JP6626741B2 - Battery system controller - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリシステム制御装置に関するものである。   The present invention relates to a battery system control device.

鉛蓄電池などの安価なメインバッテリと、頻繁な充放電に対する耐久性の高いニッケル蓄電池、リチウム蓄電池などの高性能なサブバッテリと、の一対のバッテリを車両に搭載することが提案されている。これにより、アイドルストップ中における電気負荷への電力供給や回生充電はサブバッテリが優先的に実施することにより鉛蓄電池の劣化軽減を図る。一方、車両を駐車する場合など、長期にわたって要求される電力供給(暗電流)に対しては、安価な鉛蓄電池が実施することで、高性能バッテリを小容量化してコストアップ抑制を図っている。   It has been proposed to mount a pair of batteries of a low-cost main battery such as a lead storage battery and a high-performance sub-battery such as a nickel storage battery and a lithium storage battery having high durability against frequent charging and discharging on a vehicle. Thus, the power supply to the electric load and the regenerative charging during the idling stop are performed by the sub-battery preferentially, so that the deterioration of the lead storage battery is reduced. On the other hand, for power supply (dark current) required over a long period of time, such as when parking a vehicle, an inexpensive lead-acid battery is implemented to reduce the capacity of a high-performance battery and reduce cost. .

また、発電機及びメインバッテリと、サブバッテリと、の間にFET(半導体スイッチ)を設け、回生せずに内燃機関を運転させている通常運転時にはFETをオフして、サブバッテリを充電せずに空き容量を大きくし、回生運転時にはFETをオンして、サブバッテリを回生充電させることにより、回生充電量の増大を図ることが提案されている。   Further, an FET (semiconductor switch) is provided between the generator and the main battery and the sub-battery, and during normal operation in which the internal combustion engine is operated without regeneration, the FET is turned off and the sub-battery is not charged. It has been proposed to increase the amount of regenerative charge by increasing the free capacity and turning on the FET during regenerative operation to regeneratively charge the sub-battery.

FETは、オフ時の寄生ダイオードを通じた通電を防止するため、寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きになるように直列接続された一対が設けられている。   The FET is provided with a pair connected in series such that the forward direction of the parasitic diode is opposite to that of the FET in order to prevent conduction through the parasitic diode when the FET is off.

また、上述したバッテリシステム制御装置は、一対のFETのオン時に発電機からサブバッテリに大きな充電電流が流れるため、発電機の発電量が急激に増大する。このため、発電時の駆動源となっているエンジンのトルク変動が大きくなり、走行性能が悪くなる、という問題がある。   Further, in the above-described battery system control device, when a pair of FETs are turned on, a large charging current flows from the generator to the sub-battery, so that the power generation amount of the generator rapidly increases. For this reason, there is a problem that torque fluctuation of the engine which is a driving source at the time of power generation becomes large and running performance is deteriorated.

そこで、一対のFETのオン時に一対のFETに0から徐々に増加するゲート電圧を供給して充電電流を抑え、走行性能の悪化を防ぐことが提案されている(特許文献1)。しかしながら、一対のFETに同じゲート電圧を与えると、バッテリ電圧の低いサブバッテリ側に設けられたFET(以下サブFET)よりもバッテリ電圧の高いメインバッテリ側に設けられたFET(以下、メインFET)の方に発熱が集中する、という問題があった。   Therefore, it has been proposed that when the pair of FETs is turned on, a gate voltage that gradually increases from 0 is supplied to the pair of FETs to suppress the charging current and prevent the running performance from deteriorating (Patent Document 1). However, when the same gate voltage is applied to a pair of FETs, an FET provided on a main battery side (hereinafter, referred to as a main FET) having a higher battery voltage than an FET provided on a sub-battery side having a lower battery voltage (hereinafter referred to as a sub-FET). There is a problem that heat is concentrated toward the person.

この理由を図5及び図6を用いて説明する。ゲート電圧Vgsがしきい値電圧以上になると、図5(B)に示すように、一対のFETが導通して、ゲート電圧Vgsの増加に応じて、メインバッテリからサブバッテリに流れる電流Idが徐々に増加する。また、図5(A)に示すように、ゲート電圧Vgsの増加に応じて、メインバッテリの電圧Vmainは徐々に減少すると共に、サブバッテリの電圧Vsubは徐々に増加し、その後、ゲート電圧Vgsが十分に大きくなると、メインバッテリ、サブバッテリの電圧Vmain、Vsubは等しくなる。   The reason will be described with reference to FIGS. When the gate voltage Vgs becomes equal to or higher than the threshold voltage, as shown in FIG. 5B, the pair of FETs conducts, and the current Id flowing from the main battery to the sub-battery gradually increases as the gate voltage Vgs increases. To increase. Further, as shown in FIG. 5A, as the gate voltage Vgs increases, the voltage Vmain of the main battery gradually decreases, the voltage Vsub of the sub-battery gradually increases, and thereafter, the gate voltage Vgs decreases. When the voltage is sufficiently large, the voltages Vmain and Vsub of the main battery and the sub-battery become equal.

このとき、共通接続された一対のFETのソース電圧Vsは、サブバッテリ側に張り付きサブバッテリの電圧とほぼ同じとなる。このため、ゲート電圧Vgsが十分に大きくなるまでの期間Tにおいては、メインFETのドレイン-ソース電圧(以下Vds)>サブFETのVdsとなり、発熱がメインFETに偏る。   At this time, the source voltage Vs of the pair of commonly connected FETs is substantially the same as the voltage of the sub-battery sticking to the sub-battery side. For this reason, in the period T until the gate voltage Vgs becomes sufficiently large, the drain-source voltage (hereinafter, Vds) of the main FET> Vds of the sub-FET, and the heat is biased to the main FET.

しかも、図6に示すように、サブFETは常時、飽和領域で動作するが、メインFETのVdsは大きいため、メインFETは通電し始めは能動領域で動作し、その後、ゲート電圧Vgsが十分大きくなると飽和領域で動作する。このため、メインFETの方が、サブFETよりも抵抗が大きくなり、発熱がメインFETに偏る。   Further, as shown in FIG. 6, the sub-FET always operates in the saturation region, but since the Vds of the main FET is large, the main FET operates in the active region at the beginning of energization, and thereafter the gate voltage Vgs is sufficiently large. Then, it operates in the saturation region. For this reason, the resistance of the main FET is higher than that of the sub-FET, and heat is distributed to the main FET.

また、0から徐々に増加するゲート電圧を供給すると、ゲート電圧が半導体スイッチのしきい値電圧以上まで上昇しないと半導体スイッチがオンしないため、オンするまでの時間が長くなる、という問題があった。   In addition, when a gate voltage that gradually increases from 0 is supplied, the semiconductor switch does not turn on unless the gate voltage rises to the threshold voltage of the semiconductor switch or more, so that there is a problem that the time until the semiconductor switch turns on becomes long. .

特開2012−80706号公報JP 2012-80706 A

そこで、本発明は、一対の半導体スイッチの発熱をほぼ同じにして、発熱を分散できるバッテリシステム制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a battery system control device capable of dispersing heat generation by making the heat generation of a pair of semiconductor switches substantially the same.

上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、一対のバッテリの間に、寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きになるように直列接続された一対の半導体スイッチと、前記一対の半導体スイッチの各々にゲート電圧を供給して、前記一対の半導体スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段と、を備え、前記スイッチ制御手段は、前記一対の半導体スイッチをオフからオンに制御するとき、徐々に増加する除変電圧をゲート電圧として供給した後、一定電圧をゲート電圧として供給するバッテリシステム制御装置において、前記スイッチ制御手段は、前記一対のバッテリのうちに電圧の低い側に接続された前記半導体スイッチに供給する除変電圧を、電圧の高い側に接続された前記半導体スイッチに供給する除変電圧によりも低くすることを特徴とするバッテリシステム制御装置である。   The invention according to claim 1 has been made to solve the above-mentioned problem. A pair of semiconductor switches connected in series between a pair of batteries so that the forward directions of the parasitic diodes are opposite to each other; A switch control unit that supplies a gate voltage to each of the semiconductor switches and controls on / off of the pair of semiconductor switches.When the switch control unit controls the pair of semiconductor switches from off to on, In the battery system control device that supplies a gradually increasing variable voltage as a gate voltage and then supplies a constant voltage as a gate voltage, the switch control unit is connected to a lower voltage side of the pair of batteries. The variable voltage supplied to the semiconductor switch is determined by the variable voltage supplied to the semiconductor switch connected to the higher voltage side. A battery system control apparatus characterized by lower.

請求項2記載の発明は、前記スイッチ制御手段は、前記一対の半導体スイッチをオンからオフに制御するとき、徐々に減少する除変電圧をゲート電圧として供給することを特徴とする請求項1に記載のバッテリシステム制御装置である。   The invention according to claim 2 is characterized in that, when controlling the pair of semiconductor switches from on to off, the switch control means supplies a gradually decreasing variable voltage as a gate voltage. It is a battery system control device of a statement.

請求項3記載の発明は、前記スイッチ制御手段は、0よりも大きい所定電圧から徐々に増加する前記除変電圧をゲート電圧として供給することを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリシステム制御装置である。   3. The battery system according to claim 1, wherein the switch control unit supplies the variable voltage gradually increasing from a predetermined voltage larger than 0 as a gate voltage. It is a control device.

請求項4記載の発明は、前記スイッチ制御手段は、コンデンサを充電又は放電することにより除変電圧を生成する除変電圧生成手段と、前記一定電圧を生成する一定電圧生成手段と、を有することを特徴とする請求項1〜3何れか1項に記載のバッテリシステム制御装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the switch control means includes a variable voltage generating means for generating a variable voltage by charging or discharging a capacitor, and a constant voltage generating means for generating the constant voltage. The battery system control device according to any one of claims 1 to 3, wherein

請求項5記載の発明は、前記スイッチ制御手段は、前記除変電圧生成手段が生成した前記除変電圧をシフトダウンする電圧シフト手段をさらに有し、前記一対のバッテリのうち電圧の高い側に接続された前記半導体スイッチに前記除変電圧生成手段が生成した除変電圧を供給し、低い側に接続された前記半導体スイッチに前記電圧シフト手段によりシフトダウンされた除変電圧を供給することを特徴とする請求項4に記載のバッテリシステム制御装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, the switch control unit further includes a voltage shift unit that shifts down the variable voltage generated by the variable voltage generation unit, and a voltage shift unit that shifts a voltage higher than the pair of batteries. Supplying the variable voltage generated by the variable voltage generation means to the connected semiconductor switch, and supplying the variable voltage shifted down by the voltage shift means to the semiconductor switch connected to the lower side. A battery system control device according to claim 4, wherein:

以上説明したように請求項1記載の発明によれば、一対のバッテリのうち電圧の低い側に接続された半導体スイッチに供給する除変電圧を、電圧の高い側に接続された半導体スイッチに供給する除変電圧よりも低くする。これにより、電圧の低い側に接続された半導体スイッチが、電圧の高い側に接続された半導体スイッチよりも遅れてゲート電圧がしきい値電圧以上となるため、一対の半導体スイッチの発熱をほぼ同じにして、発熱を分散できる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, the variable voltage supplied to the semiconductor switch connected to the lower voltage side of the pair of batteries is supplied to the semiconductor switch connected to the higher voltage side. Lower than the elimination voltage. As a result, the gate voltage of the semiconductor switch connected to the lower voltage side becomes higher than the threshold voltage later than the semiconductor switch connected to the higher voltage side. Then, heat generation can be dispersed.

請求項2記載の発明によれば、電圧の低い側に接続された半導体スイッチが、電圧の高い側に接続された半導体スイッチよりも早くゲート電圧がしきい値電圧以下となるため、一対の半導体スイッチの発熱をほぼ同じにして、発熱を分散できる。   According to the second aspect of the present invention, the gate voltage of the semiconductor switch connected to the low voltage side becomes lower than the threshold voltage earlier than the semiconductor switch connected to the high voltage side. The heat generation of the switch can be made substantially the same, and the heat generation can be dispersed.

請求項3記載の発明によれば、除変電圧は0よりも大きい所定電圧から徐々に増加する。これにより、除変電圧が0から所定電圧に上昇するまでの時間を待つ必要なくなり、除変電圧を迅速にしきい値電圧以上にして、半導体スイッチを非通電状態から通電状態に切り替えることができる。   According to the third aspect of the present invention, the variable voltage gradually increases from a predetermined voltage larger than zero. Accordingly, it is not necessary to wait for the time until the variable voltage rises from 0 to the predetermined voltage, and the variable voltage can be quickly increased to the threshold voltage or more, and the semiconductor switch can be switched from the non-conductive state to the conductive state.

請求項4記載の発明によれば、半導体スイッチのゲートへの除変電圧と一定電圧との切り替えを簡単に行うことができ、除変電圧が一定電圧まで上昇するのを待つ必要がなくなり、迅速に半導体スイッチのゲートに一定電圧を供給することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to easily switch between the constant voltage and the variable voltage applied to the gate of the semiconductor switch, and it is not necessary to wait for the variable voltage to rise to the constant voltage, and the speed is reduced. , A constant voltage can be supplied to the gate of the semiconductor switch.

請求項5記載の発明によれば、電圧シフトすることにより、2つの除変電圧生成手段を設ける必要がなくなり、コストダウンを図ることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, by shifting the voltage, it is not necessary to provide two variable voltage generating means, and the cost can be reduced.

第1実施形態におけるバッテリシステム制御装置を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a battery system control device according to the first embodiment. (a)〜(f)は、各々図1に示すマイコンの除変入力、フルon入力、フルoff入力、メインFET及びサブFETのゲート電圧、メインバッテリ及びサブバッテリの電圧、メインFET及びサブFETに流れる電流のタイムチャートである。(A) to (f) show the variable input, full on input, full off input, the gate voltage of the main FET and the sub FET, the voltage of the main battery and the sub battery, the main FET and the sub FET of the microcomputer shown in FIG. 4 is a time chart of a current flowing through the power supply. 第2実施形態におけるバッテリシステム制御装置を示す回路図である。It is a circuit diagram showing a battery system control device in a second embodiment. 第3実施形態におけるバッテリシステム制御装置を示す回路図である。It is a circuit diagram showing a battery system control device in a third embodiment. (A)は従来のバッテリシステム制御装置におけるメインバッテリ及びサブバッテリの電圧、一対のFETのソース電圧、一対のFETのゲート電圧のタイムチャートであり、(B)はメインバッテリからサブバッテリに流れる電流のタイムチャートである。(A) is a time chart of the voltage of the main battery and the sub-battery, the source voltage of the pair of FETs, and the gate voltage of the pair of FETs in the conventional battery system control device, and (B) is a current flowing from the main battery to the sub-battery. It is a time chart. ゲート電圧を変化させたときのFETのドレイン-ソース電圧(Vds)に対するドレイン電流(Id)を示すグラフである。5 is a graph showing a drain current (Id) versus a drain-source voltage (Vds) of the FET when a gate voltage is changed.

(第1実施形態)
以下、第1実施形態におけるバッテリシステム制御装置について図1を参照して説明する。図1に示すバッテリシステム制御装置1は、メインバッテリと、サブバッテリと、の一対のバッテリが搭載された車両に設けられている。メインバッテリは、例えば、鉛バッテリなどの安価なバッテリから構成され、図示しない発電機に接続されている。サブバッテリは、例えば、リチウムイオン、ニッケル水素バッテリなどの高性能バッテリから構成される。メインバッテリはサブバッテリよりも電圧が高い場合が多い。
(1st Embodiment)
Hereinafter, the battery system control device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The battery system control device 1 shown in FIG. 1 is provided in a vehicle on which a pair of batteries of a main battery and a sub-battery is mounted. The main battery is formed of, for example, an inexpensive battery such as a lead battery, and is connected to a generator (not shown). The sub-battery is composed of a high-performance battery such as a lithium-ion or nickel-metal hydride battery. The main battery often has a higher voltage than the sub-battery.

バッテリシステム制御装置1は、一対の半導体スイッチとしてのメインFET2及びサブFET3と、スイッチ制御手段としてのスイッチ制御回路4と、を備えている。メインFET2及びサブFET3は、メインバッテリ及びサブバッテリの間に寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きになるように直列接続されている。   The battery system control device 1 includes a main FET 2 and a sub-FET 3 as a pair of semiconductor switches, and a switch control circuit 4 as a switch control unit. The main FET 2 and the sub-FET 3 are connected in series between the main battery and the sub-battery such that the forward directions of the parasitic diodes are opposite to each other.

メインFET2及びサブFET3は、Nチャンネル型である。メインFET2は、ドレインがメインバッテリ側、ソースがサブバッテリ側に接続され、その寄生ダイオードの順方向がサブバッテリからメインバッテリに向かう方向となっている。サブFET3は、ドレインがサブバッテリ側、ソースがメインバッテリ側に接続され、その寄生ダイオードの順方向がメインバッテリからサブバッテリに向かう方向となっている。   The main FET 2 and the sub FET 3 are N-channel type. The main FET 2 has a drain connected to the main battery and a source connected to the sub-battery, and the forward direction of the parasitic diode is directed from the sub-battery to the main battery. The sub-FET 3 has a drain connected to the sub-battery side and a source connected to the main battery side, and a forward direction of the parasitic diode is a direction from the main battery to the sub-battery.

即ち、メインFET2が、一対のバッテリのうち電圧の高い側(メインバッテリ側)に接続され、サブFET3が、一対のバッテリのうち電圧の低い側(サブバッテリ側)に接続されている。   That is, the main FET 2 is connected to the higher voltage side (main battery side) of the pair of batteries, and the sub FET 3 is connected to the lower voltage side (sub battery side) of the pair of batteries.

スイッチ制御回路4は、メインFET2及びサブFET3の各々にゲート電圧を供給して、メインFET2及びサブFET3のオンオフを制御する回路である。具体的には、スイッチ制御回路4は、例えば、通常はメインFET2及びサブFET3をオフにして、回生運転時にメインFET2及びサブFET3をオンにして発電機からサブバッテリに充電できるようにする。   The switch control circuit 4 is a circuit that supplies a gate voltage to each of the main FET 2 and the sub-FET 3 to control on / off of the main FET 2 and the sub-FET 3. Specifically, for example, the switch control circuit 4 normally turns off the main FET 2 and the sub-FET 3 and turns on the main FET 2 and the sub-FET 3 during the regenerative operation so that the sub-battery can be charged from the generator.

そして、スイッチ制御回路4は、図2(d)に示すように、メインFET2及びサブFET3をオフからオンに制御するとき、除変下限電圧Vmin(=所定電圧)から徐々に増加する除変電圧をゲート電圧として供給した後、一定電圧VPをゲート電圧として供給する。   Then, as shown in FIG. 2 (d), when controlling the main FET 2 and the sub-FET 3 from off to on, the switch control circuit 4 gradually changes from the lower limit voltage Vmin (= predetermined voltage). Is supplied as a gate voltage, and then a constant voltage VP is supplied as a gate voltage.

また、スイッチ制御回路4は、図2(d)に示すように、メインFET2及びサブFET3をオンからオフに制御するとき、除変上限電圧Vmaxから除変下限電圧Vminまで徐々に減少する除変電圧をゲート電圧として供給する。   Further, as shown in FIG. 2D, when controlling the main FET 2 and the sub-FET 3 from on to off, the switch control circuit 4 gradually changes from the upper limit voltage Vmax to the lower limit voltage Vmin. A voltage is supplied as a gate voltage.

また、スイッチ制御回路4は、サブバッテリ側(=一対のバッテリのうち電圧の低い側)に接続されたサブFET3に供給する除変電圧を、メインバッテリ側(=電圧の高い側)に接続されたメインFET2に供給する除変電圧よりも低くしている。   Further, the switch control circuit 4 connects the variable voltage supplied to the sub FET 3 connected to the sub-battery side (= lower voltage side of the pair of batteries) to the main battery side (= higher voltage side). In addition, it is set lower than the variable voltage supplied to the main FET 2.

スイッチ制御回路4は、図1に示すように、一定電圧生成手段としての昇圧回路5と、除変電圧生成手段としての除変電圧生成回路6と、スイッチ回路7と、電圧シフト手段としての電圧シフト回路8と、フルon回路9と、フルoff回路10と、マイコン11と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the switch control circuit 4 includes a booster circuit 5 as a constant voltage generator, a variable voltage generator 6 as a variable voltage generator, a switch circuit 7, and a voltage as a voltage shifter. A shift circuit 8, a full on circuit 9, a full off circuit 10, and a microcomputer 11 are provided.

昇圧回路5は、メインバッテリの電圧を昇圧して一定電圧VPを生成する回路であり、周知の昇圧型DC/DCコンバータから構成される。昇圧回路5は、例えばメインバッテリの電圧+10V程度の電圧を一定電圧VPとして生成する。本実施形態では、昇圧回路5はメインバッテリの電圧を昇圧しているが、サブバッテリの電圧を昇圧するようにしてもよい。   The booster circuit 5 is a circuit that boosts the voltage of the main battery to generate a constant voltage VP, and includes a well-known boost type DC / DC converter. The booster circuit 5 generates, for example, a voltage of about +10 V of the main battery as a constant voltage VP. In the present embodiment, the booster circuit 5 boosts the voltage of the main battery, but may boost the voltage of the sub-battery.

除変電圧生成回路6は、コンデンサCを充電又は放電することにより除変電圧を生成する回路である。除変電圧生成回路6は、除変下限電圧設定回路61と、コンデンサCと、充放電回路62と、除変上限電圧設定回路63と、バッファ回路64と、を有している。   The variable voltage generation circuit 6 is a circuit that generates a variable voltage by charging or discharging the capacitor C. The variable voltage generating circuit 6 includes a variable lower limit voltage setting circuit 61, a capacitor C, a charge / discharge circuit 62, a variable lower limit voltage setting circuit 63, and a buffer circuit 64.

除変下限電圧設定回路61は、除変下限電圧Vminを生成する。除変下限電圧Vminは、メインバッテリの電圧にしきい値電圧を加算した値に設定されている。除変下限電圧設定回路61は、例えば一定電圧VPからしきい値電圧を生成する周知の定電圧回路と、メインバッテリの電圧としきい値電圧を加算する周知の加算回路と、から構成されている。   The division lower limit voltage setting circuit 61 generates the division lower limit voltage Vmin. The lower limit voltage Vmin is set to a value obtained by adding a threshold voltage to the voltage of the main battery. The division lower limit voltage setting circuit 61 includes, for example, a known constant voltage circuit that generates a threshold voltage from a constant voltage VP, and a known addition circuit that adds the voltage of the main battery and the threshold voltage. .

コンデンサCは、一端が除変下限電圧設定回路61に接続され、除変下限電圧設定回路61に直列接続されている。これにより、コンデンサCの他端側の電圧は、除変下限電圧Vmin+コンデンサCの両端電圧となり、コンデンサCの充電時は除変下限電圧Vminから徐々に連続的に増加し、コンデンサCの放電時は除変下限電圧Vminまで徐々に連続的に減少する。即ち、コンデンサCの他端側電圧が除変電圧となる。   One end of the capacitor C is connected to the variable lower limit voltage setting circuit 61, and is connected in series to the variable lower limit voltage setting circuit 61. As a result, the voltage at the other end of the capacitor C is equal to the lower limit voltage Vmin + the voltage across the capacitor C. When the capacitor C is charged, the voltage gradually increases continuously from the lower limit voltage Vmin, and when the capacitor C discharges. Decreases gradually and continuously to the lower limit voltage Vmin. That is, the voltage on the other end of the capacitor C becomes the variable voltage.

充放電回路62は、コンデンサCに後述する除変上限電圧Vmaxを供給して充電したり、コンデンサCに図示しない放電抵抗を接続して放電する回路である。充放電回路62は、後述するマイコン11により制御され、マイコン11からの除変入力がHiのときはコンデンサCを充電し、LoのときはコンデンサCを放電する。充放電回路62は、定電流や抵抗により制限された電流でコンデンサCの充電、放電を行う。   The charge / discharge circuit 62 is a circuit that supplies a capacitor C with a variable upper limit voltage Vmax, which will be described later, to charge the capacitor C, or discharges the capacitor C by connecting a discharge resistor (not shown). The charge / discharge circuit 62 is controlled by the microcomputer 11 described later, and charges the capacitor C when the variable input from the microcomputer 11 is Hi, and discharges the capacitor C when Lo is Lo. The charge / discharge circuit 62 charges and discharges the capacitor C with a constant current or a current limited by a resistance.

除変上限電圧設定回路63は、例えば周知の定電圧回路から構成され、一定電圧VPから除変上限電圧Vmaxを生成して、コンデンサCに供給する。除変上限電圧Vmaxは、一定電圧VPよりも低い値に設定されている。コンデンサCに除変上限電圧Vmaxを供給することにより、コンデンサCの他端側の電圧、即ち除変電圧が除変上限電圧Vmaxを超えることがない。   The variable upper limit voltage setting circuit 63 is composed of, for example, a well-known constant voltage circuit, generates the variable upper limit voltage Vmax from the constant voltage VP, and supplies the generated maximum variable voltage Vmax to the capacitor C. The maximum change voltage Vmax is set to a value lower than the constant voltage VP. By supplying the variable upper limit voltage Vmax to the capacitor C, the voltage at the other end of the capacitor C, that is, the variable voltage does not exceed the variable upper limit voltage Vmax.

バッファ回路64は、コンデンサCの他端側の電圧である除変電圧をバッファリングして、メインFET2及びサブFET3のゲートに供給する。   The buffer circuit 64 buffers the variable voltage, which is the voltage on the other end side of the capacitor C, and supplies it to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3.

スイッチ回路7は、バッファ回路64の出力とメインFET2及びサブFET3のゲートとの間に設けられ、バッファ回路64から出力される除変電圧の供給、遮断を切り替える。スイッチ回路7は、後述するマイコン11により制御され、マイコン11からのフルon入力がLoのときにはオンして除変電圧をメインFET2及びサブFET3のゲートに供給し、フルon入力がHiのときにはオフして除変電圧のメインFET2及びサブFET3のゲートへの供給を遮断する。   The switch circuit 7 is provided between the output of the buffer circuit 64 and the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3, and switches between supply and cutoff of the variable voltage output from the buffer circuit 64. The switch circuit 7 is controlled by a microcomputer 11, which will be described later. When the full on input from the microcomputer 11 is Lo, the switch circuit 7 is turned on to supply the variable voltage to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3, and is turned off when the full on input is Hi. Then, the supply of the variable voltage to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 is cut off.

電圧シフト回路8は、除変電圧生成回路6で生成された除変電圧をメインFET2にそのまま供給すると共に除変電圧生成回路6で生成された除変電圧をシフトダウンしてサブFET3に供給する回路である。シフトダウン量としては、メインFET2及びサブFET3をオンする直前のメインバッテリとサブバッテリとの電圧を検出し、その電圧差に応じた値に設定してもよいし、電圧差の平均的な値をとって一定値に設定してもよい。   The voltage shift circuit 8 supplies the variable voltage generated by the variable voltage generation circuit 6 to the main FET 2 as it is, and shifts down the variable voltage generated by the variable voltage generation circuit 6 to supply it to the sub-FET 3. Circuit. As the shift-down amount, the voltage between the main battery and the sub-battery immediately before turning on the main FET 2 and the sub-FET 3 may be detected and set to a value corresponding to the voltage difference, or the average value of the voltage difference may be set. And may be set to a constant value.

フルon回路9は、メインFET2及びサブFET3のゲートと昇圧回路5との間にそれぞれ設けられたスイッチから構成され、昇圧回路5から出力される一定電圧VPの供給、遮断を切り替える。フルon回路9は、後述するマイコン11により制御され、マイコン11からのフルon入力がLoのときには一定電圧VPのメインFET2及びサブFET3のゲートへの供給を遮断し、フルon入力がHiのときには一定電圧VPをメインFET2及びサブFET3のゲートに供給する。   The full-on circuit 9 includes switches provided between the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 and the booster circuit 5, and switches between supply and cutoff of the constant voltage VP output from the booster circuit 5. The full-on circuit 9 is controlled by a microcomputer 11 described below. When the full-on input from the microcomputer 11 is Lo, the supply of the constant voltage VP to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 is cut off, and when the full-on input is Hi, A constant voltage VP is supplied to the gates of the main FET 2 and the sub FET 3.

フルoff回路10は、メインFET2のゲート−ソース間、サブFET3のゲート−ソース間、にそれぞれ設けられたスイッチから構成される。フルoff回路10は、後述するマイコン11により制御され、マイコン11からのフルoff入力がHiのときにはメインFET2及びサブFET3のゲート−ソース間を短絡して、メインFET2及びサブFET3の通電を完全に遮断し、フルoff入力がLoのときにはメインFET2及びサブFET3のゲート−ソース間を開放して、ゲートに除変電圧や一定電圧VPが供給できるようにする。   The full off circuit 10 includes switches provided between the gate and source of the main FET 2 and between the gate and source of the sub FET 3. The full-off circuit 10 is controlled by a microcomputer 11, which will be described later. When the full-off input from the microcomputer 11 is high, the gate and source of the main FET 2 and the sub-FET 3 are short-circuited, and the energization of the main FET 2 and the sub-FET 3 is completely completed. When the full-off input is Lo, the gate-source of the main FET 2 and the sub-FET 3 are opened so that a variable voltage or a constant voltage VP can be supplied to the gates.

マイコン11は、バッテリシステム制御装置1全体の制御を司り、CPU、ROM、RAMなどから構成される周知のマイクロコンピュータである。   The microcomputer 11 controls the entire battery system control device 1 and is a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

次に、上述した構成のバッテリシステム制御装置1の動作について図2のタイムチャートを参照して以下説明する。まず、マイコン11は、除変入力、フルon入力をLo、フルoff入力をHiにしている。これにより、メインFET2及びサブFET3のゲート−ソースが短絡し、図2(f)に示すように、メインFET2及びサブFET3の通電が完全に遮断されている(フルoff期間)。   Next, the operation of the battery system control device 1 having the above configuration will be described below with reference to the time chart of FIG. First, the microcomputer 11 sets the variable input and the full on input to Lo and the full off input to Hi. As a result, the gates and sources of the main FET 2 and the sub-FET 3 are short-circuited, and as shown in FIG. 2F, the energization of the main FET 2 and the sub-FET 3 is completely cut off (full off period).

メインFET2及びサブFET3がオフのときは、図2(e)に示すようにメインバッテリの電圧の方がサブバッテリの電圧よりも高い。   When the main FET 2 and the sub-FET 3 are off, the voltage of the main battery is higher than the voltage of the sub-battery as shown in FIG.

次に、マイコン11は、メインFET2及びサブFET3をオフからオンに制御する。このとき、マイコン11は、まず、図2(c)に示すように、フルoff入力をHiからLiに切り替える。これにより、メインFET2及びサブFET3のゲートには、除変電圧生成回路6により生成された除変電圧が供給される。このとき、コンデンサCはまったく充電されていなので、メインFET2のゲートには、図2(d)に示すように、除変下限電圧設定回路61が生成した除変下限電圧Vminが供給される。また、サブFET3のゲートには、除変下限電圧Vminを電圧シフト回路8によりシフトダウンした電圧が供給される。   Next, the microcomputer 11 controls the main FET 2 and the sub FET 3 from off to on. At this time, first, the microcomputer 11 switches the full off input from Hi to Li, as shown in FIG. As a result, the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 are supplied with the variable voltage generated by the variable voltage generation circuit 6. At this time, since the capacitor C is completely charged, the lower limit voltage Vmin generated by the lower limit voltage setting circuit 61 is supplied to the gate of the main FET 2 as shown in FIG. The voltage of the lower limit voltage Vmin shifted down by the voltage shift circuit 8 is supplied to the gate of the sub-FET 3.

除変下限電圧Vminは、メインバッテリの電圧(=メインFET2のソース電圧)にしきい値電圧を加算した値に設定されている。このため、除変電圧を供給すると、メインFET2のゲート−ソース間には、しきい値電圧以上の電圧が印加され、メインFET2はすぐに通電状態となる。   The lower limit voltage Vmin is set to a value obtained by adding a threshold voltage to the voltage of the main battery (= source voltage of the main FET 2). For this reason, when the variable voltage is supplied, a voltage higher than the threshold voltage is applied between the gate and the source of the main FET 2, and the main FET 2 is immediately turned on.

一方、除変下限電圧Vminをシフトダウンした電圧は、サブFET3のゲート−ソース間にしきい値電圧よりも小さい電圧しか印加されないような値に設定されている。このため、除変電圧の供給し始めは、サブFET3は非通電状態となっている。このとき、サブFET3の寄生ダイオードを通じてメインバッテリからサブバッテリに電流が流れる。   On the other hand, the voltage obtained by shifting down the division-lowering lower limit voltage Vmin is set to such a value that only a voltage smaller than the threshold voltage is applied between the gate and the source of the sub-FET 3. Therefore, the sub-FET 3 is in a non-conducting state when the supply of the variable voltage starts. At this time, current flows from the main battery to the sub-battery through the parasitic diode of the sub-FET 3.

次に、マイコン11は、除変入力をLoからHiに切り替える。これにより、コンデンサCが充電され、メインFET2及びサブFET3のゲートに供給される除変電圧が徐々に増加する。このため、サブFET3のゲート−ソース間に印加される電圧がしきい値電圧以上となり、サブFET3がメインFET2に遅れて通電状態となる。サブFET3が非通電状態の間は、サブFET3が抵抗の役割となるため、メインFET2よりもサブFET3の方が発熱する。その後、サブFET3が通電状態になると、背景技術で説明したようにサブFET3よりもメインFET3の方が発熱する。これにより、一対のFET2及び3の発熱をほぼ同じにして、発熱を分散できる。   Next, the microcomputer 11 switches the variable input from Lo to Hi. As a result, the capacitor C is charged, and the variable voltage supplied to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 gradually increases. Therefore, the voltage applied between the gate and the source of the sub-FET 3 becomes equal to or higher than the threshold voltage, and the sub-FET 3 is turned on with a delay from the main FET 2. While the sub-FET 3 is in the non-energized state, the sub-FET 3 acts as a resistor, and the sub-FET 3 generates more heat than the main FET 2. Thereafter, when the sub-FET 3 is turned on, the main FET 3 generates more heat than the sub-FET 3 as described in the background art. Thereby, the heat generation of the pair of FETs 2 and 3 can be made substantially the same, and the heat generation can be dispersed.

また、ゲート電圧の増加に従って、図2(f)に示すように、メインFET2及びサブFET3の通電電流も徐々に増加するため通電電流の急増を抑えることができる(除変on期間)。   Further, as shown in FIG. 2 (f), as the gate voltage increases, the conduction currents of the main FET 2 and the sub-FET 3 also gradually increase, so that it is possible to suppress a rapid increase in the conduction current (the change-on period).

また、図2(e)に示すように、メインバッテリの電圧は徐々に減少し、サブバッテリの電圧は徐々に増加して、互いに近づく。このようにメインFET2及びサブFET3を徐々に通電電流が大きくなるように制御することにより、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電圧が急変することを防止する。   Further, as shown in FIG. 2E, the voltage of the main battery gradually decreases, and the voltage of the sub-battery gradually increases and approaches each other. By controlling the main FET 2 and the sub-FET 3 to gradually increase the conduction current in this way, it is possible to prevent the voltage between the main battery and the sub-battery from suddenly changing.

除変入力をHiにしてからメインバッテリ及びサブバッテリの電圧がほぼ同じとなる所定時間経過した後、マイコン11は、フルon入力をLoからHiに切り替える。このとき、除変電圧は、除変上限電圧Vmaxよりも少し低い電圧であってもよい。これにより、メインFET2及びサブFET3のゲートには、除変電圧の供給が遮断され、一定電圧VPが供給される。そして、メインFET2及びサブFET3の双方が、飽和領域で通電する(フルon期間)。   After a lapse of a predetermined time when the voltages of the main battery and the sub-battery become substantially the same after setting the variable input to Hi, the microcomputer 11 switches the full on input from Lo to Hi. At this time, the elimination voltage may be a voltage slightly lower than the elimination upper limit voltage Vmax. Thus, the supply of the variable voltage is cut off to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3, and the constant voltage VP is supplied. Then, both the main FET 2 and the sub-FET 3 are energized in the saturation region (full-on period).

次に、マイコン11は、メインFET2及びサブFET3をオンからオフに制御する。このとき、マイコン11は、まず、図2(a)、(b)に示すように、フルon入力をHiからLoに切り替えると同時に除変入力をHiからLoに切り替える。フルon入力のHiからLoの切り替えにより、メインFET2及びサブFET3のゲートには、一定電圧VPの供給が遮断され、除変電圧生成回路6により生成された除変電圧が供給される。   Next, the microcomputer 11 controls the main FET 2 and the sub FET 3 from on to off. At this time, first, as shown in FIGS. 2A and 2B, the microcomputer 11 switches the full on input from Hi to Lo and simultaneously switches the variable input from Hi to Lo. The switching of the full-on input from Hi to Lo interrupts the supply of the constant voltage VP to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3, and supplies the variable voltage generated by the variable voltage generating circuit 6.

フルon入力がHiとなりメインFET2及びサブFET3のゲートへの除変電圧の供給が遮断されている間、除変入力はHiである。このため、コンデンサCの充電が継続され、除変電圧は除変上限電圧Vmaxとなる。よって、このとき、メインFET2のゲートには、除変上限電圧Vmaxが供給される。また、サブFET3のゲートには、除変上限電圧Vmaxを電圧シフト回路8によりシフトダウンした電圧が供給される。   While the full on input becomes Hi and the supply of the variable voltage to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 is cut off, the variable input is Hi. For this reason, the charging of the capacitor C is continued, and the variable voltage becomes the maximum variable voltage Vmax. Therefore, at this time, the gate of the main FET 2 is supplied with the variable upper limit voltage Vmax. Further, a voltage obtained by shifting down the variable upper limit voltage Vmax by the voltage shift circuit 8 is supplied to the gate of the sub-FET 3.

また、除変入力のHiからLoの切り替えにより、コンデンサCが放電され、メインFET2及びサブFET3のゲートに供給される除変電圧が徐々に減少する。このため、ゲート電圧の減少に従って、図2(f)に示すように、メインFET2及びサブFET3の通電電流も徐々に減少する(除変off期間)。また、図2(e)に示すように、メインバッテリの電圧は徐々に増加し、サブバッテリの電圧は徐々に減少する。このように、徐々に通電電流が小さくなるように制御することにより、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電圧が急変することを防止する。   In addition, the switching of the variance input from Hi to Lo discharges the capacitor C, and the variability voltage supplied to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 gradually decreases. For this reason, as shown in FIG. 2F, the conduction currents of the main FET 2 and the sub-FET 3 gradually decrease as the gate voltage decreases (change-off period). In addition, as shown in FIG. 2E, the voltage of the main battery gradually increases, and the voltage of the sub battery gradually decreases. As described above, by controlling the supplied current to gradually decrease, it is possible to prevent the voltage between the main battery and the sub-battery from suddenly changing.

また、オフ時もオン時と同様に、サブFET3のゲートには、メインFET2のゲートに供給される除変電圧をシフトダウンした電圧がゲートに供給される。これにより、サブFET3のゲート−ソース間に印加されている電圧がメインFET2よりも先にしきい値電圧よりも小さくなり、サブFET3がメインFET2よりも先に非通電状態となる。これにより、オン時と同様に、一対のFET2及び3の発熱をほぼ同じにして、発熱を分散できる。   Also, as in the case of the on-state, the gate of the sub-FET 3 is supplied with a voltage obtained by shifting down the variable voltage supplied to the gate of the main FET 2 in the off-state. As a result, the voltage applied between the gate and the source of the sub-FET 3 becomes smaller than the threshold voltage before the main FET 2, and the sub-FET 3 is turned off before the main FET 2. This makes it possible to disperse the heat by making the heat generated by the pair of FETs 2 and 3 substantially the same as in the case of the ON state.

除変入力をLoしてからメインバッテリ及びサブバッテリの電圧がほぼ一定となる所定時間経過した後、マイコン11は、フルoff入力をLoからHiに切り替える。これにより、メインFET2及びサブFET3のゲート−ソースが短絡し、図2(f)に示すように、メインFET2及びサブFET3の通電が完全に遮断される(フルoff期間)。   After a lapse of a predetermined time period in which the voltages of the main battery and the sub-battery become substantially constant after the change input is Lo, the microcomputer 11 switches the full off input from Lo to Hi. As a result, the gate and source of the main FET 2 and the sub-FET 3 are short-circuited, and as shown in FIG. 2F, the conduction of the main FET 2 and the sub-FET 3 is completely cut off (full off period).

上述した実施形態によれば、一対のバッテリのうち電圧の低い側に接続されたサブFET3に供給する除変電圧を、電圧の高い側に接続されたメインFET2に供給する除変電圧よりも低くする。これにより、オン時には、サブFET3がメインFET2よりも遅れてゲート電圧がしきい値電圧以上となり、オフ時にはサブFET3がメインFET2よりも先にゲート電圧がしきい値電圧より小さくなるため、メインFET2及びサブFET3の発熱をほぼ同じにすることができる。   According to the above-described embodiment, the changing voltage supplied to the sub-FET 3 connected to the lower voltage side of the pair of batteries is lower than the changing voltage supplied to the main FET 2 connected to the higher voltage side. I do. As a result, when on, the gate voltage of the sub-FET 3 becomes higher than the threshold voltage with a delay of the main FET 2, and when off, the gate voltage of the sub-FET 3 becomes smaller than the threshold voltage before the main FET 2. And the heat generation of the sub-FET 3 can be made substantially the same.

また、上述した実施形態によれば、除変下限電圧Vmin(=所定電圧)は、0よりも大きい値、好適には、メインFET2のゲート−ソース電圧がしきい値電圧以上となるように設定されている。これにより、除変電圧が0から除変下限電圧Vminに上昇するまでの時間を待つ必要がなくなり、除変電圧を迅速にしきい値電圧以上にして、メインFET2及びサブFET3を非通電状態から通電状態に切り替えることができる。   Further, according to the above-described embodiment, the lower limit voltage Vmin (= predetermined voltage) is set so that the gate-source voltage of the main FET 2 is equal to or higher than the threshold voltage. Have been. Thereby, it is not necessary to wait for the time until the elimination voltage rises from 0 to the elimination lower limit voltage Vmin, the elimination voltage is quickly increased to the threshold voltage or more, and the main FET 2 and the sub-FET 3 are energized from the non-energized state. You can switch to the state.

また、上述した実施形態によれば、スイッチ制御回路4は、コンデンサCを充電又は放電することにより除変電圧を生成する除変電圧生成回路6と、一定電圧VPを生成する昇圧回路5と、を有する。これにより、メインFET2及びサブFET3のゲートへの除変電圧と一定電圧VPとの切り替えを簡単に行うことができる。詳しく説明すると、除変電圧を一定電圧VPまで増加させてもよいが、そうすると一定電圧VPを供給するまでの時間がかかる。図2(f)に示すように、メインFET2及びサブFET3の通電により電流が急増するのは最初のうちだけである。このため、迅速にメインFET2及びサブFET3双方の通電を飽和領域に切り替えることができる。   Further, according to the above-described embodiment, the switch control circuit 4 includes a variable voltage generating circuit 6 that generates a variable voltage by charging or discharging the capacitor C, a boosting circuit 5 that generates a constant voltage VP, Having. This makes it possible to easily switch between the constant voltage VP and the fixed voltage VP to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3. More specifically, the variable voltage may be increased to the constant voltage VP, but it takes time to supply the constant voltage VP. As shown in FIG. 2 (f), the current rapidly increases only at the beginning due to the conduction of the main FET 2 and the sub-FET 3. Therefore, it is possible to quickly switch the energization of both the main FET 2 and the sub-FET 3 to the saturation region.

また、上述した実施形態によれば、除変電圧生成回路6が生成した除変電圧をシフトダウンする電圧シフト回路8をさらに有し、メインFET2に除変電圧生成回路6が生成した除変電圧を供給し、サブFET3に電圧シフト回路8によりシフトダウンされた除変電圧を供給している。このように、電圧シフトすることにより、2つの除変電圧生成回路6を設ける必要がなくなり、コストダウンを図ることができる。   Further, according to the above-described embodiment, there is further provided the voltage shift circuit 8 for shifting down the variable voltage generated by the variable voltage generating circuit 6, and the variable voltage generated by the variable voltage generating circuit 6 in the main FET 2. To supply the sub-FET 3 with the variable voltage shifted down by the voltage shift circuit 8. As described above, the voltage shift eliminates the need to provide the two variable voltage generation circuits 6, and can reduce the cost.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態におけるバッテリシステム制御装置1について図3を参照して説明する。同図において、上述した第1実施形態で説明した図1に示すバッテリシステム制御装置1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
(2nd Embodiment)
Next, a battery system control device 1 according to a second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals are given to the same parts as those of the battery system control device 1 shown in FIG. 1 described in the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

上述した第1実施形態では、メインFET2及びサブFET3をオフからオンに切り替える直前は、メインバッテリの電圧の方がサブバッテリの電圧よりも高いものとしていた。しかしながら、まれにサブバッテリの電圧の方がメインバッテリの電圧よりも高いときがある。そこで、第2実施形態では、バッテリシステム制御装置1は、メインバッテリ及びサブバッテリの電圧を検出する電圧検出回路12をさらに備えている。   In the first embodiment described above, immediately before the main FET 2 and the sub FET 3 are switched from off to on, the voltage of the main battery is higher than the voltage of the sub battery. However, in rare cases, the voltage of the sub-battery may be higher than the voltage of the main battery. Therefore, in the second embodiment, the battery system control device 1 further includes a voltage detection circuit 12 that detects voltages of the main battery and the sub-battery.

電圧検出回路12は、検出結果をマイコン11に対して供給する。また、電圧シフト回路8は、第1実施形態では、除変電圧をシフトダウンした電圧をサブFET3のゲートに供給していたが、第2実施形態では、シフトダウンした電圧の供給先をメインFET2とサブFET3との間で切り替えることができる。この切り替えは、マイコン11により制御される。   The voltage detection circuit 12 supplies the detection result to the microcomputer 11. In the first embodiment, the voltage shift circuit 8 supplies the gate of the sub-FET 3 with the down-converted voltage shifted down. However, in the second embodiment, the supply destination of the down-shifted voltage is the main FET 2. And the sub FET 3 can be switched. This switching is controlled by the microcomputer 11.

具体的には、マイコン11は、電圧検出回路12により検出した結果、メインバッテリの電圧>サブバッテリの電圧であれば、第1実施形態と同様に除変電圧をメインFET2のゲートに供給し、シフトダウンした電圧をサブFET3のゲートに供給するように電圧シフト回路8を制御する。   Specifically, the microcomputer 11 supplies the variable voltage to the gate of the main FET 2 as in the first embodiment if the voltage of the main battery is greater than the voltage of the sub-battery as a result of detection by the voltage detection circuit 12, The voltage shift circuit 8 is controlled so that the shifted voltage is supplied to the gate of the sub-FET 3.

一方、マイコン11は、電圧検出回路12により検出した結果、サブバッテリの電圧>メインバッテリの電圧であれば、除変電圧をサブFET3のゲートに供給し、シフトダウンした電圧をメインFET2のゲートに供給するように電圧シフト回路8を制御する。このようにすれば、まれにサブバッテリの電圧がメインバッテリの電圧よりも高くても、メインFET2及びサブFET3の発熱をほぼ同じにできる。   On the other hand, if the voltage detected by the voltage detection circuit 12 indicates that the voltage of the sub-battery is greater than the voltage of the main battery, the microcomputer 11 supplies the variable voltage to the gate of the sub-FET 3 and the shifted down voltage to the gate of the main FET 2. The voltage shift circuit 8 is controlled so as to supply the voltage. By doing so, even if the voltage of the sub-battery is rarely higher than the voltage of the main battery, the heat generation of the main FET 2 and the sub-FET 3 can be made substantially the same.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態におけるバッテリシステム制御装置1について図4を参照して説明する。同図において、上述した第2実施形態で説明した図3に示すバッテリシステム制御装置1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a battery system control device 1 according to a third embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals are given to the same parts as those of the battery system control device 1 shown in FIG. 3 described in the second embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

第2実施形態と第3実施形態とで大きく異なる点は、バッテリシステム制御装置1が、メインバッテリ及びサブバッテリ間に流れる電流を検出する電流検出回路13を備えた点である。この電流検出回路13は、検出結果をマイコン11に対して供給する。マイコン11は、徐々に増加する除変電圧をメインFET2及びサブFET3のゲートに供給しているときに、電流検出回路13により安全動作領域を上回る電流が検出されると、フルon入力をLoからHiに切り替える。これにより、メインFET2及びサブFET3のゲートには、一定電圧VPが供給され、双方が飽和領域で通電する。飽和領域でのメインFET2及びサブFET3のオン抵抗は小さいため、発熱を抑えることができる。   A major difference between the second embodiment and the third embodiment is that the battery system control device 1 includes a current detection circuit 13 for detecting a current flowing between the main battery and the sub-battery. This current detection circuit 13 supplies a detection result to the microcomputer 11. The microcomputer 11 changes the full on input from Lo when the current detection circuit 13 detects a current exceeding the safe operation area while supplying the gradually increasing variable voltage to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3. Switch to Hi. As a result, a constant voltage VP is supplied to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3, and both are energized in the saturation region. Since the on-resistance of the main FET 2 and the sub-FET 3 in the saturation region is small, heat generation can be suppressed.

また、マイコン11は、徐々に減少する除変電圧をメインFET2及びサブFET3のゲートに供給しているときに、電流検出回路13により安全動作領域を上回る電流が検出されるとフルoff入力をLoからHiに切り替える。これにより、メインFET2及びサブFET3の通電は完全に遮断され、発熱を抑えることができる。   Further, the microcomputer 11 supplies the full off input to Lo when the current detection circuit 13 detects a current exceeding the safe operation area while supplying the gradually decreasing variable voltage to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3. To Hi. As a result, energization of the main FET 2 and the sub-FET 3 is completely cut off, and heat generation can be suppressed.

また、マイコン11は、メインFET2及びサブFET3をオンからオフに切り替えるときに、電流検出回路13によりサブバッテリからメインバッテリの方向に電流が流れていると検出された場合、メインFET2のゲートにシフトダウンした除変電圧、サブFET3のゲートにシフトダウンしていない除変電圧を供給するように電圧シフト回路8を制御するようにしてもよい。一方、電流検出回路13によりメインバッテリからサブバッテリの方向に電流が流れていると検出された場合、サブFET3のゲートにシフトダウンした除変電圧、メインFET2のゲートにシフトダウンしていない除変電圧を供給するように電圧シフト回路8を制御してもよい。   When the current detection circuit 13 detects that a current is flowing from the sub battery to the main battery when switching the main FET 2 and the sub FET 3 from on to off, the microcomputer 11 shifts to the gate of the main FET 2. The voltage shift circuit 8 may be controlled so as to supply the down-converted voltage and the down-converted voltage that is not shifted down to the gate of the sub-FET 3. On the other hand, if the current detection circuit 13 detects that a current flows from the main battery to the sub-battery, the variable voltage shifted down to the gate of the sub-FET 3 and the variable voltage not shifted down to the gate of the main FET 2 are detected. The voltage shift circuit 8 may be controlled so as to supply a voltage.

なお、上述した実施形態によれば、メインFET2及びサブFET3のゲートに除変下限電圧Vminから徐々に増加する除変電圧を供給していたが、これに限ったものではない。メインFET2及びサブFET3のゲートに0から徐々に増加する除変電圧を供給してもよい。   According to the above-described embodiment, the elimination voltage that gradually increases from the elimination lower limit voltage Vmin is supplied to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3, but the invention is not limited to this. The de-variation voltage gradually increasing from 0 may be supplied to the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3.

また、上述した実施形態によれば、メインFET2及びサブFET3をオンからオフに制御するときも徐々に減少する除変電圧を供給していたが、これに限ったものではない。オンからオフに制御するときは、除変電圧を供給せずにすぐにフルoff回路10によりメインFET2及びサブFET3の通電を完全に遮断してもよい。   Further, according to the above-described embodiment, the gradually changing decreasing supply voltage is supplied also when the main FET 2 and the sub FET 3 are controlled from on to off. However, the present invention is not limited to this. When controlling from on to off, the full off circuit 10 may completely cut off the current supply to the main FET 2 and the sub-FET 3 immediately without supplying the variable voltage.

また、上述した実施形態によれば、電圧シフト回路8を設けていたが、これに限ったものではない。除変電圧生成回路6を2つ設け、各除変電圧生成回路に第1除変電圧と、第1除変電圧よりも低い第2除変電圧を生成して、メインFET2及びサブFET3のゲートに供給するようにしてもよい。   Further, according to the above-described embodiment, the voltage shift circuit 8 is provided, but the present invention is not limited to this. Two variable voltage generating circuits 6 are provided to generate a first variable voltage and a second variable voltage lower than the first variable voltage in each variable voltage generating circuit, and the gates of the main FET 2 and the sub-FET 3 are generated. May be supplied.

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   Further, the above-described embodiment merely shows a typical mode of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1 バッテリシステム制御装置
2 メインFET(半導体スイッチ)
3 サブFET(半導体スイッチ)
4 スイッチ制御回路(スイッチ制御手段)
5 昇圧回路(一定電圧生成手段)
6 除変電圧生成回路(除変電圧生成手段)
8 電圧シフト回路(電圧シフト手段)
C コンデンサ
Vmin 除変下限電圧(所定電圧)
VP 一定電圧
1 Battery system controller 2 Main FET (semiconductor switch)
3 Sub FET (semiconductor switch)
4. Switch control circuit (switch control means)
5 Step-up circuit (constant voltage generation means)
6. De-variable voltage generation circuit (de-variable voltage generation means)
8. Voltage shift circuit (voltage shift means)
C Capacitor Vmin Lower limit voltage of change (predetermined voltage)
VP constant voltage

Claims (5)

一対のバッテリの間に、寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きになるように直列接続された一対の半導体スイッチと、
前記一対の半導体スイッチの各々にゲート電圧を供給して、前記一対の半導体スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段と、を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記一対の半導体スイッチをオフからオンに制御するとき、徐々に増加する除変電圧をゲート電圧として供給した後、一定電圧をゲート電圧として供給するバッテリシステム制御装置において、
前記スイッチ制御手段は、前記一対のバッテリのうち電圧の低い側に接続された前記半導体スイッチに供給する除変電圧を、電圧の高い側に接続された前記半導体スイッチに供給する除変電圧よりも低くする
ことを特徴とするバッテリシステム制御装置。
A pair of semiconductor switches connected in series between a pair of batteries such that the forward directions of the parasitic diodes are opposite to each other;
A switch control unit that supplies a gate voltage to each of the pair of semiconductor switches and controls on / off of the pair of semiconductor switches,
The switch control means, when controlling the pair of semiconductor switches from off to on, after supplying a gradually increasing variable voltage as a gate voltage, a battery system control device that supplies a constant voltage as a gate voltage,
It said switch control means is lower than the connected lean varying voltage supplied to the semiconductor switch to the side, dividing varying voltage supplied to the semiconductor switch higher connected to the side of the voltage of the voltage of the pair of battery A battery system control device, characterized in that the battery system controller is also lowered.
前記スイッチ制御手段は、前記一対の半導体スイッチをオンからオフに制御するとき、
徐々に減少する除変電圧をゲート電圧として供給する
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリシステム制御装置。
The switch control means, when controlling the pair of semiconductor switches from on to off,
The battery system control device according to claim 1, wherein the gradually changing voltage is supplied as a gate voltage.
前記スイッチ制御手段は、前記一対の半導体スイッチをオフからオンに制御するとき、0よりも大きい所定電圧から徐々に増加する前記除変電圧をゲート電圧として供給する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリシステム制御装置。
The switch control means, when controlling the pair of semiconductor switches from off to on, supplies the variable voltage that gradually increases from a predetermined voltage greater than 0 as a gate voltage. 3. The battery system control device according to 2.
前記スイッチ制御手段は、
コンデンサを充電又は放電することにより除変電圧を生成する除変電圧生成手段と、
前記一定電圧を生成する一定電圧生成手段と、を有する
ことを特徴とする請求項1〜3何れか1項に記載のバッテリシステム制御装置。
The switch control means,
A variable voltage generating means for generating a variable voltage by charging or discharging a capacitor,
The battery system control device according to claim 1, further comprising: a constant voltage generation unit configured to generate the constant voltage.
前記スイッチ制御手段は、前記除変電圧生成手段が生成した前記除変電圧をシフトダウンする電圧シフト手段をさらに有し、
前記一対のバッテリのうち電圧の高い側に接続された前記半導体スイッチに前記除変電圧生成手段が生成した除変電圧を供給し、低い側に接続された前記半導体スイッチに前記電圧シフト手段によりシフトダウンされた除変電圧を供給する
ことを特徴とする請求項4に記載のバッテリシステム制御装置。
The switch control unit further includes a voltage shift unit that shifts down the variable voltage generated by the variable voltage generation unit,
The variable voltage generated by the variable voltage generating means is supplied to the semiconductor switch connected to the higher voltage side of the pair of batteries, and the voltage is shifted to the semiconductor switch connected to the lower voltage side by the voltage shift means. The battery system control device according to claim 4, wherein the reduced variable voltage is supplied.
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