合にハイレベルとなる。 That is, the comparator 27H is divided potential Er1 becomes the high level is higher than the potential Ec1 terminal Jc1, comparator 27L is divided potential Er1 is lower than minus a small voltage Vα from the potential Ec1 becomes a high level in the case was. 従って、分圧電位Er1が、Ec1−Vα≦Er1≦Ec1,の範囲にあり電位Ec1にほぼ等しいとみなされる場合には、コンパレータ27H,27Lは何れもロウレベルとなる。 Therefore, divided potential Er1 is, where considered approximately equal to Ec1-V.alpha ≦ Er1 ≦ Ec1, the range of potential Ec1 is comparators 27H, Both 27L becomes a low level. また、コンパレータ28H,28Lについても、分圧電位Er2,端子Jc2の電位Ec2に関して同様である。 The comparator 28H, for even 28L, divided potential Er2, which is similar for the potential Ec2 terminal Jc2.
【0044】 [0044]
そして、これら4つのコンパレータ27H,27L,28H,28Lの出力レベルを論理合成することにより、3つのスイッチ35(1)乃至35(3)を夫々オン状態“1”とする条件は、図2に示す真理値表のようになる。 And these four comparators 27H, 27L, 28H, by logically combining the output level of 28L, conditions that three switches 35 (1) through 35 (3) respectively on state "1", in FIG. 2 so that the truth table shown. 但し、“×”は任意のレベルを示す。 However, "×" represents any level.
【0045】 [0045]
▲1▼V3>V2>V1 ▲ 1 ▼ V3> V2> V1
ここで、単位セル21(1)〜21(3)の各端子電圧が、V3>V2>V1となっている初期状態からの作用について図3も参照して説明する。 Here, the terminal voltages of the unit cells 21 (1) to 21 (3), V3> V2> 3 will also be described with reference to the operation from the initial state which is the V1.
【0046】 [0046]
[期間A] [Period A]
この場合、 in this case,
となることから、コンパレータ27H,28Hの出力信号は何れもハイレベル“H”となる。 Since the comparator 27H, both the output signal of 28H to the high level "H". 従って、図2に示す真理値表では、スイッチ35(3)がオン状態“1”となる条件が成立するので、放電回路33(3)により単位セル21(3)が放電される。 Thus, the truth table shown in FIG. 2, the condition of the switch 35 (3) is turned on "1" is satisfied, the unit cell 21 (3) is discharged by the discharge circuit 33 (3).
【0047】 [0047]
単位セル21(3)が放電されることにより端子電圧V3が低下すると、組電池22の端子電圧Ec3(=Er3)が低下し、それに応じて分圧電位Er2も低下する。 When the terminal voltage V3 decreases by a unit cell 21 (3) is discharged, the terminal voltage Ec3 (= Er @ 3) lowers the assembled battery 22, the divided potential Er2 is also reduced accordingly. そして、V3<V2となり、Er2=Ec2となると、コンパレータ28Hの出力信号はロウレベル“L”となる。 Then, V3 <V2 becomes when it comes to Er2 = Ec2, the output signal of the comparator 28H is at the low level "L".
【0048】 [0048]
このとき、図3の時点Pに示すように、端子電圧V3は、組電池22の平均セル電圧となっているが、単位セル21(2)は放電されていないのでV2>V1の関係は維持されており、(4)式におけるEr1>Ec1、は変わらない。 At this time, as shown in point P of FIG. 3, the terminal voltage V3 is has an average cell voltage of the assembled battery 22, the unit cell 21 (2) is maintained relationships because not discharged V2> V1 are, (4) Er1> Ec1, does not change in expression. 従って、コンパレータ27Hの出力信号は“H”のままである。 Therefore, the output signal of the comparator 27H is remains at "H". すると、図2に示す真理値表では、スイッチ35(2)がオン状態“1”となる条件が成立するので、放電回路33(2)により単位セル21(2)が放電されると同時に、放電回路33(3)による単位セル21(3)の放電は停止する。 Then, the truth table shown in FIG. 2, the condition of the switch 35 (2) is turned on "1" is satisfied, the unit cell 21 by the discharge circuit 33 (2) (2) is discharged at the same time, discharge of the discharge circuit 33 unit cell 21 according to (3) (3) is stopped.
【0049】 [0049]
ここで、コンパレータ27H,27Lについて、コンパレータ27Hの出力信号が“L”であり、コンパレータ27Lの出力信号レベルは問わないという条件は、少なくともEr2がEc2よりも高くないという条件であり、即ち、Er2がEc2にほぼ等しいかまたはEr2がEc2よりも低い、Er2≦Ec2という条件を意味している。 Here, the comparator 27H, about 27L, the output signal of the comparator 27H is "L", the condition that any output signal level of the comparator 27L is a condition that at least Er2 is not higher than Ec2, i.e., Er2 There about equal to or Er2 is lower than Ec2 to Ec2, which means the condition that Er2 ≦ Ec2.
【0050】 [0050]
[期間B] [Period B]
単位セル21(2)が放電されることにより端子電圧V2が低下すると、電圧Ec2及びEr3が低下するので、それに伴って分圧電位Er2も低下する。 When the terminal voltage V2 decreases by a unit cell 21 (2) is discharged, since the voltage Ec2 and Er3 decreases, the divided potential Er2 is also decreased accordingly. ここで、Er2とEc2とを比較すると、(1)式及び(2)式から、 Now comparing the Er2 and Ec2, from (1) and (2),
Ec2= V1+V2 Ec2 = V1 + V2
Er2=2(V1+V2+V3)/3 Er2 = 2 (V1 + V2 + V3) / 3
であり、端子電圧V2の低下の影響はEc2の方が明らかに大きい。 , And the effect of reduction of the terminal voltage V2 has obviously larger Ec2. 従って、両者の大小関係は、Er2=Ec2から再びEr2>Ec2となり、コンパレータ28Hの出力信号は再び“H”となる。 Thus, both the magnitude relation of, Er2 = Ec2 again Er2> Ec2, and the output signal of the comparator 28H is again "H". すると、スイッチ35(3)がオン状態“1”となる条件が成立して、放電回路33(2)による放電は停止し、放電回路33(3)により単位セル21(3)が放電される。 Then, the condition of the switch 35 (3) is turned on "1" is established, the discharge by the discharge circuit 33 (2) stops, the unit cell 21 (3) is discharged by the discharge circuit 33 (3) .
【0051】 [0051]
即ち、この場合、単位セル21(2)が放電されて端子電圧V2が低下することで、単位セル21の平均電圧も低下することになる。 That is, in this case, the unit cell 21 (2) is discharged by the terminal voltage V2 decreases, the average voltage of the unit cell 21 also decreases. すると、端子電圧V3もまた、その電位が時点Pから維持されたままでは平均電圧とのずれが生じることになるので、単位セル21(3)が再び放電されて、端子電圧V3が平均電圧に略一致するように作用する。 Then, the terminal voltage V3 is also because the potential is that the deviation between the average voltage occurs while maintained from the time P, is discharged unit cells 21 (3) again, the terminal voltage V3 is the mean voltage It acts to substantially coincide.
【0052】 [0052]
単位セル21(3)が放電されることにより端子電圧V3が低下して、再び平均電圧に略一致すると、前述のように分圧電位Er3,Er2が低下し、Er2=Ec2となってコンパレータ28Hの出力信号は“L”となる。 And the terminal voltage V3 drops by unit cells 21 (3) is discharged again when substantially matches the average voltage, divided potential Er @ 3, Er2 is reduced as described above, the comparator become Er2 = Ec2 28H the output signal becomes "L" of. また、単位セル21(2)は放電されないのでV2>V1であり、Er1>Ec1であるから、コンパレータ27Hの出力信号は“H”のままである。 Further, the unit cell 21 (2) is so V2> V1 not discharged, since it is Er1> Ec1, the output signal of the comparator 27H is remains at "H". すると、スイッチ35(2)がオン状態“1”となる条件が成立するので、単位セル21(2)が放電されると同時に、単位セル21(3)の放電は停止する。 Then, since the condition of the switch 35 (2) is turned on "1" is established, at the same time the unit cell 21 (2) is discharged, the discharge of the unit cells 21 (3) is stopped.
【0053】 [0053]
即ち、期間Bにおいては、スイッチ35(2),35(3)が交互にオン状態となり、単位セル21(2),21(3)が交互に放電される。 That is, in the period B, the switch 35 (2), 35 (3) is alternately turned on, the unit cell 21 (2), 21 (3) is discharged alternately. また、図3においては、端子電圧V2,V3は直線状に低下するように図示されているが、実際には、一方の電位が低下している場合に他方の電位は変化しないようになっており、その状態が短期間で交互に繰り返されるようになっている。 Further, in FIG. 3, although the terminal voltage V2, V3 are shown to decrease linearly, in fact, the other potential if one potential is reduced so as not to change cage, so that the states are alternately repeated in a short period of time.
【0054】 [0054]
そして、最終的に、Er1=Ec1,Er2=Ec2,即ち、V1=V2=V3になると、コンパレータ27H,27L,28H,28Lの出力レベルは何れも“L”となり、単位セル21(1)〜21(3)の放電は停止する。 And finally, Er1 = Ec1, Er2 = Ec2, i.e., at a V1 = V2 = V3, the comparator 27H, 27L, 28H, the output level both becomes "L" of 28L, the unit cell 21 (1) - discharge 21 (3) is stopped. 以上で端子電圧V1,V2,V3のばらつき調整作用は終了する。 Or more dispersion adjustment action of the terminal voltages V1, V2, V3 is terminated.
【0055】 [0055]
▲2▼V1>V2>V3 ▲ 2 ▼ V1> V2> V3
次に、初期状態としてV1>V2>V3である場合の作用について説明する。 Next, the operation of the case where the initial state V1> V2> V3. この場合、 in this case,
となることから、コンパレータ27L,28Lの出力信号は何れも“H”となる。 Since the comparator 27L, both the output signal of 28L to "H". 従って、図2に示す真理値表では、スイッチ35(1)がオン状態“1”となる条件が成立するので、放電回路33(1)により単位セル21(1)が放電される。 Thus, the truth table shown in FIG. 2, the condition of the switch 35 (1) is turned on "1" is satisfied, the unit cell 21 (1) is discharged by the discharge circuit 33 (1).
【0056】 [0056]
単位セル21(1)が放電されることにより端子電圧V1が低下すると、端子電圧Ec1が低下し、それに応じて電圧Er3,Er1も低下する。 When the terminal voltage V1 decreases by a unit cell 21 (1) is discharged, the terminal voltage Ec1 decreases, voltage Er @ 3, Er1 also decreases accordingly. ここで、Er1とEc1とを比較すると、(1)式及び(2)式から、 Now comparing the Er1 and Ec1, from (1) and (2),
Ec1= V1 Ec1 = V1
Er1=(V1+V2+V3)/3 Er1 = (V1 + V2 + V3) / 3
であり、端子電圧V1の低下の影響はEc1の方が明らかに大きい。 , And the effects of decreased terminal voltage V1 is clearly larger Ec1. 従って、Ec1はEr1に近付いてやがてEr1=Ec1となり、コンパレータ27Lの出力信号は“L”となる。 Therefore, Ec1 eventually Er1 = Ec1 next approaching Er1, the output signal of the comparator 27L becomes "L". すると、スイッチ35(2)がオン状態“1”となる条件が成立して、放電回路33(1)による放電は停止し、放電回路33(2)により単位セル21(2)が放電される。 Then, the condition of the switch 35 (2) is turned on "1" is established, discharge by the discharge circuit 33 (1) is stopped, the unit cell 21 (2) is discharged by the discharge circuit 33 (2) .
【0057】 [0057]
単位セル21(2)が放電されることにより端子電圧V2が低下すると、電圧Er3,Er1が低下する。 When the terminal voltage V2 decreases by a unit cell 21 (2) is discharged, the voltage Er @ 3, Er1 decreases. また、単位セル21(1)は放電されないので、V1=Ec1は低下しない。 Further, the unit cell 21 (1) is not discharged, V1 = Ec1 is not reduced. その結果、再びEr1<Ec1となり、コンパレータ27Lの出力信号は再び“H”となる。 As a result, again Er1 <Ec1, and the output signal of the comparator 27L becomes again "H". すると、放電回路33(2)による放電は停止し、放電回路33(1)により単位セル21(1)が放電される。 Then, discharge by the discharge circuit 33 (2) stops, the unit cell 21 (1) is discharged by the discharge circuit 33 (1).
【0058】 [0058]
単位セル21(1)が放電されることにより端子電圧V1が低下すると、端子電圧Ec1が低下し、再びEr1=Ec1となり、放電回路33(1)による放電は停止し、放電回路33(2)により単位セル21(2)が放電される。 When the terminal voltage V1 decreases by a unit cell 21 (1) is discharged, the terminal voltage Ec1 decreases, the discharge stops again Er1 = Ec1 becomes, by the discharge circuit 33 (1), a discharge circuit 33 (2) unit cell 21 (2) is discharged by. 以降、スイッチ35(1),35(2)が交互にオン状態となり、単位セル21(1),21(2)が交互に放電される。 Later, the switch 35 (1), 35 (2) is alternately turned on, the unit cell 21 (1), 21 (2) is discharged alternately. そして、最終的にEr1=Ec1,Er2=Ec2,即ち、V1=V2=V3になると、単位セル21(1)〜21(3)の放電は停止して、端子電圧V1,V2,V3のばらつき調整作用は終了する。 Then, finally Er1 = Ec1, Er2 = Ec2, i.e., at a V1 = V2 = V3, the discharge of the unit cells 21 (1) to 21 (3) will stop, the variation of the terminal voltage V1, V2, V3 adjustment action is terminated. この電圧変化は、図3におけるV1とV3とを入れ替えたものとなる。 This voltage change is made to that interchanging the V1 and V3 in Fig.
【0059】 [0059]
▲3▼V2>V3=V1 ▲ 3 ▼ V2> V3 = V1
次に、初期状態がV2>V3=V1である場合の作用について図4をも参照して説明する。 Next, the initial state is V2> the operation of the case where V3 = V1 reference to be described also to Fig. この場合、 in this case,
となることから、コンパレータ27H,28Lの出力信号は何れも“H”となる。 Since the comparator 27H, both the output signal of 28L to "H". この時、コンパレータ27L,28Hの出力信号は何れも“L”であり、図2に示す真理値表では、スイッチ35(2)がオン状態“1”となる条件が成立するので、放電回路33(2)により単位セル21(2)が放電される。 At this time, the comparator 27L, the output signal of 28H is both "L", the truth table shown in FIG. 2, the condition of the switch 35 (2) is turned on "1" is satisfied, the discharge circuit 33 (2) unit cell 21 (2) is discharged by.
【0060】 [0060]
単位セル21(2)が放電されることにより端子電圧V2が低下すると、電圧Ec2及びEr3が低下するので、それに伴って分圧電位Er2,Er1も低下し、Er1はEc1に近付いて行く。 When the terminal voltage V2 decreases by a unit cell 21 (2) is discharged, since the voltage Ec2 and Er3 decreases, divided potential Er2, Er1 be decreased accordingly, Er1 approaches the Ec1. また、前述のように、Er2,Ec2間では、端子電圧V2の低下の影響はEc2の方が明らかに大きいので、Ec2はEr2に近付いて行く。 Further, as described above, between the Er2, Ec2, the influence of decrease in the terminal voltage V2 has obviously larger Ec2, Ec2 approaches the Er2. そして、最終的に、Er1=Ec1,Er2=Ec2,V1=V2=V3になると、端子電圧V1,V2,V3のばらつき調整動作は終了する。 And finally, Er1 = Ec1, Er2 = Ec2, V1 = V2 = comes to V3, dispersion adjustment operation of the terminal voltages V1, V2, V3 is terminated.
【0061】 [0061]
即ち、この場合過渡状態においては、単位セル21の平均電圧に対して端子電圧V2のみが常に高く、端子電圧V1及びV3は常に低いことから、単位セル21(2)のみが終始放電されることになる。 That is, in a transient state in this case, always high only the terminal voltage V2 with respect to the average voltage of the unit cell 21, since the terminal voltage V1 and V3 always lower, that only the unit cell 21 (2) is throughout discharged become.
【0062】 [0062]
以上のように本実施例によれば、3個の単位セル21(1)〜21(3)を直列接続してなる組電池22の端子電圧を、抵抗23,24,25を直列に接続してなる分圧回路26により分圧して、論理回路部37は、コンパレータ27H乃至28Lの出力信号に基づいて、単位セル21(1)〜21(3)の内端子電圧が平均電圧よりも高いものを自動的に放電させて、最終的に全ての単位セル21(1)〜21(3)の端子電圧を略等しくしてばらつきを解消するようにした。 According to the embodiment described above, three unit cells 21 (1) to 21 the terminal voltage of the battery pack 22 formed by connected in series (3), by connecting a resistor 23, 24 and 25 in series divides the voltage divider circuit 26 composed of Te, the logic circuit unit 37, based on the output signal of the comparator 27H through 28L, the unit cell 21 (1) to 21 (3) inner terminal voltage of higher than the average voltage the so automatically discharged, and so as to eliminate the variations finally all unit cells 21 (1) to 21 the terminal voltage of (3) substantially equal.
【0063】 [0063]
そして、例えば、単位セル21(2)については、論理回路部37は、正極側の連結点Jc2の電位Ec2が対応する分圧点Jr2の電位Er2よりも高いか又は略等しく(Ec2≧Er2)且つ負極側の連結点Jc1の電位Ec1よりも対応する分圧点Jr1の電位Er1が高い場合(Ec1<Er1)、または、電位Ec2が電位Er2よりも高く(Ec2>Er2)且つ電位Ec1よりも電位Er1が高いか又は両者が略等しい場合(Ec1≦Er1)に、端子電圧V2が平均電圧よりも高いと判断するようにした。 Then, for example, for the unit cell 21 (2), the logic circuit section 37 is higher or substantially equal than the potential Er2 dividing point Jr2 potential Ec2 connecting point Jc2 the positive electrode side corresponds (Ec2 ≧ Er2) and when the potential Er1 dividing point Jr1 corresponding than the potential Ec1 connecting points Jc1 of the negative electrode side is higher (Ec1 <Er1), or higher than the potential Ec2 potential Er2 (Ec2> Er2) and than the potential Ec1 If is substantially equal high or both are potential Er1 (Ec1 ≦ Er1), the terminal voltage V2 is to be determined to be higher than the average voltage.
【0064】 [0064]
従って、単位セル21の端子電圧と分圧回路26より得られる平均電圧との高低を確実に判断して、各単位セル間の端子電圧、即ち、残存容量のばらつきを解消することができるので、過充電や過放電を防止すると共に組電池22の使用効率を向上させることができる。 Therefore, the level of the average voltage obtained from the terminal voltage and the voltage dividing circuit 26 of the unit cell 21 to reliably determine the terminal voltage between the unit cells, i.e., it is possible to eliminate variations in the residual capacity, it is possible to improve the use efficiency of the battery pack 22 while preventing overcharge or overdischarge.
【0065】 [0065]
また、本実施例によれば、高いエネルギ密度を有するが、より厳密な過充電,過放電対策が必要とされるリチウム電池を単位セル21とする組電池22に適用することによって、充放電を安全に制御した上でリチウム電池の性能を十分に引出して活用することができる。 Further, according to this embodiment has a high energy density, more stringent overcharge, by applying to the assembled battery 22, the unit cells 21 of lithium battery overdischarge countermeasure is required, the charge and discharge it can be exploited sufficiently drawn out performance of the lithium battery in terms of the safety control.
【0066】 [0066]
ところで、従来の電圧調整装置はMPUを使用する構成であり、そのMPUに対して安定したレベルの動作用電源を供給する必要があった。 However, the conventional voltage regulator is configured to use the MPU, it is necessary to supply the operating power supply of a stable level for the MPU. そのため、従来は、その動作用電源を駆動用電源のバッテリとは別個に設けられている制御用電源(12Vバッテリ,所謂ガソリン自動車のバッテリに相当する)から供給するようにしていた。 Therefore, conventionally, it had to be supplied from the battery and power supply control is provided separately of the driving power source and the operating power supply (12V battery, which corresponds to a so-called gasoline automotive battery).
【0067】 [0067]
これに対して、本実施例によれば、コンパレータ27H〜41L及び論理回路部37の動作用電源を駆動用電源たる組電池22から得るようにした。 In contrast, according to this embodiment, the operating power supply of the comparator 27H~41L and the logic circuit portion 37 so as to obtain the driving power source serving as the assembled battery 22. 即ち、論理回路部37は、従来とは異なり、MPUなどを用いることなしに論理ゲートの組合わせで構成することができるので、その消費電力は、従来に比して極めて僅かとなっている。 That is, the logic circuit 37, unlike the prior art, it is possible to configure without using such as an MPU in combination of logic gates, its power consumption is a very small in comparison with the conventional. そして、組電池22は3直列構成であるから、その端子電圧は3.6×3=10.8(V)程度であり、3.3〜5V程度の動作用電源の作成にも適している。 Then, since the assembled battery 22 is a 3 series configuration, the terminal voltage is approximately 3.6 × 3 = 10.8 (V), are also suitable for creating operating power supply of about 3.3~5V . 加えて、これらの回路はMPUとは異なり、電源電圧が多少低下しても動作が可能であることから、これらの動作用電源を組電池22から得ることができるようになっている。 In addition, these circuits Unlike MPU, since the power supply voltage is operable even slightly reduced, thereby making it possible to obtain a power for these operations from the assembled battery 22. 従って、前記動作用電源に対しては相対的に容量が小さい制御用電源の電力消費を抑制することができる。 Thus, the for the operating power supply it is possible to suppress power consumption of the control power supply relatively small capacity.
【0068】 [0068]
(第2実施例) (Second Embodiment)
図5及び図6は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。 5 and 6 show a second embodiment of the present invention, in the first embodiment and the same parts will not be described with the same reference numerals, it will be described only for the following different portions. 第2実施例では、組電池22に単位セル21(4)を加えて、直列接続数を4とした組電池38に適用した構成である。 In the second embodiment, in addition to unit cell 21 (4) in the assembled battery 22 is applied with the structures in the assembled battery 38 and 4 series connections.
【0069】 [0069]
また、分圧回路26の抵抗25は、抵抗23及び24と同様に、抵抗比4000:1の抵抗25a及び25bで構成され、更に、単位セル21(4)に対応する抵抗39を直列に加えたものが分圧回路40を構成している。 The resistance 25 of the voltage dividing circuit 26, similar to the resistor 23 and 24, the resistance ratio 4000: is composed by one of the resistors 25a and 25b, further, adding a resistor 39 corresponding to the unit cell 21 (4) in series ones constitute a voltage divider circuit 40. そして、単位セル21(3)及び21(4)の連結点Jc3と抵抗25bの両端とには、コンパレータ41H及び41L(電位比較手段)が、コンパレータ28H及び28Lなどと同様に接続されている。 Then, the connecting point Jc3 of the unit cell 21 (3) and 21 (4) and both ends of the resistor 25b, the comparator 41H and 41L (potential comparison means) is connected in the same manner such as comparators 28H and 28L.
【0070】 [0070]
一方、コンパレータ28Lの出力端子は、NOTゲート42を介してANDゲート43の一方の入力端子に接続されており、そのANDゲート43の他方の入力端子は、コンパレータ41Lの出力端子に接続されている。 On the other hand, the output terminal of the comparator 28L is connected to one input terminal of the AND gate 43 through a NOT gate 42, the other input terminal of the AND gate 43 is connected to the output terminal of the comparator 41L . また、コンパレータ28Hの出力端子は、スイッチ35(3)の制御端子に代えて、ANDゲート44の一方の入力端子に接続されており、そのANDゲート44の他方の入力端子は、NOTゲート45を介してコンパレータ41Hの出力端子に接続されている。 The output terminal of the comparator 28H, instead of the control terminal of the switch 35 (3), is connected to one input terminal of the AND gate 44, the other input terminal of the AND gate 44, a NOT gate 45 It is connected to the output terminal of the comparator 41H through.
【0071】 [0071]
そして、ANDゲート43及び44の出力端子は、ORゲート46の入力端子に夫々接続されており、そのORゲート46の出力端子は、スイッチ35(3)の制御端子に接続されている。 The output terminal of the AND gate 43 and 44 is respectively connected to an input terminal of the OR gate 46, the output terminal of the OR gate 46 is connected to the control terminal of the switch 35 (3). また、単位セル21(4)に対応して設けられた放電回路33(4)を構成するスイッチ35(4)の制御端子は、コンパレータ41Hの出力端子に接続されている。 The control terminal of the switch 35 (4) constituting the discharge circuit 33 (4) provided in correspondence with the unit cell 21 (4) is connected to the output terminal of the comparator 41H.
【0072】 [0072]
尚、論理回路部37の構成要素に、NOTゲート42及び45,ANDゲート43及び44並びにORゲート46を加えたものが、論理回路部47を構成している。 Incidentally, the components of the logic circuit portion 37, is plus NOT gates 42 and 45, the AND gates 43 and 44 and OR gate 46 constitute a logic circuit portion 47. また、放電回路33に論理回路部47を加えたものが、放電制御手段を構成している。 Also, plus the logic circuit portion 47 to the discharge circuit 33 constitute a discharge control means. 加えて、第1実施例と同様に、コンパレータ27H〜41L並びに論理回路部47の動作用電源は、組電池38から作成されて供給されるようになっている。 In addition, like the first embodiment, the operation power supply of the comparator 27H~41L and logic unit 47, are supplied are created from the assembled battery 38.
【0073】 [0073]
次に、第2実施例の作用について図6をも参照して説明する。 It will now be described with reference also to FIG. 6 for operation of the second embodiment. 図6に示す論理回路部47の真理値表は、下から2〜4段目は、第1実施例の図2と同様にコンパレータ27H乃至28Lの論理で決定される。 The truth table of the logic circuit portion 47 shown in FIG. 6, 2-4 row from the bottom is determined by the logic of similarly comparator 27H through 28L and FIG. 2 of the first embodiment. また、何れのスイッチ35もオフ状態となる最下段についても、コンパレータ41H,41Lが共にロウレベルである条件が加わっただけである。 As for the lowermost to be both OFF state of the switch 35, the comparator 41H, only 41L is applied condition at the low level together.
【0074】 [0074]
そして、下から5,6段目のスイッチ35(3)がオン状態“1”となる条件は、スイッチ35(2)がオン状態となるコンパレータ27H乃至28Lの論理を、コンパレータ28H乃至41Lに対して同様に適用したものとなっている。 Then, the condition of the switch 35 of the 5,6 row from the bottom (3) is turned on "1", the logic of comparator 27H through 28L which switch 35 (2) is turned on, to the comparator 28H through 41L It has become as those applied in the same manner Te. また、最上段のスイッチ35(4)がオン状態となる条件は、コンパレータ41Hがハイレベルである条件となる。 The condition uppermost switch 35 (4) is turned on, the comparator 41H is a condition at a high level.
【0075】 [0075]
即ち、組電池38の内、最も負側となる単位セル21(1)に対応するスイッチ35(1)のオン条件は、正側の連結点Jc1の電位が分圧点Jr1(Jr1′)の電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータ27Lの出力論理のみで決定され、最も正側となる単位セル21(4)に対応するスイッチ35(4)のオン条件は、分圧点Jr3の電位が、負側の連結点Jc3の電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータ41Hの出力論理のみで決定される。 That is, among the assembled battery 38, the most negative side become the unit cell 21 (1) corresponding to the switch 35 (1) on condition, the potential of the connecting point Jc1 the positive side of the dividing point Jr1 (Jr1 ') determined high when only the output logic of the comparator 27L outputs a high level signal at the than the potential, on the condition of most switches 35 (4) corresponding to the positive side become unit cell 21 (4), dividing point Jr3 potential of is determined only by the output logic of the comparator 41H outputs a high level signal when higher than the potential of the connecting point Jc3 negative side.
【0076】 [0076]
また、それらの中間に配置される例えば単位セル21(2)に対応するスイッチ35(2)のオン条件は、単位セル21(2)の正側に配置されたコンパレータ28H,28Lと、負側に配置されたコンパレータ27H,27Lとの出力論理で決定される。 The on condition of the switch 35 corresponding to the example the unit cells 21 are arranged in their middle (2) (2) includes a comparator arranged on the positive side of the unit cell 21 (2) 28H, and 28L, the negative side disposed the comparator 27H, it is determined by the output logic of the 27L.
【0077】 [0077]
以上のように構成された第2実施例によれば、4直列構成の組電池38に適用した場合でも、第1実施例と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment constructed as described above, even when applied to the assembled battery 38 of the 4 series configuration, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment. また、従来とは異なり、多直列の組電池38に適用した場合でも、誤差が累積されることがなく、精密な電圧調整を行うことができる。 Moreover, unlike conventional, even when applied to a multi-series battery pack 38, without errors are accumulated, it is possible to perform a precise voltage regulation.
【0078】 [0078]
ここで、第1及び第2実施例を普遍化して、n(nは自然数)直列構成の組電池に適用した場合を図7及び図8に示す。 Here, the first and second embodiments and universal, n (n is a natural number) shows the case of applying the assembled battery in series configuration in FIGS. 即ち、第i番目(1<i<n)の単位セルCi の正側,負側の連結点をJci,Jci-1,対応する分圧抵抗Ri ,Ri-1 の連結点をJri,Jri-1として、図示しない端子Jc0を基準とする連結点Jci,Jci-1の電位をEci,Eci-1,連結点Jri,Jri-1の電位をEri,Eri-1とする。 That is, the positive side, JCI the connection point of the negative side of the i-th (1 <i <n) unit cell Ci of, JCI-1, corresponding dividing resistors Ri, JRI the coupling point Ri-1, Jri- as 1, connection points JCI relative to the terminal Jc0 not shown, Eci the potential of JCI-1, Eci-1, connection point JRI, the potential of JRI-1 Eri, and Eri-1.
【0079】 [0079]
そして、単位セルCi について、分圧点Jriの電位が連結点Jciの電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータをCPi H,逆に、連結点Jciの電位が分圧点Jriの電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータをCPi Lとする。 Then, the unit cell Ci, a comparator potential dividing point Jri outputs a high level signal when higher than the potential of the connecting point JCI CPi H, conversely, the potential of the connecting point JCI is dividing point Jri potential a comparator outputs a high level signal when higher than the CPi L. また、分圧抵抗Rによって得られる単位セルCの平均電圧をVM ,単位セルCi の端子電圧をVi とすると、各値には(7)式の関係がある。 Further, when the average voltage of the unit cell C obtained by dividing resistors R VM, the terminal voltage of the unit cell Ci and Vi, a relationship of each to the value (7).
Vi =Eci−Eci-1 Vi = Eci-Eci-1
VM =Eri−Eri-1 …(7) VM = Eri-Eri-1 ... (7)
【0080】 [0080]
従って、Vi >VM と判定するための条件、即ち、単位セルCi に対応する放電回路のスイッチSWi をオン状態にする条件は、 Therefore, Vi> condition for determining the VM, i.e., the condition for the switch SWi of the discharge circuit corresponding to the unit cell Ci to the ON state,
(Eci≧Eri)・(Eci-1<Eri-1) (Eci ≧ Eri) · (Eci-1 <Eri-1)
+(Eci>Eri)・(Eci-1≦Eri-1) …(8) + (Eci> Eri) · (Eci-1 ≦ Eri-1) ... (8)
であり、上記(8)の条件を満たすコンパレータCPの出力条件は、図8に示すように、 , And the output condition of satisfying the comparator CP of (8), as shown in FIG. 8,
となる。 To become. 尚、(8)式において、シンボル“・”は論理ANDを、シンボル“+”は論理ORを示している。 Note that in equation (8), the symbol "-" is a logical AND, the symbol "+" indicates a logical OR.
【0081】 [0081]
例えば、(8),(9)の第1式の対応を見ると、少なくともコンパレータCPi-1 Hが“H”である、ということは、条件(Eci-1<Eri-1)そのものであり、少なくともコンパレータCPi Hが“L”である、ということは、条件(Eci<Eri)の否定であるから、条件(Eci≧Eri)を意味している。 For example, (8), (9) first equation Looking at the corresponding, at least the comparator CPi-1 H is "H", that is, the condition (Eci-1 <Eri-1) is in itself, at least comparator CPi H is "L", that is, since negative condition (Eci <Eri), which means the condition (Eci ≧ Eri). 尚、コンパレータCPi H及びCPi Lが共に“L”である、ということは、条件(Eci=Eri)を意味する。 Incidentally, the comparators CPi H and CPi L is both "L", that means the condition (Eci = Eri).
【0082】 [0082]
以上のように、nが例えば数10個であるような多直列構成の組電池であっても、第1番目,第n番目の単位セルC1 ,Cn については、コンパレータCP1 L,CPn Hの出力レベルが夫々“H”の時に対応する放電回路のスイッチSW1 ,SWn をオン状態にするように、また、それらの中間にある負側から第i番目の単位セルCi については、コンパレータCPの出力条件が(8)式のように成立した時に、対応する放電回路のスイッチSWi をオン状態にするように論理回路部を構成すれば良い。 As described above, even in the battery pack of the multi-series configuration n is, for example, several ten, 1st, for the n-th unit cell C1, Cn, the comparator CP1 L, the output of CPn H level so as to turn on the switch SW1, SWn of the corresponding discharge circuit when the respective "H", also, for the i-th unit cell Ci from the negative side at those intermediate, output condition of the comparator CP There (8) when established as type, may be a logic circuit portion to the switch SWi of the corresponding discharge circuit to the oN state.
【0083】 [0083]
(第3実施例) (Third Embodiment)
図9は本発明の第3実施例を示すものである。 Figure 9 shows a third embodiment of the present invention. 上述したように、本発明は、理論的には組電池の直列数が幾つのものであっても適用することが可能である。 As described above, the present invention is theoretically capable of serial number of the battery pack is applied be of many. しかしながら、実際には、使用する素子の耐圧などの問題があるため、単位セルがセル電圧約3.6Vのリチウム電池の場合には、4〜5直列程度の組電池を1単位として構成するのが好ましいと考えられる。 However, in practice, because of a problem such as breakdown voltage of the device to be used, if the unit cell is a lithium battery cell voltage to about 3.6V is to constitute the assembled battery 4 to 5 series as one unit It is considered to be preferable.
【0084】 [0084]
そこで、第3実施例は、第2実施例のように4直列構成の組電池38に、放電回路33,分圧回路40及び論理回路部47からなる電圧調整機構を加えたものを1つの電池モジュール48としている。 Therefore, the third embodiment, the battery pack 38 like the 4 series arrangement of the second embodiment, the discharge circuit 33, dividing circuit 40 and the voltage adjustment mechanism of one cell not containing added consisting of the logic circuit portion 47 It is a module 48. そして、その電池モジュール48を20個直列に接続することにより、リチウム電池の単位セル21のセル電圧3.6V×80個で電圧約300VとなるHEVの駆動用バッテリ49を構成した。 Then, the battery module 48 by connecting to the 20 series were constructed HEV drive battery 49 comprising a voltage about 300V at 80 cell voltage 3.6V × the unit cell 21 of the lithium battery.
【0085】 [0085]
そして、その駆動用バッテリ49に対して、図12に示す従来構成の電圧調整装置を適用したものであり、図12における単位セル2が、電池モジュール48に置き換わっている。 Then, with respect to the driving battery 49 is obtained by applying a voltage regulator having a conventional structure shown in FIG. 12, the unit cell 2 in FIG. 12, it is replaced by a battery module 48. 即ち、各電池モジュール48においては、内蔵された論理回路部47の作用により、4つの単位セル21間における端子電圧のばらつきは自動的に補正される。 That is, in each battery module 48, by the action of the logic circuit portion 47 which is built, the variation of the terminal voltage between the four unit cells 21 is automatically corrected. 従って、MPU7は、電池モジュール48を1個のセルのように扱うことが可能である。 Therefore, MPU 7 is capable of handling battery module 48 as one cell.
【0086】 [0086]
以上のように構成された第3実施例によれば、MPU7が20個の電池モジュール48の端子電圧を夫々電圧検出器4で周期的に測定し、マルチプレクサ5及びA/Dコンバータ6を介して読み込むことにより、1個のMPU7により実質80個の単位セル21を直列接続してなる駆動用バッテリ49の電圧調整を行うことができる。 According to the third embodiment constructed as described above, MPU 7 is 20 the terminal voltage of the battery module 48 periodically measures at each voltage detector 4, via a multiplexer 5 and the A / D converter 6 by reading it can perform voltage adjustment of one by MPU7 formed by substantially 80 pieces of unit cells 21 connected in series drive battery 49. 従って、従来とは異なり、複数のMPUを使用する必要がないので、装置のコストを大幅に削減することができる。 Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to use a plurality of MPU, can significantly reduce the cost of the apparatus.
【0087】 [0087]
(第4実施例) (Fourth Embodiment)
図10は本発明の第4実施例を示すものであり、第2実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。 Figure 10 shows a fourth embodiment of the present invention, the second embodiment and the same parts will not be described with the same reference numerals, it will be described only for the following different portions. 第4実施例の分圧回路(分圧手段)40′は、第2実施例の分圧回路40から小分圧抵抗23b,24b及び25bを削除した構成となっている。 Voltage divider circuit of the fourth embodiment (voltage divider) 40 ', the voltage dividing circuit 40 from the small dividing resistors 23b of the second embodiment has a configuration obtained by deleting the 24b and 25b.
【0088】 [0088]
そして、差動増幅器(電位差増幅手段,電位比較手段)50(1)の反転及び非反転入力端子は、端子Jc1及びJr1に夫々接続されており、出力端子は、(第2実施例の端子Jc1に代わって)コンパレータ27H及び27Lの非反転及び反転入力端子に接続されている。 The inverting and non-inverting input terminal of the differential amplifier (potential difference amplifying means, the potential comparing means) 50 (1) is respectively connected to the terminals Jc1 and Jr1, output terminal (terminal of the second embodiment Jc1 is connected to the non-inverting and inverting input terminals of behalf) comparators 27H and 27L to. また、差動増幅器50(1)の反転入力端子に挿入されている抵抗57(1)と、当該反転入力端子と出力端子との間に接続されている抵抗58(1)とは、差動増幅器50(1)の増幅率を決定するために設けられている。 Further, the inverting input terminal is inserted into the resistor 57 of the differential amplifier 50 (1) (1), and are connected at this resistor 58 (1) between the output terminal the inverting input terminal, a differential is provided to determine the amplification factor of the amplifier 50 (1).
【0089】 [0089]
また、端子Jc2,Jc0間には、抵抗51H,ダイオード52H及び52L,抵抗51Lの直列回路が接続されており、ダイオード52Hのカソード及び52Lのアノード(共通接続点)は、端子Jc1に接続されている。 Further, between the terminal Jc2, Jc0, resistor 51H, diodes 52H and 52L, a series circuit of a resistor 51L is connected, a cathode and 52L of the anode of the diode 52H (common connection point) is connected to the terminal Jc1 there. そして、コンパレータ27Hの反転入力端子はダイオード52Hのアノードに接続され、コンパレータ27Lの非反転入力端子はダイオード52Hのカソードに接続されている。 The inverting input terminal of the comparator 27H is connected to the anode of the diode 52H, a non-inverting input terminal of the comparator 27L is connected to the cathode of the diode 52H.
【0090】 [0090]
同様にして、差動増幅器(電位差増幅手段,電位比較手段)50(2)が、端子Jc2及びJr2とコンパレータ28H及び28Lとの間に配置され、差動増幅器(電位差増幅手段,電位比較手段)50(3)が、端子Jc3及びJr3とコンパレータ41H及び41Lとの間に配置されている。 Similarly, the differential amplifier (potential difference amplifying means, the potential comparing means) 50 (2) is disposed between the terminal Jc2 and Jr2 comparator 28H and 28L, a differential amplifier (potential difference amplifying means, the potential comparison means) 50 (3) is arranged between the terminals Jc3 and Jr3 comparator 41H and 41L. そして、端子Jc3,Jc1間には、抵抗53H,ダイオード54H及び54L,抵抗53Lの直列回路が接続され、端子Jc4,Jc2間には、抵抗55H,ダイオード56H及び56L,抵抗55Lの直列回路が接続されている。 And, between terminals JC3, Jc1, resistor 53H, diodes 54H and 54L, a series circuit of a resistor 53L is connected, between the terminal JC4, Jc2, resistor 55H, diodes 56H and 56L, a series circuit of a resistor 55L is connected It is. その他の構成は第2実施例と同様である。 Other configuration is similar to the second embodiment.
【0091】 [0091]
次に、第4実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the fourth embodiment. 例えば、差動増幅器50(1)は、端子Jr1における電位Er1と端子Jc1における電位Ec1との電位差Vd1(=Eri−Eci)を増幅して増幅信号α・Vd1をコンパレータ27H及び27Lに出力する。 For example, the differential amplifier 50 (1) outputs a potential difference Vd1 (= Eri-Eci) to amplify the amplified signal alpha · Vd1 between the potential Ec1 in potential Er1 and the terminal Jc1 at terminal Jr1 the comparator 27H and 27L. コンパレータ27Hは、増幅信号α・Vd1のレベルが、ダイオード52Hの順方向電圧VF よりも高い場合、即ち、 The comparator 27H is the level of the amplified signal alpha · Vd1 is higher than the forward voltage VF of the diode 52H, i.e.,
α・Vd1>VF α · Vd1> VF
の時に“H”を出力する。 And it outputs the "H" at the time of the.
【0092】 [0092]
また、コンパレータ27Lは、増幅信号α・Vd1のレベルが負(即ち、Eri<Eci)の場合において、その絶対値がダイオード52Lの順方向電圧VF よりも高い場合、即ち、 The comparator 27L is level of the amplified signal alpha · Vd1 is negative (i.e., Eri <Eci) in the case of, when the absolute value thereof is higher than the forward voltage VF of the diode 52L, i.e.,
|α・Vd1|>VF (Vd1<0) | Α · Vd1 |> VF (Vd1 <0)
の時に“H”を出力する。 And it outputs the "H" at the time of the. また、差動増幅器50(2)、50(3)も夫々対応する電位について同様に動作して、論理回路部47(図10では図示せず)は、コンパレータ27H〜41Lの出力信号を第2実施例と同様に論理合成する。 The differential amplifier 50 (2), 50 (3) also operate in the same manner for potential respectively corresponding to, (not shown in FIG. 10) the logic circuit unit 47, an output signal of the comparator 27H~41L second similar to the embodiment logic synthesis.
【0093】 [0093]
即ち、第2実施例のように小分圧抵抗23b,24b及び25bを用いてコンパレータ28H〜41Lが電位比較を行うと、実際には、動作環境の温度変化などによって抵抗値が変化することなどから、比較動作が安定し難いという問題がある。 That is, the small-dividing resistors 23b as in the second embodiment, when the comparator 28H~41L with 24b and 25b performs the potential comparison, in fact, such that the resistance value by temperature changes in the operating environment changes from there the comparison operation is a problem that it is difficult to stabilize.
【0094】 [0094]
これに対して、第4実施例によれば、組電池38側の電位と分圧回路40′側の電位との差Vd を差動増幅器50により増幅してコンパレータ28H〜41Lに与え、コンパレータ28H〜41Lは、増幅信号α・Vd のレベルを、安定性の良いダイオード52,54,56の順方向電圧VF を利用して作成された基準電圧と比較するので、単位セル21の端子電圧Ec と平均電圧VM との高低をより確実に判定することができ、動作の安定性を向上させることができる。 In contrast, according to the fourth embodiment, it applied to a comparator 28H~41L the difference Vd between the potential of the battery pack 38 side of the potential and the voltage divider circuit 40 'side is amplified by the differential amplifier 50, the comparator 28H ~41L is the level of the amplified signal alpha · Vd, because compared with a reference voltage that is created by using the forward voltage VF of the good stability diodes 52, 54, 56, and the terminal voltage Ec of the unit cell 21 it can determine the level of the average voltage VM more reliably, thereby improving the stability of operation.
【0095】 [0095]
(第5実施例) (Fifth Embodiment)
図11乃至図13は本発明の第5実施例を示すものであり、第4実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。 11 to FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention, in the fourth embodiment and the same parts will not be described with the same reference numerals, it will be described only for the following different portions. 第5実施例では、端子Jc1と抵抗57(1)との間,端子Jc2と抵抗57(2)との間,端子Jc3と抵抗57(3)との間,端子Jc4と端子Jr4との間に、夫々ヒューズ(経路遮断手段)59(1),59(2),59(3),59(4)が挿入されている。 In the fifth embodiment, between terminals Jc1 and between the resistor 57 (1), between the resistor and the terminal Jc2 57 (2), between the terminal Jc3 and the resistor 57 (3), the terminal Jc4 and the terminal Jr4 to, respectively fuse (path-blocking means) 59 (1), 59 (2), 59 (3), 59 (4) is inserted.
【0096】 [0096]
また、端子Jr4とヒューズ59(3)及び抵抗57(3)の共通接続点との間には、抵抗60及びサーミスタ(温度検出手段)61の直列回路並びに抵抗63及び64の直列回路が接続されている。 Between the common connection point of the terminal Jr4 and the fuse 59 (3) and resistor 57 (3), the series circuit of the series circuit and resistors 63 and 64 of the resistor 60 and the thermistor (temperature detecting means) 61 is connected ing. そして、抵抗60及びサーミスタ61の共通接続点はコンパレータ(温度比較手段)62の反転入力端子に接続されており、抵抗63及び64の共通接続点は、抵抗65を介してコンパレータ62の非反転入力端子に接続されている。 The common connection point of the resistors 60 and the thermistor 61 is connected to the inverting input terminal of the comparator (temperature comparing means) 62, the common connection point of the resistors 63 and 64, the non-inverting input of the comparator 62 through the resistor 65 It is connected to the terminal. コンパレータ62の出力端子は、抵抗66を介して自身の非反転入力端子に接続されていると共に、論理回路部47に代わる論理回路部(放電制御手段)67のIHBT端子に接続されている。 An output terminal of the comparator 62, along with being connected to the non-inverting input terminal of itself via the resistor 66, is connected to IHBT terminal of the logic circuit section (discharge control means) 67 in place of the logic circuit portion 47.
【0097】 [0097]
サーミスタ61は、温度が低下すると抵抗値が増大するネガティブサーミスタであり、コンパレータ62の反転入力端子に印加される電圧は、単位セル21(4)の端子間電圧が一定であれば、抵抗60及びサーミスタ61の抵抗値の比で決定される。 The thermistor 61 is a negative thermistor whose resistance increases as temperature decreases, the voltage applied to the inverting input terminal of the comparator 62, if the inter-terminal voltage of the unit cell 21 (4) is constant, the resistance 60 and It is determined by the ratio of the resistance value of the thermistor 61. 一例として、単位セル21(4)の端子間電圧が4.0V,抵抗60,63及び64の抵抗値が150kΩであれば、コンパレータ62の非反転入力端子に印加される基準電圧は、2.0Vとなる。 As an example, if the terminal voltage of the unit cell 21 (4) is 4.0V, the resistance values ​​of the resistors 60, 63 and 64 150 k.OMEGA, reference voltage applied to the non-inverting input terminal of the comparator 62 is 2. the 0V. そして、サーミスタ61は、温度が−30℃(基準温度)以下になると抵抗値が150kΩ以上となる特性のものを選択する。 Then, the thermistor 61 has a resistance value temperature is below -30 ° C. (reference temperature) is selected having the characteristics equal to or higher than 150 k.OMEGA. 尚、抵抗51H,51L,53H,53L,55H,55Lは図示を省略している。 The resistor 51H, 51L, 53H, 53L, 55H, 55L is omitted.
【0098】 [0098]
ここで、図12は、論理回路部67の一構成例を示すものである。 Here, FIG. 12 shows an example of the configuration of the logic circuit portion 67. 即ち、論理回路部67は、論理回路部47にANDゲート68(1),68(2),68(3),68(4)を加えた構成である。 That is, the logic circuit unit 67, the AND gates 68 (1) to the logic circuit portion 47, 68 (2), 68 (3), a structure obtained by adding 68 (4). これらのANDゲート68の一方の入力端子はIHBT端子に接続されており、ANDゲート68(1),68(2),68(3),68(4)の他方の端子は、コンパレータ27Lの出力端子,ORゲート36の出力端子,ORゲート46の出力端子,コンパレータ41Hの出力端子に夫々接続されている。 One input terminals of the AND gate 68 is connected to the IHBT terminal, the AND gate 68 (1), 68 (2), 68 (3), the other terminal, the output of the comparator 27L of 68 (4) terminal, an output terminal of the OR gate 36, the output terminal of the OR gate 46 are respectively connected to the output terminal of the comparator 41H. そして、ANDゲート68(1)〜68(4)の出力端子は、スイッチ35(1)〜35(4)のオンオフ制御端子に夫々接続されている。 The output terminal of the AND gate 68 (1) to 68 (4) are respectively connected to the on-off control terminal of the switch 35 (1) 35 (4).
【0099】 [0099]
次に、第5実施例の作用について図13をも参照して説明する。 It will now be described with reference also to FIG. 13 for the operation of the fifth embodiment. 図13は、論理回路部67の真理値を示すものである。 Figure 13 shows a truth value of the logic circuit portion 67. コンパレータ62は、サーミスタ61両端の電圧が、非反転入力端子に印加される基準電圧よりも低い場合には出力端子がハイレベル“H”となり、サーミスタ61両端の電圧が、基準電圧よりも高い場合には出力端子がロウレベル“L”となる。 Comparator 62, if the voltage of the thermistor 61 at both ends, the output terminal is at a high level "H" next to the case where the non-inverting lower than the reference voltage applied to the input terminal, the voltage of the thermistor 61 at both ends is higher than the reference voltage output terminal is at a low level "L" is in.
【0100】 [0100]
従って、サーミスタ61によって検出される周囲温度が−30℃を超えている場合には、論理回路部67のIHBT端子は“H”となり、前記周囲温度が−30℃以下である場合には、IHBT端子は“L”となる。 Therefore, in the case when the ambient temperature detected by the thermistor 61 exceeds a -30 ° C. is, IHBT terminal of the logic circuit portion 67 becomes "H", the ambient temperature is -30 ° C. or less, IHBT terminal becomes "L". 即ち、図13に示すように、周囲温度が−30℃を超えておりIHBT端子が“H”であれば、スイッチ35(1)〜35(4)のオンオフ制御は、図6に示す第2実施例の場合と全く同様に行われる。 That is, as shown in FIG. 13, if the IHBT terminal ambient temperature is above the -30 ° C. "H", on-off control of the switch 35 (1) 35 (4), second in FIG. 6 It is exactly as performed as in example. そして、周囲温度が−30℃以下でありIHBT端子が“L”の場合は、コンパレータ27,28,41の出力状態の如何にかかわらず、スイッチ35(1)〜35(4)は全てオフされて、各単位セル21(1)〜21(4)の放電は禁止される。 Then, in the case of IHBT terminal is the ambient temperature is -30 ° C. or less is "L", regardless of the output state of the comparator 27,28,41, switch 35 (1) 35 (4) are all turned off Te, discharge of each unit cell 21 (1) to 21 (4) is prohibited.
【0101】 [0101]
このように制御するのは、以下の理由による。 To such control for the following reasons. 即ち、HEV等は、様々な環境下において走行することが想定されるが、寒冷地などの周囲温度が−30℃以下となるような低温環境下においては、単位セル21の内部抵抗が極めて大きくなる場合がある。 That, HEV, etc., but it is assumed to travel under various environments, in a low-temperature environment such as ambient temperature, such as cold region becomes -30 ° C. or less, the internal resistance of the unit cell 21 is very large there is a case to be. このような状態で単位セル21の放電を行うと、その放電により大きな電圧降下が生じるため、ある単位セル21の電圧がその時点での最低電圧を下回ると、本来電圧調整しなくても良い単位セル21の電圧を調整する場合がある。 When discharged the unit cell 21 in such a state, therefore the discharge by the large voltage drop occurs, the voltage of a unit cell 21 falls below the minimum voltage at that time, it is not necessary to originally voltage adjustment unit in some cases to adjust the voltage of the cell 21.
【0102】 [0102]
つまり、放電により電圧降下が生じると単位セル21の端子間電圧は低下するが、電圧降下が大き過ぎると、本来最低電圧を示している単位セル21の電圧をも下回ってしまい、放電中の単位セル21が見かけ上の最低電圧セルとなってしまう。 That is, although the terminal voltage of the unit cell 21 when a voltage drop caused by the discharge decreases, the voltage drop is too large, would also lower than the voltage of the unit cell 21, which shows the original minimum voltage, the unit in the discharge cell 21 becomes the lowest voltage cell on the apparent. すると、他の単位セル21は、その放電中の単位セル21を目標に電圧調整が行われ放電されることになり、放電すべきでない本来の最低電圧セルまで放電されてしまう。 Then, the other unit cell 21, becomes a unit cell 21 in the discharge to the voltage regulator is performed discharged to the target, thereby being discharged to the original minimum voltage cells should not be discharged. その結果、最低電圧が更に下がり、他の単位セル21がそれを目標に電圧調整されて放電され、調整動作が継続されて組電池38全体の電圧を低下させることになる。 As a result, further decreases the minimum voltage, the other unit cell 21 is discharged is the voltage adjust it to the target, the adjustment operation is continued to reduce the assembled battery 38 voltage across. 従って、周囲温度が−30℃以下になった場合には、単位セル21の放電を禁止するようにしている。 Therefore, when the ambient temperature becomes -30 ° C. or less, so that to prohibit discharge of the unit cells 21.
【0103】 [0103]
また、例えば、HEVが走行中であり、組電池38に対して充電または放電動作が行われている途中で単位セル21(3)の付近で何らかの理由により断線が生じた場合を想定する。 Further, for example, HEV is traveling, it is assumed that disconnection for some reason in the vicinity of the unit cell 21 in the course of charging or discharging operation is performed (3) with respect to the assembled battery 38 has occurred. すると、組電池38に接続されている例えばインバータ回路等が有するインダクタンス成分などにより、断線箇所Jc2−Jc3間には、組電池38の総電圧(各単位セル21の電圧の総和)相当の起電力が発生する。 Then, due to inductance component included in the assembled battery 38 a connected for example, an inverter circuit or the like, between the broken point Jc2-JC3, (sum of the voltage of each unit cell 21) the total voltage of the assembled battery 38 corresponding electromotive force There occur.
【0104】 [0104]
そして、端子Jc2−Jc3間に起電力が発生したことにより、ヒューズ59(2),59(3)及び各放電経路を介して電圧調整装置に大電流が流れ込もうとするが、ヒューズ59(2),59(3)が溶断することによって当該経路は遮断される。 By an electromotive force is generated between the terminals Jc2-JC3, fuse 59 (2), 59 (3) and will be trying a large current flow into the voltage regulator via the respective discharge paths, a fuse 59 ( 2), 59 (3) of the route is cut off by blowing.
【0105】 [0105]
以上のように第5実施例によれば、サーミスタ61によって周囲温度を検出し、周囲温度が−30℃以下になると、論理回路部67は、コンパレータ62の出力信号を受けて、単位セル21(1)〜21(4)の放電を禁止するので、低温環境下において単位セル21の内部抵抗が極めて大きくなった場合には放電を抑制することで、本来電圧調整しなくても良い単位セル21の電圧を調整する事態に陥ることを回避できる。 According to the fifth embodiment as described above, to detect the ambient temperature by the thermistor 61, when the ambient temperature is -30 ° C. or less, the logic circuit 67 receives the output signal of the comparator 62, the unit cell 21 ( since prohibits discharge of 1) to 21 (4), by suppressing discharge in the case where the internal resistance of the unit cell 21 in a low temperature environment has become very large, the original voltage regulation no longer be good unit cell 21 possible to avoid falling into a situation to adjust the voltage.
【0106】 [0106]
また、第5実施例によれば、端子Jc1〜Jc4と、抵抗57(1)〜57(3)及び端子Jr4との間に、夫々ヒューズ59(1)〜59(4)を挿入したので、単位セル21の内の何れか1つに断線が生じて、その断線箇所の両端に高電圧が発生した場合でも、ヒューズ59が溶断して放電経路を遮断するので組電池38に接続されている電圧調整装置を高電圧,大電流による破壊や焼損から保護することができる。 Further, according to the fifth embodiment, the terminal Jc1~Jc4, between the resistor 57 (1) to 57 (3) and terminal JR4, since the insertion of the respective fuse 59 (1) to 59 (4), to occur disconnection any one of the unit cell 21, even when the high voltage is generated at both ends of the broken portion, and is connected to the assembled battery 38 so fuse 59 interrupts the discharging path by fusing it is possible to protect the voltage regulator high voltage, from destruction or burning by a large current. また、例えば、異物の侵入や絶縁の低下などにより、逆に、電圧調整装置側において回路の短絡が発生した場合には、ヒューズ59(1)〜59(4)によって組電池38側を保護することができる。 Further, for example, due to reduced penetration and insulation of the foreign matter, on the contrary, if the short circuit occurs in the voltage regulator side, protects the battery pack 38 side by a fuse 59 (1) to 59 (4) be able to.
【0107】 [0107]
(第6実施例) (Sixth Embodiment)
図14は本発明の第6実施例を示すものであり、第5実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 14 shows a sixth embodiment of the present invention, the fifth embodiment and the same parts will not be described with the same reference numerals, it will be described only for the following different portions. 第6実施例では、コンパレータ62に代わるコンパレータ(電圧比較手段)62aの反転入力端子には、第5実施例における抵抗60及びサーミスタ61の共通接続点に代わって、1.5Vの基準電圧Vref を与える定電圧源69の正側端子が接続されており、その定電圧源69の負側端子は、ヒューズ59(3)と抵抗57(3)との共通接続点に接続されている。 In the sixth embodiment, the inverting input terminal of the comparator (voltage comparing means) 62a in place of the comparator 62, instead of the common connection point of the resistors 60 and the thermistor 61 in the fifth embodiment, the reference voltage Vref of 1.5V is connected to the positive terminal of the constant voltage source 69 to provide, the negative terminal of the constant voltage source 69 is connected to the common connection point of the fuse 59 and (3) resistance 57 and (3).
【0108】 [0108]
この場合、抵抗63及び64は、単位セル21(4)の端子間電圧を等分圧しているので、コンパレータ62aは、非反転入力端子に与えられる単位セル21(4)の端子間電圧の1/2の電圧Vc と、反転入力端子に与えられる基準電圧Vref とを比較するようになっている。 In this case, the resistor 63 and 64, since the unit cell 21 a voltage between the terminals of (4) are pressed equally, the comparator 62a is a voltage between the terminals of the unit cells 21 applied to the non-inverting input terminal (4) 1 / 2 and the voltage Vc, is adapted to compare the reference voltage Vref applied to the inverting input terminal. ここで、1.5Vの基準電圧Vref は、単位セル21の使用可能な下限電圧を3.0Vに設定した場合に、その下限電圧に抵抗63及び64の分圧比1/2を乗じたものとして設定されている。 Here, the reference voltage Vref of 1.5V is usable lower limit voltage of the unit cell 21 when set to 3.0 V, as multiplied by the dividing ratio 1/2 of the resistors 63 and 64 to the lower limit voltage It has been set.
【0109】 [0109]
そして、コンパレータ62aの出力端子は、電圧Vc が基準電圧Vref よりも高い場合はハイレベル“H”となり、電圧Vc が基準電圧Vref よりも低い場合はロウレベル“L”となる。 The output terminal of the comparator 62a, when the high level "H" next if the voltage Vc higher than the reference voltage Vref, the voltage Vc is lower than the reference voltage Vref becomes the low level "L". その他の構成は第5実施例と同様である。 Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
【0110】 [0110]
次に、第6実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the sixth embodiment. 本発明の電圧調整装置は、以上述べてきたように、各単位セル21の端子間電圧の内で最低レベルのものに、その他の単位セル21の端子電圧を合わせるように調整を行うものである。 Voltage regulator of the present invention, as has been described above, among those of the lowest level in the inter-terminal voltage of each unit cell 21, and performs adjustment so as to adjust the terminal voltage of the other unit cell 21 . 故に、組電池38の中の何れかの単位セル21が何らかの原因によって短絡し、その端子電圧が使用可能な下限電圧を大きく下回った場合を想定すると、その電圧に合わせてその他の健全な単位セル21の端子電圧までもが、使用可能な下限電圧を下回るように調整されてしまうおそれがある。 Thus, short-circuited by any of the unit cells 21 for some reason in the assembled battery 38, assuming that the terminal voltage significantly below the lower limit voltage available, other sound unit cells to fit the voltage to 21 terminal voltage also is, there is a possibility of being adjusted to be below the usable lower limit voltage.
【0111】 [0111]
そこで、第6実施例では、そのような事態の発生を防止するため、コンパレータ62aは、非反転入力端子に与えられる単位セル21(4)の端子間電圧Vc が使用可能な下限電圧3.0Vを下回ると、ロウレベルの信号を論理回路部67のIHBT端子に与えることで、単位セル21の放電を禁止するようにしている。 Therefore, in the sixth embodiment, in order to prevent the occurrence of such a situation, the comparator 62a, the terminal voltage Vc is usable lower limit voltage 3.0V of the unit cells 21 applied to the non-inverting input terminal (4) below the, by giving the low-level signal to IHBT terminal of the logic circuit portion 67, so as to prohibit the discharge of the unit cells 21.
【0112】 [0112]
以上のように第6実施例によれば、抵抗63及び64によって単位セル21(4)の端子間電圧Vc を検出し、端子間電圧Vc が使用可能な下限電圧を下回ると、コンパレータ62a及び論理回路部67によって単位セル21の放電を禁止するので、何れかの単位セル21に短絡が発生した場合でも、他の単位セル21の電圧を著しく低下させることを防止できる。 According to the sixth embodiment as described above, the resistor 63 and 64 detects a voltage Vc between terminals of the unit cell 21 (4), the terminal voltage Vc falls below the lower voltage available, the comparators 62a and logic since it prohibits discharge of the unit cells 21 by the circuit portion 67, even when a short circuit in any of the unit cells 21 has occurred, can be prevented to remarkably reduce the voltage of the other unit cell 21.
【0113】 [0113]
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above and drawings, it can be modified as follows or extended.
第2実施例において、2個のNOTゲート32及び42を使用する代わりに、図15に示すように、負論理入力のANDゲート70を用いて、そのANDゲート70の出力端子をANDゲート31及び43の入力端子に共通に接続しても良い。 In the second embodiment, instead of using two NOT gates 32 and 42, as shown in FIG. 15, using the AND gate 70 of the negative logic input, and an AND gate 31 the output terminal of the AND gate 70 to 43 input terminal of it may be connected in common. 斯様に構成した場合、当該変形部分にかかる単位セル21(2)の論理条件は、正極側の端子電圧Ec2が分圧電位Er2にほぼ等しい(Ec2=Er2)という条件が成立し、且つ、負極側の端子電圧Ec1よりも分圧電位Er1が高い場合(Ec1<Er1)に、端子電圧V2が平均電圧よりも高いと判断することになる。 If you Such a configuration, the logical condition of the unit cell 21 according to the deformed portion (2), the condition that the terminal voltage Ec2 of the positive electrode side is approximately equal to a divided potential Er2 (Ec2 = Er2) is established, and, when the negative electrode side of the divided potential than the terminal voltage Ec1 Er1 is high (Ec1 <Er1), the terminal voltage V2 is possible to determine that higher than the average voltage.
また、単位セル21(3)については、負極側の端子電圧Ec2が分圧電位Er2にほぼ等しい(Ec2=Er2)という条件が成立し、且つ、正極側の端子電圧Ec3が分圧電位Er3よりも高い場合(Ec3>Er3)に、端子電圧V3が平均電圧よりも高いと判断することになる。 Also, the unit cells 21 (3), established conditions that substantially equal (Ec2 = Er2) terminal voltage Ec2 on the negative electrode side is the divided potential Er2, and the terminal voltage Ec3 positive electrode side than the divided potential Er3 If even higher (Ec3> Er3), the terminal voltage V3 is possible to determine that higher than the average voltage. 更に、図7に示すn直列構成の場合のコンパレータCPi ,CPi-1 ,CPi+1 などの出力信号の論理合成についても同様である。 Further, the comparator CPi when n series configuration shown in FIG. 7, the same applies for the logical synthesis of the output signal such as CPi-1, CPi + 1. 斯様に構成すれば、特に多直列構成で論理回路部にディスクリートの素子を使用する場合などには、共通化によってゲート数を削減することができる。 If Such a configuration, such as when to use the elements of the discrete to the logic circuit section, especially in multi-series configuration, it is possible to reduce the number of gates by common.
【0114】 [0114]
単位セルは、リチウム電池に限らず、鉛電池やニッケル系電池であっても同様に適用が可能である。 Unit cell is not limited to a lithium battery, it is possible to similarly apply a lead battery and a nickel-based batteries.
必ずしも組電池を構成する全ての単位セルについて電圧調整を行う必要はなく、その内の特定の1個のみについて、或いは特定の複数個について電圧調整を行っても良い。 It is not always necessary to perform the voltage adjustment for all the unit cells constituting the battery pack, for only a specific one of them, or for a particular plurality may be performed voltage adjustment.
電気自動車やHEVに限ることなく、複数の単位セルを直列に接続して構成されるバッテリを使用するものであれば適用が可能である。 Not limited to an electric vehicle or HEV, it can be applied as long as it uses the constructed battery by connecting a plurality of unit cells in series.
第6実施例において、基準電圧Vref を調整動作の上限電圧(例えば、4.0V)に設定し、コンパレータ62aの反転入力端子と非反転入力端子とを入替えたり、或いは、コンパレータ62aの出力信号をNOTゲートにより反転させても良い。 In the sixth embodiment, the upper limit voltage of the adjustment operation of the reference voltage Vref (e.g., 4.0V) is set to, or replacement and an inverting input terminal of the comparator 62a and the non-inverting input terminal or an output signal of the comparator 62a the nOT gate may be reversed. 斯様に構成した場合は、以下のような作用効果が得られる。 If you Such a configuration is obtained the following effects.
即ち、各単位セル21の電圧がばらつく要因としては、上述した残存容量のばらつきの他に、満充電容量のばらつきがある。 That is, the factor that the voltage of each unit cell 21 varies, in addition to the variations in the residual capacity described above, there are variations of the full charge capacity. そして、リチウム電池の場合、電池の電圧は充電状態、即ち残存容量と満充電容量の比に対して一意の相関があるので、仮に残存容量が等しくても満充電容量が異なれば電圧はばらつき、そのばらつきの大きさは、残存容量が多いほど大きくなる。 In the case of lithium batteries, the voltage of the battery state of charge, i.e. charge and the full because there is a unique correlation with the ratio of the charge capacity, the voltage variation Different full charge capacity even equal if the remaining capacity, the size of the variation increases as the remaining capacity is large. そのような場合、単位セル21の電圧をそろえる必要がないにもかかわらず電圧調整動作が行われて放電した分はエネルギの無駄となってしまう。 In such a case, the amount that the voltage is not required even though the voltage adjustment operation to align the unit cell 21 is discharged is performed becomes a waste of energy.
そこで、電圧調整動作の上限を基準電圧Vref により定めることにより、満充電容量のばらつきに起因する不必要な電圧調整動作を抑制し、無駄なエネルギの消耗を抑制することができる。 Therefore, by defining the reference voltage Vref the upper limit of the voltage adjustment operation to suppress unnecessary voltage adjustment operation due to variations in the full charge capacity can be suppressed consumption of useless energy.
【0115】 [0115]
更に、2つの電圧コンパレータを用意して、その一方を上限電圧用,他方を下限電圧用とする。 Furthermore, it provides two voltage comparators, to a limit voltage while the other is a lower limit voltage. そして、それらの出力信号をAND(負論理入出力のOR)ゲートを介して論理回路部67のIHBT端子に与えるようにすることで、電圧調整動作の上限,下限を定め、限られた電圧(残存容量)範囲においてのみ電圧調整動作を可能とすることもできる。 Then, their output signals via the gates (OR negative logic output) AND by to give the IHBT terminal of the logic circuit portion 67 defines the upper limit of the voltage regulating operation, the lower limit, limited voltage ( it is also possible to allow the voltage adjustment operation only in the remaining capacity) range. これは、HEVの駆動用バッテリのように、中間的な残存容量を中心として充放電が行われるものにおいて、常に中心付近の残存容量で電圧をそろえることが可能となり、出力(放電)と回生(充電)とのバランスが取れた状態で単位セル21を使用することができる。 This is because, as the driving battery of the HEV regenerative, in which charge and discharge around the intermediate remaining capacity is made, always possible to align the voltage at the remaining capacity in the vicinity of the center, output (discharge) ( the unit cell 21 can be used in a state-balanced with charge).
第5実施例におけるコンパレータ62を中心とする温度検出手段及び温度比較手段と、第6実施例におけるコンパレータ62aを中心とする電圧検出手段及び電圧比較手段とを、両方同時に配置しても良い。 A temperature detector and a temperature comparison means for centering the comparator 62 in the fifth embodiment, the voltage detection means and voltage comparison means for centering the comparator 62a in the sixth embodiment, both may be disposed at the same time. その場合、コンパレータ62及び62aの各出力信号は、ANDゲートを介して論理回路部67のIHBT端子に与えるようにすれば良い。 In that case, the output signal of the comparator 62 and 62a may be to provide the IHBT terminal of the logic circuit portion 67 through the AND gate.
経路遮断手段は、ヒューズ59に限ることなく、例えば、放電経路となる基板上の配線パターンの一部について幅寸法を狭くした箇所を設けて、過電流が流れた場合に当該箇所が焼き切れるようにしたものでも良い。 Path blocking means is not limited to the fuse 59, for example, by providing a portion partially having a narrower width for the wiring pattern on the substrate as a discharge path, said portions burnout as when an overcurrent flows it may be one that was.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明を3直列構成の組電池に適用した場合の第1実施例を示す電気的構成図【図2】論理回路部の真理値を示す図【図3】単位セルの端子電圧のばらつき調整を行う場合の、各端子電圧の変化の一例を示す図(その1) [1] The present invention 3 series arrangement of a set electrical configuration diagram showing a first embodiment when applied to a cell [2] the terminal voltage of FIG. 3 shows a unit cell showing a truth of the logic circuit portion in the case of performing the dispersion adjustment, diagram showing an example of change in each terminal voltage (Part 1)
【図4】図3相当図(その2) [4] 3 corresponding to FIG. (Part 2)
【図5】本発明を4直列構成の組電池に適用した場合の第2実施例を示す図1相当図【図6】図2相当図【図7】本発明をn直列構成の組電池に適用した場合の図1相当図【図8】図2相当図【図9】本発明をハイブリッド電気自動車の駆動用バッテリに適用した場合の第3実施例を示す図【図10】本発明の第4実施例を示す図5相当図【図11】本発明の第5実施例を示す図5相当図【図12】論理回路部の詳細な構成の一例を示す図【図13】図2相当図【図14】本発明の第6実施例を示す図5相当図【図15】変形例を示す図5相当図【図16】従来技術を示す図9相当図【図17】複数個の単位セルをモジュール化した場合の図16相当図【図18】他の従来技術を示す図1相当図【符号の説明】 Figure 1 corresponds diagram showing a second embodiment of applying the present invention; FIG into assembled battery 4 series configuration [6] 2 corresponding to FIG. 7 of the present invention to the battery pack of n series configuration first in Figure 1 corresponding to FIG 8 is a view [10] the present invention Figure 2 corresponding to FIG. 9 of the present invention showing a third embodiment of the application of the drive battery of a hybrid electric vehicle in the case of applying Figure 5 corresponds diagram showing a fourth embodiment [11] FIG 13 is a diagram 2 corresponds diagram showing an example of a detailed configuration of Figure 5 corresponding to FIG. 12 is a logic circuit showing a fifth embodiment of the present invention [Figure 14] Figure 6 corresponding to FIG. 5 showing the embodiment of FIG. 9 corresponds diagram FIG. 17 to FIG. 15 shows a diagram corresponding to FIG. 5 showing a modification [16] prior art plurality of unit cells of the present invention Figure 1 corresponds diagram shown Figure 16 corresponding to FIG 18 shows another prior art in the case of modularization [description of symbols]
21は単位セル(リチウム電池)、22は組電池、23,24,25は抵抗、26は分圧回路(分圧手段)、27H,27L,28H及び28Lはコンパレータ(電位比較手段)、33は放電回路(放電制御手段)、37は論理回路部(放電制御手段)、38は組電池、39は抵抗、40及び40′は分圧回路(分圧手段)、41H及び41Lはコンパレータ(電位比較手段)、47は論理回路部(放電制御手段)、49は駆動用バッテリ、50は差動増幅器(電位差増幅手段,電位比較手段)、59はヒューズ(経路遮断手段)、61はサーミスタ(温度検出手段)、62はコンパレータ(温度比較手段)、62aはコンパレータ(電圧比較手段)、63及び64は抵抗(電圧検出手段)、67は論理回路部(放電制御手段)、Jc1,Jc2, 21 unit cells (lithium battery), 22 assembled battery, 23, 24, 25 are resistors, 26 is the voltage dividing circuit (voltage divider), 27H, 27L, 28H and 28L is a comparator (voltage comparing means), 33 discharge circuit (discharge control means) 37 is a logic circuit section (discharge control means), 38 battery pack, 39 resistors, 40 and 40 'are voltage dividing circuit (voltage divider), 41H and 41L is a comparator (voltage comparator means), 47 logic circuit section (discharge control means), the driving battery 49, 50 a differential amplifier (potential difference amplifying means, the potential comparison means), the fuse (path-blocking means 59), 61 thermistor (temperature detection means), a comparator (temperature comparing means 62), 62a is a comparator (voltage comparing means) 63 and 64 are resistors (voltage detection means), 67 is a logic circuit section (discharge control means), Jc1, Jc2, Jc3,Jci-1,Jciは連結点、Jr1,Jr2,Jr3,Jri-1,Jriは分圧点を示す。 Jc3, Jci-1, Jci the connection points, Jr1, Jr2, Jr3, Jri-1, Jri indicates a dividing point.

Claims (8)

  1. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、 When configured battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality,
    この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、 The terminal voltage of the battery pack, a voltage divider for dividing in accordance with the number of the unit cells,
    前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、 Among connecting points between the plurality of unit cells, and the potential of a particular connection point, and the potential comparison means for comparing the potential of the divided voltage dividing point by the voltage divider corresponding to the connection point,
    周囲温度を検出する温度検出手段と、 Temperature detecting means for detecting the ambient temperature,
    この温度検出手段によって検出された周囲温度と予め設定された基準温度とを比較する温度比較手段と、 And temperature comparison means for comparing the ambient temperature and the preset reference temperature detected by the temperature detecting means,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御すると共に、前記温度比較手段による比較結果に基づいて、前記周囲温度が前記基準温度以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止する放電制御手段とを備えたことを特徴とする組電池の電圧調整装置。 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potentials equal, with the terminal voltage before Kitan position cell determines that higher than the average voltage is controlled so as to discharge the unit cell, the temperature comparing means based on the comparison result of the voltage regulator of the battery pack, wherein the ambient temperature is provided with a discharge control means for inhibiting the discharge of the unit cells when it is determined that falls below the reference temperature.
  2. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、 When configured battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality,
    この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、 The terminal voltage of the battery pack, a voltage divider for dividing in accordance with the number of the unit cells,
    前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、 Among connecting points between the plurality of unit cells, and the potential of a particular connection point, and the potential comparison means for comparing the potential of the divided voltage dividing point by the voltage divider corresponding to the connection point,
    前記複数の単位セルの内、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、 Among the plurality of unit cells, and the terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage of at least one unit cell,
    この端子間電圧検出手段によって検出された端子間電圧と予め設定された基準電圧とを比較する電圧比較手段と、 A voltage comparison means for comparing the preset reference voltage and the voltage between the detected terminal by the inter-terminal voltage detection means,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御すると共に、前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整装置。 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potentials equal, the terminal voltage before Kitan position cell is determined to be higher than the average voltage, controls so as to discharge the unit cell, the voltage comparing means based on the comparison result of the voltage regulator of the assembled battery voltage between the terminals, characterized in that prohibiting discharge of the unit cells when it is determined that falls below the reference voltage.
  3. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、 When configured battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality,
    この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、 前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、 The terminal voltage of the battery pack, a voltage divider for dividing in accordance with the number of the unit cells, among the connection points between the plurality of unit cells, and the potential of a particular connection point, wherein corresponding to the connecting point a potential comparison means for comparing the potential of the divided voltage dividing point by the voltage divider,
    前記複数の単位セルの内、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、 Among the plurality of unit cells, and the terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage of at least one unit cell,
    この端子間電圧検出手段によって検出された端子間電圧と予め設定された基準電圧とを比較する電圧比較手段と、 A voltage comparison means for comparing the preset reference voltage and the voltage between the detected terminal by the inter-terminal voltage detection means,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御すると共に、前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以上になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整装置。 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potentials equal, the terminal voltage before Kitan position cell is determined to be higher than the average voltage, controls so as to discharge the unit cell, the voltage comparing means based on the comparison result of the voltage regulator of the assembled battery voltage between the terminals, characterized in that prohibiting discharge of the unit cells determines that equal to or greater than the reference voltage.
  4. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、 When configured battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality,
    この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、 前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、 The terminal voltage of the battery pack, a voltage divider for dividing in accordance with the number of the unit cells, among the connection points between the plurality of unit cells, and the potential of a particular connection point, wherein corresponding to the connecting point a potential comparison means for comparing the potential of the divided voltage dividing point by the voltage divider,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御する放電制御手段とを備えると共に、 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potentials equal, provided the terminal voltage before Kitan position cell is determined to be higher than the average voltage, and a discharge control means for controlling so as to discharge the unit cell together,
    前記単位セルの放電経路に過電流が流れた場合に前記放電経路を遮断する経路遮断手段を、当該放電経路の単位セル近傍側に夫々配置したことを特徴とする組電池の電圧調整装置。 The path-blocking means for blocking the discharge path when an overcurrent flows in the discharge path of the unit cell, the voltage regulator of the battery pack, characterized in that the respectively arranged in the unit cell near the side of the discharge path.
  5. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、 The terminal voltage of the constructed battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality, divided according to the number of the unit cells by the voltage divider,
    前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、 Wherein among the connecting points between a plurality of unit cells, compared with the potential of a particular connection point, by divided by dividing point potential and a potential comparator means by said voltage divider which corresponds to the connecting point,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potential equal to the terminal voltage of the pre Kitan position cell to discharge the corresponding unit cell when determined to be higher than the average voltage,
    温度検出手段によって検出された周囲温度と予め設定された基準温度とを温度比較手段によって比較し、 A reference temperature set in advance and the detected ambient temperature by the temperature detecting means compares the temperature comparison means,
    前記温度比較手段による比較結果に基づいて、前記周囲温度が前記基準温度以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整方法。 On the basis of the comparison result by the temperature comparison means, the voltage adjusting method of the battery pack the ambient temperature, characterized in that prohibiting discharge of the unit cells when it is determined that falls below the reference temperature.
  6. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、 The terminal voltage of the constructed battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality, divided according to the number of the unit cells by the voltage divider,
    前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、 Wherein among the connecting points between a plurality of unit cells, compared with the potential of a particular connection point, by divided by dividing point potential and a potential comparator means by said voltage divider which corresponds to the connecting point,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potential equal to the terminal voltage of the pre Kitan position cell to discharge the corresponding unit cell when determined to be higher than the average voltage,
    前記複数の単位セルの内、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧と予め設定された基準電圧とを電圧比較手段によって比較し、 Wherein the plurality of unit cells, and compared by the voltage comparing means and a reference voltage set in advance and the terminal voltage of at least one unit cell,
    前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整方法。 On the basis of the comparison result by the voltage comparison means, the voltage adjusting method of an assembled battery voltage between the terminals, characterized in that prohibiting discharge of the unit cells when it is determined that falls below the reference voltage.
  7. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、 The terminal voltage of the constructed battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality, divided according to the number of the unit cells by the voltage divider,
    前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、 Wherein among the connecting points between a plurality of unit cells, compared with the potential of a particular connection point, by divided by dividing point potential and a potential comparator means by said voltage divider which corresponds to the connecting point,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前 記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、 Comparison result from the previous SL higher or both potentials are equal and the than the potential of the voltage dividing point of the potential of the positive electrode side connection point corresponds to a potential comparison unit corresponding to the connection point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell when the potential dividing point corresponding than the potential of the negative electrode side connection point is higher, or the corresponding than the potential of the higher than the potential of the voltage dividing point of the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode side connection point when the potential dividing point equals higher or both potential causes the terminal voltage before Kitan position cell discharges the unit cell when it is determined to be higher than the average voltage,
    前記複数の単位セルの内、少なくとも1つの単位セルの端子間電圧と予め設定された基準電圧とを電圧比較手段によって比較し、 Wherein the plurality of unit cells, and compared by the voltage comparing means and a reference voltage set in advance and the terminal voltage of at least one unit cell,
    前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以上になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整方法。 On the basis of the comparison result by the voltage comparison means, the voltage adjusting method of an assembled battery voltage between the terminals, characterized in that prohibiting discharge of the unit cells determines that equal to or greater than the reference voltage.
  8. 二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、 The terminal voltage of the constructed battery pack by connecting unit cells formed of a secondary battery in series a plurality, divided according to the number of the unit cells by the voltage divider,
    前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、 Wherein among the connecting points between a plurality of unit cells, compared with the potential of a particular connection point, by divided by dividing point potential and a potential comparator means by said voltage divider which corresponds to the connecting point,
    前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、 From a comparison result of potential comparator means corresponding to the connecting point of the positive electrode side and negative electrode side of the unit cell, the same high or both potential than dividing point of the potential the potential of the positive electrode side connection point corresponds and the negative electrode when the potential dividing point corresponding than the potential of the side connecting point is higher, or the potential of the positive electrode side connection point corresponding than the potential of high and the negative electrode side connection point than the potential dividing point corresponding when the potential dividing point is higher or both potential equal to the terminal voltage of the pre Kitan position cell to discharge the corresponding unit cell when determined to be higher than the average voltage,
    単位セルの放電経路に過電流が流れると、各単位セルの近傍側に配置した経路遮断手段によって当該放電経路を遮断することを特徴とする組電池の電圧調整方法。 When overcurrent flows in the discharge path of the unit cell, the voltage adjusting method of the battery pack, which comprises blocking the discharging path by the path-blocking means disposed proximally of each unit cell.
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JP3696124B2 (en) 2001-05-17 2005-09-14 三洋電機株式会社 Voltage detection circuit of the battery pack
WO2005112222A1 (en) * 2004-05-13 2005-11-24 Ntt Data Ex Techno Corporation Discharge control circuit, charge control circuit and charge/discharge control circuit of battery
US7508165B2 (en) 2004-10-19 2009-03-24 Denso Corporation Cell voltage equalization apparatus for combined battery pack including circuit driven by power supplied by the combined battery pack
KR101220339B1 (en) * 2007-10-16 2013-01-09 한국과학기술원 Automatic Charge Equalization Method and Apparatus for Series Connected Battery String
JP2010032412A (en) * 2008-07-30 2010-02-12 Sanyo Electric Co Ltd Power supply for vehicle
JP5366482B2 (en) * 2008-09-03 2013-12-11 Fdk株式会社 Voltage balance correction circuit of series storage cells
JP2010220377A (en) * 2009-03-17 2010-09-30 Panasonic Corp Electric storage device
DE102010043950A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-16 Sb Limotive Company Ltd. Autonomous battery balancing
JP5387703B2 (en) 2012-01-25 2014-01-15 株式会社豊田自動織機 Cell voltage equalizer circuit
JP5748689B2 (en) * 2012-02-28 2015-07-15 三菱重工業株式会社 Battery system
JP6081165B2 (en) * 2012-11-26 2017-02-15 三洋電機株式会社 The battery management unit and power supply
DE102013001466A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Audi Ag Battery installed in motor vehicle, has additional circuit which discharges battery cell, when cell voltage of each battery cell evaluated by discharge circuit is fallen below critical threshold voltage

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