JP5556745B2 - Battery voltage control system - Google Patents
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Description
本発明は、組電池電圧制御システムに関する。 The present invention relates to an assembled battery voltage control system.
従来より、直列に接続された複数の電池セルを複数個の電池セルからなるセルブロックに分け、セルブロック毎に各セルブロックを監視する監視装置を複数備えた電池管理システムが、例えば特許文献1で提案されている。各監視装置は、各々に対応するセルブロック内で電池セルのセル電圧の均等化を行うことができる。 Conventionally, a battery management system provided with a plurality of monitoring devices that divide a plurality of battery cells connected in series into cell blocks composed of a plurality of battery cells and monitor each cell block for each cell block is disclosed in Patent Document 1, for example. Proposed in Each monitoring device can equalize the cell voltages of the battery cells in the corresponding cell block.
例えばハイブリッド車等の電気自動車では、多数の電池セルが取り扱われるため、複数の監視装置が組み合わされて一つの監視ユニットが構成され、さらにこの監視ユニットが複数組み合わされてシステムが構成される。ここで、各監視ユニットは独立して動作するので、監視ユニット内で各セルブロックの情報のやり取りを行うことにより当該監視ユニットに対応する電池セルのセル電圧を均等化することができる。しかしながら、複数の監視ユニット間においてはセルブロック単位の情報をやり取りするための通信手段がないため、直列に接続された全ての電池セルのセル電圧を均等化することができなかった。 For example, in an electric vehicle such as a hybrid vehicle, a large number of battery cells are handled. Therefore, a plurality of monitoring devices are combined to form one monitoring unit, and a plurality of monitoring units are combined to form a system. Here, since each monitoring unit operates independently, the cell voltage of the battery cell corresponding to the said monitoring unit can be equalized by exchanging information of each cell block within the monitoring unit. However, since there is no communication means for exchanging information in units of cell blocks between a plurality of monitoring units, it has been impossible to equalize the cell voltages of all battery cells connected in series.
なお、多数の電池セルが取り扱われる例として電気自動車を例に説明したが、これは電池セルが取り扱われる分野の一例であり、電気自動車に限らず複数の監視ユニットから1つのシステムを構成する場合に上記の問題が発生する。 Although an electric vehicle has been described as an example in which a large number of battery cells are handled, this is an example of a field in which battery cells are handled, and not only an electric vehicle but also a single system configured from a plurality of monitoring units. The above problem occurs.
本発明は上記点に鑑み、電池監視ユニットが複数組み合わされて1つのシステムが構成されたとしても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる組電池電圧制御システムを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides an assembled battery voltage control system capable of equalizing the cell voltages of all battery cells even when a plurality of battery monitoring units are combined to form one system. Objective.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数のユニットを冷却する冷却ファンを所定の回転パターンで回転させる上位ECUと、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、を備えている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an upper ECU that rotates a cooling fan that cools a plurality of units in a predetermined rotation pattern, and a corresponding unit that is provided for each unit are configured. A plurality of battery monitoring units that perform a monitoring operation for monitoring the state of the battery cell to be performed, and equalize the cell voltage in the unit corresponding to the battery monitoring unit by flowing a current through the battery cell by performing this monitoring operation And.
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ECUに対して監視結果の送信のみを行う送信専用として構成され、ユニット側の回転パターンを有し、冷却ファンから回転数信号を入力することにより冷却ファンの回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンがユニット側の回転パターンと一致した場合に監視動作を行うようになっている。 The plurality of battery monitoring units are configured exclusively for transmission that only transmits the monitoring result to the host ECU, have a rotation pattern on the unit side, and input the rotation speed signal from the cooling fan, The rotation speed is acquired, and the monitoring operation is performed when the rotation pattern based on the acquired rotation speed matches the rotation pattern on the unit side.
また、上位ECUは、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのいずれかに監視動作を行わせるための回転パターンを決定し、決定した回転パターンに基づいて冷却ファンを動作させることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。 The host ECU receives the cell voltage monitoring results from the plurality of battery monitoring units, and determines and determines a rotation pattern for causing any one of the plurality of battery monitoring units to perform a monitoring operation based on the monitoring results. By operating the cooling fan based on the rotation pattern, the cell voltages of all the battery cells constituting the plurality of units are equalized.
このように、各電池監視ユニットが冷却ファンの回転数信号をそれぞれ入力しているので、冷却ファンの回転パターンを利用していずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、また、上位ECUから監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。 As described above, since each battery monitoring unit inputs the rotation speed signal of the cooling fan, it is possible to cause one of the battery monitoring units to perform a monitoring operation using the rotation pattern of the cooling fan. it can. For this reason, even if each battery monitoring unit is not provided with a means for communicating between the battery monitoring units, each battery monitoring unit is provided with a receiving means for receiving a monitoring operation execution command from the host ECU. Even if not, the cell voltages of all the battery cells can be equalized.
請求項2に記載の発明では、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、複数の電池監視ユニットにそれぞれ対応して設けられ、複数のユニットとは異なる電源と電池監視ユニットとを電気的に接続または切断する複数のリレーと、複数のリレーのオン/オフをそれぞれ制御する上位ECUと、を備えている。
In the invention according to
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ECUに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオンされているときには監視動作を行うことによって当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う一方、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオフされているときには監視動作を行わないようになっている。 The plurality of battery monitoring units are configured exclusively for transmission that only transmits the monitoring result to the host ECU, and when the relay corresponding to the battery monitoring unit is turned on, the battery monitoring unit performs the monitoring operation to perform the monitoring operation. While the cell voltage is equalized in the unit corresponding to the monitoring unit, the monitoring operation is not performed when the relay corresponding to the battery monitoring unit is turned off.
また、上位ECUは、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応するリレーをオンして当該電池監視ユニットに監視動作を行わせることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。 Further, the host ECU receives the cell voltage monitoring results from the plurality of battery monitoring units and determines which of the plurality of battery monitoring units to perform the monitoring operation based on the monitoring results, By turning on a relay corresponding to the determined battery monitoring unit and causing the battery monitoring unit to perform a monitoring operation, the cell voltages of all the battery cells constituting the plurality of units are equalized.
このように、電池監視ユニットと電源とを接続するリレーの制御を利用することにより、いずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、また、上位ECUから監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。 Thus, by using the control of the relay that connects the battery monitoring unit and the power source, it is possible to perform a monitoring operation that causes any battery monitoring unit to consume current. For this reason, even if each battery monitoring unit is not provided with a means for communicating between the battery monitoring units, each battery monitoring unit is provided with a receiving means for receiving a monitoring operation execution command from the host ECU. Even if not, the cell voltages of all the battery cells can be equalized.
請求項3に記載の発明では、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取る上位ECUと、複数の電池監視ユニットと上位ECUとをそれぞれ接続する複数の信号線と、を備えている。
In the invention according to
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ECUに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、上位ECUは、複数の電池監視ユニットから受け取った各監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応する信号線を介して当該電池監視ユニットに監視動作を行わせることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。 The plurality of battery monitoring units are each configured exclusively for transmission that transmits only the monitoring result to the host ECU, and the host ECU monitors the plurality of batteries based on the monitoring results received from the plurality of battery monitoring units. It determines whether to perform a monitoring operation to any of the battery monitoring unit of the units, by causing the monitoring operation to the battery monitoring unit via a signal line corresponding to the determined battery monitoring unit, a plurality of units It is characterized by equalizing cell voltages of all the battery cells to be configured.
このように、電池監視ユニットと上位ECUとを接続する専用の信号線を用いることにより、いずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。 As described above, by using the dedicated signal line that connects the battery monitoring unit and the host ECU, it is possible to cause one of the battery monitoring units to perform a monitoring operation to consume current. For this reason, even if the means for communicating between each battery monitoring unit is not provided in each battery monitoring unit, the cell voltage of all the battery cells can be equalized.
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、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池10と、冷却ファン20と、バッテリ30と、リレー40と、複数の電池監視ユニット50と、上位ECU60と、を備えて構成されている。このうち、リレー40と、複数の電池監視ユニット50と、上位ECU60と、が組電池電圧制御システムを構成している。
(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 system including an assembled battery voltage control system according to the present embodiment. As shown in the figure, the battery system includes an assembled
組電池10は、最小単位である電池セル11が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル11として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、組電池10はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の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。
The assembled
そして、各電池セル11が所定数毎にグループ化されてブロック12が構成されている。さらに、複数のブロック12が所定数毎にグループ化されて複数のユニット13が構成されている。
And each
冷却ファン20は、組電池10に空気を送風して各電池セル11を冷却するための送風ファンである。この冷却ファン20は、上位ECU60から入力される指令値に従って回転するように構成されている。指令値とは、例えば毎分300回転等である。
The
バッテリ30は、各電池監視ユニット50や上位ECU60に対して電源を供給するものであり、複数のユニット13とは異なる電源である。このようなバッテリ30は、例えば14Vの車載バッテリである。
The
リレー40は、各電池監視ユニット50とバッテリ30とを電気的に接続または切断するスイッチ手段である。リレー40は上位ECU60によって制御される。リレー40がオンするとバッテリ30から各電池監視ユニット50に電源が供給され、各電池監視ユニット50がフル駆動する。リレー40として例えばIGCTリレーが採用されている。
The
複数の電池監視ユニット50は、ユニット13毎に対応して設けられると共に対応するユニット13を構成する電池セル11の電池状態を監視する監視動作を行う装置である。各電池監視ユニット50は、複数の監視IC51とマイクロコンピュータ52(以下、マイコン52という)とを備えている。
The plurality of
監視IC51は、ブロック12毎に設けられ、対応するブロック12を構成する各々の電池セル11の電池状態を検出し、検出した電池状態の情報を出力するICである。ここで、「電池状態」とは、電池セル11のセル電圧や内部抵抗等である。すなわち、監視IC51が上記の監視動作を行う。各監視IC51は対応するブロック12から電源供給を受けて動作するようになっている。
The
この監視動作は、電池セル11に電流を流すことによりセル電圧や内部抵抗等を検出する動作であり、監視IC51は電池セル11毎の電池電圧検出機能や、電池電圧ばらつき抑制機能(つまり均等化処理)である。電池電圧検出機能は主に車両の走行時に実行する機能であり、均等化は主に停車時に実施する機能である。この監視動作を行うと電池セル11に電流を消費させることになるため、監視動作を行うということは当該電池監視ユニット50に対応するユニット13内でセル電圧の均等化を行うことにもなる。なお、監視IC51の電池電圧検出機能時の消費電流は、均等化時よりも多い。
This monitoring operation is an operation for detecting a cell voltage, an internal resistance, or the like by passing a current through the
マイコン52は、図示しないCPU、ROM、EEPROM、RAM等を備えたマイクロコンピュータがROM等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。マイコン52は、リレー40を介してバッテリ30から供給される電源に基づいて動作する。上位ECU60によってリレー40がオフされてバッテリ30からマイコン52にバッテリ電源が供給されなくなると、電池監視ユニット50は低消費モードに移行する。これにより、電池監視ユニット50は電池セル11の電流を消費する監視動作を行わない。
The
マイコン52は、各監視IC51から監視結果を受け取り、ブロック12間で電池セル11が等しくなるように均等化処理を行う。これにより、ユニット13内で各電池セル11のセル電圧が均等化される。
The
そして、マイコン52は、監視動作によって取得した電池制御に必要なセル電圧・電流・電池温度等の電池状態のデータを監視結果としてシリアル通信により上位ECU60に出力する。ここで、監視結果のデータの送受信に関しては、電池監視ユニット50は上位ECU60に対してデータの送信のみを行う送信専用の監視ユニットとして構成されている。すなわち、電池監視ユニット50は送信専用の監視装置であり、そのための送信手段を備えている。言い換えると、電池監視ユニット50は上位ECU60からデータを受信する受信手段を備えておらず、上位ECU60からデータを受信することはできない。
Then, the
また、マイコン52は、冷却ファン20から回転数信号(パルス信号)を入力し、この回転数信号に基づいて冷却ファン20の実際の回転数を検出する。マイコン52は取得した実際の回転数のデータを上位ECU60にシリアル通信によりフィードバックする。
Further, the
そして、マイコン52は、取得した回転数に基づく回転パターンが監視動作を行わせるための回転パターンと一致した場合に監視動作を行う。このため、マイコン52は監視動作を行ためのユニット側の回転パターンを予め記憶している。ここで、「回転パターン」とは、例えば1秒毎の回転数が高→低→中→・・・というように変化することである。そして、回転パターンは予め上位ECU60に複数設定されており、どの回転パターンがどの電池監視ユニット50に監視動作を行わせるかが予め決められている。この回転パターンは実車上起こりえないパターンでも構わない。
Then, the
なお、上述のように、各監視IC51は対応するブロック12から電源供給を受け、マイコン52はバッテリ30から電源供給を受けており、監視IC51側が高電圧系とされ、マイコン52側が低電圧系とされている。このように、監視IC51とマイコン52とはそれぞれ取り扱う電圧レベルが異なるため、監視IC51とマイコン52とはフォトカプラ等の図示しない絶縁素子を介して信号のやり取りを行うように構成されている。また、図1では2つの電池監視ユニット50を示しているが、実際には電池監視ユニット50が複数存在している。
As described above, each monitoring
上位ECU60は、複数の電池監視ユニット50を管理する制御装置である。この上位ECU60は、各電池監視ユニット50から受け取った監視結果に基づき、許容充放電量を図示しない車両制御ECUへ通信する。
The
また、上位ECU60は、リレー40のオン/オフを制御して各電池監視ユニット50に監視動作を行わせたり、冷却ファン20を所定の回転パターンで回転させると共に、各電池監視ユニット50から受け取った実際の回転数に基づいて冷却ファン20をフィードバック制御したりする。
The
さらに、上位ECU60は、各電池監視ユニット50からセル電圧等の監視結果をそれぞれ受け取り、この監視結果に基づいてどの電池監視ユニット50に監視動作を行わせるかを決定する。すなわち、各電池監視ユニット50間のばらつき有無を判定し、組電池10を構成する全ての電池セル11のセル電圧を均等化するために、上位ECU60はどのユニット13の電池セル11に電流を消費させるかを演算し、当該ユニット13に監視動作を行わせるための回転パターンを決定する。そして、上位ECU60は、決定した回転パターンに基づいて冷却ファン20を動作させる。これにより、各電池監視ユニット50は冷却ファン20から入力した回転数信号が示す回転パターンがユニット側の回転パターンと一致する場合に監視動作を行う。このようにして、上位ECU60は全ての電池セル11のセル電圧を均等化する。
Further, the
上述のように、複数の電池監視ユニット50間で全ての電池セル11のセル電圧を均等化するが、例えば2つの電池監視ユニット50間でセル電圧を均等化する場合について、図2を参照して説明する。図2に示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸はユニット13の電圧を示している。2つのユニット13の電圧をV1、V2とし、V1>V2とする。
As described above, the cell voltages of all the
このような場合、上位ECU60は各電池監視ユニット50から監視結果をそれぞれ受け取り、この監視結果から監視動作を行わせる電池監視ユニット50と監視動作の動作時間を決定する。図2の例ではユニット13の電圧が高い電池監視ユニット50に監視動作を行わせると決定する。そして、上位ECU60は当該電池監視ユニット50に監視動作を行わせるための回転パターンで冷却ファン20を回転させる。
In such a case, the
そして、2つの電池監視ユニット50(マイコン52)は冷却ファン20から回転数信号を受け取ると共に回転パターンを取得する。ユニット13の電圧が高い電池監視ユニット50は当該回転パターンが監視動作を行う指令となるので、監視動作を行う。他方の電池監視ユニット50は当該回転パターンが監視動作を行う指令とはならないので、監視動作は行わない。
The two battery monitoring units 50 (microcomputers 52) receive the rotation number signal from the cooling
なお、「監視動作を行う」というのは電流を消費する動作を行うことである。例えば、該当する電池監視ユニット50の監視IC51を均等化モードにし、非該当の電池監視ユニット50の監視IC51を電圧検出モードのままとする取り決めでも良い。したがって、「監視動作を行わない」というのは、電池監視ユニット50が全く動作しないのではなく、電圧検出モードのような電流を消費しにくい動作を行うことである。
Note that “performing the monitoring operation” means performing an operation that consumes current. For example, the arrangement may be such that the
これにより、図2に示されるように、V1が監視動作に伴って減少していく。V2は、監視動作を行わなくても監視IC51が電流を消費するため、少しずつ減少している。各ユニット13内ではセル電圧が均等化されていても、ユニット13間の電圧にはばらつきがあるため、V1やV2の傾きには幅がある。
Thereby, as shown in FIG. 2, V1 decreases along with the monitoring operation. V2 gradually decreases because the
動作時間が経過すると、上位ECU60は監視動作を行わせるための回転パターンで冷却ファン20を回転させることを終了し、全く異なる回転パターンで冷却ファン20を回転させる。これにより、V1に対応する電池監視ユニット50の監視動作は終了する。そして、動作時間の経過後はV1とV2とが同じ電圧になる。
When the operation time elapses, the
上述のように、各電池監視ユニット50のユニット13内ではセル電圧が均等化されているが、さらにユニット13間でセル電圧が均等化される。
As described above, the cell voltage is equalized in the
図2では2つの電池監視ユニット50の場合について説明したが、電池監視ユニット50が3つ以上あったとしても、ユニット13の電圧が高い電池監視ユニット50に監視動作を行わせて電流を消費させることで、最も小さいユニット13の電圧に各電圧を合わせることについては同じである。
In FIG. 2, the case of two
以上説明したように、本実施形態では、冷却ファン20の回転パターンを利用していずれかの電池監視ユニット50に電流を消費させる監視動作を行わせることが特徴となっている。これにより、各電池監視ユニット50間で通信するための通信手段が各電池監視ユニット50に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。また、上位ECU60から監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニット50に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
As described above, the present embodiment is characterized in that a monitoring operation for consuming current in any one of 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、バッテリ30が特許請求の範囲の「電源」に対応する。
Note that 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説明する。上記第1実施形態では、冷却ファンの回転パターンに応じて所望の電池監視ユニット50に監視動作を行わせることにより全ての電池セルのセル電圧を均等化していた。本実施形態では、電池監視ユニット50とバッテリ30とを接続するリレー40の制御によって全ての電池セルのセル電圧を均等化することが特徴となっている。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the cell voltages of all the battery cells are equalized by causing the desired
図3は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、本実施形態ではリレー40が各電池監視ユニット50にそれぞれ対応して設けられている。上位ECU60は各リレー40のオン/オフをそれぞれ制御する。なお、リレー40以外の構成は第1実施形態と同じである。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a battery system including the assembled battery voltage control system according to the present embodiment. As shown in this figure, in this embodiment, relays 40 are provided corresponding to the
そして、上述のように、各電池監視ユニット50は、当該電池監視ユニット50に対応するリレー40がオンされているときには監視動作を行うことによって当該電池監視ユニット50に対応するユニット13内でセル電圧の均等化を行う。また、各電池監視ユニット50は、当該電池監視ユニット50に対応するリレー40が上位ECU60によってオフされているときには低消費モードに移行し、監視動作を行わないようになっている。
Then, as described above, each
本実施形態では、リレー40がオフされて電池監視ユニット50が低消費モードに移行することを利用して、ユニット13間でセル電圧を均等化する。
In this embodiment, the cell voltage is equalized between the
すなわち、上位ECU60は、各電池監視ユニット50からセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいてどの電池監視ユニット50に監視動作を行わせるかとその動作時間を決定する。これは第1実施形態と同じである。そして、本実施形態では、上位ECU60は決定した電池監視ユニット50に対応するリレー40をオンして当該電池監視ユニット50に監視動作を動作時間が経過するまで行わせ、監視動作が必要ない電池監視ユニット50に対応するリレー40をオフする。
That is, the
これにより、監視動作が行われるユニット13の電圧は図2に示されるように動作時間を掛けて減少するので、全てのユニット13間でセル電圧が均等化される。すなわち、複数のユニット13を構成する全ての電池セル11のセル電圧が均等化される。
As a result, the voltage of the
以上説明したように、本実施形態では電池監視ユニット50とバッテリ30とを接続するリレー40を上位ECU60で制御しているので、オンされたリレー40に対応する電池監視ユニット50のみに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。これにより、各電池監視ユニット50間で通信するための通信手段が各電池監視ユニット50に備えられていなくても、また、上位ECU60から監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニット50に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
As described above, in the present embodiment, the
(第3実施形態)
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、上位ECU60と各電池監視ユニット50とを専用の信号線で接続し、この信号線を介して上位ECU60から各電池監視ユニット50に対してセル電圧の均等化を目的とした監視動作の指令を行うことが特徴となっている。
(Third embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described. In the present embodiment, the
図4は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、本実施形態では、図1に示される構成に対して、各電池監視ユニット50と上位ECU60とをそれぞれ接続する複数の信号線70が備えられている。なお、信号線70以外の構成は第1実施形態と同じである。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a battery system including the assembled battery voltage control system according to the present embodiment. As shown in this figure, the present embodiment is provided with a plurality of
そして、上位ECU60は、複数の電池監視ユニット50から受け取った各監視結果に基づいてどの電池監視ユニット50に監視動作を行わせるかとその動作時間を決定する。これは第1実施形態と同じである。そして、本実施形態では、上位ECU60は決定した電池監視ユニット50に対応する信号線70を介して監視動作を行わせる指令を出す。「監視動作を行わせる指令」とは、ハイレベルやローレベル等の信号である。これにより、当該電池監視ユニット50に監視動作を行わせ、ユニット13の電圧の低下が必要ない電池監視ユニット50には監視動作を行わせない。
The
これにより、図2に示されるように、監視動作が行われるユニット13の電圧は動作時間を掛けて減少する。したがって、複数のユニット13を構成する全ての電池セル11のセル電圧が均等化される。
Thereby, as shown in FIG. 2, the voltage of the
なお、上位ECU60は、監視動作後に各電池監視ユニット50から再び監視結果を受け取り、この監視結果に基づいてセル電圧の均等化が正常に行われたか否かを検証しても良い。
The
以上説明したように、本実施形態では各電池監視ユニット50と上位ECU60とをそれぞれ接続する専用の信号線70を用いることが特徴となっている。これにより、いずれかの電池監視ユニット50に電流を消費させる監視動作を行わせることができる。また、各電池監視ユニット50間で通信するための手段が各電池監視ユニット50に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
As described above, the present embodiment is characterized in that the
(他の実施形態)
上記各実施形態で示された構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態で示された構成を組み合わせることができる。具体的には、回転パターンの構成と複数のリレー40の構成との組み合わせ、回転パターンと専用の信号線70との組み合わせ、複数のリレー40と専用の信号線70との組み合わせを実現できる。このように、各実施形態の構成を組み合わせることにより、セル電圧の均等化の信頼性を向上させることができる。また、いずれか一方が機能しなくなっても他方が機能するため、冗長性を確保することができる。
(Other embodiments)
The configurations shown in the above embodiments are examples, and the present invention is not limited to the configurations described above, and other configurations that can realize the present invention may be employed. For example, the configurations shown in the above embodiments can be combined. Specifically, a combination of the configuration of the rotation pattern and the configuration of the plurality of
また、第1実施形態では単一の冷却ファン20を用いることについて説明したが、複数の冷却ファン20を用いる形態でも良い。また、冷却ファン20に限らず、上位ECU60が出した指令値に従って動作する負荷の信号を利用しても良い。
Moreover, although 1st Embodiment demonstrated using the
10 組電池
11 電池セル
12 ブロック
13 ユニット
20 冷却ファン
30 バッテリ(電源)
40 リレー
50 電池監視ユニット
60 上位ECU
70 信号線
10
40
70 signal line
Claims (3)
前記複数のユニットを冷却する冷却ファンを所定の回転パターンで回転させる上位ECUと、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行う際に電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ECUに対して監視結果の送信のみを行う送信専用として構成され、ユニット側の回転パターンを有し、前記冷却ファンから回転数信号を入力することにより前記冷却ファンの回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンが前記ユニット側の回転パターンと一致した場合に前記監視動作を行うようになっており、
前記上位ECUは、前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのいずれかに前記監視動作を行わせるための回転パターンを決定し、決定した回転パターンに基づいて前記冷却ファンを動作させることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。 A plurality of battery cells connected in series are grouped into a predetermined number to form a block, and a plurality of blocks are grouped into a predetermined number to form a plurality of units, which constitute the plurality of units. A battery pack voltage control system for equalizing cell voltages of battery cells,
A host ECU that rotates a cooling fan that cools the plurality of units in a predetermined rotation pattern;
A monitoring operation for monitoring the state of the battery cell that is provided corresponding to each unit and that configures the corresponding unit is performed, and when the monitoring operation is performed, a current is supplied to the battery cell to correspond to the battery monitoring unit. A plurality of battery monitoring units for equalizing the cell voltage in the unit,
The plurality of battery monitoring units are configured exclusively for transmission that transmits only the monitoring result to the host ECU, have a rotation pattern on the unit side, and input the rotation number signal from the cooling fan, thereby cooling the cooling unit. The rotation speed of the fan is acquired, and when the rotation pattern based on the acquired rotation speed matches the rotation pattern on the unit side, the monitoring operation is performed.
The host ECU receives a cell voltage monitoring result from the plurality of battery monitoring units and determines a rotation pattern for causing any of the plurality of battery monitoring units to perform the monitoring operation based on the monitoring result, An assembled battery voltage control system that equalizes cell voltages of all battery cells constituting the plurality of units by operating the cooling fan based on the determined rotation pattern.
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、
前記複数の電池監視ユニットにそれぞれ対応して設けられ、前記複数のユニットとは異なる電源と前記電池監視ユニットとを電気的に接続または切断する複数のリレーと、
前記複数のリレーのオン/オフをそれぞれ制御する上位ECUと、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ECUに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオンされているときには前記監視動作を行うことによって当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う一方、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオフされているときには前記監視動作を行わないようになっており、
前記上位ECUは、前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに前記監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応するリレーをオンして当該電池監視ユニットに前記監視動作を行わせることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。 A plurality of battery cells connected in series are grouped into a predetermined number to form a block, and a plurality of blocks are grouped into a predetermined number to form a plurality of units, which constitute the plurality of units. A battery pack voltage control system for equalizing cell voltages of battery cells,
A monitoring operation for monitoring the state of the battery cell that is provided corresponding to each unit and that constitutes the corresponding unit is performed, and the current is supplied to the battery cell by performing this monitoring operation, thereby corresponding to the battery monitoring unit. A plurality of battery monitoring units that equalize cell voltages in the unit;
A plurality of relays provided corresponding to each of the plurality of battery monitoring units, electrically connecting or disconnecting the battery monitoring unit with a power source different from the plurality of units;
A host ECU for controlling on / off of each of the plurality of relays,
The plurality of battery monitoring units are configured exclusively for transmission that only transmits monitoring results to the host ECU, and when the relay corresponding to the battery monitoring unit is turned on, the monitoring operation is performed by performing the monitoring operation. While performing equalization of the cell voltage in the unit corresponding to the battery monitoring unit, when the relay corresponding to the battery monitoring unit is turned off, the monitoring operation is not performed,
The host ECU receives cell voltage monitoring results from the plurality of battery monitoring units and determines which of the plurality of battery monitoring units performs the monitoring operation based on the monitoring results. Then, by turning on the relay corresponding to the determined battery monitoring unit and causing the battery monitoring unit to perform the monitoring operation, the cell voltages of all the battery cells constituting the plurality of units are equalized. A battery pack voltage control system.
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、
前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取る上位ECUと、
前記複数の電池監視ユニットと前記上位ECUとをそれぞれ接続する複数の信号線と、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ECUに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、
前記上位ECUは、前記複数の電池監視ユニットから受け取った各監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに前記監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応する信号線を介して当該電池監視ユニットに前記監視動作を行わせることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。 A plurality of battery cells connected in series are grouped into a predetermined number to form a block, and a plurality of blocks are grouped into a predetermined number to form a plurality of units, which constitute the plurality of units. A battery pack voltage control system for equalizing cell voltages of battery cells,
A monitoring operation for monitoring the state of the battery cell that is provided corresponding to each unit and that constitutes the corresponding unit is performed, and the current is supplied to the battery cell by performing this monitoring operation, thereby corresponding to the battery monitoring unit. A plurality of battery monitoring units that equalize cell voltages in the unit;
A host ECU that receives cell voltage monitoring results from the plurality of battery monitoring units;
A plurality of signal lines respectively connecting the plurality of battery monitoring units and the host ECU;
The plurality of battery monitoring units are each configured exclusively for transmission that only transmits a monitoring result to the host ECU,
The high-level ECU, the plurality of on the basis of each monitoring results received from the battery monitoring unit determines whether to perform the monitoring operation on any of the battery monitoring unit of the plurality of battery monitoring unit, the determined battery monitoring A battery pack voltage control characterized by equalizing cell voltages of all the battery cells constituting the plurality of units by causing the battery monitoring unit to perform the monitoring operation via a signal line corresponding to the unit. system.
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