WO2016143678A1 - 電池管理装置、電池監視回路、制御システム - Google Patents

電池管理装置、電池監視回路、制御システム Download PDF

Info

Publication number
WO2016143678A1
WO2016143678A1 PCT/JP2016/056697 JP2016056697W WO2016143678A1 WO 2016143678 A1 WO2016143678 A1 WO 2016143678A1 JP 2016056697 W JP2016056697 W JP 2016056697W WO 2016143678 A1 WO2016143678 A1 WO 2016143678A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
voltage detection
battery
unit
management device
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/056697
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
金井 友範
彰彦 工藤
智行 有馬
明子 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to CN201680012492.3A priority Critical patent/CN107407699B/zh
Priority to US15/555,485 priority patent/US10449862B2/en
Priority to EP16761648.1A priority patent/EP3270171B1/en
Priority to JP2017505290A priority patent/JP6652960B2/ja
Publication of WO2016143678A1 publication Critical patent/WO2016143678A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16Electric propulsion with power supply external to the vehicle using AC induction motors
    • B60L9/18Electric propulsion with power supply external to the vehicle using AC induction motors fed from DC supply lines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/40DC to AC converters
    • B60L2210/42Voltage source inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/526Operating parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery management device, a battery monitoring circuit, and a control system.
  • an assembled battery configured by connecting a large number of secondary battery cells in series is generally used.
  • a battery management apparatus using an integrated circuit or the like is connected to such an assembled battery for each predetermined number of battery cells for capacity calculation and protection management of each battery cell.
  • This battery management device manages the battery cells by controlling the charge / discharge state of each battery cell.
  • Patent Document 1 discloses that pseudo voltage information is input to a battery state detection circuit that detects a battery state of a battery cell to diagnose whether or not the battery state detection circuit is operating normally.
  • an RC filter is connected to a voltage detection line connected between the battery cell and the battery management device as a noise filter for removing noise. Therefore, as in the technique described in Patent Document 1, when the pseudo voltage information is input to the battery management device and the cell voltage detection function is diagnosed, the input voltage becomes the cell voltage after the pseudo voltage information is input. A wait time corresponding to the time constant of the RC filter is required until they match. Therefore, there is a problem that the cell voltage cannot be measured immediately after the diagnosis of the cell voltage detection function is completed.
  • a battery management device is configured such that a voltage detection unit that is electrically connected to both electrodes of each of a plurality of battery cells via a voltage detection line and detects a terminal voltage of each of the plurality of battery cells; A filter circuit electrically connected to the voltage detection line; a state change generation unit that generates an electrical state change with respect to the voltage detection line; and the voltage detection line and the electrical circuit between the filter circuit and the voltage detection unit. And a voltage changing unit that changes the terminal voltage in response to the electrical state change generated by the state change generating unit, and the voltage detecting unit that changes the terminal voltage by the voltage changing unit And a diagnosis unit that diagnoses the voltage detection unit based on the detection result of the terminal voltage.
  • a battery management device includes a voltage detection unit that is electrically connected to both electrodes of each of a plurality of battery cells via a voltage detection line and detects a terminal voltage of each of the plurality of battery cells.
  • a filter circuit electrically connected to the voltage detection line, a state change generation unit that generates an electrical state change with respect to the voltage detection line, and the state change generation unit when the electrical state change occurs.
  • a diagnosis unit for diagnosing the voltage detection unit based on the detection result of the terminal voltage by the voltage detection unit, wherein the voltage detection unit stores a first detection result of the terminal voltage, respectively.
  • a storage unit and a second storage unit are included.
  • the battery monitoring circuit is a voltage detection circuit that is electrically connected to both electrodes of a plurality of battery cells via a voltage detection line to which a filter circuit is connected, and detects a terminal voltage of each of the plurality of battery cells.
  • a state change generating unit that generates an electrical state change with respect to the voltage detection line, and the voltage detection line is electrically connected between the filter circuit and the voltage detection unit.
  • a voltage fluctuation unit that fluctuates the terminal voltage in response to the generated electrical state change.
  • a control system uses the above-described battery management device and electric power supplied from an assembled battery including the plurality of battery cells to drive a vehicle equipped with the battery management device.
  • a control system includes the above-described battery management device, and a control device that controls a device that uses power supplied from the assembled battery including the plurality of battery cells.
  • the control device outputs noise information related to noise output from the device to the assembled battery to the battery management device, and the battery management device is configured to output the voltage detection unit by the diagnosis unit based on the noise information. Diagnosis and / or detection of the terminal voltage by the voltage detector is invalidated.
  • a control system includes the battery management device described above and a control device that controls an apparatus that uses power supplied from the assembled battery including the plurality of battery cells. The control device estimates noise output from the device to the assembled battery, and based on the estimation result, the diagnosis result of the voltage detection unit and / or the terminal voltage output from the battery management device. Invalidate the detection result.
  • the cell voltage can be measured immediately after the diagnosis of the cell voltage detection function is completed.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a battery management device 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the battery management device 10 manages the battery cells 21 and 22 of the assembled battery 20, and includes a battery monitoring circuit 100, an RC filter 110, a voltage fluctuation unit 120, and a microcomputer 150.
  • FIG. 1 shows the configuration of the battery management apparatus 10 that manages the assembled battery 20 assuming that the assembled battery 20 includes two battery cells 21 and 22.
  • the number of battery cells constituting the assembled battery 20 is not limited to this.
  • the assembled battery 20 is configured by an arbitrary number of battery cells, and the configuration of the battery management device 10 can be determined according to the number of the battery cells.
  • the battery monitoring circuit 100 includes a state change generation unit 130 and a voltage detection unit 140.
  • the voltage detection unit 140 is electrically connected to both electrodes of the battery cells 21 and 22 via voltage detection lines L1, L2, and L3.
  • the voltage detection unit 140 includes a multiplexer 101, an AD converter 102, a first buffer memory 103, and a second buffer memory 104.
  • the multiplexer 101 selects one of the battery cells 21 and 22 as a terminal voltage measurement target in accordance with an instruction from the microcomputer 150. Then, a pair of voltage detection lines connected to both electrodes of the battery cell to be measured is selected from the voltage detection lines L1, L2, and L3, and each voltage is output to the AD converter 102.
  • the AD converter 102 detects the terminal voltage (cell voltage) of the battery cell to be measured by detecting the potential difference between the pair of voltage detection lines selected by the multiplexer 101. Then, the terminal voltage detection result is converted from an analog value to a digital value and output to the first buffer memory 103.
  • the battery monitoring circuit 100 can detect the terminal voltages of the battery cells 21 and 22 by sequentially performing the above-described operation for the battery cells 21 and 22.
  • the first buffer memory 103 is a storage device for temporarily storing the detection result of the terminal voltage output from the AD converter 102.
  • the detection result of the terminal voltage stored in the first buffer memory 103 is output to the second buffer memory 104 in accordance with an instruction from the microcomputer 150.
  • the second buffer memory 104 is a storage device for temporarily storing the detection result of the terminal voltage output from the first buffer memory 103.
  • the terminal voltage detection result stored in the second buffer memory 104 is read into the microcomputer 150.
  • the microcomputer 150 monitors and manages the assembled battery 20 based on the detection result of the terminal voltage read from the second buffer memory 104. For example, when the terminal voltage indicates an abnormal value, it is determined that the assembled battery 20 is abnormal, and a signal indicating the determination result is output to a host controller (not shown).
  • the RC filter 110 is for removing noise superimposed on the voltage detection lines L1, L2, and L3, and is electrically connected to the voltage detection lines L1, L2, and L3.
  • the RC filter 110 includes resistance elements R11, R12, and R13 provided on the voltage detection lines L1, L2, and L3, respectively, and capacitance elements provided between the voltage detection lines L1, L2, and L3, and the ground line GND. C11, C12, and C13.
  • the state change generation unit 130 is for generating an electrical state change with respect to the voltage detection lines L1, L2, and L3, and includes current sources G11, G12, and G13.
  • the current sources G11, G12, and G13 are connected to the voltage detection lines L1, L2, and L3, respectively, and generate an electrical state change by flowing predetermined currents through the voltage detection lines L1, L2, and L3, respectively. At this time, current flows through the voltage detection lines L1 and L2 from the left side to the right side of the drawing, and current flows through the voltage detection line L3 from the right side to the left side of the drawing.
  • the on / off of the current sources G11, G12, and G13 can be individually controlled by the microcomputer 150.
  • the voltage fluctuation unit 120 is electrically connected to the voltage detection lines L1, L2, and L3 between the RC filter 110 and the voltage detection unit 140, and includes diagnosis resistors R21, R22, and R23.
  • the diagnostic resistors R21, R22, and R23 are provided on the voltage detection lines L1, L2, and L3, respectively.
  • the terminal voltages at the time of energization detected by the voltage detection unit 140 are diagnostic resistors R21 and R22.
  • the terminal voltage at the time of non-energization changes due to the voltage drop at R23.
  • the voltage variation unit 120 varies the terminal voltages of the battery cells 21 and 22 in response to the electrical state change generated by the state change generation unit 130.
  • the terminal voltage changed by the voltage changing unit 120 as described above is selected by the multiplexer 101 in the voltage detecting unit 140 and then detected by the AD converter 102. Then, the data is stored in the first buffer memory 103 and the second buffer memory 104 and then read into the microcomputer 150.
  • the microcomputer 150 diagnoses whether the voltage detection unit 140 is correctly detecting the terminal voltage based on the detection result of the terminal voltage read from the second buffer memory 104.
  • the microcomputer 150 can perform a diagnosis related to the terminal voltage measurement of the voltage detection unit 140 via the voltage detection line L1.
  • the microcomputer 150 can make a diagnosis in the same manner for the terminal voltage measurement via the voltage detection lines L2 and L3. That is, the terminal voltages of the battery cells 21 and 22 when current is supplied to the voltage detection lines L2 and L3 using the current sources G12 and G13 are measured, respectively, and whether or not the measured value changes compared to when no current is supplied. It is possible to diagnose whether or not the terminal voltage measurement of the voltage detection unit 140 via the voltage detection lines L2 and L3 is normal. In this way, the microcomputer 150 can diagnose whether or not the voltage detection unit 140 correctly measures the terminal voltages of the battery cells 21 and 22.
  • the microcomputer 150 functions as a diagnosis unit that diagnoses the voltage detection unit 140.
  • the microcomputer 150 outputs a signal indicating the determination result to a host controller (not shown).
  • the battery management device 10 uses the fact that the voltage changing unit 120 changes the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 in response to the electrical state change generated by the state change generating unit 130.
  • the detection unit 140 is diagnosed. This makes it possible to quickly diagnose the voltage detection unit 140 regardless of the time constant of the RC filter 110. This point will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a battery management device 10h as a comparative example.
  • the battery management device 10h has the same configuration as the battery management device 10 in FIG. 1 except that the voltage fluctuation unit 120 is not provided and that the voltage detection unit 140h is provided instead of the voltage detection unit 140. .
  • the voltage detector 140h is provided with only one buffer memory 105 in place of the first buffer memory 103 and the second buffer memory 104 of FIG.
  • the terminal voltage detected by the voltage detection unit 140h is the RC filter 110. It fluctuates at a speed according to the time constant. By detecting the variation in the terminal voltage, it is possible to diagnose whether the voltage detection unit 140h is correctly measuring the terminal voltage, as in the battery management device 10.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of variation in terminal voltage measured in each of the first embodiment and the comparative example of the present invention.
  • 3A shows a terminal voltage measured by the battery management apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1
  • FIG. 3B shows a battery according to the comparative example shown in FIG.
  • the terminal voltage measured with the management apparatus 10h is shown.
  • FIGS. 3A and 3B show, as examples, changes in the terminal voltage of the battery cell 21 when a current is passed through the voltage detection line L1 using the current source G11. However, even when a current is passed through the voltage detection line L2 or L3 using another current source G12 or G13, the terminal voltage of the battery cell 22 is the same as that shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). To change.
  • the battery management device 10 when a current is passed through the voltage detection line L1 by the current source G11 at time t1, as shown in FIG. 3 (a), a voltage drop at the diagnostic resistor R21 causes a terminal at the voltage detection unit 140.
  • the measurement voltage 31 obtained by measuring the voltage changes immediately. For example, if the output current value of the current source G11 is 50 ⁇ A and the resistance value of the diagnostic resistor R21 is 1 k ⁇ , a change of 50 mV occurs in the measurement voltage 31. By detecting this, the voltage detector 140 is diagnosed.
  • the battery management device 10 when a current is passed through the voltage detection line L1, the measured value of the terminal voltage changes immediately. Therefore, the time from when the current source G11 is turned on until the terminal voltage at the time of energization is measured can be shortened. At this time, the voltage of the voltage detection line L1 between the RC filter 110 and the voltage fluctuation unit 120 changes from the value at the time of non-energization due to the voltage drop at the resistance element R11. The speed of this voltage change is determined according to a time constant determined by the resistance value of the resistance element R11 and the capacitance value of the capacitance element C11.
  • the voltage of the voltage detection line L1 After measuring the terminal voltage during energization, when the current source G11 is turned off at time t2 to stop the current, the voltage of the voltage detection line L1 returns to the state before time t1. At this time, the voltage change generated in the period from the time t1 to the time t2 is eliminated at the change speed determined according to the time constant, so that the measurement voltage 31 returns to the original voltage. If the time at this time is t3, the measured voltage 31 indicating the correct terminal voltage cannot be obtained in the period from time t2 to time t3. However, as described above, the period from the time t1 to the time t2 can be shortened by shortening the time from when the current source G11 is turned on until the terminal voltage during energization is measured. Therefore, the period during which the terminal voltage cannot be measured can be shortened.
  • the battery management device 10h when a current is passed through the voltage detection line L1 by the current source G11 at time t1, as shown in FIG. 3B, the measurement obtained by measuring the terminal voltage with the voltage detection unit 140h.
  • the voltage 32 changes slowly.
  • the changing speed of the measurement voltage 32 is determined according to a time constant determined by the resistance value of the resistance element R11 and the capacitance value of the capacitance element C11 constituting the RC filter 110. For example, when the resistance value of the resistance element R11 is 10 k ⁇ and the capacitance value of the capacitance element C11 is 1 ⁇ F, the time constant is 10 ms.
  • the battery management device 10h even if a current is passed through the voltage detection line L1, the measured value of the terminal voltage does not change immediately, but changes at a speed corresponding to the time constant of the RC filter 110. Therefore, it takes a longer time than the case of the battery management device 10 to measure the terminal voltage at the time of energization after turning on the current source G11.
  • the voltage of the voltage detection line L1 After measuring the terminal voltage during energization, when the current source G11 is turned off at time t4 to stop the current, the voltage of the voltage detection line L1 returns to the state before time t1. At this time, as described with reference to FIG. 3A, the voltage change generated in the period from the time t1 to the time t4 is eliminated at the change speed determined in accordance with the time constant described above. The measured voltage 32 returns to the original voltage. If the time at this time is t5, the measured voltage 32 indicating the correct terminal voltage cannot be obtained in the period from time t4 to time t5. In the battery management device 10h, it takes a longer time than the case of the battery management device 10 until the terminal voltage during energization is measured after the current source G11 is turned on. Therefore, as shown in FIG. 3B, it can be seen that the period during which the current source G11 is turned on is longer than that in the case of the battery management apparatus 10, and the period during which the terminal voltage cannot be measured is accordingly increased.
  • FIG. 4 is a flowchart of the diagnosis process of the voltage detector 140 executed in the battery management apparatus 10 according to the embodiment of the present invention.
  • the standard of the processing time required to execute each processing step is represented by the width in the vertical direction (height direction) of the box indicating each processing step in steps S10 to S120.
  • step S10 the battery management device 10 selects one of the voltage detection lines L1, L2, and L3 using the multiplexer 101 and the AD converter 102 of the voltage detection unit 140.
  • step S20 the battery management device 10 uses the AD converter 102 of the voltage detection unit 140 to measure the off-voltage of the voltage detection line selected in step S10, that is, the terminal voltage when not energized.
  • step S ⁇ b> 30 the battery management device 10 stores the off voltage measured in step S ⁇ b> 20 in the first buffer memory 103.
  • step S40 the battery management device 10 turns on the one corresponding to the voltage detection line selected in step S10 among the current sources G11, G12, and G13 of the state change generation unit 130, and causes the current to flow through the voltage detection line.
  • step S50 the battery management apparatus 10 measures the on-voltage of the voltage detection line selected in step S10, that is, the terminal voltage when energized, using the AD converter 102 of the voltage detection unit 140.
  • step S60 the battery management apparatus 10 moves the off-voltage stored in step S30 from the first buffer memory 103 to the second buffer memory 104, and then stores the on-voltage measured in step S50 in the first buffer memory 103. .
  • step S70 the battery management device 10 turns off the current source turned on in step S40 and stops the current.
  • step S80 the battery management device 10 acquires the off-voltage stored in the second buffer memory 104 by the microcomputer 150.
  • the battery management device 10 moves the ON voltage stored in the first buffer memory 103 to the second buffer memory 104, and then acquires it by the microcomputer 150.
  • step S100 the battery management device 10 determines whether there is a voltage detection line that is not selected in step S10. If there is an unselected voltage detection line, the process returns to step S10, and one of the voltage detection lines is selected in step S10, and then the processes in and after step S20 are repeated. As a result, the on-voltage and the off-voltage are measured for each of the voltage detection lines L1, L2, and L3, stored in the first buffer memory 103 and the second buffer memory 104, respectively, and then acquired by the microcomputer 150.
  • step S100 If it is determined in step S100 that there are no unselected voltage detection lines, that is, if the on-voltage and the off-voltage have been acquired by the microcomputer 150 for all the voltage detection lines L1, L2, and L3, the process proceeds to step S110. .
  • step S110 the battery management device 10 uses the microcomputer 150 based on the off voltage (terminal voltage when not energized) and the on voltage (terminal voltage when energized) of each voltage detection line acquired in steps S80 and S90, respectively. Then, it is determined whether or not the voltage detection unit 140 is normal.
  • the voltage change when the voltage changing unit 120 changes the terminal voltage in response to the electrical state change generated by the state change generating unit 130 Ask for It is determined whether or not the voltage change of the terminal voltage on each voltage detection line thus obtained is equal to or greater than a predetermined threshold value. If it is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the voltage detection unit 140 is normal.
  • the battery management apparatus 10 ends the diagnostic process shown in the flowchart of FIG. On the other hand, if the voltage change of the terminal voltage in any of the voltage detection lines is less than the threshold value, it is determined that the voltage detection unit 140 is abnormal. In this case, the battery management device 10 advances the process to step S120.
  • the threshold values used in the determination in step S110 are the resistance values of the diagnostic resistors R21, R22, and R23 of the voltage changing unit 120 and the magnitudes of the currents output from the current sources G11, G12, and G13 of the state change generating unit 130. Can be determined based on That is, the threshold value used for the determination in step S110 is determined based on the magnitude of the voltage drop in the diagnostic resistors R21, R22, R23 during energization determined by these values.
  • step S110 When it is determined in step S110 that the voltage detection unit 140 is abnormal, the battery management device 10 outputs a predetermined abnormality signal by the microcomputer 150 in step S120.
  • a predetermined abnormality signal indicating that the voltage detection unit 140 cannot correctly measure the terminal voltage is output from the microcomputer 150 to a host controller (not shown). If step S120 is performed, the battery management apparatus 10 will complete
  • the length of this time A is as shown in FIG. It is.
  • the battery management device 10 since the battery management device 10 includes two buffer memories (the first buffer memory 103 and the second buffer memory 104), the off-voltage measured previously is taken into the microcomputer 150. This can be achieved because the on-voltage can be measured before.
  • the battery management device 10h of the comparative example shown in FIG. 2 includes only one buffer memory 105, it is necessary to measure the on-voltage after taking the off-voltage measurement result into the microcomputer 150. is there. That is, the processes in steps S40 and S50 cannot be executed unless the process in step S80 is executed after step S30 in FIG. Therefore, it takes more time than time A.
  • the battery management device 10 includes a battery monitoring circuit 100 having a state change generation unit 130 and a voltage detection unit 140, an RC filter 110, a voltage fluctuation unit 120, and a microcomputer 150.
  • the voltage detection unit 140 is electrically connected to both electrodes of the battery cells 21 and 22 via voltage detection lines L1, L2, and L3, and detects the terminal voltages of the battery cells 21 and 22, respectively.
  • the RC filter 110 is electrically connected to the voltage detection lines L1, L2, and L3, and the state change generator 130 generates electrical state changes for the voltage detection lines L1, L2, and L3.
  • the voltage fluctuation unit 120 is electrically connected to the voltage detection lines L1, L2, and L3 between the RC filter 110 and the voltage detection unit 140, and receives a change in the electrical state generated by the state change generation unit 130.
  • the terminal voltages of 21 and 22 are varied.
  • the microcomputer 150 diagnoses the voltage detection unit 140 based on the detection result of the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 by the voltage detection unit 140 when the voltage variation unit 120 varies the terminal voltage of the battery cells 21 and 22. . Since it did in this way, in the battery management apparatus 10, after completion
  • the voltage changing unit 120 is configured using diagnostic resistors R21, R22, and R23. Therefore, the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 can be easily and reliably changed by receiving a change in the electrical state with respect to the voltage detection lines L1, L2, and L3 generated by the state change generator 130 with a simple configuration. .
  • the state change generation unit 130 is configured using the current sources G11, G12, and G13, and causes the current output from the current sources G11, G12, and G13 to flow through the voltage detection lines L1, L2, and L3, thereby generating a voltage. Electric state changes for the detection lines L1, L2, and L3 are generated. Since it did in this way, the electrical state change with respect to voltage detection line L1, L2, L3 can be generated easily and reliably with a simple structure.
  • the microcomputer 150 detects that the voltage change in the detection result of the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 when the voltage fluctuation unit 120 changes the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 in step S110 is less than a predetermined threshold. At some time, the voltage detector 140 is diagnosed as abnormal. This threshold value is determined based on the resistance values of the diagnostic resistors R21, R22, and R23 that constitute the voltage fluctuation unit 120 and the magnitude of the current output from the current sources G11, G12, and G13 that constitute the state change generation unit 130. The Since it did in this way, it can be diagnosed reliably whether the voltage detection part 140 is abnormal.
  • the voltage detection unit 140 includes a first buffer memory 103 and a second buffer memory 104 for storing the detection results of the terminal voltages of the battery cells 21 and 22, respectively. Specifically, the voltage detection unit 140 determines the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 when the state change generation unit 130 generates an electrical state change with respect to the voltage detection lines L1, L2, and L3. The on-voltage is stored in the first buffer memory 103 (step S60). Further, the second buffer uses the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 when the state change generator 130 does not generate an electrical state change for the voltage detection lines L1, L2, and L3 as the off-voltage of each voltage detection line. It memorize
  • the microcomputer 150 reads the on-voltage and the off-voltage stored in the first buffer memory 103 and the second buffer memory 104 from the voltage detection unit 140 (steps S80 and S90), and detects the voltage based on the read voltages.
  • the unit 140 is diagnosed (step S110). Since it did in this way, the on-voltage and off-voltage of each voltage detection line can be measured in a short time, and it can read in the microcomputer 150, and the voltage detection part 140 can be diagnosed.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a battery management device 10a according to the second embodiment of the present invention.
  • the battery management apparatus 10a of the present embodiment further includes current sources G21, G22, and G23 between the RC filter 110 and the voltage fluctuation unit 120. Is different.
  • the current sources G21, G22, and G23 are connected to the voltage detection lines L1, L2, and L3, respectively, and cooperate with the current sources G11, G12, and G13 of the state change generation unit 130, respectively, to detect the voltage detection lines L1, L2 , A predetermined current is supplied to L3.
  • an electrical state change occurs with respect to the voltage detection lines L1, L2, and L3. That is, the current sources G21, G22, and G23, together with the current sources G11, G12, and G13, generate electrical state changes with respect to the voltage detection lines L1, L2, and L3.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state of fluctuation of the terminal voltage measured in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 as in FIG. 3 described in the first embodiment, the state of change in the terminal voltage of the battery cell 21 when current is passed through the voltage detection line L1 using the current sources G11 and G21. Shown as an example. However, even when a current is passed through the voltage detection line L2 or L3 using the other current sources G12 and G22, or G13 and G23, the terminal voltage of the battery cell 22 changes as shown in FIG. To do.
  • the voltage of the voltage detection line L1 After measuring the terminal voltage during energization, when the current sources G11 and G21 are turned off at time t2 to stop the current, the voltage of the voltage detection line L1 returns to the state before time t1. At this time, as described above, since the voltage of the voltage detection line L1 does not change even after time t1, the measurement voltage 32 immediately returns to the original voltage as shown in FIG. Therefore, the period during which the terminal voltage cannot be measured as described with reference to FIG.
  • the battery management device 10a uses the current sources G11, G12, and G13 and the current sources G21, G22, and G23 respectively disposed at both ends of the diagnostic resistors R21, R22, and R23 that constitute the voltage changing unit 120.
  • the current output from the current source By causing the current output from the current source to flow through the voltage detection lines L1, L2, and L3, an electrical state change occurs with respect to the voltage detection lines L1, L2, and L3. Since it did in this way, the period which cannot measure the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 can be eliminated, and a more sophisticated battery management apparatus can be provided.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a battery management device 10b according to the third embodiment of the present invention.
  • the battery management device 10b of this embodiment is different from the battery management device 10 of FIG. 1 described in the first embodiment in that a voltage fluctuation unit 120 is provided in the battery monitoring circuit 100b.
  • the battery management device 10b performs the same operation as the battery management device 10.
  • the battery monitoring circuit 100b includes the voltage fluctuation unit 120, the state change generation unit 130, and the voltage detection unit 140.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a battery management device 10c according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the battery management apparatus 10c of the present embodiment includes a voltage fluctuation unit 120 and current sources G21, G22, and G23 in the battery monitoring circuit 100c. Is different.
  • the battery management device 10c performs the same operation as the battery management device 10a.
  • the battery monitoring circuit 100c includes the voltage fluctuation unit 120, the current sources G21, G22 and G23, the state change generation unit 130, and the voltage detection unit 140.
  • the battery monitoring circuit 100c together with the RC filter 110 and the microcomputer 150, the same operational effects as those of the second embodiment can be obtained.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a control system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the control system of FIG. 9 is mounted on a vehicle and includes a battery management device 10, an assembled battery 20, a vehicle controller 30, an air conditioner inverter 40, a DC / DC converter 50, and a travel inverter 60.
  • the battery management device 10 and the assembled battery 20 are the same as those described in the first embodiment.
  • the battery management device 10 is shown in FIG. 9, this is replaced with any of the battery management devices 10a, 10b, and 10c described in the second to fourth embodiments, thereby configuring the control system of this embodiment. May be.
  • the vehicle controller 30 is connected to the air conditioner inverter 40, the DC / DC converter 50, and the traveling inverter 60, and controls various on-vehicle equipment including these.
  • the vehicle controller 30 is also connected to the battery management device 10 and functions as a host controller of the battery management device 10.
  • the air conditioner inverter 40 converts the DC power supplied from the assembled battery 20 into AC power and outputs the AC power to the air conditioner 41 under the control of the vehicle controller 30.
  • the air conditioner 41 controls the air conditioning in the vehicle by operating a compressor (not shown) using the AC power output from the inverter 40 for the air conditioner.
  • the DC / DC converter 50 converts the voltage of the DC power supplied from the assembled battery 20 into a desired voltage and outputs it to the storage battery 51 under the control of the vehicle controller 30.
  • the storage battery 51 stores the DC power output from the DC / DC converter 50 and supplies it to various electrical components of the vehicle as necessary. On the contrary, the output power from the storage battery 51 may be converted into a voltage by the DC / DC converter 50 and output to the assembled battery 20.
  • the traveling inverter 60 performs drive control of the traveling motor 61 by converting the DC power supplied from the assembled battery 20 into AC power and outputting the alternating current power to the traveling motor 61 under the control of the vehicle controller 30.
  • the traveling motor 61 is driven using the AC power output from the traveling inverter 60, thereby supplying driving force to the driving wheels of the vehicle and causing the vehicle to travel.
  • An X capacitor Cx and Y capacitors Cy1 and Cy2 are provided between the assembled battery 20 and the air conditioner inverter 40, the DC / DC converter 50, and the traveling inverter 60.
  • the X capacitor Cx is mainly for removing normal mode noise
  • the Y capacitors Cy1 and Cy2 are mainly for removing common mode noise.
  • the battery management device 10 monitors and manages the assembled battery 20 as described in the first embodiment. At this time, the battery management device 10 measures the terminal voltages of the battery cells 21 and 22 constituting the assembled battery 20, respectively, and is abnormal for each of the battery cells 21 and 22 and the voltage detection unit 140 based on the measurement result. Diagnose whether or not. As a result, when at least one of the battery cells 21 and 22 and the voltage detection unit 140 is diagnosed as abnormal, a signal indicating the diagnosis result is output to the vehicle controller 30 as abnormality information regarding the abnormality.
  • the vehicle controller 30 When the vehicle controller 30 receives the abnormality information output from the battery management device 10 as described above, the vehicle controller 30 changes the torque command output to the traveling inverter 60 based on the abnormality information. Thereby, control for restricting the power supply from the assembled battery 20 is performed on the traveling inverter 60. At this time, the torque command to be output is switched as follows according to the content of the abnormality represented by the abnormality information.
  • the vehicle controller 30 controls the traveling inverter 60 so that the driving of the traveling motor 61 is stopped by restricting all power supply from the assembled battery 20 to the traveling inverter 60 to be cut off. . That is, in this case, there is an abnormality in the assembled battery 20, and if the vehicle continues to travel as it is, there is a possibility that a dangerous state may be reached. Therefore, the traveling inverter 60 is controlled so that the traveling motor 61 is immediately stopped. .
  • the vehicle controller 30 sets the output torque of the traveling motor 61 to a predetermined value. Is output to the traveling inverter 60.
  • the vehicle controller 30 controls the travel inverter 60 so that the travel motor 61 can be driven and the travel of the vehicle can be continued to some extent while limiting the power supply from the assembled battery 20 to the travel inverter 60.
  • the traveling inverter 60 is controlled so that the user can move the vehicle by itself to a repair shop or the like while reducing the output of the traveling motor 61 to such an extent that a dangerous state is not reached.
  • the control system according to the fifth embodiment of the present invention described above is for traveling that performs drive control of the traveling motor 61 for traveling the vehicle using the battery management device 10 and the electric power supplied from the assembled battery 20.
  • An inverter 60 and a vehicle controller 30 that controls the traveling inverter 60 are provided.
  • the battery management device 10 when at least one of the battery cells 21 and 22 or the voltage detection unit 140 diagnoses an abnormality, the battery management device 10 outputs abnormality information regarding the abnormality to the vehicle controller 30. Based on the abnormality information output from the battery management device 10 in this manner, the vehicle controller 30 performs control for limiting the power supply from the assembled battery 20 to the traveling inverter 60.
  • the vehicle controller 30 limits the power supply from the assembled battery 20 when the voltage detection unit 140 is abnormal as compared to when at least one of the battery cells 21 and 22 is abnormal. ease. Since it did in this way, the control system which is safe and easy to use can be provided using the battery management apparatus 10.
  • FIG. 1 the vehicle controller 30 limits the power supply from the assembled battery 20 when the voltage detection unit 140 is abnormal as compared to when at least one of the battery cells 21 and 22 is abnormal. ease. Since it did in this way, the control system which is safe and easy to use can be provided using the battery management apparatus 10.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a control system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the control system shown in FIG. 10 is mounted on a vehicle, and includes a battery management device 10, an assembled battery 20, a vehicle controller 30, an air conditioner inverter 40, and a DC. / DC converter 50 and traveling inverter 60 are provided.
  • the battery management device 10 is shown in FIG. 10, this is replaced with any of the battery management devices 10a, 10b, and 10c described in the second to fourth embodiments, so that the control system of this embodiment is configured. May be.
  • the air conditioner inverter 40, the DC / DC converter 50, and the traveling inverter 60 output noise corresponding to their respective operation states to the assembled battery 20. Therefore, if the noise input to the assembled battery 20 from these devices is excessive, even if the battery management device 10 measures the terminal voltages of the battery cells 21 and 22, a correct measurement value may not be obtained. . In such a case, if the above-described abnormality diagnosis is performed based on the measured value of the terminal voltage, an erroneous diagnosis result may be derived. Therefore, in the control system of the present embodiment, in a situation where excessive noise is input to the assembled battery 20 based on the noise information output from the vehicle controller 30, abnormality diagnosis by the battery management device 10 and the battery cell 21 are performed. , 22 is invalidated. This point will be described in detail below.
  • the vehicle controller 30 estimates the respective output noises according to the operating states of the air conditioner inverter 40, the DC / DC converter 50, and the traveling inverter 60.
  • the traveling inverter 60 when the accelerator operation amount of the vehicle is changed, when the temperature is low, when the carrier frequency is changed in the inverter control, when the torque fluctuation is large during low speed traveling, the assembled battery from the traveling inverter 60 It can be estimated that the output noise to 20 increases.
  • the DC / DC converter 50 it can be estimated that the output noise from the DC / DC converter 50 to the assembled battery 20 increases when the charge / discharge current of the storage battery 51 is around 0 A at a low temperature.
  • the vehicle controller 30 outputs noise information related to the estimation result to the battery management device 10.
  • the battery management apparatus 10 monitors and manages the assembled battery 20 as described in the first embodiment. At this time, the battery management device 10 invalidates the diagnosis of the voltage detection unit 140 by the microcomputer 150 and the detection of the terminal voltages of the battery cells 21 and 22 by the voltage detection unit 140 based on the noise information output from the vehicle controller 30. To do. Specifically, when the magnitude of noise represented by the noise information is a predetermined value or more, or when noise from a plurality of devices is superimposed, the battery management device 10 performs diagnosis of the voltage detection unit 140, The terminal voltage of the battery cells 21 and 22 is not detected. Only one of these may be invalidated, or both may be invalidated.
  • the control system according to the sixth embodiment of the present invention described above includes the battery management device 10, the inverter 40 for the air conditioner 40 that uses the power supplied from the assembled battery 20, the DC / DC converter 50, and the inverter 60 for traveling. And a vehicle controller 30 that controls the device.
  • the vehicle controller 30 outputs noise information related to noise output from each device to the assembled battery 20 to the battery management device 10.
  • the battery management device 10 invalidates the diagnosis of the voltage detection unit 140 by the microcomputer 150 and / or the detection of the terminal voltages of the battery cells 21 and 22 by the voltage detection unit 140. Since it did in this way, the control system which is excellent in noise resistance can be provided using the battery management apparatus 10.
  • the vehicle controller 30 performs the diagnosis of the voltage detection unit 140 and / or the process of invalidating the detection result of the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 by the voltage detection unit 140. It may be performed on the side. That is, the vehicle controller 30 estimates noise output to the assembled battery 20 from each of the air conditioner inverter 40, the DC / DC converter 50, and the traveling inverter 60, and from the battery management device 10 based on the estimation result. The diagnosis result of the voltage detection unit 140 and / or the detection result of the terminal voltage of the battery cells 21 and 22 can be invalidated. Even if it does in this way, there can exist said effect. In this case, the vehicle controller 30 may not output noise information to the battery management device 10.
  • control systems described in the fifth and sixth embodiments may be applied to other than the control system mounted on the vehicle.
  • the voltage changing unit 120 is configured using the diagnostic resistors R21, R22, and R23, and the state change generating unit 130 is configured using the current sources G11, G12, and G13. I tried to do it. However, these may be configured separately.
  • the voltage changing unit 120 may be configured using a diode, or the state change generating unit 130 may be configured using a voltage source. Any device may be used as the state change generator 130 as long as it generates an electrical state change for each voltage detection line.
  • the voltage changing unit 120 may be any one that changes the terminal voltage of the battery cell measured through each voltage detection line in response to the electrical state change generated by the state change generating unit 130. It may be used as

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

セル電圧の検出機能の診断終了後、すぐにセル電圧の測定を実行する。電池管理装置10において、電圧検出部140は、電池セル21、22それぞれの端子電圧を検出する。RCフィルタ110は、電圧検出線L1、L2、L3に電気的に接続されており、状態変化発生部130は、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生する。電圧変動部120は、状態変化発生部130が発生した電気的状態変化を受けて電池セル21、22の端子電圧を変動させる。マイコン150は、電圧変動部120により電池セル21、22の端子電圧を変動させたときの電圧検出部140による電池セル21、22の端子電圧の検出結果に基づいて、電圧検出部140を診断する。

Description

電池管理装置、電池監視回路、制御システム
 本発明は、電池管理装置、電池監視回路および制御システムに関する。
 ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(EV)などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の電池セルを多数直列接続して構成される組電池(電池システム)が一般的に用いられている。従来、このような組電池には、各電池セルの容量計算や保護管理のため、所定数の電池セルごとに、集積回路等を用いた電池管理装置が接続されている。この電池管理装置により、各電池セルの充放電状態を制御することで、電池セルの管理が行われている。
 特に、電池セルにリチウムイオン電池を用いた組電池の場合、リチウムイオン電池は高エネルギー密度であるため、電池管理装置が正常に動作せずに過充電状態となるのは危険である。そこで、電池管理装置の信頼性と安全性を高めるために、特許文献1の技術が知られている。特許文献1には、電池セルの電池状態を検出する電池状態検出回路に疑似電圧情報を入力して、電池状態検出回路が正常に動作しているか否かを診断することが開示されている。
特開2010-249793号公報
 一般的に、電池セルと電池管理装置の間に接続されている電圧検出線には、ノイズを除去するためのノイズフィルタとして、RCフィルタが接続されている。そのため、特許文献1に記載の技術のように、電池管理装置に疑似電圧情報を入力してセル電圧の検出機能の診断を行うと、疑似電圧情報の入力を終了した後に入力電圧がセル電圧と一致するまで、RCフィルタの時定数に応じた待ち時間が必要となる。したがって、セル電圧の検出機能の診断終了後、すぐにはセル電圧の測定を実行できないという問題がある。
 本発明の一態様による電池管理装置は、複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて前記端子電圧を変動させる電圧変動部と、前記電圧変動部により前記端子電圧を変動させたときの前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記電圧検出部を診断する診断部と、を備える。
 本発明の他の一態様による電池管理装置は、複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、前記状態変化発生部が前記電気的状態変化を発生したときの前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記電圧検出部を診断する診断部と、を備え、前記電圧検出部は、前記端子電圧の検出結果をそれぞれ格納するための第1の記憶部および第2の記憶部を有する。
 本発明による電池監視回路は、複数の電池セルのそれぞれの両極に、フィルタ回路が接続された電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて前記端子電圧を変動させる電圧変動部と、を備える。
 本発明の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を用いて、前記電池管理装置を搭載した車両を走行させるための走行用モータの駆動制御を行う走行用インバータと、前記走行用インバータを制御する車両制御装置と、を備え、前記電池管理装置は、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つまたは前記電圧検出部が異常と診断した場合に、当該異常に関する異常情報を前記車両制御装置に出力し、前記車両制御装置は、前記異常情報に基づいて、前記組電池からの電力供給を制限するための制御を前記走行用インバータに対して行い、前記車両制御装置は、前記制御において、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、前記電圧検出部が異常である場合には、前記組電池からの電力供給に対する制限を緩和する。
 本発明の他の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズに関するノイズ情報を前記電池管理装置に出力し、前記電池管理装置は、前記ノイズ情報に基づいて、前記診断部による前記電圧検出部の診断および/または前記電圧検出部による前記端子電圧の検出を無効化する。
 本発明のさらに別の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、前記電池管理装置から出力される前記電圧検出部の診断結果および/または前記端子電圧の検出結果を無効化する。
 本発明によれば、セル電圧の検出機能の診断終了後、すぐにセル電圧の測定を実行することができる。
本発明の第1の実施形態による電池管理装置の構成を示す図である。 比較例としての電池管理装置の構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態と比較例においてそれぞれ測定される端子電圧の変動の様子を示す図である。 本発明の一実施形態による電池管理装置において実行される診断処理のフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による電池管理装置の構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態において測定される端子電圧の変動の様子を示す図である。 本発明の第3の実施形態による電池管理装置の構成を示す図である。 本発明の第4の実施形態による電池管理装置の構成を示す図である。 本発明の第5の実施形態による制御システムの構成を示す図である。 本発明の第6の実施形態による制御システムの構成を示す図である。
-第1の実施形態-
 図1は、本発明の第1の実施形態による電池管理装置10の構成を示す図である。電池管理装置10は、組電池20の電池セル21、22を管理するものであり、電池監視回路100、RCフィルタ110、電圧変動部120およびマイコン150を備える。なお、説明を簡略化するため、図1では組電池20を2つの電池セル21、22で構成されるものとして、この組電池20を管理する電池管理装置10の構成を示している。しかし、組電池20を構成する電池セルの数はこれに限定されない。任意の個数の電池セルで組電池20を構成し、その電池セルの個数に合わせて、電池管理装置10の構成を決定することができる。
 電池監視回路100は、状態変化発生部130および電圧検出部140を備える。電圧検出部140は、電池セル21、22のそれぞれの両極に電圧検出線L1、L2、L3を介して電気的に接続されている。電圧検出部140は、マルチプレクサ101、AD変換器102、第1バッファメモリ103および第2バッファメモリ104を有する。
 マルチプレクサ101は、マイコン150の指示に応じて、電池セル21、22のいずれかを端子電圧の測定対象として選択する。そして、電圧検出線L1、L2、L3のうち、測定対象とした電池セルの両極に接続されている一対の電圧検出線を選択し、それぞれの電圧をAD変換器102に出力する。AD変換器102は、マルチプレクサ101により選択された一対の電圧検出線間の電位差を検出することで、測定対象の電池セルの端子電圧(セル電圧)を検出する。そして、端子電圧の検出結果をアナログ値からデジタル値に変換して、第1バッファメモリ103に出力する。電池監視回路100は、上記のような動作を電池セル21、22について順次行うことにより、電池セル21、22それぞれの端子電圧を検出することができる。
 第1バッファメモリ103は、AD変換器102から出力された端子電圧の検出結果を一時的に格納するための記憶装置である。第1バッファメモリ103に格納された端子電圧の検出結果は、マイコン150の指示により、第2バッファメモリ104に出力される。第2バッファメモリ104は、第1バッファメモリ103から出力された端子電圧の検出結果を一時的に格納するための記憶装置である。第2バッファメモリ104に格納された端子電圧の検出結果は、マイコン150に読み込まれる。
 マイコン150は、第2バッファメモリ104から読み込んだ端子電圧の検出結果に基づいて、組電池20を監視および管理する。たとえば、端子電圧が異常な値を示す場合は、組電池20に異常があると判断し、その判断結果を示す信号を不図示の上位コントローラに出力する。
 RCフィルタ110は、電圧検出線L1、L2、L3に重畳されたノイズを除去するためのものであり、電圧検出線L1、L2、L3に電気的に接続されている。RCフィルタ110は、電圧検出線L1、L2、L3上にそれぞれ設けられた抵抗要素R11、R12、R13と、電圧検出線L1、L2、L3と接地線GNDとの間にそれぞれ設けられた容量要素C11、C12、C13とで構成される。
 状態変化発生部130は、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生するためのものであり、電流源G11、G12、G13により構成される。電流源G11、G12、G13は、電圧検出線L1、L2、L3とそれぞれ接続されており、電圧検出線L1、L2、L3に所定の電流をそれぞれ流すことで電気的状態変化を発生する。このとき、電圧検出線L1、L2には、図の左側から右側の方向に電流がそれぞれ流れ、電圧検出線L3には、図の右側から左側の方向に電流が流れる。なお、電流源G11、G12、G13のオンオフは、マイコン150により個別に制御することができる。
 電圧変動部120は、RCフィルタ110と電圧検出部140との間で電圧検出線L1、L2、L3と電気的に接続されており、診断用抵抗R21、R22、R23により構成される。診断用抵抗R21、R22、R23は、電圧検出線L1、L2、L3上にそれぞれ設けられている。状態変化発生部130の電流源G11、G12、G13が電圧検出線L1、L2、L3にそれぞれ電流を流すと、電圧検出部140において検出される通電時の端子電圧は、診断用抵抗R21、R22、R23での電圧降下により、非通電時の端子電圧から変化する。これにより、電圧変動部120は、状態変化発生部130が発生した電気的状態変化を受けて、電池セル21、22それぞれの端子電圧を変動させる。
 上記のようにして電圧変動部120により変動された端子電圧は、電圧検出部140においてマルチプレクサ101により選択された後、AD変換器102により検出される。そして、第1バッファメモリ103および第2バッファメモリ104にそれぞれ格納された後、マイコン150に読み込まれる。マイコン150は、第2バッファメモリ104から読み込んだ端子電圧の検出結果に基づいて、電圧検出部140が正しく端子電圧を検出しているかを診断する。
 たとえば電池セル21を測定対象としたときに、電流源G11から電圧検出線L1に電流を流すと、電圧検出部140が正しく端子電圧を測定できていれば、診断用抵抗R21での電圧降下により、非通電時と比べて端子電圧の測定値に差が生じる。しかし、マルチプレクサ101が測定対象ではない電池セルを誤って選択するなどの理由により、電圧検出部140が電池セル21の端子電圧を正しく測定できていない場合は、通電時と非通電時とで端子電圧の測定値に差が生じない。これを利用して、マイコン150は、電圧検出線L1を介した電圧検出部140の端子電圧測定に関する診断を行うことができる。さらにマイコン150は、電圧検出線L2、L3を介した端子電圧測定に関しても、同様の方法で診断を行うことができる。すなわち、電流源G12、G13を用いて電圧検出線L2、L3にそれぞれ電流を流したときの電池セル21、22の端子電圧を測定し、その測定値が非通電時と比べて変化するか否かを調べることで、電圧検出線L2、L3を介した電圧検出部140の端子電圧測定が正常か否かを診断することができる。このようにして、マイコン150は、電圧検出部140が電池セル21、22の端子電圧を正しく測定しているか否かを診断することができる。
 上記のような診断を行うことで、マイコン150は、電圧検出部140を診断する診断部として機能する。その結果、電圧検出部140が正しく端子電圧を測定できていないと判断した場合、マイコン150は、その判断結果を示す信号を不図示の上位コントローラに出力する。
 以上説明したように、電池管理装置10は、状態変化発生部130が発生した電気的状態変化を受けて電圧変動部120が電池セル21、22の端子電圧を変動させることを利用して、電圧検出部140の診断を行う。これにより、RCフィルタ110の時定数に関わらず、電圧検出部140の診断を素早く行うことを可能としている。この点について、以下に詳しく説明する。
 図2は、比較例としての電池管理装置10hの構成を示す図である。電池管理装置10hは、電圧変動部120が設けられていない点と、電圧検出部140に替えて電圧検出部140hを備える点以外は、図1の電池管理装置10と同じ構成を有している。電圧検出部140hには、図1の第1バッファメモリ103および第2バッファメモリ104に替えて、バッファメモリ105が一つだけ設けられている。
 電池管理装置10hにおいて、状態変化発生部130の電流源G11、G12、G13が電圧検出線L1、L2、L3にそれぞれ電流を流すと、電圧検出部140hにより検出される端子電圧は、RCフィルタ110の時定数に応じた速度で変動する。この端子電圧の変動を検出することで、電池管理装置10と同様に、電圧検出部140hが端子電圧を正しく測定しているか否かを診断することができる。
 図3は、本発明の第1の実施形態と比較例においてそれぞれ測定される端子電圧の変動の様子を示す図である。図3(a)は、図1に示した本発明の第1の実施形態による電池管理装置10で測定される端子電圧を示し、図3(b)は、図2に示した比較例による電池管理装置10hで測定される端子電圧を示している。なお、図3(a)、(b)では、電流源G11を用いて電圧検出線L1に電流を流した場合の電池セル21の端子電圧の変化の様子を例としてそれぞれ示した。しかし、他の電流源G12またはG13を用いて電圧検出線L2またはL3に電流を流した場合にも、電池セル22の端子電圧は、図3(a)、(b)に示したのと同様に変化する。
 電池管理装置10の場合、時刻t1において電流源G11により電圧検出線L1に電流を流すと、図3(a)に示すように、診断用抵抗R21での電圧降下により、電圧検出部140で端子電圧を測定して得られる測定電圧31がすぐに変化する。たとえば、電流源G11の出力電流値を50μA、診断用抵抗R21の抵抗値を1kΩとすると、測定電圧31において50mVの変化が生じる。これを検出することで、電圧検出部140の診断が行われる。
 電池管理装置10では、上記のように、電圧検出線L1に電流を流すと端子電圧の測定値がすぐに変化する。そのため、電流源G11をオンしてから通電時の端子電圧を測定するまでの時間を短縮することができる。このとき、RCフィルタ110と電圧変動部120の間における電圧検出線L1の電圧は、抵抗要素R11での電圧降下により、非通電時の値から変化する。この電圧変化の速度は、抵抗要素R11の抵抗値と容量要素C11の容量値とによって定まる時定数に応じて決定される。
 通電時の端子電圧を測定した後、時刻t2で電流源G11をオフして電流を停止すると、電圧検出線L1の電圧は、時刻t1以前の状態へと戻る。このとき、時刻t1から時刻t2の期間で生じた電圧変化分が、上記の時定数に応じて決定される変化速度で解消されることにより、測定電圧31が本来の電圧に戻る。このときの時刻をt3とすると、時刻t2から時刻t3までの期間では、正しい端子電圧を示す測定電圧31を得ることができない。しかし、前述のように、電流源G11をオンしてから通電時の端子電圧を測定するまでの時間を短縮することで、時刻t1から時刻t2の期間を短くすることができる。そのため、端子電圧を測定できない期間を短縮することができる。
 一方、電池管理装置10hの場合、時刻t1において電流源G11により電圧検出線L1に電流を流すと、図3(b)に示すように、電圧検出部140hで端子電圧を測定して得られる測定電圧32はゆっくりと変化する。この測定電圧32の変化速度は、RCフィルタ110を構成する抵抗要素R11の抵抗値と容量要素C11の容量値とによって定まる時定数に応じて決定される。たとえば、抵抗要素R11の抵抗値を10kΩ、容量要素C11の容量値を1μFとすると、時定数は10msとなる。
 電池管理装置10hでは、上記のように、電圧検出線L1に電流を流しても端子電圧の測定値はすぐに変化せず、RCフィルタ110の時定数に応じた速度で変化する。そのため、電流源G11をオンしてから通電時の端子電圧を測定するまでに、電池管理装置10の場合よりも長い時間が必要となる。
 通電時の端子電圧を測定した後、時刻t4で電流源G11をオフして電流を停止すると、電圧検出線L1の電圧は、時刻t1以前の状態へと戻る。このとき、図3(a)で説明したのと同様に、時刻t1から時刻t4の期間で生じた電圧変化分が、上記の時定数に応じて決定される変化速度で解消されることにより、測定電圧32が本来の電圧に戻る。このときの時刻をt5とすると、時刻t4から時刻t5までの期間では、正しい端子電圧を示す測定電圧32を得ることができない。電池管理装置10hでは、電流源G11をオンしてから通電時の端子電圧を測定するまでに、前述のように電池管理装置10の場合よりも長い時間が必要である。そのため、図3(b)に示すように、電池管理装置10の場合と比べて、電流源G11をオンする期間が長くなり、それに応じて端子電圧を測定できない期間も長くなることが分かる。
 次に、電池管理装置10において電圧検出部140の診断を行うときの処理について説明する。図4は、本発明の一実施形態による電池管理装置10において実行される電圧検出部140の診断処理のフローチャートである。なお、図4では、ステップS10~S120の各処理ステップを示すボックスの縦方向(高さ方向)の幅により、各処理ステップの実行に要する処理時間の目安を表している。
 ステップS10において、電池管理装置10は、電圧検出部140のマルチプレクサ101およびAD変換器102を用いて、電圧検出線L1、L2、L3のいずれかを選択する。ステップS20において、電池管理装置10は、電圧検出部140のAD変換器102を用いて、ステップS10で選択した電圧検出線のオフ電圧、すなわち非通電時の端子電圧を測定する。ステップS30において、電池管理装置10は、ステップS20で測定したオフ電圧を第1バッファメモリ103に格納する。
 ステップS40において、電池管理装置10は、状態変化発生部130の電流源G11、G12、G13のうちステップS10で選択した電圧検出線に対応するものをオンし、その電圧検出線に電流を流す。ステップS50において、電池管理装置10は、電圧検出部140のAD変換器102を用いて、ステップS10で選択した電圧検出線のオン電圧、すなわち通電時の端子電圧を測定する。ステップS60において、電池管理装置10は、ステップS30で格納したオフ電圧を第1バッファメモリ103から第2バッファメモリ104に移動した後、ステップS50で測定したオン電圧を第1バッファメモリ103に格納する。ステップS70において、電池管理装置10は、ステップS40でオンした電流源をオフし、電流を停止する。
 ステップS80において、電池管理装置10は、第2バッファメモリ104に格納されているオフ電圧をマイコン150により取得する。次のステップS90において、電池管理装置10は、第1バッファメモリ103に格納されているオン電圧を第2バッファメモリ104に移動し、その後、マイコン150により取得する。
 ステップS100において、電池管理装置10は、ステップS10で未選択の電圧検出線があるか否かを判定する。未選択の電圧検出線があればステップS10に戻り、その中でいずれかの電圧検出線をステップS10で選択した後、上述のステップS20以降の処理を繰り返す。これにより、電圧検出線L1、L2、L3のそれぞれについて、オン電圧およびオフ電圧を測定し、第1バッファメモリ103と第2バッファメモリ104にそれぞれ格納した後、マイコン150により取得する。ステップS100で未選択の電圧検出線がないと判定した場合、すなわち電圧検出線L1、L2、L3の全てについてオン電圧およびオフ電圧をマイコン150により取得済みである場合は、処理をステップS110に進める。
 ステップS110において、電池管理装置10は、マイコン150により、ステップS80、S90でそれぞれ取得した各電圧検出線のオフ電圧(非通電時の端子電圧)およびオン電圧(通電時の端子電圧)に基づいて、電圧検出部140が正常であるか否かを判定する。ここでは、各電圧検出線のオフ電圧とオン電圧の差を求めることで、状態変化発生部130が発生した電気的状態変化を受けて電圧変動部120が端子電圧を変動させたときの電圧変化を求める。こうして求めた各電圧検出線での端子電圧の電圧変化が所定の閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上であれば、電圧検出部140が正常であると判断する。この場合、電池管理装置10は、図4のフローチャートに示す診断処理を終了する。一方、いずれかの電圧検出線における端子電圧の電圧変化が閾値未満であれば、電圧検出部140が異常であると判断する。この場合、電池管理装置10は、処理をステップS120に進める。
 なお、ステップS110の判定において用いられる閾値は、電圧変動部120の診断用抵抗R21、R22、R23の抵抗値と、状態変化発生部130の電流源G11、G12、G13が出力する電流の大きさとに基づいて決定することができる。すなわち、これらの値によって決定される通電時の診断用抵抗R21、R22、R23での電圧降下の大きさに基づいて、ステップS110の判定に用いる閾値が決定される。
 ステップS110で電圧検出部140が異常であると判定した場合、ステップS120において電池管理装置10は、マイコン150により、所定の異常信号を出力する。ここでは、電圧検出部140が正しく端子電圧を測定できていないことを示す異常信号を、マイコン150から不図示の上位コントローラに出力する。ステップS120を実行したら、電池管理装置10は、図4のフローチャートに示す診断処理を終了する。
 なお、以上説明した図4のフローチャートにおいて、ステップS20でオフ電圧を測定してからステップS50でオン電圧を測定するまでの時間をAと表すと、この時間Aの長さは図4に示す程度である。これは、図1に示したように、電池管理装置10は2つのバッファメモリ(第1バッファメモリ103および第2バッファメモリ104)を備えているため、先に測定したオフ電圧をマイコン150に取り込む前にオン電圧の測定を行うことが可能であることから達成できるものである。これに対して、図2に示した比較例の電池管理装置10hでは、1つのバッファメモリ105しか備えていないため、オフ電圧の測定結果をマイコン150に取り込んでからオン電圧の測定を行う必要がある。すなわち、図4のステップS30の後にステップS80の処理を実行してからでないと、ステップS40、S50の処理を実行することができない。そのため、時間Aよりも多くの時間がかかってしまうことになる。
 以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(1)電池管理装置10は、状態変化発生部130および電圧検出部140を有する電池監視回路100と、RCフィルタ110、電圧変動部120およびマイコン150とを備える。電圧検出部140は、電池セル21、22のそれぞれの両極に電圧検出線L1、L2、L3を介して電気的に接続され、電池セル21、22それぞれの端子電圧を検出する。RCフィルタ110は、電圧検出線L1、L2、L3に電気的に接続されており、状態変化発生部130は、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生する。電圧変動部120は、RCフィルタ110と電圧検出部140との間で電圧検出線L1、L2、L3と電気的に接続され、状態変化発生部130が発生した電気的状態変化を受けて電池セル21、22の端子電圧を変動させる。マイコン150は、電圧変動部120により電池セル21、22の端子電圧を変動させたときの電圧検出部140による電池セル21、22の端子電圧の検出結果に基づいて、電圧検出部140を診断する。このようにしたので、電池管理装置10において、電圧検出部140によるセル電圧の検出機能の診断終了後、すぐにセル電圧の測定を実行することができる。
(2)電圧変動部120は、診断用抵抗R21、R22、R23を用いて構成される。そのため、単純な構成により、状態変化発生部130が発生した電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を受けて、電池セル21、22の端子電圧を容易かつ確実に変動させることができる。
(3)状態変化発生部130は、電流源G11、G12、G13を用いて構成され、電流源G11、G12、G13から出力された電流を電圧検出線L1、L2、L3に流すことで、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生する。このようにしたので、単純な構成により、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を容易かつ確実に発生させることができる。
(4)マイコン150は、ステップS110において、電圧変動部120により電池セル21、22の端子電圧を変動させたときの電池セル21、22の端子電圧の検出結果における電圧変化が所定の閾値未満であるときに、電圧検出部140が異常であると診断する。この閾値は、電圧変動部120を構成する診断用抵抗R21、R22、R23の抵抗値および状態変化発生部130を構成する電流源G11、G12、G13が出力する電流の大きさに基づいて決定される。このようにしたので、電圧検出部140が異常であるか否かを確実に診断することができる。
(5)電圧検出部140は、電池セル21、22の端子電圧の検出結果をそれぞれ格納するための第1バッファメモリ103および第2バッファメモリ104を有する。具体的には、電圧検出部140は、状態変化発生部130が電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生したときの電池セル21、22の端子電圧を、各電圧検出線のオン電圧として、第1バッファメモリ103に記憶する(ステップS60)。また、状態変化発生部130が電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生していないときの電池セル21、22の端子電圧を、各電圧検出線のオフ電圧として、第2バッファメモリ104に記憶する(S30、S60)。マイコン150は、こうして第1バッファメモリ103と第2バッファメモリ104にそれぞれ記憶されたオン電圧およびオフ電圧を電圧検出部140から読み込み(ステップS80、S90)、読み込んだこれらの電圧に基づいて電圧検出部140を診断する(ステップS110)。このようにしたので、各電圧検出線のオン電圧およびオフ電圧を短時間で測定してマイコン150に読み込み、電圧検出部140の診断を行うことができる。
-第2の実施形態-
 次に本発明の第2の実施形態について説明する。前述の第1の実施形態で説明した例では、電流源G11、G12、G13から電圧検出線L1、L2、L3にそれぞれ電流を流すときに、抵抗要素R11、R12、R13での電圧降下により、RCフィルタ110の容量要素C11、C12、C13において電荷移動が生じる。そのため、図3(b)に示したように、短時間ではあるものの、端子電圧を測定できない期間が存在する。これに対して、以下の第2の実施形態では、RCフィルタ110の容量要素C11、C12、C13において電荷移動が生じないようにして、端子電圧を測定できない期間を略ゼロとした例を説明する。
 図5は、本発明の第2の実施形態による電池管理装置10aの構成を示す図である。本実施形態の電池管理装置10aは、第1の実施形態で説明した電池管理装置10と比べて、RCフィルタ110と電圧変動部120の間に、電流源G21、G22およびG23がさらに設けられている点が異なっている。電流源G21、G22、G23は、電圧検出線L1、L2、L3とそれぞれ接続されており、状態変化発生部130の電流源G11、G12、G13とそれぞれ協働して、電圧検出線L1、L2、L3に所定の電流をそれぞれ流す。これにより、第1の実施形態で説明したように、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生する。すなわち、電流源G21、G22、G23は、電流源G11、G12、G13と共に、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生するものである。
 電池管理装置10aでは、上記のように、電流源G11、G12、G13および電流源G21、G22、G23から電圧検出線L1、L2、L3にそれぞれ電流を流す。これにより、RCフィルタ110に電流を流すことなく、電圧変動部120の診断用抵抗R21、R22、R23にそれぞれ電流を流して、電圧降下を生じさせる。このとき、RCフィルタ110の容量要素C11、C12、C13には電荷移動が生じない。そのため、端子電圧を測定できない期間を略ゼロとすることができる。
 図6は、本発明の第2の実施形態において測定される端子電圧の変動の様子を示す図である。なお、図6では、第1の実施形態で説明した図3と同様に、電流源G11およびG21を用いて電圧検出線L1に電流を流した場合の電池セル21の端子電圧の変化の様子を例として示した。しかし、他の電流源G12およびG22、またはG13およびG23を用いて電圧検出線L2またはL3に電流を流した場合にも、電池セル22の端子電圧は、図6に示したのと同様に変化する。
 電池管理装置10aの場合、時刻t1において電流源G11およびG21により電圧検出線L1に電流を流すと、図6に示すように、診断用抵抗R21での電圧降下により、電圧検出部140で端子電圧を測定して得られる測定電圧33がすぐに変化する。この点は、図3(a)で説明した第1の実施形態による電池管理装置10と同様である。このとき、RCフィルタ110には電流が流れないため、RCフィルタ110と電圧変動部120の間における電圧検出線L1の電圧は、非通電時の電圧から変化しない。
 通電時の端子電圧を測定した後、時刻t2で電流源G11およびG21をオフして電流を停止すると、電圧検出線L1の電圧は、時刻t1以前の状態へと戻る。このとき上記のように、時刻t1以降でも電圧検出線L1の電圧は変化しないため、図6に示すように、測定電圧32は即時に本来の電圧へと戻る。そのため、図3(a)で説明したような端子電圧を測定できない期間をなくして略ゼロとすることができる。
 以上説明した本発明の第2の実施形態によれば、第1の実施形態で説明した作用効果に加えて、さらに次の作用効果を奏する。すなわち、電池管理装置10aは、電圧変動部120を構成する診断用抵抗R21、R22、R23の両端にそれぞれ配置された電流源G11、G12、G13および電流源G21、G22、G23を用いて、これらの電流源から出力された電流を電圧検出線L1、L2、L3に流すことで、電圧検出線L1、L2、L3に対する電気的状態変化を発生する。このようにしたので、電池セル21、22の端子電圧を測定できない期間をなくして、さらに高機能な電池管理装置を提供することができる。
-第3の実施形態-
 次に本発明の第3の実施形態について説明する。図7は、本発明の第3の実施形態による電池管理装置10bの構成を示す図である。本実施形態の電池管理装置10bは、第1の実施形態で説明した図1の電池管理装置10と比べて、電圧変動部120が電池監視回路100b内に設けられている点が異なっている。この電池管理装置10bは、電池管理装置10と同様の動作を行う。
 以上説明した本発明の第3の実施形態によれば、電池監視回路100bは、電圧変動部120、状態変化発生部130および電圧検出部140を備える。この電池監視回路100bをRCフィルタ110およびマイコン150と共に用いることで、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
-第4の実施形態-
 次に本発明の第4の実施形態について説明する。図8は、本発明の第4の実施形態による電池管理装置10cの構成を示す図である。本実施形態の電池管理装置10cは、第2の実施形態で説明した図5の電池管理装置10aと比べて、電圧変動部120および電流源G21、G22、G23が電池監視回路100c内に設けられている点が異なっている。この電池管理装置10cは、電池管理装置10aと同様の動作を行う。
 以上説明した本発明の第4の実施形態によれば、電池監視回路100cは、電圧変動部120、電流源G21、G22およびG23、状態変化発生部130、および電圧検出部140を備える。この電池監視回路100cをRCフィルタ110およびマイコン150と共に用いることで、第2の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
-第5の実施形態-
 次に本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態では、第1~第4の実施形態で説明した電池管理装置を利用した制御システムについて説明する。
 図9は、本発明の第5の実施形態による制御システムの構成を示す図である。図9の制御システムは、車両に搭載されており、電池管理装置10、組電池20、車両コントローラ30、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60を備える。電池管理装置10および組電池20は、第1の実施形態で説明したものと同じである。なお、図9では電池管理装置10としたが、これを第2~第4の実施形態でそれぞれ説明した電池管理装置10a、10b、10cのいずれかと置き換えて、本実施形態の制御システムを構成してもよい。
 車両コントローラ30は、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60と接続されており、これらを含む様々な車両搭載機器の制御を行う。車両コントローラ30は、電池管理装置10とも接続されており、電池管理装置10の上位コントローラとして機能する。
 エアコン用インバータ40は、車両コントローラ30の制御により、組電池20から供給される直流電力を交流電力に変換してエアコン41に出力する。エアコン41は、エアコン用インバータ40から出力された交流電力を利用して不図示のコンプレッサを動作させることで、車両内の空調制御を行う。
 DC/DCコンバータ50は、車両コントローラ30の制御により、組電池20から供給される直流電力の電圧を所望の電圧に変換して蓄電池51に出力する。蓄電池51は、DC/DCコンバータ50から出力された直流電力を蓄積し、必要に応じて車両の各種電装品に供給する。また、これとは反対に、蓄電池51からの出力電力をDC/DCコンバータ50により電圧変換し、組電池20に出力してもよい。
 走行用インバータ60は、車両コントローラ30の制御により、組電池20から供給される直流電力を交流電力に変換して走行用モータ61に出力することで、走行用モータ61の駆動制御を行う。走行用モータ61は、走行用インバータ60から出力された交流電力を利用して駆動することで、車両の駆動輪に駆動力を供給し、車両を走行させる。
 なお、組電池20と、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60との間には、XコンデンサCxおよびYコンデンサCy1、Cy2が設けられている。XコンデンサCxは、主にノーマルモードノイズを除去するためのものであり、YコンデンサCy1、Cy2は、主にコモンモードノイズを除去するためのものである。
 本実施形態の制御システムにおいて、電池管理装置10は、第1の実施形態で説明したように組電池20の監視および管理を行う。このとき電池管理装置10は、組電池20を構成する電池セル21、22の端子電圧をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて、電池セル21、22と電圧検出部140のそれぞれについて異常であるか否かを診断する。その結果、電池セル21、22および電圧検出部140のいずれか少なくとも一つが異常であると診断した場合は、その診断結果を示す信号を、当該異常に関する異常情報として車両コントローラ30に出力する。
 車両コントローラ30は、上記のようにして電池管理装置10から出力された異常情報を受信すると、その異常情報に基づいて、走行用インバータ60に出力するトルク指令を変更する。これにより、組電池20からの電力供給を制限するための制御を走行用インバータ60に対して行う。このとき、異常情報が表す異常の内容に応じて、以下のように出力するトルク指令を切り替える。
 電池管理装置10において電池セル21、22のいずれか少なくとも一つが異常であると診断され、この診断結果を示す異常情報を電池管理装置10から受信した場合、車両コントローラ30は、走行用モータ61の出力トルクをゼロとするトルク指令を走行用インバータ60に出力する。これにより、車両コントローラ30は、組電池20から走行用インバータ60への電力供給を全て遮断するように制限して、走行用モータ61の駆動が停止されるように、走行用インバータ60を制御する。すなわち、この場合は組電池20に異常があり、そのまま車両の走行を続けると危険な状態に至る可能性があるため、走行用モータ61を即時に停止させるように、走行用インバータ60を制御する。
 一方、電池管理装置10において電圧検出部140が異常であると診断され、この診断結果を示す異常情報を電池管理装置10から受信した場合、車両コントローラ30は、走行用モータ61の出力トルクを所定の制限値以下とするトルク指令を走行用インバータ60に出力する。これにより、車両コントローラ30は、組電池20から走行用インバータ60への電力供給を制限しつつも、走行用モータ61を駆動させて車両の走行をある程度継続できるように、走行用インバータ60を制御する。すなわち、この場合は組電池20には異常がないため、上記のように組電池20に異常がある場合と比べて、組電池20からの電力供給に対する制限を緩和する。これにより、危険な状態に至らない程度に走行用モータ61の出力を絞りつつ、ユーザが修理工場等まで車両を自走させて移動できるように、走行用インバータ60を制御する。
 以上説明した本発明の第5の実施形態による制御システムは、電池管理装置10と、組電池20から供給される電力を用いて車両を走行させるための走行用モータ61の駆動制御を行う走行用インバータ60と、走行用インバータ60を制御する車両コントローラ30とを備える。この制御システムにおいて、電池管理装置10は、電池セル21、22のいずれか少なくとも一つまたは電圧検出部140が異常と診断した場合に、当該異常に関する異常情報を車両コントローラ30に出力する。こうして電池管理装置10から出力された異常情報に基づいて、車両コントローラ30は、組電池20からの電力供給を制限するための制御を走行用インバータ60に対して行う。この制御において、車両コントローラ30は、電池セル21、22のいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、電圧検出部140が異常である場合には、組電池20からの電力供給に対する制限を緩和する。このようにしたので、電池管理装置10を利用して、安全で使いやすい制御システムを提供することができる。
-第6の実施形態-
 次に本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態では、第5の実施形態で説明したのと同様の制御システムにおいて、耐ノイズ性を考慮した制御を行う例について説明する。
 図10は、本発明の第6の実施形態による制御システムの構成を示す図である。図10の制御システムは、図9に示した第5の実施形態による制御システムと同様に、車両に搭載されており、電池管理装置10、組電池20、車両コントローラ30、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60を備える。なお、図10では電池管理装置10としたが、これを第2~第4の実施形態でそれぞれ説明した電池管理装置10a、10b、10cのいずれかと置き換えて、本実施形態の制御システムを構成してもよい。
 図10において、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60は、各々の動作状態に応じたノイズを組電池20に対してそれぞれ出力する。そのため、これらの各機器から組電池20に入力されるノイズが過大であると、電池管理装置10が電池セル21、22の端子電圧を測定しても、正しい測定値が得られないことがある。このような場合に、端子電圧の測定値に基づいて前述のような異常診断を行うと、誤った診断結果が導かれる可能性がある。そこで、本実施形態の制御システムでは、車両コントローラ30から出力されるノイズ情報に基づいて、組電池20に過大なノイズが入力されるような状況では、電池管理装置10による異常診断や電池セル21、22の端子電圧検出を無効化する。この点について、以下に詳しく説明する。
 本実施形態において、車両コントローラ30は、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60の動作状態に応じて、それぞれの出力ノイズを推定する。たとえば走行用インバータ60の場合は、車両のアクセル操作量が変化したとき、低温時、インバータ制御におけるキャリア周波数の変更時、低速走行中にトルク変動が大きいときなどに、走行用インバータ60から組電池20への出力ノイズが増大すると推定できる。また、たとえばDC/DCコンバータ50の場合は、低温時、蓄電池51の充放電電流が0A近辺のときなどに、DC/DCコンバータ50から組電池20への出力ノイズが増大すると推定できる。これ以外にも様々な判断条件を用いて、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50、走行用インバータ60の各機器から組電池20への出力ノイズの大きさをそれぞれ推定することができる。こうして出力ノイズを推定したら、車両コントローラ30は、その推定結果に関するノイズ情報を電池管理装置10に出力する。
 電池管理装置10は、第1の実施形態で説明したように組電池20の監視および管理を行う。このとき電池管理装置10は、車両コントローラ30から出力されたノイズ情報に基づいて、マイコン150による電圧検出部140の診断や、電圧検出部140による電池セル21、22の端子電圧の検出を無効化する。具体的には、ノイズ情報が表すノイズの大きさが所定値以上である場合や、複数の機器からのノイズが重畳される場合などは、電池管理装置10は、電圧検出部140の診断や、電池セル21、22の端子電圧の検出を行わないようにする。なお、これらの一方のみを無効化してもよいし、両方を無効化してもよい。
 以上説明した本発明の第6の実施形態による制御システムは、電池管理装置10と、組電池20から供給される電力を利用するエアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60の各機器の制御を行う車両コントローラ30とを備える。この制御システムにおいて、車両コントローラ30は、各機器から組電池20に出力されるノイズに関するノイズ情報を電池管理装置10に出力する。このノイズ情報に基づいて、電池管理装置10は、マイコン150による電圧検出部140の診断および/または電圧検出部140による電池セル21、22の端子電圧の検出を無効化する。このようにしたので、電池管理装置10を利用して、耐ノイズ性に優れる制御システムを提供することができる。
 なお、以上説明した本発明の第6の実施形態において、電圧検出部140の診断および/または電圧検出部140による電池セル21、22の端子電圧の検出結果を無効化する処理を、車両コントローラ30側で行うようにしてもよい。すなわち、車両コントローラ30は、エアコン用インバータ40、DC/DCコンバータ50および走行用インバータ60の各機器から組電池20に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、電池管理装置10から出力される電圧検出部140の診断結果および/または電池セル21、22の端子電圧の検出結果を無効化することができる。このようにしても、上記の作用効果を奏することができる。この場合、車両コントローラ30は、ノイズ情報を電池管理装置10に出力しなくてよい。
 また、第5、第6の実施形態でそれぞれ説明した制御システムは、車両に搭載された制御システム以外に適用してもよい。
 以上説明した第1~第6の各実施形態では、診断用抵抗R21、R22、R23を用いて電圧変動部120を構成し、電流源G11、G12、G13を用いて状態変化発生部130を構成するようにした。しかし、これらを別のものでそれぞれ構成してもよい。たとえば、ダイオードを用いて電圧変動部120を構成したり、電圧源を用いて状態変化発生部130を構成したりすることもできる。各電圧検出線に対する電気的状態変化を発生するものであれば、どのようなものを状態変化発生部130として用いてもよい。また、状態変化発生部130が発生した電気的状態変化を受けて、各電圧検出線を介して測定される電池セルの端子電圧を変動させるものであれば、どのようなものを電圧変動部120として用いてもよい。
 以上説明した実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
10,10a,10b,10c,10h 電池管理装置
20 組電池
21,22 電池セル
30 車両コントローラ
40 エアコン用インバータ
50 DC/DCコンバータ
60 走行用インバータ
100,100b,100c 電池監視回路
101 マルチプレクサ
102 AD変換器
103 第1バッファメモリ
104 第2バッファメモリ
110 RCフィルタ
120 電圧変動部
130 状態変化発生部
140,140h 電圧検出部
150 マイコン

Claims (13)

  1.  複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
     前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、
     前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、
     前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて前記端子電圧を変動させる電圧変動部と、
     前記電圧変動部により前記端子電圧を変動させたときの前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記電圧検出部を診断する診断部と、を備える電池管理装置。
  2.  請求項1に記載の電池管理装置において、
     前記電圧変動部は、抵抗を用いて構成される電池管理装置。
  3.  請求項1または2に記載の電池管理装置において、
     前記状態変化発生部は、電流源を用いて構成され、前記電流源から出力された電流を前記電圧検出線に流すことで前記電気的状態変化を発生する電池管理装置。
  4.  請求項1に記載の電池管理装置において、
     前記診断部は、前記電圧変動部により前記端子電圧を変動させたときの前記端子電圧の検出結果における電圧変化が所定の閾値未満であるときに、前記電圧検出部が異常であると診断する電池管理装置。
  5.  請求項4に記載の電池管理装置において、
     前記電圧変動部は、抵抗を用いて構成され、
     前記状態変化発生部は、電流源を用いて構成され、前記電流源から出力された電流を前記電圧検出線に流すことで前記電気的状態変化を発生し、
     前記閾値は、前記抵抗の抵抗値および前記電流源が出力する電流の大きさに基づいて決定される電池管理装置。
  6.  請求項1または2に記載の電池管理装置において、
     前記電圧検出部は、前記端子電圧の検出結果をそれぞれ格納するための第1の記憶部および第2の記憶部を有する電池管理装置。
  7.  請求項6に記載の電池管理装置において、
     前記電圧検出部は、前記状態変化発生部が前記電気的状態変化を発生したときの前記端子電圧を前記第1の記憶部に記憶し、前記状態変化発生部が前記電気的状態変化を発生していないときの前記端子電圧を前記第2の記憶部に記憶し、
     前記診断部は、前記第1の記憶部と前記第2の記憶部にそれぞれ記憶された前記端子電圧を前記電圧検出部から読み込み、読み込んだ前記端子電圧に基づいて前記電圧検出部を診断する電池管理装置。
  8.  請求項1に記載の電池管理装置において、
     前記電圧変動部は、抵抗を用いて構成され、
     前記状態変化発生部は、前記抵抗の両端にそれぞれ配置された電流源を用いて構成され、前記電流源から出力された電流を前記電圧検出線に流すことで前記電気的状態変化を発生する電池管理装置。
  9.  複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
     前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、
     前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、
     前記状態変化発生部が前記電気的状態変化を発生したときの前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記電圧検出部を診断する診断部と、を備え、
     前記電圧検出部は、前記端子電圧の検出結果をそれぞれ格納するための第1の記憶部および第2の記憶部を有する電池管理装置。
  10.  複数の電池セルのそれぞれの両極に、フィルタ回路が接続された電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
     前記電圧検出線に対する電気的状態変化を発生する状態変化発生部と、
     前記フィルタ回路と前記電圧検出部との間で前記電圧検出線と電気的に接続され、前記状態変化発生部が発生した前記電気的状態変化を受けて前記端子電圧を変動させる電圧変動部と、を備える電池監視回路。
  11.  請求項1に記載の電池管理装置と、
     前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を用いて、前記電池管理装置を搭載した車両を走行させるための走行用モータの駆動制御を行う走行用インバータと、
     前記走行用インバータを制御する車両制御装置と、を備え、
     前記電池管理装置は、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つまたは前記電圧検出部が異常と診断した場合に、当該異常に関する異常情報を前記車両制御装置に出力し、
     前記車両制御装置は、前記異常情報に基づいて、前記組電池からの電力供給を制限するための制御を前記走行用インバータに対して行い、
     前記車両制御装置は、前記制御において、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、前記電圧検出部が異常である場合には、前記組電池からの電力供給に対する制限を緩和する制御システム。
  12.  請求項1に記載の電池管理装置と、
     前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズに関するノイズ情報を前記電池管理装置に出力し、
     前記電池管理装置は、前記ノイズ情報に基づいて、前記診断部による前記電圧検出部の診断および/または前記電圧検出部による前記端子電圧の検出を無効化する制御システム。
  13.  請求項1に記載の電池管理装置と、
     前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、前記電池管理装置から出力される前記電圧検出部の診断結果および/または前記端子電圧の検出結果を無効化する制御システム。
PCT/JP2016/056697 2015-03-11 2016-03-04 電池管理装置、電池監視回路、制御システム Ceased WO2016143678A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680012492.3A CN107407699B (zh) 2015-03-11 2016-03-04 电池管理装置、电池监视电路、控制系统
US15/555,485 US10449862B2 (en) 2015-03-11 2016-03-04 Battery managing device, battery monitoring circuit, and control system
EP16761648.1A EP3270171B1 (en) 2015-03-11 2016-03-04 Battery managing device, battery monitoring circuit, control system
JP2017505290A JP6652960B2 (ja) 2015-03-11 2016-03-04 電池管理装置、電池監視回路、制御システム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-048797 2015-03-11
JP2015048797 2015-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016143678A1 true WO2016143678A1 (ja) 2016-09-15

Family

ID=56879383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/056697 Ceased WO2016143678A1 (ja) 2015-03-11 2016-03-04 電池管理装置、電池監視回路、制御システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10449862B2 (ja)
EP (1) EP3270171B1 (ja)
JP (1) JP6652960B2 (ja)
CN (1) CN107407699B (ja)
WO (1) WO2016143678A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016143679A1 (ja) * 2015-03-11 2017-11-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置、電池監視回路、制御システム
WO2018104189A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer traktionsbatterie für ein kraftfahrzeug und batteriemanagementvorrichtung hierfür

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7049115B2 (ja) * 2015-09-17 2022-04-06 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 異常検出装置、及び電池システム
WO2019082401A1 (ja) * 2017-10-23 2019-05-02 三菱電機株式会社 鉄道車両用記録装置、鉄道車両用空気調和装置、及び鉄道車両用記録方法
CN114910790B (zh) * 2021-02-09 2025-05-13 凹凸电子(武汉)有限公司 电池管理系统中的异常检测方法及电池管理系统
US12061237B2 (en) * 2018-04-20 2024-08-13 O2Micro Inc. Detecting whether a battery management system is abnormal
JP7259614B2 (ja) * 2019-07-19 2023-04-18 株式会社デンソー 電池監視装置
DE102020210866A1 (de) * 2020-08-28 2022-03-03 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zur Erfassung und Verarbeitung einer Messgröße eines Sensors in einem Kraftfahrzeug
DE102020126729A1 (de) * 2020-10-12 2022-04-14 TWAICE Technologies GmbH Korrigierte Klemmenspannung für Batterien
DE102024209195B4 (de) * 2024-09-24 2026-04-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Schaltung zur Spannungsüberwachung einer Batterie, Verfahren zur Fehlerdiagnose von Messverbindungen und entsprechendes Steuergerät

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000135000A (ja) * 1998-10-22 2000-05-12 Toyota Motor Corp モータ制御装置
JP2000357541A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Toyota Motor Corp バッテリ管理装置
JP2008043188A (ja) * 2006-07-12 2008-02-21 Nissan Motor Co Ltd 二次電池の入出力電力制御装置及び入出力電力制御方法
JP2010249793A (ja) * 2009-02-27 2010-11-04 Hitachi Ltd 電池監視装置および電池監視装置の診断方法
JP2012172992A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Honda Motor Co Ltd 蓄電装置、断線検知装置、車両及び断線検知方法
JP2014163921A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Fujitsu Telecom Networks Ltd 充放電試験システム、及び制御装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2750539B2 (ja) * 1989-06-29 1998-05-13 古野電気株式会社 二次電池の充電制御方法
US6542857B1 (en) * 1996-02-06 2003-04-01 The Regents Of The University Of California System and method for characterizing synthesizing and/or canceling out acoustic signals from inanimate sound sources
WO2008093584A1 (ja) * 2007-01-31 2008-08-07 Hoya Corporation 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板の製造システム
JP5469813B2 (ja) * 2008-01-29 2014-04-16 株式会社日立製作所 車両用電池システム
JP5593553B2 (ja) * 2009-02-27 2014-09-24 株式会社日立製作所 電池監視装置
KR101099811B1 (ko) * 2009-03-03 2011-12-27 주식회사 엘지화학 배터리 팩의 전류측정부 이상 진단 방법 및 장치
JP5407548B2 (ja) * 2009-05-21 2014-02-05 ミツミ電機株式会社 スイッチング電源装置
JP4932975B2 (ja) * 2010-05-25 2012-05-16 パナソニック株式会社 過電流検知回路、及び電池パック
JP2012021867A (ja) * 2010-07-14 2012-02-02 Ricoh Co Ltd 二次電池を複数個直列に接続した組電池の保護用半導体装置、該保護用半導体装置を内蔵した電池パックおよび電子機器
JP5508180B2 (ja) * 2010-08-02 2014-05-28 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電装置、蓄電装置の充放電方法、蓄電装置の運転方法および車両
US9024586B2 (en) * 2010-10-14 2015-05-05 GM Global Technology Operations LLC Battery fault tolerant architecture for cell failure modes series bypass circuit
JP5443327B2 (ja) * 2010-12-08 2014-03-19 株式会社東芝 組電池装置
JPWO2012132246A1 (ja) * 2011-03-31 2014-07-24 パナソニック株式会社 電池電源装置、及び電池電源システム
US9746525B2 (en) * 2011-09-08 2017-08-29 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Battery system monitoring device
JP5775935B2 (ja) 2011-10-20 2015-09-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システムの監視装置およびこれを備えた蓄電装置
JP6051542B2 (ja) * 2012-03-07 2016-12-27 ミツミ電機株式会社 電池電圧監視回路
JP5952043B2 (ja) * 2012-03-16 2016-07-13 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体回路、電池監視システム、診断プログラム、及び診断方法
CN104272125B (zh) * 2012-04-27 2016-12-07 日立汽车系统株式会社 电池监视装置和电池系统监视装置
JP6001334B2 (ja) * 2012-05-31 2016-10-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、バッテリ状態監視モジュール及び車輌システム
US9837837B2 (en) * 2012-11-19 2017-12-05 Byd Company Limited Protective device and protective system for battery assembly which detects discontinuities through voltage monitoring
EP2743647B1 (en) * 2012-12-12 2015-09-16 JTEKT Corporation Rotation angle detection device
JP6060804B2 (ja) * 2013-05-08 2017-01-18 株式会社デンソー 組電池システム
WO2015011801A1 (ja) 2013-07-24 2015-01-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
JP7049115B2 (ja) * 2015-09-17 2022-04-06 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 異常検出装置、及び電池システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000135000A (ja) * 1998-10-22 2000-05-12 Toyota Motor Corp モータ制御装置
JP2000357541A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Toyota Motor Corp バッテリ管理装置
JP2008043188A (ja) * 2006-07-12 2008-02-21 Nissan Motor Co Ltd 二次電池の入出力電力制御装置及び入出力電力制御方法
JP2010249793A (ja) * 2009-02-27 2010-11-04 Hitachi Ltd 電池監視装置および電池監視装置の診断方法
JP2012172992A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Honda Motor Co Ltd 蓄電装置、断線検知装置、車両及び断線検知方法
JP2014163921A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Fujitsu Telecom Networks Ltd 充放電試験システム、及び制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3270171A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016143679A1 (ja) * 2015-03-11 2017-11-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置、電池監視回路、制御システム
WO2018104189A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer traktionsbatterie für ein kraftfahrzeug und batteriemanagementvorrichtung hierfür
CN110036305A (zh) * 2016-12-08 2019-07-19 大众汽车有限公司 用于运行机动车的牵引电池组的方法和为此的电池组管理设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP6652960B2 (ja) 2020-02-26
EP3270171B1 (en) 2022-07-20
JPWO2016143678A1 (ja) 2018-02-08
EP3270171A1 (en) 2018-01-17
US10449862B2 (en) 2019-10-22
CN107407699B (zh) 2020-01-10
CN107407699A (zh) 2017-11-28
US20180043781A1 (en) 2018-02-15
EP3270171A4 (en) 2019-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6652960B2 (ja) 電池管理装置、電池監視回路、制御システム
JP6594952B2 (ja) 電池管理装置、電池監視回路、制御システム
JP6023312B2 (ja) 電池システム監視装置
CN110018349B (zh) 接地故障检测装置
JP6901989B2 (ja) 電池監視装置、電池監視システム、および電池監視方法
JP5853099B2 (ja) 電池制御装置
US10393823B2 (en) Battery system monitoring apparatus
US9459324B2 (en) Device and method for the redundant determination of a battery current flowing through the poles of a battery
JP2012242330A (ja) 漏電検知装置
JP2019506824A (ja) 診断機能を備える分散したエネルギー貯蔵部
JP2011154028A (ja) エミュレートされた可変インダクタンスを利用した絶縁性監視システム及び方法
JP5615342B2 (ja) 漏電検知装置
CN111480085B (zh) 诊断电池组与接地之间的绝缘状况的设备和方法及包括该设备的电池组
KR20210051539A (ko) 배터리 절연 진단 장치
JP5423766B2 (ja) 地絡検出装置
CN115343652A (zh) 蓄电池异常检测装置、蓄电池异常检测方法以及记录介质
CN113270649B (zh) 电池控制装置、电池控制方法、存储介质和车辆
WO2017068874A1 (ja) 車載用電源装置
JP7064392B2 (ja) 電池監視装置、電池監視システム、および電池監視方法
JPWO2015022731A1 (ja) 電池監視装置、電池システムおよび車両制御システム
JP6464059B2 (ja) 電池管理装置、電池監視回路、制御システム
JP6536812B2 (ja) 電力変換装置
JP5615335B2 (ja) 漏電検知装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16761648

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017505290

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15555485

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016761648

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE