JP7685932B2 - Battery Management System - Google Patents
Battery Management System Download PDFInfo
- Publication number
- JP7685932B2 JP7685932B2 JP2021174632A JP2021174632A JP7685932B2 JP 7685932 B2 JP7685932 B2 JP 7685932B2 JP 2021174632 A JP2021174632 A JP 2021174632A JP 2021174632 A JP2021174632 A JP 2021174632A JP 7685932 B2 JP7685932 B2 JP 7685932B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- battery management
- cell
- holders
- monitor terminals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、バッテリマネージメントシステムに関する。 The present invention relates to a battery management system.
例えば電気自動車に用いられるバッテリパックが知られている。バッテリパックは、直列に接続された複数のバッテリセルを含む。また、バッテリパックに含まれる各バッテリセルの状態を管理するバッテリ管理LSI(Large Scale Integration)も知られている。バッテリ管理LSIは、複数のモニタ端子が設けられ、各モニタ端子にバッテリパックに含まれる各バッテリセルが接続される。 For example, a battery pack used in an electric vehicle is known. The battery pack includes multiple battery cells connected in series. Also known is a battery management LSI (Large Scale Integration) that manages the state of each battery cell included in the battery pack. The battery management LSI is provided with multiple monitor terminals, and each battery cell included in the battery pack is connected to each monitor terminal.
特許文献1には、外部装置と連結された場合にブートされ、外部装置との連結が解除された場合にシャットダウンするバッテリパックが記載されている。特許文献2には、電池ブロックを構成する電池セルの状態を検出し、電池セルの充電状態のアンバランスを解消するセルコントローラと、セルコントローラを低消費電力状態に切り替える制御装置と、を備える電源装置が記載されている。特許文献3には、複数の単位電池を直列に接続した組電池を並列に複数接続した電池システムにおいて、組電池の電圧を均等化することが記載されている。
ところで、バッテリパックに含まれるバッテリセルの一部を取り外したりまたは新たに取り付けたりした場合、バッテリ管理LSIのモニタ端子とバッテリパックに含まれる各バッテリセルとの間を適切に配線しなおす必要がある。バッテリ管理LSIは、接続可能なバッテリセルの最大数および印加される最低電圧等が仕様により予め規定されている。従って、バッテリパックに含まれるバッテリセルの一部を取り外したりまたは新たに取り付けたりする場合、バッテリ管理LSIのモニタ端子とバッテリパックに含まれる各バッテリセルとの間を、仕様に合わせて配線しなおさなければならなく、作業が煩雑となってしまう。また、バッテリ管理LSIおよびバッテリパックが配置された環境によっては、接続の誤りが発生する可能性もある。 However, when some of the battery cells in the battery pack are removed or newly installed, it is necessary to properly rewire between the monitor terminals of the battery management LSI and each battery cell in the battery pack. The maximum number of battery cells that can be connected and the minimum voltage to be applied are predefined in the battery management LSI specifications. Therefore, when some of the battery cells in the battery pack are removed or newly installed, it is necessary to rewire between the monitor terminals of the battery management LSI and each battery cell in the battery pack in accordance with the specifications, which makes the work complicated. Furthermore, depending on the environment in which the battery management LSI and the battery pack are placed, there is a possibility that incorrect connections may occur.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリパックとバッテリ管理装置との間を、簡易にかつ正確に接続することができるバッテリマネージメントシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a battery management system that can easily and accurately connect a battery pack and a battery management device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るバッテリマネージメントシステムは、それぞれがバッテリセルを着脱自在に保持するN個のホルダ(Nは、2以上の整数)を有し、前記N個のホルダにより保持されている複数のバッテリセルを直列に接続するバッテリパックと、それぞれが、直列に接続された2個以上のバッテリセルの集合であるセルユニットが接続され、前記セルユニットに含まれる各バッテリセルの状態を管理するM個のバッテリ管理装置(Mは、1以上の整数)と、前記N個のホルダのそれぞれが保持するバッテリセルを、前記M個のバッテリ管理装置のうちの何れかに切り替えて接続可能な接続装置と、前記N個のホルダのうちのバッテリセルを保持する複数の有効ホルダを検出し、前記セルユニットが前記M個のバッテリ管理装置の何れかに対して予め定められた接続規則に従って接続されるように、前記複数の有効ホルダの位置に基づき前記接続装置を切り替え制御する制御装置と、を備える。 In order to solve the above problems and achieve the object, the battery management system of the present invention includes a battery pack having N holders (N is an integer of 2 or more) each of which detachably holds a battery cell, and which connects the battery cells held by the N holders in series; M battery management devices (M is an integer of 1 or more) each of which is connected to a cell unit, which is a set of two or more battery cells connected in series, and which manages the state of each battery cell included in the cell unit; a connection device that can switch and connect the battery cells held by each of the N holders to one of the M battery management devices; and a control device that detects a plurality of valid holders that hold battery cells among the N holders, and switches and controls the connection device based on the positions of the plurality of valid holders so that the cell unit is connected to one of the M battery management devices according to a predetermined connection rule.
本発明によれば、バッテリパックとバッテリ管理装置との間を、簡易にかつ正確に接続することができる。 The present invention allows for easy and accurate connection between the battery pack and the battery management device.
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態に係るバッテリマネージメントシステム10を示す図である。バッテリマネージメントシステム10は、例えば、車両等に設けられる。バッテリマネージメントシステム10は、車両に限らず他の装置に電力を供給してもよい。
Figure 1 is a diagram showing a
バッテリマネージメントシステム10は、バッテリパック20と、M個(Mは、1以上の整数)のバッテリ管理装置22と、接続装置24と、制御装置26とを備える。
The
バッテリパック20は、直列に接続された複数のバッテリセル30を含み、直流電力を発生する。例えば、バッテリパック20は、車両のモータ駆動用の電力を発生する。複数のバッテリセル30のそれぞれは、二次電池である。
The
バッテリパック20は、N個(Nは、2以上の整数)のホルダ32を有する。N個のホルダ32のそれぞれは、バッテリセル30を着脱自在に保持する。
The
バッテリパック20は、N個のホルダ32により保持されている複数のバッテリセル30を直列に接続する。なお、N個のホルダ32のうちの一部は、バッテリセル30を保持していない状態であってもよい。N個のホルダ32のそれぞれは、バッテリセル30を保持していない場合、バッテリセル30のプラス端子が接触する接点と、バッテリセル30のマイナス端子が接触する接点との間を短絡する。これにより、バッテリパック20は、N個のホルダ32のうちの一部にバッテリセル30が取り付けられていない場合であっても、N個のホルダ32により保持されている、N個より少ない個数の複数のバッテリセル30を直列に接続することができる。
The
このようなバッテリパック20は、複数のバッテリセル30のうちの一部を取り外したり、複数のバッテリセル30のうちの一部を交換したり、複数のバッテリセル30に新たなバッテリセル30を追加したりすることができる。これにより、バッテリパック20は、複数のバッテリセル30の一部が劣化または故障等した場合に、保持している複数のバッテリセル30の全部を交換しなくてよいので、バッテリセル30を効率良く使用することができる。
Such a
M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、2個以上のバッテリセル30の集合であるセルユニットが接続される。セルユニットは、バッテリパック20により保持される複数のバッテリセル30の一部分であって、直列に接続された2個以上のバッテリセル30により構成される。例えば、バッテリパック20により保持される複数のバッテリセル30は、2個以上のブロックに分割され、それぞれのブロックがセルユニットを構成する。なお、セルユニットは、バッテリパック20により保持される複数のバッテリセル30の全てにより構成されていてもよい。
Each of the M
それぞれのセルユニットは、M個のバッテリ管理装置22の何れか1つに対応付けられる。M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、対応するセルユニットが接続装置24により接続され、接続されたセルユニットに含まれる各バッテリセル30の状態を管理する。例えば、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続されたセルユニットに含まれる各バッテリセル30の電圧を検出する。また、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続されたセルユニットに含まれる各バッテリセル30の充電状態が均一となるように、セルバランス制御を実行する。
Each cell unit is associated with one of the M
また、2個以上のセルユニットが2個以上のバッテリ管理装置22に接続される場合、2個以上のバッテリ管理装置22は、互いに連携して、直列に接続された2個以上のセルユニットの状態を管理してもよい。例えば、2個以上のバッテリ管理装置22は、2個以上のセルユニットに含まれる各バッテリセル30の充電状態が均一となるように、セルバランス制御を実行してもよい。
In addition, when two or more cell units are connected to two or more
さらに、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、バッテリセル30が接続される複数のモニタ端子34を有する。M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、予め定められた接続規則に従って、複数のモニタ端子34のそれぞれに対してバッテリセル30が接続される。接続規則の一例については図2を参照して後述する。
Furthermore, each of the M
接続装置24は、バッテリパック20が有するN個のホルダ32のそれぞれが保持するバッテリセル30を、M個のバッテリ管理装置22のうちの何れかに切り替えて接続可能である。例えば、接続装置24は、バッテリパック20が有するN個のホルダ32のそれぞれと、M個のバッテリ管理装置22が有する複数のモニタ端子34のそれぞれとを、任意の組み合わせで接続可能なマトリクススイッチである。すなわち、接続装置24は、N個のホルダ32により保持されている複数のバッテリセル30のそれぞれを、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれが有する複数のモニタ端子34の何れにも接続することができる。なお、接続装置24は、1つのモニタ端子34には、1つのバッテリセル30を接続し、2個以上のバッテリセル30を同時に接続しない。
The
制御装置26は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30のうちの一部が取り外されたり、複数のバッテリセル30の一部が交換されたり、複数のバッテリセル30に新たなバッテリセル30が追加されたりした場合、接続装置24の接続状態を切り替え制御する。また、制御装置26は、所定のイベントが発生した場合、例えば起動時に、接続装置24の接続状態を切り替え制御してもよい。
The
制御装置26は、接続装置24の接続状態の切り替え制御をする場合、バッテリパック20に含まれるN個のホルダ32のうちのバッテリセル30を保持する複数の有効ホルダを検出する。例えば、制御装置26は、バッテリパック20に含まれるN個のホルダ32のそれぞれの電圧を検出することにより、バッテリセル30を保持する有効ホルダを検出してもよい。
When controlling the switching of the connection state of the
続いて、制御装置26は、それぞれのセルユニットがM個のバッテリ管理装置22の何れかに対して予め定められた接続規則に従って接続されるように、検出した複数の有効ホルダの位置に基づき接続装置24を切り替え制御する。より具体的には、制御装置26は、複数の有効ホルダの位置に基づき、接続規則に従ってバッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30を1または複数のセルユニットに分割する。続いて、制御装置26は、1または複数のセルユニットのそれぞれを、M個のバッテリ管理装置22のうちの何れか1つのバッテリ管理装置22に対応付ける。そして、制御装置26は、複数のバッテリセル30のそれぞれを、接続規則に従って、対応するバッテリ管理装置22が有する複数のモニタ端子34の何れかに接続させるように、接続装置24を切り替え制御する。
Then, the
これにより、M個のバッテリ管理装置22は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30のそれぞれの状態を適切に管理することができる。
This allows the M
図2は、M個のバッテリ管理装置22の接続規則の一例を説明するための図である。例えば、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続規則の一つとして、接続可能なバッテリセル30の最大個数が定められている。従って、1または複数のセルユニットのそれぞれは、含まれるバッテリセル30の個数が、対応するバッテリ管理装置22に接続可能な最大個数以下となるように設定される。例えば、図2の例において、バッテリ管理装置22に接続可能なバッテリセル30の最大個数は、4個である。なお、バッテリ管理装置22に接続可能なバッテリセル30の最大個数は、4個に限らず他の個数であってもよい。
Figure 2 is a diagram for explaining an example of connection rules for M
また、一例として、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続規則の一つとして、印加される最低入力電圧が定められている。従って、1または複数のセルユニットのそれぞれは、発生する電圧が、対応するバッテリ管理装置22に印加すべき最低入力電圧以上となるように設定される。
As another example, a minimum input voltage to be applied to each of the M
また、一例として、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれが有する複数のモニタ端子34は、印加される電圧の大きさに従って昇順に順位がつけられている。そして、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続規則として、複数のモニタ端子34のそれぞれに対して、順位に従って昇順に電圧が印加されるように定められている。また、一例として、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続規則として、複数のモニタ端子34のそれぞれに対して、何らかの電圧が印加されるように定められている。また、一例として、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続規則として、隣接する順位の2個以上のモニタ端子34に対して同一の電圧が印加されてもよいことが定められている。従って、接続装置24は、このような接続規則に従った場合、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれについて、複数のモニタ端子34のそれぞれに、順位に従って昇順に電圧が印加され、かつ、何らかの電圧が印加されるように、切り替えられる。
As another example, the
例えば、複数のモニタ端子34のそれぞれは、接続対象のセルユニットにおける最もマイナス側に配置されたバッテリセル30のマイナス端子、または、接続対象のセルユニットにおける各バッテリセル30のプラス端子の何れかが接続される。例えば、図2の例において、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、5個のモニタ端子34を有する。5個のモニタ端子34のうちの最も低い順位(In0)のモニタ端子34は、接続対象のセルユニットにおける最もマイナス側に配置されたバッテリセル30のマイナス端子が接続される。
For example, each of the
また、5個のモニタ端子34のうちの最も低い順位以外の順位(In1,In2、In3、In4)の複数のモニタ端子34のそれぞれは、接続対象のセルユニットにおける各バッテリセル30のプラス端子が接続される。また、5個のモニタ端子34のうちの最も高い順位(In4)のモニタ端子34は、接続対象のセルユニットにおける最もプラス側に配置されたバッテリセル30のプラス端子が接続される。
The
このような図2の例において、上述の接続規則に従った場合、接続装置24は、隣接する順位の2個のモニタ端子34の間に、1つのバッテリセル30のマイナス端子とプラス端子とを接続する。また、接続対象のセルユニットに含まれるバッテリセル30の個数が、対応するバッテリ管理装置22に接続可能な最大個数より少ない場合、接続装置24は、何れかの隣接する順位の2個のモニタ端子34の間を短絡する。
In the example of FIG. 2, if the above-mentioned connection rules are followed, the
また、M個のバッテリ管理装置22は、互いに連携して、直列に接続された2個以上のセルユニットの状態を管理する。この場合、隣接する2個のバッテリ管理装置22のうちの、低電位側に配置されたバッテリ管理装置22の最も高い順位(In4)のモニタ端子34は、高電位側に配置されたバッテリ管理装置22の最も低い順位(In0)のモニタ端子34と接続される。
The M
図3は、接続装置24の構成の一例を、バッテリパック20およびバッテリ管理装置22とともに示す図である。接続装置24は、一例として、N個のスイッチ回路42と、複数の短絡回路44とを有する。N個のスイッチ回路42は、バッテリパック20が有するN個のホルダ32に一対一に対応する。N個のスイッチ回路42のそれぞれは、対応するホルダ32が保持する対象のバッテリセル30を、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれが有する複数のモニタ端子34のうちの何れかに、切り替えて接続可能である。
Figure 3 shows an example of the configuration of the
例えば、N個のスイッチ回路42のそれぞれは、入力リレー回路52と、複数の出力リレー回路54とを含む。
For example, each of the
入力リレー回路52は、対象のバッテリセル30を、M個のバッテリ管理装置22の何れに接続するか否かを切り替える。例えば、入力リレー回路52は、対応するホルダ32にバッテリセル30が保持されていない場合、制御装置26によりオフされ、対応するホルダ32を何れのバッテリ管理装置22にも接続しない。また、入力リレー回路52は、対応するホルダ32にバッテリセル30が保持されている場合、制御装置26によりオンとされ、対応するホルダ32が保持しているバッテリセル30を何れかのバッテリ管理装置22へと接続する。
The
本実施形態において、入力リレー回路52は、第1入力端子62と、第2入力端子64と、第1出力端子66と、第2出力端子68と、第1スイッチ72と、第2スイッチ74とを含む。第1入力端子62は、対象のバッテリセル30のプラス端子に接続される。第2入力端子64は、対象のバッテリセル30のマイナス端子に接続される。第1スイッチ72は、第1入力端子62と第1出力端子66との間をオンまたはオフする。第2スイッチ74は、第2入力端子64と第2出力端子68との間をオンまたはオフする。第1スイッチ72および第2スイッチ74は、オン/オフが同期して動作する。制御装置26は、対応するホルダ32にバッテリセル30が保持されている場合には、第1スイッチ72および第2スイッチ74をオンとし、対応するホルダ32にバッテリセル30が保持されていない場合には、第1スイッチ72および第2スイッチ74をオフとする。
In this embodiment, the
N個のスイッチ回路42のそれぞれは、複数の出力リレー回路54として、M個のバッテリ管理装置22により管理可能なバッテリセル30の個数分の出力リレー回路54を含む。複数の出力リレー回路54のそれぞれは、M個のバッテリ管理装置22の何れかが有するモニタ端子34に対応する。すなわち、複数の出力リレー回路54は、M個のバッテリ管理装置22が有する全てのモニタ端子34に対応して設けられる。そして、複数の出力リレー回路54のそれぞれは、入力リレー回路52と、対応するモニタ端子34とを接続するか否かを切り替える。
Each of the
本実施形態において、複数の出力リレー回路54は、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれについて、最も低い順位のモニタ端子34を除く複数のモニタ端子34に対応して設けられる。また、本実施形態において、複数の出力リレー回路54のそれぞれは、第3入力端子82と、第4入力端子84と、第3出力端子86と、第4出力端子88と、第3スイッチ92と、第4スイッチ94とを含む。
In this embodiment, the multiple
第3入力端子82は、入力リレー回路52の第1出力端子66に接続される。第4入力端子84は、入力リレー回路52の第2出力端子68に接続される。第3出力端子86は、対応するモニタ端子34に接続される。第4出力端子88は、対応するモニタ端子34の1つ順位が下のモニタ端子34に接続される。第3スイッチ92は、第3入力端子82と第3出力端子86との間をオンまたはオフする。第4スイッチ94は、第4入力端子84と第4出力端子88とをオン/オフする。第3スイッチ92および第4スイッチ94は、オン/オフが同期して動作する。
The
制御装置26は、対応するモニタ端子34によりバッテリセル30の電圧を検出させる場合には、第3スイッチ92および第4スイッチ94をオンとし、対応するモニタ端子34によりバッテリセル30の電圧を検出させない場合には、第3スイッチ92および第4スイッチ94をオフとする。なお、制御装置26は、N個のスイッチ回路42のそれぞれについて、複数の出力リレー回路54のうちの1つの出力リレー回路54のみをオンとし、他の出力リレー回路54をオフとする。また、制御装置26は、入力リレー回路52がオンとなっていない場合には、全ての出力リレー回路54をオフとしてもよい。
When the
複数の短絡回路44は、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれについて、最も低い順位のモニタ端子34を除く複数のモニタ端子34に対応して設けられる。複数の短絡回路44のそれぞれは、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれについて、対応するモニタ端子34と、対応するモニタ端子34の1つ順位が下のモニタ端子34との間を、短絡または開放する。制御装置26は、対応するモニタ端子34によりバッテリセル30の電圧を検出する場合には、対応する短絡回路44をオフとし、対応するモニタ端子34によりバッテリセル30の電圧を検出しない場合には、対応する短絡回路44をオンとする。
The multiple
なお、図3の例においては、N個のスイッチ回路42のそれぞれが1個の入力リレー回路52を含む例を示した。しかし、N個のスイッチ回路42のそれぞれは、バッテリパック20が有するN個のホルダ32に一対一で対応するN個の入力リレー回路52を含んでもよい。この場合、N個のスイッチ回路42のそれぞれは、N個のホルダ32の何れか1つに対応付けられ、N個の入力リレー回路52のうちの対応するホルダ32と接続された1個の入力リレー回路52がオンされ、他の入力リレー回路52がオフされる。
3 shows an example in which each of the
図4は、制御装置26の処理の流れを示すフローチャートである。例えば起動時において、制御装置26は、図4に示す流れで処理を実行する。なお、制御装置26は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30から一部が取り外されたり、交換されたり、追加されたりした後の最初の起動時において、図4に示す流れで処理を実行してもよい。
Figure 4 is a flowchart showing the processing flow of the
まず、S11において、制御装置26は、バッテリパック20に含まれるN個のホルダ32のうちのバッテリセル30を保持する複数の有効ホルダを検出する。これにより、制御装置26は、バッテリパック20を保持している複数のバッテリセル30の個数、および、バッテリセル30を保持しているホルダ32の位置を検出することができる。
First, in S11, the
続いて、S12において、制御装置26は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30を、それぞれが直列に接続された1または複数のセルユニットに分割する。そして、制御装置26は、1または複数のセルユニットのそれぞれを、M個のバッテリ管理装置22の何れかに対応付ける。
Next, in S12, the
この場合において、制御装置26は、1または複数のセルユニットのそれぞれを、対応するバッテリ管理装置22に対して予め定められた接続規則に従って接続可能なように設定する。例えば、制御装置26は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30のそれぞれが、何れか1個のセルユニットに含まれるように、1または複数のセルユニットのそれぞれを設定する。また、制御装置26は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30の直列に接続された一部分となるように、1または複数のセルユニットのそれぞれを設定する。さらに、接続装置24は、対応するバッテリ管理装置22に印加すべき最低入力電圧以上の電圧を発生し、かつ、含まれるバッテリセル30の個数が対応するバッテリ管理装置22に接続可能な最大個数以下となるように、1または複数のセルユニットのそれぞれを設定する。
In this case, the
また、例えば、制御装置26は、1または複数のセルユニットのそれぞれを、含まれるバッテリセル30の個数が他のセルユニットと同数または1個異なる個数とするように、設定してもよい。これにより、制御装置26は、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれの処理負担をほぼ均等にすることができる。
For example, the
なお、制御装置26は、バッテリセル30の個数毎に、どのように1または複数のセルユニットを設定するかを記述したテーブルを、予め記憶しておいてもよい。そして、制御装置26は、有効ホルダの個数とテーブルとに基づき、1または複数のセルユニットを設定してもよい。
The
続いて、S13において、制御装置26は、1または複数のセルユニットのそれぞれについて、含まれる複数のバッテリセル30のそれぞれを、対応するバッテリ管理装置22が有する複数のモニタ端子34の何れに接続するかを、接続規則に従って決定する。例えば、制御装置26は、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれについて、複数のモニタ端子34のそれぞれに順位に従って電圧が昇順に印加されるように、含まれる複数のバッテリセル30のそれぞれを複数のモニタ端子34の何れに接続するかを決定する。
Next, in S13, the
なお、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、内部にマルチプレクサ等を有し、マルチプレクサにより順次にモニタ端子34を選択して、バッテリセル30の電圧等を検出する場合がある。このような場合、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれは、接続可能な最大個数より少ない個数のバッテリセル30が接続される場合、マルチプレクサによって先に選択されるモニタ端子34の方が、後に選択されるモニタ端子34よりも、早いタイミングで電圧検出を完了する。従って、制御装置26は、M個のバッテリ管理装置22のそれぞれについて、対応するセルユニットに含まれる2個以上のバッテリセル30の状態を最も短時間で検出するように、含まれる複数のバッテリセル30のそれぞれを複数のモニタ端子34の何れに接続するかを決定してもよい。
Each of the M
続いて、S14において、制御装置26は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30のそれぞれを、決定したモニタ端子34に接続させるように、接続装置24を切り替え制御する。例えば、制御装置26は、N個のスイッチ回路42のそれぞれに含まれる入力リレー回路52および複数の出力リレー回路54、並びに、複数の短絡回路44の接続を切り替える。そして、制御装置26は、S14の処理を終えると、本フローを終了する。
Next, in S14, the
以下、具体的な接続例を説明する。 Specific connection examples are explained below.
図5は、接続装置24による第1接続例を示す図である。第1接続例は、バッテリマネージメントシステム10が第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2を備え、バッテリパック20が1番目のホルダ32から8番目のホルダ32までの8個のホルダ32を有する構成である。第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2のそれぞれは、5個のモニタ端子34(In0~In4)を有し、4個のバッテリセル30を管理することができる。
Figure 5 is a diagram showing a first connection example using the
図5に示す第1接続例は、5番目のホルダ32および8番目のホルダ32がバッテリセル30を保持していない。また、接続装置24は、1番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn0とIn1のモニタ端子34の間に接続し、2番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn1とIn2のモニタ端子34の間に接続し、3番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn2とIn3のモニタ端子34の間に接続し、4番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn3とIn4のモニタ端子34の間に接続する。
In the first connection example shown in FIG. 5, the
また、接続装置24は、6番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn0とIn1のモニタ端子34の間に接続し、7番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn1とIn2のモニタ端子34の間に接続する。さらに、接続装置24は、第2のバッテリ管理装置22-2のIn2とIn3のモニタ端子34の間、および、In3とIn4のモニタ端子34の間を短絡する。
The
このように接続することにより、第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2は、5番目のホルダ32および8番目のホルダ32がバッテリセル30を保持していない状態であっても、各バッテリセル30の状態を管理することができる。
By connecting in this manner, the first battery management unit 22-1 and the second battery management unit 22-2 can manage the state of each
図6は、接続装置24による第2接続例を示す図である。第2接続例は、バッテリマネージメントシステム10が第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2を備え、バッテリパック20が1番目のホルダ32から16番目のホルダ32までの16個のホルダ32を有する構成である。第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2のそれぞれは、9個のモニタ端子34(In0~In8)を有し、8個のバッテリセル30を管理することができる。
Figure 6 is a diagram showing a second connection example using the
図6に示す第2接続例は、5番目~8番目のホルダ32、12番目のホルダ32、および、14番目~16番目のホルダ32がバッテリセル30を保持していない。また、接続装置24は、1番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn0とIn1のモニタ端子34の間に接続し、2番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn1とIn2のモニタ端子34の間に接続し、3番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn4とIn5のモニタ端子34の間に接続し、4番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn5とIn6のモニタ端子34の間に接続する。
In the second connection example shown in FIG. 6, the fifth to
また、接続装置24は、9番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn0とIn1のモニタ端子34の間に接続し、10番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn1とIn2のモニタ端子34の間に接続し、11番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn4とIn5のモニタ端子34の間に接続し、13番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn5とIn6のモニタ端子34の間に接続する。
The
さらに、接続装置24は、第1のバッテリ管理装置22-1のIn2とIn3のモニタ端子34の間、In3とIn4のモニタ端子34の間、In6とIn7のモニタ端子34の間、および、In7とIn8のモニタ端子34の間を短絡する。また、接続装置24は、第2のバッテリ管理装置22-2のIn2とIn3のモニタ端子34の間、In3とIn4のモニタ端子34の間、In6とIn7のモニタ端子34の間、および、In7とIn8のモニタ端子34の間を短絡する。
The
このように接続することにより、第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2は、5番目~8番目のホルダ32、12番目のホルダ32、および、14番目~16番目のホルダ32がバッテリセル30を保持していない状態であっても、各バッテリセル30の状態を管理することができる。
By connecting in this manner, the first battery management unit 22-1 and the second battery management unit 22-2 can manage the state of each
図7は、接続装置24による第3接続例を示す図である。第3接続例は、バッテリマネージメントシステム10が第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2を備え、バッテリパック20が1番目のホルダ32から16番目のホルダ32までの16個のホルダ32を有する構成である。第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2のそれぞれは、9個のモニタ端子34(In0~In8)を有し、8個のバッテリセル30を管理することができる。
Figure 7 is a diagram showing a third connection example using the
図7に示す第3接続例は、9番目~16番目のホルダ32がバッテリセル30を保持していない。また、接続装置24は、1番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn0とIn1のモニタ端子34の間に接続し、2番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn1とIn2のモニタ端子34の間に接続し、3番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn4とIn5のモニタ端子34の間に接続し、4番目のホルダ32を第1のバッテリ管理装置22-1のIn5とIn6のモニタ端子34の間に接続する。
In the third connection example shown in FIG. 7, the 9th to
また、接続装置24は、5番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn0とIn1のモニタ端子34の間に接続し、6番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn1とIn2のモニタ端子34の間に接続し、7番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn4とIn5のモニタ端子34の間に接続し、8番目のホルダ32を第2のバッテリ管理装置22-2のIn5とIn6のモニタ端子34の間に接続する。
The
さらに、接続装置24は、第1のバッテリ管理装置22-1のIn2とIn3のモニタ端子34の間、In3とIn4のモニタ端子34の間、In6とIn7のモニタ端子34の間、および、In7とIn8のモニタ端子34の間を短絡する。また、接続装置24は、第2のバッテリ管理装置22-2のIn2とIn3のモニタ端子34の間、In3とIn4のモニタ端子34の間、In6とIn7のモニタ端子34の間、および、In7とIn8のモニタ端子34の間を短絡する。
The
このように接続することにより、第1のバッテリ管理装置22-1および第2のバッテリ管理装置22-2は、9番目~16番目のホルダ32がバッテリセル30を保持していない状態であっても、各バッテリセル30の状態を管理することができる。
By connecting in this manner, the first battery management unit 22-1 and the second battery management unit 22-2 can manage the state of each
以上のような、本実施形態にかかるバッテリマネージメントシステム10は、バッテリパック20に含まれる複数のバッテリセル30から一部が取り外されたり、交換されたり、追加されたりした場合、接続装置24が、バッテリパック20とM個のバッテリ管理装置22のそれぞれとの間を、予め定められた接続規則に従って切り替える。これにより、本実施形態にかかるバッテリマネージメントシステム10によれば、バッテリパック20とM個のバッテリ管理装置22のそれぞれとの間を、簡易にかつ正確に接続することができる。
In the
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、種々の変更を行うことができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. Various modifications can be made to the embodiments.
10 バッテリマネージメントシステム、20 バッテリパック、22 バッテリ管理装置、24 接続装置、26 制御装置、30 バッテリセル、32 ホルダ、34 モニタ端子、42 スイッチ回路、44 短絡回路、52 入力リレー回路、54 出力リレー回路 10 Battery management system, 20 Battery pack, 22 Battery management device, 24 Connection device, 26 Control device, 30 Battery cell, 32 Holder, 34 Monitor terminal, 42 Switch circuit, 44 Short circuit, 52 Input relay circuit, 54 Output relay circuit
Claims (3)
それぞれが、直列に接続された2個以上のバッテリセルの集合であるセルユニットが接続され、前記セルユニットに含まれる各バッテリセルの状態を管理するM個のバッテリ管理装置(Mは、1以上の整数)と、
前記N個のホルダのそれぞれが保持するバッテリセルを、前記M個のバッテリ管理装置のうちの何れかに切り替えて接続可能な接続装置と、
前記N個のホルダのうちのバッテリセルを保持する複数の有効ホルダを検出し、前記セルユニットが前記M個のバッテリ管理装置の何れかに対して予め定められた接続規則に従って接続されるように、前記複数の有効ホルダの位置に基づき前記接続装置を切り替え制御する制御装置と、
を備えるバッテリマネージメントシステム。 a battery pack including N holders (N is an integer of 2 or more) each for detachably holding a battery cell, the battery pack connecting the battery cells held by the N holders in series;
M battery management devices (M is an integer equal to or greater than 1) each connected to a cell unit, the cell unit being a set of two or more battery cells connected in series, for managing the state of each battery cell included in the cell unit;
a connection device that is capable of switching and connecting the battery cells held by each of the N holders to any one of the M battery management devices;
a control device that detects a plurality of valid holders that hold battery cells among the N holders, and switches and controls the connection device based on positions of the plurality of valid holders so that the cell unit is connected to any one of the M battery management devices in accordance with a predetermined connection rule;
A battery management system comprising:
前記接続装置は、前記N個のホルダに一対一に対応するN個のスイッチ回路を有し、
前記N個のスイッチ回路のそれぞれは、対応するホルダが保持する対象のバッテリセルを、前記M個のバッテリ管理装置のそれぞれが有する前記複数のモニタ端子のうちの何れかに、切り替えて接続可能であり、
前記制御装置は、
前記複数の有効ホルダの位置に基づき、前記複数のバッテリセルを、それぞれが前記M個のバッテリ管理装置のうちの何れかのバッテリ管理装置に対応する1または複数の前記セルユニットに分割し、
前記N個のスイッチ回路のそれぞれに対して、前記対象のバッテリセルを対応するバッテリ管理装置が有する前記複数のモニタ端子の何れかに、前記接続規則に従って接続させるように、切り替え制御する
請求項1に記載のバッテリマネージメントシステム。 Each of the M battery management units has a plurality of monitor terminals to which battery cells are connected;
the connection device has N switch circuits that correspond one-to-one to the N holders,
Each of the N switch circuits is capable of switching and connecting a target battery cell held by a corresponding holder to any one of the plurality of monitor terminals of each of the M battery management devices,
The control device includes:
Dividing the battery cells into one or more cell units, each of which corresponds to one of the M battery management units, based on the positions of the effective holders;
2. The battery management system according to claim 1, further comprising: a switching control circuit for switching each of the N switch circuits so as to connect the target battery cell to any one of the plurality of monitor terminals of the corresponding battery management device in accordance with the connection rule.
対応するバッテリ管理装置に印加すべき最低入力電圧以上の電圧を発生し、かつ、含まれる前記バッテリセルの個数が対応するバッテリ管理装置に接続可能な最大個数以下である
請求項2に記載のバッテリマネージメントシステム。 Each of the one or more cell units is
3. The battery management system according to claim 2, wherein the battery management system generates a voltage equal to or higher than a minimum input voltage to be applied to the corresponding battery management unit, and includes a number of the battery cells equal to or lower than a maximum number connectable to the corresponding battery management unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021174632A JP7685932B2 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Battery Management System |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021174632A JP7685932B2 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Battery Management System |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023064379A JP2023064379A (en) | 2023-05-11 |
| JP7685932B2 true JP7685932B2 (en) | 2025-05-30 |
Family
ID=86271638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021174632A Active JP7685932B2 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Battery Management System |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7685932B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117054902B (en) * | 2023-09-06 | 2024-03-19 | 斯润天朗(合肥)科技有限公司 | Lithium battery voltage sequencing abnormality detection method and device, electronic equipment and medium |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517686A (en) | 2005-12-02 | 2009-04-30 | エスケー エナジー 株式会社 | Battery inspection apparatus and method |
| JP2010060434A (en) | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Texas Instr Japan Ltd | Voltage detecting device |
| JP2014106157A (en) | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Espec Corp | Charge/discharge testing device |
| JP2016178748A (en) | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 日産自動車株式会社 | Battery control device |
| US20180183245A1 (en) | 2015-01-28 | 2018-06-28 | Hangzhou Gold Electronic Equipment Inc., Ltd. | Improved maintenance method of power battery pack |
-
2021
- 2021-10-26 JP JP2021174632A patent/JP7685932B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517686A (en) | 2005-12-02 | 2009-04-30 | エスケー エナジー 株式会社 | Battery inspection apparatus and method |
| JP2010060434A (en) | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Texas Instr Japan Ltd | Voltage detecting device |
| JP2014106157A (en) | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Espec Corp | Charge/discharge testing device |
| US20180183245A1 (en) | 2015-01-28 | 2018-06-28 | Hangzhou Gold Electronic Equipment Inc., Ltd. | Improved maintenance method of power battery pack |
| JP2016178748A (en) | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 日産自動車株式会社 | Battery control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023064379A (en) | 2023-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6840525B2 (en) | Battery control method, battery control device, and battery pack | |
| EP2075892B1 (en) | Cell balancing systems with multiple controllers | |
| JP6787631B2 (en) | Battery module leveling device and method | |
| JP5611400B2 (en) | Battery system for industrial machinery | |
| CN106936173B (en) | Battery pack charging method and device | |
| JP7045574B2 (en) | Battery management device and method | |
| JP5618359B2 (en) | Secondary battery pack connection control method and power storage system | |
| US7911179B2 (en) | Charging/discharging apparatus | |
| JP2021517448A (en) | Balancing device, battery management system including it and battery pack | |
| KR101726930B1 (en) | Communication system and connecting method for communicating between battery management systems | |
| CN106030967A (en) | Storage cell system and method for arranging cell module | |
| JP5569418B2 (en) | Battery monitoring device | |
| KR20170022162A (en) | Multi battery pack apparatus and method of controlling the same | |
| JP2007300701A (en) | Power supply device for vehicle | |
| EP3648288A1 (en) | Power management system for multiple batteries | |
| WO2013057821A1 (en) | Electricity storage device control system | |
| JP7685932B2 (en) | Battery Management System | |
| CN112737012A (en) | Equalization control circuit and equalization control method for rechargeable battery pack | |
| CN108377655B (en) | Vehicle-mounted power supply device | |
| EP3621173A1 (en) | Cell module equalization and precharge device and method | |
| JP2018117438A (en) | Power source module with lithium ion capacitor | |
| JP4270154B2 (en) | Battery voltage detection controller | |
| JP6356518B2 (en) | Battery management system and method | |
| JP2016040999A (en) | Charge state equalization method for storage battery device | |
| KR102796089B1 (en) | Battery management system and balancing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240801 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250416 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250422 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250520 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7685932 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |