JP5355979B2 - 電池情報取得装置 - Google Patents

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Description

この発明は、複数の電池セルを直列に接続した組電池における当該電池セルから電池情報を取得して、組電池を管理する管理ユニットに送信する電池情報取得装置に関する。
電気自動車や産業用車両に用いられる電池電源として、高電圧・大容量の電圧を得るために低電圧・低容量の電池セルを多直並列に接続した組電池が用いられている。組電池を安全に動作させるために、各電池セルの電圧や温度など、電池セルの電池情報をモニタする電池情報管理システムが必要である。
従来の電池情報管理システムは、電池セル、電池情報取得回路、送受信回路（通信回路）を含む複数の電池情報取得モジュールを有し、各電池情報取得モジュールと管理ユニット間で通信および制御を行っている。
各電池情報取得モジュールはそれぞれの電池セルから電源およびＧＮＤが常時供給されており、したがって管理ユニットとの間で制御信号や電池情報の通信を行わない待機時にも、電力を消費してしまう問題がある。
また各電池情報取得モジュールは各電池セルから取得した電池情報をそれぞれ管理ユニットに対し差動信号により送信するが、この際、各電池情報取得モジュールから送信する差動信号はそれぞれ同相電圧が異なる。このため、各電池情報取得モジュールから2本ずつの配線を管理ユニットにそれぞれ別個に接続し、それぞれの配線を介して送信を行う必要がある。これにより配線の引き回しが煩雑になる問題があった。
また、管理ユニット側にも、各電池情報取得モジュールのそれぞれに対応して異なる同相電圧の信号をレベルシフトする機能を持たせなければならなかったり、耐圧を確保しなければいけなかったりするなどの問題があった。
特開平11-345622号公報
本発明は、消費電力をできるだけ低く抑えて電池セルから電池情報を取得して管理ユニットに送信する電池情報取得装置を簡易な構成により提供しようとするものである。
本発明の一態様としての電池情報取得装置は、
複数の電池セルを直列に接続した組電池における前記電池セルの電池情報を取得し、取得した電池情報を、前記組電池の状態を管理する管理ユニットに、前記複数の電池セルのうち他の電池セルの電池情報を取得する他の電池情報取得装置と共通に接続された共通配線を介して送信する、電池情報取得装置であって、
前記電池セルの端子間電圧を取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段による取得電圧が電源電圧として供給され、前記電池セルから電池情報を取得する電池情報取得回路と、
前記共通配線に接続された１次側巻線と、２次側巻線と、を有するトランスと、
前記トランスの２次側巻線に接続され、前記取得電圧が電源電圧として供給され、前記電池情報の信号を前記トランスを介して前記管理ユニットに送信する通信回路と、
前記トランスの２次側巻線に接続され、前記管理ユニットから送信される所定周波数の信号を前記トランスを介して受信し、受信した前記信号を整流して直流電圧を生成する整流回路と、
前記トランスの２次側巻線に接続され、前記整流回路により生成された直流電圧が電源電圧として供給され、前記電池情報取得回路および前記通信回路に対する前記電源電圧の供給を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記電池情報取得回路に対する前記電源電圧の供給の有無を指示する第１指示信号を前記管理ユニットから前記トランスを介して受信する第１の受信手段と、
前記通信回路に対する前記電源電圧の供給の有無を指示する第２指示信号を前記管理ユニットから前記トランスを介して受信する第２の受信手段と、
前記第１指示信号に応じて前記電池情報取得回路に対する前記電源電圧の供給の有無を切り替え制御する第１の切替制御手段と、
前記第２指示信号に応じて前記通信回路に対する前記電源電圧の供給の有無を切り替え制御する第２の切替制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
本発明により、消費電力をできるだけ低く抑えつつ簡易な構成により電池セルから電池情報を取得して管理ユニットに送信することが可能になる。
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる電池情報管理システムの構成を概略的に示すブロック図である。この電池情報管理システムは、たとえば車両システムまたは電動自転車など、組電池を用いて動作する車両等のシステムまたは装置に対して組み込むことができる。
図１の電池情報管理システムは、複数の電池セルを直列に接続した組電池１１と、組電池の状態を管理する管理ユニット１２と、組電池１１における電池セルから電池情報を取得して管理ユニットに送信する複数の電池情報取得モジュール（電池情報取得装置）１３とを備える。各電池情報取得モジュール１３はそれぞれ異なる電池セルに接続されている。
組電池１１は、直列接続された複数の電池セルからなる。このように複数の電池セルを直列に接続することによって、１つの電池セルの電圧よりも高い電圧を得ることができる。さらに大きな電池容量を得るためには、この組電池１１を複数用意し、並列に接続すればよい。
各電池情報取得モジュール１３は、組電池１１における電池セルの両端子（プラス端子およびマイナス端子）間の電圧、または電池セルの温度、などの電池情報を検出し、検出した電池情報を、各電池情報取得モジュール１３に共通に接続された共通配線１５を介して管理ユニット１２に送信する。より詳細には、電池情報取得回路２１で電池情報を取得し、送受信回路（通信回路）２２により当該電池情報をトランス２５を介して管理ユニット１２に送信する。
各トランス２５の１次側巻線３６はそれぞれ上記共通配線に接続され、２次側巻線３７は送受信回路（通信回路）２２等に接続されている。図１では電池情報取得モジュール１３の構成要素として電池情報取得回路２１、送受信回路２２およびトランス２５のみが図示されるが、実際には後述する図２に示すように、他の要素も含まれる。
各電池取得電池情報取得モジュール１３にトランス２５を設けることで、管理ユニット１２に対し各電池取得電池情報取得モジュール１３を共通配線に並列に接続でき、これにより配線の複雑さを防ぐことができる。すなわち電池取得電池情報取得モジュール１３ごとに配線を用意する必要はなく、各電池取得電池情報取得モジュール１３に共通の配線を用意しさえすればよい。またこのように共通の配線を介して通信を行うことで、管理ユニット１２で扱う通信信号の電圧は小さくなり、よって管理ユニット１２側で耐圧の高い部品を用意する必要がなくなる。
管理ユニット１２は、各電池セルのそれぞれに対応する電池情報取得モジュール１３から電池情報を共通配線１５を介して取得し、組電池が安全に動作するよう、取得した電池情報に基づき、組電池を管理する。管理ユニット１２は、取得した電池情報を外部へ出力する機能を有する。
図２は、電池情報取得モジュール１３の詳細構成例を示す。
電池情報取得モジュール１３は、電圧取得手段２０ａ、２０ｂと、電池情報取得回路２１と、送受信回路（通信回路）２２と、整流回路２３と、起動回路２４と、トランス２５とを備える。
トランス２５は、１次側巻線３６と２次側巻線３７とを有する。１次側巻線は共通配線１５を介して管理ユニット１２と接続されている。
電圧取得手段２０ａ、２０ｂは、それぞれ配線を介して電池セルのプラス端子およびマイナス端子に接続される。これにより電圧取得手段は電池セルの端子間電圧を取得する。取得された電圧は、電池情報取得回路２１および送受信回路２２の電源電圧（動作電圧）として用いられる。また取得された電圧は、電池情報取得回路２１により入力端子２１ａ、２１ｂを介して電池情報として取得される。
電池情報取得回路２１はＶＤＤ端子とＧＮＤ端子とを有し、ＶＤＤ端子は電圧取得手段２０ａを介して電池セルのプラス端子に、ＧＮＤ端子はスイッチ手段３１および電圧取得手段２０ｂを介して電池セルのマイナス端子に接続される。電池情報取得回路２１はスイッチ手段３１がオンのとき、ＶＤＤ端子およびＧＮＤ端子間に電池セルの電圧が電源電圧として与えられ、この電源電圧により動作する（電池情報取得回路２１が電源オンとなる）。また電池情報取得回路２１は、電圧取得手段２０ａを介して電池セルのプラス端子に接続される入力端子（電圧入力手段）２１ａと、電圧取得手段２０ｂを介して電池セルのマイナス端子に接続される入力端子（電圧入力手段）２１ｂを有し、電池情報取得回路２１は、入力端子２１ａ、２１ｂ間に入力される電圧を、電池情報として取得する。また電池情報取得回路２１は、後述する温度センサ（図６参照）を用いて電池セルの温度を電池情報として取得する。電池情報の取得は、送受信回路２２から送信指示が入力されたときに行い、電池情報取得回路２１は、取得した電池情報を送受信回路２２に出力する。
送受信回路２２は、ＶＤＤ端子とＧＮＤ端子とを有し、ＶＤＤ端子は電圧取得手段２０ａを介して電池セルのプラス端子に、ＧＮＤ端子はスイッチ手段３２および電圧取得手段２０ｂを介して電池セルのマイナス端子に接続される。また送受信回路２２はトランス２５の２次側巻線３７に接続されている。送受信回路２２は、スイッチ手段３２がオンのとき、ＶＤＤ端子およびＧＮＤ端子間に電池セルの電圧が電源電圧として与えられ、この電源電圧により動作する（送受信回路２２が電源オンとなる）。オン状態のとき、送受信回路２２は、トランス２５を介して管理ユニット１２から交流により送られる送信指示信号を検出し、検出した送信指示を、電池情報取得回路２１に出力する。送受信回路２２は、送信指示に応答して電池情報取得回路２１から入力される電池情報を取得し、取得した電池情報の信号を変調して、トランス２５を介して管理ユニット１２に送信する。ここで送受信回路２２には固有のID（識別子）が付与され、これにより他の電池セルに接続される電池情報取得モジュールの送受信回路と個別に認識可能になっている。電池情報の送信の際は、IDも併せて送信し、これにより、管理ユニット１２は受け取った電池情報がどの電池セルからのかを認識できる。管理ユニット１２は、取得した電池情報に基づいて、各電池セルの状態を監視し、各電池セルの状態を外部に出力することができる。
整流回路２３はトランス２５の２次側巻線３７に接続され、管理ユニット１２から送信される交流信号を、トランス２５を介して受信し、受信した交流信号を整流して直流電圧を生成する。整流回路２３はＧＮＤ端子およびＶＤＤ端子を有し、生成した直流電圧をこれらの端子を介して起動回路２４に与える。
起動回路２４は、ＧＮＤ端子およびＶＤＤ端子を有し、これらの端子を介して整流回路２３から直流電圧が電源電圧として与えられる。起動回路２４は、直流電圧が与えられると起動状態になる。起動回路２４はトランス２５の２次側巻線３７に接続される。起動状態にある起動回路２４は、管理ユニット１２から交流により送られる起動信号をトランス２５を介して受信すると、スイッチ手段３１、３２をオンにする電力制御信号を各スイッチ手段３１、３２に与えることにより各スイッチ手段３１、３２をオンにする。すなわち、電池情報取得回路２１と送受信回路２２を電源オン状態にする。また起動回路２４は、管理ユニット１２から交流により送られる終了信号をトランス２５を介して受信すると、スイッチ手段３１、３２をオフにする電力制御信号を各スイッチ手段３１、３２に与えることにより各スイッチ手段３１、３２をオフにする。すなわち、電池情報取得回路２１と送受信回路２２を電源オフ状態にする。
ここではスイッチ手段３１、３２を同時にオンおよびオフにする例を示したが、それぞれ個別にオンおよびオフを制御するようにしてもよい。すなわち管理ユニット１２から第１起動信号（第１指示信号）が受信された場合はスイッチ手段３１をオン、第２起動信号（第２指示信号）が受信された場合はスイッチ手段３２をオンにし、また、第１終了信号（第１指示信号）が受信された場合はスイッチ手段３１をオフ、第２終了信号（第２指示信号）が受信された場合はスイッチ手段３２をオフするようにしてもよい。
起動回路２４は、第１指示信号を受信する第１の指示信号受信手段、第２指示信号を受信する第２の指示信号受信手段と、第１指示信号の内容に応じてスイッチ手段３１のオン・オフ（すなわち電池情報取得回路への電源電圧の供給の有無）を制御する第１の切替制御手段、第２指示信号の内容に応じてスイッチ手段３２のオン・オフ（すなわち送受信回路への電源電圧の供給の有無）を制御する第２の切替制御手段を含む。
なお、トランス２５を介して受信される交流信号は、上述のように送信指示信号または起動信号が含まれている場合、あるいは両方とも含まれていない場合があるが、いずれにしても受信される交流信号は、送受信回路２２，整流回路２３および起動回路２４すべてに入力される。送受信回路２２は交流信号から送信指示信号を検出し、起動回路２４は起動信号を検出する。整流回路２３は、含まれる信号の種類に拘わらず、受信された交流信号を整流して直流電圧を生成する。
以上の構成において、次にその動作の一例について説明する。
最初、スイッチ３１、３２はそれぞれオフにされており、したがって電池情報取得回路２１および送受信回路２２の電源はオフである。この状態において電池情報を取得し送信する手順を以下に示す。
まず管理ユニット１２から所定周波数の交流信号が送信され、送信された交流信号はトランス２５を介して整流回路２３に入力され、直流電圧に変換される。この直流電圧は起動回路２４にその電源電圧として与えられる。これにより起動回路２４が動作可能になる。
次に管理ユニット１２から交流信号に含められて起動信号が送信されトランス２５を介して起動回路２４に受信される。起動回路２４はこの起動信号を検出する。起動信号を検出したら起動回路２４はスイッチ３１，３２をオンにする電源制御信号を生成し、スイッチ３１、３２に送る。これによりスイッチ３１、３２はオンになり、電池情報取得回路２１と送受信回路２２は電源オンになる。
次に、管理ユニット１２から交流信号に含められて送信指示信号が送信され、トランス２５を介して送受信回路２２において受信される。送受信回路２２はこの送信指示信号を検出し、この送信指示信号を、電池情報取得回路２１を動作させる命令（送信指示）に変換し、電池情報取得回路２１に送る。
電池情報取得回路２１はこの送信指示を受けたら、電池情報を取得し、取得した電池情報を送受信回路２２に渡す。送受信回路２２は、受けた電池情報を変調して、管理ユニット１２にトランス２５を介して送信する。
電池情報を取得した管理ユニット１２は、終了信号を交流信号に含めて送信する。この終了信号はトランス２５を介して起動回路２４により受信され検出される。起動回路２４は終了信号を検出したら、スイッチ３１、３２をオフにする電力制御信号を生成し、スイッチ３１、３２に送る。これによりスイッチ３１、３２はオフになり、電池情報取得回路２１と送受信回路２２は電源オフになる。
なお、上記の動作の間、整流回路２３には管理ユニット１２からの交流信号が常時入力され、整流動作を行っているものとする。
以上のように、トランス２５を介して受信した交流信号を整流して直流電圧を生成し、生成した直流電圧を用いて、電池情報取得回路２１や送受信回路２２の電源をオン／オフ制御する起動回路（制御回路）を駆動することにより、電池情報取得回路２１や送受信回路２２が動作しない待機時に、電池セルから消費する電力を低減することが可能となる。
図２に示した構成では、電池情報取得回路２１および送受信回路２２は電池セルの電圧を直接、電源電圧として用いていたが、電池セルの電圧をＤＣ−ＤＣ変換し、ＤＣ−ＤＣ変換された電圧（電池セルの電圧より低いまたは高い電圧）を、電源電圧として用いてもよい。これには図３に示すように電池セルの電圧をＤＣ−ＤＣ変換する電源回路４１を設け、電池セルの電圧を電源回路４１にて一旦ＤＣ−ＤＣ変換し、変換された電圧を電池情報取得回路２１および送受信回路２２に与えればよい。または、電池セルの電圧と、ＤＣ−ＤＣ変換した電圧との両方を用い、一方を電池情報取得回路２１に、他方を送受信回路２２に与えるようにしてもよい。
ここで、図２の構成において電池セル等が異常となった場合にはこれを検出して、異常信号を管理ユニット１２に通知する異常検出回路１０１を図４に示すように設けることもできる。ただし、電池セル等の異常時には、電池セルからの電源電圧が供給されず、送受信回路２２が異常信号の送信動作を行うことができない。そこで、図４に示すように、整流回路２３から送受信回路２７に直流電圧を供給可能にし、電池セル等の異常時には、送受信回路２７では、整流回路２３で整流した直流電圧で動作するようにする。
すなわち、図４において送受信回路２７にＶＤＤ端子２を追加し、追加したＶＤＤ端子２を整流回路２３のＶＤＤ端子と接続し、この状態において、スイッチ手段３２をオンにすることにより整流回路２３から送受信回路２７に電源電圧が供給され、これにより送受信回路２７は、電源セルから電源電圧が供給されないときでも動作可能になる。送受信回路２７は整流回路２３から電源電圧を取得する第２の電圧取得手段を含む。異常検出回路１０１は、電池セル等の異常を検出したら、異常信号を送受信回路２７に送り、送受信回路２７は、異常信号をトランス２５を介して管理ユニット１２に送信する。管理ユニット１２は、受信した異常信号の内容を解析して、解析結果を外部に出力してもよい。
異常検出回路１０１は、電池セル等の異常として、電池セルの端子間電圧が所定電圧より小さくなること、電池セルと電池情報取得回路２１とを接続する配線の切断、電池セルの両端子の短絡との、大きく３つの異常検出機能を有するが、異常検出回路１０１が有するこれらの異常検出機能の詳細については後に詳述する。
図５は、電池情報取得回路２１の詳細構成例を示す。
電池情報取得回路２１は、上述のように入力端子２１ａ、２１ｂを介して電池セルの両端に接続され、電池セルの端子間電圧を取得する。また、電池情報取得回路２１は、サーミスタ等の温度センサ５１を備え、この温度センサ５１により電池セルの温度を検出する。
A/D処理部５２は、入力端子２１ａ、２１ｂを介して取得した電圧をディジタル信号に変換する。A/D処理部５２は生成したディジタル信号を送受信回路２２に渡し、送受信回路２２はディジタル信号をトランス２５を介して管理ユニット１２に送信する。
ここで図６に示すように電池情報取得回路２１に処理部５３およびメモリー５４をさらに備えさせる構成も可能である。処理部５３は電池情報取得回路２１全体を制御し、特に電池情報取得の制御を行う。メモリー５４は、取得された電池情報を保存する。より詳細に、処理部５３は、送受信回路２２との間でデータを送受信し、送受信回路２２を介して管理ユニット１２からの送信指示命令を受けると、電池セルの電池情報を取得して送受信回路２２に渡す制御を行う。この制御においては、まずA/D処理部５２が、電池セルの端子間電圧と、温度センサの検出電圧とをそれぞれ取得し、これらの取得した電圧をそれぞれディジタル信号に変換する。次に処理部５３は、これらのディジタル信号をディジタル処理ロジックによりディジタル処理して管理ユニット１２に適したデータ形式にし、このデータ形式のデータをメモリー５４で保存する。次に、処理部５３は、メモリー５４に保存されたデータを送受信回路２２に渡し、送受信回路２２はこのデータをトランス２５を介して管理ユニット１２に送信する。なおディジタル信号を上記データ形式へ変換することなく、管理ユニット１２に送信するようにしてもよい。
ここまでの説明では、図１に示したように、１つの電池セルごとに、１つの電池情報取得モジュールを接続する例を示した。すなわち、直列に接続された複数(例としてN個)の各電池セルのそれぞれに電池情報取得モジュールを接続し、1個の電池情報取得モジュールで1個の電池セルの電池情報を取得し、管理ユニット１２に送信した。これに対して、複数の電池セルからなるグループ毎に電池情報取得モジュールを接続し、１つの電池情報取得モジュールで当該グループに含まれる各電池セルの電池情報を取得し、管理ユニット１２に送信することも可能である。
図７は、このように複数の電池セルからなるグループ毎に電池情報取得モジュールを接続する構成例を示す。
直列接続された複数（N）個の電池セルが、それぞれM個(M<N)の電池セルからなる複数のグループ７１に分けられ、グループ７１毎に電池情報取得モジュール７２が接続されている。各グループ内の電池セル数は同一であっても異なってもよい。電池情報取得モジュール７２は、対応するグループ７１に含まれる各電池セルから電池情報を取得して、管理ユニット１２に送信する。
電池情報取得モジュール７２は、多直列電池情報取得回路７３、送受信回路２２、トランス２５、整流回路、起動回路、スイッチ手段等を備える。ただし整流回路、起動回路、スイッチ手段の図示は表記の簡単のため省略している。送受信回路２２、トランス２５、整流回路、起動回路、スイッチ手段は図２の同一名称の要素と同等の機能を有し、多直列電池情報取得回路７３は、複数の電池セルからそれぞれ電池情報を取得する点を除いては、図２の電池情報取得回路２１と同等の機能を有する。図３または図４に示した構成を図７の電池情報取得モジュールに対して採用することも可能である。
図７の構成と図１の構成とを比較すると、図１の構成では、電池情報取得回路２１にかかる電圧は電池セル1個分となり、したがって高耐圧な部品や回路が必要なくなるという利点がある。一方、図７の構成では、電池情報取得回路７３および送受信回路２２にかかる電圧は電池セルM個分となるため、電池情報取得回路７３および送受信回路２２にかかる電圧は大きくなるものの、電池情報取得回路、送受信回路、トランスなどの部品点数を削減できるという利点がある。したがって電池情報取得モジュールの使用条件や使用状況に応じて適宜、適切な方の構成を採択するのがよい。
図８は図７における多直列電池情報取得回路７３の詳細構成例を示す。
多直列電池情報取得回路７３は温度センサ９１、A/D処理部９２、セレクタ（マルチプレクサ）９５を備え、M個の電池セルと接続される。図６と同一名称の要素は基本的に同等の機能を有するため、以下では、図６に存在しないセレクタ９５、ならびに図６と同一名称の要素の拡張された動作についてのみ説明する。なお、多直列電池情報取得回路７３および送受信回路２２には電源電圧としてM個の電池セルの両端間電圧（M個の電池セルのうちの図中上側端の電池セルのプラス端子と、図中下側端の電池セルのマイナス端子間の電圧）が与えられる。
セレクタ９５は、M個の電池セルと接続され、各電池セルの端子間電圧を検出する。セレクタ９５はM個の電池セルから1つを選択し、選択した電池セルの電圧を出力する。
また、温度センサ９１は、M個の電池セルのいずれか１つの電池セルに対応して設けられ、この電池セルの温度が電池情報として検出される。検出された温度は、M個の電池セルの代表温度といえる。
セレクタ９５で選択された電池セルの電圧、および上記検出された温度の電圧は、A/D処理部９２に入力され、ディジタル信号へ変換される。このディジタル信号は送受信回路２に渡され、送受信回路２２はこのディジタル信号をトランス２５を介して管理ユニット１２に送信する。
ここでは温度センサを１つのみ配置しているが、２つ以上の温度センサと第２のセレクタとを配置し、第２のセレクタで温度センサを選択し、選択した温度センサの温度の電圧をＡ／Ｄ処理部９２に入力するようにしてもよい。
ここで、図９に示すように、多直列電池情報取得回路７３に処理部９３およびメモリー９４を備えさせてもよい。
処理部９３は管理ユニット１２からの送信指示命令に応じた電池セルを選択するようセレクタ９５を制御する。セレクタ９５は、処理部９３からの指示に応じて、M個の電池セルから1つを選択し、選択した電池セルの電圧を出力する。処理部９３は、選択した電池セルの電圧をA/D処理部５２を介してディジタル信号として受け取り、このディジタル信号をディジタル処理して管理ユニット１２に適したデータ形式に変換してメモリー９４に格納する。処理部９３はメモリー９４からこのデータを読み出して送受信回路２２に渡す。管理ユニット１２からの送信指示には、たとえばM個の電池セルを１つずつ順番に選択する指示、またはM個の電池セルのうち特定の電池セルのみを１つずつ順番に選択する指示が含まれてもよい。
また、処理部９３は管理ユニット１２からの送信指示命令に応じて、温度センサ９１により検出された温度の電圧を、A/D処理部９２を介してディジタル信号として取得し、取得したディジタル信号をディジタル処理して管理ユニット１２に適したデータ形式に変換してメモリー９４に格納する。処理部９３はメモリー９４からこのデータを読み出して、送受信回路２２に渡す。
図１０は、図４に示した異常検出回路（電圧比較回路、断線検知回路、短絡検知回路）１０１の構成例を示す。先に簡単に述べたように、異常検出回路１０１は大きく３つの機能を有する。
（１）異常検出回路１０１の機能の1つ目は、電池セル１１０１の端子間電圧を所定電圧と比較し、端子間電圧が所定電圧を下回ったことを検出する機能である。電池情報取得回路２１は電池セル１１０１の電圧により動作するが、電池セル１１０１の電圧が電池情報取得回路２１の最低動作電圧よりも小さくなった場合、動作不能となり、電池セルの電池情報を正しく検知できなくなる。そこで、異常検出回路１０１では、電池情報取得回路２１よりも最低動作電圧が低い回路、もしくは電池セル１１０１以外の電圧源を用いて動作する回路を用いて、電池セル１１０１の電圧が電池情報取得回路２１の最低動作電圧を下回ったか否かを検査し、下回ったときは送受信回路２２を介して、電池セル１１０１の電圧が電池情報取得回路の最低動作電圧を下回ったことを表す第１の異常信号を管理ユニット１２に送信する。
電池セル１１０１の端子間電圧を所定電圧と比較し端子間電圧が所定電圧を下回ったことを検知するには、図１０に示すように、電池セル１１０１のマイナス端子に所定電圧(Vref)１１０２を加えた電圧と、電池セル１１０１のプラス端子の電圧とを比較器１１０３で比較すればよい。比較器１１０３からは、端子間電圧が所定電圧以上であればハイレベル信号が出力され、所定電圧未満であればローレベル信号（第１の異常信号）が出力される。比較器１１０３からの出力信号は送受信回路２２を介して管理ユニット１２に送信される。比較器１１０３はたとえば本発明の電圧比較回路に相当し、所定電圧１１０２は閾値電圧に相当する。
（２）異常検出回路１０１の機能の２つ目は、電池セル１１０１の両端子が短絡したことを検知する機能である。前述したように電池情報取得回路２１は電池セル１１０１の電圧により動作するため、電池セル１１０１の両端子が短絡して電位差がゼロになると電池情報取得回路２１は動作不能になり、電池セルの電池情報を正しく検知できなくなる。そこで、異常検出回路１０１では、電池セル１１０１の両端子が短絡していないかを検知し、短絡を検知したときは、電池セル１１０１の両端子間の短絡発生を表す第２の異常信号を送受信回路２２を介して管理ユニット１２に送信する。
電池セル１１０１の両端子間の短絡を検知するには、図１０に示すように、電池セル１１０１の端子間電圧を比較器１１０６で比較すればよい。本例では、ここでは安定した動作を得るため、比較器１１０６として、２つの比較器１１０４ａ、１１０４ｂそれぞれに、比較器１１０４ａ、１１０４ｂのオフセット電圧よりも大きな電圧源(Voff)１１０５ａ、１１０６ｂを逆向きに接続したオフセットコンパレータを用いている。比較器１１０４ａ、１１０４ｂの出力信号は送受信回路２２を介して管理ユニット１２に送信される。短絡が生じていないときは比較器１１０４ａ、１１０４ｂからともにハイレベル信号が出力される（すなわち比較器１１０６から正常信号が出力される）。短絡が生じているときは、それ以外の組合せの信号（比較器１１０４ａ、１１０４ｂの少なくとも一方の出力がローレベル信号）が第２の異常信号として出力される。比較器１１０６はたとえば本発明の短絡検知回路に相当する。
（３）異常検出回路１０１の機能の３つ目は、電池セル１１０１と電池情報取得回路２１を接続する接続配線１１０９が断線したことを検知する機能である。断線が起こった場合、電池情報取得回路２１は動作しなくなり、電池セル１１０１の電池情報を正しく検知できなくなる。そこで、異常検出回路１０１では、断線が起こっていないか否かを検知し、断線の発生を検知したときは、断線の発生を表す第３の異常信号を送受信回路２２を介して管理ユニット１２に送信する。
電池セル１１０１と電池情報取得回路２１を接続する配線１１０９が断線したことを検知するには、前述の比較器（オフセットコンパレータ）１１０６の入力端子間に、スイッチ１１０７と抵抗１１０８とを直列に接続し、スイッチ１１０７のオンオフを定期的に繰り返し、オンのときの比較器１１０６の出力（すなわち比較器１１０４ａ、１１０４ｂの出力）を確認すればよい。電池セル１１０１との間の配線１１０９が断線していなければ、スイッチ１１０７をオンにすると抵抗１１０８にある一定の電圧が発生し、短絡が生じていないときと同様に比較器１１０４ａ、１１０４ｂからともにハイレベル信号が出力される（すなわち比較器１１０６から正常信号が出力される）。一方、電池セル１１０１との間の配線が断線していれば、抵抗１１０７に発生する電圧はゼロになり、この結果、比較器１１０４ａ、１１０４ｂからは短絡が生じているときと同様、比較器１１０４ａ、１１０４ｂの少なくとも一方からローレベル信号が出力される。このときの比較器１１０４ａ、１１０４ｂの出力信号の組（比較器１１０６の出力信号）は第３の異常信号に相当する。抵抗１１０８とスイッチ１１０７と比較器１１０６の組は本発明の断線検知回路に相当する。
なおもしスイッチ１１０７がオフに固定されていると、断線が生じたとき、電池セル１１０１の両端にそれぞれ接続される配線間の寄生容量により比較器１１０６の各入力端子には一定の電圧が発生するため比較器１１０６からは正常信号が出力され断線を検出できない。しかし、断線後にスイッチ１１０７をいったんオンにすると、寄生容量の電荷が放電され、抵抗１１０７に発生する電圧がゼロになり（すなわち配線間の電圧がゼロになり）、このため断線の検出が可能になる。
図１１および図１２は、図６および図９に示すA/D処理部の詳細構成例をそれぞれ示す。
A/D処理部の電源電圧として、電池セルの電圧を用いているため、A/D処理部は自身の電源電圧と等しい電圧をA/D変換する必要がある。ただし図３のようにＤＣ−ＤＣ変換した電圧（ここでは電池セルの電圧よりも低いとする）をA/D処理部の電源電圧として用いる場合は、ＤＣ−ＤＣ変換電圧よりも大きな電圧をA/D変換する必要がある。図１１は入力電圧範囲と分解能を可変にしてA/D処理部自身の電源電圧よりも大きな電圧も直接A/D変換する構成例を示す。図１２は入力電圧を分圧して入力電圧範囲が固定のA/D変換器（ADC）によりA/D変換する構成例を示す。
図１１では、電池セル２３０１と温度センサ２３０２とを並列に接続し、スイッチ２３０３の切り替えにより、電池セル２３０１の端子間電圧と温度センサ２３０２の検出電圧うちの一方を選択的にA/D変換器２３０４に入力する。入力された電圧は直列接続した2N+1個の抵抗（抵抗手段）２３０５で2N通りの電圧に分割され、2N個の比較器（比較手段）２３０６に入力される。ここで、NはA/D変換器２３０４のビット数である。各比較器２３０６のもう一方の入力には、基準電圧(Vref)２３０７が入力される。
各比較器２３０６では入力された分圧電圧と基準電圧(Vref)２３０７とが比較され、これらの大小関係を表す信号がそれぞれ出力される。たとえば入力された分圧電圧が基準電圧(Vref)２３０７より大きいときはハイレベル信号が出力され、基準電圧(Vref)２３０７以下のときはローレベル信号が出力される。
各比較器２３０６の出力信号はエンコーダ（電圧データ生成手段）２３０８に入力され、エンコーダ２３０８は、A/D処理部への入力電圧が基準電圧の何倍に相当するかを示すディジタルコード（電圧データ）を出力する。つまり、電池セル２３０１の電圧が基準電圧２３０７よりも大きいと仮定すると、分圧電圧が、基準電圧２３０７よりも小さくなったところで比較器２０６の出力内容が切り替わるため、この切り替わりの位置に応じて、電池セル２３０１の電圧が基準電圧２３０７の何倍であるかを検出できる。入力電圧範囲は基準電圧から基準電圧の2N倍まで可変である。
電池セル２３０１の電圧と温度センサ２３０２の電圧が大きく異なる場合は基準電圧を2種類用意し、スイッチ２３０３と連動して、使用する基準電圧を切り替えることも可能である。
図１２では、電池セル２４０１と温度センサ２４０２とを並列に接続し、スイッチ２４０３の切り替えにより、電池セル２４０１の端子間電圧と温度センサ２４０２の検出電圧のうちの一方を選択する。選択された電圧を降圧するために、まずスイッチ２４０４をオフにして電圧を容量２４０５に充電し、充電に必要な所定の期間後、スイッチ２４０３をオフにしてスイッチ２４０４をオンする。すると容量２４０５に充電された電荷は容量２４０５と容量２４０６に再分配される。容量２４０５、２４０６およびスイッチ２４０４は本発明の電圧分割手段に相当する。
容量２４０５と容量２４０６の比を1：（N-1）とすると、容量２４０６の電圧は、電池セル２４０１の端子間電圧もしくは温度センサ２４０２の検出電圧の1/Nに相当する。この電圧をA/D変換器２４０７でディジタル信号に変換する。温度センサ２４０２の検出電圧がA/D変換器２４０７の入力電圧範囲の上限よりも小さい場合は、スイッチ２４０３とスイッチ２４０４をオンし、温度センサ２４０２の検出電圧を、降圧することなく、直接A/D変換器２４０７に入力することも可能である。
図１３は、図２〜図４に示した整流回路の構成例を示す。
この整流回路は４つのダイオード２５０１ａ〜２５０１ｄと、容量２５０２とからなるダイオードブリッジである。トランス２５の２次側巻線にダイオードブリッジのT1P端子およびT1N端子が接続される（図２参照）。管理ユニット１２から送信される交流信号がダイオード２５０１ａ〜２５０１ｄにより整流され、容量２５０１にて平滑される。平滑された直流電圧はVDD端子およびGND端子を介して起動回路２４へ電源電圧として供給される。
ここで、図１に示したように、各電池情報取得モジュールは互いに並列に共通配線に接続されるため、ある電池情報取得モジュールから管理ユニット１２への送信時に、送信信号が他の電池情報取得モジュール内の整流回路に入力され、これにより当該整流回路が駆動してしまう場合がある。この問題に対しては、電池情報取得モジュールの受信時および送信時それぞれで、信号振幅レベルを変えることで解決できる。
具体的には、電池情報取得モジュールの受信時は、すべての電池情報取得モジュール内の整流回路（ダイオードブリッジ）を駆動するため、すべてのダイオードブリッジがオンするような信号振幅レベル（すなわちダイオードの閾値電圧（所定値）以上の信号振幅レベル）で、管理ユニット１２から信号を出力する。一方、電池情報取得モジュールからの送信時は、最大振幅が他の電池情報取得モジュールの整流回路がオンしないレベルの信号（電池情報）を管理ユニット１２に送る。これにより、電池情報取得モジュールからの送信時に他の電池情報取得モジュール内の整流回路の駆動は阻止され、また当該電池情報取得モジュール内の送受信回路２２からの送信信号により同モジュール内の整流回路２３が駆動されるのも阻止できる。このように整流回路が不必要に駆動されるのを阻止することで、電力の効率的な使用が図れる。
これまでは、１つの１次側巻線と１つの２次側巻線とを有するトランス（1次側差動2入力かつ2次側差動2出力のトランス）を前提に説明をしてきたが、１つの一次側巻線と２つの２次側巻線とを有するトランス（1次側差動2入力かつ2次側差動4出力のトランス）を用いてもよい。図１４に１つの１次側巻線と２つの２次側巻線とを有するトランス（2入力4出力のトランス）を用いた電池情報管理システムの構成例を示す。ただしここでは、説明の簡単のため、１つの電池セルと、当該１つの電池セルに接続された電池取得電池情報取得モジュールのみを示す。
トランス３５は、１つの１次側巻線３６と、２つの２次側巻線３７ａ、３７ｂとを有する。２次側巻線（一方の２次側巻線）３７ａは送受信回路２２に、２次側巻線（他方の２次側巻線）３７ｂは、整流回路２３と起動回路２４とに接続される。このとき、整流回路２３へは起動回路２４の駆動のための電力を伝送するので、２次側巻線３７ｂと１次側巻線３６の結合係数を大きめに設定し、送受信回路２２へは信号を伝送するので、２次側巻線３７ａと１次側巻線３６との結合係数は少なめに設定することも可能である。なお図１５の例では起動回路２４は２次側巻線３７ｂに接続されているが、起動回路２４は２次側巻線３７ａに接続されてもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の実施の形態に係わる電池情報管理システムの構成を概略的に示す図。 電池情報取得モジュールの詳細構成を示す図。 図２の電池情報取得モジュールにＤＣ−ＤＣ変換する電源回路を追加した構成を示す図。 図２の電池情報取得モジュールに異常検出回路を追加し、さらに整流回路から送受信回路に直流電圧を供給可能にした構成を示す図。 図２の電池情報取得モジュールにおける電池情報取得回路の構成例を示す図。 図２の電池情報取得モジュールにおける電池情報取得回路の他の構成例を示す図。 複数の電池セルからなるグループ毎に電池情報取得モジュールを接続した構成例を示す図。 図７の電池情報取得モジュールにおける多直列電池情報取得回路の構成例を示す図。 図７の電池情報取得モジュールにおける多直列電池情報取得回路の他の構成例を示す図。 異常検出回路の構成例を示す図。 A/D処理部の構成例を示す図。 A/D処理部の他の構成例を示す図。 整流回路の構成例を示す図。 電池情報取得モジュールにおけるトランスの２次側の巻線を２つにした例を示す図。
符号の説明
１１：組電池
１２：管理ユニット
１３：電池情報取得モジュール（電池情報取得装置）
２０ａ、２０ｂ：電圧取得手段
２１ａ、２１ｂ：入力端子（電圧入力手段）
２１：電池情報取得回路
２２、２７：送受信回路
２３：整流回路
２４：起動回路
２５：トランス
３１、３２：スイッチ手段
３６：１次側巻線
３７、３７ａ、３７ｂ：２次側巻線
４１：電源回路
５１：温度センサ
５２：Ａ／Ｄ処理部
５３：処理部
５４：メモリー
７３：電池情報取得回路
７５：トランス
９１：温度センサ
９３：処理部
９４：メモリー
９８：セレクタ
１０１：異常検出回路（電圧比較回路、断線検知回路、短絡検知回路）
１１０１電池セル
１１１９：共通配線
１１０２：所定電圧
１１０６、１１０４ａ、１１０４ｂ、１１０３：比較器
１１０５ａ、１１０６ｂ：電圧源
１１０７：スイッチ
１１０８：抵抗
２３０１：電池セル
２３０２：温度センサ
２３０３：スイッチ
２３０４：A/D変換器
２３０６：比較器
２３０８：エンコーダ（電圧データ生成手段）
２３０５：抵抗
２３０７：基準電圧(Vref)
２４０１：電池セル
２４０２：温度センサ
２４０５、２４０６：容量（電圧分割手段）
２４０３、２４０４：スイッチ
２４０７：A/D変換器
２５０１ａ〜２５０４ｄ：ダイオード
２５０２：容量

Claims (16)

  1. 複数の電池セルを直列に接続した組電池における前記電池セルの電池情報を取得し、取得した電池情報を、前記組電池の状態を管理する管理ユニットに、前記複数の電池セルのうち他の電池セルの電池情報を取得する他の電池情報取得装置と共通に接続された共通配線を介して送信する、電池情報取得装置であって、
    前記電池セルの端子間電圧を取得する電圧取得手段と、
    前記電圧取得手段による取得電圧が電源電圧として供給され、前記電池セルから電池情報を取得する電池情報取得回路と、
    前記共通配線に接続された１次側巻線と、２次側巻線と、を有するトランスと、
    前記トランスの２次側巻線に接続され、前記取得電圧が電源電圧として供給され、前記電池情報の信号を前記トランスを介して前記管理ユニットに送信する通信回路と、
    前記トランスの２次側巻線に接続され、前記管理ユニットから送信される所定周波数の信号を前記トランスを介して受信し、受信した前記信号を整流して直流電圧を生成する整流回路と、
    前記トランスの２次側巻線に接続され、前記整流回路により生成された直流電圧が電源電圧として供給され、前記電池情報取得回路および前記通信回路に対する前記電源電圧の供給を制御する制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、
    前記電池情報取得回路に対する前記電源電圧の供給の有無を指示する第１指示信号を前記管理ユニットから前記トランスを介して受信する第１の受信手段と、
    前記通信回路に対する前記電源電圧の供給の有無を指示する第２指示信号を前記管理ユニットから前記トランスを介して受信する第２の受信手段と、
    前記第１指示信号に応じて前記電池情報取得回路に対する前記電源電圧の供給の有無を切り替え制御する第１の切替制御手段と、
    前記第２指示信号に応じて前記通信回路に対する前記電源電圧の供給の有無を切り替え制御する第２の切替制御手段と、
    を備えた電池情報取得装置。
  2. 前記取得された端子間電圧をＤＣ−ＤＣ変換する電源回路をさらに備え、
    前記電池情報取得回路および前記通信回路に、前記取得された端子間電圧をＤＣ−ＤＣ変換した電圧を前記電源回路から電源電圧として供給する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電池情報取得装置。
  3. 前記電池情報取得手段は、前記電池情報として、前記電池セルの端子間電圧と、前記電池セルの温度とのうち少なくとも一方を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の電池情報取得装置。
  4. 前記電池情報取得手段は、
    前記電池セルの端子間電圧を入力する電圧入力手段と、前記電池セルの温度を検出する温度センサと、Ａ／Ｄ処理部とを有し、
    前記Ａ／Ｄ処理部は、前記電圧入力手段を介して前記電池セルの端子間電圧である第１電圧を取得し、前記温度センサを介して前記電池セルの温度を表す第２電圧を取得し、前記第１および第２電圧をそれぞれディジタル信号に変換して前記通信回路に送出する
    ことを特徴とする請求項３に記載の電池情報取得装置。
  5. 前記電池情報取得手段は、前記電池情報として、直列接続されたＭ（Ｍは２以上の整数）個の電池セルのそれぞれの電圧と、前記Ｍ個の電池セルのうち少なくとも１つの温度とを取得し、
    前記直列接続されたＭ個の電池セルの両端間電圧を電源電圧として前記電池情報取得回路および前記通信回路に供給する、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池情報取得装置。
  6. 前記電池情報取得手段は、
    前記Ｍ個の電池セルの各々の端子間電圧を入力する複数の電圧入力手段と、前記複数の電圧入力手段のうちから１つを選択するセレクタと、前記少なくとも１つの電池セルの温度を検出する温度センサと、Ａ／Ｄ処理部とを有し、
    前記Ａ／Ｄ処理部は、前記セレクタによって選択した電圧入力手段に対応する電圧である第１電圧を取得し、前記温度センサを介して前記電池セルの温度を表す第２電圧を取得し、前記第１および第２電圧をそれぞれディジタル信号に変換して前記通信回路に送出する
    ことを特徴とする請求項５に記載の電池情報取得装置。
  7. 前記Ａ／Ｄ処理部は、
    前記第１または第２電圧を分割する直列接続された複数の抵抗手段と、
    前記複数の抵抗手段の各々の一端の電圧を基準電圧と比較し、各前記一端の電圧と前記基準電圧との大小関係を表す比較信号をそれぞれ生成する比較手段と、
    各比較信号に基づいて前記第１または前記第２電圧を表す電圧データを生成し、生成した電圧データを前記通信回路に送出する電圧データ生成手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項４または６に記載の電池情報取得装置。
  8. 前記Ａ／Ｄ処理部は、
    前記第１または第２電圧を、並列接続された複数の容量により分割する電圧分割手段と、
    前記複数の容量のうちあらかじめ定められた容量にかかる電圧をＡ／Ｄ変換して前記通信回路に送出するＡ／Ｄ変換器と
    を備えたことを特徴とする請求項４または６に記載の電池情報取得装置。
  9. 前記通信回路は固有のＩＤ情報を有し、
    前記通信回路は、前記ＩＤ情報と前記電池情報とを含む信号を前記管理ユニットに送信する
    ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
  10. 前記電池セルの端子間電圧を閾値電圧と比較する電圧比較回路をさらに備え、
    前記電圧比較回路は、前記電池セルの端子間電圧が前記閾値電圧を下回ったときは第１の異常信号を前記通信回路に送り、
    前記通信回路は、前記第１の異常信号を前記トランスを介して前記管理ユニットに送信する
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
  11. 前記電池セルと前記電池情報取得回路との間の接続配線の断線を検知する断線検知回路をさらに備え、
    前記断線検知回路は、断線の発生を検知したときは第２の異常信号を前記通信回路に送り、
    前記通信回路は、前記第２の異常信号を前記トランスを介して前記管理ユニットに送信する
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
  12. 前記電池セルの両端子の短絡を検知する短絡検知回路をさらに備え、
    前記短絡検知回路は、前記両端子の短絡を検知したときは第３の異常信号を前記通信回路に送り、
    前記通信回路は、前記第３の異常信号を前記トランスを介して前記管理ユニットに送信する
    ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
  13. 前記通信回路は、前記整流回路から前記生成された直流電圧を電源電圧として取得する第２の電圧取得手段を有し、
    前記通信回路は、前記電圧取得手段からの前記取得電圧の供給が途絶えたとき、前記第２の電圧取得手段により取得された電源電圧を用いて動作する
    ことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
  14. 前記整流回路は、所定値以上の振幅レベルの信号が入力されたとき整流を行い、所定値よりも低い振幅レベルの信号が入力されたとき整流を行わず、
    前記通信回路は、前記所定値よりも低い振幅レベルの信号を前記管理ユニットに送信し、
    前記管理ユニットからは、前記所定値より大きい振幅レベルの信号が送信される、
    ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
  15. 前記整流回路は、複数のダイオードを含むダイオードブリッジ構成を有し、
    前記所定値は、前記複数のダイオードの閾値電圧を表す
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電池情報取得装置。
  16. 前記トランスは、２つの前記２次側巻線を有し、
    前記通信回路は前記２つの２次側巻線の一方に接続され、前記整流回路は前記２つの２次側巻線の他方に接続され、前記制御回路は、前記２つの２次側巻線の一方または他方に接続され、
    前記他方の２次側巻線と前記１次側巻線との結合係数は、前記一方の２次側巻線と前記１次側巻線との結合係数よりも大きい
    ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の電池情報取得装置。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054820A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Energiespeichersystem und Verfahren zu dessen Betreiben
JP5515997B2 (ja) * 2010-04-09 2014-06-11 株式会社Ｉｈｉ 電源監視制御装置
FR2959066B1 (fr) * 2010-04-20 2013-02-22 Saft Groupe Sa Systeme et procede de gestion electronique d'une batterie rechargeable
WO2012085562A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Trw Limited Battery condition monitoring
CN103380531B (zh) * 2011-02-23 2016-01-20 索尼公司 通信装置、通信方法、电池装置以及电子设备
EP2688175A4 (en) * 2011-03-14 2014-09-17 Sanyo Electric Co COMMUNICATION SYSTEM AND BATTERY SYSTEM
US10044074B2 (en) * 2011-03-18 2018-08-07 Johnson Controls Technology Company Battery power source control and current detection systems and methods
DE102011102102A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Akkumulatoranordnung
US9252631B2 (en) * 2011-06-08 2016-02-02 Andrew V. Latham Data center battery enhancement method and system
JP5641006B2 (ja) 2011-08-31 2014-12-17 ソニー株式会社 蓄電装置
DE102011082937A1 (de) * 2011-09-19 2013-03-21 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemanagementsystem, Batterie, Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem sowie Verfahren zur Überwachung einer Batterie
WO2013051156A1 (ja) * 2011-10-07 2013-04-11 日立ビークルエナジー株式会社 電池監視装置、電池監視システム
JP6026577B2 (ja) * 2011-12-20 2016-11-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池監視・制御用集積回路および電池システム
WO2013094015A1 (ja) * 2011-12-20 2013-06-27 日立ビークルエナジー株式会社 電池監視・制御用集積回路および電池システム
FR2986392B1 (fr) 2012-01-31 2016-05-06 Renault Sa Systeme de communication dans une batterie electrique
JP2013238472A (ja) * 2012-05-15 2013-11-28 Renesas Electronics Corp 半導体装置および電圧測定装置
WO2014075630A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Shenzhen Byd Auto R & D Company Limited Protective device and protective system for battery assembly
EP2779301A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-17 Duncan Jones Improved battery electrolyte level monitor
JP5902136B2 (ja) * 2013-09-17 2016-04-13 株式会社東芝 電池監視装置および電池監視システム
JP5989620B2 (ja) * 2013-09-17 2016-09-07 株式会社東芝 組電池モジュール及び断線検出方法
JP6160532B2 (ja) * 2014-03-26 2017-07-12 株式会社豊田自動織機 電池監視装置
JP2015220812A (ja) * 2014-05-15 2015-12-07 株式会社ケーヒン 電圧検出装置
JP6292056B2 (ja) * 2014-06-30 2018-03-14 株式会社今仙電機製作所 直列蓄電池セルの電圧監視及び電圧均一化装置
NL2013271B1 (en) * 2014-07-28 2016-09-09 E-Traction Europe B V Electrical installation having high and low voltage circuits with common ground reference.
JP2016144285A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社東芝 蓄電池装置、制御方法およびプログラム
JP7006876B2 (ja) * 2017-05-01 2022-01-24 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、電池監視システム、および半導体装置の起動方法
US10486542B2 (en) * 2017-07-12 2019-11-26 Ford Global Technologies, Llc Battery thermal conditioning pump control for electric vehicle
KR102530221B1 (ko) * 2017-11-28 2023-05-09 삼성전자주식회사 배터리 관리 방법 및 장치
JP7458326B2 (ja) 2018-12-17 2024-03-29 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 電池監視制御回路
CN110416642B (zh) * 2019-07-30 2022-05-31 四川长虹电器股份有限公司 一次性可更换电池的品牌保护***

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11345622A (ja) 1998-05-31 1999-12-14 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池発電装置
JP3508551B2 (ja) * 1998-06-23 2004-03-22 株式会社日立製作所 蓄電器制御装置
JP3772735B2 (ja) * 2001-11-29 2006-05-10 日産自動車株式会社 セル電圧検出装置
JP4008277B2 (ja) * 2002-04-03 2007-11-14 長野日本無線株式会社 蓄電器の電圧検出装置
US8449458B2 (en) * 2005-02-25 2013-05-28 Olympus Corporation Body-insertable apparatus and radio in-vivo information acquiring system
JP3804682B2 (ja) * 2005-03-18 2006-08-02 日産自動車株式会社 車両用組電池の電圧検出装置
KR100818519B1 (ko) * 2006-05-04 2008-03-31 주식회사 엘지화학 배터리 관리 방법 및 장치
KR100814884B1 (ko) * 2006-10-16 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법

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