JP6607060B2 - Power storage system and voltage detection device - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電システム、および電圧検出装置に関する。   The present invention relates to a power storage system and a voltage detection device.

蓄電池システムは、リチウムイオン電池等の再充電が可能な蓄電池（二次電池）と、蓄電池の充放電を制御する制御装置とを備えており、制御装置の制御の下で、蓄電池に蓄えられた電力の取り出し及び蓄電池への電力の蓄え（充放電）を行うシステムである。このような蓄電池システムは、例えば電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）に搭載される電源として用いられている。   The storage battery system includes a rechargeable storage battery (secondary battery) such as a lithium ion battery and a control device that controls charging / discharging of the storage battery, and is stored in the storage battery under the control of the control device. This is a system for taking out electric power and storing (charging / discharging) electric power in a storage battery. Such a storage battery system is used as a power source mounted on, for example, an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HV).

蓄電池システムに設けられる蓄電池は、例えば、複数の電池セル（単位電池）を直列接続してなる電池モジュールを、必要とされる電圧が得られる分だけ直列接続した構成である。このような蓄電池を備える蓄電池システムは、蓄電池を構成する電池モジュール毎に電圧監視回路を備えており、制御装置が、各電圧監視回路の監視情報（監視データ）を参照しつつ蓄電池に蓄えられた電力の取り出し及び蓄電池への電力の蓄えの制御（充放電制御）を行う。   The storage battery provided in the storage battery system has, for example, a configuration in which battery modules formed by connecting a plurality of battery cells (unit batteries) in series are connected in series as much as necessary voltage is obtained. A storage battery system including such a storage battery includes a voltage monitoring circuit for each battery module constituting the storage battery, and the control device stores the storage battery while referring to monitoring information (monitoring data) of each voltage monitoring circuit. Control of taking out electric power and storing electric power in the storage battery (charge / discharge control) is performed.

例えば、特許文献１に記載の蓄電池システムは、組電池、状態監視装置、および監視ユニットを有している。さらに、特許文献１に記載の蓄電池システムは、クロック信号がマイコンからフォトカプラを介して監視ユニットに接続され、出力信号が監視ユニットからフォトカプラを介してマイコンに接続されている。すなわち、特許文献１に記載の蓄電池システムは、組電池とマイコンとを絶縁するために２つのフォトカプラを有している。なお、フォトカプラは、抵抗等に比べて高価な部品である。組電池は、複数の２次電池の直列接続体として構成されている。状態監視装置は、ｍ（≧２）個ずつの電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍ（ｉ＝１〜ｎ）を、１つのブロックとして、ブロックの状態を監視する監視ユニットＵ１〜Ｕｎを備えている。これら各監視ユニットＵ１〜Ｕｎは、クロック信号ＣＬＫを取り込むクロック端子Ｔ１と、クロック信号を電流に変換して出力するクロック出力端子Ｔ２と、隣接する監視ユニットの出力信号を取り込む入力端子Ｔ３と、出力信号を出力する出力端子Ｔ４とを備えている。   For example, the storage battery system described in Patent Literature 1 includes an assembled battery, a state monitoring device, and a monitoring unit. Further, in the storage battery system described in Patent Document 1, a clock signal is connected to a monitoring unit from a microcomputer via a photocoupler, and an output signal is connected from the monitoring unit to the microcomputer via a photocoupler. That is, the storage battery system described in Patent Document 1 has two photocouplers to insulate the assembled battery and the microcomputer. Note that the photocoupler is an expensive part compared to a resistor or the like. The assembled battery is configured as a series connection body of a plurality of secondary batteries. The state monitoring device includes monitoring units U1 to Un that monitor the state of a block, with each of m (≧ 2) battery cells Bi1 to Bim (i = 1 to n) as one block. Each of these monitoring units U1 to Un has a clock terminal T1 that takes in the clock signal CLK, a clock output terminal T2 that converts the clock signal into current and outputs it, an input terminal T3 that takes in the output signal of the adjacent monitoring unit, and an output And an output terminal T4 for outputting a signal.

特開２００７−２７８９１３号公報JP 2007-278913 A

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、組電池とマイコンとを絶縁するために２つのフォトカプラを有していたので、蓄電池システムのコストが高くなっていた。   However, the prior art described in Patent Document 1 has two photocouplers to insulate the assembled battery and the microcomputer, so that the cost of the storage battery system is high.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、組電池を制御する制御装置と組電池とを絶縁しつつ、よりコストを低減することができる蓄電システム、および電圧検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a power storage system and a voltage detection device that can further reduce costs while insulating a control device that controls the assembled battery from the assembled battery. With the goal.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る蓄電システムは、電池セルを直列接続してなる電池モジュールを複数有する蓄電池と、前記電池モジュールに対応して設けられて前記電池モジュールの電圧を監視する複数の電圧監視回路と、該電圧監視回路と環状に接続されて該電圧監視回路と通信を行って得られる監視情報に基づいて前記蓄電池の充放電を制御する制御装置とを有する蓄電池システムにおいて、前記蓄電池にコンデンサを介して接続され、前記制御装置から前記電圧監視回路へ電圧の監視を行う指示である指令信号を前記蓄電池の電圧に重畳して出力する電圧印加回路、を備え、前記電圧監視回路は、前記蓄電池の電圧変化に基づいて、前記指令信号を検出する判定回路、を備え、前記判定回路によって前記指令信号が検出されたとき前記蓄電池の電圧を検出し、検出した結果を前記制御装置へ絶縁素子を介して出力する。
これにより、従来技術では２つ以上用いていた絶縁素子を１つにすることができ、組電池を制御する制御装置と組電池とを絶縁しつつ、よりコストを低減することができる。 To achieve the above object, a power storage system according to an aspect of the present invention includes a storage battery including a plurality of battery modules in which battery cells are connected in series, and a voltage of the battery module provided corresponding to the battery module. A storage battery system comprising: a plurality of voltage monitoring circuits to be monitored; and a controller for controlling charging / discharging of the storage battery based on monitoring information that is connected to the voltage monitoring circuit in a ring shape and communicates with the voltage monitoring circuit A voltage application circuit connected to the storage battery via a capacitor and outputting a command signal, which is an instruction to monitor the voltage from the control device to the voltage monitoring circuit, superimposed on the voltage of the storage battery, The voltage monitoring circuit includes a determination circuit that detects the command signal based on a voltage change of the storage battery, and the command signal is detected by the determination circuit. Is the voltage of the battery detected when the the result of detection is output via an insulating element to the control device.
Thereby, two or more insulating elements can be used in the prior art, and the cost can be further reduced while insulating the control device for controlling the assembled battery from the assembled battery.

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記電圧印加回路は、前記指令信号を同一の振幅で周波数を変化させて複数回送信するようにしてもよい。
また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記複数の判定回路のうち少なくとも１つは、前記複数の判定回路それぞれが判定した判定結果の平均値と所定の閾値を比較する、または前記複数の判定回路それぞれが判定した判定結果に対して多数決処理を行うことで、前記指令信号が検出されたとき前記蓄電池の電圧を検出するようにしてもよい。
これにより、ノイズと指令信号とを判別することができる。 In the power storage system according to one embodiment of the present invention, the voltage application circuit may transmit the command signal a plurality of times while changing the frequency with the same amplitude.
In the power storage system according to one aspect of the present invention, at least one of the plurality of determination circuits compares an average value of determination results determined by each of the plurality of determination circuits with a predetermined threshold, or the plurality of determination circuits. By performing majority processing on the determination results determined by the respective determination circuits, the voltage of the storage battery may be detected when the command signal is detected.
Thereby, noise and a command signal can be distinguished.

本発明によれば、組電池を制御する制御装置と組電池とを絶縁しつつ、よりコストを低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, cost can be reduced more, insulating the control apparatus and assembled battery which control an assembled battery.

第１実施形態に係る蓄電池システムの要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the storage battery system which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る判定回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the determination circuit which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る指令信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the command signal which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る蓄電池システムの要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the storage battery system which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、理解を容易にするために、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）等の自動車に搭載される蓄電池システムを例に挙げて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a storage battery system mounted on an automobile such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HV) will be described as an example for easy understanding.

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る蓄電池システム１の要部構成を示すブロック図である。
まず、蓄電池システム１の構成について説明する。
図１に示すように、蓄電池システム１は、蓄電池１０（組電池）、電圧検出回路２０ａ〜２０ｄ（電圧監視回路）、絶縁素子３０、バッテリ制御回路４０（制御装置）、コンデンサＣ１〜Ｃ４、抵抗Ｒ１、コンタクタＳＷ１〜ＳＷ２、インバータＩＮＶ、およびモータＭを備える。蓄電池１０は、複数の直列に接続された電池モジュール１１ａ〜１１ｄを備える。電池モジュール１１ａ〜１１ｄそれぞれは、複数の直列に接続された電池セルＢｎ１〜Ｂｎ４（ｎはａ〜ｄ）を備える。なお、図１においては、説明を簡単にするために４つの電池モジュール１１ａ〜１１ｄを備える蓄電池１０を示しているが、蓄電池１０に設けられる電池モジュールの数は任意である。また、説明を簡単にするために、各電池モジュール１１ａ〜１１ｄが４つの電池セルＢを備える例を示しているが、各電池モジュール１１ａ〜１１ｄが備える電池セルＢｎ１〜Ｂｎ４の数は任意である。なお、このような、蓄電池システム１は、例えば車両に搭載される。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a storage battery system 1 according to this embodiment.
First, the configuration of the storage battery system 1 will be described.
As shown in FIG. 1, a storage battery system 1 includes a storage battery 10 (assembled battery), voltage detection circuits 20a to 20d (voltage monitoring circuit), an insulating element 30, a battery control circuit 40 (control device), capacitors C1 to C4, and resistors. R1, contactors SW1 to SW2, an inverter INV, and a motor M are provided. The storage battery 10 includes a plurality of battery modules 11a to 11d connected in series. Each of the battery modules 11a to 11d includes a plurality of battery cells Bn 1 to Bn 4 (n is a to d) connected in series. In addition, in FIG. 1, the storage battery 10 provided with the four battery modules 11a-11d is shown in order to simplify description, However, The number of the battery modules provided in the storage battery 10 is arbitrary. In order to simplify the explanation, each battery module 11a~11d indicates an example in which the four battery cells B, the number of battery cells Bn 1 to Bn 4 of each battery module 11a~11d comprises any It is. Such a storage battery system 1 is mounted on a vehicle, for example.

また、電圧検出回路２０ａは判定回路２１ａを備え、電圧検出回路２０ｂは判定回路２１ｂを備え、電圧検出回路２０ｃは判定回路２１ｃを備え、電圧検出回路２０ｄは判定回路２１ｄを備える。また、バッテリ制御回路４０は、電圧印加回路４１を備える。なお、電池モジュール１１ａ〜１１ｄのうち１つを特定しない場合、単に電池モジュール１１という。電池セルＢｎ１〜Ｂｎ４のうち１つを特定しない場合、単に電池セルＢという。電圧検出回路２０ａ〜２０ｄのうち１つを特定しない場合、単に電圧検出回路２０という。判定回路２１ａ〜２１ｄのうち１つを特定しない場合、単に判定回路２１という。 The voltage detection circuit 20a includes a determination circuit 21a, the voltage detection circuit 20b includes a determination circuit 21b, the voltage detection circuit 20c includes a determination circuit 21c, and the voltage detection circuit 20d includes a determination circuit 21d. The battery control circuit 40 includes a voltage application circuit 41. When one of the battery modules 11a to 11d is not specified, it is simply referred to as the battery module 11. When one of the battery cells Bn 1 to Bn 4 is not specified, it is simply referred to as battery cell B. When one of the voltage detection circuits 20a to 20d is not specified, the voltage detection circuit 20 is simply referred to. When one of the determination circuits 21a to 21d is not specified, the determination circuit 21 is simply referred to.

電池モジュール１１ａ〜１１ｄは、電池モジュール１１ａ〜１１ｄの順に直列に接続されている。電池セルＢａ１〜Ｂａ４それぞれの両端は、電圧検出回路２０ａの入力端子に接続されている。電池セルＢｂ１〜Ｂｂ４それぞれの両端は、電圧検出回路２０ｂの入力端子に接続されている。電池セルＢｃ１〜Ｂｃ４それぞれの両端は、電圧検出回路２０ｃの入力端子に接続されている。電池セルＢｄ１〜Ｂｄ４それぞれの両端は、電圧検出回路２０ｄの入力端子に接続されている。さらに、電池セルＢａ４の正極側は、コンタクタＳＷ１の一方端とコンデンサＣ１の一方端に接続されている。電池セルＢｄ１の負極側は、コンタクタＳＷ２の一方端に接続されている。 The battery modules 11a to 11d are connected in series in the order of the battery modules 11a to 11d. Both ends battery cell Ba 1 ~Ba 4 is connected to the input terminal of the voltage detection circuit 20a. Both ends of each of the battery cells Bb 1 to Bb 4 are connected to an input terminal of the voltage detection circuit 20b. Both ends of each of the battery cells Bc 1 to Bc 4 are connected to an input terminal of the voltage detection circuit 20 c. Both ends of each of the battery cells Bd 1 to Bd 4 are connected to an input terminal of the voltage detection circuit 20 d. Further, the positive electrode side of the battery cell Ba 4 is connected to one end of the one end and the capacitor C1 of the contactor SW1. The negative electrode side of the battery cell Bd 1 is connected to one end of the contactor SW2.

コンデンサＣ１の他端は、抵抗Ｒ１の一端に接続されている。バッテリ制御回路４０の電圧印加回路４１は、出力端子が抵抗Ｒ１の他端に接続されている。電圧検出回路２０ａ〜２０ｄは、電圧検出回路２０ａ〜２０ｄの順に、互いに縦続接続（デイジーチェーン接続）されて絶縁素子３０を介してバッテリ制御回路４０の入力端子に接続されている。コンタクタＳＷ１の他端は、コンデンサＣ２の一端とコンデンサＣ３の一端とインバータＩＮＶの一端に接続されている。   The other end of the capacitor C1 is connected to one end of the resistor R1. The voltage application circuit 41 of the battery control circuit 40 has an output terminal connected to the other end of the resistor R1. The voltage detection circuits 20 a to 20 d are connected in cascade (daisy chain connection) to each other in the order of the voltage detection circuits 20 a to 20 d and connected to the input terminal of the battery control circuit 40 via the insulating element 30. The other end of the contactor SW1 is connected to one end of the capacitor C2, one end of the capacitor C3, and one end of the inverter INV.

コンデンサＣ２には、直列に接続されたコンデンサＣ３とコンデンサＣ４が並列に接続されている。またコンデンサＣ３の他端とコンデンサＣ４の一端との間は、接地されている。コンデンサＣ３の他端は、コンデンサＣ４の一端に接続されている。コンタクタＳＷ２の他端は、コンデンサＣ２の他端とコンデンサＣ４の他端とインバータＩＮＶの一端に接続されている。インバータＩＮＶには、モータＭが接続されている。   A capacitor C3 and a capacitor C4 connected in series are connected in parallel to the capacitor C2. The other end of the capacitor C3 and one end of the capacitor C4 are grounded. The other end of the capacitor C3 is connected to one end of the capacitor C4. The other end of the contactor SW2 is connected to the other end of the capacitor C2, the other end of the capacitor C4, and one end of the inverter INV. A motor M is connected to the inverter INV.

次に、蓄電池システム１の動作等をついて説明する。
インバータＩＮＶは、蓄電池システム１から供給される電力によりモータＭを駆動して自動車を走行させるための動力を発生させる。また、インバータＩＮＶは、自動車の減速時にはモータＭを発電機として機能させてモータＭで発電される電力を回生電力として蓄電池システム１に供給する。 Next, the operation of the storage battery system 1 will be described.
The inverter INV generates power for driving the motor M by driving the motor M with electric power supplied from the storage battery system 1. Further, the inverter INV supplies the electric power generated by the motor M to the storage battery system 1 as regenerative electric power by causing the motor M to function as a generator during deceleration of the automobile.

コンデンサＣ２は、ディファレンシャルモードノイズを低減するためのノイズ除去用のＸコンデンサである。コンデンサＣ３〜Ｃ４は、コモンモードノイズをグランドに流して低減するノイズ除去用のＹコンデンサである。一般的に、Ｘコンデンサには容量の大きなフィルムコンデンサ等を用い、Ｙコンデンサには容量の小さいセラミックコンデンサ等を用いる。   Capacitor C2 is an X capacitor for noise removal for reducing differential mode noise. Capacitors C3 to C4 are Y capacitors for noise removal that reduce common mode noise by flowing it to the ground. In general, a film capacitor having a large capacity is used as the X capacitor, and a ceramic capacitor having a small capacity is used as the Y capacitor.

蓄電池１０は、電池モジュール１１ａ〜１１ｄを備え、バッテリ制御回路４０の制御によって、蓄えている電力の放電及び供給される電力の充電を行う。なお、蓄電池１０は、ブレーカー、ヒューズ等を備えていてもよい。電池モジュール１１は、予め規定された複数の電池セルＢｎ１〜Ｂｎ４が、電池セルＢｎ１〜Ｂｎ４の順に直列に接続されているモジュールである。電池セルＢは、電池モジュール１１ａ〜１１ｄに設けられる単位電池であり、例えばリチウムイオン電池等の再充電が可能な蓄電池（二次電池）である。 The storage battery 10 includes battery modules 11 a to 11 d and discharges the stored power and charges the supplied power under the control of the battery control circuit 40. The storage battery 10 may include a breaker, a fuse, or the like. The battery module 11 is a module in which a plurality of predefined battery cells Bn 1 to Bn 4 are connected in series in the order of battery cells Bn 1 to Bn 4 . The battery cell B is a unit battery provided in the battery modules 11a to 11d, and is a rechargeable storage battery (secondary battery) such as a lithium ion battery.

電圧検出回路２０ａ〜２０ｄは、蓄電池１０の電池モジュール１１ａ〜１１ｄに対応して設けられている。なお、図１においては、説明を簡単にするために４つの電圧検出回路２０ａ〜２０ｄを図示しているが、電圧検出回路２０の数は蓄電池１０の電池モジュール１１と同数設けられている。電圧検出回路２０の判定回路２１は、電圧印加回路４１が出力した指令信号が抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１を介して電源ラインＬに重畳して入力されたことを、例えば異なる電池セルＢ間の電圧を、コンパレータを用いて比較することで指令信号入力されたか否かを判定する。すなわち、判定回路２１は、電源ラインＬの電圧変化に基づいて指令信号を検出する。判定回路２１は、指令信号が入力されたと判定したとき、電池モジュール１１の電圧（対応する電池モジュール全体の電圧）、及び電池セルＢｎ１〜Ｂｎ４の電圧を検出する。なお、判定回路２１の構成例、指令信号の例については、後述する。電圧検出回路２０ａ〜２０ｄは、電池モジュール１１、及び各電池セルＢの電圧を検出した結果である監視情報（監視データ）を、他の電圧検出回路２０と絶縁素子３０を介して、バッテリ制御回路４０に出力する。なお、これら電圧検出回路２０ａ〜２０ｄは、対応する電池モジュール１１ａ〜１１ｄからの給電を受けてそれぞれ動作する。 The voltage detection circuits 20 a to 20 d are provided corresponding to the battery modules 11 a to 11 d of the storage battery 10. In FIG. 1, four voltage detection circuits 20 a to 20 d are illustrated for simplicity of explanation, but the same number of voltage detection circuits 20 as the battery modules 11 of the storage battery 10 are provided. The determination circuit 21 of the voltage detection circuit 20 confirms that the command signal output from the voltage application circuit 41 is input to the power supply line L through the resistor R1 and the capacitor C1, for example, the voltage between different battery cells B. Then, it is determined whether or not a command signal has been input by comparison using a comparator. That is, the determination circuit 21 detects a command signal based on the voltage change of the power supply line L. When determining that the command signal has been input, the determination circuit 21 detects the voltage of the battery module 11 (the voltage of the corresponding battery module as a whole) and the voltages of the battery cells Bn 1 to Bn 4 . A configuration example of the determination circuit 21 and an example of the command signal will be described later. The voltage detection circuits 20a to 20d are connected to the battery control circuit 12 through the other voltage detection circuit 20 and the insulating element 30 to monitor information (monitoring data) that is a result of detecting the voltage of the battery module 11 and each battery cell B. Output to 40. The voltage detection circuits 20a to 20d operate by receiving power from the corresponding battery modules 11a to 11d.

絶縁素子３０は、デイジーチェーン接続された電圧検出回路２０ａ〜２０ｄとバッテリ制御回路４０との間を電気的に絶縁するための素子であり、例えばフォトカプラである。   The insulating element 30 is an element for electrically insulating the voltage detection circuits 20a to 20d and the battery control circuit 40 connected in a daisy chain, and is, for example, a photocoupler.

バッテリ制御回路４０は、電圧検出回路２０ａ〜２０ｄの監視情報に基づいて、蓄電池１０の充放電を制御する。具体的に、バッテリ制御回路４０は、電圧検出回路２０ａ〜２０ｄの監視情報から蓄電池１０の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）を求め、求めた残容量が予め規定された許容範囲内である場合には、車両の走行状態に応じて蓄電池１０の充放電を制御する。例えば、モータＭを駆動して車両を走行させるための動力を発生させる場合、バッテリ制御回路４０は、蓄電池１０に蓄えられた電力を放電させる制御を行い、車両を減速させる場合には、インバータＩＮＶから供給される回生電力によって蓄電池１０を充電する制御を行う。   The battery control circuit 40 controls charging / discharging of the storage battery 10 based on the monitoring information of the voltage detection circuits 20a to 20d. Specifically, the battery control circuit 40 obtains the remaining capacity (SOC: State Of Charge) of the storage battery 10 from the monitoring information of the voltage detection circuits 20a to 20d, and the obtained remaining capacity is within a predetermined allowable range. The charging / discharging of the storage battery 10 is controlled according to the running state of the vehicle. For example, when driving the motor M to generate power for running the vehicle, the battery control circuit 40 performs control to discharge the electric power stored in the storage battery 10, and when decelerating the vehicle, the inverter INV The battery 10 is controlled to be charged by the regenerative power supplied from.

バッテリ制御回路４０の電圧印加回路４１は、例えば所定の周期毎に指令信号を生成し、生成した指令信号を抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１を介して電源ラインＬに重畳して電圧検出回路２０ａの判定回路２１ａに出力する。なお、前述したように、この指令信号は、電圧検出回路２０ａを介して電圧検出回路２０ｂに出力され、電圧検出回路２０ａと電圧検出回路２０ｂを介して電圧検出回路２０ｃに出力され、電圧検出回路２０ａと電圧検出回路２０ｂと電圧検出回路２０ｃを介して電圧検出回路２０ｄに出力される。   The voltage application circuit 41 of the battery control circuit 40 generates a command signal, for example, at predetermined intervals, and superimposes the generated command signal on the power supply line L via the resistor R1 and the capacitor C1, thereby determining the voltage detection circuit 20a. To 21a. As described above, the command signal is output to the voltage detection circuit 20b via the voltage detection circuit 20a, and is output to the voltage detection circuit 20c via the voltage detection circuit 20a and the voltage detection circuit 20b. The voltage is output to the voltage detection circuit 20d through the voltage detection circuit 20c, the voltage detection circuit 20b, and the voltage detection circuit 20c.

次に、判定回路２１の構成例を説明する。
図２は、本実施形態に係る判定回路２１の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、判定回路２１ａは、抵抗Ｒ１１、コンパレータＡＭ１１を備え、判定回路２１ｂは、抵抗Ｒ１２、コンパレータＡＭ１２を備えている。
コンパレータＡＭ１１は、一方の入力端がコンデンサＣ１１を介して電源ラインＬであり電池セルＢａ４の正極側と抵抗Ｒ１１の一端に接続され、他方の入力端が抵抗Ｒ１１の他端と電池セルＢａ１の負極側と電池セルＢｂ４の正極側に接続されている。
コンパレータＡＭ１２は、一方の入力端がコンデンサＣ１２を介して電池セルＢａ１の負極側と電池セルＢｂ４の正極側と抵抗Ｒ１２の一端に接続され、他方の入力端が抵抗Ｒ１２の他端と電池セルＢｂ１の負極側に接続されている。 Next, a configuration example of the determination circuit 21 will be described.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the determination circuit 21 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the determination circuit 21a includes a resistor R11 and a comparator AM11, and the determination circuit 21b includes a resistor R12 and a comparator AM12.
Comparator AM11 has one input terminal connected to one end of the positive electrode side and the resistor R11 of and the battery cell Ba 4 a power line L via the capacitor C11, the other end and the battery cell Ba 1 of the other input end of the resistor R11 Are connected to the negative electrode side and the positive electrode side of the battery cell Bb 4 .
Comparator AM12 has one input terminal connected to the negative electrode side and the positive electrode side and one end of the resistor R12 of the battery cells Bb 4 of the battery cell Ba 1 via the capacitor C12, the other end a battery of other input terminal resistor R12 The cell Bb 1 is connected to the negative electrode side.

なお、図２に示した例では、コンデンサＣ１１およびＣ１２の一端が、電池セルＢｎ４の正極側に接続されている例を示したが、これに限られない。コンデンサＣ１１およびＣ１２の一端は、電池セルＢｎ２の負極側と電池セルＢｎ１の正極側との間、電池セルＢｎ３の負極側と電池セルＢｎ２の正極側との間、電池セルＢｎ４の負極側と電池セルＢｎ３の正極側との間のうちのいずれか１つであってもよい。 In the example shown in FIG. 2, one end of the capacitor C11 and C12 is, an example of which is connected to the positive electrode side of the battery cell Bn 4, not limited to this. One end of each of the capacitors C11 and C12 is between the negative electrode side of the battery cell Bn 2 and the positive electrode side of the battery cell Bn 1 , between the negative electrode side of the battery cell Bn 3 and the positive electrode side of the battery cell Bn 2 , and the battery cell Bn 4 Any one of the negative electrode side and the positive electrode side of the battery cell Bn 3 may be used.

次に、指令信号の一例を説明する。
図３は、本実施形態に係る指令信号の一例を示す図である。図３において、横軸は時刻、縦軸は各信号の信号レベルを表している。波形ｇ１は、電圧印加回路４１が出力する出力信号（指令信号）Ｖａであり、波形ｇ２は、判定回路２１が出力する出力信号Ｖｂの波形である。波形ｇ３は、時刻ｔ２のとき例えば電源ラインＬに発生したノイズの波形の一例である。 Next, an example of the command signal will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a command signal according to the present embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the signal level of each signal. A waveform g1 is an output signal (command signal) Va output from the voltage application circuit 41, and a waveform g2 is a waveform of the output signal Vb output from the determination circuit 21. A waveform g3 is an example of a waveform of noise generated in, for example, the power supply line L at time t2.

時刻ｔ１のとき、電圧印加回路４１は、電源ラインＬに指令信号を印加する。この結果、波形ｇ１のように、信号レベルが例えばＶからＶ＋ΔＶに変化する。例えば判定回路２１ａは、コンデンサＣ１およびＣ１１、抵抗Ｒ１１により指令信号Ｖａを微分した波形を出力する。
時刻ｔ２のとき、電圧印加回路４１は、電源ラインＬに指令信号の印加を終了する。この結果、波形ｇ１のように、信号レベルが例えばＶ＋ΔＶからＶに変化する。例えば判定回路２１ａは、コンデンサＣ１およびＣ１１、抵抗Ｒ１１により指令信号Ｖａを微分した波形を出力する。
判定回路２１は、このように電源ラインＬの電圧変化を検出する。そして、電圧検出回路２０は、変化したことを示す出力信号Ｖｂを出力したとき、電池モジュール１１および各電池セルＢｎの電圧を検出する。なお、判定回路２１は、例えば立ち上がりが検出された後に立ち下がりが検出されたとき、指令信号が入力されたと判定する。 At time t1, the voltage application circuit 41 applies a command signal to the power supply line L. As a result, the signal level changes from V to V + ΔV, for example, as in the waveform g1. For example, the determination circuit 21a outputs a waveform obtained by differentiating the command signal Va by the capacitors C1 and C11 and the resistor R11.
At time t2, the voltage application circuit 41 finishes applying the command signal to the power supply line L. As a result, the signal level changes from V + ΔV to V, for example, as in the waveform g1. For example, the determination circuit 21a outputs a waveform obtained by differentiating the command signal Va by the capacitors C1 and C11 and the resistor R11.
The determination circuit 21 detects the voltage change of the power supply line L in this way. And the voltage detection circuit 20 detects the voltage of the battery module 11 and each battery cell Bn, when the output signal Vb which shows having changed is output. Note that the determination circuit 21 determines that a command signal has been input, for example, when a falling edge is detected after a rising edge is detected.

本実施形態では、蓄電池１０とバッテリ制御回路４０とが、指令信号側がコンデンサＣ１を介してＤＣ（直流）時に絶縁され、電圧検出回路２０側が絶縁素子３０によって絶縁されている。そして、電圧印加回路４１が電源ラインＬにコンデンサＣ１等を介して、電圧を検出するタイミングを示す指令信号を重畳する。そして、判定回路２１は、電源ラインＬの電圧変化を検出することで指令信号を検出して、電池モジュール１１および各電池セルＢｎの電圧を検出する。この結果、本実施形態によれば、絶縁素子を１つに低減することができるので、蓄電池システム１のコストを低減することができる。   In the present embodiment, the storage battery 10 and the battery control circuit 40 are insulated on the DC (direct current) side on the command signal side via the capacitor C <b> 1 and the voltage detection circuit 20 side is insulated by the insulating element 30. And the voltage application circuit 41 superimposes the command signal which shows the timing which detects a voltage on the power supply line L via the capacitor | condenser C1 grade | etc.,. And the determination circuit 21 detects a command signal by detecting the voltage change of the power supply line L, and detects the voltage of the battery module 11 and each battery cell Bn. As a result, according to this embodiment, since the number of insulating elements can be reduced to one, the cost of the storage battery system 1 can be reduced.

［第２実施形態］
第１実施形態では、電圧印加回路４１が、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１を介して電源ラインＬに指令信号を重畳する例を示したが、第２実施形態では、ＹコンデンサであるコンデンサＣ３を介して電源ラインＬに指令信号を重畳する例を説明する。
図４は、本実施形態に係る蓄電池システム１Ａの要部構成を示すブロック図である。なお、蓄電池システム１と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略する。図４に示すように、蓄電池システム１Ａは、蓄電池１０、電圧検出回路２０ａ〜２０ｄ、絶縁素子３０、バッテリ制御回路４０Ａ、コンデンサＣ２〜Ｃ４、抵抗Ｒ１、コンタクタＳＷ１〜ＳＷ２、スイッチＳＷ３、インバータＩＮＶ、およびモータＭを備える。また、バッテリ制御回路４０Ａは、電圧印加回路４１Ａを備えている。 [Second Embodiment]
In the first embodiment, the example in which the voltage application circuit 41 superimposes the command signal on the power supply line L via the resistor R1 and the capacitor C1 is shown. However, in the second embodiment, the voltage application circuit 41 passes through the capacitor C3 that is a Y capacitor. An example in which a command signal is superimposed on the power line L will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of the storage battery system 1A according to the present embodiment. In addition, about the component which has the same function as the storage battery system 1, description is abbreviate | omitted using the same code | symbol. As shown in FIG. 4, the storage battery system 1A includes a storage battery 10, voltage detection circuits 20a to 20d, an insulating element 30, a battery control circuit 40A, capacitors C2 to C4, a resistor R1, contactors SW1 to SW2, a switch SW3, an inverter INV, And a motor M. The battery control circuit 40A includes a voltage application circuit 41A.

電池セルＢａ４の正極側は、コンタクタＳＷ１の一方端に接続されている。電池セルＢｄ１の負極側は、コンタクタＳＷ２の一方端に接続されている。
電圧印加回路４１Ａは、出力端子がコンデンサＣ３の他端とコンデンサＣ４の一端との交点とスイッチＳＷ３の一端に接続されている。スイッチＳＷ３の他端は、接地されている。なお、スイッチＳＷ３の開閉の制御は、バッテリ制御回路４０Ａが行う。また、判定回路２１の構成は、図２に示した第１実施形態と同様である。 The positive electrode side of the battery cell Ba 4 is connected to one end of the contactor SW1. The negative electrode side of the battery cell Bd 1 is connected to one end of the contactor SW2.
The voltage application circuit 41A has an output terminal connected to the intersection of the other end of the capacitor C3 and one end of the capacitor C4 and one end of the switch SW3. The other end of the switch SW3 is grounded. Note that the battery control circuit 40A controls the opening and closing of the switch SW3. The configuration of the determination circuit 21 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

次に、蓄電池システム１Ａの動作について、図３を参照しつつ説明する。
時刻ｔ１まで、バッテリ制御回路４０Ａは、スイッチＳＷ３をオン状態に制御する。また、時刻ｔ１まで、電圧印加回路４１Ａは、電源ラインＬに指令信号を重畳しない。
時刻１〜ｔ３の期間、バッテリ制御回路４０Ａは、スイッチＳＷ３をオフ状態に制御する。また、時刻ｔ１〜ｔ３の期間、電圧印加回路４１Ａは、電源ラインＬに指令信号を重畳する。 Next, the operation of the storage battery system 1A will be described with reference to FIG.
Until time t1, battery control circuit 40A controls switch SW3 to be in an ON state. Further, the voltage application circuit 41A does not superimpose the command signal on the power supply line L until time t1.
During the period from time 1 to t3, the battery control circuit 40A controls the switch SW3 to be in an off state. Further, the voltage application circuit 41 </ b> A superimposes a command signal on the power supply line L during the period from time t <b> 1 to t <b> 3.

以上のように、本実施形態では、蓄電池１０とバッテリ制御回路４０Ａとが、指令信号側がＹコンデンサであるコンデンサＣ３を介してＤＣ時に絶縁され、電圧検出回路２０側が絶縁素子３０によって絶縁されている。そして、本実施形態では、電圧印加回路４１Ａが、ＹコンデンサであるコンデンサＣ３を介して電源ラインＬに指令信号を重畳する。そして、この指令信号を判定回路２１が検出して、電池モジュール１１および各電池セルＢの電圧を検出する。この結果、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、絶縁素子を１つに低減することができるので、蓄電池システム１Ａのコストを低減することができる。   As described above, in the present embodiment, the storage battery 10 and the battery control circuit 40A are insulated at the time of DC through the capacitor C3 that is a Y capacitor on the command signal side, and the insulation element 30 is insulated on the voltage detection circuit 20 side. . In the present embodiment, the voltage application circuit 41A superimposes the command signal on the power supply line L via the capacitor C3 that is a Y capacitor. Then, the determination circuit 21 detects this command signal, and detects the voltage of the battery module 11 and each battery cell B. As a result, according to the present embodiment, since the number of insulating elements can be reduced to one as in the first embodiment, the cost of the storage battery system 1A can be reduced.

なお、第１実施形態または第２実施形態において、電圧印加回路４１（または４１Ａ）が指令信号を出力するタイミングは、例えば所定の周期毎である。または、波形ｇ１の鎖線および符号Δｔに示すように、振幅が同じで周波数を可変して出力するようにしてもよい。これにより、時刻ｔ２のときノイズが電源ラインＬ等に入った場合であっても、このノイズが周期的に発生するノイズであれば、指令信号を出力する周波数を可変することで、ノイズを指令信号として誤検出することを防ぐことができる。   In the first embodiment or the second embodiment, the timing at which the voltage application circuit 41 (or 41A) outputs the command signal is, for example, every predetermined cycle. Alternatively, as indicated by the chain line of the waveform g1 and the sign Δt, the amplitude may be the same and the frequency may be varied and output. Thus, even when the noise enters the power supply line L or the like at time t2, if the noise is generated periodically, the noise is commanded by changing the frequency at which the command signal is output. It is possible to prevent erroneous detection as a signal.

また、第１実施形態または第２実施形態において、判定回路２１は、判定結果を示す出力信号Ｖｂを、監視情報に合わせて他の電圧検出回路２０へ出力するようにしてもよい。この場合、例えば、判定回路２１ｄが、各判定回路２１からの出力信号をカウントし、例えば、出力信号の数が電圧検出回路２０の数に応じた閾値以上であるか否かの多数決判定を行うようにしてもよい。例えば、閾値は３であり、判定回路２１ｄは、出力信号の数が１〜２の場合はノイズであると判定し、出力信号の数が３以上の場合は正しい指令信号が入力されたと判定するようにしてもよい。また、判定回路２１が、複数の判定回路２１の出力信号のレベルを取得し、取得した信号レベルの平均値を算出し、算出した値と所定の閾値を比較することで、指令信号が検出されたか否かを判定するようにしてもよい。   In the first embodiment or the second embodiment, the determination circuit 21 may output the output signal Vb indicating the determination result to another voltage detection circuit 20 in accordance with the monitoring information. In this case, for example, the determination circuit 21d counts the output signals from the respective determination circuits 21, and makes a majority decision as to whether or not the number of output signals is equal to or greater than a threshold corresponding to the number of voltage detection circuits 20, for example. You may do it. For example, the threshold value is 3, and the determination circuit 21d determines that noise is present when the number of output signals is 1 to 2, and determines that a correct command signal is input when the number of output signals is 3 or more. You may do it. Further, the determination circuit 21 acquires the levels of the output signals of the plurality of determination circuits 21, calculates an average value of the acquired signal levels, and compares the calculated value with a predetermined threshold value, thereby detecting the command signal. It may be determined whether or not.

また、第１実施形態または第２実施形態では、各電圧検出回路２０が判定回路２１を備える例を説明したが、判定回路２１は、複数の電圧検出回路２０のうち、少なくとも１つが備えていればよい。この場合、指令信号を検出した判定回路２１が、監視情報に加えて指令信号を検出したことを示す情報を、他の電圧検出回路２０に出力するようにしてもよい。   In the first or second embodiment, the example in which each voltage detection circuit 20 includes the determination circuit 21 has been described. However, the determination circuit 21 includes at least one of the plurality of voltage detection circuits 20. That's fine. In this case, the determination circuit 21 that has detected the command signal may output information indicating that the command signal has been detected to the other voltage detection circuit 20 in addition to the monitoring information.

１、１Ａ…蓄電池システム、１０…蓄電池、１１，１１ａ〜１１ｄ…電池モジュール、２０，２０ａ〜２０ｄ…電圧検出回路、３０…絶縁素子、４０，４０Ａ…バッテリ制御回路、Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ１１、Ｃ１２…コンデンサ、Ｒ１、Ｒ１１、Ｒ１２…抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ２…コンタクタ、ＳＷ３…スイッチ、ＩＮＶ…インバータ、Ｍ…モータ、２１，２１ａ〜２１ｄ…判定回路、４１，４１Ａ…電圧印加回路、Ｂ、Ｂａ１〜Ｂａ４、Ｂｂ１〜Ｂｂ４、Ｂｃ１〜Ｂｃ４、Ｂｄ１〜Ｂｄ４…電池セル、ＡＭ１１、ＡＭ１２…コンパレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ... Storage battery system, 10 ... Storage battery, 11, 11a-11d ... Battery module, 20, 20a-20d ... Voltage detection circuit, 30 ... Insulation element, 40, 40A ... Battery control circuit, C1-C4, C11, C12 ... capacitor, R1, R11, R12 ... resistor, SW1-SW2 ... contactor, SW3 ... switch, INV ... inverter, M ... motor, 21,21a-21d ... determination circuit, 41, 41A ... voltage application circuit, B, Ba 1 ˜Ba 4 , Bb 1 to Bb 4 , Bc 1 to Bc 4 , Bd 1 to Bd 4 ... Battery cell, AM 11, AM 12.

Claims (2)

電池セルを直列接続してなる電池モジュールを複数有する蓄電池と、前記電池モジュールに対応して設けられて前記電池モジュールの電圧を監視する複数の電圧監視回路と、該電圧監視回路と環状に接続されて該電圧監視回路と通信を行って得られる監視情報に基づいて前記蓄電池の充放電を制御する制御装置とを有する蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池にコンデンサを介して接続され、前記制御装置から前記電圧監視回路へ電圧の監視を行う指示である指令信号を前記蓄電池の電圧に重畳して出力する電圧印加回路、を備え、
前記電圧監視回路は、前記蓄電池の電圧変化に基づいて、前記指令信号を検出する判定回路、を備え、前記判定回路によって前記指令信号が検出されたとき前記蓄電池の電圧を検出し、検出した結果を前記制御装置へ絶縁素子を介して出力し、
前記電圧印加回路は、前記指令信号を同一の振幅で周波数を変化させて複数回送信する蓄電システム。 A storage battery having a plurality of battery modules formed by connecting battery cells in series, a plurality of voltage monitoring circuits provided corresponding to the battery modules and monitoring the voltage of the battery modules, and connected to the voltage monitoring circuit in a ring shape In a storage battery system having a control device for controlling charging / discharging of the storage battery based on monitoring information obtained by communicating with the voltage monitoring circuit,
A voltage application circuit that is connected to the storage battery via a capacitor and outputs a command signal that is an instruction to monitor the voltage from the control device to the voltage monitoring circuit, superimposed on the voltage of the storage battery;
The voltage monitoring circuit includes a determination circuit that detects the command signal based on a voltage change of the storage battery, and detects the voltage of the storage battery when the command signal is detected by the determination circuit, and the detection result Is output to the control device through an insulating element,
The power application system, wherein the voltage application circuit transmits the command signal a plurality of times while changing the frequency with the same amplitude . 前記複数の判定回路のうち少なくとも１つは、前記複数の判定回路それぞれが判定した判定結果の平均値と所定の閾値を比較する、または前記複数の判定回路それぞれが判定した判定結果に対して多数決処理を行うことで、前記指令信号が検出されたとき前記蓄電池の電圧を検出する、請求項１に記載の蓄電システム。
 At least one of the plurality of determination circuits compares the average value of the determination results determined by each of the plurality of determination circuits with a predetermined threshold value, or a majority decision is made on the determination results determined by the plurality of determination circuits. The power storage system according to claim 1 , wherein a voltage of the storage battery is detected when the command signal is detected by performing processing .
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