JPH09257850A - 蓄電素子の状態監視装置 - Google Patents

蓄電素子の状態監視装置

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JPH09257850A
JPH09257850A JP8092986A JP9298696A JPH09257850A JP H09257850 A JPH09257850 A JP H09257850A JP 8092986 A JP8092986 A JP 8092986A JP 9298696 A JP9298696 A JP 9298696A JP H09257850 A JPH09257850 A JP H09257850A
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JP
Japan
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capacitor
temperature
state
detecting means
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8092986A
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English (en)
Inventor
Satoshi Hiyama
智 樋山
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサの端子間電圧以外に温度などの物
理量を簡単な構成で検出できる蓄電素子の状態監視装置
を提供する。 【解決手段】 コンデンサマネジメントECU21は、
マルチプレクサ36、37を有し、コンデンサセル27
は、電気二重層コンデンサ27a、バイパススイッチ2
7b、電気二重層コンデンサ27aの端子間電圧を出力
する差動増幅器27c、およびセルの温度を検出する温
度検出素子27dから構成される。コンデンサマネジメ
ントECU21内のCPU31はマルチプレクサ36を
切り換えてコンデンサセル27を選択する。選択された
コンデンサセル27について、マルチプレクサ37を差
動増幅器27c側に切り換えて電気二重層コンデンサ2
7aの端子間電圧を測定し、マルチプレクサ37を温度
検出素子27d側に切り換えてコンデンサセル27の温
度を検出する。検出された端子間電圧および温度に基づ
き、コンデンサセル27の状態を判定する。異常である
と判定されると、RAM33に記憶されたテーブルに異
常である旨を登録する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電素子の状態監
視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の状態監視装置として、特
開平7−99143号公報には電気二重層コンデンサの
端子間電圧を測定すると共に充電電流から蓄電電気量を
求め、端子間電圧とそれに対応する蓄電電気量との関係
を示すテーブルを予めメモリに格納し、このテーブルに
基づいてコンデンサの端子間電圧から実使用時における
蓄電電気量を検出することが示されている。
【0003】また、特開平7−99723号公報には、
複数のコンデンサセルの端子間電圧が切替え回路を介し
て所定時間ごとに順次CPUに読み出され、基準電圧と
比較されることが示されており、基準電圧として前回の
端子電圧を用いることによりコンデンサセルの充放電能
力について定量的な判定を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には以下に掲げる問題があり、その改善が要望され
ていた。一般に、コンデンサセルを高温のまま放置する
と、充放電のサイクル寿命が低下し、低温のまま放置す
ると内部抵抗が高くなって十分に電力を取り出せなくな
る。したがって、単に端子間電圧を測定するだけではコ
ンデンサセルの状態を十分に把握することが困難であ
り、端子間電圧以外にコンデンサセルの状態を把握する
温度などの物理量を検出することが望まれる。しかし、
検出する物理量が多くなると、構成が複雑になってしま
うという問題があった。
【0005】そこで、本発明は、コンデンサの端子間電
圧以外に温度などの物理量を簡単な構成で検出できる蓄
電素子の状態監視装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係る蓄電素子の状態監視装置
は、複数のコンデンサが接続された蓄電素子の状態を監
視する蓄電素子の状態監視装置において、前記複数のコ
ンデンサのそれぞれに設けられ、該コンデンサの状態を
示す少なくとも2つの物理量を検出する複数の状態検出
手段と、該状態検出手段を前記コンデンサ毎に逐次選択
する選択手段と、該選択された状態検出手段から出力さ
れる信号のアナログディジタル変換を行うアナログディ
ジタル変換手段と、該変換された値に基づき、前記蓄電
素子の状態を判定する状態判定手段とを備えたことを特
徴とする。
【0007】請求項2に係る蓄電素子の状態監視装置で
は、請求項1に係る蓄電素子の状態監視装置において前
記状態検出手段は、前記コンデンサの温度を検出する温
度検出手段と、前記コンデンサの端子間電圧を検出する
電圧検出手段とを備え、前記選択手段は、前記温度検出
手段および前記電圧検出手段を逐次選択し、前記アナロ
グディジタル変換手段は、該選択された前記温度検出手
段および前記電圧検出手段から出力される信号のアナロ
グディジタル変換を行うことを特徴とする。
【0008】請求項3に係る蓄電素子の状態監視装置で
は、請求項1に係る蓄電素子の状態監視装置において前
記状態検出手段は、前記コンデンサの温度を検出するコ
ンデンサ温度検出手段と、前記コンデンサの端子間電圧
を検出する電圧検出手段と、前記コンデンサ温度検出手
段および前記電圧検出手段から出力される信号を重畳す
る重畳手段とを備えると共に、前記複数のコンデンサが
取り付けられたヒートシンクの温度を検出するヒートシ
ンク温度検出手段を備え、前記アナログディジタル変換
手段は、前記重畳手段および前記ヒートシンク温度検出
手段から出力される信号のアナログディジタル変換を行
うことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の蓄電素子の状態監視装置
の実施の形態について説明する。
【0010】[第1の実施の形態]図1は電気自動車に
搭載された蓄電素子の状態監視装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【0011】電気自動車は、蓄電素子としてのコンデン
サユニット24、DC−DCコンバータ11、パルス幅
変調(PWM)ドライバ14、電動モータ16およびコ
ンデンサマネジメントECU21を有する。PWMドラ
イバ14は図示しないモータコントロールECUからの
制御信号にしたがって電動モータ16に電力を供給す
る。電動モータ16は図示しない車輪に動力を伝達す
る。尚、図1にはコンデンサユニット24を充電する回
路は省略されている。
【0012】コンデンサユニット24は、100ヶ直列
に接続された3.5V仕様のコンデンサセル27を有
し、満充電時に350Vの電圧を出力する。コンデンサ
セル27は、電気二重層コンデンサ27a、バイパスス
イッチ27b、電気二重層コンデンサ27aの端子間電
圧を出力する差動増幅器27c、およびセルの温度を検
出する温度検出素子27dから構成される。温度検出素
子27dとしてはサーミスタなどを用いることができ
る。
【0013】バイパススイッチ27bは、電気二重層コ
ンデンサ27aが劣化したときなどにコンデンサマネジ
メントECU21からの信号によって切り替わり、両端
子は電気二重層コンデンサ27aを介さずに短絡する。
【0014】コンデンサマネジメントECU21は、バ
ス30を介して接続される周知のCPU31、ROM3
2、RAM33、I/Oインターフェース34、ADコ
ンバータ35、タイマ38などの他、コンデンサセルを
切り換えるマルチプレクサ36および選択されたコンデ
ンサセルについて端子間電圧あるいは温度の検出を切り
換えるマルチプレクサ37を有する。
【0015】図2はコンデンサマネジメントECU21
によって実行されるコンデンサセルの状態検出処理手順
を示すフローチャートである。この処理はタイマ38の
割込処理により所定時間毎に行われる。まず、コンデン
サマネジメントECU21内のCPU31はマルチプレ
クサ36を切り換えてコンデンサセル27を選択する
(ステップS1)。
【0016】選択されたコンデンサセル27について、
マルチプレクサ37を差動増幅器27c側に切り換えて
電気二重層コンデンサ27aの端子間電圧を測定する
(ステップS2)。続いて、マルチプレクサ37を温度
検出素子27d側に切り換えてコンデンサセル27の温
度を検出する(ステップS3)。
【0017】ステップS2で測定された端子間電圧およ
びステップS3で検出された温度に基づき、コンデンサ
セル27の状態を判定する(ステップS4)。即ち、コ
ンデンサセル27が高温状態のままであると充放電のサ
イクル寿命が低下し、低温状態のままであると内部抵抗
が高くなって十分に電力を取り出せなくなるので、この
ような場合にはコンデンサセル27が異常であると判定
する。異常であると判定されると、RAM33に記憶さ
れたテーブルに異常である旨を登録する(ステップS
5)。また、端子間電圧が低く劣化している場合も同様
にテーブルにその旨を登録する。
【0018】ステップS5の登録後あるいはステップS
4でコンデンサセル27が正常であると判定された場
合、全てのコンデンサセルの状態検出が済んでいるか否
かを判別する(ステップS6)。まだ済んでない場合、
ステップS1に戻り次のコンデンサセル27の状態検出
処理を行い、済んでいる場合、本処理を終了する。
【0019】このように、本実施の形態では、マルチプ
レクサ36、37を2段に設け、コンデンサセル27毎
に端子間電圧および温度を検出するので、ADコンバー
タを著しく減らすことができ、コンデンサマネジメント
ECU21の構成を簡単にできる。また、端子間電圧お
よび温度の両方を測定することにより、コンデンサセル
が異常である場合、その原因を明確にすることができ
る。
【0020】[第2の実施の形態]図3は第2の実施の
形態における蓄電素子の状態監視装置の構成を示すブロ
ック図である。図において、前記第1の実施の形態と同
一の構成要素については同一の符号を付してその説明を
省略する。コンデンサセル47は、電気二重層コンデン
サ49、その端子間電圧を増幅する差動増幅器51、サ
ーミスタからなる温度検出素子50、その出力を増幅す
る差動増幅器52、および差動増幅器51、52の出力
電圧を増幅する差動増幅器53を有する。
【0021】複数のコンデンサセル47は図示しないヒ
ートシンクに取り付けられており、ヒートシンクには温
度検出器81が設けられている。温度検出器81はサー
ミスタからなる温度検出素子60、定電流電源61およ
び増幅器62を有する。
【0022】また、コンデンサマネジメントECU21
はマルチプレクサ76を有し、マルチプレクサ76は、
各コンデンサセル47の出力あるいは温度検出器81の
出力とADコンバータ35との接続を切り換える。
【0023】図4はコンデンサマネジメントECU21
によって実行される状態検出処理手順を示すフローチャ
ートである。この処理はタイマ38の割込処理により実
行される。コンデンサマネジメントECU21内のCP
U31は、マルチプレクサ76を切り換えてコンデンサ
セル47を選択する(ステップS11)。選択されたコ
ンデンサセル47の出力信号をADコンバータ35を介
して読み込む(ステップS12)。
【0024】続いて、マルチプレクサ76を切り換えて
温度検出器81の出力信号をADコンバータ35を介し
て読み込む(ステップS13)。
【0025】ステップS12で読み込んだコンデンサセ
ル47の出力信号および温度検出器81の出力信号に基
づき、コンデンサセル47の状態を判定する(ステップ
S14)。例えば、温度検出器81によりヒートシンク
の温度が上昇している場合、各コンデンサセル47の出
力信号によりどのコンデンサセル47が過熱しているか
即座に判別できる。また、温度検出器81に変化がな
く、いずれかのコンデンサセル47の出力が変化してい
る場合にはそのコンデンサセルの端子間電圧が変化して
いると判別できる。
【0026】ステップS14でコンデンサセル47の異
常が判定された場合、RAM33に記憶されているテー
ブルにその旨を登録する(ステップS15)。
【0027】ステップS15の登録後、あるいはステッ
プS14でコンデンサセル47が正常であると判定され
た場合、全てのコンデンサセル47が選択されたか否か
を判別し(ステップS16)、全てのコンデンサセル4
7が選択されていない場合、ステップS11に戻り、次
のコンデンサセル47の状態判別処理を行い、全てのコ
ンデンサセル47が選択された場合、本処理を終了す
る。
【0028】このように、本実施の形態では、電気二重
層コンデンサ49の端子間電圧とコンデンサセル47の
温度を示す信号を同一の信号線でコンデンサマネジメン
トECU21側に送り、コンデンサセル47のヒートシ
ンクに設けられた温度検出器81の温度とコンデンサセ
ル47の出力信号とに基づいて状態検出を行うので、信
号線の数を著しく減らすことができ、より一層構成を簡
単にできる。
【0029】
【発明の効果】本発明の請求項1に係る蓄電素子の状態
監視装置によれば、複数のコンデンサが接続された蓄電
素子の状態を監視する際、前記複数のコンデンサのそれ
ぞれに設けられた複数の状態検出手段により該コンデン
サの状態を示す少なくとも2つの物理量を検出し、選択
手段により該状態検出手段を前記コンデンサ毎に逐次選
択し、該選択された状態検出手段から出力される信号の
アナログディジタル変換をアナログディジタル変換手段
により行い、該変換された値に基づき、状態判定手段に
より前記蓄電素子の状態を判定するので、コンデンサ毎
にアナログディジタル変換手段を設けなくて済み、コン
デンサの端子間電圧以外に温度などの物理量を簡単な構
成で検出できる。
【0030】請求項2に係る蓄電素子の状態監視装置に
よれば、前記状態検出手段は、前記コンデンサの温度を
検出する温度検出手段と、前記コンデンサの端子間電圧
を検出する電圧検出手段とを備え、前記選択手段は、前
記温度検出手段および前記電圧検出手段を逐次選択し、
前記アナログディジタル変換手段は、該選択された前記
温度検出手段および前記電圧検出手段から出力される信
号のアナログディジタル変換を行うので、順次検出され
る電圧検出手段および温度検出手段の出力信号によりコ
ンデンサの状態を判定できる。
【0031】請求項3に係る蓄電素子の状態監視装置に
よれば、前記状態検出手段は、前記コンデンサの温度を
検出するコンデンサ温度検出手段と、前記コンデンサの
端子間電圧を検出する電圧検出手段と、前記コンデンサ
温度検出手段および前記電圧検出手段から出力される信
号を重畳する重畳手段とを備えると共に、前記複数のコ
ンデンサが取り付けられたヒートシンクの温度を検出す
るヒートシンク温度検出手段を備え、前記アナログディ
ジタル変換手段は、前記重畳手段および前記ヒートシン
ク温度検出手段から出力される信号のアナログディジタ
ル変換を行うので、コンデンサ側からアナログディジタ
ル変換手段に至る信号線の数を著しく減らすことがで
き、より一層構成を簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電気自動車に搭載された蓄電素子の状態監視装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】コンデンサマネジメントECU21によって実
行されるコンデンサセルの状態検出処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図3】第2の実施の形態における蓄電素子の状態監視
装置の構成を示すブロック図である。
【図4】コンデンサマネジメントECU21によって実
行される状態検出処理手順を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
21 コンデンサマネジメントECU 24 コンデンサユニット 27、47 コンデンサセル 27a、49 電気二重層コンデンサ 27d、50 温度検出素子 36、37、76 マルチプレクサ 81 温度検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のコンデンサが接続された蓄電素子
    の状態を監視する蓄電素子の状態監視装置において、 前記複数のコンデンサのそれぞれに設けられ、該コンデ
    ンサの状態を示す少なくとも2つの物理量を検出する複
    数の状態検出手段と、 該状態検出手段を前記コンデンサ毎に逐次選択する選択
    手段と、 該選択された状態検出手段から出力される信号のアナロ
    グディジタル変換を行うアナログディジタル変換手段
    と、 該変換された値に基づき、前記蓄電素子の状態を判定す
    る状態判定手段とを備えたことを特徴とする蓄電素子の
    状態監視装置。
  2. 【請求項2】 前記状態検出手段は、前記コンデンサの
    温度を検出する温度検出手段と、前記コンデンサの端子
    間電圧を検出する電圧検出手段とを備え、 前記選択手段は、前記温度検出手段および前記電圧検出
    手段を逐次選択し、 前記アナログディジタル変換手段は、該選択された前記
    温度検出手段および前記電圧検出手段から出力される信
    号のアナログディジタル変換を行うことを特徴とする請
    求項1記載の蓄電素子の状態監視装置。
  3. 【請求項3】 前記状態検出手段は、前記コンデンサの
    温度を検出するコンデンサ温度検出手段と、前記コンデ
    ンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、前記コン
    デンサ温度検出手段および前記電圧検出手段から出力さ
    れる信号を重畳する重畳手段とを備えると共に、 前記複数のコンデンサが取り付けられたヒートシンクの
    温度を検出するヒートシンク温度検出手段を備え、 前記アナログディジタル変換手段は、前記重畳手段およ
    び前記ヒートシンク温度検出手段から出力される信号の
    アナログディジタル変換を行うことを特徴とする請求項
    1記載の蓄電素子の状態監視装置。
JP8092986A 1996-03-25 1996-03-25 蓄電素子の状態監視装置 Pending JPH09257850A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63281065A (ja) * 1987-05-13 1988-11-17 Toshiba Corp 電力用コンデンサの監視装置
JPH03261877A (ja) * 1990-03-12 1991-11-21 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置及びインバータ装置
JPH0792213A (ja) * 1993-09-28 1995-04-07 Meidensha Corp 直流電解コンデンサの寿命診断装置

Patent Citations (3)

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