JP2017183092A - Voltage detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電圧検出装置に関する。 The present invention relates to a voltage detection device.
下記特許文献１には、バイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなり、バッテリを構成する複数の電池セルの各々に並列接続された放電回路と、電池セルの各々の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路から得られる各電池セルの電圧検出結果に基づいて各電池セルの電圧が均一となるように各スイッチング素子を制御する制御部とを備えたセルバランス制御装置において、制御部は、隣り合う電池セルに接続された放電回路のスイッチング素子をそれぞれ異なるデューティ比で制御すると共に、隣り合う一対の電池セルの電位差に基づいて各電池セルの各端子から引き出されたセル電圧検出用配線の断線を検出するセルバランス制御装置が開示されている。
The following
このセルバランス制御装置では、特許文献１の図２に記載されているように、互いに直列接続された電池セルのうち、奇数番目の電池セルの放電回路を４％のデューティ比で放電させ、また偶数番目の電池セルの放電回路を９６％のデューティ比で放電させる。例えば、１番目の電池セルのマイナス端子と２番目の電池セルのプラス端子との接点に接続されたセル電圧検出用配線に断線が発生すると、１番目の電池セルに対応するセル電圧は上昇し、かつ、２番目の電池セルに対応するセル電圧は下降し、この結果として１番目と２番目の電池セルに対応する一対のセル電圧の電位差が徐々に増大する。このセルバランス制御装置では、上記一対のセル電圧の電位差が所定のしきい位置を越えた場合にセル電圧検出用配線に断線が発生したと判定する。
In this cell balance control device, as described in FIG. 2 of
しかしながら、上記背景技術では、セル電圧検出用配線の断線発生を検知することができるが、複数存在するセル電圧検出用配線のうち何れのセル電圧検出用配線が断線したのかを絞り込むことができない。すなわち、２番目の電池セルに対応するセル電圧が下降することによって、２番目と３番目の電池セルに対応する一対のセル電圧の電位差も最終的に所定のしきい位置を越えるので、セル電圧検出用配線に断線が発生したことを検知することができるものの、断線したセル電圧検出用配線を特定することができない。 However, in the above background art, it is possible to detect the occurrence of disconnection of the cell voltage detection wiring, but it is not possible to narrow down which of the plurality of cell voltage detection wirings is disconnected. That is, since the cell voltage corresponding to the second battery cell falls, the potential difference between the pair of cell voltages corresponding to the second and third battery cells eventually exceeds the predetermined threshold position. Although it can be detected that a disconnection has occurred in the detection wiring, the disconnected cell voltage detection wiring cannot be specified.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、断線したセル電圧検出用配線を特定することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to specify a disconnected cell voltage detection wiring.
上記目的を達成するために、本発明では、電圧検出装置に係る解決手段として、複数の電池セルに各々並列接続された複数の放電回路と、複数の前記電池セルの各端子の端子電圧を伝送する複数の伝送線路と、該伝送線路から入力された前記端子電圧を前記電池セルのセル電圧として検出するセル電圧検出部とを備えた電圧検出装置において、互いに隣り合う一対の前記電池セルの前記放電回路を異なるデューティ比で放電状態とした場合に、前記一対の前記電池セルに関する一対の前記セル電圧の差分を符号を含めて評価することによって、断線した伝送線路を判定する断線判定部を備える、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as means for solving the voltage detection device, a plurality of discharge circuits connected in parallel to a plurality of battery cells and a terminal voltage of each terminal of the plurality of battery cells are transmitted. And a cell voltage detector that detects the terminal voltage input from the transmission line as a cell voltage of the battery cell. In the voltage detection device, the pair of battery cells adjacent to each other When the discharge circuit is in a discharge state with a different duty ratio, a disconnection determination unit is provided that determines a disconnected transmission line by evaluating a difference between the pair of cell voltages with respect to the pair of battery cells including a sign. , Is adopted.
本発明によれば、互いに隣り合う一対の前記電池セルの前記放電回路を異なるデューティ比で放電状態とした場合に、前記一対の前記電池セルに関する一対の前記セル電圧の差分を符号を含めて評価することによって、断線したセル電圧検出用配線を特定することができる。 According to the present invention, when the discharge circuits of the pair of battery cells adjacent to each other are discharged at different duty ratios, the difference between the pair of cell voltages related to the pair of battery cells is evaluated including a sign. By doing so, the disconnected cell voltage detection wiring can be specified.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る電圧検出装置Ａは、図１に示すように、組電池Ｘを構成する複数（ｎ個）の電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧（セル電圧）を検出する装置であり、所定サイズのプリント基板上に実装された複数（ｎ個）の放電回路Ｂ１〜Ｂｎ、複数（ｎ＋１本）の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１、複数（ｎ＋１個）のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１、複数（ｎ個）のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎ及びマイコンＭ（断線判定部）を備えている。なお、上記「ｎ」は２以上の自然数である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the voltage detection device A according to the present embodiment is a device that detects voltages (cell voltages) of a plurality (n) of battery cells C1 to Cn constituting the assembled battery X, and has a predetermined size. A plurality (n) of discharge circuits B1 to Bn, a plurality (n + 1) of transmission lines S1 to Sn + 1, a plurality (n + 1) of CR filters F1 to Fn + 1, and a plurality (n) of discharge circuits B1 to Bn mounted on the printed circuit board. Cell voltage detection units D1 to Dn and a microcomputer M (disconnection determination unit) are provided. The “n” is a natural number of 2 or more.
なお、図１では、作図スペースの制約からｎ個（複数）の電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧、ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎ、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１、ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１及びｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎのうち、４個の電池セルＣ１〜Ｃ4の電圧、４個の放電回路Ｂ１〜Ｂ４、５本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ５、５個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆ５及び４個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ４のみを示している。 In FIG. 1, the voltage of n (plural) battery cells C1 to Cn, n discharge circuits B1 to Bn, n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, n + 1 CR filters F1 to F1 due to drawing space restrictions. Among Fn + 1 and n cell voltage detectors D1 to Dn, voltages of four battery cells C1 to C4, four discharge circuits B1 to B4, five transmission lines S1 to S5, and five CR filters F1 Only F5 and four cell voltage detectors D1 to D4 are shown.
ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎは、一列に直列接続されており、電池セルＣ１のプラス端子が組電池Ｘのプラス端子であり、電池セルＣｎのマイナス端子が組電池Ｘのマイナス端子である。すなわち、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎは、電池セルＣ１→電池セルＣ２→電池セルＣ３→電池セルＣ４→（中略）→電池セルＣｎの順に直列接続されており、各電池セルＣ１〜Ｃｎのセル電圧の合計値が組電池Ｘの出力電圧となる。 The n battery cells C1 to Cn are connected in series in a line, the plus terminal of the battery cell C1 is the plus terminal of the assembled battery X, and the minus terminal of the battery cell Cn is the minus terminal of the assembled battery X. That is, n battery cells C1 to Cn are connected in series in the order of battery cell C1, battery cell C2, battery cell C3, battery cell C4, (omitted), and battery cell Cn. The total value of the cell voltages is the output voltage of the battery pack X.
ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、上記ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎに各々並列接続されており、各々にバイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路である。これら放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、スイッチング素子がＯＮ状態になると放電状態となり、スイッチング素子がＯＦＦ状態になると非放電状態となる。すなわち、放電回路Ｂ１は電池セルＣ１に並列接続され、放電回路Ｂ２は電池セルＣ２に並列接続され、放電回路Ｂ３は電池セルＣ３に並列接続され、放電回路Ｂ４は電池セルＣ４に並列接続されている。（中略）放電回路Ｂｎは電池セルＣｎに並列接続されている。 The n discharge circuits B1 to Bn are respectively connected in parallel to the n battery cells C1 to Cn, and are each a series circuit of a bypass resistor and a switching element. The discharge circuits B1 to Bn are in a discharge state when the switching element is turned on, and are in a non-discharge state when the switching element is turned off. That is, the discharge circuit B1 is connected in parallel to the battery cell C1, the discharge circuit B2 is connected in parallel to the battery cell C2, the discharge circuit B3 is connected in parallel to the battery cell C3, and the discharge circuit B4 is connected in parallel to the battery cell C4. Yes. (Omitted) The discharge circuit Bn is connected in parallel to the battery cell Cn.
ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１は、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各端子の端子電圧をｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎに伝送する配線（セル電圧検出用配線）であり、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各端子（合計ｎ＋１個）とｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎの各入力端（合計ｎ＋１個）とを相互に接続する。 The n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1 are wirings (cell voltage detection wirings) that transmit the terminal voltages of the n battery cells C1 to Cn to the n cell voltage detection units D1 to Dn. The terminals (total n + 1) of the battery cells C1 to Cn and the input terminals (total n + 1) of the n cell voltage detectors D1 to Dn are connected to each other.
すなわち、伝送線路Ｓ１は電池セルＣ１のプラス端子とセル電圧検出部Ｄ１の一方の入力端１ａとを接続し、伝送線路Ｓ２は電池セルＣ１のマイナス端子と電池セルＣ２のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ１の他方の入力端１ｂ及びセル電圧検出部Ｄ２の一方の入力端２ａとを接続する。また、伝送線路Ｓ３は、電池セルＣ２のマイナス端子と電池セルＣ３のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ２の他方の入力端２ｂ及びセル電圧検出部Ｄ３の一方の入力端３ａとを接続し、伝送線路Ｓ４は、電池セルＣ３のマイナス端子と電池セルＣ４のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ３の他方の入力端３ｂ及び図示しないセル電圧検出部Ｄ４の一方の入力端４ａとを接続する。
That is, the transmission line S1 connects the positive terminal of the battery cell C1 and one
また、伝送線路Ｓ５は、電池セルＣ４のマイナス端子と電池セルＣ５のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ４の他方の入力端３ｂ及び図示しないセル電圧検出部Ｄ５の一方の入力端４ａとを接続し、（中略）、図示しない伝送線路Ｓｎは、電池セルＣｎのプラス端子とセル電圧検出部Ｄｎの一方の入力端ｎａとを接続し、同じく図示しない伝送線路Ｓｎ＋１は、電池セルＣｎのマイナス端子とセル電圧検出部Ｄｎの他方の入力端ｎｂとを接続する。
The transmission line S5 includes a connection point between the negative terminal of the battery cell C4 and the positive terminal of the battery cell C5, the
ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１は、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１に各々設けられたノイズ除去用のローパスフィルタであり、フィルタ抵抗及びフィルタコンデンサから構成されている。上記フィルタ抵抗は、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の各々に直列に接続されており、また上記フィルタコンデンサは、一端がｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の各々に、また他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。 The n + 1 CR filters F1 to Fn + 1 are noise-removing low-pass filters provided in n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, respectively, and include a filter resistor and a filter capacitor. The filter resistor is connected in series to each of n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, and the filter capacitor has one end connected to each of n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1 and the other end connected to GND (ground). Potential).
すなわち、ＣＲフィルタＦ１は伝送線路Ｓ１に設けられており、ＣＲフィルタＦ２は伝送線路Ｓ２に設けられており、ＣＲフィルタＦ３は伝送線路Ｓ３に設けられており、ＣＲフィルタＦ４は伝送線路Ｓ４に設けられており、ＣＲフィルタＦ５は伝送線路Ｓ５に設けられており、（中略）、ＣＲフィルタＦｎは伝送線路Ｓｎに設けられており、またＣＲフィルタＦｎ＋１は伝送線路Ｓｎ＋１に設けられている。 That is, the CR filter F1 is provided on the transmission line S1, the CR filter F2 is provided on the transmission line S2, the CR filter F3 is provided on the transmission line S3, and the CR filter F4 is provided on the transmission line S4. The CR filter F5 is provided in the transmission line S5 (omitted), the CR filter Fn is provided in the transmission line Sn, and the CR filter Fn + 1 is provided in the transmission line Sn + 1.
ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎは、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎに対応して設けられており、各伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１及び各ＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１を介して入力された各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子電圧に基づいてセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出する。すなわち、各セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎは、互いに隣り合う電池セルＣ１〜Ｃｎの一対の端子電圧の差分をセル電圧Ｖ１〜Ｖｎとして検出する。 The n cell voltage detection units D1 to Dn are provided corresponding to the n battery cells C1 to Cn, and each battery input via each transmission line S1 to Sn + 1 and each CR filter F1 to Fn + 1. Cell voltages V1 to Vn are detected based on the terminal voltages of the cells C1 to Cn. That is, each cell voltage detection part D1-Dn detects the difference of a pair of terminal voltage of the mutually adjacent battery cells C1-Cn as cell voltage V1-Vn.
例えば、セル電圧検出部Ｄ１は、伝送線路Ｓ１及び伝送線路Ｓ２を介して入力される一対の端子電圧の差分を電池セルＣ１のセル電圧Ｖ１を検出する。セル電圧検出部Ｄ２は、伝送線路Ｓ２及び伝送線路Ｓ３を介して入力される一対の端子電圧の差分を電池セルＣ２のセル電圧Ｖ２を検出する。セル電圧検出部Ｄ３は、伝送線路Ｓ３及び伝送線路Ｓ４を介して入力される一対の端子電圧の差分を電池セルＣ３のセル電圧Ｖ３を検出する。セル電圧検出部Ｄ４は、伝送線路Ｓ４及び伝送線路Ｓ５を介して入力される一対の端子電圧の差分を電池セルＣ４のセル電圧Ｖ４を検出する。（中略）。また、セル電圧検出部Ｄｎは、伝送線路Ｓｎ及び伝送線路Ｓｎ＋１を介して入力される一対の端子電圧の差分を電池セルＣｎのセル電圧Ｖｎを検出する。 For example, the cell voltage detector D1 detects the cell voltage V1 of the battery cell C1 from the difference between a pair of terminal voltages input via the transmission line S1 and the transmission line S2. The cell voltage detector D2 detects the cell voltage V2 of the battery cell C2 from the difference between a pair of terminal voltages input via the transmission line S2 and the transmission line S3. The cell voltage detector D3 detects the cell voltage V3 of the battery cell C3 based on the difference between the pair of terminal voltages input via the transmission line S3 and the transmission line S4. The cell voltage detector D4 detects the cell voltage V4 of the battery cell C4 from the difference between a pair of terminal voltages input via the transmission line S4 and the transmission line S5. (Omitted). In addition, the cell voltage detection unit Dn detects the cell voltage Vn of the battery cell Cn from the difference between a pair of terminal voltages input via the transmission line Sn and the transmission line Sn + 1.
マイコンＭは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、各セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎから入力されるセル電圧Ｖ１〜ＶｎをＡ／Ｄ変換することによりサンプル値（セル電圧データＶ１〜Ｖｎ）を取得し、当該セル電圧データＶ１〜ＶｎをバッテリＥＣＵに出力する。このバッテリＥＣＵは、組電池Ｘの充放電を制御する電子制御装置である。本実施形態に係る電圧検出装置Ａは、このバッテリＥＣＵに対して制御情報の１つであるセル電圧データＶ１〜Ｖｎを提供するものである。 The microcomputer M is a so-called one-chip microcomputer in which a CPU (Central Processing Unit), a memory, an input / output interface, and the like are integrated, and the cell voltages V1 to Vn input from the cell voltage detection units D1 to Dn are represented by A. Sample values (cell voltage data V1 to Vn) are acquired by / D conversion, and the cell voltage data V1 to Vn are output to the battery ECU. The battery ECU is an electronic control device that controls charging / discharging of the assembled battery X. The voltage detection apparatus A according to the present embodiment provides cell voltage data V1 to Vn, which is one of control information, to the battery ECU.
また、このマイコンＭは、所定の断線検知プログラムに基づいてセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを処理することにより各伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の断線診断処理を行う。すなわち、マイコンＭは、各放電回路Ｂ１〜Ｂｎに開閉信号（パルス信号）を出力することにより互いに隣り合う電池セルの放電回路を異なるデューティ比で放電状態とし、この状態における各電池セルＣ１〜Ｃｎのセル電圧Ｖ１〜Ｖｎの変化傾向に基づいて、ｎ個の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１のうち奇数番目あるいは偶数番目の何れが断線したかを判定する断線判定部として機能する。 Moreover, this microcomputer M performs the disconnection diagnosis process of each transmission line S1-Sn + 1 by processing the cell voltages V1-Vn based on a predetermined disconnection detection program. That is, the microcomputer M outputs an open / close signal (pulse signal) to each of the discharge circuits B1 to Bn to place the discharge circuits of the battery cells adjacent to each other in a discharge state with different duty ratios, and each of the battery cells C1 to Cn in this state. Based on the change tendency of the cell voltages V1 to Vn, it functions as a disconnection determination unit that determines which of the n transmission lines S1 to Sn + 1 is disconnected.
次に、本実施形態に係る電圧検出装置Ａの動作、特にマイコンＭが行う断線診断処理について詳しく説明する。 Next, the operation of the voltage detection apparatus A according to the present embodiment, particularly the disconnection diagnosis process performed by the microcomputer M will be described in detail.
電圧検出装置Ａの基本動作は、マイコンＭでセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出してバッテリＥＣＵに提供する動作である。すなわち、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎは、伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１を介して入力される一対の端子電圧の差分をそれぞれ演算することによりｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎのセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出する。そして、マイコンＭは、このようなセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎから入力されるｎ個のセル電圧Ｖ１〜Ｖｎをセル電圧データＶ１〜Ｖｎに順次変換し、当該セル電圧データＶ１〜ＶｎをバッテリＥＣＵの要求に応じて提供する。 The basic operation of the voltage detection device A is an operation in which the microcomputer M detects the cell voltages V1 to Vn and provides them to the battery ECU. That is, the cell voltage detectors D1 to Dn detect cell voltages V1 to Vn of n battery cells C1 to Cn by calculating differences between a pair of terminal voltages input via the transmission lines S1 to Sn + 1, respectively. To do. The microcomputer M sequentially converts the n cell voltages V1 to Vn input from the cell voltage detectors D1 to Dn into cell voltage data V1 to Vn, and converts the cell voltage data V1 to Vn into the battery ECU. Provide upon request.
電圧検出装置Ａは、このような基本動作に加えて、各伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の断線診断処理を行う。すなわち、マイコンＭは、各放電回路Ｂ１〜Ｂｎに開閉信号を出力することにより互いに隣り合う電池セルの放電回路を異なるデューティ比（例えば９６％と４％）で放電状態とする。この結果、ｎ個のセル電圧Ｖ１〜Ｖｎは、伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１に断線故障が発生しているか否かに応じて異なる変化を呈する。 In addition to such basic operations, the voltage detection device A performs a disconnection diagnosis process for each of the transmission lines S1 to Sn + 1. That is, the microcomputer M outputs an open / close signal to each of the discharge circuits B1 to Bn, thereby causing the discharge circuits of the battery cells adjacent to each other to be discharged at different duty ratios (for example, 96% and 4%). As a result, the n cell voltages V1 to Vn exhibit different changes depending on whether or not a disconnection failure has occurred in the transmission lines S1 to Sn + 1.
例えば各放電回路Ｂ１〜Ｂｎのうち、奇数番目の各電池セルＣ１，Ｃ３，……に対応する放電回路Ｂ１，Ｂ３，……を９６％のデューティ比の開閉信号で放電させ、また偶数番目の各電池セルＣ２，Ｃ４，……に対応する放電回路Ｂ２，Ｂ４，……を４％のデューティ比の開閉信号で放電させた場合において、例えば偶数番目の電池セルＣ２のマイナス端子と奇数番目の電池セルＣ３のプラス端子との接続点に接続された伝送線路Ｓ３に断線故障が発生した場合、図２（ａ）に示すように偶数番目の電池セルＣ２に対応するセル電圧Ｖ２は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧上昇し、奇数番目の電池セルＣ３に対応するセル電圧Ｖ３は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧降下する。 For example, among the discharge circuits B1 to Bn, the discharge circuits B1, B3,... Corresponding to the odd-numbered battery cells C1, C3,. When the discharge circuits B2, B4,... Corresponding to the battery cells C2, C4,... Are discharged with an open / close signal having a duty ratio of 4%, for example, the negative terminals of the even-numbered battery cells C2 and the odd-numbered terminals When a disconnection failure occurs in the transmission line S3 connected to the connection point with the positive terminal of the battery cell C3, as shown in FIG. 2A, the cell voltage V2 corresponding to the even-numbered battery cell C2 is the diagnosis start time. The voltage gradually increases from t1, and the cell voltage V3 corresponding to the odd-numbered battery cell C3 gradually decreases from the diagnosis start time t1.
互いに隣り合う一対の電池セルに対応する一対のセル電圧の差分（差電圧）、例えば図２（ａ）に示すように一対の電池セルＣ１，Ｃ２に対応する一対のセル電圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧（Ｖ１−Ｖ２）、一対の電池セルＣ２，Ｃ３に対応する一対のセル電圧Ｖ２，Ｖ３の差電圧（Ｖ２−Ｖ３）、また一対の電池セルＣ３，Ｃ４に対応する一対のセル電圧Ｖ３，Ｖ４の差電圧（Ｖ３−Ｖ４）に着目すると、差電圧（Ｖ１−Ｖ２）及び差電圧（Ｖ３−Ｖ４）は減少するものの、差電圧（Ｖ２−Ｖ３）は上昇する。そして、診断開始時刻ｔ１以降の時刻ｔ２において、差電圧（Ｖ１−Ｖ２）及び差電圧（Ｖ３−Ｖ４）は、診断開始時刻ｔ１におけるセル電圧Ｖａから変化量ΔＶだけ減少し、差電圧（Ｖ２−Ｖ３）はセル電圧Ｖａから変化量２ΔＶだけ上昇する。 A difference (difference voltage) between a pair of cell voltages corresponding to a pair of adjacent battery cells, for example, a difference between a pair of cell voltages V1, V2 corresponding to a pair of battery cells C1, C2 as shown in FIG. Voltage (V1-V2), differential voltage (V2-V3) between a pair of cell voltages V2, V3 corresponding to a pair of battery cells C2, C3, and a pair of cell voltages V3, corresponding to a pair of battery cells C3, C4 Focusing on the difference voltage V4 (V3-V4), the difference voltage (V1-V2) and the difference voltage (V3-V4) decrease, but the difference voltage (V2-V3) increases. Then, at time t2 after the diagnosis start time t1, the difference voltage (V1-V2) and the difference voltage (V3-V4) are reduced by the change amount ΔV from the cell voltage Va at the diagnosis start time t1, and the difference voltage (V2- V3) rises from the cell voltage Va by an amount of change 2ΔV.
したがって、互いに隣り合う一対の電池セルに対応する一対のセル電圧の差分（差電圧）、つまり差電圧（Ｖ１−Ｖ２）、差電圧（Ｖ２−Ｖ３）及び差電圧（Ｖ３−Ｖ４）が診断開始時刻ｔ１から徐々に上昇して所定のしきい値を越えたのかあるいは徐々に減少して所定のしきい値を越えたのか、つまり互いに隣り合う一対の電池セルに対応する一対のセル電圧の差分（差電圧）を符号（変化の方向）を含めて評価することによって、断線した伝送線路Ｓ３を特定することができる。 Therefore, the difference (difference voltage) between a pair of cell voltages corresponding to a pair of adjacent battery cells, that is, the difference voltage (V1-V2), the difference voltage (V2-V3), and the difference voltage (V3-V4) starts diagnosis. Whether the voltage gradually increases from time t1 and exceeds a predetermined threshold value or decreases and exceeds a predetermined threshold value, that is, a difference between a pair of cell voltages corresponding to a pair of battery cells adjacent to each other By evaluating (difference voltage) including the sign (direction of change), the disconnected transmission line S3 can be identified.
なお、奇数番目の各電池セルＣ１，Ｃ３，……に対応する放電回路Ｂ１，Ｂ３，……を４％のデューティ比の開閉信号で放電させ、また偶数番目の各電池セルＣ２，Ｃ４，……に対応する放電回路Ｂ２，Ｂ４，……を９６％のデューティ比の開閉信号で放電させた場合において、伝送線路Ｓ３に断線故障が発生した場合には、図２（ｂ）に示すように偶数番目の電池セルＣ２に対応するセル電圧Ｖ２は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧降下し、奇数番目の電池セルＣ３に対応するセル電圧Ｖ３は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧上昇する。 The discharge circuits B1, B3,... Corresponding to the odd-numbered battery cells C1, C3,... Are discharged with an open / close signal having a duty ratio of 4%, and the even-numbered battery cells C2, C4,. When the discharge circuits B2, B4,... Corresponding to... Are discharged with an open / close signal having a duty ratio of 96%, when a disconnection failure occurs in the transmission line S3, as shown in FIG. The cell voltage V2 corresponding to the even-numbered battery cell C2 gradually decreases from the diagnosis start time t1, and the cell voltage V3 corresponding to the odd-numbered battery cell C3 gradually increases from the diagnosis start time t1.
この場合には、差電圧（Ｖ１−Ｖ２）及び差電圧（Ｖ３−Ｖ４）は上昇するものの、差電圧（Ｖ２−Ｖ３）は減少する。そして、診断開始時刻ｔ１以降の時刻ｔ２において、差電圧（Ｖ１−Ｖ２）及び差電圧（Ｖ３−Ｖ４）は、診断開始時刻ｔ１におけるセル電圧Ｖａから変化量ΔＶだけ上昇し、差電圧（Ｖ２−Ｖ３）はセル電圧Ｖａから変化量２ΔＶだけ減少する。したがって、この場合においても、互いに隣り合う一対の電池セルに対応する一対のセル電圧の差分（差電圧）、つまり差電圧（Ｖ１−Ｖ２）、差電圧（Ｖ２−Ｖ３）及び差電圧（Ｖ３−Ｖ４）を符号（変化の方向）を含めて評価することによって、断線した伝送線路Ｓ３を特定することができる。 In this case, the difference voltage (V1-V2) and the difference voltage (V3-V4) increase, but the difference voltage (V2-V3) decreases. Then, at time t2 after the diagnosis start time t1, the difference voltage (V1-V2) and the difference voltage (V3-V4) are increased by a change amount ΔV from the cell voltage Va at the diagnosis start time t1, and the difference voltage (V2- V3) decreases from the cell voltage Va by the amount of change 2ΔV. Therefore, also in this case, a difference (difference voltage) between a pair of cell voltages corresponding to a pair of adjacent battery cells, that is, a difference voltage (V1-V2), a difference voltage (V2-V3), and a difference voltage (V3- By evaluating V4) including the sign (direction of change), the disconnected transmission line S3 can be identified.
このような本実施形態によれば、互いに隣り合う一対の電池セルに関する一対のセル電圧の差分を符号（変化の方向）を含めて評価することによって、上述した伝送線路Ｓ３のみならず他の伝送線路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓｎについて、断線した伝送線路を特定することができる。 According to the present embodiment, by evaluating the difference between a pair of cell voltages regarding a pair of adjacent battery cells including a sign (direction of change), not only the transmission line S3 described above but also other transmissions. With respect to the lines S1, S2, and S4 to Sn, a disconnected transmission line can be specified.
Ｘ 組電池
Ａ 電圧検出装置
Ｃ１〜Ｃ４ 電池セル
Ｂ１〜Ｂ４ 放電回路
Ｓ１〜Ｓ５ 伝送線路
Ｆ１〜Ｆ５ ＣＲフィルタ
Ｄ１〜Ｄ４ セル電圧検出部
Ｍ マイコンＭ（断線判定部）
X assembled battery A voltage detection device C1 to C4 battery cell B1 to B4 discharge circuit S1 to S5 transmission line F1 to F5 CR filter D1 to D4 cell voltage detection unit M microcomputer M (disconnection determination unit)
Claims (1)
互いに隣り合う一対の前記電池セルの前記放電回路を異なるデューティ比で放電状態とした場合に、前記一対の前記電池セルに関する一対の前記セル電圧の差分を符号を含めて評価することによって、断線した伝送線路を判定する断線判定部を備えることを特徴とする電圧検出装置。
A plurality of discharge circuits each connected in parallel to a plurality of battery cells; a plurality of transmission lines for transmitting terminal voltages of terminals of the plurality of battery cells; and the terminal cells input from the transmission lines as the battery cells. In a voltage detection apparatus comprising a cell voltage detection unit that detects a cell voltage of
When the discharge circuits of the pair of battery cells adjacent to each other are in a discharge state with different duty ratios, a disconnection was made by evaluating a difference between the pair of cell voltages related to the pair of battery cells including a sign. The voltage detection apparatus provided with the disconnection determination part which determines a transmission line.
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Cited By (2)
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- 2016-03-30 JP JP2016068972A patent/JP2017183092A/en active Pending
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