JP6640284B2 - 電池制御装置 - Google Patents
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Description
〔信頼性の向上〕
図13に用いて後述する車両駆動システムは電池モジュールとインバータ装置と回転電機(以下モータと記す)230とを主要構成とし、上記インバータ装置220と電池モジュール900とが通信回線を介して情報をやり取りできる構造としている。特に電池モジュール900の診断結果がインバータ装置220の制御回路(以下MCUと記す)222に送られ、インバータ装置220と電池モジュール900とで異常状態など重要情報が共有される構造となっている。電池モジュール900はリチウム電池とインバータ装置220との電気回路を接続あるいは遮断するリレーRLPやRLNを有しており、上記リレーRLPやRLNはインバータ装置220のMCU222で制御される。インバータ装置220のMCU222はモータ230やインバータ装置220、電池モジュール900の状態に基づいて上記リレーRLPやRLNを制御できるので、システム全体の信頼性が向上する。またインバータ装置220のMCU222は上記リレーRLPやRLNの制御に対応してインバータを制御することでモータ230の消費電力や発電電力を制御でき、高い安全性や高い信頼性が得られる。
電池モジュール900は、リチウム電池セルを有するバッテリ部9とセルコントローラ80とバッテリコントローラ20とを主要構成として備え、セルコントローラ80はバッテリ部9が有するリチウム電池セルの端子電圧の計測および診断、充電状態SOCを調整するための放電動作を行い、バッテリコントローラ20はセルコントローラ80の計測結果および診断結果を受けて電池モジュール900の管理を行う。このように機能が分担されていることで電池モジュール900の信頼性や安全性が向上する。
セルコントローラ80はバッテリ部9が有する複数個のリチウム電池セルの各端子電圧を検出する機能を有する複数の集積回路を有している。リチウム電池を使用した電池モジュールは単電池と異なり、リチウム電池セルの端子電圧を高い信頼性を有して計測することが安全性の観点でたいへん重要である。一方車載機器は長期間高温あるいは低温の環境で使用され、一般産業機器の使用環境に比べ、過酷な環境に置かれることを考慮する必要がある。以下に説明する実施の形態では、集積回路はそれぞれリチウム電池セルの端子電圧を正しく計測しているかどうかを診断する診断回路を備えており、集積回路はそれぞれ定まった周期で繰り返し診断を実行している。集積回路あるいは上記集積回路を使用したセルコントローラ80は上述の構造を有しており、上記各集積回路また上記セルコントローラ80は高い信頼性を有している。
上述の如く、リチウム電池セルの劣化やリチウム電池セルの放電回路の診断に関する公知例は見受けられるが、リチウム電池セルの端子電圧の計測動作に関する診断の必要性は考えられていなかった。しかしより信頼性や安全性を向上する上で各集積回路の計測動作の診断が望ましいことが分かった。以下に説明する実施の形態では、各集積回路はそれぞれ端子電圧の計測動作が正しく行われているかどうかを、例えばマルチプレクサによるリチウム電池セルの端子電圧の選択が正常に行われているかどうか、を診断回路により繰り返し診断する構造となっている。従ってきわめて信頼性の高い集積回路を得ることができる。
〔集積回路の簡素化〕
以下に説明する実施の形態では、図4に示す如く、リチウム電池セルの端子電圧の計測と同期した周期で繰り返し診断が実施される構造であり、集積回路は計測の制御と診断の制御を総合的に実施でき、信頼性や安全性の向上に加え、集積回路の回路構成が比較的簡素化できる。
以下に説明する実施の形態では、図4に示す如く、集積回路の複数の診断を計測動作と同期して実施でき、集積回路全体の診断が総合的に実施される構成となっており、集積回路に関し高い信頼性を維持できる。なお、複数の診断とは、集積回路のバランススイッチの診断やアナログデジタル変換器の診断、マルチプレクサの診断、デジタル比較回路の診断などである。すなわち集積回路の本来の機能に加え、診断機能が追加されることとなるが、機能の増加に対し集積回路の動作全体および回路構成全体が統合的に動作する構造となっており、集積回路は比較的簡素化された構造となっている。
〔異常診断時間の短縮〕
リチウム電池を使用する車載用電池モジュールでは短時間に異常を検知し、できるだけ早く異常に対応することが望ましい。しかし一方使用電力が大きくなるにつれて、バッテリ部が有するリチウム電池セルの数が多くなり、使用する集積回路の数が多くなる。リチウム電池セルの異常診断に加え、各集積回路それ自身の診断を行う場合に、多数の診断項目を短時間に完了することが重要な課題となる。
以下に説明する実施の形態では、各集積回路は一旦計測動作や診断動作を開始するとそれぞれ独立して定められた周期で繰り返し、計測動作および診断動作を実施する構成となっている。従ってリチウム電池セルの数や集積回路の数が多いにもかかわらず電池システムや電池モジュールとしての計測動作や診断動作を短い時間で完了できる。例えば車両を短時間に始動し、走行しようとする場合であっても短い時間で上記計測および診断を実施できる。診断結果に基づく走行が可能となり、高い安全性を維持できる。
また集積回路やリチウム電池セルの異常に対し、電池モジュールや電池システムさらには図13に記載の駆動システムは、電池モジュールが授受する電力量の速やかな低減や速やかなリレーの開放などの対応が可能としている。各集積回路は独立して異常診断を行うと共に異常が検知されると異常をあらわする信号を速やかに出力する送受信回路を備えている。この送受信回路はOR回路288で例示する如くOR機能を有している。すなわち異常信号を受信すると自らの集積回路の診断結果に関係なく異常信号を出力する、また異常信号を受信していない場合であっても自らの集積回路で異常を検知すると異常信号を出力する機能を有している。従ってバッテリコントローラ20などの上位の制御回路は、集積回路から送られてきた上記異常信号の結果を調べることで、関係する複数の集積回路全体の異常診断結果を速やかに知ることができる。また特別に異常信号の送信を命令しなくても総合的な診断結果を得ることができるので、上位の制御回路の処理負荷の増大が押さえられる効果がある。
〔生産性の向上〕
以下に説明する実施の形態では、セルコントローラ80の基板上に集積回路を保持し、各リチウム電池セルのSOC調整のための放電状態調整用抵抗R1〜R4および図26や図27に示すノイズ除去用のコンデンサC1〜C6もまたセルコントローラ80の基板上に保持している。集積回路や放電状態調整用抵抗R1〜R4およびコンデンサC1〜C6をまとめてセルコントローラ80の基板上に保持する構造としているので、生産性が向上する。またこれらの回路部品を近接して配置することで、信頼性や安全性も向上する。
上記電気部品とリチウム電池セルとをコネクタおよび通信ハーネス50を使用して接続する構造としているので、作業性が向上する。
診断回路を各集積回路が内蔵する構造としているので、生産性が向上すると共に、信頼性や安全性が向上する。
〈セルコントローラの説明〉
図1は、車両用回転電機の駆動に使用される車両用電池システムのバッテリ部9およびセルコントローラ(以下、C/Cと略称する場合がある)80を説明する図である。
図2は、集積回路3Aの一例を示す電子回路のブロック図である。上述したように、各集積回路3A、……、3M、……3Nはそれぞれ同一の構造となっている。したがって、集積回路3A以外の他の集積回路の構成は図2に示す構成と同じである。図2に示す集積回路3Aは、その集積回路に対応するバッテリ部9のグループGB1に含まれる各電池セルBC1〜BC4と接続されている。集積回路3Aを代表例として説明しているが、集積回路3A以外の集積回路はそれぞれ対応するバッテリ部9のグループと接続され、同様の動作を行う。なお、図1に示す如く集積回路3Aおよび抵抗R1〜R4はセルコントローラ80に設けられているが、セルコントローラ80に記載を省略する。
図3は、各集積回路3A、……、3M、……3Nにおける通信コマンドの送受信方法を示した説明図である。図3(a)は、集積回路3Aの端子RXが受信する信号3A−RXおよび集積回路3Aの端子TXから送信される信号3A−TX、さらに次の集積回路3Bの端子RXが受信する信号3B−RXおよび次の集積回路3Bの端子TXから送信される信号3B−TX、さらにまた次の集積回路3Cの端子RXが受信する信号3C−RXおよびその集積回路3Cの端子TXから送信される信号3C−TXを示している。
図4は計測動作のタイミングを説明する図である。図2に示す集積回路3Aは計測動作と共に診断動作を行う機能を有しており、図4に記載の動作タイミングで繰り返し計測を行い、この計測に同期して診断を実行する。なお、上述した図1および図2はバッテリ部9を構成する各グループGB1〜GBNが、4個の電池セルを有している実施形態であるが、集積回路3A〜3Nは6個の電池セルに対応できる回路となっている。従って、各グループGB1〜GBNを構成する電池セルの数は、最大6個まで増やすことが可能である。そのため、図4の動作タイミングを示す図においても、電池セルが6個を前提として構成されている。
次に、図4の動作表260の行260Y1に記載の各ステージにおける、計測および診断の内容について説明する。前述したように各ステージはRES期間と計測期間とを有し、RES期間では診断動作が行われ、計測期間では計測動作、診断動作および計測された値に基づく被測定対象の診断が行われる。表260の行260Y3〜行260Y9に示す「丸印」は、それぞれの行に記載した診断項目が「丸印」が施された期間において実行されることを表している。これらの診断項目は、集積回路を含む制御装置、すなわち図2に記載の計測系あるいは電池セルの放電制御系の自己診断である。
図5は計測回路および診断回路を示す図である。入力回路116はマルチプレクサの働きをする回路であり、後述するようにマルチプレクサ118,120を備えている。入力回路116には、図4に示したデコーダ257,259から信号STG1,STG2が入力され、その信号に基づいてマルチプレクサによる選択動作が行われる。マルチプレクサ診断(HVMUX)においては、電圧検出回路122の差動増幅器262の出力信号が診断回路160に取り込まれ、後述するような診断が行われる。また、例えば電池セルBC1の電圧を計測する場合には、端子V1と端子V2とを選択すると電池セルBC1の電圧が入力回路116から電圧検出回路122に出力される。ここでは、電池セルの端子電圧計測について説明する。
以下では、図4に示した各ステージのRES期間に行われる診断項目のうち、行260Y6に示したマルチプレクサ診断について説明する。
図6,図33,34を参照して、マルチプレクサ診断動作の第1の実施形態について説明する。図33は、図5に示す回路の内、マルチプレクサ診断に関係する回路を示したものである。入力回路116は、図1に示す集積回路3A〜3Nの内部回路であり、マルチプレクサ118、120を有している。Z1〜Z4は、既知の一定電圧を発生する定電圧発生素子や回路であり、ここではツェナー素子が用いられている。各ツェナー素子Z1〜Z4は、定電流回路117の電流によって両端に一定の電圧Vzを発生する。ここでは、各ツェナー素子Z1〜Z4のツェナー電圧Vzは等しく設定されている。
図35は、マルチプレクサ診断動作の第2の実施形態を示す図である。第2の実施形態においては、入力回路116に設けられているツェナー素子Z1〜Z4のツェナー電圧Vz1〜Vz4は、すべて異なった値に設定されている。診断回路160には、各ツェナー素子Z1〜Z4に対応して、電圧源VH1〜VH4,VL1〜VL4が設けられている。その他の構成は、図33〜35に示した回路と同様である。
図36〜38を参照して、マルチプレクサ診断動作の第3の実施形態について説明する。図37は、図5に示す回路の内、マルチプレクサ診断に関係する回路を示したものである。入力回路116は、マルチプレクサ120、定電流回路117、抵抗RおよびスイッチS1〜S4を備えている。マルチプレクサ120の出力端MP1と出力端MP2はそれぞれ差動増幅器262の入力端に接続されている。マルチプレクサ120の出力端MP1と電源ラインとの間には上記定電流回路117と抵抗RとスイッチS1の直列回路が接続されている。また出力端MP1と集積回路のアース(基準電位)との間にはスイッチS2と抵抗Rと定電流回路117との直列回路が接続されている。同様に出力端MP2と電源ラインとの間には定電流回路117と抵抗RとスイッチS3の直列回路が接続されており、出力端MP2と集積回路のアース(基準電位)との間にはスイッチS4と抵抗Rと定電流回路117との直列回路が接続されている。マルチプレクサ120には、電池セルBC1〜BC4を選択するためのスイッチSB1,SB2が設けられている。本実施形態におけるスイッチSB1,SB2は、図37に示すように各々5つのスイッチから成る。そして、スイッチSB1に設けられた5つのスイッチの開閉により電池セルBC1〜BV4の正極側を選択し、スイッチSB2に設けられた5つのスイッチの開閉により電池セルBC1〜BV4の負極側を選択する。入力回路116以外の回路構成は、第1の実施形態の図34の構成と同様である。
上述した第2の実施形態では、マルチプレクサ120の診断をアナログ回路により行ったが、図39,40に示す第4の実施形態では、デジタル回路を用いてマルチプレクサ120の診断を行うようにした。図39は第4実施形態における動作図であり、電池セルの端子電圧の計測が行われるステージSTGCV1〜STGCV4の部分の動作を示す。以下では、代表してステージSTGCV1のマルチプレクサ診断について説明するが、ステージSTGCV2〜STGCV4のマルチプレクサ診断も同様に行われる。なお、各ステージにおけるマルチプレクサ118,120のスイッチ接続状態は、第2実施形態の場合と同様である。
図41に示す第5の実施形態は、第3の実施形態における診断動作(図36)をデジタル的に行うようにしたものである。なお、診断動作時におけるスイッチSB1,SB2およびスイッチS1〜S4の接続状態は第3の実施形態の場合と同様である。上述した第4実施形態と同様に、アナログデジタル変換器122Aで変換されたデジタル値は、現在値記憶回路274Aに設けられた診断電圧レジスタに保持される。基準値記憶回路278Aには、第3の実施形態における電圧VH,VLに相当するデジタル値を保持するレジスタVH,VLが設けられている。なお、マルチプレクサ120の出力端MP1を診断する期間には、スイッチS5は出力端MP1に接続され、スイッチS6は接地電位に接続される。一方、マルチプレクサ120の出力端MP2を診断する期間には、スイッチ5はVccに接続され、スイッチS6は出力端MP2に接続される。
上述した第1〜第5の実施形態ではマルチプレクサ診断を説明したが、第6の実施形態では、図4の行260Y7に示すHVMUX信号選択の診断について、図42に基づいて説明する。セルコントローラ80に設けられた各集積回路3A〜3Nでは、図4に示したステージカウンタ256,258の出力に基づいてマルチプレクサ120や他の回路が動作する。すなわち、各集積回路3A〜3Nは、内蔵するステージカウンタ256,258の出力に基づいて各集積回路の動作全体が制御される。マルチプレクサ120は、集積回路全体の動作を実現するための回路のひとつとして動作する。
計測]期間において、選択回路2592の誤作動により、マルチプレクサ120が電池セルBC2の端子電圧を選択してしまうことも起こりえる。そのような場合、電池セルBC3の過充電診断における端子電圧は電池セルBC3の端子電圧ではないため、電池セルBCに対する過充電診断がまったく行われない可能性も考えられる。本実施形態では、図42に示すように第2の選択回路2594を設けて、以下のようなHVMUX信号選択の診断を行うことにより、マルチプレクサ120に正しい開閉信号が送信されているか否かを確認できるようにし、上述したような事態が避けられるようにした。
図1に示す直流電源システムでは、車両が運転停止しており、運転者が運転を開始する前は、電池モジュール9からインバータ装置への電流供給が行われていない。各電池セルの充放電電流が流れていない状態で計測された各電池セルの端子電圧を使用すると、各電池セルの充電状態(SOC)が正確に求められるので、車両のキースイッチの操作やバッテリコントローラ20からのWake Upなどの通信コマンド292に基づき、各集積回路は独自に計測動作を開始する。図5で説明の計測動作が各集積回路において計測と電池セルの診断動作が開始され、平均化制御回路263に保持された回数の測定が行われると、平均化回路264で測定値の平均化を求める演算が行われる。その演算結果は先ず現在値記憶回路274に保持される。各集積回路はそれぞれ独立してその集積回路が関係しているグループの電池セル全てに対して測定計測および計測結果の平均値の演算を行い、演算結果を、それぞれの集積回路の現在値記憶回路274のレジスタCELL1〜レジスタCELL6に保持する。
図7は、図2に示した集積回路3Aの内部に設けられた通信コマンドの送受信を行う通信回路127の回路およびその動作を説明する回路図であり、各集積回路を代表して集積回路3Aの回路構成でその動作を説明する、上述のとおり他の集積回路も構成や動作が同じである。通信回路127が有する受信端子RXに、前記バッテリコントローラ20から送られてくる通信コマンドは、8bitを1単位として全部で5つの部分を有し、5バイトを1つの基本構成としている。ただし以下に説明のとおり、5バイトより長くなる場合があり、特に5バイトに限定されるものではない。前記通信コマンドは端子RXから受信レジスタ322に入力され、保持される。なお、この受信レジスタ322はシフトレジスタであり、端子RXからシリアルに入力される信号が受信レジスタ322に入力された順にシフトされて通信コマンドの先頭部分がレジスタの先頭部であるブレークフィールド部324に保持され、以下順次保持される。
上述した各集積回路3A、……、3M、……3Nのアドレスレジスタ348は信頼性の高い揮発性メモリで構成しており、揮発性メモリの内容が消えたり、保持内容の信頼性が維持できないと思われる場合に、新たなアドレスの設定を行うことができるように集積回路は構成されている。例えばセルコントローラ80が実行を開始する際に、例えばバッテリコントローラ20から各集積回路のアドレスレジスタ348を初期化するコマンドを送信する。このコマンドで各集積回路のアドレスレジスタ348を初期化、例えばアドレス「ゼロ」とし、その後それぞれの集積回路に新たにアドレスを設定する。各集積回路3A、……、3M、……3Nにおけるアドレスの新たな設定は、バッテリコントローラ20からのアドレス設定コマンドが各集積回路3A、……、3M、……3Nに送信されることによって行われる。
図10を用いて、図9に記載の集積回路IC1、IC2、IC3、IC4、……、ICn−1、ICnに、バッテリコントローラ20から通信コマンド292を送信して、順次アドレスを設定する他の実施の形態を説明する。
図11は、バッテリ部9の電池セルの充電状態SOCを計測し、充電量の多い電池セルを選択し、これらの選択された電池セルについてそれぞれ放電時間を演算し、放電を実行する処理フローを示している。図中、左側は各集積回路の動作を示し、右側はメインコントローラ20側の動作を示す。
図12は、各集積回路3A、…、3M、…、3Nまたは各電池セルが異常となっているか否かをテストするための処理フローを示している。図中、左側は各集積回路3A、…、3M、…、3Nの動作を示し、右側はメインコントローラ20の動作を示している。
図13は、図1に基づき上述した直流電源システムを車両用回転電機の駆動システムに適用した回路図である。電池モジュール900は、バッテリ部9とセルコントローラ80とバッテリコントローラ20を有している。なお、図13では、バッテリ部9を構成する電池セルは、高電位側ブロック10と低電位側ブロック11の2つのブロックに分けられている。高電位側ブロック10と低電位側ブロック11とは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のSD(サービスディスコネクト)スイッチ6を介して直列接続されている。
図14は、図13に示した車両用電源システムにおける動作フローを示した図である。以下、ステップ順に説明する。
図15は、たとえば図1や図13に示した車両用電源システムにおいて、バッテリコントローラ20のセルコントローラ80との通信を終了させるシーケンスを示す説明図である。
上述した実施形態では、各グループを構成する電池セルの数が同じであり、各グループに対応した集積回路3A、…、3M、…、3Nにおいて、それぞれ4個の電池セルが接続されていた。各集積回路3A、…、3M、…、3Nは、それぞれ4個の各電池セルから電圧等の情報を得、また該電池セルの充放電の制御を行うように構成されていた。また集積回路3A、…、3M、…、3Nのそれぞれが担当する電池セルはそれぞれ等しい数であった。
図18および図19に、前記バッテリ部9とセルコントローラ80とを備えた電池モジュール900の具体的な構成の一例を示している。電池モジュール900は、上蓋46と下蓋45とからなり金属製で略直方体状のバッテリケース9aを有していて、インバータ装置220などの電力消費あるいは発電装置へ直流電力を供給する、あるいは直流電力を受電するための出力端子810,820を備えている。バッテリケース9a内には、複数個の組電池19が収容固定されている。電池モジュール900は金属ケースであるバッテリケース9aで覆われており、バッテリケース9a内には、電圧や温度を検出するための配線が多数存在しているが、これらが電気的な外部からのノイズから保護されている。また上述のとおり、電池セルはバッテリケース9aとその外側の容器で保護されており、仮に交通事故が発生したとしても電源システムの安全性が維持される。
図1に記載の各集積回路3A・・・集積回路3M・・・集積回路3Nの内部処理動作で行われている各電池セルの計測と過充電や過放電の診断動作を説明する。図4の動作表260の行260Y1に記載のステージSTGCV1〜ステージSTGCV6において各電池セルの端子電圧の取り込みと診断が行われる。ステージSTGCV1の計測の期間で、先の説明のごとく、図5の選択回路120はVCC(V1)とVC2(V2)を選択する。この動作により図2のバッテリセルBC1の端子電圧が選択され、電位シフト機能を有する差動増幅器262を介して電圧検出回路122Aに入力される。電圧検出回路122Aでデジタル値に変換され、平均化回路264で今回の測定を含め最も新しい所定回数の測定値を基に平均値が演算され、現在値記憶回路274のレジスタCELL1に保持される。
ステージSTGCV1の計測における端子電圧の計測に続いて、測定された端子電圧値がデジタル比較回路270により過充電の判断値OCと比較される。すなわち、現在値記憶回路274のレジスタCELL1〜CELL6、レジスタVDDに保持されている複数個の測定値さらにVDD値乃至基準電源(PSBG)の中から、図4の第1ステージカウンタ256や第2ステージカウンタ258の出力に基づきデコーダ257やデコーダ259により作られた選択信号により、レジスタCELL1の測定値が選択されてデジタル比較回路270に入力される。また、同様に上記デコーダ257やデコーダ259により生成された選択信号により、基準値記憶回路278に保持された複数の基準値の中から過充電診断基準値OCが選択され、デジタル比較回路270はレジスタCELL1内の電池セルBC1の測定値と過充電診断基準値OCとを比較する。デジタル比較回路270は、電池セルBC1の測定値が過充電診断基準値OCより大きい時に異常を示す比較結果を出力する。デジタルマルチプレクサ282は上記デコーダ257やデコーダ259により生成された選択信号によりデジタル比較回路270の出力の記憶先を選択する。電池セルBC1の診断結果がもし異常であれば、フラグ記憶回路284のレジスタMFflagおよびレジスタOCflagにその異常診断結果が保持される。すなわちMFflagおよびOCflagがセットされた状態となる。上記異常フラグは集積回路の端子FFOから出力され、バッテリコントローラ20に伝えられる。
ステージSTGCV1の計測の期間でさらに引き続き電池セルBC1の過放電の診断が行われる。現在値記憶回路274のレジスタCELL1に記憶された電池セルBC1の測定値と基準値記憶回路278の基準値ODとがデジタル比較回路270で比較される。電池セルBC1の測定値が基準値記憶回路278の基準値ODより小さい場合に異常と判断して異常信号を出力する。デコーダ257とデコーダ259の出力に基づく選択信号によりデジタルマルチプレクサ282はフラグ記憶回路284のMFflagとODflagを選択し、デジタル比較回路270から出力された異常信号はレジスタMFflagとレジスタODflagにセットされる。
バッテリ部9を構成する各電池セルの充電状態SOCを調整のためにバランシングスイッチ129A〜129Fを制御し、充電量が多い電池セルの電力を放電用の抵抗を介して放電する制御に関しては上述した。バランシングスイッチ129A〜129Fの開閉制御は各電池セルの端子電圧の検出に悪影響を及ぼす可能性がある。すなわち、図2の回路でバランシングスイッチ129が閉じると抵抗R1からR4を介して放電電流が流れ、電池セルBC1〜BC4の端子電圧の計測精度を低下させる。
図4に示す動作表260の行260Y1に記載のステージSTGPSBGで内部基準電圧やアナログおよび電圧検出回路122Aの診断を行う。図5に記載のアナログ回路やデジタル回路を動作させるための電源電圧を集積回路内部の電源回路121(図2)で発生する。電源電圧を絶対的な基準電源に基づいて発生すると高精度の前記電源電圧を比較的容易に得ることができる。しかし一方絶対的な基準電圧が変化すると、電源電圧が変化してしまう心配がある。
図4に記載の動作表260のステージSTGCalでデジタル比較回路の診断が行われる。以下その動作を説明する。デジタルマルチプレクサ272はデコーダ257とデコーダ259の出力に基づき増加演算値280を選択する。この増加演算値280は、基準値記憶回路278に保持されている基準値、例えば基準値OCに所定値を加算して得られた値である。デジタルマルチプレクサ276が基準値記憶回路278に保持されている基準値の一つ、本実施形態では基準値OCを選択し、デジタル比較回路270に比較対象として入力する。さらにまた、選択された基準値OCに所定値、例えば"1"を加算して得られた増加演算値280をデジタルマルチプレクサ272を介してデジタル比較回路270に入力する。デジタル比較回路270が基準値OCより増加演算値280を大きいと判断すれば、デジタル比較回路270は正しく動作していることになる。
Claims (1)
- 複数のバッテリセルが直列に接続された複数のセルグループごとに対応して設けられ、前記セルグループ内の各バッテリセルの端子電圧が入力される集積回路と、
前記集積回路間を接続する信号伝送路と、を備え、
前記集積回路は、
前記入力された端子電圧から測定対象であるバッテリセルの端子電圧を選択する選択回路と、
前記選択回路から出力された出力電圧をそれよりも高電位側にプルアップするプルアップ回路と、
前記選択回路から出力された出力電圧をそれよりも低電位側にプルダウンするプルダウン回路と、
前記選択回路のスイッチをすべて開状態としたときに、前記選択回路からの出力電圧がプルアップまたはプルダウンされた状態で計測された電圧と所定の閾値とを比較して、前記選択回路の異常を診断する診断回路と、
前記選択回路から出力された出力電圧により各バッテリセルの電圧を測定する電圧検出回路と、を有し、
前記選択回路は、前記セルグループ内の各バッテリセルの端子電圧がそれぞれ入力される第1のスイッチ群および第2のスイッチ群を有し、
前記電圧検出回路は、一方の入力端子が前記第1のスイッチ群と接続され、他方の入力端子が前記第2のスイッチ群と接続された差動増幅器を有し、
前記電圧検出回路は、前記第1のスイッチ群を介して前記差動増幅器の前記一方の入力端子に入力される各バッテリセルの端子電圧と、前記第2のスイッチ群を介して前記差動増幅器の前記他方の入力端子に入力される各バッテリセルの端子電圧とにより、各バッテリセルの電圧を測定し、
前記プルアップ回路は、前記第1のスイッチ群と前記差動増幅器の間に接続された第1のプルアップ回路と、前記第2のスイッチ群と前記差動増幅器の間に接続された第2のプルアップ回路と、を有し、
前記プルダウン回路は、前記第1のスイッチ群と前記差動増幅器の間に接続された第1のプルダウン回路と、前記第2のスイッチ群と前記差動増幅器の間に接続された第2のプルダウン回路と、を有し、
前記診断回路は、
前記第1のスイッチ群をすべて開状態としたときに、前記第1のスイッチ群からの出力電圧が前記第1のプルアップ回路によりプルアップされた状態で計測された電圧と所定の第1の閾値とを比較するとともに、前記第1のスイッチ群からの出力電圧が前記第1のプルダウン回路によりプルダウンされた状態で計測された電圧と所定の第2の閾値とを比較することで、前記第1のスイッチ群の開放動作の異常を診断し、
前記第2のスイッチ群をすべて開状態としたときに、前記第2のスイッチ群からの出力電圧が前記第2のプルアップ回路によりプルアップされた状態で計測された電圧と前記第1の閾値とを比較するとともに、前記第2のスイッチ群からの出力電圧が前記第2のプルダウン回路によりプルダウンされた状態で計測された電圧と前記第2の閾値とを比較することで、前記第2のスイッチ群の開放動作の異常を診断し、
前記第1のスイッチ群のうち所定の電池セルに対応するスイッチを閉状態とし、他のスイッチをすべて開状態としたときに、前記第1のスイッチ群からの出力電圧が前記第1のプルアップ回路によりプルアップされた状態で計測された電圧と前記第1の閾値とを比較するとともに、前記第1のスイッチ群からの出力電圧が前記第1のプルダウン回路によりプルダウンされた状態で計測された電圧と前記第2の閾値とを比較することで、前記第1のスイッチ群の選択動作の異常を診断し、
前記第2のスイッチ群のうち前記所定の電池セルに対応するスイッチを閉状態とし、他のスイッチをすべて開状態としたときに、前記第2のスイッチ群からの出力電圧が前記第2のプルアップ回路によりプルアップされた状態で計測された電圧と前記第1の閾値とを比較するとともに、前記第2のスイッチ群からの出力電圧が前記第2のプルダウン回路によりプルダウンされた状態で計測された電圧と前記第2の閾値とを比較することで、前記第2のスイッチ群の選択動作の異常を診断することを特徴とする電池制御装置。
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