JP7103026B2 - 電池監視装置 - Google Patents
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Description
端子部は、Mを3以上の正整数としてM+1個の接続端子を有し、複数の電池セル(C)が直列接続されるように、接続端子間に電池スタック(51)間を接続するバスバーであるスタックバー(52)または電池セルが接続される。
このような構成によれば、電池セルが接続された隣接端子対と、該隣接端子対に対応づけられる処理ブロックの処理部とを接続する導電線路中から、スタックバーが除外されるため、スタックバーの影響による処理部での処理精度の劣化を抑制できる。
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示す電池監視装置1は、直列接続された複数の電池セルCを有する電池パック5に接続され、各電池セルCの充電状態を監視する装置である。電池セルCは、二次電池である。
図2に示すように、電池セルCの上面には正極端子61、負極端子62が設けられる。同一電池スタック51に属する複数の電池セルCは、正極端子61と負極端子62の並び順が、隣接する電池セルC同士で互いに逆になるように配置される。そして、隣接する一方の電池セルCの正極端子61と、他方の電池セルCの負極端子62とは、バスバー63(以下、セルバー)を介して接続される。
端子部2は、M+1個の接続端子を有する。Mは3以上の整数である。また、iを、1≦i≦Mである整数として、i番目の接続端子Tiとi+1番目の接続端子Ti+1とで形成される端子対を隣接端子対PTiとする。
チャネルCHiでは、インダクタ42と均等化抵抗43との間に、主線路Li,Li+1を接続するツェナーダイオード44およびコンデンサ45が並列に設けられる。ツェナーダイオード44は、主線路Liにアノード、主線路Li+1にカソードが接続され、主線路Li,Li+1の間に、降伏電圧以上の正の過大電圧が印加された場合に導通する。
チャネルCHiにおいて、インダクタ42およびコンデンサ45がフィルタ回路を構成する。また、ヒューズ41が遮断素子に相当し、ツェナーダイオード44が保護回路に相当する。
チャネルCHm,CHm+1,CHm+2以外のチャネルCHiでは、AD変換器31は、隣接端子対PTiに接続された電池セルCの両端電圧をデジタル値に変換して外部装置に出力する。
チャネルCHmでは、AD変換器31は、スタック端子対PTmに接続されたスタックバー52の両端電圧をデジタル値に変換して外部装置に出力する。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)スタック接続対PTmに関連づけられるチャネルCHmの高電位側に隣接するチャネルCHm+1を捨て読みチャネルとし、更に高電位側に隣接するチャネルCHm+2が、スタックバー52の高電位側に隣接するセルCmに対する処理を実行する。
[2-1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図4に示すように、本実施形態の電池監視装置1aは、接続部4aの構成、特に特定端子対PTeに関わるチャネルCHm+1の構成が異なる。具体的には、捨て読みチャネルであるチャネルCHm+1にも、0Ω抵抗46と並列にツェナーダイオード44が設けられる。つまり、特定端子対PTeに対する保護回路として、第1実施形態では、チャネルCHm+2に設けられた一つのツェナーダイオード44だけが用いられるが、本実施形態ではチャネルCHm+1,CHm+2に設けられた二つのツェナーダイオード44が用いられる。
第1実施形態では、特定端子対PTeに降伏電圧を超える過大な正電圧が印加された場合、チャネルCHm+2のツェナーダイオード44が導通することで、処理ブロックBm+2を過電圧から保護する。また、このときの短絡電流は、0Ω抵抗46を流れる。処理ブロックBm+1は、0Ω抵抗46が接続されていることにより、過電圧からも過電流からも保護される。しかし、この短絡電流により、ヒューズ41が溶断する前に0Ω抵抗46が断線すると、短絡電流は、処理ブロックBm+1に流れ込む。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)~(1c)を奏し、更に、以下の効果を奏する。
[3-1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図5に示すように、本実施形態の電池監視装置1bは、接続部4bの構成、特に特定端子対PTeに関わるチャネルCHm+1,CHm+2の構成が異なる。具体的には、主線路Lm,Lm+1間を接続するチャネルCHm+1のツェナーダイオード44、および主線路Lm+1,Lm+2間を接続するチャネルのCHm+2は省略され、代わりに、主線路Lm,Lm+2間を接続するツェナーダイオード44bが設けられている。
第2実施形態の場合、特定端子対PTeに過電圧が発生した場合、捨て読みチャネルCHm+1のツェナーダイオード44は、特定端子対PTe間の過電圧が降伏電圧の2倍以上になるまで、降伏状態にならないため、他のチャネルCHiに過電圧が印加された場合と比較して、ヒューズ41が溶断するまでに要する時間が長くなる可能性がある。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)~(1c)および(2a)を奏し、更に、以下の効果を奏する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (6)
- Mを3以上の正整数としてM+1個の接続端子を有し、複数の電池セル(C)が直列接続されるように、前記接続端子間に電池スタック(51)間を接続するバスバーであるスタックバー(52)または前記電池セルが接続される端子部(2)と、
1≦i≦Mとし、i番目の前記接続端子とi+1番目の前記接続端子との組を隣接端子対(PTi)として、前記隣接端子対毎に設けられ、該隣接端子対の端子間電圧に応じた処理を実行する処理回路(31)および前記隣接端子対間を短絡または開放する短絡スイッチ(32)を有したM個の処理ブロック(Bi)を有する処理部(3)と、
前記端子部と前記処理部とを接続する接続部(4)と、
を備え、
前記スタックバーが接続される前記隣接端子対であるスタック接続対(PTm)において、高電位側に位置する前記接続端子を第1端子(Tm+1)とし、前記第1端子より高電位側に位置し該第1端子と共に前記隣接端子対を形成する前記接続端子を第2端子(Tm+2)とし、前記第2端子より高電位側に位置し該第2端子と共に前記隣接端子対を形成する前記接続端子を第3端子(Tm+3)として、
前記接続部は、
前記接続端子毎に設けられ、該接続端子から前記短絡スイッチに至る導電線路である主線路(L)のそれぞれに直列に挿入される抵抗器(43)と、
前記第1端子の主線路(Lm+1)と第2端子の主線路(Lm+2)とを短絡する短絡線路(46)と、
を備え、
前記端子部は、前記第2端子が不使用とされ、前記スタックバーの高電位側に隣接する前記電池セルが、前記第1端子と前記第3端子との間に接続される、
電池監視装置。 - 請求項1に記載の電池監視装置であって、
前記電池セルが接続される前記接続端子の対を電池接続対として、
前記接続部は、
前記電池接続対および前記スタック接続対のそれぞれに設けられ、該電池接続対の端子間電圧が予め設定された許容範囲を超えると、該電池接続対の間を導通させる保護回路(44)と、
前記第2端子以外の前記接続端子に関連づけられた前記主線路のそれぞれに設けられ、前記保護回路の作動によって流れる電流によって前記主線路を遮断する遮断素子(41)と、
を更に備える電池監視装置。 - 請求項2に記載の電池監視装置であって、
前記第1端子と前記第3端子との間に設けられる前記保護回路は、前記第2端子の主線路と前記第3端子の主線路との間に接続されたツェナーダイオードを有する
電池監視装置。 - 請求項2に記載の電池監視装置であって、
前記第1端子と前記第3端子との間に設けられる前記保護回路は、前記第1端子の主線路と第2端子の主線路との間および前記第2端子の主線路と第3端子の主線路との間のそれぞれに接続された二つのツェナーダイオードを有する
電池監視装置。 - 請求項2に記載の電池監視装置であって、
前記第1端子と前記第3端子との間に設けられる前記保護回路は、前記第1端子の主線路と第3端子の主線路との間に接続されたツェナーダイオードを有する
電池監視装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の電池監視装置であって、
前記処理回路は、前記隣接端子対の端子間電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル変換器である
電池監視装置。
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