JP6652960B2 - 電池管理装置、電池監視回路、制御システム - Google Patents
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Description
本発明による電池監視回路は、複数の電池セルのそれぞれの両極に、フィルタ回路が接続された電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、電流源を用いて構成され、前記電流源から出力された電流を前記電圧検出線に流すことで、前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続された抵抗を用いて構成され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて、前記電圧検出部が検出する前記端子電圧を前記フィルタ回路を介さずに変動させる電圧変動部と、を備える。
本発明の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を用いて、前記電池管理装置を搭載した車両を走行させるための走行用モータの駆動制御を行う走行用インバータと、前記走行用インバータを制御する車両制御装置と、を備え、前記電池管理装置は、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つまたは前記電圧検出部が異常と診断した場合に、当該異常に関する異常情報を前記車両制御装置に出力し、前記車両制御装置は、前記異常情報に基づいて、前記組電池からの電力供給を制限するための制御を前記走行用インバータに対して行い、前記車両制御装置は、前記制御において、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、前記電圧検出部が異常である場合には、前記組電池からの電力供給に対する制限を緩和する。
本発明の他の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズに関するノイズ情報を前記電池管理装置に出力し、前記電池管理装置は、前記ノイズ情報に基づいて、前記診断部による前記電圧検出部の診断および/または前記電圧検出部による前記端子電圧の検出を無効化する。
本発明のさらに別の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、前記電池管理装置から出力される前記電圧検出部の診断結果および/または前記端子電圧の検出結果を無効化する。
図1は、本発明の第1の実施形態による電池管理装置10の構成を示す図である。電池管理装置10は、組電池20の電池セル21、22を管理するものであり、電池監視回路100、RCフィルタ110、電圧変動部120およびマイコン150を備える。なお、説明を簡略化するため、図1では組電池20を2つの電池セル21、22で構成されるものとして、この組電池20を管理する電池管理装置10の構成を示している。しかし、組電池20を構成する電池セルの数はこれに限定されない。任意の個数の電池セルで組電池20を構成し、その電池セルの個数に合わせて、電池管理装置10の構成を決定することができる。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。前述の第1の実施形態で説明した例では、電流源G11、G12、G13から電圧検出線L1、L2、L3にそれぞれ電流を流すときに、抵抗要素R11、R12、R13での電圧降下により、RCフィルタ110の容量要素C11、C12、C13において電荷移動が生じる。そのため、図3(b)に示したように、短時間ではあるものの、端子電圧を測定できない期間が存在する。これに対して、以下の第2の実施形態では、RCフィルタ110の容量要素C11、C12、C13において電荷移動が生じないようにして、端子電圧を測定できない期間を略ゼロとした例を説明する。
次に本発明の第3の実施形態について説明する。図7は、本発明の第3の実施形態による電池管理装置10bの構成を示す図である。本実施形態の電池管理装置10bは、第1の実施形態で説明した図1の電池管理装置10と比べて、電圧変動部120が電池監視回路100b内に設けられている点が異なっている。この電池管理装置10bは、電池管理装置10と同様の動作を行う。
次に本発明の第4の実施形態について説明する。図8は、本発明の第4の実施形態による電池管理装置10cの構成を示す図である。本実施形態の電池管理装置10cは、第2の実施形態で説明した図5の電池管理装置10aと比べて、電圧変動部120および電流源G21、G22、G23が電池監視回路100c内に設けられている点が異なっている。この電池管理装置10cは、電池管理装置10aと同様の動作を行う。
次に本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態では、第1〜第4の実施形態で説明した電池管理装置を利用した制御システムについて説明する。
次に本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態では、第5の実施形態で説明したのと同様の制御システムにおいて、耐ノイズ性を考慮した制御を行う例について説明する。
20 組電池
21,22 電池セル
30 車両コントローラ
40 エアコン用インバータ
50 DC/DCコンバータ
60 走行用インバータ
100,100b,100c 電池監視回路
101 マルチプレクサ
102 AD変換器
103 第1バッファメモリ
104 第2バッファメモリ
110 RCフィルタ
120 電圧変動部
130 状態変化発生部
140,140h 電圧検出部
150 マイコン
Claims (10)
- 複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、
電流源を用いて構成され、前記電流源から出力された電流を前記電圧検出線に流すことで、前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、
前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続された抵抗を用いて構成され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて、前記電圧検出部が検出する前記端子電圧を前記フィルタ回路を介さずに変動させる電圧変動部と、
前記電圧変動部により前記端子電圧を変動させたときの前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記電圧検出部を診断する診断部と、を備える電池管理装置。 - 請求項1に記載の電池管理装置において、
前記診断部は、前記電圧変動部により前記端子電圧を変動させたときの前記端子電圧の検出結果における電圧変化が所定の閾値未満であるときに、前記電圧検出部が異常であると診断する電池管理装置。 - 請求項2に記載の電池管理装置において、
前記閾値は、前記抵抗の抵抗値および前記電流源が出力する電流の大きさに基づいて決定される電池管理装置。 - 請求項1に記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、前記端子電圧の検出結果をそれぞれ格納するための第1の記憶部および第2の記憶部を有する電池管理装置。 - 請求項4に記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、前記状態変化発生部が前記電気的状態変化を発生したときの前記端子電圧を前記第1の記憶部に記憶し、前記状態変化発生部が前記電気的状態変化を発生していないときの前記端子電圧を前記第2の記憶部に記憶し、
前記診断部は、前記第1の記憶部と前記第2の記憶部にそれぞれ記憶された前記端子電圧を前記電圧検出部から読み込み、読み込んだ前記端子電圧に基づいて前記電圧検出部を診断する電池管理装置。 - 請求項1に記載の電池管理装置において、
前記電流源は、前記抵抗の両端にそれぞれ配置されている電池管理装置。 - 複数の電池セルのそれぞれの両極に、フィルタ回路が接続された電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
電流源を用いて構成され、前記電流源から出力された電流を前記電圧検出線に流すことで、前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、
前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続された抵抗を用いて構成され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて、前記電圧検出部が検出する前記端子電圧を前記フィルタ回路を介さずに変動させる電圧変動部と、を備える電池監視回路。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電池管理装置と、
前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を用いて、前記電池管理装置を搭載した車両を走行させるための走行用モータの駆動制御を行う走行用インバータと、
前記走行用インバータを制御する車両制御装置と、を備え、
前記電池管理装置は、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つまたは前記電圧検出部が異常と診断した場合に、当該異常に関する異常情報を前記車両制御装置に出力し、
前記車両制御装置は、前記異常情報に基づいて、前記組電池からの電力供給を制限するための制御を前記走行用インバータに対して行い、
前記車両制御装置は、前記制御において、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、前記電圧検出部が異常である場合には、前記組電池からの電力供給に対する制限を緩和する制御システム。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電池管理装置と、
前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズに関するノイズ情報を前記電池管理装置に出力し、
前記電池管理装置は、前記ノイズ情報に基づいて、前記診断部による前記電圧検出部の診断および/または前記電圧検出部による前記端子電圧の検出を無効化する制御システム。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電池管理装置と、
前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、前記電池管理装置から出力される前記電圧検出部の診断結果および/または前記端子電圧の検出結果を無効化する制御システム。
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