JP2010110156A - Pack battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の素電池を直列に接続している組電池を内蔵するパック電池に関し、とくに、組電池を構成する素電池の過充電や過放電を防止して安全に使用できるパック電池に関する。 The present invention relates to a battery pack including a battery pack in which a plurality of battery cells are connected in series, and more particularly, to a battery pack that can be used safely by preventing overcharge and overdischarge of the battery cells constituting the battery pack. .
複数の素電池を直列に接続しているパック電池は、各々の素電池の電圧を検出して過充電や過放電を防止する保護回路を内蔵して、電池の寿命を長く、また、安全に使用できる。保護回路が故障すると組電池を安全に充放電できないことから、ダブルプロテクションの保護回路を内蔵するパック電池が開発されている。(特許文献1参照) A battery pack in which a plurality of unit cells are connected in series has a built-in protection circuit that detects the voltage of each unit cell and prevents overcharge and overdischarge. Can be used. A battery pack with a built-in protection circuit for double protection has been developed because the assembled battery cannot be charged / discharged safely if the protection circuit fails. (See Patent Document 1)
特許文献1のパック電池は、保護回路が第1の制御回路と、第2の制御回路を備えており、 第1の制御回路は、電池電圧に対応して電池と直列に接続しているスイッチをオン/オフに制御し、第2の制御回路は、電池電圧が所定の検出レベル以上となると、電池と直列に接続しているスイッチをオフに制御する。 The battery pack of Patent Document 1 has a protection circuit including a first control circuit and a second control circuit, and the first control circuit is connected to the battery in series corresponding to the battery voltage. The second control circuit controls the switch connected in series with the battery to be turned off when the battery voltage reaches or exceeds a predetermined detection level.
特許文献1に記載されるパック電池は、第1の制御回路が正常に動作しない状態では第2の制御回路でもって電池の電流を遮断する、すなわちダブルプロテクションによって安全に使用できる。ただ、このパック電池は、第1の制御回路と第2の制御回路が別々に電池の電圧を検出することから、回路構成が複雑になる欠点がある。とくに、複数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くしているパック電池にあっては、各々の素電池の電圧を検出するために、素電池の個数の2倍の電圧検出回路を備えることになって、回路構成が極めて複雑になる。回路構成が複雑になる欠点は、1組の電圧検出回路で電池の電圧を検出して、電圧検出回路で検出される検出電圧を第1と第2の制御回路に入力して、第1と第2の制御回路で電池の電流を制御することで解消できる。ただ、この回路構成によると回路故障によって保護回路の安定な動作を保証できなくなる欠点がある。 The battery pack described in Patent Document 1 can be safely used by cutting off the battery current with the second control circuit when the first control circuit does not operate normally, that is, with double protection. However, this battery pack has a drawback that the circuit configuration is complicated because the first control circuit and the second control circuit detect the voltage of the battery separately. In particular, in a battery pack in which a plurality of unit cells are connected in series to increase the output voltage, in order to detect the voltage of each unit cell, a voltage detection circuit that is twice the number of unit cells is provided. As a result, the circuit configuration becomes extremely complicated. The disadvantage that the circuit configuration is complicated is that the voltage of the battery is detected by a set of voltage detection circuits, and the detection voltage detected by the voltage detection circuit is input to the first and second control circuits. This can be solved by controlling the battery current with the second control circuit. However, this circuit configuration has a drawback that a stable operation of the protection circuit cannot be guaranteed due to a circuit failure.
さらに、この欠点を解消することを目的として、電圧検出回路の故障を制御回路で判定する保護回路を備えるパック電池が開発されている。(特許文献2参照)
特許文献2のパック電池は、各々の素電池の電圧を検出するセル電圧検出回路と、組電池の電圧を検出するトータル電圧検出回路と、セル電圧検出回路が検出する各々の素電池の電圧の加算値と、トータル電圧検出回路で検出される検出電圧とを比較して、保護回路が正常に動作しているかどうかを判定する制御回路とを備える。このパック電池は、保護回路でもって、セル電圧検出回路とトータル電圧検出回路の正常な動作を判定できる。しかしながら、このパック電池は、セル電圧検出回路が各々の素電池の電圧を検出できない状態となる全ての故障を確実に判定できない欠点がある。複数の素電池の電圧を検出する電圧検出回路は、電圧を検出する素電池を選択して素電池のセル電圧を検出するが、素電池を選択する選択回路の故障を判定できない。選択回路が正常に動作しない状態となり、素電池のセル電圧がほぼ等しい状態にあっては、セル電圧の加算値がトータル電圧にほぼ等しくなるからである。
The battery pack of
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、ダブルプロテクションを実現する保護回路を簡単な回路構成としながら、電圧検出回路の故障を確実に判定して安定に動作するパック電池を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 provide a battery pack that operates stably by reliably determining a failure of a voltage detection circuit while having a simple circuit configuration for a protection circuit that realizes double protection.
本発明のパック電池は、複数の素電池2を互いに直列に接続している組電池1と、この組電池1に接続してなる保護回路3、23とを備え、保護回路3、23でもって組電池1の充放電を制御している。保護回路3、23は、各々の素電池2に接続されて素電池2の電圧を検出する電圧検出回路11、31を内蔵する保護IC4、24と、この保護IC4、24に接続されて保護IC4、24からの入力信号で組電池1の異常を検出して異常信号を出力端子から外部に出力するマイコン5と、組電池1と直列に接続されて組電池1の充放電を制御するスイッチング素子6とを備えている。保護IC4、24は、各々の素電池2の電圧を検出する電圧検出回路11、31と、この電圧検出回路11、31で検出されるセル電圧から各々の素電池2の過充電と過放電を検出する過充電/過放電検出回路12と、電圧検出回路11が電圧を検出する素電池2を切り換えるセル電圧選択回路13と、このセル電圧選択回路13を制御するタイミングパルスの発振回路14とを備えている。保護IC4、24は、発振回路14と電圧検出回路11をマイコン5に接続しており、発振回路14のタイミングパルスと電圧検出回路11で検出されるセル電圧をマイコン5に入力している。パック電池は、保護IC4、24の過充電/過放電検出回路12とマイコン5の出力でスイッチング素子6をオンオフに制御して組電池1の充放電を制御すると共に、保護IC4、24の発振回路14をマイコン5に接続して、発振回路14のタイミングパルスをマイコン5で検出して保護IC4、24の動作状態を検出している。
The battery pack of the present invention includes an assembled battery 1 in which a plurality of
以上のパック電池は、ダブルプロテクションを実現する保護回路を簡単な回路構成としながら、電圧検出回路の故障を確実に判定して安定に動作できる特徴がある。それは、以上のパック電池が、保護回路のマイコンでもって、保護ICに設けているセル電圧選択回路の基本動作を制御する発振回路からのタイミングパルスを検出して、保護ICの動作を確認し、保護ICとマイコンの両方で組電池と直列に接続しているスイッチング素子を制御するからである。さらに、以上のパック電池の保護回路は、保護ICに設けている過充電/過放電検出回路でスイッチング素子を直接に制御し、さらに、保護ICの電圧検出回路で検出されるセル電圧をマイコンに入力して、マイコンでもってスイッチング素子を制御するダブルプロテクションを実現する。しかも、保護ICの電圧検出回路で検出されるセル電圧が過充電/過放電検出回路とマイコンの両方に入力されることから、1組の電圧検出回路でもって、ダブルプロテクションを実現して回路構成を簡単にできる。 The battery pack described above has a feature that it can operate stably by reliably determining a failure of the voltage detection circuit while having a simple circuit configuration of a protection circuit that realizes double protection. The above battery pack detects the timing pulse from the oscillation circuit that controls the basic operation of the cell voltage selection circuit provided in the protection IC with the microcomputer of the protection circuit, and confirms the operation of the protection IC. This is because the switching element connected in series with the assembled battery is controlled by both the protection IC and the microcomputer. Furthermore, the above-mentioned protection circuit for the battery pack directly controls the switching element by the overcharge / overdischarge detection circuit provided in the protection IC, and further supplies the cell voltage detected by the voltage detection circuit of the protection IC to the microcomputer. Input and realize double protection to control switching elements with a microcomputer. Moreover, since the cell voltage detected by the voltage detection circuit of the protection IC is input to both the overcharge / overdischarge detection circuit and the microcomputer, the circuit configuration is realized by realizing a double protection with one set of voltage detection circuits. Can be easy.
本発明のパック電池は、電圧検出回路11が各々の素電池2の電圧を検出する差動アンプ15を備えて、各々の差動アンプ15の出力側にセル電圧選択回路13を構成する選択スイッチ16を接続し、この選択スイッチ16を発振回路14のタイミングパルスで順番に切り換えて、各々の素電池2の電圧を順番に検出することができる。
以上のパック電池は、差動アンプの出力側を切り換えるので、差動アンプの入力側を切り換える選択スイッチに比べて回路構成を簡単にできる。
The battery pack of the present invention includes a
Since the battery pack described above switches the output side of the differential amplifier, the circuit configuration can be simplified compared to a selection switch that switches the input side of the differential amplifier.
本発明のパック電池は、スイッチング素子6が、組電池1の充電電流を遮断する充電用のスイッチング素子6Aと、組電池1の放電を制御する放電用のスイッチング素子6Bとを備えて、充電用のスイッチング素子6Aを保護IC4、24の出力で制御し、放電用のスイッチング素子6Bをマイコン5で制御することができる。
以上のパック電池は、充電される状態においては、保護ICとマイコンの両方で制御されることから、素電池の過充電を確実に防止できる。また、放電される状態にあっては、マイコンで制御されるので、過放電を防止しながら、負荷側の状態を検出して放電を停止できる。
In the battery pack according to the present invention, the
Since the above battery pack is controlled by both the protection IC and the microcomputer in a charged state, it is possible to reliably prevent overcharging of the unit cell. Moreover, since it is controlled by the microcomputer in the discharged state, the discharge can be stopped by detecting the state on the load side while preventing overdischarge.
本発明のパック電池は、マイコン5が、保護IC4、24の電圧検出回路11、31から入力されるアナログ信号の電圧信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータを内蔵することができる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明のパック電池は、素電池2を、リチウムイオン電池、又はリチウムポリマー電池とすることができる。
このパック電池は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池からなる素電池の過充電と過放電を防止しながら安全に充放電できる。
In the battery pack of the present invention, the
This pack battery can be charged and discharged safely while preventing overcharging and overdischarging of a unit cell comprising a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
本発明のパック電池は、マイコン5が、発振回路14のタイミングパルスと、電圧検出回路11、31で検出されるセル電圧の両方を正常に検出する状態で、保護IC4、24が正常に動作していると判定することができる。
このパック電池は、発振回路のタイミングパルスと電圧検出回路からの入力信号の両方で保護ICの動作状態を判定するので、保護ICの異常な状態をより正確に判定できる。
In the battery pack according to the present invention, the protection ICs 4 and 24 operate normally when the
In this battery pack, since the operation state of the protection IC is determined by both the timing pulse of the oscillation circuit and the input signal from the voltage detection circuit, the abnormal state of the protection IC can be determined more accurately.
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パック電池を例示するものであって、本発明はパック電池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 example shown below illustrates the battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack 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.
以下、電動自転車や電動バイクなどの電源に最適なパック電池を具体的に詳述する。ただし、本発明のパック電池は、複数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くしているものであって、電動工具や電動車両などの他の用途に使用するものとすることもできる。さらに、本発明のパック電池は、複数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くしているが、直列に接続する素電池の個数は、たとえば5個〜20個とする。ただし、直列に接続する素電池の数は、5個よりも少なく、あるいは20個よりも多くして用途に最適な出力電圧とすることができる。さらに、直列に接続する素電池の個数は素電池のタイプによっても変化する。素電池として、たとえば、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池のように電圧の高いものを使用するパック電池にあっては、直列に接続する素電池の個数を少なくし、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池のように出力電圧の低いものにあっては、直列に接続する素電池の個数を多くする。 Hereinafter, a battery pack optimal for a power source of an electric bicycle or an electric motorcycle will be described in detail. However, the battery pack of the present invention has a plurality of unit cells connected in series to increase the output voltage, and can also be used for other applications such as electric tools and electric vehicles. . Furthermore, in the battery pack of the present invention, a plurality of unit cells are connected in series to increase the output voltage. The number of unit cells connected in series is, for example, 5 to 20. However, the number of unit cells connected in series is less than 5 or more than 20, so that the optimum output voltage can be obtained. Furthermore, the number of unit cells connected in series varies depending on the type of unit cells. As a unit cell, for example, in a battery pack using a high voltage battery such as a lithium ion battery or a lithium polymer battery, the number of unit cells connected in series is reduced, and a nickel hydride battery or a nickel cadmium battery is used. In the case where the output voltage is low, the number of unit cells connected in series is increased.
図1と図2に示すパック電池は、複数の素電池2を直列に接続している組電池1と、この組電池1の充放電を制御する保護回路3、23とを備える。
The battery pack shown in FIGS. 1 and 2 includes an assembled battery 1 in which a plurality of
保護回路3、23は、各々の素電池2に接続されて素電池2の電圧を検出する電圧検出回路11、31を内蔵する保護IC4、24と、この保護IC4、24に接続されて保護IC4、24からの入力信号で組電池1の異常を検出して異常信号を出力端子から外部に出力するマイコン5と、組電池1と直列に接続されて組電池1の充放電を制御するスイッチング素子6とを備えている。
The protection circuits 3 and 23 are connected to each of the
保護IC4、24は、各々の素電池2の電圧を検出する電圧検出回路11、31と、この電圧検出回路11、31で検出されるセル電圧から、各々の素電池2の過充電と過放電を検出する過充電/過放電検出回路12と、電圧検出回路11、31が電圧を検出する素電池2を切り換えるセル電圧選択回路13、33と、このセル電圧選択回路13、33を制御するタイミングパルスの発振回路14とを備えている。
The protection ICs 4 and 24 are
図1に示す電圧検出回路11は、各々の素電池2の電圧を検出する差動アンプ15を備えている。各々の差動アンプ15は、各々の素電池2の正負の電極に入力端子を接続している。さらに、全ての差動アンプ15は、組電池1を電源として動作するように、マイナス側の電極端子をアース側である組電池1のマイナス側に、プラス側の電極端子を組電池1のプラス側に接続している。組電池1を電源として動作する差動アンプ15は、出力電圧を安定化する電源回路(図示せず)を介して電力を供給して安定に動作できる。この回路構成は、全ての素電池2の残容量をアンバランスにすることなく差動アンプ15に電力を供給できる。ただし、差動アンプは、入力側に接続している素電池から電力を供給することもできる。各々の差動アンプ15は同じ増幅率であって、入力側に接続している素電池2の電圧を一定の増幅率で増幅して出力し、あるいは増幅することなく出力する。たとえば、素電池2をリチウムイオン電池とするパック電池にあっては、差動アンプ15の増幅率を2として、リチウムイオン電池の電圧を2倍に増幅して出力する。
The voltage detection circuit 11 shown in FIG. 1 includes a
セル電圧選択回路13は、差動アンプ15の出力側に接続している選択スイッチ16と、発振回路14から入力されるタイミングパルスで選択スイッチ16を順番に切り換えるコントロール回路17とを備える。選択スイッチ16は、FETやトランジスタ等の半導体スイッチング素子である。コントロール回路17は、入力されるタイミングパルスでもって、順番にひとつの選択スイッチ16をオンに切り換えて、差動アンプ15の出力、すなわち素電池2の電圧を順番に過充電/過放電検出回路12とマイコン5に出力する。コントロール回路17は、発振回路14から同期タイミングパルス信号と、切換タイミングパルス信号が入力される。コントロール回路17は、同期タイミングパルス信号が入力されると第1の選択スイッチ16をオンに切り換え、切換タイミングパルスが入力される毎に順番に第2、第3、第4・・・・の選択スイッチ16をオンに切り換える。コントロール回路17は、いずれかひとつの選択スイッチ16をオンに切り換える状態で、他の全ての選択スイッチ16をオフに制御する。
The cell
図1のセル電圧選択回路13は、選択スイッチ16を差動アンプ15の出力側に接続しているが、選択スイッチは、図2に示すように、差動アンプの入力側に接続することもできる。図2のセル電圧選択回路33は、電圧検出回路31である1組の差動アンプ35で全ての素電池2の電圧を検出できる。このセル電圧選択回路33は、差動アンプ35の正負の入力側に一対の選択スイッチ36を接続している。このセル電圧選択回路33は、各々の素電池2の正負に電極に接続している一対の選択スイッチ36を同時にオンに切り換えて、ひとつの素電池2の電圧を差動アンプ35に入力する。このセル電圧選択回路33は、コントロール回路37でもって、素電池2の正負の電極に接続している一対の選択スイッチ36を順番にオンに切り換えて、素電池2の電圧を差動アンプ35に入力する。いずれか一対の選択スイッチ36をオンに切り換える状態で、他の全ての選択スイッチ36はオフに切り換えられる。このコントロール回路37も、図1のコントロール回路17と同じように、、同期タイミングパルス信号が入力されると第1組にある一対の選択スイッチ36をオンに切り換え、切換タイミングパルスが入力される毎に、順番に第2組、第3組、第4組・・・・の選択スイッチ36をオンに切り換えて、順番に素電池2の電圧を差動アンプ35に入力する。
In the cell
発振回路14は、所定の周期のタイミングパルスを発振する。図の発振回路14は、発振するタイミングパルスから、選択スイッチ16、36を順番に切り換える切換タイミングパルスと、この切換タイミングパルスの周期のN倍の同期タイミングパルスを出力する。ただし、Nは、直列に接続している素電池2の個数以上の整数である。たとえば、直列に接続している素電池の個数が10個であると、同期タイミングパルスの周期は、切換タイミングパルスの10倍とする。この発振回路14は、切換タイミングパルスが10パルス出力される毎に、1パルスの同期タイミングパルスを出力する。したがって、セル電圧選択回路13、33は、同期パルスを検出して第1(第1組)の選択スイッチ16、36をオンに切り換え、その後、選択スイッチ16、36を切換タイミングパルスが入力される毎に切り換えて、10個の素電池の電圧を検出できる。
The
過充電/過放電検出回路12は、入力される素電池2の電圧から過充電と過放電を検出する。過充電/過放電検出回路12は、入力される素電池2の電圧を最低電圧に比較し、最低電圧よりも低いと過放電と判定する。また、入力される素電池2の電圧を最高電圧に比較し、最高電圧よりも高いと過充電と判定する。過充電/過放電検出回路12は、素電池2の過放電を検出する過放電信号を出力し、過充電を検出する過充電信号を出力する。
The overcharge /
保護IC4、24の発振回路14と電圧検出回路11、31はマイコン5に接続されて、発振回路14のタイミングパルスと電圧検出回路11、31で検出される素電池2のセル電圧をマイコン5に入力している。マイコン5は、保護IC4、24の電圧検出回路11、31から入力されるアナログ信号の電圧信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ(図示せず)と、このA/Dコンバータから出力されるデジタル信号からなる素電池2の電圧を演算して、素電池2の過充電と過放電を判定する演算回路(図示せず)と、素電池2の過充電と過放電を判定する最高電圧と最低電圧とを記憶する記憶回路(図示せず)とを備えている。
The
マイコン5は、電圧検出回路11、31から入力される素電池2のセル電圧を、記憶する最低電圧と最高電圧に比較して素電池2の過充電と過放電を検出する。過充電又は過放電を検出すると、素電池2、すなわち組電池1が異常な状態にあると判断して異常信号を出力する。さらに、マイコン5は、組電池1に流れる電流を積算して、残容量を演算している。演算される残容量が設定範囲を超えて組電池1が異常な状態となっても異常信号を出力する。マイコン5の異常信号は、パック電池の通信端子9を介して、パック電池を接続している本体機器に伝送される。さらに、マイコン5は、素電池2の過充電を検出すると、異常信号として過充電信号を出力し、過放電と判定すると過放電信号を出力する。
The
スイッチング素子6は、FETやトランジスタ等の半導体スイッチング素子で、充電電流を遮断する充電用のスイッチング素子6Aと、放電電流を遮断する放電用のスイッチング素子6Bとを直列に接続している。充電用のスイッチング素子6Aと放電用のスイッチング素子6Bは、入力側に入力FET18を接続して、入力FET18でオンオフに制御している。過充電/過放電検出回路12とマイコン5から出力される過充電信号と過放電信号は、入力FET18を介して充電用のスイッチング素子6Aと放電用のスイッチング素子6Bをオンオフに制御する。素電池2の過充電が検出されると、放電用のスイッチング素子6Bがオンに保持されて、充電用のスイッチング素子6Aがオフに切り換えられて、充電電流は遮断される。また、素電池2の過放電が検出されると、充電用のスイッチング素子6Aがオンに保持されて、放電用のスイッチング素子6Bがオフに切り換えられて、放電電流は遮断される。
The switching
充電用のスイッチング素子6Aは、保護IC4、24の過充電/過放電検出回路12とマイコン5から出力される過充電信号でオフに切り換えられる。すなわち、保護IC4、24の過充電/過放電検出回路12が素電池2の過充電を検出し、あるいはマイコン5が素電池2の過充電を検出すると、充電用のスイッチング素子6Aがオフに切り換えられて、充電電流が遮断される。放電用のスイッチング素子6Bは、過充電/過放電検出回路12で直接には制御されず、マイコン5を介してオフに制御される。過充電/過放電検出回路12が素電池2の過放電を検出し、あるいはマイコン5が素電池2の過放電を検出すると、マイコン5は通信端子9を介して過放電信号を本体機器に出力する。本体機器は、過放電信号で正常にシャットダウン処理した後、通信端子9を介してマイコン5にシャットダウンを終了したことを示す確認信号を出力する。マイコン5は、この確認信号を検出した後、放電用のスイッチング素子6Bをオフに切り換える。このパック電池は、素電池2の過放電を検出して直ちに放電用のスイッチング素子6Bをオフに切り換えないので、本体機器を正常にシャットダウンした後に、組電池1の放電を停止できる。ただ、過充電/過放電検出回路12は、組電池1の過放電を検出してマイコン5を介することなく、放電用のスイッチング素子6Bをオフに切り換えることもできる。
The charging
以上のパック電池は、保護IC4、24の過充電/過放電検出回路12とマイコン5の両方でスイッチング素子6を制御して、すなわち、ダブルプロテクションで組電池1を保護できる。ダブルプロテクションは、保護IC4、24の過充電/過放電検出回路12かとマイコン5の両方の正常な動作で実現される。マイコン5は、保護IC4、24の正常な動作を確認するために、保護IC4、24の発振回路14に接続している。マイコン5は、保護IC4、24の発振回路14から入力されるタイミングパルスを検出して、保護IC4、24の正常な動作を確認している。タイミングパルスは、保護IC4、24の基本動作を制御する信号である。したがって、マイコン5は、保護IC4、24のタイミングパルスを正常に検出できるかどうかで、保護IC4、24の動作状態を判定する。マイコン5は、保護IC4、24のタイミングパルスを正常に検出できる状態で、保護IC4、24を正常に動作していると判定し、タイミングパルスを正常に検出できない状態では、保護IC4、24を異常な状態と判定する。
The battery pack described above can protect the assembled battery 1 by controlling the
さらに、マイコン5は、タイミングパルスを正常に検出し、かつ、電圧検出回路11、31で検出される素電池2のセル電圧の入力を検出できるとき、保護IC4、24を正常に動作していると判定することもできる。そして、両者のいずれかが正常に検出できない状態では、保護IC4、24を異常な状態と判定する。具体的には、タイミングパルスのLowレベルから、Highレベルへの立ち上がり、変化をマイコン5が検出することで、タイミングパルスを検出し、この立ち上がり、変化の検出時より所定期間内に、入力されるセル電圧が所定値以上であるとき、セル電圧が正常であると検出する。
Further, when the
マイコン5は、保護IC4、24が異常な状態を検出すると、通信端子9を介して本体機器に故障信号を出力する。さらに、マイコン5は、保護IC4、24の異常な状態を検出すると、本体機器をシャットダウンした後、充電用のスイッチング素子6Aと放電用のスイッチング素子6Bの両方をオフに切り換えて、パック電池を充放電できない状態とする。
If the protection ICs 4 and 24 detect an abnormal state, the
1…組電池
2…素電池
3…保護回路
4…保護IC
5…マイコン
6…スイッチング素子 6A…充電用のスイッチング素子
6B…放電用のスイッチング素子
9…通信端子
11…電圧検出回路
12…過充電/過放電検出回路
13…セル電圧選択回路
14…発振回路
15…差動アンプ
16…選択スイッチ
17…コントロール回路
18…入力FET
23…保護回路
24…保護IC
31…電圧検出回路
33…セル電圧選択回路
35…差動アンプ
36…選択スイッチ
37…コントロール回路
1 ... assembled
5 ...
6B ... Switching element for
23 ... Protection circuit 24 ... Protection IC
DESCRIPTION OF
Claims (6)
保護回路(3)、(23)が、各々の素電池(2)に接続されて素電池(2)の電圧を検出する電圧検出回路(11)、(31)を内蔵する保護IC(4)、(24)と、この保護IC(4)、(24)に接続されて保護IC(4)、(24)からの入力信号で組電池(1)の異常を検出して異常信号を出力端子から外部に出力するマイコン(5)と、前記組電池(1)と直列に接続されて組電池(1)の充放電を制御するスイッチング素子(6)とを備えており、
前記保護IC(4)、(24)は、各々の素電池(2)の電圧を検出する電圧検出回路(11)、(31)と、この電圧検出回路(11)、(31)で検出されるセル電圧から各々の素電池(2)の過充電と過放電を検出する過充電/過放電検出回路(12)と、前記電圧検出回路(11)、(31)が電圧を検出する素電池(2)を切り換えるセル電圧選択回路(13)、(33)と、このセル電圧選択回路(13)、(33)を制御するタイミングパルスの発振回路(14)とを備えており、前記保護IC(4)、(24)の発振回路(14)と電圧検出回路(11)、(31)がマイコン(5)に接続されて、発振回路(14)のタイミングパルスと電圧検出回路(11)、(31)で検出されるセル電圧をマイコン(5)に入力しており、
前記保護IC(4)、(24)の過充電/過放電検出回路(12)とマイコン(5)の出力でスイッチング素子(6)をオンオフに制御して組電池(1)の充放電が制御されると共に、前記保護IC(4)、(24)の発振回路(14)がマイコン(5)に接続されて、発振回路(14)のタイミングパルスをマイコン(5)で検出して保護IC(4)、(24)の動作状態を検出するようにしてなるパック電池。 A battery pack (1) in which a plurality of unit cells (2) are connected in series with each other, and a protection circuit (3) and (23) connected to the battery pack (1) are provided. ), (23) is a battery pack that controls charging / discharging of the battery pack (1),
Protection circuit (4) with built-in voltage detection circuit (11), (31) for detecting the voltage of unit cell (2) connected to each unit cell (2) by protection circuit (3), (23) , (24) and the protection ICs (4), (24) connected to the protection ICs (4), (24) detect the abnormalities of the assembled battery (1) from the input signals and output the abnormal signals A microcomputer (5) that outputs to the outside, and a switching element (6) that is connected in series with the assembled battery (1) and controls charging and discharging of the assembled battery (1),
The protection ICs (4) and (24) are detected by the voltage detection circuits (11) and (31) that detect the voltage of each unit cell (2) and the voltage detection circuits (11) and (31). An overcharge / overdischarge detection circuit (12) for detecting overcharge and overdischarge of each unit cell (2) from the cell voltage to be detected, and a unit cell for detecting the voltage by the voltage detection circuits (11), (31) Cell voltage selection circuits (13) and (33) for switching (2), and a timing pulse oscillation circuit (14) for controlling the cell voltage selection circuits (13) and (33). The oscillation circuit (14) of (4), (24) and the voltage detection circuit (11), (31) are connected to the microcomputer (5), and the timing pulse of the oscillation circuit (14) and the voltage detection circuit (11), The cell voltage detected at (31) is input to the microcomputer (5),
The charging / discharging of the assembled battery (1) is controlled by controlling the switching element (6) on and off by the output of the overcharge / overdischarge detection circuit (12) of the protection IC (4) and (24) and the microcomputer (5). At the same time, the oscillation circuit (14) of the protection ICs (4) and (24) is connected to the microcomputer (5), and the timing pulse of the oscillation circuit (14) is detected by the microcomputer (5). 4) A battery pack that detects the operating state of (24).
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