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JP2011076778A - Battery monitoring device - Google Patents

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JP2011076778A JP2009224951A JP2009224951A JP2011076778A JP 2011076778 A JP2011076778 A JP 2011076778A JP 2009224951 A JP2009224951 A JP 2009224951A JP 2009224951 A JP2009224951 A JP 2009224951A JP 2011076778 A JP2011076778 A JP 2011076778A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery monitoring device capable of detecting the glitch of a discharge circuit in failure diagnosis performed by comparing thresholds with cell voltages of battery cells. <P>SOLUTION: The battery monitoring device includes: diagnosis resistors 30, each of which are connected between the positive electrode side of the corresponding battery cell 10 and a monitoring circuit 50; and an equalization discharge circuit 40 feeding current flowing from the battery cells 10 through the diagnosis resistors 30 to the negative electrode sides of the battery cells 10 according to a command from a microcomputer 70. The microcomputer 70 detects the glitch of the equalization discharge circuit 40 when a comparison result of comparison between the cell voltages, which are given when the equalization discharge circuit 40 is turned on in the failure diagnosis, and the thresholds relatively varied across several levels is different from an estimation result of comparison between the cell voltages, which are estimated as voltages lowering drop voltages occurring at both ends of the diagnosis resistors 30 when a current flows through the diagnosis resistors 30, and the thresholds relatively varied across several levels. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池監視装置に関する。   The present invention relates to a battery monitoring device.

従来より、複数の電池が直列接続された組電池の各電池の過充電検出や過放電検出の閾値が自発変化したことを検出する故障診断機能を備えた組電池制御装置が、例えば特許文献1で提案されている。この特許文献1では、組電池の電圧を検出し、当該電圧と閾値とをそれぞれ比較する構成が提案されている。   Conventionally, an assembled battery control device provided with a failure diagnosis function that detects that the threshold of overcharge detection or overdischarge detection of each battery of an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series has spontaneously changed is disclosed in, for example, Patent Document 1 Proposed in In this patent document 1, the structure which detects the voltage of an assembled battery and compares the said voltage and a threshold value is proposed.

具体的には、閾値を当該閾値の本来の値から1段階だけ切り替えるスイッチが備えられている。そして、組電池制御装置は、故障診断の際にスイッチを切り替えて閾値を1段階だけ相対変化させ、閾値を強制変更したにもかかわらず閾値と電池の電圧との大小関係が逆転しないときには、閾値の自発変化が大きいと判定する。このようにして、組電池制御装置の故障を検出できるようになっている。   Specifically, a switch that switches the threshold value by one step from the original value of the threshold value is provided. Then, the battery pack controller switches the switch at the time of failure diagnosis to relatively change the threshold value by one level, and when the magnitude relationship between the threshold value and the battery voltage does not reverse even though the threshold value is forcibly changed, It is determined that the spontaneous change of is large. In this way, the failure of the assembled battery control device can be detected.

また、組電池制御装置には、組電池を構成する各電池の電圧ばらつきを低減するための放電回路が電池ごとに設けられている。各放電回路は各電池に対してそれぞれ並列に接続され、各電池の正極側から負極側に電流を流す電流経路としての役割を果たす。   Moreover, the assembled battery control device is provided with a discharge circuit for each battery to reduce voltage variation of each battery constituting the assembled battery. Each discharge circuit is connected in parallel to each battery, and serves as a current path through which a current flows from the positive electrode side to the negative electrode side of each battery.

特開2003−92840号公報JP 2003-92840 A

しかしながら、上記従来の技術では、放電回路が故障している場合、電池から電流が放電回路に適切に流されないので、当該電池の電圧ばらつきは改善されない。また、故障診断は閾値の自発変化は検出することは出来ても、前記放電回路の故障は診断することができなかった。   However, in the above conventional technique, when the discharge circuit is faulty, the current is not properly supplied from the battery to the discharge circuit, so that the voltage variation of the battery is not improved. Moreover, although the failure diagnosis can detect the spontaneous change of the threshold value, the failure of the discharge circuit cannot be diagnosed.

本発明は上記点に鑑み、閾値と電池セルのセル電圧と比較することにより故障診断を行うに際し、放電回路の異常を検出することができる電池監視装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a battery monitoring device capable of detecting an abnormality in a discharge circuit when performing failure diagnosis by comparing a threshold value with a cell voltage of a battery cell.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、直列接続された複数の電池セルの状態を監視する電池監視装置であって、
電池セルの両端のセル電圧を複数の電池セル毎にそれぞれ入力し、セル電圧と閾値とをそれぞれ比較してその比較結果をそれぞれ出力する監視手段と、
複数の電池セルそれぞれの正極側と監視手段との間にそれぞれ接続された複数の診断用抵抗と、
監視手段の比較結果に基づいて複数の電池セルそれぞれの状態を判定する一方、複数の電池セル毎に監視手段の閾値を複数段階に相対変化させてセル電圧と比較させると共に当該比較結果に基づいて監視手段の異常を検出する故障診断を行う判定手段と、
判定手段の指令に従ってオンした場合に電池セルから診断用抵抗を介して流れる電流を電池セルの負極側に流す電池セル放電手段と、を備え、
判定手段は、故障診断の際に電池セル放電手段をオンしたときのセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とが比較された比較結果と、診断用抵抗に電流が流れたときに診断用抵抗の両端に生じるドロップ電圧が降下したセル電圧を推定してこのセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とを比較した推定結果と、が異なるとき、電池セル放電手段の異常を検出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a battery monitoring device for monitoring the state of a plurality of battery cells connected in series,
Monitoring means for inputting the cell voltage at both ends of the battery cell for each of the plurality of battery cells, comparing the cell voltage with the threshold value, and outputting the comparison result, respectively;
A plurality of diagnostic resistors respectively connected between the positive electrode side of each of the plurality of battery cells and the monitoring means;
While determining the state of each of the plurality of battery cells based on the comparison result of the monitoring means, the threshold value of the monitoring means is relatively changed in a plurality of stages for each of the plurality of battery cells and compared with the cell voltage, and based on the comparison result Determination means for performing failure diagnosis for detecting abnormality of the monitoring means;
Battery cell discharge means for flowing a current flowing from the battery cell through the diagnostic resistor to the negative electrode side of the battery cell when turned on according to the instruction of the determination means,
The judging means is a diagnostic result when a comparison is made between the cell voltage when the battery cell discharging means is turned on at the time of failure diagnosis and the threshold value relatively changed in multiple stages, and when a current flows through the diagnostic resistor. Detecting an abnormality in the battery cell discharge means when the estimated cell voltage at which the drop voltage generated across the resistor drops and the estimation result comparing the cell voltage with the threshold value that is relatively changed in multiple stages are different It is characterized by.

これによると、判定手段が故障診断の際に電池セル放電手段をオンさせて診断用抵抗に電流を流すことにより診断用抵抗の両端に生じたであろうドロップ電圧が降下したセル電圧が監視手段に入力されるので、電池セル放電手段が故障していたときには診断用抵抗に電流が流れずにセル電圧からドロップ電圧分が降下しないこととなる。このため、セル電圧と閾値とを比較したときに、セル電圧と閾値との大小関係が反転するタイミングがずれるので、監視手段の比較結果と判定手段の推定結果とが異なる。したがって、電池セル放電手段の異常を検出することができる。   According to this, when the determination means turns on the battery cell discharge means at the time of failure diagnosis, and the current flows through the diagnostic resistance, the cell voltage in which the drop voltage that would have occurred at both ends of the diagnostic resistance drops is monitored. Therefore, when the battery cell discharge means is out of order, no current flows through the diagnostic resistor and the drop voltage does not drop from the cell voltage. For this reason, when the cell voltage is compared with the threshold value, the timing at which the magnitude relationship between the cell voltage and the threshold value is reversed shifts, so that the comparison result of the monitoring means is different from the estimation result of the determination means. Therefore, the abnormality of the battery cell discharging means can be detected.

請求項2に記載の発明では、直列接続された複数の電池セルの両端のブロック電圧を検出して判定手段に出力するブロック電圧検出手段を備え、
判定手段は、ブロック電圧から電池セルのセル電圧を推定し、このセル電圧を用いて診断用抵抗に電流が流れたときに診断用抵抗の両端に生じるドロップ電圧が降下したセル電圧を推定することを特徴とする。
The invention according to claim 2 comprises block voltage detection means for detecting block voltages at both ends of a plurality of battery cells connected in series and outputting them to the determination means,
The judging means estimates the cell voltage of the battery cell from the block voltage, and estimates the cell voltage in which the drop voltage generated at both ends of the diagnostic resistor drops when current flows through the diagnostic resistor using the cell voltage. It is characterized by.

これによると、各電池セルのセル電圧は一定範囲内に揃っているため、電池セルごとにセル電圧を測定しなくても良いようにすることができる。
ブロック電圧からセル電圧を高精度に推定することができる。
According to this, since the cell voltage of each battery cell is in a certain range, it is not necessary to measure the cell voltage for each battery cell.
The cell voltage can be estimated with high accuracy from the block voltage.

請求項3に記載の発明では、電池セル放電手段は、電池セルのセル電圧が一定範囲を超えたときに電池セルから診断用抵抗を介して流れる電流を電池セルの負極側に流すことにより、セル電圧を一定範囲内に調節する均等化放電回路であることを特徴とする。   In the invention according to claim 3, the battery cell discharging means flows a current flowing from the battery cell through the diagnostic resistor when the cell voltage of the battery cell exceeds a certain range, to the negative electrode side of the battery cell, It is an equalizing discharge circuit that adjusts the cell voltage within a certain range.

これによると、診断用抵抗に電流を流す電池セル放電手段と均等化放電回路との回路を共用することができる。   According to this, it is possible to share the circuit of the battery cell discharging means for flowing current to the diagnostic resistor and the equalizing discharge circuit.

請求項4に記載の発明のように、監視手段は、電池セルのセル電圧を分圧するための複数の抵抗と複数のスイッチとを有し、
判定手段は、複数のスイッチのオン状態またはオフ状態を切り替えて電池セルの電圧を複数の抵抗により分圧することにより、閾値を複数段階に相対変化させる構成とすることができる。
As in the invention according to claim 4, the monitoring means has a plurality of resistors and a plurality of switches for dividing the cell voltage of the battery cell,
The determination means can be configured to relatively change the threshold value in a plurality of stages by switching the ON state or OFF state of the plurality of switches and dividing the voltage of the battery cell by the plurality of resistors.

本実施形態に係る電池監視装置を含んだ電池監視システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a battery monitoring system including a battery monitoring device according to the present embodiment. 1個の電池セルに対する監視回路の回路構成を示した図である。It is the figure which showed the circuit structure of the monitoring circuit with respect to one battery cell. (a)は監視回路の異常として閾値の特性ずれが無いとき、(b)は監視回路の異常として閾値の特性ずれがあるときの第1比較器および第2比較器の入出力のタイミングチャートである。(A) is a timing chart of input / output of the first comparator and the second comparator when there is no threshold characteristic deviation as a monitoring circuit abnormality, and (b) is a threshold characteristic deviation as a monitoring circuit abnormality. is there. (a)は均等化放電回路が故障していないとき、(b)は均等化放電回路が故障しているときの第1比較器および第2比較器の入出力のタイミングチャートである。(A) is an input / output timing chart of the first comparator and the second comparator when the equalization discharge circuit is not broken down, and (b) is an input / output timing chart when the equalization discharge circuit is broken down.

以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る電池監視装置を含んだ電池監視システムの全体構成図である。図1に示されるように、電池監視システムは、電池セル10と電池監視装置20とを備えて構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a battery monitoring system including a battery monitoring apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the battery monitoring system includes a battery cell 10 and a battery monitoring device 20.

電池セル10は、一定の電圧を発生させることができる電圧源であり、いわゆる単セルである。この電池セル10は、例えば、負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。電池セル10としては、例えば、充電可能な二次電池が採用される。本実施形態では、電池セル10としてリチウムイオン二次電池を用いる。   The battery cell 10 is a voltage source capable of generating a constant voltage, and is a so-called single cell. The battery cell 10 is used, for example, as a power source for driving a load or a power source for an electronic device. For example, a rechargeable secondary battery is employed as the battery cell 10. In the present embodiment, a lithium ion secondary battery is used as the battery cell 10.

また、電池セル10は複数が直列接続されたことによりブロック11が構成されている。このブロック11は、複数の電池セル10を所定数毎に分割する単位である。本実施形態では6個の電池セル10が直列接続されてブロック11が構成されている。つまり、ブロック11は複数の電池セル10がモジュール化されたものである。図1ではブロック11は1つだけが示されているが、実際にはブロック11が複数設定されると共にブロック11が直列に複数組み合わされることにより1つの組電池が構成されている。   In addition, a plurality of battery cells 10 are connected in series to form a block 11. The block 11 is a unit for dividing the plurality of battery cells 10 into a predetermined number. In the present embodiment, six battery cells 10 are connected in series to form a block 11. That is, the block 11 is obtained by modularizing a plurality of battery cells 10. In FIG. 1, only one block 11 is shown, but actually, a plurality of blocks 11 are set, and a plurality of blocks 11 are combined in series to form one assembled battery.

電池監視装置20は、電池セル10の状態として過充電および過放電を監視する過充放電検出機能と、これら過充放電検出の閾値の特性ずれ等の故障を診断するための故障診断機能と、を有する装置である。これら過充電や過放電の状態は、電池セル10においては異常の状態である。   The battery monitoring device 20 has an overcharge / discharge detection function for monitoring overcharge and overdischarge as the state of the battery cell 10, a failure diagnosis function for diagnosing a failure such as a deviation in threshold characteristics of the overcharge / discharge detection, It is an apparatus having. These overcharge and overdischarge states are abnormal in the battery cell 10.

過充放電検出機能は、電池セル10の電圧と閾値とを比較することにより電池セル10の電圧の監視を行う機能である。電池セル10が二次電池の場合、電池監視装置20は電池セル10の電圧が過充電を検出する閾値と過放電を検出する閾値との間にあるかを監視することとなる。   The overcharge / discharge detection function is a function of monitoring the voltage of the battery cell 10 by comparing the voltage of the battery cell 10 with a threshold value. When the battery cell 10 is a secondary battery, the battery monitoring device 20 monitors whether the voltage of the battery cell 10 is between a threshold value for detecting overcharge and a threshold value for detecting overdischarge.

また、故障診断機能は、過充放電を検出するための閾値が何らかの原因(例えば回路の故障等)で変化したことを検出する機能である。すなわち、故障診断機能は、過充放電検出用の閾値の異常の有無を診断するための故障検出用の閾値を用いて、過充放電検出機能を実現する各部の異常(故障、外乱等)を検出する機能である。   The failure diagnosis function is a function for detecting that the threshold for detecting overcharge / discharge has changed for some reason (for example, a circuit failure or the like). In other words, the failure diagnosis function uses the failure detection threshold for diagnosing whether there is an abnormality in the threshold for overcharge / discharge detection, and detects abnormalities (failures, disturbances, etc.) of each part that realizes the overcharge / discharge detection function. It is a function to detect.

このような電池監視装置20は、複数の診断用抵抗30と、均等化放電回路40と、監視回路50と、ブロック電圧検出部60と、マイクロコンピュータ70(以下、マイコン70という)と、を備えている。   Such a battery monitoring device 20 includes a plurality of diagnostic resistors 30, an equalizing discharge circuit 40, a monitoring circuit 50, a block voltage detection unit 60, and a microcomputer 70 (hereinafter referred to as a microcomputer 70). ing.

複数の診断用抵抗30は、各電池セル10それぞれの正極側と監視回路50との間にそれぞれ接続された抵抗器である。各診断用抵抗30は例えば1Ω〜100Ωの既知の値を有し、この抵抗値はマイコン70に記憶されている。   The plurality of diagnostic resistors 30 are resistors respectively connected between the positive electrode side of each battery cell 10 and the monitoring circuit 50. Each diagnostic resistor 30 has a known value of 1Ω to 100Ω, for example, and this resistance value is stored in the microcomputer 70.

均等化放電回路40は、電池セル10のセル電圧が一定範囲を超えたときに電池セル10から診断用抵抗30を介して流れる電流を電池セルの負極側に流すことにより、セル電圧を一定範囲内に調節する回路である。この均等化放電回路40は、電池セル10の正極側から負極側に電流を流す電流経路としての役割を果たす放電回路を電池セル10ごとに備えている。   The equalizing discharge circuit 40 causes the current flowing from the battery cell 10 through the diagnostic resistor 30 to flow toward the negative electrode side of the battery cell when the cell voltage of the battery cell 10 exceeds a certain range, thereby causing the cell voltage to reach a certain range. It is a circuit that adjusts inside. The equalized discharge circuit 40 includes a discharge circuit for each battery cell 10 that serves as a current path through which current flows from the positive electrode side to the negative electrode side of the battery cell 10.

放電回路は、抵抗41とスイッチ42とを備えている。抵抗41は、診断用抵抗30と監視回路50との分岐点に接続され、この抵抗41にスイッチ42が直列接続されている。また、スイッチ42は電池セル10の負極側に接続されている。したがって、スイッチ42がオンすると、電池セル10の正極側から電流が診断用抵抗30、抵抗41、およびスイッチ42を介して電池セル10の負極側に流れる。これにより、電池セル10のセル電圧が下げられ、セル電圧が一定範囲内に含まれるように調節される。   The discharge circuit includes a resistor 41 and a switch 42. The resistor 41 is connected to a branch point between the diagnostic resistor 30 and the monitoring circuit 50, and a switch 42 is connected in series to the resistor 41. The switch 42 is connected to the negative electrode side of the battery cell 10. Therefore, when the switch 42 is turned on, a current flows from the positive electrode side of the battery cell 10 to the negative electrode side of the battery cell 10 via the diagnostic resistor 30, the resistor 41, and the switch 42. Thereby, the cell voltage of the battery cell 10 is lowered and adjusted so that the cell voltage is included in a certain range.

スイッチ42は、セル電圧を一定範囲内に調節するべく自発的にオンするように構成されている。また、スイッチ42は、故障診断の際に、マイコン70からの指令によりオン/オフ制御される。   The switch 42 is configured to spontaneously turn on to adjust the cell voltage within a certain range. The switch 42 is on / off controlled by a command from the microcomputer 70 at the time of failure diagnosis.

なお、「マイコン70からの指令により」というのは、マイコン70がスイッチ42を直接制御する場合や、マイコン70が監視回路50に指令を出し、監視回路50がスイッチ42を制御する場合のいずれをも含む意味である。   Note that “in response to a command from the microcomputer 70” means either when the microcomputer 70 directly controls the switch 42 or when the microcomputer 70 issues a command to the monitoring circuit 50 and the monitoring circuit 50 controls the switch 42. It also includes the meaning.

監視回路50は、電池セル10の両端のセル電圧を電池セル10毎にそれぞれ入力してセル電圧と閾値とそれぞれ比較し、その比較結果をそれぞれ出力するように構成された回路である。この監視回路50はブロック11毎に設けられている。また、監視回路50として、例えばICが用いられる。   The monitoring circuit 50 is a circuit configured to input the cell voltages at both ends of the battery cell 10 for each battery cell 10, compare the cell voltage with a threshold value, and output the comparison result. This monitoring circuit 50 is provided for each block 11. Further, as the monitoring circuit 50, for example, an IC is used.

図2は、1個の電池セル10に対する監視回路50の回路構成を示した図である。この監視回路50は、第1監視回路80と第2監視回路90とを備え、これら第1監視回路80および第2監視回路90により二重系の回路が構成されたものである。すなわち、第1監視回路80および第2監視回路90は、同じ回路構成になっている。   FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the monitoring circuit 50 for one battery cell 10. The monitoring circuit 50 includes a first monitoring circuit 80 and a second monitoring circuit 90, and the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 constitute a dual circuit. That is, the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 have the same circuit configuration.

第1監視回路80は、閾値と電池セル10のセル電圧とを比較してその比較結果を出力するものであり、第1切替部81、第1バンドギャップ部82、第1比較器83、およびトランジスタ84を備えている。   The first monitoring circuit 80 compares the threshold value with the cell voltage of the battery cell 10 and outputs the comparison result, and includes a first switching unit 81, a first band gap unit 82, a first comparator 83, and A transistor 84 is provided.

第1切替部81は、電池セル10のセル電圧から閾値に相当する閾値電圧を生成するものである。このため、第1切替部81は、電池セル10の正電圧に電気的に接続された第1配線51と、電池セル10の負電圧に電気的に接続された第2配線52との間に接続されている。   The first switching unit 81 generates a threshold voltage corresponding to the threshold from the cell voltage of the battery cell 10. For this reason, the 1st switching part 81 is between the 1st wiring 51 electrically connected to the positive voltage of the battery cell 10, and the 2nd wiring 52 electrically connected to the negative voltage of the battery cell 10. It is connected.

このような第1切替部81は、閾値である閾値電圧を生成するべく、複数の抵抗85と複数のスイッチ86とを備えて構成されている。複数の抵抗85は第1配線51と第2配線52との間に直列に接続され、電池セル10のセル電圧を分圧するために用いられる。   Such a first switching unit 81 includes a plurality of resistors 85 and a plurality of switches 86 in order to generate a threshold voltage that is a threshold value. The plurality of resistors 85 are connected in series between the first wiring 51 and the second wiring 52 and are used to divide the cell voltage of the battery cell 10.

また、スイッチ86は、例えば抵抗素子やトランジスタ等により構成された経路切替回路である。そして、各スイッチ86は各抵抗85の接続点にそれぞれ接続されると共に、各スイッチ86が並列接続されている。各スイッチ86が並列接続された接続点は第1比較器83の非反転入力端子(+端子)に接続されている。   The switch 86 is a path switching circuit configured by, for example, a resistance element or a transistor. Each switch 86 is connected to a connection point of each resistor 85, and each switch 86 is connected in parallel. A connection point where the switches 86 are connected in parallel is connected to a non-inverting input terminal (+ terminal) of the first comparator 83.

本実施形態では、11個の抵抗85が直列に接続され、10個のスイッチ86が各抵抗85の接続点にそれぞれ接続されている。各抵抗85のうちもっとも第2配線52側に位置する抵抗85は、過充電検出を行うための可変抵抗である。一方、各抵抗85のうちもっとも第1配線51側に位置する抵抗85は過放電検出を行うための抵抗である。   In the present embodiment, 11 resistors 85 are connected in series, and 10 switches 86 are connected to the connection points of the resistors 85, respectively. The resistor 85 located closest to the second wiring 52 among the resistors 85 is a variable resistor for performing overcharge detection. On the other hand, the resistor 85 located closest to the first wiring 51 among the resistors 85 is a resistor for performing overdischarge detection.

そして、各スイッチ86のうちのいずれか1つがオンされることにより、各抵抗85によって電池セル10のセル電圧が分圧され、この分圧が閾値電圧として第1比較器83の非反転入力端子に入力される。したがって、各スイッチ86のうちもっとも第1配線51側のスイッチ86がオンされると、第1配線51に接続された1つの抵抗85と第2配線52に接続された10個の抵抗85との分圧が過放電検出閾値つまり閾値電圧として第1比較器83に入力される。各スイッチ86はマイコン70によりオン/オフ制御される。   When any one of the switches 86 is turned on, the cell voltage of the battery cell 10 is divided by each resistor 85, and this divided voltage is used as a threshold voltage for the non-inverting input terminal of the first comparator 83. Is input. Therefore, when the switch 86 closest to the first wiring 51 among the switches 86 is turned on, there is one resistance 85 connected to the first wiring 51 and ten resistances 85 connected to the second wiring 52. The partial pressure is input to the first comparator 83 as an overdischarge detection threshold, that is, a threshold voltage. Each switch 86 is on / off controlled by the microcomputer 70.

このように、各スイッチ86が切り替えられることにより、過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値のいずれかに相当する電池セル10の分圧が閾値電圧として第1切替部81から第1比較器83に出力される。   Thus, by switching each switch 86, the partial pressure of the battery cell 10 corresponding to any one of the overcharge detection threshold, the first threshold to the eighth threshold, and the overdischarge detection threshold is set as the threshold voltage. 1 is output from the first switching unit 81 to the first comparator 83.

これら過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値は、電池セル10の電圧の範囲内に設定されている。電池セル10としてリチウムイオン電池が用いられる場合には、過充電検出閾値は例えば4.3Vであり、過放電検出閾値は例えば2.0Vに設定される。したがって、過充電検出閾値と過放電検出閾値との間の第1閾値〜第8閾値は電池セル10の使用電圧範囲に設定され、例えば2.0Vと4.3Vとの間にそれぞれ設定される。   These overcharge detection threshold values, the first threshold value to the eighth threshold value, and the overdischarge detection threshold value are set within the voltage range of the battery cell 10. When a lithium ion battery is used as the battery cell 10, the overcharge detection threshold is set to 4.3V, for example, and the overdischarge detection threshold is set to 2.0V, for example. Therefore, the first threshold value to the eighth threshold value between the overcharge detection threshold value and the overdischarge detection threshold value are set in the working voltage range of the battery cell 10, and are set between 2.0 V and 4.3 V, for example. .

また、第1閾値〜第8閾値の各閾値は、マイコン70が閾値の特性ずれ等の監視回路50の異常を検出する故障診断を行うために用いられる。これら第1閾値〜第8閾値の各閾値は、一定値で複数段階に相対変化するように設定されている。例えば、一定値を0.1Vとすると、第1閾値と第2閾値との差が0.1V、第2閾値と第3閾値との差が0.1V、となるように各閾値が設定されている。言い換えると、各閾値が一定の値で段階的に変化するように、各抵抗85の抵抗値が決められている。本実施形態では、故障診断の際に、もっとも大きい第1閾値からもっとも小さい第8閾値まで段階的に切り替えられる。   In addition, each of the first to eighth threshold values is used by the microcomputer 70 to perform a failure diagnosis for detecting an abnormality of the monitoring circuit 50 such as a threshold characteristic deviation. Each of the first to eighth threshold values is set to be a constant value and relatively change in a plurality of stages. For example, if the constant value is 0.1 V, each threshold value is set so that the difference between the first threshold value and the second threshold value is 0.1 V, and the difference between the second threshold value and the third threshold value is 0.1 V. ing. In other words, the resistance value of each resistor 85 is determined so that each threshold value changes stepwise at a constant value. In the present embodiment, at the time of failure diagnosis, switching is performed in stages from the largest first threshold value to the smallest eighth threshold value.

このように、第1閾値〜第8閾値は、電池セル10で使用される電圧の範囲内で段階的に切り替えられる。このように各閾値を設定することにより、電池セル10の電圧の最小値から最大値(例えば0V〜5V)までの全範囲に対して閾値を段階的に切り替えなくて済む。また、閾値を1段階だけ切り替える場合よりも閾値を細かく分割しているので、第1監視回路80の故障の検出精度が向上する。   Thus, the first threshold value to the eighth threshold value are switched stepwise within the voltage range used in the battery cell 10. By setting each threshold in this way, it is not necessary to switch the threshold stepwise for the entire range from the minimum value of the voltage of the battery cell 10 to the maximum value (for example, 0 V to 5 V). Further, since the threshold value is divided more finely than when the threshold value is switched only in one stage, the failure detection accuracy of the first monitoring circuit 80 is improved.

第1バンドギャップ部82は、一定の第1基準電圧を発生させる電圧源である。この第1バンドギャップ部82は、第1比較器83の反転入力端子(−端子)と第2配線52との間に接続されている。   The first band gap unit 82 is a voltage source that generates a constant first reference voltage. The first band gap portion 82 is connected between the inverting input terminal (− terminal) of the first comparator 83 and the second wiring 52.

第1比較器83は、第1切替部81から閾値電圧を入力すると共に第1バンドギャップ部82から第1基準電圧を入力し、これらの比較結果を出力端子から第1出力としてマイコン70に出力する比較回路である。このような第1比較器83としてはコンパレータを用いることができる。   The first comparator 83 receives the threshold voltage from the first switching unit 81 and the first reference voltage from the first band gap unit 82, and outputs the comparison result to the microcomputer 70 as the first output from the output terminal. This is a comparison circuit. As such a first comparator 83, a comparator can be used.

上述のように、第1比較器83の反転入力端子に第1基準電圧が入力され、非反転入力端子に閾値電圧が入力される。したがって、閾値電圧が第1基準電圧よりも大きいときには第1出力はハイレベルの信号となり、閾値電圧が第1基準電圧よりも小さいときには第1出力はローレベルの信号となる。   As described above, the first reference voltage is input to the inverting input terminal of the first comparator 83, and the threshold voltage is input to the non-inverting input terminal. Therefore, when the threshold voltage is higher than the first reference voltage, the first output becomes a high level signal, and when the threshold voltage is lower than the first reference voltage, the first output becomes a low level signal.

トランジスタ84は、電池セル10が使用されていない状態で第1配線51と第2配線52とを繋ぐ各抵抗85に暗電流が流れること防止するための暗電流遮断手段である。これにより、電池セル10が使用されていないときには暗電流により電池セル10が消費されることを防止できるようになっている。このトランジスタ84は、マイコン70により制御される。   The transistor 84 is dark current blocking means for preventing dark current from flowing through the resistors 85 that connect the first wiring 51 and the second wiring 52 when the battery cell 10 is not used. Thereby, when the battery cell 10 is not used, the battery cell 10 can be prevented from being consumed by the dark current. The transistor 84 is controlled by the microcomputer 70.

第2監視回路90は、第1監視回路80と共に二重系の回路を構成するものである。第2監視回路90の回路構成は、第1監視回路80の回路構成と同じである。すなわち、第2監視回路90は、閾値と電池セル10のセル電圧とを比較してその比較結果を出力するものであり、第2切替部91、第2バンドギャップ部92、第2比較器93、およびトランジスタ94を備えている。   The second monitoring circuit 90 constitutes a dual circuit together with the first monitoring circuit 80. The circuit configuration of the second monitoring circuit 90 is the same as the circuit configuration of the first monitoring circuit 80. That is, the second monitoring circuit 90 compares the threshold value with the cell voltage of the battery cell 10 and outputs the comparison result. The second switching unit 91, the second band gap unit 92, and the second comparator 93 are output. , And a transistor 94.

第2切替部91は、第1切替部81と同様に、電池セル10のセル電圧から閾値に相当する閾値電圧を生成するものであり、第1配線51と第2配線52との間に接続されている。第2切替部91は、第1切替部81と同じ構成であり、複数の抵抗95と複数のスイッチ96とを備えて構成されている。   Similar to the first switching unit 81, the second switching unit 91 generates a threshold voltage corresponding to the threshold from the cell voltage of the battery cell 10, and is connected between the first wiring 51 and the second wiring 52. Has been. The second switching unit 91 has the same configuration as the first switching unit 81, and includes a plurality of resistors 95 and a plurality of switches 96.

これら複数の抵抗95および複数のスイッチ96の接続形態は、上記の各抵抗85および各スイッチ86の接続形態と同じである。そして、各スイッチ96が並列接続された接続点は第2比較器93の非反転入力端子(+端子)に接続されている。スイッチ96の構成は、第1切替部81のスイッチ86と同じ構成になっている。   The connection form of the plurality of resistors 95 and the plurality of switches 96 is the same as the connection form of the resistors 85 and the switches 86 described above. A connection point where the switches 96 are connected in parallel is connected to a non-inverting input terminal (+ terminal) of the second comparator 93. The configuration of the switch 96 is the same as that of the switch 86 of the first switching unit 81.

また、第2切替部91における過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値は、第1切替部81の各閾値と同じ値に設定されている。そして、各スイッチ96が切り替えられることにより、過充電検出閾値、第1閾値〜第8閾値、過放電検出閾値の各閾値のいずれかに相当する分圧が閾値電圧として第2切替部91から第2比較器93に出力される。   In addition, the overcharge detection threshold, the first to eighth thresholds, and the overdischarge detection threshold in the second switching unit 91 are set to the same values as the thresholds of the first switching unit 81. Then, when each switch 96 is switched, the divided voltage corresponding to any one of the overcharge detection threshold value, the first threshold value to the eighth threshold value, and the overdischarge detection threshold value is set as the threshold voltage from the second switching unit 91. 2 is output to the comparator 93.

第2バンドギャップ部92は、第1バンドギャップ部82と同様に、一定の第2基準電圧を発生させる電圧源である。第2バンドギャップ部92で生成される第2基準電圧は、第1バンドギャップ部82で生成される第1基準電圧と同じ値の電圧である。このような第2バンドギャップ部92は、第2比較器93の反転入力端子(−端子)と第2配線52との間に接続されている。   Similar to the first band gap portion 82, the second band gap portion 92 is a voltage source that generates a constant second reference voltage. The second reference voltage generated by the second band gap unit 92 is a voltage having the same value as the first reference voltage generated by the first band gap unit 82. The second band gap portion 92 is connected between the inverting input terminal (− terminal) of the second comparator 93 and the second wiring 52.

第2比較器93は、第2切替部91から閾値電圧を入力すると共に第2バンドギャップ部92から第2基準電圧を入力し、これらの比較結果を出力端子から第2出力として出力するものである。このような第2比較器93として、第1比較器83と同様にコンパレータが用いられる。   The second comparator 93 receives the threshold voltage from the second switching unit 91 and the second reference voltage from the second band gap unit 92, and outputs the comparison result as the second output from the output terminal. is there. As such a second comparator 93, a comparator is used similarly to the first comparator 83.

また、第2比較器93の反転入力端子に第2バンドギャップ部92から第2基準電圧が入力され、非反転入力端子に第2切替部91から閾値電圧が入力される。そして、閾値電圧が第2基準電圧よりも大きいときには第2出力はハイレベルの信号となり、閾値電圧が第2基準電圧よりも小さいときには第2出力はローレベルの信号となる。   The second reference voltage is input from the second band gap 92 to the inverting input terminal of the second comparator 93, and the threshold voltage is input from the second switching unit 91 to the non-inverting input terminal. When the threshold voltage is larger than the second reference voltage, the second output becomes a high level signal, and when the threshold voltage is smaller than the second reference voltage, the second output becomes a low level signal.

トランジスタ94は、第1監視回路80のトランジスタ84と同様に、電池セル10が使用されていない状態で各抵抗85に流れる暗電流を遮断するための暗電流遮断手段である。トランジスタ94は、マイコン70により制御される。   Similar to the transistor 84 of the first monitoring circuit 80, the transistor 94 is dark current interrupting means for interrupting dark current flowing through each resistor 85 when the battery cell 10 is not used. The transistor 94 is controlled by the microcomputer 70.

以上のように、第1監視回路80および第2監視回路90は同じ構成になっている。なお、図2に示される第1監視回路80および第2監視回路90の構成は1つの電池セル10に対する構成である。したがって、実際には各電池セル10に対して図2に示される各監視回路80、90が監視回路50にそれぞれ設けられている。   As described above, the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 have the same configuration. Note that the configurations of the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 shown in FIG. 2 are configurations for one battery cell 10. Therefore, actually, each monitoring circuit 80 and 90 shown in FIG. 2 is provided in each monitoring circuit 50 for each battery cell 10.

図1に示されるブロック電圧検出部60は、ブロック11の両端の電圧、すなわち6個の電池セル10が直列接続されたブロック電圧を検出するものである。このため、ブロック電圧検出部60はブロック11のうち最も高電圧側に位置する電池セル10の正極側と、最も低電圧側に位置する電池の負極側とに接続されている。ブロック電圧検出部60で検出されたブロック電圧はマイコン70に出力される。   The block voltage detector 60 shown in FIG. 1 detects the voltage across the block 11, that is, the block voltage in which six battery cells 10 are connected in series. For this reason, the block voltage detection part 60 is connected to the positive electrode side of the battery cell 10 located on the highest voltage side in the block 11 and the negative electrode side of the battery located on the lowest voltage side. The block voltage detected by the block voltage detector 60 is output to the microcomputer 70.

マイコン70は、監視回路50の比較結果に基づいて複数の電池セル10それぞれの状態を判定する監視機能や、複数の電池セル10毎に監視回路50の閾値を複数段階に相対変化させてセル電圧と比較させると共に当該比較結果に基づいて監視回路50や均等化放電回路40の異常を検出する故障診断機能を備えたものである。このようなマイコン70は、図示しないCPU、ROM、EEPROM、RAM等を備え、ROM等に記憶されたプログラムに従って電池セル10の状態の監視や監視回路50の故障診断を行う。なお、ROMには監視回路50の閾値情報も記憶されている。   The microcomputer 70 has a monitoring function for determining the state of each of the plurality of battery cells 10 based on the comparison result of the monitoring circuit 50, and a cell voltage by relatively changing the threshold value of the monitoring circuit 50 in a plurality of stages for each of the plurality of battery cells And a failure diagnosis function for detecting an abnormality in the monitoring circuit 50 and the equalizing discharge circuit 40 based on the comparison result. Such a microcomputer 70 includes a CPU, a ROM, an EEPROM, a RAM, and the like (not shown), and monitors the state of the battery cell 10 and diagnoses a failure of the monitoring circuit 50 according to a program stored in the ROM. Note that threshold information of the monitoring circuit 50 is also stored in the ROM.

マイコン70は、電池セル10の状態の監視や監視回路50・均等化放電回路40の故障診断を行う際、第1監視回路80における第1切替部81の各スイッチ86のオン/オフおよび第2監視回路90における第2切替部91の各スイッチ96のオン/オフを切り替える。これにより、第1切替部81および第2切替部91から出力される閾値電圧を切り替える。すなわち、マイコン70は、各スイッチ86、96のオン状態またはオフ状態を切り替えて電池セル10の電圧を各抵抗85、95によりそれぞれ分圧することにより、閾値を複数段階にそれぞれ相対変化させる。   When monitoring the state of the battery cell 10 and diagnosing the failure of the monitoring circuit 50 and the equalizing discharge circuit 40, the microcomputer 70 turns on / off each switch 86 of the first switching unit 81 in the first monitoring circuit 80 and the second. The switch 96 of the second switching unit 91 in the monitoring circuit 90 is switched on / off. Thereby, the threshold voltage output from the first switching unit 81 and the second switching unit 91 is switched. That is, the microcomputer 70 switches the on / off states of the switches 86 and 96 and divides the voltage of the battery cell 10 by the resistors 85 and 95, respectively, thereby relatively changing the threshold value in a plurality of stages.

そして、電池セル10の監視の際には、マイコン70は、第1切替部81および第2切替部91それぞれが過充電検出閾値または過放電検出閾値に相当する閾値電圧を出力するように、第1切替部81および第2切替部91それぞれに対してスイッチ86およびスイッチ96を切り替える。そして、第1監視回路80および第2監視回路90から入力した第1出力および第2出力により、電池セル10の過放電または過充電の監視を行う。   When monitoring the battery cell 10, the microcomputer 70 outputs the threshold voltage corresponding to the overcharge detection threshold or the overdischarge detection threshold so that each of the first switching unit 81 and the second switching unit 91 outputs the threshold voltage. The switch 86 and the switch 96 are switched for the first switching unit 81 and the second switching unit 91, respectively. Then, overdischarge or overcharge of the battery cell 10 is monitored by the first output and the second output input from the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90.

一方、故障診断の際には、マイコン70は各スイッチ86、96のオン/オフを切り替えることにより、第1監視回路80および第2監視回路90に対して閾値を第1閾値から第8閾値まで複数段階に切り替えてセル電圧と比較させる。そして、第1監視回路80の比較結果(第1出力)と第2監視回路90の比較結果(第2出力)とが異なるとき、監視回路50に異常が生じていることを検出する。「監視回路50に異常が生じている」とは、第1監視回路80や第2監視回路90の構成要素に故障が生じたことを意味している。   On the other hand, at the time of failure diagnosis, the microcomputer 70 switches on / off of the switches 86 and 96 to thereby change the threshold from the first threshold to the eighth threshold for the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90. Switch to multiple stages and compare with cell voltage. When the comparison result (first output) of the first monitoring circuit 80 is different from the comparison result (second output) of the second monitoring circuit 90, it is detected that an abnormality has occurred in the monitoring circuit 50. “An abnormality has occurred in the monitoring circuit 50” means that a failure has occurred in a component of the first monitoring circuit 80 or the second monitoring circuit 90.

さらに、マイコン70は、故障診断の際に、均等化放電回路40のスイッチ42をオンして電池セル10の放電を行い、均等化放電回路40をオンさせたときのセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とが比較された比較結果を監視回路50から取得する。なお、「均等化放電回路40をオンさせる」とは、上述のように均等化放電回路40のスイッチ42をオンすることである。   Further, the microcomputer 70 turns on the switch 42 of the equalizing discharge circuit 40 to discharge the battery cell 10 at the time of failure diagnosis, and relative to the cell voltage when the equalizing discharge circuit 40 is turned on in a plurality of stages. A comparison result obtained by comparing the changed threshold value is acquired from the monitoring circuit 50. Note that “turning on the equalizing discharge circuit 40” means turning on the switch 42 of the equalizing discharge circuit 40 as described above.

また、マイコン70は、均等化放電回路40をオンしたことにより診断用抵抗30に電流が流れたときに診断用抵抗30の両端に生じるドロップ電圧が降下したセル電圧を推定し、この推定したセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とを比較した推定結果を取得する。そして、この推定結果と監視回路50の比較結果とが異なるとき、均等化放電回路40の異常を検出する。   Further, the microcomputer 70 estimates the cell voltage in which the drop voltage generated at both ends of the diagnostic resistor 30 drops when the current flows through the diagnostic resistor 30 by turning on the equalizing discharge circuit 40, and the estimated cell An estimation result obtained by comparing the voltage and a threshold value relatively changed in a plurality of stages is acquired. And when this estimation result and the comparison result of the monitoring circuit 50 differ, abnormality of the equalization discharge circuit 40 is detected.

以上が本実施形態に係る電池監視装置20および電池監視システムの全体構成である。なお、上述のように、実際には複数のブロック11が直列接続され、複数の監視回路50がブロック11毎に接続されている。そして、各監視回路50が共通のマイコン70に電気的に接続されている。図1ではそのうちの1つのブロック11および1つの監視回路50が示されている。   The above is the overall configuration of the battery monitoring device 20 and the battery monitoring system according to the present embodiment. As described above, a plurality of blocks 11 are actually connected in series, and a plurality of monitoring circuits 50 are connected to each block 11. Each monitoring circuit 50 is electrically connected to a common microcomputer 70. In FIG. 1, one of the blocks 11 and one monitoring circuit 50 are shown.

次に、電池監視装置20の監視の作動すなわち過充放電検出の作動について説明する。電池監視装置20における監視の作動や過充放電検出の作動は、例えば、電池監視装置20の電源がオンされたときやオフされたとき、電池監視装置20が外部からの指令を受けたとき等に開始される。   Next, the monitoring operation of the battery monitoring device 20, that is, the overcharge / discharge detection operation will be described. The monitoring operation and overcharge / discharge detection operation in the battery monitoring device 20 are, for example, when the battery monitoring device 20 is turned on or off, or when the battery monitoring device 20 receives an external command. To begin.

電池監視装置20の過充放電検出機能には、過充電検出モードと過放電検出モードとがある。まず、過充電検出について説明する。電池監視装置20において、過充電検出モードが開始されると、マイコン70により第1監視回路80の第1切替部81および第2監視回路90の第2切替部91から過充電検出閾値に相当する閾値電圧が出力されるように各スイッチ86、96が切り替えられる。   The overcharge / discharge detection function of the battery monitoring device 20 includes an overcharge detection mode and an overdischarge detection mode. First, overcharge detection will be described. In the battery monitoring device 20, when the overcharge detection mode is started, the microcomputer 70 corresponds to the overcharge detection threshold value from the first switching unit 81 of the first monitoring circuit 80 and the second switching unit 91 of the second monitoring circuit 90. The switches 86 and 96 are switched so that the threshold voltage is output.

そして、各比較器83、93で過充電検出閾値に相当する閾値電圧と第1、第2基準電圧との大小関係が比較され、その結果が各比較器83、93からマイコン70にそれぞれ入力される。マイコン70では、各比較器83、93の各出力がハイレベルかまたはローレベルかにより、電池セル10の電圧が過充電になっているか否かが検出される。   The comparators 83 and 93 compare the threshold voltage corresponding to the overcharge detection threshold value with the first and second reference voltages, and the results are input from the comparators 83 and 93 to the microcomputer 70, respectively. The In the microcomputer 70, whether or not the voltage of the battery cell 10 is overcharged is detected based on whether the outputs of the comparators 83 and 93 are at a high level or a low level.

一方、電池監視装置20において、過放電検出モードが開始されると、マイコン70により各切替部81、91から過放電検出閾値に相当する閾値電圧が出力されるように各スイッチ86、96が切り替えられる。そして、各比較器83、93で過放電検出閾値に相当する閾値電圧と第1、第2基準電圧とが比較され、その結果が各比較器83、93からマイコン70にそれぞれ入力される。マイコン70では、各比較器83、93の出力がハイレベルかまたはローレベルかにより、電池セル10の電圧が過放電になっているか否かが判定される。   On the other hand, in the battery monitoring device 20, when the overdischarge detection mode is started, the switches 86 and 96 are switched so that the microcomputer 70 outputs a threshold voltage corresponding to the overdischarge detection threshold from the switching units 81 and 91. It is done. Then, the comparators 83 and 93 compare the threshold voltage corresponding to the overdischarge detection threshold with the first and second reference voltages, and the results are input from the comparators 83 and 93 to the microcomputer 70, respectively. In the microcomputer 70, it is determined whether or not the voltage of the battery cell 10 is overdischarged based on whether the output of each of the comparators 83 and 93 is high level or low level.

なお、上記では、各監視回路80、90の出力に基づいて過充放電検出が行われているが、各監視回路80、90のうちのいずれか一方の出力のみに基づいて過放電検出が行われても良い。   In the above description, overcharge / discharge detection is performed based on the output of each of the monitoring circuits 80, 90, but overdischarge detection is performed based only on the output of either one of the monitoring circuits 80, 90. It may be broken.

次に、電池監視装置20の故障診断の作動について、図3を参照して説明する。図3(a)は監視回路50の異常として閾値の特性ずれが無いとき、図3(b)は監視回路50の異常として閾値の特性ずれがあるときの第1比較器83および第2比較器93の入出力のタイミングチャートである。   Next, the operation of failure diagnosis of the battery monitoring device 20 will be described with reference to FIG. 3A shows the first comparator 83 and the second comparator when there is no threshold characteristic deviation as an abnormality of the monitoring circuit 50, and FIG. 93 is a timing chart of 93 input / output.

なお、図3(a)および図3(b)に示される上下のタイミングチャートのうち、上段のタイミングチャートの縦軸は第1比較器83または第2比較器93の反転入力端子の電圧(−端子電圧)と非反転入力端子の電圧(+端子電圧)をそれぞれ示している。また、下段のタイミングチャートの縦軸は第1比較器83の第1出力または第2比較器93の第2出力の各出力電圧をそれぞれ示している。上下の各タイミングチャートの横軸は、第1閾値から第8閾値までの各閾値の切り替え段階をそれぞれ示している。   In the upper and lower timing charts shown in FIGS. 3A and 3B, the vertical axis of the upper timing chart indicates the voltage (−) of the inverting input terminal of the first comparator 83 or the second comparator 93. (Terminal voltage) and non-inverting input terminal voltage (+ terminal voltage). Further, the vertical axis of the lower timing chart indicates the output voltage of the first output of the first comparator 83 or the second output of the second comparator 93, respectively. The horizontal axes of the upper and lower timing charts indicate the switching steps of the respective threshold values from the first threshold value to the eighth threshold value.

電池監視装置20において、故障診断モードが開始されると、マイコン70により、第1切替部81の各スイッチ86が切り替えられて電池セル10のセル電圧が分圧され、第1切替部81から第1閾値に相当する閾値電圧が出力される。同様に、第2切替部91の各スイッチ96が切り替えられて電池セル10のセル電圧が分圧され、第2切替部91から第1閾値に相当する閾値電圧が出力される。言い換えると、第1切替部81および第2切替部91は、第1基準電圧および第2基準電圧を複数段階にそれぞれ相対変化させていると言える。   In the battery monitoring device 20, when the failure diagnosis mode is started, the microcomputer 70 switches each switch 86 of the first switching unit 81 to divide the cell voltage of the battery cell 10. A threshold voltage corresponding to one threshold is output. Similarly, each switch 96 of the second switching unit 91 is switched to divide the cell voltage of the battery cell 10, and a threshold voltage corresponding to the first threshold is output from the second switching unit 91. In other words, it can be said that the first switching unit 81 and the second switching unit 91 relatively change the first reference voltage and the second reference voltage in a plurality of stages, respectively.

そして、第1比較器83では、第1バンドギャップ部82から入力された第1基準電圧と第1切替部81から入力された第1閾値に相当する閾値電圧とが比較され、その比較結果が第1出力としてマイコン70に出力される。同様に、第2比較器93では、第2バンドギャップ部92から入力された第2基準電圧と第2切替部91から入力された第1閾値に相当する閾値電圧とが比較され、その比較結果が第2出力としてマイコン70に出力される。   The first comparator 83 compares the first reference voltage input from the first band gap unit 82 with the threshold voltage corresponding to the first threshold input from the first switching unit 81, and the comparison result is obtained. The first output is output to the microcomputer 70. Similarly, the second comparator 93 compares the second reference voltage input from the second band gap unit 92 with the threshold voltage corresponding to the first threshold input from the second switching unit 91, and the comparison result. Is output to the microcomputer 70 as the second output.

この場合、閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも大きいときには第1出力および第2出力はそれぞれハイレベルの信号となり、閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも小さいときには第1出力および第2出力はそれぞれローレベルの信号となる。   In this case, when the threshold voltage is higher than the first and second reference voltages, the first output and the second output are high level signals, respectively, and when the threshold voltage is lower than the first and second reference voltages, the first output and Each of the second outputs is a low level signal.

マイコン70では、第1監視回路80から入力された第1出力と第2監視回路90から入力された第2出力とが比較される。この後、上記と同様に、マイコン70により各監視回路80、90の閾値が第2閾値から第8閾値まで切り替えられる。そして、閾値毎に第1監視回路80の第1出力および第2監視回路90の第2出力がそれぞれマイコン70に入力され、比較される。   In the microcomputer 70, the first output input from the first monitoring circuit 80 is compared with the second output input from the second monitoring circuit 90. Thereafter, similarly to the above, the microcomputer 70 switches the threshold values of the monitoring circuits 80 and 90 from the second threshold value to the eighth threshold value. For each threshold, the first output of the first monitoring circuit 80 and the second output of the second monitoring circuit 90 are input to the microcomputer 70 and compared.

そして、第1監視回路80および第2監視回路90において閾値の特性ずれ等の故障が無いときには、各切替部81、91の入出力は図3(a)のように示される。   When there is no failure such as threshold characteristic deviation in the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90, the input / output of each switching unit 81, 91 is shown as shown in FIG.

上述のように、第1切替部81と第2切替部91との各構成はまったく同じであり、第1バンドギャップ部82と第2バンドギャップ部92とで生成される第1、第2基準電圧はまったく同じ電圧である。したがって、第1監視回路80および第2監視回路90において閾値の特性ずれ等の故障が無いときには、第1比較器83に入力される閾値電圧および第1基準電圧は図3(a)に示される波形となり、この波形は第2比較器93に入力される閾値電圧および第2基準電圧と同じである。   As described above, the configurations of the first switching unit 81 and the second switching unit 91 are exactly the same, and the first and second references generated by the first band gap unit 82 and the second band gap unit 92 are the same. The voltage is exactly the same voltage. Therefore, when there is no failure such as a threshold characteristic deviation in the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90, the threshold voltage and the first reference voltage input to the first comparator 83 are shown in FIG. This waveform is the same as the threshold voltage and the second reference voltage input to the second comparator 93.

マイコン70が第1切替部81および第2切替部91の出力を第1閾値から順に閾値の値が大きくなるように閾値を段階的に切り替えていったとき、例えば、第1閾値から第5閾値まではこれら各閾値に相当する閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも大きいという大小関係であれば第1比較器83の第1出力および第2比較器93の第2出力は同じハイレベルの出力電圧となる。つまり、第1比較器83および第2比較器93の各比較結果は同じハイレベルの出力電圧となる。   When the microcomputer 70 switches the output of the first switching unit 81 and the second switching unit 91 step by step so that the threshold value increases in order from the first threshold, for example, the first threshold to the fifth threshold Until the threshold voltage corresponding to each of these threshold values is larger than the first and second reference voltages, the first output of the first comparator 83 and the second output of the second comparator 93 are at the same high level. Output voltage. That is, the comparison results of the first comparator 83 and the second comparator 93 are the same high level output voltage.

そして、第6閾値の切り替え段階で当該第6閾値に相当する閾値電圧と第1、第2基準電圧との大小関係が反転して閾値電圧が第1、第2基準電圧よりも小さいという大小関係となると、第1比較器83の第1出力および第2比較器93の第2出力は同じローレベルの出力電圧となる。つまり、第5閾値から第6閾値への切り替えタイミングが各比較器83、93の各出力の反転タイミングとなり、各比較器83、93の各比較結果は同じローレベルの出力電圧となる。   Then, the magnitude relationship between the threshold voltage corresponding to the sixth threshold and the first and second reference voltages is inverted at the switching stage of the sixth threshold and the threshold voltage is smaller than the first and second reference voltages. Then, the first output of the first comparator 83 and the second output of the second comparator 93 have the same low level output voltage. That is, the switching timing from the fifth threshold value to the sixth threshold value becomes the inversion timing of each output of each comparator 83, 93, and each comparison result of each comparator 83, 93 becomes the same low level output voltage.

このように、第1監視回路80および第2監視回路90において閾値の特性ずれ等の故障が無いときには、第1比較器83および第2比較器93の入出力は図3(a)に示されるようにまったく同じ結果となる。したがって、マイコン70では、第1閾値から第8閾値までの第1監視回路80および第2監視回路90の比較結果は同じであると判定され、この判定により第1監視回路80および第2監視回路90に異常がないことが検出される。   As described above, when there is no failure such as a threshold characteristic deviation in the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90, the input / output of the first comparator 83 and the second comparator 93 is shown in FIG. Will give exactly the same result. Therefore, the microcomputer 70 determines that the comparison results of the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 from the first threshold value to the eighth threshold value are the same, and the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit are determined by this determination. It is detected that 90 is normal.

一方、第1監視回路80および第2監視回路90において閾値の特性ずれ等の故障があるときには、各切替部81、91の入出力は同じにはならない。閾値の特性ずれ等の故障は、例えば、第1バンドギャップ部82や第2バンドギャップ部92の特性変化、各抵抗85、95の抵抗値の変動等が原因で起こる。   On the other hand, when the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 have a failure such as a threshold characteristic shift, the inputs and outputs of the switching units 81 and 91 are not the same. A failure such as a threshold characteristic deviation occurs due to, for example, a characteristic change of the first band gap part 82 or the second band gap part 92, a change in resistance value of each of the resistors 85 and 95, and the like.

ここで、例えば、第1監視回路80では閾値の特性ずれが発生し、第2監視回路90では閾値の特性ずれは発生しない場合を例に説明する。また、第1監視回路80における閾値の特性ずれは、第1切替部81の出力が一定値だけ大きくシフトする特性ずれであるとする。すなわち、図3(b)に示されるように、第1監視回路80における第1比較器83の非反転入力端子の電圧(+端子電圧)は第2比較器93の非反転入力端子の電圧よりも一定値だけ大きくなっている。   Here, for example, a case where a threshold characteristic deviation occurs in the first monitoring circuit 80 and a threshold characteristic deviation does not occur in the second monitoring circuit 90 will be described as an example. Further, it is assumed that the threshold characteristic deviation in the first monitoring circuit 80 is a characteristic deviation in which the output of the first switching unit 81 is largely shifted by a certain value. That is, as shown in FIG. 3B, the voltage at the non-inverting input terminal of the first comparator 83 (+ terminal voltage) in the first monitoring circuit 80 is greater than the voltage at the non-inverting input terminal of the second comparator 93. Is also increased by a certain value.

そして、マイコン70が第1切替部81および第2切替部91の出力を第1閾値から順に切り替えていったとき、閾値の特性ずれがない第2監視回路90では、例えば、第1閾値から第5閾値まではこれら各閾値に相当する閾値電圧が第2基準電圧よりも大きいという大小関係であれば上記と同様に第1比較器83の第1出力および第2比較器93の第2出力は同じハイレベルの出力電圧となる。つまり、第1閾値から第5閾値までは第1比較器83および第2比較器93の各比較結果は同じハイレベルの出力電圧となる。   Then, when the microcomputer 70 sequentially switches the outputs of the first switching unit 81 and the second switching unit 91 from the first threshold, the second monitoring circuit 90 having no threshold characteristic deviation, for example, from the first threshold to the first threshold If the threshold voltage corresponding to each of these thresholds is larger than the second reference voltage up to five thresholds, the first output of the first comparator 83 and the second output of the second comparator 93 are the same as described above. The same high level output voltage. That is, from the first threshold value to the fifth threshold value, the comparison results of the first comparator 83 and the second comparator 93 are the same high level output voltage.

しかしながら、マイコン70が第1切替部81および第2切替部91の出力を第6閾値に切り替えたとき、閾値の特性ずれがない第2監視回路90では、閾値電圧と第2基準電圧との大小関係が反転する一方、閾値の特性ずれがある第1監視回路80では、閾値電圧と第1基準電圧との大小関係は反転しない。このため、第2比較器93の第2出力はローレベルの出力電圧となり、第1比較器83の第1出力はハイレベルの出力電圧が維持される。つまり、第5閾値から第6閾値への切り替えタイミングが第2監視回路90における出力の反転タイミングとなる。   However, when the microcomputer 70 switches the outputs of the first switching unit 81 and the second switching unit 91 to the sixth threshold value, the second monitoring circuit 90 having no threshold characteristic deviation has a magnitude difference between the threshold voltage and the second reference voltage. While the relationship is reversed, in the first monitoring circuit 80 having the threshold characteristic deviation, the magnitude relationship between the threshold voltage and the first reference voltage is not reversed. Therefore, the second output of the second comparator 93 is a low level output voltage, and the first output of the first comparator 83 is maintained at a high level output voltage. That is, the switching timing from the fifth threshold value to the sixth threshold value becomes the output inversion timing in the second monitoring circuit 90.

続いて、マイコン70が各切替部81、91の出力を第7閾値に切り替えたときも同様に、第2比較器93の第2出力はローレベルの出力電圧が維持され、第1比較器83の第1出力はハイレベルの出力電圧が維持される。つまり、第6閾値および第7閾値では第1比較器83および第2比較器93の各比較結果は異なる結果となる。   Subsequently, when the microcomputer 70 switches the outputs of the switching units 81 and 91 to the seventh threshold value, the second output of the second comparator 93 is maintained at the low output voltage, and the first comparator 83 is maintained. The first output is maintained at a high level output voltage. That is, the comparison results of the first comparator 83 and the second comparator 93 are different between the sixth threshold value and the seventh threshold value.

この後、マイコン70が各切替部81、91の出力を第8閾値に切り替えたとき、閾値の特性ずれがある第1監視回路80では、閾値電圧と第1基準電圧との大小関係が反転する。このため、第1比較器83の第1出力はローレベルの出力電圧が維持される。第2比較器93の第2出力は、第6閾値に切り替えられたときからローレベルの出力電圧が維持されている。つまり、第7閾値から第8閾値への切り替えタイミングが第1監視回路80における出力の反転タイミングとなる。   Thereafter, when the microcomputer 70 switches the outputs of the switching units 81 and 91 to the eighth threshold value, the magnitude relationship between the threshold voltage and the first reference voltage is reversed in the first monitoring circuit 80 having the threshold characteristic deviation. . Therefore, the first output of the first comparator 83 is maintained at a low level output voltage. The second output of the second comparator 93 is maintained at the low level output voltage from when the second comparator 93 is switched to the sixth threshold value. That is, the switching timing from the seventh threshold value to the eighth threshold value is the output inversion timing in the first monitoring circuit 80.

このように、第1監視回路80において閾値の特性ずれ等の故障があるときには、第1比較器83および第2比較器93の入出力は図3(b)に示されるように第6閾値および第7閾値で各比較器83、93の比較結果が異なる。したがって、マイコン70は、第1閾値から第8閾値までの第1監視回路80および第2監視回路90の比較結果は異なると判定し、この判定により第1監視回路80および第2監視回路90に異常があることを検出する。すなわち、マイコン70は、第1出力と第2出力との反転タイミングの違いで閾値の特性ずれを検出している。このようにして、閾値の特性ずれ等の故障が検出される。   In this way, when there is a failure such as a threshold characteristic deviation in the first monitoring circuit 80, the input and output of the first comparator 83 and the second comparator 93 are the sixth threshold and the second comparator 93 as shown in FIG. The comparison results of the comparators 83 and 93 differ at the seventh threshold value. Therefore, the microcomputer 70 determines that the comparison results of the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 from the first threshold value to the eighth threshold value are different, and this determination causes the first monitoring circuit 80 and the second monitoring circuit 90 to be different. Detect that something is wrong. That is, the microcomputer 70 detects a threshold characteristic deviation based on a difference in inversion timing between the first output and the second output. In this way, a fault such as a threshold characteristic deviation is detected.

マイコン70は、上記のような故障診断を複数の電池セル10毎に順番に行う。   The microcomputer 70 performs the failure diagnosis as described above in order for each of the plurality of battery cells 10.

次に、故障診断中に均等化放電回路40の異常を検出する作動について、図4を参照して説明する。図4(a)は均等化放電回路40が故障していないとき、図4(b)は均等化放電回路40が故障しているときの第1比較器83および第2比較器93の入出力のタイミングチャートである。   Next, an operation for detecting an abnormality in the equalizing discharge circuit 40 during failure diagnosis will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows the input / output of the first comparator 83 and the second comparator 93 when the equalizing discharge circuit 40 has not failed, and FIG. 4B shows the input / output of the first comparator 83 and the second comparator 93 when the equalizing discharge circuit 40 has failed. It is a timing chart.

この場合、まず、マイコン70はブロック電圧検出部60からブロック電圧を入力する。そして、マイコン70は、ブロック電圧から電池セル10のセル電圧を推定し、このセル電圧を用いて診断用抵抗30に電流が流れたときに診断用抵抗30の両端に生じるドロップ電圧が降下したセル電圧を推定する。   In this case, first, the microcomputer 70 inputs a block voltage from the block voltage detection unit 60. The microcomputer 70 estimates the cell voltage of the battery cell 10 from the block voltage, and when the current flows through the diagnostic resistor 30 using this cell voltage, the drop voltage generated at both ends of the diagnostic resistor 30 drops. Estimate the voltage.

この「推定されたセル電圧」は、均等化放電回路40をオンさせて診断用抵抗30に電流を流すことにより診断用抵抗30の両端に生じたであろうドロップ電圧が降下したセル電圧に相当する。   This “estimated cell voltage” corresponds to a cell voltage in which the drop voltage that would have occurred at both ends of the diagnostic resistor 30 is lowered by turning on the equalizing discharge circuit 40 and causing a current to flow through the diagnostic resistor 30. To do.

そして、マイコン70は、推定したセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とを比較する。これにより、例えば、均等化放電回路40が正常に作動していれば、閾値が第5閾値から第6閾値に切り替わるタイミングで各比較器83、93の出力が反転する、という推定結果が得られる。   Then, the microcomputer 70 compares the estimated cell voltage with a threshold value relatively changed in a plurality of stages. Thereby, for example, if the equalizing discharge circuit 40 is operating normally, an estimation result is obtained that the outputs of the comparators 83 and 93 are inverted at the timing when the threshold value is switched from the fifth threshold value to the sixth threshold value. .

続いて、マイコン70は、故障診断の対象となっている電池セル10に係るスイッチ42をオンし、電池セル10の放電を行い、診断用抵抗30に放電電流を流す。これにより、電池セル10のセル電圧は、均等化放電回路40が故障していなければ診断用抵抗30のドロップ電圧分だけ電圧が下がり、均等化放電回路40が故障していれば診断用抵抗30のドロップ電圧分の電圧は下がらない。したがって、均等化放電回路40の異常の有無によりセル電圧の大きさに差が生じる。   Subsequently, the microcomputer 70 turns on the switch 42 related to the battery cell 10 that is the target of failure diagnosis, discharges the battery cell 10, and causes a discharge current to flow through the diagnosis resistor 30. As a result, the cell voltage of the battery cell 10 decreases by the drop voltage of the diagnostic resistor 30 if the equalizing discharge circuit 40 has not failed, and the diagnostic resistor 30 if the equalizing discharge circuit 40 has failed. The voltage corresponding to the drop voltage will not drop. Therefore, a difference occurs in the magnitude of the cell voltage depending on whether the equalizing discharge circuit 40 is abnormal.

そして、監視回路80、90により、均等化放電回路40がオンしたときのセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とが比較され、その比較結果がマイコン70に入力される。   Then, the monitoring circuits 80 and 90 compare the cell voltage when the equalizing discharge circuit 40 is turned on with the threshold value relatively changed in a plurality of stages, and the comparison result is input to the microcomputer 70.

この後、マイコン70は、ブロック電圧から推定した推定結果と監視回路80、90の比較結果とを比較する。そして、図4(a)に示されるように、監視回路80、90の比較結果が、第5閾値から第6閾値に切り替わるタイミングで各比較器83、93の出力が反転する結果である場合、監視回路80、90の比較結果とマイコン70の推定結果とが一致する。つまり、均等化放電回路40に異常は生じていない。したがって、マイコン70は、「均等化放電回路40は正常である」と判定する。   Thereafter, the microcomputer 70 compares the estimation result estimated from the block voltage with the comparison results of the monitoring circuits 80 and 90. Then, as shown in FIG. 4A, when the comparison results of the monitoring circuits 80 and 90 are the results of inverting the outputs of the comparators 83 and 93 at the timing when the fifth threshold value is switched to the sixth threshold value, The comparison results of the monitoring circuits 80 and 90 coincide with the estimation results of the microcomputer 70. That is, no abnormality has occurred in the equalizing discharge circuit 40. Therefore, the microcomputer 70 determines that “the equalizing discharge circuit 40 is normal”.

一方、図4(b)に示されるように、監視回路80、90の比較結果が、第3閾値から第4閾値に切り替わるタイミングで各比較器83、93の出力が反転する結果である場合、監視回路80、90の比較結果とマイコンの推定結果とが異なる。つまり、均等化放電回路40に放電量が大きいという異常が生じている。したがって、マイコン70は均等化放電回路40は異常であると判定する。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the comparison result of the monitoring circuits 80 and 90 is a result that the outputs of the comparators 83 and 93 are inverted at the timing when the third threshold value is switched to the fourth threshold value, The comparison results of the monitoring circuits 80 and 90 are different from the estimation results of the microcomputer. That is, the equalization discharge circuit 40 has an abnormality that the discharge amount is large. Therefore, the microcomputer 70 determines that the equalizing discharge circuit 40 is abnormal.

なお、監視回路80、90の各比較結果のうちいずれか一方の比較結果のみを採用しても良いし、両方の比較結果を採用しても良い。   Only one of the comparison results of the monitoring circuits 80 and 90 may be employed, or both comparison results may be employed.

また、均等化放電回路40の異常としては、放電回路を構成する抵抗41やスイッチ42の故障や、放電回路における電流経路の配線抵抗が増大する故障等が考えられる。これらの故障により、均等化放電回路40をオンすれば電池セル10から本来流れるはずの放電電流が流れないために診断用抵抗30のドロップ電圧がセル電圧から降下しない。このため、マイコン70にてブロック電圧から推定された出力の反転タイミングと監視回路80、90の各比較器83、93の反転タイミングとがずれるので、マイコン70の推定結果と監視回路50の比較結果とが異なる。したがって、均等化放電回路40の異常を検出することができる。   Further, the abnormality of the equalizing discharge circuit 40 may be a failure of the resistor 41 or the switch 42 constituting the discharge circuit, a failure in which the wiring resistance of the current path in the discharge circuit increases, or the like. Due to these failures, if the equalizing discharge circuit 40 is turned on, the discharge current that should have flown from the battery cell 10 does not flow, so the drop voltage of the diagnostic resistor 30 does not drop from the cell voltage. For this reason, since the inversion timing of the output estimated from the block voltage by the microcomputer 70 and the inversion timing of the comparators 83 and 93 of the monitoring circuits 80 and 90 are shifted, the estimation result of the microcomputer 70 and the comparison result of the monitoring circuit 50 Is different. Therefore, an abnormality in the equalizing discharge circuit 40 can be detected.

マイコン70は、故障診断中に上記のような均等化放電回路40の故障診断を複数の電池セル10毎に順番に行う。   The microcomputer 70 sequentially performs the failure diagnosis of the equalizing discharge circuit 40 for each of the plurality of battery cells 10 during the failure diagnosis.

以上説明したように、本実施形態では、監視回路50の故障診断中に均等化放電回路40をオンさせたときのセル電圧と閾値とを比較し、その比較結果とマイコン70の推定結果とを比較することが特徴となっている。   As described above, in this embodiment, the cell voltage when the equalizing discharge circuit 40 is turned on during the failure diagnosis of the monitoring circuit 50 is compared with the threshold value, and the comparison result and the estimation result of the microcomputer 70 are compared. It is characterized by comparison.

このように、故障診断の際に、均等化放電回路40をオンさせているので、均等化放電回路40が故障していなければ診断用抵抗30に放電電流が流れてセル電圧がドロップ電圧分だけ降下し、均等化放電回路40が故障していれば診断用抵抗30に放電電流は流れずに(または流れにくくなり)セル電圧がドロップ電圧分だけ降下しない。これにより、均等化放電回路40の異常に応じて監視回路50に入力されるセル電圧に差を生じさせることができる。このため、セル電圧と閾値とを比較したときに、セル電圧と閾値との大小関係が反転するタイミングがずれるので、このタイミングのずれを検出することにより、均等化放電回路40の異常を検出することができる。   Thus, since the equalizing discharge circuit 40 is turned on at the time of failure diagnosis, if the equalizing discharge circuit 40 is not broken, a discharge current flows through the diagnosis resistor 30 and the cell voltage is reduced by the drop voltage. If the equalization discharge circuit 40 is faulty, the discharge current does not flow (or becomes difficult to flow) through the diagnostic resistor 30, and the cell voltage does not drop by the drop voltage. Thereby, it is possible to cause a difference in the cell voltage input to the monitoring circuit 50 in accordance with the abnormality of the equalizing discharge circuit 40. For this reason, when the cell voltage is compared with the threshold value, the timing at which the magnitude relationship between the cell voltage and the threshold value is inverted is shifted. Therefore, the abnormality of the equalization discharge circuit 40 is detected by detecting this timing shift. be able to.

均等化放電回路40の異常として、抵抗41やスイッチ42の故障や放電回路の配線抵抗の増大を検出することができる。また、均等化放電回路40に放電電流が流れないので、電池セル10と均等化放電回路40との間の配線抵抗の増大や診断用抵抗30にも異常が生じていると判定することもできる。   As an abnormality of the equalizing discharge circuit 40, a failure of the resistor 41 or the switch 42 or an increase in the wiring resistance of the discharge circuit can be detected. In addition, since no discharge current flows through the equalization discharge circuit 40, it can be determined that an increase in wiring resistance between the battery cell 10 and the equalization discharge circuit 40 and an abnormality has occurred in the diagnostic resistor 30. .

また、本実施形態では、ブロック電圧検出部60にてブロック電圧を検出していることが特徴となっている。これにより、監視回路50により電池セル10ごとにセル電圧をそれぞれ測定しなくても良いようにすることができる。また、上述のように、均等化放電回路40は自発的に各電池セル10のセル電圧が一定範囲内となるように作動するため、各電池セル10のセル電圧は一定範囲内に揃っている。このため、ブロック電圧検出部60にて検出したブロック電圧からセル電圧を高精度に推定することができる。   Further, the present embodiment is characterized in that the block voltage detection unit 60 detects the block voltage. Thereby, it is not necessary to measure the cell voltage for each battery cell 10 by the monitoring circuit 50. In addition, as described above, the equalizing discharge circuit 40 spontaneously operates so that the cell voltage of each battery cell 10 is within a certain range, so that the cell voltage of each battery cell 10 is within a certain range. . For this reason, the cell voltage can be estimated with high accuracy from the block voltage detected by the block voltage detection unit 60.

さらに、本実施形態では、故障診断中に診断用抵抗30に放電電流を流す手段として、均等化放電回路40を用いることが特徴となっている。これにより、診断用抵抗30に電流を流す回路と均等化放電回路40とを共用することができる。このため、診断用抵抗30に電流を流すための回路を別途用意する必要はない。   Furthermore, the present embodiment is characterized in that the equalized discharge circuit 40 is used as a means for causing a discharge current to flow through the diagnostic resistor 30 during failure diagnosis. As a result, the circuit for passing a current to the diagnostic resistor 30 and the equalizing discharge circuit 40 can be shared. For this reason, it is not necessary to separately prepare a circuit for passing a current through the diagnostic resistor 30.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、均等化放電回路40が特許請求の範囲の「電池セル放電手段」に対応し、監視回路50が特許請求の範囲の「監視手段」に対応する。また、ブロック電圧検出部60が特許請求の範囲の「ブロック電圧検出手段」に対応し、マイコン70が特許請求の範囲の「判定手段」に対応する。   As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the equalization discharge circuit 40 corresponds to the “battery cell discharge means” in the claims, and the monitoring circuit 50 has the claims. Corresponds to “monitoring means”. The block voltage detection unit 60 corresponds to “block voltage detection means” in the claims, and the microcomputer 70 corresponds to “determination means” in the claims.

(他の実施形態)
上記実施形態では、電池監視装置20は電池セル10として二次電池の過充放電を検出していたが、過充放電の両方の監視を行わなくても良く、過充電もしくは過放電のいずれか一方を監視するだけでも良い。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the battery monitoring device 20 detects the overcharge / discharge of the secondary battery as the battery cell 10, but it is not necessary to monitor both overcharge / discharge, either overcharge or overdischarge. You can just monitor one.

さらに、上記実施形態では、電池セル10としてリチウムイオン二次電池を例に説明したが、他の二次電池を採用しても良い。また、この二次電池はハイブリッド車等の電気自動車に搭載される車載バッテリに適用することができる。   Furthermore, in the said embodiment, although the lithium ion secondary battery was demonstrated to the example as the battery cell 10, you may employ | adopt another secondary battery. Moreover, this secondary battery can be applied to a vehicle-mounted battery mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle.

上記実施形態では、各切替部81、91は、閾値の特性ずれ等の故障診断を行うための閾値を第1閾値〜第8閾値の8段階に切り替えるように構成されていたが、この切り替え段数は一例である。   In the above embodiment, each of the switching units 81 and 91 is configured to switch the threshold value for performing failure diagnosis such as a threshold characteristic deviation to eight levels from the first threshold value to the eighth threshold value. Is an example.

上記実施形態では、過放電検出閾値は第1閾値よりも大きく、過充電検出閾値は第8閾値よりも小さい値であったが、これらの各検出閾値の値は一例である。例えば、過放電検出閾値は第2閾値と第3閾値との間の値であっても良いし、過充電検出閾値は第6閾値と第7閾値との間の値であっても良い。   In the above embodiment, the overdischarge detection threshold value is larger than the first threshold value, and the overcharge detection threshold value is smaller than the eighth threshold value. However, the values of these detection threshold values are examples. For example, the overdischarge detection threshold value may be a value between the second threshold value and the third threshold value, and the overcharge detection threshold value may be a value between the sixth threshold value and the seventh threshold value.

上記実施形態で示された監視回路50の回路構成は一例を示すものであり、他の回路構成でも構わない。例えば、上記実施形態では、監視回路50に2つの監視回路80、90を設けて二重系回路を構成していたが、1つの監視回路で電池セル10のセル電圧の監視や監視回路の故障診断を行うようにしても良い。   The circuit configuration of the monitoring circuit 50 shown in the above embodiment shows an example, and other circuit configurations may be used. For example, in the above embodiment, the monitoring circuit 50 is provided with the two monitoring circuits 80 and 90 to configure the dual system circuit. However, the monitoring of the cell voltage of the battery cell 10 or the failure of the monitoring circuit is performed by one monitoring circuit. A diagnosis may be performed.

上記実施形態で示された均等化放電回路40における放電回路の構成は一例であり、他の回路構成を採用しても良い。   The configuration of the discharge circuit in the equalized discharge circuit 40 shown in the above embodiment is an example, and other circuit configurations may be adopted.

上記実施形態では、故障診断の際に電池セル10から電流を流させる手段として均等化放電回路40を用いていたが、電流を流させるための回路を別途設けても良い。   In the above embodiment, the equalizing discharge circuit 40 is used as a means for causing a current to flow from the battery cell 10 during failure diagnosis. However, a circuit for causing a current to flow may be provided separately.

10 電池セル
30 診断用抵抗
40 均等化放電回路(電池セル放電手段)
50 監視回路(監視手段)
60 ブロック電圧検出部(ブロック電圧検出手段)
70 マイコン(判定手段)
85、95 抵抗
86、96 スイッチ
10 battery cell 30 resistance for diagnosis 40 equalization discharge circuit (battery cell discharge means)
50 Monitoring circuit (monitoring means)
60 block voltage detector (block voltage detector)
70 Microcomputer (determination means)
85, 95 Resistance 86, 96 Switch

Claims (4)

直列接続された複数の電池セルの状態を監視する電池監視装置であって、
前記電池セルの両端のセル電圧を前記複数の電池セル毎にそれぞれ入力し、前記セル電圧と閾値とをそれぞれ比較してその比較結果をそれぞれ出力する監視手段と、
前記複数の電池セルそれぞれの正極側と前記監視手段との間にそれぞれ接続された複数の診断用抵抗と、
前記監視手段の比較結果に基づいて前記複数の電池セルそれぞれの状態を判定する一方、前記複数の電池セル毎に前記監視手段の前記閾値を複数段階に相対変化させて前記セル電圧と比較させると共に当該比較結果に基づいて前記監視手段の異常を検出する故障診断を行う判定手段と、
前記判定手段の指令に従ってオンした場合に前記電池セルから前記診断用抵抗を介して流れる電流を前記電池セルの負極側に流す電池セル放電手段と、を備え、
前記判定手段は、前記故障診断の際に前記電池セル放電手段をオンしたときのセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とが比較された比較結果と、前記診断用抵抗に電流が流れたときに前記診断用抵抗の両端に生じるドロップ電圧が降下したセル電圧を推定してこのセル電圧と複数段階に相対変化させた閾値とを比較した推定結果と、が異なるとき、前記電池セル放電手段の異常を検出することを特徴とする電池監視装置。
A battery monitoring device for monitoring the state of a plurality of battery cells connected in series,
Monitoring means for inputting the cell voltage at both ends of the battery cell for each of the plurality of battery cells, comparing the cell voltage with a threshold value, and outputting the comparison result;
A plurality of diagnostic resistors respectively connected between the positive electrode side of each of the plurality of battery cells and the monitoring means;
While determining the state of each of the plurality of battery cells based on the comparison result of the monitoring means, the threshold value of the monitoring means is relatively changed in a plurality of stages for each of the plurality of battery cells and compared with the cell voltage. Determination means for performing failure diagnosis for detecting an abnormality of the monitoring means based on the comparison result;
Battery cell discharging means for flowing a current flowing from the battery cell via the diagnostic resistor to the negative electrode side of the battery cell when turned on according to the instruction of the determination means,
The determination means includes a comparison result obtained by comparing a cell voltage when the battery cell discharge means is turned on at the time of the failure diagnosis and a threshold value relatively changed in a plurality of stages, and a current flows through the diagnosis resistor. The battery cell discharging means when the estimation result obtained by estimating the cell voltage at which the drop voltage generated at both ends of the diagnostic resistor drops and comparing the cell voltage with a threshold value relatively changed in a plurality of stages is different. A battery monitoring device that detects an abnormality of the battery.
前記直列接続された複数の電池セルの両端のブロック電圧を検出して前記判定手段に出力するブロック電圧検出手段を備え、
前記判定手段は、前記ブロック電圧から前記電池セルのセル電圧を推定し、このセル電圧を用いて前記診断用抵抗に電流が流れたときに前記診断用抵抗の両端に生じるドロップ電圧が降下したセル電圧を推定することを特徴とする請求項1に記載の電池監視装置。
Block voltage detection means for detecting a block voltage at both ends of the plurality of battery cells connected in series and outputting to the determination means;
The determination means estimates a cell voltage of the battery cell from the block voltage, and a cell in which a drop voltage generated at both ends of the diagnostic resistor drops when a current flows through the diagnostic resistor using the cell voltage The battery monitoring apparatus according to claim 1, wherein the voltage is estimated.
前記電池セル放電手段は、前記電池セルのセル電圧が一定範囲を超えたときに前記電池セルから前記診断用抵抗を介して流れる電流を前記電池セルの負極側に流すことにより、前記セル電圧を一定範囲内に調節する均等化放電回路であることを特徴とする請求項1または2に記載の電池監視装置。   The battery cell discharging means flows the current flowing from the battery cell through the diagnostic resistor to the negative electrode side of the battery cell when the cell voltage of the battery cell exceeds a certain range, thereby causing the cell voltage to flow. The battery monitoring device according to claim 1, wherein the battery monitoring device is an equalizing discharge circuit that adjusts within a certain range. 前記監視手段は、前記電池セルのセル電圧を分圧するための複数の抵抗と複数のスイッチとを有し、
前記判定手段は、前記複数のスイッチのオン状態またはオフ状態を切り替えて前記電池セルの電圧を前記複数の抵抗により分圧することにより、前記閾値を複数段階に相対変化させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電池監視装置。
The monitoring means has a plurality of resistors and a plurality of switches for dividing the cell voltage of the battery cell,
The determination unit is configured to relatively change the threshold value in a plurality of stages by switching an ON state or an OFF state of the plurality of switches and dividing the voltage of the battery cell by the plurality of resistors. The battery monitoring device according to any one of 1 to 3.
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