JP4069455B2 - Battery charge state control device - Google Patents
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Description
本発明は、組電池の充電状態を制御する組電池充電状態制御装置に関する。 The present invention relates to an assembled battery charge state control device that controls the state of charge of an assembled battery.
従来、組電池の充電状態を制御する組電池充電状態制御装置として、特開2002−325370号公報に開示されているセルばらつき調整装置がある。セルばらつき調整装置は、組電池を構成するセルグループ毎に設けられ、セルグループを構成する複数の単位セルの充電状態を均等化する装置である。セルばらつき調整装置は、分圧回路と、比較回路と、論理回路と、放電回路とを備えている。 Conventionally, there is a cell variation adjusting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-325370 as an assembled battery charge state control device that controls the state of charge of the assembled battery. The cell variation adjusting device is a device that is provided for each cell group that constitutes the assembled battery and equalizes the charge states of a plurality of unit cells that constitute the cell group. The cell variation adjusting device includes a voltage dividing circuit, a comparison circuit, a logic circuit, and a discharge circuit.
分圧回路は、セルグループを構成する複数の単位セルに接続されている。分圧回路は、セルグループのグループ電圧を単位セルの数に応じて均等に分圧し、単位セルのセル電圧の制御目標となる基準電圧を出力する。分圧回路の出力した基準電圧は比較回路に入力される。比較回路は、分圧回路の出力した基準電圧を対応する単位セルのセル電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力する。比較回路の出力した信号は論理回路に入力される。論理回路は、比較回路の出力した信号に基づいて、単位セル毎の放電の可否を判定する。論理回路の出力は放電回路に入力される。放電回路は、論理回路の出力に基づいて対応するセルを短絡して放電させ、単位セルのセル電圧を分圧回路の出力する基準電圧に制御する。
ところで、セルグループを構成する複数の単位セルとセルばらつき調整装置との間で断線が発生した場合、分圧回路は、セルグループのグループ電圧に基づいた基準電圧を出力できなくなることがある。また、比較回路は、基準電圧を単位セルのセル電圧と比較することができなくなる。これにより、セルばらつき調整装置は、セルグループのグループ電圧及び単位セルのセル電圧に基づいて、複数ある単位セルの充電状態を制御することができなくなる。そのため、単位セルとセルばらつき調整装置との間の断線を確実に検出する必要がある。しかし、前述したセルばらつき調整装置では、単位セルとセルばらつき調整装置との間の断線を検出することはできない。 When a disconnection occurs between a plurality of unit cells constituting a cell group and the cell variation adjusting device, the voltage dividing circuit may not be able to output a reference voltage based on the group voltage of the cell group. In addition, the comparison circuit cannot compare the reference voltage with the cell voltage of the unit cell. As a result, the cell variation adjusting device cannot control the charge state of a plurality of unit cells based on the group voltage of the cell group and the cell voltage of the unit cell. For this reason, it is necessary to reliably detect disconnection between the unit cell and the cell variation adjusting device. However, the above-described cell variation adjusting device cannot detect disconnection between the unit cell and the cell variation adjusting device.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、組電池を構成するセルと、セルの充電状態を制御する組電池充電状態制御装置との間の断線を検出することができる組電池充電状態制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a set capable of detecting a disconnection between a cell constituting the assembled battery and the assembled battery charge state control device for controlling the charged state of the cell. An object of the present invention is to provide a battery charge state control device.
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、隣接するセルに接続される短絡回路の入力インピーダンスを異なる値にすることで、短絡回路の作動状態から、また、短絡回路及び異常検出回路の合成入力インピーダンスを異なる値にすることで、異常検出回路の異常検出状態から、さらに、短絡回路でセルを一時的に短絡した後の短絡回路の作動状態から、セルと短絡回路、短絡回路及び異常検出回路との間の断線を検出することができることを思いつき、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventor changed the input impedance of the short circuit connected to the adjacent cell to a different value from the operating state of the short circuit, In addition, by setting the combined input impedance of the short circuit and the abnormality detection circuit to different values, from the abnormality detection state of the abnormality detection circuit, from the operating state of the short circuit after temporarily short-circuiting the cell with the short circuit, The present inventors have come up with the idea that a disconnection between a cell and a short circuit, a short circuit, and an abnormality detection circuit can be detected.
すなわち、請求項1に記載の組電池充電状態制御装置は、組電池を構成する直列接続された複数のセルに接続され前記セルの電圧に基づいて前記セルを短絡する短絡回路を備えた組電池充電状態制御装置において、前記短絡回路は、隣接する前記セル毎に、前記セルの接続される入力端子間の短絡前の入力インピーダンスが異なり、さらに、隣接する前記セルと、隣接する前記セルに接続される前記短絡回路との間で断線が発生すると、隣接する前記セルの全電圧が、接続されていた前記短絡回路の入力インピーダンスによって分圧され、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に断線前とは異なる大きさの電圧が印加されて、接続されていた前記短絡回路の短絡状態が変化し、短絡状態が変化したことで、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に印加される電圧がさらに変化して、接続されていた前記短絡回路の短絡状態がさらに変化し、以降、変化が繰返される状態となり、前記状態における前記短絡回路の作動状態に基づいて前記セルと前記短絡回路との間の断線を検出する断線検出回路を有することを特徴とする。 That is, the assembled battery charge state control device according to claim 1 is provided with a short circuit that is connected to a plurality of cells connected in series constituting the assembled battery and shorts the cell based on the voltage of the cell. In the state-of-charge control device, the short circuit is different in input impedance before a short circuit between input terminals connected to the cells for each adjacent cell, and further connected to the adjacent cells and the adjacent cells. When a disconnection occurs between the short circuit and the entire voltage of the adjacent cells is divided by the input impedance of the short circuit connected, between the input terminals of the short circuit connected The voltage of a magnitude different from that before the disconnection is applied, the short circuit state of the connected short circuit is changed, the short circuit state is changed, and the connected short circuit And the voltage is further changed to be applied between the power terminals, a short-circuit state of the connected had the short circuit further changes, since, a state change is repeated, based on the operating state of the short circuit in the state It has a disconnection detection circuit which detects a disconnection between the cell and the short circuit.
請求項2に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項1に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、隣接する前記セル毎に、抵抗値の異なる抵抗を、前記セルの接続される入力端子間に有することを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項3に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項1又は2に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、前記セルの電圧が短絡電圧閾値より大きくなると前記セルを短絡し、前記断線検出回路は、前記短絡回路が隣接する前記セルを交互に繰返し短絡したとき、隣接する前記セル相互の接続点と前記短絡回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 3 is the assembled battery charge state control device according to claim 1, wherein the short circuit further includes the cell when the voltage of the cell becomes larger than a short circuit voltage threshold. When the short circuit alternately and repeatedly shorts adjacent cells, the disconnection detection circuit determines that a disconnection has occurred between the connection points between the adjacent cells and the short circuit. It is characterized by doing.
請求項4に記載の組電池充電状態制御装置は、組電池を構成する直列接続された複数のセルに接続され前記セルの電圧に基づいて前記セルを短絡する短絡回路と、組電池を構成する直列接続された複数のセルに接続され前記セルの電圧に基づいて前記セルの異常を検出する異常検出回路とを備えた組電池充電状態制御装置において、前記短絡回路及び前記異常検出回路は、隣接する前記セル毎に、前記セルの接続される入力端子間の短絡前の合成入力インピーダンスが異なり、さらに、隣接する前記セルと、隣接する前記セルに接続される前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生すると、隣接する前記セルの全電圧が、接続されていた前記短絡回路及び前記異常検出回路の合成入力インピーダンスによって分圧され、接続されていた前記短絡回路及び前記異常検出回路の入力端子間に断線前とは異なる大きさの電圧が印加されて、接続されていた前記短絡回路の短絡状態が変化し、短絡状態が変化したことで、接続されていた前記短絡回路及び前記異常検出回路の入力端子間に印加される電圧がさらに変化して、接続されていた前記短絡回路の短絡状態がさらに変化し、以降、変化が繰り返される状態となり、前記状態における前記異常検出回路の出力に基づいて前記セルと前記短絡回路及び前記異常検出回路との間の断線を検出する断線検出回路を有することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 4 configures the assembled battery, and a short circuit that is connected to a plurality of cells connected in series constituting the assembled battery and shorts the cell based on the voltage of the cell. In an assembled battery charge state control device comprising an abnormality detection circuit connected to a plurality of cells connected in series and detecting an abnormality of the cell based on the voltage of the cell, the short circuit and the abnormality detection circuit are adjacent to each other The combined input impedance before a short circuit between input terminals to which the cells are connected differs for each of the cells, and the adjacent cells, the short circuit and the abnormality detection circuit connected to the adjacent cells, When a disconnection occurs, all the voltages of the adjacent cells are divided and connected by the combined input impedance of the short circuit and the abnormality detection circuit that are connected. By applying a voltage of a magnitude different from that before disconnection between the input terminals of the short circuit and the abnormality detection circuit, the short circuit state of the connected short circuit was changed, and the short circuit state was changed, The voltage applied between the connected short circuit and the input terminal of the abnormality detection circuit is further changed, the short circuit state of the connected short circuit is further changed, and thereafter, the change is repeated. And a disconnection detection circuit for detecting a disconnection between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit based on an output of the abnormality detection circuit in the state .
請求項5に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項4に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、隣接する前記セル毎に、抵抗値の異なる抵抗を、前記セルに接続される入力端子間に有することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 5 is the assembled battery charge state control device according to claim 4, wherein the short circuit has a resistance having a different resistance value for each of the adjacent cells. It is characterized by having between input terminals connected to a cell.
請求項6に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項4に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記異常検出回路は、隣接する前記セル毎に、抵抗値の異なる抵抗を、前記セルの接続される入力端子間に有することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 6 is the assembled battery charge state control device according to claim 4, and further, the abnormality detection circuit has a resistance having a different resistance value for each of the adjacent cells. It is characterized by having between input terminals to which the cells are connected.
請求項7に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項4乃至6に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、前記セルの電圧が短絡電圧閾値より大きくなると前記セルを短絡し、前記異常検出回路は、前記セルの電圧を過充電電圧閾値と比較することで前記セルの過充電状態を検出し、前記断線検出回路は、前記異常検出回路が前記セルの過充電状態を繰返し検出したとき、前記セルと前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 7 is the assembled battery charge state control device according to any one of claims 4 to 6, wherein the short circuit further includes the cell when the voltage of the cell exceeds a short circuit voltage threshold. The abnormality detection circuit detects the overcharge state of the cell by comparing the voltage of the cell with an overcharge voltage threshold, and the disconnection detection circuit detects the overcharge of the cell. When the state is repeatedly detected, it is determined that a disconnection has occurred between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit.
請求項8に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項4乃至6に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、前記セルの電圧が短絡電圧閾値より大きくなると前記セルを短絡し、前記異常検出回路は、前記セルの電圧を過放電電圧閾値と比較することで前記セルの過放電状態を検出し、前記断線検出回路は、前記異常検出回路が前記セルの過放電状態を繰返し検出したとき、前記セルと前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 8 is the assembled battery charge state control device according to any one of claims 4 to 6, wherein the short circuit further includes the cell when the voltage of the cell exceeds a short circuit voltage threshold. The abnormality detection circuit detects the overdischarge state of the cell by comparing the voltage of the cell with an overdischarge voltage threshold, and the disconnection detection circuit detects that the abnormality detection circuit is overdischarged of the cell. When the state is repeatedly detected, it is determined that a disconnection has occurred between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit.
請求項9に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項4乃至6に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、前記セルの電圧が短絡電圧閾値より大きくなると前記セルを短絡し、前記異常検出回路は、前記セルの電圧を過充電電圧閾値及び過放電電圧閾値と比較することで前記セルの過充電状態及び過放電状態を検出し、前記断線検出回路は、隣接する前記セルに接続された前記異常検出回路が互いに過充電状態と過放電状態とを交互に繰返し検出したとき、隣接する前記セル相互の接続点と前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする。 The assembled battery charge state control device according to claim 9 is the assembled battery charge state control device according to any one of claims 4 to 6, wherein the short circuit further includes the cell when the voltage of the cell becomes larger than a short circuit voltage threshold. The abnormality detection circuit detects an overcharge state and an overdischarge state of the cell by comparing the voltage of the cell with an overcharge voltage threshold value and an overdischarge voltage threshold value. When the abnormality detection circuit connected to the cell repeatedly detects the overcharge state and the overdischarge state alternately, between the connection point between the adjacent cells and the short circuit and the abnormality detection circuit. It is determined that a disconnection has occurred.
請求項10に記載の組電池充電状態制御装置は、組電池を構成する直列接続された複数のセルに接続され前記セルの電圧に基づいて前記セルを短絡する短絡回路を備えた組電池充電状態制御装置において、さらに、隣接する前記セルの一方を前記短絡回路で短絡させ、隣接する前記セルと、隣接する前記セルに接続される前記短絡回路との間で断線が発生すると、隣接する前記セルの全電圧が、接続されていた前記短絡回路の入力インピーダンスによって分圧され、隣接するセルの一方を短絡させることで、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に短絡前とは異なる大きさの電圧が印加されて、接続されていた前記短絡回路の短絡状態が変化し、短絡状態が変化したことで、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に印加される電圧がさらに変化して、接続されていた前記短絡回路の短絡状態がさらに変化し、以降、変化が繰返される状態となり、前記状態における、前記短絡後の前記短絡回路の作動状態に基づいて前記セルと前記短絡回路との間の断線を検出する断線検出回路を有することを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項11に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項10に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記断線検出回路は、複数の前記セルを前記短絡回路でそれぞれ1つ置きに短絡させることを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項12に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項11に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記断線検出回路は、複数の前記セルを前記短絡回路で順次短絡させることを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項13に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項11に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記断線検出回路は、複数の前記セルを前記短絡回路で同時に短絡させることを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項14に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項11乃至13に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、前記短絡回路は、前記セルの電圧が短絡電圧閾値より大きくなると前記セルを短絡し、前記断線検出回路は、隣接する前記セルに接続された前記短絡回路が隣接するセルを交互に繰返し短絡したとき、隣接する前記セル相互の接続点と前記短絡回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項15に記載の組電池充電状態制御装置は、請求項1乃至14に記載の組電池充電状態制御装置において、さらに、車両に搭載された組電池の充電状態を制御することを特徴とする。
The assembled battery charge state control device according to
請求項1に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路との間で発生した断線を、短絡回路の作動状態から検出することができる。そのため、組電池充電状態制御装置の信頼性を向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the first aspect, it is possible to detect a disconnection generated between the cell and the short circuit from the operating state of the short circuit. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state control device can be improved.
隣接するセルとこれらのセルに接続される短絡回路との間で断線が発生すると、隣接するセルの全電圧が、これらのセルに接続されていた短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスによって分圧される。短絡回路の短絡前、隣接するセルに接続される短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスは、互いに異なる値に設定されている。そのため、隣接するセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、断線前に印加されていたセルの電圧とは異なる大きさの電圧が印加される。短絡回路は、入力端子間に印加されるセルの電圧とは異なる大きさの電圧に基づいて短絡する。 When a disconnection occurs between an adjacent cell and a short circuit connected to these cells, the total voltage of the adjacent cell is divided by the input impedance between the input terminals of the short circuit connected to these cells. Is done. Before the short circuit of the short circuit, the input impedance between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells is set to a different value. For this reason, a voltage having a magnitude different from the voltage of the cell applied before the disconnection is applied between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells. The short circuit is short-circuited based on a voltage having a magnitude different from the voltage of the cell applied between the input terminals.
ところで、短絡回路は、短絡することで入力端子間の入力インピーダンスが変化し、それに伴って、入力端子間に印加される電圧も変化する。短絡回路は、短絡することでさらに変化した入力端子間に印加される電圧に基づいて短絡状態を変化させる。そのため、短絡回路の作動状態に基づいて、セルと短絡回路との間で発生した断線を検出することができる。 By the way, when the short circuit is short-circuited, the input impedance between the input terminals changes, and accordingly, the voltage applied between the input terminals also changes. A short circuit changes a short circuit state based on the voltage applied between the input terminals which changed further by short-circuiting. Therefore, it is possible to detect a disconnection that occurs between the cell and the short circuit based on the operating state of the short circuit.
請求項2に記載の組電池充電状態制御装置によれば、隣接したセルに接続される短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスを確実に異なる値に設定することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the second aspect, the input impedance between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells can be reliably set to different values.
請求項3に記載の組電池充電状態制御装置によれば、隣接したセルに接続された短絡回路が隣接したセルを交互に繰返し短絡することで、セルと短絡回路との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、組電池充電状態制御装置の信頼性をさらに向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device according to claim 3, the occurrence of the disconnection between the cell and the short circuit is caused by the short circuit connected to the adjacent cell repeatedly shorting the adjacent cell alternately. Can be specified. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state control device can be further improved.
隣接するセル相互の接続点とこれらのセルに接続される短絡回路との間で断線が発生すると、隣接するセルの全電圧が、これらのセルに接続されていた短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスによって分圧される。短絡回路の短絡前、隣接するセルに接続される短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスは、互いに異なる値に設定されている。そのため、一方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より大きい電圧が印加される。また、他方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より小さな電圧が印加される。 When a disconnection occurs between the connection points between adjacent cells and the short circuit connected to these cells, the total voltage of the adjacent cells is input between the input terminals of the short circuit connected to these cells. Divided by impedance. Before the short circuit of the short circuit, the input impedance between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells is set to a different value. Therefore, a voltage larger than the short circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to one cell. In addition, a voltage smaller than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to the other cell.
短絡電圧閾値より大きい電圧が印加されることで、短絡回路は、一方のセルに対応する入力端子間を短絡する。一方のセルに対応する入力端子間を短絡したことで、入力端子間の入力インピーダンスが低下する。一方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より小さい電圧が印加される。また、他方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より大きい電圧が印加される。 By applying a voltage higher than the short-circuit voltage threshold, the short circuit short-circuits between the input terminals corresponding to one cell. By short-circuiting between the input terminals corresponding to one cell, the input impedance between the input terminals decreases. A voltage smaller than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to one cell. Further, a voltage larger than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short-circuit circuit connected to the other cell.
印加される電圧が短絡電圧閾値より大きい電圧から小さい電圧に変化することで、短絡回路は、一方のセルに対応する入力端子間を開放する。さらに、印加される電圧が短絡電圧閾値より小さい電圧から大きい電圧に変化することで、短絡回路は、他方のセルに対応する入力端子間を短絡する。以降、短絡回路は、隣接するセルに接続されていた短絡回路の入力端子間を交互に繰返し短絡する。そのため、短絡回路が隣接するセルを交互に繰返し短絡することで、隣接するセル相互の接続点と短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。 When the applied voltage changes from a voltage greater than the short-circuit voltage threshold to a smaller voltage, the short circuit opens the input terminals corresponding to one cell. Furthermore, the short circuit between the input terminals corresponding to the other cell is short-circuited by changing the applied voltage from a voltage smaller than the short-circuit voltage threshold value to a larger voltage. Thereafter, the short circuit alternately and repeatedly shorts between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells. For this reason, the short-circuit circuit alternately and repeatedly short-circuits the adjacent cells, so that a disconnection occurring between the connection point between the adjacent cells and the short-circuit can be identified and detected.
請求項4に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路及び異常検出回路との間で発生した断線を、異常検出回路の異常検出状態から検出することができる。そのため、組電池充電状態検出装置の信頼性を向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the fourth aspect, the disconnection that occurs between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit can be detected from the abnormality detection state of the abnormality detection circuit. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state detection device can be improved.
隣接するセルとこれらのセルに接続される短絡回路及び異常検出回路との間で断線が発生すると、隣接するセルの全電圧が、これらのセルに接続されていた短絡回路及び異常検出回路の入力端子間の合成入力インピーダンスによって分圧される。短絡回路の短絡前、隣接するセルに接続される短絡回路及び異常検出回路の入力端子間の合成入力インピーダンスは、互いに異なる値に設定されている。そのため、隣接するセルに接続される短絡回路及び異常検出回路の入力端子間には、断線前に印加されていたセルの電圧とは異なる大きさの電圧が印加される。短絡回路は、入力端子間に印加されるセルの電圧とは異なる大きさの電圧に基づいて短絡する。 When a disconnection occurs between an adjacent cell and a short circuit and abnormality detection circuit connected to these cells, the entire voltage of the adjacent cell is input to the short circuit and abnormality detection circuit connected to these cells. Divided by the combined input impedance between terminals. Before the short circuit of the short circuit, the combined input impedances between the input terminals of the short circuit and the abnormality detection circuit connected to the adjacent cells are set to different values. Therefore, a voltage having a magnitude different from the voltage of the cell applied before the disconnection is applied between the input terminals of the short circuit and the abnormality detection circuit connected to the adjacent cells. The short circuit is short-circuited based on a voltage having a magnitude different from the voltage of the cell applied between the input terminals.
ところで、短絡回路は、短絡することで入力端子間の入力インピーダンスが変化し、それに伴って、入力端子間に印加される電圧も変化する。そのため、入力端子間の電圧に基づいて、セルと短絡回路との間で発生した断線をセルの異常として検出することができる。 By the way, when the short circuit is short-circuited, the input impedance between the input terminals changes, and accordingly, the voltage applied between the input terminals also changes. Therefore, based on the voltage between input terminals, the disconnection which generate | occur | produced between the cell and the short circuit can be detected as a cell abnormality.
請求項5に記載の組電池充電状態制御装置によれば、隣接したセルに接続される短絡回路の入力インピーダンスを確実に異なる値に設定することができる。 According to the assembled battery charge state control apparatus of the fifth aspect, the input impedance of the short circuit connected to the adjacent cell can be reliably set to a different value.
請求項6に記載の組電池充電状態制御装置によれば、隣接したセルに接続される異常検出回路の入力インピーダンスを確実に異なる値に設定することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the sixth aspect, the input impedance of the abnormality detection circuit connected to the adjacent cell can be reliably set to a different value.
請求項7に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路及び異常検出回路との間で発生した断線を、セルの過充電状態として検出することができる。そのため、組電池充電状態検出装置の信頼性を確実に向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the seventh aspect, it is possible to detect a disconnection that occurs between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit as an overcharge state of the cell. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state detection device can be reliably improved.
隣接するセル相互の接続点とこれらのセルに接続される短絡回路及び異常検出回路との間で断線が発生すると、隣接するセルの全電圧が、これらのセルに接続されていた短絡回路及び異常検出回路の入力端子間の合成入力インピーダンスによって分圧される。短絡回路の短絡前、隣接するセルに接続される短絡回路及び異常検出の入力端子間の合成入力インピーダンスは、互いに異なる値に設定されている。そのため、一方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より大きい電圧が印加される。また、他方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より小さな電圧が印加される。 When a disconnection occurs between the connection point between adjacent cells and the short circuit and abnormality detection circuit connected to these cells, the entire voltage of the adjacent cell is changed to the short circuit and abnormality connected to these cells. The voltage is divided by the combined input impedance between the input terminals of the detection circuit. Before the short circuit of the short circuit, the combined input impedance between the short circuit connected to the adjacent cell and the input terminal for abnormality detection is set to a different value. Therefore, a voltage larger than the short circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to one cell. In addition, a voltage smaller than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to the other cell.
短絡電圧閾値より大きい電圧が印加されることで、短絡回路は、一方のセルに対応する入力端子間を短絡する。一方のセルに対応する入力端子間を短絡したことで、入力端子間の合成入力インピーダンスが低下する。一方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より小さい電圧が印加される。また、他方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より大きい電圧が印加される。 By applying a voltage higher than the short-circuit voltage threshold, the short circuit short-circuits between the input terminals corresponding to one cell. By short-circuiting between the input terminals corresponding to one cell, the combined input impedance between the input terminals is lowered. A voltage smaller than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to one cell. Further, a voltage larger than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short-circuit circuit connected to the other cell.
印加される電圧が短絡電圧閾値より大きい電圧から小さい電圧に変化することで、短絡回路は、一方のセルに対応する入力端子間を開放する。さらに、印加される電圧が短絡電圧閾値より小さい電圧から大きい電圧に変化することで、短絡回路は、他方のセルに対応する入力端子間を短絡する。以降、短絡回路が隣接するセルに接続されていた短絡回路の入力端子間を交互に繰返し短絡することで、入力端子間の電圧は交互に繰返し大きく変化する。そのため、異常検出回路が入力端子間の電圧を過充電電圧閾値と比較して過充電状態を繰返し検出することで、セルと短絡回路及び異常検出回路との間で発生した断線を検出することができる。 When the applied voltage changes from a voltage greater than the short-circuit voltage threshold to a smaller voltage, the short circuit opens the input terminals corresponding to one cell. Furthermore, the short circuit between the input terminals corresponding to the other cell is short-circuited by changing the applied voltage from a voltage smaller than the short-circuit voltage threshold value to a larger voltage. Thereafter, the voltage between the input terminals changes repeatedly and greatly by alternately short-circuiting the input terminals of the short-circuit connected to the adjacent cells. Therefore, the abnormality detection circuit can detect the disconnection that occurs between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit by comparing the voltage between the input terminals with the overcharge voltage threshold and repeatedly detecting the overcharge state. it can.
請求項8に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路及び異常検出回路との間で発生した断線を、セルの過放電状態として検出することができる。そのため、組電池充電状態検出装置の信頼性を確実に向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the eighth aspect, the disconnection that occurs between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit can be detected as the overdischarge state of the cell. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state detection device can be reliably improved.
前述したように、短絡回路が隣接するセルに接続されていた短絡回路の入力端子間を交互に繰返し短絡することで、入力端子間の電圧は交互に繰返し大きく変化する。そのため、異常検出回路が入力端子間の電圧を過放電電圧閾値と比較して過放電状態を繰返し検出することで、セルと短絡回路及び異常検出回路との間で発生した断線を検出することができる。 As described above, when the short-circuit is repeatedly short-circuited between the input terminals of the short-circuit connected to the adjacent cells, the voltage between the input terminals is repeatedly and greatly changed. Therefore, the abnormality detection circuit can detect the disconnection that occurs between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit by comparing the voltage between the input terminals with the overdischarge voltage threshold and repeatedly detecting the overdischarge state. it can.
請求項9に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルの過充電状態と過放電状態の発生状況から、隣接するセル相互の接続点と短絡回路及び異常検出回路との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、組電池充電状態検出装置の信頼性をさらに向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device according to claim 9, the disconnection between the connection point between the adjacent cells, the short circuit and the abnormality detection circuit is determined based on the occurrence state of the overcharge state and the over discharge state of the cell. The location of occurrence can be identified. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state detection device can be further improved.
前述したように、短絡回路が隣接するセルに接続されていた短絡回路の入力端子間を交互に繰返し短絡することで、入力端子間の電圧は交互に繰返し大きく変化する。そのため、異常検出回路が入力端子間の電圧を過充電電圧閾値及び過放電電圧閾値と比較して、過充電状態と過放電状態を交互に繰返し検出することで、隣接するセルと短絡回路及び異常検出回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。 As described above, when the short-circuit is repeatedly short-circuited between the input terminals of the short-circuit connected to the adjacent cells, the voltage between the input terminals is repeatedly and greatly changed. Therefore, the abnormality detection circuit compares the voltage between the input terminals with the overcharge voltage threshold value and the overdischarge voltage threshold value, and alternately and repeatedly detects the overcharge state and the overdischarge state. A disconnection occurring between the detection circuit and the detection circuit can be detected by specifying the disconnection location.
請求項10に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路との間で発生した断線を、短絡回路の作動状態から検出することができる。そのため、組電池充電状態制御装置の信頼性を向上することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the tenth aspect, it is possible to detect the disconnection generated between the cell and the short circuit from the operating state of the short circuit. Therefore, the reliability of the assembled battery charge state control device can be improved.
隣接するセルとこれらのセルに接続される短絡回路との間で断線が発生すると、隣接するセルの全電圧が、これらのセルに接続されていた短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスによって分圧される。 When a disconnection occurs between an adjacent cell and a short circuit connected to these cells, the total voltage of the adjacent cell is divided by the input impedance between the input terminals of the short circuit connected to these cells. Is done.
ところで、短絡回路は、短絡することで入力端子間の入力インピーダンスが変化し、それに伴って、入力端子間に印加される電圧も変化する。そのため、隣接するセルに接続される短絡回路の入力端子間には、短絡前に印加されていたセルの電圧とは異なる大きさの電圧が印加される。短絡回路は、入力端子間に印加されるセルの電圧とは異なる大きさの電圧に基づいて短絡状態を変化させる。そのため、短絡回路の作動状態に基づいて、セルと短絡回路との間で発生した断線を検出することができる。 By the way, when the short circuit is short-circuited, the input impedance between the input terminals changes, and accordingly, the voltage applied between the input terminals also changes. Therefore, a voltage having a magnitude different from that of the cell applied before the short circuit is applied between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells. A short circuit changes a short circuit state based on the voltage of the magnitude | size different from the voltage of the cell applied between input terminals. Therefore, it is possible to detect a disconnection that occurs between the cell and the short circuit based on the operating state of the short circuit.
請求項11に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路との間で発生した断線の検出時間を短縮することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the eleventh aspect, it is possible to shorten the detection time of the disconnection generated between the cell and the short circuit.
請求項12に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路との間で発生した断線を、確実に検出することができる。 According to the assembled battery charge state control apparatus of the twelfth aspect, it is possible to reliably detect the disconnection that occurs between the cell and the short circuit.
請求項13に記載の組電池充電状態制御装置によれば、セルと短絡回路との間で発生した断線の検出時間をさらに短縮することができる。 According to the assembled battery charge state control device of the thirteenth aspect, it is possible to further reduce the detection time of the disconnection generated between the cell and the short circuit.
請求項14に記載の組電池充電状態制御装置によれば、隣接したセルに接続された短絡回路が隣接したセルを交互に短絡することで、セルと短絡回路との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、組電池充電状態制御装置の信頼性をさらに向上することができる。
According to the assembled battery charge state control device according to
隣接するセル相互の接続点とこれらのセルに接続される短絡回路との間で断線が発生すると、隣接するセルの全電圧が、これらのセルに接続されていた短絡回路の入力端子間の入力インピーダンスによって分圧される。 When a disconnection occurs between the connection points between adjacent cells and the short circuit connected to these cells, the total voltage of the adjacent cells is input between the input terminals of the short circuit connected to these cells. Divided by impedance.
ところで、短絡回路が短絡すると入力端子間の入力インピーダンスが低下する。そのため、隣接するセルに接続される短絡回路が一方のセルを短絡すると、一方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より小さい電圧が印加される。また、他方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より大きい電圧が印加される。 By the way, when the short circuit is short-circuited, the input impedance between the input terminals is lowered. Therefore, when a short circuit connected to an adjacent cell short-circuits one cell, a voltage smaller than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to one cell. Further, a voltage larger than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short-circuit circuit connected to the other cell.
短絡電圧閾値より大きい電圧が印加されることで、短絡回路は、他方のセルに対応する入力端子間を短絡する。他方のセルに対応する入力端子間を短絡したことで、入力端子間の入力インピーダンスが低下する。他方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より小さい電圧が印加される。また、一方のセルに接続されていた短絡回路の入力端子間には、短絡電圧閾値より大きい電圧が印加される。 When a voltage larger than the short circuit voltage threshold is applied, the short circuit short-circuits between the input terminals corresponding to the other cell. By short-circuiting between the input terminals corresponding to the other cell, the input impedance between the input terminals decreases. A voltage smaller than the short circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to the other cell. In addition, a voltage larger than the short-circuit voltage threshold is applied between the input terminals of the short circuit connected to one cell.
印加される電圧が短絡電圧閾値より大きい電圧から小さい電圧に変化することで、短絡回路は他方のセルに対応する入力端子間を開放する。さらに、印加される電圧が短絡電圧閾値より小さい電圧から大きい電圧に変化することで、短絡回路は一方のセルに対応する入力端子間を短絡する。以降、短絡回路は、隣接するセルに接続されていた短絡回路の入力端子間を交互に繰返し短絡する。そのため、短絡回路が隣接するセルを交互に繰返し短絡することで、隣接するセル相互の接続点と短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。 When the applied voltage changes from a voltage greater than the short-circuit voltage threshold value to a smaller voltage, the short circuit opens the input terminals corresponding to the other cell. Furthermore, when the applied voltage changes from a voltage smaller than the short circuit voltage threshold value to a larger voltage, the short circuit short-circuits between the input terminals corresponding to one cell. Thereafter, the short circuit alternately and repeatedly shorts between the input terminals of the short circuit connected to the adjacent cells. For this reason, the short-circuit circuit alternately and repeatedly short-circuits the adjacent cells, so that a disconnection occurring between the connection point between the adjacent cells and the short-circuit can be identified and detected.
請求項15に記載の組電池充電状態制御装置によれば、車両において、組電池を構成するセルと、セルの充電状態を制御する組電池充電状態制御装置との間の断線を検出することができる。そのため、車両に搭載される組電池充電状態制御装置の信頼性を向上することができる。
According to the assembled battery charge state control device according to
本実施形態は、本発明に係る組電池充電状態制御装置を、ハイブリッド電気自動車の駆動用モータに電力を供給する組電池を有するとともに、組電池の状態に関するデータを出力する組電池システムに適用した例を示す。 In this embodiment, the assembled battery charge state control device according to the present invention is applied to an assembled battery system that has an assembled battery that supplies power to a drive motor of a hybrid electric vehicle and outputs data related to the state of the assembled battery. An example is shown.
(第1実施形態)
第1実施形態における組電池システムの構成図を図1に、充電状態制御装置の回路図を図2に示す。そして、図1及び図2を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。
(First embodiment)
The block diagram of the assembled battery system in 1st Embodiment is shown in FIG. 1, and the circuit diagram of a charge condition control apparatus is shown in FIG. Then, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, a specific description will be given in the order of configuration, operation, and effect.
まず、組電池システムの構成について説明する。図1に示すように、組電池システム1は、組電池10と、充電状態制御装置CEU1〜CEUn(組電池充電状態制御装置)と、電流センサ11と、組電池コントローラ12とから構成されている。組電池コントローラ12には、ハイブリッド電気自動車コントローラ2(以下HEVコントローラという)が接続されている。さらに、HEVコントローラ2には、インバータ3を介してモータ4が接続されている。
First, the configuration of the assembled battery system will be described. As shown in FIG. 1, the assembled battery system 1 includes an assembled
組電池10は、例えば、充放電可能な6個のセルからなるn組のセルグループCG1〜CGnを直列接続して構成される直流電源である。組電池10の正極端子と負極端子はそれぞれインバータ3に接続されている。
The assembled
充電状態制御装置CEU1〜CEUnは、それぞれ対応するセルグループCG1〜CGn毎に設けられ、セルグループCG1〜CGnを構成する個々のセルの充電状態を制御する装置である。充電状態制御装置CEU1〜CEUnの入力端子は対応するセルグループCG1〜CGnを構成する個々のセルの正極端子と負極端子に、出力端子は組電池コントローラ12にそれぞれ接続されている。
The charge state control devices CEU1 to CEUn are devices that are provided for the corresponding cell groups CG1 to CGn, respectively, and control the charge states of the individual cells constituting the cell groups CG1 to CGn. The input terminals of the charge state control devices CEU1 to CEUn are connected to the positive and negative terminals of the individual cells constituting the corresponding cell groups CG1 to CGn, and the output terminals are connected to the assembled
電流センサ11は、組電池10に流れる電流を検出するセンサである。電流センサ11は、組電池10の負極端子とインバータ3との間に配設され、電流センサ11の出力端子は組電池コントローラ12に接続されている。
The
組電池コントローラ12は、セルグループCG1〜CGnの電圧、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの出力及び組電池10を流れる電流に基づいて、組電池10の状態に関するデータを出力する装置である。組電池コントローラ12の入力端子はセルグループCG1〜CGnの正極端子と負極端子、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの出力端子及び電流センサ11の出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子はHEVコントローラ2に接続されている。
The assembled
次に、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの具体的構成について詳細に説明する。充電状態制御装置CEU1〜CEUnは互いに同じ構成であるため、ここでは、充電状態制御装置CEU1についてのみ説明する。 Next, a specific configuration of the charge state control devices CEU1 to CEUn will be described in detail. Since the charge state control devices CEU1 to CUn have the same configuration, only the charge state control device CEU1 will be described here.
図2に示すように、充電状態制御装置CEU1は、セル短絡回路S11〜S16(短絡回路)と、マイクロコンピュータCPU10(断線検出回路)とから構成されている。充電状態制御装置CEU1は、直列接続された6個のセルC11〜C16からなるセルグループCG1に接続されている。 As shown in FIG. 2, the charge state control device CEU1 includes cell short circuits S11 to S16 (short circuit) and a microcomputer CPU 10 (disconnection detection circuit). The charge state control device CEU1 is connected to a cell group CG1 including six cells C11 to C16 connected in series.
セル短絡回路S11〜S16は、それぞれ対応するセルC11〜C16に接続され、セルC11〜C16の電圧が、短絡電圧閾値より大きいとき、セルC11〜C16を短絡して放電させる回路である。 The cell short circuits S11 to S16 are circuits that are connected to the corresponding cells C11 to C16, respectively, and discharge the cells C11 to C16 by short-circuiting when the voltage of the cells C11 to C16 is greater than the short-circuit voltage threshold.
セル短絡回路S11は、セル電圧分圧回路110と、短絡判定用基準電圧回路111と、コンパレータCP11と、トランジスタTR11と、短絡用抵抗R11とから構成され、セルC11に接続されている。
The cell short circuit S11 includes a cell voltage
セル電圧分圧回路110はセルC11の電圧を分圧して出力する回路である。セル電圧分圧回路110は抵抗110a、110bで構成されている。抵抗110aと抵抗110bは直列接続され、抵抗110aの一端はセルC11の正極端子に、抵抗110bの一端はセルC11の負極端子にそれぞれ接続されている。
The cell
短絡判定用基準電圧回路111は、セルC11における短絡の実施可否を判定するための短絡電圧閾値に相当する基準電圧を出力する回路である。短絡判定用基準電圧回路111は、抵抗111aと、短絡判定用基準電源111bとから構成されている。抵抗111aの一端はセルC11の正極端子に、他端は短絡判定用基準電源111bの正極端子にそれぞれ接続され、短絡判定用基準電源111bの負極端子はセルC11の負極端子に接続されている。
The short-circuit determination
コンパレータCP11は、セル電圧分圧回路110で分圧されたセルC11の電圧を短絡判定用基準電圧回路111の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP11は、分圧されたセルC11の電圧が短絡電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ハイレベルを出力する。コンパレータCP11の非反転入力端子は抵抗110aと抵抗110bの接続点に、反転入力端子は抵抗111aと短絡判定用基準電源111bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はトランジスタTR11とマイクロコンピュータCPU10に接続されている。
The comparator CP <b> 11 is an element that compares the voltage of the cell C <b> 11 divided by the cell
トランジスタTR11は、セルC11を短絡するためのスイッチング素子である。短絡用抵抗R11は、トランジスタTR11がセルC11を短絡したとき、セルC11に流れる短絡電流を制限するための素子である。トランジスタTR11のベースはコンパレータCP11の出力端子に、コレクタは短絡用抵抗R11を介してセルC11の正極端子に、エミッタはセルC11の負極端子にそれぞれ接続されている。 The transistor TR11 is a switching element for short-circuiting the cell C11. The short-circuit resistor R11 is an element for limiting a short-circuit current flowing through the cell C11 when the transistor TR11 short-circuits the cell C11. The base of the transistor TR11 is connected to the output terminal of the comparator CP11, the collector is connected to the positive terminal of the cell C11 via the short-circuit resistor R11, and the emitter is connected to the negative terminal of the cell C11.
セルC11に隣接するセルC12には、セル短絡回路S12が接続されている。セル短絡回路S12は、セル電圧分圧回路120と、短絡判定用基準電圧回路121と、コンパレータCP12と、トランジスタTR12と、短絡用抵抗R12とから構成されている。
A cell short circuit S12 is connected to the cell C12 adjacent to the cell C11. The cell short circuit S12 includes a cell
セル電圧分圧回路120はセルC12の電圧を分圧して出力する回路である。セル電圧分圧回路120は抵抗120a、120bで構成されている。抵抗120aと抵抗120bは直列接続され、抵抗120aの一端はセルC12の正極端子に、抵抗120bの一端はセルC12の負極端子にそれぞれ接続されている。
The cell
短絡判定用基準電圧回路121は、セルC12における短絡の実施可否を判定するための短絡電圧閾値に相当する基準電圧を出力する回路である。短絡判定用基準電圧回路121は、抵抗121aと、短絡判定用基準電源121bとから構成されている。抵抗121aの一端はセルC12の正極端子に、他端は短絡判定用基準電源121bの正極端子にそれぞれ接続され、短絡判定用基準電源121bの負極端子はセルC12の負極端子に接続されている。
The short-circuit determination
コンパレータCP12は、セル電圧分圧回路120で分圧されたセルC12の電圧を短絡判定用基準電圧回路121の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP12は、分圧されたセルC12の電圧が短絡電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ハイレベルを出力する。コンパレータCP12の非反転入力端子は抵抗120aと抵抗120bの接続点に、反転入力端子は抵抗121aと短絡判定用基準電源121bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はトランジスタTR12とマイクロコンピュータCPU10に接続されている。
The comparator CP <b> 12 is an element that compares the voltage of the cell C <b> 12 divided by the cell
トランジスタTR12は、セルC12を短絡するためのスイッチング素子である。短絡用抵抗R12は、トランジスタTR12がセルC12を短絡したとき、セルC12に流れる短絡電流を制限するための素子である。トランジスタTR12のベースはコンパレータCP12の出力端子に、コレクタは短絡用抵抗R12を介してセルC12の正極端子に、エミッタはセルC12の負極端子にそれぞれ接続されている。 The transistor TR12 is a switching element for short-circuiting the cell C12. The short-circuit resistor R12 is an element for limiting a short-circuit current flowing through the cell C12 when the transistor TR12 short-circuits the cell C12. The base of the transistor TR12 is connected to the output terminal of the comparator CP12, the collector is connected to the positive terminal of the cell C12 via the short-circuit resistor R12, and the emitter is connected to the negative terminal of the cell C12.
ここで、セル短絡回路S12のセル電圧分圧回路120は、その分圧比がセル短絡回路S11のセル電圧分圧回路110の分圧比と等しく、かつ、その合成抵抗値がセル電圧分圧回路110の合成抵抗値より大きくなるように設定されている。また、セル短絡回路S11の短絡判定用基準電圧回路111とセル短絡回路S12の短絡判定用基準電源回路121は、抵抗111aと抵抗121aの抵抗値及び短絡判定用基準電源111bと短絡判定用基準電源121bの内部抵抗値がそれぞれ等しくなるように設定されている。さらに、セル短絡回路S11のコンパレータCP11とセル短絡回路S12のコンパレータCP12は、入力インピーダンスが互いに等しくなるように設定されている。つまり、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のとき、セル短絡回路S12は、セル短絡回路S11より入力インピーダンスが大きくなるように設定されている。
Here, the cell
また、トランジスタTR11、TR12がオン状態になると、セル短絡回路S11、S12の入力端子間に、抵抗R11、R12が接続される。抵抗R11、R12は、トランジスタTR11、TR12がオン状態のとき、セル短絡回路S11、S12の入力インピーダンスが、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のときより小さくなるように設定されている。 Further, when the transistors TR11 and TR12 are turned on, the resistors R11 and R12 are connected between the input terminals of the cell short circuits S11 and S12. The resistors R11 and R12 are set such that when the transistors TR11 and TR12 are in the on state, the input impedances of the cell short circuits S11 and S12 are smaller than when the transistors TR11 and TR12 are in the off state.
セルC13〜C16には、それぞれセル短絡回路S13〜S16が接続されている。セル短絡回路S13、S15はセル短絡回路S11と、セル短絡回路S14、S16はセル短絡回路S12とそれぞれ同じ回路であるので説明は省略する。 Cell short circuits S13 to S16 are connected to the cells C13 to C16, respectively. The cell short circuits S13 and S15 are the same circuits as the cell short circuit S11, and the cell short circuits S14 and S16 are the same circuits as the cell short circuit S12, respectively.
マイクロコンピュータCPU10は、セル短絡回路S11〜S16の作動状態に基づいて、セルC11〜C16とセル短絡回路S11〜S16との間で発生する断線を、断線箇所を特定して検出する素子である。マイクロコンピュータCPU10は、セルC11〜C16とセル短絡回路S11〜S16との間の少なくともいずれかで断線が発生したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12に出力する。マイクロコンピュータCPU10の6つの入力端子はセル短絡回路S11〜S16のコンパレータCP11〜CP16とトランジスタTR11〜TR16の接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子は組電池コントローラ12に接続されている。
The microcomputer CPU10 is an element that identifies and detects the disconnection that occurs between the cells C11 to C16 and the cell short circuits S11 to S16 based on the operating state of the cell short circuits S11 to S16. Microcomputer CPU10 outputs the data regarding a disconnection location to assembled
次に、図1及び図2を参照して具体的動作について説明する。ハイブリッド電気自動車は、エンジンの運転効率が高い定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。図1に示すように、このとき、組電池10の充電量が不足している場合、モータ4は、エンジンの駆動力によって回転することで発電機として機能し、インバータ3を介して組電池10を充電する。これに対して、エンジンの運転効率が低い始動時及びフル加速時には、ハイブリッド電気自動車は、組電池10からインバータ3を介して供給される電力によって発生するモータ4の駆動力を利用して走行する。
Next, a specific operation will be described with reference to FIGS. The hybrid electric vehicle travels with the driving force of the engine during constant speed traveling with high engine operating efficiency. As shown in FIG. 1, at this time, when the charge amount of the assembled
組電池システム1は、組電池10から電力を供給するとともに、組電池10を構成するセルグループCG1〜CGnの電圧、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの出力及び組電池10を流れる電流に基づいて、組電池10の状態に関するデータを出力する。HEVコントローラ2は、組電池システム1の出力する組電池10の状態に関するデータに基づき、インバータ3を介してモータ4を適切に制御する。
The assembled battery system 1 supplies power from the assembled
図2に示すように、例えば、セルC11の電圧が短絡電圧閾値より大きくなった場合、セルC11の電圧は短絡回路S11のセル電圧分圧回路110で分圧される。セル電圧分圧回路110で分圧されたセルC11の電圧は、コンパレータCP11で短絡判定用基準電圧回路111の出力する基準電圧と比較される。セルC11の電圧は短絡電圧閾値より大きいため、コンパレータCP11はハイレベルを出力する。コンパレータCP11の出力がハイレベルになると、トランジスタTR11がオン状態となり、抵抗R11を介してセルC11を短絡して放電させる。セルC11は放電することで電圧が低下する。セルC11の電圧が短絡電圧閾値以下になると、トランジスタTR11はオフ状態となり、セルC11の放電は停止する。
As shown in FIG. 2, for example, when the voltage of the cell C11 becomes larger than the short circuit voltage threshold, the voltage of the cell C11 is divided by the cell
これに対し、例えば、隣接するセルC11、C12の接続点とセル短絡回路S11、S12との間にあるA点で断線が発生した場合、直列接続されたセルC11、C12の全電圧が、入力端子を直列接続されたセル短絡回路S11、S12に印加される。 On the other hand, for example, when a disconnection occurs at a point A between the connection point of the adjacent cells C11 and C12 and the cell short circuit S11 and S12, all voltages of the cells C11 and C12 connected in series are input. The terminals are applied to the cell short circuits S11 and S12 connected in series.
ところで、セル短絡回路S11、S12の短絡前、セル短絡回路S12の入力インピーダンスは、セル短絡回路S11の入力インピーダンスより大きくなるように設定されている。そのため、セル短絡回路S12の入力端子間には、セル短絡回路S11、S12の入力インピーダンスの比で決まるセルC12の電圧より大きい電圧が印加される。セル短絡回路S12の入力端子間の電圧は、セル短絡回路S11、S12の短絡前の入力インピーダンスを最適に設定することで、短絡電圧閾値より大きい電圧とすることができる。 By the way, before the short circuit of the cell short circuits S11 and S12, the input impedance of the cell short circuit S12 is set to be larger than the input impedance of the cell short circuit S11. Therefore, a voltage higher than the voltage of the cell C12 determined by the ratio of the input impedances of the cell short circuits S11 and S12 is applied between the input terminals of the cell short circuit S12. The voltage between the input terminals of the cell short circuit S12 can be set higher than the short circuit voltage threshold by optimally setting the input impedance before the short circuit of the cell short circuits S11 and S12.
セル短絡回路S12の入力端子間の電圧はセル電圧分圧回路120で分圧される。セル電圧分圧回路120で分圧されたセル短絡回路S12の入力端子間の電圧は、コンパレータCP12で短絡判定用基準電圧回路121の出力する基準電圧と比較される。セル短絡回路S12の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より大きいため、コンパレータCP12はハイレベルを出力する。コンパレータCP12がハイレベルを出力することで、トランジスタTR12はオン状態となり、抵抗R12を介してセル短絡回路S12の入力端子間を短絡する。セル短絡回路S12の入力端子間が短絡されることで、セル短絡回路S12の入力インピーダンスは、トランジスタTR12がオフ状態のときより小さくなる。セル短絡回路S11の短絡前の入力インピーダンスとセル短絡回路S12の短絡後の入力インピーダンスを最適に設定することで、セル短絡回路S12の入力端子間の電圧は、短絡電圧閾値より小さい電圧に、セル短絡回路S11の入力端子間の電圧は、短絡電圧閾値より大きい電圧にすることができる。
The voltage between the input terminals of the cell short circuit S12 is divided by the cell
セル短絡回路S12の入力端子間の電圧はセル電圧分圧回路120で分圧される。セル電圧分圧回路120で分圧されたセル短絡回路S12の入力端子間の電圧は、コンパレータCP12で短絡判定用基準電圧回路121の出力する基準電圧と比較される。セル短絡回路S12の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より小さいため、コンパレータCP12はローレベルを出力する。コンパレータCP12がローレベルを出力することで、トランジスタTR12はオフ状態となり、セル短絡回路S12の入力端子間の短絡が開放される。さらに、セル短絡回路S11の入力端子間の電圧はセル電圧分圧回路110で分圧される。セル電圧分圧回路110で分圧されたセル短絡回路S11の入力端子間の電圧は、コンパレータCP11で短絡判定用基準電圧回路111の出力する基準電圧と比較される。セル短絡回路S11の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より大きいため、コンパレータCP11はハイレベルを出力する。コンパレータCP11がハイレベルを出力することで、トランジスタTR11はオン状態となり、抵抗R11を介してセル短絡回路S11の入力端子間を短絡する。
The voltage between the input terminals of the cell short circuit S12 is divided by the cell
以降、セル短絡回路S11、S12は、隣接するセルC11、C12に接続されていた短絡回路S11、S12の入力端子間を交互に繰返し短絡する。コンパレータCP11、CP12の出力はマイクロコンピュータCPU10に入力される。マイクロコンピュータCPU10は、コンパレータCP11、CP12の出力が、ハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC11、C12相互の接続点とセル短絡回路S11、S12との間で断線が発生していると判定し、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C12〜C16の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Thereafter, the cell short circuits S11 and S12 alternately and repeatedly short-circuit the input terminals of the short circuits S11 and S12 connected to the adjacent cells C11 and C12. The outputs of the comparators CP11 and CP12 are input to the microcomputer CPU10. When the outputs of the comparators CP11 and CP12 alternate between high level and low level, the microcomputer CPU10 generates a disconnection between the connection point between the adjacent cells C11 and C12 and the cell short circuit S11 and S12. It is determined that the battery is disconnected, and data relating to the disconnected portion is output to the
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU1は、隣接したセルC11、C12に接続されたセル短絡回路S11、S12が交互に繰返し短絡することで、セルC11、C12とセル短絡回路S11、S12との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU1及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU2〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, the charge state control device CEU1 is configured such that the cell short circuits S11 and S12 connected to the adjacent cells C11 and C12 are alternately and repeatedly short-circuited, whereby the cells C11 and C12 and the cell short circuits S11 and S12. It is possible to identify the occurrence location of disconnection between the two. Therefore, it is possible to improve the reliability of the charge state detection device CEU1 and the charge state detection devices CEU2 to CUn having the same circuit configuration.
また、充電状態制御装置CEU1は、セル分圧回路110、120の合成抵抗値をそれぞれ異なる値に設定することで、セル短絡回路S11、S12の入力端子間の短絡前の入力インピーダンスを確実に異なる値に設定することができる。
Further, the charging state control device CEU1 reliably sets different input impedances before the short circuit between the input terminals of the cell short circuit S11 and S12 by setting the combined resistance values of the cell
なお、上述した実施形態では、隣接するセルに接続されるセル短絡回路において、セル電圧分圧回路の合成抵抗値をそれぞれ異なる値に設定している例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図3に示すように、セル短絡回路S11の入力端子間に、セル電圧分圧回路110とは別に抵抗112を接続し、この抵抗の抵抗値を隣接するセルに接続されるセル短絡回路毎にそれぞれ異なる値に設定してもよい。この場合、全てのセル短絡回路において、セル電圧分圧回路、短絡判定用基準電圧回路及びコンパレータを共通化でき、回路を構成する部品の種類の増加を抑えることができる。
In the above-described embodiment, the example in which the combined resistance value of the cell voltage divider circuit is set to a different value in the cell short circuit connected to the adjacent cell is given. is not. For example, as shown in FIG. 3, between the input terminals of the cell short circuit S11, a
(第2実施形態)
次に、第2実施形態における充電状態制御装置の回路図を図4に示す。ここでは、第1実施形態における組電池システム1との相違部分である充電状態制御装置CEU1〜CEUnについて説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
(Second Embodiment)
Next, FIG. 4 shows a circuit diagram of the charging state control device in the second embodiment. Here, the state-of-charge control devices CEU1 to CEUn, which are different from the assembled battery system 1 in the first embodiment, will be described, and the description of the common portions other than the necessary portions will be omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as 1st Embodiment.
まず、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの具体的構成について詳細に説明する。充電状態制御装置CEU1〜CEUnは互いに同じ構成であるため、ここでは、充電状態制御装置CEU2についてのみ説明する。 First, the specific configuration of the charge state control devices CEU1 to CEUn will be described in detail. Since the charge state control devices CEU1 to CUn have the same configuration, only the charge state control device CEU2 will be described here.
図4に示すように、充電状態制御装置CEU2は、セル短絡回路S2(短絡回路)と、マイクロコンピュータCPU20(断線検出回路)とから構成されている。充電状態制御装置CEU2は、直列接続された6個のセルC21〜C26からなるセルグループCG2に接続されている。 As shown in FIG. 4, the charge state control device CEU2 includes a cell short circuit S2 (short circuit) and a microcomputer CPU 20 (disconnection detection circuit). The charge state control device CEU2 is connected to a cell group CG2 including six cells C21 to C26 connected in series.
セル短絡回路S2は、セルグループCG2に接続され、セルグループCG2を構成するセルC21〜C26の電圧が短絡電圧閾値より大きいとき、セルC21〜C26を短絡して放電させる回路である。セル短絡回路S2は、グループ電圧分圧回路20と、コンパレータCP21〜CP25と、論理回路21と、トランジスタTR21〜TR26と、短絡用抵抗R21〜R26とから構成されている。
The cell short circuit S2 is a circuit that is connected to the cell group CG2 and discharges the cells C21 to C26 by short-circuiting when the voltages of the cells C21 to C26 constituting the cell group CG2 are larger than the short-circuit voltage threshold. The cell short circuit S2 includes a group
グループ電圧分圧回路20は、セルグループCG2のグループ電圧をセルの数に応じて均等に分圧し、セルC21〜C26における短絡の実施可否を判定するための短絡電圧閾値に相当する基準電圧を出力する回路である。グループ電圧分圧回路20は抵抗20a〜20fで構成されている。抵抗20a〜20fは直列接続され、抵抗20aの一端はセルグループCG2の正極端子に、抵抗20fの一端はセルグループCG2の負極端子にそれぞれ接続されている。
The group
コンパレータCP21〜CP25は、セルC21〜C26の接続点の電圧を、グループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP21〜CP25は、セルC21〜C26の接続点の電圧が、短絡電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ローレベルを出力する。コンパレータCP21〜CP25の非反転入力端子は抵抗20a〜20fの接続点に、反転入力端子はセルC21〜C26の接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子は論理回路21に接続されている。
The comparators CP21 to CP25 are elements that compare the voltage at the connection point of the cells C21 to C26 with the reference voltage output from the group
論理回路21は、コンパレータCP21〜CP25の出力に基づいて、短絡するセルを判定する回路である。論理回路21は、短絡するセルを判定したとき、対応するセルに対してハイレベルを出力する。論理回路21の5つの入力端子はコンパレータCP21〜CP25の出力端子に、6つの出力端子はトランジスタ回路TR21〜TR26とマイクロコンピュータCPU20にそれぞれ接続されている。
The
トランジスタTR21〜TR26は、セルC21〜C26を短絡するためのスイッチング素子である。短絡用抵抗R21〜R26は、トランジスタTR21〜TR26がセルC21〜C26を短絡したとき、セルC21〜C26に流れる短絡電流を制限するための素子である。トランジスタTR21〜TR26のベースは論理回路21の出力端子に、コレクタは短絡用抵抗R21〜R26を介してセルC21〜C26の正極端子に、エミッタはセルC21〜C26の負極端子にそれぞれ接続されている。
The transistors TR21 to TR26 are switching elements for short-circuiting the cells C21 to C26. The short-circuit resistors R21 to R26 are elements for limiting a short-circuit current flowing through the cells C21 to C26 when the transistors TR21 to TR26 short-circuit the cells C21 to C26. The bases of the transistors TR21 to TR26 are connected to the output terminal of the
ここで、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のとき、セルC22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスは、セルC21の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスより大きくなるように設定されている。また、トランジスタTR21、TR22がオン状態になると、セルC21、C22の接続される短絡回路S2の入力端子間に、抵抗R21、R22が接続される。抵抗R21、R22は、トランジスタTR21、TR22がオン状態のとき、セルC21、C22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスが、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のときより小さくなるように設定されている。 Here, when the transistors TR21 and TR22 are in the OFF state, the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cell C22 is connected becomes larger than the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cell C21 is connected. Is set to Further, when the transistors TR21 and TR22 are turned on, the resistors R21 and R22 are connected between the input terminals of the short circuit S2 to which the cells C21 and C22 are connected. The resistors R21 and R22 are configured such that when the transistors TR21 and TR22 are on, the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 connected to the cells C21 and C22 is smaller than when the transistors TR21 and TR22 are off. Is set.
セルC23、C25の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスは、セルC21の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスと等しくなるように設定されている。また、セルC24、C25の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスは、セルC22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスと等しくなるように設定されている。 The input impedance between the input terminals of the short circuit S2 connected to the cells C23 and C25 is set to be equal to the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 connected to the cell C21. The input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cells C24 and C25 are connected is set to be equal to the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cell C22 is connected.
マイクロコンピュータCPU20は、セル短絡回路S2の作動状態に基づいて、セルC21〜C26とセル短絡回路S2との間で発生する断線を、断線箇所を特定して検出する素子である。マイクロコンピュータCPU20は、セルC21〜C26とセル短絡回路S2との間の少なくともいずれかで断線が発生したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12に出力する。マイクロコンピュータCPU20の6つの入力端子はセル短絡回路S2の論理回路21とトランジスタTR21〜TR26の接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子は組電池コントローラ12に接続されている。
The
次に、図4を参照して具体的動作について説明する。図4に示すように、例えば、セルC21の電圧が他のセルC22〜C26より大きくなった場合、セルC21〜C26の接続点の電圧は、コンパレータCP21〜CP26でグループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較される。コンパレータCP21〜CP26の出力は論理回路21に入力され、セル毎に短絡の実施可否が判定される。論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR21をオン状態にする。トランジスタTR21がオン状態になると、抵抗R21を介してセルC21が短絡され放電する。セルC21は放電することで電圧が低下する。セルC21の電圧が他のセルC22〜C26の電圧と等しくなると、トランジスタTR21はオフ状態となり、セルC21の放電は停止する。
Next, a specific operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, for example, when the voltage of the cell C21 becomes larger than the other cells C22 to C26, the voltages at the connection points of the cells C21 to C26 are output from the group
これに対し、例えば、隣接するセルC21、C22の接続点とセル短絡回路S2との間にあるB点で断線が発生した場合、直列接続されたセルC21、C22の全電圧が、セル短絡回路S2の対応した入力端子間に印加される。 On the other hand, for example, when a disconnection occurs at a point B between the connection point of the adjacent cells C21 and C22 and the cell short circuit S2, all voltages of the cells C21 and C22 connected in series are Applied between the corresponding input terminals of S2.
ところで、セル短絡回路S2の短絡前、セルC22の接続される入力端子間の入力インピーダンスは、セルC21の接続される入力端子間の入力インピーダンスより大きくなるように設定されている。そのため、セルC22の接続される入力端子間には、セルC21、C22の接続される入力端子間の入力インピーダンスの比で決まるセルC21の接続される入力端子間の電圧より大きい電圧が印加される。そのため、セルC21、C22の接続点の電圧は、断線前より大きな電圧となる。セルC21、C22の接続点の電圧は、セル短絡回路S2の短絡前の入力端子間の入力インピーダンスを最適に設定することで、セルC22の短絡電圧閾値より大きい電圧とすることができる。 By the way, before the short circuit of the cell short circuit S2, the input impedance between the input terminals connected to the cell C22 is set to be larger than the input impedance between the input terminals connected to the cell C21. Therefore, a voltage larger than the voltage between the input terminals connected to the cell C21 determined by the ratio of the input impedance between the input terminals connected to the cells C21 and C22 is applied between the input terminals connected to the cell C22. . Therefore, the voltage at the connection point between the cells C21 and C22 is larger than that before disconnection. The voltage at the connection point of the cells C21 and C22 can be set to a voltage higher than the short-circuit voltage threshold of the cell C22 by optimally setting the input impedance between the input terminals before the short circuit of the cell short circuit S2.
セルC21〜C26の接続点の電圧は、コンパレータCP21〜CP26でグループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較される。セルC21、C22の接続点の電圧が短絡電圧閾値より大きいため、論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR22をオン状態にし、抵抗R22を介してセルC22の接続される入力端子間を短絡する。セルC22の接続される入力端子間が短絡されることで、入力端子間の入力インピーダンスは、トランジスタTR22がオフ状態のときより小さくなる。セルC21、C22の接続点の電圧は、セル短絡回路S2の短絡前後の入力端子間の入力インピーダンスを最適に設定することで、セルC21の短絡電圧閾値より大きい電圧に、セルC22の短絡電圧閾値より小さい電圧にすることができる。
The voltages at the connection points of the cells C21 to C26 are compared with the reference voltage output from the group
セルC21〜C26の接続点の電圧は、コンパレータCP21〜CP26でグループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較される。セルC21、C22の接続点の電圧がセルC22の短絡電圧閾値より小さいため、論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR22をオフ状態にし、セルC22の接続される入力端子間の短絡が開放される。
さらに、セルC21、C22の接続点の電圧がセルC21の短絡電圧閾値より大きいため、論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR21をオン状態にし、抵抗R21を介してセルC21の接続される入力端子間を短絡する。
The voltages at the connection points of the cells C21 to C26 are compared with the reference voltage output from the group
Further, since the voltage at the connection point of the cells C21 and C22 is larger than the short-circuit voltage threshold value of the cell C21, the
以降、セル短絡回路S2は、隣接するセルC21、C22の接続されていた入力端子間を交互に繰返し短絡する。論理回路21のトランジスタTR21、TR22に対応した出力はマイクロコンピュータCPU20に入力される。マイクロコンピュータCPU20は、論理回路21のトランジスタTR21、TR22に対応した出力が、ハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC21、C22相互の接続点とセル短絡回路S2との間で断線が発生していると判定し、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C22〜C26の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Thereafter, the cell short circuit S2 alternately and repeatedly shorts the input terminals connected to the adjacent cells C21 and C22. Outputs corresponding to the transistors TR21 and TR22 of the
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU2は、隣接したセルC21、C22に接続されたセル短絡回路S2が交互に繰返し短絡することで、セルC21、C22とセル短絡回路S2との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU2及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU1、CEU3〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, the charge state control device CEU2 is configured such that the cell short circuit S2 connected to the adjacent cells C21 and C22 is alternately and repeatedly short-circuited, so that the cell C21 and C22 and the cell short circuit S2 are connected. The occurrence location of disconnection can be specified. Therefore, the reliability of the charge state detection device CEU2 and the charge state detection devices CEU1 and CEU3 to CUn having the same circuit configuration can be improved.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態における充電状態制御装置の回路図を図5に示す。ここでは、第1実施形態における組電池システム1との相違部分である充電状態制御装置CEU1〜CEUnについて説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
(Third embodiment)
Next, FIG. 5 shows a circuit diagram of the charging state control device in the third embodiment. Here, the state-of-charge control devices CEU1 to CEUn, which are different from the assembled battery system 1 in the first embodiment, will be described, and the description of the common portions other than the necessary portions will be omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as 1st Embodiment.
まず、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの具体的構成について詳細に説明する。充電状態制御装置CEU1〜CEUnは互いに同じ構成であるため、ここでは、充電状態制御装置CEU1についてのみ説明する。 First, the specific configuration of the charge state control devices CEU1 to CEUn will be described in detail. Since the charge state control devices CEU1 to CUn have the same configuration, only the charge state control device CEU1 will be described here.
図5に示すように、充電状態制御装置CEU1は、セル短絡回路S11〜S16(短絡回路)と、過充放電検出回路UL11〜UL16(異常検出回路)と、マイクロコンピュータCPU11(断線検出回路)とから構成されている。第3実施形態における充電状態制御装置CEU1は、第1実施形態における充電状態制御装置CEU1に対して、新たに過充放電検出回路UL11〜UL16を追加するとともに、マイクロコンピュータCPU10に代えて、マイクロコンピュータCPU11を設けた構成である。
As shown in FIG. 5, the charge state control device CEU1 includes cell short circuits S11 to S16 (short circuit), overcharge / discharge detection circuits UL11 to UL16 (abnormality detection circuit), and microcomputer CPU11 (disconnection detection circuit). It is composed of The charge state control device CEU1 in the third embodiment newly adds overcharge / discharge detection circuits UL11 to UL16 to the charge state control device CEU1 in the first embodiment, and replaces the microcomputer CPU10 with a microcomputer. The
過充放電検出回路UL11〜UL16は、それぞれ対応するセルC11〜C16に接続され、セルC11〜C16の電圧が過充電電圧閾値より大きいとき、セルC11〜C16が過充電状態であると判定してハイレベルを、過放電電圧閾値より小さいとき、セルC11〜C16が過放電状態であると判定してローレベルをそれぞれ出力する回路である。 Overcharge / discharge detection circuits UL11 to UL16 are connected to the corresponding cells C11 to C16, respectively, and when the voltages of the cells C11 to C16 are larger than the overcharge voltage threshold, the cells C11 to C16 are determined to be in an overcharge state. When the high level is smaller than the overdischarge voltage threshold, the cells C11 to C16 are determined to be in the overdischarge state, and each of the circuits outputs a low level.
過充放電検出回路UL11は、セル電圧分圧回路113と、過充電判定用基準電圧回路114と、コンパレータCP111と、過放電判定用基準電圧回路115と、コンパレータCP112とから構成され、セルC11に接続されている。
The overcharge / discharge detection circuit UL11 includes a cell
セル電圧分圧回路113はセルC11の電圧を分圧して出力する回路である。セル電圧分圧回路113は抵抗113a、113bで構成されている。抵抗113aと抵抗113bは直列接続され、抵抗113aの一端はセルC11の正極端子に、抵抗113bの一端はセルC11の負極端子にそれぞれ接続されている。
The cell
過充電判定用基準電圧回路114は、セルC11における過充電状態の有無を判定するための過充電電圧閾値、例えば、セル電圧の4.2Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過充電判定用基準電圧回路114は、抵抗114aと、過充電判定用基準電源114bとから構成されている。抵抗114aの一端はセルC11の正極端子に、他端は過充電判定用基準電源114bの正極端子にそれぞれ接続され、過充電判定用基準電源114bの負極端子はセルC11の負極端子に接続されている。
The overcharge determination
コンパレータCP111は、セル電圧分圧回路113で分圧されたセルC11の電圧を過充電判定用基準電圧回路114の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP111は、分圧されたセルC11の電圧が過充電電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ハイレベルを出力する。コンパレータCP111の非反転入力端子は抵抗113aと抵抗113bの接続点に、反転入力端子は抵抗114aと過充電判定用基準電源114bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU11の入力端子に接続されている。
The comparator CP111 is an element that compares the voltage of the cell C11 divided by the cell
過放電判定用基準電圧回路115は、セルC11における過放電状態の有無を判定するための過放電電圧閾値、例えば、セル電圧の3.0Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過放電判定用基準電圧回路115は、抵抗115aと、過放電判定用基準電源115bとから構成されている。抵抗115aの一端はセルC11の正極端子に、他端は過放電判定用基準電源115bの正極端子にそれぞれ接続され、過放電判定用基準電源115bの負極端子はセルC11の負極端子に接続されている。
The overdischarge determination
コンパレータCP112は、セル電圧分圧回路113で分圧されたセルC11の電圧を過放電判定用基準電圧回路115の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP112は、分圧されたセルC11の電圧が過放電電圧閾値に相当する基準電圧より小さいとき、ローレベルを出力する。コンパレータCP112の非反転入力端子は抵抗113aと抵抗113bの接続点に、反転入力端子は抵抗115aと過放電判定用基準電源115bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU11の入力端子に接続されている。
The comparator CP112 is an element that compares the voltage of the cell C11 divided by the cell
セルC11に隣接するセルC12には、過充放電検出回路UL12が接続されている。過充放電検出回路UL12は、セル電圧分圧回路123と、過充電判定用基準電圧回路124と、コンパレータCP121と、過放電判定用基準電圧回路125と、コンパレータCP122とから構成されている。
An overcharge / discharge detection circuit UL12 is connected to the cell C12 adjacent to the cell C11. The overcharge / discharge detection circuit UL12 includes a cell
セル電圧分圧回路123はセルC12の電圧を分圧して出力する回路である。セル電圧分圧回路123は抵抗123a、123bで構成されている。抵抗123aと抵抗123bは直列接続され、抵抗123aの一端はセルC12の正極端子に、抵抗123bの一端はセルC12の負極端子にそれぞれ接続されている。
The cell
過充電判定用基準電圧回路124は、セルC12における過充電状態の有無を判定するための過充電電圧閾値、例えば、セル電圧の4.2Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過充電判定用基準電圧回路124は、抵抗124aと、過充電判定用基準電源124bとから構成されている。抵抗124aの一端はセルC12の正極端子に、他端は過充電判定用基準電源124bの正極端子にそれぞれ接続され、過充電判定用基準電源124bの負極端子はセルC12の負極端子に接続されている。
The overcharge determination
コンパレータCP121は、セル電圧分圧回路123で分圧されたセルC12の電圧を過充電判定用基準電圧回路124の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP121は、分圧されたセルC12の電圧が過充電電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ハイレベルを出力する。コンパレータCP121の非反転入力端子は抵抗123aと抵抗123bの接続点に、反転入力端子はの抵抗124aと過充電判定用基準電源124bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU11の入力端子に接続されている。
The comparator CP121 is an element that compares the voltage of the cell C12 divided by the cell
過放電判定用基準電圧回路125は、セルC12における過放電状態の有無を判定するための過放電電圧閾値、例えば、セル電圧の3.0Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過放電判定用基準電圧回路125は、抵抗125aと、過放電判定用基準電源125bとから構成されている。抵抗125aの一端はセルC12の正極端子に、他端は過放電判定用基準電源125bの正極端子にそれぞれ接続され、過放電判定用基準電源125bの負極端子はセルC12の負極端子に接続されている。
The overdischarge determination
コンパレータCP122は、セル電圧分圧回路123で分圧されたセルC12の電圧を過放電判定用基準電圧回路125の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP122は、分圧されたセルC12の電圧が過放電電圧閾値に相当する基準電圧より小さいとき、ローレベルを出力する。コンパレータCP122の非反転入力端子は抵抗123aと抵抗123bの接続点に、反転入力端子は抵抗125aと過放電判定用基準電源125bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU11の入力端子に接続されている。
The comparator CP122 is an element that compares the voltage of the cell C12 divided by the cell
ここで、過充放電検出回路UL11と過充放電検出回路UL12は、入力インピーダンスが互いに等しくなるように設定されている。ところで、セル短絡回路S11〜S16は第1実施形態と同様の構成であるため、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のとき、セル短絡回路S12は、セル短絡回路S11より入力インピーダンスが大きくなるように設定されている。また、トランジスタTR11、TR12がオン状態になると、セル短絡回路S11、S12の入力端子間に、抵抗R11、R12が接続される。 Here, the overcharge / discharge detection circuit UL11 and the overcharge / discharge detection circuit UL12 are set so that their input impedances are equal to each other. By the way, since the cell short circuits S11 to S16 have the same configuration as that of the first embodiment, when the transistors TR11 and TR12 are in the off state, the cell short circuit S12 is set so that the input impedance is larger than that of the cell short circuit S11. Has been. Further, when the transistors TR11 and TR12 are turned on, the resistors R11 and R12 are connected between the input terminals of the cell short circuits S11 and S12.
そのため、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のとき、短絡回路S12及び過充放電検出回路UL12の合成入力ンピーダンスは、短絡回路S11及び過充放電検出回路UL11の合成入力インピーダンスより大きくなる。また、トランジスタTR11、TR12がオン状態のとき、短絡回路S11及び過充放電検出回路UL11、短絡回路S12及び過充放電検出回路UL12の合成入力インピーダンスは、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のときより小さくなる。 Therefore, when the transistors TR11 and TR12 are in the off state, the combined input impedance of the short circuit S12 and the overcharge / discharge detection circuit UL12 is larger than the combined input impedance of the short circuit S11 and the overcharge / discharge detection circuit UL11. When the transistors TR11 and TR12 are in the on state, the combined input impedance of the short circuit S11 and the overcharge / discharge detection circuit UL11, the short circuit S12 and the overcharge / discharge detection circuit UL12 is smaller than that when the transistors TR11 and TR12 are in the off state. Become.
セルC13〜C16には、それぞれセル短絡回路S13〜S16と過充放電検出回路UL13〜UL16が接続されている。過充放電検出回路UL13〜UL16は、過充放電検出回路UL11、UL12と同じ回路であるので説明は省略する。 Cell short circuits S13 to S16 and overcharge / discharge detection circuits UL13 to UL16 are connected to the cells C13 to C16, respectively. Since the overcharge / discharge detection circuits UL13 to UL16 are the same circuits as the overcharge / discharge detection circuits UL11 and UL12, description thereof is omitted.
マイクロコンピュータCPU11は、過充放電検出回路UL11〜UL16の出力に基づいて、セルC11〜C16の過充電状態及び過放電状態を検出するとともに、セルC11〜C16と短絡回路S11〜S16及び過充放電検出回路UL11〜UL16との間で発生する断線を、断線箇所を特定して検出する素子である。マイクロコンピュータCPU11は、セルC11〜C16の少なくともいずれかが過充電状態又は過放電状態となったとき、過充電状態又は過放電状態となったセルに関するデータを出力する。または、セルC11〜C16と短絡回路S11〜S16及び過充電検出回路UL11〜UL16との間の少なくともいずれかで断線が発生したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12に出力する。マイクロコンピュータCPU11の12の入力端子は過充放電検出回路UL11〜UL16のコンパレータの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は組電池コントローラ12に接続されている。
The microcomputer CPU11 detects the overcharge and overdischarge states of the cells C11 to C16 based on the outputs of the overcharge / discharge detection circuits UL11 to UL16, and also detects the cells C11 to C16, the short circuits S11 to S16, and the overcharge / discharge. This is an element for detecting a disconnection occurring between the detection circuits UL11 to UL16 by specifying the disconnection location. When at least one of the cells C11 to C16 is in an overcharged state or an overdischarged state, the microcomputer CPU11 outputs data relating to the cell in the overcharged state or the overdischarged state. Alternatively, when a disconnection occurs in at least one of the cells C11 to C16, the short circuits S11 to S16, and the overcharge detection circuits UL11 to UL16, data relating to the disconnection point is output to the assembled
次に、図5を参照して具体的動作について説明する。図5に示すように、例えば、セルC11の電圧が過充電電圧閾値である4.2Vより大きくなった場合、セルC11の電圧は過充放電検出回路UL11のセル電圧分圧回路113で分圧される。セル電圧分圧回路113で分圧されたセルC11の電圧は、コンパレータCP111で過充電判定用基準電圧回路114の出力する基準電圧と比較される。セルC11の電圧は過充電電圧閾値より大きいため、コンパレータCP111はハイレベルを出力する。コンパレータCP111の出力がハイレベルとなることで、マイクロコンピュータCPU11は、セルC11が過充電状態になったことを示すデータを出力する。
Next, a specific operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, for example, when the voltage of the cell C11 becomes larger than the overcharge voltage threshold value of 4.2V, the voltage of the cell C11 is divided by the cell voltage
また、セルC11の電圧が過放電電圧閾値である3.0Vより小さくなった場合、セルC11の電圧は過充放電検出回路UL11のセル電圧分圧回路113で分圧される。セル電圧分圧回路113で分圧されたセルC11の電圧は、コンパレータCP112で過放電判定用基準電圧回路115の出力する基準電圧と比較される。セルC11の電圧は過放電電圧閾値より小さいため、コンパレータCP112はローレベルを出力する。コンパレータCP112の出力がローレベルとなることで、マイクロコンピュータCPU11は、セルC11が過放電状態になったことを示すデータを出力する。
Further, when the voltage of the cell C11 becomes smaller than the overdischarge voltage threshold value of 3.0V, the voltage of the cell C11 is divided by the cell
これに対し、例えば、隣接するセルC11、C12の接続点とセル短絡回路S11、S12及び過充放電検出回路UL11、UL12との間にあるC点で断線が発生した場合、第1実施形態において述べたように、セル短絡回路S11、S12が入力端子間を交互に繰返し短絡する。これにより、セル短絡回路S11、S12の入力端子間の電圧も交互に繰返し変化する。このとき、セル短絡回路S11、S12の入力端子間の電圧は、セル短絡回路S11、S12の短絡前後の入力インピーダンスを最適に設定することで、一方を過充電電圧閾値より大きい電圧に、他方を過放電電圧閾値より小さい電圧にすることができる。例えば、セル短絡回路S11の入力端子間の電圧が過放電電圧閾値より小さい電圧に、セル短絡回路S12の入力端子間の電圧が過充電電圧閾値より大きい電圧になると、過充放電検出回路UL11は過放電状態を、過充放電検出回路UL12は過充電状態をそれぞれ検出する。過充放電検出回路UL11は過放電状態を検出したことで、コンパレータCP111、CP112がローレベルを出力する。過充放電検出回路UL12は過充電状態を検出したことで、コンパレータCP121、CP122がハイレベルを出力する。 On the other hand, for example, when a disconnection occurs at the point C between the connection point of the adjacent cells C11 and C12 and the cell short circuit S11 and S12 and the overcharge / discharge detection circuits UL11 and UL12, in the first embodiment As described, the cell short circuits S11 and S12 alternately short-circuit between the input terminals. Thereby, the voltage between the input terminals of cell short circuit S11, S12 also changes alternately and repeatedly. At this time, the voltage between the input terminals of the cell short circuits S11 and S12 is set to an input impedance before and after the short circuit of the cell short circuits S11 and S12, so that one is set to a voltage larger than the overcharge voltage threshold and the other is The voltage can be lower than the overdischarge voltage threshold. For example, when the voltage between the input terminals of the cell short circuit S11 is smaller than the overdischarge voltage threshold and the voltage between the input terminals of the cell short circuit S12 is larger than the overcharge voltage threshold, the overcharge / discharge detection circuit UL11 is The overcharge state is detected by the overcharge / discharge detection circuit UL12. When the overcharge / discharge detection circuit UL11 detects the overdischarge state, the comparators CP111 and CP112 output a low level. When the overcharge / discharge detection circuit UL12 detects an overcharge state, the comparators CP121 and CP122 output a high level.
これに対し、セル短絡回路S11の入力端子間の電圧が過充電電圧閾値より大きい電圧に、セル短絡回路S12の入力端子間の電圧が過放電電圧閾値より小さい電圧になると、過充放電検出回路UL11は過充電状態を、過充放電検出回路UL12は過放電状態をそれぞれ検出する。過充放電検出回路UL11は過充電状態を検出することで、コンパレータCP111、CP112がハイレベルを出力する。過充放電検出回路UL12は過放電状態を検出し、コンパレータCP121、CP122がローレベルをそれぞれ出力する。 On the other hand, when the voltage between the input terminals of the cell short circuit S11 is larger than the overcharge voltage threshold and the voltage between the input terminals of the cell short circuit S12 is smaller than the overdischarge voltage threshold, the overcharge / discharge detection circuit. UL11 detects the overcharge state, and the overcharge / discharge detection circuit UL12 detects the overdischarge state. When the overcharge / discharge detection circuit UL11 detects an overcharge state, the comparators CP111 and CP112 output a high level. The overcharge / discharge detection circuit UL12 detects an overdischarge state, and the comparators CP121 and CP122 each output a low level.
以降、過充放電検出回路UL11、UL12は、過充電状態と過放電状態を交互に繰返し検出する。コンパレータCP111、CP112、CP121、CP122の出力はマイクロコンピュータCPU11に入力される。マイクロコンピュータCPU11は、コンパレータCP111、CP112、CP121、CP122の出力が、ハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC11、C12相互の接続点とセル短絡回路S11、S12及び過充放電検出回路UL11、UL12との間で断線が発生していると判定し、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C12〜C16の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路及び過充放電検出回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Thereafter, the overcharge / discharge detection circuits UL11 and UL12 repeatedly detect the overcharge state and the overdischarge state alternately. The outputs of the comparators CP111, CP112, CP121, CP122 are input to the microcomputer CPU11. When the outputs of the comparators CP111, CP112, CP121, and CP122 repeat high level / low level alternately, the microcomputer CPU11 connects the connection points between the adjacent cells C11 and C12, the cell short circuits S11 and S12, and the overcharge. It is determined that a disconnection has occurred between the discharge detection circuits UL11 and UL12, and data relating to the disconnection location is output to the assembled
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU1は、隣接したセルC11、C12に接続された過充放電検出回路UL11、UL12が互いに過充電状態と過放電状態とを交互に繰返し検出しることで、セルC11、C12とセル短絡回路S11、S12及び過充放電検出回路UL11、UL12との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU1及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU2〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, in the charge state control device CEU1, the overcharge / discharge detection circuits UL11 and UL12 connected to the adjacent cells C11 and C12 repeatedly detect the overcharge state and the overdischarge state alternately. Thus, it is possible to specify the occurrence of disconnection between the cells C11 and C12, the cell short circuits S11 and S12, and the overcharge / discharge detection circuits UL11 and UL12. Therefore, it is possible to improve the reliability of the charge state detection device CEU1 and the charge state detection devices CEU2 to CUn having the same circuit configuration.
また、充電状態制御装置CEU1は、セル短絡回路S11、S12のセル分圧回路110、120の合成抵抗値をそれぞれ異なる値に設定することで、セル短絡回路S11、S12及び過充放電検出回路UL11、UL12の入力端子間の短絡前の入力インピーダンスを確実に異なる値に設定することができる。
In addition, the charging state control device CEU1 sets the combined resistance values of the cell
なお、上述した実施形態では、隣接するセルに接続されるセル短絡回路において、セル電圧分圧回路の合成抵抗値をそれぞれ異なる値に設定している例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図6に示すように、セル短絡回路S11の入力端子間に、セル電圧分圧回路110とは別に抵抗112を接続し、この抵抗の抵抗値を隣接するセルに接続されるセル短絡回路毎にそれぞれ異なる値に設定してもよい。また、図7に示すように、過充放電検出回路UL11の入力端子間に、セル電圧分圧回路113とは別に抵抗116を接続し、この抵抗の抵抗値を隣接するセルに接続されるセル短絡回路毎にそれぞれ異なる値に設定してもよい。この場合、全てのセル短絡回路において、セル電圧分圧回路、短絡判定用基準電圧回路及びコンパレータを共通化でき、回路を構成する部品の種類の増加を抑えることができる。
In the above-described embodiment, the example in which the combined resistance value of the cell voltage divider circuit is set to a different value in the cell short circuit connected to the adjacent cell is given. is not. For example, as shown in FIG. 6, a
また、上述した実施形態では、過充放電検出回路により断線を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、過充電状態を検出する過充電検出回路、又は、過放電状態を検出する過放電検出回路を用いて断線を検出してもよい。 Moreover, although the example which detects a disconnection with an overcharge / discharge detection circuit is given in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the disconnection may be detected using an overcharge detection circuit that detects an overcharge state or an overdischarge detection circuit that detects an overdischarge state.
(第4実施形態)
次に、第4実施形態における充電状態制御装置の回路図を図8に示す。ここでは、第2実施形態における組電池システム1との相違部分である充電状態制御装置CEU1〜CEUnについて説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第2実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, FIG. 8 shows a circuit diagram of the charging state control device in the fourth embodiment. Here, the charge state control devices CEU1 to CEUn, which are different from the assembled battery system 1 in the second embodiment, will be described, and the description of the common portions other than the necessary portions will be omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as 2nd Embodiment.
まず、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの具体的構成について詳細に説明する。充電状態制御装置CEU1〜CEUnは互いに同じ構成であるため、ここでは、充電状態制御装置CEU2についてのみ説明する。 First, the specific configuration of the charge state control devices CEU1 to CEUn will be described in detail. Since the charge state control devices CEU1 to CUn have the same configuration, only the charge state control device CEU2 will be described here.
図8に示すように、充電状態制御装置CEU2は、セル短絡回路S2(短絡回路)と、過充放電検出回路UL21〜UL26と、マイクロコンピュータCPU21(断線検出回路)とから構成されている。充電状態制御装置CEU2は、直列接続された6個のセルC21〜C26からなるセルグループCG2に接続されている。第4実施形態における充電状態制御装置CEU2は、第2実施形態における充電状態制御装置CEU2に対して、新たに過充放電検出回路UL21〜UL26を追加するとともに、マイクロコンピュータCPU20に代えて、マイクロコンピュータCPU21を設けた構成である。
As shown in FIG. 8, the charge state control device CEU2 includes a cell short circuit S2 (short circuit), overcharge / discharge detection circuits UL21 to UL26, and a microcomputer CPU21 (disconnection detection circuit). The charge state control device CEU2 is connected to a cell group CG2 including six cells C21 to C26 connected in series. The charge state control device CEU2 according to the fourth embodiment newly adds overcharge / discharge detection circuits UL21 to UL26 to the charge state control device CEU2 according to the second embodiment, and replaces the microcomputer CPU20 with a microcomputer. In this configuration, a
過充放電検出回路UL21〜UL16は、それぞれ対応するセルC21〜C26に接続され、セルC21〜C26の電圧が過充電電圧閾値より大きいとき、セルC21〜C26が過充電状態であると判定してハイレベルを、過放電電圧閾値より小さいとき、セルC21〜C26が過放電状態であると判定してローレベルをそれぞれ出力する回路である。 The overcharge / discharge detection circuits UL21 to UL16 are connected to the corresponding cells C21 to C26, respectively, and when the voltages of the cells C21 to C26 are larger than the overcharge voltage threshold, the cells C21 to C26 are determined to be in an overcharge state. When the high level is smaller than the overdischarge voltage threshold, the cells C21 to C26 are determined to be in the overdischarge state, and each of the circuits outputs a low level.
過充放電検出回路UL21は、セル電圧分圧回路213と、過充電判定用基準電圧回路214と、コンパレータCP211と、過放電判定用基準電圧回路215と、コンパレータCP212とから構成され、セルC21に接続されている。
The overcharge / discharge detection circuit UL21 includes a cell
セル電圧分圧回路213はセルC21の電圧を分圧して出力する回路である。セル電圧分圧回路213は抵抗213a、213bで構成されている。抵抗213aと抵抗213bは直列接続され、抵抗213aの一端はセルC21の正極端子に、抵抗213bの一端はセルC21の負極端子にそれぞれ接続されている。
The cell
過充電判定用基準電圧回路214は、セルC21における過充電状態の有無を判定するための過充電電圧閾値、例えば、セル電圧の4.2Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過充電判定用基準電圧回路214は、抵抗214aと、過充電判定用基準電源214bとから構成されている。抵抗214aの一端はセルC21の正極端子に、他端は過充電判定用基準電源214bの正極端子にそれぞれ接続され、過充電判定用基準電源214bの負極端子はセルC21の負極端子に接続されている。
The overcharge determination
コンパレータCP211は、セル電圧分圧回路213で分圧されたセルC21の電圧を過充電判定用基準電圧回路214の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP211は、分圧されたセルC21の電圧が過充電電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ハイレベルを出力する。コンパレータCP211の非反転入力端子は抵抗213aと抵抗213bの接続点に、反転入力端子は抵抗214aと過充電判定用基準電源214bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU21の入力端子に接続されている。
The comparator CP211 is an element that compares the voltage of the cell C21 divided by the cell
過放電判定用基準電圧回路215は、セルC21における過放電状態の有無を判定するための過放電電圧閾値、例えば、セル電圧の3.0Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過放電判定用基準電圧回路215は、抵抗215aと、過放電判定用基準電源215bとから構成されている。抵抗215aの一端はセルC21の正極端子に、他端は過放電判定用基準電源215bの正極端子にそれぞれ接続され、過放電判定用基準電源215bの負極端子はセルC21の負極端子に接続されている。
The overdischarge determination
コンパレータCP212は、セル電圧分圧回路213で分圧されたセルC21の電圧を過放電判定用基準電圧回路215の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP212は、分圧されたセルC21の電圧が過放電電圧閾値に相当する基準電圧より小さいとき、ローレベルを出力する。コンパレータCP212の非反転入力端子は抵抗213aと抵抗213bの接続点に、反転入力端子は抵抗215aと過放電判定用基準電源215bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU21の入力端子に接続されている。
The comparator CP212 is an element that compares the voltage of the cell C21 divided by the cell
セルC21に隣接するセルC22には、過充放電検出回路UL22が接続されている。過充放電検出回路UL22は、セル電圧分圧回路223と、過充電判定用基準電圧回路224と、コンパレータCP221と、過放電判定用基準電圧回路225と、コンパレータCP222とから構成されている。
An overcharge / discharge detection circuit UL22 is connected to the cell C22 adjacent to the cell C21. The overcharge / discharge detection circuit UL22 includes a cell
セル電圧分圧回路223はセルC22の電圧を分圧して出力する回路である。セル電圧分圧回路223は抵抗223a、223bで構成されている。抵抗223aと抵抗223bは直列接続され、抵抗223aの一端はセルC22の正極端子に、抵抗223bの一端はセルC22の負極端子にそれぞれ接続されている。
The cell
過充電判定用基準電圧回路224は、セルC22における過充電状態の有無を判定するための過充電電圧閾値、例えば、セル電圧の4.2Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過充電判定用基準電圧回路224は、抵抗224aと、過充電判定用基準電源224bとから構成されている。抵抗224aの一端はセルC22の正極端子に、他端は過充電判定用基準電源224bの正極端子にそれぞれ接続され、過充電判定用基準電源224bの負極端子はセルC22の負極端子に接続されている。
The overcharge determination
コンパレータCP221は、セル電圧分圧回路223で分圧されたセルC22の電圧を過充電判定用基準電圧回路224の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP221は、分圧されたセルC22の電圧が過充電電圧閾値に相当する基準電圧より大きいとき、ハイレベルを出力する。コンパレータCP221の非反転入力端子は抵抗223aと抵抗223bの接続点に、反転入力端子はの抵抗224aと過充電判定用基準電源224bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU21の入力端子に接続されている。
The comparator CP221 is an element that compares the voltage of the cell C22 divided by the cell
過放電判定用基準電圧回路225は、セルC22における過放電状態の有無を判定するための過放電電圧閾値、例えば、セル電圧の3.0Vに相当する基準電圧を出力する回路である。過放電判定用基準電圧回路225は、抵抗225aと、過放電判定用基準電源225bとから構成されている。抵抗225aの一端はセルC22の正極端子に、他端は過放電判定用基準電源225bの正極端子にそれぞれ接続され、過放電判定用基準電源225bの負極端子はセルC22の負極端子に接続されている。
The overdischarge determination
コンパレータCP222は、セル電圧分圧回路223で分圧されたセルC22の電圧を過放電判定用基準電圧回路225の出力する基準電圧と比較する素子である。コンパレータCP222は、分圧されたセルC22の電圧が過放電電圧閾値に相当する基準電圧より小さいとき、ローレベルを出力する。コンパレータCP222の非反転入力端子は抵抗223aと抵抗223bの接続点に、反転入力端子は抵抗225aと過放電判定用基準電源225bの接続点にそれぞれ接続されている。また、出力端子はマイクロコンピュータCPU21の入力端子に接続されている。
The comparator CP222 is an element that compares the voltage of the cell C22 divided by the cell
ここで、過充放電検出回路UL21と過充放電検出回路UL22は、入力インピーダンスが互いに等しくなるように設定されている。ところで、セル短絡回路S2は第2実施形態と同様の構成であるため、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のとき、セルC22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスは、セルC21の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスより大きくなるように設定されている。また、トランジスタTR21、TR22がオン状態になると、セルC21、C22の接続される短絡回路S2の入力端子間に、抵抗R21、R22が接続される。 Here, the overcharge / discharge detection circuit UL21 and the overcharge / discharge detection circuit UL22 are set so that their input impedances are equal to each other. By the way, since the cell short circuit S2 has the same configuration as that of the second embodiment, when the transistors TR21 and TR22 are in the OFF state, the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cell C22 is connected is It is set to be larger than the input impedance between the input terminals of the connected short circuit S2. Further, when the transistors TR21 and TR22 are turned on, the resistors R21 and R22 are connected between the input terminals of the short circuit S2 to which the cells C21 and C22 are connected.
そのため、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のとき、セルC22の接続される短絡回路S2及び過充放電検出回路UL22の合成入力ンピーダンスは、セルC21の接続される短絡回路S2及び過充放電検出回路UL21の合成入力インピーダンスより大きくなる。また、トランジスタTR11、TR12がオン状態のとき、セルC21の接続される短絡回路S2及び過充放電検出回路UL21、セルC22の接続される短絡回路S2及び過充放電検出回路UL22の合成入力インピーダンスは、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のときより小さくなる。 Therefore, when the transistors TR21 and TR22 are in the OFF state, the combined input impedance of the short circuit S2 connected to the cell C22 and the overcharge / discharge detection circuit UL22 is the short circuit S2 connected to the cell C21 and the overcharge / discharge detection circuit UL21. Is greater than the combined input impedance. When the transistors TR11 and TR12 are in the on state, the combined input impedance of the short circuit S2 and the overcharge / discharge detection circuit UL21 to which the cell C21 is connected and the short circuit S2 and the overcharge / discharge detection circuit UL22 to which the cell C22 is connected is This is smaller than when the transistors TR21 and TR22 are off.
セルC23〜C26には、それぞれセル短絡回路S2と過充放電検出回路UL23〜UL26が接続されている。過充放電検出回路UL23〜UL26は、過充放電検出回路UL21、UL22と同じ回路であるので説明は省略する。 A cell short circuit S2 and overcharge / discharge detection circuits UL23 to UL26 are connected to the cells C23 to C26, respectively. Since the overcharge / discharge detection circuits UL23 to UL26 are the same circuits as the overcharge / discharge detection circuits UL21 and UL22, description thereof is omitted.
マイクロコンピュータCPU21は、過充放電検出回路UL21〜UL26の出力に基づいて、セルC21〜C26の過充電状態及び過放電状態を検出するとともに、セルC21〜C26と短絡回路S2及び過充放電検出回路UL22〜UL26との間で発生する断線を、断線箇所を特定して検出する素子である。マイクロコンピュータCPU21は、セルC21〜C26の少なくともいずれかが過充電状態又は過放電状態となったとき、過充電状態又は過放電状態となったセルに関するデータを出力する。または、セルC21〜C26と短絡回路S2及び過充電検出回路UL21〜UL26との間の少なくともいずれかで断線が発生したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12に出力する。マイクロコンピュータCPU21の12の入力端子は過充放電検出回路UL21〜UL212のコンパレータの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は組電池コントローラ12に接続されている。
The microcomputer CPU21 detects the overcharge state and the overdischarge state of the cells C21 to C26 based on the outputs of the overcharge / discharge detection circuits UL21 to UL26, and the cells C21 to C26, the short circuit S2, and the overcharge / discharge detection circuit. It is an element which detects the disconnection which generate | occur | produces between UL22-UL26, specifying a disconnection location. When at least one of the cells C21 to C26 is in an overcharged state or an overdischarged state, the microcomputer CPU21 outputs data relating to the cell in the overcharged state or the overdischarged state. Alternatively, when a disconnection occurs in at least one of the cells C21 to C26, the short circuit S2, and the overcharge detection circuits UL21 to UL26, data relating to the disconnection point is output to the assembled
次に、図8を参照して具体的動作について説明する。図8に示すように、例えば、隣接するセルC21、C22の接続点とセル短絡回路S2及び過充放電検出回路UL21、UL22との間にあるD点で断線が発生した場合、第2実施形態において述べたように、セル短絡回路S2が入力端子間を交互に繰返し短絡する。これにより、セルC21、C22の接続される入力端子間の電圧も交互に繰返し変化する。このとき、セルC21、C22の接続される入力端子間の電圧は、セル短絡回路S2の短絡前後の入力インピーダンスを最適に設定することで、一方を過充電電圧閾値より大きい電圧に、他方を過放電電圧閾値より小さい電圧にすることができる。例えば、セルC21の接続される入力端子間の電圧が過放電電圧閾値より小さい電圧に、セルC22の入力端子間の電圧が過充電電圧閾値より大きい電圧になると、過充放電検出回路UL21は過放電状態を、過充放電検出回路UL22は過充電状態をそれぞれ検出する。過充放電検出回路UL21は過放電状態を検出したことで、コンパレータCP211、CP212がローレベルを出力する。過充放電検出回路UL22は過充電状態を検出したことで、コンパレータCP221、CP222がハイレベルを出力する。 Next, a specific operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, for example, when a disconnection occurs at a point D between the connection point of adjacent cells C21 and C22 and the cell short circuit S2 and the overcharge / discharge detection circuits UL21 and UL22, the second embodiment As described in, the cell short circuit S2 repeatedly short-circuits between the input terminals. Thereby, the voltage between the input terminals to which the cells C21 and C22 are connected also changes alternately and repeatedly. At this time, the voltage between the input terminals to which the cells C21 and C22 are connected is optimally set to the input impedance before and after the short circuit of the cell short circuit S2, so that one of the voltages is larger than the overcharge voltage threshold and the other is excessive. The voltage can be lower than the discharge voltage threshold. For example, when the voltage between the input terminals connected to the cell C21 is smaller than the overdischarge voltage threshold and the voltage between the input terminals of the cell C22 is larger than the overcharge voltage threshold, the overcharge / discharge detection circuit UL21 is overcharged. The overcharge / discharge detection circuit UL22 detects the overcharge state. When the overcharge / discharge detection circuit UL21 detects the overdischarge state, the comparators CP211 and CP212 output a low level. When the overcharge / discharge detection circuit UL22 detects an overcharge state, the comparators CP221 and CP222 output a high level.
これに対し、セルC21の接続される入力端子間の電圧が過充電電圧閾値より大きい電圧に、セルC22の接続される入力端子間の電圧が過放電電圧閾値より小さい電圧になると、過充放電検出回路UL21は過充電状態を、過充放電検出回路UL22は過放電状態をそれぞれ検出する。過充放電検出回路UL21は過充電状態を検出することで、コンパレータCP211、CP212がハイレベルを出力する。過充放電検出回路UL22は過放電状態を検出し、コンパレータCP221、CP222がローレベルをそれぞれ出力する。 On the other hand, when the voltage between the input terminals connected to the cell C21 is larger than the overcharge voltage threshold and the voltage between the input terminals connected to the cell C22 is smaller than the overdischarge voltage threshold, The detection circuit UL21 detects an overcharge state, and the overcharge / discharge detection circuit UL22 detects an overdischarge state. When the overcharge / discharge detection circuit UL21 detects an overcharge state, the comparators CP211 and CP212 output a high level. The overcharge / discharge detection circuit UL22 detects an overdischarge state, and the comparators CP221 and CP222 output a low level, respectively.
以降、過充放電検出回路UL21、UL22は、過充電状態と過放電状態を交互に繰返し検出する。コンパレータCP211、CP212、CP221、CP222の出力はマイクロコンピュータCPU21に入力される。マイクロコンピュータCPU21は、コンパレータCP211、CP212、CP221、CP222の出力が、ハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC21、C22相互の接続点とセル短絡回路S2及び過充放電検出回路UL21、UL22との間で断線が発生していると判定し、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C22〜C26の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路及び過充放電検出回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Thereafter, the overcharge / discharge detection circuits UL21, UL22 repeatedly detect the overcharge state and the overdischarge state alternately. The outputs of the comparators CP211, CP212, CP221, CP222 are input to the microcomputer CPU21. When the outputs of the comparators CP211, CP212, CP221, and CP222 alternately repeat high level / low level, the microcomputer CPU21 connects the connection point between the adjacent cells C21 and C22, the cell short circuit S2, and the overcharge / discharge detection. It is determined that a disconnection has occurred between the circuits UL21 and UL22, and data relating to the disconnection point is output to the assembled
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU2は、隣接したセルC21、C22に接続された過充放電検出回路UL21、UL22が互いに過充電状態と過放電状態とを交互に繰返し検出することで、セルC21、C22とセル短絡回路S2及び過充放電検出回路UL21、UL22との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU2及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU1、CEU3〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, the charge state control device CEU2 repeatedly detects the overcharge state and the overdischarge state alternately by the overcharge / discharge detection circuits UL21 and UL22 connected to the adjacent cells C21 and C22. In addition, it is possible to identify the occurrence of disconnection between the cells C21 and C22, the cell short circuit S2, and the overcharge / discharge detection circuits UL21 and UL22. Therefore, the reliability of the charge state detection device CEU2 and the charge state detection devices CEU1 and CEU3 to CUn having the same circuit configuration can be improved.
なお、上述した実施形態では、過充放電検出回路により断線を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、過充電状態を検出する過充電検出回路、又は、過放電状態を検出する過放電検出回路を用いて断線を検出してもよい。 In the above-described embodiment, an example in which disconnection is detected by the overcharge / discharge detection circuit is described. However, the present invention is not limited to this. For example, the disconnection may be detected using an overcharge detection circuit that detects an overcharge state or an overdischarge detection circuit that detects an overdischarge state.
(第5実施形態)
次に、第5実施形態における充電状態制御装置の回路図を図9に示す。ここでは、第1実施形態における組電池システム1との相違部分である充電状態制御装置CEU1〜CEUnについて説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
(Fifth embodiment)
Next, FIG. 9 shows a circuit diagram of the charging state control apparatus in the fifth embodiment. Here, the state-of-charge control devices CEU1 to CEUn, which are different from the assembled battery system 1 in the first embodiment, will be described, and the description of the common portions other than the necessary portions will be omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as 1st Embodiment.
まず、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの具体的構成について詳細に説明する。充電状態制御装置CEU1〜CEUnは互いに同じ構成であるため、ここでは、充電状態制御装置CEU1についてのみ説明する。 First, the specific configuration of the charge state control devices CEU1 to CEUn will be described in detail. Since the charge state control devices CEU1 to CUn have the same configuration, only the charge state control device CEU1 will be described here.
図9に示すように、充電状態制御装置CEU1は、セル短絡回路S11〜S16(短絡回路)と、マイクロコンピュータCPU12(断線検出回路)とから構成されている。第5実施形態における充電状態制御装置CEU1は、第1実施形態における充電状態制御装置CEU1に対して、セル短絡回路S11〜S16内に、新たにOR回路を追加するとともに、マイクロコンピュータCPU10に代えて、マイクロコンピュータCPU12を設けた構成である。
As shown in FIG. 9, the charge state control device CEU1 is composed of cell short circuits S11 to S16 (short circuit) and a microcomputer CPU 12 (disconnection detection circuit). The charge state control device CEU1 in the fifth embodiment adds an OR circuit in the cell short circuits S11 to S16 to the charge state control device CEU1 in the first embodiment, and replaces the microcomputer CPU10. The
セル短絡回路S11は、セル電圧分圧回路110と、短絡判定用基準電圧回路111と、コンパレータCP11と、OR回路OR11と、トランジスタTR11と、短絡用抵抗R11とから構成され、セルC11に接続されている。
The cell short circuit S11 includes a cell
OR回路OR11は、コンパレータCP11又はマイクロコンピュータCPU12の出力に基づいてトランジスタTR11をオン/オフする回路である。OR回路OR11の入力端子はコンパレータCP11の出力端子に、別の入力端子はマイクロコンピュータCPU12にそれぞれ接続されている。また、出力端子はトランジスタTR11とマイクロコンピュータCPU12に接続されている。 The OR circuit OR11 is a circuit that turns on / off the transistor TR11 based on the output of the comparator CP11 or the microcomputer CPU12. The input terminal of the OR circuit OR11 is connected to the output terminal of the comparator CP11, and the other input terminal is connected to the microcomputer CPU12. The output terminal is connected to the transistor TR11 and the microcomputer CPU12.
セルC11に隣接するセルC12には、セル短絡回路S12が接続されている。セル短絡回路S12は、セル電圧分圧回路120と、短絡判定用基準電圧回路121と、コンパレータCP12と、OR回路OR12と、トランジスタTR12と、短絡用抵抗R12とから構成されている。
A cell short circuit S12 is connected to the cell C12 adjacent to the cell C11. The cell short circuit S12 includes a cell
OR回路OR12は、コンパレータCP12又はマイクロコンピュータCPU12の出力に基づいてトランジスタTR12をオン/オフする回路である。OR回路OR12の入力端子はコンパレータCP12の出力端子に、別の入力端子はマイクロコンピュータCPU12にそれぞれ接続されている。また、出力端子はトランジスタTR12とマイクロコンピュータCPU12に接続されている。 The OR circuit OR12 is a circuit that turns on / off the transistor TR12 based on the output of the comparator CP12 or the microcomputer CPU12. The input terminal of the OR circuit OR12 is connected to the output terminal of the comparator CP12, and the other input terminal is connected to the microcomputer CPU12. The output terminal is connected to the transistor TR12 and the microcomputer CPU12.
ここで、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のとき、セル短絡回路S11、S12は、入力インピーダンスが等しくなるように設定されている。また、トランジスタTR11、TR12がオン状態になると、セル短絡回路S11、S12の入力端子間に、抵抗R11、R12が接続される。抵抗R11、R12は、トランジスタTR11、TR12がオン状態のとき、セルC11、C12に流れる短絡電流を制限するとともに、セル短絡回路S11、S12の入力インピーダンスが、トランジスタTR11、TR12がオフ状態のときより小さくなるように設定されている。 Here, when the transistors TR11 and TR12 are in the off state, the cell short circuits S11 and S12 are set so that the input impedances are equal. Further, when the transistors TR11 and TR12 are turned on, the resistors R11 and R12 are connected between the input terminals of the cell short circuits S11 and S12. The resistors R11 and R12 limit the short-circuit current flowing through the cells C11 and C12 when the transistors TR11 and TR12 are on, and the input impedance of the cell short-circuits S11 and S12 is greater than when the transistors TR11 and TR12 are off. It is set to be smaller.
セルC13〜C16には、それぞれセル短絡回路S13〜S16が接続されている。セル短絡回路S13〜S16はセル短絡回路S11、S12とそれぞれ同じ回路であるので説明は省略する。 Cell short circuits S13 to S16 are connected to the cells C13 to C16, respectively. Since the cell short circuits S13 to S16 are the same circuits as the cell short circuits S11 and S12, respectively, description thereof is omitted.
マイクロコンピュータCPU12は、セルC11〜C16を短絡回路S11〜S16で一時的に短絡し、その後の短絡回路S11〜S16の作動状態から、セルC11〜C16とセル短絡回路S11〜S16との間で発生する断線を、断線箇所を特定して検出する素子である。マイクロコンピュータCPU12は、セルC11〜C16とセル短絡回路S11〜S16との間の少なくともいずれかで断線が発生したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12に出力する。マイクロコンピュータCPU12の6つの入力端子はOR回路OR11〜OR16とトランジスタTR11〜TR16の接続点にそれぞれ接続されている。また、6つの出力端子はOR回路OR11〜OR16の入力端子に接続されている。
The microcomputer CPU12 temporarily shorts the cells C11 to C16 with the short circuits S11 to S16, and is generated between the cells C11 to C16 and the cell short circuits S11 to S16 from the operating state of the short circuits S11 to S16 thereafter. This is an element that detects the disconnection by identifying the disconnection location. Microcomputer CPU12 outputs the data regarding a disconnection location to assembled
次に、図9を参照して具体的動作について説明する。図9に示すように、例えば、セルC11の電圧が短絡電圧閾値より大きくなった場合、セルC11の電圧は短絡回路S11のセル電圧分圧回路110で分圧される。セル電圧分圧回路110で分圧されたセルC11の電圧は、コンパレータCP11で短絡判定用基準電圧回路111の出力する基準電圧と比較される。セルC11の電圧は短絡電圧閾値より大きいため、コンパレータCP11はハイレベルを出力する。コンパレータCP11の出力がハイレベルになると、OR回路OR11を介してトランジスタTR11がオン状態となり、抵抗R11を介してセルC11を短絡して放電させる。セルC11は放電することで電圧が低下する。セルC11の電圧が短絡電圧閾値以下になると、トランジスタTR11はオフ状態となり、セルC11の放電は停止する。
Next, a specific operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, for example, when the voltage of the cell C11 becomes larger than the short circuit voltage threshold, the voltage of the cell C11 is divided by the cell
これに対し、例えば、隣接するセルC11、C12の接続点とセル短絡回路S11、S12との間にあるE点で断線が発生した場合、直列接続されたセルC11、C12の全電圧が、入力端子を直列接続されたセル短絡回路S11、S12に印加される。ここで、マイクロコンピュータCPU12はOR回路OR11を介してトランジスタTR11を一時的にオン状態にし、抵抗R11を介してセル短絡回路S11の入力端子間を短絡する。セル短絡回路S11の入力端子間が短絡されることで、セル短絡回路S11の入力インピーダンスは、トランジスタTR11がオフ状態のときより小さくなる。セル短絡回路S11の短絡後の入力インピーダンスとセル短絡回路S12の短絡前の入力インピーダンスを最適に設定することで、セル短絡回路S11の入力端子間の電圧は、短絡電圧閾値より小さい電圧に、セル短絡回路S12の入力端子間の電圧は、短絡電圧閾値より大きい電圧にすることができる。 On the other hand, for example, when a disconnection occurs at a point E between the connection point of the adjacent cells C11 and C12 and the cell short circuit S11 and S12, all voltages of the cells C11 and C12 connected in series are input. The terminals are applied to the cell short circuits S11 and S12 connected in series. Here, the microcomputer CPU12 temporarily turns on the transistor TR11 via the OR circuit OR11, and short-circuits the input terminals of the cell short circuit S11 via the resistor R11. When the input terminals of the cell short circuit S11 are short-circuited, the input impedance of the cell short circuit S11 becomes smaller than when the transistor TR11 is in the OFF state. By optimally setting the input impedance after the short circuit of the cell short circuit S11 and the input impedance before the short circuit of the cell short circuit S12, the voltage between the input terminals of the cell short circuit S11 is reduced to a voltage smaller than the short circuit voltage threshold. The voltage between the input terminals of the short circuit S12 can be higher than the short circuit voltage threshold.
セル短絡回路S11の入力端子間の電圧はセル電圧分圧回路110で分圧される。セル電圧分圧回路110で分圧されたセル短絡回路S11の入力端子間の電圧は、コンパレータCP11で短絡判定用基準電圧回路111の出力する基準電圧と比較される。セル短絡回路S11の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より小さいため、コンパレータCP11はローレベルを出力する。コンパレータCP11がローレベルを出力することで、OR回路OR11を介してトランジスタTR11はオフ状態となり、セル短絡回路S11の入力端子間の短絡が開放される。さらに、セル短絡回路S12の入力端子間の電圧はセル電圧分圧回路120で分圧される。セル電圧分圧回路120で分圧されたセル短絡回路S12の入力端子間の電圧は、コンパレータCP12で短絡判定用基準電圧回路121の出力する基準電圧と比較される。セル短絡回路S12の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より大きいため、コンパレータCP12はハイレベルを出力する。コンパレータCP12がハイレベルを出力することで、OR回路OR12を介してトランジスタTR12はオン状態となり、抵抗R12を介してセル短絡回路S12の入力端子間を短絡する。
The voltage between the input terminals of the cell short circuit S11 is divided by the cell
以降、セル短絡回路S11、S12は、隣接するセルC11、C12に接続される短絡回路S11、S12の入力端子間を交互に繰返し短絡する。コンパレータCP11、CP12の出力はマイクロコンピュータCPU12に入力される。マイクロコンピュータCPU12は、コンパレータCP11、CP12の出力が、ハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC11、C12相互の接続点とセル短絡回路S11、S12との間で断線が発生していると判定し、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C12〜C16の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Thereafter, the cell short circuits S11 and S12 alternately and repeatedly short-circuit the input terminals of the short circuits S11 and S12 connected to the adjacent cells C11 and C12. The outputs of the comparators CP11 and CP12 are input to the microcomputer CPU12. When the outputs of the comparators CP11 and CP12 alternate between high level and low level, the microcomputer CPU12 generates a disconnection between the connection point between the adjacent cells C11 and C12 and the cell short circuit S11 and S12. It is determined that the battery is disconnected, and data relating to the disconnected portion is output to the
なお、断線を検出するときには、全てのセルを短絡する必要はない。隣接するセルを1つ置きに短絡することで、セルとセル短絡回路との間の断線を全て検出することができる。また、セルは順次短絡してもよいし、同時に短絡してもよい。 When detecting disconnection, it is not necessary to short-circuit all the cells. By short-circuiting every other adjacent cell, all disconnections between the cell and the cell short circuit can be detected. In addition, the cells may be short-circuited sequentially or simultaneously.
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU1は、隣接したセルC11、C12に接続されたセル短絡回路S11、S12が交互に繰返し短絡することで、セルC11、C12とセル短絡回路S11、S12との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU1及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU2〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, the charge state control device CEU1 is configured such that the cell short circuits S11 and S12 connected to the adjacent cells C11 and C12 are alternately and repeatedly short-circuited, whereby the cells C11 and C12 and the cell short circuits S11 and S12. It is possible to identify the occurrence location of disconnection between the two. Therefore, it is possible to improve the reliability of the charge state detection device CEU1 and the charge state detection devices CEU2 to CUn having the same circuit configuration.
(第6実施形態)
次に、第6実施形態における充電状態制御装置の回路図を図10に示す。ここでは、第2実施形態における組電池システム1との相違部分である充電状態制御装置CEU1〜CEUnについて説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第2実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
(Sixth embodiment)
Next, FIG. 10 shows a circuit diagram of the charging state control device in the sixth embodiment. Here, the charge state control devices CEU1 to CEUn, which are different from the assembled battery system 1 in the second embodiment, will be described, and the description of the common portions other than the necessary portions will be omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as 2nd Embodiment.
まず、充電状態制御装置CEU1〜CEUnの具体的構成について詳細に説明する。充電状態制御装置CEU1〜CEUnは互いに同じ構成であるため、ここでは、充電状態制御装置CEU2についてのみ説明する。 First, the specific configuration of the charge state control devices CEU1 to CEUn will be described in detail. Since the charge state control devices CEU1 to CUn have the same configuration, only the charge state control device CEU2 will be described here.
図10に示すように、充電状態制御装置CEU2は、セル短絡回路S2(短絡回路)と、マイクロコンピュータCPU22(断線検出回路)とから構成されている。第6実施形態における充電状態制御装置CEU2は、第2実施形態における充電状態制御装置CEU2に対して、セル短絡回路S21〜S26内に、新たにOR回路を追加するとともに、マイクロコンピュータCPU20に代えて、マイクロコンピュータCPU22を設けた構成である。 As shown in FIG. 10, the state-of-charge control device CEU2 includes a cell short circuit S2 (short circuit) and a microcomputer CPU 22 (disconnection detection circuit). The charging state control device CEU2 in the sixth embodiment adds an OR circuit in the cell short circuits S21 to S26 to the charging state control device CEU2 in the second embodiment, and replaces the microcomputer CPU20. The microcomputer CPU 22 is provided.
セル短絡回路S2は、グループ電圧分圧回路20と、コンパレータCP21〜CP25と、論理回路21と、OR回路OR21〜OR26と、トランジスタTR21〜TR26と、短絡用抵抗R21〜R26とから構成され、セルグループCG2に接続されている。
The cell short circuit S2 includes a group
OR回路OR21〜OR26は、論理回路21又はマイクロコンピュータCPU22の出力に基づいてトランジスタTR21〜TR26をオン/オフする回路である。OR回路OR21〜OR26の入力端子は論理回路21の出力端子に、別の入力端子はマイクロコンピュータCPU22にそれぞれ接続されている。また、出力端子はトランジスタTR21〜TR26とマイクロコンピュータCPU22に接続されている。
The OR circuits OR21 to OR26 are circuits that turn on / off the transistors TR21 to TR26 based on the output of the
ここで、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のとき、セルC21の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスと、セルC22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスが等しくなるように設定されている。また、トランジスタTR21、TR22がオン状態になると、セルC21、C22の接続される短絡回路S2の入力端子間に、抵抗R21、R22が接続される。抵抗R21、R22は、トランジスタTR21、TR22がオン状態のとき、セルC21、C22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスが、トランジスタTR21、TR22がオフ状態のときより小さくなるように設定されている。 Here, when the transistors TR21 and TR22 are in the OFF state, the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cell C21 is connected is equal to the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cell C22 is connected. Is set to Further, when the transistors TR21 and TR22 are turned on, the resistors R21 and R22 are connected between the input terminals of the short circuit S2 to which the cells C21 and C22 are connected. The resistors R21 and R22 are configured such that when the transistors TR21 and TR22 are on, the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 connected to the cells C21 and C22 is smaller than when the transistors TR21 and TR22 are off. Is set.
セルC23〜C25の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスは、セルC21、C22の接続される短絡回路S2の入力端子間の入力インピーダンスと等しくなるように設定されている。 The input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cells C23 to C25 are connected is set to be equal to the input impedance between the input terminals of the short circuit S2 to which the cells C21 and C22 are connected.
マイクロコンピュータCPU22は、セルC21〜C26の接続されるセル短絡回路S2の作動状態に基づいて、セルC21〜C26とセル短絡回路S2との間で発生する断線を、断線箇所を特定して検出する素子である。マイクロコンピュータCPU22は、セルC21〜C26とセル短絡回路S2との間の少なくともいずれかで断線が発生したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12に出力する。マイクロコンピュータCPU22の6つの入力端子はOR回路OR21〜OR26とトランジスタTR21〜TR26の接続点にそれぞれ接続されている。また、6つの出力端子はOR回路OR21〜OR26の入力端子に、さらに、別の出力端子は組電池コントローラ12にそれぞれ接続されている。
The microcomputer CPU22 detects the disconnection that occurs between the cells C21 to C26 and the cell short circuit S2 based on the operating state of the cell short circuit S2 to which the cells C21 to C26 are connected by specifying the disconnection location. It is an element. Microcomputer CPU22 outputs the data regarding a disconnection location to assembled
次に、図10を参照して具体的動作について説明する。図10に示すように、例えば、セルC21の電圧が他のセルC22〜C26より大きくなった場合、セルC21〜C26の接続点の電圧は、コンパレータCP21〜CP26でグループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較される。コンパレータCP21〜CP26の出力は論理回路21に入力され、セル毎に短絡の実施可否が判定される。論理回路21は判定結果に基づいて、OR回路OR21を介してトランジスタTR21をオン状態にする。トランジスタTR21がオン状態になると、抵抗R21を介してセルC21が短絡され放電する。セルC21は放電することで電圧が低下する。セルC21の電圧が他のセルC22〜C26の電圧と等しくなると、トランジスタTR21はオフ状態となり、セルC21の放電は停止する。
Next, a specific operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, for example, when the voltage of the cell C21 becomes larger than the other cells C22 to C26, the voltages at the connection points of the cells C21 to C26 are output from the group
これに対し、例えば、隣接するセルC21、C22の接続点とセル短絡回路S2との間にあるF点で断線が発生した場合、直列接続されたセルC21、C22の全電圧が、セル短絡回路S2の対応した入力端子間に印加される。ここで、マイクロコンピュータCPU22はOR回路OR21を介してトランジスタTR21を一時的にオン状態にし、抵抗R21を介してセルC21の接続される入力端子間を短絡する。セルC21の接続される入力端子間が短絡されることで、入力端子間の入力インピーダンスは、トランジスタTR21がオフ状態のときより小さくなる。セルC21、C22の接続点の電圧は、セル短絡回路S2の短絡前後の入力端子間の入力インピーダンスを最適に設定することで、セルC21の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より小さい電圧に、セルC22の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より大きい電圧にすることができる。 On the other hand, for example, when a disconnection occurs at a point F between the connection point of the adjacent cells C21 and C22 and the cell short circuit S2, all voltages of the cells C21 and C22 connected in series are Applied between the corresponding input terminals of S2. Here, the microcomputer CPU22 temporarily turns on the transistor TR21 via the OR circuit OR21, and short-circuits between the input terminals connected to the cell C21 via the resistor R21. By short-circuiting between the input terminals to which the cell C21 is connected, the input impedance between the input terminals becomes smaller than when the transistor TR21 is in the OFF state. The voltage at the connection point of the cells C21 and C22 is set optimally for the input impedance between the input terminals before and after the short circuit of the cell short circuit S2, so that the voltage between the input terminals of the cell C21 is smaller than the short circuit voltage threshold. The voltage between the input terminals of the cell C22 can be higher than the short-circuit voltage threshold.
セルC21〜C26の接続点の電圧は、コンパレータCP21〜CP26でグループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較される。セルC21、C22の接続点の電圧がセルC21の短絡電圧閾値より小さいため、論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR21をオフ状態にし、セルC21の接続される入力端子間の短絡が開放される。さらに、セルC21、C22の接続点の電圧がセルC22の短絡電圧閾値より大きいため、論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR22をオン状態にし、抵抗R22を介してセルC22の接続される入力端子間を短絡する。以降、セル短絡回路S2は、隣接するセルC21、C22の接続されていた入力端子間を交互に繰返し短絡する。
The voltages at the connection points of the cells C21 to C26 are compared with the reference voltage output from the group
論理回路21のトランジスタTR21、TR22に対応した出力はマイクロコンピュータCPU22に入力される。マイクロコンピュータCPU22は、論理回路21のトランジスタTR21、TR22に対応した出力が、ハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC21、C22相互の接続点とセル短絡回路S2との間で断線が発生していると判定し、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C22〜C26の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Outputs corresponding to the transistors TR21 and TR22 of the
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU2は、隣接したセルC21、C22に接続されたセル短絡回路S2が交互に繰返し短絡することで、セルC21、C22とセル短絡回路S2との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU2及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU1、CEU3〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, the charge state control device CEU2 is configured such that the cell short circuit S2 connected to the adjacent cells C21 and C22 is alternately and repeatedly short-circuited, so that the cell C21 and C22 and the cell short circuit S2 are connected. The occurrence location of disconnection can be specified. Therefore, the reliability of the charge state detection device CEU2 and the charge state detection devices CEU1 and CEU3 to CUn having the same circuit configuration can be improved.
なお、断線を検出するときには、全てのセルを短絡する必要はない。隣接するセルを1つ置きに短絡することで、セルとセル短絡回路との間の断線を全て検出することができる。また、セルは順次短絡してもよいし、同時に短絡してもよい。 When detecting disconnection, it is not necessary to short-circuit all the cells. By short-circuiting every other adjacent cell, all disconnections between the cell and the cell short circuit can be detected. In addition, the cells may be short-circuited sequentially or simultaneously.
(第7実施形態)
第7実施形態における充電状態制御装置は、第6実施形態における充電状態制御装置とほぼ同一の構成であるため、第6実施形態における図10を参照して説明する。ここでは、第6実施形態における充電状態制御装置との相違部分である断線検出動作について説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。
(Seventh embodiment)
The charge state control device in the seventh embodiment has substantially the same configuration as the charge state control device in the sixth embodiment, and will be described with reference to FIG. 10 in the sixth embodiment. Here, the disconnection detection operation which is a different part from the charge condition control apparatus in 6th Embodiment is demonstrated, and description except a required part is abbreviate | omitted about a common part.
次に、図10を参照して具体的動作について説明する。図10に示すように、例えば、隣接するセルC21、C22の接続点とセル短絡回路S2との間にあるF点で断線が発生した場合、直列接続されたセルC21、C22の全電圧が、セル短絡回路S2の対応した入力端子間に印加される。ここで、マイクロコンピュータCPU22はOR回路OR21を介してトランジスタTR21を一定時間オン状態にし、抵抗R21を介してセルC21の接続される入力端子間を短絡する。セルC21の接続される入力端子間が短絡されることで、入力端子間の入力インピーダンスは、トランジスタTR21がオフ状態のときより小さくなる。セルC21、C22の接続点の電圧は、セル短絡回路S2の短絡前後の入力端子間の入力インピーダンスを最適に設定することで、セルC21の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より小さい電圧に、セルC22の入力端子間の電圧は短絡電圧閾値より大きい電圧にすることができる。 Next, a specific operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, for example, when a disconnection occurs at a point F between the connection point of the adjacent cells C21 and C22 and the cell short circuit S2, the total voltage of the cells C21 and C22 connected in series is Applied between the corresponding input terminals of the cell short circuit S2. Here, the microcomputer CPU22 turns on the transistor TR21 for a predetermined time through the OR circuit OR21, and short-circuits between the input terminals connected to the cell C21 through the resistor R21. By short-circuiting between the input terminals to which the cell C21 is connected, the input impedance between the input terminals becomes smaller than when the transistor TR21 is in the OFF state. The voltage at the connection point of the cells C21 and C22 is set optimally for the input impedance between the input terminals before and after the short circuit of the cell short circuit S2, so that the voltage between the input terminals of the cell C21 is smaller than the short circuit voltage threshold. The voltage between the input terminals of the cell C22 can be higher than the short-circuit voltage threshold.
セルC21〜C26の接続点の電圧は、コンパレータCP21〜CP26でグループ電圧分圧回路20の出力する基準電圧と比較される。セルC21、C22の接続点の電圧がセルC21の短絡電圧閾値より小さいため、論理回路21は判定結果に基づいてトランジスタTR21をオフ状態にしようとする。しかし、マイクロコンピュータCPU22は、OR回路OR21を介してトランジスタTR21をオン状態にし、セルC21の接続される入力端子間の短絡を継続する。セルC21、C22の接続点の電圧はセルC22の短絡電圧閾値より大きいため、論理回路21は、判定結果に基づいてトランジスタTR22をオン状態にし、抵抗R22を介してセルC22の接続される入力端子間を短絡する。セルC21、C22が共に短絡されることで、セルC21、C22の接続される入力端子間の入力インピーダンスはほぼ等しくなる。そのため、セルC21、C22の接続点の電圧はセルC22の短絡電圧閾値より小さくなり、論理回路21は、判定結果に基づいてトランジスタTR22をオフ状態にし、セルC22の接続される入力端子間の短絡が開放される。以降、セル短絡回路S2は、セルC21の接続される入力端子間が短絡されている間、セルC22の接続される入力端子間を繰返し短絡する。
The voltages at the connection points of the cells C21 to C26 are compared with the reference voltage output from the group
論理回路21のトランジスタTR21、TR22に対応した出力はマイクロコンピュータCPU22に入力される。マイクロコンピュータCPU22は、論理回路21のトランジスタTR21に対応した出力がハイレベルの間、論理回路21のトランジスタTR22に対応した出力がハイレベル/ローレベルを交互に繰返しているとき、隣接するセルC21、C22相互の接続点とセル短絡回路S2との間で断線が発生していると判定する。マイクロコンピュータCPU22は、断線が発生している判定したとき、断線箇所に関するデータを組電池コントローラ12へ出力する。同様にして、C22〜C26の内、隣接するセルの接続点とそれらのセルに対応するセル短絡回路との間で発生した断線を、断線箇所を特定して検出することができる。
Outputs corresponding to the transistors TR21 and TR22 of the
最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、充電状態制御装置CEU2は、隣接したセルC21、C22に接続されたセル短絡回路S2が一方の入力端子間を繰返し短絡することで、セルC21、C22とセル短絡回路S2との間の断線の発生箇所を特定することができる。そのため、充電状態検出装置CEU2及び同様の回路構成である充電状態検出装置CEU1、CEU3〜CEUnの信頼性を向上することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the present embodiment, the state-of-charge control device CEU2 is configured such that the cell short circuit S2 connected to the adjacent cells C21 and C22 repeatedly shorts one of the input terminals, so that the cells C21 and C22 and the cell short circuit S2 are connected. It is possible to identify the occurrence location of disconnection between the two. Therefore, the reliability of the charge state detection device CEU2 and the charge state detection devices CEU1 and CEU3 to CUn having the same circuit configuration can be improved.
なお、断線を検出するときには、全てのセルを短絡する必要はない。隣接するセルを1つ置きに短絡することで、セルとセル短絡回路との間の断線を全て検出することができる。また、セルは順次短絡してもよいし、同時に短絡してもよい。 When detecting disconnection, it is not necessary to short-circuit all the cells. By short-circuiting every other adjacent cell, all disconnections between the cell and the cell short circuit can be detected. In addition, the cells may be short-circuited sequentially or simultaneously.
上記実施形態において、トランジスタTR21、TR22がオン状態のとき、セルC21、C22の接続される入力端子間の入力インピーダンスが互いに異なる値になるように設定しておくことで、断線が発生したとき、トランジスタTR21がオン状態の間、トランジスタTR22をオン状態に固定させることもできる。これにより、マイクロコンピュータCPU22はより簡単に断線を判定することができる。 In the above embodiment, when the transistors TR21 and TR22 are in the on state, the input impedance between the input terminals to which the cells C21 and C22 are connected is set to be different from each other. The transistor TR22 can be fixed to the on state while the transistor TR21 is on. As a result, the microcomputer CPU 22 can more easily determine the disconnection.
1・・・組電池システム、10・・・組電池、CG1〜CGn・・・セルグループ、C11〜C16、C21〜C26・・・セル、CEU1〜CEUn・・・充電状態制御装置(組電池充電状態制御装置)、S11〜S16・・・セル短絡回路(短絡回路)、110、120・・・セル電圧分圧回路、110a、110b、120a、120b・・・抵抗、111、121・・・短絡判定用基準電圧回路、CP11、CP12・・・コンパレータ、TR11、TR12・・・トランジスタ、R11、R12・・・短絡用抵抗、CPU10・・・マイクロコンピュータ(断線検出回路)、112・・・抵抗、S2・・・セル
短絡回路(短絡回路)、20・・・グループ電圧分圧回路、CP21〜CP25・・・コンパレータ、21・・・論理回路、TR21〜TR26・・・トランジスタ、R21〜R26・・・短絡用抵抗、CPU20・・・マイクロコンピュータ(断線検出回路)、UL11〜UL16、UL21〜UL26・・・過充放電検出回路(異常検出回路)、113,123、213,223・・・セル分圧回路、113a、113b、123a、123b・・・抵抗、114,124・・・過充電判定用基準電圧回路、115,125・・・過放電判定用基準電圧回路、CPU11、CPU21・・・マイクロコンピュータ(断線検出回路)、116・・・抵抗、OR11、OR12、OR21〜OR26・・・OR回路、CPU12、CPU22・・・マイクロコンピュータ(断線検出回路)、11・・・電流センサ、12・・・組電池コントローラ、2・・・ハイブリッド電気自動車コントローラ(HEVコントローラ)、3・・・インバータ、4・・・モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... assembled battery system, 10 ... assembled battery, CG1-CGn ... cell group, C11-C16, C21-C26 ... cell, CEU1-CEUn ... charge state control device (assembled battery charging State control device), S11 to S16 ... cell short circuit (short circuit), 110, 120 ... cell voltage divider, 110a, 110b, 120a, 120b ... resistor, 111, 121 ... short circuit Reference voltage circuit for determination, CP11, CP12... Comparator, TR11, TR12... Transistor, R11, R12... Short circuit resistance, CPU10... Microcomputer (disconnection detection circuit), 112. S2 ... Cell short circuit (short circuit), 20 ... Group voltage divider, CP21 to CP25 ... Comparator, 21 ... Logic times , TR21 to TR26 ... transistor, R21 to R26 ... short-circuit resistance, CPU20 ... microcomputer (disconnection detection circuit), UL11-UL16, UL21-UL26 ... overcharge / discharge detection circuit (abnormality detection circuit) 113, 123, 213, 223 ... cell voltage dividing circuit, 113a, 113b, 123a, 123b ... resistance, 114, 124 ... reference voltage circuit for overcharge determination, 115, 125 ... over Reference voltage circuit for discharge determination, CPU11, CPU21 ... microcomputer (disconnection detection circuit), 116 ... resistor, OR11, OR12, OR21-OR26 ... OR circuit, CPU12, CPU22 ... microcomputer (disconnection) Detection circuit), 11 ... current sensor, 12 ... assembled battery controller, 2 ... high Lid electric car controller (HEV controller), 3 ... inverter, 4 ... motor
Claims (15)
前記短絡回路は、隣接する前記セル毎に、前記セルの接続される入力端子間の短絡前の入力インピーダンスが異なり、さらに、隣接する前記セルと、隣接する前記セルに接続される前記短絡回路との間で断線が発生すると、隣接する前記セルの全電圧が、接続されていた前記短絡回路の入力インピーダンスによって分圧され、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に断線前とは異なる大きさの電圧が印加されて、接続されていた前記短絡回路の短絡状態が変化し、短絡状態が変化したことで、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に印加される電圧がさらに変化して、接続されていた前記短絡回路の短絡状態がさらに変化し、以降、変化が繰返される状態となり、前記状態における前記短絡回路の作動状態に基づいて前記セルと前記短絡回路との間の断線を検出する断線検出回路を有することを特徴とする組電池充電状態制御装置。 In an assembled battery charge state control device comprising a short circuit that is connected to a plurality of cells connected in series constituting the assembled battery and short-circuits the cell based on the voltage of the cell.
The short circuit is different in input impedance before a short circuit between input terminals to which the cells are connected for each of the adjacent cells, and the adjacent cells and the short circuit connected to the adjacent cells When a disconnection occurs between all the voltages of adjacent cells, the voltage is divided by the input impedance of the connected short circuit, and between the input terminals of the connected short circuit is different from that before disconnection. Is applied, the short circuit state of the connected short circuit is changed, and the short circuit state is changed, so that the voltage applied between the input terminals of the connected short circuit further changes. Te, short-circuited state of the connected had the short circuit further changes, since, a state change is repeated, the said cell based on the operating state of the short circuit in the state Assembled battery charge state control apparatus characterized by having a disconnection detection circuit for detecting the disconnection between the fault circuit.
前記断線検出回路は、前記短絡回路が隣接する前記セルを交互に繰返し短絡したとき、隣接する前記セル相互の接続点と前記短絡回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする請求項1又は2記載の組電池充電状態制御装置。 The short circuit shorts the cell when the voltage of the cell is greater than a short circuit voltage threshold,
The disconnection detection circuit determines that a disconnection has occurred between a connection point between adjacent cells and the short circuit when the short circuit alternately and repeatedly shorts adjacent cells. The assembled battery charge state control device according to claim 1 or 2.
前記短絡回路及び前記異常検出回路は、隣接する前記セル毎に、前記セルの接続される入力端子間の短絡前の合成入力インピーダンスが異なり、さらに、隣接する前記セルと、隣接する前記セルに接続される前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生すると、隣接する前記セルの全電圧が、接続されていた前記短絡回路及び前記異常検出回路の合成入力インピーダンスによって分圧され、接続されていた前記短絡回路及び前記異常検出回路の入力端子間に断線前とは異なる大きさの電圧が印加されて、接続されていた前記短絡回路の短絡状態が変化し、短絡状態が変化したことで、接続されていた前記短絡回路及び前記異常検出回路の入力端子間に印加される電圧がさらに変化して、接続されていた前記短絡回路の短絡状態がさらに変化し、以降、変化が繰り返される状態となり、前記状態における前記異常検出回路の出力に基づいて前記セルと前記短絡回路及び前記異常検出回路との間の断線を検出する断線検出回路を有することを特徴とする組電池充電状態制御装置。 A short circuit for short-circuiting the cells based on the voltage of the cells connected to a plurality of cells connected in series constituting the assembled battery, and a voltage of the cells connected to the plurality of cells connected in series constituting the assembled battery In an assembled battery charge state control device comprising an abnormality detection circuit for detecting an abnormality of the cell based on
The short circuit and the abnormality detection circuit are different in the combined input impedance before the short circuit between the input terminals to which the cells are connected for each of the adjacent cells, and are connected to the adjacent cells and the adjacent cells. When a disconnection occurs between the short circuit and the abnormality detection circuit, all voltages of the adjacent cells are divided by the combined input impedance of the connected short circuit and the abnormality detection circuit, and connected. A voltage having a magnitude different from that before disconnection is applied between the input terminals of the short circuit and the abnormality detection circuit, and the short circuit state of the connected short circuit is changed and the short circuit state is changed. Therefore, the voltage applied between the input terminals of the short circuit and the abnormality detection circuit that are connected further changes, and the short circuit state of the connected short circuit is To change, since the change is a state repeated, have a disconnection detection circuit for detecting the disconnection between the short circuit and the abnormality detection circuit and the cell on the basis of an output of the abnormality detection circuit in the state A battery pack state-of-charge control device characterized by the above.
前記異常検出回路は、前記セルの電圧を過充電電圧閾値と比較することで前記セルの過充電状態を検出し、
前記断線検出回路は、前記異常検出回路が前記セルの過充電状態を繰返し検出したとき、前記セルと前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする請求項4乃至6記載の組電池充電状態制御装置。 The short circuit shorts the cell when the voltage of the cell is greater than a short circuit voltage threshold,
The abnormality detection circuit detects the overcharge state of the cell by comparing the voltage of the cell with an overcharge voltage threshold,
The disconnection detection circuit determines that a disconnection has occurred between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit when the abnormality detection circuit repeatedly detects an overcharge state of the cell. The assembled battery charge state control device according to claim 4.
前記異常検出回路は、前記セルの電圧を過放電電圧閾値と比較することで前記セルの過放電状態を検出し、
前記断線検出回路は、前記異常検出回路が前記セルの過放電状態を繰返し検出したとき、前記セルと前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする請求項4乃至6記載の組電池充電状態制御装置。 The short circuit shorts the cell when the voltage of the cell is greater than a short circuit voltage threshold,
The abnormality detection circuit detects an overdischarge state of the cell by comparing the voltage of the cell with an overdischarge voltage threshold,
The disconnection detection circuit determines that a disconnection has occurred between the cell, the short circuit, and the abnormality detection circuit when the abnormality detection circuit repeatedly detects an overdischarge state of the cell. The assembled battery charge state control device according to claim 4.
前記異常検出回路は、
前記セルの電圧を過充電電圧閾値及び過放電電圧閾値と比較することで前記セルの過充電状態及び過放電状態を検出し、
前記断線検出回路は、隣接する前記セルに接続された前記異常検出回路が互いに過充電状態と過放電状態とを交互に繰返し検出したとき、隣接する前記セル相互の接続点と前記短絡回路及び前記異常検出回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする請求項4乃至6記載の組電池充電状態制御装置。 The short circuit shorts the cell when the voltage of the cell is greater than a short circuit voltage threshold,
The abnormality detection circuit is
Detecting the overcharge state and overdischarge state of the cell by comparing the cell voltage with an overcharge voltage threshold and an overdischarge voltage threshold;
The disconnection detection circuit is configured such that when the abnormality detection circuit connected to the adjacent cells alternately detects an overcharge state and an overdischarge state alternately, the connection point between the adjacent cells, the short circuit, and the 7. The assembled battery charge state control device according to claim 4, wherein it is determined that a disconnection has occurred with the abnormality detection circuit.
さらに、隣接する前記セルの一方を前記短絡回路で短絡させ、隣接する前記セルと、隣接する前記セルに接続される前記短絡回路との間で断線が発生すると、隣接する前記セルの全電圧が、接続されていた前記短絡回路の入力インピーダンスによって分圧され、隣接するセルの一方を短絡させることで、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に短絡前とは異なる大きさの電圧が印加されて、接続されていた前記短絡回路の短絡状態が変化し、短絡状態が変化したことで、接続されていた前記短絡回路の入力端子間に印加される電圧がさらに変化して、接続されていた前記短絡回路の短絡状態がさらに変化し、以降、変化が繰返される状態となり、前記状態における、前記短絡後の前記短絡回路の作動状態に基づいて前記セルと前記短絡回路との間の断線を検出する断線検出回路を有することを特徴とする組電池充電状態制御装置。 In an assembled battery charge state control device comprising a short circuit that is connected to a plurality of cells connected in series constituting the assembled battery and short-circuits the cell based on the voltage of the cell.
Furthermore, when one of the adjacent cells is short-circuited by the short circuit, and a disconnection occurs between the adjacent cell and the short circuit connected to the adjacent cell, the total voltage of the adjacent cell is The voltage is divided by the input impedance of the connected short circuit, and a voltage of a magnitude different from that before the short circuit is applied between the input terminals of the connected short circuit by short-circuiting one of the adjacent cells. The short-circuit state of the connected short circuit has changed, and the short-circuit state has changed, so that the voltage applied between the input terminals of the connected short circuit has further changed and is connected. short-circuit state of the short circuit further changes were, later, a state change is repeated, in the state, the short times and the cell based on the operating state of the short circuit after the short Assembled battery charge state control apparatus characterized by having a disconnection detection circuit for detecting the disconnection between.
前記断線検出回路は、隣接する前記セルに接続された前記短絡回路が隣接するセルを交互に繰返し短絡したとき、隣接する前記セル相互の接続点と前記短絡回路との間で断線が発生していると判定することを特徴とする請求項11乃至13記載の組電池充電状態制御装置。 The short circuit shorts the cell when the voltage of the cell is greater than a short circuit voltage threshold,
In the disconnection detection circuit, when the short circuit connected to the adjacent cell repeatedly short-circuits adjacent cells alternately, a disconnection occurs between the connection points of the adjacent cells and the short circuit. The assembled battery charge state control device according to claim 11, wherein it is determined that the battery pack is in a charged state.
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