JP5696593B2 - Battery monitoring device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の電池セルが直列接続されて構成される組電池を監視する電池監視装置に関する。   The present invention relates to a battery monitoring device that monitors an assembled battery configured by connecting a plurality of battery cells in series.
従来、組電池では、メンテナンス時等における安全性を確保する観点から、所定数の電池セルを単位電池としてグループ化し、隣接する単位電池を接続する接続部の一部に、当該接続部を物理的に切断するためのサービスプラグやヒューズ等を設ける構成とされている。なお、サービスプラグは、取り付けることで隣接する単位電池間を導通状態とし、取り外すことで隣接する単位電池間を遮断状態とするプラグである。   Conventionally, in an assembled battery, from the viewpoint of ensuring safety during maintenance or the like, a predetermined number of battery cells are grouped as unit batteries, and the connection part is physically connected to a part of the connection part that connects adjacent unit batteries. Service plugs, fuses, and the like for cutting are provided. In addition, a service plug is a plug which makes an electrical connection state between adjacent unit batteries by attaching, and makes an electrical connection state between adjacent unit batteries by removing.
このように構成される組電池を監視する電池監視装置としては、組電池における各単位電池に対応して設けられた複数の監視ユニット、各監視ユニットに対して監視を指示する指示信号を出力するマイクロコンピュータ(以下、単にマイコンという。)からなる制御部等で構成されている。   As a battery monitoring device for monitoring the assembled battery configured as described above, a plurality of monitoring units provided corresponding to each unit battery in the assembled battery, and an instruction signal for instructing monitoring to each monitoring unit are output. It is composed of a control unit composed of a microcomputer (hereinafter simply referred to as a microcomputer).
ここで、高電圧で駆動する監視ユニットに対して制御部は低電圧で駆動することから、全ての監視ユニットを個別に制御部に接続しようとすると、各監視ユニットと制御部との間の全てに絶縁性を確保することが必要となってしまう。このため、全ての監視ユニットを制御部に接続するのではなく、一部の監視ユニットと制御部とを接続し、制御部に接続された監視ユニットと隣接する監視ユニットとの間の通信線で接続することで、制御部からの指示信号等を監視ユニット間で伝達する構成(デイジーチェーン接続)が好ましい。   Here, since the control unit is driven at a low voltage with respect to the monitoring unit that is driven at a high voltage, if all the monitoring units are individually connected to the control unit, all the units between each monitoring unit and the control unit It is necessary to ensure insulation. For this reason, instead of connecting all the monitoring units to the control unit, a part of the monitoring units and the control unit are connected, and a communication line between the monitoring unit connected to the control unit and the adjacent monitoring unit is used. A configuration (daisy chain connection) in which an instruction signal or the like from the control unit is transmitted between the monitoring units by connection is preferable.
しかし、この場合、例えば、組電池における単位電池の間に設けたサービスプラグを取り外し、単位電池間を遮断状態にしたとしても、サービスプラグを介して接続されていた単位電池に対応する監視ユニット間の通信線が電流の迂回経路となることがあり、安全性に問題がある。   However, in this case, for example, even if the service plug provided between the unit batteries in the assembled battery is removed and the unit batteries are disconnected, the monitoring units corresponding to the unit batteries connected via the service plug The communication line may become a current detour path, which is a problem in safety.
これに対して、例えば、特許文献1の電池監視装置では、サービスプラグを介して接続された単位電池に対応する監視ユニット間の通信線にダイオードやスイッチを設け、サービスプラグを取り外した際に、監視ユニット間の通信線に不必要に電流が流れてしまうことを防止している。   In contrast, for example, in the battery monitoring device of Patent Document 1, when a diode or a switch is provided on a communication line between monitoring units corresponding to unit batteries connected via a service plug, and the service plug is removed, This prevents unnecessary current from flowing in the communication line between the monitoring units.
特開2009−14498号公報JP 2009-14498 A
しかしながら、特許文献1の電池監視装置の如く、サービスプラグ等を介して接続された単位電池に対応する監視ユニット間の通信線にダイオード等を設ける構成とする場合、サービスプラグ等を取り外した際に、サービスプラグ等と単位電池との接続部の電位が不安定となり、監視ユニットにおける通信が途絶する可能性がある。このように、監視ユニットにおける通信が途絶すると、制御部にて監視ユニットを適切に制御できず、電池監視装置の信頼性が低下してしまうといった問題がある。   However, in the case of a configuration in which a diode or the like is provided on a communication line between monitoring units corresponding to unit batteries connected via a service plug or the like as in the battery monitoring device of Patent Document 1, when the service plug or the like is removed, The potential at the connection between the service plug and the unit battery may become unstable, and communication in the monitoring unit may be interrupted. Thus, when communication in the monitoring unit is interrupted, there is a problem that the control unit cannot properly control the monitoring unit and the reliability of the battery monitoring device is reduced.
本発明は上記点に鑑みて、安全性を確保しつつ、組電池における隣接する単位電池の接続部が切断された際に監視ユニットにおける通信を維持可能な電池監視装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a battery monitoring apparatus capable of maintaining communication in a monitoring unit when a connection part of adjacent unit batteries in an assembled battery is disconnected while ensuring safety. 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、複数の電池セルが直列に接続されて構成される組電池を所定数の電池セル毎にグループ化した単位電池それぞれに対応して設けられ、対応する単位電池を監視する複数の監視ユニット、および監視ユニットへ監視を指示する指示信号を出力する監視制御手段を備え、複数の監視ユニットのうち監視制御手段からの指示信号を取得した監視ユニットが、隣接する監視ユニットへ信号伝達手段を介して指示信号を含む信号を伝達するように構成された電池監視装置であって、組電池における複数の単位電池のうち少なくとも一部の単位電池は、物理的に切断され得る接続部によって隣接する単位電池に直列に接続されており、組電池は、接続部の切断に連動して組電池から電力が供給される電気負荷との接続が遮断されるように構成されており、信号伝達手段は、接続部が切断された際に、接続部にて接続されていた単位電池に対応する監視ユニット間を遮断すると共に、接続部にて接続されていた単位電池に対応する監視ユニットにおける指示信号を含む信号の伝達経路を、隣接する監視ユニットから監視制御手段へ切り替える伝達経路切替手段を有して構成されてい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, an assembled battery composed of a plurality of battery cells connected in series is provided corresponding to each unit battery grouped for each predetermined number of battery cells. A plurality of monitoring units for monitoring the corresponding unit battery, and a monitoring control means for outputting an instruction signal for instructing the monitoring unit to monitor, and obtaining an instruction signal from the monitoring control means among the plurality of monitoring units A battery monitoring device in which a unit is configured to transmit a signal including an instruction signal to an adjacent monitoring unit via a signal transmission unit, and at least some of the unit batteries in the assembled battery are Are connected in series to adjacent unit cells by a connection part that can be physically disconnected, and the assembled battery is supplied with electric power from the assembled battery in conjunction with the disconnection of the connection part. The connection with the air load is configured to be cut off, and the signal transmission means cuts off between the monitoring units corresponding to the unit batteries connected at the connection unit when the connection unit is disconnected. And a transmission path switching means for switching the transmission path of the signal including the instruction signal in the monitoring unit corresponding to the unit battery connected at the connection unit from the adjacent monitoring unit to the monitoring control means. It is characterized by.
これによれば、組電池における隣接する単位電池の接続部が切断された際に、切断された接続部にて接続されていた単位電池に対応する監視ユニット間が遮断されるので、監視ユニット間に信号伝達手段を介して不必要に電流が流れてしまうことを抑制することができる。   According to this, when the connection part of the adjacent unit batteries in the assembled battery is disconnected, the monitoring units corresponding to the unit batteries connected by the disconnected connection part are shut off. Therefore, it is possible to prevent an unnecessary current from flowing through the signal transmission means.
加えて、組電池における隣接する単位電池の接続部が切断された際に、切断された接続部にて接続されていた単位電池に対応する監視ユニットにおける指示信号を含む信号の伝達経路を、隣接する監視ユニットから監視制御手段へ切り替えるので、監視ユニットにおける通信を維持することができる。   In addition, when the connection of adjacent unit batteries in the assembled battery is disconnected, the signal transmission path including the instruction signal in the monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the disconnected connection is adjacent. Since the monitoring unit is switched to the monitoring control means, communication in the monitoring unit can be maintained.
従って、組電池における隣接する単位電池の接続部が切断されたとしても、安全性を確保しつつ、監視ユニットにおける通信を維持することができる。   Therefore, even if the connection part of the adjacent unit batteries in the assembled battery is disconnected, communication in the monitoring unit can be maintained while ensuring safety.
具体的には、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の電池監視装置において、伝達経路切替手段の作動を制御する切替制御手段を備え、伝達経路切替手段は、接続部により接続される単位電池に対応する監視ユニットと監視制御手段との間で指示信号を含む信号を伝達する信号伝達部、および接続部により接続される単位電池に対応する監視ユニット間を導通および遮断する第1接続開閉部を有し、切替制御手段は、接続部が切断された際に、接続部により接続される単位電池に対応する監視ユニット間を遮断することを特徴とする。   Specifically, in the invention according to claim 2, in the battery monitoring device according to claim 1, the battery monitoring device further comprises switching control means for controlling the operation of the transmission path switching means, and the transmission path switching means is connected by the connecting portion. A signal transmission unit for transmitting a signal including an instruction signal between the monitoring unit corresponding to the unit battery to be monitored and the monitoring control unit, and a first unit for conducting and blocking between the monitoring units corresponding to the unit cells connected by the connection unit The switching control means has one connection opening / closing part, and when the connection part is disconnected, the monitoring units corresponding to the unit cells connected by the connection part are shut off.
これによれば、安全性を確保しつつ、監視ユニットにおける通信を維持可能な電池監視装置を具体的に実現することができる。   According to this, it is possible to specifically realize a battery monitoring device capable of maintaining communication in the monitoring unit while ensuring safety.
また、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の電池監視装置において、信号伝達部を、接続部により接続される単位電池に対応する監視ユニットと監視制御手段との間に流れる電流を所定の電流値以下に抑えるための抵抗、および接続部により接続される単位電池に対応する監視ユニットと監視制御手段との間を導通および遮断する第2接続開閉部を有する構成とし、接続部が切断された際に、切替制御手段によって、接続部により接続される単位電池に対応する監視ユニットと監視制御手段との間を導通する構成とすることが好ましい。   Further, as in the invention described in claim 3, in the battery monitoring device described in claim 2, the signal transmission unit is provided between the monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the connecting unit and the monitoring control unit. A resistance for suppressing the flowing current to be equal to or less than a predetermined current value, and a configuration having a second connection opening / closing portion for conducting and blocking between the monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the connecting portion and the monitoring control means, Preferably, when the connection unit is disconnected, the switching control unit conducts between the monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the connection unit and the monitoring control unit.
また、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の電池監視装置において、第1接続開閉部および第2接続開閉部は、フォトリレーで構成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the battery monitoring device according to the third aspect, the first connection opening / closing part and the second connection opening / closing part are constituted by a photorelay.
これによれば、隣接する監視ユニット間および監視ユニットと監視制御手段の間の絶縁性を確保した状態で導通および遮断することができるので、安全性を充分に確保することができる。   According to this, since it can conduct | electrically_connect and interrupt | block in the state which ensured the insulation between the adjacent monitoring units and between the monitoring unit and the monitoring control means, safety | security can fully be ensured.
また、請求項に記載の発明のように、請求項1ないしのいずれか1つに記載の電池監視装置において、物理的に切断され得る接続部を、隣接する単位電池間を遮断可能なサービスプラグとすることができる。 Further, in the battery monitoring device according to any one of claims 1 to 4 , as in the invention according to claim 5 , the connection unit that can be physically disconnected can be cut off between adjacent unit cells. It can be a service plug.
また、請求項に記載の発明のように、請求項1ないしのいずれか1つに記載の電池監視装置において、物理的に切断され得る接続部を、隣接する単位電池間を遮断可能なヒューズとすることができる。 Moreover, in the battery monitoring device according to any one of claims 1 to 4 , as in the invention according to claim 6 , the connection unit that can be physically disconnected can be cut off between adjacent unit cells. It can be a fuse.
第1実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an assembled battery control system including a battery monitoring device according to a first embodiment. 第2実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the assembled battery control system containing the battery monitoring apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the assembled battery control system containing the battery monitoring apparatus which concerns on 3rd Embodiment.
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)
本発明の第1実施形態について図1に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成を示している。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an overall configuration of an assembled battery control system including a battery monitoring device according to the present embodiment.
本実施形態では、車載高圧バッテリである組電池1の制御システムに本発明の電池監視装置2を適用している。図1に示すように、本実施形態の組電池制御システムは、主たる構成として組電池1および電池監視装置2を備える。   In the present embodiment, the battery monitoring device 2 of the present invention is applied to the control system for the assembled battery 1 which is an in-vehicle high voltage battery. As shown in FIG. 1, the assembled battery control system of the present embodiment includes an assembled battery 1 and a battery monitoring device 2 as main components.
本実施形態の組電池1は、車両走行用の電動機等の各種電気機器(図示略)に電力を供給するものである。組電池1の正極端および負極端は、システムメインリレーSMRを介して各種電気負荷に接続されている。システムメインリレーSMRは、外部からの制御信号に応じて高電圧電池である組電池1と高電圧使用機器である各種電気機器との間を導通および遮断するものであり、例えば、後述するサービスプラグS/Pの取り外しに連動して、システムメインリレーSMRがオフされて、組電池1と各種電気機器との間が遮断される。   The assembled battery 1 of this embodiment supplies electric power to various electric devices (not shown) such as a motor for driving a vehicle. The positive electrode end and the negative electrode end of the assembled battery 1 are connected to various electric loads via a system main relay SMR. The system main relay SMR conducts and cuts off between the assembled battery 1 that is a high-voltage battery and various electric devices that are high-voltage using devices according to a control signal from the outside. In conjunction with the removal of the S / P, the system main relay SMR is turned off, and the assembled battery 1 and various electric devices are disconnected.
組電池1は、リチウムイオン電池等からなる電池セル1aを直列接続したもので、互いに隣接する所定数の電池セル毎にグループ化した複数の単位電池B1〜Bnの直列接続体として構成されている。なお、説明の便宜のため、本実施形態では、図1に示すように、組電池1を4つの単位電池B1〜B4の直列接続体で構成している例について説明する。   The assembled battery 1 is formed by connecting battery cells 1a made of lithium ion batteries or the like in series, and is configured as a series connection body of a plurality of unit batteries B1 to Bn grouped for each predetermined number of battery cells adjacent to each other. . For convenience of explanation, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, an example in which the assembled battery 1 is configured by a series connection body of four unit batteries B1 to B4 will be described.
組電池1における複数の単位電池B1〜Bnのうち、少なくとも一部の単位電池は、サービスプラグS/Pを介して隣接する単位電池に接続されている。本実施形態では、単位電池B2における最も高電圧となる電池セル1aの正極端子と、単位電池B2に隣接する単位電池B3における最も低電圧となる電池セル1aの負極端子との間に、単位電池B2および単位電池B3を接続するサービスプラグS/Pが設けられている。   At least some of the unit batteries B1 to Bn in the assembled battery 1 are connected to adjacent unit batteries via the service plug S / P. In the present embodiment, the unit battery is between the positive terminal of the battery cell 1a having the highest voltage in the unit battery B2 and the negative terminal of the battery cell 1a having the lowest voltage in the unit battery B3 adjacent to the unit battery B2. A service plug S / P for connecting B2 and unit battery B3 is provided.
このサービスプラグS/Pは、メンテナンス時等において、単位電池B2と単位電池B3との接続を物理的に切断し得る接続部に相当しており、サービスプラグS/Pを取り外すことで、隣接する単位電池間の接続を遮断可能に構成されている。これにより、電池交換等のメンテナンス時等における安全性の向上を図っている。   The service plug S / P corresponds to a connection part that can physically disconnect the unit battery B2 and the unit battery B3 during maintenance or the like, and is adjacent by removing the service plug S / P. The connection between unit batteries is configured to be cut off. As a result, safety is improved during maintenance such as battery replacement.
このように構成される組電池1には、検出ラインを介して各単位電池B1〜B4の状態(過放電状態および過充電状態)を監視する電池監視装置2が接続されている。   A battery monitoring device 2 that monitors the state (overdischarge state and overcharge state) of each of the unit batteries B1 to B4 is connected to the assembled battery 1 configured in this manner through the detection line.
電池監視装置2は、単位電池B1〜Bnの各電池セル1aの状態を監視する過充放電検出機能を有する装置である。なお、過放電状態は、各電池セル1aの両端の電圧が信頼性の低下を招く過度な低電圧となる異常状態を意味し、過充電状態は、各電池セル1aの両端の電圧が信頼性の低下を招く過度な高電圧となる異常状態を意味する。   The battery monitoring device 2 is a device having an overcharge / discharge detection function for monitoring the state of each battery cell 1a of the unit batteries B1 to Bn. The overdischarge state means an abnormal state in which the voltage at both ends of each battery cell 1a becomes an excessively low voltage that causes a decrease in reliability. In the overcharge state, the voltage at both ends of each battery cell 1a is reliable. It means an abnormal state that results in an excessively high voltage that causes a decrease in.
具体的には、電池監視装置2は、各単位電池B1〜Bnに対応して設けられた監視ユニットU1〜Un、および監視ユニットU1〜Unを含む各種制御機器の作動を制御するマイコン20を備えて構成されている。なお、説明の便宜のため、本実施形態では、図1に示すように、単位電池B1〜B4に合わせて4つの監視ユニットU1〜Unで構成する例について説明する。   Specifically, the battery monitoring device 2 includes a monitoring unit U1 to Un provided corresponding to each unit battery B1 to Bn, and a microcomputer 20 that controls the operation of various control devices including the monitoring units U1 to Un. Configured. For convenience of explanation, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, an example in which four monitoring units U1 to Un are configured in accordance with the unit batteries B1 to B4 will be described.
本実施形態の監視ユニットU1〜U4は、対応する単位電池B1〜B4の各電池セル1aの両極端子に検出ラインを介して接続され、単位電池B1〜B4の監視を指示する指示信号(例えば、クロック信号CLK)に応じて単位電池B1〜B4における各電池セル1aの過放電状態および過充電状態を監視し、監視結果を出力信号として後述するマイコン20へ出力するように構成されている。   The monitoring units U1 to U4 of the present embodiment are connected to the bipolar terminals of the battery cells 1a of the corresponding unit batteries B1 to B4 via detection lines, and indicate instruction signals (for example, instructing monitoring of the unit batteries B1 to B4) The overcharged state and the overcharged state of each battery cell 1a in the unit batteries B1 to B4 are monitored according to the clock signal CLK), and the monitoring result is output as an output signal to the microcomputer 20 described later.
具体的には、各監視ユニットU1〜U4は、過放電状態であるか否かを監視する際に、単位電池B1〜B4における各電池セル1aの両電極間の電圧が予め過放電状態時の電圧に設定された過放電閾値電圧よりも低いか否かを判定する。そして、単位電池B1〜B4における各電池セル1aの両電極間の電圧が当該閾値電圧よりも低い場合には監視結果を過放電状態とし、閾値電圧以上の場合には監視結果を正常状態とする。   Specifically, when each of the monitoring units U1 to U4 monitors whether or not it is in an overdischarged state, the voltage between both electrodes of each battery cell 1a in the unit batteries B1 to B4 is preliminarily in the overdischarged state. It is determined whether the voltage is lower than the overdischarge threshold voltage set for the voltage. And when the voltage between the both electrodes of each battery cell 1a in unit battery B1-B4 is lower than the said threshold voltage, a monitoring result is made into an overdischarge state, and when it is more than a threshold voltage, a monitoring result is made into a normal state. .
また、各監視ユニットU1〜U4は、過充電状態であるか否かを監視する際に、単位電池B1〜B4における各電池セル1aの両電極間の電圧が予め過充電状態時の電圧に設定された過充電閾値電圧よりも高いか否かを判定する。そして、単位電池B1〜B4における各電池セル1aの両電極間の電圧が当該閾値電圧よりも高い場合には監視結果を過充電状態とし、閾値電圧以下の場合には監視結果を正常状態とする。   Moreover, when each monitoring unit U1-U4 monitors whether it is an overcharge state, the voltage between the both electrodes of each battery cell 1a in unit battery B1-B4 is preset to the voltage at the time of an overcharge state. It is determined whether or not the overcharge threshold voltage is higher. And when the voltage between the both electrodes of each battery cell 1a in unit battery B1-B4 is higher than the said threshold voltage, a monitoring result is made into an overcharge state, and when less than a threshold voltage, a monitoring result is made into a normal state. .
なお、監視ユニットU1〜U4は、対応する単位電池B1〜B4の監視を指示する指示信号(監視指示信号)を取り込むと共に隣接する監視ユニットU1〜U4の出力信号を取り込むための入力部(図示略)、隣接する監視ユニットU1〜U4に監視指示信号および出力信号を出力する出力部(図示略)等を有する。   The monitoring units U1 to U4 receive an instruction signal (monitoring instruction signal) for instructing monitoring of the corresponding unit batteries B1 to B4 and input units (not shown) for acquiring output signals of adjacent monitoring units U1 to U4. ), An output unit (not shown) for outputting a monitoring instruction signal and an output signal to the adjacent monitoring units U1 to U4.
マイコン20は、図示しないMPU、ROM、EEPROM、RAM、入出力部等からなるマイクロコンピュータであって、ROM等に記憶手段に記憶されたプログラムに従って各種処理等を実行するものである。なお、マイコン20の入出力部には、制御機器である監視ユニットU4、後述する伝達経路切替部22等が接続されている。   The microcomputer 20 is a microcomputer including an MPU, a ROM, an EEPROM, a RAM, an input / output unit (not shown), and the like, and executes various processes according to a program stored in a storage unit in the ROM or the like. Note that a monitoring unit U4, which is a control device, a transmission path switching unit 22 described later, and the like are connected to the input / output unit of the microcomputer 20.
本実施形態のマイコン20は、監視ユニットU4へ各電池セル1aの監視を指示する監視指示信号を出力すると共に、各監視ユニットU1〜U4から出力される出力信号を取得し、取得した出力信号に応じて各種制御機器を制御するように構成されている。   The microcomputer 20 of the present embodiment outputs a monitoring instruction signal instructing monitoring of each battery cell 1a to the monitoring unit U4, acquires an output signal output from each of the monitoring units U1 to U4, and obtains the acquired output signal. It is configured to control various control devices accordingly.
具体的には、本実施形態のマイコン20は、各監視ユニットU1〜U4のうち、最も高電圧となる単位電池B4に対応する監視ユニットU4に絶縁素子(例えば、フォトカプラ)21を介して接続されている。本実施形態のマイコン20と監視ユニットU4とは、双方向で通信可能に接続されており、マイコン20から監視ユニットU4へ監視指示信号が出力されると共に、監視ユニットU4からマイコン20へ各監視ユニットU1〜U4の監視結果を含む出力信号が出力される。   Specifically, the microcomputer 20 of this embodiment is connected to the monitoring unit U4 corresponding to the unit battery B4 having the highest voltage among the monitoring units U1 to U4 via the insulating element (for example, photocoupler) 21. Has been. The microcomputer 20 and the monitoring unit U4 of the present embodiment are connected so as to be able to communicate in both directions. A monitoring instruction signal is output from the microcomputer 20 to the monitoring unit U4, and each monitoring unit is transmitted from the monitoring unit U4 to the microcomputer 20. An output signal including the monitoring results of U1 to U4 is output.
また、各監視ユニットU1〜U4は、デイジーチェーン接続方式により、隣接する監視ユニット間で通信可能に通信線にて順次接続されている。より詳しくは、マイコン20に接続された監視ユニットU4が隣接する監視ユニットU3に接続されると共に、監視ユニットU3が隣接する監視ユニットU2に接続され、さらに、監視ユニットU2が隣接する監視ユニットU1に接続されている。   In addition, each of the monitoring units U1 to U4 is sequentially connected by a communication line so as to be communicable between adjacent monitoring units by a daisy chain connection method. More specifically, the monitoring unit U4 connected to the microcomputer 20 is connected to the adjacent monitoring unit U3, the monitoring unit U3 is connected to the adjacent monitoring unit U2, and the monitoring unit U2 is connected to the adjacent monitoring unit U1. It is connected.
このように隣接する監視ユニットU1〜U4同士を通信線を介して接続する構成とすることで、監視ユニットU4がマイコン20から取得した監視指示信号を、監視ユニットU3→監視ユニットU2→監視ユニットU1へと順次伝達すると共に、各監視ユニットU1〜U4の出力信号を、監視ユニットU4を介してマイコン20へと出力することが可能となっている。   By adopting a configuration in which the adjacent monitoring units U1 to U4 are connected via the communication line in this way, the monitoring instruction signal acquired by the monitoring unit U4 from the microcomputer 20 is changed to the monitoring unit U3 → the monitoring unit U2 → the monitoring unit U1. The output signals of the monitoring units U1 to U4 can be output to the microcomputer 20 via the monitoring unit U4.
ここで、各単位電池B1〜B4のうち、サービスプラグS/P(物理的に切断され得る接続部)を介して接続された単位電池B2、B3に対応する監視ユニットU2、U3の間には、監視指示信号を含む信号の伝達経路を切り替える伝達経路切替部22が設けられている。「単位電池に対応する監視ユニット」とは、単位電池を構成する各電池セル1aのうち、少なくとも最も高圧となる電池セル1aの正極端子、および最も低圧となる電池セル1aの負極端子とが電気的に接続され、少なくとも単位電池全体における電池状態を監視する監視ユニットである。なお、本実施形態では、各監視ユニットU1〜U4間を接続する通信線、および伝達経路切替部22が信号伝達手段を構成している。   Here, among the unit batteries B1 to B4, between the monitoring units U2 and U3 corresponding to the unit batteries B2 and B3 connected via the service plug S / P (connection portion that can be physically disconnected) A transmission path switching unit 22 that switches a transmission path of a signal including the monitoring instruction signal is provided. The “monitoring unit corresponding to the unit battery” means that among the battery cells 1a constituting the unit battery, at least the positive terminal of the battery cell 1a having the highest voltage and the negative terminal of the battery cell 1a having the lowest voltage are electrically connected. And a monitoring unit that monitors the battery state of at least the entire unit battery. In this embodiment, the communication line connecting the monitoring units U1 to U4 and the transmission path switching unit 22 constitute a signal transmission unit.
この伝達経路切替部22は、マイコン20に接続されており、マイコン20からの信号に応じて制御される伝達経路切替手段を構成している。本実施形態の伝達経路切替部22は、監視ユニットU2とマイコン20との間で監視指示信号を含む信号を伝達する信号伝達部221、および監視ユニットU2、U3間を導通および遮断する第1接続開閉部222を有して構成されている。   The transmission path switching unit 22 is connected to the microcomputer 20 and constitutes a transmission path switching unit that is controlled according to a signal from the microcomputer 20. The transmission path switching unit 22 of the present embodiment includes a signal transmission unit 221 that transmits a signal including a monitoring instruction signal between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20, and a first connection that connects and disconnects between the monitoring units U2 and U3. An opening / closing part 222 is provided.
信号伝達部221は、監視ユニットU2とマイコン20との間に流れる電流を所定の電流値に抑えるための抵抗221a、および監視ユニットU2とマイコン20との間を導通および遮断する第2接続開閉部221bを有して構成されている。   The signal transmission unit 221 includes a resistor 221a for suppressing the current flowing between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 to a predetermined current value, and a second connection opening / closing unit for conducting and blocking between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 221b is configured.
本実施形態では、第1接続開閉部222および第2接続開閉部221bを絶縁性に優れるフォトリレーで構成している。本実施形態の第1接続開閉部222および第2接続開閉部221bは、マイコン20からの信号に応じて制御される。   In this embodiment, the 1st connection opening / closing part 222 and the 2nd connection opening / closing part 221b are comprised with the photo relay excellent in insulation. The first connection opening / closing unit 222 and the second connection opening / closing unit 221b of the present embodiment are controlled in accordance with a signal from the microcomputer 20.
また、信号伝達部221の抵抗221aは、第2接続開閉部221bにより監視ユニットU2とマイコン20との間を導通した際に、監視ユニットU2とマイコン20との間に流れる電流を所定の電流値以下に抑えるために設けられている。この抵抗221aの抵抗値は、監視ユニットU2とマイコン20との間に流れる電流の電流値が通電した際に人間が痛いと感じる電流知覚閾値(例えば、3.5mA)以下となるように設定されている。抵抗221aは、安全性を考慮すると、監視ユニットU2とマイコン20との間に流れる電流が電流知覚閾値以下の3.5mA程度となるように設定することが望ましい。なお、例えば、単位電池B1、B2の両端電圧が400Vである場合、監視ユニットU2とマイコン20との間に流れる電流が3.5mA以下となるように抵抗221aの抵抗値が115kΩ以上に設定される。   In addition, the resistor 221a of the signal transmission unit 221 generates a predetermined current value for a current flowing between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 when the second connection opening / closing unit 221b conducts between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20. It is provided to keep it below. The resistance value of the resistor 221a is set so that the current value of the current flowing between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 is equal to or less than a current perception threshold (for example, 3.5 mA) that humans feel painful. ing. In consideration of safety, the resistor 221a is desirably set so that the current flowing between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 is about 3.5 mA which is equal to or less than the current perception threshold. For example, when the voltage across the unit batteries B1 and B2 is 400V, the resistance value of the resistor 221a is set to 115 kΩ or more so that the current flowing between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 is 3.5 mA or less. The
本実施形態のマイコン20は、監視ユニットへ監視を指示する指示信号を出力する制御手段、各種制御機器を制御する制御手段が一体に構成されているが、本実施形態では、マイコン20における監視ユニットへ監視を指示する指示信号を出力する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が監視制御手段20aを構成し、マイコン20における伝達経路切替部22を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が切替制御手段20bを構成している。   The microcomputer 20 of this embodiment is configured integrally with a control means for outputting an instruction signal for instructing the monitoring unit to monitor and a control means for controlling various control devices. However, in this embodiment, the monitoring unit in the microcomputer 20 is configured. A configuration (hardware and software) for outputting an instruction signal for instructing monitoring constitutes the monitoring control means 20a, and a configuration (hardware and software) for controlling the transmission path switching unit 22 in the microcomputer 20 provides the switching control means 20b. It is composed.
以上が、本実施形態に係る電池監視装置2の全体構成であり、以下、本実施形態に係る電池監視装置2の作動の概略について説明する。   The above is the overall configuration of the battery monitoring device 2 according to the present embodiment, and the outline of the operation of the battery monitoring device 2 according to the present embodiment will be described below.
まず、本実施形態に係る電池監視装置2による各電池セル1aの過放電状態および過充電状態の監視処理について説明する。   First, the monitoring process of the overdischarge state and the overcharge state of each battery cell 1a by the battery monitoring device 2 according to the present embodiment will be described.
マイコン20は、フォトカプラ21を介して、各電池セル1aの過放電状態または過充電状態の監視を指示する監視指示信号を、監視ユニットU4に出力する。監視ユニットU4に監視指示信号が取り込まれると、監視ユニットU4では、監視対象である単位電池B4を監視指示信号に応じて監視し、その出力信号(監視指示信号および監視結果を示す信号)を監視ユニットU3に出力する。   The microcomputer 20 outputs a monitoring instruction signal for instructing monitoring of the overdischarge state or the overcharge state of each battery cell 1a to the monitoring unit U4 via the photocoupler 21. When the monitoring instruction signal is taken into the monitoring unit U4, the monitoring unit U4 monitors the unit battery B4 to be monitored according to the monitoring instruction signal, and monitors the output signal (the monitoring instruction signal and the signal indicating the monitoring result). Output to unit U3.
そして、監視ユニットU4から出力される出力信号が入力された監視ユニットU3では、監視指示信号に応じて、監視対象の単位電池B3を監視し、その監視結果と監視ユニットU4の監視結果とを含む出力信号を監視ユニットU2へ出力する。   The monitoring unit U3 to which the output signal output from the monitoring unit U4 is input monitors the unit battery B3 to be monitored according to the monitoring instruction signal, and includes the monitoring result and the monitoring result of the monitoring unit U4. An output signal is output to the monitoring unit U2.
監視ユニットU2では、監視ユニットU3の出力信号に含まれる監視指示信号に応じて、監視対象の単位電池B2を監視し、その監視結果と監視ユニットU3、U4の監視結果とを含む出力信号を監視ユニットU1へ出力する。また、監視ユニットU1では、監視ユニットU2の出力信号に含まれる監視指示信号に応じて、監視対象の単位電池B1を監視し、その監視結果と監視ユニットU2〜U4の監視結果とを含む出力信号を、各監視ユニットU1〜U4の通信線およびフォトカプラ21を介してマイコン20に出力する。   The monitoring unit U2 monitors the unit battery B2 to be monitored according to the monitoring instruction signal included in the output signal of the monitoring unit U3, and monitors the output signal including the monitoring result and the monitoring results of the monitoring units U3 and U4. Output to unit U1. Further, the monitoring unit U1 monitors the unit battery B1 to be monitored in accordance with the monitoring instruction signal included in the output signal of the monitoring unit U2, and outputs an output signal including the monitoring result and the monitoring results of the monitoring units U2 to U4. Is output to the microcomputer 20 via the communication line of each of the monitoring units U1 to U4 and the photocoupler 21.
マイコン20では、各監視ユニットU1〜U4からの出力信号に基づいて、各電池セル1aが過放電状態または過充電状態となっているか否かを判定する。そして、当該判定の結果、各監視ユニットU1〜U4からの出力信号に過放電状態や過充電状態を示す監視結果等が含まれないと判定された場合、監視した単位電池B1〜B4は正常と判定して監視処理を終了する。一方、各監視ユニットU1〜U4からの出力信号に過放電状態や過充電状態を示す監視結果等が含まれると判定された場合、監視した単位電池B1〜B4に異常有りと判定する。   The microcomputer 20 determines whether each battery cell 1a is in an overdischarged state or an overcharged state based on output signals from the monitoring units U1 to U4. And as a result of the determination, when it is determined that the output signal from each of the monitoring units U1 to U4 does not include a monitoring result indicating an overdischarge state or an overcharge state, the monitored unit batteries B1 to B4 are normal. Determine and end the monitoring process. On the other hand, when it is determined that the output signal from each of the monitoring units U1 to U4 includes a monitoring result indicating an overdischarge state or an overcharge state, the monitored unit batteries B1 to B4 are determined to be abnormal.
次に、本実施形態に係る電池監視装置2の特徴的な作動である伝達経路切替部22による監視指示信号を含む信号の伝達経路の切替について説明する。   Next, switching of a transmission path of a signal including a monitoring instruction signal by the transmission path switching unit 22 which is a characteristic operation of the battery monitoring device 2 according to the present embodiment will be described.
まず、サービスプラグS/Pが取り付けられた状態、すなわち、単位電池B2、B3が導通している場合には、マイコン20により監視ユニットU2、U3間が導通するように第1接続開閉部222がオンされると共に、監視ユニットU2とマイコン20との間を遮断するように第2接続開閉部221bがオフされる。これにより、監視ユニットU2における監視指示信号を含む信号の伝達経路が監視ユニットU3となる。   First, when the service plug S / P is attached, that is, when the unit batteries B2 and B3 are conductive, the first connection opening / closing unit 222 is connected so that the monitoring unit U2 and U3 are conductive by the microcomputer 20. In addition to being turned on, the second connection opening / closing part 221b is turned off so as to interrupt the monitoring unit U2 and the microcomputer 20. Thereby, the transmission path of the signal including the monitoring instruction signal in the monitoring unit U2 becomes the monitoring unit U3.
一方、サービスプラグS/Pが取り外された状態、すなわち、単位電池B2、B3が遮断されている場合には、システムメインリレーSMRがオフされて、組電池1と各種電気機器との間が遮断される。そして、マイコン20により監視ユニットU2とマイコン20との間が導通するように第2接続開閉部221bがオンされると共に、監視ユニットU2、U3間を遮断するように第1接続開閉部222がオフされる。   On the other hand, when the service plug S / P is removed, that is, when the unit batteries B2 and B3 are cut off, the system main relay SMR is turned off and the assembled battery 1 and various electric devices are cut off. Is done. Then, the microcomputer 20 turns on the second connection opening / closing part 221b so that the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 are electrically connected, and turns off the first connection opening / closing part 222 so as to cut off between the monitoring units U2, U3. Is done.
これにより、監視ユニットU2における監視指示信号を含む信号の伝達経路が監視ユニットU3からマイコン20に切り替えられることとなる。この場合、マイコン20には、監視ユニットU2、U4が接続され、監視ユニットU2、U4に対してマイコン20から監視指示信号が出力されると共に、監視ユニットU1〜U4の監視結果を含む信号がマイコン20へ出力される。なお、監視ユニットU3は、監視ユニットU4を介してマイコン20と通信することができ、監視ユニットU1は、監視ユニットU2を介してマイコン20と通信することができる。   Thereby, the transmission path of the signal including the monitoring instruction signal in the monitoring unit U2 is switched from the monitoring unit U3 to the microcomputer 20. In this case, monitoring units U2 and U4 are connected to the microcomputer 20, a monitoring instruction signal is output from the microcomputer 20 to the monitoring units U2 and U4, and a signal including the monitoring results of the monitoring units U1 to U4 is output to the microcomputer. 20 is output. Note that the monitoring unit U3 can communicate with the microcomputer 20 via the monitoring unit U4, and the monitoring unit U1 can communicate with the microcomputer 20 via the monitoring unit U2.
以上、説明した本実施形態の電池監視装置によれば、組電池1における単位電池B2、B3間に設けられたサービスプラグS/Pが取り外された際に、サービスプラグS/Pを介して接続されていた単位電池B2、B3に対応する監視ユニットU2、U3間が第1接続開閉部222により遮断されるので、監視ユニットU2、U3間の通信線を介して不必要に電流が流れてしまうことを抑制することができる。   As described above, according to the battery monitoring apparatus of the present embodiment described above, when the service plug S / P provided between the unit batteries B2 and B3 in the assembled battery 1 is removed, the connection is made via the service plug S / P. The monitoring units U2 and U3 corresponding to the unit batteries B2 and B3 that have been disconnected are blocked by the first connection opening / closing unit 222, so that an unnecessarily current flows through the communication line between the monitoring units U2 and U3. This can be suppressed.
これに加えて、組電池1における単位電池B2、B3間に設けられたサービスプラグS/Pが取り外された際に、単位電池B2に対応する監視ユニットU2における指示信号を含む信号の伝達経路を、監視ユニットU3からマイコン20へ切り替えるので、監視ユニットU2における通信を維持することができる。   In addition, when the service plug S / P provided between the unit batteries B2 and B3 in the assembled battery 1 is removed, a signal transmission path including an instruction signal in the monitoring unit U2 corresponding to the unit battery B2 is provided. Since the monitoring unit U3 is switched to the microcomputer 20, the communication in the monitoring unit U2 can be maintained.
従って、組電池1における隣接する単位電池B2、B3の間のサービスプラグS/Pが取り外されたとしても、安全性を確保しつつ、各監視ユニットU1〜U4における通信を維持することができる。   Therefore, even if the service plug S / P between the adjacent unit batteries B2 and B3 in the assembled battery 1 is removed, communication in each of the monitoring units U1 to U4 can be maintained while ensuring safety.
また、本実施形態では、第1接続開閉部222および第2接続開閉部221bをフォトリレーで構成している。これにより、監視ユニットU2、U3間および監視ユニットU2とマイコン20の間の絶縁性を確保した状態で導通および遮断することができるので、安全性を充分に確保することができる。   Moreover, in this embodiment, the 1st connection opening / closing part 222 and the 2nd connection opening / closing part 221b are comprised with the photo relay. Thereby, since it can conduct | electrically_connect and interrupt | block in the state which ensured the insulation between monitoring unit U2, U3 and between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20, safety | security can fully be ensured.
なお、監視ユニットU2とマイコン20とが導通する際には、システムメインリレーがオフされるので、監視ユニットU2およびマイコン20間の信号へ高圧ノイズが生ずることを抑制される。   When the monitoring unit U2 and the microcomputer 20 are conducted, the system main relay is turned off, so that high voltage noise is suppressed from being generated in the signal between the monitoring unit U2 and the microcomputer 20.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図2に基づいて説明する。図2は、本実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成を示している。なお、本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the overall configuration of the assembled battery control system including the battery monitoring device according to the present embodiment. In the present embodiment, description of the same or equivalent parts as in the first embodiment will be omitted or simplified.
本実施形態では、図2に示すように、サービスプラグS/Pにより接続された監視ユニットU2、U3に対応する監視ユニットU2、U3間を、絶縁素子23を介して接続している。本実施形態では、絶縁素子として2つのフォトカプラ23a、23bを用いて、監視ユニットU2、U3間で双方向に通信可能としている。なお、本実施形態では、各監視ユニットU1〜U4を接続する通信線、および絶縁素子23が信号伝達手段を構成している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the monitoring units U2 and U3 corresponding to the monitoring units U2 and U3 connected by the service plug S / P are connected via an insulating element 23. In this embodiment, two photocouplers 23a and 23b are used as insulating elements, and bidirectional communication is possible between the monitoring units U2 and U3. In the present embodiment, the communication line connecting the monitoring units U1 to U4 and the insulating element 23 constitute a signal transmission means.
本実施形態の如く、監視ユニットU2、U3間を絶縁素子23で接続する場合、監視ユニットU2、U3間の絶縁性を確保した状態で、監視ユニットU2、U3間で通信することができるので、サービスプラグS/Pが取り外されたとしても、安全性を確保しつつ、監視ユニットU1〜U4における通信を維持することができる。   As in this embodiment, when the monitoring units U2 and U3 are connected by the insulating element 23, the monitoring units U2 and U3 can communicate with each other while ensuring the insulation between the monitoring units U2 and U3. Even if the service plug S / P is removed, communication in the monitoring units U1 to U4 can be maintained while ensuring safety.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図3に基づいて説明する。図3は、本実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成を示している。なお、本実施形態では、第1、第2実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the overall configuration of the assembled battery control system including the battery monitoring device according to the present embodiment. In the present embodiment, description of the same or equivalent parts as in the first and second embodiments will be omitted or simplified.
本実施形態では、図3に示すように、本実施形態のマイコン20は、各監視ユニットU1〜U4のうち、最も高電圧となる単位電池B4に対応する監視ユニットU4および最も低電圧となる単位電池B1に絶縁素子(例えば、フォトカプラ)21を介して接続されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the microcomputer 20 of the present embodiment includes the monitoring unit U4 corresponding to the unit battery B4 having the highest voltage and the unit having the lowest voltage among the monitoring units U1 to U4. The battery B1 is connected via an insulating element (for example, photocoupler) 21.
具体的には、本実施形態のマイコン20と監視ユニットU4とは、マイコン20から監視ユニットU4へと向かう単方向へ通信可能に接続されると共に、マイコン20と監視ユニットU1とは、監視ユニットU1からマイコン20へと向かう単方向へ通信可能に接続されている。そして、マイコン20から監視ユニットU4へ出力された監視指示信号を含む信号は、監視ユニットU3→監視ユニットU2→監視ユニットU1→マイコン20へ出力される。   Specifically, the microcomputer 20 and the monitoring unit U4 of this embodiment are communicably connected in a single direction from the microcomputer 20 to the monitoring unit U4, and the microcomputer 20 and the monitoring unit U1 are connected to the monitoring unit U1. To the microcomputer 20 so as to be able to communicate in one direction. A signal including the monitoring instruction signal output from the microcomputer 20 to the monitoring unit U4 is output from the monitoring unit U3 → the monitoring unit U2 → the monitoring unit U1 → the microcomputer 20.
また、本実施形態では、サービスプラグS/Pにより接続された監視ユニットU2、U3に対応する監視ユニットU2、U3間を接続する絶縁素子23として1つのフォトカプラ23aを用いて、監視ユニットU3から監視ユニットU2への単方向に通信可能としている。なお、本実施形態では、各監視ユニットU1〜U4を接続する通信線、および絶縁素子23が信号伝達手段を構成している。   Further, in the present embodiment, a single photocoupler 23a is used as the insulating element 23 for connecting the monitoring units U2 and U3 corresponding to the monitoring units U2 and U3 connected by the service plug S / P, and the monitoring unit U3 Communication to the monitoring unit U2 is possible in one direction. In the present embodiment, the communication line connecting the monitoring units U1 to U4 and the insulating element 23 constitute a signal transmission means.
本実施形態の如く、監視ユニットU4間を単方向に通信可能に接続する構成によっても、第2実施形態と同様に、サービスプラグS/Pが取り外されたとしても、安全性を確保しつつ、監視ユニットU1〜U4における通信を維持することができる。   Even if the service plug S / P is removed as in the second embodiment, the configuration in which the monitoring units U4 are communicatively connected between the monitoring units U4 as in the present embodiment, while ensuring the safety, Communication in the monitoring units U1 to U4 can be maintained.
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Unless it deviates from the range described in each claim, it is not limited to the wording of each claim, and those skilled in the art Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can be added as appropriate to the extent that they can be easily replaced. For example, various modifications are possible as follows.
(1)上述の第1実施形態では、第1接続開閉部222および第2接続開閉部221bをフォトリレーで構成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、第1接続開閉部222および第2接続開閉部221bをメカニカルリレーやMOSスイッチで構成することができる。   (1) In the first embodiment described above, the example in which the first connection opening / closing part 222 and the second connection opening / closing part 221b are configured by photorelays has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the first connection opening / closing part 222 And the 2nd connection opening-and-closing part 221b can be comprised with a mechanical relay or a MOS switch.
(2)上述の各実施形態では、信号伝達部221を抵抗221aおよび第2接続開閉部221bで構成する例について説明したがこれに限定されない。例えば、抵抗221aを数MΩ以上の高い抵抗値とする場合には、第2接続開閉部221bを廃し、抵抗221aだけで信号伝達部221を構成してもよい。   (2) In each of the above-described embodiments, the example in which the signal transmission unit 221 includes the resistor 221a and the second connection opening / closing unit 221b has been described, but the present invention is not limited to this. For example, when the resistance 221a has a high resistance value of several MΩ or more, the second connection opening / closing unit 221b may be eliminated, and the signal transmission unit 221 may be configured with only the resistor 221a.
(3)上述の第2、第3実施形態では、監視ユニットU2、U3間に設けられた絶縁素子をフォトカプラで構成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、絶縁素子をカップリングコンデンサやカップリングトランスで構成することができる。   (3) In the second and third embodiments described above, the example in which the insulating element provided between the monitoring units U2 and U3 is configured by a photocoupler has been described. However, the present invention is not limited to this example. A ring capacitor or a coupling transformer can be used.
(4)上述の各実施形態では、サービスプラグS/Pにて接続された単位電池B2、B3に対応する監視ユニットU2、U3間にだけ伝達経路切替部22や絶縁素子23を設ける例について説明したが、これに限定されない。   (4) In each of the above-described embodiments, an example in which the transmission path switching unit 22 and the insulating element 23 are provided only between the monitoring units U2 and U3 corresponding to the unit batteries B2 and B3 connected by the service plug S / P will be described. However, it is not limited to this.
例えば、サービスプラグS/P以外に、物理的に切断され得る接続部であるヒューズ、バスバー、配線の何れかにより接続された単位電池に対応する監視ユニット間に伝達経路切替部22や絶縁素子23を設ける構成としてもよい。   For example, in addition to the service plug S / P, the transmission path switching unit 22 and the insulating element 23 are connected between the monitoring units corresponding to the unit batteries connected by any of fuses, bus bars, and wirings that can be physically disconnected. It is good also as a structure which provides.
また、サービスプラグS/Pにて接続された単位電池に対応する監視ユニット間、最も高電圧側の単位電池とマイコン20との間、および最も低電圧側の単位電池とマイコン20との間ではなく、それら以外の監視ユニット間に伝達経路切替部22や絶縁素子23を設ける構成としてもよい。この場合、部品点数の増加等を考慮して、各監視ユニット間の全てに伝達経路切替部22や絶縁素子23を設けるのではなく、監視ユニット間の少なくとも一部に伝達経路切替部22や絶縁素子23を設ける形態が好ましい。   Further, between the monitoring units corresponding to the unit batteries connected by the service plug S / P, between the unit battery on the highest voltage side and the microcomputer 20, and between the unit battery on the lowest voltage side and the microcomputer 20 Alternatively, the transmission path switching unit 22 and the insulating element 23 may be provided between the other monitoring units. In this case, considering the increase in the number of parts, the transmission path switching unit 22 and the insulation element 23 are not provided between all the monitoring units, but the transmission path switching unit 22 and the insulation are provided at least partially between the monitoring units. A form in which the element 23 is provided is preferable.
(5)また、上述の各実施形態では、電池監視装置2の監視ユニットU1〜U4にて各電池セル1aの過放電状態および過充電状態の双方を監視する例について説明したが、これに限定されない。例えば、監視ユニットU1〜U4にて各電池セル1aの過放電状態および過充電状態のいずれか一方だけを監視するようにしてもよい。   (5) Moreover, although each above-mentioned embodiment demonstrated the example which monitors both the overdischarge state of each battery cell 1a in the monitoring units U1-U4 of the battery monitoring apparatus 2, and overcharge state, it is limited to this. Not. For example, only one of the overdischarge state and the overcharge state of each battery cell 1a may be monitored by the monitoring units U1 to U4.
(6)また、上述の各実施形態では、電池監視装置2を車載高圧バッテリに適用する例を説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに用いてもよい。   (6) Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the battery monitoring device 2 is applied to the in-vehicle high voltage battery has been described, but the present invention is not limited to the in-vehicle high voltage battery, and may be used for other batteries.
1 組電池
1a 電池セル
2 マイコン(制御手段)
20a 監視制御手段
20b 切替制御手段
22 伝達経路切替部(伝達経路切替手段)
221 信号伝達部
221a 抵抗
221b 第2接続開閉部
222 第1接続開閉部
23 絶縁素子
23a フォトカプラ
23b フォトカプラ
B1〜Bn 単位電池
U1〜Un 監視ユニット
1 assembled battery 1a battery cell 2 microcomputer (control means)
20a monitoring control means 20b switching control means 22 transmission path switching section (transmission path switching means)
221 Signal transmission part 221a Resistance 221b Second connection opening / closing part 222 First connection opening / closing part 23 Insulating element 23a Photocoupler 23b Photocoupler B1-Bn Unit battery U1-Un Monitoring unit

Claims (6)

  1. 複数の電池セルが直列に接続されて構成される組電池を所定数の電池セル毎にグループ化した単位電池それぞれに対応して設けられ、対応する前記単位電池を監視する複数の監視ユニット、および前記監視ユニットへ監視を指示する指示信号を出力する監視制御手段を備え、前記複数の監視ユニットのうち前記監視制御手段からの前記指示信号を取得した監視ユニットが、隣接する前記監視ユニットへ信号伝達手段を介して前記指示信号を含む信号を伝達するように構成された電池監視装置であって、
    前記組電池における複数の前記単位電池のうち少なくとも一部の単位電池は、物理的に切断され得る接続部によって隣接する前記単位電池に直列に接続されており、
    前記組電池は、前記接続部の切断に連動して前記組電池から電力が供給される電気負荷との接続が遮断されるように構成されており、
    前記信号伝達手段は、前記接続部が切断された際に、前記接続部にて接続されていた前記単位電池に対応する前記監視ユニット間を遮断すると共に、前記接続部にて接続されていた前記単位電池に対応する前記監視ユニットにおける前記指示信号を含む信号の伝達経路を、前記隣接する監視ユニットから前記監視制御手段へ切り替える伝達経路切替手段を有して構成されていることを特徴とする電池監視装置。
    A plurality of monitoring units that are provided corresponding to each unit battery in which a plurality of battery cells connected in series are grouped for each predetermined number of battery cells, and monitor the corresponding unit batteries; A monitoring control unit that outputs an instruction signal for instructing monitoring to the monitoring unit, and the monitoring unit that has acquired the instruction signal from the monitoring control unit among the plurality of monitoring units transmits a signal to the adjacent monitoring unit A battery monitoring device configured to transmit a signal including the instruction signal through a means,
    At least some of the unit batteries in the assembled battery are connected in series to the adjacent unit batteries by a connection part that can be physically disconnected,
    The assembled battery is configured to be disconnected from an electrical load to which electric power is supplied from the assembled battery in conjunction with the disconnection of the connection portion,
    The signal transmitting means shuts off the monitoring units corresponding to the unit batteries connected at the connecting portion when the connecting portion is disconnected, and is connected at the connecting portion. A battery comprising: a transmission path switching unit that switches a transmission path of a signal including the instruction signal in the monitoring unit corresponding to a unit battery from the adjacent monitoring unit to the monitoring control unit. Monitoring device.
  2. 前記伝達経路切替手段の作動を制御する切替制御手段を備え、
    前記伝達経路切替手段は、前記接続部により接続される前記単位電池に対応する前記監視ユニットと前記監視制御手段との間で前記指示信号を含む信号を伝達する信号伝達部、および前記接続部により接続される前記単位電池に対応する監視ユニット間を導通および遮断する第1接続開閉部を有し、
    前記切替制御手段は、前記接続部が切断された際に、前記接続部により接続される前記単位電池に対応する前記監視ユニット間を遮断することを特徴とする請求項1に記載の電池監視装置。
    Comprising switching control means for controlling the operation of the transmission path switching means,
    The transmission path switching unit includes a signal transmission unit that transmits a signal including the instruction signal between the monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the connection unit and the monitoring control unit, and the connection unit. A first connection opening / closing section for conducting and blocking between the monitoring units corresponding to the unit cells to be connected;
    2. The battery monitoring device according to claim 1, wherein the switching control unit shuts off between the monitoring units corresponding to the unit batteries connected by the connection unit when the connection unit is disconnected. 3. .
  3. 前記信号伝達部は、前記接続部により接続される前記単位電池に対応する監視ユニットと前記監視制御手段との間に流れる電流を所定の電流値以下に抑えるための抵抗、および前記接続部により接続される前記単位電池に対応する監視ユニットと前記監視制御手段との間を導通および遮断する第2接続開閉部を有し、
    前記切替制御手段は、前記接続部が切断された際に、前記接続部により接続される前記単位電池に対応する前記監視ユニットと前記監視制御手段との間を導通することを特徴とする請求項2に記載の電池監視装置。
    The signal transmission unit is connected by a resistor for suppressing a current flowing between a monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the connection unit and the monitoring control unit to a predetermined current value or less, and the connection unit A second connection opening / closing section for conducting and blocking between the monitoring unit corresponding to the unit battery and the monitoring control means,
    The switching control means conducts electrical connection between the monitoring unit corresponding to the unit battery connected by the connection portion and the monitoring control means when the connection portion is disconnected. 2. The battery monitoring device according to 2.
  4. 前記第1接続開閉部および前記第2接続開閉部は、フォトリレーで構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電池監視装置。   The battery monitoring device according to claim 3, wherein the first connection opening / closing part and the second connection opening / closing part are configured by a photorelay.
  5. 前記接続部は、前記隣接する単位電池間を遮断可能なサービスプラグであることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の電池監視装置。 The connecting portion is a battery monitoring device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the service plug can be cut off between the unit cells to the adjacent.
  6. 前記接続部は、前記隣接する単位電池間を遮断可能なヒューズであることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の電池監視装置。 The connecting portion is a battery monitoring device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a fuse capable of interrupting between the unit cells to the adjacent.
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