JP6081165B2 - Battery management device and power supply device - Google Patents
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Description
本発明は、電池の状態を管理する電池管理装置、およびその電池管理装置を備える電源装置に関する。 The present invention relates to a battery management device that manages the state of a battery, and a power supply device that includes the battery management device.
近年、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)、電気自動車(EV)が普及してきている。これらの車にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。 In recent years, hybrid vehicles (HV), plug-in hybrid vehicles (PHV), and electric vehicles (EV) have become widespread. These cars are equipped with secondary batteries as key devices. Nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries are mainly used as in-vehicle secondary batteries. In the future, the spread of lithium ion batteries with high energy density is expected to accelerate.
リチウムイオン電池は常用領域と使用禁止領域が近接しているため、他の種類の電池より厳格な電圧管理が必要である。複数のリチウムイオン電池セルが直列に接続された組電池を使用する場合、各電池セルの電圧を検出するための電圧検出回路が設けられる。検出される各電池セルの電圧は、充放電制御およびセル電圧の均等化制御などに使用される。 Lithium-ion batteries require close strict voltage management than other types of batteries because the regular use area and the use prohibition area are close to each other. When using an assembled battery in which a plurality of lithium ion battery cells are connected in series, a voltage detection circuit for detecting the voltage of each battery cell is provided. The detected voltage of each battery cell is used for charge / discharge control, cell voltage equalization control, and the like.
組電池のセル数は様々であり車種や仕様ごとに異なる。チップメーカが、セル数が異なる組電池ごとに個別に電圧検出回路を用意することが理想的であるが、製造コストや管理コストが増大する。各セルの電圧を検出するための電圧検出線が接続される端子数が、セル数と一致しない場合でも、端子数がセル数より多ければ、その電圧検出回路を使いまわしているのが実状である。 The number of cells of the assembled battery varies and differs depending on the vehicle type and specifications. Although it is ideal for the chip manufacturer to individually prepare a voltage detection circuit for each assembled battery having a different number of cells, the manufacturing cost and management cost increase. Even if the number of terminals to which the voltage detection line for detecting the voltage of each cell is connected does not match the number of cells, if the number of terminals is larger than the number of cells, it is actually the case that the voltage detection circuit is reused. is there.
この場合、電池セルに接続されない未接続端子が発生する。このようなフローティング状態は好ましい状態ではないため、未接続端子の電位を固定することが求められる。これに対して一般的に、未接続端子を、電位が固定している別の端子にジャンパで接続するか、電池セルに接続されているワイヤーハーネスに接続することが行われている。しかしながら、追加のハードウェアが必要となり、また実装完了後は対応セル数の変更が難しくなる。 In this case, unconnected terminals that are not connected to the battery cell are generated. Since such a floating state is not a preferable state, it is required to fix the potential of the unconnected terminal. On the other hand, generally, an unconnected terminal is connected to another terminal having a fixed potential by a jumper or connected to a wire harness connected to a battery cell. However, additional hardware is required, and it is difficult to change the number of corresponding cells after the completion of mounting.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電圧検出回路の未接続端子の電位を、ハードウェアの追加なくかつ柔軟に固定する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for flexibly fixing the potential of an unconnected terminal of a voltage detection circuit without adding hardware.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電池管理装置は、直列接続された複数の電池セルのそれぞれの電圧を検出するための電圧検出回路と、複数の電池セルの各ノードと電圧検出回路を接続するための複数の電圧検出線と、複数の電圧検出線の、隣接する二本間にそれぞれ接続される複数の放電スイッチと、複数の電池セルの充電量を均等化するために複数の放電スイッチを制御する放電制御回路と、を備える。放電制御回路は、複数の電圧検出線のうち電池セルのノードに未接続の電圧検出線がある場合、その未接続の電圧検出線と、隣接する電位が固定している電圧検出線とが導通するよう両電圧検出線間の放電スイッチをオンする。 In order to solve the above-described problems, a battery management device according to an aspect of the present invention includes a voltage detection circuit for detecting voltages of a plurality of battery cells connected in series, and nodes and voltages of the plurality of battery cells. A plurality of voltage detection lines for connecting the detection circuit, a plurality of discharge switches connected between two adjacent ones of the plurality of voltage detection lines, and a plurality for equalizing the charge amounts of the plurality of battery cells A discharge control circuit for controlling the discharge switch. In the discharge control circuit, when there is an unconnected voltage detection line at the battery cell node among the plurality of voltage detection lines, the unconnected voltage detection line and the adjacent voltage detection line with a fixed potential are electrically connected. The discharge switch between both voltage detection lines is turned on.
本発明によれば、電圧検出回路の未接続端子の電位を、ハードウェアの追加なくかつ柔軟に固定できる。 According to the present invention, the potential of the unconnected terminal of the voltage detection circuit can be flexibly fixed without adding hardware.
図1は、本発明の実施の形態に係る電源装置100を説明するための図である。本明細書では電源装置100を、ハイブリッドカー、電気自動車などの動力源として車両に搭載する例を想定する。この例では、電源装置100から電力の供給を受ける負荷40は、プリチャージコンデンサおよび走行用モータである。
FIG. 1 is a diagram for explaining a
電源装置100は、組電池10および電池管理装置30を備える。組電池10と電池管理装置30間はワイヤーハーネス20により接続される。組電池10は直列接続された複数の電池セルで構成される。以下本明細書では、六つの電池セルS1〜S6が直列接続されて構成される組電池10を想定する。また電池の種別としてリチウムイオン電池を想定する。
The
電池管理装置30は、電圧検出回路32、放電制御回路34およびCPU36を備える。電圧検出回路32は、直列接続された複数の電池セルS1〜S6のそれぞれの電圧を検出するための回路である。電圧検出回路32は、専用のカスタムICであるASIC(Application Specific Integrated Circuit)等により構成される。電圧検出回路32は、複数の電池セルS1〜S6のそれぞれの電圧を検出するための複数の電圧入力端子VP1〜VP7を備える。なお図面を簡略化させるため他の端子は省略して描いている。
The
複数の電池セルS1〜S6の各ノードと、電圧検出回路32の複数の電圧入力端子VP1〜VP7はそれぞれ電圧検出線L1〜L7で接続される。電池管理装置30の内部はプリント配線で構成され、その外部はワイヤーハーネス20で構成される。
Each node of the plurality of battery cells S1 to S6 and the plurality of voltage input terminals VP1 to VP7 of the
複数の電圧検出線L1〜L7の、隣接する二本間にそれぞれ放電スイッチQ1〜Q6が接続される。放電スイッチには各種のスイッチング素子を用いることができるが、本明細書ではオン抵抗が小さく、消費電力が小さいMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を用いることを想定する。 Discharge switches Q1 to Q6 are connected between adjacent two of the plurality of voltage detection lines L1 to L7, respectively. Various switching elements can be used for the discharge switch. In this specification, it is assumed that a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) with low on-resistance and low power consumption is used.
図1に示す例では第1電圧検出線L1と第2電圧検出線L2間に第1放電スイッチQ1としてのnチャネルMOSFETが接続される。より具体的にはnチャネルMOSFETのソース端子が第2電圧検出線L2と接続され、ゲート端子が放電制御回路34と接続され、ドレイン端子が第1放電抵抗R1を介して第1電圧検出線L1と接続される。
In the example shown in FIG. 1, an n-channel MOSFET as the first discharge switch Q1 is connected between the first voltage detection line L1 and the second voltage detection line L2. More specifically, the source terminal of the n-channel MOSFET is connected to the second voltage detection line L2, the gate terminal is connected to the
第2電圧検出線L2と第3電圧検出線L3間、第3電圧検出線L3と第4電圧検出線L4間、・・・、第6電圧検出線L6と第7電圧検出線L7間にも同様に、それぞれ第2放電スイッチQ2、第3放電スイッチQ3、・・・、第6放電スイッチQ6が接続される。 Between the second voltage detection line L2 and the third voltage detection line L3, between the third voltage detection line L3 and the fourth voltage detection line L4,... Between the sixth voltage detection line L6 and the seventh voltage detection line L7. Similarly, the second discharge switch Q2, the third discharge switch Q3,..., The sixth discharge switch Q6 are connected to each other.
複数の電圧検出線L1〜L7は、ローパスフィルタを介して電圧検出回路32の複数の電圧入力端子VP1〜VP7にそれぞれ接続される。図1に示す例ではローパスフィルタをRC回路で構成している。具体的には複数の電圧検出線L1〜L7にそれぞれ抵抗R11〜R17が直列に接続され、かつ第1電圧検出線L1と第2電圧検出線L2間、第2電圧検出線L2と第3電圧検出線L3間、・・・、第6電圧検出線L6と第7電圧検出線L7間に、それぞれ第1容量C1、第2容量C2、・・・、第6容量C6が接続される。
The plurality of voltage detection lines L1 to L7 are connected to the plurality of voltage input terminals VP1 to VP7 of the
放電制御回路34は、複数の放電スイッチQ1〜Q6をオン/オフするための回路である。CPU36は電池管理装置30全体を制御する。CPU36は電圧検出回路32から複数の電池セルS1〜S6のそれぞれの電圧を取得し、複数の電池セルS1〜S6の充電量(SOC;State Of Charge)を均等化するよう放電制御回路34に、複数の放電スイッチQ1〜Q6のオン/オフを設定する。具体的には複数の電池セルS1〜S6のうち、他の電池セルより高電圧な電池セルと並列に接続された放電スイッチをオンに設定する。これにより当該電池セルから、当該電池セルに並列に接続された放電抵抗および放電スイッチを介して放電され、複数の電池セルS1〜S6のSOCが均一化する。
The
放電制御回路34は、CPU36からの指示にもとづき複数の電池セルS1〜S6の充電量を均等化するためのスイッチ制御を行うとともに、本明細書では以下の制御も行う。即ち放電制御回路34は、複数の電圧検出線L1〜L7のうち電池セルのノードに未接続の電圧検出線がある場合、その未接続の電圧検出線と、隣接する電位が固定されている電圧検出線とが導通するよう両電圧検出線間の放電スイッチをオンする。なお両電圧検出線間が二本以上離れている場合、その間の複数の放電スイッチを全てオンする。これにより未接続でオープンな電圧検出線の電位を固定できる。
The
CPU36は本電池管理装置30の起動時に、未接続の電圧検出線の電位を固定するために必要な放電スイッチのオン設定を放電制御回路34に指示する。この起動時にオンすべき放電スイッチはソフトウェアにより指定される。CPU36は起動時に当該ソフトウェアを実行することにより、常時オン設定すべき放電スイッチを特定し、放電制御回路34に設定する。
When the
図1に示す電源装置100では、電池セルのノードに未接続の電圧検出線は存在しない。従って上述の、未接続の電圧検出線の電位を固定するために放電スイッチを常時オンする制御(以下、未接続内部短絡処理という)は必要ない。以下、未接続の電圧検出線が発生する場合の制御を具体例を挙げながら説明する。
In the
図2は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が一つ少ない場合(その1)の電源装置100を説明するための図である。図2に示す組電池10は、図1に示す組電池10から第2電池セルS2が取り除かれた構成である。即ち電圧検出回路32の管理セル数が6、実装される電池セル数が5の例である。なお、管理セル数とは、電圧検出回路32が管理することができる最大セル数を示すものとする。
FIG. 2 is a diagram for explaining the
図2に示す電源装置100では第2電圧検出線L2及び第3電圧検出線L3のワイヤーハーネス部分をそのまま残している。この構成では第1電池セルS1を放電させる場合、第1電圧検出線L1→第1放電抵抗R1→第1放電スイッチQ1→第2電圧検出線L2の経路で電流が流れる。第3電池セルS3を放電させる場合、第3電圧検出線L3→第3放電抵抗R3→第3放電スイッチQ3→第3電圧検出線L3の経路で電流が流れる。
In the
図2に示す電源装置100では電池セルのノードに接続していないオープンな電圧検出線が存在しないため、図1に示す電源装置100と同様に、未接続内部短絡処理は必要ない。ただし第2電圧検出線L2と第3電圧検出線L3は同電位であり、本来、いずれかの線は不要な線である。従って冗長なワイヤーハーネスが存在することになる。
Since there is no open voltage detection line that is not connected to the node of the battery cell in the
図3は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が一つ少ない場合(その2)の電源装置100を説明するための図である。図3に示す電源装置100は図2に示す電源装置100と比較し、第2電圧検出線L2のワイヤーハーネス部分が省略された構成である。この構成では第2電圧検出線L2の先端が未接続となる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the
放電制御回路34は第2放電スイッチQ2を常時オンに制御し、第2電圧検出線L2と第3電圧検出線L3を導通させる。これにより第2電圧検出線L2の電位が第3電圧検出線L3と同様に、第1電池セルS1と第3電池セルS3間のノード電位に固定される。なお第2放電スイッチQ2ではなく、第1放電スイッチQ1を常時オンに制御し、第2電圧検出線L2と第1電圧検出線L1を導通させてもよい。このように未接続の電圧検出線は、隣接する上下いずれの電圧検出線に導通させてもよい。
The
上述のように第2放電スイッチQ2が常時オンされる構成では、第1電池セルS1を放電させる場合に放電電流が小さくなる。具体的には第1電池セルS1を放電させる場合に第1放電スイッチQ1がオンされるが、その場合、第1電圧検出線L1→第1放電抵抗R1→第1放電スイッチQ1→第2放電抵抗R2→第2放電スイッチQ2→第3電圧検出線L3の経路で電流が流れる。このように第1電池セルS1の放電電流路は、他の電池セルの放電電流路と比較してインピーダンスが2倍になり、第1電池セルS1から流れる放電電流は、他の電池セルから流れる放電電流の1/2になる。 In the configuration in which the second discharge switch Q2 is always turned on as described above, the discharge current is reduced when discharging the first battery cell S1. Specifically, when the first battery cell S1 is discharged, the first discharge switch Q1 is turned on. In this case, the first voltage detection line L1 → the first discharge resistor R1 → the first discharge switch Q1 → the second discharge. A current flows through the path of the resistor R2 → the second discharge switch Q2 → the third voltage detection line L3. Thus, the discharge current path of the first battery cell S1 has twice the impedance compared to the discharge current paths of the other battery cells, and the discharge current flowing from the first battery cell S1 flows from the other battery cells. It becomes 1/2 of the discharge current.
放電電流が小さくなり過ぎると、他の電池セルと残容量が均等になるまでの時間が長くなってしまう。また第1放電スイッチQ1の電位は、第1電池セルS1の電位を第1放電抵抗R1と第2放電抵抗R2で分圧した電位となる。従って第1電池セルS1の電圧が低い場合、第1放電スイッチQ1がオンできなくなる場合が発生する。 If the discharge current becomes too small, the time until the remaining capacity becomes equal to the other battery cells becomes longer. The potential of the first discharge switch Q1 is a potential obtained by dividing the potential of the first battery cell S1 by the first discharge resistor R1 and the second discharge resistor R2. Accordingly, when the voltage of the first battery cell S1 is low, the first discharge switch Q1 cannot be turned on.
図3に示す電源装置100では上述の制約があるが、その制約を許容できれば、上述の未接続内部短絡制御を適用できる。
The
図4は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が一つ少ない場合(その3)の電源装置100を説明するための図である。図4に示す組電池10は、図1に示す組電池10から第1電池セルS1が取り除かれた構成である。図4に示す組電池10は、図2、3に示す組電池10と異なり、高電位側の一番端の電池セルS1が取り除かれた構成である。図4に示す電源装置100は第1電圧検出線L1のワイヤーハーネス部分が省略された構成である。この構成では第1電圧検出線L1の先端が未接続となる。なお、この構成では同電位のワイヤーハーネスが存在しない。
FIG. 4 is a diagram for explaining the
放電制御回路34は第1放電スイッチQ1を常時オンに制御し、第1電圧検出線L1と第2電圧検出線L2を導通させる。これにより第1電圧検出線L1の電位が第2電圧検出線L2と同様に、第2電池セルS2の正極端子側の電位に固定される。
The
図4に示す電源装置100では第2電池セルS2を放電させる場合、第2電圧検出線L2→第2放電抵抗R2→第2放電スイッチQ2→第3電圧検出線L3の経路で電流が流れる。この放電電流路のインピーダンスは、他の電池セルの放電電流路のインピーダンスと同じであり、図3に示す電源装置100における上述の制約は発生しない。
In the
ただし電圧検出回路32及び放電制御回路34の電源を組電池10から取得し、かつ第1放電スイッチQ1をnチャネルMOSFETで構成する場合、第1放電スイッチQ1をオンさせるためのゲート電圧を確保できなくなる。
However, when the power source of the
この対策として第1放電スイッチQ1をnチャネルMOSFETではなく、pチャネルMOSFETで構成する。具体的にはpチャネルMOSFETのソース端子が第1電圧検出線L1と接続され、ゲート端子が放電制御回路34と接続され、ドレイン端子が第1放電抵抗R1を介して第2電圧検出線L2と接続される。これにより組電池10の電圧範囲内の電圧で第1放電スイッチQ1をオンできる。
As a countermeasure against this, the first discharge switch Q1 is constituted by a p-channel MOSFET instead of an n-channel MOSFET. Specifically, the source terminal of the p-channel MOSFET is connected to the first voltage detection line L1, the gate terminal is connected to the
なお第1放電スイッチQ1をnチャネルMOSFETで構成しても、組電池10以外の電源から組電池10の電圧以上のゲート電圧を生成すれば、第1放電スイッチQ1をオンできる。ただし車載用途の組電池10の電圧は100Vを超える高圧になるため、組電池10以外の電源から組電池10以上の電圧を生成するのは大規模なハードウェアの追加が必要となる。
Even if the first discharge switch Q1 is composed of an n-channel MOSFET, the first discharge switch Q1 can be turned on if a gate voltage higher than the voltage of the assembled
図4に示す電源装置100では第1放電スイッチQ1をpチャネルMOSFETで構成することにより、上述の未接続内部短絡処理を追加のハードウェアを設けずに適用できる。
In the
図5は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が一つ少ない場合(その4)の電源装置100を説明するための図である。図5に示す組電池10は、図1に示す組電池10から第6電池セルS6が取り除かれた構成である。図5に示す組電池10は、図2〜4に示す組電池10と異なり、低電位側の一番端の第6電池セルS6が取り除かれた構成である。図5に示す電源装置100は第7電圧検出線L7のワイヤーハーネス部分が省略された構成である。この構成では第7電圧検出線L7の先端が未接続となる。なお、この構成では同電位のワイヤーハーネスが存在しない。
FIG. 5 is a diagram for explaining the
放電制御回路34は第6放電スイッチQ6を常時オンに制御し、第7電圧検出線L7と第6電圧検出線L6を導通させる。これにより第7電圧検出線L7の電位が第6電圧検出線L6と同様に、第5電池セルS5の負極端子側の電位に固定される。
The
一般的な設計では、組電池10の最低電位の電池セルの負極電位は、電圧検出回路32のグラウンドと兼用される。従って図5に示す電源装置100の回路構成は通常、採用されない構成である。
In a general design, the negative electrode potential of the battery cell having the lowest potential of the assembled
図6は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が二つ少ない場合(その1)の電源装置100を説明するための図である。図6に示す組電池10は、図1に示す組電池10から第2電池セルS2及び第3電池セルS3が取り除かれた構成である。即ち電圧検出回路32の管理セル数が6、実装される電池セル数が4の例である。図6に示す電源装置100は第3電圧検出線L3のワイヤーハーネス部分が省略された構成である。この構成では第3電圧検出線L3の先端が未接続となる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the
放電制御回路34は第3放電スイッチQ3を常時オンに制御し、第3電圧検出線L3と第4電圧検出線L4を導通させる。これにより第3電圧検出線L3の電位が第4電圧検出線L4と同様に、第1電池セルS1と第4電池セルS4間のノード電位に固定される。
The
図6に示す電源装置100では第1電池セルS1を放電させる場合、第1電圧検出線L1→第1放電抵抗R1→第1放電スイッチQ1→第2電圧検出線L2の経路で電流が流れる。第4電池セルS4を放電させる場合、第4電圧検出線L4→第4放電抵抗R4→第4放電スイッチQ4→第5電圧検出線L5の経路で電流が流れる。どちらの放電電流路のインピーダンスも、他の電池セルの放電電流路のインピーダンスと同じであり、図3に示す電源装置100における上述の制約は発生しない。
In the
図6に示す電源装置100では上述の未接続内部短絡処理を好適に適用できる。第2電圧検出線L2と第4電圧検出線L4のワイヤーハーネス部分は同電位であるため、本来はいずれかを省略すべきであるが、第1電池セルS1及び第4電池セルS4の放電電流を他の電池セルの放電電流と合わせるために、その両方のワイヤーハーネスを別々に設けている。
In the
図7は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が二つ少ない場合(その2)の電源装置100を説明するための図である。図7に示す組電池10は、図1に示す組電池10から第1電池セルS1及び第2電池セルS2が取り除かれた構成である。図7に示す組電池10は、図6に示す組電池10と異なり、高電位側の一番端から順番に二つの電池セルS1、S2が取り除かれた構成である。図7に示す電源装置100は第1電圧検出線L1及び第2電圧検出線L2のワイヤーハーネス部分が省略された構成である。この構成では第1電圧検出線L1及び第2電圧検出線L2の先端が未接続となる。なお、この構成では同電位のワイヤーハーネスが存在しない。
FIG. 7 is a diagram for explaining the
放電制御回路34は第1放電スイッチQ1及び第2放電スイッチQ2を常時オンに制御し、第1電圧検出線L1、第2電圧検出線L2及び第3電圧検出線L3を全て導通させる。これにより第1電圧検出線L1及び第2電圧検出線L2の電位が第3電圧検出線L3と同様に、第3電池セルS3の正極端子側の電位に固定される。
The
図7に示す電源装置100では第1放電スイッチQ1及び第2放電スイッチQ2をnチャネルMOSFETではなく、pチャネルMOSFETで構成する。これにより、組電池10の電圧範囲内の電圧で第1放電スイッチQ1及び第2放電スイッチQ2をオンできる。
In the
図7に示す電源装置100では第1放電スイッチQ1及び第2放電スイッチQ2をpチャネルMOSFETで構成することにより、上述の未接続線内部短絡処理を追加のハードウェアを設けずに適用できる。
In the
図4、図7に示す電源装置100のように、複数の放電スイッチQ1〜Q6の内、高電位側から少なくとも一つの放電スイッチをpチャネルMOSFETで構成し、残りの放電スイッチをnチャネルMOSFETで構成すると以下のメリットがある。即ち、どの位置の電池セルが省略されても、組電池10の電圧範囲内の電圧で複数の放電スイッチQ1〜Q6を全て駆動できる。なお最も高電位側の電池セルが省略されない設計の場合、全ての放電スイッチQ1〜Q6をnチャネルMOSFETで構成できる。またpチャネルMOSFETで構成すべき放電スイッチの数は、高電位側から電池セルが連続して省略される数に対応する。
As in the
図8は、電圧検出回路32の管理セル数より、実装される電池セル数が三つ少ない場合の電源装置100を説明するための図である。図8に示す組電池10は、図1に示す組電池10から第2電池セルS2、第3電池セルS3及び第4電池セルS4が取り除かれた構成である。即ち電圧検出回路32の管理セル数が6、実装される電池セル数が3の例である。図8に示す電源装置100は第3電圧検出線L3及び第4電圧検出線L4のワイヤーハーネス部分が省略された構成である。この構成では第3電圧検出線L3及び第4電圧検出線L4の先端が未接続となる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the
放電制御回路34は第3放電スイッチQ3及び第4放電スイッチQ4を常時オンに制御し、第3電圧検出線L3、第4電圧検出線L4及び第5電圧検出線L5を全て導通させる。これにより第3電圧検出線L3及び第4電圧検出線L4の電位が第5電圧検出線L5と同様に、第1電池セルS1と第5電池セルS5間のノード電位に固定される。
The
図8に示す電源装置100では上述の未接続内部短絡処理を好適に適用できる。第2電圧検出線L2と第5電圧検出線L5のワイヤーハーネス部分は同電位であるため、本来はいずれかを省略すべきであるが、第1電池セルS1及び第5電池セルS5の放電電流を他の電池セルの放電電流と合わせるために、その両方のワイヤーハーネスを別々に設けている。
In the
以上説明したように実施の形態によれば、内部の放電スイッチをオンすることにより、未接続の電圧検出線を、近隣の電位が固定している電圧検出線と導通させることができる。均等化制御用の放電スイッチを使用するため、追加のハードウェアを設けずに未接続の電圧検出線の電位を固定できる。即ち、回路の外部で未接続端子間をジャンパで接続したり、未接続端子をワイヤーハーネスに接続する必要がない。従ってコスト及びスペースを節約できる。 As described above, according to the embodiment, by turning on the internal discharge switch, an unconnected voltage detection line can be brought into conduction with a voltage detection line whose neighboring potential is fixed. Since the discharge switch for equalization control is used, the potential of the unconnected voltage detection line can be fixed without providing additional hardware. That is, there is no need to connect the unconnected terminals with a jumper outside the circuit or connect the unconnected terminals to the wire harness. Thus, cost and space can be saved.
また導通させるべき電圧検出線間に設けられる放電スイッチをソフトウェアで指定できるため、電池管理装置30の実装完了後も柔軟に、常時オンさせる放電スイッチの位置を変更できる。従って実装完了後に組電池10の構成を変更することも容易である。この点、未接続電圧検出線の電位をハードウェアを用いて固定する設計では、その変更が容易ではない。
Moreover, since the discharge switch provided between the voltage detection lines to be conducted can be designated by software, the position of the discharge switch that is always turned on can be flexibly changed after the
また放電スイッチにMOSFETを用いることにより、バイポーラトランジスタなどの他のスイッチング素子を用いる場合より消費電力を低減できる。MOSFETの消費電力は無視できる程度に小さなものである。また高電位側から少なくとも一つの放電スイッチをpチャネル型にすることにより、高電位側の電池セルが省略された場合でも、組電池10の電圧範囲内の電圧で高電位側の放電スイッチをオンできる。
Further, by using a MOSFET for the discharge switch, power consumption can be reduced as compared with the case of using another switching element such as a bipolar transistor. The power consumption of the MOSFET is negligibly small. In addition, by making at least one discharge switch from the high potential side into a p-channel type, even if the battery cell on the high potential side is omitted, the discharge switch on the high potential side is turned on with a voltage within the voltage range of the assembled
また複数の電池セルが連続して抜かれる場合、それらの上側の電池セルの負極側に最も近い電圧検出線のワイヤーハーネス部分と、それらの下側の電池セルの正極側に最も近い電圧検出線のワイヤーハーネス部分は残すことが好ましい。それら二本の電圧検出線は同電位であるが、両方を残すことにより上側の電池セルの放電経路、下側の電池セルの放電経路、その他の電池セルの放電経路のインピーダンスを同じにできる。当該二本の電圧検出線の間に存在する電圧検出線については、そのワイヤーハーネス部分を省略する。これにより、均等化制御の精度を維持しつつ、コスト及びスペースを節約できる。 When a plurality of battery cells are continuously pulled out, the wire harness part of the voltage detection line closest to the negative electrode side of the upper battery cell and the voltage detection line closest to the positive electrode side of the lower battery cell thereof It is preferable to leave the wire harness part. Although these two voltage detection lines have the same potential, by leaving both, the impedance of the discharge path of the upper battery cell, the discharge path of the lower battery cell, and the discharge path of the other battery cells can be made the same. The wire harness portion is omitted for the voltage detection line existing between the two voltage detection lines. Thereby, cost and space can be saved while maintaining the accuracy of equalization control.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。こられ実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.
上述の実施の形態では電池管理装置30を車載用二次電池を管理するために使用する例を説明した。この点、電池管理装置30は据置型の蓄電システム内の蓄電池を管理する用途にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the
100 電源装置、 10 組電池、 S1 第1電池セル、 S2 第2電池セル、 S3 第3電池セル、 S4 第4電池セル、 S5 第5電池セル、 S6 第6電池セル、 20 ワイヤーハーネス、 L1 第1電圧検出線、 L2 第2電圧検出線、 L3 第3電圧検出線、 L4 第4電圧検出線、 L5 第5電圧検出線、 L6 第6電圧検出線、 L7 第7電圧検出線、 30 電池管理装置、 32 電圧検出回路、 34 放電制御回路、 36 CPU、 Q1 第1放電スイッチ、 Q2 第2放電スイッチ、 Q3 第3放電スイッチ、 Q4 第4放電スイッチ、 Q5 第5放電スイッチ、 Q6 第6放電スイッチ、 R1 第1放電抵抗、 R2 第2放電抵抗、 R3 第3放電抵抗、 R4 第4放電抵抗、 R5 第5放電抵抗、 R6 第6放電抵抗、 R11 第1抵抗、 R12 第2抵抗、 R13 第3抵抗、 R14 第4抵抗、 R15 第5抵抗、 R16 第6抵抗、 R17 第7抵抗、 C1 第1容量、 C2 第2容量、 C3 第3容量、 C4 第4容量、 C5 第5容量、 C6 第6容量、 40 負荷。 100 power supply device, 10 assembled battery, S1 first battery cell, S2 second battery cell, S3 third battery cell, S4 fourth battery cell, S5 fifth battery cell, S6 sixth battery cell, 20 wire harness, L1 first 1 voltage detection line, L2 second voltage detection line, L3 third voltage detection line, L4 fourth voltage detection line, L5 fifth voltage detection line, L6 sixth voltage detection line, L7 seventh voltage detection line, 30 battery management Device, 32 voltage detection circuit, 34 discharge control circuit, 36 CPU, Q1 first discharge switch, Q2 second discharge switch, Q3 third discharge switch, Q4 fourth discharge switch, Q5 fifth discharge switch, Q6 sixth discharge switch R1 first discharge resistance, R2 second discharge resistance, R3 third discharge resistance, R4 fourth discharge resistance, R5 fifth discharge resistance R6 6th discharge resistor, R11 1st resistor, R12 2nd resistor, R13 3rd resistor, R14 4th resistor, R15 5th resistor, R16 6th resistor, R17 7th resistor, C1 1st capacitor, C2 2nd capacitor C3 3rd capacity, C4 4th capacity, C5 5th capacity, C6 6th capacity, 40 load.
Claims (5)
前記複数の電池セルの各ノードと前記電圧検出回路を接続するための複数の電圧検出線と、
前記複数の電圧検出線の、隣接する二本間にそれぞれ接続される複数の放電スイッチと、
前記複数の電池セルの充電量を均等化するために前記複数の放電スイッチを制御する放電制御回路と、を備え、
前記放電制御回路は、前記複数の電圧検出線のうち前記電池セルのノードに未接続の電圧検出線がある場合、その未接続の電圧検出線と、隣接する電位が固定している電圧検出線とが導通するよう両電圧検出線間の前記放電スイッチを常時オンする制御を行うように、本電池管理装置の起動時に設定されることを特徴とする電池管理装置。 A voltage detection circuit for detecting each voltage of a plurality of battery cells connected in series;
A plurality of voltage detection lines for connecting each node of the plurality of battery cells and the voltage detection circuit;
A plurality of discharge switches respectively connected between two adjacent ones of the plurality of voltage detection lines;
A discharge control circuit that controls the plurality of discharge switches in order to equalize the amount of charge of the plurality of battery cells,
In the discharge control circuit, when there is an unconnected voltage detection line at the node of the battery cell among the plurality of voltage detection lines, the unconnected voltage detection line and a voltage detection line in which an adjacent potential is fixed The battery management device is set at the time of starting the battery management device so as to perform control to always turn on the discharge switch between the two voltage detection lines so as to be conductive.
前記プロセッサは、本電池管理装置の起動時に、前記未接続の電圧検出線の電位を固定するために必要な前記放電スイッチのオン設定を、前記放電制御回路に指示することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電池管理装置。 A processor that obtains voltages of the plurality of battery cells from the voltage detection circuit and sets on / off of the plurality of discharge switches in the discharge control circuit so as to equalize a charge amount of the plurality of battery cells; Prepared,
The processor, when starting up the battery management apparatus, instructs the discharge control circuit to turn on the discharge switch necessary for fixing the potential of the unconnected voltage detection line. The battery management apparatus according to any one of 1 to 3.
前記組電池を管理する請求項1から4のいずれかに記載の電池管理装置と、
を備えることを特徴とする電源装置。 An assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series;
The battery management device according to any one of claims 1 to 4, which manages the assembled battery;
A power supply apparatus comprising:
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI779618B (en) * | 2021-05-20 | 2022-10-01 | 宏碁股份有限公司 | Battery module for extending service life |
TWI795149B (en) * | 2021-12-28 | 2023-03-01 | 華碩電腦股份有限公司 | Power module and power supplying method thereof |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107664726A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-06 | 盐城市惠众新能源科技有限公司 | The control method of switching network detecting system and switching network detecting system |
JP7152933B2 (en) * | 2018-10-22 | 2022-10-13 | 日立Astemo株式会社 | Integrated circuits and battery monitoring devices |
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Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
JPH07212981A (en) * | 1994-01-24 | 1995-08-11 | Sharp Corp | Battery charger |
JP4006877B2 (en) * | 1999-03-30 | 2007-11-14 | 株式会社デンソー | Battery pack voltage adjustment device and battery pack voltage adjustment method |
JP3874150B2 (en) * | 1999-04-23 | 2007-01-31 | 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ | Secondary battery protection circuit |
JP4254209B2 (en) * | 2002-11-22 | 2009-04-15 | 新神戸電機株式会社 | Battery voltage detection line inspection method, inspection circuit, and battery module |
US7990276B2 (en) * | 2008-01-09 | 2011-08-02 | Black & Decker Inc. | Battery identification for battery packs with inter-cell taps |
-
2012
- 2012-11-26 JP JP2012257926A patent/JP6081165B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI779618B (en) * | 2021-05-20 | 2022-10-01 | 宏碁股份有限公司 | Battery module for extending service life |
TWI795149B (en) * | 2021-12-28 | 2023-03-01 | 華碩電腦股份有限公司 | Power module and power supplying method thereof |
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