JP6056581B2 - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかる組電池の異常検出装置を車載主機としての回転機(モータジェネレータ)の電源となる車載高電圧バッテリに適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (11)
- 複数個の電池セルの直列接続体であるセルグループ(CG1,CG2)を複数直列接続してなる組電池(10)に適用され、
前記セルグループを構成する前記電池セルの1個、又は該セルグループを構成する前記電池セルの複数個の直列接続体のいずれかを単位電池(C1〜C6)と定義し、
複数の前記セルグループのそれぞれについて、該セルグループを構成する前記単位電池の両端に接続された一対の電気経路(L1〜L9,Lα,Lβ)と、
隣接する前記セルグループのうち一方の正極端子及び他方の負極端子同士を接続する導電部材(60)と、
前記導電部材の両端のうち第1端に接続された前記電気経路(L3)及び第2端に接続された前記電気経路(L4)同士を接続するバイパス経路(62)と、
前記バイパス経路に設けられ、自身に電流が流れることで電圧降下を生じる電圧降下素子(70a,70b;72;74)と、
複数の前記単位電池のうち一部であってかつ前記導電部材に直列接続された前記単位電池(C1,C2;C3,C4;C3)及び前記導電部材の直列接続体の両端に接続された一対の前記電気経路(L4,Lα,L1,Lβ;L3,Lα,L6,Lβ;L3〜L5)の間の電位差を検出可能な電圧検出手段(44,46,48,Sa,Sb;30b)と、
前記電圧検出手段によって検出された前記電位差が閾値未満であることに基づき、前記導電部材のオープン異常が生じている旨判断する判断手段と、
複数の前記電気経路のうち前記単位電池(C3,C4)を挟んでかつ前記導電部材を挟まない一対の電気経路(L4,Lα,L6,Lβ)の間の電位差に基づき、前記閾値を設定する閾値設定手段と、
を備えることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 前記電圧降下素子は、ツェナーダイオード(70a,70b)であることを特徴とする請求項1に記載の組電池の異常検出装置。
- 前記電圧検出手段は、
フライングキャパシタ(44)と、
前記単位電池及び前記フライングキャパシタの間を開閉する入力側開閉手段(SW1〜SW4)と、
前記フライングキャパシタの充電電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段(46)と、
前記フライングキャパシタ及び前記キャパシタ電圧検出手段の間を開閉する出力側開閉手段(Sa,Sb)と、
を有し、
前記出力側開閉手段が開操作される状況下において前記入力側開閉手段を閉操作するタイミングから、前記電圧検出手段の検出対象に含まれる前記単位電池、前記入力側開閉手段及び前記フライングキャパシタを備える閉回路の時定数が経過するタイミング以降において前記判断手段で用いられる前記電位差の検出を許可する許可手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の組電池の異常検出装置。 - 前記電圧降下素子は、抵抗体(74)であることを特徴とする請求項1に記載の組電池の異常検出装置。
- 複数個の電池セルの直列接続体であるセルグループ(CG1,CG2)を複数直列接続してなる組電池(10)に適用され、
前記セルグループを構成する前記電池セルの1個、又は該セルグループを構成する前記電池セルの複数個の直列接続体のいずれかを単位電池(C1〜C6)と定義し、
複数の前記セルグループのそれぞれについて、該セルグループを構成する前記単位電池の両端に接続された一対の電気経路(L1〜L9,Lα,Lβ)と、
隣接する前記セルグループのうち一方の正極端子及び他方の負極端子同士を接続する導電部材(60)と、
前記導電部材の両端のうち第1端に接続された前記電気経路(L3)及び第2端に接続された前記電気経路(L4)同士を接続するバイパス経路(62)と、
前記バイパス経路に設けられ、自身に電流が流れることで電圧降下を生じる電圧降下素子(70a,70b)と、
複数の前記電気経路のうち前記導電部材及び該導電部材に直列接続された前記単位電池(C1,C2;C3,C4;C1〜C6;C3)を挟む一対の電気経路(L4,Lα,L1,Lβ;L3,Lα,L6,Lβ;L1,Lβ,L9,Lα;L3〜L5)の間の電位差を検出可能な電圧検出手段(44,46,48,Sa,Sb;30b)と、
前記電圧検出手段によって検出された前記電位差に基づき、前記導電部材のオープン異常が生じている旨判断する判断手段と、を備え、
前記電圧降下素子は、アノード同士が接続された第1のツェナーダイオード(70a)及び第2のツェナーダイオード(70b)の直列接続体、又はカソード同士が接続された第1のツェナーダイオード及び第2のツェナーダイオードの直列接続体であることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 前記電圧検出手段は、
フライングキャパシタ(44)と、
前記単位電池及び前記フライングキャパシタの間を開閉する入力側開閉手段(SW1〜SW4)と、
前記フライングキャパシタの充電電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段(46)と、
前記フライングキャパシタ及び前記キャパシタ電圧検出手段の間を開閉する出力側開閉手段(Sa,Sb)と、
を有し、
前記出力側開閉手段が開操作される状況下において前記入力側開閉手段を閉操作するタイミングから、前記電圧検出手段の検出対象に含まれる前記単位電池、前記入力側開閉手段及び前記フライングキャパシタを備える閉回路の時定数が経過するタイミング以降において前記判断手段で用いられる前記電位差の検出を許可する許可手段を更に備えることを特徴とする請求項5記載の組電池の異常検出装置。 - 複数個の電池セルの直列接続体であるセルグループ(CG1,CG2)を複数直列接続してなる組電池(10)に適用され、
前記セルグループを構成する前記電池セルの1個、又は該セルグループを構成する前記電池セルの複数個の直列接続体のいずれかを単位電池(C1〜C6)と定義し、
複数の前記セルグループのそれぞれについて、該セルグループを構成する前記単位電池の両端に接続された一対の電気経路(L1〜L9,Lα,Lβ)と、
隣接する前記セルグループのうち一方の正極端子及び他方の負極端子同士を接続する導電部材(60)と、
前記導電部材の両端のうち第1端に接続された前記電気経路(L3)及び第2端に接続された前記電気経路(L4)同士を接続するバイパス経路(62)と、
前記バイパス経路に設けられ、自身に電流が流れることで電圧降下を生じる抵抗体(74)と、
複数の前記電気経路のうち前記導電部材及び該導電部材に直列接続された前記単位電池(C1,C2;C3,C4;C1〜C6;C3)を挟む一対の電気経路(L4,Lα,L1,Lβ;L3,Lα,L6,Lβ;L1,Lβ,L9,Lα;L3〜L5)の間の電位差を検出可能な電圧検出手段(44,46,48,Sa,Sb)と、
前記電圧検出手段によって検出された前記電位差に基づき、前記導電部材のオープン異常が生じている旨判断する判断手段と、を備え、
前記電圧検出手段は、
フライングキャパシタ(44)と、
前記単位電池及び前記フライングキャパシタの間を開閉する入力側開閉手段(SW1〜SW4)と、
前記フライングキャパシタの充電電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段(46)と、
前記フライングキャパシタ及び前記キャパシタ電圧検出手段の間を開閉する出力側開閉手段(Sa,Sb)と、
を有し、
前記出力側開閉手段が開操作される状況下において前記入力側開閉手段を閉操作するタイミングから、前記電圧検出手段の検出対象に含まれる前記単位電池、前記入力側開閉手段及び前記フライングキャパシタを備える閉回路の時定数が経過するタイミングまでの期間において前記判断手段で用いられる前記電位差の検出を許可する許可手段を備えることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 前記電圧検出手段は、複数の前記単位電池のうち一部であってかつ前記導電部材に直列接続された前記単位電池(C1,C2;C3,C4;C3)及び前記導電部材の直列接続体の両端に接続された一対の前記電気経路(L4,Lα,L1,Lβ;L3,Lα,L6,Lβ;L3〜L5)の間の電位差を検出可能であることを特徴とする請求項5又は6に記載の組電池の異常検出装置。
- 前記電圧検出手段は、前記組電池の両端に接続された一対の前記電気経路(L1,Lβ,L9,Lα)の間の電位差を検出可能であることを特徴とする請求項5又は6に記載の組電池の異常検出装置。
- 1個の前記単位電池、又は複数個の前記単位電池の直列接続体のいずれかである監視対象毎に設けられ、該監視対象の状態を監視する集積回路である監視IC(30a〜30c)を更に備え、
前記一対の電気経路には、前記単位電池の両端及び該単位電池に対応する前記監視ICの間を接続する一対の電気経路(L1〜L9)が含まれ、
前記電圧検出手段には、複数の前記監視ICが含まれ、
前記判断手段は、前記監視ICに備えられてかつ、該監視ICによって検出された前記電位差に基づき、前記導電部材のオープン異常が生じている旨判断することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の組電池の異常検出装置。 - 1個の前記単位電池、又は複数個の前記単位電池の直列接続体のいずれかである監視対象毎に設けられ、該監視対象の状態を監視する集積回路である監視IC(30a〜30c)と、
複数の前記監視ICのそれぞれに監視を指示する指示信号が、複数の前記監視ICのうち高電位側の監視ICから低電位側の監視ICへと順次伝達可能なように形成されたシリアルライン(SL)と、
複数の前記監視ICのうち最も高電位側の監視ICに対して前記指示信号を出力し、また、複数の前記監視ICのそれぞれの監視結果が含まれた前記指示信号を複数の前記監視ICのうち最も低電位側の監視ICから受け取る指示信号授受手段(50)と、
を更に備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の組電池の異常検出装置。
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