JP5955507B2

JP5955507B2 - Voltage detection circuit and voltage detection device for power storage device, and vehicle equipped with the same

Info

Publication number: JP5955507B2
Application number: JP2011028320A
Authority: JP
Inventors: 菊池　義晃; 義晃菊池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2031-02-14
Also published as: JP2012167982A

Description

本発明は、蓄電装置の電圧検出回路および電圧検出装置、ならびにそれを搭載する車両に関し、より特定的には、蓄電装置に含まれる直列接続された個々の電圧源の電圧を精度よく検出するための技術に関する。 The present invention relates to a voltage detection circuit for a power storage device, a voltage detection device, and a vehicle equipped with the voltage detection circuit, and more specifically, to accurately detect voltages of individual voltage sources connected in series included in the power storage device. Related to technology.

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて、モータによって発生する駆動力により走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a vehicle that is mounted with a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor) and travels by driving force generated by a motor using electric power stored in the power storage device as an environment-friendly vehicle. . Such vehicles include, for example, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like.

このような車両に用いられる蓄電装置は、直列に接続された複数の電池セルを有する複数のブロックが直列に接続されることによって所望の電圧を出力する構成とされる場合がある。そして、このような蓄電装置の出力電圧は、個々のブロックの電圧を測定することによって検出される場合がある。 The power storage device used in such a vehicle may be configured to output a desired voltage by connecting a plurality of blocks each having a plurality of battery cells connected in series. And the output voltage of such an electrical storage apparatus may be detected by measuring the voltage of each block.

特許第３３２９７４９号公報（特許文献１）には、電池モジュールを複数直列接続することによって構成される電池ブロックが複数直列接続されて形成される組み電池において、各電池モジュールの端子電圧を検出することによって組み電池の電圧を検出する構成が開示される。 Japanese Patent No. 3329749 (Patent Document 1) detects a terminal voltage of each battery module in an assembled battery formed by connecting a plurality of battery blocks connected in series. Discloses a configuration for detecting the voltage of the assembled battery.

特許第３３２９７４９号公報Japanese Patent No. 3329749 特開２０００−０６００１１号公報JP 2000-060111 特開２００８−１４１９５３号公報JP 2008-141953 A 特開２００６−２４６６４５号公報JP 2006-246645 A 特開平０８−１４０２０６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-140206

蓄電装置においては、異なる数の電池セルを含む複数のブロックにより構成される場合がある。電池セルの数が異なると、ブロックごとの出力電圧が異なるので、これらの電圧を同じ検出レンジの電圧検出器で検出すると、検出器の検出分解能が低下してしまうために、検出値の精度が悪化するおそれがある。 The power storage device may be configured by a plurality of blocks including different numbers of battery cells. If the number of battery cells is different, the output voltage for each block will be different.If these voltages are detected by a voltage detector with the same detection range, the detection resolution of the detector will be reduced, and the accuracy of the detection value will be reduced. May get worse.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、異なる数の電池セルを含む複数のブロックを備える蓄電装置において、個々のブロックの電圧を精度よく検出することである。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to accurately detect voltages of individual blocks in a power storage device including a plurality of blocks including different numbers of battery cells. That is.

本発明による蓄電装置の電圧検出回路は、直列に接続された複数のブロックを含む蓄電装置の電圧を検出するための回路である。複数のブロックは、第１の数の電池セルが直列に接続された第１のブロックと、第１の数よりも大きい第２の数の複数の電池セルが直列に接続され第１のブロックよりも高い電圧を出力する第２のブロックとを含む。電圧検出回路は、第１のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第１の電圧検出部と、第２のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第２の電圧検出部とを備える。 The voltage detection circuit of the power storage device according to the present invention is a circuit for detecting the voltage of the power storage device including a plurality of blocks connected in series. The plurality of blocks includes a first block in which a first number of battery cells are connected in series, and a second block in which a second number of battery cells larger than the first number are connected in series than the first block. And a second block that outputs a higher voltage. The voltage detection circuit includes a first voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the first block, and a second voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the second block.

好ましくは、電圧検出回路は、複数のブロックのうち、電圧検出すべきブロックを選択するための選択回路をさらに備える。 Preferably, the voltage detection circuit further includes a selection circuit for selecting a block whose voltage is to be detected among the plurality of blocks.

好ましくは、第１および第２の電圧検出部は、選択回路に電気的に並列に接続される。
好ましくは、第１のブロックは、蓄電装置において第２のブロックよりも端部側に配置される。 Preferably, the first and second voltage detection units are electrically connected to the selection circuit in parallel.
Preferably, the first block is arranged closer to the end side than the second block in the power storage device.

好ましくは、電圧検出回路は、選択回路により選択されたブロックの両端に選択回路を介して接続されるコンデンサと、一方端がコンデンサに接続され他方端が第１および第２の電圧検出部に接続されるサンプルスイッチとをさらに備える。 Preferably, the voltage detection circuit has a capacitor connected to both ends of the block selected by the selection circuit via the selection circuit, one end connected to the capacitor, and the other end connected to the first and second voltage detection units. And a sample switch.

好ましくは、コンデンサは、サンプルスイッチが非導通にされた状態で、選択回路により選択されたブロックと導通状態にされることにより充電される。サンプルスイッチは、コンデンサが充電され、かつ選択回路によって蓄電装置とコンデンサとが非導通となった後に導通状態とされる。そして、第１および第２の電圧検出部は、充電されたコンデンサの電圧を検出することによって、選択されたブロックの電圧を検出する。 Preferably, the capacitor is charged by being brought into conduction with the block selected by the selection circuit while the sample switch is made non-conductive. The sample switch is turned on after the capacitor is charged and the power storage device and the capacitor are turned off by the selection circuit. The first and second voltage detectors detect the voltage of the selected block by detecting the voltage of the charged capacitor.

好ましくは、蓄電装置は、第２の数よりも大きい第３の数の複数の電池セルが直列に接続され第２のブロックよりも高い電圧を出力する第３のブロックをさらに含む。電圧検出回路は、選択回路に対して、第１および第２のブロックと並列に接続され、第３のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第３の電圧検出部をさらに備える。 Preferably, the power storage device further includes a third block in which a plurality of battery cells having a third number larger than the second number are connected in series and output a voltage higher than that of the second block. The voltage detection circuit further includes a third voltage detection unit connected to the selection circuit in parallel with the first and second blocks and having a detection range suitable for the voltage of the third block.

本発明による蓄電装置の電圧検出回路は、各々が直列に接続された複数のブロックを有する、直列に接続された複数のスタックを含む蓄電装置の電圧を検出するための回路である。複数のブロックの各々は、第１の数の電池セルが直列に接続された第１のブロックと、第１の数よりも大きい第２の数の複数の電池セルが直列に接続され第１のブロックよりも高い電圧を出力する第２のブロックとを有する。複数のスタックは、切換回路によって選択的に電圧検出回路に接続される。そして、電圧検出回路は、第１のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第１の電圧検出部と、第２のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第２の電圧検出部とを備える。 The voltage detection circuit of the power storage device according to the present invention is a circuit for detecting the voltage of the power storage device including a plurality of stacks connected in series, each having a plurality of blocks connected in series. Each of the plurality of blocks includes a first block in which a first number of battery cells are connected in series, and a second number of battery cells greater than the first number connected in series. And a second block that outputs a higher voltage than the block. The plurality of stacks are selectively connected to the voltage detection circuit by the switching circuit. The voltage detection circuit includes a first voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the first block, and a second voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the second block. .

本発明による蓄電装置の電圧検出回路は、直列に接続された複数のブロックを含む蓄電装置の電圧を検出するための回路である。複数のブロックは、第１の数の電池セルが直列に接続された第１のブロックと、第１の数よりも大きい第２の数の複数の電池セルが直列に接続され第１のブロックよりも高い電圧を出力する第２のブロックとを含む。電圧検出回路は、複数のコンデンサと、複数のブロックのうち電圧検出すべきブロックを選択するための選択回路とを備える。選択回路は、複数のコンデンサに互いに異なるブロックが接続されるように電圧検出すべきブロックを選択する。電圧検出回路は、複数のコンデンサの各々に対応した、第１のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第１の電圧検出部および第２のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第２の電圧検出部をさらに備える。 The voltage detection circuit of the power storage device according to the present invention is a circuit for detecting the voltage of the power storage device including a plurality of blocks connected in series. The plurality of blocks includes a first block in which a first number of battery cells are connected in series, and a second block in which a second number of battery cells larger than the first number are connected in series than the first block. And a second block that outputs a higher voltage. The voltage detection circuit includes a plurality of capacitors and a selection circuit for selecting a block from which a voltage is to be detected among the plurality of blocks. The selection circuit selects a block whose voltage is to be detected so that different blocks are connected to the plurality of capacitors. The voltage detection circuit corresponds to each of the plurality of capacitors, and includes a first voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the first block and a second detection range suitable for the voltage of the second block. A voltage detection unit is further provided.

本発明による車両は、蓄電装置と、上記の電圧検出回路とを備える。
本発明による蓄電装置の電圧検出装置は、直列に接続された複数のブロックを含む蓄電装置の電圧を検出するための装置である。複数のブロックは、第１の数の電池セルが直列に接続された第１のブロックと、第１の数よりも大きい第２の数の複数の電池セルが直列に接続され第１のブロックよりも高い電圧を出力する第２のブロックとを含む。電圧検出装置は、第１のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第１の電圧検出部と、第２のブロックの電圧に適した検出レンジを有する第２の電圧検出部と、複数のブロックのうち電圧検出すべきブロックを選択するための選択回路と、選択回路を制御するための制御装置とを備える。 A vehicle according to the present invention includes a power storage device and the voltage detection circuit described above.
A voltage detection device for a power storage device according to the present invention is a device for detecting a voltage of a power storage device including a plurality of blocks connected in series. The plurality of blocks includes a first block in which a first number of battery cells are connected in series, and a second block in which a second number of battery cells larger than the first number are connected in series than the first block. And a second block that outputs a higher voltage. The voltage detection device includes a first voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the first block, a second voltage detection unit having a detection range suitable for the voltage of the second block, and a plurality of blocks A selection circuit for selecting a block whose voltage is to be detected, and a control device for controlling the selection circuit.

好ましくは、第１および第２の電圧検出部は、選択回路に電気的に並列に接続される。制御装置は、第１および第２の電圧検出部からの出力を比較することによって、第１および第２の電圧検出部のいずれか一方に異常が生じているか否かを判定する。 Preferably, the first and second voltage detection units are electrically connected to the selection circuit in parallel. The control device determines whether an abnormality has occurred in one of the first and second voltage detection units by comparing the outputs from the first and second voltage detection units.

本発明によれば、異なる数の電池セルを含む複数のブロックを備える蓄電装置において、個々のブロックの電圧を精度よく検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in an electrical storage apparatus provided with the some block containing a different number of battery cells, the voltage of each block can be detected accurately.

本実施の形態に従う電圧検出回路を備える車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle including a voltage detection circuit according to the present embodiment. 実施の形態１における、電圧検出回路の詳細を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for illustrating details of a voltage detection circuit in the first embodiment. 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。In Embodiment 1, it is a functional block diagram for demonstrating abnormality detection control performed by ECU. 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for illustrating details of an abnormality detection control process executed by an ECU in the first embodiment. 実施の形態２における、電圧検出回路の詳細を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining details of a voltage detection circuit in a second embodiment. 実施の形態３における、電圧検出回路の詳細を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining details of a voltage detection circuit in a third embodiment. 実施の形態４における、電圧検出回路の詳細を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining details of a voltage detection circuit in a fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［車両の全体構成］
図１は、本実施の形態に従う電圧検出回路１６０が搭載された車両１００の全体構成図である。 [Overall configuration of vehicle]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle 100 equipped with a voltage detection circuit 160 according to the present embodiment.

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、電圧検出回路１６０と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲ（System Main Relay）とも称する。）１１５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、警報出力部１７０と、制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも称する。）３００とを備える。 Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power storage device 110, a voltage detection circuit 160, a system main relay (hereinafter also referred to as SMR (System Main Relay)) 115, a PCU (Power Control Unit) 120, Motor generator 130, power transmission gear 140, drive wheel 150, alarm output unit 170, and control device (hereinafter also referred to as ECU (Electronic Control Unit)) 300 are provided.

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子のセルを含んで構成されるブロックが、複数積層されることによって所望の電圧が出力される。 The power storage device 110 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable. The power storage device 110 is desired, for example, by stacking a plurality of blocks each including a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, or a lead storage battery, or a cell of an electrical storage element such as an electric double layer capacitor. Is output.

蓄電装置１１０は、ＳＭＲ１１５を介して、モータジェネレータ１３０を駆動するためのＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力は、たとえば２００Ｖである。 Power storage device 110 is connected to PCU 120 for driving motor generator 130 via SMR 115. Then, power storage device 110 supplies power for generating driving force of vehicle 100 to PCU 120. The power storage device 110 stores the electric power generated by the motor generator 130. The output of power storage device 110 is, for example, 200V.

電圧検出回路１６０は、蓄電装置１１０に含まれる各ブロックの電圧に関する信号を検出し、その検出信号ＶＣをＥＣＵ３００へ出力する。電圧検出回路１６０の詳細については、図２で後述する。 Voltage detection circuit 160 detects a signal related to the voltage of each block included in power storage device 110 and outputs detection signal VC to ECU 300. Details of the voltage detection circuit 160 will be described later with reference to FIG.

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの他方端は、ＰＣＵ１２０に接続された電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。 One end of the relay included in SMR 115 is connected to the positive terminal and the negative terminal of power storage device 110, respectively. The other end of the relay included in SMR 115 is connected to power line PL1 and ground line NL1 connected to PCU 120, respectively. SMR 115 switches between power supply and cutoff between power storage device 110 and PCU 120 based on control signal SE 1 from ECU 300.

ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。 PCU 120 includes a converter 121, an inverter 122, and capacitors C1 and C2.

コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。 Converter 121 performs voltage conversion between power line PL1 and ground line NL1, power line PL2 and ground line NL1, based on control signal PWC from ECU 300.

インバータ１２２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩに基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０を駆動する。 Inverter 122 is connected to power line PL2 and ground line NL1. Inverter 122 converts DC power supplied from converter 121 into AC power based on control signal PWI from ECU 300 and drives motor generator 130.

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。 Capacitor C1 is provided between power line PL1 and ground line NL1, and reduces voltage fluctuation between power line PL1 and ground line NL1. Capacitor C2 is provided between power line PL2 and ground line NL1, and reduces voltage fluctuation between power line PL2 and ground line NL1.

モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。 Motor generator 130 is an AC rotating electric machine, for example, a permanent magnet type synchronous motor including a rotor in which permanent magnets are embedded.

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。 The output torque of motor generator 130 is transmitted to drive wheels 150 via power transmission gear 140 constituted by a speed reducer and a power split mechanism, and causes vehicle 100 to travel. The motor generator 130 can generate electric power by the rotational force of the drive wheels 150 during the regenerative braking operation of the vehicle 100. Then, the generated power is converted into charging power for power storage device 110 by PCU 120.

なお、本実施の形態においては、モータジェネレータおよびインバータの対が１つ設けられる構成を一例として示すが、モータジェネレータおよびインバータの対を複数備える構成としてもよい。 In the present embodiment, a configuration in which one motor generator and inverter pair is provided is shown as an example, but a configuration in which a plurality of motor generator and inverter pairs are provided may be employed.

また、本実施の形態においては、車両１００は、上述のように、電気自動車を例として説明するが、車両１００の構成は、車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両であればその構成は限定されない。車両１００は、図１のような電動機により車両駆動力を発生する電気自動車のほかに、エンジンを搭載したハイブリッド車両あるいは燃料電池自動車などを含む。 In the present embodiment, as described above, vehicle 100 will be described by taking an electric vehicle as an example. However, vehicle 100 may have any configuration as long as it is equipped with an electric motor for generating vehicle driving force. The configuration is not limited. Vehicle 100 includes, in addition to an electric vehicle that generates a vehicle driving force by an electric motor as shown in FIG. 1, a hybrid vehicle equipped with an engine or a fuel cell vehicle.

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。 ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer, all of which are not shown in FIG. 1, and inputs signals from sensors and the like and outputs control signals to each device. 100 and each device are controlled. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に含まれるセンサ（図示せず）からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値を受ける。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を演算する。 ECU 300 receives detected values of voltage VB and current IB from a sensor (not shown) included in power storage device 110. ECU 300 calculates a state of charge (SOC) of power storage device 110 based on voltage VB and current IB.

また、ＥＣＵ３００は、電圧検出回路１６０からブロック電圧の検出値ＶＣを受ける。ＥＣＵ３００は、受信した電圧検出値ＶＣに基づいて、各ブロックの電圧を監視するとともに、後述するような電圧検出回路１６０の診断を行なう。 ECU 300 receives block voltage detection value VC from voltage detection circuit 160. ECU 300 monitors the voltage of each block based on received voltage detection value VC, and performs diagnosis of voltage detection circuit 160 as described later.

なお、図１においては、ＥＣＵ３００は１つの制御装置として記載されているが、各機器または機能ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。 In FIG. 1, ECU 300 is described as one control device, but a configuration may be adopted in which individual control devices are provided for each device or function.

警報出力部１７０は、ＥＣＵ３００によって車両の各機器に異常が発生したことが検出された場合に、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＬＭに従って、操作者に異常の発生を通知するための装置である。警報出力部１７０は、たとえば、ランプ、ＬＥＤ、または表示パネルなどのように視覚的に警報を出力するもの、およびブザーやチャームなどのように聴覚的に警報を出力するものが含まれる。 The alarm output unit 170 is a device for notifying the operator of the occurrence of an abnormality according to the control signal ALM from the ECU 300 when the ECU 300 detects that an abnormality has occurred in each device of the vehicle. The alarm output unit 170 includes, for example, one that visually outputs an alarm such as a lamp, LED, or display panel, and one that outputs an alarm audibly such as a buzzer or charm.

［実施の形態１］
図２は、実施の形態１における、電圧検出回路１６０の詳細を説明するための図である。 [Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the voltage detection circuit 160 in the first embodiment.

図２を参照して、蓄電装置１１０は、直列に接続された複数のセルを含む複数のブロックＢＬ１〜ＢＬ８が直列に接続された構成を有する。実施の形態１においては、各ブロックに含まれるセルの数は、２つの種類に分類される。 Referring to FIG. 2, power storage device 110 has a configuration in which a plurality of blocks BL1 to BL8 including a plurality of cells connected in series are connected in series. In the first embodiment, the number of cells included in each block is classified into two types.

第１のグループのブロックは、ブロックＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ７，ＢＬ８のように、蓄電装置１１０において直列接続されたブロックの端部付近に配置されるブロックであり、たとえば出力電圧は１２Ｖである。一方、第２のグループのブロックは、ブロックＢＬ３〜ＢＬ６のように、蓄電装置１１０において直列接続されたブロックの中央部付近に配置されるブロックであり、たとえば出力電圧は２４Ｖである。なお、第１のグループのブロックは、複数のセルを含むことは必須ではなく、単独のセルによって構成されるものであってもよい。 The blocks of the first group are blocks arranged near the ends of the blocks connected in series in the power storage device 110, such as the blocks BL1, BL2, BL7, and BL8. For example, the output voltage is 12V. On the other hand, the blocks of the second group are blocks arranged near the center of the blocks connected in series in power storage device 110 as in blocks BL3 to BL6. For example, the output voltage is 24V. Note that the first group of blocks does not necessarily include a plurality of cells, and may be configured by a single cell.

蓄電装置は、一般的に、各ブロックが積層されるように配置される。そのため、蓄電装置１１０の端部付近のブロックは、配置上においても、積層されたブロックの端部に位置する場合が多く、蓄電装置の外部に近くなるので、ブロック内の温度のばらつきが中央部付近のブロックに比べて大きくなる傾向にある。ブロック内のセルの温度が異なると、それに応じてセルの内部抵抗にもばらつきが生じ得る。この場合、セルの数が多いと、セルの内部抵抗差に起因して生じる電圧差のためにセルの過放電が誤検出される可能性がある。 The power storage device is generally arranged so that the blocks are stacked. For this reason, the block near the end of the power storage device 110 is often located at the end of the stacked block in the arrangement, and is close to the outside of the power storage device, so that the temperature variation in the block is at the center. It tends to be larger than nearby blocks. If the temperature of the cells in the block is different, the internal resistance of the cells may vary accordingly. In this case, if the number of cells is large, cell overdischarge may be erroneously detected due to a voltage difference caused by a difference in internal resistance of the cells.

一方で、蓄電装置１１０の中央部付近のブロックは、端部に比べてブロックの温度のばらつきが小さいため、上記のような問題が生じる可能性が低くなる。そのため、中央部付近のブロックについては、端部付近のブロックに比べて多くのセルを含む構成とすることによって、後述するような電圧検出回路１６０における検出チャンネル数を低減することができる。 On the other hand, the block near the center of the power storage device 110 has a smaller variation in the temperature of the block than the end portion, so that the possibility of the above-described problem is reduced. Therefore, the number of detection channels in the voltage detection circuit 160, which will be described later, can be reduced by configuring the block near the center portion to include more cells than the block near the end portion.

蓄電装置１１０を、端部付近にはセル数の少ないブロックを配置し、中央部付近には端部よりもセル数の多いブロックを配置する構成とすることによって、端部付近のブロックについてはセルの過電圧の誤検出を防止しつつ、中央部付近のブロックについてのチャンネル数を低減してコスト削減を図ることができる。 The power storage device 110 has a configuration in which a block having a smaller number of cells is arranged near the end portion and a block having a larger number of cells than the end portion is arranged near the center portion. Thus, it is possible to reduce costs by reducing the number of channels for blocks near the center while preventing erroneous detection of overvoltage.

電圧検出回路１６０は、選択回路を構成する複数の選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８と、コンデンサＣ１０と、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１と、電圧検出部１６１，１６２とを含む。 The voltage detection circuit 160 includes a plurality of selection switches SW10 to SW18 constituting a selection circuit, a capacitor C10, sample switches SW20 and SW21, and voltage detection units 161 and 162.

選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８の各々の一方端は、蓄電装置１１０に含まれるブロックＢＬ１〜ＢＬ８の各端子に接続される。たとえば、選択スイッチＳＷ１０はブロックＢＬ１の正極端子に接続され、選択スイッチＳＷ１１はブロックＢＬ１の負極端子（すなわち、ブロックＢＬ２の正極端子）に接続される。また、スイッチＳＷ１２は、ブロックＢＬ２の負極端子（すなわち、ブロックＢＬ３の正極端子）に接続される。 One end of each of selection switches SW 10 to SW 18 is connected to each terminal of blocks BL 1 to BL 8 included in power storage device 110. For example, the selection switch SW10 is connected to the positive terminal of the block BL1, and the selection switch SW11 is connected to the negative terminal of the block BL1 (ie, the positive terminal of the block BL2). The switch SW12 is connected to the negative terminal of the block BL2 (that is, the positive terminal of the block BL3).

選択スイッチＳＷ１０，ＳＷ１２，ＳＷ１４，ＳＷ１６，ＳＷ１８の他方端は、コンデンサＣ１０の一方端に接続される。また、選択スイッチＳＷ１１，ＳＷ１３，ＳＷ１５，ＳＷ１７の他方端は、コンデンサＣ１０の他方端に接続される。 The other ends of the selection switches SW10, SW12, SW14, SW16, and SW18 are connected to one end of a capacitor C10. The other ends of the selection switches SW11, SW13, SW15, and SW17 are connected to the other end of the capacitor C10.

サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１の一方端は、コンデンサＣ１０の端子にそれぞれ接続される。 One ends of the sample switches SW20 and SW21 are respectively connected to terminals of the capacitor C10.

これら選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８およびサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＩＧ１によって制御される。 These selection switches SW10 to SW18 and sample switches SW20 and SW21 are controlled by a control signal SIG1 from the ECU 300.

電圧検出部１６１，１６２は、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１の他方端に対して並列に接続される。電圧検出部１６１，１６２の出力は、ＥＣＵ３００に接続され、検出した各ブロックの電圧を示すアナログ信号ＶＣＬ，ＶＣＨをＥＣＵ３００に出力する。 The voltage detectors 161 and 162 are connected in parallel to the other ends of the sample switches SW20 and SW21. Outputs of voltage detectors 161 and 162 are connected to ECU 300 and output analog signals VCL and VCH indicating the detected voltages of the respective blocks to ECU 300.

ここで、電圧検出部１６１の検出レンジは、電圧検出部１６２とは異なる検出レンジを有する。具体的には、電圧検出部１６１は、ブロックＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ７，ＢＬ８のような出力電圧が低いブロックに適した検出レンジ（Ｌｏレンジ）を有する。一方、電圧検出部１６２は、ブロックＢＬ３〜ＢＬ６のような出力電圧が高いブロックに適した検出レンジ（Ｈｉレンジ）を有する。これは、１つの検出レンジの電圧検出部を用いて全てのブロックの電圧検出をした場合に生じる検出精度の悪化を防止するためである。 Here, the detection range of the voltage detection unit 161 has a detection range different from that of the voltage detection unit 162. Specifically, the voltage detection unit 161 has a detection range (Lo range) suitable for blocks with low output voltages, such as the blocks BL1, BL2, BL7, and BL8. On the other hand, the voltage detector 162 has a detection range (Hi range) suitable for blocks with high output voltages such as the blocks BL3 to BL6. This is to prevent deterioration in detection accuracy that occurs when voltage detection is performed on all blocks using the voltage detection unit of one detection range.

たとえば、高い出力電圧が検出できる電圧検出部１６２を用いて、全てのブロックの電圧検出を行なう場合を考える。この場合、電圧検出部１６２が０〜５０Ｖの入力電圧を０〜５Ｖの出力電圧に変換し、ＥＣＵ３００に含まれるアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部（図示せず）が１０ビットで変換するとした場合には、分解能（ＬＳＢ）は、５０Ｖ／２¹⁰≒０．０５Ｖとなる。 For example, consider a case where the voltage detection unit 162 capable of detecting a high output voltage is used to detect the voltage of all blocks. In this case, when the voltage detection unit 162 converts an input voltage of 0 to 50 V into an output voltage of 0 to 5 V, and an analog-digital (A / D) conversion unit (not shown) included in the ECU 300 converts it with 10 bits. In this case, the resolution (LSB) is 50V / 2 ¹⁰ ≈0.05V.

一般的に、Ａ／Ｄ変換における量子化誤差は±４ＬＳＢ程度であることが知られているので、これによる検出誤差は、０．０５Ｖ×４＝±０．２Ｖとなる。この検出誤差は、高い出力電圧のブロックについてはフルスケールに対して±０．４％となるが、低い出力電圧のブロックについてはフルスケールに対して±０．８％となる。すなわち、検出精度としては、低い出力電圧のブロックのほうが、高い出力電圧のブロックに比べて精度が２倍悪化することになる。 In general, it is known that the quantization error in the A / D conversion is about ± 4 LSB, and thus the detection error is 0.05 V × 4 = ± 0.2 V. This detection error is ± 0.4% with respect to full scale for the high output voltage block, but ± 0.8% with respect to full scale for the low output voltage block. In other words, the detection accuracy of the low output voltage block is twice as bad as that of the high output voltage block.

一方で、上記のように、高い出力電圧のブロックについては電圧検出部１６２を用いて検出し、低い出力電圧のブロックについては、電圧検出部１６２の２倍のゲインを有する電圧検出部１６１を用いて検出することによって、低い出力電圧のブロックについても、高い出力電圧のブロックと同程度の検出精度を確保することができる。 On the other hand, as described above, the high output voltage block is detected using the voltage detection unit 162, and the low output voltage block is detected using the voltage detection unit 161 having a gain twice that of the voltage detection unit 162. As a result, detection accuracy similar to that of the high output voltage block can be ensured for the low output voltage block.

このような、電圧検出回路１６０を用いて、以下のような動作によって各ブロックの電圧が検出される。 Using such a voltage detection circuit 160, the voltage of each block is detected by the following operation.

まず、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１が開放された状態で、電圧検出すべきブロック（たとえば、ブロックＢＬ１）の両端に接続されている選択スイッチ（たとえば、ＳＷ１０，ＳＷ１１）が閉成される。これによって、接続されたブロックによってコンデンサＣ１０が充電され、ブロックの電圧がコンデンサＣ１０にコピーされる。 First, in the state where the sample switches SW20 and SW21 are opened, the selection switches (for example, SW10 and SW11) connected to both ends of the block (for example, the block BL1) whose voltage is to be detected are closed. Thereby, the capacitor C10 is charged by the connected block, and the voltage of the block is copied to the capacitor C10.

コンデンサＣ１０が充電されると、選択スイッチが開放され、それに引き続いてサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１が閉成される。そして、電圧検出部１６１，１６２において、予め定められたそれぞれのゲインによってコンデンサＣ１０にかかる電圧が変換されて、ＥＣＵ３００へ出力される。 When the capacitor C10 is charged, the selection switch is opened, and subsequently the sample switches SW20 and SW21 are closed. In voltage detection units 161 and 162, the voltage applied to capacitor C10 is converted by each predetermined gain and output to ECU 300.

その後、再度サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１が開放されるとともに、次に他のブロック（たとえば、ブロックＢＬ２）の両端に接続されている選択スイッチ（たとえば、ＳＷ１１，ＳＷ１２）が閉成される。これによって、ブロックＢＬ２によってコンデンサＣ１０が充電される。このように、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８とサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１を用いて、コンデンサＣ１０に接続されるブロックが順次切換えられることによって、蓄電装置１１０内の各ブロックについての電圧を示す信号が、ＥＣＵ３００に順次入力される。なお、蓄電装置１１０内のブロックＢＬ１〜ＢＬ８の選択順序は、必ずしもブロックＢＬ１からブロックＢＬ８に向かう順序でなくてもよい。 Thereafter, the sample switches SW20 and SW21 are opened again, and then the selection switches (for example, SW11 and SW12) connected to both ends of another block (for example, the block BL2) are closed. As a result, the capacitor C10 is charged by the block BL2. In this way, by using the selection switches SW10 to SW18 and the sample switches SW20 and SW21, the blocks connected to the capacitor C10 are sequentially switched, so that a signal indicating the voltage for each block in the power storage device 110 is sent to the ECU 300. Input sequentially. Note that the order of selecting the blocks BL1 to BL8 in the power storage device 110 is not necessarily the order from the block BL1 toward the block BL8.

次に、ＥＣＵ３００において、受信された各ブロックの電圧を示す信号ＶＣＬ，ＶＣＨを用いた蓄電装置１１０の異常検出制御について説明する。 Next, abnormality detection control of power storage device 110 using signals VCL and VCH indicating the received voltage of each block in ECU 300 will be described.

図３は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。図３の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。 FIG. 3 is a functional block diagram for illustrating abnormality detection control executed by ECU 300 in the first embodiment. Each functional block described in the functional block diagram of FIG. 3 is realized by hardware or software processing by ECU 300.

図２および図３を参照して、ＥＣＵ３００は、Ａ／Ｄ変換部３１０と、スイッチ選択部３２０と、判定部３３０とを含む。 2 and 3, ECU 300 includes an A / D conversion unit 310, a switch selection unit 320, and a determination unit 330.

Ａ／Ｄ変換部３１０は、電圧検出回路１６０における電圧検出部１６１，１６２からの、各ブロックの電圧を示すアナログ信号ＶＣＬ，ＶＣＨを受ける。Ａ／Ｄ変換部３１０は、受信した信号ＶＣＬ，ＶＣＨをデジタル信号ＶＣＬｄ，ＶＣＨｄにそれぞれ変換して判定部３３０へ出力する。 A / D conversion section 310 receives analog signals VCL and VCH indicating the voltages of the respective blocks from voltage detection sections 161 and 162 in voltage detection circuit 160. The A / D conversion unit 310 converts the received signals VCL and VCH into digital signals VCLd and VCHd, respectively, and outputs them to the determination unit 330.

スイッチ選択部３２０は、ＥＣＵ３００外部あるいは内部で生成される基準クロック信号ＣＬＫを受ける。そして、スイッチ選択部３２０は、この基準クロック信号ＣＬＫに基づいた所定のタイミングで、図２で説明したような態様で、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８およびサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１を順次切換えるための制御信号ＳＩＧ１を生成する。そして、スイッチ選択部３２０は、生成した制御信号ＳＩＧ１を、電圧検出回路１６０および判定部３３０へ出力する。 Switch selection unit 320 receives reference clock signal CLK generated outside or inside ECU 300. Then, the switch selection unit 320 is a control signal SIG1 for sequentially switching the selection switches SW10 to SW18 and the sample switches SW20 and SW21 at a predetermined timing based on the reference clock signal CLK in the manner described with reference to FIG. Is generated. Then, the switch selection unit 320 outputs the generated control signal SIG1 to the voltage detection circuit 160 and the determination unit 330.

判定部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３１０からの各ブロックの電圧を示すデジタル信号ＶＣＬｄ，ＶＣＨｄと、スイッチ選択部３２０からの制御信号ＳＩＧ１とを受ける。判定部３３０は、制御信号ＳＩＧ１に基づいて、蓄電装置１１０における電圧検出されるべきブロックを認識する。そして、判定部３３０は、制御信号ＳＩＧ１によるスイッチの切換えタイミングに従って、その電圧検出されたブロックの電圧レベルに対応した電圧検出部で検出されたほうのデジタル信号ＶＣＬｄ，ＶＣＨｄを、基準電圧に対応する基準値と比較する。これによって、判定部３３０は、当該ブロックの電圧が適正範囲となっているか否かを判定する。 Determination unit 330 receives digital signals VCLd and VCHd indicating the voltage of each block from A / D conversion unit 310 and control signal SIG1 from switch selection unit 320. Determination unit 330 recognizes a block whose voltage is to be detected in power storage device 110 based on control signal SIG1. Then, according to the switching timing of the switch by the control signal SIG1, the determination unit 330 corresponds to the digital signals VCLd and VCHd detected by the voltage detection unit corresponding to the voltage level of the detected block to the reference voltage. Compare with the reference value. Thereby, the determination unit 330 determines whether or not the voltage of the block is in an appropriate range.

また、判定部３３０は、デジタル信号ＶＣＬｄ，ＶＣＨｄの値を比較し、その差が予め定められた基準範囲内となっているか否かを判定する。これによって、判定部３３０は、電圧検出部１６１，１６２のどちらか一方に異常が発生しているか否かを判定する。そして、判定部３３０は、蓄電装置１１０のブロックＢＬ１〜ＢＬ８、および／または、電圧検出部１６１，１６２に異常が発生していると判定した場合には、制御信号ＡＬＭを警報出力部１７０（図１）へ出力することによって、異常の発生をユーザに通知する。 The determination unit 330 compares the values of the digital signals VCLd and VCHd and determines whether or not the difference is within a predetermined reference range. Thereby, the determination unit 330 determines whether or not an abnormality has occurred in one of the voltage detection units 161 and 162. When determining unit 330 determines that an abnormality has occurred in blocks BL1 to BL8 and / or voltage detecting units 161 and 162 of power storage device 110, control unit ALM outputs control signal ALM to alarm output unit 170 (FIG. By outputting to 1), the occurrence of abnormality is notified to the user.

図４は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図４に示されるフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部または全部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。なお、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８およびサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１は、初期状態にはすべて開放（オフ）されているものとする。 FIG. 4 is a flowchart for illustrating details of the abnormality detection control process executed by ECU 300 in the first embodiment. In the flowchart shown in FIG. 4, processing is realized by a program stored in advance in ECU 300 being called from the main routine and executed in a predetermined cycle. Alternatively, some or all of the steps can be realized by dedicated hardware (electronic circuit). Note that the selection switches SW10 to SW18 and the sample switches SW20 and SW21 are all open (off) in the initial state.

図２および図４を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、電圧検出すべきブロックの両端に接続された選択スイッチを閉成（オン）する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、コンデンサＣ１０が充電されるのに必要な所定の時間、Ｓ１００で閉成した選択スイッチを閉成した状態を維持し、コンデンサＣ１０を充電する。 Referring to FIGS. 2 and 4, ECU 300 closes (turns on) the selection switches connected to both ends of the block whose voltage is to be detected at step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100. In S110, ECU 300 maintains the selection switch closed in S100 for a predetermined time necessary for charging capacitor C10, and charges capacitor C10.

そして、ＥＣＵ３００は、上記所定の時間が経過したことに応じて、Ｓ１２０にて選択スイッチを開放（オフ）するとともに、それに引き続いて、Ｓ１３０にてサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１を閉成する。ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、これによって電圧検出部１６１，１６２から出力される、当該ブロックの電圧を示すＬｏレンジおよびＨｉレンジの信号ＶＣＬ，ＶＣＨを取得する。 Then, ECU 300 opens (turns off) the selection switch in S120 in response to the elapse of the predetermined time, and subsequently closes sample switches SW20 and SW21 in S130. In step S140, the ECU 300 acquires the Lo range and Hi range signals VCL and VCH that are output from the voltage detection units 161 and 162 and indicate the voltage of the block.

ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、取得した電圧を示す信号ＶＣＬ，ＶＣＨに基づいて、図３で説明したように、各ブロック、および／または、電圧検出部１６１，１６２の異常の有無を検出する。そして、ＥＣＵ３００は、異常が発生していることが検出されると、制御信号ＡＬＭを警報出力部１７０（図１）へ出力して、異常の発生をユーザに通知する。 In S150, ECU 300 detects the presence / absence of abnormality of each block and / or voltage detectors 161 and 162, as described in FIG. 3, based on signals VCL and VCH indicating the acquired voltages. When it is detected that an abnormality has occurred, ECU 300 outputs control signal ALM to alarm output unit 170 (FIG. 1) to notify the user of the occurrence of the abnormality.

その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にて、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１を開放して処理をＳ１００に戻す。そして、ＥＣＵ３００は、電圧検出すべきブロックを順次切換えながら上記の処理を繰り返し、蓄電装置１１０のブロックＢＬ１〜ＢＬ８の電圧を検出して異常の有無を判定する。 Thereafter, in S160, ECU 300 opens sample switches SW20 and SW21 and returns the process to S100. ECU 300 repeats the above processing while sequentially switching the blocks whose voltages are to be detected, and detects the voltages of blocks BL1 to BL8 of power storage device 110 to determine the presence or absence of an abnormality.

以上説明したように、異なるセル数を有する複数のブロックが直列接続された蓄電装置において、ブロックに対応した検出レンジを有する複数の電圧検出部を含む電圧検出回路を用いて検出した各ブロックの電圧を示す信号を、上記の処理に従って制御を行なうことによって、各ブロックの電圧を精度よく検出するとともに、ブロックおよび／または電圧検出部の異常を検出することが可能となる。 As described above, in a power storage device in which a plurality of blocks having different numbers of cells are connected in series, the voltage of each block detected using a voltage detection circuit including a plurality of voltage detection units having a detection range corresponding to the block By controlling the signal indicating the above according to the above processing, it is possible to detect the voltage of each block with high accuracy and to detect an abnormality in the block and / or the voltage detection unit.

［実施の形態２］
実施の形態１においては、蓄電装置に含まれるブロックの出力電圧が２種類の場合の例を示したが、ブロックの出力電圧の種類はこれに限定されず、２種類より多くの種類を有する場合であってもよい。 [Embodiment 2]
In Embodiment 1, the example in which the output voltage of the block included in the power storage device is two types has been described, but the type of the output voltage of the block is not limited to this, and there are more than two types It may be.

実施の形態２においては、蓄電装置に含まれるブロックの出力電圧が２種類より多い場合の一例として、出力電圧が３種類の場合について説明する。なお、出力電圧の種類は３種類より大きい場合であってもよい。 In Embodiment 2, a case where there are three types of output voltages will be described as an example of a case where there are more than two types of output voltages of blocks included in the power storage device. Note that the output voltage may be greater than three types.

図５は、実施の形態２における、電圧検出回路１６０Ａの詳細を説明するための図である。なお、図５において、実施の形態１で説明した図２と重複する要素の説明は繰り返さない。 FIG. 5 is a diagram for explaining the details of the voltage detection circuit 160A in the second embodiment. In FIG. 5, the description of the same elements as those in FIG. 2 described in the first embodiment will not be repeated.

図５を参照して、蓄電装置１１０Ａは、実施の形態１における蓄電装置１１０のブロックＢＬ４，ＢＬ５に代えて、ブロックＢＬ４Ａ，ＢＬ５Ａを含む。ブロックＢＬ４Ａ，ＢＬ５Ａに含まれるセル数は、他のブロックよりも大きく、たとえば、その出力電圧は３６Ｖである。 Referring to FIG. 5, power storage device 110A includes blocks BL4A and BL5A instead of blocks BL4 and BL5 of power storage device 110 in the first embodiment. The number of cells included in the blocks BL4A and BL5A is larger than that of the other blocks. For example, the output voltage is 36V.

電圧検出回路１６０Ａは、ブロックＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ７，ＢＬ８の出力電圧（１２Ｖ）に対応した検出レンジを有する電圧検出部１６１Ａと、ブロックＢＬ３，ＢＬ６の出力電圧（２４Ｖ）に対応した検出レンジを有する電圧検出部１６２Ａと、ブロックＢＬ４Ａ，ＢＬ５Ａの出力電圧（３６Ｖ）に対応した検出レンジを有する電圧検出部１６３Ａとを含む。 The voltage detection circuit 160A has a voltage detection unit 161A having a detection range corresponding to the output voltage (12V) of the blocks BL1, BL2, BL7, and BL8, and a detection range corresponding to the output voltage (24V) of the blocks BL3 and BL6. It includes a voltage detection unit 162A and a voltage detection unit 163A having a detection range corresponding to the output voltages (36V) of the blocks BL4A and BL5A.

電圧検出部１６１Ａ，１６２Ａ，１６３Ａは、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１の一方端に対して、互いに並列に接続される。そして、電圧検出部１６１Ａ，１６２Ａ，１６３Ａは、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１が閉成されたときに、コンデンサＣ１０にかかる電圧を所定のゲインを用いて変換して、その出力信号ＶＣＬＡ，ＶＣＭＡ，ＶＣＨＡをＥＣＵ３００へ出力する。 The voltage detectors 161A, 162A, 163A are connected in parallel to one end of the sample switches SW20, SW21. The voltage detectors 161A, 162A, 163A convert the voltage applied to the capacitor C10 using a predetermined gain when the sample switches SW20, SW21 are closed, and output the output signals VCLA, VCMA, VCHA. Output to ECU 300.

ＥＣＵ３００は、電圧検出回路１６０Ａからの出力信号ＶＣＬＡ，ＶＣＭＡ，ＶＣＨＡを受けて、図３および図４で説明したように、各ブロックの電圧を検出するとともに、以上の有無を判定する。 ECU 300 receives output signals VCLA, VCMA, VCHA from voltage detection circuit 160A, and detects the voltage of each block and determines the presence or absence as described above with reference to FIGS.

なお、図５においては、蓄電装置に含まれるブロックの数は変更していないため、蓄電装置全体の出力電圧が実施の形態１の蓄電装置と比べて大きくなっている場合について説明した。しかし、たとえば蓄電装置全体の出力電圧を変更しない場合には、より多くのセル数を有するブロックを一部に用いることによって、蓄電装置に含まれるブロックの総数を低減できる場合がある。このような場合には、電圧検出回路における入力チャンネル数をさらに低減することができるという利点を有する。 In FIG. 5, since the number of blocks included in the power storage device is not changed, the case where the output voltage of the entire power storage device is larger than that of the power storage device of the first embodiment has been described. However, for example, when the output voltage of the entire power storage device is not changed, there are cases where the total number of blocks included in the power storage device can be reduced by partially using blocks having a larger number of cells. In such a case, there is an advantage that the number of input channels in the voltage detection circuit can be further reduced.

［実施の形態３］
実施の形態１においては、蓄電装置の各ブロックを１つのコンデンサに選択的に接続する場合について説明した。ただし、コンデンサが１つであるため、蓄電装置全体のブロックの数が多い場合には、全てのブロックの電圧を検出するために時間を要してしまう。 [Embodiment 3]
In Embodiment 1, the case where each block of the power storage device is selectively connected to one capacitor has been described. However, since there is one capacitor, when the number of blocks in the entire power storage device is large, it takes time to detect the voltages of all the blocks.

そこで、実施の形態３においては、ブロックにより充電されるコンデンサを複数備えることによって、一度に複数のブロックの電圧を検出可能な構成について説明する。 Therefore, in the third embodiment, a configuration will be described in which a plurality of capacitors charged by a block are provided so that the voltages of a plurality of blocks can be detected at a time.

図６は、実施の形態３における、電圧検出回路１６０Ｂの詳細を説明するための図である。なお、図６において、実施の形態１で説明した図２と重複する要素の説明は繰り返さない。 FIG. 6 is a diagram for explaining the details of the voltage detection circuit 160B in the third embodiment. In FIG. 6, the description of the same elements as those in FIG. 2 described in the first embodiment will not be repeated.

図６を参照して、電圧検出回路１６０Ｂは、図２のコンデンサＣ１０に代えて、コンデンサＣ２０，Ｃ２１を含む。また、電圧検出回路１６０Ｂは、図２の低い検出レンジの電圧検出部１６１に代えて電圧検出部１６１Ｂ，１６１Ｃを有するとともに、高い検出レンジの電圧検出部１６２に代えて電圧検出部１６２Ｂ，１６２Ｃを有する。さらに、電圧検出回路１６０Ｂは、サンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１に代えて、サンプルスイッチＳＷ３０，ＳＷ３１，ＳＷ３２を有する。 Referring to FIG. 6, voltage detection circuit 160B includes capacitors C20 and C21 instead of capacitor C10 of FIG. The voltage detection circuit 160B includes voltage detection units 161B and 161C instead of the low detection range voltage detection unit 161 shown in FIG. 2, and includes voltage detection units 162B and 162C instead of the high detection range voltage detection unit 162. Have. Further, the voltage detection circuit 160B includes sample switches SW30, SW31, and SW32 instead of the sample switches SW20 and SW21.

コンデンサＣ２０，Ｃ２１は直列に接続される。コンデンサＣ２０の一方端Ｐ１には、選択スイッチＳＷ１２，ＳＷ１６の一方端が接続される。コンデンサＣ２１の一方端Ｐ３には、選択スイッチＳＷ１０，ＳＷ１４，ＳＷ１８の一方端が接続される。コンデンサＣ２０，Ｃ２１の接続ノードＰ２（すなわち、コンデンサＣ２０，Ｃ２１の他方端）には、選択スイッチＳＷ１１，ＳＷ１３，ＳＷ１５，ＳＷ１７の一方端が接続される。 Capacitors C20 and C21 are connected in series. One end of the selection switches SW12 and SW16 is connected to one end P1 of the capacitor C20. One end of the selection switches SW10, SW14, SW18 is connected to one end P3 of the capacitor C21. One end of the selection switches SW11, SW13, SW15, and SW17 is connected to the connection node P2 of the capacitors C20 and C21 (that is, the other end of the capacitors C20 and C21).

サンプルスイッチＳＷ３０，ＳＷ３１，ＳＷ３２の一方端は、コンデンサＣ２０，Ｃ２１におけるＰ１，Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ接続される。 One ends of the sample switches SW30, SW31, and SW32 are connected to P1, P2, and P3 in the capacitors C20 and C21, respectively.

電圧検出部１６１Ｂ，１６２Ｂは、サンプルスイッチＳＷ３０，ＳＷ３１の他方端に対して互いに並列に接続される。電圧検出部１６１Ｂ，１６２Ｂは、コンデンサＣ２０にかかる電圧を所定のゲインを用いて変換して、その変換した信号ＶＣＬ１，ＶＣＨ１をＥＣＵ３００へ出力する。 The voltage detectors 161B and 162B are connected in parallel to the other ends of the sample switches SW30 and SW31. Voltage detectors 161B and 162B convert the voltage applied to capacitor C20 using a predetermined gain, and output converted signals VCL1 and VCH1 to ECU 300.

電圧検出部１６１Ｃ，１６２Ｃは、サンプルスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２の他方端に対して互いに並列に接続される。電圧検出部１６１Ｃ，１６２Ｃは、コンデンサＣ２１にかかる電圧を所定のゲインを用いて変換して、その変換した信号ＶＣＬ２，ＶＣＨ２をＥＣＵ３００へ出力する。なお、基本的に、電圧検出部１６１Ｂおよび電圧検出部１６１Ｃは同じゲインを有し、電圧検出部１６２Ｂおよび電圧検出部１６２Ｃは同じゲインを有する。 The voltage detectors 161C and 162C are connected in parallel to the other ends of the sample switches SW31 and SW32. Voltage detectors 161C and 162C convert the voltage applied to capacitor C21 using a predetermined gain, and output converted signals VCL2 and VCH2 to ECU 300. Basically, voltage detection unit 161B and voltage detection unit 161C have the same gain, and voltage detection unit 162B and voltage detection unit 162C have the same gain.

そして、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８およびサンプルスイッチＳＷ３０〜ＳＷ３２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＩＧ１Ｂによって制御される。 Selection switches SW10 to SW18 and sample switches SW30 to SW32 are controlled by a control signal SIG1B from ECU 300.

このような構成において、たとえば、選択スイッチＳＷ１０〜Ｓ１２が同時に閉成され、コンデンサＣ２０がブロックＢＬ２によって充電されるとともに、コンデンサＣ２１がブロックＢＬ１によって充電される。その後、選択スイッチＳＷ１０〜Ｓ１２が開放されるとともに、サンプルスイッチＳＷ３０〜ＳＷ３２が閉成されることによって、ブロックＢＬ１，ＢＬ２の電圧がＥＣＵ３００によって同時に検出される。 In such a configuration, for example, the selection switches SW10 to S12 are simultaneously closed, the capacitor C20 is charged by the block BL2, and the capacitor C21 is charged by the block BL1. Thereafter, the selection switches SW10 to S12 are opened, and the sample switches SW30 to SW32 are closed, whereby the voltages of the blocks BL1 and BL2 are simultaneously detected by the ECU 300.

その後、サンプルスイッチＳＷ３０〜ＳＷ３２が再び開放され、次に選択スイッチＳＷ１２〜ＳＷ１４が閉成されることによって、コンデンサＣ２０がブロックＢＬ３によって充電されるとともに、コンデンサＣ２１がブロックＢＬ４によって充電される。 Thereafter, the sample switches SW30 to SW32 are opened again, and then the selection switches SW12 to SW14 are closed, whereby the capacitor C20 is charged by the block BL3 and the capacitor C21 is charged by the block BL4.

このように、２つのコンデンサを用い、かつ各々のコンデンサについてブロックに対応した複数の電圧検出部を設けることによって、２つのブロックの電圧を同時に検出することができる。これによって、各ブロックの電圧を精度よく検出しつつ、蓄電装置におけるすべてのブロックの電圧検出にかかる時間を短縮することができる。 Thus, by using two capacitors and providing a plurality of voltage detectors corresponding to the blocks for each capacitor, the voltages of the two blocks can be detected simultaneously. Thus, it is possible to reduce the time required for voltage detection of all the blocks in the power storage device while accurately detecting the voltage of each block.

［実施の形態４］
実施の形態１においては、蓄電装置が複数のブロックを有する１つのスタックにより構成される場合について説明した。しかしながら、たとえば、電圧源としてより高い電圧が必要とされる場合には、図２における蓄電装置１１０のような複数のブロックを有するスタックを複数直列に接続することによって、蓄電装置が構築される場合がある。 [Embodiment 4]
In Embodiment 1, the case has been described in which the power storage device includes a single stack having a plurality of blocks. However, for example, when a higher voltage is required as a voltage source, a power storage device is constructed by connecting a plurality of stacks having a plurality of blocks like the power storage device 110 in FIG. 2 in series. There is.

実施の形態４においては、このように、複数のブロックを有するスタックが複数直列に接続された蓄電装置において、各スタックに含まれるブロックの電圧を検出する場合の構成について説明する。 In the fourth embodiment, a configuration in the case where a voltage of a block included in each stack is detected in a power storage device in which a plurality of stacks having a plurality of blocks are connected in series will be described.

図７は、実施の形態４における、電圧検出回路の詳細を説明するための図である。なお、図７において、実施の形態１で説明した図２と重複する要素の説明は繰り返さない。 FIG. 7 is a diagram for explaining the details of the voltage detection circuit in the fourth embodiment. In FIG. 7, the description of the same elements as those in FIG. 2 described in the first embodiment will not be repeated.

図７を参照して、図７においては、図２における蓄電装置１１０と同様の構成を有するスタック１１１，１１２が直列に接続された蓄電装置１１０Ｂが電圧源として設けられる。 Referring to FIG. 7, in FIG. 7, power storage device 110B in which stacks 111 and 112 having the same configuration as power storage device 110 in FIG. 2 are connected in series is provided as a voltage source.

スタック１１１に含まれるブロックＢＬ１Ｂ〜ＢＬ８Ｂの各端子は、切換回路１８１に含まれ、各ブロックに対応して設けられるリレーを介して、電圧検出回路１６０の選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８の一方端に接続される。また、スタック１１２に含まれるブロック（図示せず）についても、切換回路１８２に含まれ、各ブロックに対応して設けられるリレー（図示せず）を介して、電圧検出回路１６０の選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８の一方端に接続される。 Each terminal of the blocks BL1B to BL8B included in the stack 111 is included in the switching circuit 181 and is connected to one end of the selection switches SW10 to SW18 of the voltage detection circuit 160 via a relay provided corresponding to each block. The Further, the blocks (not shown) included in the stack 112 are also included in the switching circuit 182, and the selection switches SW10 to SW10 of the voltage detection circuit 160 are provided via relays (not shown) provided corresponding to the respective blocks. Connected to one end of SW18.

切換回路１８１，１８２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＩＧ２，ＳＩＧ３により制御される。 Switching circuits 181 and 182 are controlled by control signals SIG2 and SIG3 from ECU 300.

このような回路において、まず、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＩＧ２によって切換回路１８１に含まれるリレーが閉成されるとともに、制御信号ＳＩＧ３によって切換回路１８２に含まれるリレーが開放される。これによって、スタック１１１に含まれるブロックＢＬ１Ｂ〜ＢＬ８Ｂの各端子が、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８に接続される。 In such a circuit, first, the relay included in the switching circuit 181 is closed by the control signal SIG2 from the ECU 300, and the relay included in the switching circuit 182 is opened by the control signal SIG3. As a result, the terminals of the blocks BL1B to BL8B included in the stack 111 are connected to the selection switches SW10 to SW18.

そして、実施の形態１と同様に、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８およびサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１が切換えられることによって、ＥＣＵ３００によって、スタック１１１のブロックＢＬ１Ｂ〜ＢＬ８Ｂの電圧が検出されるとともに、異常検出処理が実行される。 As in the first embodiment, the selector switches SW10 to SW18 and the sample switches SW20 and SW21 are switched, whereby the ECU 300 detects the voltages of the blocks BL1B to BL8B of the stack 111 and executes the abnormality detection process. Is done.

スタック１１１の各ブロックの電圧検出が完了すると、次に、制御信号ＳＩＧ２によって切換回路１８１に含まれるリレーが開放されるとともに、制御信号ＳＩＧ３によって切換回路１８２に含まれるリレーが閉成される。これによって、スタック１１２の含まれるブロックの各端子が、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８に接続される。 When the voltage detection of each block of the stack 111 is completed, the relay included in the switching circuit 181 is then opened by the control signal SIG2, and the relay included in the switching circuit 182 is closed by the control signal SIG3. Thereby, each terminal of the block included in the stack 112 is connected to the selection switches SW10 to SW18.

そして、スタック１１１と同様に、選択スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１８およびサンプルスイッチＳＷ２０，ＳＷ２１が切換えられることによって、ＥＣＵ３００によって、スタック１１２の各ブロックの電圧が検出されるとともに、異常検出処理が実行される。 Then, similarly to the stack 111, the selector switches SW10 to SW18 and the sample switches SW20 and SW21 are switched, whereby the ECU 300 detects the voltage of each block of the stack 112 and executes an abnormality detection process.

このように、蓄電装置が、複数のブロックにより構成される複数のスタックが、直列に接続されることによって構成されている場合であっても、各スタックにおいて、各ブロックの電圧を精度よく検出するとともに、ブロックおよび／または電圧検出部の異常を検出することが可能となる。 As described above, even when the power storage device is configured by connecting a plurality of stacks configured by a plurality of blocks in series, the voltage of each block is accurately detected in each stack. At the same time, it is possible to detect an abnormality in the block and / or the voltage detector.

なお、上述の実施の形態においては、蓄電装置およびスタックが８つのブロックを含む場合を例として説明したが、蓄電装置がセル数の異なる複数のブロックで構成される場合であれば、本実施の形態の電圧検出回路および異常検出制御が適用可能である。特に、蓄電装置が３つ以上のブロックを含み、蓄電装置の中央部付近のブロックのセル数が両端付近のブロックのセル数よりも多い構成を有する場合であることが好ましい。 In the above-described embodiment, the case where the power storage device and the stack include eight blocks has been described as an example. However, if the power storage device includes a plurality of blocks having different numbers of cells, the present embodiment The voltage detection circuit and the abnormality detection control in the form are applicable. In particular, it is preferable that the power storage device includes three or more blocks, and the number of cells in the block near the central portion of the power storage device is larger than the number of cells in the block near both ends.

また、上述の実施の形態２から実施の形態５で説明したバリエーションについては、それらを任意に組み合わせた構成とすることも可能である。 In addition, the variations described in the second to fifth embodiments described above can be configured by arbitrarily combining them.

さらに、異なる検出レンジの複数の電圧検出部が、コンデンサに対して並列に接続されることは必須ではない。電圧検出回路は、異なる出力電圧のブロックに対応する電圧検出部が備えられれば、高い出力電圧のブロックの電圧を検出するための回路と、低い出力電圧のブロックの電圧を検出するための回路とを個別に有する回路であってもよい。 Furthermore, it is not essential that a plurality of voltage detection units having different detection ranges are connected in parallel to the capacitor. The voltage detection circuit includes a circuit for detecting a voltage of a block with a high output voltage and a circuit for detecting a voltage of a block with a low output voltage if a voltage detection unit corresponding to the block with a different output voltage is provided. May be a circuit individually having

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１００車両、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ蓄電装置、１１１，１１２スタック、１１５ＳＭＲ、１２０ＰＣＵ、１２１コンバータ、１２２インバータ、１３０モータジェネレータ、１４０動力伝達ギヤ、１５０駆動輪、１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ電圧検出回路、１６１，１６１Ａ，１６１Ｂ，１６１Ｃ，１６２，１６２Ａ，１６２Ｂ，１６２Ｃ，１６３Ａ電圧検出部、１７０警報出力部、１８１，１８２切換回路、３００ＥＣＵ、３１０Ａ／Ｄ変換部、３２０スイッチ選択部、３３０判定部、ＢＬ１〜ＢＬ８，ＢＬ１Ｂ〜ＢＬ８Ｂ，ＢＬ４Ａ，ＢＬ５Ａブロック、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１０，Ｃ２０，Ｃ２１コンデンサ、ＮＬ１接地線、ＰＬ１，ＰＬ２電力線、ＳＷ１０〜ＳＷ１８選択スイッチ、ＳＷ２０，ＳＷ２１，ＳＷ３０〜ＳＷ３２サンプルスイッチ。 100 vehicle, 110, 110A, 110B power storage device, 111, 112 stack, 115 SMR, 120 PCU, 121 converter, 122 inverter, 130 motor generator, 140 power transmission gear, 150 drive wheels, 160, 160A, 160B voltage detection circuit, 161, 161A, 161B, 161C, 162, 162A, 162B, 162C, 163A Voltage detection unit, 170 alarm output unit, 181, 182 switching circuit, 300 ECU, 310 A / D conversion unit, 320 switch selection unit, 330 determination unit , BL1 to BL8, BL1B to BL8B, BL4A, BL5A block, C1, C2, C10, C20, C21 capacitor, NL1 ground line, PL1, PL2 power line, SW10 to SW18 selection switch, SW20, SW 21, SW30-SW32 Sample switch.

Claims

A voltage detection circuit for a power storage device,
The power storage device includes a plurality of blocks connected in series,
The plurality of blocks are:
A first block having a first number of battery cells connected in series;
A second block having a second number of battery cells greater than the first number connected in series and outputting a higher voltage than the first block;
The voltage detection circuit includes:
A first voltage detector having a detection range suitable for the voltage of the first block;
A second voltage detector having a detection range suitable for the voltage of the second block ;
A selection circuit for selecting a block whose voltage is to be detected among the plurality of blocks;
A capacitor connected to both ends of the block selected by the selection circuit via the selection circuit;
A sample switch having one end connected to the capacitor and the other end connected to the first and second voltage detectors ;
A voltage detection circuit that detects the voltage of the first block using the first voltage detector, and detects the voltage of the second block using the second voltage detector.

The voltage detection circuit according to claim 1 , wherein the first and second voltage detection units are electrically connected to the selection circuit in parallel.

2. The voltage detection circuit according to claim 1 , wherein the first block is disposed closer to an end side than the second block in the power storage device.

The capacitor is charged by being brought into conduction with a block selected by the selection circuit in a state where the sample switch is made non-conductive,
The sample switch is turned on after the capacitor is charged and the power storage device and the capacitor are turned off by the selection circuit,
Said first and second voltage detecting unit by detecting the voltage of the capacitor charged, detects the voltage of the selected block, the voltage detecting circuit according to claim 1.

The power storage device
A third block that has a third number of battery cells greater than the second number connected in series and outputs a higher voltage than the second block;
The voltage detection circuit includes:
To the selection circuit, it is connected in parallel with the first and second blocks, further comprising a third voltage detector having a detection range that is suitable for a voltage of the third block, according to claim 1 Voltage detection circuit.

A voltage detection circuit for a power storage device,
The power storage device includes a plurality of stacks connected in series, each having a plurality of blocks connected in series,
Each of the plurality of blocks is
A first block having a first number of battery cells connected in series;
A plurality of battery cells of a second number larger than the first number are connected in series and have a second block that outputs a higher voltage than the first block;
The plurality of stacks are selectively connected to the voltage detection circuit by a switching circuit,
The voltage detection circuit includes:
A first voltage detector having a detection range suitable for the voltage of the first block;
A second voltage detector having a detection range suitable for the voltage of the second block ;
A selection circuit for selecting a block whose voltage is to be detected among the plurality of blocks;
A capacitor connected to both ends of the block selected by the selection circuit via the selection circuit;
A sample switch having one end connected to the capacitor and the other end connected to the first and second voltage detectors ;
A voltage detection circuit that detects the voltage of the first block using the first voltage detector, and detects the voltage of the second block using the second voltage detector.

A voltage detection circuit for a power storage device,
The power storage device includes a plurality of blocks connected in series,
The plurality of blocks are:
A first block having a first number of battery cells connected in series;
A second block having a second number of battery cells greater than the first number connected in series and outputting a higher voltage than the first block;
The voltage detection circuit includes:
Multiple capacitors,
A selection circuit for selecting a block whose voltage is to be detected among the plurality of blocks;
The selection circuit selects the block to detect the voltage so that different blocks are connected to the plurality of capacitors,
The voltage detection circuit includes a first voltage detection unit corresponding to each of the plurality of capacitors and having a detection range suitable for the voltage of the first block and a detection range suitable for the voltage of the second block. A second voltage detector having
A voltage detection circuit that detects the voltage of the first block using the first voltage detector, and detects the voltage of the second block using the second voltage detector.

The power storage device;
And a voltage detection circuit according to any one of claims 1 to 7 the vehicle.

A voltage detection device for a power storage device,
The power storage device includes a plurality of blocks connected in series,
The plurality of blocks are:
A first block having a first number of battery cells connected in series;
A second block having a second number of battery cells greater than the first number connected in series and outputting a higher voltage than the first block;
The voltage detector is
A first voltage detector having a detection range suitable for the voltage of the first block;
A second voltage detector having a detection range suitable for the voltage of the second block;
A selection circuit for selecting a block whose voltage is to be detected among the plurality of blocks;
A capacitor connected to both ends of the block selected by the selection circuit via the selection circuit;
A sample switch having one end connected to the capacitor and the other end connected to the first and second voltage detectors;
A control device for controlling the selection circuit,
The control device detects the voltage of the first block using the first voltage detector, and detects the voltage of the second block using the second voltage detector. Detection device.

The first and second voltage detection units are electrically connected in parallel to the selection circuit,
The control device determines whether or not an abnormality has occurred in one of the first and second voltage detection units by comparing outputs from the first and second voltage detection units. The voltage detection device for a power storage device according to claim 9 .