JP5825243B2 - Battery monitoring device - Google Patents
Battery monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5825243B2 JP5825243B2 JP2012237865A JP2012237865A JP5825243B2 JP 5825243 B2 JP5825243 B2 JP 5825243B2 JP 2012237865 A JP2012237865 A JP 2012237865A JP 2012237865 A JP2012237865 A JP 2012237865A JP 5825243 B2 JP5825243 B2 JP 5825243B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- battery
- lines
- battery cell
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 35
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 32
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、複数の電池セルを直列接続して構成される組電池に適用される電池監視装置に関する。 The present invention relates to a battery monitoring device applied to an assembled battery configured by connecting a plurality of battery cells in series.
従来、組電池では、各電池セルの充放電を繰り返すと、セルの個体差や環境温度等の影響により各電池セルの電圧にばらつきが生ずることがある。このような電圧のばらつきが生ずると、組電池の実際に使用可能な電力容量が大きく減少してしまう。 Conventionally, in a battery pack, when charging and discharging of each battery cell is repeated, the voltage of each battery cell may vary due to the influence of individual cell differences, environmental temperature, and the like. When such voltage variations occur, the actually usable power capacity of the assembled battery is greatly reduced.
このため、フィルタ用の抵抗器が設けられた配線を介して各電池セルに接続された監視回路に、各電池セルの両端子を短絡させて放電するための均等化スイッチおよび抵抗器を有する均等化回路を設け、電圧の高い電池セルから均等化スイッチを介して抵抗器に電流を流して放電させることで、各電池セルのセル電圧のバラツキ(セルバランス)を均等化する電池監視装置が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 Therefore, a monitoring circuit connected to each battery cell via a wiring provided with a filter resistor has an equalization switch and a resistor for short-circuiting both terminals of each battery cell and discharging them. A battery monitoring device is known that equalizes the cell voltage variation (cell balance) of each battery cell by discharging a current from a high voltage battery cell through an equalization switch and discharging the resistor. (See, for example, Non-Patent Document 1).
この非特許文献1には、ドレイン分離型、放電経路分離型、およびドレイン−ソース分離型といった特徴の異なる3種の回路構成が開示されている。
This
非特許文献1に記載されたドレイン分離型は、図5に示すように、フィルタ用の抵抗器Rfが設けられた配線に均等化スイッチSWを接続する回路構成(以下、A型回路と称する。)とすることで、回路構成の簡素化を図ることができる。
As shown in FIG. 5, the drain separation type described in Non-Patent
しかし、A型回路では、均等化スイッチSWをオンした際に、図5の矢印で示すように、フィルタ用の抵抗器Rfに放電電流が流れることから、フィルタ用の抵抗器Rfの抵抗値を任意に設定できず、回路構成の設計自由度が大きく制限されるといった課題がある。 However, in the A-type circuit, when the equalizing switch SW is turned on, a discharge current flows through the filter resistor Rf as shown by the arrow in FIG. 5, so that the resistance value of the filter resistor Rf is There is a problem in that it cannot be arbitrarily set and the degree of freedom in designing the circuit configuration is greatly limited.
このような課題は、A型回路に限らず、図6に示すフィルタ用の抵抗器Rfが設けられた配線に均等化スイッチSWを接続する回路構成(以下、B型回路と称する。)にも生ずる。 Such a problem is not limited to the A-type circuit, but also to a circuit configuration (hereinafter referred to as a B-type circuit) in which the equalization switch SW is connected to the wiring provided with the filter resistor Rf shown in FIG. Arise.
これに対して、非特許文献1に記載された放電経路分離型は、図7に示すように、フィルタ用の抵抗器Rfを設ける配線から分岐させた配線に、均等化用の抵抗器Rbおよび均等化スイッチSWを接続し、均等化スイッチSWをオンした際にフィルタ用の抵抗器Rfに放電電流が流れない回路構成(以下、C型回路と称する。)となっている。
In contrast, as shown in FIG. 7, the discharge path separation type described in
このC型回路では、例えば、隣接する電池セルを同時に放電させる際の放電電流は、2つの放電用の抵抗器Rbを介して流れ(図7中の実線参照)、単一の電池セルを放電させる際の放電電流も、2つの放電用の抵抗器Rbを介して流れる(図7中の破線参照)。 In this C-type circuit, for example, a discharge current when discharging adjacent battery cells simultaneously flows through two discharge resistors Rb (see solid lines in FIG. 7), and discharges a single battery cell. The discharge current during the flow also flows through the two discharging resistors Rb (see the broken line in FIG. 7).
このため、C型回路は、回路構成の設計自由度が高いものの、隣接する電池セルを同時に放電させる際の放電電流が、単一の電池セルを放電させる際の放電電流に比べて数倍に増大してしまう。この結果、隣接する電池セルそれぞれを放電させる場合、放電するタイミングをずらす必要があり、セル電圧の均等化に長時間を要するといった課題がある。 For this reason, although the C-type circuit has a high degree of design freedom in the circuit configuration, the discharge current when discharging adjacent battery cells simultaneously is several times the discharge current when discharging a single battery cell. It will increase. As a result, when discharging each adjacent battery cell, it is necessary to shift the discharge timing, and there is a problem that it takes a long time to equalize the cell voltage.
また、非特許文献1に記載されたドレイン−ソース分離型は、図8に示すように、放電用の抵抗器Rbおよび均等化スイッチSWを接続する配線、およびフィルタ用の抵抗器Rfが設けられた配線を完全に分離させた回路構成(以下、D型回路と称する。)となっている。このD型回路によれば、隣接する電池セルを同時に放電可能であり、回路構成の設計自由度も高くなるが、監視回路に接続する配線数、および監視回路側に設ける端子数が増加して、監視回路が肥大化してしまうといった課題がある。
Further, as shown in FIG. 8, the drain-source separation type described in Non-Patent
本発明は上記点に鑑みて、監視回路の肥大化、および回路構成の設計自由度の低下を抑制しつつ、隣接するセルを同時に放電可能な電池監視装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery monitoring device capable of simultaneously discharging adjacent cells while suppressing enlargement of the monitoring circuit and a decrease in the degree of design freedom of the circuit configuration.
本発明は、複数の電池セル(10)を直列接続して構成される組電池(1)に適用される電池監視装置を対象としている。 The present invention is directed to a battery monitoring device applied to an assembled battery (1) configured by connecting a plurality of battery cells (10) in series.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数の電池セルの接続端子を電位順に数えたときに、奇数番目となる接続端子に接続された複数の奇数ラインと、複数の電池セルの接続端子を電位順に数えたときに、偶数番目となる接続端子に接続された複数の偶数ラインと、奇数ライン、および偶数ラインのうち、一方の接続ラインに設けられたフィルタ用抵抗(Rf)を含んで構成されるフィルタ回路(21)と、一方の接続ラインにおけるフィルタ用抵抗と電池セルの接続端子との間から分岐した複数の分岐ライン(Ldiv)と、複数の電池セルそれぞれに対応して設けられた複数の均等化スイッチ(221)を含んで構成される監視回路(22)と、を備え、均等化スイッチは、隣り合う奇数ラインおよび偶数ラインのうち、フィルタ用抵抗が設けられていない他方の接続ラインと分岐ラインとの間に接続され、他方の接続ラインと分岐ラインとを短絡させて、対応する電池セルを放電させるスイッチであり、複数の分岐ラインそれぞれには、均等化スイッチにて対応する電池セルを放電させた際に流れる電流を制限する電流制限用抵抗(Rb)が設けられていることを特徴としている。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, when the connection terminals of a plurality of battery cells are counted in order of potential, a plurality of odd lines connected to odd connection terminals and a plurality of batteries When the connection terminals of the cells are counted in the order of potential, a filter resistor (Rf) provided on one of the plurality of even lines, odd lines, and even lines connected to the even connection terminals. ), A plurality of branch lines (Ldiv) branched from between the filter resistor in one connection line and the connection terminal of the battery cell, and each of the plurality of battery cells A monitoring circuit (22) configured to include a plurality of equalization switches (221) provided as an equalization switch, and the equalization switch is an adjacent odd line and even line. A switch connected between the other connection line not provided with the filter resistor and the branch line, short-circuits the other connection line and the branch line, and discharges the corresponding battery cell. Each is characterized in that a current limiting resistor (Rb) for limiting the current flowing when the corresponding battery cell is discharged by the equalizing switch is provided.
このように、均等化スイッチが分岐ラインとフィルタ用抵抗が設けられていない接続ラインとの間を短絡させる回路構成とすれば、均等化スイッチにて電池セルを放電させた際の放電電流がフィルタ用抵抗に流れないので、フィルタ用抵抗の抵抗値を任意に設定することができる。 In this way, if the equalizing switch has a circuit configuration that short-circuits between the branch line and the connection line not provided with the filter resistor, the discharge current when the battery cell is discharged by the equalizing switch is filtered. The resistance value of the filter resistor can be set arbitrarily.
また、均等化スイッチにて隣接する電池セルそれぞれを放電させた際の放電電流は、2つの分岐ライン(2つの電流制限用抵抗)を介して流れ、均等化スイッチにて単一の電池セルを放電させた際の放電電流は、1つの分岐ライン(1つの電流制限用抵抗)を介して流れる。このため、均等化スイッチにて隣接する電池セルそれぞれを放電させた際の放電電流は、均等化スイッチにて単一の電池セルを放電させた場合の際の放電電流と同様となり、隣接する電池セル同士を同時に均等化することが可能となる。 In addition, the discharge current when each adjacent battery cell is discharged by the equalizing switch flows through two branch lines (two current limiting resistors), and a single battery cell is discharged by the equalizing switch. The discharge current when discharged flows through one branch line (one current limiting resistor). Therefore, the discharge current when each adjacent battery cell is discharged by the equalization switch is the same as the discharge current when a single battery cell is discharged by the equalization switch, and the adjacent battery It becomes possible to equalize cells at the same time.
さらに、単一の電池セル当り、奇数ライン、偶数ライン、および分岐ラインといった3つの配線が監視回路に接続される回路構成となるので、均等化スイッチを接続する配線およびフィルタ用抵抗を設ける配線を完全に分離させる回路構成に比べて、監視回路に接続する配線数や監視回路側に設ける端子数を少なくすることができる。 Furthermore, since a circuit configuration in which three wires such as an odd line, an even line, and a branch line are connected to the monitoring circuit per single battery cell, a wire for connecting the equalizing switch and a wire for providing a filter resistor are provided. Compared to a completely separated circuit configuration, the number of wires connected to the monitoring circuit and the number of terminals provided on the monitoring circuit side can be reduced.
従って、本願の請求項1に記載の発明によれば、監視回路を肥大化、および回路構成の設計自由度の低下を抑制しつつ、隣接する電池セルを同時に放電させることが可能となる。
Therefore, according to the invention described in
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each means described in this column and the claim shows an example of a correspondence relationship with the specific means described in the embodiment described later.
本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される組電池1に、本発明の電池監視装置2を適用している。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the
組電池1は、図示しない走行用電動モータを主として、車載された各種電気負荷に給電する電源である。本実施形態の組電池1は、図1の全体構成図に示すように、リチウムイオン電池等の二次電池からなる電池セル10を複数直列に接続した直列接続体として構成されている。なお、説明の便宜のため、図1では、組電池1を構成する複数の電池セル10のうち、代表的な4つの電池セルBCi〜BCi+3(iは、正の整数)を図示している。
The assembled
電池監視装置2は、組電池1の状態を監視する装置であり、各電池セル10の接続端子(電池セル10同士を接続する端子)Pに接続された接続ラインL、フィルタ回路21、監視回路22、図示しない制御装置等で構成されている。
The
接続ラインLは、各電池セル10の接続端子Pと監視回路22に設けられた端子Cとを接続する配線である。本実施形態の接続ラインLは、各電池セルBCi〜BCi+3の接続端子を電位順(本実施形態では電位の低い順)に数えたときに、奇数番目となる接続端子P2m−1、P2m+1、P2m+3(mは、正の整数)に接続された奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3、および偶数番目となる接続端子P2m、P2m+2、P2m+4に接続された偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4で構成されている。
The connection line L is a wiring that connects the connection terminal P of each
各奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3、および各偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4は、監視回路22に設けられた端子C2m−1〜C2m+4を介して監視回路22に内蔵された電圧検出部223が接続されている。
Each odd line L 2m−1 , L 2m + 1 , L 2m + 3 and each even line L 2m , L 2m + 2 , L 2m + 4 are connected to the
奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3および偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4のうち、一方の接続ラインには、フィルタ回路21を構成するフィルタ用抵抗Rfが設けられると共に、フィルタ用抵抗Rfと接続端子P2m、P2m+2、P2m+4との間から分岐した一対の分岐ラインLdivが接続されている。
Of the odd lines L 2m−1 , L 2m + 1 , L 2m + 3 and the even lines L 2m , L 2m + 2 , L 2m + 4 , one connection line is provided with a filter resistor Rf constituting the
本実施形態の各奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3には、フィルタ用抵抗Rfが設けられると共に、フィルタ用抵抗Rfと接続端子P2m、P2m+2、P2m+4との間に、一対の分岐ラインLdivが接続されている。なお、本実施形態の各偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4それぞれには、フィルタ用抵抗Rfは設けられていない。 Each odd-numbered line L 2m−1 , L 2m + 1 , L 2m + 3 of the present embodiment is provided with a filter resistor Rf, and a pair between the filter resistor Rf and the connection terminals P 2m , P 2m + 2 , P 2m + 4. Branch line Ldiv is connected. Note that the even-numbered lines L 2m , L 2m + 2 , and L 2m + 4 of this embodiment are not provided with the filter resistor Rf.
各分岐ラインLdivそれぞれには、電流を制限する電流制限用抵抗Rbが設けられている。電流制限用抵抗Rbは、それぞれ同じ抵抗値となる抵抗器が採用されている。なお、各分岐ラインLdivは、監視回路22に設けられた分岐用端子Cdivを介して監視回路22に内蔵された均等化スイッチ221が接続されており、後述する均等化スイッチ221をオンした際、分岐ラインLdivを流れる放電電流が電流制限用抵抗Rbにより制限される。
Each branch line Ldiv is provided with a current limiting resistor Rb for limiting the current. As the current limiting resistors Rb, resistors having the same resistance value are employed. Each branch line Ldiv is connected to an
フィルタ回路21は、電圧検出時のノイズを除去する回路である。本実施形態のフィルタ回路21は、奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3に設けられたフィルタ用抵抗Rf、および隣り合う奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3および偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4間に接続されたコンデンサCfからなるRC回路で構成されている。
The
監視回路22は、各電池セル10の電圧を検出すると共に、電池セル10を放電させることでの各電池セル10のセル電圧のばらつきを均等化する回路であり、各接続ラインLを接続する端子C、各分岐ラインを接続する分岐用端子Cdivを有する。
The
本実施形態の監視回路22は、各電池セルBCi〜BCi+3に対応して設けられて各電池セル10を放電させる均等化スイッチ221(SWi〜SWi+3)、各均等化スイッチ221のオンオフを切り替えるスイッチ切替回路222、各電池セル10の電圧を検出する電圧検出部223で構成されている。
The
均等化スイッチ221は、各電池セルBCi〜BCi+3のうち、高電圧となる電池セルの両端子を短絡させ、高電圧となる電池セル10を放電することで、各電池セルBCi〜BCi+3のセル電圧のばらつきを均等化する均等化手段として機能する。
The
本実施形態の均等化スイッチ221は、対応する電池セル10の接続端子Pに接続された偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4と、奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3から分岐した分岐ラインLdivとの間に接続されている。なお、本実施形態では、均等化スイッチ221を半導体スイッチであるMOSFETで構成している。
The
スイッチ切替回路222は、各均等化スイッチ221のオンオフを切り替えるスイッチ切替手段であり、制御装置からの出力信号に応じて、所定の電池セル10に対応する均等化スイッチ221をオンする。
The
電圧検出部223は、各奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3および各偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4それぞれに接続され、各ラインL2m−1〜L2m+4のうち、少なくとも2つのライン間の電位差から電池セルBCi〜BCi+3のセル電圧(端子間電圧)を検出する。
The
本実施形態の電圧検出部223は、電位差を検出して制御装置に出力する検出部、および各ラインL2m−1〜L2m+4のうち少なくとも2つのラインを選択して検出部に接続するマルチプレクサで構成されている。このマルチプレクサは、電圧検出対象となる電池セル10を切り替える切替手段として機能するもので、制御装置からの出力信号に応じて制御される。
The
制御装置は、CPU、記憶手段を構成する各種メモリからなるマイクロコンピュータ、およびその周辺機器で構成され、記憶手段に記憶された制御プログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。 The control device is composed of a CPU, a microcomputer composed of various memories constituting storage means, and peripheral devices thereof, and is configured to execute various processes according to a control program stored in the storage means.
本実施形態の制御装置は、電圧検出部223にて各電池セル10のセル電圧を検出する電圧検出処理、および各電池セル10のセル電圧のばらつきを均等化する均等化処理を実行する。
In the control device of the present embodiment, the
次に、本実施形態の電池監視装置2の作動について説明する。まず、本実施形態の制御装置が実行する電圧検出処理について説明する。
Next, the operation of the
電圧検出処理では、制御装置が各電池セル10のセル電圧の検出を指示する制御信号を監視回路22に入力することで、監視回路22の電圧検出部223が各電池セル10のセル電圧を検出する。
In the voltage detection process, the control device inputs a control signal instructing detection of the cell voltage of each
例えば、電池セルBCiのセル電圧を検出する際には、マルチプレクサが電池セルBCiの接続端子P2m−1、P2mに接続された奇数ラインL2m−1および偶数ラインL2mを検出部に接続する。そして、検出部が奇数ラインL2m−1および偶数ラインL2m間の電位差を電池セルBCiのセル電圧として検出する。 For example, when detecting the cell voltage of the battery cell BCi, the multiplexer connects the odd line L 2m-1 and the even line L 2m connected to the connection terminals P 2m-1 and P 2m of the battery cell BCi to the detection unit. To do. Then, the detection unit detects a potential difference between the odd line L 2m-1 and the even line L 2m as the cell voltage of the battery cell BCi.
また、隣接する電池セルBCi、BCi+1のセル電圧の合計電圧を検出する際には、マルチプレクサが電池セルBCiの接続端子P2m−1に接続された奇数ラインL2m−1、電池セルBCi+1のP2m+2に接続された奇数ラインL2m+1を検出部に接続する。そして、検出部が奇数ラインL2m−1および奇数ラインL2m+1間の電位差を電池セルBCi、BCi+1のセル電圧の合計電圧として検出する。 Further, the adjacent battery cells BCi, when detecting the total voltage of the cell voltage of BCi + 1, the odd line multiplexer is connected to the connection terminals P 2m-1 of the battery cell BCi L 2m-1, P battery cell BCi + 1 The odd line L 2m + 1 connected to 2m + 2 is connected to the detection unit. Then, the detection unit detects a potential difference between the odd line L 2m−1 and the odd line L 2m + 1 as a total voltage of the cell voltages of the battery cells BCi and BCi + 1.
続いて、本実施形態の制御装置が実行する均等化処理について説明する。均等化検出処理は、制御装置が各電池セル10のうち、放電対象となる電池セル10を決定し、当該電池セル10の放電を指示する制御信号を監視回路22に入力することで、監視回路22のスイッチ切替回路222が、放電対象となる電池セル10に対応する均等化スイッチ221をオンに切り替える。
Next, the equalization process executed by the control device of this embodiment will be described. In the equalization detection process, the control device determines a
例えば、電池セルBCiが放電対象となる場合、スイッチ切替回路222が、電池セルBCiに対応する均等化スイッチSWiをオンに切り替える。これにより、電池セルBCiの接続端子P2mに接続された偶数ラインL2mと、電池セルBCiの接続端子P2m−1に接続された奇数ラインL2m−1から分岐した分岐ラインLdivとが短絡し、図2の矢印で示すように、偶数ラインL2m→均等化スイッチSWi→分岐ラインLdiv(電流制限用抵抗Rb)→奇数ラインL2m−1に流れて、電池セルBCiが放電する。
For example, when the battery cell BCi is to be discharged, the
この際、放電電流は、奇数ラインL2m−1に設けられたフィルタ用抵抗Rfに流れることなく、分岐ラインLdivに設けられた電流制限用抵抗Rbに流れる。このため、フィルタ用抵抗Rfの設定が均等化処理時に影響しないので、フィルタ用抵抗Rfの設定を任意に設定することができる。 At this time, the discharge current does not flow through the filter resistor Rf provided in the odd-numbered line L2m -1 , but flows through the current limiting resistor Rb provided in the branch line Ldiv. For this reason, since the setting of the filter resistor Rf does not affect the equalization process, the setting of the filter resistor Rf can be arbitrarily set.
ここで、電池セルBCi以外の他の電池セルBCi+1〜BCi+3が放電対象となる場合、スイッチ切替回路222が、電池セルBCi+1〜BCi+3に対応する均等化スイッチSWi+1〜SWi+3をオンに切り替えることで、電池セルBCi+1〜BCi+3を放電させることができる。この際、いずれの電池セルBCi+1〜BCi+3を放電させる場合であっても、放電電流は、フィルタ用抵抗Rfに流れないので、フィルタ用抵抗Rfの設定が均等化処理時に影響しない。
Here, when other battery cells BCi + 1 to BCi + 3 other than the battery cell BCi are to be discharged, the
なお、単一の電池セル10を放電させる際の放電電流は、電池セルBCiの電圧と分岐ラインLdivに設けられた電流制限用抵抗Rbの抵抗値により決まる。
The discharge current when discharging a
また、例えば、隣接する電池セルBCi、BCi+1それぞれが放電対象となり、各電池セルBCi、BCi+1を同時に放電させる場合、スイッチ切替回路222が、各電池セルBCi、BCi+1に対応する均等化スイッチSWi、SWi+1をオンに切り替える。
Further, for example, when adjacent battery cells BCi and BCi + 1 are to be discharged and the battery cells BCi and BCi + 1 are discharged at the same time, the
これにより、電池セルBCiの接続端子P2mに接続された偶数ラインL2mと、電池セルBCiの接続端子P2m−1に接続された奇数ラインL2m−1から分岐した分岐ラインLdivとが短絡する。また、電池セルBCi+1の接続端子P2mに接続された偶数ラインL2mと、電池セルBCi+1の接続端子P2m+1に接続された奇数ラインL2m+1から分岐した分岐ラインLdivとが短絡する。 Thereby, the even line L 2m connected to the connection terminal P 2m of the battery cell BCi and the branch line Ldiv branched from the odd line L 2m-1 connected to the connection terminal P 2m-1 of the battery cell BCi are short-circuited. To do. Also, the even line L 2m connected to the connection terminal P 2m of the battery cell BCi + 1 and the branch line Ldiv branched from the odd line L 2m + 1 connected to the connection terminal P 2m + 1 of the battery cell BCi + 1 are short-circuited.
この場合、図3の矢印で示すように、奇数ラインL2m+1→分岐ラインLdiv(電流制限用抵抗Rb)→均等化スイッチSWi+1→均等化スイッチSWi→分岐ラインLdiv(電流制限用抵抗Rb)→奇数ラインL2m−1に流れて、各電池セルBCi、BCi+1が放電する。 In this case, as indicated by the arrow in FIG. 3, odd line L 2m + 1 → branch line Ldiv (current limiting resistor Rb) → equalization switch SWi + 1 → equalization switch SWi → branch line Ldiv (current limiting resistor Rb) → odd number flowing through the line L 2m-1, each battery cell BCi, BCi + 1 is discharged.
この際の放電電流は、各電池セルBCi、BCi+1の電圧の合計値、各分岐ラインLdivに設けられた電流制限用抵抗Rbの抵抗値の合計値により決まる。つまり、隣接する電池セルBCi、BCi+1それぞれを放電させる際の放電電流は、2つの電池セルBCi、BCi+1および2つの電流制限用抵抗Rbから決まることとなるので、単一の電池セル10を放電させる際の放電電流と同様となる。このことは、隣接する他の電池セル同士を同時に放電させる場合について同じである。
The discharge current at this time is determined by the total value of the voltages of the battery cells BCi and BCi + 1 and the total value of the resistance values of the current limiting resistors Rb provided on the branch lines Ldiv. That is, since the discharge current when discharging each of the adjacent battery cells BCi and BCi + 1 is determined by the two battery cells BCi and BCi + 1 and the two current limiting resistors Rb, the
次に、本実施形態の電池監視装置2の特徴について説明する。本実施形態の電池監視装置2によれば、図4に示すように、図5に示すA型回路、図6に示すB型回路、図7に示すC型回路、図8に示すD型回路といった従来の回路構成で課題となっていた事項を解消することができる。
Next, features of the
具体的には、本実施形態では、各奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3から分岐した分岐ラインLdivと、フィルタ用抵抗Rfが設けられていない偶数ラインL2m−1〜L2m+4との間に均等化スイッチ221を接続する構成としている。
Specifically, in this embodiment, branch lines Ldiv branched from the odd lines L 2m−1 , L 2m + 1 , and L 2m + 3, and even lines L 2m−1 to L 2m + 4 not provided with the filter resistor Rf The
これによれば、均等化スイッチ221にて、所定の電池セル10を放電させた際の放電電流が、フィルタ用抵抗Rfに流れず、フィルタ用抵抗Rfの設定が均等化処理時に影響しないので、フィルタ用抵抗Rfを任意に設定することができ、回路構成の設計自由度を確保することができる。
According to this, the discharge current when the
また、均等化スイッチ221にて、所定の電池セル10を放電させた際の放電電流が、フィルタ用抵抗Rfに流れないので、放電電流による電圧降下が電圧検出に影響しない。このため、電圧検出時に均等化処理を実行したとしても、正確に各電池セル10のセル電圧を検出することができ、電圧検出処理と均等化処理とを同時に実行可能となる。
In addition, since the discharge current when the
また、本実施形態の回路構成では、均等化スイッチ221にて隣接する電池セル10それぞれを放電させた際の放電電流が、2つの分岐ラインLdiv(2つの電流制限用抵抗Rb)を介して流れ、均等化スイッチ221にて単一の電池セル10を放電させた際の放電電流が、1つの分岐ライン(1つの電流制限用抵抗Rb)を介して流れる。
Further, in the circuit configuration of the present embodiment, the discharge current when each of the
このため、均等化スイッチ221にて隣接する電池セル10それぞれを放電させた際の放電電流が、均等化スイッチ221にて単一の電池セル10を放電させた場合の際の放電電流と同様となり、隣接する電池セル10同士を同時に均等化(同時放電)することが可能となる。この結果、均等化処理に要する時間の短縮化を図ることができる。
For this reason, the discharge current when each
さらに、本実施形態では、電流制限用抵抗Rbが設けられていない偶数ラインL2m−1〜L2m+4が均等化用、および電圧検出用の共用配線として機能する回路構成となる。このため、単一の電池セル10あたり、接続ラインL(奇数ラインおよび偶数ライン)と分岐ラインLdivといった3つの配線を、監視回路22に接続するといった簡素な回路構成となり、従来のD型回路の如く、均等化スイッチSWを接続する配線およびフィルタ用抵抗Rfを設ける配線を完全に分離させる回路構成に比べて、監視回路22に接続する配線数や監視回路22側に設ける端子数を少なくすることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the even lines L 2m−1 to L 2m + 4 not provided with the current limiting resistor Rb have a circuit configuration that functions as a common wiring for equalization and voltage detection. For this reason, a simple circuit configuration in which three wires such as a connection line L (odd line and even line) and a branch line Ldiv are connected to the
従って、本実施形態の構成によれば、監視回路22を肥大化、回路構成の設計自由度の低下を抑制して、隣接する電池セル10を同時に放電させることが可能となる。
Therefore, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to discharge the
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. For example, various modifications are possible as follows.
(1)上述の実施形態では、各電池セル10の接続端子Pを電位の低い順に数えた際に、奇数番目となる接続端子Pに接続された接続ラインLを奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3とし、偶数番目となる接続端子Pに接続された接続ラインLを偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4とする例について説明したが、これに限定されない。例えば、各電池セル10の接続端子Pを電位の高い順に数えた際に、奇数番目となる接続端子Pに接続された接続ラインLを奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3とし、偶数番目となる接続端子Pに接続された接続ラインLを偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4としてもよい。
(1) In the above-described embodiment, when the connection terminals P of each
(2)上述の実施形態では、各奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3に対してフィルタ用抵抗Rfを設け、さらに、分岐ラインLdivを接続する例について説明したが、これに限定されない。例えば、偶数ラインL2m、L2m+2、L2m+4に対してフィルタ用抵抗Rfを設け、さらに、分岐ラインLdivを接続するようにしてもよい。この場合、電流制限用抵抗Rbが設けられていない奇数ラインL2m−1、L2m+1、L2m+3が均等化用、および電圧検出用の共用配線として機能する。 (2) In the above-described embodiment, the example in which the filter resistor Rf is provided for each odd line L 2m−1 , L 2m + 1 , and L 2m + 3 and the branch line Ldiv is connected has been described. However, the present invention is not limited to this. . For example, a filter resistor Rf may be provided for the even lines L 2m , L 2m + 2 , and L 2m + 4 , and the branch line Ldiv may be further connected. In this case, the odd lines L 2m−1 , L 2m + 1 , and L 2m + 3 that are not provided with the current limiting resistor Rb function as a common wiring for equalization and voltage detection.
(3)上述の実施形態では、フィルタ回路21をフィルタ用抵抗RfおよびコンデンサCfからなるRC回路で構成する例について説明したが、これに限定されず、フィルタ用抵抗Rfを用い、且つ、電圧検出処理および均等化処理に悪影響を及ぼさないフィルタ回路21であれば、適宜採用することができる。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the
(4)上述の実施形態では、均等化スイッチ221をMOSFETで構成した例について説明したが、これに限定されず、均等化スイッチ221を他の半導体スイッチで構成してもよい。
(4) In the above-described embodiment, the example in which the
(5)上述の実施形態では、監視回路22に均等化スイッチ221のオンオフを切り替えるスイッチ切替回路222を設ける例について説明したが、これに限らず、スイッチ切替回路222を監視回路22の外部に設ける構成としてもよい。
(5) In the above-described embodiment, the example in which the
(6)上述の実施形態では、電圧検出部223を検出部およびマルチプレクサで構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、各電池セル10に対応して複数の検出部を設け、各検出部により電圧検出部223を構成するようにしてもよい。
(6) In the above-described embodiment, the example in which the
(7)上述の実施形態では、監視回路22に電圧検出部223を設ける例について説明したが、これに限らず、電圧検出部223を監視回路22の外部に設ける構成としてもよい。
(7) In the above-described embodiment, the example in which the
(8)上述の実施形態では、電池監視装置2をハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される組電池1に適用する例を説明したが、車載された組電池1に限らず、据置型の組電池1等に適用してもよい。
(8) In the above-described embodiment, an example in which the
(9)上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 (9) In the above-described embodiment, elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Needless to say.
(10)上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。 (10) In the above-described embodiment, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly indicated that it is particularly essential and clearly specified in principle. It is not limited to the specific number except in a limited case.
1 組電池
10 電池セル
22 監視回路
221 均等化スイッチ
223 電圧検出部
L 接続ライン
Ldiv 分岐ライン
Rf フィルタ用抵抗
Rb 電流制限用抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の電池セルの接続端子を電位順に数えたときに、奇数番目となる接続端子に接続された複数の奇数ラインと、
前記複数の電池セルの接続端子を電位順に数えたときに、偶数番目となる接続端子に接続された複数の偶数ラインと、
前記奇数ライン、および前記偶数ラインのうち、一方の接続ラインに設けられたフィルタ用抵抗(Rf)を含んで構成されるフィルタ回路(21)と、
前記一方の接続ラインにおける前記フィルタ用抵抗と前記電池セルの接続端子との間から分岐した複数の分岐ライン(Ldiv)と、
前記複数の電池セルそれぞれに対応して設けられた複数の均等化スイッチ(221)を含んで構成される監視回路(22)と、を備え、
前記均等化スイッチは、隣り合う前記奇数ラインおよび前記偶数ラインのうち、前記フィルタ用抵抗が設けられていない他方の接続ラインと前記分岐ラインとの間に接続され、前記他方の接続ラインと前記分岐ラインとを短絡させて、対応する前記電池セルを放電させるスイッチであり、
前記複数の分岐ラインそれぞれには、前記均等化スイッチにて対応する前記電池セルを放電させた際に流れる電流を制限する電流制限用抵抗(Rb)が設けられていることを特徴とする電池監視装置。 A battery monitoring device applied to an assembled battery (1) configured by connecting a plurality of battery cells (10) in series,
When counting the connection terminals of the plurality of battery cells in order of potential, a plurality of odd lines connected to odd connection terminals,
When counting the connection terminals of the plurality of battery cells in order of potential, a plurality of even lines connected to the connection terminals that are even-numbered,
A filter circuit (21) configured to include a filter resistor (Rf) provided in one of the odd lines and the even lines;
A plurality of branch lines (Ldiv) branched from between the filter resistor and the battery cell connection terminal in the one connection line;
A monitoring circuit (22) configured to include a plurality of equalization switches (221) provided corresponding to each of the plurality of battery cells,
The equalization switch is connected between the other connection line not provided with the filter resistor and the branch line among the adjacent odd line and the even line, and the other connection line and the branch. A switch that short-circuits the line and discharges the corresponding battery cell;
Each of the plurality of branch lines is provided with a current limiting resistor (Rb) that limits a current that flows when the corresponding battery cell is discharged by the equalization switch. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012237865A JP5825243B2 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Battery monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012237865A JP5825243B2 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Battery monitoring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014090536A JP2014090536A (en) | 2014-05-15 |
JP5825243B2 true JP5825243B2 (en) | 2015-12-02 |
Family
ID=50791996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012237865A Active JP5825243B2 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Battery monitoring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5825243B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6621256B2 (en) * | 2015-07-16 | 2019-12-18 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Semiconductor device, battery monitoring device, and battery cell voltage detection method |
JP6398964B2 (en) | 2015-12-15 | 2018-10-03 | 株式会社デンソー | Battery pack monitoring system |
JP6477593B2 (en) | 2016-05-16 | 2019-03-06 | 株式会社デンソー | Battery pack monitoring system |
CN108226790B (en) * | 2017-11-30 | 2020-09-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Equalization circuit state detection device and method, battery pack and battery management system |
JP7103026B2 (en) * | 2018-07-30 | 2022-07-20 | 株式会社デンソー | Battery monitoring device |
CN111289904B (en) * | 2020-03-03 | 2022-04-01 | 上海电气国轩新能源科技有限公司 | Battery voltage monitoring system |
-
2012
- 2012-10-29 JP JP2012237865A patent/JP5825243B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014090536A (en) | 2014-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5825243B2 (en) | Battery monitoring device | |
JP5353914B2 (en) | Battery voltage monitoring device | |
US8841915B2 (en) | Battery voltage monitoring apparatus | |
US9128161B2 (en) | Voltage monitoring device | |
JP5060857B2 (en) | Cell controller | |
US8836340B2 (en) | Assembled battery system and failure detection method of assembled battery system | |
JP5747900B2 (en) | Battery monitoring device | |
US20150077124A1 (en) | Assembled battery module and disconnection detecting method | |
JP6264231B2 (en) | Battery monitoring device | |
JP5326973B2 (en) | Battery monitoring device | |
JP5974849B2 (en) | Battery monitoring device | |
JP2010091520A (en) | Battery module abnormality detection circuit, and detection method therefor | |
JP2008079415A (en) | Voltage detection device | |
JP6414601B2 (en) | Integrated circuit with built-in state monitoring unit and power supply device including the integrated circuit | |
JP4835570B2 (en) | Voltage detection device for battery pack | |
JPWO2018101005A1 (en) | Battery control unit | |
US9977092B2 (en) | Voltage monitoring device | |
JP2017112677A5 (en) | ||
JP5870899B2 (en) | Battery monitoring device | |
JP5533010B2 (en) | Battery voltage monitoring device | |
JP2014077656A (en) | Voltage monitoring device | |
JP6040916B2 (en) | Disconnection detector | |
JP5962558B2 (en) | Battery monitoring device | |
JP2016103444A (en) | Battery monitoring apparatus | |
JP2017075925A (en) | Battery monitoring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150910 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150915 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150928 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5825243 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |