JP6449585B2 - Battery monitoring system - Google Patents
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Description
本発明は、電池の電圧を監視する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for monitoring battery voltage.
一般に、ハイブリッド自動車や電気自動車(以下、単に「車両」という。)等は、リチウムイオン電池や水素ニッケル電池等の充放電可能な二次電池に蓄えられた電力により、モータを駆動させ、車両の駆動力を得ている。二次電池は、例えば複数のセルが互いに直列に接続されて組電池を構成する電池である。また、車両は回生制動機能、すなわち車両制動時にモータを発電機として用い、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して車両を制動する機能を備えている。変換された電気エネルギーは組電池に充電される。そして車両が加速を行う場合等に充電された電気エネルギーが放電される。 In general, a hybrid vehicle or an electric vehicle (hereinafter simply referred to as a “vehicle”) drives a motor by electric power stored in a chargeable / dischargeable secondary battery such as a lithium ion battery or a hydrogen nickel battery, Driving power is gained. A secondary battery is, for example, a battery in which a plurality of cells are connected in series to form an assembled battery. The vehicle also has a regenerative braking function, that is, a function of braking the vehicle by using the motor as a generator during vehicle braking and converting the kinetic energy of the vehicle into electrical energy. The converted electric energy is charged in the assembled battery. The charged electric energy is discharged when the vehicle accelerates.
このように組電池の各セルへの充放電が繰り返し行われることで、充電量が所定値を超えて過充電となる状態が続くと、組電池が発火する危険性がある。また組電池の各セルの充電量が所定値を下回り、過放電となる状態が続くと、組電池が劣化する可能性がある。そのため組電池のセルの電圧を検出し、その充電状態を正確に把握する必要がある。従来はセルの電圧を単一系統の計測部で計測していたため、その計測部に異常が生じていると電圧の計測値が正確な値ではない可能性がある。それにより充電状態を正確に把握することができなくなり、過充電や過放電が生じる恐れがある。そのため、セルの電圧を計測する計測部に異常が生じているか否かを判断するために、その計測部とは異なる別系統の電圧計測部を設け、両者の計測値が一致すれば正常と判断する、いわゆる二重系のセル電圧監視が要望されている。 Thus, by repeatedly charging and discharging each cell of the assembled battery, there is a risk that the assembled battery may ignite if a state in which the amount of charge exceeds a predetermined value and the battery is overcharged continues. Further, if the charge amount of each cell of the assembled battery falls below a predetermined value and continues to be overdischarged, the assembled battery may be deteriorated. Therefore, it is necessary to detect the voltage of the cell of the assembled battery and accurately grasp the state of charge. Conventionally, since the cell voltage is measured by a single-system measuring unit, if the measuring unit is abnormal, the measured voltage value may not be an accurate value. As a result, the state of charge cannot be accurately grasped, and overcharge or overdischarge may occur. For this reason, in order to determine whether an abnormality has occurred in the measurement unit that measures the voltage of the cell, a voltage measurement unit of a different system different from the measurement unit is provided, and if both measured values match, it is determined to be normal Therefore, there is a demand for so-called dual cell voltage monitoring.
例えば特許文献1では、組電池のセルそれぞれの個別電圧を計測する回路と、複数のセルをひとまとめのブロックとするブロック電圧を計測する回路と、これらの回路が計測したセルの電圧を取得するマイクロコンピュータとが電池監視装置に設けられている。そしてマイクロコンピュータは、2種類の回路から送信されるセルの個別電圧とブロック電圧とを取得し、取得した電圧に基づき2種類の回路の計測値が正常か否かを判断する。このように特許文献1には電池監視の二重化を可能とする技術が開示されている。
For example, in
ところで、特許文献1のようにセルの個別電圧を計測する回路、および、ブロック電圧を計測する回路の2種類の回路と、マイクロコンピュータとを電池監視装置内に設けると、マイクロコンピュータが比較的高い電圧の信号を直接取り込むことを防止するため、マイクロコンピュータに絶縁回路を設ける等の対策が必要となる。その結果、部品点数の増加に伴うコストの大幅な上昇を引き起こすことがあった。また、絶縁回路等を設けた場合は回路規模の大型化を招くことがあった。
By the way, when the two types of circuits, a circuit for measuring individual voltages of cells and a circuit for measuring block voltages, and a microcomputer are provided in the battery monitoring device as in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの大きな上昇や回路規模の大型化を招くことなく、電池監視の二重化を実現できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of realizing dual battery monitoring without causing a significant increase in manufacturing cost and an increase in circuit scale.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、第1グループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測する第1個別計測手段と、第2グループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測する第2個別計測手段と、前記第1グループおよび前記第2グループを含むブロックのブロック電圧を計測するブロック計測手段と、前記第1グループのセルの個別電圧に関する第1セル電圧信号と、前記第2グループのセルの個別電圧に関する第2セル電圧信号と、前記第1グループおよび前記第2グループのブロック電圧に関するブロック電圧信号とを送信するパルストランスと、前記第1セル電圧信号と、前記第2セル電圧信号と、前記ブロック電圧信号とを受信して前記セルの電圧の計測状態を判定する監視装置と、を備え、前記第1個別計測手段、前記第2個別計測手段、前記ブロック計測手段、および、前記パルストランスは、同一の基板上に設けられ、前記監視装置は、前記基板上以外の位置に設けられる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の電池監視システムにおいて、前記第1個別計測手段は、前記第1グループに含まれる前記複数のセルのそれぞれの個別電圧をAD変換し、前記第2個別計測手段は、前記第2グループに含まれる前記複数のセルのそれぞれの個別電圧をAD変換し、前記ブロック計測手段は、前記第1個別計測手段および前記第2個別計測手段の少なくともいずれか一方を用いて前記ブロック電圧をAD変換する。
Moreover, the invention of
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の電池監視システムにおいて、前記第1個別計測手段は、前記監視装置の電圧計測要求に基づき、前記第1グループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測し、前記ブロック計測手段が前記ブロック電圧を計測した後に、前記第1グループに含まれる残りのセルの個別電圧を計測し、前記第2個別計測手段は、前記監視装置の電圧計測要求に基づき、前記第2グループに含まれる複数のセルの個別電圧を所定の順序で計測する。
Further, the invention of claim 3, in the battery monitoring system according to
また、請求項4の発明は、第1グループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測する第1個別計測手段と、前記第1グループに含まれる複数のセルのグループ電圧を計測する第1グループ計測手段と、第2グループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測する第2個別計測手段と、前記第2グループに含まれる複数のセルのグループ電圧を計測する第2グループ計測手段と、前記第1グループのセルの個別電圧に関する第1セル電圧信号と、前記第2グループのセルの個別電圧に関する第2セル電圧信号と、前記第1グループのグループ電圧に関する第1グループ電圧信号と、前記第2グループのグループ電圧に関する第2グループ電圧信号とを送信するパルストランスと、前記第1セル電圧信号と、前記第2セル電圧信号と、前記第1グループ電圧信号と、前記第2グループ電圧信号とを受信して前記セルの電圧の計測状態を判定する監視装置と、を備え、前記第1個別計測手段、前記第1グループ計測手段、前記第2個別計測手段、前記第2グループ計測手段、および、前記パルストランスは、同一の基板上に設けられ、前記監視装置は、前記基板上以外の位置に設けられ、前記第1グループ計測手段は、前記第1グループ電圧信号を、前記第2個別計測手段を有する第2計測回路を経由して前記パルストランスへ送信し、前記第2グループ計測手段は、前記第2グループ電圧信号を、前記第1個別計測手段を有する第1計測回路を経由して前記パルストランスへ送信する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first individual measuring unit for measuring individual voltages of a plurality of cells included in the first group, and a first unit for measuring a group voltage of the plurality of cells included in the first group. 1 group measurement means, 2nd individual measurement means which measures each individual voltage of a plurality of cells contained in the 2nd group, and 2nd group measurement which measures group voltage of a plurality of cells contained in the 2nd group Means, a first cell voltage signal relating to the individual voltage of the first group of cells, a second cell voltage signal relating to the individual voltage of the second group of cells, and a first group voltage signal relating to the group voltage of the first group. A pulse transformer for transmitting a second group voltage signal related to the group voltage of the second group, the first cell voltage signal, and the second cell voltage And a monitoring device that receives the first group voltage signal and the second group voltage signal and determines the measurement state of the voltage of the cell, and includes the first individual measuring means and the first group The measuring means, the second individual measuring means, the second group measuring means, and the pulse transformer are provided on the same substrate, and the monitoring device is provided at a position other than on the substrate, and the first The group measurement means transmits the first group voltage signal to the pulse transformer via a second measurement circuit having the second individual measurement means, and the second group measurement means transmits the second group voltage signal. Is transmitted to the pulse transformer via the first measurement circuit having the first individual measurement means.
また、請求項5の発明は、請求項4に記載の電池監視システムにおいて、前記第1個別計測手段は、前記監視装置の要求に基づき、前記第1グループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測し、前記第1グループ計測手段が前記第1グループのグループ電圧を計測した後に、前記第1グループに含まれる残りのセルの個別電圧を計測し、前記第2個別計測手段は、前記監視装置の要求に基づき、前記第2グループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測し、前記第2グループ計測手段が前記第2グループのグループ電圧を計測した後に、前記第2グループに含まれる残りのセルの個別電圧を計測する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the battery monitoring system according to the fourth aspect , the first individual measurement means is configured to provide individual voltages of some cells included in the first group based on a request from the monitoring device. After the first group measuring means measures the group voltage of the first group, the individual voltage of the remaining cells included in the first group is measured, and the second individual measuring means Based on the request of the apparatus, individual voltages of some cells included in the second group are measured, and the second group measuring means measures the group voltage of the second group, and then included in the second group. Measure the individual voltages of the remaining cells.
本発明によれば、電池監視システムは、製造コストの大きな上昇や回路規模の大型化を招くことなく、電池監視の二重化を実現できる。 According to the present invention, the battery monitoring system can realize dual battery monitoring without causing a significant increase in manufacturing cost and an increase in circuit scale.
また、本発明によれば、1つのモニタICを経由した1系統の経路で送信されたブロック電圧だけではなく、別のモニタICを経由して別系統の経路で送信されたブロック電圧を判定に用いることで、モニタICのセルの電圧の計測状態をより正確に判定できる。 Further, according to the present invention, not only the block voltage transmitted through one system route via one monitor IC but also the block voltage transmitted through another system route via another monitor IC is determined. By using it, the measurement state of the voltage of the cell of the monitor IC can be determined more accurately.
また、本発明によれば、AD変換器をサテライト基板に設けることなく、モニタICのAD変換部によりセルの個別電圧とブロック電圧とを計測するため、電圧監視の二重化を実現すると共に、製造コストの上昇を抑制でき、回路規模の大型化を防止できる。 In addition, according to the present invention, since the individual voltage and the block voltage of the cell are measured by the AD conversion unit of the monitor IC without providing the AD converter on the satellite substrate, the voltage monitoring is duplicated and the manufacturing cost is increased. Can be suppressed, and an increase in circuit scale can be prevented.
また、本発明によれば、電池監視システムは、セルの個別電圧とブロック電圧との計測のタイミングの差を比較的小さくでき、全てのセルの電圧を合計したセル合計電圧と、ブロック電圧とになるべく電圧差が生じないようにできる。 In addition, according to the present invention, the battery monitoring system can make the difference in measurement timing between the individual voltage of the cell and the block voltage relatively small, and the cell total voltage obtained by summing up the voltages of all the cells and the block voltage. It is possible to prevent a voltage difference as much as possible.
また、本発明によれば、電池監視システムは、一方のモニタICに属するセルのグループ電圧が、他方のモニタICを経由して監視装置に送信されることで、モニタICのセルの電圧の計測状態をより正確に判定できる。 In addition, according to the present invention, the battery monitoring system is configured to measure the voltage of the cell of the monitor IC by transmitting the group voltage of the cell belonging to one monitor IC to the monitoring device via the other monitor IC. The state can be determined more accurately.
また、本発明によれば、電池監視システムは、セルの個別電圧と、2つのグループ電圧との計測のタイミングの差を比較的小さくでき、全てのセルの電圧を合計したセル合計電圧と、2つのグループ電圧を合計したブロック電圧とになるべく電圧差が生じないようにできる。 In addition, according to the present invention, the battery monitoring system can relatively reduce the difference in measurement timing between the individual voltage of the cell and the two group voltages, and the total cell voltage obtained by summing up the voltages of all the cells, 2 It is possible to prevent a voltage difference as much as possible from the block voltage obtained by adding the two group voltages.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.第1の実施の形態>
<1−1.充放電システムの概要>
図1は、充放電システムSTの概要を示す図である。充放電システムSTは、ハイブリッド自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、電気自動車(EV:Electric Vehicle)、および、燃料電池自動車(FCV:Fuel Cell Vehicle)等の車両の駆動用電源として用いられる。充放電システムSTは、組電池1と、モニタIC12等を備えた複数のサテライト基板2と、監視装置21と、車両制御装置31と、モータ41と、電圧変換器51と、リレー61とを含むシステムである。
<1. First Embodiment>
<1-1. Overview of Charge / Discharge System>
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the charge / discharge system ST. The charge / discharge system ST is used as a power source for driving a vehicle such as a hybrid electric vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), and a fuel cell vehicle (FCV). The charge / discharge system ST includes the assembled
組電池1は、複数のブロックにより構成される電池である。1つのブロックでは16のセルが互いに直列に接続され、これら16のセルが1つのサテライト基板2に設けられたモニタIC12と電気的に接続されている。そのため、1つのブロックの各セルの電圧は、1つのサテライト基板2に設けられたモニタIC12により計測される。なお、1つのサテライト基板2には第1モニタIC12aと、第2モニタIC12bとの2つのモニタICが設けられており、第1モニタIC12aおよび第2モニタ12bが、1つのブロックのセルを二分して、8セルずつを1つのグループとして受け持つようになっている。
このため、充放電システムSTでは、セルを電池の最小単位とし、組電池1は複数のブロック1aにより構成され、ブロック1aは複数のグループにより構成され、グループは複数のセルにより構成される。
The assembled
For this reason, in the charge / discharge system ST, the cell is the minimum unit of the battery, the assembled
そして監視装置21の電圧計測要求に基づき、図2等で後述するモニタIC12のAD変換部102が、1つのブロックに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測し、サテライト基板2に設けられたAD変換器15が、1つのブロックに含まれる全てのセルのブロック電圧を計測する。またモニタIC12は、監視装置21からの均等化要求に基づき、1つのブロックに含まれる各セルの電圧のばらつきを均等化させる。モニタIC12は、他のセルに比べて電圧が比較的高いセルが存在する場合、そのセルとモニタIC12との接続ライン上に設けられた放電抵抗(図示省略)を用いて、セルの電圧を放電させる。モニタIC12はこのような放電を繰り返し行い、1つのブロックに含まれる各セルの電圧のばらつきを解消させる。
Then, based on the voltage measurement request of the
監視装置21は、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)であり、モニタIC12に対して電圧計測要求や、電圧取得要求等の各種の要求信号を送信する。そして、監視装置21は、これらの要求に基づく各モニタIC12からのセルの電圧に関する信号を受信する。具体的には、監視装置21はセルの単位電圧が約3.2Vの場合、1つのブロックの電圧としては約51.2V(3.2×16セル)の電圧に関する信号を受信し、ブロック全体、すなわち組電池1の電圧としては、約205Vの電圧に関する信号を受信する。なお、このように組電池1の電圧が約205Vの場合、1つのサテライト基板2には16のセルが属することから、充放電システムSTは、サテライト基板2を4つ(モニタIC12を8つ)有することとなる。
The
また、監視装置21は、モニタIC12から受信したセルの電圧に関する信号に基づき、セルの電圧の計測状態を判定する。すなわち監視装置21は、セルの電圧に関する信号に基づいて、モニタIC12が正常に動作しているか否かを判定する。監視装置21は、モニタIC12が正常に動作しておらず故障している可能性があると判断した場合は、フェールセーフ機能を実行する。例えば、監視装置21は、リレー61を切り離して、セルに対する充放電が行われないようにするフェールセーフ機能を実行する。
The
車両制御装置31は、組電池1の充電状態に応じて、組電池1に対する充放電を行う。具体的には、組電池1が過充電の場合、車両制御装置31は、組電池1に充電された電圧を電圧変換器51により直流から交流の電圧に変換させ、モータ41を駆動させる。その結果、組電池1は電圧を放電させられる。
The
また組電池1が過放電の場合、車両制御装置31は、回生制動によりモータ41が発電した電圧を電圧変換器51により交流から直流の電圧に変換させる。その結果、組電池1は、電圧を充電させられる。このように車両制御装置31は、監視装置21から取得した組電池1の充電状態に基づき、組電池1の電圧を調整する。次に、このような充放電システムSTにおいて、組電池1のセルの電圧を監視する電池監視システムWSの構成について説明する。
When the assembled
<1−2.電池監視システムの構成>
図2は、電池監視システムWSの構成を説明するブロック図である。電池監視システムWSは、サテライト基板2と監視装置21とを含むシステムである。なお、電池監視システムWSは複数のサテライト基板2を備えるが、説明を簡略化するために、図2では1つのサテライト基板2とそれに属する1つのブロック1aのセル(16セル)を例に説明する。
<1-2. Configuration of battery monitoring system>
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the battery monitoring system WS. The battery monitoring system WS is a system that includes the
サテライト基板2は、基板上に各種の機器を備える基板である。具体的にはサテライト基板2は、第1モニタIC12aおよび第2モニタIC12bの2つのモニタIC12と、メモリ13と、分圧抵抗14と、AD変換器15と、パルストランス16とを有する。
The
第1モニタIC12aは、ブロック1aの16のセルを二分した一方のセルグループ、すなわち第1グループ10に含まれる8つのセルそれぞれの個別電圧を計測する。具体的には、第1モニタIC12aのAD変換部102aが、第1グループ10に含まれるセル10a〜10hのそれぞれの個別電圧を計測する。
The
第2モニタIC12bは、ブロック1aの16のセルを二分した他方のセルグループ、すなわち第2グループ11に含まれる8つのセルそれぞれの個別電圧を計測する。具体的には、第2モニタIC12bのAD変換部102bが、第2グループ11に含まれるセル11a〜11hのそれぞれの個別電圧を計測する。
The
なお、このようなAD変換部102による個別電圧の計測は、モニタIC12が監視装置21から送信される電圧計測要求を受信した場合に実行される。
The individual voltage measurement by the
AD変換部102aが計測した第1グループ10のそれぞれのセルの個別電圧は、メモリ13aに記憶される。また、AD変換部102bが計測した第2グループ11のそれぞれのセルの個別電圧は、メモリ13bに記憶される。メモリ13は、このようにモニタIC12のAD変換部102が計測したセルの電圧を記憶する不揮発性の半導体メモリであり、例えば、EPROM(Electrical Erasable Programmable Read-Only memory)やフラッシュメモリ等である。なお、メモリ13はモニタICの外部に設けられているが、モニタICの内部に設けてもよい。
The individual voltage of each cell of the
電池監視システムWSは、セルの個別電圧以外にブロック1aのブロック電圧を計測する。ブロック電圧の計測は、第1モニタIC12aが監視装置21からの電圧計測要求を受信した場合に実行される。具体的には、第1モニタIC12aが、監視装置21の電圧計測要求を受信した場合、AD変換器15aが第1グループ10と第2グループ11とを含むブロック1aのブロック電圧を計測する。より詳細にはAD変換器15aは、分圧抵抗14aおよび14bがブロック1aの電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧をデジタル値に変換し、第1モニタIC12aに出力する。第1モニタIC12aは、出力された電圧値をメモリ13aに記憶させる。このAD変換器15aはサテライト基板2に設けられ、第1モニタIC12aの制御により動作する。
The battery monitoring system WS measures the block voltage of the
ここで、AD変換部102a、AD変換部102b、および、AD変換器15aによるセルの個別電圧およびブロック電圧の計測タイミングについて図3を用いて説明する。
Here, the measurement timing of the individual voltage and the block voltage of the cells by the
<1−3.セルの個別電圧およびブロック電圧の計測タイミング>
図3では横軸は時間を示し、電圧を計測する機器とその機器が計測の対象とするセル等が時間軸上に示されている。第1グループ10のセル10a〜10hの個別電圧は、図3上段に示すようにAD変換部102aにより計測され、ブロック1aのブロック電圧は、AD変換器15aにより計測される。また第2グループ11のセル11a〜11hの個別電圧は、図3下段に示すようにAD変換部102bにより計測される。ここで、AD変換部102bは、第2グループ11のセルの個別電圧を所定の順序で計測する。具体的にはAD変換部102は、時間t1〜t2までセル11a〜セル11dの4つのセルの電圧を計測し、時間t2〜t3までセル11eの電圧を計測した後、時間t4までセル11hの電圧を計測する。
<1-3. Measurement timing of individual cell voltage and block voltage>
In FIG. 3, the horizontal axis indicates time, and a device for measuring voltage and a cell or the like to be measured by the device are shown on the time axis. The individual voltages of the
AD変換部102aも上述のAD変換部102bと同様に、第1グループ10のセルの個別電圧を所定の順序で計測する。しかし、AD変換部102aの電圧の計測が、AD変換部102bの電圧の計測と異なる点がある。AD変換部102aが第1グループ10のセルの個別電圧を計測している間に、AD変換器15aがブロック電圧を計測する点である。
Similarly to the above-described
具体的には、AD変換部102aは時間t1〜t2まで第1グループ10のセル10a〜10dの4つのセルの電圧、すなわち第1グループ10に含まれる一部のセルの個別電圧を計測する。次にAD変換器15aが時間t2〜t3までブロック1aのブロック電圧を計測する。その後、AD変換部102aは第1グループ10のセル10e〜10hの4つのセルの電圧、すなわち第1グループ10に含まれる残りのセルの個別電圧を計測する。このように、AD変換部102aが第1グループ10の約半分のセルの個別電圧の計測を終了したときに、AD変換器15aはブロック電圧を計測する。ブロック電圧の計測後、AD変換部102aは残り約半分のセルの個別電圧を計測する。これにより、電池監視システムWSは、セルの個別電圧とブロック電圧との計測のタイミングの差を比較的小さくでき、全てのセルの電圧を合計したセル合計電圧と、ブロック電圧とになるべく電圧差が生じないようにできる。
Specifically, the
図2に戻り、監視装置21の電圧計測要求に基づき計測され、メモリ13に記憶されたセルの電圧値は、監視装置21の電圧取得要求に基づき、各モニタIC12から監視装置21に送信される。具体的には、第1モニタIC12aは、監視装置21の電圧取得要求に基づき、メモリ13aに記憶された第1グループ10のセルの個別電圧と、第1グループ10および第2グループ11を含むブロック電圧とを読出し、パルストランス16aを介して第1グループ10のセルの個別電圧に関する信号(以下、「第1セル電圧信号」という。)と、ブロック電圧に関する信号(以下、「ブロック電圧信号」という。)とを監視装置21に送信する。このようにメモリ13aから読み出された第1セル電圧信号およびブロック電圧信号は、第1モニタIC12aおよびパルストランス16aを経由して監視装置21に送信される。
Returning to FIG. 2, the cell voltage value measured based on the voltage measurement request of the
また、第2モニタIC12bは、監視装置21の電圧取得要求に基づき、メモリ13bに記憶された第2グループ11の個別電圧を読出し、パルストランス16bを介して第2グループ11のセルの電圧に関する信号(以下、「第2セル電圧信号」という。)を監視装置21に送信する。このようにメモリ13bから読み出された第2セル電圧信号は、第2モニタIC12bおよびパルストランス16bを経由して監視装置21に送信される。
Further, the
パルストランス16は、モニタIC12と監視装置21との接続ライン間に設けられ、セルの電圧に関する信号を伝送するとともに、1次巻線および2次巻線の構成により監視装置21への比較的高い電圧の進入を遮断する。
The
このように比較的高い電圧となるセルの電圧を計測する機器と、比較的高い電圧に関する信号を送信する機器とは、サテライト基板2に設けられる。セルの電圧を計測する機器は、モニタIC12のAD変換部102およびAD変換器15であり、セルの電圧に関する信号を送信する機器は、パルストランス16である。これに対して監視装置21は、パルストランス16を介してセルの電圧に関する信号を受信するため、監視装置21への比較的高い電圧の進入が遮断される。その結果、監視装置21は、サテライト基板2以外の位置に配置可能となる。具体的には、監視装置21は、組電池1とサテライト基板2とを含む比較的電圧が高い電池パックの外側(例えば、車室内の座席の下部等)に設けることが可能となり、監視装置21が電池パック内に設けられる場合と比べて配置の制限が解消する。また、監視装置21に対して絶縁回路等を設ける必要がなくなり、部品点数の増加を抑制でき、コストの大幅な上昇を回避できる。さらに、絶縁回路等が不要となるため、回路規模の大型化を防止できる。
The device that measures the voltage of the cell, which is a relatively high voltage, and the device that transmits a signal related to the relatively high voltage are provided on the
<1−4.電池監視システムの処理>
次に、電池監視システムWSの監視装置21の機能について説明する。監視装置21は図2に示すように、計測要求部201、取得要求部202、および、判定部203を主に備えている。監視装置21のこれらの機能について図4に示す電池監視システムWSの処理フローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートでは監視装置21の処理を示すと共に、監視装置21と通信する第1モニタIC12a、および、第2モニタIC12bの処理を示す。なおこの図4に示す処理は、所定周期で繰り返し行われる。
<1-4. Battery monitoring system processing>
Next, the function of the
監視装置21の計測要求部201は、第1モニタIC12aおよび第2モニタIC12bにセルの電圧計測要求を送信する(ステップS101)。具体的には、監視装置21の計測要求部201が、第1モニタIC12aに第1グループ10に含まれる複数のセルの個別電圧と、ブロック1aのブロック電圧との計測要求を送信する。また計測要求部201は、第2モニタIC12bに第2グループ11に含まれる複数のセルの個別電圧の計測要求を送信する。
The
第1モニタIC12a、および、第2モニタIC12bは、計測要求部201から送信された要求信号を受信する(ステップS201、S301)ことで、第1モニタIC12aのAD変換部102aが第1グループ10のセルの個別電圧を計測し、第2モニタIC12bのAD変換部102bが第2グループ11のセルの個別電圧を計測し、AD変換器15aがブロック1aのブロック電圧を計測する(ステップS202、302)。計測されたセルの個別電圧およびブロック電圧の電圧値は、メモリ13に記憶される。
The
次に監視装置21の取得要求部202は、第1モニタIC12aおよび第2モニタIC12bに電圧取得要求を送信する(ステップS102)。具体的には、取得要求部202が、第1モニタIC12aに対して第1グループ10のセルの個別電圧と、ブロック1aのブロック電圧との取得要求を送信する。また取得要求部202は、第2モニタIC12bに第2グループ11のセルの個別電圧の取得要求を送信する。
Next, the
第1モニタIC12a、および、第2モニタIC12bは、取得要求部202から送信された電圧取得要求を受信する(ステップS203、S303)ことで、メモリ13から各電圧値を読み出し、第1セル電圧信号と、第2セル電圧信号と、ブロック電圧信号とをパルストランス16を介して監視装置21に送信する(ステップS204、S304)。
The
監視装置21は、パルストランス16を介して送信された各電圧に関する信号を受信する(ステップS103)。監視装置21の判定部203は、モニタIC12から取得した第1セル電圧信号と、第2セル電圧信号と、ブロック電圧信号とに基づき、セルの電圧の計測状態を判定する(ステップS104)。具体的には、判定部203は、第1セル電圧信号と、第2セル電圧信号とに基づく電圧を合計したセル合計電圧と、ブロック電圧信号に基づくブロック電圧とを比較する。
The
そしてセルの合計電圧と、ブロック電圧との電圧差が所定値以上の場合(ステップS104でYes)、判定部203は、2つのモニタIC12のうち少なくともいずれかのモニタICが異常状態、すなわち故障していると判定する。その結果、監視装置21はリレー61を切断する(ステップS105)。これにより電池監視システムWSは、電池監視の二重化を実現でき、セルの電圧の異常判定の信頼性を向上させられる。そして電池監視システムWSは、モニタIC12が故障している場合は、早急にセルの充放電を停止でき、車両のユーザの安全を確保できる。
When the voltage difference between the total cell voltage and the block voltage is equal to or greater than a predetermined value (Yes in step S104), the
ステップS104において両方の電圧差が所定値未満の場合(ステップS104でNo)、判定部203は2つのモニタIC12が正常状態であると判定し、処理は終了する。
When the voltage difference between both is less than the predetermined value in step S104 (No in step S104), the
なお、図4説明した処理は、監視装置21と2つのモニタIC12との通信や処理を例に説明したが、実際には監視装置21は、複数のサテライト基板2に設けられた各モニタIC12から送信されるセルの個別電圧やブロック電圧等に基づきセルの電圧の計測状態を判定する。
4 has been described by taking communication and processing between the
<1−5.まとめ>
以上のように第1の実施の形態の電池監視システムWSでは、比較的高い電圧となるセルの電圧を計測する機器と、比較的高い電圧に関する信号を送信する機器とは、同一基板上に設けられる。セルの電圧を計測する機器は、モニタIC12のAD変換部102およびAD変換器15であり、セルの電圧に関する信号を送信する機器は、パルストランス16である。これに対して監視装置21は、パルストランス16を介してセルの電圧に関する信号を受信するため、監視装置21への比較的高い電圧の進入が遮断される。その結果、監視装置21は、サテライト基板2以外の位置に配置可能となる。具体的には、監視装置21は、組電池1とサテライト基板2とを含む比較的電圧が高い電池パックの外側(例えば、車室内の座席の下部等)に設けることが可能となり、監視装置21が電池パック内に設けられる場合と比べて配置の制限が解消する。また、監視装置21に対して絶縁回路等を設ける必要がなくなり、部品点数の増加を抑制でき、コストの大幅な上昇を回避できる。また、絶縁回路等が不要となるため、回路規模の大型化を防止できる。
<1-5. Summary>
As described above, in the battery monitoring system WS according to the first embodiment, the device that measures the cell voltage that is a relatively high voltage and the device that transmits a signal related to the relatively high voltage are provided on the same substrate. It is done. The device that measures the cell voltage is the
そして、監視装置21の電圧計測要求によりサテライト基板2に設けられたAD変換部102およびAD変換器15によりセルの個別電圧とブロック電圧とが計測され、監視装置21の電圧取得要求によりこれらの電圧の電圧値が監視装置21に送信される。その結果、監視装置21は、セル合計電圧とブロック電圧とに基づき、モニタIC12によるセルの電圧の計測状態を判定し、モニタIC12が故障していると判定した場合は、リレー61を切断し、組電池1への電圧の充放電を停止させる。これにより電池監視システムWSは、電池監視の二重化を実現でき、セルの電圧の異常判定の信頼性を向上させられる。そして電池監視システムWSは、モニタIC12が故障している場合は、早急にセルの充放電を停止でき、車両のユーザの安全を確保できる。このようにして電池監視システムWSは、製造コストの大きな上昇や回路規模の大型化を招くことなく、電池監視の二重化を実現できる。
Then, the individual voltage and the block voltage of the cell are measured by the
また、本実施の形態のブロック1aのセルを16セルから8セルとした場合、1つのモニタIC12のAD変換部102が1つのグループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測し、AD変換器15がグループに含まれる全てのセルのグループ電圧を計測する。そしてグループのセルの個別電圧に関する第1セル電圧信号と、第1グループのグループ電圧に関する第1グループ電圧信号とをモニタIC12がパルストランス16を介して監視装置21に送信する。なお、モニタIC12と、AD変換器15と、パルストランス16とは同一基板上であるサテライト基板2に設けられ、監視装置21は、サテライト基板2以外の位置に配置される。そして監視装置21は、第1セル電圧信号と第1グループ電圧信号とによりセルの電圧の計測状態を判定する。これにより、電池監視システムWSは、製造コストの大きな上昇や回路規模の大型化を招くことなく、電池監視の二重化を実現できる。
Further, when the number of cells in the
<2.第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態ではAD変換器15aが計測したブロック電圧は、第1モニタIC12aに出力され、メモリ13aに記憶されると説明した。これに対して第2の実施の形態では、ブロック電圧は第2モニタIC12bにも出力され、第2モニタIC12bと電気的に接続されているメモリ13bに記憶される。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the block voltage measured by the
第2の実施の形態の電池監視システムWSの構成および処理は、第1の実施の形態とほぼ同様であるが、AD変換器15aから出力される信号の経路が一部異なる。以下、図5を用いて説明する。
The configuration and processing of the battery monitoring system WS of the second embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, but the path of the signal output from the
<2−1.電池監視システムの構成>
図5は、第2の実施の形態の電池監視システムWSの構成を示す図である。図5の電池監視システムWSにおいて、AD変換器15aが計測したブロック電圧は、第1モニタIC12aおよび第2モニタIC12bのそれぞれに出力される。第1モニタIC12aはブロック電圧の電圧値をメモリ13aに記憶し、第2モニタIC12bはブロック電圧の電圧値をメモリ13bに記憶する。
<2-1. Configuration of battery monitoring system>
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the battery monitoring system WS according to the second embodiment. In the battery monitoring system WS of FIG. 5, the block voltage measured by the
そして、第1モニタIC12aは、監視装置21の取得要求部202の電圧取得要求に基づき、メモリ13aから第1グループ10のセルの個別電圧の電圧値と、ブロック1aのブロック電圧の電圧値とを読出し、第1セル電圧信号とブロック電圧信号とをパルストランス16aを介して監視装置21に送信する。また、第2モニタIC12bは、電圧取得要求に基づき、メモリ13bから第2グループ11のセルの個別電圧の電圧値と、ブロック電圧の電圧値とを読出し、第2セル電圧信号とブロック電圧信号とをパルストランス16bを介して監視装置21に送信する。
Then, based on the voltage acquisition request of the
監視装置21の判定部203は、第1セル電圧信号と、第2セル電圧信号と、第1モニタIC12aを経由して送信された第1ブロック電圧信号と、第2モニタIC12bを経由して送信された第2ブロック電圧信号とによりモニタIC12のセルの電圧の計測状態を判定する。具体的には、判定部203は、第1セル電圧信号と、第2セル電圧信号とに基づく電圧を合計したセル合計電圧と、第1ブロック電圧信号に基づく第1ブロック電圧と、第2ブロック電圧信号に基づく第2ブロック電圧との3つの電圧を比較し、これらの電圧に所定値以上の電圧差があればモニタIC12が異常状態であると判定する。これにより、電池監視システムWSは、1つのモニタIC12を経由した1系統の経路で送信された第1ブロック電圧だけではなく、別のモニタIC12を経由して別系統の経路で送信された第2ブロック電圧を判定に用いることで、モニタIC12のセルの電圧の計測状態をより正確に判定できる。
The
<3.第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態は、第2の実施の形態のサテライト基板2に設けられた分圧抵抗14aおよび14bに替えて、スイッチ17(17a〜17d)と、コンデンサ18aとを設けた構成である。
<3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a switch 17 (17a to 17d) and a
第3の実施の形態の電池監視システムWSの構成および処理は、第2の実施の形態とほぼ同様であるが、AD変換器15aがブロック電圧を計測する回路構成が一部異なる。以下、図6を用いて説明する。
The configuration and processing of the battery monitoring system WS of the third embodiment are substantially the same as those of the second embodiment, but the circuit configuration in which the
<3−1.電池監視システムの構成>
図6は、第3の実施の形態の電池監視システムの構成を説明するブロック図である。図6のサテライト基板2にはコンデンサ18aが設けられている。AD変換器15aがブロック電圧を計測する場合、このコンデンサ18aに溜まった電荷がAD変換器15aに出力され、ブロック電圧が計測される。具体的には、第1モニタIC12aは、監視装置21の計測要求部201の電圧計測要求に基づき、ブロック1aのブロック電圧を計測するタイミングで、スイッチ17aおよび17bをオンに切り替える。スイッチ17aおよび17bがオンに切り替わることで、ブロック1aに含まれる全てのセルの電荷、すなわちブロックの電荷がコンデンサ18aに流れ込む。次に、第1モニタIC12aはスイッチ17aおよび17bをオフに切り替えた後、スイッチ17cおよび17dをオンに切り替える。その結果、コンデンサ18aに溜まったブロックの電荷がAD変換器15aに出力され、ブロック電圧が計測される。このように、スイッチ17とコンデンサ18aとを設けることで、電池監視システムWSは、ブロック電圧を計測するタイミングでより正確なブロック電圧を計測できる。
<3-1. Configuration of battery monitoring system>
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the battery monitoring system according to the third embodiment. The
<4.第4の実施の形態>
次に、第4の実施の形態について説明する。この第4の実施の形態は、サテライト基板2にブロック電圧を計測するAD変換器15aを設けることなく、第1モニタIC12aのAD変換部102a、および、第2モニタIC12bのAD変換部102bにより、ブロック電圧を計測する構成である。
<4. Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the
第4の実施の形態の電池監視システムWSの構成および処理は、第2の実施の形態とほぼ同様であるが、AD変換器15aに替えてAD変換部102によりブロック電圧を計測する構成が異なる。以下、図7および図8を用いて説明する。
The configuration and processing of the battery monitoring system WS of the fourth embodiment are almost the same as those of the second embodiment, but the configuration for measuring the block voltage by the
<4−1.電池監視システムの構成>
図7は、第4の実施の形態の電池監視システムWSの構成を説明するブロック図である。図7の電池監視システムWSでは、サテライト基板2の第1モニタIC12aと、第1グループ10のセル10hのプラス側の端子との接続ライン間に、スイッチW1が設けられている。このスイッチW1は端子T1aおよびT1bを有しており、スイッチW1が端子T1a側に接続されている場合は、AD変換部102aがセル10hの個別電圧を計測する。また、スイッチW1が端子T1b側に接続されている場合は、AD変換部102aがブロック1aのブロック電圧を計測する。なお、図7に示すスイッチW1は端子T1b側に接続されており、このスイッチW1の制御は、第1モニタIC12aが監視装置21の計測要求部201からの電圧計測要求に基づき行う。
<4-1. Configuration of battery monitoring system>
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the battery monitoring system WS according to the fourth embodiment. In the battery monitoring system WS of FIG. 7, a switch W1 is provided between the connection lines between the
また、第2モニタIC12bと、第2グループ11のセル11hのプラス側の端子との接続ライン間には、スイッチW2が設けられている。このスイッチW2は端子T2aおよびT2bを有しており、スイッチW2が端子T2a側に接続されている場合は、AD変換部102bがセル11hの個別電圧を計測する。また、スイッチW2が端子T2b側に接続されている場合は、AD変換部102aがブロック電圧を計測する。なお、図7に示すスイッチW2は端子T2a側に接続されており、このスイッチW2の制御は、モニタIC12bが計測要求部201からの電圧計測要求に基づき行う。
A switch W2 is provided between the connection lines between the
次にAD変換部102a、および、AD変換部102bによるセルの個別電圧およびブロック電圧の計測タイミングについて図8を用いて説明する。
Next, the measurement timing of the individual voltage and the block voltage of the cells by the
<4−2.セルの個別電圧およびブロック電圧の計測タイミング>
図8では、AD変換部102aおよびAD変換部102bは、時間t1〜t2まで一部のセルの個別電圧を計測する。具体的には、AD変換部102aはセル10a〜10dの電圧を計測し、AD変換部102bはセル11a〜11dの電圧を計測する。
<4-2. Measurement timing of individual cell voltage and block voltage>
In FIG. 8, the
次に、AD変換部102aおよびAD変換部102bは、時間t2〜t3までブロック電圧を計測する。具体的には、AD変換部102aはブロック1aのブロック電圧を計測し、AD変換部102bもこのブロック電圧を計測する。このとき、第1モニタIC12aは端子T1b側に接続されるようスイッチW1を制御し、第2モニタIC12bは端子T2b側に接続されるようスイッチW2を制御する。
Next, the
その後、AD変換部102aおよびAD変換部102bは、時間t3〜t5まで残りのセルの個別電圧を計測する。具体的には、AD変換部102aはセル10e〜10hの電圧を計測し、AD変換部102bはセル11e〜11hの電圧を計測する。このとき、第1モニタIC12aは、セル10hの電圧を計測する前(時間t4よりも前)に、端子T1b側からT1a側に接続されるようスイッチW1を制御する。また、第2モニタIC12bは、セル11hの電圧が計測される前(時間t4よりも前)に、端子T2b側から端子T2a側に接続されるようスイッチW2を制御する。
Thereafter, the
このようにAD変換器15をサテライト基板2に設けることなく、モニタIC12のAD変換部102によりセルの個別電圧とブロック電圧とを計測するため、電圧監視の二重化を実現すると共に、製造コストの上昇を抑制でき、回路規模の大型化を防止できる。
Thus, since the individual voltage and the block voltage of the cell are measured by the
<5.第5の実施の形態>
次に、第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態では、サテライト基板2にAD変換器15を2つ設け、これらのAD変換器15によりブロック1aのブロック電圧ではなく、第1グループ10および第2グループ11のグループごとの電圧を計測する。各グループの電圧は、異なるグループの個別電圧を計測するAD変換部102の有するモニタIC12に出力される。
<5. Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, two
<5−1.電池監視システムの構成>
第5の実施の形態の電池監視システムWSの構成および処理は、第1の実施の形態とほぼ同様であるが、ブロック電圧ではなくグループの電圧を計測することや、グループの電圧の出力の経路等が異なる。以下、図9および図10を用いて説明する。
<5-1. Configuration of battery monitoring system>
The configuration and processing of the battery monitoring system WS of the fifth embodiment are almost the same as those of the first embodiment, but the group voltage is measured instead of the block voltage, and the group voltage output path. Etc. are different. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 9 and 10.
図9は、第5の実施の形態の電池監視システムWSの構成を説明するブロック図である。図9の電池監視システムWSでは、サテライト基板2にAD変換器15bおよび15cの2つのAD変換器15が設けられている。AD変換器15bは、第1グループ10に含まれるセル10a〜10hの合計電圧(以下、「第1グループ電圧」という。)を計測する。またAD変換器15cは、第2グループ11に含まれるセル11a〜11hの合計電圧(以下「第2グループ電圧」という。)を計測する。なお、第1グループ10の電圧は、分圧抵抗14cおよび14dにより所定の抵抗比で分圧され、AD変換器15bに出力される。また、第2グループ11の電圧は、分圧抵抗14eおよび14fにより所定の抵抗比で分圧され、AD変換器15cに出力される。
FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the battery monitoring system WS according to the fifth embodiment. In the battery monitoring system WS of FIG. 9, two
AD変換器15bは、第1グループ電圧を第2モニタIC12bに出力する。これに対して、第2モニタIC12bのAD変換部102bは、第2グループ11の個別電圧を計測する。またAD変換器15cは、第2グループ電圧を第1モニタIC12aに出力する。これに対して、第1モニタIC12aのAD変換部102aは、第1グループ10の個別電圧を計測する。このようにモニタIC12のAD変換部102が計測するグループの個別電圧と、AD変換器15が計測してモニタIC12に出力するグループ電圧とは、それぞれが異なるグループの個別電圧とグループ電圧となる。そのため、メモリ13aには第1グループ10のセルの個別電圧値と、第2グループ11のグループ電圧値とが記憶され、メモリ13bには第2グループ11のセルの個別電圧値と、第1グループ10のグループ電圧値とが記憶される。
The
そして、モニタIC12は、監視装置21の取得要求部202の電圧取得要求に基づき、メモリ13に記憶された電圧値を、パルストランス16を介して監視装置21に送信する。具体的には、第1モニタIC12aは、第1セル電圧信号と、第2グループの電圧値に関する第2グループ電圧信号とをパルストランス16aを介して監視装置21に送信する。また、第2モニタIC12bは、第2セル電圧信号と、第1グループの電圧値に関する第1グループ電圧信号とをパルストランス16bを介して監視装置21に送信する。このような電圧に関する信号の送信は、AD変換器15bに計測された第1グループ電圧を、AD変換部102bを有する第2モニタIC12bを経由して送信し、AD変換器15cに計測された第2グループ電圧を、AD変換部102aを有する第1モニタIC12aを経由して送信するともいえる。
Then, the
監視装置21の判定部203は、第1セル電圧信号と第2セル電圧信号とに基づくセル合計電圧と、第1グループ電圧信号と第2グループ電圧信号とを合計した電圧に基づくグループ合計電圧とを比較し、両方の電圧差が所定値以上の場合、モニタIC12が異常状態であると判定する。そしてこのような場合、判定部203は、2つのモニタIC12のうち少なくともいずれかのモニタICが異常状態、すなわち故障していると判定する。
The
本実施の電池監視システムWSでは、AD変換器15bは一方のグループ(第2グループ11)のグループ電圧を計測し、第1モニタIC12aに一方のグループのグループ電圧を出力する。第1モニタIC12aは他方のグループ(第1グループ10)のセルの個別電圧を計測するAD変換部102aを有する。そのため、第1モニタIC12aを経由してそれぞれが異なるグループの個別電圧と、グループ電圧とが監視装置21に送信される。
In the battery monitoring system WS of the present embodiment, the
また、AD変換器15cは、他方のグループのグループ電圧を計測し、第2モニタIC12bに他方のグループのグループ電圧を出力する。第2モニタIC12bは一方のグループのセルの個別電圧を計測するAD変換部102bを有する。そのため、第2モニタIC12bを経由してそれぞれが異なるグループの個別電圧と、グループ電圧とが監視装置21に送信される。その結果、電池監視システムWSは、モニタIC12のセルの電圧の計測状態をより正確に判定できる。
The
<5−2.セルの個別電圧およびブロック電圧の計測タイミング>
図10では、AD変換部102aおよびAD変換部102bは、時間t1〜t2までグループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測する。具体的には、AD変換部102aは第1グループ10のセル10a〜10dの電圧を計測し、AD変換部102bは第2グループ11のセル11a〜11dの電圧を計測する。
<5-2. Measurement timing of individual cell voltage and block voltage>
In FIG. 10, the
次に、AD変換器15bおよびAD変換器15cは、時間t2〜t3までグループ電圧を計測する。具体的には、AD変換器15bは第1グループ10の第1グループ電圧を計測し、AD変換器15cは第2グループ11の第2グループ電圧を計測する。その後、AD変換部102aおよびAD変換部102bは、時間t3〜t5までグループの残りのセルの個別電圧を計測する。具体的には、AD変換部102aは第1グループ10のセル10e〜10hの電圧を計測し、AD変換部102bは第2グループ11のセル11e〜11hの電圧を計測する。
Next, the
本実施の形態の電池監視システムWSでは、AD変換部102aが第1グループ10の約半分のセルの個別電圧の計測を終了したときに、AD変換器15bは第1グループ10のグループ電圧を計測する。グループ電圧の計測後、AD変換部102aは残り約半分のセルの個別電圧を計測する。また、AD変換部102bが第2グループ11の約半分のセルの個別電圧の計測を終了したときに、AD変換器15cは第2グループ11のグループ電圧を計測する。そしてAD変換部102bは残り約半分のセルの個別電圧を計測する。これにより、電池監視システムWSは、セルの個別電圧と、2つのグループ電圧との計測のタイミングの差を比較的小さくでき、全てのセルの電圧を合計したセル合計電圧と、2つのグループ電圧を合計したブロック電圧とになるべく電圧差が生じないようにできる。
In the battery monitoring system WS of the present embodiment, the
<6.第6の実施の形態>
次に、第6の実施の形態について説明する。この第6の実施の形態は、第5の実施の形態のサテライト基板2に設けられた分圧抵抗14cおよび14dに替えて、スイッチ17(17e〜17h)と、コンデンサ18bとを設けた構成である。また分圧抵抗14eおよび14fに替えて、スイッチ17(17m〜17p)と、コンデンサ18cとを設けた構成である。
<6. Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, a switch 17 (17e to 17h) and a
第6の実施の形態の電池監視システムWSの構成および処理は、第5の実施の形態とほぼ同様であるが、AD変換器15bおよび15cがグループ電圧を計測する回路構成が一部異なる。以下、図11を用いて説明する。
The configuration and processing of the battery monitoring system WS of the sixth embodiment are substantially the same as those of the fifth embodiment, but the
<6−1.電池監視システムの構成>
図11は、第6の実施の形態の電池監視システムの構成を説明するブロック図である。図11のサテライト基板2にはコンデンサ18bおよびコンデンサ18cが設けられている。AD変換器15bが第1グループ10のグループ電圧を計測する場合、このコンデンサ18bに溜まった電荷がAD変換器15bに出力され、第1グループ電圧が計測される。具体的には第1モニタIC12aは、電圧計測要求に基づき、第1グループ電圧を計測するタイミングで、スイッチ17eおよび17fをオンに切り替える。スイッチ17eおよび17fがオンに切り替わることで、第1グループ10に含まれる全てのセルの電荷がコンデンサ18bに流れ込む。次に、第1モニタIC12aはスイッチ17eおよび17fをオフに切り替えた後、スイッチ17gおよび17hをオンに切り替える。その結果、コンデンサ18bに溜まった第1グループ10の電荷がAD変換器15bに出力され、第1グループ電圧が計測される。
<6-1. Configuration of battery monitoring system>
FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the battery monitoring system according to the sixth embodiment. The
また、AD変換器15cが第2グループ11のグループ電圧を計測する場合、このコンデンサ18cに溜まった電荷がAD変換器15cに出力され、第2グループ電圧が計測される。具体的には、第2モニタIC12bは、計測要求部201の電圧計測要求に基づき、第2グループ電圧を計測するタイミングで、スイッチ17mおよび17nをオンに切り替える。スイッチ17mおよび17nがオンに切り替わることで、第2グループ11に含まれる全てのセルの電荷がコンデンサ18cに流れ込む。次に、第2モニタIC12bがスイッチ17mおよび17nをオフに切り替えた後、スイッチ17oおよび17pをオンに切り替える。その結果、コンデンサ18cに溜まった第2グループ11の電荷がAD変換器15cに出力され、第2グループ電圧が計測される。このように、スイッチ17とコンデンサ18とを設けることで、電池監視システムWSは、グループ電圧を計測するタイミングでより正確なグループ電圧を計測できる。
Further, when the
<7.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。
<7. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. Below, such a modification is demonstrated. All the forms including the above-described embodiment and the form described below can be appropriately combined.
上記実施の形態では、1つのグループのセルの数を16と説明したが、1つのグループのセルの数は16以外の他の数でもよい。 In the above embodiment, the number of cells in one group has been described as 16, but the number of cells in one group may be other than 16.
また、上記実施の形態では、1つのモニタIC12に属するセルの数は8と説明したが、1つのモニタIC12に属するセルの数は8以外の他の数でもよい。
In the above embodiment, the number of cells belonging to one
また、上記実施の形態では、1つのサテライト基板に含まれるモニタIC12の数を2と説明したが、モニタIC12の数は2以外の他の数でもよい。
In the above embodiment, the number of
また、上記実施の形態では、セルの電圧の計測は所定周期で行われることについて説明した。ここでセルの電圧は、車両の走行状態に応じて比較的大きく変動する。そのため、監視装置21は、電圧計測要求を車両が比較的低速で走行している場合や、停車中の場合にモニタIC12に送信し、AD変換部102やAD変換器15がセルの電圧が計測するようにしてもよい。
In the above embodiment, it has been described that the measurement of the cell voltage is performed in a predetermined cycle. Here, the voltage of the cell fluctuates relatively greatly depending on the traveling state of the vehicle. Therefore, the
また、上記実施の形態では、プログラムに従ったCPUの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, it has been described that various functions are realized in software by the arithmetic processing of the CPU according to the program. However, some of these functions are realized by an electrical hardware circuit. Also good. Conversely, some of the functions realized by the hardware circuit may be realized by software.
また、上記第1の実施の形態では、AD変換器15aによるブロック電圧の計測は、第1モニタIC12aの制御により実行されることを説明した。これに対してAD変換器15aによるブロック電圧の計測は、第2モニタIC12bの制御により実行されてもよい。この場合、図4を用いて説明した時間t2〜t3のブロック電圧の計測は、AD変換部102aに替わり、AD変換部102bが実行する。
In the first embodiment, the block voltage measurement by the
また、上記第4の実施の形態では、AD変換部102aが、第1グループ10のセルの個別電圧と、ブロック電圧とを計測し、AD変換部102bが、第2グループ11のセルの個別電圧と、ブロック電圧とを計測することについて説明した。これに対して、AD変換部102aおよび102bのそれぞれがセルの個別電圧を計測することなく、ブロック電圧のみを計測するようにしてもよい。そして、判定部203が2つのAD変換部102が計測したブロック電圧に基づき、モニタIC12のセルの電圧の計測状態を判定するようにしてもよい。これにより電池監視システムWSは、セルの個別電圧とブロック電圧との計測のタイミングを合わせる必要がなくなり、モニタIC12のセルの電圧の計測状態を判定する処理が簡素化できる。
In the fourth embodiment, the
また、上記第4の実施の形態では、第1モニタIC12aがスイッチW1を制御し、第2モニタIC12bがスイッチW2を制御することで、ブロック電圧をAD変換部102aおよび102bの2つのAD変換部102で変換することについて説明した。これに対して、ブロック電圧は、AD変換部102aおよび102bのいずれか一方のAD変換器により変換するようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the
また、上記第4の実施の形態で説明したサテライト基板2にブロック電圧を計測するAD変換器15aを設けることなく、第1モニタIC12aのAD変換部102a、および、第2モニタIC12bのAD変換部102bにより、ブロック電圧を計測する構成は、他の実施の形態でも適用できる。例えば、第3の実施の形態の電池監視システムWSに適用できる。
Further, the
1 組電池
2 サテライト基板
21 監視装置
31 車両制御装置
41 モータ
51 電圧変換器
61 リレー
1 assembled
Claims (5)
第2グループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測する第2個別計測手段と、
前記第1グループおよび前記第2グループを含むブロックのブロック電圧を計測するブロック計測手段と、
前記第1グループのセルの個別電圧に関する第1セル電圧信号と、前記第2グループのセルの個別電圧に関する第2セル電圧信号と、前記第1グループおよび前記第2グループのブロック電圧に関するブロック電圧信号とを送信するパルストランスと、
前記第1セル電圧信号と、前記第2セル電圧信号と、前記ブロック電圧信号とを受信して前記セルの電圧の計測状態を判定する監視装置と、
を備え、
前記第1個別計測手段、前記第2個別計測手段、前記ブロック計測手段、および、前記パルストランスは、同一の基板上に設けられ、
前記監視装置は、前記基板上以外の位置に設けられること、
を特徴とする電池監視システム。 First individual measuring means for measuring individual voltages of a plurality of cells included in the first group;
A second individual measuring means for measuring individual voltages of a plurality of cells included in the second group;
Block measuring means for measuring a block voltage of a block including the first group and the second group;
A first cell voltage signal relating to an individual voltage of the first group of cells; a second cell voltage signal relating to an individual voltage of the second group of cells; and a block voltage signal relating to a block voltage of the first group and the second group. And a pulse transformer that transmits
A monitoring device that receives the first cell voltage signal, the second cell voltage signal, and the block voltage signal to determine a measurement state of the voltage of the cell;
With
The first individual measuring means, the second individual measuring means, the block measuring means, and the pulse transformer are provided on the same substrate,
The monitoring device is provided at a position other than on the substrate;
A battery monitoring system.
前記第1個別計測手段は、前記第1グループに含まれる前記複数のセルのそれぞれの個別電圧をAD変換し、
前記第2個別計測手段は、前記第2グループに含まれる前記複数のセルのそれぞれの個別電圧をAD変換し、
前記ブロック計測手段は、前記第1個別計測手段および前記第2個別計測手段の少なくともいずれか一方を用いて前記ブロック電圧をAD変換すること、
を特徴とする電池監視システム。 The battery monitoring system according to claim 1 ,
The first individual measuring means AD converts each individual voltage of the plurality of cells included in the first group,
The second individual measuring means AD converts each individual voltage of the plurality of cells included in the second group,
The block measuring means AD-converts the block voltage using at least one of the first individual measuring means and the second individual measuring means;
A battery monitoring system.
前記第1個別計測手段は、前記監視装置の電圧計測要求に基づき、前記第1グループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測し、前記ブロック計測手段が前記ブロック電圧を計測した後に、前記第1グループに含まれる残りのセルの個別電圧を計測し、
前記第2個別計測手段は、前記監視装置の電圧計測要求に基づき、前記第2グループに含まれる複数のセルの個別電圧を所定の順序で計測すること、
を特徴とする電池監視システム。 The battery monitoring system according to claim 1 ,
The first individual measuring unit measures individual voltages of some cells included in the first group based on a voltage measurement request of the monitoring device, and after the block measuring unit measures the block voltage, Measure the individual voltages of the remaining cells in the first group,
The second individual measuring means measures the individual voltages of a plurality of cells included in the second group in a predetermined order based on a voltage measurement request of the monitoring device;
A battery monitoring system.
前記第1グループに含まれる複数のセルのグループ電圧を計測する第1グループ計測手段と、
第2グループに含まれる複数のセルのそれぞれの個別電圧を計測する第2個別計測手段と、
前記第2グループに含まれる複数のセルのグループ電圧を計測する第2グループ計測手段と、
前記第1グループのセルの個別電圧に関する第1セル電圧信号と、前記第2グループのセルの個別電圧に関する第2セル電圧信号と、前記第1グループのグループ電圧に関する第1グループ電圧信号と、前記第2グループのグループ電圧に関する第2グループ電圧信号とを送信するパルストランスと、
前記第1セル電圧信号と、前記第2セル電圧信号と、前記第1グループ電圧信号と、前記第2グループ電圧信号とを受信して前記セルの電圧の計測状態を判定する監視装置と、
を備え、
前記第1個別計測手段、前記第1グループ計測手段、前記第2個別計測手段、前記第2グループ計測手段、および、前記パルストランスは、同一の基板上に設けられ、
前記監視装置は、前記基板上以外の位置に設けられ、
前記第1グループ計測手段は、前記第1グループ電圧信号を、前記第2個別計測手段を有する第2計測回路を経由して前記パルストランスへ送信し、
前記第2グループ計測手段は、前記第2グループ電圧信号を、前記第1個別計測手段を有する第1計測回路を経由して前記パルストランスへ送信すること、
を特徴とする電池監視システム。 First individual measuring means for measuring individual voltages of a plurality of cells included in the first group;
First group measurement means for measuring a group voltage of a plurality of cells included in the first group;
A second individual measuring means for measuring individual voltages of a plurality of cells included in the second group;
Second group measurement means for measuring a group voltage of a plurality of cells included in the second group;
A first cell voltage signal relating to an individual voltage of the first group of cells; a second cell voltage signal relating to an individual voltage of the second group of cells; a first group voltage signal relating to the group voltage of the first group; A pulse transformer for transmitting a second group voltage signal relating to the group voltage of the second group;
A monitoring device that receives the first cell voltage signal, the second cell voltage signal, the first group voltage signal, and the second group voltage signal and determines a measurement state of the voltage of the cell;
With
The first individual measuring means, the first group measuring means, the second individual measuring means, the second group measuring means, and the pulse transformer are provided on the same substrate,
The monitoring device is provided at a position other than on the substrate,
The first group measuring means, said first group voltage signal, via the second measuring circuit having the second individual measuring means is transmitted to the pulse transformer,
The second group measuring means, said second group voltage signals, be transmitted via the first measuring circuit having a first individual measuring means to said pulse transformer,
A battery monitoring system.
前記第1個別計測手段は、前記監視装置の要求に基づき、前記第1グループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測し、前記第1グループ計測手段が前記第1グループのグループ電圧を計測した後に、前記第1グループに含まれる残りのセルの個別電圧を計測し、
前記第2個別計測手段は、前記監視装置の要求に基づき、前記第2グループに含まれる一部のセルの個別電圧を計測し、前記第2グループ計測手段が前記第2グループのグループ電圧を計測した後に、前記第2グループに含まれる残りのセルの個別電圧を計測すること、
を特徴とする電池監視システム。 The battery monitoring system according to claim 4 , wherein
The first individual measuring unit measures individual voltages of some cells included in the first group based on a request of the monitoring device, and the first group measuring unit measures a group voltage of the first group. And measuring the individual voltages of the remaining cells included in the first group,
The second individual measuring unit measures individual voltages of some cells included in the second group based on a request from the monitoring device, and the second group measuring unit measures a group voltage of the second group. And measuring individual voltages of the remaining cells included in the second group,
A battery monitoring system.
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