JP6110199B2 - Storage element monitoring circuit, charging system, and integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電素子監視回路、充電システム、及び集積回路に関する。 The present invention relates to a storage element monitoring circuit, a charging system, and an integrated circuit.
一般に、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ駆動などに用いられる大容量で高出力なバッテリとして、複数の電池セル(蓄電素子)が直列に接続された組電池であるリチウムイオン電池などが用いられている。また、このようなバッテリのセル電圧を監視・制御するための監視回路がある。例えば、セル電圧が基準電圧を超えたらシャント回路に電流を流すことで過充電を回避することが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
Generally, a lithium-ion battery or the like, which is an assembled battery in which a plurality of battery cells (storage elements) are connected in series, is used as a large-capacity and high-power battery used for driving a motor of a hybrid vehicle or an electric vehicle. . There is also a monitoring circuit for monitoring and controlling the battery cell voltage. For example, it is known to avoid overcharging by passing a current through a shunt circuit when the cell voltage exceeds a reference voltage (see, for example,
複数の電池セルをモジュール化した場合、監視回路の監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックするには、複雑なシステム構築が必要となる。例えば、シャント電流が流れたことを検出してその検出フラグをレジスタに格納し、レジスタから検出フラグを読み取ってシリアル通信を経由してチェックする等の複雑な処理を電池セルごとに行うことが必要となる。 When a plurality of battery cells are modularized, a complicated system construction is required to check whether the monitoring function of the monitoring circuit is operating normally. For example, it is necessary to perform complicated processing for each battery cell, such as detecting that a shunt current flows, storing the detection flag in a register, reading the detection flag from the register, and checking via serial communication. It becomes.
本発明の目的は、簡便な方法で監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックすることが可能な蓄電素子監視回路、充電システム、及び集積回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a storage element monitoring circuit, a charging system, and an integrated circuit capable of checking whether a monitoring function is operating normally by a simple method.
本発明の一態様によれば、複数の蓄電素子それぞれに並列接続されるトランジスタを有する複数のシャント回路と、前記複数のシャント回路それぞれのオン/オフを検出する複数のオン/オフ検出回路と、前記複数のオン/オフ検出回路の出力信号に基づいて前記複数の蓄電素子に供給されるセル電圧が所定の電圧値を超えたことおよび前記複数のシャント回路が有するトランジスタが正常に動作していることをチェックし、チェック結果を出力するチェック回路とを備える蓄電素子監視回路が提供される。 According to one aspect of the present invention, a plurality of shunt circuits having transistors connected in parallel to a plurality of power storage elements, a plurality of on / off detection circuits for detecting on / off of each of the plurality of shunt circuits, Based on output signals of the plurality of on / off detection circuits, cell voltages supplied to the plurality of power storage elements have exceeded a predetermined voltage value, and transistors included in the plurality of shunt circuits are operating normally. There is provided a storage element monitoring circuit including a check circuit for checking the above and outputting a check result .
また、本発明の他の態様によれば、充電電流を生成する充電部と、前記充電部に直列接続される複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子それぞれを監視するとともに、その監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックする蓄電素子監視回路と、前記蓄電素子監視回路の出力信号をモニタする制御回路とを備え、前記蓄電素子監視回路は、前記複数の蓄電素子それぞれに並列接続されるトランジスタを有する複数のシャント回路と、前記複数のシャント回路それぞれのオン/オフを検出する複数のオン/オフ検出回路と、前記複数のオン/オフ検出回路の出力信号に基づいて前記複数の蓄電素子に供給されるセル電圧が所定の電圧値を超えたことおよび前記複数のシャント回路が有するトランジスタが正常に動作していることをチェックし、チェック結果を出力するチェック回路とを備える充電システムが提供される。 According to another aspect of the present invention, a charging unit that generates a charging current, a plurality of power storage elements connected in series to the charging unit, and each of the plurality of power storage elements are monitored, and the monitoring function is A storage element monitoring circuit that checks whether or not it is operating normally; and a control circuit that monitors an output signal of the storage element monitoring circuit, wherein the storage element monitoring circuit is connected in parallel to each of the plurality of storage elements. A plurality of shunt circuits having transistors, a plurality of on / off detection circuits for detecting on / off of each of the plurality of shunt circuits, and the plurality of power storages based on output signals of the plurality of on / off detection circuits. Check that the cell voltage supplied to the element exceeds a predetermined voltage value and that the transistors of the plurality of shunt circuits are operating normally , The charging system and a check circuit for outputting a check result is provided.
また、本発明の他の態様によれば、上記いずれかの蓄電素子監視回路を搭載した集積回路が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an integrated circuit including any one of the above storage element monitoring circuits.
本発明によれば、簡便な方法で監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックすることが可能な蓄電素子監視回路、充電システム、及び集積回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrical storage element monitoring circuit, charging system, and integrated circuit which can check whether the monitoring function is operate | moving normally by a simple method can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each component and the planar dimensions is different from the actual one. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, and structure of each component. The arrangement is not specified below. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.
[実施の形態]
以下、図1〜図15を用いて実施の形態を詳細に説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to FIGS.
(充電システム)
実施の形態に係る充電システムの模式的ブロック構成は、図1に示すように、充電電流Ichgを生成する充電部10と、充電部10に直列接続される複数の蓄電素子C1,C2,C3,…,Cn-2,Cn-1,Cnと、複数の蓄電素子C1,C2,C3,…,Cn-2,Cn-1,Cnそれぞれを監視するとともに、その監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックする蓄電素子監視回路20と、蓄電素子監視回路20の出力信号Fをモニタするマイコン(制御回路)30とを備える。蓄電素子C1,C2,C3,…,Cn-2,Cn-1,Cnは、例えば、リチウムイオン電池セル、電気2重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル、SCiB(登録商標)セルなどである。
(Charging system)
As shown in FIG. 1, the schematic block configuration of the charging system according to the embodiment includes a
ここでは、複数の蓄電素子C1,C2,C3,…,Cn-2,Cn-1,Cnと蓄電素子監視回路20とをモジュール化してモジュールM1を形成している。このようなモジュールM1の最終チェックとして、蓄電素子監視回路20の監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックする場合は、シンプル且つ的確なチェック方法が望まれる。ここでいう監視機能とは、例えば、過充電、過放電、過電流などを監視(検出)する機能である。
Here, a plurality of power storage elements C 1 , C 2 , C 3 ,..., C n−2 , C n−1 , C n and the power storage
(蓄電素子監視回路)
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20の模式的ブロック構成は、図2に示すように、複数の蓄電素子C1,…,Cnそれぞれに並列接続される複数のシャント回路SA,…,SZと、複数のシャント回路SA,…,SZそれぞれのオン/オフを検出する複数のオン/オフ検出回路24A,…,24Zと、複数のオン/オフ検出回路24A,…,24Zの出力信号に基づいて複数のシャント回路SA,…,SZが正常に動作しているかどうかをチェックするチェック回路25とを備える。
(Storage element monitoring circuit)
The schematic block configuration of a storage
具体的には、チェック回路25は、複数のオン/オフ検出回路24A,…,24Zの全ての出力信号が入力されるAND回路である。このようなAND回路は、複数のシャント回路SA,…,SZの全てが正常に動作していることを示すフラグ信号を出力する。
Specifically,
あるいは、チェック回路25は、複数のオン/オフ検出回路24A,…,24Zの全ての出力信号が入力されるOR回路であっても良い。このようなOR回路は、シャント回路SA,…,SZの動作が開始したことを示すフラグ信号を出力する。
Alternatively,
(シャント回路)
図2に示されるシャント回路SAは、蓄電素子C1に並列接続されるトランジスタ23Aと、蓄電素子C1に供給されるセル電圧VAが基準電圧Vrefを超えたときにトランジスタ23Aをオンにするセル電圧検出回路21Aとを備える。監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックする場合は、複数の蓄電素子C1,…,Cnに供給されるセル電圧VA,…,VZの全てが基準電圧Vrefを超えるように、複数の蓄電素子C1,…,Cnが充電される(後述する)。トランジスタ23Aのドレインはシャント抵抗22Aを介して蓄電素子C1のプラス端子に接続され、ソースは蓄電素子C1のマイナス端子に接続され、ゲートはセル電圧検出回路21Aの出力端子に接続される。トランジスタ23Aがオンになると、充電電流Ichgから余剰となるシャント電流をシャント回路SAに分流させることができる。これにより、蓄電素子C1に流れるバッテリ電流を抑え、セル電圧VAの上昇を抑えることが可能となる。ここでは、シャント回路SAに着目して説明しているが、その他のシャント回路SB,…,S Zについても同様である。
(Shunt circuit)
Shunt circuit shown in FIG. 2 S A, a transistor 23 A when the transistor 23 A is connected in parallel to the power storage device C 1, the cell voltage V A supplied to the power storage device C 1 exceeds the reference voltage V ref and a cell voltage detection circuit 21 a to turn on. When checking whether the monitoring function is operating normally, the cell voltages V A ,..., V Z supplied to the plurality of power storage elements C 1 ,..., C n all exceed the reference voltage V ref. In addition, the plurality of power storage elements C 1 ,..., C n are charged (described later). The drain of the transistor 23 A is connected to the positive terminal of the storage element C 1 via the shunt resistor 22 A , the source is connected to the negative terminal of the storage element C 1 , and the gate is connected to the output terminal of the cell voltage detection circuit 21 A. Is done. When the transistor 23 A is turned on, a surplus shunt current from the charging current I chg can be shunted to the shunt circuit S A. Thereby, it is possible to suppress the battery current flowing through the storage element C 1 and suppress the increase in the cell voltage V A. Here, the description is focused on the shunt circuit S A , but the same applies to the other shunt circuits S B ,..., S Z.
図2に示されるセル電圧検出回路21Aの模式的ブロック構成は、図3に示すように表される。図3に示すように、セル電圧検出回路21Aは、蓄電素子C1に並列接続されるコンパレータ21A1を備える。コンパレータ21A1のプラス入力端子は蓄電素子C1のプラス端子に接続され、コンパレータ21A1のマイナス入力端子は基準電圧発生部21A2を介して蓄電素子C1のマイナス端子に接続され、コンパレータ21A1の出力端子はトランジスタ23Aに接続される。基準電圧発生部21A2は、蓄電素子C1の耐圧に基づいて決定される基準電圧Vrefを発生させる。ここでは、セル電圧検出回路21Aに着目して説明しているが、その他のセル電圧検出回路21B,…,21 Zについても同様である。
A schematic block configuration of the cell
(オン/オフ検出回路)
図2に示されるオン/オフ検出回路24Aの模式的ブロック構成は、図4(a)に示すように表される。図4(a)に示すように、オン/オフ検出回路24Aは、蓄電素子C1に並列接続されるシュミットトリガ回路24A1を備える。シュミットトリガ回路24A1の入力端子はシャント抵抗22A―トランジスタ23A間に接続され、シュミットトリガ回路24A1の出力端子はチェック回路25の入力端子に接続される。シュミットトリガ回路24A1は、図4(b)に示すように、ヒステリシスを持っている。すなわち、入力電圧Viが増加してVt2になると、出力電圧VoがVLからVHに変化する。逆に、入力電圧Viが減少してVt1になると、出力電圧VoがVHからVL に変化する。このようなシュミットトリガ回路24A1によれば、安定した出力を得ることができるため、後段の回路において精度よく処理を行うことが可能である。ここでは、オン/オフ検出回路24Aに着目して説明しているが、その他のオン/オフ検出回路24B,…,24 Zについても同様である。
(On / off detection circuit)
A schematic block configuration of the on / off
図2に示されるオン/オフ検出回路24Aの別の模式的ブロック構成は、図5に示すように表される。図5に示すように、オン/オフ検出回路24Aは、蓄電素子C1に並列接続されるコンパレータ24A2を備えても良い。コンパレータ24A2のプラス入力端子はシャント抵抗22A―トランジスタ23A間に接続され、コンパレータ24A2のマイナス入力端子は図示しない基準電圧発生部に接続され、コンパレータ24A2の出力端子はチェック回路25の入力端子に接続される。ここでは、オン/オフ検出回路24Aに着目して説明しているが、その他のオン/オフ検出回路24B,…,24 Zについても同様である。
Another schematic block configuration of the on / off detection circuit 24 A shown in FIG. 2 is expressed as shown in FIG. As shown in FIG. 5, ON / OFF detecting circuit 24 A may be provided with a comparator 24 A2 connected in parallel to the power storage device C 1. Positive input terminal of the comparator 24 A2 is the shunt resistor 22 A - is connected between the transistors 23 A, the negative input terminal of the comparator 24 A2 is connected to the reference voltage generating unit (not shown), an output terminal of the comparator 24 A2 is the
図2に示されるオン/オフ検出回路24Aの更に別の模式的ブロック構成は、図6に示すように表される。図6に示すように、オン/オフ検出回路24Aは、MOSトランジスタ24A3を介したシュミットトリガ回路24A5を備えても良い。シュミットトリガ回路24A5の入力端子はMOSトランジスタ24A3―抵抗24A4間に接続され、シュミットトリガ回路24A5の出力端子はチェック回路25の入力端子に接続される。シュミットトリガ回路24A5がヒステリシスを持っている点は、図4に示されるシュミットトリガ回路24A1と同様である。ここでは、オン/オフ検出回路24Aに着目して説明しているが、その他のオン/オフ検出回路24B,…,24 Zについても同様である。
Yet another schematic block diagram of the on / off detection circuit 24 A shown in FIG. 2 is expressed as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the on / off detection circuit 24 A may include a Schmitt trigger circuit 24 A5 via a MOS transistor 24 A3 . The input terminal of the Schmitt trigger circuit 24 A5 is connected between the MOS transistor 24 A3 and the resistor 24 A4, and the output terminal of the Schmitt trigger circuit 24 A5 is connected to the input terminal of the
(波形例1)
実施の形態に係る充電システムにおける波形例を模式的に示すグラフは、図7に示すように表される。ここでは、複数のシャント回路SA,…,SZの全てが正常に動作している場合について説明する。
(Waveform example 1)
A graph schematically showing a waveform example in the charging system according to the embodiment is expressed as shown in FIG. Here, a case where all of the plurality of shunt circuits S A ,..., S Z are operating normally will be described.
まず、図7(a)に示すように、充電部10より充電電流Ichgが供給されると、図7(b)に示すように、充電電圧V1が上昇するとともに、複数の蓄電素子C1,…,Cnに供給されるセル電圧VA,…,VZも上昇する。これにより、セル電圧VAが基準電圧Vrefを超えると、図7(c)に示すように、セル電圧検出回路21Aの出力信号VA1がハイになる。これにより、トランジスタ23Aがオンになると、図7(d)に示すように、オン/オフ検出回路24Aの出力信号VA2がハイになる。このようにして、図7(e)に示すように、全てのセル電圧検出回路21A,…,21Zの出力信号VA1,…,VZ1がハイになり、図7(f)に示すように、全てのオン/オフ検出回路24A,…,24Zの出力信号VA2,…,VZ2がハイになる。その結果、図7(g)に示すように、チェック回路25の出力信号Fがハイになり、フラグ信号が出力される。これにより、マイコン30において、複数のシャント回路SA,…,SZの全てが正常に動作していることを確認することができる。
First, as shown in FIG. 7A, when the charging current I chg is supplied from the charging
(波形例2)
実施の形態に係る充電システムにおける別の波形例を模式的に示すグラフは、図8に示すように表される。ここでは、複数のシャント回路SA,…,SZのうち、シャント回路SZだけが正常に動作していない場合について説明する。
(Waveform example 2)
A graph schematically showing another waveform example in the charging system according to the embodiment is expressed as shown in FIG. Here, a plurality of shunt circuits S A, ..., among the S Z, will be described only shunt circuit S Z is not working properly.
図8(a)〜(e)は、図7(a)〜(e)と同様であるため、詳しい説明を省略する。シャント回路SZが正常に動作していない場合は、図8(e)に示すように、セル電圧検出回路21Zの出力信号VZ1がハイになっても、図8(f)に示すように、オン/オフ検出回路24Zの出力信号VZ2はローのままである。シャント回路SZが正常に動作していない場合とは、具体的には、トランジスタ23Zが何らかの原因でオンしない場合などである。その結果、図8(g)に示すように、チェック回路25の出力信号Fもローのままである。これにより、マイコン30において、複数のシャント回路SA,…,SZのうちのいずれかが正常に動作していないことを確認することができる。
Since FIGS. 8A to 8E are the same as FIGS. 7A to 7E, detailed description thereof is omitted. When the shunt circuit S Z is not operating normally, as shown in FIG. 8E, even if the output signal V Z1 of the cell voltage detection circuit 21 Z becomes high, as shown in FIG. In addition, the output signal V Z2 of the on / off detection circuit 24 Z remains low. The case where the shunt circuit S Z is not operating normally is a case where the transistor 23 Z is not turned on for some reason. As a result, as shown in FIG. 8G, the output signal F of the
以上のように、実施の形態では、全チャンネルの蓄電素子C1,…,Cnに供給されるセル電圧VA,…,VZが基準電圧Vrefを超えるように、モジュールM1を外部より充電する。そして、蓄電素子監視回路20の出力信号Fをマイコン30においてモニタすることで、監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックする。このようにすれば、セル電圧VA,…,VZを検出してからトランジスタ23A,…,23Zがオンするまでの一連の動作をシンプル且つ的確にヘルスチェックすることができる。その結果、従来に比べて蓄電素子監視回路20の回路構成が簡略化され、コストの低減を図ることが可能となる。
As described above, in the embodiment, the power storage device C 1 of all the channels, ..., cell voltage V A supplied to C n, ..., as V Z exceeds the reference voltage V ref, the module M1 from outside Charge. Then, the
なお、ここでは、チェック回路25がAND回路であることを前提に説明しているが、チェック回路25はこれに限定されるものではない。例えば、チェック回路25としてOR回路を使用した場合は、複数のシャント回路SA,…,SZのうちのいずれかが正常に動作していれば、チェック回路25の出力信号Fがハイになる。この場合は、マイコン30において、セルバランスがオンしたことを検出することが可能である。
Here, the description is made on the assumption that the
(LSIの具体例)
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20を搭載した集積回路L1は、図9に示すように表される。図9に示すように、集積回路L1は、シャント回路SA,…,SZと、オン/オフ検出回路24A,…,24Zと、チェック回路25とを搭載しても良い。
(Specific example of LSI)
An integrated circuit L1 on which the storage
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20を搭載した別の集積回路L2は、図10に示すように表される。ここでは、シャント抵抗22A,…,24Zを集積回路L2に搭載していない場合を例示している。オン/オフ検出回路24A,…,24Zとチェック回路25とを集積回路L2に搭載する点は図9と同様である。
Another integrated circuit L2 on which the storage
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20を搭載した更に別の集積回路L3は、図11に示すように表される。ここでは、シャント抵抗22A,…,24Zとトランジスタ23A,…,23Zを集積回路L3に搭載していない場合を例示している。オン/オフ検出回路24A,…,24Zとチェック回路25とを集積回路L3に搭載する点は図9と同様である。
Still another integrated circuit L3 equipped with the storage
(モジュールの変形例)
図1では、複数の蓄電素子C1,C2,C3,…,Cn-2,Cn-1,Cnと蓄電素子監視回路20とをモジュール化しているが、モジュール化する範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図12に示すように、複数の蓄電素子C1,C2,C3,…,Cn-2,Cn-1,Cnを除いた範囲をモジュール化してモジュールM2を形成しても良い。
(Modification of module)
In FIG. 1, a plurality of power storage elements C 1 , C 2 , C 3 ,..., C n-2 , C n−1 , C n and the power storage
(EDLC内部電極)
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20が備える蓄電素子C1,…,Cnとしては、電気2重層キャパシタ(EDLC)セルを使用することができ、そのEDLC内部電極の基本構造は、図13に示すように表される。図13に示すように、EDLC内部電極は、少なくとも1層の活物質電極41,42に、電解液とイオンのみが通過するセパレータ40を介在させ、引き出し電極43,44が活物質電極41,42から露出するように構成され、引き出し電極43,44は電源電圧に接続されている。引き出し電極43,44は、例えば、アルミ箔から形成され、活物質電極41,42は、例えば、活性炭から形成される。セパレータ40は、活物質電極41,42全体を覆うように、活物質電極41,42よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。セパレータ40は、エネルギーデバイスの種類には原理的に依存しないが、特にリフロー対応が必要とされる場合には、耐熱性が要求される。耐熱性が必要ない場合にはポリプロピレン等を、耐熱性が必要な場合にはセルロース系のものを用いることができる。EDLC内部電極には、電解液が含侵されており、セパレータ40を通して、電解液とイオンが充放電時に移動する。
(EDLC internal electrode)
As the storage elements C 1 ,..., C n included in the storage
(リチウムイオンキャパシタ内部電極)
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20が備える蓄電素子C1,…,Cnとしては、リチウムイオンキャパシタセルを使用することができ、そのリチウムイオンキャパシタ内部電極の基本構造は、図14に示すように表される。図14に示すように、リチウムイオンキャパシタ内部電極は、少なくとも1層の活物質電極45,42に、電解液とイオンのみが通過するセパレータ40を介在させ、引き出し電極43,44が活物質電極45,42から露出するように構成され、引き出し電極43,44は電源電圧に接続されている。正極側の活物質電極42は、例えば、活性炭から形成され、負極側の活物質電極45は、例えば、Liドープカーボンから形成される。正極側の引き出し電極44は、例えば、アルミ箔から形成され、負極側の引き出し電極43は、例えば、銅箔から形成される。セパレータ40は、活物質電極45,42全体を覆うように、活物質電極45,42よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。リチウムイオンキャパシタ内部電極には、電解液が含侵されており、セパレータ40を通して、電解液とイオンが充放電時に移動する。
(Lithium ion capacitor internal electrode)
As the storage elements C 1 ,..., C n included in the storage
(リチウムイオン電池内部電極)
実施の形態に係る蓄電素子監視回路20が備える蓄電素子C1,…,Cnとしては、リチウムイオン電池セルを使用することができ、そのリチウムイオン電池内部電極の基本構造は、図15に示すように表される。図15に示すように、リチウムイオン電池内部電極は、少なくとも1層の活物質電極45,46に、電解液とイオンのみが通過するセパレータ40を介在させ、引き出し電極43,44が活物質電極45,46から露出するように構成され、引き出し電極43,44は電源電圧に接続されている。正極側の活物質電極46は、例えば、LiCoO2から形成され、負極側の活物質電極45は、例えば、Liドープカーボンから形成される。正極側の引き出し電極44は、例えば、アルミ箔から形成され、負極側の引き出し電極43は、例えば、銅箔から形成される。セパレータ40は、活物質電極45,46全体を覆うように、活物質電極45,46よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。リチウムイオン電池内部電極には、電解液が含侵されており、セパレータ40を通して、電解液とイオンが充放電時に移動する。
(Lithium ion battery internal electrode)
As the storage elements C 1 ,..., C n included in the storage
以上説明したように、本発明によれば、簡便な方法で監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックすることが可能な蓄電素子監視回路、充電システム、及び集積回路を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a storage element monitoring circuit, a charging system, and an integrated circuit that can check whether the monitoring function is operating normally by a simple method. .
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure are illustrative and do not limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。例えば、蓄電素子監視回路20は、複数の蓄電素子C1,…,Cnを監視する機能を備えていればよく、シャント回路SA,…,SZを備えているかどうかは特に限定されるものではない。
As described above, the present invention includes various embodiments not described herein. For example, the storage
本発明に係る蓄電素子監視回路、充電システム、及び集積回路は、PC、自動車、産業機器、バイク、バス、電車など、蓄電素子を監視することが必要な様々な装置に利用することができる。また、蓄電素子としては、リチウムイオン電池セル、電気2重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル、SCiBセルなどを使用することが可能である。 The storage element monitoring circuit, the charging system, and the integrated circuit according to the present invention can be used for various devices that need to monitor the storage element, such as PCs, automobiles, industrial equipment, motorcycles, buses, and trains. Moreover, as an electrical storage element, a lithium ion battery cell, an electric double layer capacitor cell, a lithium ion capacitor cell, an SCiB cell, etc. can be used.
10 充電部
20 蓄電素子監視回路
21A,…,21 Z セル電圧検出回路
23A,…,23Z トランジスタ
24A,…,24Z オン/オフ検出回路
24A1,…,24Z1 シュミットトリガ回路
25 チェック回路(AND回路,OR回路)
30 制御回路(マイコン)
C1,…,Cn 蓄電素子
SA,…,SZ シャント回路
VA,…,VZ セル電圧
Vref 基準電圧
L1,L2,L3 集積回路
10 charging
30 Control circuit (microcomputer)
C 1 , ..., C n storage elements S A , ..., S Z shunt circuit V A , ..., V Z cell voltage V ref reference voltages L1, L2, L3 integrated circuit
Claims (19)
前記複数のシャント回路それぞれのオン/オフを検出する複数のオン/オフ検出回路と、
前記複数のオン/オフ検出回路の出力信号に基づいて前記複数の蓄電素子に供給されるセル電圧が所定の電圧値を超えたことおよび前記複数のシャント回路が有するトランジスタが正常に動作していることをチェックし、チェック結果を出力するチェック回路と
を備えることを特徴とする蓄電素子監視回路。 A plurality of shunt circuits having transistors connected in parallel to the plurality of power storage elements;
A plurality of on / off detection circuits for detecting on / off of each of the plurality of shunt circuits;
Based on output signals of the plurality of on / off detection circuits, cell voltages supplied to the plurality of power storage elements have exceeded a predetermined voltage value, and transistors included in the plurality of shunt circuits are operating normally. And a check circuit that outputs a check result.
前記複数の蓄電素子に供給されるセル電圧の全てが前記基準電圧を超えるように、前記複数の蓄電素子が充電されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電素子監視回路。 The shunt circuit includes the transistor and a cell voltage detection circuit that turns on the transistor when a cell voltage supplied to the storage element exceeds a reference voltage,
The power storage device according to claim 1, wherein the plurality of power storage devices are charged such that all cell voltages supplied to the plurality of power storage devices exceed the reference voltage. Element monitoring circuit.
前記充電部に直列接続される複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子それぞれを監視するとともに、その監視機能が正常に動作しているかどうかをチェックする蓄電素子監視回路と、
前記蓄電素子監視回路の出力信号をモニタする制御回路と
を備え、
前記蓄電素子監視回路は、
前記複数の蓄電素子それぞれに並列接続されるトランジスタを有する複数のシャント回路と、
前記複数のシャント回路それぞれのオン/オフを検出する複数のオン/オフ検出回路と、
前記複数のオン/オフ検出回路の出力信号に基づいて前記複数の蓄電素子に供給されるセル電圧が所定の電圧値を超えたことおよび前記複数のシャント回路が有するトランジスタが正常に動作していることをチェックし、チェック結果を出力するチェック回路と
を備えることを特徴とする充電システム。 A charging unit for generating a charging current;
A plurality of power storage elements connected in series to the charging unit;
A storage element monitoring circuit that monitors each of the plurality of storage elements and checks whether the monitoring function is operating normally;
A control circuit for monitoring the output signal of the storage element monitoring circuit,
The storage element monitoring circuit includes:
A plurality of shunt circuits having transistors connected in parallel to each of the plurality of power storage elements;
A plurality of on / off detection circuits for detecting on / off of each of the plurality of shunt circuits;
Based on output signals of the plurality of on / off detection circuits, cell voltages supplied to the plurality of power storage elements have exceeded a predetermined voltage value, and transistors included in the plurality of shunt circuits are operating normally. And a check circuit for checking the result and outputting a check result.
前記複数の蓄電素子に供給されるセル電圧の全てが前記基準電圧を超えるように、前記複数の蓄電素子が前記充電部により充電されることを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載の充電システム。 The shunt circuit includes the transistor and a cell voltage detection circuit that turns on the transistor when a cell voltage supplied to the storage element exceeds a reference voltage,
The plurality of power storage elements are charged by the charging unit so that all of the cell voltages supplied to the plurality of power storage elements exceed the reference voltage. The charging system described in.
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