JP5099097B2 - Battery monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、電池監視装置に関する。 The present invention relates to a battery monitoring device.
従来より、電池の過充電検出や過放電検出の閾値が自発変化したことを検出する故障診断機能を備えた電池制御装置が、例えば特許文献1で提案されている。具体的に、特許文献1では、電池の電圧を検出し、当該電圧と閾値とを比較する構成が提案されている。 Conventionally, for example, Patent Literature 1 proposes a battery control device having a failure diagnosis function for detecting that a threshold value for battery overcharge detection or overdischarge detection has spontaneously changed. Specifically, Patent Document 1 proposes a configuration in which a battery voltage is detected and the voltage is compared with a threshold value.
この構成では、電池の電圧と閾値とを比較するに際し、閾値を本来の値から一定値だけ強制的にシフトさせる。つまり、閾値を1段階だけ切り替える。そして、電池制御装置は、閾値の強制変更にもかかわらず閾値と電池の電圧との大小関係が逆転しないときには、閾値の自発変化が大きいと判定する。このようにして、閾値の特性ずれを検出できるようになっている。 In this configuration, when the battery voltage is compared with the threshold value, the threshold value is forcibly shifted from the original value by a fixed value. That is, the threshold value is switched by one level. The battery control device determines that the spontaneous change in the threshold is large when the magnitude relationship between the threshold and the battery voltage does not reverse despite the forced change of the threshold. In this way, the threshold characteristic deviation can be detected.
しかしながら、上記従来の技術では、故障診断の際に閾値を1段階切り替えたとき、閾値が特性ずれを起こしていなかったとしても、電池の電圧が変動している場合には電池の電圧と閾値との大小関係が逆転してしまう可能性がある。このため、故障を誤検出してしまう可能性がある。 However, in the above conventional technique, when the threshold value is switched in one stage at the time of failure diagnosis, even if the threshold voltage does not cause a characteristic deviation, the battery voltage and the threshold value are There is a possibility that the magnitude relationship of will be reversed. For this reason, a failure may be erroneously detected.
本発明は上記点に鑑み、故障診断の信頼性を向上させることができる電池監視装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the battery monitoring apparatus which can improve the reliability of a failure diagnosis in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、直列接続された複数の電池セルの状態を監視する電池監視装置であって、
直列接続された複数の電池セルの両端のブロック電圧を検出するブロック電圧検出手段と、
電池セルの両端の電池電圧を複数の電池セル毎にそれぞれ入力し、電池電圧と閾値とをそれぞれ比較してその比較結果をそれぞれ出力する監視手段と、
監視手段の比較結果に基づいて複数の電池セルそれぞれの状態を判定する一方、複数の電池セル毎に監視手段の閾値を複数段階に相対変化させて電池電圧と比較させると共に当該比較結果に基づいて監視手段の異常を検出する故障診断を行う判定手段と、を備え、
判定手段は、ブロック電圧検出手段からブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に故障診断を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a battery monitoring device for monitoring the state of a plurality of battery cells connected in series,
Block voltage detecting means for detecting block voltages at both ends of a plurality of battery cells connected in series;
Monitoring means for inputting the battery voltage at both ends of the battery cell for each of the plurality of battery cells, comparing the battery voltage with the threshold value and outputting the comparison result, respectively;
While determining the state of each of the plurality of battery cells based on the comparison result of the monitoring means, the threshold value of the monitoring means is relatively changed in a plurality of stages for each of the plurality of battery cells and compared with the battery voltage and based on the comparison result. Determination means for performing failure diagnosis for detecting abnormality of the monitoring means,
The determination means receives the block voltage from the block voltage detection means, and performs failure diagnosis after confirming that the fluctuation of the block voltage is within the reference range.
これによると、ブロック電圧の変動が基準範囲内であること、すなわちブロック電圧が安定した状態で故障診断が行われるので、故障の誤検出を防止することができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる。 According to this, since the failure diagnosis is performed when the fluctuation of the block voltage is within the reference range, that is, the block voltage is stable, the erroneous detection of the failure can be prevented. Therefore, the reliability of failure diagnosis can be improved.
請求項2に記載の発明では、判定手段は、1つの電池セルに係る監視手段の故障診断を終了すると、ブロック電圧検出手段からブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に、次の電池セルに係る監視手段の故障診断を実施することを特徴とする。 In the invention according to claim 2, when the determination unit finishes the failure diagnosis of the monitoring unit related to one battery cell, the block voltage is input from the block voltage detection unit, and the fluctuation of the block voltage is within the reference range. After confirming this, the failure diagnosis of the monitoring means related to the next battery cell is performed.
これによると、1個の電池セル毎にブロック電圧を検出して電圧変動が基準範囲内であることを確認しているので、電池セルの電圧が安定した状態で故障診断を行うことができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる。 According to this, since the block voltage is detected for each battery cell and it is confirmed that the voltage fluctuation is within the reference range, the failure diagnosis can be performed while the voltage of the battery cell is stable. Therefore, the reliability of failure diagnosis can be improved.
請求項3に記載の発明では、複数の電池セルを所定数毎に分割する単位をブロックとすると、ブロックは複数設定されており、
ブロック電圧検出手段および監視手段は、複数のブロック毎に対応してそれぞれ設けられており、
判定手段は、1つのブロックに係る監視手段の故障診断を終了すると、次のブロックに係るブロック電圧検出手段からブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に、次のブロックに係る監視手段の故障診断を実施することを特徴とする。
In the invention according to claim 3, when a unit for dividing a plurality of battery cells into a predetermined number is a block, a plurality of blocks are set,
The block voltage detecting means and the monitoring means are provided for each of a plurality of blocks,
When the determination unit finishes the failure diagnosis of the monitoring unit related to one block, the block voltage is input from the block voltage detection unit related to the next block, and after confirming that the fluctuation of the block voltage is within the reference range The failure diagnosis of the monitoring means related to the next block is performed.
これによると、ブロック毎にブロック電圧を検出して電圧変動が基準範囲内であることを確認しているので、ブロック電圧が安定した状態で故障診断を行うことができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる。 According to this, since the block voltage is detected for each block and it is confirmed that the voltage fluctuation is within the reference range, failure diagnosis can be performed with the block voltage being stable. Therefore, the reliability of failure diagnosis can be improved.
請求項4に記載の発明では、複数の電池セルは、少なくとも、監視手段、複数の電池セルがパッケージ化された電池パッケージ、および、複数の電池セルと監視手段との接続コネクタ、のいずれかの単位でモジュール化されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 4, the plurality of battery cells are at least one of monitoring means, a battery package in which the plurality of battery cells are packaged, and a connection connector between the plurality of battery cells and the monitoring means. It is characterized by being modularized in units.
これによると、ブロック電圧の変動が発生する可能性がある構成要素毎にブロック電圧を検出できるので、ブロック電圧の変動を検出しやすくすることができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる。 According to this, since the block voltage can be detected for each component in which the fluctuation of the block voltage may occur, the fluctuation of the block voltage can be easily detected. Therefore, the reliability of failure diagnosis can be improved.
請求項5に記載の発明のように、監視手段は、電池セルの電圧を分圧するための複数の抵抗と複数のスイッチとを有し、
判定手段は、複数のスイッチを切り替えて電池セルの電圧を複数の抵抗により分圧することにより、閾値を複数段階に相対変化させる構成とすることができる。
As in the invention described in claim 5, the monitoring means includes a plurality of resistors and a plurality of switches for dividing the voltage of the battery cell,
The determination means can be configured to relatively change the threshold value in a plurality of stages by switching a plurality of switches and dividing the voltage of the battery cell by a plurality of resistors.
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る電池監視装置を含んだ電池監視システムの全体構成図である。図1に示されるように、電池監視システムは、電池セル10と電池監視装置20とを備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a battery monitoring system including a battery monitoring apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the battery monitoring system includes a
電池セル10は、一定の電圧を発生させることができる電圧源であり、いわゆる単セルである。この電池セル10は、例えば、負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。電池セル10としては、例えば、充電可能な二次電池が採用される。本実施形態では、電池セル10としてリチウムイオン二次電池を用いる。
The
また、電池セル10は複数が直列接続されたことによりブロック11が構成されている。このブロック11は、複数の電池セル10を所定数毎に分割する単位である。本実施形態では6個の電池セル10が直列接続されてブロック11が構成されている。つまり、ブロック11は複数の電池セル10がモジュール化されたものである。図1ではブロック11は1つだけが示されているが、実際にはブロック11が複数設定されると共にブロック11が直列に複数組み合わされることにより1つの組電池が構成されている。
In addition, a plurality of
電池監視装置20は、電池セル10の状態として過充電および過放電を監視する過充放電検出機能と、これら過充放電検出の閾値の特性ずれを診断するための故障診断機能と、を有する装置である。これら過充電や過放電の状態は、電池セル10においては異常の状態である。
The
過充放電検出機能は、電池セル10の電圧と閾値とを比較することにより電池セル10の電圧の監視を行う機能である。電池セル10が二次電池の場合、電池監視装置20は電池セル10の電圧が過充電を検出する閾値と過放電を検出する閾値との間にあるかを監視することとなる。
The overcharge / discharge detection function is a function of monitoring the voltage of the
また、故障診断機能は、過充放電を検出するための閾値が何らかの原因(例えば回路の故障等)で変化したことを検出する機能である。すなわち、故障診断機能は、過充放電検出用の閾値の異常の有無を診断するための故障検出用の閾値を用いて、過充放電検出機能を実現する各部の異常(故障、外乱等)を検出する機能である。 The failure diagnosis function is a function for detecting that the threshold for detecting overcharge / discharge has changed for some reason (for example, a circuit failure or the like). In other words, the failure diagnosis function uses the failure detection threshold for diagnosing whether there is an abnormality in the threshold for overcharge / discharge detection, and detects abnormalities (failures, disturbances, etc.) of each part that realizes the overcharge / discharge detection function. It is a function to detect.
このような電池監視装置20は、監視回路30と、放電回路40と、ブロック電圧検出部50と、マイクロコンピュータ60(以下、マイコン60という)と、を備えている。
Such a
監視回路30は、複数の電池セル10の両端の電池電圧を入力して閾値とそれぞれ比較し、その比較結果をそれぞれ出力するように構成された回路である。この監視回路30はブロック11毎に設けられている。また、監視回路30として、例えばICが用いられる。
The
図2は、監視回路30において、1個の電池セル10に対する構成を示した図である。なお、図2では放電回路40を省略してある。この図に示されるように、監視回路30は、1個の電池セル10に対して、切替部31と、バンドギャップ部32と、比較器33と、トランジスタ34と、を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration for one
切替部31は、1個の電池セル10の電圧から閾値に相当する閾値電圧を生成するものである。このため、切替部31は、電池セル10の正電圧に電気的に接続された第1配線35と、電池セル10の負電圧に電気的に接続された第2配線36との間に接続されている。
The
このような切替部31は、閾値である閾値電圧を生成するべく、複数の抵抗37と複数のスイッチ38とを備えて構成されている。複数の抵抗37は第1配線35と第2配線36との間に直列に接続されている。
Such a
また、スイッチ38は、例えば抵抗素子やトランジスタ等により構成された経路切替回路である。そして、各スイッチ38は各抵抗37の接続点にそれぞれ接続されると共に、各スイッチ38が並列接続されている。各スイッチ38が並列接続された接続点は比較器33の非反転入力端子(+)に接続されている。
The
本実施形態では、11個の抵抗37が直列に接続され、10個のスイッチ38が各抵抗37の接続点にそれぞれ接続されている。各抵抗37のうちもっとも第2配線36側に位置する抵抗37は、過充電検出を行うための可変抵抗である。一方、各抵抗37のうちもっとも第1配線35側に位置する抵抗37は過放電検出を行うための抵抗である。
In the present embodiment, eleven
そして、各スイッチ38のうちのいずれか1つがオンされることにより、各抵抗37によって電池セル10の電圧が分圧され、この分圧が閾値電圧として比較器33の非反転入力端子に入力される。したがって、各スイッチ38のうちもっとも第1配線35側のスイッチ38がオンされると、第1配線35に接続された1つの抵抗37と第2配線36に接続された10個の抵抗37との分圧が過放電検出閾値つまり閾値電圧として比較器33に入力される。各スイッチ38のオン/オフの制御はマイコン60により行われる。
When any one of the
このように、各スイッチ38が切り替えられることにより、過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値のいずれかに相当する電池セル10の分圧が閾値電圧として切替部31から比較器33に出力される。
Thus, by switching each
これら過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値は、電池セル10の電圧の範囲内に設定されている。電池セル10としてリチウムイオン電池が用いられる場合には、過充電検出閾値は例えば4.25Vであり、過放電検出閾値は例えば1.75Vに設定される。したがって、過充電検出閾値と過放電検出閾値との間の第1閾値〜第8閾値は電池セル10の使用電圧範囲に設定され、例えば1.75Vと4.25Vとの間にそれぞれ設定される。
These overcharge detection threshold values, the first threshold value to the eighth threshold value, and the overdischarge detection threshold value are set within the voltage range of the
このように、第1閾値〜第8閾値は、電池セル10で使用される電圧の範囲内で段階的に切り替えられる。このように各閾値を設定することにより、電池セル10の電圧の最小値から最大値までの全範囲に対して閾値を段階的に切り替えなくて済む。
Thus, the first threshold value to the eighth threshold value are switched stepwise within the voltage range used in the
また、第1閾値〜第8閾値の各閾値は、電池監視装置20が故障診断を行うために用いられる。第1閾値〜第8閾値の各閾値は一定値で複数段階に相対変化させられるように設定されている。例えば、一定値を0.1Vとすると、第1閾値と第2閾値との差が0.1V、第2閾値と第3閾値との差が0.1V、となるように各閾値が設定されている。言い換えると、各閾値が一定の値で段階的に変化するように、各抵抗37の抵抗値が決められている。本実施形態では、故障診断の際に、もっとも大きい第1閾値からもっとも小さい第8閾値まで段階的に切り替えられる。
Moreover, each threshold value of the first threshold value to the eighth threshold value is used for the
バンドギャップ部32は、一定の基準電圧を発生させる電圧源である。このバンドギャップ部32は、比較器33の反転入力端子と第2配線36との間に接続されている。
The
比較器33は、切替部31から閾値電圧を入力すると共にバンドギャップ部32から基準電圧を入力し、これらの比較結果を出力端子から出力するものである。当該比較結果は、マイコン60に出力される。このような比較器33としてはコンパレータを用いることができる。
The
上述のように、比較器33の反転入力端子に基準電圧が入力され、非反転入力端子に閾値電圧が入力される。したがって、閾値電圧が基準電圧よりも大きいときには出力はハイレベルの信号となり、閾値電圧が基準電圧よりも小さいときには出力はローレベルの信号となる。
As described above, the reference voltage is input to the inverting input terminal of the
トランジスタ34は、電池セル10が使用されていない状態で第1配線35と第2配線36とを繋ぐ各抵抗37に暗電流が流れること防止するための暗電流遮断手段である。これにより、電池セル10が使用されていないときには暗電流により電池セル10が消費されることを防止できるようになっている。
The
上記の構成は1個の電池セル10に対する構成である。したがって、監視回路30には上記の構成が電池セル10毎に設けられている。
The above configuration is a configuration for one
放電回路40は、ブロック11を構成する各電池セル10の電圧ばらつきを低減するための均等化回路を構成する回路である。この放電回路40は、第1配線35と第2配線36との間に接続され、1個の電池セル10の正極側から負極側に電流を流す電流経路としての役割を果たす。
The
均等化回路は、例えば、ブロック11を構成する電池セル10の数と同じ数の抵抗からなる分圧回路を有している。そして、均等化回路はこの分圧回路によりブロック11の両端電圧を均等に分圧し、オペアンプを利用したフィードバック回路により各電池セル10の連結点の電位とこれに対応する分圧抵抗の連結点の電位とが一致するように、放電回路40を用いて各電池セル10の放電を行うように構成されている。なお、放電回路40や均等化回路の構成はこれに限らず、他の回路構成を採用しても良い。
The equalization circuit has, for example, a voltage dividing circuit composed of the same number of resistors as the number of
ブロック電圧検出部50は、ブロック11の両端の電圧、すなわち6個の電池セル10が直列接続されたブロック電圧を検出するものである。このため、ブロック電圧検出部50はブロック11のうち最も高電圧側に位置する電池セル10の正極側と、最も低電圧側に位置する電池の負極側とに接続されている。ブロック電圧検出部50で検出されたブロック電圧はマイコン60に出力される。
The block
マイコン60は、図示しないCPU、ROM、EEPROM、RAM等を備え、ROM等に記憶されたプログラムに従って電池セル10の状態の監視や監視回路30の故障診断を行うものである。
The
以上が本実施形態に係る電池監視装置20および当該電池監視装置20を含んだ電池監視システムの全体構成である。なお、上述のように、実際には複数のブロック11が直列接続され、複数の監視回路30がブロック11毎に接続されている。そして、各監視回路30が共通のマイコン60に電気的に接続されている。図1ではそのうちの1つのブロック11および1つの監視回路30が示されている。
The above is the overall configuration of the
次に、本実施形態に係る電池監視装置20の監視の作動すなわち過充放電検出の作動について説明する。電池監視装置20における電池セル10の監視の作動は、例えば、電池監視装置20の電源がオンされたときやオフされたとき、電池監視装置20が外部からの指令を受けたとき等に開始される。
Next, the monitoring operation of the
マイコン60の過充放電検出機能には、過充電検出モードと過放電検出モードとがある。
The overcharge / discharge detection function of the
まず、過充電検出について説明する。電池監視装置20において、過充電検出モードが開始されると、マイコン60は、監視対象の電池セル10に対応した監視回路30の切替部31から過充電検出閾値に相当する閾値電圧が出力されるようにスイッチ38を切り替える。そして、比較器33で過充電検出閾値に相当する閾値電圧と基準電圧との大小関係が比較され、その結果が比較器33からマイコン60に入力される。マイコン60は、比較器33の各出力がハイレベルかまたはローレベルかにより、電池セル10の電圧が過充電になっているか否かを判定する。
First, overcharge detection will be described. In the
一方、電池監視装置20において、過放電検出モードが開始されると、マイコン60は、監視対象の電池セル10に対応した監視回路30の切替部31から過放電検出閾値に相当する閾値電圧が出力されるようにスイッチ38を切り替える。そして、比較器33で過放電検出閾値に相当する閾値電圧と基準電圧との大小関係が比較され、その結果が比較器33からマイコン60に入力される。マイコン60は、比較器33の出力がハイレベルかまたはローレベルかにより、電池セル10の電圧が過放電になっているか否かを判定する。
On the other hand, in the
このように、マイコン60は監視回路30の比較結果に基づいて複数の電池セル10の状態をそれぞれ判定する。
As described above, the
続いて、電池監視装置20の故障診断の作動について、図3を参照して説明する。図3は、電池監視装置20の故障診断の流れを示したフローチャートである。以下、図3に示されるフローチャートに従って故障診断処理を説明する。なお、故障診断処理は、例えば、電池監視装置20の電源がオンされたときやオフされたとき、電池監視装置20が外部からの指令を受けたとき等に開始される。
Next, the operation of failure diagnosis of the
まず、故障診断処理が開始されると、ステップ100では、ブロック電圧検出が行われる。すなわち、ブロック電圧検出部50で検出されたブロック11のブロック電圧がマイコン60に入力される。
First, when failure diagnosis processing is started, block voltage detection is performed in step 100. That is, the block voltage of the
ステップ110では、ブロック電圧に変動があるか否か、言い換えるとブロック電圧の変動が基準範囲内であるか否かが判定される。ここで、「基準範囲内である」とは、ステップ100で取得されたブロック電圧が、前回取得したブロック電圧に対して一定範囲内であるとか、一定時間のブロック電圧の最小値と最大値との差が許容範囲内である等の判定条件を指す。したがって、本ステップではこのような判定条件を満たすか否かが判定される。
In
そして、ブロック電圧の変動が基準範囲外、すなわちブロック電圧に変動があると判定されると、故障診断は終了する。ブロック電圧に変動があってブロック電圧が安定していない状態では、電池セル10の電圧が大きく変動している可能性があり、正確な故障診断が行えないためである。一方、ブロック電圧の変動が基準範囲内、すなわちブロック電圧が安定していると判定されると、ステップ120に進む。
Then, when it is determined that the fluctuation of the block voltage is out of the reference range, that is, there is a fluctuation in the block voltage, the failure diagnosis ends. This is because when the block voltage varies and the block voltage is not stable, there is a possibility that the voltage of the
ステップ120では、監視回路30の故障診断が実行される。当該故障診断は以下のように行われる。
In
まず、マイコン60は、ステップ100で取得されたブロック電圧を、ブロック11を構成する電池セル10の数で割ることにより、各電池セル10の電圧の平均値を取得する。
First, the
一方、マイコン60は、監視回路30のうち1個の電池セル10に対する回路に対応した切替部31のスイッチ38を切り替えることにより基準電圧を複数段階に相対変化させて電池電圧と比較させる。すなわち、マイコン60は切替部31のスイッチ38を切り替えることにより閾値を第1閾値から第8閾値まで段階的に切り替える。これにより、比較器33で各閾値に相当する閾値電圧と基準電圧とがそれぞれ比較され、各比較結果が比較器33からマイコン60に入力される。そして、マイコン60は、各比較結果から第1閾値〜第8閾値のうちのどの閾値で基準電圧との大小関係が判定したか、つまり電池電圧の値を得る。
On the other hand, the
そして、マイコン60は、ブロック電圧から得られた電池セル10の平均値と監視回路30から得られた電池電圧とを比較する。そして各値が正常範囲内であれば監視回路30に異常はなく、正常範囲外であれば監視回路30に異常が起こっていることを検出する。このようにして、マイコン60は監視回路30の故障診断を行う。
Then, the
このように、ステップ120における故障診断は、監視回路30に設けられた1個の電池セル10に対する回路に対して実施される。
As described above, the failure diagnosis in
次に、ステップ130では、全電池セル10の診断が終了したか否かが判定される。本ステップで、全ての電池セル10に対する監視回路30の故障診断が終了したと判定された場合、故障診断は終了する。一方、本ステップで全ての電池セル10に対する監視回路30の故障診断が終了していないと判定された場合、ステップ100に戻る。
Next, in
そして、再びブロック電圧が取得され、ブロック電圧が変動していれば故障診断は終了し、ブロック電圧が変動していなければ上記で診断した電池セル10の次の電池セル10に対する監視回路30の回路に対して故障診断が行われる。
If the block voltage is acquired again and the block voltage fluctuates, the failure diagnosis ends. If the block voltage does not fluctuate, the circuit of the
つまり、マイコン60は、ブロック電圧検出部50からブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に故障診断を行う。そして、マイコン60は、ブロック電圧検出部50から入力したブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後にブロック11を構成する1個の電池セル10について故障診断を行うというステップ100〜ステップ130の動作を繰り返し行う。このようにして、故障診断が行われる。
That is, the
以上説明したように、本実施形態では、監視回路30の故障診断を行う前にブロック電圧が変動しているか否かを判定し、変動していないときには故障診断を実施し、変動しているときには故障診断を行わないことが特徴となっている。
As described above, in the present embodiment, it is determined whether or not the block voltage has fluctuated before performing the fault diagnosis of the
これによると、マイコン60は、ブロック電圧が変動していない状態すなわちブロック電圧が安定した状態で故障診断を行うので、故障診断における誤検出を防止することができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる
また、本実施形態では、監視回路30において1個の電池セル10に対応した回路の故障診断を行う前にブロック電圧を検出して電圧変動が基準範囲内であることを確認しているので、電池セル10の電圧が安定した状態で故障診断を行うことができる。
According to this, since the
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ブロック電圧検出部50が特許請求の範囲の「ブロック電圧検出手段」に対応し、監視回路30が特許請求の範囲の「監視手段」に対応する。また、マイコン60が特許請求の範囲の「判定手段」に対応する。
As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the block
(他の実施形態)
上記実施形態では、ブロック電圧の変動の有無を判定し、変動していなかったら1つの電池セル10に対応した回路の故障診断を実施していたが、この診断手法は一例である。上述のように、ブロック11が複数設けられている場合、ブロック電圧検出部50および監視回路30は、複数のブロック11毎にそれぞれ複数設けられる。このような場合、マイコン60は、複数のブロック電圧検出部50のうちの1つから入力したブロック11のブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に当該ブロック電圧検出部50に対応した監視回路30について当該監視回路30で監視される全電池セル10に対応した回路すべての故障診断を行う。この後、次のブロック電圧検出部50に対応した監視回路30についてブロック電圧を取得してブロック電圧に変動がなければ当該ブロック電圧検出部50に対応した監視回路30について当該監視回路30で監視される全電池セル10に対応した回路すべての故障診断を行う、という動作を繰り返すようにしても良い。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, whether or not the block voltage has changed is determined, and if it has not changed, a failure diagnosis of the circuit corresponding to one
このように、監視回路30単位で故障診断を行うこともできる。このように、監視回路30単位で故障診断を行ったとしても、ブロック11毎にブロック電圧を検出して電圧変動が基準範囲内であることを確認しているので、ブロック電圧が安定した状態で故障診断をそれぞれ行うことができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる。
In this way, failure diagnosis can be performed in units of the
上記実施形態では、1つのブロック11は1つの監視回路30に対応するように設けられていた。すなわち、ブロック11は監視回路30の単位で設けられていた。しかし、これは一例である。例えば、ブロック11は、複数の電池セル10が所定の数でパッケージ化された電池パッケージの単位や、複数の電池セル10と電池監視装置20との接続コネクタの単位で設定されていても良い。
In the above embodiment, one
このように、電池パッケージや接続コネクタ等はブロック電圧の変動が発生する可能性が高い単位毎にブロック電圧を検出することにより、ブロック電圧の変動を検出しやすくすることができる。したがって、故障診断の信頼性を向上させることができる。 As described above, in the battery package, the connection connector, etc., the block voltage fluctuation can be easily detected by detecting the block voltage for each unit in which the block voltage fluctuation is likely to occur. Therefore, the reliability of failure diagnosis can be improved.
上記各実施形態では、電池セル10としてリチウムイオン二次電池を例に説明したが、他の二次電池を採用しても良い。また、この二次電池はハイブリッド車等の電気自動車に搭載される車載バッテリに適用することができる。このような車載バッテリは電圧変動が起こりやすいので、上記の電池監視装置20により故障診断を行うことで故障の誤検出を防止することができる。安全・信頼性を確保したい車両で使用する電池監視装置20において故障診断の信頼性を向上させることができる。
In each said embodiment, although the lithium ion secondary battery was demonstrated to the example as the
上記実施形態で示された監視回路30の回路構成は一例を示すものであり、他の回路構成でも構わない。
The circuit configuration of the
10 電池セル
11 ブロック
30 監視回路(監視手段)
37 抵抗
38 スイッチ
50 ブロック電圧検出部(ブロック電圧検出手段)
60 マイコン(判定手段)
10
37
60 Microcomputer (determination means)
Claims (5)
前記直列接続された複数の電池セルの両端のブロック電圧を検出するブロック電圧検出手段と、
前記電池セルの両端の電池電圧を前記複数の電池セル毎にそれぞれ入力し、前記電池電圧と閾値とをそれぞれ比較してその比較結果をそれぞれ出力する監視手段と、
前記監視手段の比較結果に基づいて前記複数の電池セルそれぞれの状態を判定する一方、前記複数の電池セル毎に前記監視手段の前記閾値を複数段階に相対変化させて前記電池電圧と比較させると共に当該比較結果に基づいて前記監視手段の異常を検出する故障診断を行う判定手段と、を備え、
前記判定手段は、前記ブロック電圧検出手段から前記ブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に前記故障診断を行うことを特徴とする電池監視装置。 A battery monitoring device for monitoring the state of a plurality of battery cells connected in series,
Block voltage detecting means for detecting a block voltage at both ends of the plurality of battery cells connected in series;
Monitoring means for inputting the battery voltage at both ends of the battery cell for each of the plurality of battery cells, comparing the battery voltage with a threshold value, and outputting the comparison result;
While determining the state of each of the plurality of battery cells based on the comparison result of the monitoring unit, the threshold value of the monitoring unit is relatively changed in a plurality of stages for each of the plurality of battery cells and compared with the battery voltage. Determination means for performing failure diagnosis for detecting an abnormality of the monitoring means based on the comparison result,
The battery monitoring apparatus, wherein the determination unit inputs the block voltage from the block voltage detection unit and performs the failure diagnosis after confirming that the fluctuation of the block voltage is within a reference range.
前記ブロック電圧検出手段および前記監視手段は、前記複数のブロック毎に対応してそれぞれ設けられており、
前記判定手段は、1つのブロックに係る前記監視手段の故障診断を終了すると、次のブロックに係る前記ブロック電圧検出手段からブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧の変動が基準範囲内であることを確認した後に、次のブロックに係る前記監視手段の故障診断を実施することを特徴とする請求項1に記載の電池監視装置。 When a unit that divides the plurality of battery cells every predetermined number is a block, a plurality of the blocks are set,
The block voltage detection means and the monitoring means are provided corresponding to each of the plurality of blocks,
When the determination unit finishes the failure diagnosis of the monitoring unit related to one block, the block voltage is input from the block voltage detection unit related to the next block, and the fluctuation of the block voltage is within a reference range. The battery monitoring apparatus according to claim 1, wherein after the confirmation, a failure diagnosis of the monitoring unit according to a next block is performed.
前記判定手段は、前記複数のスイッチを切り替えて前記電池セルの電圧を前記複数の抵抗により分圧することにより、前記閾値を複数段階に相対変化させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の電池監視装置。
The monitoring means has a plurality of resistors and a plurality of switches for dividing the voltage of the battery cell,
5. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit switches the plurality of switches to divide the voltage of the battery cell by the plurality of resistors to relatively change the threshold value in a plurality of stages. The battery monitoring device according to one.
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