JP2011188681A - Power supply control device, and power supply control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源制御装置及び電源制御システムに係り、特に、直列に接続された複数の電池を備えた電源装置における電池間の残容量の不均衡を解消するように電源装置を制御する電源制御装置及び電源制御システムに関する。 The present invention relates to a power supply control device and a power supply control system, and in particular, power supply control for controlling a power supply device so as to eliminate an imbalance in remaining capacity between batteries in a power supply device including a plurality of batteries connected in series. The present invention relates to an apparatus and a power supply control system.
車両や電動工具などには、モータを駆動させるための電源として複数の電池を直列に接続して構成された組電池が搭載されている。モータの駆動用の電源として用いられる組電池には、一般的に、各電池の電圧値を監視しながら個々の電池間の残容量の不均衡を解消するように組電池を放電させるための電源制御装置が接続されている（例えば、特許文献１参照。）。この電源制御装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる組電池（以下、「大型組電池」という。）を放電させるための電源制御装置と、電動アシスト自転車や電気工具などに用いられ、大型組電池よりも容量の小さい組電池（以下、「小型組電池」という。）を放電させるための電源制御回路と、に大別することができる。 Vehicles, power tools, and the like are equipped with assembled batteries configured by connecting a plurality of batteries in series as a power source for driving a motor. In general, a battery pack used as a power source for driving a motor is a power supply for discharging the battery pack so as to eliminate an imbalance in remaining capacity between individual batteries while monitoring the voltage value of each battery. A control device is connected (see, for example, Patent Document 1). This power supply control device is used for a power supply control device for discharging an assembled battery (hereinafter referred to as a “large-sized assembled battery”) used in a hybrid vehicle, an electric vehicle, etc., an electric assist bicycle, an electric tool, and the like. It can be roughly divided into a power supply control circuit for discharging an assembled battery having a smaller capacity than the assembled battery (hereinafter referred to as “small assembled battery”).
図８には、大型組電池を備えた電源装置及びその電源装置に対して用いられる電源制御装置が示されている。同図に示されるように、電源装置１００は、大型組電池１０２、放電装置１０４、抵抗器Ｒｘ及びコンデンサＣｘを備えている。大型組電池１０２は、複数の二次電池１０６が直列に接続されて構成されている。二次電池１０６としては、リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素電池が例示できる。
FIG. 8 shows a power supply device including a large assembled battery and a power supply control device used for the power supply device. As shown in the figure, the
放電装置１０４は、複数の放電素子ユニット１０８を含んで構成されており、複数の放電素子ユニット１０８の各々は、二次電池１０６の各々に対応して設けられ、対応する二次電池１０６を放電させるためのものである。
The
放電素子ユニット１０８は、Ｎチャネル型電界効果トランジスタ（以下、「Ｎ型トランジスタ」という。）Ｔｒ及び抵抗器Ｒｂａｌを含んで構成されており、Ｎ型トランジスタＴｒは、ソース端子が二次電池１０６の負極端子に、ドレイン端子が抵抗器Ｒｂａｌの一端に各々接続されている。抵抗器Ｒｂａｌの他端には二次電池１０６の正極端子が接続されている。
The
電源制御装置１１０は、例えば大型組電池１０２の電力の供給対象とされる機器に搭載されて用いられる。これに対し、放電装置１０４は、大型組電池１０２と一体化されており、電源制御装置１１０に接続して用いられる。
The power
電源制御装置１１０は、メインコントローラ１１２及び選択スイッチ回路１１４を含んで構成されている。メインコントローラ１１２は、アナログ・デジタル変換器（図示省略）、選択スイッチ回路１１４、抵抗器Ｒｘ及び放電装置１０４を介して各二次電池１０６の正極端子及び負極端子に接続されている。メインコントローラ１１２は、二次電池１０６の各々の電圧値を監視し、二次電池１０６の電圧値に応じて放電素子ユニット１０８を指定すると共に、指定した放電素子ユニット１０８によって対応する二次電池１０６を放電させるための放電装置指定信号を生成して出力する。
The power
選択スイッチ回路１１４は、Ｎ型トランジスタＴｒの各々に対して１つずつ設けられた印加端子１１４Ａと、最下段の二次電池１０６の負極電極、最上段の二次電池１０６の正極端子、及び二次電池１０６間の接続点に対して１つずつ設けられた電圧監視用端子１１４Ｂと、を備えている。印加端子１１４Ａの各々は、対応するＮ型トランジスタＴｒのゲート端子に接続され、電圧監視用端子１１４Ｂは、抵抗器Ｒｘを介して最下段の二次電池１０６の負極電極、最上段の二次電池１０６の正極端子、及び二次電池１０６間の接続点に１つずつ接続されている。なお、電圧監視用端子１１４Ｂと抵抗器Ｒｘとの接続点の各々は、コンデンサＣｘを介して接続されている。
The
選択スイッチ回路１１４は、メインコントローラ１１２から入力された放電装置指定信号により指定される放電素子ユニット１０８のＮ型トランジスタＴｒのゲート端子に対してドレイン端子及びソース端子間を導通させるための電圧を印加するものである。
The
このように構成された電源制御装置１１０では、メインコントローラ１１２が二次電池１０６の各々の電圧値を監視しながら、全ての二次電池１０６の電圧値を最も電圧値が低い二次電池１０６の電圧値に合わせるように、放電装置指定信号を生成して選択スイッチ回路１１４に出力する。選択スイッチ回路１１４は、入力された放電装置指定信号により指定される放電素子ユニット１０８のＮ型トランジスタＴｒのゲート端子が接続された印加端子１１４Ａに対して電圧を印加することにより、対応する二次電池１０６を放電させる。これにより、大型組電池１０２の二次電池１０６間の残容量が均等化される。
In the power
図９には、小型組電池を備えた電源装置及びその電源装置に対して用いられる電源制御装置が示されている。同図に示されるように、電源装置１２０は、小型組電池１２２、抵抗器Ｒｘ及びコンデンサＣｘを備えている。小型組電池１２２は、複数の二次電池１２４が直列に接続されて構成されている。二次電池１２４としては、リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素電池が例示できる。
FIG. 9 shows a power supply device including a small assembled battery and a power supply control device used for the power supply device. As shown in the figure, the
電源制御装置１２６は、トランジスタ・ユニット１２８、選択スイッチ回路１３０及びメインコントローラ１３２を含んで構成されており、例えば小型組電池１２２の電力の供給対象とされる機器に搭載されて用いられる。
The power
トランジスタ・ユニット１２８は、複数のＮ型トランジスタＴｒを直列に接続して構成されている。複数のＮ型トランジスタＴｒの各々は、二次電池１２４の各々に対応して設けられ、対応する二次電池１２４を放電させるためのものである。
The
選択スイッチ回路１３０は、Ｎ型トランジスタＴｒの各々のゲート端子に接続されており、最下段の二次電池１２４の負極電極、最上段の二次電池１２４の正極端子、及び二次電池１２４間の接続点に対して１つずつ設けられた電圧監視用端子１３０Ｂを備えている。電圧監視用端子１３０Ｂは、最下段のＮ型トランジスタＴｒのソース端子、最上段のＮ型トランジスタＴｒのドレイン端子、及びＮ型トランジスタＴｒ間の接続点に１つずつ接続されており、各々、抵抗器Ｒｘを介して最下段の二次電池１２４の負極電極、最上段の二次電池１２４の正極端子、及び二次電池１２４間の接続点に１つずつ接続される。なお、電圧監視用端子１３０Ｂと抵抗器Ｒｘとの接続点の各々は、コンデンサＣｘを介して接続されている。選択スイッチ回路１３０は、後述するトランジスタ指定信号により指定されるＮ型トランジスタＴｒのゲート端子に対してドレイン端子及びソース端子間を導通させるための電圧を印加する。
The
メインコントローラ１３２は、アナログ・デジタル変換器（図示省略）、選択スイッチ回路１３０、トランジスタ・ユニット１２８、抵抗器Ｒｘを介して各二次電池１２４の正極端子及び負極端子に接続されている。メインコントローラ１３２は、二次電池１２４の各々の電圧値を監視し、二次電池１２４の電圧値に応じてＮ型トランジスタＴｒを指定すると共に、指定したＮ型トランジスタＴｒによって対応する二次電池１２４を放電させるためのトランジスタ指定信号を生成して選択スイッチ回路１３０に出力する。
The
このように構成された電源制御装置１２４では、メインコントローラ１３２が二次電池１２４の各々の電圧値を監視しながら、全ての二次電池１２４の電圧値を最も電圧値が低い二次電池１２４の電圧値に合わせるように、トランジスタ指定信号を生成して選択スイッチ回路１３０に出力する。選択スイッチ回路１３０は、入力されたトランジスタ指定信号により指定されるＮ型トランジスタＴｒのゲート端子に対して電圧を印加することにより、対応する二次電池１２４を放電させる。これにより、小型組電池１２２の二次電池１２４間の残容量が均等化される。
In the power
しかしながら、図８に示す電源制御装置１１０では、放電素子ユニット１０８のＮ型トランジスタＴｒ及び抵抗器Ｒｂａｌとして、二次電池１０６の容量が大きいほど大きな合成抵抗値となるものを採用することにより放電電流値が大きくなるため、二次電池１０６間の容量の不均衡を早く解消することが可能となるが、電源制御装置１１０に対する外部部品、すなわち、二次電池１０６毎にＮ型トランジスタＴｒ及び抵抗器Ｒｂａｌという外部部品が必要となるため、Ｎ型トランジスタＴｒ及び抵抗器Ｒｂａｌの個数の増加によるコストアップを招いてしまう。
However, in the power
一方、図９に示す電源制御装置１２６は、Ｎ型トランジスタＴｒが内蔵されているため、電源制御装置１２６に対する外部部品は、図８に示す電源制御装置１１０に対する外部部品ほど多くはならない。しかし、図９に示す電源制御装置１２６では、放電電流値を大きくするためにＮ型トランジスタＴｒのオン抵抗を大きくするとそれに伴って生じる発熱により、電源制御装置１２６の誤作動や破損、或いは電源制御装置１２６の周辺部品にまで悪影響を及ぼしてしまう虞があるため、放電電流値を大きくすることができず、図８に示す電源制御装置１１０に比べて、二次電池１２４間の容量の不均衡を解消するのに時間がかかってしまう。
On the other hand, since the power
従って、従来は、放電させる電池の容量に応じて電源制御装置を使い分けなければならない、という問題点があった。 Therefore, conventionally, there has been a problem that the power supply control device must be properly used according to the capacity of the battery to be discharged.
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、汎用性を高めることができる電源制御装置及び電源制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a power supply control device and a power supply control system capable of enhancing versatility.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の電源制御装置は、直列に接続された複数の電池を予め定められた個数単位で区切って得られた電池ユニットの各々の電圧値を、前記電池ユニットを放電させることにより均等化する電源制御装置であって、前記電池ユニット毎に設けられ、対応する電池ユニットを放電させる放電回路と、前記電池ユニット毎に設けられ、前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通した導通状態と前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通しない非導通状態とに切り替える切替手段と、を含んで構成されている。
In order to achieve the above object, the power supply control device according to
請求項１に記載の電源制御装置では、直列に接続された複数の電池を予め定められた個数単位で区切って得られた電池ユニットの各々の電圧値を、前記電池ユニットを放電させることにより均等化するために、対応する電池ユニットを放電させる放電回路が前記電池ユニット毎に設けられ、前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通した導通状態と前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通しない非導通状態とに切り替える切替手段が前記電池ユニット毎に設けられている。
In the power supply control device according to
従って、請求項１に記載の電源制御装置によれば、前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通した導通状態と前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通しない非導通状態とに切り替えられるので、電池ユニット間の残容量の不均衡を解消するために、各々放電回路が並列に接続された電池ユニットに対しても、各々放電回路が並列に接続されていない電池ユニットに対しても用いることができるように、汎用性を高めることができる。
Therefore, according to the power supply control device according to
また、請求項２に記載の電源制御装置は、請求項１に記載の発明において、前記切替手段を、第１端子、第２端子、及び通常時非導通の前記第１端子及び前記第２端子間を駆動用電圧が印加されたときに導通させる制御端子を備えた導通手段とし、前記放電回路を、前記駆動用電圧が印加された場合に放電可能となる回路とし、前記電池ユニット毎に設けられた印加端子と、前記放電回路が並列に接続された前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、かつ前記放電回路が前記印加端子に接続された場合には、前記放電回路が放電可能となるように前記印加端子を介して前記放電回路に前記駆動用電圧が印加され、前記放電回路が並列に接続されていない前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続された場合には、前記導通手段の前記制御端子に前記駆動用電圧が印加されるように制御する制御手段と、を更に含んで構成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the power supply control device according to the first aspect, wherein the switching means includes a first terminal, a second terminal, and the first terminal and the second terminal that are normally non-conductive. Provided for each battery unit is a conduction means having a control terminal that conducts when a driving voltage is applied, and the discharge circuit is a circuit that can be discharged when the driving voltage is applied. When each of the applied application terminal and the battery unit to which the discharge circuit is connected in parallel are connected between the first terminal and the second terminal, and the discharge circuit is connected to the application terminal The driving voltage is applied to the discharge circuit via the application terminal so that the discharge circuit can be discharged, and each of the battery units not connected in parallel to each other is connected to the first battery unit. Terminal and the second terminal When connected between the said drive voltage to said control terminal of said conducting means is further comprising configuration control means for controlling, the so applied.
従って、請求項２に記載の電源制御装置によれば、駆動用電圧が印加された場合に放電可能となる放電回路が並列に接続された電池ユニットの各々が、電池ユニット毎に設けられた導通手段の第１端子と第２端子との間に接続され、かつ、放電回路が、電池ユニット毎に設けられた印加端子に接続された場合には、放電回路が放電可能となるように印加端子を介して放電回路に駆動用電圧が印加され、放電回路が並列に接続されていない電池ユニットの各々が導通手段の第１端子と第２端子との間に接続された場合には、導通手段の制御端子に駆動用電圧が印加されるようにしたので、電池ユニット間の残容量の不均衡を解消するために、各々放電回路が並列に接続された電池ユニットに対しても、各々放電回路が並列に接続されていない電池ユニットに対しても用いることができるように、汎用性を高めることができる。 Therefore, according to the power supply control device of the second aspect, each of the battery units connected in parallel with the discharge circuit capable of discharging when the driving voltage is applied is provided for each battery unit. The application terminal is connected between the first terminal and the second terminal of the means, and when the discharge circuit is connected to the application terminal provided for each battery unit, the discharge circuit can be discharged. When the driving voltage is applied to the discharge circuit via the battery unit and each of the battery units not connected in parallel to the discharge circuit is connected between the first terminal and the second terminal of the conduction means, the conduction means Since the driving voltage is applied to the control terminals of the battery units, in order to eliminate the imbalance in the remaining capacity between the battery units, each of the discharge circuits is connected to each of the battery units connected in parallel. Are not connected in parallel. As can also be used for unit, it is possible to enhance the versatility.
また、請求項３に記載の電源制御装置は、請求項２に記載の発明において、前記制御手段が、前記放電回路が並列に接続された前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、かつ前記放電回路が前記印加端子に接続された場合には、更に、前記導通手段の前記制御端子に前記駆動用電圧が印加されるように制御するものとしてもよい。これにより、電池ユニット及び放電回路によって構成される並列回路のみで電池ユニットを放電させる場合に比べ、効率的に電池ユニットを放電させることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the power supply control device according to the second aspect, wherein the control means is configured such that each of the battery units connected in parallel with the discharge circuit includes the first terminal and the second terminal. And when the discharge circuit is connected to the application terminal, the drive voltage may be further controlled to be applied to the control terminal of the conduction means. . Thereby, compared with the case where a battery unit is discharged only by the parallel circuit comprised by a battery unit and a discharge circuit, a battery unit can be discharged efficiently.
また、請求項４に記載の電源制御装置は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記電池ユニット毎の残容量に対応する物理量を測定する測定手段を更に含み、前記制御手段が、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記電池ユニットを放電させることにより前記電池ユニット間の残容量の差を縮めるように制御するものとしてもよい。これにより、電池ユニット間の残容量の不均衡を解消することができる。 The power supply control device according to a fourth aspect of the present invention further includes a measurement unit that measures a physical quantity corresponding to the remaining capacity of each battery unit in the invention according to the second or third aspect, wherein the control unit includes: Based on the measurement result of the measuring means, the battery unit may be discharged so as to reduce the difference in remaining capacity between the battery units. Thereby, the imbalance of the remaining capacity between battery units can be eliminated.
また、請求項５に記載の電源制御装置は、請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記放電回路が並列に接続された前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、かつ前記放電回路が前記印加端子に接続されたことを示す第１接続情報、及び前記放電回路が並列に接続されていない前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続されたことを示す第２接続情報を設定する設定手段を更に含み、前記制御手段が、前記設定手段によって第１接続情報が設定された場合には、前記放電回路に前記駆動用電圧が印加され、前記設定手段によって第２接続情報が設定された場合には、前記導通手段の前記制御端子に前記駆動用電圧が印加されるように制御するものとしてもよい。これにより、各々放電回路が並列に接続された複数の電池ユニットに対しても、各々放電回路が並列に接続されていない複数の電池ユニットに対しても放電させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the power supply control device according to any one of the second to fourth aspects, each of the battery units to which the discharge circuits are connected in parallel is the first terminal. Each of the battery units not connected in parallel to each other, and first connection information indicating that the discharge circuit is connected to the application terminal, and the discharge circuit is connected in parallel A setting unit configured to set second connection information indicating connection between the first terminal and the second terminal, wherein the control unit sets the first connection information by the setting unit; Controls the driving voltage to be applied to the control terminal of the conduction means when the driving voltage is applied to the discharge circuit and the second connection information is set by the setting means. It may be a thing. Thereby, it is possible to discharge both a plurality of battery units each having a discharge circuit connected in parallel and a plurality of battery units each having a discharge circuit not connected in parallel.
また、請求項６に記載の電源制御装置は、請求項５に記載の発明において、前記制御手段が、前記電池ユニット毎に設けられると共に、前記駆動用電圧が印加されるソース端子、前記印加端子に接続されたドレイン端子、及びゲート端子を備えた第１のＰチャネル型トランジスタと、前記電池ユニット毎に設けられると共に、前記駆動用電圧が印加されるソース端子、前記導通手段の前記制御端子に接続されたドレイン端子、及びゲート端子を備えた第２のＰチャネル型トランジスタと、を有し、前記設定手段によって設定された第１接続情報または第２接続情報に基づいて、前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子及び前記第２のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に対してソース端子及びドレイン端子間を導通させるためのオン電圧が選択的に印加されるように制御するものとしてもよい。これにより、簡易かつ確実に印加対象に対して駆動用電圧を印加することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the power supply control device according to the fifth aspect, the control means is provided for each battery unit, and the source terminal to which the driving voltage is applied, the application terminal A first P-channel transistor having a drain terminal and a gate terminal connected to each other; a source terminal to which the driving voltage is applied; and a control terminal of the conduction means. And a second P-channel transistor having a connected drain terminal and a gate terminal, and based on the first connection information or the second connection information set by the setting means, the first P To conduct between the source terminal and the drain terminal with respect to the gate terminal of the channel transistor and the gate terminal of the second P-channel transistor. ON voltage may be controlled to be selectively applied. Thereby, the driving voltage can be applied to the application target simply and reliably.
また、請求項７に記載の電源制御装置は、請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段が、前記電池ユニット毎に設けられると共に、前記駆動用電圧が印加されるソース端子、前記印加端子に接続されたドレイン端子、及びゲート端子を備えた第１のＰチャネル型トランジスタと、前記電池ユニット毎に設けられると共に、前記駆動用電圧が印加されるソース端子、前記導通手段の前記制御端子に接続されたドレイン端子、及びゲート端子を備えた第２のＰチャネル型トランジスタと、を有するものとしてもよい。これにより、簡易に印加対象に対して駆動用電圧を印加することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the power supply control device according to any one of the second to fourth aspects, the control means is provided for each battery unit, and the driving voltage is A source terminal to be applied, a drain terminal connected to the application terminal, a first P-channel transistor having a gate terminal, and a source terminal to which the driving voltage is applied and provided for each battery unit A drain terminal connected to the control terminal of the conduction means, and a second P-channel transistor provided with a gate terminal. Thereby, the driving voltage can be easily applied to the application target.
また、請求項８に記載の電源制御装置は、請求項２〜請求項７の何れか１項に記載の発明において、前記一方の電極を前記電池ユニットの負極とし、前記他方の電極を前記電池ユニットの正極とし、前記導通手段が、前記第１端子としてのソース端子、前記第２端子としてのドレイン端子、及び前記第３端子としてのゲート端子を備えたＮチャネル型トランジスタを有するものとしてもよい。これにより、簡易かつ確実に汎用性を高めることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the power supply control device according to any one of the second to seventh aspects, the one electrode is a negative electrode of the battery unit, and the other electrode is the battery. As a positive electrode of the unit, the conduction means may include an N-channel transistor having a source terminal as the first terminal, a drain terminal as the second terminal, and a gate terminal as the third terminal. . Thereby, versatility can be improved simply and reliably.
また、請求項９に記載の電源制御装置は、請求項２〜請求項８の何れか１項に記載の発明において、前記放電回路が、一端が前記電池ユニットの正極及び前記Ｎチャネル型トランジスタのドレイン端子に接続された抵抗器と、前記電池ユニットの負極及び前記Ｎチャネル型トランジスタのソース端子に接続されたソース端子、及び前記抵抗器の他端に接続されたドレイン端子、及び前記印加端子が接続されたゲート端子を備えたＮチャネル型トランジスタと、を有するものとしてもよい。これにより、簡易かつ確実に汎用性を高めることができる。 A power supply control device according to a ninth aspect is the invention according to any one of the second to eighth aspects, wherein the discharge circuit has one end of the positive electrode of the battery unit and the N-channel transistor. A resistor connected to a drain terminal; a source terminal connected to a negative electrode of the battery unit; and a source terminal of the N-channel transistor; a drain terminal connected to the other end of the resistor; and the application terminal. And an N-channel transistor including a connected gate terminal. Thereby, versatility can be improved simply and reliably.
一方、上記目的を達成するために、請求項１０に記載の電源制御システムは、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の電源制御装置と、前記複数の電池を有する電源装置と、を含んで構成されている。 On the other hand, in order to achieve the above object, a power supply control system according to a tenth aspect includes a power supply control apparatus according to any one of the first to ninth aspects, and a power supply apparatus having the plurality of batteries. , Including.
従って、請求項１０に記載の電源制御システムは、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の電源制御装置と同様に作用するので、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の電源制御装置と同様の効果を得ることができる。
Therefore, since the power supply control system according to
本発明によれば、汎用性を高めることができる、という効果が得られる。 According to the present invention, the effect that versatility can be improved is obtained.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第１の実施形態] [First embodiment]
図１は、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０及び電源装置１２を含んで構成された電源電圧監視システム１３の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a power supply
同図に示すように、電源装置１２は、組電池１４及びコネクタ１６を含んで構成されている。組電池１４は、複数の二次電池１８を直列に接続して構成されている。なお、本第１の実施形態に係る電源装置１２では、二次電池１８として、リチウムイオン電池を適用しているが、これに限らず、リチウムイオンポリマー二次電池やニッケル・水素電池などの二次電池も適用可能である。
As shown in the figure, the power supply device 12 includes an assembled
コネクタ１６は、電源装置１２を電源制御装置１０に接続するためのものであり、二次電池１８の各々に対応するように設けられた接続端子を含んで構成されている。
The connector 16 is for connecting the power supply device 12 to the power
一方、電源制御装置１０は、電源装置１２を制御するためのものであり、例えば組電池１４の電力の供給対象とされる機器に搭載されて用いられる。電源制御装置１０は、コネクタ２０、トランジスタ・ユニット２２、選択スイッチ回路２４、メインコントーラ２６、メモリ２８、及び入出力インタフェース３０を含んで構成されている。
On the other hand, the power
コネクタ２０は、電源装置１２のコネクタ１６が接続される部分であり、コネクタ１６を構成している接続端子に対応する接続端子を含んで構成されており、トランジスタ・ユニット２２に接続されている。トランジスタ・ユニット２２は、複数のＮ型トランジスタＴｒ１（図２参照）を直列に接続して構成されている。複数のＮ型トランジスタＴｒ１の各々は、二次電池１８の各々に対応するように設けられ、対応する二次電池１８を放電させるためのものである。
The
選択スイッチ回路２４は、トランジスタ・ユニット２２及びメインコントローラ２６に接続されており、メインコントローラ２６からの指示に従ってトランジスタ・ユニット２２のＮ型トランジスタＴｒ１の各々を選択的にオン状態またはオフ状態にするためのものである。
The
メインコントローラ２６は、電源制御装置１０の全体を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されている。メインコントローラ２６には、メモリ２８が接続されている。メモリ２８は、装置の電源スイッチが切られても保持しなければならない各種情報を記憶する例えばＮＶＭ（Non Volatile Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体であり、電源制御装置１０の作動を制御する制御プログラム、後述する電源制御処理プログラムや各種パラメータ等が予め記憶された記憶媒体である。
The
入出力インタフェース３０は、電源制御装置１０に対する指示が入力される入力装置３２、及びメインコトローラ２６に接続されており、入力装置３２から各種情報を受信すると共に、各種情報（例えば、電源装置１２に関する情報や電源制御装置１０の動作状態を示す情報）を接続されている外部装置（図示省略）に送信するためのものである。なお、本第１の実施形態では、入力装置３２として、電源制御装置１０に設けられたディップ・スイッチを適用しているが、これに限らず、例えば、タッチパネルやパーソナル・コンピュータ等でもよく、入出力インタフェース３０を介してメインコントローラ２６に情報を入力することができる機器であればよい。
The input /
図２は、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０の要部構成の一例を示す構成図である。なお、図２は、１つの二次電池１８の放電を制御するために必要とされる構成の一例を示しているが、残りの二次電池１８の各々の放電を制御するために必要とされる構成も同様の構成とされている。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a main configuration of the power
同図に示すように、電源制御装置１０は、Ｎ型トランジスタＴｒ１の各々に対して１つずつ設けられた印加端子３４と、最下段の二次電池１８の負極電極、最上段の二次電池１８の正極端子、及び二次電池１８間の接続点に対して１つずつ設けられた電圧監視用端子３６と、を備えており、印加端子３４及び電圧監視用端子３６は、上述したコネクタ１６を構成している接続端子として機能する。
As shown in the figure, the power
Ｎ型トランジスタＴｒ１は、ソース端子及びドレイン端子が選択スイッチ回路２４に接続されている。選択スイッチ回路２４は、入力されたアナログ信号（例えば、二次電池１８の電圧値を示すアナログ信号）をデジタル信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換器３８を介してメインコントローラ２６に接続されている。従って、メインコントローラ２６は、電圧監視端子３６に印加される電圧値、すなわち、二次電池１８の電圧値を選択スイッチ回路２４及びアナログ・デジタル変換器３８を介して取得することが可能となる。なお、本第１の実施形態に係る電源制御装置１９０では、メインコントローラ２６が電圧監視端子３６に印加される電圧値を所定時間間隔(例えば、０・１秒間隔)で監視している。
The N-type transistor Tr1 has a source terminal and a drain terminal connected to the
電源制御装置１０は、制御回路３９を含んで構成されている。制御回路３９は、メインコントローラ２６、第１のＰチャネル型電界効果トランジスタＴｒ２、第２のＰチャネル型電界効果トランジスタＴｒ３及び信号反転回路４０を含んで構成されている。なお、以下では、「Ｐチャネル型電界効果トランジスタ」を「Ｐ型トランジスタ」と称する。
The power
第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子は第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子に接続されており、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子と第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子との接続点Ａはメインコントローラ２６に接続されている。第１のＰ型トランジスタＴｒ２のドレイン端子は印加端子３４に接続されている。第２のＰ型トランジスタＴｒ３のドレイン端子はＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に接続されている。第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子には、ハイレベル信号及びローレベル信号の一方の信号が入力された際にその信号を他方の信号に反転させて出力する信号反転回路４０の出力端子が接続されている。信号反転回路４０の入力端子には、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子が接続されており、信号反転回路４０の入力端子と第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子との接続点Ｂはメインコントローラ２６に接続されている。
The source terminal of the first P-type transistor Tr2 is connected to the source terminal of the second P-type transistor Tr3, and the source terminal of the first P-type transistor Tr2 and the source terminal of the second P-type transistor Tr3 are connected. The connection point A is connected to the
従って、メインコントローラ２６から接続点Ｂにハイレベル信号が入力されると、信号反転回路４０の出力端子からローレベル信号が出力され、そのローレベル信号に基づく電圧が第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子及びドレイン端子間を導通させるオン電圧として第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子に印加される。これによって、第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子及びドレイン端子間が導通状態となる。逆に、メインコントローラ２６から接続点Ｂにローレベル信号が入力されると、信号反転回路４０の出力端子からハイレベル信号が出力され、そのハイレベル信号に基づく電圧がＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子に印加されるため、第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子及びドレイン端子間が非導通状態となる。
Therefore, when a high level signal is input from the
一方、メインコントローラ２６から接続点Ｂにハイレベル信号が入力されると、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子にハイレベル信号が入力され、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子及びドレイン端子間が非導通状態となる。逆に、メインコントローラ２６から接続点Ｂにローレベル信号が入力されると、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子にローレベル信号が入力され、そのローレベル信号に基づく電圧が第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子及びドレイン端子間を導通させるオン電圧として第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子に印加され、これによって第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子及びドレイン端子間が導通状態となる。
On the other hand, when a high level signal is input from the
メインコントローラ２６は、Ｎ型トランジスタＴｒ（図３及び図８を参照）のゲート端子及びＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に印加されることによりＮ型トランジスタＴｒ及びＴｒ１の各々のソース端子及びドレイン端子間を導通させることを可能にする駆動用電圧を、放電対象とする二次電池１８に対応する接続点Ａに対して印加する。
The
また、メインコントローラ２６は、電源制御装置１０に対する電源装置１２の接続状態を示す接続情報が入力装置３２から入出力インタフェース３０を介して入力された際に、入力された接続情報に応じて接続点Ｂにハイレベル信号及びローレベル信号を選択的に出力する。
Further, when connection information indicating the connection state of the power supply device 12 to the power
上記接続情報は、放電素子ユニット１０８（図３及び図８を参照）が並列に接続された二次電池１８が、対応するＮ型トランジスタＴｒ１のドレイン端子及びソース端子間に、対応する電圧監視端子３６を介して接続され、かつＮ型トランジスタＴｒのゲート端子が、対応する印加端子３４に接続されたことを示す第１接続情報と、放電素子ユニット１０８が並列に接続されていない二次電池１８が、対応するＮ型トランジスタＴｒ１のドレイン端子及びソース端子間に、対応する電圧監視端子３６を介して接続されたことを示す第２接続情報と、に大別され、第１接続情報または第２接続情報が入力装置３２から入出力インタフェース３０を介してメインコントローラ２６に入力される。
The above connection information includes a voltage monitoring terminal corresponding to the
図３は、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０に電源装置１２Ａが正しく接続された場合の一例を示す構成図である。なお、同図の電源装置１２Ａは、上述した電源装置１２の一例であり、図８に示す電源装置１００と比較して、二次電池１０６に代えて二次電池１８を適用した点のみが異なっている。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an example when the
図３に示すように、電源装置１２ＡのＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子は印加端子３４に接続されており、電源装置１２Ａの二次電池１８の正極端子は対応するＮ型トランジスタＴｒ１のドレイン端子に、電源装置１２Ａの二次電池１８の負極端子は対応するＮ型トランジスタＴｒ１のソース端子に各々対応する抵抗器Ｒｘ及び電圧監視端子３６を介して接続されている。
As shown in FIG. 3, the gate terminal of the N-type transistor Tr1 of the
図４は、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０に電源装置１２Ｂが正しく接続された場合の一例を示す構成図である。なお、同図の電源装置１２Ｂは、上述した電源装置１２の一例であり、図９に示す電源装置１２０と比較して、二次電池１２４に代えて二次電池１８を適用した点のみが異なっている。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example when the power supply device 12B is correctly connected to the power
図４に示すように、電源装置１２Ｂの二次電池１８の正極端子は対応するＮ型トランジスタＴｒ１のドレイン端子に、電源装置１２Ｂの二次電池１８の負極端子は対応するＮ型トランジスタＴｒ１のソース端子に各々対応する抵抗器Ｒｘ及び電圧監視端子３６を介して接続されている。
As shown in FIG. 4, the positive terminal of the
なお、以下では、Ｎ型トランジスタＴｒ及びＮ型トランジスタＴｒ１を区別して説明する必要がない場合には末尾に符号を付けずに「Ｎ型トランジスタ」と総称する。 In the following description, when there is no need to distinguish between the N-type transistor Tr and the N-type transistor Tr1, they are collectively referred to as “N-type transistors” without adding a suffix.
次に、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０の作用を説明する。
Next, the operation of the power
本第１の実施形態に係る電源制御装置１０に電源装置１２が正しく接続されている場合、電源制御装置１０では、接続された電源装置１２に組み込まれている組電池１４における二次電池１８間の残容量の不均衡を解消するための電源制御処理が実行される。
When the power supply device 12 is correctly connected to the power
次に、図５を参照して、電源制御処理を実行する際の電源制御装置１０の作用を説明する。なお、図５は、接続情報を受信した際にメインコントローラ２６によって実行される電源制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 5, the operation of the power
同図のステップ２００では、第１接続情報を受信したか否かを判定し、肯定判定となった場合にはステップ２０２へ移行する一方、第２接続情報を受信して否定判定となった場合にはステップ２０４へ移行する。
In
ステップ２０２では、二次電池１８の各々に対応する接続点Ｂにローレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムを終了するまで出力し続けるように制御を行った後、ステップ２０６へ移行する。上記ステップ２０２の処理に応じて、信号反転回路４０の各々は、入力されたローレベル信号を反転させてハイレベル信号を対応する第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子に出力する。これによって、第２のＰ型トランジスタＴｒ３の各々のソース端子及びドレイン端子間が非導通状態となる。一方、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子にはローレベル信号が入力されるため、第１のＰ型トランジスタＴｒ２の各々のソース端子及びドレイン端子間が導通状態となる。
In
ステップ２０４では、二次電池１８の各々に対応する接続点Ｂにハイレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムを終了するまで出力し続けるように制御を行った後、ステップ２０６へ移行する。上記ステップ２０４の処理に応じて、信号反転回路４０の各々は、入力されたハイレベル信号を反転させてローレベル信号を対応する第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子に出力する。これによって、第２のＰ型トランジスタＴｒ３の各々のソース端子及びドレイン端子間が導通状態となる。一方、第１の第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子にはハイレベル信号が入力されるため、第１のＰ型トランジスタＴｒ２の各々のソース端子及びドレイン端子間が非導通状態となる。
In
ステップ２０６では、電源装置１２の組電池１４における二次電池１８の各々の電圧値に基づいて、二次電池１８間の残容量に不均衡が生じるまで待機する。
In
次のステップ２０８では、二次電池１８間の残容量の不均衡を解消するために放電させる二次電池１８に対応する印加対象を、現時点での二次電池１８の各々の電圧値を参照して決定する。
In the
次のステップ２１０では、上記ステップ２０８の処理によって決定した印加対象に駆動用電圧が印加されるように、上記ステップ２０８の処理によって決定した印加対象に対応する接続点Ａに対して駆動用電圧を印加する。これに応じて、駆動用電圧が印加された印加対象に対応するＮ型トランジスタのソース端子及びドレイン端子間にそのＮ型トランジスタに対応する二次電池１８による電流が流れる。
In the
次のステップ２１２では、二次電池１８間の残容量に不均衡が解消されたか否かを判定し、否定判定となった場合には上記ステップ２０８へ戻る一方、肯定判定となった場合には本電源制御処理プログラムを終了する。
In the
以上詳細に説明したように、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０によれば、組電池１４における二次電池１８毎にＮ型トランジスタＴｒ１（導通手段）及び印加端子３４を設けると共に、駆動用電圧が印加された場合に導通状態（放電可能）となる放電素子ユニット１０８（放電回路）が並列に接続された二次電池１８の各々がＮ型トランジスタＴｒ１のソース端子（第１端子）とドレイン端子（第２端子）との間に接続され、かつ放電素子ユニット１０８が印加端子３４に接続された場合には、放電素子ユニット１０８が作動して放電可能となるように印加端子３４を介して放電素子ユニット１０８に駆動用電圧が印加され、放電素子ユニット１０８が並列に接続されていない二次電池１８の各々がＮ型トランジスタＴｒ１のソース端子とドレイン端子との間に接続された場合には、Ｎ型トランジスタＴｒ１のゲート端子（制御端子）に駆動用電圧が印加されるように制御する制御回路３９を設けたので、二次電池１８間の残容量の不均衡を解消するために、各々放電素子ユニット１０８が並列に接続された複数の二次電池１８によって構成された組電池１４に対しても、各々放電素子ユニット１０８が並列に接続されていない複数の二次電池１８によって構成された組電池１４に対しても用いることができるように、汎用性を高めることができる。
As described above in detail, according to the power
また、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０によれば、組電池１４における二次電池１８毎の電圧値を測定し、その測定結果を参照しながら二次電池１８間の残容量の差が縮まるように、放電させるべき二次電池１８に対応する印加対象としての印加端子３４またはＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に対して駆動用電圧が印加されるように制御しているので、組電池１４における二次電池１８間の残容量の不均衡を解消することができる。
Further, according to the power
また、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０によれば、メインコントローラ２６、入出力インタフェース３０及び入力装置３２により第１接続情報または第２接続情報を設定し、設定した第１接続情報または第２接続情報、及び測定して得られた二次電池１８毎の電圧値に基づいて、放電させるべき二次電池１８に対応する印加対象としての印加端子３４またはＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に対して駆動用電圧が印加されるように（二次電池１８を放電させることにより二次電池１８間の残容量の差が縮まるように）制御しているので、各々放電素子ユニット１０８が並列に接続された複数の二次電池１８によって構成された組電池１４に対しても、各々放電素子ユニット１０８が並列に接続されていない複数の二次電池１８によって構成された組電池１４に対しても二次電池１８間の残容量の不均衡を解消することができる。
Further, according to the power
また、本第１の実施形態に係る電源制御装置１０によれば、制御回路３９を、第１のＰ型トランジスタＴｒ２及び第２のＰ型トランジスタＴｒ３を含むように構成し、メインコントローラ２６、入出力インタフェース３０及び入力装置３２によって設定された第１接続情報または第２接続情報に基づいて、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子及び第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子に対して、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子及びドレイン端子間及び第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子及びドレイン端子間を導通させるためのオン電圧が選択的に印加されるように制御しているので、簡易かつ確実に、印加対象としての印加端子３４またはＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に対して駆動用電圧を印加することができる。
Further, according to the power
[第２の実施形態] [Second Embodiment]
上記第１の実施形態では、Ｎ型トランジスタＴｒ及びＴｒ１の何れか一方のゲート端子に対して駆動用電圧を印加する場合の形態例を挙げて説明したが、本第２の実施形態では、Ｎ型トランジスタＴｒ及びＴｒ１の何れのゲート端子にも駆動用電圧を印加しないか、またはＮ型トランジスタＴｒ及びＴｒ１の少なくとも一方のゲート端子に対して駆動用電圧を印加することを可能にする場合の形態例について説明する。なお、本第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を説明する。 In the first embodiment, description has been given by taking an example in which a drive voltage is applied to one of the gate terminals of the N-type transistors Tr and Tr1, but in the second embodiment, N A mode in which the driving voltage is not applied to any gate terminal of the n-type transistors Tr and Tr1, or the driving voltage can be applied to at least one gate terminal of the n-type transistors Tr and Tr1 An example will be described. Note that in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described.
図６は、本第２の実施形態に係る電源制御装置１０Ａ及び電源制御装置１０Ａに接続された電源装置１２Ａの構成を示す構成図である。同図に示すように、本第２の実施形態に係る電源制御装置１０Ａは、上記第１の実施形態で説明した図２に示す電源制御装置１０に比べ、信号反転回路４０を除いた点、及び第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子と第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子とをメインコントローラ２６の異なる出力端子に各々接続した点のみが異なっている。
FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the power
次に、図７を参照して、本第２の実施形態に係る電源制御処理を実行する際の電源制御装置１０Ａの作用を説明する。なお、図７は、接続情報を受信した際にメインコントローラ２６によって実行される本第２の実施形態に係る電源制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 7, the operation of the power
同図のステップ３００では、第１接続情報を受信したか否かを判定し、第２接続情報を受信して否定判定となった場合にはステップ３０２へ移行する一方、肯定判定となった場合にはステップ３０４へ移行する。
In
ステップ３０２では、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子にハイレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムのステップ３１８の処理で肯定判定となるまで出力し続けるように制御を行うと共に、第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子にローレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムのステップ３１８の処理で肯定判定となるまで出力し続けるように制御を行った後、ステップ３１２へ移行する。上記ステップ３０２の処理に応じて、下記の表に示すように、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子及びドレイン端子間は非導通状態（スイッチング状態＝ＯＦＦ）となり、第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子及びドレイン端子間は導通状態（スイッチング状態＝ＯＮ）となる。従って、この状態で、Ｎ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に駆動用電圧が印加された場合、図６に示す矢印Ｃ方向に電流が流れることになる。
In
ステップ３０４では、入力装置３２から入出力インタフェース３０を介して、二次電池１８間の残容量の不均衡を解消するために行う放電の時間を短縮することを指示する時短指示情報が入力されたか否かを判定し、肯定判定となった場合にはステップ３０６へ移行する一方、否定判定となった場合にはステップ３０８へ移行する。
In
ステップ３０６では、第１のＰ型トランジスタＴｒ２及びＴｒ３の各々のゲート端子にローレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムのステップ３１８の処理で肯定判定となるまで出力し続けるように制御を行った後、ステップ３１２へ移行する。上記ステップ３０６の処理に応じて、下記の表に示すように、第１のＰ型トランジスタＴｒ２及びＴｒ３の各々のソース端子及びドレイン端子間は導通状態となる。従って、この状態で、Ｎ型トランジスタＴｒ及びＴｒ１の各々のゲート端子に駆動用電圧が印加された場合、図６に示す矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向に電流が流れることになる。
In
ステップ３０８では、二次電池１８間の残容量の不均衡を解消するために行う放電の時間を短縮しないとみなす条件（例えば、上記ステップ３００の処理で肯定判定となってから所定時間経過した、との条件）を満足したか否かを判定し、否定判定となった場合には上記ステップ３０４へ戻る一方、肯定判定となった場合にはステップ３１０へ移行する。
In
ステップ３１０では、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のゲート端子にローレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムのステップ３１８の処理で肯定判定となるまで出力し続けるように制御を行う共に、第２のＰ型トランジスタＴｒ３のゲート端子にハイレベル信号を少なくとも本電源制御処理プログラムのステップ３１８の処理で肯定判定となるまで出力し続けるように制御を行った後、ステップ３１２へ移行する。上記ステップ３１０の処理に応じて、下記の表に示すように、第１のＰ型トランジスタＴｒ２のソース端子及びドレイン端子間は導通状態となり、第２のＰ型トランジスタＴｒ３のソース端子及びドレイン端子間は非導通状態となる。従って、この状態で、Ｎ型トランジスタＴｒのゲート端子に駆動用電圧が印加された場合、図６に示す矢印Ｄ方向に電流が流れることになる。
In step 310, control is performed so as to continue to output a low level signal to the gate terminal of the first P-type transistor Tr2 until at least an affirmative determination is made in
ステップ３１２では、電源装置１２の組電池１４における二次電池１８の各々の電圧値に基づいて、二次電池１８間の残容量に不均衡が生じるまで待機する。
In
次のステップ３１４では、駆動用電圧の印加対象としての全てのＮ型トランジスタＴｒ１のゲート端子及び電源制御装置１０の全ての印加端子３４のうち、二次電池１８間の残容量の不均衡を解消するために放電させる二次電池１８に対応する印加対象を、現時点での二次電池１８の各々の電圧値を参照して決定する。
In the
次のステップ３１６では、上記ステップ３１４の処理によって決定した印加対象に駆動用電圧が印加されるように、上記ステップ３１４の処理によって決定した印加対象に対応する接続点Ａに対して駆動用電圧を印加する。これに応じて、駆動用電圧が印加された印加対象に対応するＮ型トランジスタのソース端子及びドレイン端子間にそのＮ型トランジスタに対応する二次電池１８による電流が流れる。
In the
次のステップ３１８では、二次電池１８間の残容量に不均衡が解消されたか否かを判定し、否定判定となった場合には上記ステップ３１４へ戻る一方、肯定判定となった場合にはステップ３２０へ移行する。
In the
ステップ３２０では、第１のＰ型トランジスタＴｒ２及びＴｒ３の各々のゲート端子にハイレベル信号を予め定められた期間出力し続けるように制御を行った後、本電源制御処理プログラムを終了する。上記ステップ３２０の処理に応じて、下記の表に示すように、第１のＰ型トランジスタＴｒ２及びＴｒ３の各々のソース端子及びドレイン端子間は非導通状態となる。従って、この状態で、仮に接続点Ａに駆動用電圧が印加されたとしても、この駆動用電圧はＮ型トランジスタのゲート端子に印加されない。
In
以上詳細に説明したように、本第２の実施形態に係る電源制御装置１０Ａによれば、放電素子ユニット１０８が並列に接続された二次電池１８の各々がＮ型トランジスタＴｒ１のソース端子とドレイン端子との間に接続され、かつ放電素子ユニット１０８が印加端子３４に接続された場合に、放電素子ユニット１０８が作動するように印加端子３４を介して放電素子ユニット１０８に駆動用電圧が印加されると共に、Ｎ型トランジスタＴｒ１のゲート端子に駆動用電圧が印加されるように制御することにより、二次電池１８及び放電素子ユニット１０８によって構成される並列回路のみで二次電池１８を放電させる場合に比べ、効率的に二次電池１８を放電させることができるので、二次電池１８間の残容量の不均衡を迅速に解消することができる。
As described above in detail, according to the power
なお、上記各実施形態では、メインコントローラ２６が入力装置３２から入力された接続情報に基づいて電源制御装置１０に対する電源装置１２の接続状態を把握する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、メインコントローラ２６または別途事前に用意した電圧測定装置（図示省略）により印加端子３４及び電圧監視端子３６の各々に印加されている電圧値を常時監視することにより電源制御装置１０に対する電源装置１２の接続状態を把握するようにしてもよい。また、印加端子３４及び電圧監視端子３６の各々に対する電源装置１２のコネクタ１６の接続状態を検出するセンサ（図示省略）を電源制御装置１０に設け、このセンサの検出結果に基づいて電源制御装置１０に対する電源装置１２の接続状態を把握するようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、上記各実施形態では、メインコントローラ２６が電源制御処理プログラムの処理の実行を開始するトリガーとして接続情報の受信を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、電源制御処理プログラムの処理の実行を開始することを示す指示信号の入力、電源装置１２が電源制御装置１０に接続されてから予め定められた期間経過したとき、或いは電源装置１２が電源制御装置１０に接続されてから予め定められた時間間隔毎をトリガーとしてメインコントローラ２６が電源制御処理プログラムの処理の実行を開始してもよい。
In each of the above embodiments, the reception of connection information has been described as an example of a trigger for the
また、上記各実施形態では、Ｎ型トランジスタＴｒ１を用いて二次電池１８を放電させる場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、Ｎ型トランジスタＴｒ１に代えて放電素子ユニット１０８と同様の放電素子ユニットを適用してもよい。この場合、放電素子ユニットを構成するＮ型トランジスタ及び抵抗器として、放電素子ユニットの発熱が電源制御装置１０を含む周辺機器の誤動作や破損を発生させない発熱となるものを適用することが好ましい。また、放電素子ユニットに搭載する抵抗器として、メインコントローラ２６や外部装置などの指示に従って抵抗値を変更することが可能な可変抵抗器を用いることも可能である。
Further, in each of the above embodiments, the description has been given by taking the form example in the case where the
また、上記各実施形態では、Ｎ型トランジスタＴｒ１が組電池１４の二次電池１８の各々に対して過不足なく適用される場合について説明したが、電源制御装置１０（１０Ａ）は汎用性が高いため、組電池１４を構成している二次電池１８の個数によってはＮ型トランジスタＴｒ１が余ることが考えられる。この場合、最下段の二次電池１８から最上段の二次電池１８までの二次電池１８の各々を最下段の接地されたＮ型トランジスタＴｒ１から順次に上段のＮ型トランジスタＴｒ１に対応させて接続すると共に、最上段の二次電池１８の正極端子を余ったＮ型トランジスタＴｒ１のドレイン端子及びソース端子に接続すればよい。
In the above embodiments, the case where the N-type transistor Tr1 is applied to each of the
また、上記各実施形態では、二次電池１８の電圧値を測定することにより二次電池１８の残容量を把握する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、二次電池１８の電力値を測定することにより二次電池１８の残容量を把握することも可能である。このように、二次電池１８の残容量に対応する物理量を測定することにより二次電池１８の残容量を把握してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the embodiment has been described in which the remaining capacity of the
また、上記各実施形態では、二次電池１８の電圧値を個別に測定して、その測定結果に基づいて二次電池１８を個別に放電させる場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、組電池１４における二次電池１８を２個単位で区切って得られた電池ユニット毎に電圧値を測定して、その測定結果に基づいて電池ユニット毎に放電させてもよい。なお、この場合、１つの電池ユニットに対して１つのＮ型トランジスタＴｒが割り当てられる。このように、直列に接続された複数の電池を予め定められた個数単位で区切って得られた電池ユニット毎に電圧値を測定して電池ユニット毎に放電させてもよい。
In each of the above embodiments, the voltage value of the
また、上記実施形態では、二次電池１８を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば一次電池などの直列に接続して組電池として機能する電池であれば如何なるものであってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、オン抵抗が小さくスイッチング動作を高速に行うことができるという観点からＮ型トランジスタ及び第１のＰ型トランジスタＴｒ２及び第２のＰ型トランジスタＴｒ３として電界効果型トランジスタを適用した場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、Ｎ型トランジスタ及び第１のＰ型トランジスタＴｒ２及び第２のＰ型トランジスタＴｒ３としてバイポーラ型トランジスタを用いても良い。この場合、バイポーラ型トランジスタのコレクタ端子が電界効果型トランジスタのドレイン端子に、バイポーラ型トランジスタのエミッタ端子が電界効果型トランジスタのソース端子に、バイポーラ型トランジスタのベース端子が電界効果型トランジスタのゲート端子に各々対応するように電界効果型トランジスタに代えてバイポーラ型トランジスタを適用すればよい。また、トランジスタに代えて他のスイッチング素子を適用してもよい。 In the above embodiment, field effect transistors are applied as the N-type transistor, the first P-type transistor Tr2, and the second P-type transistor Tr3 from the viewpoint that the on-resistance is small and the switching operation can be performed at high speed. However, the present invention is not limited to this, and bipolar transistors may be used as the N-type transistor, the first P-type transistor Tr2, and the second P-type transistor Tr3. In this case, the collector terminal of the bipolar transistor is the drain terminal of the field effect transistor, the emitter terminal of the bipolar transistor is the source terminal of the field effect transistor, and the base terminal of the bipolar transistor is the gate terminal of the field effect transistor. A bipolar transistor may be applied instead of the field effect transistor so as to correspond to each other. Further, other switching elements may be applied instead of the transistors.
また、上記各実施形態では、各種の処理プログラムがメモリ２８に予め記憶されている場合の形態例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種の処理プログラムをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＲＯＭなどのコンピュータによって読み取られる記録媒体に格納した状態で提供する形態を適用してもよいし、有線又は無線による通信手段を介して配信する形態を適用しても良い。
Further, in each of the above-described embodiments, description has been given by taking an example in which various processing programs are stored in the
１０ 電源制御装置
１２ 電源装置
１３ 電源電圧監視システム
１４ 組電池
１８ 二次電池
２４ 選択スイッチ回路
２６ メインコントローラ
３０ 入出力インタフェース
３２ 入力装置
３４ 印加端子
３９ 制御回路
４０ 信号反転回路
１０８ 放電素子ユニット
Ｒｘ 抵抗器
Ｔｒ，Ｔｒ１ Ｎ型トランジスタ
Ｔｒ２ 第１のＰ型トランジスタ
Ｔｒ３ 第２のＰ型トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電池ユニット毎に設けられ、対応する電池ユニットを放電させる放電回路と、
前記電池ユニット毎に設けられ、前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通した導通状態と前記放電回路と対応する前記電池ユニットとが導通しない非導通状態とに切り替える切替手段と、
を含む電源制御装置。 A power supply control device that equalizes each voltage value of a battery unit obtained by dividing a plurality of batteries connected in series by a predetermined number unit by discharging the battery unit,
A discharge circuit that is provided for each battery unit and discharges the corresponding battery unit;
Switching means provided for each battery unit, for switching between a conduction state in which the battery unit corresponding to the discharge circuit is conducted and a non-conduction state in which the battery unit corresponding to the discharge circuit is not conducted;
Including power supply control device.
前記放電回路を、前記駆動用電圧が印加された場合に放電可能となる回路とし、
前記電池ユニット毎に設けられた印加端子と、
前記放電回路が並列に接続された前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、かつ前記放電回路が前記印加端子に接続された場合には、前記放電回路が放電可能となるように前記印加端子を介して前記放電回路に前記駆動用電圧が印加され、前記放電回路が並列に接続されていない前記電池ユニットの各々が前記第１端子と前記第２端子との間に接続された場合には、前記導通手段の前記制御端子に前記駆動用電圧が印加されるように制御する制御手段と、を更に含む電源制御装置。 The switching means is a conduction means comprising a first terminal, a second terminal, and a control terminal that conducts when the driving voltage is applied between the first terminal and the second terminal that are normally non-conductive,
The discharge circuit is a circuit that can be discharged when the driving voltage is applied,
An application terminal provided for each battery unit;
When each of the battery units to which the discharge circuit is connected in parallel is connected between the first terminal and the second terminal, and the discharge circuit is connected to the application terminal, the discharge circuit The driving voltage is applied to the discharge circuit through the application terminal so that the discharge circuit is dischargeable, and the battery units not connected in parallel to each other are connected to the first terminal and the second terminal, respectively. And a control means for controlling the drive voltage to be applied to the control terminal of the conduction means.
前記制御手段は、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記電池ユニットを放電させることにより前記電池ユニット間の残容量の差を縮めるように制御する請求項２または請求項３記載の電源制御装置。 Further comprising a measuring means for measuring a physical quantity corresponding to the remaining capacity of each battery unit;
4. The power supply control device according to claim 2, wherein the control unit performs control so as to reduce a difference in remaining capacity between the battery units by discharging the battery unit based on a measurement result of the measurement unit. .
前記制御手段は、前記設定手段によって第１接続情報が設定された場合には、前記放電回路に前記駆動用電圧が印加され、前記設定手段によって第２接続情報が設定された場合には、前記導通手段の前記制御端子に前記駆動用電圧が印加されるように制御する請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の電源制御装置。 First connection information indicating that each of the battery units to which the discharge circuit is connected in parallel is connected between the first terminal and the second terminal, and the discharge circuit is connected to the application terminal. And setting means for setting second connection information indicating that each of the battery units not connected in parallel to the discharge circuit is connected between the first terminal and the second terminal,
The control means applies the driving voltage to the discharge circuit when the first connection information is set by the setting means, and when the second connection information is set by the setting means, 5. The power supply control device according to claim 2, wherein the driving voltage is controlled to be applied to the control terminal of the conduction unit.
前記導通手段は、前記第１端子としてのソース端子、前記第２端子としてのドレイン端子、及び前記第３端子としてのゲート端子を備えたＮチャネル型トランジスタを有する請求項２〜請求項７の何れか１項に記載の電源制御装置。 The one electrode is a negative electrode of the battery unit, the other electrode is a positive electrode of the battery unit,
The said conduction | electrical_connection means has an N channel type transistor provided with the source terminal as said 1st terminal, the drain terminal as said 2nd terminal, and the gate terminal as said 3rd terminal. The power supply control device according to claim 1.
前記複数の電池を有する電源装置と、
を含む電源制御システム。 The power supply control device according to any one of claims 1 to 9,
A power supply device having the plurality of batteries;
Including power control system.
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|---|---|---|---|---|
| JP2016506498A (en) * | 2012-11-30 | 2016-03-03 | テスラ モーターズ，インコーポレーテッド | Response to overcharge event detection in battery elements connected in series |
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