JP7458326B2 - 電池監視制御回路 - Google Patents
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Description
複数の二次電池セルが接続される組電池を複数のブロックに分割し、個々又は複数の二次電池セルの出力電圧を測定する複数の電池監視制御回路と、前記電池監視制御回路を制御する制御回路と、を備える電池制御システムに用いられる電池監視制御回路であって、
前記各電池監視制御回路は、
前記各電池監視制御回路の間の通信、又は前記制御回路との通信を行う通信インターフェースと、
前記通信インターフェースに入力される起動信号を直流電圧に変換する電力変換器と、
前記電力変換器からの直流電圧を電源電圧として電力供給され、前記電池監視制御回路を起動する起動制御信号を発生する起動回路と、を備える。
複数の二次電池セルが接続される組電池を複数のブロックに分割し、個々又は複数の二次電池セルの出力電圧を測定する複数の電池監視制御回路と、前記電池監視制御回路を制御する制御回路と、を備える電池制御システムであって、
前記各電池監視制御回路は、
前記各電池監視制御回路の間の通信、又は前記制御回路との通信を行う通信インターフェースと、
前記通信インターフェースに入力される起動信号を直流電圧に変換する電力変換器と、
前記電力変換器からの直流電圧を電源電圧として電力供給され、前記電池監視制御回路を起動する起動制御信号を発生する起動回路と、を備える。
図1は実施の形態に係る電池監視制御回路を備えた電池制御システムの構成例を示すブロック図である。ここで、電池監視制御回路は図1のバッテリーマネージメントIC BM1,BM2に対応する。
図2は実施の形態の変形例に係る電池監視制御回路を備えた電池制御システムの構成例を示すブロック図である。図2において、当該変形例に係る電池監視制御回路は、図1の電池監視制御回路に比較して以下の点が異なる。
(1)セルマネージメントユニットSM1,SM2に代えて、セルマネージメントユニットSM1A,SM2Aを備えた。
(2)セルマネージメントユニットSM1Aでは、図1の絶縁トランスTR2に代えて、デイジー通信ラインL1に接続される2個のキャパシタC1,C2を備えた。
(3)セルマネージメントユニットSM2Aでは、図1の絶縁トランスTR1,TR2に代えて、デイジー通信ラインL1に接続される4個のキャパシタC1,C2,C3,C4を備えた。
ここで、本発明の理解を容易とするため、一般的な回路及びシステムである比較例1、2について説明する。
さらに、図5を用いて、スリープモード時の電池監視制御回路の消費電力をゼロにする一般的な例を示す。
図8は変形例1に係るバッテリーマネージメントIC BM1Aの電力変換器、起動回路及び起動スイッチの詳細構成例を示す回路図である。図8の回路は、図6の回路に比較して以下の点が異なる。
(1)電力変換器20に代えて、電力変換器20Aを備える。
(2)電力変換器20Aは、AC-DC変換器24と、ローパスフィルタ25とを備えて構成される。
以下、当該相違点について説明する。
図9は変形例2に係るバッテリーマネージメントIC BM1Bの電力変換器、起動回路及び起動スイッチの詳細構成例を示す回路図である。図9の回路は、図6の回路に比較して以下の点が異なる。
(1)電力変換器20に代えて、電力変換器20Bを備える。
(2)電力変換器20Bは、AC-DC変換器21Aと、コンパレータ22と、DC-DC変換器23Aとを備えて構成される。
(3)AC-DC変換器21Aは、例えば4個のMOSトランジスタQ11~Q14を備えて構成されたダイオード接続ブリッジ型全波整流回路26Aと、平滑用キャパシタC21とを備えて構成される。
(4)DC-DC変換器23Aは、3個のMOSトランジスタQ21~Q23と、キャパシタC31,C32と、キャパシタC11~C13と、3個のインバータINV1~INV3とを備えて、いわゆる公知のチャージポンプ回路を構成する。
以下、当該相違点について説明する。
以上の実施の形態及び変形例において、複数の電池セルB1,B2,…を備えて組電池BAを構成しているが、本発明はこれに限らず、複数のリチウムイオンキャパシタセルを備えて組電池を構成してもよい。ここで、電池セルB1,B2,…及びリチウムイオンキャパシタセルは総称して、例えば「蓄電セル」と呼ばれる。
11 電源回路
12 マルチプレクサ(MUX)
13 AD変換器(ADC)
14 デイジー通信インターフェース(デイジー通信I/F)
15 起動スイッチ
20,20A,20B 電力変換器
20P 起動専用電源回路
21,21A,21B AC-DC変換器
22 コンパレータ
23,23A DC-DC変換器
24 AC-DC変換器
25 ローパスフィルタ
26 ダイオードブリッジ型全波整流回路
26A ダイオード接続ブリッジ型全波整流回路
30 起動回路、
40 マイクロコントロールユニット(MCU)
50 バッテリーマネージメントユニット(BMU)
51 第1制御回路
52 ガルバニックアイソレーションバリア
61,63 フォトカプラ
62,64 抵抗
65,66 デジタルアイソレータ
AL 低電圧領域
AH 高電圧領域
B1,B2 電池セル
BA 組電池
BM1,BM2,BM1A,BM2A,BM1B,BM2B,BM1P,BM2P,BM1Q,BM2Q,BM1R,BM2R バッテリーマネージメントIC
C1~C32 キャパシタ
D1~D13 ダイオード
INV1~INV3 インバータ
Iw 待機時の回路電流
L0~L2 デイジー通信ライン
Q1~Q23 MOSトランジスタ
R1~R3 抵抗
S1,S2 起動信号
Sc 起動制御信号
SM1,SM2,SM1A,SM2A,SM1P,SM2P,SM1Q,SM2Q,SM1R,SM2R セルマネージメントユニット
TR0,TR2 絶縁トランス
Claims (9)
- 複数の二次電池セルが接続される組電池を複数のブロックに分割し、個々又は複数の二次電池セルの出力電圧を測定する複数の電池監視制御回路と、前記電池監視制御回路を制御する制御回路と、を備える電池制御システムであって、
前記各電池監視制御回路は、
前記各電池監視制御回路の間の通信、又は前記制御回路との通信を行う通信インターフェースと、
前記通信インターフェースに入力される起動信号を直流電圧に変換する電力変換器と、
前記電力変換器からの直流電圧を電源電圧として電力供給され、前記電池監視制御回路を起動する起動制御信号を発生する起動回路と、
前記通信インターフェースに所定電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路をオンにする起動スイッチであって、前記起動制御信号に基づいてオンされる起動スイッチと、を備え、
前記起動スイッチがオフされるときに、前記各電池監視制御回路はスリープモードとなり、前記電源回路は、前記所定電圧を発生しない一方、前記起動スイッチがオンされるときに、前記電源回路は、前記複数の二次電池セルの出力電圧に基づいて前記所定電圧を発生して前記通信インターフェースに供給し、
前記通信インターフェースは、前記各電池監視制御回路の間をデイジー接続されるデイジー通信インターフェースであり、
前記起動信号に基づいて起動する前記複数の電池監視制御回路の一つが、別の前記電池監視制御回路を起動させる、
電池制御システム。 - 前記起動信号に基づいて起動する前記複数の電池監視制御回路の一つが、当該複数の電池監視制御回路の一つの内の前記制御回路を起動させる
請求項1に記載の電池制御システム。 - 前記各電池監視制御回路の通信インターフェース間は、絶縁トランス又はカップリングキャパシタを介して接続される、
請求項1又は2に記載の電池制御システム。 - 前記起動信号は、変化する振幅及び所定周期を有する繰り返しの交流信号であって、差動信号、正弦波信号又は矩形波信号である
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の電池制御システム。 - 前記複数の電池監視制御回路は、第1の電池監視制御回路と、第2の電池監視制御回路と、第3の電池監視制御回路とを含み、
前記第1の電池監視制御回路の通信インターフェースは、前記第2の電池監視制御回路の通信インターフェースに接続され、前記第2の電池監視制御回路の別の通信インターフェースは、前記第3の電池監視制御回路の通信インターフェースに接続され、
前記第1の電池監視制御回路は起動信号を前記第2の電池監視制御回路に送信することにより、前記第2の電池監視制御回路を起動させた後、
起動された前記第2の電池監視制御回路は起動信号を前記第3の電池監視制御回路に送信することにより、前記第3の電池監視制御回路を起動させる、
請求項1~4のうちのいずれか1つに記載の電池制御システム。 - 前記電力変換器は、ダイオード又はトランジスタを用いて構成されたAC-DC変換器を備える
請求項1~5のうちのいずれか1つに記載の電池制御システム。 - 前記電力変換器はさらに、前記AC-DC変換器の出力電圧を昇圧するチャージポンプ回路を備える
請求項6に記載の電池制御システム。 - 前記電力変換器はさらに、
前記通信インターフェースに入力される起動信号に基づいてクロック信号を発生する信号発生器を備え、
前記チャージポンプ回路は前記クロック信号により駆動される
請求項7に記載の電池制御システム。 - 前記電池監視制御回路は、セル制御ユニットに設けられる
請求項1~8のうちのいずれか1つに記載の電池制御システム。
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