JP6274020B2 - Voltage detection unit - Google Patents

Voltage detection unit Download PDF

Info

Publication number
JP6274020B2
JP6274020B2 JP2014118772A JP2014118772A JP6274020B2 JP 6274020 B2 JP6274020 B2 JP 6274020B2 JP 2014118772 A JP2014118772 A JP 2014118772A JP 2014118772 A JP2014118772 A JP 2014118772A JP 6274020 B2 JP6274020 B2 JP 6274020B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage detection
voltage
detection lines
connector
power storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014118772A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015233365A (en
Inventor
隆太郎 時津
隆太郎 時津
廣江 佳彦
廣江  佳彦
土屋 豪範
豪範 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2014118772A priority Critical patent/JP6274020B2/en
Publication of JP2015233365A publication Critical patent/JP2015233365A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6274020B2 publication Critical patent/JP6274020B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、複数の蓄電素子で構成される蓄電装置の電圧検出ユニットに関する。   The present invention relates to a voltage detection unit of a power storage device including a plurality of power storage elements.

複数の電池を直列に接続した組電池は、組電池全体の総電圧及び各電池の電圧を検出する電圧検出回路(電圧センサ)が設けられる(例えば、特許文献1)。   An assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series is provided with a voltage detection circuit (voltage sensor) that detects the total voltage of the entire assembled battery and the voltage of each battery (for example, Patent Document 1).

特開2014−018065号公報JP 2014-018065 A

電圧検出回路は、組電池を構成する各電池から延びる複数の電圧検出線と接続されるが、水入りなどによって隣り合う電圧検出線間で短絡が生じると、電圧検出回路内に閉回路が形成されてしまい、通電状態が継続されてしまうことがある。   The voltage detection circuit is connected to a plurality of voltage detection lines extending from each battery constituting the assembled battery, but when a short circuit occurs between adjacent voltage detection lines due to water entering or the like, a closed circuit is formed in the voltage detection circuit. And the energized state may be continued.

このとき、電圧検出回路を保護するために、電圧検出線または電圧検出回路にヒューズを設け、閉回路によって流れる電流によってヒューズを溶断させるように構成することができる。しかしながら、特許文献1のように、隣り合う電圧検出線に印加される電圧が1つの電池分の電圧だと閉回路に流れる電流が小さく、ヒューズを溶断することができずに、短絡による通電状態が継続されてしまうおそれがある。   At this time, in order to protect the voltage detection circuit, a fuse can be provided in the voltage detection line or the voltage detection circuit, and the fuse can be blown by a current flowing through the closed circuit. However, as in Patent Document 1, if the voltage applied to the adjacent voltage detection lines is a voltage for one battery, the current flowing through the closed circuit is small, and the fuse cannot be blown, and the current-carrying state due to a short circuit May continue.

そこで、本発明は、複数の蓄電素子の各電圧値を検出する電圧検出ユニットにおいて、隣り合う電圧検出ライン間に短絡が生じても通電状態の継続を抑制することができる電圧検出ユニットを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a voltage detection unit that detects each voltage value of a plurality of power storage elements, and can suppress continuation of an energized state even if a short circuit occurs between adjacent voltage detection lines. For the purpose.

本願発明は、複数の蓄電素子が直列に接続された蓄電装置の各蓄電素子の電圧値を検出する電圧検出ユニットである。電圧検出ユニットは、各蓄電素子に接続される複数の電圧検出ラインと、蓄電素子の正極端子及び負極端子に接続される一対の電圧検出ラインを介して各蓄電素子の電圧値を検出する電圧検出回路と、複数の電圧検出ラインが所定の方向に隣り合って配設され、複数の電圧検出ラインを電圧検出回路に接続するためのコネクタと、許容電流値以上の電流が流れたとき、各電圧検出ラインを介した蓄電素子と電圧検出回路との電気的な接続を遮断する保護素子と、を備える。   The present invention is a voltage detection unit that detects a voltage value of each power storage element of a power storage device in which a plurality of power storage elements are connected in series. The voltage detection unit detects a voltage value of each storage element via a plurality of voltage detection lines connected to each storage element and a pair of voltage detection lines connected to the positive terminal and the negative terminal of the storage element. A circuit and a plurality of voltage detection lines are arranged adjacent to each other in a predetermined direction, a connector for connecting the plurality of voltage detection lines to the voltage detection circuit, and each current when a current exceeding the allowable current value flows. And a protection element that cuts off an electrical connection between the power storage element and the voltage detection circuit via the detection line.

このとき、コネクタは、直列に接続された所定数以上の複数の蓄電素子のブロック電圧に相当する電位差の組み合わせとなる各電圧検出ラインが、所定の方向に隣り合わせで配設されるように構成されている。   At this time, the connector is configured such that each voltage detection line that is a combination of potential differences corresponding to block voltages of a plurality of power storage elements connected in series is arranged adjacent to each other in a predetermined direction. ing.

本願発明によれば、各蓄電素子の電圧値を対応する一対の電圧検出ラインを介して検出する電圧検出ユニットにおいて、コネクタは、直列に接続された所定数以上の複数の蓄電素子のブロック電圧に相当する電位差の組み合わせとなる各電圧検出ラインが、所定の方向に隣り合わせで配設される。このため、電圧検出ライン間が短絡したときに印加される電圧が、1つの蓄電素子分の電圧ではなく、所定数以上の複数の蓄電素子が直列に接続されたブロック電圧となるので、短絡時に印加される電圧が高くなり、許容電流値以上の電流が流れて保護素子が動作し易くなる。しがたって、隣り合う電圧検出ライン間が短絡したときに、保護素子を円滑動作させることができ、通電状態の継続を抑制することができる。   According to the present invention, in the voltage detection unit that detects the voltage value of each power storage element via the corresponding pair of voltage detection lines, the connector is connected to the block voltage of a plurality of power storage elements connected in series. Each voltage detection line that is a combination of corresponding potential differences is arranged adjacent to each other in a predetermined direction. For this reason, the voltage applied when the voltage detection lines are short-circuited is not a voltage for one power storage element, but a block voltage in which a plurality of power storage elements of a predetermined number or more are connected in series. The applied voltage is increased, and a current exceeding the allowable current value flows, so that the protection element is easily operated. Therefore, when the adjacent voltage detection lines are short-circuited, the protection element can be operated smoothly, and the continuity of the energized state can be suppressed.

実施例1の車両に搭載される電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery system mounted in the vehicle of Example 1. FIG. 実施例1の組電池に接続される電圧検出ユニットの構成を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration of a voltage detection unit connected to the assembled battery of Example 1. FIG.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
本実施例における電池システムについて、図1を用いて説明する。図1は、電池システムの構成を示す概略図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。本実施例では、ハイブリッド自動車を一例に説明しているが、例えば、車両を走行させる動力源として電池システム(組電池)だけを備えている電気自動車であってもよい。
Example 1
The battery system in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a battery system. The battery system of this embodiment is mounted on a vehicle. Vehicles include hybrid cars and electric cars. In the present embodiment, a hybrid vehicle is described as an example. However, for example, an electric vehicle including only a battery system (assembled battery) as a power source for running the vehicle may be used.

電池システムは、組電池10(蓄電装置に相当する)を有する。組電池10は、電気的に直列に接続された複数の単電池11(蓄電素子に相当する)で構成されている。単電池11としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。組電池10を構成する単電池11の数は、適宜設定することができる。   The battery system includes an assembled battery 10 (corresponding to a power storage device). The assembled battery 10 includes a plurality of single cells 11 (corresponding to power storage elements) that are electrically connected in series. As the cell 11, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor can be used instead of the secondary battery. The number of the single cells 11 constituting the assembled battery 10 can be set as appropriate.

組電池10は、正極ラインPL及び負極ラインNLを介してインバータ31と接続されている。正極ラインPL及び負極ラインNLには、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gがそれぞれ設けられている。システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは、後述するコントローラ50によってオン/オフが制御され、組電池10とインバータ31(負荷)との接続状態(Ready−ON)及び遮断状態(Ready−OFF)とを許容する。例えば、コントローラ50は、車両のイグニッションスイッチのオン/オフ(IG−ON,IG−OFF)に関する情報が入力されることに応じて、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンおよびオフの間で切り替える。   The assembled battery 10 is connected to the inverter 31 via the positive electrode line PL and the negative electrode line NL. System main relays SMR-B and SMR-G are provided on the positive line PL and the negative line NL, respectively. The system main relays SMR-B and SMR-G are controlled to be turned on / off by a controller 50, which will be described later, and the connected state (Ready-ON) and disconnected state (Ready-OFF) between the assembled battery 10 and the inverter 31 (load). And is allowed. For example, the controller 50 turns on and off the system main relays SMR-B and SMR-G in response to input of information related to on / off (IG-ON, IG-OFF) of the ignition switch of the vehicle. Switch with.

インバータ31(負荷)は、組電池10から供給された直流電力を交流電力に変換する。インバータ31には、モータ・ジェネレータ32(交流モータ)が接続されている。モータ・ジェネレータ32は、インバータ31から供給された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ32は、車輪33と接続されている。車両がハイブリッド自動車である場合は、車輪33に不図示のエンジンが接続され、エンジンで生成された運動エネルギが車輪33に伝達される。これにより、組電池10やエンジンの出力を用いて、車両を走行させることができる。なお、組電池10およびインバータ31の間の電流経路に、昇圧回路を配置してもよい。   The inverter 31 (load) converts the DC power supplied from the assembled battery 10 into AC power. A motor / generator 32 (AC motor) is connected to the inverter 31. The motor / generator 32 receives AC power supplied from the inverter 31 and generates kinetic energy for running the vehicle. The motor / generator 32 is connected to the wheels 33. When the vehicle is a hybrid vehicle, an engine (not shown) is connected to the wheel 33, and kinetic energy generated by the engine is transmitted to the wheel 33. Thereby, a vehicle can be drive | worked using the output of the assembled battery 10 or an engine. Note that a booster circuit may be arranged in the current path between the assembled battery 10 and the inverter 31.

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ32は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。インバータ31は、モータ・ジェネレータ32が生成した交流電力を直流電力に変換して、組電池10に供給する。これにより、組電池10は、回生電力を蓄えることができる。また、ハイブリッド自動車の場合では、回生電力の加え、エンジンによりモータ・ジェネレータ32を駆動させて電気エネルギを組電池10に蓄えることもできる。   When the vehicle is decelerated or stopped, the motor / generator 32 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). The inverter 31 converts the AC power generated by the motor / generator 32 into DC power and supplies the DC power to the assembled battery 10. Thereby, the assembled battery 10 can store regenerative electric power. In the case of a hybrid vehicle, in addition to regenerative power, the motor / generator 32 can be driven by the engine to store electric energy in the assembled battery 10.

コントローラ50は、インバータ31およびモータ・ジェネレータ32のそれぞれに制御信号を出力して、インバータ31およびモータ・ジェネレータ32の駆動を制御する。コントローラ50は、各種の情報を記憶する不図示のメモリを備えることができる。メモリは、コントローラ50に対して内蔵又は外付けされるように設けることができる。   The controller 50 outputs a control signal to each of the inverter 31 and the motor / generator 32 to control driving of the inverter 31 and the motor / generator 32. The controller 50 can include a memory (not shown) that stores various types of information. The memory can be provided so as to be built in or externally attached to the controller 50.

なお、コントローラ50は、インバータ31及びモータ・ジェネレータ32毎に設けることも可能である。コントローラ50は、車両全体の制御を司る制御装置として構成したり、別途の車両全体の制御を司る制御装置に対して個別に構成された電池制御装置として構成したりすることができる。   The controller 50 can also be provided for each inverter 31 and motor / generator 32. The controller 50 can be configured as a control device that controls the entire vehicle, or can be configured as a battery control device that is individually configured with respect to a separate control device that controls the entire vehicle.

監視ユニット40は、後述する電圧検出回路41を備え、組電池10の端子間電圧値(総電圧値)を検出したり、複数の単電池11の各電圧値を検出したりして、検出結果をコントローラ50に出力する。   The monitoring unit 40 includes a voltage detection circuit 41 to be described later, detects the voltage value between terminals of the battery pack 10 (total voltage value), detects each voltage value of the plurality of single cells 11, and the detection result Is output to the controller 50.

なお、図1に示す電池システムにおいて、電流センサや温度センサを設けることもできる(不図示)。組電池10の電流経路上に設けられる電流センサは、組電池10に流れる充放電電流を検出し、検出結果をコントローラ50に出力することができる。また、組電池10に設けられる温度センサは、組電池10の電池温度を検出して、検出結果をコントローラ50に出力することができる。   In the battery system shown in FIG. 1, a current sensor and a temperature sensor can be provided (not shown). A current sensor provided on the current path of the assembled battery 10 can detect a charge / discharge current flowing in the assembled battery 10 and output the detection result to the controller 50. Further, the temperature sensor provided in the assembled battery 10 can detect the battery temperature of the assembled battery 10 and output the detection result to the controller 50.

コントローラ50は、監視ユニット40の検出値、電流値等に基づいて組電池10の充電状態(SOC:State Of Charge)を算出したり、組電池10の出入力電力を把握することができ、車両出力要求に応じた充放電制御を行うことができる。   The controller 50 can calculate the state of charge (SOC) of the assembled battery 10 based on the detection value, current value, and the like of the monitoring unit 40, and can grasp the input / output power of the assembled battery 10. Charge / discharge control according to the output request can be performed.

次に、図2を参照して、本実施例の電圧検出ユニットについて説明する。図2に示すように、複数の各単電池11には、複数の電圧検出ラインL1〜L8が接続されている。単電池11から延びる各電圧検出ラインL1〜L8は、電圧検出回路41にそれぞれ接続される。電圧検出回路41は、各電圧検出ライン間の電圧を検出し、検出結果をコントローラ50に出力する。   Next, the voltage detection unit of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a plurality of voltage detection lines L <b> 1 to L <b> 8 are connected to each of the plurality of single cells 11. The voltage detection lines L1 to L8 extending from the unit cell 11 are connected to the voltage detection circuit 41, respectively. The voltage detection circuit 41 detects the voltage between the voltage detection lines and outputs the detection result to the controller 50.

例えば、電圧検出ラインL1は、単電池11aの正極端子に接続され、電圧検出ラインL2は、単電池11aの負極端子に接続されている。これら一対の電圧検出ラインL1,L2間の電位差を測定することで、1つの単電池11aの電圧を検出することができる。つまり、一対の電圧検出ラインL1,L2間には、1つの単電池11aの電圧が印加されることになる。   For example, the voltage detection line L1 is connected to the positive terminal of the cell 11a, and the voltage detection line L2 is connected to the negative terminal of the cell 11a. By measuring the potential difference between the pair of voltage detection lines L1 and L2, the voltage of one unit cell 11a can be detected. That is, the voltage of one unit cell 11a is applied between the pair of voltage detection lines L1 and L2.

その他の一対の電圧検出ラインL2,L3間、電圧検出ラインL3,L4間、電圧検出ラインL4,L5間、電圧検出ラインL5,L6間、電圧検出ラインL6,L7間及び電圧検出ラインL7,L8間についても、直列に接続された1つ分の各単電池11の電位差となり、各電圧検出ライン間の電圧を検出することで、直列に接続された複数の各単電池11において1つの単電池11毎に個別に電圧を検出することができる。   Between the other pair of voltage detection lines L2 and L3, between voltage detection lines L3 and L4, between voltage detection lines L4 and L5, between voltage detection lines L5 and L6, between voltage detection lines L6 and L7, and voltage detection lines L7 and L8 In addition, the potential difference between the single cells 11 connected in series becomes a potential difference, and one single cell is detected in each of the plurality of single cells 11 connected in series by detecting the voltage between the voltage detection lines. The voltage can be individually detected every 11.

なお、電圧検出ラインL1,L8間は、直列に接続された複数の単電池11で構成される組電池10の端子間電圧(総電圧)に相当する電位差となるので、電圧検出ラインL1,L8間の電位差を検出することで、組電池10の端子間電圧を検出することができる。   Since the voltage detection lines L1 and L8 have a potential difference corresponding to the inter-terminal voltage (total voltage) of the battery pack 10 composed of the plurality of single cells 11 connected in series, the voltage detection lines L1 and L8. By detecting the potential difference between them, the voltage between the terminals of the assembled battery 10 can be detected.

また、各電圧検出ラインL2〜L7は、電気的に直列に接続された2つの単電池11において、一方の単電池11の負極端子と、他方の単電池11の正極端子とに接続されている。なお、直列に接続された隣り合う2つの単電池11で電圧検出ラインを共通して用いているが、これに限らず、各単電池11に対して個別の電圧検出ラインを設けるように構成してもよい。   Moreover, each voltage detection line L2-L7 is connected to the negative electrode terminal of one unit cell 11, and the positive electrode terminal of the other unit cell 11 in the two unit cells 11 electrically connected in series. . In addition, although the voltage detection line is used in common by two adjacent unit cells 11 connected in series, the present invention is not limited to this, and each unit cell 11 is configured to have an individual voltage detection line. May be.

電圧検出ラインL1〜L8を介した組電池10(単電池11)と電圧検出回路41との接続は、例えば、コネクタを介して行うことができる。図2に示すように、単電池11から延びる複数の各電圧検出ラインL1〜L8は、組電池10側のコネクタC1に接続される。また、電圧検出回路41から延びる各電圧検出ラインL1〜L8は、監視ユニット40側のコネクタC2に接続される。   Connection of the assembled battery 10 (unit cell 11) and the voltage detection circuit 41 via the voltage detection lines L1 to L8 can be performed via a connector, for example. As shown in FIG. 2, the plurality of voltage detection lines L1 to L8 extending from the unit cell 11 are connected to the connector C1 on the assembled battery 10 side. The voltage detection lines L1 to L8 extending from the voltage detection circuit 41 are connected to the connector C2 on the monitoring unit 40 side.

コネクタC1及びコネクタC2が互いに接続されることで、複数の各単電池11と電圧検出回路41とが1つの各電圧検出ラインL1〜L8を介して接続されるようになる。コネクタC1,C2は、例えば、互いに嵌め合うオス/メスの接続アダプタである。   By connecting the connector C1 and the connector C2 to each other, the plurality of single cells 11 and the voltage detection circuit 41 are connected via one voltage detection line L1 to L8. The connectors C1 and C2 are, for example, male / female connection adapters that fit together.

コネクタC2と電圧検出回路41との間、言い換えれば、組電池10と電圧検出回路41との間の各電圧検出ラインL1〜L8上には、抵抗素子Rがそれぞれ設けられている。抵抗素子R(保護素子に相当する)は、ヒューズとして機能し、予め設定された許容電流値以上の電流が電圧検出ラインに流れると溶断して通電経路を遮断する。   Resistive elements R are provided between the connector C2 and the voltage detection circuit 41, in other words, on the voltage detection lines L1 to L8 between the assembled battery 10 and the voltage detection circuit 41, respectively. The resistance element R (corresponding to a protection element) functions as a fuse, and melts and cuts off the energization path when a current exceeding a preset allowable current value flows through the voltage detection line.

例えば、図2に示す領域Sにおいて、隣り合う電圧検出ライン間が水入り等によって短絡すると、電圧検出ライン間の印加電圧に応じた電流が流れ、その電流値が許容電流値以上の場合に抵抗素子Rが溶断する。 For example, in the region S shown in FIG. 2, when the adjacent voltage detection lines are short-circuited due to water or the like, a current corresponding to the applied voltage between the voltage detection lines flows, and the resistance is detected when the current value is equal to or greater than the allowable current value. The element R is blown out.

なお、抵抗素子Rは、図2に示すように、電圧検出回路41に対して個別に設けたり、電圧検出回路41の回路構成の一部として当該電圧検出回路41に含まれるように構成したりすることができる。   As shown in FIG. 2, the resistance element R is individually provided for the voltage detection circuit 41 or configured to be included in the voltage detection circuit 41 as a part of the circuit configuration of the voltage detection circuit 41. can do.

組電池10側のコネクタC1に接続される複数の各電圧検出ラインL1〜L8は、例えば、コネクタC1の長手方向に並べて配置することができる。図2の例のように、コネクタC1において、複数の各電圧検出ラインL1〜L8は、紙面上下方向に隣り合って配置される。コネクタC2も同様に、電圧検出回路41から延設される各電圧検出ラインL1〜L8は、コネクタC2において、紙面上下方向に隣り合って配置される。   The plurality of voltage detection lines L1 to L8 connected to the connector C1 on the assembled battery 10 side can be arranged side by side in the longitudinal direction of the connector C1, for example. As in the example of FIG. 2, in the connector C <b> 1, the plurality of voltage detection lines L <b> 1 to L <b> 8 are arranged adjacent to each other in the vertical direction of the paper. Similarly, in the connector C2, the voltage detection lines L1 to L8 extending from the voltage detection circuit 41 are arranged adjacent to each other in the vertical direction on the paper surface in the connector C2.

そして、電圧検出回路41は、コネクタC2から延設される各電圧検出ラインL1〜L8の各接続口として接続端子41A〜41Hを備えており、各接続端子41A〜41Hは、紙面上下方向に隣り合って配置される。   The voltage detection circuit 41 includes connection terminals 41A to 41H as connection ports of the voltage detection lines L1 to L8 extending from the connector C2, and the connection terminals 41A to 41H are adjacent to each other in the vertical direction on the paper surface. Arranged together.

このように組電池10と電圧検出回路41とを接続する複数の各電圧検出ラインL1〜L8は、コネクタC2又は接続端子41A〜41Hに応じて、紙面上下方向に隣り合って配置されている。   As described above, the plurality of voltage detection lines L1 to L8 connecting the assembled battery 10 and the voltage detection circuit 41 are arranged adjacent to each other in the vertical direction on the paper surface according to the connector C2 or the connection terminals 41A to 41H.

ここで、1つの単電池11の電圧を検出する一対の電圧検出ラインを、コネクタC2又は接続端子41A〜41Hにおいて隣り合って接続すると、上述したように、1つの単電池11の電圧を検出する一対の電圧検出ライン間が短絡した場合、短絡による閉回路には電圧検出ライン間の印加電圧に応じた電流が流れるが、そのときの印加電圧は、単電池11一つ分の電圧となる。   Here, when a pair of voltage detection lines for detecting the voltage of one unit cell 11 are connected adjacent to each other at the connector C2 or the connection terminals 41A to 41H, the voltage of one unit cell 11 is detected as described above. When a pair of voltage detection lines are short-circuited, a current corresponding to the applied voltage between the voltage detection lines flows in the closed circuit due to the short circuit, and the applied voltage at that time is a voltage corresponding to one unit cell 11.

しかしながら、1つの単電池11分の電圧では電圧が低く、抵抗素子Rが溶断する許容電流値以上の電流が流れないおそれがある。この場合、抵抗素子Rが保護素子として機能しないため、短絡によって通電状態が維持されてしまい、通電による発熱等によって電圧検出回路41を適切に保護できない。   However, the voltage for the voltage of one unit cell 11 is low, and there is a possibility that a current exceeding the allowable current value at which the resistance element R is fused does not flow. In this case, since the resistance element R does not function as a protection element, the energized state is maintained due to a short circuit, and the voltage detection circuit 41 cannot be appropriately protected due to heat generated by energization.

そこで、本実施例のコネクタは、隣り合って配置される電圧検出ラインにおいて1つの単電池11に対応する一対の電圧検出ラインが隣り合わないように接続されているとともに、直列に接続された所定数以上の複数の単電池11のブロック電圧に相当する電位差の組み合わせとなるように、各電圧検出ラインが、当該電圧検出ラインが並ぶ方向に隣り合わせで配設されるように構成している。   Therefore, the connector of the present embodiment is connected so that a pair of voltage detection lines corresponding to one unit cell 11 are not adjacent to each other in the voltage detection lines arranged adjacent to each other, and is connected in series. The voltage detection lines are arranged adjacent to each other in the direction in which the voltage detection lines are arranged so as to be a combination of potential differences corresponding to block voltages of a plurality of unit cells 11.

具体的には、図2に示すように、直列に接続された複数の単電池11において1つの単電池11の電圧を検出する一対の電圧検出ラインL1〜L8を、コネクタC1に対して互いに交差して接続し、コネクタC2及び接続端子41A〜41Hにおいて隣り合う電圧検出ライン間が所定数以上の複数の単電池11のブロック電圧に相当する電圧差となるように、電圧検出ラインL1〜L8の隣り合う配列を変更する。   Specifically, as shown in FIG. 2, a pair of voltage detection lines L <b> 1 to L <b> 8 for detecting the voltage of one unit cell 11 in a plurality of unit cells 11 connected in series intersect each other with respect to the connector C <b> 1. The voltage detection lines L1 to L8 are connected so that a voltage difference corresponding to the block voltage of the plurality of single cells 11 between the adjacent voltage detection lines at the connector C2 and the connection terminals 41A to 41H is equal to or greater than a predetermined number. Change the adjacent array.

図2の例において、コネクタC1には、電圧検出ラインが並ぶ方向において、まず、電圧検出ラインL1が接続され、その隣に電圧検出ラインL2ではなく、電圧検出ラインL5が接続される。次に、電圧検出ラインL5の隣に電圧検出ラインL2が接続される。以下同様に順に電圧検出ラインL6、L3、L7、L4、L8が接続される。   In the example of FIG. 2, the voltage detection line L1 is first connected to the connector C1 in the direction in which the voltage detection lines are arranged, and the voltage detection line L5 is connected next to the connector C1 instead of the voltage detection line L2. Next, the voltage detection line L2 is connected next to the voltage detection line L5. In the same manner, voltage detection lines L6, L3, L7, L4, and L8 are connected in this order.

コネクタC2では、電圧検出ラインが並ぶ方向において、電圧検出ラインL1、L5、L2、L6、L3、L7、L4、L8の順で、各電圧検出ラインが隣り合って配設され、電圧検出ラインL1、L5、L2、L6、L3、L7、L4、L8の順で、電圧検出回路41の接続端子41A〜41Hに各電圧検出ラインが接続される。   In the connector C2, the voltage detection lines are arranged adjacent to each other in the order of the voltage detection lines L1, L5, L2, L6, L3, L7, L4, and L8 in the direction in which the voltage detection lines are arranged. , L5, L2, L6, L3, L7, L4, and L8, the voltage detection lines are connected to the connection terminals 41A to 41H of the voltage detection circuit 41, respectively.

したがって、電圧検出ライン間の電圧を検出する電圧検出回路41の回路構成において、1つの単電池11の電圧を検出する一対の電圧検出ラインが隣り合わないように、電圧検出回路41に接続され、隣り合う接続端子41A,41Bに接続される電圧検出ラインL1,L5間の電位差は、直列に接続された4つの単電池11のブロック電圧となり、隣り合う接続端子41B,41Cに接続される電圧検出ラインL5,L2間の電位差は、直列に接続された3つの単電池11のブロック電圧となる。   Therefore, in the circuit configuration of the voltage detection circuit 41 for detecting the voltage between the voltage detection lines, the pair of voltage detection lines for detecting the voltage of one unit cell 11 is connected to the voltage detection circuit 41 so as not to be adjacent to each other, The potential difference between the voltage detection lines L1 and L5 connected to the adjacent connection terminals 41A and 41B becomes the block voltage of the four unit cells 11 connected in series, and the voltage detection connected to the adjacent connection terminals 41B and 41C. The potential difference between the lines L5 and L2 becomes the block voltage of the three unit cells 11 connected in series.

このように構成することで、隣り合う電圧検出ライン間で短絡した際、短絡による閉回路に印加される電圧が、直列に接続された所定数以上の単電池11のブロック電圧となり、短絡時に1つの単電池11分の電圧よりも高い電圧が印加されることになる。短絡時に印加される電圧が高くなり、許容電流値以上の電流が流れて抵抗素子Rが溶断し易くなる。隣り合う電圧検出ライン間が短絡したときに、抵抗素子Rを円滑に溶断させることができ、通電状態の継続を抑制することができる。   With this configuration, when a short circuit occurs between adjacent voltage detection lines, the voltage applied to the closed circuit due to the short circuit becomes a block voltage of a predetermined number or more of the cells 11 connected in series. A voltage higher than the voltage of one unit cell 11 is applied. The voltage applied at the time of a short circuit becomes high, the electric current more than an allowable electric current value flows, and it becomes easy for the resistive element R to blow out. When the adjacent voltage detection lines are short-circuited, the resistance element R can be smoothly blown, and the continuity of the energized state can be suppressed.

次に、本実施例の電圧検出ユニットによる電圧検出方法について説明する。上述したように、1つの単電池11の電圧を検出する一対の電圧検出ラインが、接続端子41A〜41Hにおいて隣り合って接続されない。このため、図2に示すように、接続端子41A〜41Hにおいて、隣り合う接続端子間ではなく、1つの単電池11の電圧を検出する一対の電圧検出ラインに対応する接続端子間の電位差をそれぞれ検出するように構成されている。   Next, the voltage detection method by the voltage detection unit of a present Example is demonstrated. As described above, the pair of voltage detection lines for detecting the voltage of one single battery 11 is not connected adjacent to each other at the connection terminals 41A to 41H. For this reason, as shown in FIG. 2, in the connection terminals 41 </ b> A to 41 </ b> H, the potential difference between the connection terminals corresponding to the pair of voltage detection lines for detecting the voltage of one unit cell 11, not between the adjacent connection terminals, respectively. Configured to detect.

電圧検出ラインL1が接続される接続端子41Aと、接続端子41A〜41Hが並ぶ順で隣り合わない電圧検出ラインL2が接続される接続端子41Cとの電位差を検出し、単電池11aの電圧V1を検出することができる。同様に、図2に示すように、隣り合わない接続端子間の電位差を検出することで、各単電池11の電圧V2〜V7をそれぞれ選択的に検出することができる。なお、電圧V0は、電圧検出ラインL1,L8間の電位差に相当する組電池10の端子間電圧である。   A potential difference between the connection terminal 41A to which the voltage detection line L1 is connected and the connection terminal 41C to which the voltage detection line L2 that is not adjacent in the order in which the connection terminals 41A to 41H are arranged is detected, and the voltage V1 of the unit cell 11a is detected. Can be detected. Similarly, as shown in FIG. 2, the voltages V <b> 2 to V <b> 7 of each unit cell 11 can be selectively detected by detecting a potential difference between connection terminals that are not adjacent to each other. The voltage V0 is a voltage between terminals of the assembled battery 10 corresponding to a potential difference between the voltage detection lines L1 and L8.

なお、複数の電圧検出ラインL1〜L8を電圧検出回路41に接続するためのコネクタとして、コネクタC1及びコネクタC2を一例に説明したが、例えば、コネクタC2を介さずに、コネクタC1と電圧検出回路41とを電圧検出ラインL1〜L8を介して直接接続するように構成することもでき、コネクタC2は省略することができる。この場合であっても、コネクタC1において、組電池10から延設される各電圧検出ラインL1〜L8が、1つの単電池11に対応する一対の電圧検出ライン間が隣り合って接続されないように構成され、コネクタC1から接続端子41A〜41Hに接続される隣り合う電圧検出ライン間が、直列に接続された所定数以上の複数の単電池11のブロック電圧に相当する電圧差の組み合わせてとなるように、電圧検出回路41に接続されるように構成することができる。また、コネクタC1を省略してコネクタC2に対し、コネクタC1と同様に組電池10から延設される各電圧検出ラインL1〜L8を交差させて接続するように構成した場合も同様である。   Note that the connector C1 and the connector C2 have been described as an example of connectors for connecting the plurality of voltage detection lines L1 to L8 to the voltage detection circuit 41. For example, the connector C1 and the voltage detection circuit are not connected via the connector C2. 41 can also be directly connected via the voltage detection lines L1 to L8, and the connector C2 can be omitted. Even in this case, in the connector C1, the voltage detection lines L1 to L8 extending from the assembled battery 10 are not connected adjacent to each other between the pair of voltage detection lines corresponding to one unit cell 11. Between the adjacent voltage detection lines connected to the connection terminals 41A to 41H from the connector C1 is a combination of voltage differences corresponding to the block voltages of a plurality of unit cells 11 connected in series. Thus, it can be configured to be connected to the voltage detection circuit 41. The same applies to the case where the connector C1 is omitted and the voltage detection lines L1 to L8 extending from the assembled battery 10 are connected to the connector C2 in the same manner as the connector C1.

また、図2の例では、コネクタC1及びコネクタC2において、複数の電圧検出ラインが紙面上下方向に並んで配設される態様であるが、例えば、紙面上下方向に並ぶ複数の各電圧検出ラインを、紙面上下方向と直交するコネクタの厚み方向に複数列で配設することもできる。この場合、列方向に隣り合う電圧検出ライン間についても、上述した同様の構成を適用して、隣り合う電圧検出ライン間で短絡した際、短絡による閉回路に印加される電圧が直列に接続された所定数以上の単電池11のブロック電圧となるように構成することができる。   In the example of FIG. 2, in the connector C1 and the connector C2, a plurality of voltage detection lines are arranged in the vertical direction on the paper surface. For example, a plurality of voltage detection lines aligned in the vertical direction on the paper surface are arranged. Further, it can be arranged in a plurality of rows in the thickness direction of the connector orthogonal to the vertical direction of the paper surface. In this case, the voltage applied to the closed circuit due to the short circuit is connected in series when the same configuration as described above is applied between the voltage detection lines adjacent in the column direction and the adjacent voltage detection lines are short-circuited. In addition, the block voltage of the unit cells 11 of a predetermined number or more can be configured.

10:組電池
11:単電池(蓄電素子)
31:インバータ
32:モータ・ジェネレータ
33:車輪
40:監視ユニット
41:電圧検出回路
41A〜41H:接続端子
50:コントローラ
C1,C2:コネクタ
R:抵抗素子(保護素子)
PL:正極ライン
NL:負極ライン
L1〜L8:電圧検出ライン
10: assembled battery 11: single battery (storage element)
31: Inverter 32: Motor generator 33: Wheel 40: Monitoring unit 41: Voltage detection circuits 41A to 41H: Connection terminal 50: Controller C1, C2: Connector R: Resistance element (protection element)
PL: positive electrode line NL: negative electrode line L1-L8: voltage detection line

Claims (1)

複数の蓄電素子が直列に接続された蓄電装置の前記各蓄電素子の電圧値を検出する電圧検出ユニットであって、
前記各蓄電素子に接続される複数の電圧検出ラインと、
前記蓄電素子の正極端子及び負極端子に接続される一対の前記電圧検出ラインを介して前記各蓄電素子の電圧値を検出する電圧検出回路と、
複数の前記電圧検出ラインが所定の方向に隣り合って配設され、複数の前記電圧検出ラインを前記電圧検出回路に接続するためのコネクタと、
許容電流値以上の電流が流れたとき、前記各電圧検出ラインを介した前記蓄電素子と前記電圧検出回路との電気的な接続を遮断する保護素子と、を備え、
前記コネクタは、直列に接続された所定数以上の複数の前記蓄電素子のブロック電圧に相当する電位差の組み合わせとなる前記各電圧検出ラインが、前記所定の方向に隣り合わせで配設されていることを特徴とする電圧検出ユニット。
A voltage detection unit that detects a voltage value of each of the power storage elements of a power storage device in which a plurality of power storage elements are connected in series,
A plurality of voltage detection lines connected to each of the storage elements;
A voltage detection circuit that detects a voltage value of each storage element via a pair of voltage detection lines connected to a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of the storage element;
A plurality of the voltage detection lines arranged adjacent to each other in a predetermined direction, and a connector for connecting the plurality of voltage detection lines to the voltage detection circuit;
A protection element that cuts off an electrical connection between the power storage element and the voltage detection circuit via each voltage detection line when a current greater than an allowable current value flows;
In the connector, each voltage detection line that is a combination of potential differences corresponding to block voltages of a plurality of the power storage elements of a predetermined number or more connected in series is arranged adjacent to each other in the predetermined direction. Characteristic voltage detection unit.
JP2014118772A 2014-06-09 2014-06-09 Voltage detection unit Active JP6274020B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014118772A JP6274020B2 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Voltage detection unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014118772A JP6274020B2 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Voltage detection unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015233365A JP2015233365A (en) 2015-12-24
JP6274020B2 true JP6274020B2 (en) 2018-02-07

Family

ID=54934515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014118772A Active JP6274020B2 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Voltage detection unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6274020B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5771842B2 (en) * 2009-10-01 2015-09-02 新電元工業株式会社 Failure detection device for charge control device and failure detection method in charge control device
JP5691950B2 (en) * 2011-09-05 2015-04-01 株式会社デンソー Voltage monitoring device
JP5585616B2 (en) * 2012-06-26 2014-09-10 株式会社デンソー Circuit protection device
JP5660105B2 (en) * 2012-10-24 2015-01-28 トヨタ自動車株式会社 Power storage system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015233365A (en) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6111848B2 (en) Power storage system
JP5789846B2 (en) Power supply device for vehicle and vehicle equipped with this power supply device
US20130063154A1 (en) Power supply apparatus
US20120169117A1 (en) Battery system and electric vehicle including the same
US20180366791A1 (en) Storage battery apparatus and vehicle
JP2009286292A (en) Vehicular power supply device
US20150191088A1 (en) Method and system for contactor weld detection
JPWO2017208740A1 (en) Management device and power supply system
CN110466364B (en) Battery pack for vehicle
JP2015186266A (en) Power storage system comprising abnormality detection unit
JP2011078184A (en) Power supply unit for vehicle, and vehicle mounted with the power supply unit
US20150022155A1 (en) Battery cell voltage equalization circuit
JP2013145175A (en) Battery system and short circuit detection method
JP5290476B1 (en) Voltage monitoring circuit and vehicle equipped with the voltage monitoring circuit
JP2014090635A (en) Power storage system
JP5126043B2 (en) Battery monitoring device
CN110832334B (en) Fault diagnosis device
JP6229668B2 (en) Power storage system
JP4540429B2 (en) Power supply for vehicle
JP2010122194A (en) Battery system
JP6274020B2 (en) Voltage detection unit
JP6040916B2 (en) Disconnection detector
JP5978144B2 (en) Battery system
JP2010206916A (en) Capacity adjusting device for battery pack
JP7200915B2 (en) storage system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171129

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171225

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6274020

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151