JP6491965B2 - Inspection method and inspection apparatus for battery monitoring unit - Google Patents
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Description
本発明は、複数の単位電池(セル)が直列接続された蓄電モジュールを監視する電池監視ユニットの検査方法および検査装置に関し、特に、専ら検査用の部品や回路を電池監視ユニット内に設ける必要がない検査方法および検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus for a battery monitoring unit that monitors a power storage module in which a plurality of unit batteries (cells) are connected in series, and in particular, it is necessary to provide inspection components and circuits exclusively in the battery monitoring unit. There is no inspection method and inspection apparatus.
従来、電気自動車やハイブリッド自動車などに使用されるバッテリーとして、複数の単位電池が直列接続された蓄電モジュール(「バッテリーパック」または「電池パック」ともいう。)が用いられる場合がある。 Conventionally, as a battery used in an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, an energy storage module (also referred to as “battery pack” or “battery pack”) in which a plurality of unit cells are connected in series may be used.
このような蓄電モジュールに含まれている複数のセルは、安定性や寿命の向上および高出力を得るためにそれぞれのセル電圧を均一に維持する必要がある。例えば、セル電圧が最低のセルに対してセル電圧が相対的に高い他のセルを放電させて電圧を下降させることで、各セルのセル電圧を均一にすることができる。 A plurality of cells included in such a power storage module needs to maintain a uniform cell voltage in order to improve stability and life and obtain high output. For example, the cell voltage of each cell can be made uniform by discharging another cell having a relatively high cell voltage with respect to the cell having the lowest cell voltage and lowering the voltage.
このような電池均等化機能(「バランサー機能」ともいう。)を具現するために各セルにそれぞれ接続される電池均等化回路(「バランサー回路」ともいう。)は、セルの放電の開始および終了を制御するスイッチング素子とこれに直列接続された放電抵抗とを含んでおり、蓄電モジュールを監視するための電池監視ユニット内に組み込まれる。 A battery equalization circuit (also referred to as a “balancer circuit”) connected to each cell in order to implement such a battery equalization function (also referred to as “balancer function”) starts and ends cell discharge. And a discharge resistor connected in series with the switching element, and is incorporated in a battery monitoring unit for monitoring the power storage module.
ところが、各バランサー回路に異常、具体的にはオン故障(短絡)またはオフ故障(断線)が生じると、蓄電モジュールの使用に問題が生じ得るため、電池監視ユニットは各バランサー回路が正常動作するか否かも検出可能にする必要がある。しかし、そのために別の異常検出回路などを追加すると、コストアップを招いてしまう。 However, if an abnormality occurs in each balancer circuit, specifically an on failure (short circuit) or off failure (disconnection), problems may arise in the use of the power storage module. It is also necessary to make it detectable. However, if another abnormality detection circuit or the like is added for that purpose, the cost increases.
そこで、簡単な回路構成によってバランサー回路の異常有無及び異常原因を正確に判別することができる異常診断装置及び方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In view of this, there has been proposed an abnormality diagnosis apparatus and method that can accurately determine the presence / absence and cause of an abnormality of a balancer circuit with a simple circuit configuration (see, for example, Patent Document 1).
さらに、各バランサー回路の異常を1つずつ検出するのではなく、より効率的に検出可能な蓄電モジュールのセル監視装置なども提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Furthermore, a cell monitoring device for a power storage module that can detect the abnormality of each balancer circuit one by one instead of one by one has been proposed (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上述の従来技術では、蓄電モジュールを監視する電池監視ユニット内に、各バランサー回路の異常検出のために必要な抵抗(検出抵抗)を設ける必要があった。 However, in the above-described conventional technology, it is necessary to provide a resistor (detection resistor) necessary for detecting an abnormality of each balancer circuit in the battery monitoring unit that monitors the power storage module.
ところが、これらの検出抵抗は各バランサー回路の異常検出以外には特に機能を有していないだけでなく、通常使用時における蓄電モジュール内の各セルの電圧検出精度に多少の悪影響を与え得る。また、すべての電池監視ユニットに内蔵されるため、結果的に製品コストの増大を招く。 However, these detection resistors not only have a function other than the abnormality detection of each balancer circuit, but may have some adverse effects on the voltage detection accuracy of each cell in the power storage module during normal use. Moreover, since it is built in all the battery monitoring units, it results in an increase in product cost.
従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、電池監視ユニット内に異常検出用の抵抗などを設けることなく各バランサー回路の異常を検出可能な、電池監視ユニットの検査方法および検査装置を提供することである。 In view of such problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an inspection method and an inspection apparatus for a battery monitoring unit capable of detecting an abnormality of each balancer circuit without providing an abnormality detection resistor or the like in the battery monitoring unit. Is to provide.
上記目的を達成するため、本発明の電池監視ユニットの検査方法は、複数の単位電池が直列接続された蓄電モジュールに接続されるとともに、前記単位電池にそれぞれ並列接続されて放電および放電停止が可能な均等化回路を有し、前記蓄電モジュールを監視する電池監視ユニットの検査方法であって、前記均等化回路のうちで検査対象を検査対象均等化回路と、これに隣接する前記均等化回路を隣接均等化回路とそれぞれ呼ぶこととし、前記蓄電モジュールに含まれる単位電池と同数の直列接続された電源と、これらの各電源の間および前記各電源全体の両端にそれぞれ接続された配線と、前記各電源に接続された一対の前記配線の少なくとも一方にそれぞれ設けられた放電状態検出手段とを備える検査装置と前記電池監視ユニットとを接続する接続工程と、前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電中に、前記検査対象均等化回路の放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測する第1計測工程と、前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電停止中に、前記検査対象均等化回路の前記放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測する第2計測工程と、前記第1計測工程および前記第2計測工程における各計測結果に基づいて、前記検査対象均等化回路の異常を判別する判別工程とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the battery monitoring unit inspection method of the present invention is connected to a power storage module in which a plurality of unit cells are connected in series, and is connected in parallel to each of the unit cells so that discharge and discharge can be stopped. A battery monitoring unit inspection method for monitoring the power storage module, the inspection target equalizing circuit being the inspection target in the equalization circuit, and the equalizing circuit adjacent to the inspection target equalizing circuit. The adjacent equalization circuit is referred to as each, and the same number of power supplies connected in series as the unit battery included in the power storage module, wiring connected between these power supplies and both ends of each of the power supplies, The battery monitoring unit is connected to an inspection device including a discharge state detecting means provided on at least one of the pair of wires connected to each power source. And measuring the discharge state of the inspection target equalization circuit using the corresponding discharge state detection means while the discharge by the adjacent equalization circuit is stopped and during the discharge by the inspection target equalization circuit The discharge state detection means corresponding to the discharge state of the inspection target equalization circuit during the first measurement step and the discharge stop by the adjacent equalization circuit and the discharge stop by the inspection target equalization circuit A second measurement step that uses and measures, and a discrimination step that discriminates an abnormality in the inspection object equalization circuit based on each measurement result in the first measurement step and the second measurement step, To do.
ここで、均等化回路は、例えば、単位電池(セル)の放電の開始および終了を制御するスイッチング素子とこれに直列接続された放電抵抗とを含み、単位電池の放電および放電停止が可能である。スイッチング素子としては、例えばFET(電界効果トランジスタ)や他の半導体スイッチング素子、コンタクタ(電磁接触器)、IC内部において電流を制御するスイッチング手段などが挙げられるが、これらに限らない。検査対象均等化回路が直列接続の両端のいずれかの場合は、隣接均等化回路は1つのみ存在するが、それ以外の場合は2つの隣接均等化回路が存在する。 Here, the equalization circuit includes, for example, a switching element that controls the start and end of discharge of the unit battery (cell) and a discharge resistor connected in series to the unit battery, and can discharge and stop discharge of the unit battery. . Examples of switching elements include, but are not limited to, FETs (field effect transistors), other semiconductor switching elements, contactors (electromagnetic contactors), and switching means for controlling current inside the IC. When the inspection target equalization circuit is at either end of the series connection, there is only one adjacent equalization circuit, but in other cases, there are two adjacent equalization circuits.
また、放電状態検出手段とは、均等化回路による放電および放電停止が正常に行われているか否かを検出するための手段であり、例えば、抵抗などの電圧降下素子やホール素子などの電流検出素子(電流検出回路)などが挙げられるが、これらに限らない。電流検出素子を利用する場合は、均等化回路を流れる放電電流を直接計測できる。電圧降下素子を利用する場合は、放電電流によって生じる電圧降下を電圧降下素子の両端電圧として計測するか、またはその電圧降下に連動して変化する均等化回路の両端電圧を計測することで、放電電流を間接的に計測できる。「各計測結果に基づいて」とは、例えば、各計測結果の値(状態)や変化(差分、比率)などに基づくという意味である。なお、第1計測工程と第2計測工程は、必ずしも第1計測工程を先に実行しなくてもよい。 The discharge state detection means is means for detecting whether or not the discharge and discharge stop by the equalization circuit are normally performed, for example, current detection of a voltage drop element such as a resistor or a Hall element. Examples include an element (current detection circuit), but are not limited thereto. When using a current detection element, the discharge current flowing through the equalization circuit can be directly measured. When using a voltage drop element, measure the voltage drop caused by the discharge current as the voltage across the voltage drop element, or measure the voltage across the equalization circuit that changes in conjunction with the voltage drop. Current can be measured indirectly. “Based on each measurement result” means, for example, based on the value (state) or change (difference, ratio) of each measurement result. Note that the first measurement process and the second measurement process do not necessarily have to be performed first.
このような構成の電池監視ユニットの検査方法によれば、電池監視ユニットには異常検出のために必要な放電状態検出手段(例えば電圧降下素子や電流検出素子)が含まれない。これにより、通常使用時における蓄電モジュール内の各単位電池の電圧検出精度に悪影響を与えることはなく、製品コストを増大させることもないという効果を奏する。 According to the inspection method of the battery monitoring unit having such a configuration, the battery monitoring unit does not include a discharge state detection means (for example, a voltage drop element or a current detection element) necessary for detecting an abnormality. As a result, the voltage detection accuracy of each unit battery in the power storage module during normal use is not adversely affected, and the product cost is not increased.
また、本発明の電池監視ユニットの検査方法において、前記放電状態検出手段は、電圧降下素子であり、前記第1計測工程では、前記検査対象均等化回路の両端電圧を計測し、前記第2計測工程では、前記検査対象均等化回路の前記両端電圧を計測してもよい。 In the battery monitoring unit inspection method of the present invention, the discharge state detection means is a voltage drop element, and in the first measurement step, the voltage across the inspection target equalizing circuit is measured, and the second measurement is performed. In the process, the voltage across the inspection target equalization circuit may be measured.
また、本発明の電池監視ユニットの検査方法において、前記放電状態検出手段は、電流検出素子であり、前記第1計測工程では、前記検査対象均等化回路に流れる電流を計測し、前記第2計測工程では、前記検査対象均等化回路に流れる前記電流を計測してもよい。 Further, in the inspection method for a battery monitoring unit according to the present invention, the discharge state detection means is a current detection element, and in the first measurement step, the current flowing through the inspection target equalizing circuit is measured, and the second measurement is performed. In the step, the current flowing through the inspection object equalizing circuit may be measured.
あるいは、上記目的を達成するため、本発明の電池監視ユニットの検査装置は、複数の単位電池が直列接続された蓄電モジュールに接続されるとともに、前記単位電池にそれぞれ並列接続されて放電および放電停止が可能な均等化回路を有し、前記蓄電モジュールを監視する電池監視ユニットの検査装置であって、前記均等化回路のうちで検査対象を検査対象均等化回路と、これに隣接する前記均等化回路を隣接均等化回路とそれぞれ呼ぶこととし、前記蓄電モジュールに含まれる単位電池と同数の直列接続された電源と、これらの各電源の間および前記各電源全体の両端にそれぞれ接続された配線と、前記各電源に接続された一対の前記配線の少なくとも一方にそれぞれ設けられた放電状態検出手段と、前記電池監視ユニットとの通信を介して前記均等化回路をそれぞれ制御するとともに、前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電中に前記検査対象均等化回路の放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測した第1計測結果と、前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電停止中に前記検査対象均等化回路の前記放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測した第2計測結果とに基づいて、前記検査対象均等化回路の異常を判別する制御部とを備えることを特徴とする。 Alternatively, in order to achieve the above object, the battery monitoring unit inspection apparatus according to the present invention is connected to a power storage module in which a plurality of unit cells are connected in series, and is connected in parallel to the unit cells to discharge and stop discharging. An inspection device for a battery monitoring unit that has an equalization circuit capable of monitoring the power storage module, wherein the inspection target in the equalization circuit is an inspection target equalization circuit and the equalization adjacent thereto Each circuit is called an adjacent equalization circuit, and the same number of power supplies connected in series as the unit cells included in the power storage module, and wiring connected between these power supplies and at both ends of each power supply A discharge state detecting means provided on at least one of the pair of wires connected to each power source, and communication with the battery monitoring unit. And controlling the equalization circuit respectively, and the discharge state detection means corresponding to the discharge state of the inspection target equalization circuit while the discharge by the adjacent equalization circuit is stopped and during the discharge by the inspection target equalization circuit And the discharge state of the inspection object equalization circuit corresponding to the discharge state while the discharge is stopped by the adjacent equalization circuit and the discharge is stopped by the inspection object equalization circuit. And a control unit that discriminates an abnormality in the inspection target equalizing circuit based on a second measurement result measured using the state detection means.
ここで、放電状態検出手段とは、均等化回路による放電および放電停止が正常に行われているか否かを検出するための手段であり、例えば、抵抗などの電圧降下素子やホール素子などの電流検出素子(電流検出回路)などが挙げられるが、これらに限らない。電流検出素子を利用する場合は、各検出出力が制御部に入力されるようにすればよい。電圧降下素子を利用する場合は、例えば、電圧測定回路(機能)をさらに設けるとともに、この電圧測定回路と各電圧降下素子の両端とを接続し、電圧測定結果が制御部に入力されるようにするか、あるいは、制御部が電池監視ユニットとの通信を介して均等化回路の両端電圧を取得可能にしてもよい。 Here, the discharge state detection means is means for detecting whether or not the discharge and discharge stop by the equalization circuit are normally performed. For example, the current such as a voltage drop element such as a resistor or a Hall element is used. Although a detection element (current detection circuit) etc. are mentioned, it is not restricted to these. When using a current detection element, each detection output may be input to the control unit. When using a voltage drop element, for example, a voltage measurement circuit (function) is further provided, and the voltage measurement circuit is connected to both ends of each voltage drop element so that the voltage measurement result is input to the control unit. Alternatively, the control unit may be able to acquire the voltage across the equalization circuit via communication with the battery monitoring unit.
このような構成の電池監視ユニットの検査装置によれば、電池監視ユニットには異常検出のために必要な放電状態検出手段(例えば電圧降下素子や電流検出素子)が含まれない。これにより、通常使用時における蓄電モジュール内の各単位電池の電圧検出精度に悪影響を与えることはなく、製品コストを増大させることもないという効果を奏する。 According to the inspection apparatus for a battery monitoring unit having such a configuration, the battery monitoring unit does not include a discharge state detection means (for example, a voltage drop element or a current detection element) necessary for detecting an abnormality. As a result, the voltage detection accuracy of each unit battery in the power storage module during normal use is not adversely affected, and the product cost is not increased.
本発明の電池監視ユニットの検査方法および検査装置によれば、電池監視ユニットには異常検出のために必要な放電状態検出手段(例えば電圧降下素子や電流検出素子)が含まれない。これにより、通常使用時における蓄電モジュール内の各単位電池の電圧検出精度に悪影響を与えることはなく、製品コストを増大させることもないという効果を奏する。 According to the inspection method and inspection apparatus for the battery monitoring unit of the present invention, the battery monitoring unit does not include a discharge state detection means (for example, a voltage drop element or a current detection element) necessary for detecting an abnormality. As a result, the voltage detection accuracy of each unit battery in the power storage module during normal use is not adversely affected, and the product cost is not increased.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
1.1 第1実施形態の構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る検査機100を用いて検査を行うために電池監視ユニット20を接続した場合の全体構成を示す概略図である。図2は、電池監視ユニット20が電池パック10に接続された状態を例示する概略図である。
<First Embodiment>
1.1 Configuration of the First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration when the
図1に示すように、検査機100を用いた電池監視ユニット20の検査は、検査機側コネクタ101と電池監視ユニット側コネクタ21とを連結することで検査機100および電池監視ユニット20を電気的に接続した状態で行われる。検査を終えて出荷された電池監視ユニット20は、実使用時(例えば、自動車に搭載されたバッテリーへ取り付けられたとき)には、図2に示すように、電池監視ユニット側コネクタ21と電池パック側コネクタ11とを連結することで電池パック10に電気的に接続される。なお、電池パック側コネクタ11と検査機側コネクタ101とは同一形状である。
As shown in FIG. 1, the inspection of the
まず、電池パック10について説明する。この電池パック10は電気自動車やハイブリッド自動車などに用いられる蓄電モジュールの一例であり、図2に示すように、4つのセル1〜4が直列接続された組電池である。使用するセルの数は4つに限らず、2つまたは3つ、あるいは5つ以上でもよい。各セル1〜4は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池である。ただし、各セル1〜4は、単電池に限らず、蓄電素子であればよく、キャパシタなどでもよい。なお、リチウムイオン二次電池を用いた場合、断線、過放電、過充電などの異常が発生していない正常時では、セル電圧は2.5〜4.2V程度である。ただし、このような電圧に限らない。
First, the
電池パック10内では、直列接続されたセル1〜4の間およびこれらのセル1〜4全体の両端と電池パック側コネクタ11の各端子とが計5本の配線W0〜W4によってそれぞれ接続されている。実使用時に電池パック側コネクタ11と電池監視ユニット側コネクタ21とが連結されることで、電池監視ユニット20によるセル1〜4の各セル電圧の監視やバランサー機能が有効となる。
In the
また、検査機100は、図1に示すように、電池パック10に含まれるセル1〜4と同数、すなわち4つの直列接続された定電圧電源P1〜P4を備えている。これらの電源P1〜P4は、必ずしも電圧可変式でなくてもよい。電源P1〜P4の間およびこれらの電源P1〜P4全体の両端と検査機側コネクタ101の各端子とは計5本の配線Ws0〜Ws4によってそれぞれ接続されている。さらに、これらの配線Ws0〜Ws4に、電池監視ユニット20による電圧検出に必要な電圧降下素子として検出抵抗Rs0〜Rs4がそれぞれ挿入されている。
In addition, as shown in FIG. 1, the
なお、この検査機100は制御部などを備えていないので、電池監視ユニット20を検査する際の検査治具とも言える。
In addition, since this
一方、電池監視ユニット20は、図1および図2に示すように、検査機100または電池パック10と接続されたときに、電源P1〜P4またはセル1〜4にそれぞれ並列接続されるバランサー回路31〜34と、電源P1〜P4またはセル1〜4の各電圧を監視する電池監視部22とを備えている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
バランサー回路31〜34は、スイッチング素子S1〜S4と放電抵抗R1〜R4とがそれぞれ直列接続された直列回路である。スイッチング素子S1〜S4は、電池監視部22からの制御信号によってそれぞれオン/オフ制御される。例えば、バランサー回路31では、スイッチング素子S1と放電抵抗R1が直列に接続されており、スイッチング素子S1がオンすると、スイッチング素子S1と放電抵抗R1を通してセル1を放電させることができる。他のバランサー回路32〜34についても同様である。このように、電池監視部22からスイッチング素子S1〜S4をそれぞれオン/オフ制御することで、セル1〜4の各セル電圧を均一にすることが可能となる。
The
スイッチング素子S1〜S4としては、例えばFET(電界効果トランジスタ)が挙げられるが、これに限らない。他の半導体スイッチング素子やコンタクタ(電磁接触器)などの他、IC内部において電流を制御するスイッチング手段でもよい。 Examples of the switching elements S1 to S4 include FETs (field effect transistors), but are not limited thereto. In addition to other semiconductor switching elements and contactors (electromagnetic contactors), switching means for controlling current in the IC may be used.
電池監視部22は、制御部の一例であり、CPU(中央処理装置)23、メモリ24および電圧計測回路25を有する。メモリ24には、電池監視部22の動作を制御するための各種のプログラム(スイッチ故障検出プログラムを含む)が記憶されており、CPU23は、メモリ24から読み出したプログラムに従って、電池監視部22の各部を制御する。メモリ24は、RAMやROMを有する。なお、上記各種のプログラムが記憶される媒体は、RAMなど以外に、CD−ROM、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。
The
電圧計測回路25は、電池監視ユニット20と電池パック10とが接続されている場合(図2参照)は、配線W0〜W4を介して各セル1〜4に接続され、各配線W0〜W4間の電圧を個別に計測してその計測結果をCPU23に与える。一方、電池監視ユニット20と検査機100とが接続されている場合(図1参照)には、配線Ws0〜Ws4を介して各電源P1〜P4に接続され、各配線Ws0〜Ws4間の電圧を個別に計測してその計測結果をCPU23に与える。
When the
以下では、電池監視ユニット20と検査機100とが接続されている場合(図1参照)に、電圧計測回路25が計測した電圧を「計測電圧」という。具体的には、配線Ws0と配線Ws1との間の電圧を計測電圧Es1といい、スイッチング素子S1に対応する。配線Ws1と配線Ws2との間の電圧を計測電圧Es2といい、スイッチング素子S2に対応する。配線Ws2と配線Ws3との間の電圧を計測電圧Es3といい、スイッチング素子S3に対応する。また、配線Ws3と配線Ws4との間の電圧を計測電圧Es4といい、スイッチング素子S4に対応する。なお、電圧計測回路25の計測可能範囲は0〜5Vとすればよい。
Hereinafter, when the
なお、電池監視ユニット20に外部との通信インターフェイスを備えさせ(例えば、後に説明する第2実施形態の通信部26)、これをパソコンなどと接続するとともに、そのパソコンから検査機100の電源P1〜P4の設定電圧も制御するようにして、電池監視ユニット20の検査を行うようにしてもよい。その場合、パソコンの画面上などに、電池監視ユニット20のバランサー回路31〜34の検査結果(正常、オン故障、オフ故障)などを表示するようにしてもよい。
In addition, the
1.2 第1実施形態による電池監視ユニット20の検査方法
以下では、スイッチング素子S2(またはバランサー回路32)の異常有無および異常原因を検査・判別する基本的な検査方法を例として説明する。このようにスイッチング素子S1〜S4のうちでスイッチング素子S2(またはバランサー回路32)を検査対象(本願の「検査対象均等化回路」に対応)としたとき、これに隣接するスイッチング素子S1、S3(またはバランサー回路31、33)(本願の「隣接均等化回路」に対応)をオフさせる必要がある。なお、スイッチング素子S1〜S4のうちで両端のいずれか(S1またはS4)の場合は、隣接するスイッチング素子は1つのみとなる。例えば、スイッチング素子S1に隣接するのはスイッチング素子S2のみだからである。
1.2 Inspection Method for
まず、電池監視部22は、検査対象となるスイッチング素子S2に隣接するスイッチング素子S1、S3をオフさせるとともに、スイッチング素子S2をオンさせる。その後、電源P2に対応する計測電圧Es2を電圧計測回路25によって計測して、この計測結果をメモリ24に保存する。
First, the
一定時間後に電池監視部22は、スイッチング素子S1、S3はオフのままでスイッチング素子S2をオフさせた後、電源P2に対応する計測電圧Es2を再び電圧計測回路25によって計測して、この結果もメモリ24に保存する。
After a predetermined time, the
このようにしてメモリ24に保存された2回の計測結果に基づき、例えば、それぞれの計測結果の値や変化(差分)が、予め想定している所定の閾値以上または所定範囲内にあるか否かなどによって、スイッチング素子S2の異常有無および異常原因を判別することができる。
Based on the two measurement results stored in the
(1)スイッチング素子S2が正常な場合
電池監視部22からスイッチング素子S2をオンさせるための制御信号が出力されてスイッチング素子S2がオンすると、電源P2の正側→検出抵抗Rs2→バランサー回路32(放電抵抗R2およびスイッチング素子S2)→検出抵抗Rs1→電源P2の負側という経路で電源P2が放電する。すると、検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1において電流方向に沿って電圧降下が生じるので、これらの電圧降下相当分を電源P2の設定電圧から引いた電圧が計測電圧Es2となる。
(1) When the switching element S2 is normal When a control signal for turning on the switching element S2 is output from the
一方、電池監視部22からスイッチング素子S2をオフさせるための制御信号が出力されてスイッチング素子S2がオフすると、電源P2は放電しないので、検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1における電圧降下は生じない。そのため、計測電圧Es2は電源P2の設定電圧に等しくなる。
On the other hand, when a control signal for turning off the switching element S2 is output from the
したがって、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときに、計測電圧Es2が電源P2の設定電圧より所定の閾値以上(検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1における電圧降下相当分)低くて、スイッチング素子S2をオフさせたときには、計測電圧Es2が電源P2の設定電圧に等しい場合は、検査対象であるスイッチング素子S2が正常であると判別できる。 Therefore, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, the measured voltage Es2 is equal to or higher than a predetermined threshold value than the set voltage of the power supply P2 (corresponding to a voltage drop in the detection resistor Rs2 and the detection resistor Rs1). When the switching element S2 is turned off and the measured voltage Es2 is equal to the set voltage of the power supply P2, it can be determined that the switching element S2 to be inspected is normal.
なお、例えば、設計上の放電電流が100mAで、検出抵抗Rs0〜Rs4がいずれも10Ωであれば、電圧降下は検出抵抗1つにつき1Vとなる。これらの値と検出誤差なども考慮して多少の余裕を持たせて閾値を定めることが好ましい。また、例えば、計測電圧Es2と電源P2の設定電圧を比較する場合でも、厳密に等しいかどうかではなく、検出誤差なども考慮して多少の幅を持たせた範囲内にあるかどうかで判別することが好ましい。このような判別のしかたは以下の説明でも同様であるが、それぞれの箇所での繰り返しは省略する。 For example, if the designed discharge current is 100 mA and the detection resistors Rs0 to Rs4 are all 10Ω, the voltage drop is 1 V per detection resistor. It is preferable to determine the threshold value with some allowance in consideration of these values and detection errors. Further, for example, even when the measured voltage Es2 and the set voltage of the power source P2 are compared, the determination is not based on whether or not they are strictly equal, but whether or not they are within a range having some width in consideration of detection errors and the like. It is preferable. This determination method is the same in the following description, but the repetition at each portion is omitted.
(2)スイッチング素子S2がオン故障している場合(短絡)
電池監視部22から出力されているスイッチング素子S2の制御信号に関わらず、スイッチング素子S2はオン状態である。そのため、計測電圧Es1が電源P2の設定電圧より所定の閾値以上(検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1における電圧降下相当分)低くなる。
(2) When switching element S2 is on-failed (short circuit)
Regardless of the control signal of the switching element S2 output from the
したがって、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときも、オフさせたときも、計測電圧Es2が電源P2の設定電圧より所定の閾値以上低い場合は、検査対象であるスイッチング素子S2がオン故障している可能性が高いと判別できる。 Therefore, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, and when the switching element S2 is turned off, if the measured voltage Es2 is lower than the set voltage of the power supply P2 by a predetermined threshold or more, the inspection object It can be determined that there is a high possibility that the switching element S2 is on-failure.
(3)スイッチング素子S2がオフ故障している場合(断線)
電池監視部22から出力されているスイッチング素子S2の制御信号に関わらず、スイッチング素子S2はオフ状態である。そのため、計測電圧Es1が電源P2の設定電圧に等しくなる。
(3) When switching element S2 has an off failure (disconnection)
Regardless of the control signal of the switching element S2 output from the
したがって、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときも、オフさせたときも、計測電圧Es2が電源P2の設定電圧に等しい場合は、検査対象であるスイッチング素子S2がオフ故障している可能性が高いと判別できる。 Therefore, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, and when the switching element S2 is turned off, the switching element to be inspected when the measured voltage Es2 is equal to the set voltage of the power source P2. It can be determined that there is a high possibility that S2 has an off-failure.
1.3 第1実施形態による電池監視ユニット20の別の検査方法
以下では、スイッチング素子S2(またはバランサー回路32)の異常有無および異常原因を検査・判別する別の検査方法を説明する。
1.3 Another Inspection Method for
まず、電池監視部22は、検査対象となるスイッチング素子S2に隣接するスイッチング素子S1、S3をオフさせるとともに、スイッチング素子S2をオンさせる。その後、電源P1に対応する計測電圧Es1と電源P3に対応する計測電圧Es3とを電圧計測回路25によってそれぞれ計測して、これらの計測結果をメモリ24に保存する。
First, the
一定時間後に電池監視部22は、スイッチング素子S1、S3はオフのままでスイッチング素子S2をオフさせた後、電源P1に対応する計測電圧Es1と電源P3に対応する計測電圧Es3とを再び電圧計測回路25によってそれぞれ計測して、これらの結果もメモリ24に保存する。
After a predetermined time, the
このようにしてメモリ24に保存された2回の計測結果に基づき、例えば、それぞれの計測結果の値や変化(差分)が、予め想定している所定の閾値以上または所定範囲内にあるか否かなどによって、スイッチング素子S2の異常有無および異常原因を判別することができる。
Based on the two measurement results stored in the
(1)スイッチング素子S2が正常な場合
電池監視部22からスイッチング素子S2をオンさせるための制御信号が出力されてスイッチング素子S2がオンすると、電源P2の正側→検出抵抗Rs2→バランサー回路32(放電抵抗R2およびスイッチング素子S2)→検出抵抗Rs1→電源P2の負側という経路で電源P2が放電する。すると、検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1において電流方向に沿って電圧降下が生じるので、検出抵抗Rs2では右側の電位が下降し、検出抵抗Rs1では右側の電位が上昇する。
(1) When the switching element S2 is normal When a control signal for turning on the switching element S2 is output from the
計測電圧Es1は、スイッチング素子S1がオフしているので、本来は電源P1の設定電圧に等しくなるはずである。ところが、上述のように検出抵抗Rs1の右側の電位が上昇しているため、その上昇分だけ計測電圧Es1が電源P1の設定電圧より高くなる。同様に、計測電圧Es3は、スイッチング素子S3がオフしているので、本来は電源P3の設定電圧に等しくなるはずであるが、上述のように検出抵抗Rs2の右側の電位が下降しているため、その下降分だけ計測電圧Es3が電源P3の設定電圧より高くなる。 The measurement voltage Es1 is supposed to be equal to the set voltage of the power supply P1 because the switching element S1 is off. However, since the potential on the right side of the detection resistor Rs1 has increased as described above, the measurement voltage Es1 becomes higher than the set voltage of the power supply P1 by the increase. Similarly, the measurement voltage Es3 should originally be equal to the set voltage of the power supply P3 because the switching element S3 is turned off, but because the potential on the right side of the detection resistor Rs2 is lowered as described above. The measured voltage Es3 becomes higher than the set voltage of the power source P3 by the amount of the decrease.
一方、電池監視部22からスイッチング素子S2をオフさせるための制御信号が出力されてスイッチング素子S2がオフすると、電源P2は放電しないので、検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1における電圧降下は生じない。そのため、計測電圧Es1は電源P1の設定電圧に等しくなり、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧に等しくなる
On the other hand, when a control signal for turning off the switching element S2 is output from the
したがって、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときに、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧より高くて、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧より高く、スイッチング素子S2をオフさせたときには、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧に等しくて、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧に等しい場合は、検査対象であるスイッチング素子S2が正常であると判別できる。 Therefore, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, the measured voltage Es1 is higher than the set voltage of the power source P1, and the measured voltage Es3 is also higher than the set voltage of the power source P3. When the element S2 is turned off, when the measured voltage Es1 is equal to the set voltage of the power supply P1 and the measured voltage Es3 is also equal to the set voltage of the power supply P3, it can be determined that the switching element S2 to be inspected is normal.
(2)スイッチング素子S2がオン故障している場合(短絡)
電池監視部22からスイッチング素子S2をオンさせるための制御信号が出力されたとき、スイッチング素子S2は故障しているもののオン状態であることに変わりはない。そのため、(1)前半と同様に、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧より高くなり、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧より高くなる。
(2) When switching element S2 is on-failed (short circuit)
When the control signal for turning on the switching element S2 is output from the
一方、電池監視部22からスイッチング素子S2をオフさせるための制御信号が出力されたとき、スイッチング素子S2は故障のためオン状態のままである。そのため、(1)後半とは異なり、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧より高くなり、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧より高くなる。
On the other hand, when a control signal for turning off the switching element S2 is output from the
したがって、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときに、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧より高くて、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧より高く、スイッチング素子S2をオフさせたときにも、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧より高くて、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧より高い場合は、検査対象であるスイッチング素子S2がオン故障している可能性が高いと判別できる。 Therefore, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, the measured voltage Es1 is higher than the set voltage of the power source P1, and the measured voltage Es3 is also higher than the set voltage of the power source P3. Even when the element S2 is turned off, if the measured voltage Es1 is higher than the set voltage of the power supply P1 and the measured voltage Es3 is also higher than the set voltage of the power supply P3, the switching element S2 to be inspected is on-failed. It can be determined that the possibility is high.
(3)スイッチング素子S2がオフ故障している場合(断線)
電池監視部22からスイッチング素子S2をオンさせるための制御信号が出力されたとき、スイッチング素子S2は故障のためオフ状態のままである。そのため、(1)前半とは異なり、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧に等しく、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧に等しくなる。
(3) When switching element S2 has an off failure (disconnection)
When the control signal for turning on the switching element S2 is output from the
一方、電池監視部22からスイッチング素子S2をオフさせるための制御信号が出力されたとき、スイッチング素子S2は故障しているもののオフ状態であることに変わりはない。そのため、(1)後半と同様に、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧に等しく、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧に等しくなる。
On the other hand, when the control signal for turning off the switching element S2 is output from the
したがって、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときに、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧に等しくて、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧に等しく、スイッチング素子S2をオフさせたときにも、計測電圧Es1が電源P1の設定電圧に等しくて、計測電圧Es3も電源P3の設定電圧に等しい場合は、検査対象であるスイッチング素子S2がオフ故障している可能性が高いと判別できる。 Therefore, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, the measured voltage Es1 is equal to the set voltage of the power supply P1, and the measured voltage Es3 is also equal to the set voltage of the power supply P3. Even when the element S2 is turned off, if the measured voltage Es1 is equal to the set voltage of the power supply P1 and the measured voltage Es3 is also equal to the set voltage of the power supply P3, the switching element S2 to be inspected is in an off failure. It can be determined that the possibility is high.
他のスイッチング素子S1、S3、S4(または他のバランサー回路31、33、34)についても同様に異常有無および異常原因を検査・判別できる。
With respect to the other switching elements S1, S3, S4 (or
以上で説明した第1実施形態の構成によれば、電池監視ユニット20内のスイッチング素子S1〜S4(またはバランサー回路31〜34)の異常検出のために必要な電圧降下素子(検出抵抗Rs0〜Rs4)は、電池監視ユニット20ではなく検査機100に内蔵されている。そのため、検査を終えて出荷される電池監視ユニット20には本来不要な電圧降下素子(検出抵抗Rs0〜Rs4)が含まれない。これにより、通常使用時における電池パック10内の各セルの電圧検出精度に悪影響を与えることはなく、製品コストを増大させることもないという効果を奏する。
According to the configuration of the first embodiment described above, the voltage drop elements (detection resistors Rs0 to Rs4) necessary for detecting the abnormality of the switching elements S1 to S4 (or
なお、特許文献2に記載の技術を適用すれば、スイッチング素子S1〜S4の異常有無および異常原因をより効率的に検査・判別することが可能となる。
If the technique described in
<第1実施形態の変形例>
図3は、本発明の第1実施形態の変形例に係る検査機100Aを用いて検査を行うために電池監視ユニット20を接続した場合の全体構成を示す概略図である。
<Modification of First Embodiment>
FIG. 3 is a schematic diagram showing an overall configuration when the
上述した第1実施形態に係る検査機100では、配線W0〜W4のすべてに検出抵抗Rs0〜Rs4がそれぞれ挿入されていた。しかし、例えば、スイッチング素子S2の異常有無および異常原因を検査・判別するには、これに対応する電源P2に接続された一対の配線Ws1および配線Ws2に挿入されている検出抵抗Rs1および検出抵抗Rs2の少なくとも一方が存在すればよい。検出抵抗Rs2のみが存在すると仮定すれば、スイッチング素子S2がオンして電源P2が放電するとき、検出抵抗Rs2で電圧降下が生じるが、このことは計測電圧Es3が電源P3の設定電圧より高いか否かだけで確認可能だからである。他のスイッチング素子S1、S3、S4についても同様である。
In the
そこで、例えば図3に示すように、検査機100から検出抵抗Rs1および検出抵抗Rs3を省いた検査機100Aを代わりに用いても、電池監視ユニット20のメモリ24に予め書き込んでおくスイッチ故障検出プログラムを多少修正するだけで、すべてのスイッチング素子S1〜S4の異常有無および異常原因を検査・判別できる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 3, a switch failure detection program written in advance in the
以上で説明した第1実施形態の変形例の構成によれば、第1実施形態による作用効果に加えて、検査機100を若干コストダウンできるという効果を奏する。
According to the configuration of the modified example of the first embodiment described above, in addition to the operational effects of the first embodiment, there is an effect that the cost of the
<第2実施形態>
2.1 第2実施形態の構成
図4は、本発明の第2実施形態に係る検査機200を用いて検査を行うために電池監視ユニット20を接続した場合の全体構成を示す概略図である。なお、第1実施形態およびその変形例と同一の構成部材には同一の参照符号を付すこととし、以下では主として相違点について説明する。
Second Embodiment
2.1 Configuration of Second Embodiment FIG. 4 is a schematic diagram showing an overall configuration when the
図4に示すように、検査機200を用いた電池監視ユニット20の検査は、検査機側コネクタ201と電池監視ユニット側コネクタ21とを連結することで検査機200および電池監視ユニット20を電気的に接続した状態で行われる。なお、検査を終えて出荷された電池監視ユニット20が、実使用時には、図2に示すように、電池監視ユニット側コネクタ21と電池パック側コネクタ11とを連結することで電池パック10に電気的に接続されるのは、第1実施形態やその変形例の場合と同じである。
As shown in FIG. 4, the inspection of the
電池監視ユニット20の電池監視部22は、外部との通信を行う通信部26をさらに備えている。
The
一方、検査機200には、図4に示すように、第1実施形態における検出抵抗Rs0〜Rs4の代わりに、配線Ws0〜Ws4の電流検出に必要な電流検出素子(電流検出回路)としてホール素子H0〜H4がそれぞれ挿入されている。これらのホール素子H0〜H4は電圧出力タイプとし、マイナス側出力は接地しておく(図示は省略)。なお、電流検出素子としては、ホール素子に限らない。例えば、磁気素子によって電流検出を行うようにしてもよい。
On the other hand, in the
さらに、ホール素子H0〜H4の電流検出信号が入力されるとともに、電池監視ユニット20の電池監視部22の通信部26との通信を行ったり各種データを記憶する通信・制御部202が備えられている。なお、通信・制御部202と通信部26とは、通信線Wによって相互通信可能に接続されている。ただし、この通信線Wは、図2に示したように、少なくとも電池パック10には必要ないので、検査機側コネクタ201以外の経路を用いることが好ましい。
Further, a current detection signal of the Hall elements H0 to H4 is input, and a communication /
2.2 第2実施形態による電池監視ユニット20の検査方法
次に、スイッチング素子S2(またはバランサー回路32)の異常有無および異常原因を検査・判別する最も基本的な方法を例として説明する。
2.2 Method for Inspecting
まず、通信・制御部202が通信部26を介して電池監視部22のCPU23に指令して、検査対象となるスイッチング素子S2に隣接するスイッチング素子S1、S3をオフさせるとともに、スイッチング素子S2をオンさせる。このとき、配線Ws1の電流の有無はホール素子H1の電流検出信号に現れ、配線Ws2の電流の有無はホール素子H2の電流検出信号に現れるので、これらの電流検出結果を記憶する。
First, the communication /
一定時間後に電池監視部22は、通信・制御部202が通信部26を介して電池監視部22のCPU23に指令して、スイッチング素子S1、S3はオフのままでスイッチング素子S2をオフさせた後、ホール素子H1およびホール素子H2による電流検出結果も記憶する。
After a predetermined time, the
このように記憶された各電流検出結果に基づくと、スイッチング素子S2の異常有無および異常原因は、次のように判別することができる。 Based on the current detection results stored in this manner, the presence / absence of abnormality of the switching element S2 and the cause of abnormality can be determined as follows.
すなわち、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときに、ホール素子H1およびホール素子H2に所定の閾値以上の電流が流れており、スイッチング素子S2をオフさせたときにホール素子H1およびホール素子H2に電流が流れていなければ、検査対象であるスイッチング素子S2が正常であると判別できる。例えば、設計上の放電電流が100mAであれば、この値を考慮して閾値を定めればよい。 That is, when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, a current exceeding a predetermined threshold value flows through the Hall element H1 and the Hall element H2, and the switching element S2 is turned off. Sometimes, if no current flows through the Hall element H1 and the Hall element H2, it can be determined that the switching element S2 to be inspected is normal. For example, if the designed discharge current is 100 mA, the threshold value may be determined in consideration of this value.
また、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2のオン/オフいずれのときにもホール素子H1およびホール素子H2に所定の閾値以上の電流が流れていれば、検査対象であるスイッチング素子S2がオン故障している可能性が高いと判別できる。 In addition, if a current equal to or higher than a predetermined threshold flows through the Hall element H1 and the Hall element H2 when the switching element S2 is turned on / off in a state where the switching elements S1 and S3 are turned off, it is an inspection target. It can be determined that there is a high possibility that the switching element S2 is on-failed.
逆に、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2のオン/オフいずれのときにもホール素子H1およびホール素子H2に電流が流れていなければ、検査対象であるスイッチング素子S2がオフ故障している可能性が高いと判別できる。 On the other hand, if no current flows through the Hall element H1 and the Hall element H2 when the switching element S2 is turned on / off in a state where the switching elements S1 and S3 are turned off, the switching element S2 to be inspected is It can be determined that there is a high possibility of an off-failure.
以上で説明した第2実施形態の構成によれば、電池監視ユニット20内のスイッチング素子S1〜S4(またはバランサー回路31〜34)の異常検出のために必要な電流検出素子(ホール素子H0〜H4)は、電池監視ユニット20ではなく検査機200に内蔵されている。そのため、検査を終えて出荷される電池監視ユニット20には電流検出素子(ホール素子H0〜H4)が含まれない。これにより、通常使用時における電池パック10内の各セルの電圧検出精度に悪影響を与えることはなく、製品コストを増大させることもないという効果を奏する。
According to the configuration of the second embodiment described above, the current detection elements (Hall elements H0 to H4) necessary for detecting the abnormality of the switching elements S1 to S4 (or the
<第2実施形態の変形例1>
図5は、本発明の第2実施形態の変形例1に係る検査機200Aを用いて検査を行うために電池監視ユニット20を接続した場合の全体構成を示す概略図である。なお、第1実施形態およびその変形例、第2実施形態と同一の構成部材には同一の参照符号を付すこととし、以下では主として第2実施形態からの相違点について説明する。
<Modification Example 1 of Second Embodiment>
FIG. 5 is a schematic diagram showing an overall configuration when the
この変形例1は、第2実施形態の検査機200において、ホール素子H0〜H4を、検出抵抗Rs0〜Rs4(第1実施形態の検査機100参照)にそれぞれ置換するとともに、通信・制御部202を、電圧測定機能をさらに備える通信・制御部202A(スイッチ故障検出プログラムも一部修正)に置換し、検出抵抗Rs0〜Rs4の各両端と通信・制御部202Aとの間の配線も追加したものである。
This
この変形例1の構成によれば、例えば、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときの検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1の各両端の電圧の計測結果(所定の閾値以上の電圧降下が生じているか、電圧降下が生じていないか)と、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオフさせたときの検出抵抗Rs2および検出抵抗Rs1の各両端の電圧の計測結果(所定の閾値以上の電圧降下が生じているか、電圧降下が生じていないか)とに基づいて、スイッチング素子S2の異常有無および異常原因を判別することができる。 According to the configuration of the first modification, for example, the measurement results (predetermined voltages of both ends of the detection resistor Rs2 and the detection resistor Rs1 when the switching device S2 is turned on while the switching devices S1 and S3 are turned off). Of the detection resistance Rs2 and the detection resistance Rs1 when the switching element S2 is turned off while the switching elements S1 and S3 are turned off. Based on the measurement results of the voltages at both ends (whether a voltage drop equal to or greater than a predetermined threshold has occurred, or whether a voltage drop has occurred), the presence / absence of abnormality of the switching element S2 and the cause of abnormality can be determined.
<第2実施形態の変形例2>
図6は、本発明の第2実施形態の変形例2に係る検査機200Bを用いて検査を行うために電池監視ユニット20を接続した場合の全体構成を示す概略図である。なお、第1実施形態およびその変形例、第2実施形態およびその変形例1と同一の構成部材には同一の参照符号を付すこととし、以下では主として第2実施形態からの相違点について説明する。
<
FIG. 6 is a schematic diagram showing an overall configuration when the
この変形例2は、第2実施形態の検査機200において、ホール素子H0〜H4を、検出抵抗Rs0〜Rs4(第1実施形態の検査機100参照)にそれぞれ置換するとともに、通信・制御部202のスイッチ故障検出プログラムも一部修正して、電池監視ユニット20の電池監視部22から通信部26を介して計測電圧Es1〜Es4を任意に取得可能にした通信・制御部202Bを用いるものである。
This
この変形例2の構成によれば、例えば、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオンさせたときの計測電圧Es2と、スイッチング素子S1、S3をオフさせている状態でスイッチング素子S2をオフさせたときの計測電圧Es2とに基づいて、第1実施形態と同様にスイッチング素子S2の異常有無および異常原因を判別することができる。 According to the configuration of the second modification, for example, the measurement voltage Es2 when the switching element S2 is turned on while the switching elements S1 and S3 are turned off, and the switching element S1 and S3 are turned off. Based on the measured voltage Es2 when the switching element S2 is turned off, the presence / absence of the abnormality of the switching element S2 and the cause of the abnormality can be determined as in the first embodiment.
<その他の実施形態>
第2実施形態の検査機200において、第1実施形態の変形例と同様に、例えば、ホール素子H1およびホール素子H3を省いても、通信・制御部202用のスイッチ故障検出プログラムを多少修正すれば、すべてのスイッチング素子S1〜S4の異常有無および異常原因を検査・判別できる。
<Other embodiments>
In the
また、第2実施形態の変形例1の検査機200A、変形例2の検査機200Bにおいても、第1実施形態の変形例と同様に、例えば、検出抵抗Rs1および検出抵抗Rs3を省いても、通信・制御部202A、202B用の各スイッチ故障検出プログラムを多少修正すれば、すべてのスイッチング素子S1〜S4の異常有無および異常原因を検査・判別できる。
Further, in the
あるいは、第1実施形態やその変形例と同様に、電池監視ユニット20内のCPU23を検査の主体とし、電圧計測回路25による計測電圧を参照する代わりに、通信・制御部202との通信を介してホール素子H0〜H4の電流検出結果を得て、それに基づいてすべてのスイッチング素子S1〜S4の異常有無および異常原因を検査・判別することも可能である。
Alternatively, as in the first embodiment and its modifications, the
なお、本発明は、その主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 It should be noted that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-mentioned embodiment is only a mere illustration in all points, and should not be interpreted limitedly. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
1〜4 セル
10 電池パック
11 電池パック側コネクタ
20 電池監視ユニット
21 電池監視ユニット側コネクタ
22 電池監視部
23 CPU
24 メモリ
25 電圧計測回路
26 通信部
31〜34 バランサー回路
100 検査機
101 検査機側コネクタ
100A 検査機
200 検査機
200A 検査機
200B 検査機
201 検査機側コネクタ
202 通信・制御部
202A 通信・制御部
202B 通信・制御部
P1〜P4 電源
R1〜R4 放電抵抗
Rs0〜Rs4 検出抵抗
S1〜S4 スイッチング素子
W 通信線
W0〜W4 配線
Ws0〜Ws4 配線
1 to 4
24
Claims (4)
前記均等化回路(31〜34)のうちで検査対象を検査対象均等化回路と、これに隣接する前記均等化回路を隣接均等化回路とそれぞれ呼ぶこととし、
前記蓄電モジュール(10)に含まれる単位電池(1〜4)と同数の直列接続された電源(P1〜P4)と、これらの各電源(P1〜P4)の間および前記各電源(P1〜P4)全体の両端にそれぞれ接続された配線(Ws0〜Ws4)と、前記各電源(P1〜P4)に接続された一対の前記配線(Ws0〜Ws4)の少なくとも一方にそれぞれ設けられた放電状態検出手段(Rs0〜Rs4,H0〜H4)とを備える検査装置(100,100A,200,200A,200B)と前記電池監視ユニット(20)とを接続する接続工程と、
前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電中に、前記検査対象均等化回路の放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測する第1計測工程と、
前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電停止中に、前記検査対象均等化回路の前記放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測する第2計測工程と、
前記第1計測工程および前記第2計測工程における各計測結果に基づいて、前記検査対象均等化回路の異常を判別する判別工程と
を含むことを特徴とする、電池監視ユニット(20)の検査方法。 An equalization circuit that is connected to a power storage module (10) in which a plurality of unit cells (1 to 4) are connected in series, and is connected in parallel to the unit cells (1 to 4) to discharge and stop discharge ( 31 to 34), and the battery monitoring unit (20) for monitoring the power storage module (10),
Among the equalization circuits (31 to 34), the inspection target is referred to as an inspection target equalization circuit, and the equalization circuit adjacent thereto is referred to as an adjacent equalization circuit, respectively.
The same number of power supplies (P1 to P4) connected in series as the unit batteries (1 to 4) included in the power storage module (10), and between these power supplies (P1 to P4) and the power supplies (P1 to P4) ) Discharge state detection means provided on at least one of the wires (Ws0 to Ws4) connected to both ends of the whole and the pair of wires (Ws0 to Ws4) connected to the power sources (P1 to P4), respectively. A connection step of connecting the battery monitoring unit (20) with an inspection device (100, 100A, 200, 200A, 200B) comprising (Rs0 to Rs4, H0 to H4);
A first measurement step of measuring the discharge state of the inspection target equalization circuit using the corresponding discharge state detection means while the discharge by the adjacent equalization circuit is stopped and during the discharge by the inspection target equalization circuit When,
The discharge state of the inspection object equalization circuit is measured using the corresponding discharge state detection means while the discharge is stopped by the adjacent equalization circuit and the discharge is stopped by the inspection object equalization circuit. Measuring process,
An inspection method for the battery monitoring unit (20), comprising: a determination step of determining an abnormality of the inspection target equalizing circuit based on each measurement result in the first measurement step and the second measurement step. .
前記放電状態検出手段(Rs0〜Rs4,H0〜H4)は、電圧降下素子(Rs0〜Rs4)であり、
前記第1計測工程では、前記検査対象均等化回路の両端電圧を計測し、
前記第2計測工程では、前記検査対象均等化回路の前記両端電圧を計測する
ことを特徴とする、電池監視ユニット(20)の検査方法 In the inspection method of the battery monitoring unit (20) according to claim 1,
The discharge state detection means (Rs0 to Rs4, H0 to H4) are voltage drop elements (Rs0 to Rs4),
In the first measurement step, the voltage across the inspection target equalizing circuit is measured,
In the second measuring step, the voltage across the test target equalizing circuit is measured, and the battery monitoring unit (20) inspection method
前記放電状態検出手段(Rs0〜Rs4,H0〜H4)は、電流検出素子(H0〜H4)であり、
前記第1計測工程では、前記検査対象均等化回路に流れる電流を計測し、
前記第2計測工程では、前記検査対象均等化回路に流れる前記電流を計測する
ことを特徴とする、電池監視ユニット(20)の検査方法 In the inspection method of the battery monitoring unit (20) according to claim 1,
The discharge state detection means (Rs0 to Rs4, H0 to H4) are current detection elements (H0 to H4),
In the first measurement step, a current flowing through the inspection object equalization circuit is measured,
In the second measurement step, the current flowing through the inspection target equalizing circuit is measured, and the inspection method for the battery monitoring unit (20)
前記均等化回路(31〜34)のうちで検査対象を検査対象均等化回路と、これに隣接する前記均等化回路を隣接均等化回路とそれぞれ呼ぶこととし、
前記蓄電モジュール(10)に含まれる単位電池(1〜4)と同数の直列接続された電源(P1〜P4)と、
これらの各電源(P1〜P4)の間および前記各電源(P1〜P4)全体の両端にそれぞれ接続された配線(Ws0〜Ws4)と、
前記各電源(P1〜P4)に接続された一対の前記配線(Ws0〜Ws4)の少なくとも一方にそれぞれ設けられた放電状態検出手段(Rs0〜Rs4,H0〜H4)と、
前記電池監視ユニット(20)との通信を介して前記均等化回路(31〜34)をそれぞれ制御するとともに、前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電中に前記検査対象均等化回路の放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測した第1計測結果と、前記隣接均等化回路による放電停止中で且つ前記検査対象均等化回路による放電停止中に前記検査対象均等化回路の前記放電状態を、対応する前記放電状態検出手段を利用して計測した第2計測結果とに基づいて、前記検査対象均等化回路の異常を判別する制御部(202,202A,202B)と
を備えることを特徴とする、電池監視ユニット(20)の検査装置(200,200A,200B)。 An equalization circuit that is connected to a power storage module (10) in which a plurality of unit cells (1 to 4) are connected in series, and is connected in parallel to the unit cells (1 to 4) to discharge and stop discharge ( 31 to 34) and an inspection device (200, 200A, 200B) of the battery monitoring unit (20) for monitoring the power storage module (10),
Among the equalization circuits (31 to 34), the inspection target is referred to as an inspection target equalization circuit, and the equalization circuit adjacent thereto is referred to as an adjacent equalization circuit, respectively.
The same number of unit-connected power supplies (P1 to P4) as the unit batteries (1 to 4) included in the power storage module (10);
Wires (Ws0 to Ws4) connected between the power sources (P1 to P4) and to both ends of the power sources (P1 to P4),
Discharge state detection means (Rs0 to Rs4, H0 to H4) provided on at least one of the pair of wirings (Ws0 to Ws4) connected to the power sources (P1 to P4);
The equalization circuits (31 to 34) are respectively controlled through communication with the battery monitoring unit (20), and the discharge is stopped by the adjacent equalization circuit and the discharge is performed by the inspection target equalization circuit. The first measurement result obtained by measuring the discharge state of the inspection target equalization circuit using the corresponding discharge state detection means, the discharge being stopped by the adjacent equalization circuit, and the discharge being stopped by the inspection target equalization circuit And a controller (202) for determining abnormality of the inspection object equalization circuit based on a second measurement result obtained by measuring the discharge state of the inspection object equalization circuit using the corresponding discharge state detection means. 202A, 202B), an inspection device (200, 200A, 200B) for the battery monitoring unit (20).
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