JP6699485B2 - 電圧検出装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る電圧検出装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る電圧検出装置は、例えばハイブリッド自動車又は電気自動車に搭載される電源システムに適用される。
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図7に示すように、メイン電圧検出部30、DA変換器46及び第2スイッチSW2が、1つの集積回路である監視IC60として構成されている。つまり、第1スイッチSW1及び各分圧用抵抗体40a,40bが監視IC60を構成していない。一方、第1スイッチSW1、第1分圧用抵抗体40a、第2分圧用抵抗体40b、コンパレータ41及び基準電源42が、1つの集積回路である冗長IC70として構成されている。なお図7において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (8)
- 複数の電池セル(10a〜10d)の直列接続体を備える組電池(10)に適用される電圧検出装置において、
前記組電池の状態を検出する監視部(MD1〜MDn)と、
前記監視部の検出結果が入力され、該監視部とは別に設けられた制御部(20)と、を備え、
前記組電池を構成する前記電池セルのうち少なくとも2つの前記電池セルの直列接続体が検出ブロック(BM1〜BMn)とされており、
前記検出ブロックを構成する前記電池セルのそれぞれ、又は前記検出ブロックにおいて該検出ブロックを構成する前記電池セルの数よりも少ない数の前記電池セルの直列接続体が検出対象電池とされており、
前記監視部は、
前記組電池の状態として、前記各検出対象電池の端子電圧を検出するメイン電圧検出部(30)と、
前記検出ブロックの正極側に電気的に接続された正極側入力部(Ci5)と、
前記検出ブロックの負極側に電気的に接続された負極側入力部(Ci1)と、
前記正極側入力部及び前記負極側入力部を介して、前記組電池の状態として、前記検出ブロックの端子電圧を検出するサブ電圧検出部(40a,40b,41,42)と、を有し、
前記メイン電圧検出部は、厚さ方向に扁平な直方体状をなす集積回路である監視IC(60)を構成しており、
前記サブ電圧検出部の少なくとも一部は、厚さ方向に扁平な直方体状をなして、かつ、前記監視ICとは別の集積回路である冗長IC(70)を構成しており、
前記監視ICにおいて、その厚さ方向を法線方向とする2つの外面のうち一方の面が監視裏側面(60a)とされ、他方の面が監視表側面(60b)とされており、
前記冗長ICにおいて、その厚さ方向を法線方向とする2つの外面のうち一方の面が冗長裏側面(70a)とされ、他方の面が冗長表側面(70b)とされており、
前記監視表側面の面積が前記冗長裏側面の面積以上の面積とされており、
前記監視ICを前記監視表側面から見た場合において前記冗長ICの輪郭が前記監視ICの輪郭からはみださない状態で、前記冗長裏側面が前記監視表側面に機械的に接続されている電圧検出装置。 - 前記監視ICを前記監視裏側面から搭載して、かつ、周囲に複数のリード(80c1)を有するリードフレーム(80)を備え、
前記監視表側面の面積が前記冗長裏側面の面積よりも大きくされており、
前記監視ICは、該監視ICを前記監視表側面から見た場合において該監視表側面のうち前記冗長ICと重ならない領域に、前記監視表側面の一辺に沿って複数形成された電極パッド(61)を有し、
前記冗長ICは、前記冗長表側面の一辺に沿って該冗長表側面に複数形成された電極パッド(71)を有し、
前記冗長ICの電極パッドと前記監視ICの電極パッドとが同一の方向又は略同一の方向を向いた状態で、前記冗長裏側面が前記監視表側面に機械的に接続されており、
前記冗長ICの電極パッドの1つと、前記監視ICの電極パッドの1つとのそれぞれは、複数の前記リードのうち、前記監視IC及び前記冗長ICで共通に使用されるリードにボンディングワイア(90,91)によって電気的に接続されている請求項1に記載の電圧検出装置。 - 前記検出ブロックの数は、複数であり、
前記監視部は、前記各検出ブロックに対応して個別に設けられており、
前記サブ電圧検出部は、
前記検出ブロックの端子電圧を分圧する抵抗体である分圧用抵抗体(40a,40b)と、
前記検出ブロックの充電状態を検出するための基準電圧を出力する電源である基準電源(42)と、
反転入力端子及び非反転入力端子を含み、該反転入力端子及び該非反転入力端子のうち、一方の端子に前記分圧用抵抗体により分圧された電圧が入力され、他方の端子に前記基準電圧が入力されるコンパレータ(41)と、を有し、
直流電源(50)と、
前記直流電源に第1端側が接続された抵抗体(52)と、を備え、
前記監視部は、
信号出力部(Ca)と、
前記コンパレータの出力端子の出力電圧の論理に応じて閉状態又は開状態されて、かつ、前記信号出力部及びグランドを電気的に接続するスイッチである通信用スイッチ(45)と、を有し、
前記各監視部の前記信号出力部には、前記抵抗体の第2端側が電気的に接続されており、
前記制御部は、前記抵抗体の第2端側に電気的に接続された信号入力部(Cb)を有する請求項1又は2に記載の電圧検出装置。 - 複数の電池セル(10a〜10d)の直列接続体を備える組電池(10)に適用される電圧検出装置において、
前記組電池の状態を検出する監視部(MD1〜MDn)と、
前記監視部の検出結果が入力され、該監視部とは別に設けられた制御部(20)と、を備え、
前記組電池を構成する前記電池セルのうち少なくとも2つの前記電池セルの直列接続体が検出ブロック(BM1〜BMn)とされており、
前記検出ブロックを構成する前記電池セルのそれぞれ、又は前記検出ブロックにおいて該検出ブロックを構成する前記電池セルの数よりも少ない数の前記電池セルの直列接続体が検出対象電池とされており、
前記監視部は、
前記組電池の状態として、前記各検出対象電池の端子電圧を検出するメイン電圧検出部(30)と、
前記検出ブロックの正極側に電気的に接続された正極側入力部(Ci5)と、
前記検出ブロックの負極側に電気的に接続された負極側入力部(Ci1)と、
前記正極側入力部及び前記負極側入力部を介して、前記組電池の状態として、前記検出ブロックの端子電圧を検出するサブ電圧検出部(40a,40b,41,42)と、を有し、
前記検出ブロックの数は、複数であり、
前記監視部は、前記各検出ブロックに対応して個別に設けられており、
前記サブ電圧検出部は、
前記検出ブロックの端子電圧を分圧する抵抗体である分圧用抵抗体(40a,40b)と、
前記検出ブロックの充電状態を検出するための基準電圧を出力する電源である基準電源(42)と、
反転入力端子及び非反転入力端子を含み、該反転入力端子及び該非反転入力端子のうち、一方の端子に前記分圧用抵抗体により分圧された電圧が入力され、他方の端子に前記基準電圧が入力されるコンパレータ(41)と、を有し、
直流電源(50)と、
前記直流電源に第1端側が接続された抵抗体(52)と、を備え、
前記監視部は、
信号出力部(Ca)と、
前記コンパレータの出力端子の出力電圧の論理に応じて閉状態又は開状態されて、かつ、前記信号出力部及びグランドを電気的に接続するスイッチである通信用スイッチ(45)と、を有し、
前記各監視部の前記信号出力部には、前記抵抗体の第2端側が電気的に接続されており、
前記制御部は、前記抵抗体の第2端側に電気的に接続された信号入力部(Cb)を有する電圧検出装置。 - 前記メイン電圧検出部は、厚さ方向に扁平な直方体状をなす集積回路である監視IC(60)を構成しており、
前記サブ電圧検出部の少なくとも一部は、厚さ方向に扁平な直方体状をなして、かつ、前記監視ICとは別の集積回路である冗長IC(70)を構成しており、
前記監視IC及び前記冗長ICのそれぞれは、前記監視IC及び前記冗長ICの平面視において並んで配置されている請求項4に記載の電圧検出装置。 - 診断用電圧を生成して出力する電圧生成部(46)と、
閉状態とされることにより、前記検出ブロックと前記分圧用抵抗体との間を電気的に接続し、開状態とされることにより、前記検出ブロックと前記分圧用抵抗体との間を電気的に遮断する第1スイッチ(SW1)と、
閉状態とされることにより、前記コンパレータの前記非反転入力端子及び前記反転入力端子のうち前記分圧用抵抗体により分圧された電圧が入力される方の端子である分圧入力端子と、前記電圧生成部との間を電気的に接続し、開状態とされることにより、前記分圧入力端子と前記電圧生成部との間を電気的に遮断する第2スイッチ(SW1)と、を備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチが開状態とされて、かつ、前記第2スイッチが閉状態とされた状態で、前記基準電圧を跨ぐように前記診断用電圧を変化させるべく前記電圧生成部を操作する処理と、
前記診断用電圧が変化させられた場合に前記信号入力部の入力信号の論理が反転したと判定したとき、前記基準電源に異常が生じていない旨判定し、前記診断用電圧が変化させられた場合に前記信号入力部の入力信号の論理が反転しないと判定したとき、前記基準電源に異常が生じている旨判定する処理と、を行う請求項3〜5のいずれか1項に記載の電圧検出装置。 - 診断用電圧を生成して出力する電圧生成部(46)と、
閉状態とされることにより、前記検出ブロックと前記分圧用抵抗体との間を電気的に接続し、開状態とされることにより、前記検出ブロックと前記分圧用抵抗体との間を電気的に遮断する第1スイッチ(SW1)と、
閉状態とされることにより、前記コンパレータの前記非反転入力端子及び前記反転入力端子のうち前記分圧用抵抗体により分圧された電圧が入力される方の端子である分圧入力端子と、前記電圧生成部との間を電気的に接続し、開状態とされることにより、前記分圧入力端子と前記電圧生成部との間を電気的に遮断する第2スイッチ(SW1)と、を備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチが開状態とされて、かつ、前記第2スイッチが閉状態とされた状態で、前記診断用電圧を前記基準電圧よりも小さくすべく又は前記診断用電圧を前記基準電圧よりも高くすべく前記電圧生成部を操作する処理と、
前記診断用電圧が前記基準電圧よりも小さくされた場合又は前記診断用電圧が前記基準電圧よりも高くされた場合における前記信号入力部の入力信号の論理に基づいて、前記コンパレータから、前記通信用スイッチ及び前記信号出力部を介して前記信号入力部までの通信系統の異常の有無を診断する処理と、を行う請求項3〜6のいずれか1項に記載の電圧検出装置。 - 前記電圧生成部は、前記メイン電圧検出部に設けられている請求項6又は7に記載の電圧検出装置。
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