JP2008189065A

JP2008189065A - Electric source device for vehicle

Info

Publication number: JP2008189065A
Application number: JP2007023401A
Authority: JP
Inventors: Junya Yano; 準也矢野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: JP5100141B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric source device for a vehicle capable of computing voltage and residual capacity of cells constituting the electric power supply for travelling by simplifying overall circuit constitution. <P>SOLUTION: This electric source device for the vehicle is furnished with the electric source 1 for travelling constituted of a plurality of electric source units 2 serially connecting the plurality of cells 3, a plurality of voltage detection blocks 4 connected to each of the electric units 2, a main MPU 6 connected to the plurality of voltage detection blocks 4 through a switching circuit 5 and an electric current detection circuit 7 to detect an electric current of the electric power supply 1 for travelling. The voltage detection block 4 is furnished with a multiplexor 10, an A/D converter 11 and a sub MPU 12, detects cell voltage or unit voltage and outputs it to the main MPU 6 through a communication line 8. The main MPU 6 detects voltage information transmitted from each of the voltage detection blocks 4 by changing the communication line 8 by the switching circuit 5, computes the input cell voltage or unit voltage and the residual capacity of the cells 3 or the electric power units 2 from an electric current value of the electric power supply 1 for travelling and controls the electric current of the electric power supply 1 for travelling. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池やコンデンサ等のセルを直列に接続している複数の電源ユニットを直列接続して出力電圧を高くしている走行用電源を備える自動車用の電源装置に関する。 The present invention relates to an automobile power supply apparatus including a traveling power supply in which a plurality of power supply units in which cells such as batteries and capacitors are connected in series are connected in series to increase an output voltage.

車両用の電源装置は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池を直列に接続して高電圧の走行用電源としている。電動車両に使用される電源装置は、走行用のモータに所定の電力を供給できるように出力電圧を１００〜３５０Ｖ程度と高くしている。出力電圧を高くするために、多数の電池を直列に接続している。たとえば、ニッケル水素電池の電源装置は、５セル又は６セルの電池を直列接続してひとつのモジュールとし、さらにこれを多数に直列接続して、出力電圧を高くしている。 The power supply device for vehicles uses a nickel-hydrogen battery or a lithium ion secondary battery connected in series as a high-voltage traveling power supply. A power supply device used for an electric vehicle has an output voltage as high as about 100 to 350 V so that predetermined electric power can be supplied to a traveling motor. In order to increase the output voltage, a large number of batteries are connected in series. For example, in a nickel-metal hydride battery power supply device, 5 or 6 cell batteries are connected in series to form one module, which is further connected in series to increase the output voltage.

このような電源装置においては、常に安定した出力を得るために各々の電池の状態を監視しておく必要がある。かかる電池状態の監視は、走行用電源全体の出力電圧のみでなく、各々のセルの電圧と残容量の両方を検出している。電池の残容量は放電できる容量であって、車両用の電源装置にあっては、最大放電容量の約５０％を中心とする所定の範囲に設定される。各々のセルの電圧を検出し、さらに電圧と電流から残容量を演算する電源装置にあっては、各種演算をバッテリＥＣＵにて集中的に行うようになっているため、バッテリＥＣＵの負荷が多大となるなど問題点が多い。また、ひとつのバッテリＥＣＵが全てのセルの状態を検出するので、各々のセルを独立して正確に検出するのが難しい。 In such a power supply device, it is necessary to monitor the state of each battery in order to always obtain a stable output. Such battery state monitoring detects not only the output voltage of the entire traveling power supply but also the voltage and remaining capacity of each cell. The remaining capacity of the battery is a capacity that can be discharged. In a power supply device for a vehicle, the remaining capacity is set to a predetermined range centering on about 50% of the maximum discharge capacity. In the power supply device that detects the voltage of each cell and further calculates the remaining capacity from the voltage and current, various calculations are performed intensively by the battery ECU. There are many problems. Moreover, since one battery ECU detects the state of all the cells, it is difficult to accurately detect each cell independently.

また、各々のセルの電圧を考慮しながら残容量を独立して演算すると、ますますバッテリＥＣＵの負荷が増加する。さらに、各々のセルの電圧を電圧検出回路で検出する電源装置は、各々の電圧検出回路のリード線をバッテリＥＣＵに接続する必要がある。電圧検出回路は、各々のセルに接続しているので高電位となる。このため、事故等で電源装置が破損されるときに高電圧のリード線に大電流が流れる欠点がある。 Also, if the remaining capacity is calculated independently while taking into account the voltage of each cell, the load on the battery ECU will increase more and more. Furthermore, the power supply device that detects the voltage of each cell by the voltage detection circuit needs to connect the lead wire of each voltage detection circuit to the battery ECU. Since the voltage detection circuit is connected to each cell, it has a high potential. For this reason, when a power supply device is damaged by an accident etc., there exists a fault to which a heavy current flows into a high voltage lead wire.

本出願人は、このような欠点を解決する電源装置として、図１に示す電源装置を開発した。（特許文献１参照）
特許文献１に記載される自動車用の電源装置は、複数の電源ユニット９２を直列に接続している走行用電源と、走行用電源を構成している各々の電源ユニット９２に接続している複数の電池状態検出回路９４と、各々の電池状態検出回路９４に外部通信バス９８を介して接続しているバッテリＥＣＵ９６とを備える。各々の電池状態検出回路９４は、電源ユニット９２の電池電圧を検出する電圧検出器と、電圧検出器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、電圧検出器で検出した電圧から電源ユニットの状態を検出するユニット演算回路と、ユニット演算回路で検出された分割ユニットの状態を外部通信バス９８を介してバッテリＥＣＵ９６に伝送する通信回路を備える。電池状態検出回路９４は、ユニット演算回路で各々の電源ユニット９２の状態を検出し、検出された電源ユニット９２の状態を外部通信バス９８を介してバッテリＥＣＵ９６に伝送する。
特開２００３−４７１１１号公報 The present applicant has developed the power supply apparatus shown in FIG. 1 as a power supply apparatus that solves such a drawback. (See Patent Document 1)
The power supply device for automobiles described in Patent Document 1 includes a traveling power source in which a plurality of power source units 92 are connected in series, and a plurality of power source units 92 that constitute the traveling power source. Battery state detection circuit 94 and a battery ECU 96 connected to each battery state detection circuit 94 via an external communication bus 98. Each battery state detection circuit 94 includes a voltage detector that detects the battery voltage of the power supply unit 92, an A / D converter that converts the output of the voltage detector into a digital signal, and a power supply unit based on the voltage detected by the voltage detector. And a communication circuit for transmitting the state of the divided units detected by the unit calculation circuit to the battery ECU 96 via the external communication bus 98. The battery state detection circuit 94 detects the state of each power supply unit 92 with the unit arithmetic circuit, and transmits the detected state of the power supply unit 92 to the battery ECU 96 via the external communication bus 98.
JP 2003-47111 A

図１の電源装置は、走行用電源を構成する各々のセルの電圧や残容量を、複数の電池状態検出回路で検出するので、バッテリＥＣＵの演算負荷を軽くできる。ただ、この構造の電源装置は、複数の電池状態検出回路をバスラインを介してバッテリＥＣＵに接続するので、各々の電圧検出ブロックとバッテリＥＣＵとの通信回線が煩雑になり、また、ひとつのバスラインで各々の電圧検出ブロックを制御することから、タイミングの設定も複雑になる欠点がある。さらに、この電源装置は、各々の電池状態検出回路で各々のセルの残容量を演算することから、各々の電池状態検出回路が電池に流れる電流と各々のセル電圧を検出し、検出した電流と電圧から残容量を演算するので、各々の電池状態検出回路の回路構成が複雑になり、また複雑な演算をして残容量を検出するので、複数の電池状態検出回路のコストが高くなり、しかも高価な電池状態検出回路を複数に装備することから、電源装置全体の製造コストが高くなる欠点がある。 The power supply device of FIG. 1 can reduce the calculation load of the battery ECU because the voltage and remaining capacity of each cell constituting the power supply for traveling are detected by a plurality of battery state detection circuits. However, since the power supply apparatus with this structure connects a plurality of battery state detection circuits to the battery ECU via the bus line, the communication line between each voltage detection block and the battery ECU becomes complicated, and one bus is connected. Since each voltage detection block is controlled by a line, there is a disadvantage that timing setting is complicated. Furthermore, since this battery apparatus calculates the remaining capacity of each cell by each battery state detection circuit, each battery state detection circuit detects the current flowing through the battery and each cell voltage, and the detected current Since the remaining capacity is calculated from the voltage, the circuit configuration of each battery state detection circuit is complicated, and the remaining capacity is detected by performing complex calculations, which increases the cost of multiple battery state detection circuits. Since a plurality of expensive battery state detection circuits are provided, there is a drawback that the manufacturing cost of the entire power supply device is increased.

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、全体の回路構成を簡単にして製造コストを低減して、走行用電源を構成するセルの電圧や残容量を演算でき、さらに複数の電圧検出ブロックを装備しながら、複雑なバスラインを必要とせず、電圧検出ブロックとメインＭＰＵとの通信回線をも簡単な回線にできる車両用の電源装置提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to reduce the manufacturing cost by simplifying the entire circuit configuration, to calculate the voltage and remaining capacity of the cells constituting the traveling power supply, and further equipped with a plurality of voltage detection blocks, An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that does not require a complicated bus line and can make a communication line between a voltage detection block and a main MPU simple.

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、充電できる複数のセル３を直列に接続してなる複数の電源ユニット２を直列に接続している走行用電源１と、この走行用電源１を構成してなる各々の電源ユニット２に接続してなる複数の電圧検出ブロック４、２４と、複数の電圧検出ブロック４、２４に切換回路５を介して接続してなるメインＭＰＵ６と、このメインＭＰＵ６に接続されて走行用電源１の電流を検出してメインＭＰＵ６に電流信号を出力する電流検出回路７とを備える。電圧検出ブロック４、２４の各々は、電源ユニット２を構成するセル３のセル電圧を検出する測定点９を切り換えて出力するマルチプレクサ１０と、このマルチプレクサ１０から出力される電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１１と、このＡ／Ｄコンバータ１１を制御すると共に、Ａ／Ｄコンバータ１１から出力される電圧信号が入力され、さらに、電源ユニット２の電圧情報を通信回線８に出力するサブＭＰＵ１２とを備える。電源装置は、各々の電圧検出ブロック４、２４が電源ユニット２を構成するセル３のセル電圧、または電源ユニット２の電圧であるユニット電圧を検出すると共に、この電圧情報を通信回線８を介してメインＭＰＵ６に出力し、メインＭＰＵ６は切換回路５でもって通信回線８を切り換えて、各々の電圧検出ブロック４、２４から伝送される電圧情報を検出し、さらに電圧検出ブロック４、２４から入力されるセル電圧またはユニット電圧と、電流検出回路７で検出する走行用電源１の電流値からセル３または電源ユニット２の残容量を演算し、セル３または電源ユニット２の残容量と電圧から走行用電源１の電流をコントロールする。 The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
A power supply device for a vehicle includes a traveling power source 1 in which a plurality of power units 2 formed by connecting a plurality of cells 3 that can be charged in series are connected in series, and the traveling power source 1. A plurality of voltage detection blocks 4, 24 connected to the power supply unit 2, a main MPU 6 connected to the plurality of voltage detection blocks 4, 24 via a switching circuit 5, and a main MPU 6 connected to the main MPU 6 for traveling And a current detection circuit 7 that detects a current of the power supply 1 and outputs a current signal to the main MPU 6. Each of the voltage detection blocks 4 and 24 switches a multiplexer 10 that outputs a measurement point 9 for detecting a cell voltage of the cell 3 constituting the power supply unit 2 and outputs the voltage output from the multiplexer 10 from an analog signal to a digital signal. The A / D converter 11 for converting to A, the A / D converter 11 is controlled, the voltage signal output from the A / D converter 11 is input, and the voltage information of the power supply unit 2 is output to the communication line 8 The sub MPU 12 is provided. In the power supply device, each voltage detection block 4, 24 detects the cell voltage of the cell 3 constituting the power supply unit 2 or the unit voltage which is the voltage of the power supply unit 2, and this voltage information is transmitted via the communication line 8. The main MPU 6 switches the communication line 8 with the switching circuit 5 to detect the voltage information transmitted from each voltage detection block 4, 24, and is further input from the voltage detection block 4, 24. The remaining capacity of the cell 3 or the power supply unit 2 is calculated from the cell voltage or unit voltage and the current value of the traveling power supply 1 detected by the current detection circuit 7, and the traveling power supply is calculated from the remaining capacity and voltage of the cell 3 or power supply unit 2. 1 current is controlled.

本発明の請求項２の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、各々の電圧検出ブロック４、２４がセル電圧またはユニット電圧に加えて、電源ユニット２を構成するセル３のセル電圧の平均電圧と、電源ユニット２を構成するセル３の最低セル電圧と、電源ユニット２を構成するセル３の最高セル電圧のいずれかをメインＭＰＵ６に出力する。 The power supply device for a vehicle according to claim 2 of the present invention has a configuration in which the voltage detection blocks 4 and 24 of the cell 3 constituting the power supply unit 2 are added to the cell voltage or unit voltage in addition to the configuration of claim 1. One of the average cell voltage, the lowest cell voltage of the cell 3 constituting the power supply unit 2 and the highest cell voltage of the cell 3 constituting the power supply unit 2 is output to the main MPU 6.

本発明の請求項３の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、電圧検出ブロック４、２４が検出するセル電圧を、ひとつのセル３の電圧又は複数のセルを直列に接続しているセルモジュールの電圧のいずれかとしている。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the vehicle power supply device connects the cell voltage detected by the voltage detection blocks 4 and 24, the voltage of one cell 3 or a plurality of cells in series. One of the voltage of the cell module that is being used.

本発明の請求項４の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、メインＭＰＵ６に、全ての電圧検出ブロック４に電圧検出を開始する開始トリガーを同時又は順番に出力するトリガー発生器１５を接続しており、各々の電圧検出ブロック４が開始トリガーを検出して、セル電圧の検出を開始する。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the vehicle power supply apparatus generates a trigger for outputting a start trigger for starting voltage detection to all the voltage detection blocks 4 simultaneously or sequentially to the main MPU 6. Each voltage detection block 4 detects a start trigger and starts detecting a cell voltage.

本発明の請求項５の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、各々の電圧検出ブロック２４に、電圧検出ブロック２４に接続される電源ユニット２から電源電力を供給し、または絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電源電力を供給している。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the vehicle power supply device supplies power supply power to each voltage detection block 24 from the power supply unit 2 connected to the voltage detection block 24, or Power supply power is supplied through an insulated DC / DC converter.

本発明の請求項６の車両用の電源装置は、請求項５の構成に加えて、電圧検出ブロック２４が、電圧検出ブロック２４の電源回路２６に起動トリガーを出力してする起動トリガー発生器２５を備えており、電源回路２６が起動トリガーを検出して電圧検出ブロック２４を動作状態とする。さらに、この起動トリガー発生器２５は、電圧検出を開始する開始トリガーをサブＭＰＵ１２に出力する。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect of the present invention, the voltage detection block 24 outputs a start trigger to the power supply circuit 26 of the voltage detection block 24. The power supply circuit 26 detects the activation trigger and puts the voltage detection block 24 into an operating state. Further, the activation trigger generator 25 outputs a start trigger for starting voltage detection to the sub MPU 12.

本発明の請求項７の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、電圧検出ブロック４、２４が検出した電圧を記憶するバッファメモリ１６を備える。 The power supply device for a vehicle according to a seventh aspect of the present invention includes the buffer memory 16 that stores the voltage detected by the voltage detection blocks 4 and 24 in addition to the configuration according to the first aspect.

本発明の請求項８の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、電源ユニット２を構成するセル３が、充電できる電池又はコンデンサのいずれかである。 The vehicle power supply device according to claim 8 of the present invention is, in addition to the configuration of claim 1, the cell 3 constituting the power supply unit 2 is either a battery or a capacitor that can be charged.

本発明の車両用の電源装置は、全体の回路構成を簡単にして製造コストを低減しながら、走行用電源を構成するセルの電圧や残容量を演算できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、メインＭＰＵでセルの電圧を検出することなく、複数の電圧検出ブロックでもってセル電圧またはユニット電圧を検出し、さらに、複雑な演算を必要とするセルや電源ユニットの残容量を電圧検出ブロックで処理することなく、メインＭＰＵで処理するからである。この回路構成によると複数に設ける電圧検出ブロックの回路構成を簡単にして低コストにできる。複数の電圧検出ブロックを低コストにできることから、電源装置全体の製造コストを低減できる。また、電圧検出ブロックは、電源ユニットのセル電圧またはユニット電圧のみを検出してメインＭＰＵに伝送し、しかも電圧検出ブロックから出力される通信回線を切換回路で切り換えてメインＭＰＵに伝送するので、複数の電圧検出ブロックとメインＭＰＵとを接続する通信回線を簡単にして、通信回線の製造コストも低減できる。さらに、各々のセルの残容量、または電源ユニットの残容量をメインＭＰＵで演算することから、残容量の演算に必要な電流検出信号をひとつのメインＭＰＵにのみ入力して残容量を演算でき、電流検出回路を簡単にできることからも全体の製造コストを低減できる。また、メインＭＰＵはひとつであるから、処理能力に優れた高価なＭＰＵを使用して残容量を演算しても、電圧検出ブロックのように複数個は使用しないので、全体のコストが高くなることがない。 The power supply device for a vehicle according to the present invention is characterized in that the voltage and remaining capacity of a cell constituting the traveling power supply can be calculated while simplifying the entire circuit configuration and reducing the manufacturing cost. The power supply device of the present invention detects a cell voltage or a unit voltage with a plurality of voltage detection blocks without detecting a cell voltage with the main MPU, and further requires a complicated calculation to obtain a cell or power supply unit. This is because the remaining capacity is processed by the main MPU without being processed by the voltage detection block. According to this circuit configuration, the circuit configuration of a plurality of voltage detection blocks provided can be simplified and reduced in cost. Since the plurality of voltage detection blocks can be reduced in cost, the manufacturing cost of the entire power supply device can be reduced. Further, the voltage detection block detects only the cell voltage or unit voltage of the power supply unit and transmits it to the main MPU, and further switches the communication line output from the voltage detection block by the switching circuit and transmits it to the main MPU. The communication line connecting the voltage detection block and the main MPU can be simplified, and the manufacturing cost of the communication line can be reduced. Furthermore, since the remaining capacity of each cell or the remaining capacity of the power supply unit is calculated by the main MPU, the remaining capacity can be calculated by inputting a current detection signal necessary for calculating the remaining capacity to only one main MPU. Since the current detection circuit can be simplified, the overall manufacturing cost can be reduced. Also, since there is only one main MPU, even if the remaining capacity is calculated using an expensive MPU with excellent processing capability, a plurality of voltage detection blocks are not used, so the overall cost increases. There is no.

さらに、本発明の車両用の電源装置は、複数の電圧検出ブロックを装備して、電圧検出ブロックからメインＭＰＵに信号を伝送しながら、電圧検出ブロックとメインＭＰＵとを複雑なバスラインで接続せず、電圧検出ブロックとメインＭＰＵとの通信回線を簡単にできる。それは、電圧検出ブロックからは電圧信号をメインＭＰＵに伝送し、残容量の情報を伝送する信号をメインＭＰＵに伝送する必要がなく、またメインＭＰＵと複数の電圧検出ブロックとを切換回路を介して接続するからである。 Furthermore, the power supply device for a vehicle according to the present invention includes a plurality of voltage detection blocks, and transmits a signal from the voltage detection block to the main MPU, and connects the voltage detection block and the main MPU through a complicated bus line. Therefore, the communication line between the voltage detection block and the main MPU can be simplified. It is not necessary to transmit a voltage signal from the voltage detection block to the main MPU, and to transmit a signal for transmitting the remaining capacity information to the main MPU, and the main MPU and a plurality of voltage detection blocks are connected via a switching circuit. It is because it connects.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiment exemplifies a power supply device for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図２は、電気自動車等に用いられる本発明の一実施例の電源装置の回路図を示す。この図の電源装置は、複数の電源ユニット２を直列に接続している走行用電源１と、この走行用電源１を構成してなる各々の電源ユニット２に接続してなる複数の電圧検出ブロック４と、複数の電圧検出ブロック４に切換回路５を介して接続しているメインＭＰＵ６と、このメインＭＰＵ６に接続されて走行用電源１の電流を検出してメインＭＰＵ６に電流信号を出力する電流検出回路７とを備える。 FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention used for an electric vehicle or the like. The power supply device of this figure includes a traveling power source 1 in which a plurality of power source units 2 are connected in series, and a plurality of voltage detection blocks that are connected to each power source unit 2 constituting the traveling power source 1. 4, a main MPU 6 connected to the plurality of voltage detection blocks 4 via a switching circuit 5, and a current connected to the main MPU 6 for detecting the current of the power source 1 for traveling and outputting a current signal to the main MPU 6 And a detection circuit 7.

図２の電源装置は、直列に接続している複数の電源ユニット２で走行用電源１を構成する。電源ユニット２は、複数のセル３を直列に接続している。電源ユニット２を構成するセル３は、電池又はコンデンサである。さらに、セル３は、ひとつ又は複数の電池やコンデンサで構成される。複数の電池又はコンデンサを直列に接続してなるセル３は、複数の電池やコンデンサを接続してセルモジュールとしている。電池を直列に接続している電源モジュールは、複数の素電池を直列に接続して製作される。 In the power supply device of FIG. 2, a traveling power supply 1 is constituted by a plurality of power supply units 2 connected in series. The power supply unit 2 has a plurality of cells 3 connected in series. The cell 3 constituting the power supply unit 2 is a battery or a capacitor. Furthermore, the cell 3 is composed of one or a plurality of batteries and capacitors. The cell 3 formed by connecting a plurality of batteries or capacitors in series is a cell module by connecting a plurality of batteries or capacitors. A power supply module in which batteries are connected in series is manufactured by connecting a plurality of unit cells in series.

走行用電源１は、複数のセル３を直列に連結している。走行用電源１の出力電圧は、セル３の数で調整する。走行用電源１の出力電圧は、自動車に要求される出力により最適電圧に設定され、たとえば１００〜３００Ｖの範囲に設定される。セル３の電池は、５〜７Ａｈのニッケル−水素電池である。ただ、セルの電池は、容量をこの値に特定せず、これよりも大きくあるいは小さくすることができる。また、電池のセルには、リチウムイオン電池やニッケルカドミウム電池等の全ての二次電池を使用できる。さらに、セルにはコンデンサも使用できる。 The traveling power supply 1 has a plurality of cells 3 connected in series. The output voltage of the traveling power supply 1 is adjusted by the number of cells 3. The output voltage of the traveling power supply 1 is set to an optimum voltage according to the output required for the automobile, and is set to a range of 100 to 300V, for example. The battery of the cell 3 is a 5 to 7 Ah nickel-hydrogen battery. However, the battery of the cell does not specify the capacity at this value, and can be made larger or smaller than this value. Moreover, all the secondary batteries, such as a lithium ion battery and a nickel cadmium battery, can be used for a battery cell. Furthermore, a capacitor can be used for the cell.

電源装置は、直列に接続している複数の電源ユニット２で走行用電源１を構成している。各々の電源ユニット２は、直列に接続している複数のセル３で構成される。ひとつの電池やコンデンサをひとつのセル３とする電源装置は、最も正確に各々のセル３の状態を検出できる。ひとつの電池やコンデンサをひとつのセル３として電圧や残容量を検出するからである。ただし、セルは、複数の電池やコンデンサで構成することができる。 In the power supply apparatus, a traveling power supply 1 is constituted by a plurality of power supply units 2 connected in series. Each power supply unit 2 includes a plurality of cells 3 connected in series. A power supply device having one battery or capacitor as one cell 3 can detect the state of each cell 3 most accurately. This is because the voltage and remaining capacity are detected by using one battery or capacitor as one cell 3. However, the cell can be composed of a plurality of batteries and capacitors.

各々の電源ユニット２は、別々の電圧検出ブロック４に接続されており、各電源ユニット２を構成するセル３の電圧、または電源ユニット２のトータル電圧であるユニット電圧が、各々の電圧検出ブロック４で検出される。図２の電源装置は、４組の電源ユニット２を直列に接続して走行用電源１とするので、４組の電圧検出ブロック４を備え、各々の電圧検出ブロック４が各々の電源ユニット２のユニット電圧、または各々のセル３のセル電圧を検出する。 Each power supply unit 2 is connected to a separate voltage detection block 4, and a voltage of a cell 3 constituting each power supply unit 2 or a unit voltage which is a total voltage of the power supply unit 2 is changed to each voltage detection block 4. Is detected. The power supply device of FIG. 2 includes four sets of power supply units 2 connected in series to form a power supply 1 for travel. Therefore, the power supply apparatus includes four sets of voltage detection blocks 4, and each voltage detection block 4 is connected to each power supply unit 2. The unit voltage or the cell voltage of each cell 3 is detected.

各々の電圧検出ブロック４は、通信回線８を介してメインＭＰＵ６に接続される。メインＭＰＵ６には通信回線８を介して複数の電圧検出ブロック４を接続するので、メインＭＰＵ６は入力側に通信回路１７を介して切換回路５を設けており、この切換回路５で通信回線８を切り換えて、各々の電圧検出ブロック４を順番にメインＭＰＵ６に接続する。すなわち、切換回路５は、電圧検出ブロック４を順番に切り換えて、各々の電圧検出ブロック４で検出する各電源ユニット２のユニット電圧や各々のセル３のセル電圧である電圧情報をメインＭＰＵ６に伝送する。切換回路５が通信回線８を切り換えるタイミングは、メインＭＰＵ６で制御される。メインＭＰＵ６の入力側に接続される通信回路１７は、サブＭＰＵ１２とメインＭＰＵ６とを通信回線８で接続するためのインターフェース回路である。 Each voltage detection block 4 is connected to the main MPU 6 via the communication line 8. Since a plurality of voltage detection blocks 4 are connected to the main MPU 6 via the communication line 8, the main MPU 6 is provided with a switching circuit 5 via the communication circuit 17 on the input side. By switching, each voltage detection block 4 is connected to the main MPU 6 in order. That is, the switching circuit 5 switches the voltage detection blocks 4 in order, and transmits the voltage information which is the unit voltage of each power supply unit 2 detected by each voltage detection block 4 and the cell voltage of each cell 3 to the main MPU 6. To do. The timing at which the switching circuit 5 switches the communication line 8 is controlled by the main MPU 6. The communication circuit 17 connected to the input side of the main MPU 6 is an interface circuit for connecting the sub MPU 12 and the main MPU 6 via the communication line 8.

図３の電圧検出ブロック４は、電源ユニット２を構成する各々のセル３の電圧を検出する測定点９を切り換えて出力するマルチプレクサ１０と、このマルチプレクサ１０から出力される電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１１と、このＡ／Ｄコンバータ１１を制御すると共に、Ａ／Ｄコンバータ１１から出力される電圧信号が入力され、さらに、電源ユニット２の電圧情報を通信回線８に出力するサブＭＰＵ１２とを備える。 The voltage detection block 4 in FIG. 3 switches a multiplexer 10 that outputs a measurement point 9 for detecting the voltage of each cell 3 constituting the power supply unit 2 and outputs the voltage output from the multiplexer 10 from an analog signal to a digital signal. The A / D converter 11 for converting to A, the A / D converter 11 is controlled, the voltage signal output from the A / D converter 11 is input, and the voltage information of the power supply unit 2 is output to the communication line 8 The sub MPU 12 is provided.

マルチプレクサ１０は、コントロール回路１３を介してサブＭＰＵ１２に制御され、コントロール回路１３から入力される制御信号でもって測定点９を順番に切り換えてＡ／Ｄコンバータ１１に出力する。コントロール回路１３は、サブＭＰＵ１２から出力されるトリガー信号で、マルチプレクサ１０を順番に切り換えるタイミングの制御信号を出力する。コントロール回路１３がマルチプレクサ１０を切り換えるタイミングは、Ａ／Ｄコンバータ１１が測定点９の電圧を検出するサンプリング周期に同期している。 The multiplexer 10 is controlled by the sub MPU 12 via the control circuit 13, switches the measurement points 9 in order with the control signal input from the control circuit 13, and outputs it to the A / D converter 11. The control circuit 13 is a trigger signal output from the sub MPU 12 and outputs a control signal for switching the multiplexer 10 in order. The timing at which the control circuit 13 switches the multiplexer 10 is synchronized with the sampling period in which the A / D converter 11 detects the voltage at the measurement point 9.

サブＭＰＵ１２は、コントロール回路１３を介してマルチプレクサ１０を制御し、さらにＡ／Ｄコンバータ１１を制御して、各々の測定点９の電圧を順番に検出する。サブＭＰＵ１２は、測定点９の電圧差を演算して各々のセル電圧を検出し、あるいは、電源ユニット２全体のトータル電圧であるユニット電圧を検出する。さらに、サブＭＰＵ１２は、検出した各々のセル電圧、またはユニット電圧を電源ユニット２の電圧情報として、通信回線８を介してメインＭＰＵ６に出力する。さらに、サブＭＰＵ１２は、セル電圧やユニット電圧である電圧情報に加えて、電源ユニット２を構成するセル３のセル電圧の平均電圧を演算し、また、電源ユニット２を構成するセル３の最低セル電圧と最高セル電圧のいずれかを検出して、これらの電圧を電源ユニット２のセル情報として、通信回線８を介してメインＭＰＵ６に出力することもできる。 The sub MPU 12 controls the multiplexer 10 via the control circuit 13 and further controls the A / D converter 11 to detect the voltage at each measurement point 9 in order. The sub MPU 12 calculates the voltage difference at the measurement point 9 to detect each cell voltage, or detects the unit voltage that is the total voltage of the entire power supply unit 2. Further, the sub MPU 12 outputs each detected cell voltage or unit voltage as voltage information of the power supply unit 2 to the main MPU 6 via the communication line 8. Further, the sub MPU 12 calculates the average voltage of the cell voltages of the cells 3 constituting the power supply unit 2 in addition to the voltage information such as the cell voltage and the unit voltage, and the lowest cell of the cells 3 constituting the power supply unit 2. Either the voltage or the maximum cell voltage can be detected, and these voltages can be output as cell information of the power supply unit 2 to the main MPU 6 via the communication line 8.

電圧検出ブロック４は、検出した電圧を記憶するバッファメモリ１６を備えている。バッファメモリ１６は、サブＭＰＵ１２に接続されており、検出した電圧データを記憶すると共に、記憶される電圧データをサブＭＰＵ１２を介してメインＭＰＵ６に伝送する。さらに、電圧検出ブロック４は、検出したセル電圧などのデジタル信号を通信回線８に通信する通信回路１４を備えている。通信回路１４は、サブＭＰＵ１２とメインＭＰＵ６とを通信回線８で接続するためのインターフェース回路である。通信回路１４から出力される信号は、通信回線８を介してメインＭＰＵ６に伝送される。また、通信回路１４は、メインＭＰＵ６から入力される信号をサブＭＰＵ１２に伝送する。 The voltage detection block 4 includes a buffer memory 16 that stores the detected voltage. The buffer memory 16 is connected to the sub MPU 12, stores the detected voltage data, and transmits the stored voltage data to the main MPU 6 via the sub MPU 12. Further, the voltage detection block 4 includes a communication circuit 14 that communicates a digital signal such as a detected cell voltage to the communication line 8. The communication circuit 14 is an interface circuit for connecting the sub MPU 12 and the main MPU 6 through the communication line 8. A signal output from the communication circuit 14 is transmitted to the main MPU 6 via the communication line 8. Further, the communication circuit 14 transmits a signal input from the main MPU 6 to the sub MPU 12.

図２の電源装置は、メインＭＰＵ６がセル３の残容量を演算するために、走行用電源１に流れる電流を検出する電流検出回路７を備える。この電流検出回路７は、走行用電源１に流れる電流を、電流検出抵抗であるシャント抵抗の両端電圧を測定することにより検出し、検出する電流信号をデジタル信号に変換してメインＭＰＵ６に入力する。なお、電流検出回路は、シャント抵抗に代えて、ホール素子等、電流値を測定することができる素子を用いても良い。この電源装置は、メインＭＰＵ６でもって、電流検出回路７から入力されるデジタル信号と、電圧検出ブロック４から通信回線８を介して伝送される電圧情報から、各セル３の残容量、または電源ユニット２全体の残容量を演算する。セル３の残容量、または電源ユニット２の残容量は、電池やコンデンサに流れる充放電の電流を積算して演算される。走行用電源１は、全てのセル３を直列に接続しているので、全てのセル３に同じ電流が流れる。したがって、電流は各々のセル３で検出する必要がなく、ひとつの検出値をメインＭＰＵ６に伝送して、全てのセル３の残容量の演算できる。 The power supply apparatus of FIG. 2 includes a current detection circuit 7 that detects a current flowing through the traveling power supply 1 so that the main MPU 6 calculates the remaining capacity of the cell 3. The current detection circuit 7 detects the current flowing through the power source 1 for traveling by measuring the voltage across the shunt resistor, which is a current detection resistor, converts the detected current signal into a digital signal, and inputs the digital signal to the main MPU 6. . Note that the current detection circuit may use an element capable of measuring a current value, such as a Hall element, instead of the shunt resistor. This power supply device has a main MPU 6, a digital signal input from the current detection circuit 7, and voltage information transmitted from the voltage detection block 4 via the communication line 8, so that the remaining capacity of each cell 3 or the power supply unit 2 Calculate the remaining capacity of the whole. The remaining capacity of the cell 3 or the remaining capacity of the power supply unit 2 is calculated by integrating the charge / discharge current flowing in the battery or capacitor. Since the traveling power supply 1 has all the cells 3 connected in series, the same current flows in all the cells 3. Therefore, it is not necessary to detect the current in each cell 3, and one detection value can be transmitted to the main MPU 6 to calculate the remaining capacity of all the cells 3.

残容量は、充電容量から放電容量を減算して演算される。充電容量は、充電電流の積算値と充電効率の積で演算され、放電容量は放電電流の積算値と放電効率の積で演算される。全てのセル３は直列に接続されて同じ電流が流れるが、各々のセル３の残容量は必ずしも一致しない。とくに、残容量を％で表示する相対残容量は、劣化するにしたがって変動する。最大充電容量が変化して相対残容量を変化させるからである。相対残容量は、残容量／最大充電容量の比率で演算される。したがって、仮にいずれかひとつの電源ユニットの最大充電容量が他のものに比較して半分に減少すると、演算される相対残容量は２倍になる。 The remaining capacity is calculated by subtracting the discharge capacity from the charge capacity. The charge capacity is calculated by the product of the integrated value of the charge current and the charge efficiency, and the discharge capacity is calculated by the product of the integrated value of the discharge current and the discharge efficiency. All the cells 3 are connected in series and the same current flows, but the remaining capacity of each cell 3 does not necessarily match. In particular, the relative remaining capacity that displays the remaining capacity in% fluctuates as it deteriorates. This is because the maximum charge capacity changes and the relative remaining capacity changes. The relative remaining capacity is calculated by the ratio of remaining capacity / maximum charging capacity. Therefore, if the maximum charge capacity of any one power supply unit is reduced by half compared to the other, the calculated relative remaining capacity is doubled.

さらに、セル３を電池とする走行用電源１は、相対残容量が１００％を越えるセルがさらに充電されると過充電されて電池を著しく劣化させる。また、相対残容量が０％になったセルを放電しても電池を過放電させて著しく劣化させる。電池２の劣化をできるかぎり少なくするために、全てのセル３は過充電と過放電が阻止されなければならない。メインＭＰＵ６は、セル３の相対残容量が０〜１００％の範囲を越えないように、好ましくは２０〜８０％、さらに好ましくは３０〜７０％の範囲で充放電させる。ただ、メインＭＰＵ６は、セル３の残容量を補正するために必要なとき、あるいは電池のメモリ効果を解消するために必要なときに限って、残容量が０になるまで放電し、あるいは満充電されるまで充電する。 Furthermore, the traveling power source 1 using the cell 3 as a battery is overcharged when a cell having a relative remaining capacity exceeding 100% is further charged, thereby significantly degrading the battery. In addition, even if a cell having a relative remaining capacity of 0% is discharged, the battery is overdischarged and deteriorates significantly. In order to minimize the deterioration of the battery 2, all the cells 3 must be prevented from being overcharged and overdischarged. The main MPU 6 is charged / discharged preferably in the range of 20 to 80%, more preferably in the range of 30 to 70% so that the relative remaining capacity of the cell 3 does not exceed the range of 0 to 100%. However, the main MPU 6 discharges until the remaining capacity becomes 0 or is fully charged only when necessary to correct the remaining capacity of the cell 3 or when necessary to eliminate the memory effect of the battery. Charge until

電源ユニット２は、セル３を完全に放電させると電圧が低下する。したがって、メインＭＰＵ６は、セル３の電圧が設定電圧まで低下すると、充放電電流の積算値から演算した残容量を完全に放電された残容量が０の状態と補正する。また、セル３が満充電されるとセル電圧が設定電圧まで上昇し、あるいは、セルをニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする電源ユニットにあっては、セルのピーク電圧が−ΔＶ低下する。リチウムイオン電池とするセルは、電池電圧が設定電圧まで上昇したことを検出して満充電と判定する。電池が満充電されると相対残容量を１００％と補正し、あるいはそのときに演算された残容量（Ａｈ）を最大充電容量と補正する。このように、電池の残容量が０または１００％になったことを検出して、残容量を補正すると極めて正確に残容量を補正できる。また、セルをリチウムイオン二次電池とする電源ユニットは、セルの電圧からも残容量を検出できる。したがって、セルをリチウムイオン二次電池とする電源装置は、セル電圧と充放電の電流の両方から演算して残容量をより正確に演算できる。このようにして残容量を演算するメインＭＰＵ６は、セル電圧で検出される電圧残容量と、充放電の電流から演算される電流残容量の両方を平均し、あるいはセル電圧によって電圧残容量と電流残容量の重みを変化させて残容量を演算し、あるいはセル電圧、電圧残容量、電流残容量から残容量を演算するテーブルを記憶して、このテーブルから残容量を演算して正確に検出する。 The voltage of the power supply unit 2 decreases when the cell 3 is completely discharged. Therefore, when the voltage of the cell 3 decreases to the set voltage, the main MPU 6 corrects the remaining capacity calculated from the integrated value of the charge / discharge current to a state where the remaining capacity completely discharged is zero. Further, when the cell 3 is fully charged, the cell voltage rises to a set voltage, or in a power supply unit in which the cell is a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery, the peak voltage of the cell decreases by −ΔV. A cell that is a lithium ion battery detects that the battery voltage has increased to a set voltage and determines that the battery is fully charged. When the battery is fully charged, the relative remaining capacity is corrected to 100%, or the remaining capacity (Ah) calculated at that time is corrected to the maximum charging capacity. As described above, when the remaining capacity of the battery is detected to be 0 or 100% and the remaining capacity is corrected, the remaining capacity can be corrected extremely accurately. Moreover, the power supply unit which uses a cell as a lithium ion secondary battery can detect remaining capacity also from the voltage of a cell. Therefore, a power supply apparatus using a lithium ion secondary battery as the cell can calculate the remaining capacity more accurately by calculating from both the cell voltage and the charge / discharge current. The main MPU 6 that calculates the remaining capacity in this way averages both the voltage remaining capacity detected by the cell voltage and the current remaining capacity calculated from the charge / discharge current, or the voltage remaining capacity and current depending on the cell voltage. Calculate the remaining capacity by changing the weight of the remaining capacity, or store the table for calculating the remaining capacity from the cell voltage, voltage remaining capacity, and current remaining capacity, and calculate the remaining capacity from this table for accurate detection. .

さらに、メインＭＰＵ６は、充放電サイクルの回数、充放電電流のトータル値、あるいは電源装置の使用状態等から補正してセル３の残容量を補正することもできる。このメインＭＰＵ６は、残容量を所定の容量となるまで充電したり放電させることなく、演算した残容量を補正できる特長がある。メインＭＰＵ６で演算された残容量は、相対残容量として、あるいはＡｈで表される容量で特定される。 Further, the main MPU 6 can correct the remaining capacity of the cell 3 by correcting the number of charge / discharge cycles, the total value of the charge / discharge current, or the use state of the power supply device. The main MPU 6 has an advantage that the calculated remaining capacity can be corrected without charging or discharging until the remaining capacity reaches a predetermined capacity. The remaining capacity calculated by the main MPU 6 is specified as a relative remaining capacity or a capacity represented by Ah.

メインＭＰＵ６は、電流検出回路７と電圧検出ブロック４でもって、互いに同期して、電流と電圧を検出する。ただし、本明細書において、電流と電圧を同期して検出するとは、必ずしも電流と電圧とを全く同一のタイミングで検出する状態のみでなく、電圧や電流の変化をほぼ無視できる範囲、たとえば電流や電圧の変化が１０％以下となるタイミングにずれて電流と電圧を検出する状態も含む意味に使用する。図２の電源装置は、メインＭＰＵ６から出力される制御信号で、電圧検出ブロック４が電圧を検出するタイミングを特定するトリガー信号を出力するトリガー発生器１５を備える。トリガー発生器１５は、メインＭＰＵ６から入力される制御信号でもって、電圧検出ブロック４が各々の測定点９の信号を順番に切り換えて検出するトリガー信号を電圧検出ブロック４に出力する。図２のトリガー発生器１５は、全ての電圧検出ブロック４に、電圧検出を開始する開始トリガーを同時又は順番に出力する。図３の電圧検出ブロック４は、トリガー発生器１５から入力される開始トリガーであるトリガー信号をサブＭＰＵ１２に入力する。サブＭＰＵ１２は、入力されるトリガー信号でコントロール回路１３を制御し、コントロール回路１３でマルチプレクサ１０とＡ／Ｄコンバータ１１を制御して、電流検出回路７が電流を検出するタイミングに同期して、測定点９の電圧を検出する。図３の電圧検出ブロック４は、トリガー発生器１５から入力されるトリガー信号をサブＭＰＵ１２に入力するが、このトリガー信号はコントロール回路に入力し、コントロール回路に入力されるトリガー信号でマルチプレクサとＡ／Ｄコンバータを制御して、電流検出回路が電流を検出するタイミングに同期して、測定点の電圧を検出することもできる。 The main MPU 6 detects current and voltage in synchronization with each other by the current detection circuit 7 and the voltage detection block 4. However, in this specification, the detection of the current and the voltage in synchronization is not limited to the state in which the current and the voltage are detected at exactly the same timing, but the range in which the change of the voltage and the current can be almost ignored, for example, the current and the voltage. The term “current” and “voltage” are used to include a state in which the current and voltage are detected at a timing when the voltage change becomes 10% or less. The power supply device of FIG. 2 includes a trigger generator 15 that outputs a trigger signal that specifies the timing at which the voltage detection block 4 detects a voltage, as a control signal output from the main MPU 6. The trigger generator 15 outputs, to the voltage detection block 4, a trigger signal that is detected by the voltage detection block 4 switching the signals at the respective measurement points 9 in order with the control signal input from the main MPU 6. The trigger generator 15 of FIG. 2 outputs a start trigger for starting voltage detection to all the voltage detection blocks 4 simultaneously or sequentially. The voltage detection block 4 in FIG. 3 inputs a trigger signal that is a start trigger input from the trigger generator 15 to the sub MPU 12. The sub MPU 12 controls the control circuit 13 with the input trigger signal, controls the multiplexer 10 and the A / D converter 11 with the control circuit 13, and performs measurement in synchronization with the timing at which the current detection circuit 7 detects the current. The voltage at point 9 is detected. The voltage detection block 4 in FIG. 3 inputs the trigger signal input from the trigger generator 15 to the sub MPU 12, and this trigger signal is input to the control circuit. The voltage at the measurement point can be detected in synchronization with the timing at which the current detection circuit detects the current by controlling the D converter.

さらに、図４の電圧検出ブロック２４は、起動トリガー発生器２５を備えている。この起動トリガー発生器２５は、図３のトリガー発生器１５と同じように、メインＭＰＵ６から入力される制御信号に制御されて、電圧検出を開始する開始トリガーであるトリガー信号をサブＭＰＵ１２に出力する。サブＭＰＵ１２は、入力されるトリガー信号でコントロール回路１３を制御し、コントロール回路１３でマルチプレクサ１０とＡ／Ｄコンバータ１１を制御して、電流検出タイミングに同期して、測定点９の電圧を検出する。さらに起動トリガー発生器２５は、電圧検出ブロック２４の電源回路２６も制御し、メインＭＰＵ６からの制御信号で電源回路２６の動作状態も制御する。すなわち、起動トリガー発生器２５は、メインＭＰＵ６からの制御信号で電圧検出ブロック２４の電源回路２６に起動トリガーを出力し、この起動トリガーで電圧検出ブロック２４を動作状態とする。この電圧検出ブロック２４は、セル電圧を検出する必要がない状態で、電源回路２６をオフ状態に制御して、無駄な電力消費を削減する。 Further, the voltage detection block 24 of FIG. 4 includes an activation trigger generator 25. The activation trigger generator 25 is controlled by the control signal input from the main MPU 6 in the same manner as the trigger generator 15 in FIG. 3, and outputs a trigger signal that is a start trigger for starting voltage detection to the sub MPU 12. . The sub MPU 12 controls the control circuit 13 with the input trigger signal, and controls the multiplexer 10 and the A / D converter 11 with the control circuit 13 to detect the voltage at the measurement point 9 in synchronization with the current detection timing. . Further, the activation trigger generator 25 controls the power supply circuit 26 of the voltage detection block 24 and also controls the operating state of the power supply circuit 26 with a control signal from the main MPU 6. That is, the start trigger generator 25 outputs a start trigger to the power supply circuit 26 of the voltage detection block 24 by a control signal from the main MPU 6, and makes the voltage detection block 24 an operating state by this start trigger. The voltage detection block 24 controls the power supply circuit 26 to an off state in a state where it is not necessary to detect the cell voltage, thereby reducing wasteful power consumption.

図４に示す電圧検出ブロック２４は、接続される電源ユニット２から電源電力を供給している。電源ユニット２の電圧は、たとえば、電源回路２６であるＤＣ／ＤＣコンバータで降圧して、サブＭＰＵ１２に供給することができる。この回路構成によると、電源ユニット２の電圧が高くても、サブＭＰＵ１２に最適電圧として供給できる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータには、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを使用して、１次側と２次側とを絶縁しながらサブＭＰＵ１２に電源電力を供給できる。 The voltage detection block 24 shown in FIG. 4 supplies power from the connected power supply unit 2. The voltage of the power supply unit 2 can be stepped down by a DC / DC converter that is the power supply circuit 26 and supplied to the sub MPU 12, for example. According to this circuit configuration, even if the voltage of the power supply unit 2 is high, it can be supplied to the sub MPU 12 as the optimum voltage. In addition, as the DC / DC converter, an insulating DC / DC converter can be used to supply power to the sub MPU 12 while insulating the primary side and the secondary side.

以上の電源装置は、以下のようにして、走行用電源１を構成するセル３の電圧や残容量を検出する。
（１）メインＭＰＵ６が、切換回路５でもって入力側を電圧検出ブロック２４の通信回線８に接続する。
（２）メインＭＰＵ６が、走行用電源１の電流を検出すると共に、この電流を検出するタイミングに同期して各々の電圧検出ブロック４、２４がセル３の電圧を検出するように、制御信号をトリガー発生器１５又は起動トリガー発生器２５に出力する。トリガー発生器１５や起動トリガー発生器２５から出力されるトリガー信号がＡ／Ｄコンバータ１１とマルチプレクサ１０に入力され、マルチプレクサ１０は順番に測定点９を切り換え、Ａ／Ｄコンバータ１１で測定点９の電圧をデジタル信号に変換してサブＭＰＵ１２に入力する。各々の電圧検出ブロック４、２４は、同時にマルチプレクサ１０とＡ／Ｄコンバータ１１を切り換えて、測定点９の電圧を検出する。
（３）サブＭＰＵ１２は、入力される測定点９の電圧から、セル電圧またはユニット電圧を演算し、これらの電圧を電源ユニット２の電圧情報として、通信回線８を介してメインＭＰＵ６に出力する。さらに、サブＭＰＵ１２は、セル３の平均電圧、セル３の最低セル電圧や最高セル電圧等を演算して、これらの電圧をセル情報としてメインＭＰＵ６に出力することもできる。
（４）メインＭＰＵ６は、切換回路５を順番に切り換えて、各々の電圧検出ブロック４、２４が検出した、各々の電源ユニット２の電圧情報であるセル電圧またはユニット電圧を検出する。
（５）メインＭＰＵ６は、各々の電圧検出ブロック４、２４から順番に入力される電圧情報と、電流検出回路７から入力される電流信号から、各々の電源ユニット２のセル３または電源ユニット２の電圧や残容量を演算し、演算した結果から走行用電源１を充放電する電流をコントロールする。 The above power supply apparatus detects the voltage and remaining capacity of the cell 3 constituting the traveling power supply 1 as follows.
(1) The main MPU 6 connects the input side to the communication line 8 of the voltage detection block 24 with the switching circuit 5.
(2) The main MPU 6 detects the current of the driving power supply 1 and outputs a control signal so that each voltage detection block 4, 24 detects the voltage of the cell 3 in synchronization with the timing of detecting this current. Output to the trigger generator 15 or the activation trigger generator 25. A trigger signal output from the trigger generator 15 or the start trigger generator 25 is input to the A / D converter 11 and the multiplexer 10, and the multiplexer 10 sequentially switches the measurement point 9, and the A / D converter 11 changes the measurement point 9. The voltage is converted into a digital signal and input to the sub MPU 12. Each voltage detection block 4, 24 simultaneously switches the multiplexer 10 and the A / D converter 11 to detect the voltage at the measurement point 9.
(3) The sub MPU 12 calculates a cell voltage or a unit voltage from the input voltage at the measurement point 9 and outputs these voltages as voltage information of the power supply unit 2 to the main MPU 6 via the communication line 8. Further, the sub MPU 12 can calculate the average voltage of the cell 3, the lowest cell voltage of the cell 3, the highest cell voltage, and the like, and output these voltages to the main MPU 6 as cell information.
(4) The main MPU 6 switches the switching circuit 5 in order and detects the cell voltage or unit voltage which is the voltage information of each power supply unit 2 detected by each voltage detection block 4, 24.
(5) The main MPU 6 determines whether the cell 3 of each power supply unit 2 or the power supply unit 2 from the voltage information sequentially input from the voltage detection blocks 4 and 24 and the current signal input from the current detection circuit 7. The voltage and the remaining capacity are calculated, and the current for charging / discharging the traveling power source 1 is controlled from the calculated result.

従来の自動車用の電源装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional power supply device for motor vehicles. 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置のブロック図である。It is a block diagram of the power supply device for vehicles concerning one example of the present invention. 電圧検出ブロックの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a voltage detection block. 電圧検出ブロックの他の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of a voltage detection block.

Explanation of symbols

１…走行用電源
２…電源ユニット
３…セル
４…電圧検出ブロック
５…切換回路
６…メインＭＰＵ
７…電流検出回路
８…通信回線
９…測定点
１０…マルチプレクサ
１１…Ａ／Ｄコンバータ
１２…サブＭＰＵ
１３…コントロール回路
１４…通信回路
１５…トリガー発生器
１６…バッファメモリ
１７…通信回路
２４…電圧検出ブロック
２５…起動トリガー発生器
２６…電源回路
９２…電源ユニット
９４…電池状態検出回路
９６…バッテリＥＣＵ
９８…外部通信バス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driving power supply 2 ... Power supply unit 3 ... Cell 4 ... Voltage detection block 5 ... Switching circuit 6 ... Main MPU
7 ... Current detection circuit 8 ... Communication line 9 ... Measurement point 10 ... Multiplexer 11 ... A / D converter 12 ... Sub MPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Control circuit 14 ... Communication circuit 15 ... Trigger generator 16 ... Buffer memory 17 ... Communication circuit 24 ... Voltage detection block 25 ... Startup trigger generator 26 ... Power supply circuit 92 ... Power supply unit 94 ... Battery state detection circuit 96 ... Battery ECU
98 ... External communication bus

Claims

A traveling power source (1) in which a plurality of power units (2) formed by connecting a plurality of rechargeable cells (3) in series are connected in series, and the traveling power source (1). A plurality of voltage detection blocks (4), (24) connected to the power supply unit (2) and a plurality of voltage detection blocks (4), (24) connected via a switching circuit (5) A main MPU (6), and a current detection circuit (7) connected to the main MPU (6) for detecting the current of the power source for traveling (1) and outputting a current signal to the main MPU (6). ,
Each of the voltage detection blocks (4), (24) is a multiplexer (10) that switches and outputs a measurement point (9) for detecting a cell voltage of a cell (3) constituting the power supply unit (2), The A / D converter (11) for converting the voltage output from the multiplexer (10) from an analog signal to a digital signal, and the A / D converter (11) are controlled and output from the A / D converter (11). And a sub MPU (12) for outputting voltage information of the power supply unit (2) to the communication line (8),
Each voltage detection block (4), (24) detects the cell voltage of the cell (3) constituting the power supply unit (2) or the unit voltage which is the voltage of the power supply unit (2), and this voltage information Is output to the main MPU (6) via the communication line (8), and the main MPU (6) switches the communication line (8) by the switching circuit (5), and each voltage detection block (4), ( 24) detects the voltage information transmitted from the voltage detection block (4), the cell voltage or unit voltage input from the (24), and the current detection circuit (7) Calculate the remaining capacity of the cell (3) or power supply unit (2) from the current value, and control the current of the driving power supply (1) from the remaining capacity and voltage of the cell (3) or power supply unit (2). A power supply device for a vehicle.

Each voltage detection block (4), (24) constitutes the power supply unit (2) and the average voltage of the cell voltage of the cell (3) constituting the power supply unit (2) in addition to the cell voltage or unit voltage. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein either the lowest cell voltage of the cell (3) or the highest cell voltage of the cell (3) constituting the power supply unit (2) is output to the main MPU (6). .

The cell voltage detected by the voltage detection block (4), (24) is either the voltage of one cell (3) or the voltage of a cell module connecting a plurality of cells in series. Power supply device for vehicles.

The main MPU (6) is connected to all voltage detection blocks (4) with trigger generators (15) that simultaneously or sequentially output start triggers to start voltage detection, and each voltage detection block (4) The vehicle power supply device according to claim 1, which detects a start trigger and starts detecting a cell voltage.

The vehicle according to claim 1, wherein each voltage detection block (24) is supplied with power from a power supply unit (2) connected thereto, or is supplied with power via an insulated DC / DC converter. Power supply.

The voltage detection block (24) has a start trigger generator (25) that outputs a start trigger to the power circuit (26) of the voltage detection block (24), and the power circuit (26) detects the start trigger. Then, the voltage detection block (24) is set in an operating state, and the start trigger generator (25) outputs a start trigger for starting voltage detection to the sub MPU (12). Power supply.

The vehicle power supply device according to claim 1, further comprising a buffer memory (16) for storing the voltage detected by the voltage detection blocks (4), (24).

The power supply device for vehicles according to claim 1, wherein the cell (3) constituting the power supply unit (2) is either a battery or a capacitor that can be charged.