JP2003303626A - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
組電池の異常検出装置Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アイソレータを用いずに組電池を構成するセル
の異常を検出する。 【解決手段】充放電可能なｎ個（ｎは３以上の自然数）
のセルを直列に接続して構成される組電池の異常を検出
する組電池の異常検出装置において、ｎ個のセルごとに
設けられて、対応するセルの異常を検出する異常検出手
段と、最上位のセルに対応する第１の異常検出手段から
の出力と、最上位より１つ下位のセルに対応する第２の
異常検出手段からの出力との論理和を演算する第１の論
理和演算手段と、第（ｋ−１）の論理和演算手段からの
出力と、最上位よりｋだけ下位のセルに対応する第（ｋ
＋１）の異常検出手段からの出力との論理和を演算する
第ｋ｛ｋは２以上（ｎ−１）以下の全ての自然数｝の論
理和演算手段とを備える。
の異常を検出する。 【解決手段】充放電可能なｎ個（ｎは３以上の自然数）
のセルを直列に接続して構成される組電池の異常を検出
する組電池の異常検出装置において、ｎ個のセルごとに
設けられて、対応するセルの異常を検出する異常検出手
段と、最上位のセルに対応する第１の異常検出手段から
の出力と、最上位より１つ下位のセルに対応する第２の
異常検出手段からの出力との論理和を演算する第１の論
理和演算手段と、第（ｋ−１）の論理和演算手段からの
出力と、最上位よりｋだけ下位のセルに対応する第（ｋ
＋１）の異常検出手段からの出力との論理和を演算する
第ｋ｛ｋは２以上（ｎ−１）以下の全ての自然数｝の論
理和演算手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単位セルを
直列に接続して構成される組電池の異常を検出する組電
池の異常検出装置に関する。
直列に接続して構成される組電池の異常を検出する組電
池の異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車やハイブリッド電気自動車に
おいては、走行駆動源の一つとして、複数個の充電可能
な二次電池（単位セル）を直列に接続して構成される組
電池が用いられる。電気自動車に使用される組電池の電
圧は、一般的に３００Ｖ以上にも達するため、例えば単
位セルとして正負極端子間電圧が3.5Ｖのリチウムイオ
ン二次電池を用いる場合には、９０個前後の単位セルが
直列に接続されることになる。このような組電池におい
ては、個々のセルの状態を把握しながら充放電制御を行
うのが一般的であり、セルの正負極端子間電圧に異常が
あるか否かを検出する異常検出回路を各セルごとに設け
て、セルに異常を検出した時には充放電制御側に異常検
出信号を送出している。従来の組電池の異常を検出する
装置としては、特開２００１−２５１７３号公報に開示
されている組電池の異常判定装置がある。
おいては、走行駆動源の一つとして、複数個の充電可能
な二次電池（単位セル）を直列に接続して構成される組
電池が用いられる。電気自動車に使用される組電池の電
圧は、一般的に３００Ｖ以上にも達するため、例えば単
位セルとして正負極端子間電圧が3.5Ｖのリチウムイオ
ン二次電池を用いる場合には、９０個前後の単位セルが
直列に接続されることになる。このような組電池におい
ては、個々のセルの状態を把握しながら充放電制御を行
うのが一般的であり、セルの正負極端子間電圧に異常が
あるか否かを検出する異常検出回路を各セルごとに設け
て、セルに異常を検出した時には充放電制御側に異常検
出信号を送出している。従来の組電池の異常を検出する
装置としては、特開２００１−２５１７３号公報に開示
されている組電池の異常判定装置がある。
【０００３】図７は、従来の組電池の異常を検出する装
置の一例を示すブロック図である。組電池１は、充電可
能な複数のセルＣ１〜Ｃｎを直列に接続して構成されて
いる。異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎは、各セルＣ１〜Ｃｎご
とに設けられ、対応するセルの正負極端子間電圧が第１
の所定電圧より上昇して過充電状態になったことを検出
し、また、正負極端子間電圧が第２の所定電圧より下降
して過放電状態になったことを検出する。異常検出回路
Ｓ１〜Ｓｎにて、対応するセルＣ１〜Ｃｎの異常が検出
された時は、異常検出信号が出力される。
置の一例を示すブロック図である。組電池１は、充電可
能な複数のセルＣ１〜Ｃｎを直列に接続して構成されて
いる。異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎは、各セルＣ１〜Ｃｎご
とに設けられ、対応するセルの正負極端子間電圧が第１
の所定電圧より上昇して過充電状態になったことを検出
し、また、正負極端子間電圧が第２の所定電圧より下降
して過放電状態になったことを検出する。異常検出回路
Ｓ１〜Ｓｎにて、対応するセルＣ１〜Ｃｎの異常が検出
された時は、異常検出信号が出力される。
【０００４】各異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎとそれぞれ接続
されているアイソレータＴ１〜Ｔｎは、対応する異常検
出回路Ｓ１〜Ｓｎから出力される異常検出信号を電気的
に絶縁する。電気自動車用の組電池では、上述したよう
に、最上位の異常検出回路Ｓ１の出力電圧レベルと、最
下位の異常検出回路Ｓｎの出力電圧レベルとの電圧差は
３００Ｖ以上にもなるため、全ての異常検出回路Ｓ１〜
Ｓｎの出力電圧レベルを一緒に取り扱うことはできな
い。従って、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの出力側にアイソ
レータＴ１〜Ｔｎを設けて、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎか
ら出力される異常検出信号を電気的に絶縁している。
されているアイソレータＴ１〜Ｔｎは、対応する異常検
出回路Ｓ１〜Ｓｎから出力される異常検出信号を電気的
に絶縁する。電気自動車用の組電池では、上述したよう
に、最上位の異常検出回路Ｓ１の出力電圧レベルと、最
下位の異常検出回路Ｓｎの出力電圧レベルとの電圧差は
３００Ｖ以上にもなるため、全ての異常検出回路Ｓ１〜
Ｓｎの出力電圧レベルを一緒に取り扱うことはできな
い。従って、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの出力側にアイソ
レータＴ１〜Ｔｎを設けて、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎか
ら出力される異常検出信号を電気的に絶縁している。
【０００５】各アイソレータＴ１〜Ｔｎは、オア回路Ｕ
０と接続されている。オア回路Ｕ０は、アイソレータＴ
１〜Ｔｎにて電気的に絶縁された異常検出信号の論理和
を演算し、演算結果を充放電制御側に出力する。少なく
とも１つの異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎにてセルの異常が検
出された場合は、オア回路Ｕ０からセルに異常が発生し
ている旨の信号が出力される。
０と接続されている。オア回路Ｕ０は、アイソレータＴ
１〜Ｔｎにて電気的に絶縁された異常検出信号の論理和
を演算し、演算結果を充放電制御側に出力する。少なく
とも１つの異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎにてセルの異常が検
出された場合は、オア回路Ｕ０からセルに異常が発生し
ている旨の信号が出力される。
【０００６】図７に示した従来の組電池の異常検出装置
に対して、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎおよびオア回路の一
部をＩＣ化した時のブロック図の一例を図８に示す。図
７に示すブロック図と同一の構成要素については、同一
の符号を付して動作説明は省略する。
に対して、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎおよびオア回路の一
部をＩＣ化した時のブロック図の一例を図８に示す。図
７に示すブロック図と同一の構成要素については、同一
の符号を付して動作説明は省略する。
【０００７】図８に示すブロック図では、３個の異常検
出回路に対して１つのオア回路が設けられている。例え
ば、異常検出回路Ｓ１〜Ｓ３から出力される異常検出信
号の論理和がオア回路Ｕ１にて演算されて、演算結果が
アイソレータＴ１に出力される。すなわち、ＩＣ（１）
〜ＩＣ（Ｎ）は、３個の異常検出回路と１つのオア回路
とを備え、２０〜３０Ｖ程度の耐圧を持つ汎用的なバイ
ポーラプロセスを用いることにより、３個のセルの異常
検出部分をＩＣ化している。
出回路に対して１つのオア回路が設けられている。例え
ば、異常検出回路Ｓ１〜Ｓ３から出力される異常検出信
号の論理和がオア回路Ｕ１にて演算されて、演算結果が
アイソレータＴ１に出力される。すなわち、ＩＣ（１）
〜ＩＣ（Ｎ）は、３個の異常検出回路と１つのオア回路
とを備え、２０〜３０Ｖ程度の耐圧を持つ汎用的なバイ
ポーラプロセスを用いることにより、３個のセルの異常
検出部分をＩＣ化している。
【０００８】ＩＣ（１）〜ＩＣ（Ｎ）内のオア回路Ｕ１
〜ＵＮにて論理和演算が行われた結果（異常検出信号）
は、対応するアイソレータＴ１〜ＴＮを介してオア回路
Ｕ０に入力される。すなわち、３個の異常検出回路から
出力される異常検出信号の論理和を演算するオア回路Ｕ
１〜ＵＮを各ＩＣ（１）〜ＩＣ（Ｎ）に設けることによ
り、図７に示す組電池の異常検出装置に比べて、アイソ
レータＴ１〜Ｔｎの数を３分の１に減らすことができ
る。
〜ＵＮにて論理和演算が行われた結果（異常検出信号）
は、対応するアイソレータＴ１〜ＴＮを介してオア回路
Ｕ０に入力される。すなわち、３個の異常検出回路から
出力される異常検出信号の論理和を演算するオア回路Ｕ
１〜ＵＮを各ＩＣ（１）〜ＩＣ（Ｎ）に設けることによ
り、図７に示す組電池の異常検出装置に比べて、アイソ
レータＴ１〜Ｔｎの数を３分の１に減らすことができ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
組電池の異常検出装置では、組電池を構成するセルの数
と同等もしくは、異常検出部分のＩＣ化を行った場合で
もＩＣの数と同程度の数（図８では、セル数の３分の
１）のアイソレータが必要となる。現状では、アイソレ
ータが非常に高価なものであるために、結果的に組電池
の異常検出装置のコストが高くなるという問題があっ
た。
組電池の異常検出装置では、組電池を構成するセルの数
と同等もしくは、異常検出部分のＩＣ化を行った場合で
もＩＣの数と同程度の数（図８では、セル数の３分の
１）のアイソレータが必要となる。現状では、アイソレ
ータが非常に高価なものであるために、結果的に組電池
の異常検出装置のコストが高くなるという問題があっ
た。
【００１０】本発明の目的は、アイソレータを用いずに
組電池を構成するセルの異常を検出する組電池の異常検
出装置を提供することにある。
組電池を構成するセルの異常を検出する組電池の異常検
出装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
を参照して本発明を説明する。 （１）請求項１の発明は、充放電可能なｎ個（ｎは３以
上の自然数）のセルを直列に接続して構成される組電池
の異常を検出する組電池の異常検出装置において、ｎ個
のセルごとに設けられて、対応するセルの異常を検出す
る異常検出手段と、最上位のセルに対応する第１の異常
検出手段からの出力と、最上位より１つ下位のセルに対
応する第２の異常検出手段からの出力との論理和を演算
する第１の論理和演算手段と、第（ｋ−１）の論理和演
算手段からの出力と、最上位よりｋだけ下位のセルに対
応する第ｋの異常検出手段からの出力との論理和を演算
する第ｋ｛ｋは２以上（ｎ−１）以下の全ての自然数｝
の論理和演算手段とを備えることにより、上記目的を達
成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１の組電池の異常検出
装置において、第ｍ｛ｍは２以上（ｎ−２）以下の自然
数｝の論理和演算手段に入力される信号の電圧は、最上
位よりｍだけ下位のセルの負極端子電圧を基準とし、第
ｍの論理和演算手段は、最上位より（ｍ＋１）だけ下位
のセルの負極端子電圧を基準とする電圧レベルの信号を
出力することを特徴とする。 （３）請求項３の発明は、請求項２の組電池の異常検出
装置において、第１の異常検出手段は、出力信号の電圧
レベルを最上位のセルより１つ下位のセルの負極端子電
圧を基準とする電圧レベルに変換する電圧レベル変換機
能を備えることを特徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項２の組電池の異常検出
装置において、第１の異常検出手段と第１の論理和演算
手段との間に設けられ、第１の異常検出手段からの出力
信号の電圧レベルを最上位のセルより１つ下位のセルの
負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換して、第１
の異常検出手段からの出力信号を第１の論理和演算手段
に出力する電圧レベル変換手段をさらに備えることを特
徴とする。 （５）請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの組
電池の異常検出装置において、第（ｎ−１）の論理和演
算手段からの出力を組電池の最終的な異常検出信号とす
ることを特徴とする。 （６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの組
電池の異常検出装置において、異常検出手段は、対応す
るセルの正負極端子間電圧が第１の所定電圧以上である
状態または第２の所定電圧以下である状態を検出するこ
とにより、対応するセルが異常であると判断することを
特徴とする。 （７）請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの組
電池の異常検出装置において、（ｎ−１）個の異常検出
手段および論理和演算手段の少なくとも一部をＩＣ化す
ることを特徴とする。
を参照して本発明を説明する。 （１）請求項１の発明は、充放電可能なｎ個（ｎは３以
上の自然数）のセルを直列に接続して構成される組電池
の異常を検出する組電池の異常検出装置において、ｎ個
のセルごとに設けられて、対応するセルの異常を検出す
る異常検出手段と、最上位のセルに対応する第１の異常
検出手段からの出力と、最上位より１つ下位のセルに対
応する第２の異常検出手段からの出力との論理和を演算
する第１の論理和演算手段と、第（ｋ−１）の論理和演
算手段からの出力と、最上位よりｋだけ下位のセルに対
応する第ｋの異常検出手段からの出力との論理和を演算
する第ｋ｛ｋは２以上（ｎ−１）以下の全ての自然数｝
の論理和演算手段とを備えることにより、上記目的を達
成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１の組電池の異常検出
装置において、第ｍ｛ｍは２以上（ｎ−２）以下の自然
数｝の論理和演算手段に入力される信号の電圧は、最上
位よりｍだけ下位のセルの負極端子電圧を基準とし、第
ｍの論理和演算手段は、最上位より（ｍ＋１）だけ下位
のセルの負極端子電圧を基準とする電圧レベルの信号を
出力することを特徴とする。 （３）請求項３の発明は、請求項２の組電池の異常検出
装置において、第１の異常検出手段は、出力信号の電圧
レベルを最上位のセルより１つ下位のセルの負極端子電
圧を基準とする電圧レベルに変換する電圧レベル変換機
能を備えることを特徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項２の組電池の異常検出
装置において、第１の異常検出手段と第１の論理和演算
手段との間に設けられ、第１の異常検出手段からの出力
信号の電圧レベルを最上位のセルより１つ下位のセルの
負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換して、第１
の異常検出手段からの出力信号を第１の論理和演算手段
に出力する電圧レベル変換手段をさらに備えることを特
徴とする。 （５）請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの組
電池の異常検出装置において、第（ｎ−１）の論理和演
算手段からの出力を組電池の最終的な異常検出信号とす
ることを特徴とする。 （６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの組
電池の異常検出装置において、異常検出手段は、対応す
るセルの正負極端子間電圧が第１の所定電圧以上である
状態または第２の所定電圧以下である状態を検出するこ
とにより、対応するセルが異常であると判断することを
特徴とする。 （７）請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの組
電池の異常検出装置において、（ｎ−１）個の異常検出
手段および論理和演算手段の少なくとも一部をＩＣ化す
ることを特徴とする。
【００１２】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図１と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態
に限定されるものではない。
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図１と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態
に限定されるものではない。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
る。 （１）請求項１〜７の発明によれば、充放電可能なｎ個
（ｎは３以上の自然数）のセルを直列に接続して構成さ
れる組電池の異常を検出する組電池の異常検出装置にお
いて、ｎ個のセルごとに設けられて、対応するセルの異
常を検出する異常検出手段と、最上位のセルに対応する
第１の異常検出手段からの出力と、最上位より１つ下位
のセルに対応する第２の異常検出手段からの出力との論
理和を演算する第１の論理和演算手段と、第（ｋ−１）
｛ｋは２以上（ｎ−１）以下の自然数｝の論理和演算手
段からの出力と、最上位よりｋだけ下位のセルに対応す
る第ｋの異常検出手段からの出力との論理和を演算する
第ｋの論理和演算手段とを備えることにより、アイソレ
ータを用いることなく、組電池の異常を検出することが
できる。 （２）請求項２の発明によれば、第ｍ｛ｍは２以上（ｎ
−２）以下の自然数｝の論理和演算手段に入力される信
号の電圧は、最上位よりｍだけ下位のセルの負極端子電
圧を基準とし、第ｍの論理和演算手段は、最上位より
（ｍ＋１）だけ下位のセルの負極端子電圧を基準とする
電圧レベルの信号を出力するので、電圧レベルを統一し
て入力信号、出力信号を扱うことができる。 （３）請求項３の発明によれば、第１の異常検出手段
は、出力信号の電圧レベルを最上位のセルより１つ下位
のセルの負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換す
る電圧レベル変換機能を備えるので、第１の異常検出手
段からの出力の電圧レベルと第１の論理和演算手段に入
力される信号の電圧レベルが相違するのを防ぐことがで
きる。 （４）請求項４の発明によれば、第１の異常検出手段と
第１の論理和演算手段との間に電圧レベル変換手段を設
けるので、第１の異常検出手段からの出力の電圧レベル
と第１の論理和演算手段に入力される信号の電圧レベル
が相違するのを防ぐことができる。 （５）請求項６の発明によれば、セルの正負極端子間電
圧が第１の所定電圧以上である状態または第２の所定電
圧以下である状態を検出することにより、確実にセルの
異常を検出することができる。
る。 （１）請求項１〜７の発明によれば、充放電可能なｎ個
（ｎは３以上の自然数）のセルを直列に接続して構成さ
れる組電池の異常を検出する組電池の異常検出装置にお
いて、ｎ個のセルごとに設けられて、対応するセルの異
常を検出する異常検出手段と、最上位のセルに対応する
第１の異常検出手段からの出力と、最上位より１つ下位
のセルに対応する第２の異常検出手段からの出力との論
理和を演算する第１の論理和演算手段と、第（ｋ−１）
｛ｋは２以上（ｎ−１）以下の自然数｝の論理和演算手
段からの出力と、最上位よりｋだけ下位のセルに対応す
る第ｋの異常検出手段からの出力との論理和を演算する
第ｋの論理和演算手段とを備えることにより、アイソレ
ータを用いることなく、組電池の異常を検出することが
できる。 （２）請求項２の発明によれば、第ｍ｛ｍは２以上（ｎ
−２）以下の自然数｝の論理和演算手段に入力される信
号の電圧は、最上位よりｍだけ下位のセルの負極端子電
圧を基準とし、第ｍの論理和演算手段は、最上位より
（ｍ＋１）だけ下位のセルの負極端子電圧を基準とする
電圧レベルの信号を出力するので、電圧レベルを統一し
て入力信号、出力信号を扱うことができる。 （３）請求項３の発明によれば、第１の異常検出手段
は、出力信号の電圧レベルを最上位のセルより１つ下位
のセルの負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換す
る電圧レベル変換機能を備えるので、第１の異常検出手
段からの出力の電圧レベルと第１の論理和演算手段に入
力される信号の電圧レベルが相違するのを防ぐことがで
きる。 （４）請求項４の発明によれば、第１の異常検出手段と
第１の論理和演算手段との間に電圧レベル変換手段を設
けるので、第１の異常検出手段からの出力の電圧レベル
と第１の論理和演算手段に入力される信号の電圧レベル
が相違するのを防ぐことができる。 （５）請求項６の発明によれば、セルの正負極端子間電
圧が第１の所定電圧以上である状態または第２の所定電
圧以下である状態を検出することにより、確実にセルの
異常を検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】−第１の実施の形態−
図１は、本発明による組電池の異常検出装置の第１の実
施の形態の構成を示す図である。組電池１は、充放電可
能な複数のセルＣ１〜Ｃｎを直列に接続して構成されて
いる。各セルＣ１〜Ｃｎごとに設けられている異常検出
回路Ｓ１〜Ｓｎは、対応するセルの正負極端子間電圧が
第１の所定電圧より上昇して過充電状態になったことを
検出し、または、正負極端子間電圧が第２の所定電圧よ
り下降して過放電状態になったことを検出する。異常検
出回路Ｓ１〜Ｓｎにて、対応するセルＣ１〜Ｃｎが過充
電状態または過放電状態となる異常が検出された時は、
異常検出信号が出力される。
施の形態の構成を示す図である。組電池１は、充放電可
能な複数のセルＣ１〜Ｃｎを直列に接続して構成されて
いる。各セルＣ１〜Ｃｎごとに設けられている異常検出
回路Ｓ１〜Ｓｎは、対応するセルの正負極端子間電圧が
第１の所定電圧より上昇して過充電状態になったことを
検出し、または、正負極端子間電圧が第２の所定電圧よ
り下降して過放電状態になったことを検出する。異常検
出回路Ｓ１〜Ｓｎにて、対応するセルＣ１〜Ｃｎが過充
電状態または過放電状態となる異常が検出された時は、
異常検出信号が出力される。
【００１５】オア回路Ｕ２〜Ｕｎは、２つの入力信号の
論理和を演算し、演算結果を出力する回路であり、セル
Ｃ１〜Ｃｎの数よりも１個少ないｎ−１個設けられてい
る。本明細書では、組電池１の高電位側を上位、低電位
側を下位と呼ぶことにして、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎお
よびオア回路Ｕ２〜Ｕｎの関係を説明する。オア回路Ｕ
２には、最上位の異常検出回路Ｓ１の出力信号と、異常
検出回路Ｓ１に対して１つ下位の異常検出回路Ｓ２の出
力信号とが入力される。オア回路Ｕ２の出力信号は、１
つ下位のオア回路Ｕ３に入力される。
論理和を演算し、演算結果を出力する回路であり、セル
Ｃ１〜Ｃｎの数よりも１個少ないｎ−１個設けられてい
る。本明細書では、組電池１の高電位側を上位、低電位
側を下位と呼ぶことにして、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎお
よびオア回路Ｕ２〜Ｕｎの関係を説明する。オア回路Ｕ
２には、最上位の異常検出回路Ｓ１の出力信号と、異常
検出回路Ｓ１に対して１つ下位の異常検出回路Ｓ２の出
力信号とが入力される。オア回路Ｕ２の出力信号は、１
つ下位のオア回路Ｕ３に入力される。
【００１６】オア回路Ｕ３には、１つ上位のオア回路Ｕ
２の出力信号と、異常検出回路Ｓ３の出力信号とが入力
されて、出力信号が１つ下位のオア回路Ｕ４に出力され
る。オア回路Ｕ４以下のオア回路Ｕ４〜Ｕｎ−１につい
ても同様に、１つ上位のオア回路の出力信号と、同位の
異常検出回路の出力信号とが入力されて、論理演算結果
である出力信号が１つ下位のオア回路に出力される。こ
こでの「同位の異常検出回路」とは、オア回路Ｕｋ（ｋ
は２以上ｎ以下の整数）に対する異常検出回路Ｓｋのこ
とである。
２の出力信号と、異常検出回路Ｓ３の出力信号とが入力
されて、出力信号が１つ下位のオア回路Ｕ４に出力され
る。オア回路Ｕ４以下のオア回路Ｕ４〜Ｕｎ−１につい
ても同様に、１つ上位のオア回路の出力信号と、同位の
異常検出回路の出力信号とが入力されて、論理演算結果
である出力信号が１つ下位のオア回路に出力される。こ
こでの「同位の異常検出回路」とは、オア回路Ｕｋ（ｋ
は２以上ｎ以下の整数）に対する異常検出回路Ｓｋのこ
とである。
【００１７】最下位のオア回路Ｕｎには、１つ上位のオ
ア回路Ｕｎ−１の出力信号と、同位の異常検出回路Ｓｎ
の出力信号とが入力される。各オア回路Ｕ２〜Ｕｎは、
入力される信号の論理和を演算するので、いずれか１つ
の異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎが異常検出信号を出力する
と、オア回路Ｕｎは、組電池１が異常である旨の信号を
充放電制御側に出力する。
ア回路Ｕｎ−１の出力信号と、同位の異常検出回路Ｓｎ
の出力信号とが入力される。各オア回路Ｕ２〜Ｕｎは、
入力される信号の論理和を演算するので、いずれか１つ
の異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎが異常検出信号を出力する
と、オア回路Ｕｎは、組電池１が異常である旨の信号を
充放電制御側に出力する。
【００１８】図２は、本実施の形態における組電池の異
常検出装置を構成するオア回路の詳細な構成を示す図で
あり、オア回路Ｕ２〜Ｕｎのうち、オア回路Ｕｎ−１お
よびＵｎの構成を示している。オア回路Ｕｎ−１は、抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、ＰＮＰトランジスタＱ１
と、ＮＰＮトランジスタＱ２とを備える。同様に、オア
回路Ｕｎは、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４と、
ＰＮＰトランジスタＱ１１と、ＮＰＮトランジスタＱ１
２とを備える。
常検出装置を構成するオア回路の詳細な構成を示す図で
あり、オア回路Ｕ２〜Ｕｎのうち、オア回路Ｕｎ−１お
よびＵｎの構成を示している。オア回路Ｕｎ−１は、抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、ＰＮＰトランジスタＱ１
と、ＮＰＮトランジスタＱ２とを備える。同様に、オア
回路Ｕｎは、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４と、
ＰＮＰトランジスタＱ１１と、ＮＰＮトランジスタＱ１
２とを備える。
【００１９】抵抗Ｒ１の一方の端子は、異常検出回路Ｓ
ｎ−１と接続されており、オア回路Ｕｎ−１の入力端子
となっている。抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２の一端およ
びＰＮＰトランジスタＱ１のベース端子と接続されてい
る。ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタ端子は、抵抗Ｒ
２の他端と共にセルＣｎ−１の正極端子と接続されてお
り、コレクタ端子は、直列に接続されている抵抗Ｒ３と
抵抗Ｒ４とを介してセルＣｎの負極端子と接続されてい
る。
ｎ−１と接続されており、オア回路Ｕｎ−１の入力端子
となっている。抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２の一端およ
びＰＮＰトランジスタＱ１のベース端子と接続されてい
る。ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタ端子は、抵抗Ｒ
２の他端と共にセルＣｎ−１の正極端子と接続されてお
り、コレクタ端子は、直列に接続されている抵抗Ｒ３と
抵抗Ｒ４とを介してセルＣｎの負極端子と接続されてい
る。
【００２０】ＮＰＮトランジスタＱ２のベース端子は、
抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続部分に接続されている。ま
た、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタ端子は、セルＣ
ｎの負極端子と接続されており、コレクタ端子は、オア
回路Ｕｎ−１の出力端子となっている。なお、オア回路
Ｕｎ−１の入力端子、すなわち、抵抗Ｒ１の一方の端子
には、オア回路Ｕｎ−２の出力端子および異常検出回路
Ｓｎ−１の出力端子の両端子がワイヤードオアで接続さ
れている。
抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続部分に接続されている。ま
た、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタ端子は、セルＣ
ｎの負極端子と接続されており、コレクタ端子は、オア
回路Ｕｎ−１の出力端子となっている。なお、オア回路
Ｕｎ−１の入力端子、すなわち、抵抗Ｒ１の一方の端子
には、オア回路Ｕｎ−２の出力端子および異常検出回路
Ｓｎ−１の出力端子の両端子がワイヤードオアで接続さ
れている。
【００２１】オア回路Ｕｎにおいても同様に、抵抗Ｒ１
１の一方の端子は、オア回路Ｕｎの入力端子となってお
り、抵抗Ｒ１１の他端は、抵抗Ｒ１２の一端およびＰＮ
ＰトランジスタＱ１１のベース端子と接続されている。
ＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ端子は、抵抗Ｒ１
２の他端と共にセルＣｎの正極端子と接続されており、
コレクタ端子は、直列に接続されている抵抗Ｒ１３と抵
抗Ｒ１４とを介してセルＣｎの負極端子と接続されてい
る。
１の一方の端子は、オア回路Ｕｎの入力端子となってお
り、抵抗Ｒ１１の他端は、抵抗Ｒ１２の一端およびＰＮ
ＰトランジスタＱ１１のベース端子と接続されている。
ＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ端子は、抵抗Ｒ１
２の他端と共にセルＣｎの正極端子と接続されており、
コレクタ端子は、直列に接続されている抵抗Ｒ１３と抵
抗Ｒ１４とを介してセルＣｎの負極端子と接続されてい
る。
【００２２】ＮＰＮトランジスタＱ１２のベース端子
は、抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４の接続部分に接続されてい
る。また、ＮＰＮトランジスタＱ１２のエミッタ端子
は、セルＣｎの負極端子と接続されており、コレクタ端
子は、オア回路Ｕｎの出力端子となっている。なお、オ
ア回路Ｕｎの入力端子、すなわち、抵抗Ｒ１１の一方の
端子には、オア回路Ｕｎ−１の出力端子、すなわち、Ｎ
ＰＮトランジスタＱ２のコレクタ端子および異常検出回
路Ｓｎの出力端子の両端子がワイヤードオアで接続され
ている。
は、抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４の接続部分に接続されてい
る。また、ＮＰＮトランジスタＱ１２のエミッタ端子
は、セルＣｎの負極端子と接続されており、コレクタ端
子は、オア回路Ｕｎの出力端子となっている。なお、オ
ア回路Ｕｎの入力端子、すなわち、抵抗Ｒ１１の一方の
端子には、オア回路Ｕｎ−１の出力端子、すなわち、Ｎ
ＰＮトランジスタＱ２のコレクタ端子および異常検出回
路Ｓｎの出力端子の両端子がワイヤードオアで接続され
ている。
【００２３】図３は、図２に示すオア回路の動作を説明
するための動作波形図である。以下では、単セルＣ１〜
Ｃｎとして正負極端子間電圧が3.5Ｖであるリチウムイ
オン二次電池を用いるとともに、異常検出回路Ｓ１〜Ｓ
ｎとしてオア回路Ｕ２〜Ｕｎと同様のＮＰＮトランジス
タによるオープンコレクタ出力形式を用いた場合につい
て説明する。最下位のセルＣｎの負極端子電圧を０Ｖと
すると、セルＣｎの正極端子電圧、すなわち、セルＣｎ
−１の負極端子電圧は3.5Ｖであり、セルＣｎ−１の正
極端子電圧は７Ｖとなる。
するための動作波形図である。以下では、単セルＣ１〜
Ｃｎとして正負極端子間電圧が3.5Ｖであるリチウムイ
オン二次電池を用いるとともに、異常検出回路Ｓ１〜Ｓ
ｎとしてオア回路Ｕ２〜Ｕｎと同様のＮＰＮトランジス
タによるオープンコレクタ出力形式を用いた場合につい
て説明する。最下位のセルＣｎの負極端子電圧を０Ｖと
すると、セルＣｎの正極端子電圧、すなわち、セルＣｎ
−１の負極端子電圧は3.5Ｖであり、セルＣｎ−１の正
極端子電圧は７Ｖとなる。
【００２４】オア回路Ｕｎ−１の動作について説明す
る。オア回路Ｕｎ−１に信号を出力する異常検出回路Ｓ
ｎ−１およびオア回路Ｕｎ−２からの出力信号がない場
合、すなわち、オア回路Ｕｎ−１の入力端子に接続され
ているＮＰＮトランジスタ（図２のＱａおよびＱｂ）が
共にオフの場合には、抵抗Ｒ１およびＲ２には電流が流
れない。従って、オア回路Ｕｎ−１の入力端子の電圧と
ＰＮＰトランジスタＱ１のベース端子の電圧は、セルＣ
ｎ−１の正極端子電圧と同電位である７Ｖとなる（図３
のＹ１）。すなわち、ＰＮＰトランジスタＱ１はオフ状
態である。
る。オア回路Ｕｎ−１に信号を出力する異常検出回路Ｓ
ｎ−１およびオア回路Ｕｎ−２からの出力信号がない場
合、すなわち、オア回路Ｕｎ−１の入力端子に接続され
ているＮＰＮトランジスタ（図２のＱａおよびＱｂ）が
共にオフの場合には、抵抗Ｒ１およびＲ２には電流が流
れない。従って、オア回路Ｕｎ−１の入力端子の電圧と
ＰＮＰトランジスタＱ１のベース端子の電圧は、セルＣ
ｎ−１の正極端子電圧と同電位である７Ｖとなる（図３
のＹ１）。すなわち、ＰＮＰトランジスタＱ１はオフ状
態である。
【００２５】ＰＮＰトランジスタＱ１がオフであること
から抵抗Ｒ３およびＲ４には電流が流れず、ＰＮＰトラ
ンジスタＱ１のコレクタ端子の電圧と、ＮＰＮトランジ
スタＱ２のベース端子の電圧は、セルＣｎの負極端子電
圧と同じ０Ｖとなる（図３のＹ３）。すなわち、ＮＰＮ
トランジスタＱ２もオフとなっており、オア回路Ｕｎ−
１からの出力信号も無い状態である。
から抵抗Ｒ３およびＲ４には電流が流れず、ＰＮＰトラ
ンジスタＱ１のコレクタ端子の電圧と、ＮＰＮトランジ
スタＱ２のベース端子の電圧は、セルＣｎの負極端子電
圧と同じ０Ｖとなる（図３のＹ３）。すなわち、ＮＰＮ
トランジスタＱ２もオフとなっており、オア回路Ｕｎ−
１からの出力信号も無い状態である。
【００２６】これに対して、異常検出回路Ｓｎ−１また
はオア回路Ｕｎ−２のいずれか一方または双方から出力
信号がある場合、すなわち、オア回路Ｕｎ−１の入力端
子に接続されているＮＰＮトランジスタ（図２のＱａお
よびＱｂ）のいずれか一方または双方がオンしている場
合には、オンしているＮＰＮトランジスタを介して、抵
抗Ｒ１およびＲ２に電流が流れる。この場合、オア回路
Ｕｎ−１の入力端子は、セルＣｎの正極端子（セルＣｎ
−１の負極端子）の電圧である3.5Ｖ近い電圧まで下降
するので（図３のＹ２）、ＰＮＰトランジスタＱ１のベ
ース端子電圧もＰＮＰトランジスタＱ１がオンするに足
る電圧まで下降する。
はオア回路Ｕｎ−２のいずれか一方または双方から出力
信号がある場合、すなわち、オア回路Ｕｎ−１の入力端
子に接続されているＮＰＮトランジスタ（図２のＱａお
よびＱｂ）のいずれか一方または双方がオンしている場
合には、オンしているＮＰＮトランジスタを介して、抵
抗Ｒ１およびＲ２に電流が流れる。この場合、オア回路
Ｕｎ−１の入力端子は、セルＣｎの正極端子（セルＣｎ
−１の負極端子）の電圧である3.5Ｖ近い電圧まで下降
するので（図３のＹ２）、ＰＮＰトランジスタＱ１のベ
ース端子電圧もＰＮＰトランジスタＱ１がオンするに足
る電圧まで下降する。
【００２７】この結果、ＰＮＰトランジスタＱ１はオン
して、抵抗Ｒ３およびＲ４に電流が流れるので、ＰＮＰ
トランジスタＱ１のコレクタ端子電圧は、セルＣｎ−１
の正極端子電圧である７Ｖ近い電圧まで上昇する（図３
のＹ４）。これに伴い、ＮＰＮトランジスタＱ２のベー
ス端子電圧もＮＰＮトランジスタＱ２がオンするに足る
電圧まで上昇するので、ＮＰＮトランジスタＱ２もオン
する。すなわち、オア回路Ｕｎ−１からオア回路Ｕｎに
出力される出力信号がある状態となる。
して、抵抗Ｒ３およびＲ４に電流が流れるので、ＰＮＰ
トランジスタＱ１のコレクタ端子電圧は、セルＣｎ−１
の正極端子電圧である７Ｖ近い電圧まで上昇する（図３
のＹ４）。これに伴い、ＮＰＮトランジスタＱ２のベー
ス端子電圧もＮＰＮトランジスタＱ２がオンするに足る
電圧まで上昇するので、ＮＰＮトランジスタＱ２もオン
する。すなわち、オア回路Ｕｎ−１からオア回路Ｕｎに
出力される出力信号がある状態となる。
【００２８】オア回路Ｕｎに信号を出力する異常検出回
路Ｓｎおよびオア回路Ｕｎ−１からの出力信号がない場
合、すなわち、オア回路Ｕｎの入力端子に接続されてい
るＮＰＮトランジスタ（図２のＱｃおよびＱ２）が共に
オフの場合には、抵抗Ｒ１１およびＲ１２には電流が流
れない。従って、オア回路Ｕｎの入力端子の電圧は、セ
ルＣｎの正極端子電圧と同電位である3.5Ｖとなる（図
３のＹ５）。この状態から、ＮＰＮトランジスタＱｃお
よびＱ２のいずれか一方または双方がオンすることによ
り、異常検出回路Ｓｎおよびオア回路Ｃｎ−１のいずれ
か一方または双方から出力信号が出力される状態に遷移
すると、抵抗Ｒ１１およびＲ１２に電流が流れて、オア
回路Ｃｎの入力端子の電圧はセルＣｎの負極端子電圧の
０Ｖに近い電圧まで下降する（図３のＹ６）。
路Ｓｎおよびオア回路Ｕｎ−１からの出力信号がない場
合、すなわち、オア回路Ｕｎの入力端子に接続されてい
るＮＰＮトランジスタ（図２のＱｃおよびＱ２）が共に
オフの場合には、抵抗Ｒ１１およびＲ１２には電流が流
れない。従って、オア回路Ｕｎの入力端子の電圧は、セ
ルＣｎの正極端子電圧と同電位である3.5Ｖとなる（図
３のＹ５）。この状態から、ＮＰＮトランジスタＱｃお
よびＱ２のいずれか一方または双方がオンすることによ
り、異常検出回路Ｓｎおよびオア回路Ｃｎ−１のいずれ
か一方または双方から出力信号が出力される状態に遷移
すると、抵抗Ｒ１１およびＲ１２に電流が流れて、オア
回路Ｃｎの入力端子の電圧はセルＣｎの負極端子電圧の
０Ｖに近い電圧まで下降する（図３のＹ６）。
【００２９】すなわち、オア回路Ｕｎ−１は、２つの入
力信号の論理和を演算して、演算結果を出力すると共
に、出力信号の電圧レベルを１つ下位のセルＣｎの負極
端子電圧を基準とする電圧レベルに変換して下位のオア
回路Ｃｎに出力することが可能となる。従って、従来の
組電池の異常検出装置のように、アイソレータを設ける
必要がない。上述した説明では、オア回路Ｕｎ−１につ
いて説明したが、他のオア回路Ｕ２〜Ｕｎ−２について
も同じである。すなわち、オア回路Ｕｋに入力される信
号の電圧は、セルＣｋの負極端子電圧が基準とされるの
で、オア回路Ｕｋから出力される信号の電圧レベルをセ
ルＣｋ＋１の負極端子電圧に変換することにより、入力
信号および出力信号の電圧レベルを統一することができ
る。
力信号の論理和を演算して、演算結果を出力すると共
に、出力信号の電圧レベルを１つ下位のセルＣｎの負極
端子電圧を基準とする電圧レベルに変換して下位のオア
回路Ｃｎに出力することが可能となる。従って、従来の
組電池の異常検出装置のように、アイソレータを設ける
必要がない。上述した説明では、オア回路Ｕｎ−１につ
いて説明したが、他のオア回路Ｕ２〜Ｕｎ−２について
も同じである。すなわち、オア回路Ｕｋに入力される信
号の電圧は、セルＣｋの負極端子電圧が基準とされるの
で、オア回路Ｕｋから出力される信号の電圧レベルをセ
ルＣｋ＋１の負極端子電圧に変換することにより、入力
信号および出力信号の電圧レベルを統一することができ
る。
【００３０】次に、オア回路Ｕｎの動作について説明す
る。異常検出回路Ｓｎおよびオア回路Ｕｎ−１からの出
力信号がない場合、すなわち、オア回路Ｕｎの入力端子
に接続されているＮＰＮトランジスタ（図２のＱｃおよ
びＱ２）が共にオフの場合には、抵抗Ｒ１１およびＲ１
２には電流が流れない。従って、オア回路Ｕｎの入力端
子の電圧およびＰＮＰトランジスタＱ１１のベース端子
電圧は、セルＣｎの正極端子電圧と同電位である3.5Ｖ
となる（図３のＹ５）。すなわち、ＰＮＰトランジスタ
Ｑ１１はオフ状態である。
る。異常検出回路Ｓｎおよびオア回路Ｕｎ−１からの出
力信号がない場合、すなわち、オア回路Ｕｎの入力端子
に接続されているＮＰＮトランジスタ（図２のＱｃおよ
びＱ２）が共にオフの場合には、抵抗Ｒ１１およびＲ１
２には電流が流れない。従って、オア回路Ｕｎの入力端
子の電圧およびＰＮＰトランジスタＱ１１のベース端子
電圧は、セルＣｎの正極端子電圧と同電位である3.5Ｖ
となる（図３のＹ５）。すなわち、ＰＮＰトランジスタ
Ｑ１１はオフ状態である。
【００３１】ＰＮＰトランジスタＱ１１がオフであるこ
とから抵抗Ｒ１３およびＲ１４には電流が流れず、ＰＮ
ＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子の電圧と、ＮＰＮ
トランジスタＱ１２のベース端子の電圧は、セルＣｎの
負極端子電圧と同じ０Ｖとなる（図３のＹ７）。すなわ
ち、ＮＰＮトランジスタＱ１２もオフとなっており、オ
ア回路Ｕｎからの出力信号は無い状態である。
とから抵抗Ｒ１３およびＲ１４には電流が流れず、ＰＮ
ＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子の電圧と、ＮＰＮ
トランジスタＱ１２のベース端子の電圧は、セルＣｎの
負極端子電圧と同じ０Ｖとなる（図３のＹ７）。すなわ
ち、ＮＰＮトランジスタＱ１２もオフとなっており、オ
ア回路Ｕｎからの出力信号は無い状態である。
【００３２】これに対して、異常検出回路Ｓｎまたはオ
ア回路Ｕｎ−１のいずれか一方または双方から出力信号
がある場合、すなわち、オア回路Ｕｎの入力端子に接続
されているＮＰＮトランジスタ（図２のＱｃおよびＱ
２）のいずれか一方または双方がオンしている場合に
は、オンしているＮＰＮトランジスタを介して、抵抗Ｒ
１１およびＲ１２に電流が流れる。この場合、オア回路
Ｕｎの入力端子は、セルＣｎの負極端子電圧である０Ｖ
近い電圧まで下降するので（図３のＹ６）、ＰＮＰトラ
ンジスタＱ１１のベース端子電圧もＰＮＰトランジスタ
Ｑ１１がオンするに足る電圧まで下降する。
ア回路Ｕｎ−１のいずれか一方または双方から出力信号
がある場合、すなわち、オア回路Ｕｎの入力端子に接続
されているＮＰＮトランジスタ（図２のＱｃおよびＱ
２）のいずれか一方または双方がオンしている場合に
は、オンしているＮＰＮトランジスタを介して、抵抗Ｒ
１１およびＲ１２に電流が流れる。この場合、オア回路
Ｕｎの入力端子は、セルＣｎの負極端子電圧である０Ｖ
近い電圧まで下降するので（図３のＹ６）、ＰＮＰトラ
ンジスタＱ１１のベース端子電圧もＰＮＰトランジスタ
Ｑ１１がオンするに足る電圧まで下降する。
【００３３】この結果、ＰＮＰトランジスタＱ１１はオ
ンして、抵抗Ｒ１３およびＲ１４に電流が流れるので、
ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子電圧は、セル
Ｃｎの正極端子電圧である3.5Ｖ近い電圧まで上昇する
（図３のＹ８）。これに伴い、ＮＰＮトランジスタＱ１
２のベース端子電圧もＮＰＮトランジスタＱ１２がオン
するに足る電圧まで上昇するので、ＮＰＮトランジスタ
Ｑ１２もオンする。すなわち、オア回路Ｕｎから充放電
制御側に出力信号が出力される。各オア回路は、同位の
異常検出回路からの出力信号と１つ上位のオア回路から
の出力信号との論理和を演算して、１つ下位のオア回路
に出力するので、いずれか１つの異常検出回路Ｓ１〜Ｓ
ｎにてセルの異常が検出された時には、最下位のオア回
路Ｕｎから充放電制御側に異常検出信号が出力されるこ
とになる。
ンして、抵抗Ｒ１３およびＲ１４に電流が流れるので、
ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子電圧は、セル
Ｃｎの正極端子電圧である3.5Ｖ近い電圧まで上昇する
（図３のＹ８）。これに伴い、ＮＰＮトランジスタＱ１
２のベース端子電圧もＮＰＮトランジスタＱ１２がオン
するに足る電圧まで上昇するので、ＮＰＮトランジスタ
Ｑ１２もオンする。すなわち、オア回路Ｕｎから充放電
制御側に出力信号が出力される。各オア回路は、同位の
異常検出回路からの出力信号と１つ上位のオア回路から
の出力信号との論理和を演算して、１つ下位のオア回路
に出力するので、いずれか１つの異常検出回路Ｓ１〜Ｓ
ｎにてセルの異常が検出された時には、最下位のオア回
路Ｕｎから充放電制御側に異常検出信号が出力されるこ
とになる。
【００３４】−変形例−
なお、オア回路Ｕ２には、異常検出回路Ｓ１および異常
検出回路Ｓ２からの出力信号が入力されるため、異常検
出回路Ｓ１からの出力とオア回路Ｕ２の入力との間に基
準電圧レベルの違いが存在する。この問題を解決するた
めに、図４に示すように、異常検出回路Ｓ１の出力端子
とオア回路Ｕ２の入力端子との間に、図２に示したオア
回路Ｕｎ−１と同一の回路Ｕ１を挿入する構成とするこ
とができる。すなわち、図２に示したオア回路Ｕｎ−１
と同一構成のレベル変換回路（オア回路）を挿入するこ
とにより、異常検出回路Ｓ１の出力信号の電圧レベルを
１つ下位のセルＣ２の負極端子電圧の電圧レベルに変換
して、オア回路Ｕ２に入力することができる。
検出回路Ｓ２からの出力信号が入力されるため、異常検
出回路Ｓ１からの出力とオア回路Ｕ２の入力との間に基
準電圧レベルの違いが存在する。この問題を解決するた
めに、図４に示すように、異常検出回路Ｓ１の出力端子
とオア回路Ｕ２の入力端子との間に、図２に示したオア
回路Ｕｎ−１と同一の回路Ｕ１を挿入する構成とするこ
とができる。すなわち、図２に示したオア回路Ｕｎ−１
と同一構成のレベル変換回路（オア回路）を挿入するこ
とにより、異常検出回路Ｓ１の出力信号の電圧レベルを
１つ下位のセルＣ２の負極端子電圧の電圧レベルに変換
して、オア回路Ｕ２に入力することができる。
【００３５】第１の実施の形態における組電池の異常検
出装置の構成についてまとめておく。第１の実施の形態
の組電池の異常検出装置は、ｎ個の異常検出回路Ｓ１〜
Ｓｎと、（ｎ−１）個のオア回路Ｕ２〜Ｕｎとを備え
る。組電池１が、充放電可能なｎ個（ｎは３以上の自然
数）のセルを直列に接続して構成される場合、異常検出
回路Ｓ１〜Ｓｎは、ｎ個のセルごとに設けられて、対応
するセルの異常を検出する。オア回路Ｕ２は、最上位の
セルＣ１に対応する異常検出回路Ｓ１からの出力と、最
上位より１つ下位のセルＣ２に対応する異常検出回路Ｓ
２からの出力との論理和を演算する。オア回路Ｕｋ｛ｋ
は３以上ｎ以下の自然数｝は、オア回路Ｕｋ−１からの
出力と、最上位よりｋ−１だけ下位のセルＣｋに対応す
る異常検出回路Ｓｋからの出力との論理和を演算する。
オア回路Ｕｋから出力される信号の電圧レベルをセルＣ
ｋ−１の負極端子電圧に変換してから信号を出力するの
で、アイソレータを設ける必要がない。
出装置の構成についてまとめておく。第１の実施の形態
の組電池の異常検出装置は、ｎ個の異常検出回路Ｓ１〜
Ｓｎと、（ｎ−１）個のオア回路Ｕ２〜Ｕｎとを備え
る。組電池１が、充放電可能なｎ個（ｎは３以上の自然
数）のセルを直列に接続して構成される場合、異常検出
回路Ｓ１〜Ｓｎは、ｎ個のセルごとに設けられて、対応
するセルの異常を検出する。オア回路Ｕ２は、最上位の
セルＣ１に対応する異常検出回路Ｓ１からの出力と、最
上位より１つ下位のセルＣ２に対応する異常検出回路Ｓ
２からの出力との論理和を演算する。オア回路Ｕｋ｛ｋ
は３以上ｎ以下の自然数｝は、オア回路Ｕｋ−１からの
出力と、最上位よりｋ−１だけ下位のセルＣｋに対応す
る異常検出回路Ｓｋからの出力との論理和を演算する。
オア回路Ｕｋから出力される信号の電圧レベルをセルＣ
ｋ−１の負極端子電圧に変換してから信号を出力するの
で、アイソレータを設ける必要がない。
【００３６】−第２の実施の形態−
図５は、第２の実施の形態における組電池の異常検出装
置の構成を示す図である。第２の実施の形態における組
電池の異常検出装置では、図４に示す組電池の異常検出
装置の異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの一部とオア回路Ｕ１〜
Ｕｎの一部をＩＣ化している。図５において、ＩＣ
（１）〜ＩＣ（Ｎ）は、それぞれ３個の異常検出回路と
３個のオア回路とを備えたＩＣである。例えば、ＩＣ
（Ｎ）は、異常検出回路Ｓｎ−２〜Ｓｎと、オア回路Ｕ
ｎ−２〜Ｕｎとを備える。
置の構成を示す図である。第２の実施の形態における組
電池の異常検出装置では、図４に示す組電池の異常検出
装置の異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの一部とオア回路Ｕ１〜
Ｕｎの一部をＩＣ化している。図５において、ＩＣ
（１）〜ＩＣ（Ｎ）は、それぞれ３個の異常検出回路と
３個のオア回路とを備えたＩＣである。例えば、ＩＣ
（Ｎ）は、異常検出回路Ｓｎ−２〜Ｓｎと、オア回路Ｕ
ｎ−２〜Ｕｎとを備える。
【００３７】図６は、図５に示したＩＣ（Ｎ）の詳細な
構成を示す図である。各ＩＣ内の異常検出回路およびオ
ア回路の接続構成は、図４に示す異常検出回路およびオ
ア回路の接続構成と同じである。図６において、端子Ｖ
１はＩＣ（Ｎ）内の高位のセルＣｎ−２の正極端子と接
続されており、端子Ｖ２は高位のセルＣｎ−２の負極端
子および中位のセルＣｎ−１の正極端子が接続されてい
る。端子Ｖ３は中位のセルＣｎ−１の負極端子および下
位のセルＣｎの正極端子が接続されており、端子Ｖ４は
下位のセルＣｎの負極端子が接続されている。
構成を示す図である。各ＩＣ内の異常検出回路およびオ
ア回路の接続構成は、図４に示す異常検出回路およびオ
ア回路の接続構成と同じである。図６において、端子Ｖ
１はＩＣ（Ｎ）内の高位のセルＣｎ−２の正極端子と接
続されており、端子Ｖ２は高位のセルＣｎ−２の負極端
子および中位のセルＣｎ−１の正極端子が接続されてい
る。端子Ｖ３は中位のセルＣｎ−１の負極端子および下
位のセルＣｎの正極端子が接続されており、端子Ｖ４は
下位のセルＣｎの負極端子が接続されている。
【００３８】端子ＩＮは、ＩＣ（Ｎ）より１つ上位のＩ
Ｃ（Ｎ−１）内に設けられているオア回路Ｕｎ−３から
の出力信号が入力される入力端子であり、端子ＯＵＴは
下位のオア回路Ｕｎの出力端子である。ＩＣ（Ｎ）を除
く他のＩＣのＯＵＴ端子は、１つ下位のＩＣの入力端子
である端子ＩＮと接続されているが、ＩＣ（Ｎ）のＯＵ
Ｔ端子には、充放電制御側に最終出力するためのインタ
フェイス回路が接続されている。
Ｃ（Ｎ−１）内に設けられているオア回路Ｕｎ−３から
の出力信号が入力される入力端子であり、端子ＯＵＴは
下位のオア回路Ｕｎの出力端子である。ＩＣ（Ｎ）を除
く他のＩＣのＯＵＴ端子は、１つ下位のＩＣの入力端子
である端子ＩＮと接続されているが、ＩＣ（Ｎ）のＯＵ
Ｔ端子には、充放電制御側に最終出力するためのインタ
フェイス回路が接続されている。
【００３９】第１の実施の形態における組電池の異常検
出装置と同様に、組電池１を構成するセルとして、正負
極端子間電圧が3.5Ｖであるリチウムイオン二次電池を
用いた場合について説明する。端子Ｖ４の電圧を基準電
圧の０Ｖとすると、端子Ｖ３の電圧は3.5Ｖ、端子Ｖ２
の電圧は７Ｖ、端子Ｖ１の電圧は10.5Ｖとなる。端子Ｉ
Ｎの電圧は、異常検出回路Ｓｎ−２および１つ上位のＩ
Ｃ（Ｎ−１）からの出力の状態に応じて、端子Ｖ２の電
圧値から端子Ｖ１よりセル１個分の電圧値だけ高い電圧
値までの値、すなわち、７Ｖ〜13.5Ｖ前後の値を取り得
る。
出装置と同様に、組電池１を構成するセルとして、正負
極端子間電圧が3.5Ｖであるリチウムイオン二次電池を
用いた場合について説明する。端子Ｖ４の電圧を基準電
圧の０Ｖとすると、端子Ｖ３の電圧は3.5Ｖ、端子Ｖ２
の電圧は７Ｖ、端子Ｖ１の電圧は10.5Ｖとなる。端子Ｉ
Ｎの電圧は、異常検出回路Ｓｎ−２および１つ上位のＩ
Ｃ（Ｎ−１）からの出力の状態に応じて、端子Ｖ２の電
圧値から端子Ｖ１よりセル１個分の電圧値だけ高い電圧
値までの値、すなわち、７Ｖ〜13.5Ｖ前後の値を取り得
る。
【００４０】一方、端子ＯＵＴの電圧は、異常検出回路
Ｓｎおよびオア回路Ｕｎ−１の出力の状態に応じて、端
子Ｖ３の電圧値から端子Ｖ４よりセル１個分の電圧値だ
け低い電圧値までの値、すなわち、3.5Ｖ〜−3.5Ｖ前後
の値を取り得る。すなわち、ＩＣ（Ｎ）の取り得る電圧
範囲は、-3.5Ｖ〜13.5Ｖ前後となるので、２０〜３０Ｖ
程度の耐圧を持つ汎用的なバイポーラプロセスを用いる
ことにより、組電池１の異常検出部分を容易にＩＣ化す
ることができる。
Ｓｎおよびオア回路Ｕｎ−１の出力の状態に応じて、端
子Ｖ３の電圧値から端子Ｖ４よりセル１個分の電圧値だ
け低い電圧値までの値、すなわち、3.5Ｖ〜−3.5Ｖ前後
の値を取り得る。すなわち、ＩＣ（Ｎ）の取り得る電圧
範囲は、-3.5Ｖ〜13.5Ｖ前後となるので、２０〜３０Ｖ
程度の耐圧を持つ汎用的なバイポーラプロセスを用いる
ことにより、組電池１の異常検出部分を容易にＩＣ化す
ることができる。
【００４１】以上、組電池１の異常検出部分を一部ＩＣ
化した第２の実施の形態における組電池の異常検出装置
においても、コストが高いアイソレータを用いる必要が
ないため、組電池の異常検出装置のコストを低減するこ
とができる。なお、第２の実施の形態における組電池の
異常検出装置は、図４に示す組電池の異常検出装置の異
常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの一部とオア回路Ｕ１〜Ｕｎの一
部をＩＣ化したが、図１に示される第１の実施の形態の
組電池の異常検出装置の異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの一部
とオア回路Ｕ２〜Ｕｎの一部をＩＣ化することもでき
る。すなわち、第１の実施の形態における組電池の異常
検出装置は、アイソレータを用いることなく、かつ、容
易にＩＣ化が可能な構成となっている。
化した第２の実施の形態における組電池の異常検出装置
においても、コストが高いアイソレータを用いる必要が
ないため、組電池の異常検出装置のコストを低減するこ
とができる。なお、第２の実施の形態における組電池の
異常検出装置は、図４に示す組電池の異常検出装置の異
常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの一部とオア回路Ｕ１〜Ｕｎの一
部をＩＣ化したが、図１に示される第１の実施の形態の
組電池の異常検出装置の異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎの一部
とオア回路Ｕ２〜Ｕｎの一部をＩＣ化することもでき
る。すなわち、第１の実施の形態における組電池の異常
検出装置は、アイソレータを用いることなく、かつ、容
易にＩＣ化が可能な構成となっている。
【００４２】本発明は、上述した一実施の形態に限定さ
れることはない。例えば、組電池１を構成するセルとし
て、正負極端子間電圧が3.5Ｖであるリチウムイオン二
次電池を用いた場合について説明したが、本発明が単セ
ルの種類およびセルの端子間電圧に限定されることはな
い。また、図４に示した変形構成例では、異常検出回路
Ｓ１の出力端子とオア回路Ｕ２の入力端子との間に、電
圧レベルを調整するためのレベル回路（図２に示したオ
ア回路Ｕｎ−１と同一のオア回路）を挿入したが、異常
検出回路Ｓ１に、出力信号の電圧レベルを、１つ下位の
セルＣ２の負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換
する機能を持たせてもよい。
れることはない。例えば、組電池１を構成するセルとし
て、正負極端子間電圧が3.5Ｖであるリチウムイオン二
次電池を用いた場合について説明したが、本発明が単セ
ルの種類およびセルの端子間電圧に限定されることはな
い。また、図４に示した変形構成例では、異常検出回路
Ｓ１の出力端子とオア回路Ｕ２の入力端子との間に、電
圧レベルを調整するためのレベル回路（図２に示したオ
ア回路Ｕｎ−１と同一のオア回路）を挿入したが、異常
検出回路Ｓ１に、出力信号の電圧レベルを、１つ下位の
セルＣ２の負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換
する機能を持たせてもよい。
【００４３】特許請求の範囲の構成要素と第１の実施の
形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわ
ち、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎが異常検出手段を、異常検
出回路Ｓ１が第１の異常検出手段を、異常検出回路Ｓ２
が第２の異常検出手段を、オア回路Ｕ２が第１の論理和
演算手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な
機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定さ
れるものではない。
形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわ
ち、異常検出回路Ｓ１〜Ｓｎが異常検出手段を、異常検
出回路Ｓ１が第１の異常検出手段を、異常検出回路Ｓ２
が第２の異常検出手段を、オア回路Ｕ２が第１の論理和
演算手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な
機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定さ
れるものではない。
【図１】本発明による組電池の異常検出装置の第１の実
施の形態の構成を示す図
施の形態の構成を示す図
【図２】オア回路の詳細な構成を示す図
【図３】オア回路の動作波形を示す図
【図４】第１の実施の形態における組電池の異常検出装
置の変形例による構成を示す図
置の変形例による構成を示す図
【図５】本発明による組電池の異常検出装置の第２の実
施の形態の構成を示す図
施の形態の構成を示す図
【図６】ＩＣ（Ｎ）の詳細な構成を示す図
【図７】従来の組電池の異常検出装置の構成を示す図
【図８】従来の組電池の異常検出装置の構成の一部をＩ
Ｃ化した時の構成を示す図
Ｃ化した時の構成を示す図
１…組電池、Ｃ１〜Ｃｎ…セル、Ｓ１〜Ｓｎ…異常検出
回路、Ｕ１〜Ｕｎ…オア回路、Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑ
２，Ｑ１２…ＮＰＮトランジスタ、Ｑ１，Ｑ１１…ＰＮ
Ｐトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１１，Ｒ
１２，Ｒ１３，Ｒ１４…抵抗、Ｔ１〜Ｔｎ…アイソレー
タ、ＩＣ（１）〜ＩＣ（Ｎ）…ＩＣ
回路、Ｕ１〜Ｕｎ…オア回路、Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑ
２，Ｑ１２…ＮＰＮトランジスタ、Ｑ１，Ｑ１１…ＰＮ
Ｐトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１１，Ｒ
１２，Ｒ１３，Ｒ１４…抵抗、Ｔ１〜Ｔｎ…アイソレー
タ、ＩＣ（１）〜ＩＣ（Ｎ）…ＩＣ
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Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB01 CB12 CC01 CD01
CD04 CD14
5G003 BA03 EA08 FA06
5H030 AS08 BB10 FF43 FF44
5H115 PA08 PG04 PI13 PO14 PO15
SE06 TI09 TR19 TU04 TU17
TU18 TU19 TZ07
Claims (7)
- 【請求項１】充放電可能なｎ個（ｎは３以上の自然数）
のセルを直列に接続して構成される組電池の異常を検出
する組電池の異常検出装置において、 前記ｎ個のセルごとに設けられて、対応するセルの異常
を検出する第１〜第ｎの異常検出手段と、 最上位のセルに対応する第１の異常検出手段からの出力
と、前記最上位より１つ下位のセルに対応する第２の異
常検出手段からの出力との論理和を演算する第１の論理
和演算手段と、 第（ｋ−１）の論理和演算手段からの出力と、前記最上
位よりｋだけ下位のセルに対応する第（ｋ＋１）の異常
検出手段からの出力との論理和を演算する第ｋ｛ｋは２
以上（ｎ−１）以下の全ての自然数｝の論理和演算手段
とを備えることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 第ｍ｛ｍは２以上（ｎ−２）以下の自然数｝の論理和演
算手段に入力される信号の電圧は、前記最上位よりｍだ
け下位のセルの負極端子電圧を基準とし、 前記第ｍの論理和演算手段は、前記最上位より（ｍ＋
１）だけ下位のセルの負極端子電圧を基準とする電圧レ
ベルの信号を出力することを特徴とする組電池の異常検
出装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 前記第１の異常検出手段は、出力信号の電圧レベルを前
記最上位のセルより１つ下位のセルの負極端子電圧を基
準とする電圧レベルに変換する電圧レベル変換機能を備
えることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 【請求項４】請求項２に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 前記第１の異常検出手段と前記第１の論理和演算手段と
の間に設けられ、前記第１の異常検出手段からの出力信
号の電圧レベルを前記最上位のセルより１つ下位のセル
の負極端子電圧を基準とする電圧レベルに変換して、前
記第１の異常検出手段からの出力信号を前記第１の論理
和演算手段に出力する電圧レベル変換手段をさらに備え
ることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の
異常検出装置において、 第（ｎ−１）の論理和演算手段からの出力を前記組電池
の最終的な異常検出信号とすることを特徴とする組電池
の異常検出装置。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の組電池の
異常検出装置において、 前記異常検出手段は、対応するセルの正負極端子間電圧
が第１の所定電圧以上である状態または第２の所定電圧
以下である状態を検出することにより、前記対応するセ
ルが異常であると判断することを特徴とする組電池の異
常検出装置。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の組電池の
異常検出装置において、 （ｎ−１）個の前記異常検出手段および前記論理和演算
手段の少なくとも一部をＩＣ化することを特徴とする組
電池の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002107840A JP4082069B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 組電池の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002107840A JP4082069B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 組電池の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003303626A true JP2003303626A (ja) | 2003-10-24 |
| JP4082069B2 JP4082069B2 (ja) | 2008-04-30 |
Family
ID=29391762
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002107840A Expired - Fee Related JP4082069B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 組電池の異常検出装置 |
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| JP (1) | JP4082069B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010465A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電素子の電圧検出装置 |
| WO2008111594A1 (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 二次電池の制御装置および車両 |
| WO2009008314A1 (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | Seiko Instruments Inc. | バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 |
| US7521896B2 (en) | 2004-07-20 | 2009-04-21 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Abnormal voltage detector apparatus for detecting voltage abnormality in assembled battery |
| EP2193588A4 (en) * | 2007-09-27 | 2013-05-29 | Byd Co Ltd | MULTI-CELL PROTECTION AND METHOD |
| KR101330395B1 (ko) * | 2012-09-07 | 2013-11-15 | 안창덕 | 배터리 관리 장치 |
| JP5964814B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2016-08-03 | 三洋電機株式会社 | バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 |
| JP2016535562A (ja) * | 2013-09-24 | 2016-11-10 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリー管理システム |
| CN110771001A (zh) * | 2018-11-22 | 2020-02-07 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 充电器和充电控制电路 |
| EP3631937A1 (en) * | 2017-05-22 | 2020-04-08 | Maxwell Technologies, Inc. | Systems and methods for improving cell balancing and cell failure detection |
-
2002
- 2002-04-10 JP JP2002107840A patent/JP4082069B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7710120B2 (en) | 2004-07-20 | 2010-05-04 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Abnormal voltage detector apparatus for detecting voltage abnormality in assembled battery |
| JP2007010465A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電素子の電圧検出装置 |
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| WO2008111594A1 (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 二次電池の制御装置および車両 |
| JP5093225B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2012-12-12 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の制御装置および車両 |
| KR101038039B1 (ko) | 2007-03-07 | 2011-05-30 | 도요타 지도샤（주） | 2차 전지의 제어장치 및 차량 |
| US8319476B2 (en) | 2007-07-06 | 2012-11-27 | Seiko Instruments Inc. | Battery state monitoring circuit and battery device |
| JP2009195100A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-08-27 | Seiko Instruments Inc | バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 |
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| EP2193588A4 (en) * | 2007-09-27 | 2013-05-29 | Byd Co Ltd | MULTI-CELL PROTECTION AND METHOD |
| JP5964814B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2016-08-03 | 三洋電機株式会社 | バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 |
| KR101330395B1 (ko) * | 2012-09-07 | 2013-11-15 | 안창덕 | 배터리 관리 장치 |
| JP2016535562A (ja) * | 2013-09-24 | 2016-11-10 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリー管理システム |
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| CN110771001A (zh) * | 2018-11-22 | 2020-02-07 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 充电器和充电控制电路 |
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| JP4082069B2 (ja) | 2008-04-30 |
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