JP5663631B2 - 電池システム - Google Patents
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Description
また、バイパス抵抗を2つの抵抗に2分割し、2分割された一方の抵抗を、バイパスラインにおけるノイズ除去用キャパシタの接続点よりもセンシング線側に設け、2分割された他方の抵抗を接続点よりもバイパス端子側のバイパスラインに設けるようにしても良い。
−第1の実施の形態−
図1は、本実施の形態の電池システムの要部を示す図である。図2は、本実施の形態の電池システムを車両に搭載した場合の、車両用回転電機の駆動システムを示す図である。ここで車両としては自動車が最適であるが、電車に適用しても良好な結果が得られる。産業用機械にも適用可能であるが、車両への適用例を代表例として用い、以下説明する。
テリコントローラ20に導かれている。
第2の実施の形態では、図3に示すように、信頼性向上対策として符号Bで示す構成を追加した。第2の実施の形態における信頼性向上対策は、電池モジュールの最下位のセンシング線SLが断線した場合の対策である。
第3の実施の形態は、上述した第2の実施の形態に対して、さらに以下のような対策を施したものである。第2の実施の形態では、ショットキーダイオードDbを追加することによって、最下位のセンシング線SLが断線した場合でも定電圧電源134の動作を継続させることができるようになった。ところが、ショットキーダイオードDbを追加した構成であっても、電池セルコントローラCC3Cの起動時に、既に最下位のセンシング線SLが断線していた場合には、電池セルコントローラCC3Cを起動することができなかった。
破線Fで囲んだ部分の構成を追加した。なお、図6では、電池モジュールが6セル構成の場合を示したが、4セル構成である場合も全く同様である。断線していない正常動作時には、トランジスタQ1,Q2およびFETQ3はオン状態になっていて、端子CV6と端子GND間の電圧は電池セルBC6のセル電圧となっている。正常動作状態で起動した後に最下位のセンシング線SLが断線した場合には、ショットキーダイオードDbに電流が流れるとともに、トランジスタQ1はオフとなり、トランジスタQ2およびFETQ3もオフとなる。
図8は、図6に示した対策回路の変形例を示す図である。図6の回路に対する変更点は2つあり、1つ目は、電池セルコントローラCC3Cの内部動作電源VDDを用いて、トランジスタQ1にバイアス電圧を印加するような構成とした。このように安定した電源電圧VDDでバイアス電圧をかけることにより、正常動作時の起動後に、ノイズ等でトランジスタQ1が誤動作してオフとならないようにした。正常動作状態においてノイズ等でトランジスタQ1がオフすると、端子CV6の電位がプルアップされ、図7からもわかるように端子CV−GND間の電圧値が減少しセル電圧を誤検出してしまう。
図10は、第4の実施の形態を説明する図である。前述した図1に示す回路において、セル電圧が常時印加されている部品(例えば、端子コンデンサCv)や基板パターン間で短絡が発生した場合、大電流が流れてしまうという問題が生じる。第4の実施形態では、このような短絡が原因として起こる発煙や発火を防止するために、図10の破線Cで示す、センシング線SLが接続される入力端子100から回路部品までの間に、短絡保護対策を施した。具体的には、破線Cの部分の回路パターンに、大電流が流れたときに溶断する細いパターン(以下では、フューズパターンと呼ぶことにする)Pを形成した。しかも、このフューズパターンPは基板の表面層に形成されている。
図12は第5の実施の形態を説明する図であり、図12(b)は本実施の形態の対策を施した場合の構成を示し、図12(a)は対策前の構成を示す。いずれの場合も、電池セルコントローラCC3Aに関する部分を示したものである。電池セルコントローラCC3A〜CC3C内には、対応する電池セルグループを構成する電池セルBC1〜BC6の充電量(充電状態とも言う)を調整するために、バランシング用半導体スイッチ(以下では、バランシングスイッチと呼ぶ)BS1〜BS6が設けられている。なお、図12では、4つの電池セルBC1〜BC4が接続される、バランシングスイッチBS3〜BS6のみを示した。
電池セルコントローラCC3B,CC3Cでは、端子BR1〜BR6と入力端子100との間のバイパスラインにバランシング抵抗RBまたはRBBが設けられている。一方、4つの電池セルが接続される電池セルコントローラCC3Aの場合には、端子BR3〜BR6に接続されるバイパスラインにバランシング抵抗RBまたはRBBが設けられている。例えば、図12(a)の端子BR6と端子GNDとの間に設けられたバランシングスイッチBS6をオンして、バランシング抵抗RBBを介して放電電流を流すことにより、電池セルBC6の充電量調整を行う。
上述した第5の実施の形態では、コンデンサCbrを図12(b)のように追加することにより、コンパレータに対するノイズの影響を防止するとともに、バランシング中断時のセル電圧計測時の問題点を解決することができた。しかし、コンデンサCbrを設けたことにより、セルコントローラ80に電池モジュールを接続した際に過渡電流が流れて、電池セルコントローラが故障するという不具合が生じた。
Claims (2)
- 複数の電池セルが電気的に直列に接続されたセルグループを複数、電気的に直列に接続してなるバッテリ部と、
前記バッテリ部の各電池セルの電圧を検出するための複数のセンシング線と、
前記セルグループ毎に設けられ、前記電池セル間の充電量ばらつきを調整する放電電流を流すための複数のバランシングスイッチを内蔵し、前記セルグループの各電池セルの電圧を検出するための接続端子および前記バランシングスイッチを介して前記接続端子に接続されるバイパス端子を複数有する集積回路と、
前記電池セルの一方の電極に接続される第一のセンシング線と前記集積回路に設けられた第一の接続端子とを接続し、第一のライン抵抗が設けられた第一の入力ラインと、
前記電池セルの他方の電極に接続される第二のセンシング線と前記集積回路に設けられた第二の接続端子とを接続し、第二のライン抵抗が設けられた第二の入力ラインと、
前記バランシングスイッチを介して前記第一の接続端子に接続されるバイパス端子と前記第二の入力ラインとを接続するとともに、前記放電電流が流れるバイパス抵抗が設けられたバイパスラインと、
前記第一の入力ラインにおける前記第一のライン抵抗よりも前記第一のセンシング線側のラインと前記バイパスラインとの間に接続されるノイズ除去用キャパシタと、を備える電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、
前記バイパス抵抗を2つの抵抗に2分割し、2分割された一方の抵抗を、前記バイパスラインにおける前記ノイズ除去用キャパシタの接続点よりもセンシング線側に設け、2分割された他方の抵抗を前記接続点よりも前記バイパス端子側のバイパスラインに設けたことを特徴とする電池システム。
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