JP5945064B2 - 異常診断装置 - Google Patents

異常診断装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5945064B2
JP5945064B2 JP2015505147A JP2015505147A JP5945064B2 JP 5945064 B2 JP5945064 B2 JP 5945064B2 JP 2015505147 A JP2015505147 A JP 2015505147A JP 2015505147 A JP2015505147 A JP 2015505147A JP 5945064 B2 JP5945064 B2 JP 5945064B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diagnosis
abnormality
unit
substrate
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015505147A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2014141415A1 (ja
Inventor
和久 須永
和久 須永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automotive Energy Supply Corp
Original Assignee
Automotive Energy Supply Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automotive Energy Supply Corp filed Critical Automotive Energy Supply Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP5945064B2 publication Critical patent/JP5945064B2/ja
Publication of JPWO2014141415A1 publication Critical patent/JPWO2014141415A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/14—Preventing excessive discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15—Preventing overcharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/10—Driver interactions by alarm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/44—Control modes by parameter estimation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

本発明は、電機自動車用のバッテリセル等の診断対象機器の異常を診断する異常診断装置に関する。
近年、ＣＯ２排出問題に対応した二次電池を動力源とする電気自動車の普及が進んでいる。これらの二次電池の充放電を制御する電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；以下、単に「ＢＭＳ」と記す）は、バッテリ全体の残量や劣化度等の状態を測定する機能に加え、バッテリセルの異常な状態を未然に防ぐための異常診断機能が設けられている。とりわけ、リチウムイオン型のバッテリセルの過電圧状態や過放電状態のように発熱等の危険性のある状態からドライバーを守るためにも、過電圧・過放電状態からの保護機能の信頼性や故障時の機能安全性をＢＭＳにて確保しなければならない。
このようなＢＭＳによる異常診断は、例えば、セル状態測定部において全セルの電圧を定期的に測定し、測定した電圧を所定の閾値と比較して過電圧・過充電を判定し、過電圧・過充電の場合には、充放電を制御してバッテリセルを過電圧・過充電から保護するようになっている。
また、一般的な異常診断の技術としては、例えば特許文献１に記載のように、それぞれが自己診断機能を備えた複数の制御装置を併用する技術が知られている。
特開平２−２０４５６号公報
このような異常診断装置における信頼性および機能安全性を向上するために、診断対象機器の測定結果を二系統以上に分けて異常診断を行う、いわゆる二重化・冗長化の設計を行うことが考えられる。但し、共通故障因子である同一の基板上に設けられた複数の演算器（ＣＰＵ，ＭＰＵ等）で二重化・冗長化を行うと、基板自体の故障に対応できず、故障率を十分に低減することができない。
そこで本発明では、異常診断を二重化・冗長化することによって信頼性・安全性の向上を図りつつ、共通故障因子（基板）による故障率を低減することによって、信頼性及び機能安全性の更なる向上を図ることを目的としている。
本発明に係る異常診断装置は、診断対象機器の状態を測定する測定部と、上記測定部の測定結果に基づいて、上記診断対象機器の異常を判定する第１異常判定部と、上記測定部の測定結果に基づいて、上記診断対象機器の異常を判定する第２異常判定部と、を有する。そして、上記測定部と上記第１異常判定部とを第１基板に設ける一方、上記第２異常判定部を、第１基板とは異なる第２基板に設ける構成とした。
本発明によれば、２つの異常判定部を設けることで異常診断を二重化し、信頼性及び機能安全性の向上を図りつつ、これら２つの異常判定部を別々の基板に設けて二重化することによって、共通故障因子（基板）による故障率を大幅に低減し、信頼性及び安全性を更に向上することができる。
本発明の第１実施例に係る異常診断装置としての電気自動車の電池管理システムを示す構成図。 上記第１実施例の電池管理システムの接続形態を示す説明図。 本発明の第２実施例に係る異常診断装置としての電気自動車の電池管理システムの接続状態を示す説明図。 本発明の第３実施例に係る異常診断装置としての電気自動車の電池管理システムを示す構成図。
以下、図示実施例により本発明を説明する。図１及び図２は、本発明の第１実施例に係る異常診断装置としての電池管理システム（以下、「ＢＭＳ」とも記す）１００を示している。この電池管理システム１００は、電気自動車の二次電池であるバッテリパック１０を動力源とする電気自動車に搭載されるものである。バッテリパック１０には、複数のバッテリモジュール１１が設けられ、各バッテリモジュール１１には、診断対象機器としての１又は複数のバッテリセルが設けられている。
各バッテリモジュール１１には、バッテリセルの電圧等の状態を測定するセル状態測定部１０１がそれぞれ電気的に接続されている。また、測定結果に応じて各種の演算処理を実行するセル状態演算部１０２が設けられている。各セル状態測定部１０１は、第１基板に実装されるものであり、セル状態演算部１０２は、上記第１基板とは異なる第２基板に実装されている。
これら複数のセル状態測定部（第１基板）１０１とセル状態演算部（第２基板）１０２とは、この実施例では、図２に示すようにシリアルバス１０５等を用いたデイジーチェーン接続によって直列に双方向通信可能に接続されている。
図１は、電池管理システム１００を示す構成図である。なお、図１では一つのセル状態測定部１０１のみを示しているが、実際には図２に示すように複数のセル状態測定部１０１が一つのセル状態演算部１０２と接続されている。
第１基板のセル状態測定部１０１には、各バッテリモジュール１１のバッテリセルの電圧を測定する測定部としてのセル電圧測定部２０２と、このセル電圧測定部２０２の測定結果に基づいて、診断対象機器であるバッテリセルの異常を判定する第１異常判定部としての過電圧・過放電判定部２０３と、が設けられている。過電圧・過放電判定部２０３は、例えば測定された電圧を過電圧用閾値及び過放電用閾値と比較し、測定電圧が過電圧用閾値を超えている場合には過電圧（異常）と判定し、測定電圧が過放電用閾値を下回る場合には過放電（異常）と判定し、それ以外の場合には正常と判定する。異常時には後述する副演算器３０２へ警告信号（副ＯＶ警告）を送信する。セル電圧測定部２０２は、例えばＡＤ変換器により構成される。過電圧・過放電判定部２０３は、例えば比較器により構成される。つまり、各バッテリモジュール１１に接続される複数のセル状態測定部１０１は、ＣＰＵ，ＭＰＵ等の制御器や演算器を有していない簡易な構成とされており、低コスト化が図られている。
また、この実施例では、セル電圧測定部２０２にも自己診断機能２０１を持たせている。但し、より簡易的に、自己診断機能２０１を省略し、演算機能を有するセル状態演算部１０２の主演算器３０１がセル電圧測定部２０２の異常を監視するように構成しても良い。
第２基板のセル状態演算部１０２には、自己診断機能を有する主演算器３０１と副演算器３０２の２つの演算器が実装されている。これら主演算器３０１と副演算器３０２とは、中央処理装置（ＣＰＵ）に比して小型で低コストな超小型演算処理ユニット（ＭＰＵ）が用いられており、それぞれ独立した別個のインターフェース（通信線）３０１Ａ，３０２Ａを介して、制御部としての上位ＥＣＵ１０３と双方向通信可能に接続されている。上位ＥＣＵ１０３には、各種の制御処理を記憶及び実行可能な中央演算処理装置（ＣＰＵ）が用いられている。
主演算器３０１は、セル電圧測定部２０２の測定結果に基づいて、バッテリセルの異常を判定する第２異常判定部としての過電圧・過放電検出部を含んでいる。また、副演算器３０２からの診断命令に応じて自己診断を行う機能を有しており、その診断結果を副演算器３０２及び上位ＥＣＵ１０３へと送信する。異常時には警告信号（主ＯＶ警告）を上位ＥＣＵ１０３へ送信する。また、主演算器３０１は、副演算器３０２の自己診断の診断結果を監視し、その診断結果を上位ＥＣＵ１０３に送信する。
副演算器３０２は、セル状態測定部１０１から過電圧・過放電判定部２０３の判定結果を受信し、これを上位ＥＣＵ１０３へ送信する。また副演算器３０２は、主演算器３０１からの診断命令に応じて自己診断を行い、その診断結果を主演算器３０１及び上位ＥＣＵ１０３へと送信する。異常時には警告信号（副ＯＶ警告）を上位ＥＣＵ１０３へ送信する。更に、副演算器３０２は、主演算器３０１の自己診断の診断結果を監視し、その診断結果を上位ＥＣＵ１０３に送信する。
充放電制御装置１０４は、上位ＥＣＵ１０３からの指令信号に応じて、バッテリパック１０の充放電制御を行う。
このように本実施例では、２つの異常判定部である過電圧・過放電判定部２０３と第２過電圧過放電検出部（主演算器３０１）と、を設けることで異常診断を二重化・冗長化し、信頼性・安全性の向上を図りつつ、両者を別々の基板に設けて二重化することによって、一つの基板（共通故障因子）上に両者を設ける場合に比して、共通故障因子による故障率を低減し、信頼性と異常診断率を更に高めることができる。
また、第２基板に設けられるセル状態演算部１０２に主演算器３０１と副演算器３０２の２つの演算器を実装して二重化することによって、更に信頼性を向上して故障率を低減することができる。
更に、主演算器３０１と副演算器３０２とを制御機能を有しない簡素な超小型演算処理ユニット（ＭＰＵ）により構成することで、各種の制御処理を記憶及び実行可能なＣＰＵを用いる場合に比して低コスト化を図りつつ、互いに診断命令に応じて自己診断を行う構成とすることで、自己診断機能を実現することができる。そして、これら主演算器３０１と副演算器３０２を相互に異常監視する構成とすることで、信頼性及び機能安全性を更に向上することができる。
また、主演算器３０１と副演算器３０２とは、それぞれ異なる通信インターフェース３０１Ａ，３０２Ａを介して上位ＥＣＵ１０３と通信可能に接続されており、このようにインターフェース３０１Ａ，３０２Ａも二重化することで、更に信頼性及び機能安全性を高めることができる。
また、この第１実施例においては、複数のセル状態測定部１０１と単一のセル状態演算部１０２とをデイジーチェーン接続により直列に接続しているために、通信線の短縮化・簡素化を図ることができる。
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以下の実施例で例示するように、種々の変形・変更を含むものである。なお、以下の実施例では、既述した実施例と異なる部分について主に説明し、同じ構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。
図３は本発明の第２実施例に係る電池管理システムの接続状態を示している。この第２実施例では、複数のセル状態測定部１０１とセル状態演算部１０２とが公知のＣＡＮ通信等により共通の通信線であるデータバス１０６を介して双方向通信可能に並列に接続されている。このような接続態様であっても、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
図４は本発明の第３実施例に係る電池管理システムを示している。この第３実施例では、図１に示す第１実施例の構成に加えて、セル電圧測定部２０２へ電力を供給する電源系統を二重化した二重系電源１０７が設けられている。具体的には、車両駆動用の大容量のバッテリパック１０の他に、１２Ｖバッテリのような予備の小容量のバッテリからもセル電圧測定部２０２へ電力を供給可能な構成としている。この第３実施例のように、電源系をも二重化することで、信頼性及び機能安全性の更なる向上を図ることができる。

Claims (9)

  1. 診断対象機器の状態を測定する測定部と、
    上記測定部の測定結果に基づいて、上記診断対象機器の異常を判定する第１異常判定部と、
    上記測定部の測定結果に基づいて、上記診断対象機器の異常を判定する第２異常判定部と、
    上記測定部と上記第１異常判定部とが設けられる第１基板と、
    上記第２異常判定部が設けられる第２基板と、
    を有する異常診断装置。
  2. 複数の上記第１基板と、上記第２基板と、が通信可能に直列に接続されている、
    請求項１に記載の異常診断装置。
  3. 複数の上記第１基板と、上記第２基板と、がそれぞれ通信可能に並列に接続されている、
    請求項１に記載の異常診断装置。
  4. 上記第１基板は、異なる二つの電源系に接続されている、
    請求項１〜３のいずれかに記載の異常診断装置。
  5. 上記第２基板には、互いに診断命令に応じて自己診断を行う自己診断機能を有する主演算器と副演算器とが設けられている、
    請求項１〜４のいずれかに記載の異常診断装置。
  6. 上記主演算器と副演算器とは、それぞれ異なる通信インターフェースを介して制御部と通信可能に接続されている、
    請求項５に記載の異常診断装置。
  7. 上記主演算器は、
    上記第２異常判定部を含み、
    上記副演算器からの診断命令に応じて自己診断を行い、
    上記副演算器の自己診断の診断結果を監視し、
    上記第２異常判定部による判定結果及び上記診断結果を上記制御部に送信する、
    請求項６に記載の異常診断装置。
  8. 上記副演算器は、
    上記第１異常判定部の判定結果を受信し、
    上記主演算器からの診断命令に応じて自己診断を行い、
    上記主演算器の自己診断の診断結果を監視し、
    これらの判定結果と診断結果を上記制御部に送信する、
    請求項６又は７に記載の異常診断装置。
  9. 上記診断対象機器が、電気自動車のバッテリセルであり、
    上記第１，第２異常判定部が、上記バッテリセルの過電圧及び過放電を判定もしくは検出する、
    請求項１〜８のいずれかに記載の異常診断装置。
JP2015505147A 2013-03-14 2013-03-14 異常診断装置 Active JP5945064B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/057128 WO2014141415A1 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 異常診断装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5945064B2 true JP5945064B2 (ja) 2016-07-05
JPWO2014141415A1 JPWO2014141415A1 (ja) 2017-02-16

Family

ID=51536111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015505147A Active JP5945064B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 異常診断装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160033581A1 (ja)
EP (1) EP2975724A4 (ja)
JP (1) JP5945064B2 (ja)
KR (1) KR20150132129A (ja)
CN (1) CN105191048A (ja)
WO (1) WO2014141415A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9515496B1 (en) 2016-03-21 2016-12-06 Hangzhou Chic Intelligent Technology Co., Ltd Battery management system for human-machine interaction vehicles
GB2546789A (en) * 2016-01-29 2017-08-02 Bombardier Primove Gmbh Arrangement with battery system for providing electric energy to a vehicle
CN106080251B (zh) * 2016-08-05 2020-05-05 合肥工业大学 具有完备故障自诊断功能的电动汽车动力电池管理系统
KR102135996B1 (ko) * 2016-10-05 2020-07-20 주식회사 엘지화학 배터리 보호 시스템 및 방법
DE102016223251A1 (de) 2016-11-24 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh System und Verfahren zur Lagerung einer Batterie
WO2018109792A1 (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 株式会社Ｆｕｊｉ 対基板作業システム
US11398647B2 (en) * 2017-08-01 2022-07-26 Lg Energy Solution, Ltd. Battery management system
WO2019069390A1 (ja) * 2017-10-04 2019-04-11 日産自動車株式会社 バッテリパックの検査方法および検査装置
KR102344211B1 (ko) 2017-12-20 2021-12-27 주식회사 엘지에너지솔루션 메인 제어부 이상 진단 시스템 및 방법
JP7311458B2 (ja) * 2020-04-07 2023-07-19 トヨタ自動車株式会社 バッテリー診断装置、方法、プログラム、及び車両
CN114148174B (zh) * 2021-12-31 2024-08-27 中航锂电（洛阳）有限公司 电池管理模块及其工作方法、电池管理系统、电动车

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05207637A (ja) * 1992-01-23 1993-08-13 Fuji Electric Co Ltd ディジタルリレー
US20050127878A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Geren Michael D. Power fault battery protection circuit
JP2010203790A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toyota Motor Corp 車載二次電池の過充電検出装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3117442B2 (ja) 1988-07-07 2000-12-11 株式会社日立製作所 車両制御装置
JP4086009B2 (ja) * 2004-05-10 2008-05-14 株式会社デンソー 電池用過充電過放電検出回路
JP2008211891A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Hitachi Ltd ディジタル保護リレー
JP5250230B2 (ja) * 2007-09-28 2013-07-31 株式会社日立製作所 車両用電源システムおよび電池セル制御用集積回路
CN102105808B (zh) * 2008-06-27 2015-02-11 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 电池单元诊断系统和方法
KR100946635B1 (ko) * 2009-09-16 2010-03-09 제이엠씨엔지니어링 주식회사 다채널 4단자망 충전 장치·다채널 배터리 전원 공급모듈로 이루어진 배터리 팩 장치
DE102009046564A1 (de) * 2009-11-10 2011-05-12 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Batterie-Steuergerät-Architektur
JP5459660B2 (ja) * 2009-12-16 2014-04-02 株式会社東芝 二次電池装置および車両
JP5762152B2 (ja) * 2011-06-07 2015-08-12 三菱電機株式会社 ディジタルリレー
DE102011079126B4 (de) * 2011-07-14 2023-02-02 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem, Batterie, Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem sowie Verfahren zur Überwachung einer Batterie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05207637A (ja) * 1992-01-23 1993-08-13 Fuji Electric Co Ltd ディジタルリレー
US20050127878A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Geren Michael D. Power fault battery protection circuit
JP2010203790A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toyota Motor Corp 車載二次電池の過充電検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105191048A (zh) 2015-12-23
KR20150132129A (ko) 2015-11-25
US20160033581A1 (en) 2016-02-04
WO2014141415A1 (ja) 2014-09-18
EP2975724A4 (en) 2016-04-06
EP2975724A1 (en) 2016-01-20
JPWO2014141415A1 (ja) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5945064B2 (ja) 異常診断装置
US9297858B2 (en) Secondary battery management system and method for exchanging battery cell information
US10189354B2 (en) Battery system, and method for operating said battery system
CN107776408B (zh) 车辆系统、电池系统和电池系统的控制方法
JP5355224B2 (ja) 複数組電池の電圧監視装置
US8587257B2 (en) Secondary battery device and vehicle
JP2013545424A (ja) 少なくとも１つのバッテリを監視するための方法および構成、このような構成を備えたバッテリ、および、対応するバッテリを備えた車両
US20090206841A1 (en) Intelligent fault-tolerant battery management system
WO2014106893A1 (ja) 蓄電システム制御装置
JP7039563B6 (ja) 監視装置および蓄電システム
US9553339B2 (en) Security architecture, battery and motor vehicle having a corresponding battery
KR102452555B1 (ko) 차량 고장 처리 제어 장치 및 그 방법
JP5997371B2 (ja) 電池監視装置及びそれを用いた電池システム
JP2006020380A (ja) 車両用の電源装置
JP6376452B2 (ja) 電池管理システム
KR101570475B1 (ko) 기능안전을 고려한 차량용 배터리 관리시스템 및 그 제어 방법, 그리고 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체
JPWO2015022731A1 (ja) 電池監視装置、電池システムおよび車両制御システム
JP2015056947A (ja) 駆動力制御装置
Taylor et al. High-Voltage Battery System Concepts for ISO 26262 Compliance
JP2014134488A (ja) 電池監視装置
US20230061614A1 (en) Vehicle-based apparatus for noise injection and monitoring
JP2013048512A (ja) 二次電池モジュール、二次電池装置、および、車両
JP5537403B2 (ja) 二次電池装置、および、車両
KR102483013B1 (ko) 차량용 전원 불량 점검 장치 및 방법
KR20190060616A (ko) 선박용 리튬전지 모듈 관리장치 및 관리방법

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160526

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5945064

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250