JP5736591B2 - CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE - Google Patents
CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- JP5736591B2 JP5736591B2 JP2009229701A JP2009229701A JP5736591B2 JP 5736591 B2 JP5736591 B2 JP 5736591B2 JP 2009229701 A JP2009229701 A JP 2009229701A JP 2009229701 A JP2009229701 A JP 2009229701A JP 5736591 B2 JP5736591 B2 JP 5736591B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- cell
- bypass
- unit
- impedance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 82
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 59
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 50
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 2
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明は、複数のセル電池(二次電池)が直列に接続された電池モジュールを一括で充電する充電制御装置に関し、特に、各セル電池の充電電圧を調整してバランスさせるために使用されるバイパス部(セル電池に選択的に並列接続されるインピーダンス回路)の両端の電圧を計測してセル電池の電圧を検出する際に、セル電池とバイパス部とを結ぶ電圧計測ラインにバイパス電流が流れて電圧降下が生じる場合においても、正確なセル電圧の値を検出することができる、充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法に関する。 The present invention relates to a charge control device that collectively charges a battery module in which a plurality of cell batteries (secondary batteries) are connected in series, and in particular, is used to adjust and balance the charge voltage of each cell battery. When measuring the voltage across the bypass unit (impedance circuit selectively connected in parallel to the cell battery) to detect the cell battery voltage, a bypass current flows through the voltage measurement line connecting the cell battery and the bypass unit. The present invention relates to a charge control device that can detect an accurate cell voltage value even when a voltage drop occurs, and a charge control method in the charge control device.
複数のセル電池を直列に接続して構成される電池モジュールへの充電を制御する充電制御装置においては、各セル電池の電池電圧を検出(計測)し、セル電池間の充電電圧を調整してバランスがとれるように構成されている(例えば、特許文献1,2,3を参照)。
In a charging control device that controls charging to a battery module configured by connecting a plurality of cell batteries in series, the battery voltage of each cell battery is detected (measured), and the charging voltage between the cell batteries is adjusted. It is configured to be balanced (see, for example,
直列に接続されたセル電池をバッテリ充電装置(定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置)により一括充電を行う際に、セル電池の電池容量にアンバランス(不均衡)がある場合は、電池容量の小さなセル電池が先に満充電され、電池容量の大きなセル電池が充分に充電されることなく充電動作が完了する。すなわち、電池モジュールを全体として充分に充電できない状態のまま充電が停止されることになる。これを避けるため、充電の際に、各セル電池の電池電圧(充電電圧)を検出し、セル電池の充電電圧にアンバランスが生じた場合に、セル電池に選択的に並列接続されるバイパス部(インピーダンス回路)を使用してセル電池の充電電圧を均等にする。 When battery cells connected in series are collectively charged by a battery charger (constant voltage DC power supply device or constant current DC power supply device), if the battery capacity of the cell battery is unbalanced, The cell battery having a small capacity is fully charged first, and the charging operation is completed without sufficiently charging the cell battery having a large battery capacity. That is, charging is stopped in a state where the battery module cannot be fully charged as a whole. In order to avoid this, when the battery voltage (charging voltage) of each cell battery is detected at the time of charging, and the battery voltage is unbalanced, the bypass unit is selectively connected in parallel to the cell battery. (Impedance circuit) is used to equalize the charging voltages of the cell batteries.
図3は、従来の充電制御装置の構成例を示す図である。図3において、セル電池1,2,・・・,nは、直列に接続された複数のセル電池であり、バッテリ充電装置(定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置等)21から流れる充電電流Icにより一括で充電されるセル電池である。なお、バッテリ充電装置21から、セル電池1,2,・・・,nに充電を行う場合は、定電流充電(CC充電)を行う方法と、定電圧充電(CV充電)を行う方法と、充電初期において定電流充電(CC充電)を行ない、ある程度充電が進んだ状態において定電圧充電(CV充電)を行う方法など、種々の充電方法がある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional charge control device. 3,
図3に示す充電制御装置11Aにおいて、セル電池1,2,・・・,nの正(+)極側のそれぞれは、入力端子A1,A2,・・・,Anおよび電圧計測ラインLa1,La2,・・・,Lanを通して、電圧検出部13の入力端子E1,E2,・・・,Enに接続される。また、セル電池1,2,・・・,nの負(−)極側のそれぞれは、入力端子B1,B2,・・・,Bnおよび電圧計測ラインLb1,Lb2,・・・,Lbnを通して、電圧検出部13の入力端子G1,G2,・・・,Gnに接続される。
In the
この電圧計測ラインLa1,La2,・・・,Lanには、それぞれ過電流保護用のヒューズF1,F2,・・・,Fnが挿入される。また、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nのそれぞれは、電圧計測ラインLa1,La2,・・・,Lanおよび電圧計測ラインLb1,Lb2,・・・,Lbnを通して、各セル電池1,2,・・・,nに並列に接続される。このバイパス部19−1,19−2,・・・,19−nは、半導体スイッチ等で構成されるバイパススイッチSW1,SW2,・・・,SWnと、バイパス抵抗R1,R2,・・・,Rnとの直列回路で構成される。
Overcurrent protection fuses F1, F2,..., Fn are inserted into the voltage measurement lines La1, La2,. Further, each of the bypass units 19-1, 19-2,..., 19-n passes through the voltage measurement lines La1, La2,..., Lan and the voltage measurement lines Lb1, Lb2,. It is connected in parallel to each
電圧検出部13は、各セル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出するための電圧検出部であり、各バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nの両端の端子電圧Va1,Va2,・・・,Vanを計測することにより、セル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出している。
The
このように図3に示す充電制御装置11Aにおいては、各セル電池1,2,・・・,nにそれぞれに対応して、電圧計測ラインやバイパス部等の同じ構成の回路が並列に複数設けられている。このため、以下の説明では、セル電池1の対応する回路の部分について説明するが、他のセル電池2,・・・,nに対応する回路についても同様である。
As described above, in the
セル電池1に対応する電圧計測ラインLa1の一端は、セル電池1の正(+)極側と端子A1を通して接続され、他端は、電圧計測ラインLa1のインピーダンス等価回路である計測ラインインピーダンス等価回路18−1を介して、バイパス部19−1の端子C1に接続されている。また、この端子C1は電圧検出部13の入力端子E1に接続されている。また、電圧計測ラインLb1の一端は、セル電池1の負(−)極側と端子B1を通して接続され、他端は、バイパス部19−1の端子D1に接続されている。また、この端子D1は電圧検出部13の入力端子G1に接続されている。
One end of the voltage measurement line La1 corresponding to the cell battery 1 is connected to the positive (+) pole side of the cell battery 1 through the terminal A1, and the other end is a measurement line impedance equivalent circuit which is an impedance equivalent circuit of the voltage measurement line La1. It is connected to the terminal C1 of the bypass unit 19-1 via 18-1. The terminal C1 is connected to the input terminal E1 of the
電圧計測ラインLa1の計測ラインインピーダンス等価回路18−1は、過電流保護用のヒューズF1(内部抵抗rf1)と、電圧計測ラインLa1の配線経路(例えば、入力端子A1とバイパス部19−1の端子C1との間のプリント配線基板の配線パターン)のインピーダンス成分r1との直列回路で示される。 A measurement line impedance equivalent circuit 18-1 of the voltage measurement line La1 includes an overcurrent protection fuse F1 (internal resistance rf1) and a wiring path of the voltage measurement line La1 (for example, the input terminal A1 and the terminals of the bypass unit 19-1). (A wiring pattern of the printed wiring board between C1) and the impedance component r1.
また、バイパス部19−1は、バイパススイッチSW1と、バイパス抵抗R1との直列回路で構成される。そして、バイパス部19−1の一端(端子C1)は、計測ラインインピーダンス等価回路18−1の一端に接続され、また、電圧検出部13の入力端子E1に接続される。また、バイパス部19−1の他端(端子D1)は入力端子B1を通して、セル電池1の負(−)極側と接続され、また、電圧検出部13の入力端子G1に接続されている。
The bypass unit 19-1 includes a series circuit including a bypass switch SW1 and a bypass resistor R1. One end (terminal C 1) of the bypass unit 19-1 is connected to one end of the measurement line impedance equivalent circuit 18-1 and also connected to the input terminal E 1 of the
そして、電圧検出部13は、セル電池1の電池電圧Vc1を検出するための電圧検出部であり、バイパス部19−1の両端の端子電圧Va1を計測することにより、セル電圧Vc1を検出している。
The
上記構成において、セル電池1の充電動作中に、セル電池1のセル電圧Vc1が、予め設定される閾値電圧よりも大きい場合(あるいは、他のセル電圧Vc2,・・・,Vcnに比べて大きい場合)は、バイパススイッチSW1をON(導通)にし、セル電池1に流れる充電電流Icの一部をバイパス抵抗R1にバイパス電流Ib1としてバイパスさせ、セル電池1への充電速度を遅らせる。逆に、セル電池1のセル電圧Vc1が、予め設定される閾値電圧よりも小さい場合(あるいは、他のセル電圧Vc2,・・・,Vcnと比較して小さい場合)は、バイパススイッチSW1をOFF(非導通)にし、通常の充電を行う。 In the above configuration, when the cell voltage 1 of the cell battery 1 is larger than a preset threshold voltage during the charging operation of the cell battery 1 (or larger than other cell voltages Vc2,..., Vcn). In the case), the bypass switch SW1 is turned on (conducted), a part of the charging current Ic flowing through the cell battery 1 is bypassed by the bypass resistor R1 as the bypass current Ib1, and the charging speed to the cell battery 1 is delayed. On the contrary, when the cell voltage Vc1 of the cell battery 1 is smaller than a preset threshold voltage (or smaller than other cell voltages Vc2,..., Vcn), the bypass switch SW1 is turned off. (Non-conduction) and normal charging.
以上、セル電池1に対応する回路の構成と動作について説明したが、他のセル電池2,・・・,nに対応する回路についても同様である。すなわち、電圧検出部13により、各セル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出し、検出結果に応じて、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nを選択してON/OFF制御し、電池電圧(充電電圧)の高いセル電池に対してバイパス電流を流すようにする。これにより、バッテリ充電装置21によりセル電池1,2,・・・,nを一括充電する場合に、セル電池1,2,・・・,nの充電電圧にアンバランスが生じないようにしている。
The configuration and operation of the circuit corresponding to the cell battery 1 have been described above, but the same applies to the circuits corresponding to the
上述のように、複数のセル電池が直列に接続された電池モジュールを一括充電する充電制御装置11Aでは、各セル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出し、この検出結果を基に、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nをON/OFF制御している。これにより、セル電池1,2,・・・,nの充電電圧が均等になるよう制御している。
As described above, in the
しかしながら、従来の充電制御装置11Aおいては、例えば、セル電池1を例にとると、バイパス部19−1の両端の端子電圧Va1を計測することにより、セル電池1のセル電圧Vc1を検出している。従って、バイパス部19−1内のバイパススイッチSW1がON(導通)している状態においては、電圧計測ラインLa1にバイパス電流Ib1が流れ、このバイパス電流Ib1のために、電圧計測ラインLa1上の部品(例えばヒューズF1)や配線パターン等によるインピーダンス成分により電圧降下が生じ、正確なセル電圧Vc1の検出が困難になるという問題があった。この事情は他のセル電池2,・・・,nについても同様である。このため、各セル電池1,2,・・・,nの充電電圧のバランスをとることが困難であった。
However, in the conventional
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、セル電池に並列に選択的に接続されるバイパス部の両端の端子電圧を計測してセル電圧を検出する際に、セル電池とバイパス部とを結ぶ電圧計測ラインにバイパス電流が流れて電圧降下が生じる場合においても、正確なセル電圧の値を検出することができる、充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, and the objective of this invention is when measuring the terminal voltage of the both ends of the bypass part selectively connected in parallel with a cell battery, and detecting a cell voltage. A charge control device capable of detecting an accurate cell voltage value even when a voltage drop occurs due to a bypass current flowing in a voltage measurement line connecting the cell battery and the bypass unit, and charging in the charge control device It is to provide a control method.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の充電制御装置は、直列に接続された複数のセル電池をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置であって、前記セル電池ごとに並列になるようにインピーダンス回路が設けられ、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線を電圧計測ラインとし、当該電圧計測ラインの配線にはヒューズが当該セル電池ごとに設けられており、各セル電池の前記電圧計測ライン間に各セル電池の電圧を算定するうえで互いに共通する配線区間が生じないように構成されることで、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線と当該他のセル電池から当該他のセル電池に対応するインピーダンス回路までの配線との間に、互いに共通インピーダンスを生じないように構成されており、前記セル電池に並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、前記バイパス部の端子電圧から、前記バイパス部を導通させた場合の閉路端子電圧を検出する電圧検出部と、前記閉路端子電圧、前記セル電池と前記バイパス部とを結ぶ電圧計測ラインのインピーダンス値、及び前記バイパス部のインピーダンス値から、前記セル電池のセル電圧を算定するセル電圧算定部と、を備えることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and the charge control device of the present invention is a charge control device that charges a plurality of cell batteries connected in series by a battery charger. An impedance circuit is provided in parallel for each cell battery, and a wiring from the cell battery to the impedance circuit corresponding to the cell battery is used as a voltage measurement line, and a fuse is connected to the wiring of the voltage measurement line. It is provided for each battery, and is configured such that a common wiring section is not generated between the voltage measurement lines of each cell battery in calculating the voltage of each cell battery, so that the cell between the wiring from the wiring and the other cell batteries to the impedance circuit corresponding to the battery until the impedance circuit corresponding to the other cell batteries The bypass unit is configured so as not to generate a common impedance with each other, and selectively connects or disconnects an impedance circuit provided in parallel to the cell battery, and the bypass unit includes a terminal voltage of the bypass unit. From the voltage detection unit for detecting a closed-circuit terminal voltage when conducting, the closed-circuit terminal voltage, an impedance value of a voltage measurement line connecting the cell battery and the bypass unit, and an impedance value of the bypass unit, the cell battery A cell voltage calculation unit for calculating the cell voltage of the cell.
また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記各セル電池と該セル電池に対応する前記バイパス部とを結ぶ電圧計測ラインのインピーダンス値と、前記バイパス部のインピーダンス値とを記憶するインピーダンス記憶部を備え、前記セル電圧算定部は、前記バイパス部を導通させた場合の前記閉路端子電圧と前記バイパス部のインピーダンス値とを基に、前記バイパス部に流れるバイパス電流を算出し、前記バイパス電流と前記電圧計測ラインのインピーダンス値とを基に補正値を算出し、前記閉路端子電圧と前記補正値とを基に、セル電池のセル電圧を算定することを特徴とする。 Moreover, this invention memorize | stores the impedance value of the voltage measurement line which connects each said cell battery and the said bypass part corresponding to this cell battery, and the impedance value of the said bypass part in the charge control apparatus as described above. An impedance storage unit, the cell voltage calculation unit calculates a bypass current flowing in the bypass unit based on the closed-circuit terminal voltage and the impedance value of the bypass unit when the bypass unit is conducted, A correction value is calculated based on a bypass current and an impedance value of the voltage measurement line, and a cell voltage of a cell battery is calculated based on the closed-circuit terminal voltage and the correction value.
また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記セル電圧算定部は、前記閉路端子電圧を前記バイパス部のインピーダンス値で除算することにより、前記バイパス電流を算出し、前記バイパス電流と前記電圧計測ラインのインピーダンス値とを乗算することにより、前記補正値を算出し、前記閉路端子電圧と前記補正値とを加算することにより前記セル電圧を算定することを特徴とする。 Further, the present invention provides the charge control device according to the above, wherein the cell voltage calculation unit calculates the bypass current by dividing the closed-circuit terminal voltage by an impedance value of the bypass unit, and the bypass current and The correction value is calculated by multiplying the impedance value of the voltage measurement line, and the cell voltage is calculated by adding the closed terminal voltage and the correction value.
また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記セル電圧算定部により算定されたセル電圧に基づいて、前記バイパス部を導通または非導通にするバイパス制御部と、を備え、前記バイパス制御部は、予め定められる所定の閾値電圧に対して前記算定されたセル電圧が不足する場合には、前記バイパス部を非導通にし、前記算定されたセル電圧が達した場合には、前記バイパス部を導通にすることを特徴とする。 The charging control device according to the present invention further includes a bypass control unit that makes the bypass unit conductive or non-conductive based on the cell voltage calculated by the cell voltage calculation unit. The control unit makes the bypass unit non-conductive when the calculated cell voltage is insufficient with respect to a predetermined threshold voltage set in advance, and when the calculated cell voltage has reached, the bypass The part is made conductive.
また、本発明の充電制御方法は、直列に接続された複数のセル電池をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置における充電制御方法であって、前記充電制御装置内の制御部により、前記セル電池ごとに並列になるようにインピーダンス回路が設けられ、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線を電圧計測ラインとし、当該電圧計測ラインの配線にはヒューズが当該セル電池ごとに設けられており、各セル電池の前記電圧計測ライン間に各セル電池の電圧を算定するうえで互いに共通する配線区間が生じないように構成されることで、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線と当該他のセル電池から当該他のセル電池に対応するインピーダンス回路までの配線との間に、互いに共通インピーダンスを生じないように構成されており、前記セル電池に並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス手順と、前記インピーダンス回路の端子電圧から、前記インピーダンス回路を導通させた場合の閉路端子電圧を電圧検出部により検出する電圧検出手順と、前記閉路端子電圧、前記セル電池と前記インピーダンス回路とを結ぶ電圧計測ラインのインピーダンス値、及び前記インピーダンス回路のインピーダンス値から、前記セル電池の端子電圧を算定するセル電圧算定手順と、が行われることを特徴とする。
Further, the charge control method of the present invention is a charge control method in a charge control device that charges a plurality of cell batteries connected in series at once by a battery charging device, and by a control unit in the charge control device, Impedance circuits are provided in parallel for each cell battery, and the wiring from the cell battery to the impedance circuit corresponding to the cell battery is used as a voltage measurement line, and a fuse is connected to the wiring of the voltage measurement line. Each cell battery is configured so that a common wiring section does not occur between the voltage measurement lines of each cell battery when calculating the voltage of each cell battery. the wiring from the wiring and the other cell batteries to the impedance circuit corresponding to the impedance circuit corresponding to the other cells battery During is configured so as not to cause the common impedance with each other, a bypass procedure for selectively conductive or non-conductive impedance circuit provided in parallel to the cell battery, the terminal voltage of the impedance circuit, said A voltage detection procedure for detecting a closed-circuit terminal voltage when the impedance circuit is conducted by a voltage detection unit, the closed-circuit terminal voltage, an impedance value of a voltage measurement line connecting the cell battery and the impedance circuit, and the impedance circuit A cell voltage calculation procedure for calculating a terminal voltage of the cell battery from the impedance value is performed.
本発明の充電制御装置においては、バイパス部のインピーダンス値、および電圧計測ラインの部品や配線パターンのインピーダンス値を予め記憶しておき、電圧検出部により検出した電圧検出値とバイパス部のインピーダンスの値とを基にバイパス部に流れるバイパス電流値を算出し、このバイパス電流値と電圧計測ラインのインピーダンス値とを基に電圧補正値を算出し、電圧検出部により検出した電圧検出値を補正する。
これにより、セル電池に並列に選択的に接続されるバイパス部の両端の端子電圧を計測してセル電圧を検出する際に、セル電池とバイパス部とを結ぶ電圧計測ラインにバイパス電流が流れて電圧降下が生じる場合においても、正確なセル電圧の値を検出することができる。
In the charging control device of the present invention, the impedance value of the bypass unit and the impedance values of the components and wiring patterns of the voltage measurement line are stored in advance, and the voltage detection value detected by the voltage detection unit and the impedance value of the bypass unit The bypass current value flowing through the bypass unit is calculated based on the above, the voltage correction value is calculated based on the bypass current value and the impedance value of the voltage measurement line, and the voltage detection value detected by the voltage detection unit is corrected.
As a result, when the cell voltage is detected by measuring the terminal voltage at both ends of the bypass unit selectively connected in parallel to the cell battery, the bypass current flows through the voltage measurement line connecting the cell battery and the bypass unit. Even when a voltage drop occurs, an accurate cell voltage value can be detected.
図1は、本発明の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a charging control apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示す本発明の充電制御装置11と、図3に示す従来の充電制御装置11Aとが構成上で異なる点は、図1に示す充電制御装置11において、制御部12と、バイパス制御部14と、セル電圧算定部15と、充電装置制御部17とを新たに追加した点である。他の構成は図3に示す充電制御装置11Aと同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。また、図1においては、セル電池1に対してのみ、バイパス電流Ib1が流れている例を示している。
The
図1において、セル電池1,2,・・・,nは、直列に接続されたn個の二次電池(セル電池)であり、バッテリ充電装置21から流れる充電電流Icにより一括で充電される電池モジュールである。
In FIG. 1,
このセル電池1,2,・・・,nの正(+)極側は、充電制御装置11の入力端子A1,A2,・・・,An(入力端子Aで総称される)にそれぞれ接続される。また、入力端子A1,A2,・・・,Anは電圧計測ラインLa1,La2,・・・,Lan(計測ラインインピーダンス等価回路18−1,18−2,・・・,18−nを含む)を通して、電圧検出部13の入力端子E1,E2,・・・,En(入力端子Eで総称される)に接続される。また、セル電池1,2,・・・,nの負(−)極側のそれぞれは、入力端子B1,B2,・・・,Bn(入力端子Bで総称される)および電圧計測ラインLb1,Lb2,・・・,Lbn(電圧計測ラインLbで総称される)を通して、電圧検出部13の入力端子G1,G2,・・・,Gn(入力端子Gで総称される)に接続される。
The positive (+) pole sides of the
充電制御装置11は、各セル電池1,2,・・・,nへの充電を行う際に、各セル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcn(セル電圧Vcで総称される)をそれぞれ検出し、セル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnにアンバランスが生じている場合に、このアンバランスを補正するために、補正対象となるセル電池1,2,・・・,nに対応するバイパス部19−1,19−2,・・・19−n(バイパス部19で総称される)のON(導通)/OFF(非導通)制御を行う。
When the charging
また、充電制御装置11は、後述する充電装置制御部17によりバッテリ充電装置21の制御も行う。例えば、セル電池1,2,・・・,nへの一括充電の際に、それぞれのセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを監視し、いずれかのセル電池1,2,・・・,nが満充電となった場合には、過充電になることを防ぐために、バッテリ充電装置21からセル電池1,2,・・・,nへの充電を停止させる。
Moreover, the charging
なお、図1に示す例においては、セル電池1,2,・・・,nから負荷に電力を供給する放電回路は、本発明に直接関係せず、また図面の見易さのために図示していないが、当然のこととして、セル電池1,2,・・・,nから負荷へ電力を供給する放電回路および放電制御装置(いずれも図示せず)を備えている。そして、例えば、セル電池1,2,・・・,nから負荷への放電動作中に、いずれかのセル電池の電池電圧が、所定の下限値(過放電を防ぐための閾値電圧)に達した場合には、セル電池1,2,・・・,nから負荷への放電を停止させるように構成されている。
In the example shown in FIG. 1, the discharge circuit for supplying power from the
図1に示す本実施形態の充電制御装置11において、制御部12は、充電制御装置11内の各処理部の全体を統括して制御し、この充電制御装置11に要求される機能を実現するための制御部である。電圧検出部13は、セル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出するため、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nの両端の端子電圧Va1,Va2,・・・,Va3(Vaで総称される)を計測する。
In the
電圧計測ラインLa1,La2,・・・,Lan(電圧計測ラインLaで総称される)上の計測ラインインピーダンス等価回路18−1,18−2,・・・,18−n(計測ラインインピーダンス等価回路18で総称される)は、セル電池1,2,・・・,nのそれぞれに対応して設けられるヒューズF1,F2,・・・,Fn(内部抵抗rf1,rf2,・・・,rfn)と、配線経路(プリント配線基板上の配線パターン等)のインピーダンス成分r1,r2,・・・,rnとの直列回路で示される等価回路である。なお、ヒューズF1,F2,・・・,Fnは、ヒューズFで総称され、内部抵抗rf1,rf2,・・・,rfnは、内部抵抗rfで総称され、インピーダンス成分r1,r2,・・・,rnは、インピーダンス成分rで総称される。
Measurement line impedance equivalent circuits 18-1, 18-2,..., 18-n (measurement line impedance equivalent circuits) on voltage measurement lines La1, La2,. , Fn (internal resistances rf1, rf2,..., Rfn) provided corresponding to the
例えば、電圧計測ラインLa1上の計測ラインインピーダンス等価回路18−1の一端は、セル電池1の正(+)極側と入力端子A1を通して接続される。また、計測ラインインピーダンス等価回路18−1の他端は、バイパス部19−1の一端(端子C1)と接続されるとともに、電圧検出部13の入力端子E1に接続される。この計測ラインインピーダンス等価回路18−1は、過電流保護用のヒューズF1(内部抵抗rf1)と、電圧計測ラインLa1の配線経路(例えば、入力端子A1とバイパス部19−1の端子C1との間のプリント配線基板上の配線パターン)のインピーダンス成分r1との直列回路で示される。
For example, one end of the measurement line impedance equivalent circuit 18-1 on the voltage measurement line La1 is connected to the positive (+) pole side of the cell battery 1 through the input terminal A1. The other end of the measurement line impedance equivalent circuit 18-1 is connected to one end (terminal C 1) of the bypass unit 19-1 and to the input terminal E 1 of the
なお、セル電池1の負(−)極側と入力端子Bを介して接続されるとともに、バイパス部19−1と接続端子D1で接続される電圧計測ラインLb1についても、配線パターンによるインピーダンス成分が存在するが、この電圧計測ラインLb1のインピーダンス成分については、電圧計測ラインLa1のインピーダンス成分r1に含めて考えることができる。 Note that the impedance component due to the wiring pattern is also connected to the negative (−) pole side of the cell battery 1 via the input terminal B and also to the voltage measurement line Lb1 connected to the bypass unit 19-1 and the connection terminal D1. Although present, the impedance component of the voltage measurement line Lb1 can be considered to be included in the impedance component r1 of the voltage measurement line La1.
バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nは、半導体スイッチ等で構成されるバイパススイッチSW1,SW2,・・・,SWn(バイパススイッチSWで総称される)と、バイパス抵抗R1,R2,・・・,Rn(バイパス抵抗Rで総称される)との直列回路で構成される。バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nの一方の端子C1,C2,・・・,Cn(端子Cで総称される)は、電圧検出部13の入力端子E1,E2,・・・,Enに接続される。また、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nの他方の端子D1,D2,・・・,Dn(端子Dで総称される)は、電圧検出部13の入力端子G1,G2,・・・,Gnに接続される。
The bypass units 19-1, 19-2,..., 19-n include bypass switches SW1, SW2,..., SWn (generically referred to as bypass switches SW) constituted by semiconductor switches and the like, and bypass resistors. Rn, R2,..., Rn (generically referred to as bypass resistor R). One terminal C1, C2,..., Cn (generically referred to as terminal C) of the bypass units 19-1, 19-2,..., 19-n is input terminals E1, E2 of the
例えば、セル電池1に対応して設けられるバイパス部19−1は、バイパススイッチSW1と、バイパス抵抗R1との直列回路で構成される。このバイパス部19−1の一端(端子C1)は、計測ラインインピーダンス等価回路18−1の一端に接続されるとともに、電圧検出部13の入力端子E1に接続される。また、バイパス部19−1の他端(端子D1)は、セル電池1の負(−)極側に繋がる入力端子Bに接続されるとともに、電圧検出部13の入力端子G1に接続されている。
For example, the bypass unit 19-1 provided corresponding to the cell battery 1 is configured by a series circuit of a bypass switch SW1 and a bypass resistor R1. One end (terminal C1) of the bypass unit 19-1 is connected to one end of the measurement line impedance equivalent circuit 18-1, and is also connected to the input terminal E1 of the
すなわち、各セル電池1,2,・・・,nに対応するバイパス部19の一端(端子C)は、計測ラインインピーダンス等価回路18の一端に接続されるとともに、電圧検出部13の入力端子Eに接続される。また、バイパス部19の他端(端子D)は、セル電池1,2,・・・,nの負(−)極側に繋がる入力端子Bに接続されるとともに、電圧検出部13の入力端子Gに接続されている。
That is, one end (terminal C) of the
バイパス制御部14は、セル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcn(正確にはバイパス部19の端子電圧Va、または端子電圧Vaを後述するセル電圧算定部15により補正したセル電圧Vc)の電圧値を基に、それぞれのセル電池1,2,・・・,nごとに、バイパス部19におけるON(導通)またはOFF(非導通)動作の判定を行う。そして、この判定結果を基に、バイパス部19内のバイパススイッチSW1,SW2,・・・,SWn(バイパススイッチSWで総称される)のON(導通)/OFF(非導通)を制御する。すなわち、このバイパス制御部14では、セル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnにアンバランスが生じている場合に、このアンバランスを補正するために、補正対象となるセル電池1,2,・・・,nに対応するそれぞれのバイパス部19内のバイパススイッチSWのON,OFF制御を行う。
The
例えば、充電動作中に、セル電池1のセル電圧Vc1が、予め設定される閾値電圧よりも大きい場合(あるいは、他のセル電圧Vc2,・・・,Vcnに比べて大きい場合)は、バイパススイッチSW1をONにし、セル電池1に流れる充電電流Icの一部をバイパス電流Ib1としてバイパス抵抗R1にバイパスさせ、セル電池1の充電速度を遅らせる。逆に、セル電池1のセル電圧Vc1が、予め設定される閾値電圧よりも小さい場合(あるいは、他のセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnに比較して小さい場合)は、バイパススイッチSW1をOFF(非導通)にする。 For example, when the cell voltage Vc1 of the cell battery 1 is larger than a preset threshold voltage during the charging operation (or larger than other cell voltages Vc2,..., Vcn), the bypass switch SW1 is turned on, a part of the charging current Ic flowing through the cell battery 1 is bypassed to the bypass resistor R1 as a bypass current Ib1, and the charging speed of the cell battery 1 is delayed. On the other hand, when the cell voltage Vc1 of the cell battery 1 is smaller than a preset threshold voltage (or smaller than other cell voltages Vc1, Vc2,..., Vcn), the bypass switch SW1. Is turned off (non-conducting).
なお、図1に示す例では、バイパススイッチSW1のみがONし、バイパススイッチSW2,・・・,SWnがOFFしている例を示している。このため、バイパス電流Ib1のみがバイパス部19−1に流れ、バイパス部19−2,・・・,19−nには、バイパス電流Ib2,・・・,Ibn(図示せず)が流れていない状態を示している。なお、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nのそれぞれに流れるバイパス電流Ib1,Ib2,・・・,Ibnは、バイパス電流Ibで総称される。 In the example shown in FIG. 1, only the bypass switch SW1 is ON, and the bypass switches SW2,..., SWn are OFF. Therefore, only the bypass current Ib1 flows through the bypass unit 19-1, and bypass currents Ib2,..., Ibn (not shown) do not flow through the bypass units 19-2,. Indicates the state. The bypass currents Ib1, Ib2,..., Ibn flowing through the bypass units 19-1, 19-2,.
セル電圧算定部15は、バイパススイッチSWがON状態にある場合に、電圧検出部13の入力端子E,Gで検出されるセル電圧(バイパス部19の端子電圧)Vaを基に、バイパス部19内のバイパス抵抗Rに流れるバイパス電流Ibを算出し、このバイパス電流Ibと、電圧計測ラインLaの計測ラインインピーダンス等価回路18のインピーダンス値Zを基に、補正電圧ΔVfを算出し、補正されたセル電圧Vc(Vc=Va+ΔVf)を算出するための処理部である。
When the bypass switch SW is in the ON state, the cell
例えば、バイパススイッチSW1がON状態にある場合に、電圧検出部13の入力端子E1,G1で検出されるセル電圧(バイパス部19−1の端子電圧)Va1を基に、バイパス部19−1内のバイパス抵抗R1に流れるバイパス電流Ib1を算出し、該バイパス電流Ib1と、計測ラインインピーダンス等価回路18−1のインピーダンス値Z1(rf1+r1)を基に、補正電圧ΔVf1を算出し、補正されたセル電圧Vc1(Vc1=Va1+ΔVf1)を算出する。
For example, when the bypass switch SW1 is in the ON state, the inside of the bypass unit 19-1 is based on the cell voltage (terminal voltage of the bypass unit 19-1) Va1 detected at the input terminals E1 and G1 of the
また、インピーダンス記憶部16は、電圧計測ラインLa1,La2,・・・,Lanに存在する部品(例えばヒューズFの内部抵抗rf)や、配線パターン上に存在するインピーダンス成分rのインピーダンス値、およびそれらの合計値Zを予め記録する。
Moreover, the impedance memory |
なお、この充電制御装置11には、セル電池に対する充電制御動作を指示するための入力装置(例えば、押しボタンスイッチ等の操作スイッチ)や、検出結果を表示するための表示装置や、充電制御動作の結果(例えば、各セル電池の充電電圧)を通信により外部に出力するための通信装置(いずれも表示せず)が設備されているものとする。
The
上記構成の充電制御装置11では、バイパス部19に流れるバイパス電流Ibにより電圧計測ラインLaに生じる電圧降下値を、セル電圧算定部15により補正し、セル電池1,2,・・・,nの正確なセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出する。以下、その補正動作について説明する。なお、以下で説明する例は、図1においてセル電池1にのみバイパス電流Ib1が流れ、セル電池2およびセル電池nにはバイパス電流Ib2,Ibnが流れない場合の例である。
In the
最初に、充電制御装置11では、予め電圧計測ラインLaに存在する部品、例えばヒューズの内部抵抗rf1,rf2,・・・,rfnや、配線パターン上に存在するインピーダンス成分r1,r2,・・・,rnを予め計測し、インピーダンスの合計値Z1,Z2,・・・,Znとともに、インピーダンス記憶部16に予め記録しておく。
First, in the
続いて、電圧検出部13により、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nの両端の端子電圧Va1,Va2,・・・,Vanを検出(計測)する。
Subsequently, the
そして、例えば、バイパス制御部14によりバイパス部19−1をON(バイパススイッチSW1をON)させた場合は、セル電池1のセル電圧(バイパス部19−1の端子電圧)Va1から、バイパス電流Ib1の電流値をバイパス部19−1のバイパス抵抗R1の抵抗値によって算出する。
このバイパス電流Ib1の電流値は、「Ib1=V1/R1」により算出される。
For example, when the bypass unit 19-1 is turned on by the bypass control unit 14 (bypass switch SW1 is turned on), the bypass current Ib1 is derived from the cell voltage of the cell battery 1 (terminal voltage of the bypass unit 19-1) Va1. Is calculated from the resistance value of the bypass resistor R1 of the bypass unit 19-1.
The current value of the bypass current Ib1 is calculated by “Ib1 = V1 / R1”.
次に、このバイパス電流Ib1の電流値を基に、電圧計測ラインLa1により生じた電圧降下値ΔVr1を算出する。
この電圧降下値ΔVr1は、「ΔVr1=Ib1×Z1」により算出される。
Next, a voltage drop value ΔVr1 generated by the voltage measurement line La1 is calculated based on the current value of the bypass current Ib1.
This voltage drop value ΔVr1 is calculated by “ΔVr1 = Ib1 × Z1”.
続いて、検出したセル電池1のセル電圧(バイパス部19−1の端子電圧)Va1と算出した電圧降下値ΔVr1を足し合わせる。
これにより、真のセル電圧Vc1を、「Vc1=Va1+ΔVr1」により算出することができる。
Subsequently, the detected cell voltage (terminal voltage of the bypass unit 19-1) Va1 of the cell battery 1 and the calculated voltage drop value ΔVr1 are added together.
Thereby, the true cell voltage Vc1 can be calculated by “Vc1 = Va1 + ΔVr1”.
また、バイパス動作を行わない場合、例えば、セル電池2およびセル電池nではバイパス動作が行われないと考えた場合は、バイパス電流Ib2,Ibnが流れないので電圧降下(ΔVr2およびΔVrn)が生じないのでセル電圧算定部15による補正は行わない。この場合は、バイパス動作なしのセル電池2のセル電圧Vc2は、電圧検出部13で検出したセル電圧(バイパス部19−2の端子電圧)Va2が真のセル電圧Vc2になる(Vc2=Va2)。同様にして、バイパス動作なしのセル電池nのセル電圧Vcnは、電圧検出部13で検出したセル電圧(バイパス部19―nの端子電圧)Vanが真のセル電圧Vcnになる(Vcn=Van)。
Further, when the bypass operation is not performed, for example, when it is considered that the bypass operation is not performed in the
以上、セル電池1に対してバイパス部19−1がONした場合について、電圧降下値ΔVr1を算出して補正を行う例について説明したが、他のセル電池2,・・・,nのそれぞれに対応するバイパス部19−2〜19−nがONした場合についても、同様の方法により補正が行われる。
As described above, the example in which the voltage drop value ΔVr1 is calculated and corrected when the bypass unit 19-1 is turned on with respect to the cell battery 1 has been described, but each of the
また、図2は、本発明の充電制御装置における処理の流れを示すフローチャートであり、上述した充電制御装置11におけるセル電圧補正処理の流れをフローチャートで示したものである。以下、図2に示すフローチャートを参照して、その処理の流れについて説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing in the charging control apparatus of the present invention, and shows the flow of cell voltage correction processing in the above-described
図2(および図1)を参照して、充電開始後の最初の状態においては、バイパス制御部14の制御動作により、各バイパス部19内のバイパススイッチSWは全てOFF状態にあるものとする(ステップS1)。
Referring to FIG. 2 (and FIG. 1), in the initial state after the start of charging, all bypass switches SW in each
この状態において、電圧検出部13は、セル電池1,2,・・・,nのそれぞれのセル電圧(バイパス部19の端子電圧)を入力端子E,Gから入力し、バイパス部19の端子電圧をセル電圧Va1,Va2,・・・,Vanとして検出する(ステップS2)。
In this state, the
続いて、バイパス制御部14により、各セル電池1,2,・・・,nに対応するバイパス部19の動作条件を判定する(ステップS3)。例えば、セル電池1のセル電圧(バイパス部19−1の端子電圧)Va1が、予め設定される閾値電圧と比べて高い場合(あるいは、他のセル電池のセル電圧に比べて高い場合)は、セル電池1に対応するバイパス部19−1のバイパススイッチSW1をONにすることを判定する。この判定を各セル電池1,2,・・・,nのセル電圧(バイパス部19の端子電圧)Va1,Va2,・・・,Vanに対して行う。
Subsequently, the
すなわち、バイパス部19の動作条件を満たすと判定されたセル電池m(m=1〜nのいずれか)に対し(ステップS3:Yes)、このセル電池mに対応するバイパス部19−mをONにする(ステップS4)。 That is, for the cell battery m (m = 1 to n) determined to satisfy the operating condition of the bypass unit 19 (step S3: Yes), the bypass unit 19-m corresponding to the cell battery m is turned on. (Step S4).
続いて、電圧検出部13により、バイパス部19−mをONにしたセル電池mのセル電圧(バイパス部19−mの端子電圧)Vamを検出する(ステップS5)。そして、セル電圧算定部15により、バイパス部19−mをONにしたときのセル電圧(バイパス部19の端子電圧)Vamから、バイパス電流Ibmを算出する(ステップS6)。すなわち、セル電圧算定部15は、バイパス部19−mをONにしたセル電池mについて、バイパス電流Ibmの電流値をバイパス抵抗Rmの抵抗値を基に算出する。例えば、セル電池1のバイパス部19−1をONにした場合は、バイパス電流Ib1の電流値をバイパス抵抗R1のインピーダンス値(抵抗値)を基に算出する。このバイパス電流Ib1の電流値は、「Ib1=Va1/R1」により算出される。
Subsequently, the
また、セル電圧算定部15は、このバイパス電流Ibmの電流値を基に、電圧計測ラインLamにより生じた電圧降下値ΔVrmを算出する(ステップS7)。この電圧降下値ΔVrmは、「ΔVrm=Ibm×Zm」により算出される。例えば、セル電池1のバイパス部19−1をONにした場合は、バイパス電流Ib1の電流値を基に、電圧計測ラインLa1により生じた電圧降下値ΔVr1を算出する。この電圧降下値ΔVr1は、「ΔVr1=Ib1×Z1」により算出される。ここで、「Z1=rf1+r1」である。
Further, the cell
続いて、セル電圧算定部15は、検出したセル電圧(バイパス部19―mの端子電圧)Vamと算出した電圧降下値ΔVrmを足し合わせて、検出したセル電圧Vamを補正する(ステップS8)。これにより、真のセル電圧Vcmを、「Vcm=Vam+ΔVrm」により算出することができる(ステップS9)。例えば、セル電池1のバイパス部19−1をONにした場合は、電圧検出部13により検出した電圧検出値Va1と、電圧降下値ΔVr1を足し合わせて、電圧検出値を補正する(Vc1=Va1+ΔVr1)。
Subsequently, the cell
なお、ステップS3においてバイパス部19−mによるバイパス動作を行わないと判定された場合は(ステップS3:No)、バイパス電流Ibmが流れず電圧降下が生じないので補正は行わない。すなわち、バイパス動作なしの状態で電圧検出部13により検出したセル電圧(バイパス部19−mの端子電圧)Vamが真のセル電圧Vcmになる(Vcm=Vam)(ステップS9)。例えば、図1に示すセル電池2で考えた場合はバイパス電流Ib2が流れず電圧降下が生じないので補正は行わない。これにより、バイパス動作なしのセル電池2のセル電圧Vc2は、電圧検出部13で検出したセル電圧(バイパス部19−2の端子電圧)Va2が真のセル電圧Vc2になる(Vc2=Va2)。
In addition, when it determines with not performing bypass operation by bypass part 19-m in step S3 (step S3: No), since the bypass current Ibm does not flow and a voltage drop does not arise, correction | amendment is not performed. That is, the cell voltage (terminal voltage of the bypass unit 19-m) Vam detected by the
以上説明したように、充電制御装置11では、セル電池1,2,・・・,nに並列に接続されるバイパス部19の両端C,Dの端子電圧を計測してセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを検出する際に、セル電池1,2,・・・,nとバイパス部19とを結ぶ電圧計測ラインLaにおいてバイパス電流Ibによる電圧降下分が生じる場合においても、正確なセル電圧Vc1,Vc2,・・・,Vcnを容易に検出することができる。
As described above, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、図1に示す充電制御装置11内の制御部12、電圧検出部13、バイパス制御部14、セル電圧算定部15、および充電装置制御部17における機能は、専用のハードウェア(例えば、ゲートアレイ等のロジックIC)を使用して実現することができる。また、充電制御装置11内にCPU(マイクロコンピュータやDSP等の中央演算処理装置)を含むコンピュータシステムを設け、制御部12、電圧検出部13、バイパス制御部14、セル電圧算定部15、および充電装置制御部17における処理に関する一連の処理の過程を、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させておき、このプログラムをCPUが読み出して実行することによって、上記処理を行うことができる。すなわち、制御部12、電圧検出部13、バイパス制御部14、セル電圧算定部15、および充電装置制御部17における各処理は、CPUが上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより実現することができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the function in the control part 12, the
また、本発明のバイパス部は、バイパス部19が相当し、本発明の電圧検出部は電圧検出部13が相当する。また、本発明のバイパス制御部はバイパス制御部14が相当する。また、本発明のセル電圧算定部はセル電圧算定部15が相当する。また、本発明のインピーダンス回路はバイパス抵抗Rが相当する。また、本発明の電圧計測ラインは電圧計測ラインLa,Lbが相当する。また、閉路端子電圧はバイパス部の端子電圧Vaが相当する。
Further, the bypass unit of the present invention corresponds to the
そして、図1に示す充電制御装置11は、バイパス部19が、セル電池1,2,・・・,nごとに並列に設けられたインピーダンス回路(バイパス抵抗R)を選択的に導通または非導通にする。電圧検出部13は、バイパス部19の端子電圧から、バイパス部19を導通させた場合の閉路端子電圧(バイパス部の端子電圧)Vaを検出する。セル電圧算定部15は、閉路端子電圧Va、セル電池1,2,・・・,nとバイパス部19とを結ぶ電圧計測ラインLaのインピーダンス値、及びバイパス部19のインピーダンス値(バイパス抵抗Rの抵抗値)から、セル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vcを算定する。
これにより、セル電池1,2,・・・,nに並列に選択的に接続されるバイパス部19の両端の端子電圧(閉路端子電圧)Vaを計測してセル電圧Vcを検出する際に、セル電池1,2,・・・,nとバイパス部19とを結ぶ電圧計測ラインLaにバイパス電流Ibが流れて電圧降下が生じる場合においても、正確なセル電圧Vcの値を検出することができる。
なお、また、電圧検出部13による各セル電池の閉路端子電圧の検出は、予め定められた順序に従って行うこととしてもよく、或いは、ランダムに行うこととしてもよい。また、バイパス部19によって行われるインピーダンス回路(バイパス抵抗R)の導通または非導通の切り換えは、電圧検出部13による閉路端子電圧の検出に応じて行うほかに任意のタイミングで行うことができる。
In the
Thereby, when measuring the terminal voltage (closed terminal voltage) Va at both ends of the
In addition, the detection of the closed terminal voltage of each cell battery by the
また、充電制御装置11は、インピーダンス記憶部16が、各セル電池1,2,・・・,nとバイパス部19とを結ぶ電圧計測ラインLaのインピーダンス値(ヒューズの内部抵抗rfと配線パターンのインピーダンス成分r)と、バイパス部19のインピーダンス値(バイパス抵抗Rの抵抗値)とを記憶する。セル電圧算定部15は、バイパス部19を導通させた場合の閉路端子電圧Vaとバイパス部19のインピーダンス値(バイパス抵抗Rの抵抗値)とを基に、バイパス部19に流れるバイパス電流Ibを算出し、このバイパス電流Ibと電圧計測ラインLaのインピーダンス値とを基に補正値ΔVrを算出し、閉路端子電圧Vaと補正値ΔVrとを基にセル電圧Vcを算定する。
これにより、セル電池に並列に選択的に接続されるバイパス部19の両端の端子電圧Vaを基に、正確なセル電圧Vcを算定することができる。
Further, in the charging
Thus, an accurate cell voltage Vc can be calculated based on the terminal voltage Va at both ends of the
また、充電制御装置11は、バイパス制御部14が、セル電圧算定部15により算定されたセル電池1,2,・・・,nのセル電圧Vcに基づいて、バイパス部19を導通または非導通にする。このバイパス制御部14は、予め定められる所定の閾値電圧に対して算定されたセル電圧が不足する場合には、バイパス部19を非導通にし、算定されたセル電圧が達した場合には、バイパス部19を導通にする。
これにより、正確なセル電圧Vcの値を検出することができる効果に加えて、検出したセル電圧Vcを基に、セル電池1,2,・・・,nの充電電圧をバランスさせながら充電を行うことができる
Further, in the charging
Thereby, in addition to the effect of being able to detect an accurate value of the cell voltage Vc, charging is performed while balancing the charging voltages of the
なお、バイパス部19−1,19−2,・・・,19−nにおけるバイパス抵抗R1,R2,・・・,Rnは、純抵抗に代えて、所望のインピーダンスを有する構成とすることもできる。また、電流制限を行う定電流回路とすることもできる。また、バイパス抵抗R1,R2,・・・,Rnは、バイパススイッチSW1,SW2,・・・,SWnの有する内部抵抗とすることもできる。 The bypass resistors R1, R2,..., Rn in the bypass portions 19-1, 19-2,..., 19-n may have a desired impedance instead of the pure resistors. . Further, it may be a constant current circuit that performs current limiting. Further, the bypass resistors R1, R2,..., Rn can be internal resistors of the bypass switches SW1, SW2,.
また、本実施形態では、インピーダンス記憶部16に、電圧計測ラインLaに存在する部品(例えばヒューズF1の内部抵抗rf)や、配線パターン上に存在するインピーダンス成分rや、それらのインピーダンスの合計値Zを予め記録するように構成されているが、これに限定されない。例えば、バイパス部19のインピーダンス(バイパス抵抗R)の値を記憶しておけば、バイパス部19をONにした時の閉路端子電圧Vaを基に、バイパス電流Ibが算出できる。そして、バイパス部19をOFFにした時のバイパス部19の端子電圧Va´と、バイパス部19をONにした時のバイパス部19の端子電圧Vaとを基に、電圧計測ラインLaに存在するインピーダンスの合計値Zを、Z=(Va´−Va)/Ib、により算出することもできる。すなわち、バイパス部19内のバイパス抵抗Rの値さえ記憶しておけば、電圧計測ラインLaのインピーダンス値は、自動で検出することができる。
Further, in the present embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の充電制御装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the charge control apparatus of this invention is not limited only to the above-mentioned example of illustration, A various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
1,2,・・・,n セル電池
11,11A 充電制御装置
12 制御部
13 電圧検出部
14 バイパス制御部
15 セル電圧算定部
16 インピーダンス記憶部
17 充電装置制御部
18−1,18−2,・・・,18−n 計測ラインインピーダンス等価回路
19−1,19−2,・・・,19−n バイパス部
R1,R2,・・・,Rn バイパス抵抗(インピーダンス回路)
21 バッテリ充電装置
La1,La2,・・・,Lan 電圧計測ライン
Lb1,Lb2,・・・,Lbn 電圧計測ライン
SW1,SW2,・・・,SWn バイパス部のバイパススイッチ
Ib1,Ib2,・・・,Ibn バイパス電流
Vc1,Vc2,・・・,Vcn セル電圧
Va1,Va2,・・・,Van セル電圧(バイパス部の端子電圧)
1, 2, ...,
, Lan voltage measurement lines Lb1, Lb2,..., Lbn voltage measurement lines SW1, SW2,..., SWn bypass switches Ib1, Ib2,. Ibn bypass current Vc1, Vc2,..., Vcn cell voltage Va1, Va2,..., Van cell voltage (terminal voltage of bypass section)
Claims (5)
前記セル電池ごとに並列になるようにインピーダンス回路が設けられ、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線を電圧計測ラインとし、当該電圧計測ラインの配線にはヒューズが当該セル電池ごとに設けられており、各セル電池の前記電圧計測ライン間に各セル電池の電圧を算定するうえで互いに共通する配線区間が生じないように構成されることで、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線と当該他のセル電池から当該他のセル電池に対応するインピーダンス回路までの配線との間に、互いに共通インピーダンスを生じないように構成されており、前記セル電池に並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、
前記バイパス部の端子電圧から、前記バイパス部を導通させた場合の閉路端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記閉路端子電圧、前記セル電池と前記バイパス部とを結ぶ電圧計測ラインのインピーダンス値、及び前記バイパス部のインピーダンス値から、前記セル電池のセル電圧を算定するセル電圧算定部と、
を備えることを特徴とする充電制御装置。 A charging control device that charges a plurality of cell batteries connected in series by a battery charging device,
Impedance circuits are provided in parallel for each cell battery, and the wiring from the cell battery to the impedance circuit corresponding to the cell battery is used as a voltage measurement line, and a fuse is connected to the wiring of the voltage measurement line. Each cell battery is configured so that a common wiring section does not occur between the voltage measurement lines of each cell battery when calculating the voltage of each cell battery. between the wiring from the wiring and the other cell batteries to the impedance circuit corresponding to the impedance circuit corresponding to the other cells batteries, it is configured so as not to cause the common impedance with each other, to the cell battery A bypass unit that selectively turns on or off the impedance circuit provided in parallel;
From the terminal voltage of the bypass unit, a voltage detection unit that detects a closed-circuit terminal voltage when the bypass unit is conducted, and
From the closed terminal voltage, the impedance value of the voltage measurement line connecting the cell battery and the bypass unit, and the impedance value of the bypass unit, a cell voltage calculation unit that calculates the cell voltage of the cell battery,
A charge control device comprising:
前記セル電圧算定部は、
前記バイパス部を導通させた場合の前記閉路端子電圧と前記バイパス部のインピーダンス値とを基に、前記バイパス部に流れるバイパス電流を算出し、
前記バイパス電流と前記電圧計測ラインのインピーダンス値とを基に補正値を算出し、
前記閉路端子電圧と前記補正値とを基に、セル電池のセル電圧を算定する
ことを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。 An impedance storage unit that stores an impedance value of a voltage measurement line that connects each cell battery and the bypass unit corresponding to the cell battery, and an impedance value of the bypass unit,
The cell voltage calculator is
Based on the closed-circuit terminal voltage and the impedance value of the bypass unit when the bypass unit is conducted, calculate a bypass current flowing in the bypass unit,
Calculate a correction value based on the bypass current and the impedance value of the voltage measurement line,
The charge control device according to claim 1, wherein a cell voltage of a cell battery is calculated based on the closed circuit terminal voltage and the correction value.
前記閉路端子電圧を前記バイパス部のインピーダンス値で除算することにより、前記バイパス電流を算出し、
前記バイパス電流と前記電圧計測ラインのインピーダンス値とを乗算することにより、
前記補正値を算出し、
前記閉路端子電圧と前記補正値とを加算することにより前記セル電圧を算定する
ことを特徴とする請求項2に記載の充電制御装置。 The cell voltage calculator is
By dividing the closed-circuit terminal voltage by the impedance value of the bypass unit, the bypass current is calculated,
By multiplying the bypass current and the impedance value of the voltage measurement line,
Calculating the correction value;
The charge control device according to claim 2, wherein the cell voltage is calculated by adding the closed terminal voltage and the correction value.
前記バイパス制御部は、
予め定められる所定の閾値電圧に対して前記算定されたセル電圧が不足する場合には、前記バイパス部を非導通にし、前記算定されたセル電圧が達した場合には、前記バイパス部を導通にする
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の充電制御装置。 Based on the cell voltage calculated by the cell voltage calculation unit, comprising a bypass control unit for making the bypass unit conductive or non-conductive,
The bypass control unit
When the calculated cell voltage is insufficient with respect to a predetermined threshold voltage determined in advance, the bypass unit is turned off, and when the calculated cell voltage is reached, the bypass unit is turned on. The charge control device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記充電制御装置内の制御部により、
前記セル電池ごとに並列になるようにインピーダンス回路が設けられ、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線を電圧計測ラインとし、当該電圧計測ラインの配線にはヒューズが当該セル電池ごとに設けられており、各セル電池の前記電圧計測ライン間に各セル電池の電圧を算定するうえで互いに共通する配線区間が生じないように構成されることで、前記セル電池から当該セル電池に対応するインピーダンス回路までの配線と当該他のセル電池から当該他のセル電池に対応するインピーダンス回路までの配線との間に、互いに共通インピーダンスを生じないように構成されており、前記セル電池に並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス手順と、
前記インピーダンス回路の端子電圧から、前記インピーダンス回路を導通させた場合の閉路端子電圧を電圧検出部により検出する電圧検出手順と、
前記閉路端子電圧、前記セル電池と前記インピーダンス回路とを結ぶ電圧計測ラインのインピーダンス値、及び前記インピーダンス回路のインピーダンス値から、前記セル電池の端子電圧を算定するセル電圧算定手順と、
が行われることを特徴とする充電制御方法。 A charge control method in a charge control device that charges a plurality of cell batteries connected in series by a battery charger,
By the control unit in the charge control device,
Impedance circuits are provided in parallel for each cell battery, and the wiring from the cell battery to the impedance circuit corresponding to the cell battery is used as a voltage measurement line, and a fuse is connected to the wiring of the voltage measurement line. Each cell battery is configured so that a common wiring section does not occur between the voltage measurement lines of each cell battery when calculating the voltage of each cell battery. between the wiring from the wiring and the other cell batteries to the impedance circuit corresponding to the impedance circuit corresponding to the other cells batteries, it is configured so as not to cause the common impedance with each other, to the cell battery A bypass procedure for selectively conducting or non-conducting an impedance circuit provided in parallel;
From the terminal voltage of the impedance circuit, a voltage detection procedure for detecting a closed circuit terminal voltage when the impedance circuit is conducted by a voltage detection unit,
A cell voltage calculation procedure for calculating a terminal voltage of the cell battery from the closed terminal voltage, an impedance value of a voltage measurement line connecting the cell battery and the impedance circuit, and an impedance value of the impedance circuit;
Is performed. The charge control method characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009229701A JP5736591B2 (en) | 2009-10-01 | 2009-10-01 | CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009229701A JP5736591B2 (en) | 2009-10-01 | 2009-10-01 | CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011075504A JP2011075504A (en) | 2011-04-14 |
JP5736591B2 true JP5736591B2 (en) | 2015-06-17 |
Family
ID=44019632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009229701A Active JP5736591B2 (en) | 2009-10-01 | 2009-10-01 | CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5736591B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109828208A (en) * | 2019-01-25 | 2019-05-31 | 中山华野新能源有限公司 | A kind of sampling with high precision algorithm and voltage sampling circuit for lithium battery voltage |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5789846B2 (en) * | 2011-09-05 | 2015-10-07 | 三洋電機株式会社 | Power supply device for vehicle and vehicle equipped with this power supply device |
US9746525B2 (en) | 2011-09-08 | 2017-08-29 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Battery system monitoring device |
JP5753764B2 (en) * | 2011-10-27 | 2015-07-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery system monitoring device and power storage device including the same |
JP5803767B2 (en) * | 2012-03-22 | 2015-11-04 | 株式会社デンソー | Secondary battery charge equivalent amount calculation device |
JP2014027776A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Denso Corp | Anomaly detection device |
JP2014093864A (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Toyota Industries Corp | Battery |
US9880224B2 (en) | 2013-04-19 | 2018-01-30 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Battery system monitoring device |
JP5480434B1 (en) * | 2013-08-07 | 2014-04-23 | 太陽誘電株式会社 | Capacitor power supply device, voltage monitoring device, voltage monitoring method, and method of manufacturing capacitor power supply device |
JP6264231B2 (en) * | 2014-09-01 | 2018-01-24 | 株式会社デンソー | Battery monitoring device |
JP6468787B2 (en) * | 2014-10-15 | 2019-02-13 | 株式会社ケーヒン | Voltage detector |
JP2016151513A (en) | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery system monitoring device |
US9713961B2 (en) * | 2015-03-17 | 2017-07-25 | GM Global Technology Operations LLC | Method and system for control of contactor |
JP6545495B2 (en) * | 2015-03-24 | 2019-07-17 | 株式会社ケーヒン | Voltage detection device |
JP2017139927A (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 株式会社東芝 | Battery and electric bicycle |
US20200152947A1 (en) | 2017-06-21 | 2020-05-14 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Battery System Monitoring Device and Battery Pack |
JP7167137B2 (en) * | 2018-05-14 | 2022-11-08 | 三洋電機株式会社 | Management device, power storage system |
CN109116239A (en) * | 2018-06-06 | 2019-01-01 | 安徽锐能科技有限公司 | The detection system of monomer voltage for battery pack |
JP6603787B2 (en) * | 2018-12-27 | 2019-11-06 | 株式会社東芝 | Control circuit, vehicle, and control method of control circuit |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11299122A (en) * | 1998-02-10 | 1999-10-29 | Denso Corp | Method and device for charging state control |
JP4213624B2 (en) * | 2004-05-13 | 2009-01-21 | 新神戸電機株式会社 | Battery control system |
JP4196210B2 (en) * | 2004-09-10 | 2008-12-17 | 日産自動車株式会社 | Charge / discharge control device for battery pack |
-
2009
- 2009-10-01 JP JP2009229701A patent/JP5736591B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109828208A (en) * | 2019-01-25 | 2019-05-31 | 中山华野新能源有限公司 | A kind of sampling with high precision algorithm and voltage sampling circuit for lithium battery voltage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011075504A (en) | 2011-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5736591B2 (en) | CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE | |
JP5771842B2 (en) | Failure detection device for charge control device and failure detection method in charge control device | |
US7626359B2 (en) | Apparatus and method for charging and discharging serially-connected batteries | |
US20100090653A1 (en) | Battery device | |
JP6627635B2 (en) | Voltage measurement device and voltage measurement method, and voltage control device and voltage control method | |
US20080079404A1 (en) | Voltage detecting apparatus | |
CN113767293B (en) | Apparatus and method for diagnosing battery status | |
US8618806B2 (en) | Circuits and methods for cell number detection | |
JP2012247339A (en) | Semiconductor integrated circuit and operation method therefor | |
JP2019158539A (en) | Battery monitoring device | |
EP2891577A2 (en) | Method and apparatus to detect leakage current between power sources | |
JP2001186684A (en) | Lithium ion battery charger | |
JP5324381B2 (en) | CHARGE CONTROL DEVICE AND CHARGE CONTROL METHOD IN THE CHARGE CONTROL DEVICE | |
JP2008076339A (en) | Power supply of for vehicle | |
JPH10213638A (en) | Method for detecting remaining capacity of secondary battery | |
JP2018013414A (en) | Battery monitoring system | |
WO2014200033A1 (en) | Battery monitoring system, semiconductor circuit, wire-breakage detection program, and wire-breakage detection method | |
JP6720856B2 (en) | Battery module controller | |
US11495977B2 (en) | Management device and power storage system capable of correcting measured voltages of multiple cells connected in series | |
JP2007304006A (en) | Secondary battery charge/discharge inspection device and method | |
JP2012244812A (en) | Device and method for equalizing inter-terminal voltage of secondary battery | |
JP2012220344A (en) | Cell voltage measurement device | |
JP2007085843A (en) | Failure detector for electric current sensor and its method | |
JP4186393B2 (en) | Battery voltage detector | |
JP2017139927A (en) | Battery and electric bicycle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130412 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140428 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141021 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150120 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150324 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150327 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5736591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |