JP5316343B2 - Battery monitoring device - Google Patents
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Abstract
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。この特許文献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,
具体的には、閾値を当該閾値の本来の値から1段階だけ切り替えるスイッチが備えられている。そして、電池制御装置は、故障診断の際にスイッチを切り替えて閾値を1段階だけ相対変化させ、閾値を強制変更した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、電池制御装置の故障を検出できるようになっている。 Specifically, a switch that switches the threshold value by one step from the original value of the threshold value is provided. Then, the battery control device switches the switch at the time of failure diagnosis to relatively change the threshold value by one level, and when the magnitude relationship between the threshold value and the battery voltage is not reversed even though the threshold value is forcibly changed, It is determined that the spontaneous change is large. In this way, a failure of the battery control device can be detected.
しかしながら、上記従来の技術では、スイッチにより閾値を1段階だけ相対変化させたとき、例えばスイッチ等に不具合が発生していたときには閾値を強制変更したにもかかわらず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。このように、従来では、スイッチにより閾値を1段階だけ相対変化させていただけなので、閾値の自発変化の判定の信頼性が低いという問題があった。 However, in the above conventional technique, when the threshold value is relatively changed by one step by the switch, for example, when a malfunction occurs in the switch or the like, the magnitude relationship between the voltage of the battery and the threshold value is changed even though the threshold value is forcibly changed. May reverse. As described above, conventionally, there is a problem in that the reliability of the determination of the spontaneous change of the threshold is low because the threshold is only relatively changed by one step by the switch.
そこで、より確実に閾値の自発変化を検出するためにスイッチを複数設け、各スイッチを順番に切り替えていくことで閾値を複数段階に切り替えることが考えられる。しかし、故障診断の際に複数のスイッチを順番に切り替えなければならず、故障診断に掛かる時間が長くなってしまうという問題がある。 In view of this, it is conceivable that a plurality of switches are provided in order to detect a spontaneous change in the threshold value more reliably, and the threshold value is switched in a plurality of stages by sequentially switching each switch. However, there is a problem that a plurality of switches must be switched in order at the time of failure diagnosis, and the time required for failure diagnosis becomes long.
本発明は上記点に鑑み、閾値を複数段階に切り替えて各閾値と電池セルのセル電圧と比較することにより故障診断を行うに際し、故障診断に掛かる時間を短縮す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。 In view of the above points, the present invention provides a battery monitoring device capable of reducing the time taken for failure diagnosis when performing failure diagnosis by switching the threshold value to a plurality of stages and comparing each threshold value with the cell voltage of the battery cell. The purpose is to do.
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、
電池セルの両端のセル電圧を複数の電池セル毎にそれぞれ入力し、セル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最小閾値から最大閾値まで複数段階に順番に切り替えてセル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、複数の電池セル毎に故障診断を順番に行うようになっており、当該故障診断の際に閾値を最小閾値と最大閾値との間の任意の閾値から順番に切り替えることを特徴とする。
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,
Monitoring means for inputting the cell voltage at both ends of the battery cell for each of the plurality of battery cells, comparing the cell 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 switched in order from the minimum threshold value to the maximum threshold value for each of the plurality of battery cells and compared with the cell voltage. Determination means for performing failure diagnosis for detecting an abnormality of the monitoring means based on the comparison result,
The determination means is configured to perform failure diagnosis in order for each of the plurality of battery cells, and the threshold value is switched in order from an arbitrary threshold value between the minimum threshold value and the maximum threshold value at the time of the failure diagnosis. To do.
これによると、判定手段は故障診断の際に閾値を最小閾値から最大閾値までの全範囲のうちの一部の範囲だけ段階的に切り替えるので、閾値を最小閾値から最大閾値までの全範囲で切り替えるよりも閾値の切り替え時間を短縮することができる。さらに、複数の電池セルについて順番に行われる故障診断に掛かるトータルの時間を短縮することができる。 According to this, since the determination means switches the threshold value in a stepwise manner in a part of the entire range from the minimum threshold value to the maximum threshold value at the time of failure diagnosis, the threshold value is switched in the entire range from the minimum threshold value to the maximum threshold value. It is possible to shorten the threshold switching time. Furthermore, it is possible to reduce the total time required for failure diagnosis performed in order for a plurality of battery cells.
請求項2に記載の発明では、判定手段は、閾値の値が大きくなるように閾値を順番に切り替えることを特徴とする。
The invention according to
このように、閾値の値が大きくなるように順番に切り替えることで、閾値を任意の閾値から最大閾値となるまで切り替えるだけで良いようにすることができる。したがって、故障診断に掛かる時間を短縮することができる。 In this way, by sequentially switching the threshold value so as to increase, it is only necessary to switch the threshold value from an arbitrary threshold value to the maximum threshold value. Accordingly, it is possible to reduce the time required for failure diagnosis.
請求項3に記載の発明では、判定手段は、閾値の値が小さくなるように閾値を順番に切り替えることを特徴とする。
The invention according to
このように、閾値の値が小さくなるように順番に切り替えることで、閾値を任意の閾値から最小閾値となるまで切り替えるだけで良いようにすることができる。したがって、故障診断に掛かる時間を短縮することができる。 In this way, by switching in order so that the threshold value becomes smaller, it is only necessary to switch the threshold value from an arbitrary threshold value to the minimum threshold value. Accordingly, it is possible to reduce the time required for failure diagnosis.
請求項4に記載の発明では、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して判定手段に出力するブロック電圧検出手段を備え、
判定手段は、故障診断の際に、ブロック電圧から監視手段の比較結果を推定し、当該推定結果を基準に閾値を切り替える範囲を設定し、当該範囲内で閾値を順番に切り替えることを特徴とする。
The invention according to
The judging means estimates the comparison result of the monitoring means from the block voltage at the time of failure diagnosis, sets a range for switching the threshold based on the estimated result, and switches the threshold in order within the range. .
これによると、ブロック電圧から監視手段の比較結果を推定できるので、閾値を切り替える範囲をより狭く設定することができる。したがって、閾値の切り替え時間を短縮することができ、ひいては故障診断に掛かる時間を短縮することができる。 According to this, since the comparison result of the monitoring means can be estimated from the block voltage, the range for switching the threshold can be set narrower. Therefore, the threshold switching time can be shortened, and as a result, the time required for failure diagnosis can be shortened.
請求項5に記載の発明では、判定手段は、閾値を順番に切り替えていったとき、監視手段の異常の有無が確定した場合、当該確定後の閾値の切り替えを省略することを特徴とする。
The invention according to
これによると、監視手段の異常の有無が確定した後の閾値の切り替えは行われないので、閾値の切り替えに掛かる時間をさらに短縮することができる。したがって、故障診断に掛かる時間を短縮することができる。 According to this, since the threshold value switching is not performed after the presence / absence of the abnormality of the monitoring means is determined, the time required for the threshold value switching can be further shortened. Accordingly, it is possible to reduce the time required for failure diagnosis.
請求項6に記載の発明のように、監視手段は、電池セルのセル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、複数のスイッチのオン状態またはオフ状態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
The determination means can be configured to relatively change the threshold value in a plurality of stages by switching the ON state or OFF state of the plurality of switches and dividing the voltage of the battery cell by the plurality of resistors.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1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。
(First embodiment)
Hereinafter, a first 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、ブロック電圧検出部40と、マイクロコンピュータ50(以下、マイコン50という)と、を備えている。
Such a
監視回路30は、電池セル10の両端のセル電圧を電池セル10毎にそれぞれ入力してセル電圧と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に対する回路構成を示した図である。この監視回路30は、第1監視回路60と第2監視回路70とを備え、これら第1監視回路60および第2監視回路70により二重系の回路が構成されたものである。すなわち、第1監視回路60および第2監視回路70は、同じ回路構成になっている。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration for one
第1監視回路60は、閾値と電池セル10のセル電圧とを比較してその比較結果を出力するものであり、第1切替部61、第1バンドギャップ部62、第1比較器63、およびトランジスタ64を備えている。
The
第1切替部61は、電池セル10のセル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、第1切替部61は、電池セル10の正電圧に電気的に接続された第1配線31と、電池セル10の負電圧に電気的に接続された第2配線32との間に接続されている。
The
このような第1切替部61は、閾値である閾値電圧を生成するべく、複数の抵抗65と複数のスイッチ66とを備えて構成されている。複数の抵抗65は第1配線31と第2配線32との間に直列に接続され、電池セル10のセル電圧を分圧するために用いられる。
Such a
また、スイッチ66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66は各抵抗65の接続点にそれぞれ接続されると共に、各スイッチ66が並列接続されている。各スイッチ66が並列接続された接続点は第1比較器63の非反転入力端子(+端子)に接続されている。
The
本実施形態では、11個の抵抗65が直列に接続され、10個のスイッチ66が各抵抗65の接続点にそれぞれ接続されている。各抵抗65のうちもっとも第2配線32側に位置する抵抗65は、過充電検出を行うための可変抵抗である。一方、各抵抗65のうちもっとも第1配線31側に位置する抵抗65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66のうちのいずれか1つがオンされることにより、各抵抗65によって電池セル10のセル電圧が分圧され、この分圧が閾値電圧として第1比較器63の非反転入力端子に入力される。したがって、各スイッチ66のうちもっとも第1配線31側のスイッチ66がオンされると、第1配線31に接続された1つの抵抗65と第2配線32に接続された10個の抵抗65との分圧が過放電検出閾値つまり閾値電圧として第1比較器63に入力される。各スイッチ66はマイコン50によりオン/オフ制御される。
When any one of the
このように、各スイッチ66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第1切替部61から第1比較器63に出力される。
As described above, when each switch 66 is switched, the partial voltage of the
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
また、第1閾値〜第8閾値の各閾値は、マイコン50が閾値の特性ずれ等の監視回路30の異常を検出する故障診断を行うために用いられる。これら第1閾値〜第8閾値の各閾値は、一定値で複数段階に順番に相対変化す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65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(最大閾値)からもっとも小さい第8閾値(最小閾値)まで段階的に切り替えられる。
In addition, each of the first to eighth threshold values is used by 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(例えば0V〜5V)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。また、閾値を1段階だけ切り替える場合よりも閾値を細かく分割しているので、監視回路30の異常検出の精度が向上する。
Thus, the first threshold value to the eighth threshold value are switched stepwise within the voltage range used in the
第1バンドギャップ部62は、一定の第1基準電圧を発生させる電圧源である。この第1バンドギャップ部62は、第1比較器63の反転入力端子(−端子)と第2配線32との間に接続されている。
The first
第1比較器63は、第1切替部61から閾値電圧を入力すると共に第1バンドギャップ部62から第1基準電圧を入力し、これらの比較結果を出力端子から第1出力としてマイコン50に出力する比較回路である。このような第1比較器63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、第1比較器63の反転入力端子に第1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、閾値電圧が第1基準電圧よりも大きいときには第1出力はハイレベルの信号となり、閾値電圧が第1基準電圧よりも小さいときには第1出力はローレベルの信号となる。
As described above, the first reference voltage is input to the inverting input terminal of the
トランジスタ64は、電池セル10が使用されていない状態で第1配線31と第2配線32とを繋ぐ各抵抗65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。このトランジスタ64は、マイコン50により制御される。
The
第2監視回路70は、第1監視回路60と共に二重系の回路を構成するものである。第2監視回路70の回路構成は、第1監視回路60の回路構成と同じである。すなわち、第2監視回路70は、閾値と電池セル10の電圧とを比較してその比較結果を出力するものであり、第2切替部71、第2バンドギャップ部72、第2比較器73、およびトランジスタ74を備えている。
The
第2切替部71は、第1切替部61と同様に、電池セル10のセル電圧から閾値に相当する閾値電圧を生成するものであり、第1配線31と第2配線32との間に接続されている。第2切替部71は、第1切替部61と同じ構成であり、複数の抵抗75と複数のスイッチ76とを備えて構成されている。
Similar to the
これら複数の抵抗75および複数のスイッチ76の接続形態は、上記の各抵抗65および各スイッチ66の接続形態と同じである。そして、各スイッチ76が並列接続された接続点は第2比較器73の非反転入力端子(+端子)に接続されている。スイッチ76の構成は、第1切替部61のスイッチ66と同じ構成になっている。
The connection form of the plurality of
また、第2切替部71における過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値は、第1切替部61の各閾値と同じ値に設定されている。そして、各スイッチ76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分圧が閾値電圧として第2切替部71から第2比較器73に出力される。
Further, the overcharge detection threshold, the first to eighth thresholds, and the overdischarge detection threshold in the
第2バンドギャップ部72は、第1バンドギャップ部62と同様に、一定の第2基準電圧を発生させる電圧源である。第2バンドギャップ部72で生成される第2基準電圧は、第1バンドギャップ部62で生成される第1基準電圧と同じ値の電圧である。このような第2バンドギャップ部72は、第2比較器73の反転入力端子(−端子)と第2配線32との間に接続されている。
The second
第2比較器73は、第2切替部71から閾値電圧を入力すると共に第2バンドギャップ部72から第2基準電圧を入力し、これらの比較結果を出力端子から第2出力として出力するものである。このような第2比較器73として、第1比較器63と同様にコンパレータが用いられる。
The second comparator 73 receives the threshold voltage from the
また、第2比較器73の反転入力端子に第2バンドギャップ部72から第2基準電圧が入力され、非反転入力端子に第2切替部71から閾値電圧が入力される。そして、閾値電圧が第2基準電圧よりも大きいときには第2出力はハイレベルの信号となり、閾値電圧が第2基準電圧よりも小さいときには第2出力はローレベルの信号となる。
The second reference voltage is input from the second
トランジスタ74は、第1監視回路60のトランジスタ64と同様に、電池セル10が使用されていない状態で各抵抗65に流れる暗電流を遮断するための暗電流遮断手段である。トランジスタ74は、マイコン50により制御される。
Similar to the
以上のように、第1監視回路60および第2監視回路70は同じ構成になっている。なお、図2に示される第1監視回路60および第2監視回路70の構成は1つの電池セル10に対する構成である。したがって、実際には各電池セル10に対して図2に示される各監視回路60、70が監視回路30にそれぞれ設けられている。
As described above, the
図1に示されるブロック電圧検出部40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40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40で検出されたブロック電圧はマイコン50に出力される。
The block
マイコン50は、監視回路30の比較結果に基づいて複数の電池セル10それぞれの状態を判定する監視機能や、複数の電池セル10毎に監視回路30の閾値を最小閾値から最大閾値まで複数段階に順番に切り替えてセル電圧と比較させると共に当該比較結果に基づいて監視回路30の異常を検出する故障診断機能を備えたものである。このようなマイコン50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。
The
マイコン50は、電池セル10の状態の監視や監視回路30の故障診断を行う際、第1監視回路60における第1切替部61の各スイッチ66のオン/オフおよび第2監視回路70における第2切替部71の各スイッチ76のオン/オフを切り替える。これにより、第1切替部61および第2切替部71から出力される閾値電圧を切り替える。すなわち、マイコン50は、各スイッチ66、76のオン状態またはオフ状態を切り替えて電池セル10の電圧を各抵抗65、75によりそれぞれ分圧することにより、閾値を複数段階にそれぞれ相対変化させる。
When the
そして、電池セル10の監視の際には、マイコン50は、第1切替部61および第2切替部71それぞれが過充電検出閾値または過放電検出閾値に相当する閾値電圧を出力するように、第1切替部61および第2切替部71それぞれに対してスイッチ66およびスイッチ76を切り替える。そして、第1監視回路60および第2監視回路70から入力した第1出力および第2出力により、電池セル10の過放電または過充電の監視を行う。
In monitoring the
一方、故障診断の際には、マイコン50は各スイッチ66、76のオン/オフを切り替えることにより、第1監視回路60および第2監視回路70に対して閾値を最小閾値である第1閾値から最大閾値である第8閾値まで複数段階に順番に切り替えてセル電圧と比較させる。そして、第1監視回路60の比較結果(第1出力)と第2監視回路70の比較結果(第2出力)とが異なるとき、監視回路30に異常が生じていることを検出する。「監視回路30に異常が生じている」とは、第1監視回路60や第2監視回路70の構成要素に故障が生じたことを意味している。
On the other hand, at the time of fault diagnosis, 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50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、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における監視の作動や過充放電検出の作動は、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
電池監視装置20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。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50により第1監視回路60の第1切替部61および第2監視回路70の第2切替部71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各スイッチ66、76が切り替えられる。
The overcharge / discharge detection function of the
そして、各比較器63、73で過充電検出閾値に相当する閾値電圧と第1、第2基準電圧との大小関係が比較され、その結果が各比較器63、73からマイコン50にそれぞれ入力される。マイコン50では、各比較器63、73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が検出される。
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50により各切替部61、71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各スイッチ66、76が切り替えられる。そして、各比較器63、73で過放電検出閾値に相当する閾値電圧と第1、第2基準電圧とが比較され、その結果が各比較器63、73からマイコン50にそれぞれ入力される。マイコン50では、各比較器63、73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が判定される。
On the other hand, in the
なお、上記では、各監視回路60、70の出力に基づいて過充放電検出が行われているが、各監視回路60、70のうちのいずれか一方の出力のみに基づいて過放電検出が行われても良い。
In the above, overcharge / discharge detection is performed based on the outputs of the
次に、電池監視装置20の故障診断の作動について、図3および図4を参照して説明する。図3は、監視回路30の異常として閾値の特性ずれが無いときの第1比較器63および第2比較器73の入出力のタイミングチャートである。また、図4は、監視回路30の異常として閾値の特性ずれがあるときの第1比較器63および第2比較器73の入出力のタイミングチャートである。
Next, the failure diagnosis operation of the
電池監視装置20において、故障診断モードが開始されると、マイコン50はブロック電圧検出部40からブロック電圧を入力する。そして、マイコン50は、ブロック電圧から第1監視回路60および第2監視回路70の各比較結果を推定する。
In the
ここで、「推定する」とは、ブロック電圧から1つ当たりの電池セル10のセル電圧を求め、このセル電圧が各監視回路60、70に入力されて各切替部61、71により第1閾値から第8閾値まで閾値をそれぞれ切り替えたとき、閾値のどの切り替え段階で各監視回路60、70の出力が反転するのかを推定することである。
Here, “estimate” means that the cell voltage of one
そして、マイコン50は、ブロック電圧を用いた推定結果を基準に閾値を切り替える範囲を設定し、当該範囲内で閾値を順番に切り替える。例えば、第5閾値と第6閾値との切り替え段階で各監視回路60、70の出力が反転すると仮定すると、マイコン50は第5閾値と第6閾値との切り替えタイミングを「基準」にセル電圧の推定範囲を推定する。この推定範囲は、最小閾値である第1閾値から最大閾値である第8閾値までの全切り替え範囲のうちの一部の範囲であり、例えば第3閾値から第8閾値までの範囲である。言い換えると、推定された「基準」を含むように、第1閾値から第8閾値までの全切り替え範囲のうちの一部の範囲が設定される。
And the
以下では、第5閾値と第6閾値との切り替え段階で各監視回路60、70の出力が反転し、推定範囲は第3閾値から第8閾値までの範囲とする。
In the following, the outputs of the
また、本実施形態では、マイコン50は、閾値の値が大きくなるように閾値を順番に切り替える。したがって、閾値の切り替えの開始点は第3閾値となり、閾値の切り替えの終了点は第8閾値となる。
In the present embodiment, the
そして、マイコン50により、第1監視回路60の第1切替部61および第2監視回路70の第2切替部71の各スイッチ66、76が切り替えられ、各切替部61、71から推定範囲の開始点である第3閾値に相当する閾値電圧が出力される。
Then, the
これにより、第1切替部61の各スイッチ66が切り替えられて電池セル10のセル電圧が分圧され、第1切替部61から第3閾値に相当する閾値電圧が出力される。同様に、第2切替部71の各スイッチ76が切り替えられて電池セル10のセル電圧が分圧され、第2切替部71から第3閾値に相当する閾値電圧が出力される。
Thereby, each switch 66 of the
そして、第1比較器63では、第1バンドギャップ部62から入力された第1基準電圧と第1切替部61から入力された第3閾値に相当する閾値電圧とが比較され、その比較結果が第1出力としてマイコン50に出力される。同様に、第2比較器73では、第2バンドギャップ部72から入力された第2基準電圧と第2切替部71から入力された第3閾値に相当する閾値電圧とが比較され、その比較結果が第2出力としてマイコン50に出力される。
The
この場合、閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも大きいときには第1出力および第2出力はそれぞれハイレベルの信号となり、閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも小さいときには第1出力および第2出力はそれぞれローレベルの信号となる。 In this case, when the threshold voltage is higher than the first and second reference voltages, the first output and the second output are high level signals, respectively, and when the threshold voltage is lower than the first and second reference voltages, the first output and Each of the second outputs is a low level signal.
マイコン50では、第1監視回路60から入力された第1出力と第2監視回路70から入力された第2出力とが比較される。
In the
この後、上記と同様に、マイコン50により各監視回路60、70の閾値が第4閾値から第8閾値まで切り替えられる。言い換えると、第1切替部61および第2切替部71は、第1基準電圧および第2基準電圧を複数段階にそれぞれ相対変化させていると言える。そして、閾値毎に第1監視回路60の第1出力および第2監視回路70の第2出力がそれぞれマイコン50に入力され、比較される。
Thereafter, similarly to the above, the
マイコン50は、上記のような故障診断を複数の電池セル10毎に順番に行うようになっており、複数の電池セル10毎に閾値を最小閾値である第1閾値から最大閾値である第8閾値までの間の任意の閾値つまり第3閾値から順番に切り替える。
The
これによると、マイコン50は故障診断の際に閾値を最小閾値である第1閾値から最大閾値である第8閾値までの全切り替え範囲のうちの一部の範囲(第3閾値〜第8閾値)だけ段階的に切り替えることになる。したがって、閾値を最小閾値から最大閾値までの全範囲で切り替えるよりも閾値の切り替え時間が短縮される。この時間短縮の処理が複数の電池セル10それぞれで実現すると、複数の電池セル10の故障診断に掛かるトータルの時間が大幅に短縮される。
According to this, the
上記のように、第1切替部61および第2切替部71の各閾値が推定範囲で段階的に切り替えられる故障診断モードが実行され、第1監視回路60および第2監視回路70において閾値の特性ずれ等の故障が無いときには、各切替部61、71の入出力は図3のように示される。
As described above, the failure diagnosis mode in which the thresholds of the
図3に示される上下のタイミングチャートのうち、上段のタイミングチャートの縦軸は第1比較器63または第2比較器73の反転入力端子の電圧(−端子電圧)と非反転入力端子の電圧(+端子電圧)を示している。また、下段のタイミングチャートの縦軸は第1比較器63の第1出力または第2比較器73の第2出力の各出力電圧を示している。上下の各タイミングチャートの横軸は、第1閾値から第8閾値までの各閾値の切り替え段階を示している。
In the upper and lower timing charts shown in FIG. 3, the vertical axis of the upper timing chart represents the voltage at the inverting input terminal (−terminal voltage) and the voltage at the non-inverting input terminal of the
上述のように、第1切替部61と第2切替部71との各構成はまったく同じであり、第1バンドギャップ部62と第2バンドギャップ部72とで生成される第1、第2基準電圧はまったく同じ電圧である。したがって、第1監視回路60および第2監視回路70において閾値の特性ずれ等の故障が無いときには、第1比較器63に入力される閾値電圧および第1基準電圧は図3に示される波形となり、この波形は第2比較器73に入力される閾値電圧および第2基準電圧と同じである。
As described above, the configurations of the
マイコン50が第1切替部61および第2切替部71の出力を第3閾値から順に閾値の値が大きくなるように閾値を段階的に切り替えていったとき、例えば、第3閾値から第5閾値まではこれら各閾値に相当する閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも大きいという大小関係であれば第1比較器63の第1出力および第2比較器73の第2出力は同じハイレベルの出力電圧となる。つまり、第1比較器63および第2比較器73の各比較結果は同じハイレベルの出力電圧となる。
When the
そして、第6閾値の切り替え段階で当該第6閾値に相当する閾値電圧と第1、第2基準電圧との大小関係が反転して閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも小さいという大小関係となると、第1比較器63の第1出力および第2比較器73の第2出力は同じローレベルの出力電圧となる。つまり、第5閾値から第6閾値への切り替えタイミングが各比較器63、73の各出力の反転タイミングとなり、各比較器63、73の各比較結果は同じローレベルの出力電圧となる。
Then, the magnitude relationship between the threshold voltage corresponding to the sixth threshold and the first and second reference voltages is inverted at the switching stage of the sixth threshold and the threshold voltage is smaller than the first and second reference voltages. Then, the first output of the
このように、第1監視回路60および第2監視回路70において閾値の特性ずれ等の故障が無いときには、第1比較器63および第2比較器73の入出力は図3に示されるようにまったく同じ結果となる。したがって、マイコン50では、第3閾値から第8閾値までの第1監視回路60および第2監視回路70の比較結果は同じであると判定され、この判定により第1監視回路60および第2監視回路70に異常がないことが検出される。
In this way, when there is no failure such as a threshold characteristic deviation in the
一方、第1監視回路60および第2監視回路70において閾値の特性ずれ等の故障があるときには、各切替部61、71の入出力は同じにはならない。閾値の特性ずれ等の故障は、例えば、第1バンドギャップ部62や第2バンドギャップ部72の特性変化、各抵抗65、75の抵抗値の変動等が原因で起こる。
On the other hand, when the
ここで、例えば、第1監視回路60では閾値の特性ずれが発生し、第2監視回路70では閾値の特性ずれは発生しない場合を例に説明する。また、第1監視回路60における閾値の特性ずれは、第1切替部61の出力が一定値だけ大きくシフトする特性ずれであるとする。すなわち、図4に示されるように、第1監視回路60における第1比較器63の非反転入力端子の電圧(+端子電圧)は第2比較器73の非反転入力端子の電圧よりも一定値だけ大きくなっている。なお、図4における上下のタイミングチャートの縦軸および横軸の関係は図3に示されたものと同じである。
Here, for example, a case where a threshold characteristic deviation occurs in the
そして、マイコン50が第1切替部61および第2切替部71の出力を第3閾値から順に閾値の値が大きくなるように閾値を段階的に切り替えていったとき、閾値の特性ずれがない第2監視回路70では、例えば、第3閾値から第5閾値まではこれら各閾値に相当する閾値電圧が第2基準電圧よりも大きいという大小関係であれば上記と同様に第1比較器63の第1出力および第2比較器73の第2出力は同じハイレベルの出力電圧となる。つまり、第3閾値から第5閾値までは第1比較器63および第2比較器73の各比較結果は同じハイレベルの出力電圧となる。
Then, when the
しかしながら、マイコン50が第1切替部61および第2切替部71の出力を第6閾値に切り替えたとき、閾値の特性ずれがない第2監視回路70では、閾値電圧と第2基準電圧との大小関係が反転する一方、閾値の特性ずれがある第1監視回路60では、閾値電圧と第1基準電圧との大小関係は反転しない。このため、第2比較器73の第2出力はローレベルの出力電圧となり、第1比較器63の第1出力はハイレベルの出力電圧が維持される。つまり、第5閾値から第6閾値への切り替えタイミングが第2監視回路70における出力の反転タイミングとなる。
However, when the
続いて、マイコン50が各切替部61、71の出力を第7閾値に切り替えたときも同様に、第2比較器73の第2出力はローレベルの出力電圧が維持され、第1比較器63の第1出力はハイレベルの出力電圧が維持される。つまり、第6閾値および第7閾値では第1比較器63および第2比較器73の各比較結果は異なる結果となる。
Subsequently, when the
この後、マイコン50が各切替部61、71の出力を第8閾値に切り替えたとき、閾値の特性ずれがある第1監視回路60では、閾値電圧と第1基準電圧との大小関係が反転する。このため、第1比較器63の第1出力はローレベルの出力電圧が維持される。第2比較器73の第2出力は、第6閾値に切り替えられたときからローレベルの出力電圧が維持されている。つまり、第7閾値から第8閾値への切り替えタイミングが第1監視回路60における出力の反転タイミングとなる。
Thereafter, when the
このように、第1監視回路60において閾値の特性ずれ等の故障があるときには、第1比較器63および第2比較器73の入出力は図4に示されるように第6閾値および第7閾値で各比較器63、73の比較結果が異なる。したがって、マイコン50は、第3閾値から第8閾値までの第1監視回路60および第2監視回路70の比較結果は異なると判定し、この判定により第1監視回路60および第2監視回路70に異常があることを検出する。すなわち、マイコン50は、第1出力と第2出力との反転タイミングの違いで閾値の特性ずれを検出している。このようにして、閾値の特性ずれ等の故障が検出される。
In this manner, when there is a failure such as a threshold characteristic deviation in the
以上説明したように、本実施形態では、監視回路30の故障診断の際、当該故障診断を行うための閾値を全切り替え範囲(第1閾値〜第8閾値)で切り替えるのではなく、当該全切り替え範囲のうちの一部の範囲だけ段階的に切り替えることが特徴となっている。
As described above, in the present embodiment, when the failure diagnosis of the
これによると、1つの電池セル10において閾値を切り替える範囲が全切り替え範囲で閾値を切り替えるよりも狭くなるので、複数の電池セル10の1つ当たりに掛かる故障診断の時間を短縮することができる。このように、複数の電池セル10の1つ当たりに掛かる故障診断の時間が短くなることで、複数の電池セル10について順番に行われる故障診断に掛かるトータルの時間を短縮することができる。
According to this, since the range in which the threshold value is switched in one
また、本実施形態では、閾値の値が大きくなるように順番に切り替えているので、閾値が最大閾値になるまで閾値を切り替えるだけで良いようにすることができる。 In the present embodiment, since the threshold values are switched in order so as to increase, it is only necessary to switch the threshold values until the threshold value reaches the maximum threshold value.
さらに、本実施形態では、マイコン50が例えば第3閾値のように任意の閾値から順番に切り替えるようにするべく、ブロック電圧検出部40にてブロック電圧を検出し、このブロック電圧から監視回路30の比較結果を推定していることが特徴となっている。これにより、閾値を切り替える範囲を予測することができるので、閾値を切り替える範囲をより狭く設定することができる。したがって、閾値の切り替え時間を短縮することができ、ひいては故障診断に掛かる時間を短縮することができる。
Further, in the present embodiment, the block
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、監視回路30が特許請求の範囲の「監視手段」に対応し、マイコン50が特許請求の範囲の「判定手段」に対応する。また、ブロック電圧検出部40が特許請求の範囲の「ブロック電圧検出手段」に対応する。
As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第1実施形態では、監視回路30に2つの監視回路60、70を設けて二重系回路を構成し、各監視回路60、70の出力を相互比較することにより監視回路30における閾値の特性ずれ等の故障を検出していた。本実施形態では、1つの監視回路60で電池セル10のセル電圧を監視する構成になっていることが特徴となっている。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the
図5は、本実施形態に係る監視回路30において、1個の電池セル10に対する回路構成を示した図である。この図に示されるように、監視回路30は、第1実施形態で示された第1監視回路60の第1切替部61、第1バンドギャップ部62、第1比較器63、およびトランジスタ64を備えて構成されている。これらの接続関係は図2で示されたものと同じである。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration for one
なお、図5では、1つの電池セル10に対する監視回路30の構成が示されているが、上述のように、実際には各電池セル10に対して図5に示される回路が構成されている。また、電池監視装置20の全体構成は図1に示される構成と同じである。
In FIG. 5, the configuration of the
上記のような監視回路30の構成において、過充電検出モードが開始されると、マイコン50は、監視対象の電池セル10に対応した監視回路30の第1切替部61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66を切り替える。そして、第1比較器63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、その結果が第1出力として監視回路30からマイコン50に入力される。マイコン50は第1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のセル電圧が過充電になっているか否かを判定する。
In the configuration of the
一方、過放電検出モードが開始されると、マイコン50は、監視対象の電池セル10に対応した監視回路30の第1切替部61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66を切り替える。そして、第1比較器63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、その結果が第1出力として監視回路30からマイコン50に入力される。マイコン50は、第1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のセル電圧が過放電になっているか否かを判定する。
On the other hand, when the overdischarge detection mode is started, the
このように、マイコン50は監視回路30の比較結果に基づいて複数の電池セル10の状態をそれぞれ監視する。
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説明する。電池監視装置20において、故障診断モードが開始されると、マイコン50は、第1実施形態と同様に、ブロック電圧検出部40からブロック電圧を入力し、当該ブロック電圧からセル電圧を求めてこのセル電圧から監視回路30の比較結果を推定する。そして、マイコン50は、当該推定結果を基準に閾値を切り替える範囲を設定する。
Subsequently, the operation of failure diagnosis of the
例えば、第1実施形態と同様に、第5閾値と第6閾値との切り替え段階で各監視回路60、70の出力が反転すると仮定すると、閾値の切り替え範囲は最小閾値である第1閾値から最大閾値である第8閾値までの全切り替え範囲のうち第3閾値から第8閾値までの範囲に設定される。
For example, as in the first embodiment, assuming that the outputs of the
マイコン50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第1切替部61のスイッチ66を第3閾値から第8閾値まで段階的に切り替える。これにより、第1比較器63で各閾値に相当する閾値電圧と第1基準電圧とがそれぞれ比較され、各結果が監視回路30からマイコン50に入力される。これにより、マイコン50は、各結果から第3閾値〜第8閾値のうちのどの閾値で第1基準電圧との大小関係が判定したかという比較結果を得る。
The
この後、マイコン50は、ブロック電圧に基づいて推定した推定結果と監視回路30から得られた比較結果とを比較する。そして、マイコン50は、各結果が一致していれば監視回路30に異常はないと判定し、一致していなければ監視回路30に異常が起こっていると判定する。このようにして、マイコン50は監視回路30の故障診断を行う。
Thereafter, the
そして、マイコン50は、監視回路30に接続されている複数の電池セル10について監視回路30の故障診断を順番に行う。
Then, the
以上説明したように、監視回路30の構成が1つの比較回路により構成されたものであっても、閾値を切り替える範囲を閾値の全切り替え範囲のうちの一部の範囲に設定することで、電池セル10の1つ当たりに掛かる故障診断の時間を短縮することができる。したがって、複数の電池セル10について順番に行われる故障診断に掛かるトータルの時間を短縮することができる。
As described above, even if the configuration of the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、電池監視装置20は電池セル10として二次電池の過充放電を検出していたが、電池監視装置20は電池セル10として一次電池の電圧を監視しても良い。電池監視装置20が一次電池の電圧を監視する場合、検出したい電圧が監視閾値に相当する。また、過充放電の両方の監視を行わなくても良く、過充電もしくは過放電のいずれか一方を監視するだけでも良い。
(Other embodiments)
In each said embodiment, although the
さらに、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、複数の電池セル10がパッケージ化されたものが複数組み合わされて構成されるので、電池セル10の数が非常に多い。したがって、上記の電池監視装置20により故障診断を行うことで車載バッテリの故障診断に掛かる時間を大幅に短縮することができる。
Furthermore, in each said embodiment, although the lithium ion secondary battery was demonstrated to the example as the
上記各実施形態では、各切替部61、71は、閾値の特性ずれ等の故障診断を行うための閾値を第1閾値〜第8閾値の8段階に切り替えるように構成されていたが、この切り替え段数は一例である。
In each of the above embodiments, each switching
上記各実施形態では、過放電検出閾値は第1閾値よりも大きく、過充電検出閾値は第8閾値よりも小さい値であったが、これらの各検出閾値の値は一例である。例えば、過放電検出閾値は第2閾値と第3閾値との間の値であっても良いし、過充電検出閾値は第6閾値と第7閾値との間の値であっても良い。 In each of the above embodiments, the overdischarge detection threshold value is larger than the first threshold value, and the overcharge detection threshold value is smaller than the eighth threshold value. However, the values of these detection threshold values are examples. For example, the overdischarge detection threshold value may be a value between the second threshold value and the third threshold value, and the overcharge detection threshold value may be a value between the sixth threshold value and the seventh threshold value.
上記各実施形態では、ブロック電圧検出部40にて検出したブロック電圧に基づいて電池セル10のセル電圧を推定し、この推定結果から閾値を最小閾値と最大閾値との間の任意の閾値から順番に切り替えていたが、任意の閾値の決定方法はこれに限らず他の方法で決定しても良い。例えば、経験則に基づいて推定される推定値を用いて任意の閾値を決定しても良い。このため、電池監視装置20にブロック電圧検出部40が備えられていなくても良い。
In each of the above embodiments, the cell voltage of the
上記各実施形態では、閾値の値が大きくなるように順番に切り替えていたが、閾値の値が小さくなるように閾値を順番に切り替えても良い。これにより、閾値が最小閾値になるまで閾値を切り替えるだけで良いようにすることができる。したがって、故障診断に掛かる時間を短縮することができる。 In each of the above embodiments, the threshold values are switched in order so as to increase. However, the threshold values may be switched in order so that the threshold value decreases. Thereby, it is possible to simply switch the threshold until the threshold reaches the minimum threshold. Accordingly, it is possible to reduce the time required for failure diagnosis.
上記各実施形態では、故障診断の際、閾値の全切り替え範囲のうちの一部の範囲で閾値を切り替えていったときにマイコン50が故障を検出したとしても、閾値の切り替えを続けていた。つまり、故障を検出した後も閾値を切り替えていた。そこで、故障診断の時間短縮をさらに図るべく、マイコン50は閾値を順番に切り替えていったとき、故障の有無が確定した場合、当該確定後の閾値の切り替えを行わないようにしても良い。言い換えると、マイコン50は、当該確定後の閾値の切り替えを省略し、次の電池セル10に係る故障診断を行う。
In each of the above embodiments, even when the
このように閾値の切り替えを強制終了する様子を図6に示す。なお、上述のように、第5閾値と第6閾値との切り替え段階で監視回路30の出力が反転し、推定範囲は第3閾値から第8閾値までの範囲とする。
FIG. 6 shows how the threshold value switching is forcibly terminated in this way. As described above, the output of the
図6(a)および図6(b)は、監視回路30の異常として閾値の特性ずれが無いときの第1比較器63および第2比較器73の入出力のタイミングチャートである。
FIGS. 6A and 6B are input / output timing charts of the
図6(a)に示されるように、第3閾値から当該第3閾値が大きくなるように閾値を切り替えていくと、第6閾値の段階で各監視回路60、70の出力が反転するので、この段階で閾値の切り替えは行われず、故障診断は終了する。また、図6(b)に示されるように、第8閾値から当該第8閾値が小さくなるように閾値を切り替えていくと、第5閾値の段階で各監視回路60、70の出力が反転するので、この段階で閾値の切り替えは行われず、故障診断は終了する。
As shown in FIG. 6A, when the threshold value is switched from the third threshold value so that the third threshold value becomes larger, the outputs of the
これによると、上記各実施形態では第3閾値から第8閾値までの6段階切り替えていたが、出力の反転を検出した段階で故障診断を終了すると、図6(a)の場合は第3閾値から第6閾値までの4段階の切り替えで済み、図6(b)の場合は第8閾値から第5閾値までの4段階で済む。 According to this, in each of the above-described embodiments, the six steps from the third threshold value to the eighth threshold value are switched. However, when the failure diagnosis is completed at the stage where the inversion of the output is detected, in the case of FIG. 4 steps from the first threshold to the sixth threshold, and in the case of FIG. 6B, only four steps from the eighth threshold to the fifth threshold are required.
一方、図6(c)および図6(d)は、監視回路30の異常として閾値の特性ずれがあるときの第1比較器63および第2比較器73の入出力のタイミングチャートである。
6C and 6D are input / output timing charts of the
図6(c)に示されるように、第3閾値から当該第3閾値が大きくなるように閾値を切り替えていくと、第6閾値の段階で第2監視回路70の出力が反転し、第8閾値の段階で第1監視回路60の出力が反転するので、第8閾値の段階で故障診断は終了する。また、図6(d)に示されるように、第8閾値から当該第8閾値が小さくなるように閾値を切り替えていくと、第7閾値の段階で第1監視回路60の出力が反転し、第5閾値の段階で第2監視回路70の出力が反転するので、この段階で閾値の切り替えは行われず、故障診断は終了する。
As shown in FIG. 6C, when the threshold value is switched from the third threshold value so that the third threshold value becomes larger, the output of the
これによると、図6(c)の場合は第1監視回路60の出力が第8閾値の段階で反転するので第3閾値から第8閾値までの6段階の切り替えが必要であるが、図6(d)の場合は第8閾値から第5閾値までの4段階で済む。
According to this, in the case of FIG. 6C, since the output of the
このように、監視回路30の異常の有無が確定した後の閾値の切り替えは行われないので、閾値の切り替えに掛かる時間をさらに短縮することができる。したがって、故障診断に掛かるトータルの時間を短縮することができる。この場合、閾値の値が大きくなるようにまたは小さくなるように切り替えるかによって、閾値の切り替え段階をさらに少なくすることができ、さらなる時間短縮を図ることができる。
As described above, since the threshold value is not switched after the presence / absence of the abnormality in the
10 電池セル
30 監視回路(監視手段)
40 ブロック電圧検出部(ブロック電圧検出手段)
50 マイコン(判定手段)
65、75 抵抗
66、76 スイッチ
10
40 Block voltage detection unit (block voltage detection means)
50 Microcomputer (determination means)
65, 75
Claims (6)
前記電池セルの両端のセル電圧を前記複数の電池セル毎にそれぞれ入力し、前記セル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最小閾値から最大閾値まで複数段階に順番に切り替えて前記セル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、前記複数の電池セル毎に故障診断を順番に行うようになっており、当該故障診断の際に前記閾値を前記最小閾値と前記最大閾値との間の任意の閾値から順番に切り替える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,
Monitoring means for inputting the cell voltage at both ends of the battery cell for each of the plurality of battery cells, comparing the cell 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 means, the threshold value of the monitoring means for each of the plurality of battery cells is sequentially switched in a plurality of stages from a minimum threshold value to a maximum threshold value. A determination means for performing a failure diagnosis for detecting an abnormality of the monitoring means based on a comparison result with the cell voltage,
The determination means performs failure diagnosis in order for each of the plurality of battery cells, and the threshold is set in order from an arbitrary threshold value between the minimum threshold value and the maximum threshold value in the failure diagnosis. A battery monitoring device characterized by switching.
前記判定手段は、前記故障診断の際に、前記ブロック電圧から前記監視手段の比較結果を推定し、当該推定結果を基準に前記閾値を切り替える範囲を設定し、当該範囲内で前記閾値を順番に切り替えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電池監視装置。 Block voltage detection means for detecting a block voltage at both ends of the plurality of battery cells connected in series and outputting to the determination means;
The determination unit estimates a comparison result of the monitoring unit from the block voltage at the time of the failure diagnosis, sets a range for switching the threshold based on the estimation result, and sequentially sets the threshold within the range. The battery monitoring device according to claim 1, wherein the battery monitoring device is switched.
前記判定手段は、前記複数のスイッチのオン状態またはオフ状態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5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 cell voltage of the battery cell,
The determination unit is configured to relatively change the threshold value in a plurality of stages by switching an ON state or an OFF state of the plurality of switches and dividing the voltage of the battery cell by the plurality of resistors. The battery monitoring device according to any one of 1 to 5.
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