JP5860886B2 - Battery control device, power storage device, and vehicle - Google Patents

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Description

本発明は電池制御装置と、これを備えた蓄電装置および車両とに関する。   The present invention relates to a battery control device, a power storage device including the battery control device, and a vehicle.

電気自動車およびハイブリッド型自動車においては、リチウム単電池等の二次電池セル（単電池）を直列または直並列に複数個接続したセルグループを、更に複数個直列または直並列に接続した電池モジュールを使用している。またこの電池モジュールを複数個直列または直並列に接続したものが、これらの電池モジュールを制御する電池制御回路とともに蓄電装置として使用されている。   In electric vehicles and hybrid vehicles, a battery module in which a plurality of cell groups in which a plurality of secondary battery cells (single cells) such as lithium single cells are connected in series or in series and parallel is connected in series or in series and parallel is used. doing. A plurality of battery modules connected in series or in series and parallel are used as a power storage device together with a battery control circuit for controlling these battery modules.

直列に多数接続された二次電池セルとこれらの電池の電圧を検出するための制御装置とを接続する場合に、内蔵された集積回路に高電圧が印加されて破損しないように、大電流が制御装置に流れないような工夫が必要である。例えば特許文献１では、複数の二次電池を直並列に接続した電池パック（セルグループ）を制御装置に接続する際、電池パック内で電池電圧の低電位側から順番に電圧検出線が接続されるように、コネクタのピンの長さが変更された特殊なコネクタが用いられている。   When connecting a large number of secondary battery cells connected in series and a control device for detecting the voltage of these batteries, a large current is applied so that a high voltage is not applied to the built-in integrated circuit and is damaged. A device that does not flow to the control device is required. For example, in Patent Document 1, when a battery pack (cell group) in which a plurality of secondary batteries are connected in series and parallel is connected to a control device, voltage detection lines are connected in order from the low potential side of the battery voltage in the battery pack. As described above, a special connector in which the pin length of the connector is changed is used.

特開２００７−２８０８７２号公報JP 2007-280872 A

特許文献１に開示されているような、数個の二次電池を直列接続した場合では、全体の電圧はせいぜい１０Ｖ程度であり、この電池制御装置に用いられる素子に対する、耐圧等の対策により対応することが可能である。しかしながら、電気自動車およびハイブリッド型自動車等において、電池モジュールを複数個直列または直並列に接続した場合は、全体の電圧は１個のセルグループの場合よりはるかに高くなり、数百Ｖにまで達することがある。このような場合にはセルグループを複数個接続する際に、複数のセルグループとこれらの電池制御装置との接続のための更なる工夫が必要である。   In the case where several secondary batteries are connected in series as disclosed in Patent Document 1, the total voltage is about 10V at most, and measures are taken by measures such as withstand voltage for the elements used in this battery control device. Is possible. However, when a plurality of battery modules are connected in series or series-parallel in electric vehicles and hybrid vehicles, the overall voltage is much higher than that of a single cell group, reaching several hundred volts. There is. In such a case, when connecting a plurality of cell groups, it is necessary to further devise for connection between the plurality of cell groups and these battery control devices.

本発明の第１の態様による電池制御装置は、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、複数のセルコントローラＩＣを電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続したセルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とをコネクタに設け、第１の端子と第２の端子とを電池制御装置の外部の接続点で接続し、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線との間に活線接続時には開放状態になるスイッチを設けている。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の電池制御装置において、スイッチは機械的スイッチであってよい。
本発明の第３の態様によると、第１の態様の電池制御装置において、スイッチは、第２のセルコントローラＩＣからの信号により制御される電気的スイッチであってもよい。
本発明の第４の態様によると、第１乃至第３のいずれかの態様の電池制御装置において、少なくとも接続点からコネクタまでの間について、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成してもよい。
本発明の第５の態様による電池制御装置は、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、複数のセルコントローラＩＣを電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続したセルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とをコネクタに設け、第１の端子と第２の端子とを電池制御装置の外部の接続点で接続し、少なくとも接続点からコネクタまでの間について、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成している。
本発明の第６の態様による蓄電装置は、第１乃至第５のいずれかの態様の電池制御装置と、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールと、電池モジュール側のコネクタとを備える。
本発明の第７の態様による電動走行可能な車両は、第６の態様の蓄電装置と、蓄電装置で制御される電力で駆動される走行用電動機とを備える。 A battery control device according to a first aspect of the present invention provides a battery control device for controlling a battery module in which a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in series are connected in series or in series and parallel. A plurality of cell controller ICs each controlling, and one or more connectors provided for connecting the plurality of cell controller ICs to the battery module, wherein the plurality of cell controller ICs are two or more cells connected in series. A first cell controller IC including a first cell controller IC and a second cell controller IC provided in succession so as to control the group, the GND terminal side wiring of the first cell controller IC; and a second cell controller IC provided in a second terminal for connecting the VCC terminal side wire to the connector, the external connection of the first terminal and a second terminal battery control device In connecting, at the time of hot connection between the first cell controller IC GND terminal side wiring and the second cell controller IC VCC terminal side wiring is provided with a switch which is in an open state.
According to the second aspect of the present invention, in the battery control device of the first aspect, the switch may be a mechanical switch.
According to the third aspect of the present invention, in the battery control device according to the first aspect, the switch may be an electrical switch controlled by a signal from the second cell controller IC.
According to the fourth aspect of the present invention, in the battery control device according to any one of the first to third aspects, the GND terminal side wiring of the first cell controller IC and the second wiring at least from the connection point to the connector. The VCC terminal side wiring of the cell controller IC may be configured with a noise-resistant cable.
A battery control device according to a fifth aspect of the present invention is a battery control device for controlling a battery module in which a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in series are connected in series or in series and parallel. A plurality of cell controller ICs each controlling, and one or more connectors provided for connecting the plurality of cell controller ICs to the battery module, wherein the plurality of cell controller ICs are two or more cells connected in series. A first cell controller IC including a first cell controller IC and a second cell controller IC provided in succession so as to control the group, the GND terminal side wiring of the first cell controller IC; and a second cell controller IC provided in a second terminal for connecting the VCC terminal side wire to the connector, the external connection of the first terminal and a second terminal battery control device In connecting, for between at least the connection point to the connector, and GND terminal side wiring of the first cell controller IC and the VCC terminal side wiring of the second cell controller IC constituted by anti-noise cable.
A power storage device according to a sixth aspect of the present invention is a battery in which the battery control device according to any one of the first to fifth aspects and a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in series are connected in series or in series-parallel. A module and a battery module side connector are provided.
A vehicle capable of electric travel according to a seventh aspect of the present invention includes the power storage device according to the sixth aspect and a travel motor driven by electric power controlled by the power storage device.

本発明によれば、複数のセルグループと接続するのに適した電池制御装置と、これを備えた蓄電装置および車両とを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery control apparatus suitable for connecting with a some cell group, an electrical storage apparatus provided with this, and a vehicle can be provided.

ハイブリッド自動車用駆動システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive system for hybrid vehicles. 車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the drive system of the rotary electric machine for vehicles. 電池制御用ＩＣ（セルコントローラＩＣ）の内部回路の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the internal circuit of IC for battery control (cell controller IC). 従来の電源制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional power supply control apparatus. 本発明の第１の実施形態による電源制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態による電源制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply control apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態による電源制御装置においてスイッチにＦＥＴを用いた例を示す図である。It is a figure which shows the example which used FET for the switch in the power supply control device by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態による電源制御装置においてスイッチにＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いた例を示す図である。It is a figure which shows the example which used the PNP type bipolar transistor for the switch in the power supply control device by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態による電源制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply control apparatus by the 3rd Embodiment of this invention.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態では、本発明による電池制御装置および蓄電装置をハイブリッド自動車用駆動システムに適用した場合について説明する。なお、以下に説明する実施形態の構成は、ハイブリッド電車などの鉄道車両などにも適用できる。また本発明による電池制御装置および蓄電装置は電気自動車にも適用可能である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments described below, a case where the battery control device and the power storage device according to the present invention are applied to a drive system for a hybrid vehicle will be described. The configuration of the embodiment described below can also be applied to a railway vehicle such as a hybrid train. The battery control device and the power storage device according to the present invention can also be applied to an electric vehicle.

＜ハイブリッド自動車用駆動システムの概略構成＞
まず、図１を用いて、ハイブリッド自動車用駆動システムについて説明する。図１に示すハイブリッド自動車１の駆動システムは、駆動輪２に機械的に接続された車軸３がデファレンシャルギア４と接続され、デファレンシャルギア４の入力軸が変速機５と接続されている。そして、内燃機関であるエンジン６と電動発電機７の駆動力が駆動力切替装置８によって切り替えられ、駆動輪２の駆動源として、駆動力切替装置８を介して変速機５に入力される構成となっている。<Schematic configuration of hybrid vehicle drive system>
First, a hybrid vehicle drive system will be described with reference to FIG. In the drive system of the hybrid vehicle 1 shown in FIG. 1, the axle 3 mechanically connected to the drive wheels 2 is connected to the differential gear 4, and the input shaft of the differential gear 4 is connected to the transmission 5. The driving force of the internal combustion engine 6 and the motor generator 7 is switched by the driving force switching device 8 and input to the transmission 5 via the driving force switching device 8 as the driving source of the drive wheels 2. It has become.

図１では駆動輪２の駆動源として、エンジン６と電動発電機７とが並列に配置された、いわゆるパラレルハイブリッド方式の駆動システムを示している。この他にも、ハイブリッド自動車用駆動システムには、駆動輪２の駆動源として電動発電機７のエネルギーを用い、エンジン６のエネルギーは電動発電機７の駆動源、すなわち蓄電器を充電するために用いるようにした、いわゆるシリアルハイブリッド方式のものがある。本発明はこれらのいずれの方式の駆動システムにも採用することができる。また、これらを組合せた方式の駆動システムにも採用することができる。   FIG. 1 shows a so-called parallel hybrid drive system in which an engine 6 and a motor generator 7 are arranged in parallel as a drive source of the drive wheels 2. In addition, the hybrid vehicle drive system uses the energy of the motor generator 7 as a drive source of the drive wheels 2, and the energy of the engine 6 is used to charge the drive source of the motor generator 7, that is, the capacitor. There is a so-called serial hybrid system. The present invention can be applied to any of these types of drive systems. Further, the present invention can also be adopted in a drive system in which these are combined.

電動発電機７には、電力変換装置９を介して、電源装置である蓄電装置１１が電気的に接続されている。電力変換装置９は制御装置１０によって制御される。   A power storage device 11 that is a power supply device is electrically connected to the motor generator 7 via a power conversion device 9. The power conversion device 9 is controlled by the control device 10.

電動発電機７を電動機として作動させる時には、電力変換装置９は、蓄電装置１１から出力された直流電力を三相交流電力に変換する直流−交流変換回路として機能する。また、回生制動の際に電動発電機７を発電機として作動させる時には、電力変換装置９は、電動発電機７から出力された三相交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換回路として機能する。電力変換装置９の直流側には、蓄電装置１１のモジュール電池の正負極端子が電気的に接続される。電力変換装置９の交流側には、２つのスイッチング半導体素子による３つの直列回路がある。各直列回路の２つのスイッチング半導体素子の中間には、電動発電機７の電機子巻線の各相に対応する巻線がそれぞれ電気的に接続されるようになっている。   When the motor generator 7 is operated as an electric motor, the power conversion device 9 functions as a DC-AC conversion circuit that converts DC power output from the power storage device 11 into three-phase AC power. Further, when the motor generator 7 is operated as a generator during regenerative braking, the power converter 9 functions as an AC-DC converter circuit that converts the three-phase AC power output from the motor generator 7 into DC power. To do. The positive and negative terminals of the module battery of the power storage device 11 are electrically connected to the DC side of the power conversion device 9. On the AC side of the power converter 9, there are three series circuits composed of two switching semiconductor elements. Windings corresponding to the phases of the armature windings of the motor generator 7 are electrically connected between the two switching semiconductor elements of each series circuit.

電動発電機７は、駆動輪２を駆動するための電動機として機能し、電機子（固定子）と、電機子に対向配置され、回転可能に保持された界磁（回転子）とを備える。電機子は、磁性体である電機子鉄心（固定子鉄心）と、電機子鉄心に装着された三相の電機子巻線（固定子巻線）とを備えている。界磁は、電動発電機７を電動機または発電機として駆動する時に界磁磁束を発生させる部位であり、磁性体である界磁鉄心（回転子鉄心）と、界磁鉄心に装着された永久磁石とを備えている。すなわち電動発電機７は、永久磁石を界磁に用いた永久磁石界磁式三相交流同期回転電機である。電動発電機７は、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、永久磁石の磁束との磁気的な作用に基づいて、駆動輪２の駆動に必要な回転動力を発生する。   The motor generator 7 functions as an electric motor for driving the drive wheels 2, and includes an armature (stator) and a field (rotor) that is disposed to face the armature and is rotatably supported. The armature includes an armature core (stator core), which is a magnetic body, and a three-phase armature winding (stator winding) mounted on the armature core. The field is a part that generates a field magnetic flux when the motor generator 7 is driven as an electric motor or a generator. A field core (rotor core), which is a magnetic material, and a permanent magnet attached to the field core. And. That is, the motor generator 7 is a permanent magnet field type three-phase AC synchronous rotating electric machine using a permanent magnet as a field. The motor generator 7 drives the drive wheels 2 based on the magnetic action of the rotating magnetic field that is formed by the three-phase AC power supplied to the armature winding and rotates at the synchronous speed, and the magnetic flux of the permanent magnet. Generates the rotational power required for

電動発電機７を電動機として駆動する時には、電機子は、電力変換装置９によって制御された三相交流電力の供給を受けて回転磁界を発生させる。一方、電動発電機７を発電機として駆動する時には、電機子は、磁束の鎖交により三相交流電力を発生させる。   When the motor generator 7 is driven as a motor, the armature receives a supply of three-phase AC power controlled by the power converter 9 and generates a rotating magnetic field. On the other hand, when the motor generator 7 is driven as a generator, the armature generates three-phase AC power by linkage of magnetic flux.

なお、電動発電機７としては、永久磁石界磁式三相交流同期回転電機以外のものでもよい。例えば、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、巻線の励磁による磁束との磁気的な作用に基づいて、回転動力を発生する巻線界磁式三相交流同期回転電機や、三相交流誘導回転電機などを採用してもよい。巻線界磁式三相交流同期回転電機の場合、電機子の構成は永久磁石界磁式三相交流同期回転電機と基本的に同じである。一方、界磁の構成は異なっており、磁性体である界磁鉄心に界磁巻線（回転子巻線）を巻いた構成になっている。なお、巻線界磁式三相交流同期回転電機では、界磁巻線が巻かれた界磁鉄心に永久磁石を装着し、巻線による磁束の漏れを抑える場合もある。界磁巻線は外部電源から界磁電流の供給を受けて励磁されることにより磁束を発生する。   The motor generator 7 may be other than the permanent magnet field type three-phase AC synchronous rotating electric machine. For example, a winding that generates rotational power based on the magnetic action of a rotating magnetic field that is formed by three-phase AC power supplied to an armature winding and rotates at a synchronous speed, and a magnetic flux generated by excitation of the winding A field type three-phase AC synchronous rotating electric machine or a three-phase AC induction rotating electric machine may be adopted. In the case of a wound field type three-phase AC synchronous rotating electric machine, the configuration of the armature is basically the same as that of a permanent magnet field type three-phase AC synchronous rotating electric machine. On the other hand, the configuration of the field is different, and a field winding (rotor winding) is wound around a field iron core that is a magnetic material. In a wound field type three-phase AC synchronous rotating electric machine, a permanent magnet may be attached to a field core around which a field winding is wound to suppress leakage of magnetic flux due to the winding. The field winding generates a magnetic flux when excited by receiving a field current from an external power source.

電動発電機７には、駆動力切替装置８、変速機５およびデファレンシャルギア４を介して、駆動輪２の車軸３が機械的に接続されている。変速機５は、電動発電機７から出力された回転動力を変速してデファレンシャルギア４に伝達する。デファレンシャルギア４は、変速機５から出力された回転動力を左右の車軸３に伝達する。駆動力切替装置８は、エンジン制御や走行制御などを行う上位制御装置（不図示）からの指令によって切替動作を行う。例えば、エンジン制御での加速走行、アイドルストップからの電動発電機７によるエンジン始動、ブレーキ制御における回生ブレーキ協調などの状況に応じて、変速機５およびデファレンシャルギア４を介して車軸３と電動発電機７を接続し、電動発電機７を電動機または発電機として動作させる。   The motor generator 7 is mechanically connected to the axle 3 of the drive wheel 2 via a drive force switching device 8, a transmission 5, and a differential gear 4. The transmission 5 changes the rotational power output from the motor generator 7 and transmits it to the differential gear 4. The differential gear 4 transmits the rotational power output from the transmission 5 to the left and right axles 3. The driving force switching device 8 performs a switching operation in response to a command from a host control device (not shown) that performs engine control, travel control, and the like. For example, the axle 3 and the motor generator are connected via the transmission 5 and the differential gear 4 depending on the situation such as acceleration running under engine control, engine start by the motor generator 7 from idle stop, regenerative brake coordination in brake control, etc. 7 is connected, and the motor generator 7 is operated as a motor or a generator.

蓄電装置１１は、電動発電機７が回生時に発生した電力を電動発電機７の駆動用電力として充電しておき、電動発電機７を発電機として駆動する際に、この駆動に必要な電力を放電する駆動用車載電源である。例えば、１００Ｖ以上の定格電圧を有するように、数十本のリチウムイオン電池により構成されたバッテリシステムが蓄電装置１１として用いられる。なお、蓄電装置１１の詳細な構成については後述する。   The power storage device 11 charges the power generated when the motor generator 7 is regenerated as power for driving the motor generator 7, and when driving the motor generator 7 as a generator, This is an in-vehicle power supply for driving that discharges. For example, a battery system constituted by several tens of lithium ion batteries so as to have a rated voltage of 100 V or higher is used as the power storage device 11. The detailed configuration of the power storage device 11 will be described later.

蓄電装置１１には、電動発電機７の他に、車載補機（例えばパワーステアリング装置、エアーブレーキ等）に動力を供給する電動アクチュエータや、蓄電装置１１よりも定格電圧が低く、車内電装品（例えばライト、オーディオ、車載電子制御装置等）に駆動電力を供給する電装用電源である低圧バッテリなどが、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続されていてもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電装置１１の出力電圧を降圧して電動アクチュエータや低圧バッテリなどに供給したり、低圧バッテリの出力電圧を昇圧して蓄電装置１１などに供給したりする昇降圧装置である。低圧バッテリには、例えば定格電圧１２Ｖの鉛バッテリを用いることができる。または、これと同じ定格電圧を有するリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリを低圧バッテリとして用いてもよい。   In addition to the motor generator 7, the power storage device 11 includes an electric actuator that supplies power to a vehicle-mounted auxiliary machine (for example, a power steering device, an air brake, etc.), a rated voltage lower than that of the power storage device 11, For example, a low voltage battery that is a power source for electrical equipment that supplies driving power to a light, an audio, an in-vehicle electronic control device, or the like may be electrically connected via a DC / DC converter. The DC / DC converter is a step-up / step-down device that steps down the output voltage of the power storage device 11 and supplies it to an electric actuator or a low-voltage battery, or boosts the output voltage of the low-voltage battery and supplies it to the power storage device 11 or the like. . For example, a lead battery having a rated voltage of 12 V can be used as the low voltage battery. Or you may use the lithium ion battery and nickel hydride battery which have the same rated voltage as this as a low voltage battery.

ハイブリッド自動車１の力行時（発進、加速、通常走行など）に、制御装置１０に正のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、蓄電装置１１に蓄電された直流電力が電力変換装置９により三相交流電力に変換されて電動発電機７に供給される。これにより、電動発電機７が駆動されて回転動力が発生する。発生した回転動力は、駆動力切替装置８、変速機５およびデファレンシャルギア４を介して車軸３に伝達され、駆動輪２を駆動する。   When the hybrid vehicle 1 is powered (starting, accelerating, normal driving, etc.), if a positive torque command is given to the control device 10 to control the operation of the power conversion device 9, the DC power stored in the power storage device 11 is controlled. Is converted into three-phase AC power by the power converter 9 and supplied to the motor generator 7. As a result, the motor generator 7 is driven to generate rotational power. The generated rotational power is transmitted to the axle 3 via the driving force switching device 8, the transmission 5 and the differential gear 4 to drive the driving wheels 2.

一方、ハイブリッド自動車１の回生時（減速、制動など）に、制御装置１０に負のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、駆動輪２の回転動力により電動発電機７が駆動され、電動発電機７から三相交流電力が発生する。この三相交流電力が電力変換装置９により直流電力に変換されて蓄電装置１１に供給される。これにより、蓄電装置１１が充電される。   On the other hand, when the hybrid vehicle 1 is regenerated (deceleration, braking, etc.), when a negative torque command is given to the control device 10 to control the operation of the power conversion device 9, the motor generator is driven by the rotational power of the drive wheels 2. 7 is driven, and three-phase AC power is generated from the motor generator 7. The three-phase AC power is converted into DC power by the power converter 9 and supplied to the power storage device 11. Thereby, the electrical storage apparatus 11 is charged.

制御装置１０は、上位制御装置（不図示）から出力されたトルク指令値から電流指令値を演算し、その電流指令値と、電力変換装置９の間を流れる実電流との差分に基づいて電圧指令値を演算する。こうして演算された電圧指令値に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生し、そのＰＷＭ信号を電力変換装置９に出力する。   The control device 10 calculates a current command value from a torque command value output from a host control device (not shown), and determines a voltage based on a difference between the current command value and an actual current flowing between the power converters 9. Calculate the command value. A PWM (pulse width modulation) signal is generated based on the voltage command value thus calculated, and the PWM signal is output to the power converter 9.

＜蓄電装置１１の全体構成＞
次に図２を参照して、本発明による電池制御装置を含む蓄電装置１１を備えた、電気自動車およびハイブリッド型自動車に適用可能な、モータの駆動装置について説明する。<Overall configuration of power storage device 11>
Next, with reference to FIG. 2, a motor drive device that can be applied to an electric vehicle and a hybrid vehicle including the power storage device 11 including the battery control device according to the present invention will be described.

図２は車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。図２に示す駆動システムは、図１の電動発電機７、電力変換装置９および蓄電装置１１を備えている。蓄電装置１１は、電池モジュール２０と、電池モジュール２０を監視する電池制御装置１００とを有している。電力変換装置９と電池制御装置１００とはＣＡＮ通信で結ばれている。電力変換装置９は、前述したように制御装置１０（図１参照）からの指令情報に基づいて動作し、電池制御装置１００に対して上位コントローラとして機能する。   FIG. 2 is a block diagram showing a drive system for a vehicular rotating electrical machine. The drive system shown in FIG. 2 includes the motor generator 7, the power conversion device 9, and the power storage device 11 shown in FIG. The power storage device 11 includes a battery module 20 and a battery control device 100 that monitors the battery module 20. The power conversion device 9 and the battery control device 100 are connected by CAN communication. As described above, the power conversion device 9 operates based on command information from the control device 10 (see FIG. 1), and functions as a host controller for the battery control device 100.

電力変換装置９は、パワーモジュール２２６と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４と、ドライバ回路２２４を制御するためのＭＣＵ２２２とを有している。パワーモジュール２２６は、電池モジュール２０から供給される直流電力を、電動発電機７をモータとして駆動するための３相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール２２６が電池モジュール２０に接続される強電ラインＨＶ＋，ＨＶ−間には、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池制御装置１００に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズを低減する働きをする。   The power conversion device 9 includes a power module 226, a driver circuit 224 for driving the power module 226, and an MCU 222 for controlling the driver circuit 224. The power module 226 converts the DC power supplied from the battery module 20 into three-phase AC power for driving the motor generator 7 as a motor. Although not shown, a large-capacity smoothing capacitor of about 700 μF to about 2000 μF is provided between the high voltage lines HV + and HV− where the power module 226 is connected to the battery module 20. The smoothing capacitor serves to reduce voltage noise applied to the integrated circuit provided in the battery control device 100.

電力変換装置９の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであるため、後述する電池ディスコネクトユニットＢＤＵのリレーＲＬを閉じると、大きな初期電流が電池モジュール２０から平滑キャパシタへ流れ込む。この大電流のために、リレーＲＬが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、ＭＣＵ２２２は、制御装置１０からの命令に従い、電動発電機７の駆動開始時に、まずプリチャージリレーＲＬＰを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電する。このとき、抵抗ＲＰを介して最大電流を制限しながら平滑キャパシタの充電を行う。その後にリレーＲＬを開状態から閉状態として、電池モジュール２０から電力変換装置９への電力の供給を開始する。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池モジュール２０や電力変換装置９を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。   Since the electric charge of the smoothing capacitor is substantially zero in the operation start state of the power conversion device 9, when a relay RL of a battery disconnect unit BDU described later is closed, a large initial current flows from the battery module 20 to the smoothing capacitor. Due to this large current, the relay RL may be fused and damaged. In order to solve this problem, the MCU 222 first charges the smoothing capacitor by opening the precharge relay RLP from the open state to the closed state at the start of driving of the motor generator 7 in accordance with a command from the control device 10. At this time, the smoothing capacitor is charged while limiting the maximum current via the resistor RP. Thereafter, the relay RL is changed from the open state to the closed state, and supply of power from the battery module 20 to the power conversion device 9 is started. By performing such an operation, the relay circuit is protected, and the maximum current flowing through the battery module 20 and the power conversion device 9 can be reduced to a predetermined value or less, and high safety can be maintained.

なお、電力変換装置９は、電動発電機７の回転子に対してパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時には電動発電機７を発電機として動作させる。すなわち回生制動制御を行い、発電機運転により発電された電力を電池モジュール２０に回生して電池モジュール２０を充電する。また、電池モジュール２０の充電状態が基準状態より低下した場合にも、電力変換装置９は電動発電機７を発電機として運転する。電動発電機７で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール２０に供給される。その結果、電池モジュール２０は充電される。   The power conversion device 9 controls the phase of the AC power generated by the power module 226 with respect to the rotor of the motor generator 7 and operates the motor generator 7 as a generator during vehicle braking. That is, regenerative braking control is performed, and the battery module 20 is charged by regenerating the power generated by the generator operation to the battery module 20. Moreover, also when the charge condition of the battery module 20 falls from a reference | standard state, the power converter device 9 drive | operates by using the motor generator 7 as a generator. The three-phase AC power generated by the motor generator 7 is converted into DC power by the power module 226 and supplied to the battery module 20. As a result, the battery module 20 is charged.

回生制動制御により電池モジュール２０を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、電動発電機７の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御する。この制御に応じて、ドライバ回路２２４はパワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。これにより、電動発電機７からの交流電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール２０へ供給される。その結果、電動発電機７は発電機として作用することとなる。   When the battery module 20 is charged by regenerative braking control, the MCU 222 controls the driver circuit 224 so as to generate a rotating magnetic field in a delay direction with respect to the rotation of the rotor of the motor generator 7. In response to this control, the driver circuit 224 controls the switching operation of the power module 226. As a result, AC power from the motor generator 7 is supplied to the power module 226, converted into DC power by the power module 226, and supplied to the battery module 20. As a result, the motor generator 7 acts as a generator.

一方、電動発電機７をモータとして力行運転する場合には、ＭＣＵ２２２は、制御装置１０の命令に従い、電動発電機７の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御する。この制御に応じて、ドライバ回路２２４はパワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。これにより、電池モジュール２０からの直流電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６により交流電力に変換されて電動発電機７へ供給される。   On the other hand, when the power generation operation is performed using the motor generator 7 as a motor, the MCU 222 generates a rotating magnetic field in a forward direction with respect to the rotation of the rotor of the motor generator 7 in accordance with a command from the control device 10. 224 is controlled. In response to this control, the driver circuit 224 controls the switching operation of the power module 226. Thereby, DC power from the battery module 20 is supplied to the power module 226, converted into AC power by the power module 226, and supplied to the motor generator 7.

電力変換装置９のパワーモジュール２２６は、導通および遮断動作を高速で行い、直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、電力変換装置９には上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。   The power module 226 of the power conversion device 9 performs conduction and cutoff operations at high speed, and performs power conversion between DC power and AC power. At this time, since a large current is interrupted at a high speed, a large voltage fluctuation occurs due to the inductance of the DC circuit. In order to suppress this voltage fluctuation, the power converter 9 is provided with the above-described large-capacity smoothing capacitor.

電池モジュール２０は、複数の電池モジュールブロックによって構成されている。図２に示す例では、直列接続された２つの電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂで電池モジュール２０が構成されている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂは、複数の電池セルを直列接続したセルグループをさらに複数直列に接続されたものを備えている。電池モジュールブロック２０Ａと電池モジュールブロック２０Ｂとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷを介して直列接続される。このサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷが開くことで電池モジュールブロック２０Ａと２０Ｂの直列回路が遮断されるため、仮に電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂのどこかで車両との間に１箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。また、点検時にサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷを開くことで、作業者がＨＶ＋とＨＶ−の間を触っても、高電圧が人体に印加されないので安全である。   The battery module 20 is composed of a plurality of battery module blocks. In the example shown in FIG. 2, the battery module 20 is configured by two battery module blocks 20A and 20B connected in series. Each of the battery module blocks 20A and 20B includes a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in series. The battery module block 20A and the battery module block 20B are connected in series via a service disconnect SD-SW for maintenance / inspection in which a switch and a fuse are connected in series. As the service disconnect SD-SW is opened, the series circuit of the battery module blocks 20A and 20B is cut off, so that a connection circuit is formed at one location between the battery module blocks 20A and 20B and the vehicle. However, no current flows. With such a configuration, high safety can be maintained. Further, by opening the service disconnect SD-SW at the time of inspection, even if an operator touches between HV + and HV−, it is safe because a high voltage is not applied to the human body.

電池モジュール２０と電力変換装置９との間の強電ラインＨＶ＋には、リレーＲＬ、抵抗ＲＰおよびプリチャージリレーＲＬＰを備えた電池ディスコネクトユニットＢＤＵが設けられている。抵抗ＲＰとプリチャージリレーＲＬＰとの直列回路は、リレーＲＬと並列に接続されている。   A battery disconnect unit BDU including a relay RL, a resistor RP, and a precharge relay RLP is provided on the high-voltage line HV + between the battery module 20 and the power converter 9. A series circuit of the resistor RP and the precharge relay RLP is connected in parallel with the relay RL.

電池制御装置１００は、主に電池モジュール２０の各セルに対する電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度およびセルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとして、複数の電池制御用ＩＣ（集積回路）が設けられている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内に設けられた複数の電池セルは、複数のセルグループ（組電池）に分けられている。電池制御装置１００には、この各セルグループ毎に、各セルグループに含まれる電池セルを制御するセルコントローラＩＣが１つずつ設けられている。   The battery control device 100 mainly performs voltage measurement, total voltage measurement, current measurement, cell temperature, cell capacity adjustment, and the like for each cell of the battery module 20. Therefore, a plurality of battery control ICs (integrated circuits) are provided as cell controllers. The plurality of battery cells provided in each of the battery module blocks 20A and 20B are divided into a plurality of cell groups (assembled batteries). The battery control device 100 is provided with one cell controller IC for controlling the battery cells included in each cell group for each cell group.

以下では説明を簡単にするため、各セルグループは４個の電池セルで構成されているとする。また各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂは、２つのセルグループ（２０Ａ１、２０Ａ２と２０Ｂ１、２０Ｂ２）で構成されているとする。しかしながら、各セルグループに含まれる電池セルは４個に限定するものでなく、５個あるいはこれ以上であってもよい。また、異なる電池セル数のセルグループ、例えば４個の電池セルによるセルグループと６個の電池セルによるセルグループとが組み合わされていてもよい。各セルグループに対応して設けられるセルコントローラＩＣは、これらのセルグループに含まれる電池セルの数が任意の数、例えば４個であっても、また５個以上であっても使用できるように設計したものを使用することができる。   Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that each cell group includes four battery cells. Each battery module block 20A, 20B is assumed to be composed of two cell groups (20A1, 20A2 and 20B1, 20B2). However, the number of battery cells included in each cell group is not limited to four, and may be five or more. In addition, cell groups having different numbers of battery cells, for example, a cell group including four battery cells and a cell group including six battery cells may be combined. The cell controller IC provided corresponding to each cell group can be used regardless of the number of battery cells included in these cell groups, for example, four or five or more. The designed one can be used.

また、電気自動車やハイブリッド自動車で必要とされる電圧および電流を得るために、上記のように各電池モジュールブロックではセルグループを複数個直列または直並列に接続してもよい。さらに、複数の電池モジュールブロックを直列または直並列に接続してもよい。   Further, in order to obtain a voltage and current required for an electric vehicle or a hybrid vehicle, a plurality of cell groups may be connected in series or series-parallel in each battery module block as described above. Further, a plurality of battery module blocks may be connected in series or in series and parallel.

電池制御装置１００において各セルグループを制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４は、各々が通信系６０２と１ビット通信系６０４とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系６０２においては、絶縁素子（例えばフォトカプラ）ＰＨを介してデイジーチェーン方式で、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４と電池モジュール２０を制御するマイコン３０とがシリアル通信を行う。一方、１ビット通信系６０４においては、セル過充電が検知されたときの異常信号がセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４からマイコン３０へ送信される。図２に示す例では、通信系６０２は、電池モジュールブロック２０ＡのセルコントローラＩＣ１、ＩＣ２に対する上位の通信経路と、電池モジュールブロック２０ＢのセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４に対する下位の通信経路とに分けられている。   Cell controllers IC <b> 1 to IC <b> 4 that control each cell group in the battery control device 100 each include a communication system 602 and a 1-bit communication system 604. In the communication system 602 for reading the cell voltage value and transmitting various commands, the cell controllers IC1 to IC4 and the microcomputer 30 that controls the battery module 20 are serially connected in a daisy chain manner via an insulating element (for example, a photocoupler) PH. Communicate. On the other hand, in the 1-bit communication system 604, an abnormal signal when cell overcharge is detected is transmitted from the cell controllers IC1 to IC4 to the microcomputer 30. In the example shown in FIG. 2, the communication system 602 is divided into an upper communication path for the cell controllers IC1 and IC2 of the battery module block 20A and a lower communication path for the cell controllers IC3 and IC4 of the battery module block 20B. .

各セルコントローラＩＣは異常診断を行い、自分自身が異常と判断した場合、あるいは上位のセルコントローラＩＣから異常信号を受信端子ＦＦＩで受信した場合に、送信端子ＦＦＯから異常信号を送信する。一方、既に受信端子ＦＦＩで受信していた上位のセルコントローラＩＣからの異常信号が消えたり、あるいは自分自身の異常判断が正常判断となったりした場合には、送信端子ＦＦＯからの異常信号の伝送を停止する。この異常信号は本実施形態では１ビット信号である。   Each cell controller IC performs an abnormality diagnosis and transmits an abnormality signal from the transmission terminal FFO when it determines that it is abnormal or when it receives an abnormality signal from the host cell controller IC at the reception terminal FFI. On the other hand, when the abnormal signal from the upper cell controller IC that has already been received at the reception terminal FFI disappears or the abnormality determination of itself becomes normal, transmission of the abnormality signal from the transmission terminal FFO To stop. This abnormal signal is a 1-bit signal in this embodiment.

一方、マイコン３０は、異常信号の伝送路である１ビット通信系６０４が正しく動作することを診断するために、擬似異常信号であるテスト信号を１ビット通信系６０４に送出する。このテスト信号を受信したセルコントローラＩＣ１は異常信号を１ビット通信系６０４へ送出し、その異常信号がセルコントローラＩＣ２によって受信される。他のセルコントローラＩＣでも同様にすることで、異常信号がセルコントローラＩＣ２からセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４の順に送信され、最終的にはセルコントローラＩＣ４からマイコン３０へと返信される。１ビット通信系６０４が正常に動作していれば、マイコン３０から送信された擬似異常信号は１ビット通信系６０４を介してマイコン３０に戻ってくる。このように擬似異常信号をマイコン３０が送受することで１ビット通信系６０４の診断ができるため、システムの信頼性が向上する。   On the other hand, the microcomputer 30 sends a test signal, which is a pseudo-abnormal signal, to the 1-bit communication system 604 in order to diagnose that the 1-bit communication system 604 that is an abnormal signal transmission path operates correctly. Receiving this test signal, the cell controller IC1 sends an abnormal signal to the 1-bit communication system 604, and the abnormal signal is received by the cell controller IC2. By doing the same with the other cell controller ICs, the abnormal signal is transmitted from the cell controller IC2 to the cell controllers IC3 and IC4 in order, and finally returned from the cell controller IC4 to the microcomputer 30. If the 1-bit communication system 604 is operating normally, the pseudo abnormal signal transmitted from the microcomputer 30 returns to the microcomputer 30 via the 1-bit communication system 604. Thus, since the microcomputer 30 can send and receive the pseudo-abnormal signal to diagnose the 1-bit communication system 604, the reliability of the system is improved.

電池ディスコネクトユニットＢＤＵ内にはホール素子等の電流センサＳｉが設置されている。電流センサＳｉの出力はマイコン３０に入力される。また、電池モジュール２０から出力される電池モジュール２０の総電圧および温度に関する信号もマイコン３０に入力され、それぞれマイコン３０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）によって測定される。例えば温度センサは、電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内の複数箇所に設けられている。   A current sensor Si such as a hall element is installed in the battery disconnect unit BDU. The output of the current sensor Si is input to the microcomputer 30. In addition, signals related to the total voltage and temperature of the battery module 20 output from the battery module 20 are also input to the microcomputer 30, and are measured by an AD converter (ADC) of the microcomputer 30. For example, temperature sensors are provided at a plurality of locations in the battery module blocks 20A and 20B.

＜セルコントローラＩＣの構成＞
次に図３および図２を参照して、本発明による電池制御装置と蓄電装置に用いられるセルコントローラＩＣの回路の概略について説明する。<Configuration of cell controller IC>
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 2, the outline of the circuit of the cell controller IC used in the battery control device and the power storage device according to the present invention will be described.

図３は電池制御用ＩＣである、セルコントローラＩＣの内部ブロックの概略を示す図である。図３では、電池モジュールブロック２０Ａを構成する前述のセルグループ２０Ａ１、２０Ａ２のうち、セルグループ２０Ａ１に含まれる４つの電池セルＢＣ１〜ＢＣ４が接続されるセルコントローラＩＣ１を例に示した。なお、説明は省略するが、他のセルコントローラＩＣに関しても同様の構成となっている。また上述したように、各セルグループに含まれる電池セルは４個に限定されず、６個あるいはこれ以上であってもよい。セルコントローラＩＣは、接続されるセルグループに含まれる電池セルの個数に対応できるように設計されている。例えば、最大６個の電池セルに対応できるように設計されており、後述するバランシングスイッチを６個備えている。このセルコントローラＩＣが４個の電池セルによって構成されるセルグループに接続された場合は、６個のバランシングスイッチのうち４個のみを使用すればよい。   FIG. 3 is a diagram showing an outline of an internal block of a cell controller IC which is a battery control IC. In FIG. 3, the cell controller IC1 to which the four battery cells BC1 to BC4 included in the cell group 20A1 among the cell groups 20A1 and 20A2 constituting the battery module block 20A are connected is shown as an example. Although explanation is omitted, other cell controller ICs have the same configuration. As described above, the number of battery cells included in each cell group is not limited to four, and may be six or more. The cell controller IC is designed to be able to handle the number of battery cells included in the connected cell group. For example, it is designed to support up to six battery cells, and includes six balancing switches described later. When this cell controller IC is connected to a cell group composed of four battery cells, only four of the six balancing switches need be used.

図３に示すように、セルコントローラＩＣ１には、電池状態検出回路としてのマルチプレクサ１２０、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、放電制御回路１３２、伝送入力回路１３８および１４２、伝送出力回路１４０および１４３、起動回路１４７、タイマ回路１５０、制御信号検出回路１６０、差動増幅器２６２およびＯＲ回路２８８が設けられている。   As shown in FIG. 3, the cell controller IC1 includes a multiplexer 120 as a battery state detection circuit, an analog-digital converter 122A, an IC control circuit 123, a diagnostic circuit 130, a discharge control circuit 132, transmission input circuits 138 and 142, transmission Output circuits 140 and 143, an activation circuit 147, a timer circuit 150, a control signal detection circuit 160, a differential amplifier 262, and an OR circuit 288 are provided.

電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子を介してマルチプレクサ１２０に入力される。マルチプレクサ１２０は、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子の中からいずれか２つの組み合わせを選択して、その端子間電圧を差動増幅器２６２に入力する。差動増幅器２６２の出力は、アナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換される。デジタル値に変換された端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部のデータ保持回路１２５に保持される。ここで、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４，ＧＮＤ端子に入力される各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位に対して直列接続された電池セルの端子電圧に基づく電位でバイアスされている。しかし、上記のようにマルチプレクサ１２０および差動増幅器２６２を用いて端子間電圧を測定することにより、バイアス電位の影響が除去され、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧に基づくアナログ値がアナログデジタル変換器１２２Ａに入力される。   The terminal voltages of the battery cells BC1 to BC4 are input to the multiplexer 120 via the voltage detection lines SL1 to SL5, the voltage input terminals CV1 to CV4, and the GND terminal. The multiplexer 120 selects any two combinations from the voltage input terminals CV 1 to CV 4 and the GND terminal, and inputs the voltage between the terminals to the differential amplifier 262. The output of the differential amplifier 262 is converted into a digital value by the analog-digital converter 122A. The inter-terminal voltage converted into a digital value is sent to the IC control circuit 123 and held in the internal data holding circuit 125. Here, the terminal voltages of the battery cells BC1 to BC4 input to the voltage input terminals CV1 to CV4 and the GND terminal are biased by a potential based on the terminal voltage of the battery cell connected in series with respect to the GND potential of the cell controller IC1. Has been. However, by measuring the voltage between the terminals using the multiplexer 120 and the differential amplifier 262 as described above, the influence of the bias potential is removed, and the analog value based on the terminal voltage of each of the battery cells BC1 to BC4 is converted from analog to digital. Is input to the device 122A.

ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、前述のデータ保持回路１２５と、電圧測定や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路１２６と、診断回路１３０からの診断フラグがセットされる診断フラグ保持回路１２８とを有している。ＩＣ制御回路１２３は、伝送入力回路１３８から入力された通信コマンドの内容を解読し、その内容に応じた処理を行う。伝送入力回路１３８からＩＣ制御回路１２３へ入力される通信コマンドには、例えば、各電池セルの端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各電池セルの充電状態を調整するための放電動作を要求するコマンド、当該セルコンロトーラＩＣの動作を開始するコマンド（Ｗａｋｅ ＵＰ）、動作を停止するコマンド（スリープ）、アドレス設定を要求するコマンド、等がある。   The IC control circuit 123 has an arithmetic function, the above-mentioned data holding circuit 125, a timing control circuit 126 that periodically performs voltage measurement and state diagnosis, and a diagnosis flag holding in which a diagnosis flag from the diagnosis circuit 130 is set. Circuit 128. The IC control circuit 123 decodes the content of the communication command input from the transmission input circuit 138 and performs processing according to the content. The communication command input from the transmission input circuit 138 to the IC control circuit 123 includes, for example, a command for requesting a measured value of the voltage between terminals of each battery cell, and a discharge operation for adjusting the charge state of each battery cell. A command to start the operation of the cell controller IC (Wake UP), a command to stop the operation (sleep), a command to request address setting, and the like.

診断回路１３０は、ＩＣ制御回路１２３からの計測値に基づいて、各種診断、例えば過充電診断や過放電診断を行う。データ保持回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されており、検出した各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各端子間電圧を各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応づけて記憶する。また、その他の検出値を、予め定められたアドレスに読出し可能に保持することもできる。   The diagnosis circuit 130 performs various diagnoses, for example, overcharge diagnosis and overdischarge diagnosis, based on the measurement value from the IC control circuit 123. The data holding circuit 125 is configured by, for example, a register circuit, and stores the detected voltages across the terminals of the battery cells BC1 to BC4 in association with the battery cells BC1 to BC4. Further, other detection values can be held in a readable manner at a predetermined address.

セルコントローラＩＣ１の内部回路には、少なくとも２種類の電源電圧ＶＣＣとＶＤＤが使用される。図３に示す例では、電圧ＶＣＣは直列接続された電池セルＢＣ１〜ＢＣ４で構成される電池セルグループの総電圧である。一方、電圧ＶＤＤは定電圧電源１３４によって生成され、電圧ＶＣＣよりも低電圧である。セルコントローラＩＣ１が有する前述の各回路のうち、マルチプレクサ１２０および信号伝送のための伝送入力回路１３８，１４２は電圧ＶＣＣで動作する。一方、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、および信号伝送のための伝送出力回路１４０，１４３などは、電圧ＶＤＤで動作する。   At least two types of power supply voltages VCC and VDD are used in the internal circuit of the cell controller IC1. In the example shown in FIG. 3, the voltage VCC is the total voltage of the battery cell group including the battery cells BC1 to BC4 connected in series. On the other hand, the voltage VDD is generated by the constant voltage power supply 134 and is lower than the voltage VCC. Among the above-described circuits included in the cell controller IC1, the multiplexer 120 and the transmission input circuits 138 and 142 for signal transmission operate at the voltage VCC. On the other hand, the analog-digital converter 122A, the IC control circuit 123, the diagnostic circuit 130, the transmission output circuits 140 and 143 for signal transmission, and the like operate at the voltage VDD.

セルコントローラＩＣ１は、図２の通信系６０２に対応する受信端子ＬＩＮ１および送信端子ＬＩＮ２と、１ビット通信系６０４に対応する受信端子ＦＦＩおよび送信端子ＦＦＯとを備える。セルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信した信号は伝送入力回路１３８に入力され、受信端子ＦＦＩで受信した信号は伝送入力回路１４２に入力される。伝送入力回路１３８は、隣接する他のセルコントローラＩＣからの信号を受信する回路２３１と、フォトカプラＰＨを介したマイコン３０からの信号を受信する回路２３４とを備えている。伝送入力回路１４２は、伝送入力回路１３８と同様の回路構成となっている。   The cell controller IC1 includes a reception terminal LIN1 and a transmission terminal LIN2 corresponding to the communication system 602 in FIG. 2, and a reception terminal FFI and a transmission terminal FFO corresponding to the 1-bit communication system 604. The signal received at the reception terminal LIN1 of the cell controller IC1 is input to the transmission input circuit 138, and the signal received at the reception terminal FFI is input to the transmission input circuit 142. The transmission input circuit 138 includes a circuit 231 that receives a signal from another adjacent cell controller IC, and a circuit 234 that receives a signal from the microcomputer 30 via the photocoupler PH. The transmission input circuit 142 has a circuit configuration similar to that of the transmission input circuit 138.

図３に示したセルコントローラＩＣ１の場合には、マイコン３０からの信号がフォトカプラＰＨを介して受信端子ＬＩＮ１に入力される。一方、セルコントローラＩＣ２の場合には、隣接するセルコントローラＩＣ１からの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力される。そのため、伝送入力回路１３８において回路２３１と回路２３４のどちらを使用するかは、図３の制御端子ＣＴに印加される制御信号に基づき、切換器２３３により選択される。制御端子ＣＴに印加された制御信号は、制御信号検出回路１６０に入力される。切換器２３３は、制御端子ＣＴに印加された制御信号に基づいて行われる制御信号検出回路１６０からの指令により、回路２３１と回路２３４の切り替え動作を行う。   In the case of the cell controller IC1 shown in FIG. 3, a signal from the microcomputer 30 is input to the reception terminal LIN1 via the photocoupler PH. On the other hand, in the case of the cell controller IC2, a signal from the adjacent cell controller IC1 is input to the reception terminal LIN1. Therefore, which of the circuit 231 and the circuit 234 is used in the transmission input circuit 138 is selected by the switch 233 based on the control signal applied to the control terminal CT in FIG. The control signal applied to the control terminal CT is input to the control signal detection circuit 160. The switch 233 performs a switching operation between the circuit 231 and the circuit 234 in accordance with a command from the control signal detection circuit 160 that is performed based on the control signal applied to the control terminal CT.

すなわち、信号伝送方向に対して最上位のセルコントローラＩＣであるセルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に上位コントローラであるマイコン３０からの信号が入力される場合には、切換器２３３の下側接点が閉じられ、回路２３４の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。一方、信号伝送方向に対して最上位ではない下位のセルコントローラＩＣの受信端子ＬＩＮ１に隣接する上位セルコントローラＩＣからの信号が入力される場合には、切換器２３３の上側接点が閉じられ、回路２３２の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。例えば、セルコントローラＩＣ２の場合、伝送入力回路１３８には上位のセルコントローラＩＣ１からの信号が入力されるので、切換器２３３の上側接点が閉じられる。ここで、上位コントローラであるマイコン３０からの出力とセルコントローラＩＣの送信端子ＬＩＮ２からの出力とでは、出力波形の波高値が異なっており、信号レベルを判定するための閾値が異なる。そのため、制御端子ＣＴの制御信号に基づいて、上記のように伝送入力回路１３８では、信号の受信に用いる回路を切換器２３３により回路２３１と回路２３４の間で切り換えるようにしている。なお、１ビット通信系６０４についても同様の構成となっている。   That is, when a signal from the microcomputer 30 as the host controller is input to the reception terminal LIN1 of the cell controller IC1 which is the highest cell controller IC in the signal transmission direction, the lower contact of the switch 233 is closed. The output signal of the circuit 234 is output from the transmission input circuit 138. On the other hand, when the signal from the upper cell controller IC adjacent to the receiving terminal LIN1 of the lower cell controller IC that is not the highest in the signal transmission direction is input, the upper contact of the switch 233 is closed, and the circuit An output signal 232 is output from the transmission input circuit 138. For example, in the case of the cell controller IC2, since the signal from the host cell controller IC1 is input to the transmission input circuit 138, the upper contact of the switch 233 is closed. Here, the peak value of the output waveform is different between the output from the microcomputer 30 as the host controller and the output from the transmission terminal LIN2 of the cell controller IC, and the threshold value for determining the signal level is different. Therefore, based on the control signal of the control terminal CT, in the transmission input circuit 138, the circuit used for signal reception is switched between the circuit 231 and the circuit 234 by the switch 233 as described above. The 1-bit communication system 604 has the same configuration.

受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、伝送入力回路１３８を通ってＩＣ制御回路１２３に入力される。ＩＣ制御回路１２３は、受信した通信コマンドに応じたデータやコマンドを伝送出力回路１４０へ出力する。それらのデータやコマンドは、伝送出力回路１４０を介して送信端子ＬＩＮ２から送信される。なお、伝送出力回路１４３も、伝送出力回路１４０と同様の構成である。   The communication command received at the reception terminal LIN1 is input to the IC control circuit 123 through the transmission input circuit 138. The IC control circuit 123 outputs data and commands corresponding to the received communication command to the transmission output circuit 140. Those data and commands are transmitted from the transmission terminal LIN2 via the transmission output circuit 140. The transmission output circuit 143 has the same configuration as the transmission output circuit 140.

一方、受信端子ＦＦＩで受信する信号は、異常状態（過充電信号）を伝送するために使用される。受信端子ＦＦＩから異常を表す信号を受信すると、その信号は伝送入力回路１４２およびＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に入力され、伝送出力回路１４３から送信端子ＦＦＯを介して出力される。また診断回路１３０で異常を検知すると、受信端子ＦＦＩでの受信内容に関係なく、診断フラグ保持回路１２８からＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に異常を表す信号が入力され、伝送出力回路１４３から送信端子ＦＦＯを介して出力される。   On the other hand, the signal received at the receiving terminal FFI is used to transmit an abnormal state (overcharge signal). When a signal indicating abnormality is received from the reception terminal FFI, the signal is input to the transmission output circuit 143 via the transmission input circuit 142 and the OR circuit 288, and is output from the transmission output circuit 143 via the transmission terminal FFO. When the diagnostic circuit 130 detects an abnormality, a signal indicating the abnormality is input from the diagnostic flag holding circuit 128 to the transmission output circuit 143 via the OR circuit 288 regardless of the content received at the reception terminal FFI. Is output via the transmission terminal FFO.

フォトカプラＰＨを介してマイコン３０からセルコントローラＩＣ１へ伝送されてきた信号が受信端子ＬＩＮ１に入力されると、その信号は起動回路１４７においても受信され、これに応じて起動回路１４７からタイマ回路１５０へ起動信号が出力される。この起動信号に応じてタイマ回路１５０が動作すると、定電圧電源１３４に電圧ＶＣＣが供給される。これにより、定電圧電源１３４が動作状態となり、前述の電圧ＶＤＤを出力する。定電圧電源１３４から電圧ＶＤＤが出力されると、セルコントローラＩＣ１はスリープ状態から立ち上がり動作状態となる。他のセルコントローラＩＣでも、隣接する上位のセルコントローラＩＣからの信号が受信端子ＬＩＮ１へ入力されると同様の動作が行われ、定電圧電源１３４が動作して電圧ＶＤＤを出力する。   When a signal transmitted from the microcomputer 30 to the cell controller IC1 via the photocoupler PH is input to the reception terminal LIN1, the signal is also received by the activation circuit 147, and in response thereto, the activation circuit 147 and the timer circuit 150 receive the signal. An activation signal is output. When the timer circuit 150 operates in response to this activation signal, the voltage VCC is supplied to the constant voltage power supply 134. As a result, the constant voltage power supply 134 is activated and outputs the voltage VDD described above. When the voltage VDD is output from the constant voltage power supply 134, the cell controller IC1 rises from the sleep state and enters an operation state. In other cell controller ICs, the same operation is performed when a signal from the adjacent upper cell controller IC is input to the reception terminal LIN1, and the constant voltage power supply 134 operates to output the voltage VDD.

セルコントローラＩＣ１の電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４は、セルグループ２０Ａ１に含まれる各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を計測するための端子である。電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４には、それぞれ電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４が接続されている。電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４は、各電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４と各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の正極または負極とを接続しており、端子保護と容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。なお、電圧検出線ＳＬ５は電池セルＢＣ４の負極からＧＮＤ端子に接続されている。   The voltage input terminals CV1 to CV4 of the cell controller IC1 are terminals for measuring the cell voltages of the battery cells BC1 to BC4 included in the cell group 20A1. Voltage detection lines SL1 to SL4 are connected to the voltage input terminals CV1 to CV4, respectively. The voltage detection lines SL1 to SL4 connect the voltage input terminals CV1 to CV4 to the positive or negative electrodes of the battery cells BC1 to BC4, respectively, and are provided with resistors RCV for terminal protection and discharge current limitation for capacity adjustment, respectively. It has been. The voltage detection line SL5 is connected from the negative electrode of the battery cell BC4 to the GND terminal.

例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する場合には、マルチプレクサ１２０により電圧入力端子ＣＶ１、ＣＶ２を選択し、電圧入力端子ＣＶ１−ＣＶ２間の電圧を計測する。また、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する場合には、マルチプレクサ１２０により電圧入力端子ＣＶ４、ＧＮＤを選択し、電圧入力端子ＣＶ４−ＧＮＤ端子間の電圧を計測する。隣接する電圧検出線間には、コンデンサＣｖおよびＣｉｎが、ノイズ対策として設けられている。また後述するように、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４は、電池モジュール２０と電池制御装置１００を接続するコネクタにより、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４側（セルグループ２０Ａ１側）の部分とセルコントローラＩＣ１側の部分とに分けられている。   For example, when measuring the cell voltage of the battery cell BC1, the multiplexer 120 selects the voltage input terminals CV1 and CV2, and measures the voltage between the voltage input terminals CV1 and CV2. When measuring the cell voltage of the battery cell BC4, the multiplexer 120 selects the voltage input terminals CV4 and GND, and measures the voltage between the voltage input terminals CV4 and GND. Between adjacent voltage detection lines, capacitors Cv and Cin are provided as a noise countermeasure. As will be described later, the voltage detection lines SL1 to SL4 are connected to the battery module 20 and the battery control device 100 by a connector for connecting the battery cells BC1 to BC4 (cell group 20A1 side) and the cell controller IC1 side. It is divided into.

図２の電池モジュール２０の性能を最大限に活用するためには、電池モジュールブロック２０Ａを構成するセルグループ２０Ａ１、２０Ａ２の各電池セルのセル電圧と、電池モジュールブロック２０Ｂを構成するセルグループ２０Ｂ１、２０Ｂ２の各電池セルのセル電圧とを均等化する必要がある。すなわち、全部で１６個の電池セルのセル電圧を均等化する必要がある。例えば、セル電圧間のばらつきが大きいと、回生充電時にセル電圧が最も高い電池セルが上限電圧に達した時点で回生動作を停止する必要がある。この場合、その他の電池セルのセル電圧は上限に達していないにもかかわらず、回生動作を停止して、ブレーキとしてエネルギーを消費することになる。このようなことを防止するために、各セルコントローラＩＣは、マイコン３０からのコマンドで電池セルの容量調整のための放電を行う。   In order to make the best use of the performance of the battery module 20 of FIG. 2, the cell voltage of each battery cell of the cell groups 20A1 and 20A2 constituting the battery module block 20A and the cell group 20B1 constituting the battery module block 20B, It is necessary to equalize the cell voltage of each battery cell of 20B2. That is, it is necessary to equalize the cell voltages of a total of 16 battery cells. For example, if the variation between the cell voltages is large, it is necessary to stop the regenerative operation when the battery cell having the highest cell voltage at the time of regenerative charging reaches the upper limit voltage. In this case, although the cell voltage of the other battery cells has not reached the upper limit, the regenerative operation is stopped and energy is consumed as a brake. In order to prevent this, each cell controller IC performs discharge for adjusting the capacity of the battery cell in response to a command from the microcomputer 30.

図３に示すように、セルコントローラＩＣ１は、ＣＶ１−ＢＲ１、ＢＲ２−ＣＶ３、ＣＶ３−ＢＲ３およびＢＲ４−ＧＮＤの各端子間に、セル容量調整用のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４を備えている。例えば、電池セルＢＣ１の放電を行う場合には、バランシングスイッチＢＳ１をオンする。そうすると、電池セルＢＣ１の正極→抵抗ＲＣＶ→ＣＶ１端子→バランシングスイッチＢＳ１→ＢＲ１端子→抵抗ＲＢ→電池セルＢＣ１の負極の経路でバランシング電流が流れる。なお、ＲＢおよびＲＢＢはこのバランシング用の抵抗であり、ＢＲ１〜ＢＲ４はこのバランシングを行うための端子である。   As shown in FIG. 3, the cell controller IC1 includes balancing switches BS1 to BS4 for adjusting cell capacity between the terminals of CV1-BR1, BR2-CV3, CV3-BR3, and BR4-GND. For example, when discharging the battery cell BC1, the balancing switch BS1 is turned on. Then, the balancing current flows through the path of the positive electrode of the battery cell BC1, the resistor RCV, the CV1 terminal, the balancing switch BS1, the BR1 terminal, the resistor RB, and the negative electrode of the battery cell BC1. RB and RBB are resistors for balancing, and BR1 to BR4 are terminals for performing this balancing.

このように、セルコントローラＩＣ１内には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の充電量を調整するためのバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４が設けられている。実際のセルコントローラＩＣ１では、例えば、バランシングスイッチＢＳ１，ＢＳ３にはＰＭＯＳスイッチが用いられ、バランシングスイッチＢＳ２，ＢＳ４にはＮＭＯＳスイッチが用いられている。なお、他のセルコントローラＩＣについても同様である。   Thus, balancing switches BS1 to BS4 for adjusting the charge amounts of the battery cells BC1 to BC4 are provided in the cell controller IC1. In the actual cell controller IC1, for example, PMOS switches are used for the balancing switches BS1 and BS3, and NMOS switches are used for the balancing switches BS2 and BS4. The same applies to other cell controller ICs.

これらのバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４の開閉は、放電制御回路１３２によって制御される。マイコン３０からの指令に基づいて、放電させるべき電池セルに対応したバランシングスイッチを導通させるための指令信号が、ＩＣ制御回路１２３から放電制御回路１３２に送られる。ＩＣ制御回路１２３は、マイコン３０から各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応した放電時間の指令を通信により受け、その放電時間に応じた指令信号を放電制御回路１３２へ出力することで、上記放電の動作を実行する。   Opening and closing of these balancing switches BS1 to BS4 is controlled by a discharge control circuit 132. Based on a command from the microcomputer 30, a command signal for turning on the balancing switch corresponding to the battery cell to be discharged is sent from the IC control circuit 123 to the discharge control circuit 132. The IC control circuit 123 receives a discharge time command corresponding to each of the battery cells BC1 to BC4 from the microcomputer 30 by communication, and outputs a command signal corresponding to the discharge time to the discharge control circuit 132, whereby the discharge operation is performed. Execute.

セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間には、上述したように通信系６０２と１ビット通信系６０４が設けられている。マイコン３０からの通信コマンドは、フォトカプラＰＨを介して通信系６０２に入力され、通信系６０２を介してセルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信される。セルコントローラＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２からは、通信コマンドに応じたデータやコマンドがセルコントローラＩＣ２へ送信され、セルコントローラＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信される。このようにセルコントローラＩＣ１、ＩＣ２間で順に受信および送信が行われる。セルコントローラＩＣ２からの伝送信号は、セルコントローラＩＣ２の送信端子ＬＩＮ２から送信され、フォトカプラＰＨを介してマイコン３０の受信端子で受信される。   As described above, the communication system 602 and the 1-bit communication system 604 are provided between the cell controller IC1 and the cell controller IC2. A communication command from the microcomputer 30 is input to the communication system 602 through the photocoupler PH, and is received by the reception terminal LIN1 of the cell controller IC1 through the communication system 602. From the transmission terminal LIN2 of the cell controller IC1, data and commands corresponding to the communication command are transmitted to the cell controller IC2 and received by the reception terminal LIN1 of the cell controller IC2. Thus, reception and transmission are performed in order between the cell controllers IC1 and IC2. A transmission signal from the cell controller IC2 is transmitted from the transmission terminal LIN2 of the cell controller IC2, and is received by the reception terminal of the microcomputer 30 via the photocoupler PH.

セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２は、受信した通信コマンドに応じて、セル電圧等の測定データのマイコン３０への送信や、上述したバランシング動作を行う。さらに、セルコントローラＩＣ１とＩＣ２は、測定したセル電圧に基づいてセル過充電を検知する。その検知結果（異常信号）は、セルコントローラＩＣ１、ＩＣ２から１ビット通信系６０４を介してマイコン３０へ送信される。   The cell controller IC1 and the cell controller IC2 perform measurement data such as cell voltage to the microcomputer 30 and the balancing operation described above according to the received communication command. Furthermore, the cell controllers IC1 and IC2 detect cell overcharge based on the measured cell voltage. The detection result (abnormal signal) is transmitted from the cell controllers IC1 and IC2 to the microcomputer 30 via the 1-bit communication system 604.

なお、ＥＳＤ（静電気放電）対策用として、各セルコントローラＩＣには、例えば各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５に対応して、それぞれ図３に示すようなＥＳＤ保護用ダイオードＤ１、Ｄ２が設けられている。これらのダイオードは、通常は電流が流れないような向きに設けられている。   For ESD (electrostatic discharge) countermeasures, each cell controller IC is provided with ESD protection diodes D1 and D2 as shown in FIG. 3, for example, corresponding to the voltage detection lines SL1 to SL5. . These diodes are usually provided in such a direction that no current flows.

＜従来の電池モジュールと電池制御装置＞
次に図４を参照して、従来の電池モジュールと電池制御装置について説明する。図４は、従来例による電池制御装置１００の構成例を示す。なお、図４では、図２、３で説明した上記の例とは異なり、電池モジュール２０がそれぞれ４つの電池セルを有する３つのセルグループ１０１〜１０３で構成されており、電池制御装置１００内に設けられたセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３によってセルグループ１０１〜１０３をそれぞれ制御する例を示している。<Conventional battery module and battery control device>
Next, a conventional battery module and battery control device will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a configuration example of a battery control apparatus 100 according to a conventional example. In FIG. 4, unlike the example described in FIGS. 2 and 3, the battery module 20 includes three cell groups 101 to 103 each having four battery cells. An example in which cell groups 101 to 103 are respectively controlled by provided cell controllers IC1 to IC3 is shown.

図４において、セルグループ１０１〜１０３内のＢＣ１〜ＢＣ１２はリチウム単電池等の単セル電池（電池セル）をそれぞれ示し、ＳＬ１〜ＳＬ１３は各電池セルＢＣ１〜ＢＣ１２の端子電圧を検出するための電圧検出線をそれぞれ示している。また、ＣＮ１は電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３を電池制御装置１００に接続するためのコネクタである。このコネクタＣＮ１を介して、電池モジュール２０に設けられたセルグループ１０１〜１０３と、セルグループ１０１〜１０３をそれぞれ制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３とが接続される。   In FIG. 4, BC1 to BC12 in the cell groups 101 to 103 indicate single cell batteries (battery cells) such as lithium single batteries, and SL1 to SL13 are voltages for detecting terminal voltages of the battery cells BC1 to BC12. Each detection line is shown. Further, CN1 is a connector for connecting the voltage detection lines SL1 to SL13 to the battery control device 100. Via this connector CN1, cell groups 101 to 103 provided in the battery module 20 and cell controllers IC1 to IC3 for controlling the cell groups 101 to 103, respectively, are connected.

なお、電池制御装置１００内において、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３には、保護回路やノイズ対策用のコンデンサおよび抵抗などの配線回路が接続されているが、図４ではその図示を省略している。   In the battery control device 100, the voltage detection lines SL1 to SL13 are connected to a wiring circuit such as a protection circuit, a noise countermeasure capacitor and a resistor, but the illustration thereof is omitted in FIG.

セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は、セルグループ１０１〜１０３に含まれる各電池セルセルＢＣ１〜ＢＣ１２のセル電圧を計測する機能を備えた集積回路である。これらのセルコントローラＩＣの各々は、前述の電圧ＶＣＣを入力するための電源端子や、ＧＮＤ端子、ＥＳＤ保護用ダイオードＤ１、Ｄ２などを内蔵している。さらに、各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は、電圧ＶＣＣを用いて所定の電圧ＶＤＤＵを出力するためのチャージポンプ（ＣＰ）１０４と、各セル電圧の計測結果や過充電または過放電を検知した時の異常信号等を送受信するための通信部１０５と、上位セルコントローラを起動するためのウェイクアップ回路（wakeup）１０６とをそれぞれ有している。なお、通信部１０５は図３の伝送入力回路１３８、１４２および伝送出力回路１４０、１４３に対応し、ウェイクアップ回路１０６は図３の起動回路１４７に対応している。   The cell controllers IC1 to IC3 are integrated circuits having a function of measuring cell voltages of the battery cell cells BC1 to BC12 included in the cell groups 101 to 103. Each of these cell controller ICs incorporates a power supply terminal for inputting the voltage VCC, a GND terminal, ESD protection diodes D1 and D2, and the like. Further, each cell controller IC1 to IC3 has a charge pump (CP) 104 for outputting a predetermined voltage VDDU using the voltage VCC, and an abnormality when a measurement result of each cell voltage or overcharge or overdischarge is detected. A communication unit 105 for transmitting and receiving signals and the like, and a wakeup circuit (wakeup) 106 for activating the upper cell controller are provided. The communication unit 105 corresponds to the transmission input circuits 138 and 142 and the transmission output circuits 140 and 143 in FIG. 3, and the wake-up circuit 106 corresponds to the activation circuit 147 in FIG.

配線回路２０１、２０４は、上位コントローラであるマイコン３０と絶縁素子（例えば図２のフォトカプラＰＨ）を介して接続されている。配線回路２０２、２０３は、セルコントローラＩＣ１−ＩＣ２間とセルコントローラＩＣ２−ＩＣ３間をそれぞれ接続する通信経路である。これらの配線回路２０１〜２０４を介して、マイコン３０と各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３との間で信号の送受信が行われる。例えば、マイコン３０からのセル電圧測定要求が配線回路２０１を介してセルコントローラＩＣ１へ伝送されると、セルコントローラＩＣ１はこれに応じて対応する電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各セル電圧を測定し、その測定結果を配線回路２０２を介してセルコントローラＩＣ２へ送信する。次のセルコントローラＩＣ２においても同様に、対応する電池セルＢＣ５〜ＢＣ８の各セル電圧を測定し、その測定結果を配線回路２０３を介してセルコントローラＩＣ３へ送信する。次のセルコントローラＩＣ３では、対応する電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２の各セル電圧を測定し、その測定結果を配線回路２０４を介してマイコン３０へ送信する。また、測定したセル電圧において過充電や過放電を検知した場合、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は前述と同様の通信経路により、そのことをマイコン３０へ通知する。このようにしてマイコン３０は、配線回路２０１〜２０４を通じて、いわゆるデイジーチェーン接続で互いに接続されたセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３のセル電圧やセル電圧の過充電、過放電情報を得る事ができる。なお、配線回路２０１〜２０４によって形成される通信経路は、図２の通信系６０２および１ビット通信系６０４に対応している。   The wiring circuits 201 and 204 are connected to the microcomputer 30 which is a host controller via an insulating element (for example, the photocoupler PH in FIG. 2). The wiring circuits 202 and 203 are communication paths that connect the cell controllers IC1 and IC2 and the cell controllers IC2 and IC3, respectively. Signals are transmitted and received between the microcomputer 30 and the cell controllers IC1 to IC3 via these wiring circuits 201 to 204. For example, when a cell voltage measurement request from the microcomputer 30 is transmitted to the cell controller IC1 via the wiring circuit 201, the cell controller IC1 measures each cell voltage of the corresponding battery cells BC1 to BC4 in response to the request, The measurement result is transmitted to the cell controller IC2 via the wiring circuit 202. Similarly in the next cell controller IC 2, the cell voltages of the corresponding battery cells BC 5 to BC 8 are measured, and the measurement results are transmitted to the cell controller IC 3 via the wiring circuit 203. In the next cell controller IC 3, the cell voltages of the corresponding battery cells BC 9 to BC 12 are measured, and the measurement results are transmitted to the microcomputer 30 via the wiring circuit 204. When overcharge or overdischarge is detected in the measured cell voltage, the cell controllers IC1 to IC3 notify the microcomputer 30 of this through the same communication path as described above. In this way, the microcomputer 30 can obtain the cell voltages of the cell controllers IC1 to IC3 connected to each other by so-called daisy chain connection, and overcharge and overdischarge information of the cell voltages through the wiring circuits 201 to 204. Note that a communication path formed by the wiring circuits 201 to 204 corresponds to the communication system 602 and the 1-bit communication system 604 in FIG.

Ｃ１〜Ｃ３は、各セルコントーラＩＣ１〜ＩＣ３の電圧を安定化するためのバイパスコンデンサを示している。セルコントローラＩＣ間の通信経路２０２、２０３上に設けられたＥＰ１、ＥＰ２は、電流を制限するための回路であり、抵抗やコンデンサなどの電子部品によって構成されている。   C1 to C3 indicate bypass capacitors for stabilizing the voltages of the cell controllers IC1 to IC3. EP1 and EP2 provided on the communication paths 202 and 203 between the cell controller ICs are circuits for limiting current, and are configured by electronic components such as resistors and capacitors.

各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は、ウェイクアップ回路１０６に所定の電圧が与えられることによって起動する。配線回路３０３は絶縁素子（例えばフォトカプラ）を介して上位コントローラであるマイコン３０と接続されている。マイコン３０からの起動信号が配線回路３０３を経由してセルコントローラＩＣ３のウェイクアップ回路１０６に入力されると、当該ウェイクアップ回路１０６はセルコントローラＩＣ３を起動させる。セルコントローラＩＣ３が起動すると、セルコントローラＩＣ３内のチャージポンプ１０４は、電圧ＶＣＣよりも高い所定の電圧ＶＤＤＵを発生し、セルコントローラＩＣ２のウェイクアップ回路１０６へ出力する。これを受けると、当該ウェイクアップ回路１０６はＶＤＤＵとＶＣＣの電位差を利用してセルコントローラＩＣ２を起動させる。こうしてセルコントローラＩＣ２が起動すると、セルコントローラＩＣ２内のチャージポンプ１０４は、前述のセルコントローラＩＣ３内のものと同様に所定の電圧ＶＤＤＵを発生し、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６へ出力する。これを受けると、当該ウェイクアップ回路１０６は前述のセルコントローラＩＣ２内のものと同様に、ＶＤＤＵとＶＣＣの電位差を利用してセルコントローラＩＣ１を起動させる。   Each of the cell controllers IC1 to IC3 is activated when a predetermined voltage is applied to the wakeup circuit 106. The wiring circuit 303 is connected to the microcomputer 30 that is a host controller through an insulating element (for example, a photocoupler). When the activation signal from the microcomputer 30 is input to the wakeup circuit 106 of the cell controller IC3 via the wiring circuit 303, the wakeup circuit 106 activates the cell controller IC3. When the cell controller IC3 is activated, the charge pump 104 in the cell controller IC3 generates a predetermined voltage VDDU higher than the voltage VCC and outputs it to the wake-up circuit 106 of the cell controller IC2. Upon receiving this, the wakeup circuit 106 activates the cell controller IC2 using the potential difference between VDDU and VCC. When the cell controller IC2 is activated in this way, the charge pump 104 in the cell controller IC2 generates a predetermined voltage VDDU, similar to that in the cell controller IC3, and outputs it to the wakeup circuit 106 of the cell controller IC1. Upon receiving this, the wake-up circuit 106 activates the cell controller IC1 using the potential difference between VDDU and VCC, as in the above-described cell controller IC2.

ここで、コネクタＣＮ１に用いられる一般的なコネクタでは、コネクタ接合時に端子の接続される順番を制御できない。そのため、充電された状態の電池モジュール２０と電池制御装置１００をコネクタＣＮ１により活線接続する場合、電池モジュール２０の各電池セルＢＣ１〜ＢＣ１２と電池制御装置１００の各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３とが接続される順番によっては、次のような理由から電池制御装置１００内のセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が破損される恐れがある。   Here, in the general connector used for connector CN1, the order in which the terminals are connected cannot be controlled when the connectors are joined. Therefore, when the battery module 20 in the charged state and the battery control device 100 are hot-connected by the connector CN1, the battery cells BC1 to BC12 of the battery module 20 and the voltage detection lines SL1 to SL13 of the battery control device 100 are connected to each other. Depending on the order of connection, the cell controllers IC1 to IC3 in the battery control device 100 may be damaged for the following reasons.

セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が破損するメカニズムの具体例について説明する。以下の説明では一例として、コネクタＣＮ１の接合時に電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３が最初に接続され、それ以外の電圧検出線は未接続の場合を仮定する。この場合、図２中の太い破線の矢印Ｉ１で示したように、電圧検出線ＳＬ２からセルコントローラＩＣ１内のＥＳＤダイオードＤ１とパイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３を介して電圧検出線ＳＬ１３へ充電電流Ｉ１が流れる。この充電電流Ｉ１がセルコントローラＩＣ１内のダイオードＤ１の許容電流を超えると、セルコントローラＩＣ１が破損する。なお、上記のようにしてダイオードＤ１に流れる電流を抑制するため、電池制御装置１００内の電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３にそれぞれコンデンサを配置してダイオードＤ１の電流を抑制することも可能であるが、これには部品点数の増加やコストアップ等の問題がある。   A specific example of a mechanism by which the cell controllers IC1 to IC3 are damaged will be described. In the following description, as an example, it is assumed that the voltage detection lines SL2 and SL13 are first connected when the connector CN1 is joined, and the other voltage detection lines are not connected. In this case, as indicated by the thick broken line arrow I1 in FIG. 2, the charging current I1 flows from the voltage detection line SL2 to the voltage detection line SL13 via the ESD diode D1 and the bypass capacitors C1 to C3 in the cell controller IC1. . When the charging current I1 exceeds the allowable current of the diode D1 in the cell controller IC1, the cell controller IC1 is damaged. In order to suppress the current flowing through the diode D1 as described above, it is possible to suppress the current of the diode D1 by disposing a capacitor on each of the voltage detection lines SL1 to SL13 in the battery control device 100. This has problems such as an increase in the number of parts and an increase in cost.

上記の充電電流Ｉ１の大きさは、バイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値や、電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３間の電圧差に依存する。バイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値は、ハイブリッド自動車や電気自動車などインバータを搭載したシステムでは、インバータノイズ耐性を上げる目的で大きくなる傾向にある。そのため、充電電流Ｉ１も増加する傾向にある。また、電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３間の電圧差は、電池モジュール２０における電池セルの直列接続数に応じて増加し、これはセルコントーラＩＣの接続数に依存する。したがって、電池セルの直列接続数が多くなるほど電圧差が大きくなり、充電電流Ｉ１が増加することになる。   The magnitude of the charging current I1 depends on the capacitance values of the bypass capacitors C1 to C3 and the voltage difference between the voltage detection lines SL2 and SL13. Capacitance values of the bypass capacitors C1 to C3 tend to increase in order to increase inverter noise resistance in a system including an inverter such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. For this reason, the charging current I1 also tends to increase. In addition, the voltage difference between the voltage detection lines SL2 and SL13 increases according to the number of battery cells connected in series in the battery module 20, and this depends on the number of cell controller IC connections. Therefore, as the number of battery cells connected in series increases, the voltage difference increases and the charging current I1 increases.

以上説明したように、従来の電池モジュールと電池制御装置では、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３を搭載した電池制御装置１００を電池モジュール２０のセルグループ１０１〜１０３へ活線接続する場合に、これらのセルコントローラＩＣが破損するという課題があった。したがって、その対策が必要となる。   As described above, in the conventional battery module and the battery control device, when the battery control device 100 equipped with the cell controllers IC1 to IC3 is hot-connected to the cell groups 101 to 103 of the battery module 20, these cell controllers are used. There was a problem that the IC was damaged. Therefore, countermeasures are necessary.

＜第１の実施形態＞
次に図５を参照して、上記の従来例における課題を解決するための本発明の第１の実施形態について説明する。なお、図５において図４と同じ構成要素を表す部分には同一の符号を付している。この部分について従来例と重複する説明は省略する。<First Embodiment>
Next, a first embodiment of the present invention for solving the problems in the conventional example will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same reference numerals are given to portions representing the same components as those in FIG. 4. The description which overlaps with a conventional example about this part is abbreviate | omitted.

図５は、本発明の第１の実施形態による電池制御装置１００の構成例を示す。本実施形態による電池制御装置１００では、上記従来例で説明した問題を解決するために、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ端子に接続された配線ＧＮＤＬが、コネクタＣＮ１内に設けられた端子ＣＮ１−５に接続されている。また、セルコントローラＩＣ２のＶＣＣ端子に接続された配線ＶＣＣＬが、コネクタＣＮ１内に補助接続部材（ピン）として設けられた端子ＣＮ１−５Ａに接続されている。そして、これらの端子ＣＮ１−５およびＣＮ１−５Ａを、電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点１において、電池セルＢＣ４の負極と電池セルＢＣ５の正極に接続された電圧検出線ＳＬ５へ接続するようにした。すなわち、図４で示した従来例では、セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間で共通としていた端子ＣＮ１−５への配線を、図５に示す本実施形態では、セルコントローラＩＣ１側の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２側の配線ＶＣＣＬの２つに分離している。そして、配線ＧＮＤＬを端子ＣＮ１−５に接続すると共に、コネクタＣＮ１内に端子ＣＮ１−５Ａを新たに設けて配線ＶＣＣＬをこれに接続している。   FIG. 5 shows a configuration example of the battery control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. In the battery control apparatus 100 according to the present embodiment, the wiring GNDL connected to the GND terminal of the cell controller IC1 is connected to the terminals CN1-5 provided in the connector CN1 in order to solve the problem described in the conventional example. Has been. Further, the wiring VCCL connected to the VCC terminal of the cell controller IC2 is connected to a terminal CN1-5A provided as an auxiliary connection member (pin) in the connector CN1. The terminals CN1-5 and CN1-5A are connected to the negative electrode of the battery cell BC4 and the positive electrode of the battery cell BC5 at the electrical connection point 1 provided outside the battery control device 100. To connect to. That is, in the conventional example shown in FIG. 4, the wiring to the terminals CN1-5 common between the cell controller IC1 and the cell controller IC2 is the same as the wiring GNDL on the cell controller IC1 side in this embodiment shown in FIG. It is separated into two lines VCCL on the cell controller IC2 side. Then, the wiring GNDL is connected to the terminal CN1-5, and a terminal CN1-5A is newly provided in the connector CN1, and the wiring VCCL is connected thereto.

同様に、図５においてセルコントローラＩＣ２のＧＮＤ端子に接続された配線ＧＮＤＬと、セルコントローラＩＣ３のＶＣＣ端子に接続された配線ＶＣＣＬも、コネクタＣＮ１内に設けられた端子ＣＮ１−９と、コネクタＣＮ１内に補助接続部材（ピン）として設けられた端子ＣＮ１−９Ａにそれぞれ接続されている。そして、これらの端子ＣＮ１−９およびＣＮ１−９Ａが、電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点２において、電池セルＢＣ８の負極と電池セルＢＣ９の正極に接続された電圧検出線ＳＬ９へ接続されている。すなわち、図４で示した従来例では、セルコントローラＩＣ２とセルコントローラＩＣ３の間で共通であった端子ＣＮ１−９への配線を、図５に示す本実施形態では、セルコントローラＩＣ２側の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３側の配線ＶＣＣＬの２つに分離している。そして、配線ＧＮＤＬを端子ＣＮ１−９に接続すると共に、コネクタＣＮ１内に端子ＣＮ１−９Ａを新たに設けて配線ＶＣＣＬをこれに接続している。   Similarly, in FIG. 5, the wiring GNDL connected to the GND terminal of the cell controller IC2 and the wiring VCCL connected to the VCC terminal of the cell controller IC3 are also connected to the terminals CN1-9 provided in the connector CN1 and in the connector CN1. Are connected to terminals CN1-9A provided as auxiliary connection members (pins) respectively. The terminals CN1-9 and CN1-9A are connected to the negative electrode of the battery cell BC8 and the positive electrode of the battery cell BC9 at the electrical connection point 2 provided outside the battery control device 100. Connected to. That is, in the conventional example shown in FIG. 4, the wiring to the terminals CN1-9, which was common between the cell controller IC2 and the cell controller IC3, is connected to the wiring GNDL on the cell controller IC2 side in this embodiment shown in FIG. And the wiring VCCL on the cell controller IC3 side. The wiring GNDL is connected to the terminal CN1-9, and a terminal CN1-9A is newly provided in the connector CN1 to connect the wiring VCCL thereto.

上記のような構成とすることで、従来例では問題となったセルコントローラＩＣの破損を防止できる。これについて、以下にその具体例を説明する。   With the above configuration, it is possible to prevent damage to the cell controller IC, which is a problem in the conventional example. A specific example of this will be described below.

コネクタＣＮ１の接合により、例えば電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３が最初に電池制御装置１００と接続されると、電池制御装置１００では図５中の破線矢印に示す経路により、パイパスコンデンサＣ１に充電電流Ｉ１が流れようとする。しかし、図４に示した従来例の場合とは異なり、ここではパイパスコンデンサＣ１とバイパスコンデンサＣ２、Ｃ３が電池制御装置１００内で電気的に接続されていないため、パイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３を介して電圧検出線ＳＬ１３へ充電電流Ｉ１が流れることはない。また、電圧検出線ＳＬ５とセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬが接続されていないため、電圧検出線ＳＬ５へ充電電流Ｉ１が流れることもない。その結果、図５において充電電流Ｉ１は流れない。   For example, when the voltage detection lines SL2 and SL13 are first connected to the battery control device 100 by joining the connector CN1, the charging current I1 is supplied to the bypass capacitor C1 in the battery control device 100 through the path indicated by the broken line arrow in FIG. Try to flow. However, unlike the case of the conventional example shown in FIG. 4, here, the bypass capacitor C1 and the bypass capacitors C2 and C3 are not electrically connected in the battery control device 100, so that the bypass capacitors C1 to C3 are not connected. The charging current I1 does not flow to the voltage detection line SL13. Further, since the voltage detection line SL5 and the wiring GNDL of the cell controller IC1 are not connected, the charging current I1 does not flow to the voltage detection line SL5. As a result, the charging current I1 does not flow in FIG.

一方、例えば電圧検出線ＳＬ５とＳＬ９が端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａ、ＣＮ１−９およびＣＮ１−９Ａを介して最初に電池制御装置１００と接続された場合、電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬからバイパスコンデンサＣ２を経由してセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬに充電電流が流れる。その後、さらに電圧検出線ＳＬ２が電池制御装置１００と接続されると、電圧検出線ＳＬ２からセルコントローラＩＣ１内のダイオードＤ１およびパイパスコンデンサＣ１を経由してセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬに充電電流が流れる。また、電圧検出線ＳＬ１３が電池制御装置１００と接続されると、セルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬからパイパスコンデンサＣ３を経由して電圧検出線ＳＬ１３に充電電流が流れる。しかし、この場合であっても、各パイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３には対応するセルグループ１０１〜１０３の電圧のみがそれぞれ個別に印加されるため、セルグループ１０１〜１０３の電圧が直列に印加される図４の従来と比べて充電電流を抑制することが可能である。したがって、図５に示す本実施形態の電池制御装置１００では、各セルグループ１０１〜１０３に含まれる電池セル数（図５の構成例では４つ）に応じた分の電圧に相当する充電電流に対して故障しないように、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３を設計しておけばよい。   On the other hand, for example, when the voltage detection lines SL5 and SL9 are first connected to the battery control device 100 via the terminals CN1-5, CN1-5A, CN1-9, and CN1-9A, the cell controller IC2 Charging current flows from the wiring VCCL to the wiring GNDL of the cell controller IC2 via the bypass capacitor C2. Thereafter, when the voltage detection line SL2 is further connected to the battery control device 100, a charging current flows from the voltage detection line SL2 to the wiring GNDL of the cell controller IC1 via the diode D1 and the bypass capacitor C1 in the cell controller IC1. When the voltage detection line SL13 is connected to the battery control device 100, a charging current flows from the wiring VCCL of the cell controller IC3 to the voltage detection line SL13 via the bypass capacitor C3. However, even in this case, since only the voltages of the corresponding cell groups 101 to 103 are individually applied to the bypass capacitors C1 to C3, the voltages of the cell groups 101 to 103 are applied in series. Therefore, the charging current can be suppressed as compared with the conventional example. Therefore, in the battery control device 100 of the present embodiment shown in FIG. 5, the charging current corresponding to the voltage corresponding to the number of battery cells included in each of the cell groups 101 to 103 (four in the configuration example of FIG. 5) is obtained. The cell controllers IC1 to IC3 may be designed so as not to break down.

しかし、図５に示したような本実施形態の電池制御装置１００では、通信波形へのノイズ重畳という弊害が生じることがある。すなわち、電力変換装置９等からのノイズが電圧検出線ＳＬ５に重畳されると、そのノイズは、電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点１やコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａを経由して、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬやセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬに伝搬される。同様に、電圧検出線ＳＬ９に重畳されたノイズは、電気的接続点２やコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａを経由して、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬやセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬに伝搬される。ここで、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３の各通信部１０５は、配線ＶＣＣＬの電位ＶＣＣや配線ＧＮＤＬの電位ＧＮＤを基準として動作するため、これらの配線にノイズが重畳されると、各通信部１０５から出力される信号波形においてノイズが重畳される。その結果、マイコン３０や各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３の間で通信不良等の問題を生じることがある。   However, in the battery control device 100 of the present embodiment as shown in FIG. 5, there may be a problem that noise is superimposed on the communication waveform. That is, when noise from the power conversion device 9 or the like is superimposed on the voltage detection line SL5, the noise is connected to the electrical connection point 1 provided outside the battery control device 100 or the terminals CN1-5 and CN1 of the connector CN1. The signal is transmitted to the wiring GNDL of the cell controller IC1 and the wiring VCCL of the cell controller IC2 via −5A. Similarly, noise superimposed on the voltage detection line SL9 passes through the electrical connection point 2 and the terminals CN1-9 and CN1-9A of the connector CN1 to the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring VCCL of the cell controller IC3. Propagated. Here, each communication unit 105 of the cell controllers IC1 to IC3 operates with reference to the potential VCC of the wiring VCCL and the potential GND of the wiring GNDL. Therefore, when noise is superimposed on these wirings, the output from each communication unit 105 Noise is superimposed on the signal waveform. As a result, problems such as poor communication may occur between the microcomputer 30 and the cell controllers IC1 to IC3.

また、さらに他の弊害として、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間で断線が起きたときに、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３において起動不良が生じることがある。ここで、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間はハーネス等の線材で接続されているため断線が生じやすい。例えば図５に符号Ａで示した部分が断線した場合、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位は、本来の値よりもダイオードＤ２と電池セルＢＣ４の電圧分だけ低くなる。   Further, as another adverse effect, when a disconnection occurs between the battery module 20 and the connector CN1, a start failure may occur in the cell controllers IC1 to IC3. Here, since the battery module 20 and the connector CN1 are connected by a wire such as a harness, disconnection is likely to occur. For example, when the part indicated by the symbol A in FIG. 5 is disconnected, the GND potential of the cell controller IC1 becomes lower than the original value by the voltage of the diode D2 and the battery cell BC4.

一例として、ダイオードＤ２のドロップ電圧を０．７Ｖとし、電池セルＢＣ４の電圧を３．０Ｖとする。また、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵとセルコントローラＩＣ１内の電圧ＶＣＣとの間の電位差を３．３Ｖとし、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６の動作電圧を１．４Ｖ以上と仮定する。この場合、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間で断線が無いときには、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６には、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位を基準として、上記のＶＤＤＵ−ＶＣＣ間の電位差に相当する３．３Ｖの電圧が印加される。そのため、ウェイクアップ回路１０６が動作してセルコントローラＩＣ１が起動される。   As an example, the drop voltage of the diode D2 is 0.7V, and the voltage of the battery cell BC4 is 3.0V. Further, the potential difference between the voltage VDDU output from the charge pump 104 of the cell controller IC2 and the voltage VCC in the cell controller IC1 is 3.3 V, and the operating voltage of the wakeup circuit 106 of the cell controller IC1 is 1.4 V or more. Assume that In this case, when there is no disconnection between the battery module 20 and the connector CN1, the wake-up circuit 106 of the cell controller IC1 corresponds to the above-described potential difference between VDDU and VCC with reference to the GND potential of the cell controller IC1. A voltage of 3V is applied. Therefore, the wakeup circuit 106 operates and the cell controller IC1 is activated.

一方、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間でＡに示す部分が断線すると、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６には、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位を基準として、ＶＤＤＵ−ＶＣＣ間の電位差から上記のダイオードＤ２のドロップ電圧と電池セルＢＣ４の電圧の合計分を差し引いた電圧が印加される。すなわち、ウェイクアップ回路１０６に印加される電圧は、以下の式（１）で計算される値となる。
３．３Ｖ−０．７Ｖ−３．０Ｖ＝−０．４Ｖ ・・・（１）On the other hand, when the portion indicated by A is disconnected between the battery module 20 and the connector CN1, the wake-up circuit 106 of the cell controller IC1 receives the above diode from the potential difference between VDDU and VCC with reference to the GND potential of the cell controller IC1. A voltage obtained by subtracting the sum of the drop voltage of D2 and the voltage of the battery cell BC4 is applied. That is, the voltage applied to the wakeup circuit 106 is a value calculated by the following equation (1).
3.3V-0.7V-3.0V = -0.4V (1)

上記式（１）から、断線時にウェイクアップ回路１０６に印加される電圧は−０．４Ｖであり、これは動作電圧の１．４Ｖ未満である。そのため、この場合にはウェイクアップ回路１０６が動作せず、セルコントローラＩＣ１が起動できない。   From the above equation (1), the voltage applied to the wake-up circuit 106 at the time of disconnection is −0.4V, which is less than the operating voltage of 1.4V. Therefore, in this case, the wakeup circuit 106 does not operate and the cell controller IC1 cannot be activated.

なお、図５に符号Ｂで示した部分が断線した場合には、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵがダイオードＤ１と電池セルＢＣ５の電圧分低くなる。そのため、Ａに示す部分が断線した場合と同様に、このときセルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６に印加される電圧は式（１）から求められ、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位を基準として−０．４Ｖとなる。したがって、ウェイクアップ回路１０６が動作せずにセルコントローラＩＣ１の起動ができない。   5 is disconnected, the voltage VDDU output from the charge pump 104 of the cell controller IC2 becomes lower by the voltage of the diode D1 and the battery cell BC5. Therefore, similarly to the case where the portion indicated by A is disconnected, the voltage applied to the wake-up circuit 106 of the cell controller IC 1 at this time is obtained from the equation (1), and −0. 4V. Therefore, the cell controller IC1 cannot be activated without the wakeup circuit 106 operating.

＜第２の実施形態＞
次に図６〜８を参照して、上記の第１の実施形態における課題を解決するための本発明の第２の実施形態について説明する。なお、図６〜８において図４、５と同じ構成要素を表す部分には同一の符号を付している。この部分について従来例や第１の実施形態と重複する説明は省略する。<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention for solving the problems in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8, the same reference numerals are given to the portions representing the same components as those in FIGS. 4 and 5. The description which overlaps with a prior art example and 1st Embodiment about this part is abbreviate | omitted.

図６は、本発明の第２の実施形態による電池制御装置１００の構成例を示す。本実施形態による電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間に、各配線間の電気的な接続状態を切り替えるためのスイッチＳＷがそれぞれ設けられている。各スイッチＳＷは、電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際には、対応する配線ＧＮＤＬと配線ＶＣＣＬの間を非接続（開放）状態とする。そして、活線接続後にスイッチＳＷを切り替え、対応する配線ＧＮＤＬと配線ＶＣＣＬの間を接続（短絡）状態とする。   FIG. 6 shows a configuration example of the battery control device 100 according to the second embodiment of the present invention. In the battery control device 100 according to the present embodiment, the electrical connection between the wirings between the wiring GNDL of the cell controller IC1 and the wiring VCCL of the cell controller IC2 and between the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring VCCL of the cell controller IC3. Each switch SW is provided for switching the general connection state. Each switch SW makes a connection (open) state between the corresponding wiring GNDL and the wiring VCCL when the battery module 20 and the battery control device 100 are hot-connected. Then, the switch SW is switched after the live connection, and the corresponding wiring GNDL and the wiring VCCL are connected (short-circuited).

上記のように、活線接続時にはスイッチＳＷが開放されているため、第１の実施形態で説明したのと同様の効果が得られる。すなわち、活線接続時にセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制することができ、セルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。   As described above, since the switch SW is opened at the time of live connection, the same effect as described in the first embodiment can be obtained. That is, the charging current flowing through the cell controllers IC1 to IC3 during the live line connection can be suppressed, and the cell controller IC can be prevented from being damaged.

一方、活線接続後にはスイッチＳＷにより配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬが短絡されるため、第１の実施形態で説明したような通信波形へのノイズ重畳を防ぐことができる。すなわち、電圧検出線ＳＬ５、９に重畳されたノイズが電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点１、２やコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａ、ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａを経由して配線ＶＣＣＬや配線ＧＮＤＬへ伝搬されるのを防ぎ、通信部１０５から出力される信号波形に対する悪影響を抑制することができる。   On the other hand, since the wiring VCCL and the wiring GNDL are short-circuited by the switch SW after the live connection, noise superimposition on the communication waveform as described in the first embodiment can be prevented. That is, the noise superimposed on the voltage detection lines SL5 and SL9 is connected to the electrical connection points 1 and 2 provided on the outside of the battery control device 100 and the terminals CN1-5, CN1-5A, CN1-9, and CN1- of the connector CN1. Propagation to the wiring VCCL and the wiring GNDL via 9A can be prevented, and adverse effects on the signal waveform output from the communication unit 105 can be suppressed.

また、活線接続後に配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬが短絡されることから、第１の実施形態で説明したようなセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３における断線時の起動不良をも防ぐことができる。すなわち、図５で説明したのと同様に、例えば図６に符号Ａおよび符号Ｂで示した部分のいずれか少なくとも一方が断線したとしても、対応するスイッチＳＷにより、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間の接続状態を維持することができる。そのため、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位は断線していない場合と比べて変化しない。したがって、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵを用いて、セルコントローラＩＣ１内のウェイクアップ回路１０６を動作させてセルコントローラＩＣ１を起動させることができる。なお、電気的接続点２から端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａの間で断線が生じた場合についても同様に、対応するスイッチＳＷにより、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間の接続状態を維持することができる。したがって、セルコントローラＩＣ３のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵを用いて、セルコントローラＩＣ２内のウェイクアップ回路１０６を動作させてセルコントローラＩＣ２を起動させることができる。   In addition, since the wiring VCCL and the wiring GNDL are short-circuited after the live connection, it is possible to prevent a start-up failure at the time of disconnection in the cell controllers IC1 to IC3 as described in the first embodiment. That is, as described with reference to FIG. 5, for example, even if at least one of the parts indicated by reference signs A and B in FIG. 6 is disconnected, the corresponding switch SW causes the wiring GNDL and the cell of the cell controller IC1 to be connected. The connection state between the wirings VCCL of the controller IC2 can be maintained. Therefore, the GND potential of the cell controller IC1 does not change compared to the case where it is not disconnected. Therefore, by using the voltage VDDU output from the charge pump 104 of the cell controller IC2, the wakeup circuit 106 in the cell controller IC1 can be operated to start the cell controller IC1. Similarly, when a disconnection occurs between the electrical connection point 2 and the terminals CN1-9 and CN1-9A, the corresponding switch SW similarly causes a connection between the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring VCCL of the cell controller IC3. The connection state of can be maintained. Therefore, by using the voltage VDDU output from the charge pump 104 of the cell controller IC3, the wakeup circuit 106 in the cell controller IC2 can be operated to start the cell controller IC2.

本実施形態による電池制御装置１００では、以上説明したような構成および動作により、電池モジュール２０と電池制御装置１００を接続する際に、電池制御装置１００内のセルコントローラＩＣに高電圧が印加されて破壊されるのを確実に防ぎつつ、ノイズ耐性や断線時のセルコントローラＩＣの起動性能を向上することができる。そのため、信頼性の高い電池制御装置を提供することが可能となる。   In the battery control device 100 according to the present embodiment, the high voltage is applied to the cell controller IC in the battery control device 100 when the battery module 20 and the battery control device 100 are connected by the configuration and operation as described above. While reliably preventing destruction, it is possible to improve noise resistance and the startup performance of the cell controller IC at the time of disconnection. Therefore, it is possible to provide a highly reliable battery control device.

ここで、スイッチＳＷの構造について説明する。スイッチＳＷとしては、例えば機械的スイッチを用いることができる。機械的スイッチとは、操作者の機械的な操作に応じて２つの接点間を接続または開放するものであり、例えば、トグルスイッチ、押しボタンスイッチ、ショートバーを利用したスイッチ等がある。これらの機械的スイッチを電池制御装置１００にスイッチＳＷとして設けた場合、電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際にはスイッチＳＷをＯＦＦとしておき、接続後に操作者がスイッチＳＷを操作してＯＮに切り替えるようにする。これにより、スイッチＳＷを介して互いに隣接する配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬ間を接続することができ、上述した本実施形態の構成および動作を実現することができる。   Here, the structure of the switch SW will be described. For example, a mechanical switch can be used as the switch SW. The mechanical switch connects or opens two contacts according to the mechanical operation of the operator, and includes, for example, a toggle switch, a push button switch, a switch using a short bar, and the like. When these mechanical switches are provided as the switch SW in the battery control device 100, the switch SW is turned off when the battery module 20 and the battery control device 100 are hot-connected, and the operator operates the switch SW after the connection. And turn it on. Thereby, the wiring VCCL and the wiring GNDL adjacent to each other can be connected via the switch SW, and the configuration and operation of the above-described embodiment can be realized.

また、スイッチＳＷとして、例えばリレーやトランジスタのように、電気信号に応じて２つの接点間を接続または開放可能な電気的スイッチを用いてもよい。このような電気的スイッチを電池制御装置１００にスイッチＳＷとして設けた場合、電池モジュール２０と電池制御装置１００が活線接続された後に、スイッチＳＷを自動的にＯＦＦからＯＮに切り替えて互いに隣接する配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬ間が接続されるようにし、上述した本実施形態の構成および動作を実現することができる。   Further, as the switch SW, for example, an electrical switch that can connect or open two contacts according to an electrical signal, such as a relay or a transistor, may be used. When such an electrical switch is provided in the battery control device 100 as the switch SW, the switch SW is automatically switched from OFF to ON after the battery module 20 and the battery control device 100 are hot-wired and adjacent to each other. By connecting the wiring VCCL and the wiring GNDL, the configuration and operation of the present embodiment described above can be realized.

スイッチＳＷに電気的スイッチの一種であるＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いた一例を、図７を参照して説明する。図７に例示する電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間に、スイッチＳＷとしてのＦＥＴが設けられている。各ＦＥＴのゲートには、セルコントローラＩＣ２、ＩＣ３の各チャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵがそれぞれ接続されている。   An example in which an FET (field effect transistor) which is a kind of electrical switch is used as the switch SW will be described with reference to FIG. In the battery control apparatus 100 illustrated in FIG. 7, the switch SW is provided between the wiring GNDL of the cell controller IC1 and the wiring VCCL of the cell controller IC2, and between the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring VCCL of the cell controller IC3. An FET is provided. The voltage VDDU output from each charge pump 104 of the cell controllers IC2 and IC3 is connected to the gate of each FET.

電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際にはセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が起動しておらず、チャージポンプ１０４は非動作状態である。そのため、各ＦＥＴのゲートには電圧ＶＤＤＵが印加されておらず、各ＦＥＴはＯＦＦ状態である。活線接続後に、上位コントローラであるマイコン３０から配線回路３０３を介してセルコントローラＩＣ３に起動信号が入力されると、セルコントローラＩＣ３のチャージポンプ１０４が動作して電圧ＶＤＤＵを出力する。これにより、セルコントローラＩＣ２とセルコントローラＩＣ３の間に配置されたＦＥＴのゲートに、セルコントローラＩＣ３からの電気信号として電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ＦＥＴがＯＮされる。その結果、セルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬが接続される。また、セルコントローラＩＣ２のウェイクアップ回路１０６にも電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ウェイクアップ回路１０６が動作してセルコントローラＩＣ２が起動される。こうしてセルコントローラＩＣ２が起動されると、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４が動作して電圧ＶＤＤＵを出力する。これにより、セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間に配置されたＦＥＴのゲートに、セルコントローラＩＣ２からの電気信号として電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ＦＥＴがＯＮされる。その結果、セルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬが接続される。また、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６にも電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ウェイクアップ回路１０６が動作してセルコントローラＩＣ１が起動される。   When the battery module 20 and the battery control device 100 are hot-connected, the cell controllers IC1 to IC3 are not activated, and the charge pump 104 is in a non-operating state. Therefore, the voltage VDDU is not applied to the gate of each FET, and each FET is in an OFF state. When the activation signal is input to the cell controller IC3 from the microcomputer 30 that is the host controller via the wiring circuit 303 after the live line connection, the charge pump 104 of the cell controller IC3 operates to output the voltage VDDU. As a result, the voltage VDDU is applied as an electrical signal from the cell controller IC3 to the gate of the FET disposed between the cell controller IC2 and the cell controller IC3, and the FET is turned on. As a result, the wiring VCCL of the cell controller IC3 and the wiring GNDL of the cell controller IC2 are connected. Further, the voltage VDDU is also applied to the wakeup circuit 106 of the cell controller IC2, and the wakeup circuit 106 operates to activate the cell controller IC2. When the cell controller IC2 is activated in this way, the charge pump 104 of the cell controller IC2 operates to output the voltage VDDU. As a result, the voltage VDDU is applied as an electrical signal from the cell controller IC2 to the gate of the FET disposed between the cell controller IC1 and the cell controller IC2, and the FET is turned on. As a result, the wiring VCCL of the cell controller IC2 and the wiring GNDL of the cell controller IC1 are connected. The voltage VDDU is also applied to the wakeup circuit 106 of the cell controller IC1, and the wakeup circuit 106 operates to activate the cell controller IC1.

上記の動作が行われることにより、電池モジュール２０と電池制御装置１００の活線接続時には各ＦＥＴがＯＦＦであるため、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制してセルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。また、活線接続後には各ＦＥＴがＯＮに切り替えられるので、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３における通信波形へのノイズ重畳や断線時の起動不良を防ぐことができる。   When the above operation is performed, each FET is OFF when the battery module 20 and the battery control device 100 are connected to the live line. Therefore, the charging current flowing through the cell controllers IC1 to IC3 is suppressed to prevent the cell controller IC from being damaged. be able to. In addition, since each FET is switched ON after the live connection, it is possible to prevent noise superimposition on the communication waveforms in the cell controllers IC <b> 1 to IC <b> 3 and startup failure at the time of disconnection.

他の電気的スイッチとして、スイッチＳＷにＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いた一例を、図８を参照して説明する。図８に例示する電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間に、スイッチＳＷとしてのＰＮＰ型のバイポーラトランジスタＰＮＰが設けられている。また、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＧＮＤＬの間に、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＮＰＮが設けられている。セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３の内部には電圧調整用のレギュレータＲＧがそれぞれ設けられており、セルコントローラＩＣ２、ＩＣ３の各レギュレータＲＧからの出力が対応する各トランジスタＮＰＮのベースに接続されている。各トランジスタＮＰＮのコレクタと配線ＧＮＤＬの間には分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ設けられており、これらの分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の間に各トランジスタＰＮＰのベースが接続されている。このような構成により、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電圧が各トランジスタＰＮＰのベースに入力される。   As another electrical switch, an example in which a PNP bipolar transistor is used as the switch SW will be described with reference to FIG. In the battery control device 100 illustrated in FIG. 8, the switch SW is provided between the wiring GNDL of the cell controller IC1 and the wiring VCCL of the cell controller IC2, and between the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring VCCL of the cell controller IC3. A PNP-type bipolar transistor PNP is provided. An NPN bipolar transistor NPN is provided between the wiring GNDL of the cell controller IC1 and the wiring GNDL of the cell controller IC2, and between the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring GNDL of the cell controller IC3. Voltage regulators RG are respectively provided in the cell controllers IC1 to IC3, and outputs from the regulators RG of the cell controllers IC2 and IC3 are connected to the bases of the corresponding transistors NPN. Voltage dividing resistors R1 and R2 are provided between the collector of each transistor NPN and the wiring GNDL, and the base of each transistor PNP is connected between these voltage dividing resistors R1 and R2. With such a configuration, the voltage divided by the voltage dividing resistors R1 and R2 is input to the base of each transistor PNP.

電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際にはセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が起動しておらず、レギュレータＲＧは非動作状態であるため、トランジスタＮＰＮはＯＦＦ状態である。また、トランジスタＮＰＮがＯＦＦ状態であることから、トランジスタＰＮＰもＯＦＦ状態である。活線接続後にセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が起動されてレギュレータＲＧが動作状態になると、セルコントローラＩＣ２、ＩＣ３の各レギュレータＲＧから各トランジスタＮＰＮのベースに電気信号として所定の電圧が出力され、各トランジスタＮＰＮがＯＦＦからＯＮに切り替えられる。すると、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧された電圧が各トランジスタＰＮＰのベースへ出力され、各トランジスタＰＮＰがＯＦＦ状態からＯＮ状態へと切り替えられる。その結果、セルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬ、および、セルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬが接続される。   When the battery module 20 and the battery control apparatus 100 are hot-connected, the cell controllers IC1 to IC3 are not activated and the regulator RG is inactive, so the transistor NPN is in the OFF state. Further, since the transistor NPN is in the OFF state, the transistor PNP is also in the OFF state. When the cell controllers IC1 to IC3 are activated and connected to the regulator RG after the live connection, a predetermined voltage is output as an electric signal from each regulator RG of the cell controllers IC2 and IC3 to the base of each transistor NPN. Is switched from OFF to ON. Then, the voltage divided by the voltage dividing resistors R1 and R2 is output to the base of each transistor PNP, and each transistor PNP is switched from the OFF state to the ON state. As a result, the wiring VCCL of the cell controller IC2 and the wiring GNDL of the cell controller IC1, and the wiring VCCL of the cell controller IC3 and the wiring GNDL of the cell controller IC2 are connected.

上記の動作が行われることにより、電池モジュール２０と電池制御装置１００の活線接続時には各トランジスタＰＮＰがＯＦＦであるため、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制してセルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。また、活線接続後には各トランジスタＰＮＰがＯＮに切り替えられるので、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３における通信波形へのノイズ重畳や断線時の起動不良を防ぐことができる。   When the above operation is performed, each transistor PNP is OFF when the battery module 20 and the battery control device 100 are connected to the live line. Therefore, the charging current flowing through the cell controllers IC1 to IC3 is suppressed and the cell controller IC is damaged. Can be prevented. In addition, since each transistor PNP is switched ON after the live connection, it is possible to prevent noise superimposition on the communication waveforms in the cell controllers IC1 to IC3 and startup failure at the time of disconnection.

なお、前述の図７に示した例では、チャージポンプ１０４の出力電圧ＶＤＤＵを用いてウェイクアップ回路１０６を起動すると共に各ＦＥＴをＯＮする構成としたが、チャージポンプ１０４の電流供給能力が不足していると、これらの動作に時間を要したり、動作不能となったりする場合がある。これに対して、図８に示した例では、電池モジュール２０からの電圧ＶＣＣを直接レギュレータＲＧに入力し、これを用いてトランジスタＰＮＰをＯＮするため、トランジスタＰＮＰへの電流供給とウェイクアップ回路１０６への電流供給を分散化することができ、電流供給不足を回避することができる。   In the example shown in FIG. 7 described above, the wakeup circuit 106 is activated using the output voltage VDDU of the charge pump 104 and each FET is turned on. However, the current supply capability of the charge pump 104 is insufficient. If this is the case, these operations may take time or become inoperable. On the other hand, in the example shown in FIG. 8, the voltage VCC from the battery module 20 is directly input to the regulator RG and is used to turn on the transistor PNP. Therefore, the current supply to the transistor PNP and the wakeup circuit 106 The current supply to the power supply can be dispersed, and a shortage of current supply can be avoided.

なお、以上説明した第２の実施形態では、スイッチＳＷの例として、機械的スイッチや電気的スイッチの場合を説明したが、本発明はこれに限らず、磁気的スイッチなど他のスイッチを用いてもよい。また、例として挙げた以外の機械的スイッチや電気的スイッチを用いてもよい。さらに、電気的スイッチをＯＮする回路構成も図７や図８で例示したものに限らない。電池モジュール２０と電池制御装置１００が活線接続された後に、互いに隣接する配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬ間が短絡されるものであれば、どのような回路構成であってもよい。   In the second embodiment described above, the case of a mechanical switch or an electrical switch has been described as an example of the switch SW. However, the present invention is not limited to this, and other switches such as a magnetic switch are used. Also good. Further, mechanical switches and electrical switches other than those given as examples may be used. Furthermore, the circuit configuration for turning on the electrical switch is not limited to that illustrated in FIGS. Any circuit configuration may be used as long as the wiring VCCL and the wiring GNDL that are adjacent to each other are short-circuited after the battery module 20 and the battery control device 100 are hot-wired.

＜第３の実施形態＞
次に図９を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、図９において図４〜８と同じ構成要素を表す部分には同一の符号を付している。この部分について従来例や第１および第２の実施形態と重複する説明は省略する。<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the portions representing the same components as those in FIGS. 4 to 8. The description which overlaps with a prior art example and 1st and 2nd embodiment about this part is abbreviate | omitted.

図９は、本発明の第３の実施形態による電池制御装置１００の構成例を示す。本実施形態による電池制御装置１００では、電圧検出線ＳＬ５において電気的接続点１からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａまでの間、および、電圧検出線ＳＬ９において電気的接続点２からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａまでの間が、ツイストペアケーブルを用いて配線されている。これ以外の構成要素については、図５に示した第１の実施の形態と同一である。   FIG. 9 shows a configuration example of the battery control apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention. In the battery control apparatus 100 according to the present embodiment, the voltage detection line SL5 is connected from the electrical connection point 1 to the terminals CN1-5 and CN1-5A of the connector CN1, and the voltage detection line SL9 is connected from the electrical connection point 2 to the connector. Between the terminals CN1-9 and CN1-9A of CN1, wiring is performed using a twisted pair cable. Other components are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

上記の構成により、電圧検出線ＳＬ５、ＳＬ９において電磁誘導により重畳されるノイズをキャンセルすることができる。そのため、セルコントローラＩＣ１、ＩＣ２において配線ＧＮＤＬの電圧が安定し、通信不良の発生を回避することができる。また、前述の第１の実施の形態と同様に、電池モジュール２０と電池制御装置１００の活線接続時にセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制してセルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。   With the above configuration, noise superimposed on the voltage detection lines SL5 and SL9 due to electromagnetic induction can be canceled. Therefore, the voltage of the wiring GNDL is stabilized in the cell controllers IC1 and IC2, and occurrence of communication failure can be avoided. Further, similarly to the first embodiment described above, it is possible to prevent the cell controller IC from being damaged by suppressing the charging current flowing through the cell controllers IC1 to IC3 when the battery module 20 and the battery control device 100 are connected to the live line. .

なお、以上説明した第３の実施形態では、電圧検出線ＳＬ５において電気的接続点１からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａまでの間、および、電圧検出線ＳＬ９において電気的接続点２からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａまでの間を、ツイストペアケーブルを用いて配線することとしたが、他の耐ノイズケーブルを使用してもよい。ここでいう耐ノイズケーブルとは、ノイズ対策が施されている耐ノイズ性能の高いケーブルのことであり、ツイストペアケーブルの他に例えばシールドケーブル等がある。すなわち、少なくとも電気的接続点１および２からコネクタＣＮ１までの間について、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬ、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬを、耐ノイズケーブルで構成することができる。また、電圧検出線ＳＬ５、ＳＬ９以外の配線についても同様に、耐ノイズケーブルを使用してもよい。   In the third embodiment described above, the electrical connection point 2 between the electrical connection point 1 on the voltage detection line SL5 and the terminals CN1-5 and CN1-5A of the connector CN1 and the voltage detection line SL9. Between the terminals CN1-9 and CN1-9A of the connector CN1 is wired using a twisted pair cable, but other noise-resistant cables may be used. The noise-resistant cable referred to here is a cable with high noise resistance performance in which noise countermeasures are taken, and there is, for example, a shielded cable or the like in addition to the twisted pair cable. That is, at least between the electrical connection points 1 and 2 and the connector CN1, the wiring GNDL of the cell controller IC1 and the wiring VCCL of the cell controller IC2, and the wiring GNDL of the cell controller IC2 and the wiring VCCL of the cell controller IC3 are resistant. Can be configured with a noise cable. Similarly, noise resistant cables may be used for wirings other than the voltage detection lines SL5 and SL9.

以上説明した第１〜第３の各実施形態では、電池制御装置１００において３つのセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３を直列に配置した場合について説明したが、本発明のセルコントローラＩＣの直列数はこれに限らない。また、複数のセルコントローラＩＣを直並列に配置してもよい。電池モジュール２０におけるセルグループの配置に応じて少なくとも２つ以上のセルコントローラＩＣが直列または直並列に配置されていれば、その直列数や直並列数がどのようなものであっても、本発明を適用することができる。   In the first to third embodiments described above, the case where the three cell controllers IC1 to IC3 are arranged in series in the battery control apparatus 100 has been described. However, the number of series of the cell controller ICs of the present invention is not limited thereto. Absent. A plurality of cell controller ICs may be arranged in series and parallel. As long as at least two or more cell controller ICs are arranged in series or series-parallel according to the arrangement of the cell groups in the battery module 20, the present invention can be used regardless of the number of series or series-parallel. Can be applied.

以上説明した第１〜第３の各実施形態では、一般的な汎用コネクタをコネクタＣＮ１として利用することができる。そのため、各実施形態で説明したような本発明による電池制御装置１００を安価に実現することができる。   In each of the first to third embodiments described above, a general general-purpose connector can be used as the connector CN1. Therefore, the battery control device 100 according to the present invention as described in each embodiment can be realized at low cost.

以上説明した各実施形態や各種の変形例は、それぞれ単独で適用しても、任意に組み合わせて適用してもよい。   Each embodiment and various modifications described above may be applied independently or in any combination.

以上説明した各実施形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。   Each embodiment and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired.

Claims (7)

複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、
前記複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、
前記複数のセルコントローラＩＣを前記電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、
前記複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続した前記セルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、
前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とを前記コネクタに設け、前記第１の端子と前記第２の端子とを前記電池制御装置の外部の接続点で接続し、
前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線との間に活線接続時には開放状態になるスイッチを設けた電池制御装置。 In a battery control apparatus for controlling a battery module in which a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in series are connected in series or in series and parallel,
A plurality of cell controller ICs for controlling each of the plurality of cell groups;
And a least one connector provided for connecting the plurality of cell controllers IC in the battery module,
The plurality of cell controller ICs include first and second cell controller ICs continuously provided to control two or more cell groups connected in series,
The connector is provided with a first terminal for connecting the GND terminal side wiring of the first cell controller IC and a second terminal for connecting the VCC terminal side wiring of the second cell controller IC . And the second terminal at a connection point outside the battery control device ,
A battery control device provided with a switch that is opened when a live line is connected between the GND terminal side wiring of the first cell controller IC and the VCC terminal side wiring of the second cell controller IC. 請求項１に記載の電池制御装置において、
前記スイッチは、機械的スイッチである電池制御装置。 The battery control device according to claim 1,
The battery control device, wherein the switch is a mechanical switch. 請求項１に記載の電池制御装置において、
前記スイッチは、前記第２のセルコントローラＩＣからの信号により制御される電気的スイッチである電池制御装置。 The battery control device according to claim 1,
The battery control device, wherein the switch is an electrical switch controlled by a signal from the second cell controller IC. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池制御装置において、
少なくとも前記接続点から前記コネクタまでの間について、前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成した電池制御装置。 The battery control device according to any one of claims 1 to 3,
A battery control device in which a GND terminal side wiring of the first cell controller IC and a VCC terminal side wiring of the second cell controller IC are configured by a noise-resistant cable at least between the connection point and the connector. 複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、
前記複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、
前記複数のセルコントローラＩＣを前記電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、
前記複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続した前記セルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、
前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とを前記コネクタに設け、前記第１の端子と前記第２の端子とを前記電池制御装置の外部の接続点で接続し、
少なくとも前記接続点から前記コネクタまでの間について、前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成した電池制御装置。 In a battery control apparatus for controlling a battery module in which a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in series are connected in series or in series and parallel,
A plurality of cell controller ICs for controlling each of the plurality of cell groups;
And a least one connector provided for connecting the plurality of cell controllers IC in the battery module,
The plurality of cell controller ICs include first and second cell controller ICs continuously provided to control two or more cell groups connected in series,
The connector is provided with a first terminal for connecting the GND terminal side wiring of the first cell controller IC and a second terminal for connecting the VCC terminal side wiring of the second cell controller IC . And the second terminal at a connection point outside the battery control device,
A battery control device in which a GND terminal side wiring of the first cell controller IC and a VCC terminal side wiring of the second cell controller IC are configured by a noise-resistant cable at least between the connection point and the connector. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池制御装置と、
前記複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールと、
前記電池モジュール側のコネクタとを備える蓄電装置。 The battery control device according to any one of claims 1 to 5,
A battery module in which a plurality of cell groups in which the plurality of battery cells are connected in series are connected in series or in series and parallel, and
A power storage device comprising the connector on the battery module side. 請求項６に記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置で制御される電力で駆動される走行用電動機とを備えた電動走行可能な車両。
The power storage device according to claim 6;
A vehicle capable of electric traveling, comprising: a traveling motor driven by electric power controlled by the power storage device.
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