JP2002008734A - 電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置 - Google Patents
電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置Info
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Classifications
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セル間の電圧バラツキが許容範囲内であるか
否かを判断することのできる電池電圧検出方法及び電池
電圧検出装置を提供する。 【解決手段】 電圧検出部2a,2b,2c,2d…は、それぞ
れ、セル1a,1b,1c,1d…のセル電圧を検出し、所定の設
定電圧を検出すると、“Ｈ”の検出信号を発信し、ロジ
ック回路部３の論理和判断回路3a及び論理積判断回路3b
によって、検出信号“Ｈ”の論理和判断及び論理積判断
が行われる。すなわち、組電池の充電過程でセルの最大
電圧を検出すると、論理和判断回路3aから上位ＥＣＵ４
へ論理和信号FLG1が発信される。また、セルの最小電圧
を検出すると、論理積判断回路3bから上位ＥＣＵ４へ論
理積信号FLG2が発信される。そして、上位ＥＣＵ４が、
FLG1からFLG2までの経過時間を測定することにより、セ
ル電圧のバラツキを判断する。
否かを判断することのできる電池電圧検出方法及び電池
電圧検出装置を提供する。 【解決手段】 電圧検出部2a,2b,2c,2d…は、それぞ
れ、セル1a,1b,1c,1d…のセル電圧を検出し、所定の設
定電圧を検出すると、“Ｈ”の検出信号を発信し、ロジ
ック回路部３の論理和判断回路3a及び論理積判断回路3b
によって、検出信号“Ｈ”の論理和判断及び論理積判断
が行われる。すなわち、組電池の充電過程でセルの最大
電圧を検出すると、論理和判断回路3aから上位ＥＣＵ４
へ論理和信号FLG1が発信される。また、セルの最小電圧
を検出すると、論理積判断回路3bから上位ＥＣＵ４へ論
理積信号FLG2が発信される。そして、上位ＥＣＵ４が、
FLG1からFLG2までの経過時間を測定することにより、セ
ル電圧のバラツキを判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池により組
電池を構成する各セルにおけるセル電圧のバラツキを検
知する電池電圧検出方法に関し、特に、ＥＶ（Electric
al Vehicle：電気自動車）及びＨＥＶ（Hybrid Electri
cal Vehicle：ハイブリッド車）に使用されるリチウム
イオン（Li-ion）電池のセル電圧のばらつきを検出する
電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置に関するもので
ある。
電池を構成する各セルにおけるセル電圧のバラツキを検
知する電池電圧検出方法に関し、特に、ＥＶ（Electric
al Vehicle：電気自動車）及びＨＥＶ（Hybrid Electri
cal Vehicle：ハイブリッド車）に使用されるリチウム
イオン（Li-ion）電池のセル電圧のばらつきを検出する
電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＥＶあるいはＨＥＶにおいては、
リチウムイオン電池が好んで用いられている。これは、
リチウムイオン電池は、セル当たりの起電力が比較的高
い、エネルギー密度が高いので電池を小型軽量化でき
る、使用温度範囲がー５５℃〜８５℃ぐらいとかなり広
いなどといったことから、電気自動車用電池としての使
い勝手がよいためである。
リチウムイオン電池が好んで用いられている。これは、
リチウムイオン電池は、セル当たりの起電力が比較的高
い、エネルギー密度が高いので電池を小型軽量化でき
る、使用温度範囲がー５５℃〜８５℃ぐらいとかなり広
いなどといったことから、電気自動車用電池としての使
い勝手がよいためである。
【０００３】ところで、これらの二次電池により組電池
を構成した場合、これら各セルにおけるセル電圧のバラ
ツキを検知する手法として、全セルの電圧値をモニタし
ながら、マイコンのＡ／Ｄ（アナログ／デジィタル）変
換処理によって各セル電圧を計測し、ソフト処理でセル
間の電圧差を比較してセル電圧のバラツキを検知する方
法が知られている。
を構成した場合、これら各セルにおけるセル電圧のバラ
ツキを検知する手法として、全セルの電圧値をモニタし
ながら、マイコンのＡ／Ｄ（アナログ／デジィタル）変
換処理によって各セル電圧を計測し、ソフト処理でセル
間の電圧差を比較してセル電圧のバラツキを検知する方
法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術におけるマイコンのＡ／Ｄ変換処理で各セル電圧を計
測する方法では、測定した電圧値を通信するためのマイ
コンが必要となり、結果的に、測定装置がコスト高とな
ってしまうという欠点があった。更に、マイコンによる
セル電圧測定の場合、電池に負荷が接続されている状態
ではセル電圧のバラツキを検知することができないの
で、ＥＶまたはＨＥＶの運転中にセル電圧を測定した
り、セル電圧の異常を検知することができないといった
問題があった。
術におけるマイコンのＡ／Ｄ変換処理で各セル電圧を計
測する方法では、測定した電圧値を通信するためのマイ
コンが必要となり、結果的に、測定装置がコスト高とな
ってしまうという欠点があった。更に、マイコンによる
セル電圧測定の場合、電池に負荷が接続されている状態
ではセル電圧のバラツキを検知することができないの
で、ＥＶまたはＨＥＶの運転中にセル電圧を測定した
り、セル電圧の異常を検知することができないといった
問題があった。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、セルの測定電圧を通信するた
めのマイコンを不要にしてコストダウンを図ると共に、
セル間のセル電圧のバラツキが許容範囲内であるか否か
を判断し、セル電圧のバラツキが許容範囲を超えた場合
のみ均等化処理が行えるような電池電圧検出方法及び電
池電圧検出装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、セルの測定電圧を通信するた
めのマイコンを不要にしてコストダウンを図ると共に、
セル間のセル電圧のバラツキが許容範囲内であるか否か
を判断し、セル電圧のバラツキが許容範囲を超えた場合
のみ均等化処理が行えるような電池電圧検出方法及び電
池電圧検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の電池電圧検出方法は、複数のセルで構成
される蓄電装置において、該セルの残容量のバラツキを
検出する電池電圧検出方法であって、充電時または放電
時において、何れか1個のセルのセル電圧が所定電圧を
越えた時点から、全てのセルのセル電圧が前記所定電圧
を越えるまでの経過時間（実施形態では、セル１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄ・・・の内のいずれかのセル電圧が所定
電圧の達した時点から、全てのセルのセル電圧が所定電
圧に達した時点までの時間）を計測し、該経過時間が所
定時間（実施形態では、電池の種類、周囲温度、充電電
流値などに応じて予め設定されており、例えば充電電流
値及び周囲温度をパラメータとして、図４に示すバラツ
キ判定ＭＡＰにより特定されるバラツキ時間）を超えた
か否かによって、前記セル間の電圧バラツキを判定する
ことを特徴とする。
めに、本発明の電池電圧検出方法は、複数のセルで構成
される蓄電装置において、該セルの残容量のバラツキを
検出する電池電圧検出方法であって、充電時または放電
時において、何れか1個のセルのセル電圧が所定電圧を
越えた時点から、全てのセルのセル電圧が前記所定電圧
を越えるまでの経過時間（実施形態では、セル１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄ・・・の内のいずれかのセル電圧が所定
電圧の達した時点から、全てのセルのセル電圧が所定電
圧に達した時点までの時間）を計測し、該経過時間が所
定時間（実施形態では、電池の種類、周囲温度、充電電
流値などに応じて予め設定されており、例えば充電電流
値及び周囲温度をパラメータとして、図４に示すバラツ
キ判定ＭＡＰにより特定されるバラツキ時間）を超えた
か否かによって、前記セル間の電圧バラツキを判定する
ことを特徴とする。
【０００７】すなわち、本発明の電池電圧検出方法によ
るセル電圧測定の手法によれば、充電時または放電時に
おいて、何れかのセルのセル電圧が最初に所定電圧を超
えてから、全てのセルのセル電圧が所定電圧を超えるま
での経過時間を計測してセル電圧のバラツキを判定して
いるので、セル電圧のバラツキの絶対量を検知すること
ができる。なお、充電時とは逆に放電時には、残容量の
低下によってバッテリ電圧が低下するので、所定電圧を
超えた（下回った）ことを検知することで、同様のバラ
ツキ検知が可能である。
るセル電圧測定の手法によれば、充電時または放電時に
おいて、何れかのセルのセル電圧が最初に所定電圧を超
えてから、全てのセルのセル電圧が所定電圧を超えるま
での経過時間を計測してセル電圧のバラツキを判定して
いるので、セル電圧のバラツキの絶対量を検知すること
ができる。なお、充電時とは逆に放電時には、残容量の
低下によってバッテリ電圧が低下するので、所定電圧を
超えた（下回った）ことを検知することで、同様のバラ
ツキ検知が可能である。
【０００８】また、本発明の電池電圧検出方法におい
て、前記所定時間は、前記蓄電装置の温度と前記蓄電装
置の電流とから決定されることを特徴とする。
て、前記所定時間は、前記蓄電装置の温度と前記蓄電装
置の電流とから決定されることを特徴とする。
【０００９】すなわち、本電池電圧検出方法によれば、
充電電流値、周囲温度、バラツキ判断時間をパラメータ
とした３次元マップ（図４参照）を参照して、周囲状況
に応じた正確なバラツキ時間を決定する。そして、この
正確なバラツキ時間に基づいて、セル間の電圧バラツキ
を判定するため、正確にセル間の残容量のバラツキを判
断することができる。
充電電流値、周囲温度、バラツキ判断時間をパラメータ
とした３次元マップ（図４参照）を参照して、周囲状況
に応じた正確なバラツキ時間を決定する。そして、この
正確なバラツキ時間に基づいて、セル間の電圧バラツキ
を判定するため、正確にセル間の残容量のバラツキを判
断することができる。
【００１０】また、本発明の電池電圧検出装置は、複数
のセルで構成される蓄電装置において、該セルの残容量
のバラツキを検出する電池電圧検出装置であって、前記
個々のセル電圧を測定し、それぞれのセル電圧が前記所
定電圧を超えた時点で、所定レベルの信号（実施形態で
は、各セルの電圧が所定の値の設定電圧を超えた場合
に、電圧検出部が出力する、例えば”Ｈ”の検出信号）
を送出する複数の電圧検出手段（実施形態では、このセ
ル電圧は各電圧検出部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・）
と、前記複数の電圧検出手段から送出される前記信号を
受信し、論理和演算を行いその結果に応じた論理和信号
（実施形態では、論理和信号ＦＬＧ１）を出力する論理
和手段（実施形態では、論理和判断回路３ａ）と、前記
複数の電圧検出手段から送出される前記信号を受信し、
論理積演算を行いその結果に応じた論理積信号（実施形
態では、論理積信号ＦＬＧ２）を出力する論理積手段
（実施形態では、論理積判断回路３ｂ）と、前記論理和
信号と前記論理積信号とが入力され、該論理和信号を受
信した時点から該論理積信号を受信した時点までの経過
時間が、前記所定時間（実施形態では、周囲温度及び充
電電流値をパラメータとして図４に示したバラツキ判定
ＭＡＰから特定されるバラツキ時間）を超えたか否かに
よって、前記セル間の電圧バラツキを判定する判定手段
（実施形態では、上位ＥＣＵ４）とを備えたことを特徴
とする。
のセルで構成される蓄電装置において、該セルの残容量
のバラツキを検出する電池電圧検出装置であって、前記
個々のセル電圧を測定し、それぞれのセル電圧が前記所
定電圧を超えた時点で、所定レベルの信号（実施形態で
は、各セルの電圧が所定の値の設定電圧を超えた場合
に、電圧検出部が出力する、例えば”Ｈ”の検出信号）
を送出する複数の電圧検出手段（実施形態では、このセ
ル電圧は各電圧検出部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・）
と、前記複数の電圧検出手段から送出される前記信号を
受信し、論理和演算を行いその結果に応じた論理和信号
（実施形態では、論理和信号ＦＬＧ１）を出力する論理
和手段（実施形態では、論理和判断回路３ａ）と、前記
複数の電圧検出手段から送出される前記信号を受信し、
論理積演算を行いその結果に応じた論理積信号（実施形
態では、論理積信号ＦＬＧ２）を出力する論理積手段
（実施形態では、論理積判断回路３ｂ）と、前記論理和
信号と前記論理積信号とが入力され、該論理和信号を受
信した時点から該論理積信号を受信した時点までの経過
時間が、前記所定時間（実施形態では、周囲温度及び充
電電流値をパラメータとして図４に示したバラツキ判定
ＭＡＰから特定されるバラツキ時間）を超えたか否かに
よって、前記セル間の電圧バラツキを判定する判定手段
（実施形態では、上位ＥＣＵ４）とを備えたことを特徴
とする。
【００１１】すなわち、上記本発明の電池電圧検出装置
は、各セルのセル電圧を検出する複数の電圧検出手段
と、各電圧検出手段が所望の電圧を検出した時に生成さ
れる信号によって論理演算を行う論理演算手段と、論理
演算手段から入力した信号に基づいてセルの充電時間を
計測してセル間の電圧バラツキを判定する判定手段とに
よって構成されたシステムである。このようなシステム
によって、いずれかのセル電圧が所定電圧に達した時点
から全てのセル電圧が所定電圧に達した時点までの経過
時間を導き出して、その時間差からバラツキ時間を判断
して、セル間の電圧バラツキの大きさを判定することが
できる。
は、各セルのセル電圧を検出する複数の電圧検出手段
と、各電圧検出手段が所望の電圧を検出した時に生成さ
れる信号によって論理演算を行う論理演算手段と、論理
演算手段から入力した信号に基づいてセルの充電時間を
計測してセル間の電圧バラツキを判定する判定手段とに
よって構成されたシステムである。このようなシステム
によって、いずれかのセル電圧が所定電圧に達した時点
から全てのセル電圧が所定電圧に達した時点までの経過
時間を導き出して、その時間差からバラツキ時間を判断
して、セル間の電圧バラツキの大きさを判定することが
できる。
【００１２】このように、各セルにおける充放電時のバ
ラツキ時間を、二次電池の温度と充放電電流とバラツキ
判断時間との相間関係によって判断し、環境状態や充放
電電流の違いによって、きめ細かにセル電圧のバラツキ
範囲を判断することにより、セル電圧のバラツキを均等
にするための均等化処理を必要な時のみ行うことができ
る。
ラツキ時間を、二次電池の温度と充放電電流とバラツキ
判断時間との相間関係によって判断し、環境状態や充放
電電流の違いによって、きめ細かにセル電圧のバラツキ
範囲を判断することにより、セル電圧のバラツキを均等
にするための均等化処理を必要な時のみ行うことができ
る。
【００１３】また、本発明の電池電圧検出方法は、前記
各セルが、電気自動車またはハイブリッド車に使用され
る電池であり、且つその各セルがリチウムイオン電池で
あるのが好ましい。すなわち、セル当たりの起電力が高
く、しかも、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池
を電気自動車やハイブリッド車に搭載して電池の小型軽
量化を図り、本発明の電池電圧検出方法によってセル電
圧のバラツキ状態を検知すれば、運転中において安全に
支障のないときに電池電圧のバラツキを検知することが
できる。しかも、必要に応じてセルの均等化処理を行う
ことができるので、極めて利便性の高い電気自動車を実
現することができる。
各セルが、電気自動車またはハイブリッド車に使用され
る電池であり、且つその各セルがリチウムイオン電池で
あるのが好ましい。すなわち、セル当たりの起電力が高
く、しかも、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池
を電気自動車やハイブリッド車に搭載して電池の小型軽
量化を図り、本発明の電池電圧検出方法によってセル電
圧のバラツキ状態を検知すれば、運転中において安全に
支障のないときに電池電圧のバラツキを検知することが
できる。しかも、必要に応じてセルの均等化処理を行う
ことができるので、極めて利便性の高い電気自動車を実
現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明にお
ける電池電圧検出方法の実施の形態について説明する。
図１は、本発明における電池電圧検出方法の一実施の形
態を説明するための構成図である。すなわち、同図は、
ＥＶやＨＥＶに搭載されるリチウムイオン電池におい
て、組電池を構成するセル電池のバラツキを検知するた
めの電池電圧検出方法の構成を示している。尚、以下の
説明では、リチウムイオン電池を、単に電池と言うこと
にする。
ける電池電圧検出方法の実施の形態について説明する。
図１は、本発明における電池電圧検出方法の一実施の形
態を説明するための構成図である。すなわち、同図は、
ＥＶやＨＥＶに搭載されるリチウムイオン電池におい
て、組電池を構成するセル電池のバラツキを検知するた
めの電池電圧検出方法の構成を示している。尚、以下の
説明では、リチウムイオン電池を、単に電池と言うこと
にする。
【００１５】図1において、ＥＶやＨＥＶに必要な所望
の電圧を得るために、組電池はＮ個のセル1a,1b,1c,1d
…の直列接続によって構成されている。そして、本発明
の電池電圧検出方法は、組電池のセル1a,1b,1c,1d…毎
の電圧を検出するために、Ｎ個の電圧検出部2a,2b,2c,2
d…が各セル間に接続されている。さらに、各電圧検出
部2a,2b,2c,2d…の出力信号がロジック回路部３に入力
され、ロジック回路部３内の論理和判断回路3aと論理積
判断回路3bとによって、それぞれ、論理和信号FLG1と論
理積信号FLG2とに弁別され、これらの信号が上位ＥＣＵ
（Electrical Control Unit：電気制御装置）４へ入力
される。そして、上位ＥＣＵ４が電池のセル電圧のバラ
ツキを判定するように構成されている。
の電圧を得るために、組電池はＮ個のセル1a,1b,1c,1d
…の直列接続によって構成されている。そして、本発明
の電池電圧検出方法は、組電池のセル1a,1b,1c,1d…毎
の電圧を検出するために、Ｎ個の電圧検出部2a,2b,2c,2
d…が各セル間に接続されている。さらに、各電圧検出
部2a,2b,2c,2d…の出力信号がロジック回路部３に入力
され、ロジック回路部３内の論理和判断回路3aと論理積
判断回路3bとによって、それぞれ、論理和信号FLG1と論
理積信号FLG2とに弁別され、これらの信号が上位ＥＣＵ
（Electrical Control Unit：電気制御装置）４へ入力
される。そして、上位ＥＣＵ４が電池のセル電圧のバラ
ツキを判定するように構成されている。
【００１６】さらに詳しく述べれば、各電圧検出部2a,2
b,2c,2d…は、それぞれ、各セル1a,1b,1c,1d…のセル電
圧を検出しており、所定の値の設定電圧を検出すると、
例えば、“Ｈ”（High）の検出信号を発信する。さら
に、各電圧検出部2a,2b,2c,2d…から発信された検出信
号“Ｈ”はロジック回路部３に入力され、論理和判断回
路3a及び論理積判断回路3bによって、検出信号“Ｈ”の
論理和判断及び論理積判断が行われる。
b,2c,2d…は、それぞれ、各セル1a,1b,1c,1d…のセル電
圧を検出しており、所定の値の設定電圧を検出すると、
例えば、“Ｈ”（High）の検出信号を発信する。さら
に、各電圧検出部2a,2b,2c,2d…から発信された検出信
号“Ｈ”はロジック回路部３に入力され、論理和判断回
路3a及び論理積判断回路3bによって、検出信号“Ｈ”の
論理和判断及び論理積判断が行われる。
【００１７】すなわち、充電過程において、最も高いセ
ル電圧を検出した電圧検出部から最初の検出信号“Ｈ”
がロジック回路部３に送信されると、論理和判断回路3a
によって論理和判断が行われ、ロジック回路部３の論理
和判断回路3aから上位ＥＣＵ４に対して論理和信号FLG1
が発信される。これによって、上位ＥＣＵ４は、各セル
1a,1b,1c,1d…の内の何れかから最大電圧が入力された
ことを判断し、時間のカウントを開始する。
ル電圧を検出した電圧検出部から最初の検出信号“Ｈ”
がロジック回路部３に送信されると、論理和判断回路3a
によって論理和判断が行われ、ロジック回路部３の論理
和判断回路3aから上位ＥＣＵ４に対して論理和信号FLG1
が発信される。これによって、上位ＥＣＵ４は、各セル
1a,1b,1c,1d…の内の何れかから最大電圧が入力された
ことを判断し、時間のカウントを開始する。
【００１８】さらに、充電過程において、最も低いセル
電圧を検出した電圧検出部から最後の検出信号“Ｈ”が
ロジック回路部３に送信されると、全ての検出信号
“Ｈ”の論理積判断が行われ、ロジック回路部３の論理
積判断回路3bから上位ＥＣＵ４に対して論理積信号FLG2
が発信される。これによって、上位ＥＣＵ４は、各セル
1a,1b,1c,1d…の内の何れかから最小電圧が入力された
ことを判断して、時間のカウントを終了し、最大電圧が
入力されてから最小電圧が入力されるまでの時間を計測
する。そして、上位ＥＣＵ４は、最大電圧が入力されて
から最小電圧が入力されるまでの時間の長さによって、
各セル1a,1b,1c,1d…のセル電圧のバラツキの大小を判
定する。
電圧を検出した電圧検出部から最後の検出信号“Ｈ”が
ロジック回路部３に送信されると、全ての検出信号
“Ｈ”の論理積判断が行われ、ロジック回路部３の論理
積判断回路3bから上位ＥＣＵ４に対して論理積信号FLG2
が発信される。これによって、上位ＥＣＵ４は、各セル
1a,1b,1c,1d…の内の何れかから最小電圧が入力された
ことを判断して、時間のカウントを終了し、最大電圧が
入力されてから最小電圧が入力されるまでの時間を計測
する。そして、上位ＥＣＵ４は、最大電圧が入力されて
から最小電圧が入力されるまでの時間の長さによって、
各セル1a,1b,1c,1d…のセル電圧のバラツキの大小を判
定する。
【００１９】図２は、図１のロジック回路部３における
論理回路の具体的な構成図であり、（ａ）は論理和判断
回路3a、（ｂ）は論理積判断回路3bを示す。すなわち、
同図（ａ）の論理和判断回路3aにおいては、各電圧検出
部2a,2b,2c,2d…からの電圧の検出信号“Ｈ”がＯＲ論
理で入力される。したがって、何れか１つでも検出信号
“Ｈ”が入力されると、論理和判断回路3aの出力は
“Ｈ”となり、論理和信号FLG1が発信される。すなわ
ち、この論理現象は、組電池を低い電圧から充電して、
セル1a,1b,1c,1d…の内、最大電圧を有するセルが設定
電圧に達したときに、論理和判断回路3aの出力が“Ｈ”
となって、論理和信号FLG1を発信することを意味してい
る。
論理回路の具体的な構成図であり、（ａ）は論理和判断
回路3a、（ｂ）は論理積判断回路3bを示す。すなわち、
同図（ａ）の論理和判断回路3aにおいては、各電圧検出
部2a,2b,2c,2d…からの電圧の検出信号“Ｈ”がＯＲ論
理で入力される。したがって、何れか１つでも検出信号
“Ｈ”が入力されると、論理和判断回路3aの出力は
“Ｈ”となり、論理和信号FLG1が発信される。すなわ
ち、この論理現象は、組電池を低い電圧から充電して、
セル1a,1b,1c,1d…の内、最大電圧を有するセルが設定
電圧に達したときに、論理和判断回路3aの出力が“Ｈ”
となって、論理和信号FLG1を発信することを意味してい
る。
【００２０】また、図２（ｂ）の論理積判断回路3bにお
いては、各電圧検出部2a,2b,2c,2d…からの電圧の検出
信号“Ｈ”がＡＮＤ論理で入力されている。したがっ
て、全ての入力が検出信号“Ｈ”となったときに、論理
積判断回路3bの出力が“Ｈ”となり、論理積信号FLG2が
発信される。すなわち、この論理現象は、組電池を低い
電圧から充電して、セル1a,1b,1c,1d…の全てのセルが
設定電圧に達したとき、したがって、最小電圧を有する
セルが設定電圧に達したときに、論理積判断回路3bの出
力が“Ｈ”となって、論理和信号FLG2を発信することを
意味している。
いては、各電圧検出部2a,2b,2c,2d…からの電圧の検出
信号“Ｈ”がＡＮＤ論理で入力されている。したがっ
て、全ての入力が検出信号“Ｈ”となったときに、論理
積判断回路3bの出力が“Ｈ”となり、論理積信号FLG2が
発信される。すなわち、この論理現象は、組電池を低い
電圧から充電して、セル1a,1b,1c,1d…の全てのセルが
設定電圧に達したとき、したがって、最小電圧を有する
セルが設定電圧に達したときに、論理積判断回路3bの出
力が“Ｈ”となって、論理和信号FLG2を発信することを
意味している。
【００２１】次に、上位ＥＣＵ４が、セルの最大電圧に
基く論理和信号FLG1を受信してから、セルの最小電圧に
基く論理積信号FLG2を受信するまでの所要時間を計測し
て、セルのバラツキ判定を行う処理について説明する。
図３は、充電時におけるセル電圧の推移と、論理和信号
及び論理積信号の時間関係を示すタイミング図であり、
（ａ）は論理和信号のタイミング波形、（ｂ）は論理積
信号のタイミング波形、（ｃ）は最大電圧を有するセル
と最小電圧を有するセルの電圧推移の波形である。すな
わち、図３の（ｃ）は、横軸に充電時間Ｔをとり、縦軸
にセル電圧Ｖをとったときの最小電圧Ｖsのセルと最大
電圧Ｖmのセルの時間的電圧推移を示している。
基く論理和信号FLG1を受信してから、セルの最小電圧に
基く論理積信号FLG2を受信するまでの所要時間を計測し
て、セルのバラツキ判定を行う処理について説明する。
図３は、充電時におけるセル電圧の推移と、論理和信号
及び論理積信号の時間関係を示すタイミング図であり、
（ａ）は論理和信号のタイミング波形、（ｂ）は論理積
信号のタイミング波形、（ｃ）は最大電圧を有するセル
と最小電圧を有するセルの電圧推移の波形である。すな
わち、図３の（ｃ）は、横軸に充電時間Ｔをとり、縦軸
にセル電圧Ｖをとったときの最小電圧Ｖsのセルと最大
電圧Ｖmのセルの時間的電圧推移を示している。
【００２２】今、図３の（ｃ）において、組電池を充電
して行くと、先ず、時刻t1で最大電圧Ｖmのセル電圧が
設定電圧Ｖ0に達すると、論理和判断回路3aに最初の
“Ｈ”信号が入力されるので、図３の（ａ）のように、
時刻t1においてロジック回路部３の論理和判断回路3aか
ら論理和信号FLG1が発生し、上位ＥＣＵ４へ入力され
る。さらに、図３の（ｃ）において、組電池の充電を継
続して行き、時刻ｔ2において最小電圧Ｖsを有するセル
電圧が設定電圧Ｖ0に達すると、全てのセル電圧が設定
電圧Ｖ0に達したことになる。したがって、同図（ｂ）
のように、時刻t2においては、ロジック回路部３の論理
積判断回路3bは、全ての入力端子に“Ｈ”信号が入力さ
れることになるので、論理積判断回路の出力は“Ｈ”信
号となって論理積信号FLG2が発生し、この論理積信号FL
G2が上位ＥＣＵ４へ入力される。
して行くと、先ず、時刻t1で最大電圧Ｖmのセル電圧が
設定電圧Ｖ0に達すると、論理和判断回路3aに最初の
“Ｈ”信号が入力されるので、図３の（ａ）のように、
時刻t1においてロジック回路部３の論理和判断回路3aか
ら論理和信号FLG1が発生し、上位ＥＣＵ４へ入力され
る。さらに、図３の（ｃ）において、組電池の充電を継
続して行き、時刻ｔ2において最小電圧Ｖsを有するセル
電圧が設定電圧Ｖ0に達すると、全てのセル電圧が設定
電圧Ｖ0に達したことになる。したがって、同図（ｂ）
のように、時刻t2においては、ロジック回路部３の論理
積判断回路3bは、全ての入力端子に“Ｈ”信号が入力さ
れることになるので、論理積判断回路の出力は“Ｈ”信
号となって論理積信号FLG2が発生し、この論理積信号FL
G2が上位ＥＣＵ４へ入力される。
【００２３】そして、上位ＥＣＵ４は、論理和信号FLG1
が発信された時刻t1と論理積信号FLG2が発信された時刻
t2との差、すなわち、（t2−t1）をセルのバラツキ判断
時間ｔと認識する。さらに、上位ＥＣＵ４は、このバラ
ツキ判断時間ｔから、最大電圧と最小電圧の電圧差（す
なわち、セル電圧のバラツキ）を推測する。したがっ
て、上位ＥＣＵ４は、バラツキ判断時間ｔが大きけれ
ば、セルの最大電圧と最小電圧の電圧差は大きいので、
セル電圧のバラツキは大きいと判定し、バラツキ判断時
間ｔが小さければ、セル電圧のバラツキは小さいと判定
する。
が発信された時刻t1と論理積信号FLG2が発信された時刻
t2との差、すなわち、（t2−t1）をセルのバラツキ判断
時間ｔと認識する。さらに、上位ＥＣＵ４は、このバラ
ツキ判断時間ｔから、最大電圧と最小電圧の電圧差（す
なわち、セル電圧のバラツキ）を推測する。したがっ
て、上位ＥＣＵ４は、バラツキ判断時間ｔが大きけれ
ば、セルの最大電圧と最小電圧の電圧差は大きいので、
セル電圧のバラツキは大きいと判定し、バラツキ判断時
間ｔが小さければ、セル電圧のバラツキは小さいと判定
する。
【００２４】また、セル電圧のバラツキの大小を判定す
るバラツキ判断時間ｔの判定基準値は、電池の種類や、
周囲温度や、充電電流などに応じて予め設定しておく。
図４は、周囲温度及び充電電流に対するバラツキ判断時
間を３次元的に表現した、セルの電圧バラツキ判定ＭＡ
Ｐである。すなわち、図４においては、例えば、Ｘ軸に
温度（℃）、Ｙ軸に充電電流値（Ａ）、Ｚ軸にバラツキ
時間（sec）をとり、周囲温度及び充電電流値とバラツ
キ時間との関係から、セル電圧のバラツキが許容範囲内
であるか否かの判断を行う。つまり、周囲温度及び充電
電流値をパラメータとして、バラツキ時間が図４に示す
ＭＡＰ値（Ａ点）以上であれば、セル電圧のバラツキは
許容範囲外であると判断する。
るバラツキ判断時間ｔの判定基準値は、電池の種類や、
周囲温度や、充電電流などに応じて予め設定しておく。
図４は、周囲温度及び充電電流に対するバラツキ判断時
間を３次元的に表現した、セルの電圧バラツキ判定ＭＡ
Ｐである。すなわち、図４においては、例えば、Ｘ軸に
温度（℃）、Ｙ軸に充電電流値（Ａ）、Ｚ軸にバラツキ
時間（sec）をとり、周囲温度及び充電電流値とバラツ
キ時間との関係から、セル電圧のバラツキが許容範囲内
であるか否かの判断を行う。つまり、周囲温度及び充電
電流値をパラメータとして、バラツキ時間が図４に示す
ＭＡＰ値（Ａ点）以上であれば、セル電圧のバラツキは
許容範囲外であると判断する。
【００２５】ここで、各セル電圧のバラツキが許容範囲
外であると判断された場合は、車両の走行上において、
安全上問題ないと考えられるタイミングにおいて、セル
電圧のバラツキを均等化するために、通常の充電電圧よ
り高い電圧で組電池全体に対して均等化充電を行った
り、バイパス回路やブリーダ抵抗などを通して、各セル
に対して均等化処理を行ったりする。
外であると判断された場合は、車両の走行上において、
安全上問題ないと考えられるタイミングにおいて、セル
電圧のバラツキを均等化するために、通常の充電電圧よ
り高い電圧で組電池全体に対して均等化充電を行った
り、バイパス回路やブリーダ抵抗などを通して、各セル
に対して均等化処理を行ったりする。
【００２６】以上述べた実施の形態は本発明を説明する
ための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が
可能である。例えば、上記の実施の形態では、二次電池
としてリチウムイオン電池を用いた場合について述べた
が、これに限ることはなく、例えば、ニッケルカドミウ
ム電池やアルカリ電池、あるいはその他の電池であって
も構わない。また、上記の実施の形態で述べた電池電圧
検出方法は、ＥＶやＨＥＶに搭載される二次電池に限ら
ず、電力設備用に利用されるあらゆる二次電池の電池電
圧検出方法として適用できることは言うまでもない。さ
らに、前述の実施の形態では、組電池の充電過程におけ
るセル電圧の推移からセル電圧のバラツキを判定する場
合について述べたが、これに限らず、組電池の放電過程
においてセル電圧の推移を測定しても、セル電圧のバラ
ツキを判定することもできる。
ための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が
可能である。例えば、上記の実施の形態では、二次電池
としてリチウムイオン電池を用いた場合について述べた
が、これに限ることはなく、例えば、ニッケルカドミウ
ム電池やアルカリ電池、あるいはその他の電池であって
も構わない。また、上記の実施の形態で述べた電池電圧
検出方法は、ＥＶやＨＥＶに搭載される二次電池に限ら
ず、電力設備用に利用されるあらゆる二次電池の電池電
圧検出方法として適用できることは言うまでもない。さ
らに、前述の実施の形態では、組電池の充電過程におけ
るセル電圧の推移からセル電圧のバラツキを判定する場
合について述べたが、これに限らず、組電池の放電過程
においてセル電圧の推移を測定しても、セル電圧のバラ
ツキを判定することもできる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池電圧
検出方法によるセル電圧測定の手法によれば、充電時ま
たは放電時において、何れかのセルのセル電圧が最初に
所定電圧を超えてから、全てのセルのセル電圧が所定電
圧を超えるまでの経過時間を計測してセル電圧のバラツ
キを判定しているので、セル電圧のバラツキの絶対量を
検知することができる。これによって、セル電圧のバラ
ツキが小さい状態で均等化処理を行うこともなくなり、
無駄にエネルギーを消費することを回避することがで
き、エネルギー効率を向上させることができる。また、
組電池の充放電を行っている動作中にセル電圧を検知し
て、そのバラツキの大きさの判定を行うことができるの
で、車両を停止してセル電圧を測定する必要がなくな
り、結果として、車両の利便性が向上するという効果が
得られる。さらに、ハード面においては、測定したセル
の電圧値を通信するためのマイコンがいらなくなるた
め、測定装置のコストダウンを図ることができる。
検出方法によるセル電圧測定の手法によれば、充電時ま
たは放電時において、何れかのセルのセル電圧が最初に
所定電圧を超えてから、全てのセルのセル電圧が所定電
圧を超えるまでの経過時間を計測してセル電圧のバラツ
キを判定しているので、セル電圧のバラツキの絶対量を
検知することができる。これによって、セル電圧のバラ
ツキが小さい状態で均等化処理を行うこともなくなり、
無駄にエネルギーを消費することを回避することがで
き、エネルギー効率を向上させることができる。また、
組電池の充放電を行っている動作中にセル電圧を検知し
て、そのバラツキの大きさの判定を行うことができるの
で、車両を停止してセル電圧を測定する必要がなくな
り、結果として、車両の利便性が向上するという効果が
得られる。さらに、ハード面においては、測定したセル
の電圧値を通信するためのマイコンがいらなくなるた
め、測定装置のコストダウンを図ることができる。
【００２８】また、請求項２に記載の発明によれば、充
電電流値、周囲温度、バラツキ判断時間をパラメータと
した３次元マップを参照して、周囲状況に応じた正確な
バラツキ時間を決定する。そして、この正確なバラツキ
時間に基づいて、セル間の電圧バラツキを判定するた
め、正確にセル間の残容量のバラツキを判断することが
できるので、必要な時のみ均等化処理を行うことができ
る。これにより、均等か処理の頻度が低下し、エネルギ
ーのロスを極力少なくすることができるという効果が得
られる。
電電流値、周囲温度、バラツキ判断時間をパラメータと
した３次元マップを参照して、周囲状況に応じた正確な
バラツキ時間を決定する。そして、この正確なバラツキ
時間に基づいて、セル間の電圧バラツキを判定するた
め、正確にセル間の残容量のバラツキを判断することが
できるので、必要な時のみ均等化処理を行うことができ
る。これにより、均等か処理の頻度が低下し、エネルギ
ーのロスを極力少なくすることができるという効果が得
られる。
【００２９】また、請求項３に記載の発明によれば、本
発明の電池電圧検出装置は、各セルのセル電圧を検出す
る複数の電圧検出手段と、各電圧検出手段が所望の電圧
を検出した時に生成される信号によって論理演算を行う
論理演算手段と、論理演算手段から入力した信号に基づ
いてセルの充電時間を計測してセル間の電圧バラツキを
判定する判定手段とによって構成される。このような構
成により、最大電圧のセルが所定電圧を通過した時間と
最小電圧のセルが所定電圧を通過した時間を導き出し
て、その時間差からバラツキ時間を計算して、セル間の
電圧バラツキの大きさを判定することができる。これに
より、測定したセルの電圧値を通信するためのマイコン
がいらなくなるため、測定装置のコストダウンを図るこ
とができるという効果が得られる。
発明の電池電圧検出装置は、各セルのセル電圧を検出す
る複数の電圧検出手段と、各電圧検出手段が所望の電圧
を検出した時に生成される信号によって論理演算を行う
論理演算手段と、論理演算手段から入力した信号に基づ
いてセルの充電時間を計測してセル間の電圧バラツキを
判定する判定手段とによって構成される。このような構
成により、最大電圧のセルが所定電圧を通過した時間と
最小電圧のセルが所定電圧を通過した時間を導き出し
て、その時間差からバラツキ時間を計算して、セル間の
電圧バラツキの大きさを判定することができる。これに
より、測定したセルの電圧値を通信するためのマイコン
がいらなくなるため、測定装置のコストダウンを図るこ
とができるという効果が得られる。
【図１】 本発明における電池電圧検出方法の一実施の
形態を説明するための構成図である。
形態を説明するための構成図である。
【図２】 図１のロジック回路部における論理回路の具
体的な構成図であり、（ａ）は論理和判断回路、（ｂ）
は論理積判断回路を示す。
体的な構成図であり、（ａ）は論理和判断回路、（ｂ）
は論理積判断回路を示す。
【図３】 充電時におけるセル電圧の推移と、論理和信
号及び論理積信号の時間関係を示すタイミング図であ
る。
号及び論理積信号の時間関係を示すタイミング図であ
る。
【図４】 周囲温度及び充電電流に対するバラツキ判断
時間を３次元的に表現したセルの電圧バラツキ判定ＭＡ
Ｐである。
時間を３次元的に表現したセルの電圧バラツキ判定ＭＡ
Ｐである。
1a,1b,1c,1d… セル 2a,2b,2c,2d… 電圧検出部（電圧検出手段） ３ ロジック回路部 3a 論理和判断回路（論理和手段） 3b 論理積判断回路（論理積手段） ４ 上位ＥＣＵ（判定手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０２ Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０２Ｃ (72)発明者 山田 保雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB31 CB33 CC01 CC04 CC27 CD01 2G035 AA15 AB03 AC01 AC16 AC19 AD27 AD28 5G003 BA03 DA07 EA09 GC05 5H030 AA10 AS08 FF44 FF52 5H115 PA11 PC06 PG04 PI14 PI16 PO02 PO06 PU21 QN03 SE06 TI02 TI05 TI06 TO05
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のセルで構成される蓄電装置におい
て、該セルの残容量のバラツキを検出する電池電圧検出
方法であって、 充電時または放電時において、何れか1個のセルのセル
電圧が所定電圧を越えた時点から、全てのセルのセル電
圧が前記所定電圧を越えるまでの経過時間を計測し、該
経過時間が所定時間を超えたか否かによって、前記セル
間の電圧バラツキを判定することを特徴とする電池電圧
検出方法。 - 【請求項２】 前記所定時間は、前記蓄電装置の温度と
前記蓄電装置の電流とから決定されることを特徴とする
電池電圧検出方法。 - 【請求項３】 複数のセルで構成される蓄電装置におい
て、該セルの残容量のバラツキを検出する電池電圧検出
装置であって、 前記個々のセル電圧を測定し、それぞれのセル電圧が前
記所定電圧を超えた時点で、所定レベルの信号を送出す
る複数の電圧検出手段と、 前記複数の電圧検出手段から送出される前記信号を受信
し、論理和演算を行いその結果に応じた論理和信号を出
力する論理和手段と、 前記複数の電圧検出手段から送出される前記信号を受信
し、論理積演算を行いその結果に応じた論理積信号を出
力する論理積手段と、 前記論理和信号と前記論理積信号とが入力され、該論理
和信号を受信した時点から該論理積信号を受信した時点
までの経過時間が、前記所定時間を超えたか否かによっ
て、前記セル間の電圧バラツキを判定する判定手段と、 を備えたことを特徴とする電池電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190152A JP2002008734A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190152A JP2002008734A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008734A true JP2002008734A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18689666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000190152A Withdrawn JP2002008734A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 電池電圧検出方法及び電池電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002008734A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282890B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-10-16 | Yazaki Corporation | Voltage detector of battery assembly |
| JP2009276169A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 蓄電装置の状態検出装置 |
| KR20130028665A (ko) * | 2011-09-09 | 2013-03-19 | 가부시키가이샤 지에스 유아사 | 상태 관리 장치, 축전 소자의 균등화 방법 |
| JP2013070600A (ja) * | 2011-09-09 | 2013-04-18 | Gs Yuasa Corp | 状態管理装置、蓄電素子の均等化方法 |
| JP2013073897A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 蓄電池装置及び蓄電池装置の点検保守方法 |
| CN103336247A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-02 | 安徽安凯汽车股份有限公司 | 一种电动汽车动力电池组放电检测***及其检测方法 |
| CN105480106A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 浙江超威创元实业有限公司 | 电动汽车锂电池管理装置及控制方法 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000190152A patent/JP2002008734A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101954285B1 (ko) * | 2011-09-09 | 2019-03-05 | 가부시키가이샤 지에스 유아사 | 상태 관리 장치, 축전 소자의 균등화 방법 |
| JP2013073897A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 蓄電池装置及び蓄電池装置の点検保守方法 |
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| CN105480106A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 浙江超威创元实业有限公司 | 电动汽车锂电池管理装置及控制方法 |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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