JP4858378B2 - 多セル直列電池用のセル電圧監視装置 - Google Patents
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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Description
IM=(Vi−VT30)/R32 ・・・・(1)
VF=VDD−R44*(ab*IM) ・・・・(2)
VG=VDD−R46*(ac*IM) ・・・・(3)
VSL=VDD−R44*(ab*IML) ・・・・(4)
VSU=VDD−R46*(ac*IMU) ・・・・(5)
12 セル電圧監視装置
14 セル電圧異常検出回路
16 セル電圧測定回路
18 選択スイッチ
20 セル電圧−モニタ電流変換回路
22 モニタ電流−モニタ電圧変換回路
24 比較判定回路
26 判定信号出力回路
28 異常検出制御回路
30 PMOSトランジスタ
32 抵抗
34 オン/オフ切換スイッチ
36 PMOSトランジスタ
38 NMOSトランジスタ
40,42 NMOSトランジスタ
44,46 抵抗
48,50 電圧比較回路
52,54 基準電圧発生回路
56,58 AND回路
SH1,SL1〜SHn,SLn オン/オフ・スイッチ
60H,60L サンプリング・スイッチ
62 コンデンサ(フライング・キャパシタ)
64H,64L トランスファ・スイッチ
66 A/D変換器
68 ミラーモニタ電流生成回路
70 比較判定回路
Claims (16)
- 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタを有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧をモニタ電流に変換するセル電圧−モニタ電流変換回路と、
前記第1のトランジスタと組み合わさって電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタを有し、前記セル電圧−モニタ電流変換回路で生成されたモニタ電流をモニタ電圧に変換するモニタ電流−モニタ電圧変換回路と、
前記モニタ電流−モニタ電圧変換回路で得られる前記モニタ電圧を所定の基準電圧と比較する比較回路を有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記セル電圧−モニタ電流変換回路が異常検出制御信号に応答して動作して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタを有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧をモニタ電流に変換するセル電圧−モニタ電流変換回路と、
前記第1のトランジスタと組み合わさって電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタを有し、前記モニタ電流に所定の倍率で比例するミラーモニタ電流を生成するミラーモニタ電流生成回路と、
前記ミラーモニタ電流生成回路で生成されたミラーモニタ電流を所定の基準電流と比較する比較回路を有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記セル電圧−モニタ電流変換回路が異常検出制御信号に応答して動作して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタを有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧をモニタ電流に変換するセル電圧−モニタ電流変換回路と、
前記第1のトランジスタと組み合わさって電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタと、前記セル電圧−モニタ電流変換回路で生成されたモニタ電流を所定の基準電流と比較する比較回路とを有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記セル電圧−モニタ電流変換回路が異常検出制御信号に応答して動作して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 前記セル電圧−モニタ電流変換回路が、前記第1および第2のモニタ端子間で前記第1のトランジスタと直列接続される抵抗を更に有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセル電圧監視装置。
- 前記セル電圧−モニタ電流変換回路が、前記第1および第2のモニタ端子間で前記第1のトランジスタと直列接続されるオン/オフ切換用のスイッチを更に有し、
前記異常検出制御信号に応答して前記スイッチが導通する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセル電圧監視装置。 - 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタと組み合わさって第1の電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタを流れる電流をモニタ電圧に変換する電流−電圧変換回路と、
前記電流−電圧変換回路で得られる前記モニタ電圧を所定の基準電圧と比較する比較回路を有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記第1のトランジスタが異常検出制御信号に応答して導通して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 前記電流−電圧変換回路が、
前記第1のモニタ端子と第1の電源電圧端子との間で前記第2のトランジスタと直列に接続される第3のトランジスタと、
前記第3のトランジスタと組み合わさって第2の電流ミラー回路を構成する第4のトランジスタと、
一定の電圧を与える第2および第3の電源電圧端子の間で前記第4のトランジスタと直列に接続される第1の抵抗と、
を有し、前記第4のトランジスタと前記第1の抵抗との間のノードより前記モニタ電圧を取り出し、
前記比較判定回路が、
前記モニタ電圧を下限監視用の第1の比較基準電圧と比較して、両電圧の高低関係を表わす二値の判定信号を出力する第1の電圧比較回路と、
前記モニタ電圧を上限監視用の第2の比較基準電圧と比較して、両電圧の高低関係を表わす二値の判定信号を出力する第2の電圧比較回路と、
を有する、
請求項6に記載のセル電圧監視装置。 - 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタと組み合わさって第1の電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタを流れる電流を上限監視用の第1のモニタ電圧および下限監視用の第2のモニタ電圧に変換する電流−電圧変換回路と、
前記電流−電圧変換回路で得られる前記第1および第2のモニタ電圧をそれぞれ第1および第2の基準電圧と比較する第1および第2の比較回路を有し、前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記第1のトランジスタが異常検出制御信号に応答して導通して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 前記電流−電圧変換回路が、
前記第1のモニタ端子と第1の電源電圧端子との間で前記第2のトランジスタと直列に接続される第3のトランジスタと、
前記第3のトランジスタと組み合わさって第2の電流ミラー回路を構成する第4のトランジスタと、
一定の電圧を与える第2および第3の電源電圧端子の間で前記第4のトランジスタと直列に接続される第1の抵抗と、
前記第3のトランジスタと組み合わさって第3の電流ミラー回路を構成する第5のトランジスタと、
前記第2および第3の電源電圧端子の間で前記第5のトランジスタと直列に接続される第2の抵抗と、
を有し、
前記第4のトランジスタと前記第1の抵抗との間のノードより前記第1のモニタ電圧を取り出し、前記第5のトランジスタと前記第2の抵抗との間のノードより前記第2のモニタ電圧を取り出す、
請求項8に記載のセル電圧監視装置。 - 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタと組み合わさって第1の電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタを流れる電流を所定の基準電流と比較する比較回路を有し、前記電池セルにより選択された前記電池セルの出力電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記第1のトランジスタが異常検出制御信号に応答して導通して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 前記比較判定回路が、
前記第1のモニタ端子と第1の電源電圧端子との間で前記第2のトランジスタと直列に接続される第3のトランジスタと、
前記第3のトランジスタと組み合わさって第2の電流ミラー回路を構成する第4のトランジスタと、
一定の電圧を与える第2および第3の電源電圧端子の間で前記第4のトランジスタと直列に接続される下限監視用の第1の定電流源と、
前記第3のトランジスタと組み合わさって第3の電流ミラー回路を構成する第5のトランジスタと、
前記第2および第3の電源電圧端子の間で前記第5のトランジスタと直列に接続される上限監視用の第2の定電流源と、
を有し、
前記第4のトランジスタと前記第1の定電流源との間のノードより前記電池セルの電圧が所定の下限値を割っているか否かを示す第1の判定信号を取り出し、前記第4のトランジスタと前記第2の定電流源との間のノードより前記電池セルの出力電圧が所定の上限値を超えているか否かを示す第2の判定信号を取り出す、
請求項10に記載のセル電圧監視装置。 - 多数の電池セルを直列接続してなる多セル直列電池の中から任意の電池セルを選択してその電圧を第1および第2のモニタ端子間に取り出すための選択スイッチと、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧を測定するためのセル電圧測定回路と、前記第1および第2のモニタ端子間に現れるセル電圧の異常を検出するためのセル電圧異常検出回路とを含む、セル電圧監視装置であって、
前記セル電圧測定回路が、前記第1および第2のモニタ端子間のセル電圧を保持するための容量素子と、当該容量素子に保持された電圧をディジタル信号に変換するためのA/D変換器とを有し、
前記セル電圧異常検出回路が、
前記第1および第2のモニタ端子間に接続される第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタを流れる電流を所定の基準電流と比較する比較回路を有し、前記電池セルにより選択された前記電池セルの出力電圧が所定の正常範囲から外れたか否かを判定する比較判定回路と、
を有し、
前記選択スイッチにより所望の前記電池セルの電圧を選択している期間の開始直後または前半部で、前記第1のトランジスタが異常検出制御信号に応答して導通して、当該電池セルの電圧が正常であるか異常であるかが判定され、その後、前記セル電圧測定回路によりセル電圧の測定が行われる、
多セル直列電池用のセル電圧監視装置。 - 前記比較判定回路が、
前記第1のトランジスタと組み合わさって第1の電流ミラー回路を構成する第2のトランジスタと、
前記第1のモニタ端子と所定の電源電圧端子との間で前記第2のトランジスタと直列に接続される下限監視用の第1の定電流源と、
前記第1のトランジスタと組み合わさって第2の電流ミラー回路を構成する第3のトランジスタと、
前記第1のモニタ端子と前記電源電圧端子との間で前記第3のトランジスタと直列に接続される上限監視用の第2の定電流源と、
を有し、
前記第2のトランジスタと前記第1の定電流源との間のノードより前記電池セルの電圧が所定の下限値を割っているか否かを示す第1の判定信号を取り出し、前記第3のトランジスタと前記第2の定電流源との間のノードより前記電池セルの出力電圧が所定の上限値を超えているか否かを示す第2の判定信号を取り出す、
請求項12に記載のセル電圧監視装置。 - 前記セル電圧異常検出回路が、前記第1および第2のモニタ端子間で前記第1のトランジスタと直列接続される第3の抵抗を更に有する、請求項6〜13のいずれか一項に記載のセル電圧監視装置。
- 前記セル電圧異常検出回路が、前記第1および第2のモニタ端子間で前記第1のトランジスタと直列接続されるオン/オフ切換用のスイッチを更に有し、
前記異常検出制御信号に応答して前記スイッチが導通する、請求項6〜14のいずれか一項に記載のセル電圧監視装置。 - 前記セル電圧測定回路が、
前記選択スイッチにより選択された前記電池セルの出力電圧をサンプリングするためのサンプリング・スイッチと、
前記サンプリング・スイッチによりサンプリングされた電圧によって充電されるコンデンサと、
前記コンデンサの充電電圧を前記A/D変換器へ転送するためのトランスファ・スイッチと、
を更に有する、
請求項1〜15のいずれか一項に記載のセル電圧監視装置。
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