JP6539618B2 - 電池監視システム - Google Patents
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Description
図1および図2を参照して、本発明の実施の形態に係る電池監視システムS1aについて説明する。
図1に示すように、電池監視システムS1aは、監視対象としてのリチウムイオン電池等で構成されるn個(nは整数)の電池セルVBATn(VBAT1〜3)から成る組電池と、各電池セルVBAT1〜3の電圧を検出する入力回路Cと、入力回路C内のFETを駆動するFET駆動回路および断線検出用シンク回路を備える駆動部10と、2つの電圧測定回路(第1の電圧測定回路12aおよび第2の電圧測定回路12b)と、各電圧測定回路12a、12bに入力する電圧値(第1系統の電圧信号および第2系統の電圧信号)を選択するマルチプレクサ11と、各電圧測定回路12a、12bからの出力値を比較する比較回路13と、マルチプレクサ11および各電圧測定回路12a、12b等を制御するマイクロコンピュータ等で構成される制御部14とから構成されている。
図1に示すように、入力回路C等は、概略的には、各電池セルVBATnの電圧を均等化する均等化スイッチとしてのFETn(nは、電池数に相当する整数)と、各FETnのドレイン端子側と各電池セルのプラス側との間に接続される均等化のための抵抗器R0−1〜R0−3と、各抵抗器R0−1〜R0−3と各電池セルVBATnのプラス側との接続点(ノードn5、n6、n7)に接続されて第1系統の電圧を入力するn個の第1モニタ端子Vn(V1〜V3)と、各FETnのドレイン端子側と抵抗器R0−1〜R0−3との接続点(X点、Y点、Z点)に接続されて第2系統の電圧を入力するn個の第2モニタ端子DVn(DV1〜DV3)とを備えている。
図1を参照して、入力回路Cの具体的な構成例について説明する。
図2のフローチャートを参照して、実施の形態に係る電池監視システムS1aで実行される電池監視処理の処理手順について説明する。
この均等化診断処理は、前出の図2のフローチャートにおけるステップS11、S12、S40、S13、S14(またはS15)、S22、S23、S24、S25およびS26(またはS27)の詳細を示すものである。ここでは、均等化のためのFETの0N制御ができているかの確認手段を強調し、説明しているが、均等化FETのOFF制御ができているかの観点でも確認できる。
この電源/GND線断線判定処理は、前出の図2のフローチャートにおけるステップS11、S16、S17、S18およびS19(またはS20)の詳細を示すものである。
この中間断線判定処理は、前出の図2のフローチャートにおけるステップS22、S28、S29、S30、S31、S32およびS33(またはS34)の詳細を示すものである。
逆に断線していた場合においてはステップS302に示すように、VH1が断線している場合は、CB2から電流をシンクした場合、その電源がVBAT1ではなく、第1のモニタ端子V1または第2のモニタ端子DV1端子用LPFを構成するコンデンサC1に蓄えられた電荷となる(矢印F10参照)。
ここで、図11のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る電池監視システムS1aに適用されるマルチプレクサ11の自己診断の処理手順について説明する。
C…入力回路
VBATn(VBAT1〜3)…電池セル
Vn(V1〜3)…第1のモニタ端子
DVn(DV1〜3)…第2のモニタ端子
VHn(VH1〜3)…検出線
R0−1〜R0−3…抵抗器
CBn(CB1〜3)…駆動端子
10…駆動部
11…マルチプレクサ
12a、12b…電圧測定回路
13…比較回路
14…制御部
Claims (4)
- 直列に複数段にわたって接続されたn個(nは整数)の電池セルを備える組電池の状態を監視する電池監視システムであって、
前記各電池セルの電圧信号を入力する入力回路と、
前記n個の電池セルの中から電圧を検出する電池セルを選択すると共に、前記入力回路から入力された電圧信号を選択して出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから出力される第1系統および第2系統の電圧信号に基いて電圧を同時に測定する第1の電圧測定回路および第2の電圧測定回路と、
前記第1の電圧測定回路の測定結果および前記第2の電圧測定回路の測定結果を比較する比較回路と、
前記比較回路による比較結果に基いて前記各電池セルの電圧、前記各電池セルの電圧の均等化の動作確認、電池セルの電圧検出線の断線の有無および前記マルチプレクサの故障の有無のうち少なくとも1つを判定する制御部と、
を備え、
前記入力回路は、
前記各電池セルの電圧を均等化する均等化スイッチとしてのFETn(nは、電池数に相当する整数)と、
前記各FETnのドレイン端子側と前記各電池セルのプラス側との間に接続される均等化のための抵抗器と、
前記各抵抗器と前記各電池セルのプラス側との接続点に接続されて第1系統の電圧を入力するn個の第1モニタ端子と、
前記各FETnのドレイン端子側と前記抵抗器との接続点に接続されて第2系統の電圧を入力するn個の第2モニタ端子と、
を備え、
前記第1の電圧測定回路は、第1系統の電圧として、グランド電位のVSS端子と最下段の第1モニタ端子との間の電圧、または隣合う上下段の各第1モニタ端子間の電圧を測定し、
前記第2の電圧測定回路は、第2系統の電圧として、グランド電位のVSS端子と最下段の第2モニタ端子との間の電圧、または隣合う上下段の前記第1モニタ端子と前記第2モニタ端子との間の電圧を測定することを特徴とする電池監視システム。 - 前記入力回路は、前記各FETnのゲート側に接続されるn個の駆動端子をさらに備え、
各駆動端子には、FET駆動回路および断線検出用シンク回路を有し、前記制御部によって動作を制御される駆動部が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電池監視システム。 - 前記第2モニタ端子は、
前記FETnが前記駆動部によりオン状態とされた際に、前記第1モニタ端子が入力する電圧と異なる電圧を入力し、
前記FETnが前記駆動部によりオフ状態とされた際に、該第2モニタ端子が属する段の前記第1モニタ端子に現れる電圧と同じ電圧を入力することを特徴とする請求項2に記載の電池監視システム。 - 前記各第1モニタ端子および前記第2モニタ端子の上流側には、同じ時定数を有するローパスフィルタが設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の電池監視システム。
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