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JP2001174531A - Battery battery abnormality detection device - Google Patents

Battery battery abnormality detection device

Info

Publication number
JP2001174531A
JP2001174531A JP35578599A JP35578599A JP2001174531A JP 2001174531 A JP2001174531 A JP 2001174531A JP 35578599 A JP35578599 A JP 35578599A JP 35578599 A JP35578599 A JP 35578599A JP 2001174531 A JP2001174531 A JP 2001174531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
cell group
detection
abnormality
switching element
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.)
Pending
Application number
JP35578599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Imai
敦志 今井
Hiroshi Tamura
博志 田村
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP35578599A priority Critical patent/JP2001174531A/en
Publication of JP2001174531A publication Critical patent/JP2001174531A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組電池の充放電制御を行う際に、組電池に発
生する異常を判定するための装置を、より低コストで構
成する。 【解決手段】 組電池19を構成する各セルグループ1
2において、夫々のセルグループ12を構成している単
位セル11毎に直列回路22及びトランジスタ24を配
置し、何れかの単位セル11の端子電圧が上限電圧を上
回るとトランジスタ24にオン電圧が供給され、検出電
圧変化手段29を介してFET34のゲート電圧がハイ
レベルになるとセルグループ12の電圧出力を遮断す
る。すると、ECU18の電圧検出器14に対する電源
の供給が断たれ、CPU17は、A/Dコンバータ16
を介して電圧検出器14の出力電圧レベルを参照し、セ
ルグループ12に異常が発生したことを判定する。
(57) [Problem] To provide a lower-cost apparatus for determining an abnormality occurring in a battery pack when performing charge / discharge control of the battery pack. SOLUTION: Each cell group 1 constituting the assembled battery 19
2, a series circuit 22 and a transistor 24 are arranged for each unit cell 11 constituting each cell group 12, and when a terminal voltage of any one of the unit cells 11 exceeds an upper limit voltage, an ON voltage is supplied to the transistor 24. Then, when the gate voltage of the FET 34 becomes high level via the detection voltage changing means 29, the voltage output of the cell group 12 is cut off. Then, the supply of power to the voltage detector 14 of the ECU 18 is cut off, and the CPU 17
It is determined that an abnormality has occurred in the cell group 12 by referring to the output voltage level of the voltage detector 14 via the.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池からなる
単位セルを複数個直列に接続してセルグループを構成
し、そのセルグループを複数直列に接続してなる組電池
について、充放電時における異常の発生を判定する異常
判定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack comprising a plurality of unit cells connected in series to form a cell group. The present invention relates to an abnormality determination device that determines the occurrence of an abnormality in the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低公害性と高い走行性能との両立
を目的として、電気自動車とガソリンエンジンとのメカ
ニズムを組み合わせたハイブリッド電気自動車(以下、
HEVと称す)が開発されている。HEVにおいては、
発進時やフル加速時にはバッテリから供給される電力を
使用するため、バッテリには高い出力が要求される。ま
た、HEVは、エンジンやモータ/ジェネレータ,バッ
テリなど多くの構成部品を搭載しなければならず、自動
車全体の重量が増加することから、バッテリに対して
は、電気自動車と同様に高性能且つ軽量であることが要
求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a hybrid electric vehicle (hereinafter, referred to as a hybrid vehicle) combining a mechanism of an electric vehicle and a gasoline engine has been developed in order to achieve both low pollution and high running performance.
HEV) has been developed. In HEV,
Since the electric power supplied from the battery is used at the time of starting or full acceleration, a high output is required for the battery. In addition, the HEV has to mount many components such as an engine, a motor / generator, and a battery, and the weight of the entire vehicle increases. Is required.

【0003】斯様な状況下で、鉛,ニッカドやニッケル
水素電池などに代わるものとして、リチウム電池が注目
されている。リチウム電池は、同容量の鉛やニッカド電
池に比して約3〜4倍もの高い重量エネルギ密度を有し
ており、小形軽量化が要求されるHEVには好適である
として応用が期待されている。
[0003] Under such circumstances, attention has been paid to lithium batteries as an alternative to lead, nickel cadmium, nickel hydride batteries and the like. Lithium batteries have a weight energy density that is about three to four times higher than lead or nickel cadmium batteries of the same capacity, and are expected to be applied as suitable for HEVs that require small size and light weight. I have.

【0004】ところが、リチウム電池は、過充電や過放
電に弱く、定められた電圧範囲内で使用しないと材料が
分解して著しく容量が減少したり、異常に発熱するなど
して使用できなくなるおそれがある。そのため、リチウ
ム電池を使用する場合は、上限電圧及び下限電圧を明確
に規定して、端子電圧がその範囲内となるように充放電
制御したり、或いは、電圧範囲を制限する保護回路とセ
ットで使用するのが一般的である。
However, lithium batteries are susceptible to overcharging and overdischarging, and if not used within a specified voltage range, materials may be decomposed and markedly reduced in capacity, or may become unusable due to abnormal heat generation. There is. Therefore, when using a lithium battery, the upper limit voltage and the lower limit voltage are clearly specified, and charge / discharge control is performed so that the terminal voltage is within the range, or a protection circuit that limits the voltage range is used as a set. It is common to use.

【0005】ところで、電気自動車やHEVに使用され
るバッテリは、モータを駆動するために高い電圧が要求
されるので、通常、複数個の単位セルを直列に接続して
構成されている。例えば、300Vのバッテリ電圧を得
るには、単位セル当たり2Vの鉛電池では150個程度
のセルを直列接続し、単位セル当たり3.6Vのリチウ
ム電池では80個程度のセルを直列接続することにな
る。
[0005] A battery used in an electric vehicle or an HEV requires a high voltage to drive a motor. Therefore, a battery is usually constituted by connecting a plurality of unit cells in series. For example, to obtain a battery voltage of 300 V, about 150 cells are connected in series for a 2 V lead battery per unit cell, and about 80 cells are connected in series for a 3.6 V lithium battery per unit cell. Become.

【0006】このように多数の単位セルを直列接続して
なる組電池を充放電する場合、従来は、組電池の正,負
極の端子間電圧を監視することにより充放電を制御して
いた。例えば、単位セル当たりの電圧範囲が1.8〜
2.4Vで150個直列の鉛電池の場合は、組電池の電
圧範囲が270〜360Vの範囲となるように充放電制
御する。
In the case of charging and discharging a battery pack formed by connecting a large number of unit cells in series as described above, conventionally, charging / discharging is controlled by monitoring the voltage between the positive and negative terminals of the battery pack. For example, the voltage range per unit cell is 1.8 to
In the case of a series of lead batteries of 2.4 V at 150 batteries, the charge / discharge control is performed so that the voltage range of the assembled battery is in the range of 270 to 360 V.

【0007】ところが、各単位セルの残存容量には、主
として各セル毎の自己放電や充放電効率の違いによって
生じるばらつきがあるため、それに伴って各単位セル間
の端子電圧にもばらつきが生じることが避けられない。
そして、残存容量のばらつきは時間と共に蓄積され拡大
していくものであるから、これらの総計たる組電池の端
子電圧を監視して充電制御しても、各単位セルとして
は、端子電圧が(組電池の端子電圧)/(単位セル個
数)で得られる平均電圧よりも高く或いは低くなってい
るものがある。従って、上限電圧まで充電すれば過充電
となり、下限電圧まで放電すれば過放電となる単位セル
が存在することになる。
However, since the remaining capacity of each unit cell has a variation mainly caused by a difference in self-discharge and charge / discharge efficiency of each cell, a variation also occurs in a terminal voltage between each unit cell. Is inevitable.
Since the variation in the remaining capacity is accumulated and expanded with time, even if the total terminal voltage of the assembled battery is monitored and charging is controlled, the terminal voltage of each unit cell is ( Some are higher or lower than the average voltage obtained by (terminal voltage of battery) / (number of unit cells). Therefore, there is a unit cell that is overcharged when charged to the upper limit voltage and overdischarged when discharged to the lower limit voltage.

【0008】そして、ニッカド或いはニッケル水素電池
では、過放電や過充電となっても性能の劣化が少なく、
また、鉛電池は、性能が劣化しても特に安全性に問題は
無く何れも使用不能の状態にはならないことから、組電
池の両端電圧のみを参照して制御すれば十分であった。
しかしながら、リチウム電池を多直列組電池として使用
する場合は、各単位セル夫々が過充電または過放電状態
とならないように対策すること、即ち、そのために過充
電や過放電のような異常の発生を検出,判定することは
必須である。
In the case of NiCd or NiMH batteries, even if overdischarge or overcharge occurs, there is little deterioration in performance.
In addition, even if the performance of the lead battery is deteriorated, there is no particular problem in the safety, and neither of them is in an unusable state. Therefore, it is sufficient to control the lead battery with reference to only the voltage across the assembled battery.
However, when using a lithium battery as a multi-series battery pack, it is necessary to take measures to prevent each unit cell from being overcharged or overdischarged, that is, to prevent occurrence of abnormalities such as overcharge and overdischarge. It is essential to detect and judge.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このような対策を考慮
したものとして、例えば、実開平2−136445号公
報に開示されているものがある。この従来技術では、図
11に示すように、組電池1を構成する各単位セル2に
は、夫々の端子電圧を個別に検出する電圧検出器3が並
列に接続されている。異常判定用のECU4を構成する
CPU5は、各電圧検出器3の検出信号をマルチプレク
サ6,7及び8並びにA/Dコンバータ9を介して得る
ようになっている。
As a countermeasure for such a countermeasure, there is, for example, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-136445. In this prior art, as shown in FIG. 11, a voltage detector 3 for individually detecting each terminal voltage is connected in parallel to each unit cell 2 constituting the battery pack 1. The CPU 5 constituting the abnormality determination ECU 4 obtains the detection signals of the respective voltage detectors 3 through the multiplexers 6, 7 and 8 and the A / D converter 9.

【0010】そして、CPU5は、充電時には、各単位
セル1の端子電圧の内最高値を検出してその最高電圧が
上限電圧を超えないように制御を行い、放電時には、同
最低値を検出してその最低電圧が下限電圧に達すると放
電を終了するように制御を行うようになっている。
The CPU 5 detects the highest value of the terminal voltages of the unit cells 1 at the time of charging and performs control so that the highest voltage does not exceed the upper limit voltage, and detects the lowest value at the time of discharging. Then, when the minimum voltage reaches the lower limit voltage, control is performed so as to end the discharge.

【0011】しかしながら、斯様な方式では、過充電や
過放電の発生を監視するために、各単位セル2毎に電圧
検出器3を配置しなければならない。そして、各電圧検
出器3が出力する多数の検出信号を処理するために、マ
ルチプレクサ5乃至8が必要となる。加えて、単位セル
2から、組電池1とは比較的離れた箇所に配置されるE
CU4側に内蔵されている電圧検出器3への配線数も多
くなるため、総じてコストを増大させてしまうという問
題がある。
However, in such a system, a voltage detector 3 must be provided for each unit cell 2 in order to monitor the occurrence of overcharge or overdischarge. Then, in order to process a large number of detection signals output from each voltage detector 3, multiplexers 5 to 8 are required. In addition, E which is arranged at a position relatively far from the battery pack 1 from the unit cell 2
Since the number of wirings to the voltage detector 3 built in the CU 4 also increases, there is a problem that the cost is generally increased.

【0012】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、組電池の充放電制御を行う際に、組
電池に発生する異常を判定するための装置を、より低コ
ストで構成することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a device for judging an abnormality occurring in a battery pack when performing charge / discharge control of the battery pack, at a lower cost. Consists in configuring.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の組電池の
異常検出装置によれば、組電池を構成する各セルグルー
プにおいて、オン電圧供給手段は、夫々のセルグループ
を構成している単位セルの端子電圧が上限電圧を上回る
と検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を供給し、
検出電圧変化手段は、検出用スイッチング素子がオン状
態になると検出電圧を変化させる。そして、電圧検出手
段は、検出用スイッチング素子のオンオフ状態が変化す
ることに伴う電圧の変化を検出し、異常判定手段は、電
圧検出手段により検出される電圧に基づいてセルグルー
プに異常が発生したことを判定する。
According to the battery pack abnormality detecting device of the present invention, in each cell group constituting the battery pack, the on-voltage supply means is a unit constituting each cell group. When the terminal voltage of the cell exceeds the upper limit voltage, a predetermined ON voltage is supplied to the detection switching element,
The detection voltage changing means changes the detection voltage when the detection switching element is turned on. Then, the voltage detecting means detects a change in voltage caused by a change in the on / off state of the detection switching element, and the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the cell group based on the voltage detected by the voltage detecting means. Is determined.

【0014】即ち、単位セルの端子電圧が上限電圧を上
回り検出用スイッチング素子にオン電圧が供給されてオ
ン状態になれば、それに伴う電圧の変化によって当該単
位セルを含んで構成されるセルグループに異常が発生し
たことを判定できる。従って、上限電圧を、二次電池た
る単位セルが過充電状態となるしきい値電圧に等しくな
るように設定することにより、異常判定手段は、過充電
状態となった単位セルを含むセルグループを検出するこ
とができる。そして、セルグループ毎に異常を判定する
ことにより異常検出に必要な構成要素やハーネスの数を
従来よりも削減することができるので、従来よりも低コ
ストで構成することが可能となる。
In other words, when the terminal voltage of the unit cell exceeds the upper limit voltage and the ON voltage is supplied to the switching element for detection and the switching element is turned ON, the change in the voltage causes a change in the voltage to the cell group including the unit cell. It can be determined that an abnormality has occurred. Therefore, by setting the upper limit voltage to be equal to the threshold voltage at which the unit cell serving as the secondary battery is in the overcharged state, the abnormality determination unit determines the cell group including the unit cell in the overcharged state. Can be detected. By determining the abnormality for each cell group, the number of components and harnesses required for abnormality detection can be reduced as compared with the related art, so that the configuration can be performed at a lower cost than before.

【0015】請求項2記載の組電池の異常検出装置によ
れば、組電池を構成する各セルグループにおいて、オン
電圧供給手段は、夫々のセルグループを構成している単
位セルの端子電圧が下限電圧以上であれば検出用スイッ
チング素子に所定のオン電圧を供給し、検出電圧変化手
段は、検出用スイッチング素子がオフ状態になると検出
電圧を変化させる。そして、電圧検出手段は、検出用ス
イッチング素子のオンオフ状態が変化することに伴う電
圧の変化を検出し、異常判定手段は、電圧検出手段によ
り検出される電圧に基づいてセルグループに異常が発生
したことを判定する。
According to the second aspect of the present invention, in each of the cell groups constituting the assembled battery, the on-voltage supply means sets the terminal voltage of the unit cell constituting each cell group to a lower limit. If the voltage is equal to or more than the voltage, a predetermined ON voltage is supplied to the detection switching element, and the detection voltage changing means changes the detection voltage when the detection switching element is turned off. Then, the voltage detecting means detects a change in voltage caused by a change in the on / off state of the detection switching element, and the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the cell group based on the voltage detected by the voltage detecting means. Is determined.

【0016】従って、下限電圧を単位セルが過放電状態
となるしきい値電圧に等しくなるように設定することに
より、異常判定手段は、過放電状態となった単位セルを
含むセルグループを検出することができるので、請求項
1と同様の効果を得ることができる。
Therefore, by setting the lower limit voltage to be equal to the threshold voltage at which the unit cell is in the overdischarged state, the abnormality determining means detects the cell group including the unit cell in the overdischarged state. Therefore, the same effect as the first aspect can be obtained.

【0017】請求項3記載の組電池の異常検出装置によ
れば、組電池を構成する各セルグループにおいて、第1
オン電圧供給手段は、夫々のセルグループを構成してい
る単位セルの端子電圧が上限電圧を上回ると第1検出用
スイッチング素子に所定のオン電圧を供給し、第2オン
電圧供給手段は、単位セルの端子電圧が下限電圧異常で
あれば第2検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を
供給する。第1検出電圧変化手段は、第1検出用スイッ
チング素子がオン状態になると検出電圧を変化させ、第
2検出電圧変化手段は、第2検出用スイッチング素子が
オフ状態になると検出電圧を変化させる。
According to the battery pack abnormality detecting device of the third aspect, in each cell group constituting the battery pack, the first
The on-voltage supply means supplies a predetermined on-voltage to the first detection switching element when the terminal voltage of the unit cell constituting each cell group exceeds the upper limit voltage, and the second on-voltage supply means outputs If the terminal voltage of the cell is lower limit voltage abnormal, a predetermined ON voltage is supplied to the second detection switching element. The first detection voltage changing means changes the detection voltage when the first detection switching element is turned on, and the second detection voltage changing means changes the detection voltage when the second detection switching element is turned off.

【0018】そして、電圧検出手段は、第1または第2
検出用スイッチング素子のオンオフ状態が変化すること
に伴う電圧の変化を検出し、異常判定手段は、電圧検出
手段により検出される電圧に基づいてセルグループに異
常が発生したことを判定する。従って、何れかの単位セ
ルが過充電状態になった場合と過放電状態になった場合
とを何れも検出することが可能となる。
Further, the voltage detecting means includes a first or second
A voltage change associated with a change in the on / off state of the detection switching element is detected, and the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the cell group based on the voltage detected by the voltage detection unit. Therefore, it is possible to detect both the case where any of the unit cells is in the overcharged state and the case where the unit cell is in the overdischarged state.

【0019】請求項4記載の組電池の異常検出装置によ
れば、遮断用スイッチング素子は、検出電圧変化手段に
よって検出電圧が変化した場合にセルグループの電圧出
力を遮断するように動作する。そして、電圧検出手段
は、遮断用スイッチング素子によりセルグループの電圧
出力が遮断されたことによって生じる電圧の変化を検出
する。
According to the fourth aspect of the present invention, the cutoff switching element operates to cut off the voltage output of the cell group when the detected voltage changes by the detected voltage changing means. Then, the voltage detecting means detects a change in voltage caused by the interruption of the voltage output of the cell group by the interruption switching element.

【0020】従って、単位セルの端子電圧が上限電圧を
上回った場合、または、下限電圧を下回った場合は、遮
断用スイッチング素子によりセルグループの電圧出力が
遮断され、その遮断によって生じる電圧の変化が電圧検
出手段によって検出されるので、異常の検出を容易に行
うことができる。
Therefore, when the terminal voltage of the unit cell exceeds the upper limit voltage or falls below the lower limit voltage, the voltage output of the cell group is cut off by the cutoff switching element, and the voltage change caused by the cutoff is changed. Since the voltage is detected by the voltage detecting means, the abnormality can be easily detected.

【0021】請求項5記載の組電池の異常検出装置によ
れば、検出用スイッチング素子とオン電圧供給手段と
を、セルグループを構成する単位セルの全てに対して配
置するので、異常の検出を一層確実に行うことができ
る。
According to the abnormality detecting device for a battery pack according to the fifth aspect, the switching element for detection and the on-voltage supply means are arranged for all of the unit cells constituting the cell group. It can be performed more reliably.

【0022】請求項6記載の組電池の異常検出装置によ
れば、オン電圧供給手段を、単位セルに並列接続される
抵抗と所定の基準電圧を発生する基準電圧発生手段との
直列回路によって構成し、前記抵抗の端子電圧によって
検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を供給する。
According to the present invention, the ON voltage supply means is constituted by a series circuit of a resistor connected in parallel to the unit cell and a reference voltage generation means for generating a predetermined reference voltage. Then, a predetermined ON voltage is supplied to the detection switching element by the terminal voltage of the resistor.

【0023】即ち、前記抵抗の端子電圧は、単位セルの
端子電圧と基準電圧との差電圧となるので、基準電圧と
検出用スイッチング素子のオン電圧との和が単位セルの
上限電圧または下限電圧に等しくなるように設定するこ
とで、検出用スイッチング素子を所期通りにスイッチン
グ動作させることができる。
That is, since the terminal voltage of the resistor is a difference voltage between the terminal voltage of the unit cell and the reference voltage, the sum of the reference voltage and the ON voltage of the switching element for detection is equal to the upper limit voltage or the lower limit voltage of the unit cell. By setting so as to be equal to, the switching operation of the detection switching element can be performed as expected.

【0024】請求項7記載の組電池の異常検出装置によ
れば、基準電圧発生手段をツェナーダイオードで構成す
るので、そのツェナー電圧が適当な値に設定されている
素子を適宜選択することによって、様々な単位セルにつ
いて設定される上限電圧または下限電圧にも容易に対応
することができる。
According to the abnormality detecting apparatus for a battery pack of the present invention, since the reference voltage generating means is constituted by a Zener diode, the element whose Zener voltage is set to an appropriate value is appropriately selected. It can easily correspond to the upper limit voltage or the lower limit voltage set for various unit cells.

【0025】請求項8記載の組電池の異常検出装置によ
れば、基準電圧発生手段をバンドギャップリファレンス
で構成するので、バンドギャップリファレンスが発生す
る基準電圧を適宜選択することによって、請求項7と同
様に様々な単位セルについて設定される上限電圧または
下限電圧にも容易に対応することができる。加えて、基
準電圧の変動をより小さくして精度を高めることができ
ると共に、基準電圧発生手段における消費電力もより低
減することができる。
According to the abnormality detecting device for an assembled battery of the present invention, the reference voltage generating means is constituted by a band gap reference. Similarly, it can easily correspond to the upper limit voltage or the lower limit voltage set for various unit cells. In addition, the accuracy of the reference voltage can be improved by reducing the fluctuation of the reference voltage, and the power consumption of the reference voltage generating means can be further reduced.

【0026】請求項9記載の組電池の異常検出装置によ
れば、検出用スイッチング素子をバイポーラトランジス
タで構成するので、オフ状態にある場合の遮断電流を極
めて小さくすることができ、消費電力を抑制することが
可能となる。
According to the abnormality detecting device for a battery pack according to the ninth aspect, since the switching element for detection is constituted by a bipolar transistor, the cutoff current in the off state can be extremely reduced, and the power consumption can be suppressed. It is possible to do.

【0027】請求項10記載の組電池の異常検出装置に
よれば、検出電圧変化手段を、バイポーラトランジスタ
を用いて構成するので、検出用スイッチング素子のオン
オフ状態が変化したことに応じてトランジスタのオンオ
フを制御することで、検出電圧を容易に変化させること
ができる。
According to the abnormality detecting device for a battery pack of the present invention, since the detection voltage changing means is constituted by the bipolar transistor, the on / off state of the transistor is changed in response to the change of the on / off state of the detection switching element. , The detection voltage can be easily changed.

【0028】請求項11記載の組電池の異常検出装置に
よれば、遮断用スイッチング素子を、セルグループの正
極側と電圧検出手段との間に配置されるMOSFETで
構成するので、そのオンオフを電圧で制御することで駆
動電力を減少させることができる。また、オン抵抗が小
さいので電圧降下が小さくなり、電圧検出手段による電
圧の検出誤差を小さくすることもできる。
[0028] According to the abnormality detecting device for an assembled battery according to the eleventh aspect, the switching element for cutoff is constituted by the MOSFET arranged between the positive electrode side of the cell group and the voltage detecting means. , The driving power can be reduced. In addition, since the ON resistance is small, the voltage drop is small, and the error in voltage detection by the voltage detecting means can be reduced.

【0029】請求項12記載の組電池の異常検出装置に
よれば、各セルグループに夫々並列接続される放電手段
によって、各セルグループ間の端子電圧のばらつきを調
整するように放電抵抗を介して放電を行い、各セルグル
ープ間の端子電圧が常に略等しくなるように維持するこ
とで、組電池の使用効率を向上させることができる。
According to the apparatus for detecting abnormality of a battery pack according to the twelfth aspect, the discharge means connected in parallel to each cell group via the discharge resistor so as to adjust the variation of the terminal voltage between the cell groups. By performing the discharge and maintaining the terminal voltages between the cell groups to be substantially equal at all times, it is possible to improve the use efficiency of the assembled battery.

【0030】請求項13記載の組電池の異常検出装置に
よれば、遮断用スイッチング素子をMOSFETで構成
し、放電制御手段は、電圧検出手段が何れかのセルグル
ープについて電圧を検出する間は、当該セルグループの
高電位側に配置されている放電手段による放電を禁止す
るように制御する。
According to the abnormality detecting device for a battery pack of the present invention, the switching element for shutting down is constituted by a MOSFET, and the discharge control means controls the voltage detection means to detect the voltage of any of the cell groups. Control is performed so as to prohibit discharge by discharge means arranged on the high potential side of the cell group.

【0031】即ち、電圧検出手段が、遮断用スイッチン
グ素子がオフ状態となっているセルグループについて電
圧を検出しようとする場合に、そのセルグループの高電
位側に配置されているセルグループにおいて放電手段に
よる放電が行われていると、その放電電流がMOSFE
Tに形成されている寄生ダイオードを介して電圧検出対
象となっているセルグループの正極側に流れ込むことに
なる。すると、電圧検出手段は、検出用スイッチング素
子のオンオフ状態が変化することに伴い遮断用スイッチ
ング素子がオフ状態となっていることを電圧の変化によ
って検出できなくなってしまう。
That is, when the voltage detecting means attempts to detect a voltage for a cell group in which the switching element for shutting off is in the off state, the discharging means is used for the cell group arranged on the high potential side of the cell group. Is discharged, the discharge current becomes MOSFE
This flows into the positive electrode side of the cell group that is the target of voltage detection via the parasitic diode formed at T. Then, the voltage detection means cannot detect that the cutoff switching element is in the off state due to the change in the voltage as the on / off state of the detection switching element changes.

【0032】従って、放電制御手段が上記したように制
御を行うことで、高電位側のセルグループにおいて放電
が行われることと並行して、電圧検出対象たるセルグル
ープにおいて検出用スイッチング素子のオンオフ状態が
変化したことも検出することが可能である。
Accordingly, by performing the above-described control by the discharge control means, the discharge is performed in the cell group on the high potential side, and at the same time, the on / off state of the switching element for detection is detected in the cell group to be detected. Can also be detected.

【0033】請求項14記載の組電池の異常検出装置に
よれば、遮断用スイッチング素子をMOSFETで構成
し、放電経路形成手段は、何れかのセルグループに配置
されている遮断用スイッチング素子がオフ状態となった
場合で、且つ、当該セルグループの高電位側に配置され
ているセルグループにおいて放電手段により放電が行わ
れている場合には、その放電電流を、前者のセルグルー
プの負極側に導く放電経路を形成する。
According to the abnormality detecting apparatus for a battery pack, the switching element for disconnection is constituted by a MOSFET, and the discharge path forming means turns off the switching element for disconnection arranged in any one of the cell groups. In the case where the cell group is in the state, and the discharge is being performed by the discharge means in the cell group arranged on the high potential side of the cell group, the discharge current is supplied to the negative side of the former cell group. Form a discharge path to guide.

【0034】そして、その放電経路中には、前者のセル
グループとその高電位側に配置されているセルグループ
との直列端子電圧を放電手段が有する放電抵抗と共に分
圧する分圧抵抗を有するので、あるセルグループの遮断
用スイッチング素子がオフ状態になると同時にその高電
位側のセルグループにおいて放電が行われていると、分
圧抵抗には、2つのセルグループの直列端子電圧を、放
電抵抗と該分圧抵抗との抵抗比に応じた分圧電位が現れ
る。
In the discharge path, there is provided a voltage dividing resistor for dividing the series terminal voltage of the former cell group and the cell group arranged on the higher potential side together with the discharging resistance of the discharging means. If the shut-off switching element of a certain cell group is turned off and the cell group on the higher potential side is discharging at the same time, the series resistor voltage of the two cell groups is used as the voltage dividing resistor. A divided potential corresponding to the resistance ratio with the divided resistor appears.

【0035】従って、この時、電圧検出手段は、通常の
セルグループの端子電圧に比較して大きく低下している
分圧電位を検出するので、高電位側のセルグループで放
電が行われている場合でも、セルグループに異常が発生
したことを並行して検出することが可能となる。
Accordingly, at this time, since the voltage detecting means detects the divided potential which is significantly lower than the terminal voltage of the normal cell group, the discharge is performed in the cell group on the higher potential side. Even in this case, it is possible to detect in parallel that an abnormality has occurred in the cell group.

【0036】請求項15記載の組電池の異常検出装置に
よれば、遮断用スイッチング素子を、セルグループの正
極側と電圧検出手段との間において互いに逆方向に接続
される2つのMOSFETで構成し、これら2つのMO
SFETは、電圧変換手段によって変換された電圧が変
化した場合に両者が同時にオフ状態となる。
According to the abnormality detecting device for a battery pack of the present invention, the shut-off switching element is constituted by two MOSFETs connected in opposite directions between the positive electrode side of the cell group and the voltage detecting means. , These two MOs
The SFETs are simultaneously turned off when the voltage converted by the voltage conversion means changes.

【0037】即ち、MOSFETのソース−ドレイン間
には、逆方向に並列接続された寄生ダイオードが形成さ
れているため、1つのMOSFETによってセルグルー
プの正極側と電圧検出手段との間を遮断した場合、その
高電位側に位置するセルグループにおいて放電が行われ
ると、その放電電流は、高電位側セルグループの負極側
からオフ状態であるMOSFETの寄生ダイオードを介
してセルグループの正極側に流れることになる。
That is, since a parasitic diode connected in parallel in the reverse direction is formed between the source and the drain of the MOSFET, when one MOSFET cuts off between the positive electrode side of the cell group and the voltage detecting means. When a discharge occurs in the cell group located on the high potential side, the discharge current flows from the negative side of the high potential side cell group to the positive side of the cell group via the parasitic diode of the MOSFET which is in an off state. become.

【0038】従って、この場合、MOSFETがオフ状
態になっても、当該セルグループに対応する電圧検出手
段は、その高電位側セルグループの端子電圧を検出する
ことになるので、異常判定手はMOSFETがオフ状態
になったことを検出できなくなってしまう。
Therefore, in this case, even if the MOSFET is turned off, the voltage detecting means corresponding to the cell group will detect the terminal voltage of the high-potential side cell group. Cannot be detected as being turned off.

【0039】そこで、セルグループの正極側と電圧検出
手段との間に、互いに逆方向に接続される2つのMOS
FETを配置して、検出用スイッチング素子のオンオフ
状態の変化に伴い両者を同時にオフ状態とすれば、寄生
ダイオードも互いに逆方向に直列接続された状態となる
ので、高電位側の放電電流が寄生ダイオードを介してセ
ルグループの正極側に流れることを防止することがで
き、高電位側で放電が行われている場合でも、セルグル
ープに異常が発生したことを並行して検出することが可
能となる。
Therefore, two MOS transistors connected in opposite directions are provided between the positive electrode side of the cell group and the voltage detecting means.
If an FET is arranged and both are turned off simultaneously with the change of the on / off state of the detection switching element, the parasitic diode is connected in series in the opposite direction to each other. It can be prevented from flowing to the positive side of the cell group via the diode, and it is possible to detect in parallel that an abnormality has occurred in the cell group even when discharging is performed on the high potential side. Become.

【0040】請求項16記載の組電池の異常検出装置に
よれば、検出用スイッチング素子,オン電圧供給手段,
検出電圧変化手段及び遮断用スイッチング素子を含む異
常検出ユニットを備えて、その異常検出ユニットには対
応するセルグープより動作用電源が供給されるので、別
途動作用電源を用意する必要がなく構成を簡単にするこ
とができる。
According to the abnormality detecting device for a battery pack of the present invention, the switching element for detection, the ON voltage supply means,
An abnormality detection unit including a detection voltage changing means and a switching element for shut-off is provided, and operation power is supplied from the corresponding cell group to the abnormality detection unit. Therefore, there is no need to prepare a separate operation power supply and the configuration is simplified. Can be

【0041】請求項17記載の組電池の異常検出装置に
よれば、単位セルをリチウム電池とするので、高いエネ
ルギ密度を有するが、より厳密な過充電,過放電対策が
必要とされるリチウム電池を用いた場合でも、その充放
電を安全に制御することができる。
According to the battery cell abnormality detecting device of the present invention, since the unit cell is a lithium battery, the lithium battery has a high energy density, but requires more strict measures for overcharge and overdischarge. Even when is used, the charge / discharge can be controlled safely.

【0042】請求項18記載の組電池の異常検出装置に
よれば、組電池を、電気自動車またはハイブリッド電気
自動車の駆動用バッテリとして用いるので、単位セルの
直列接続数が比較的多くなる組電池について、構成要素
の数やハーネスの数などの削減効果を極めて有効に発揮
することができる。
According to the battery pack abnormality detecting device of the present invention, since the battery pack is used as a driving battery for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, the battery pack having a relatively large number of unit cells connected in series can be used. Thus, the effect of reducing the number of components and the number of harnesses can be extremely effectively exerted.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】(第1実施例)以下、本発明の第
1実施例について図1及び図2を参照して説明する。電
気的構成の概略を示す図1において、リチウム二次電池
で構成される単位セル11は、直列接続された4個
(A)〜(D)毎にセルグループ12を構成している。
また、単位セル11の正極には、リチウムニッケル酸化
物が活物質として使用されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1 showing an outline of the electrical configuration, a unit group 11 composed of a lithium secondary battery forms a cell group 12 for every four (A) to (D) connected in series.
For the positive electrode of the unit cell 11, lithium nickel oxide is used as an active material.

【0044】そして、各セルグループ12の正極,負極
間には、異常検出ユニット13及び電圧検出器(電圧検
出手段)14が並列に接続されている。各電圧検出器1
4の検出信号は、マルチプレクサ(電圧検出手段)15
及びA/Dコンバータ(電圧検出手段)16を介してC
PU(異常判定手段)17に与えられるようになってい
る。
An abnormality detection unit 13 and a voltage detector (voltage detection means) 14 are connected in parallel between the positive electrode and the negative electrode of each cell group 12. Each voltage detector 1
The detection signal of 4 is supplied to a multiplexer (voltage detection means) 15
Via an A / D converter (voltage detecting means) 16
A PU (abnormality determination means) 17 is provided.

【0045】CPU17は、各マルチプレクサ15に切
り替え制御信号を与えて、電圧検出器14が検出する各
セルグループ12の端子電圧を順次参照するようになっ
ている。尚、電圧検出器14,マルチプレクサ15,A
/Dコンバータ16及びCPU17は、異常検出用のE
CU(Electronic Control Unit) 18を構成している。
The CPU 17 supplies a switching control signal to each multiplexer 15 so as to sequentially refer to the terminal voltages of each cell group 12 detected by the voltage detector 14. The voltage detector 14, multiplexer 15, A
The / D converter 16 and the CPU 17 provide an error detection E
A CU (Electronic Control Unit) 18 is configured.

【0046】セルグループ12は、20個が直列に接続
されて組電池19を構成しており、(高電位側を
(1),低電位側を(20)とする)その組電池19
は、HEVの駆動用バッテリとして、正極19p,負極
19nが主電流路L+,L−を介して充電器やHEVの
モータを駆動するインバータ(何れも図示せず)等に接
続されるようになっている。
In the cell group 12, 20 cells are connected in series to form a battery pack 19 (the high potential side is (1) and the low potential side is (20)).
As the HEV drive battery, the positive electrode 19p and the negative electrode 19n are connected to a charger, an inverter (not shown) for driving the HEV motor, and the like via the main current paths L + and L-. ing.

【0047】以下、セルグループ12(1)に対応して
設けられている異常検出ユニット13(1)について、
図2を参照して説明する。各単位セル11には、抵抗2
0とツェナーダイオード(基準電圧発生手段)21との
直列回路(オン電圧供給手段)22が並列に接続されて
いる。ツェナーダイオード21は、ツェナー電圧が3.
7Vのものが選択されている。
Hereinafter, the abnormality detection unit 13 (1) provided corresponding to the cell group 12 (1) will be described.
This will be described with reference to FIG. Each unit cell 11 has a resistor 2
A series circuit (on-voltage supply means) 22 of 0 and a Zener diode (reference voltage generation means) 21 is connected in parallel. The Zener diode 21 has a Zener voltage of 3.
7V is selected.

【0048】抵抗20とツェナーダイオード21との共
通接続点には、ベース抵抗23を介してPNP型のトラ
ンジスタ(検出用スイッチング素子)24のベースが接
続されており、そのトランジスタ24のエミッタは、単
位セル21の正極端子に接続されている。また、トラン
ジスタ24のコレクタは、ダイオード25を介して抵抗
26の一端側に接続されている。
The base of a PNP-type transistor (detection switching element) 24 is connected to a common connection point between the resistor 20 and the Zener diode 21 via a base resistor 23, and the emitter of the transistor 24 is connected to a unit. It is connected to the positive terminal of the cell 21. The collector of the transistor 24 is connected via a diode 25 to one end of a resistor 26.

【0049】各単位セル11に対応する4つの抵抗26
(A)〜26(D)は直列に接続されており、26
(D)の他端側は、抵抗27を介してセルグループ12
(1)の負極端子に接続されていると共に、NPN型の
トランジスタ28のベースに接続されている。
Four resistors 26 corresponding to each unit cell 11
(A) to (D) are connected in series,
The other end of (D) is connected to the cell group 12 via the resistor 27.
It is connected to the negative terminal of (1) and to the base of an NPN transistor 28.

【0050】トランジスタ28のエミッタは、セルグル
ープ12(1)の負極端子に接続されており、コレクタ
は、抵抗30及び31の直列回路を介してセルグループ
12(1)の正極端子に接続されている。抵抗30及び
31の共通接続点は、PNP型のトランジスタ32のベ
ースに接続されており、そのトランジスタ32のエミッ
タは、セルグループ12(1)の正極端子に接続されて
いる。また、トランジスタ32のコレクタは、抵抗33
を介してセルグループ12(1)の負極端子に接続され
ていると共に、PチャネルMOSFET(遮断用スイッ
チング素子,以下、単にFETと称す)34のゲートに
接続されている。また、FET34のソース−ドレイン
間には、寄生ダイオード34aが逆並列接続された状態
で形成されている。尚、ダイオード25から抵抗33に
至るまでの構成が、検出電圧変化手段35を構成してい
る。
The emitter of the transistor 28 is connected to the negative terminal of the cell group 12 (1), and the collector is connected to the positive terminal of the cell group 12 (1) via a series circuit of resistors 30 and 31. I have. The common connection point of the resistors 30 and 31 is connected to the base of a PNP transistor 32, and the emitter of the transistor 32 is connected to the positive terminal of the cell group 12 (1). The collector of the transistor 32 is connected to a resistor 33.
And connected to the negative terminal of the cell group 12 (1) and to the gate of a P-channel MOSFET (interrupting switching element, hereinafter simply referred to as FET) 34. A parasitic diode 34a is formed between the source and the drain of the FET 34 in an anti-parallel connection. The configuration from the diode 25 to the resistor 33 constitutes the detection voltage changing means 35.

【0051】FET34のソースは、セルグループ12
(1)の正極端子に接続されており、ドレインは、異常
検出ユニット13の出力端子13a(1)及びハーネス
36(1)並びに入力端子18a(1)を介して、EC
U18内部の電圧検出器14(1)の非反転入力端子に
接続されている。電圧検出器14(1)は、例えば差動
増幅器として構成されており、その反転入力端子には、
入力端子18a(2)及びハーネス36(2)を介して
セルグループ12(2)のFET34(2)のドレイン
に接続されている。
The source of the FET 34 is the cell group 12
The drain is connected to the positive terminal of (1), and the drain is connected to the EC via the output terminal 13a (1), the harness 36 (1) and the input terminal 18a (1) of the abnormality detection unit 13.
It is connected to the non-inverting input terminal of the voltage detector 14 (1) inside U18. The voltage detector 14 (1) is configured as, for example, a differential amplifier, and its inverting input terminal has:
The input terminal 18a (2) and the harness 36 (2) are connected to the drain of the FET 34 (2) of the cell group 12 (2).

【0052】また、電圧検出器14の動作用電源は、ハ
ーネス36を介して夫々対応するセルグループ12より
供給されるようになっている。尚、その他の異常検出ユ
ニット13(2)〜13(20)についても、同様に構
成されている。そして、異常検出ユニット13は、各セ
ルグループ12の近傍に配置されており、ECU18
は、インバータ制御用のECU等の近傍に配置されてい
る。
The power for operating the voltage detector 14 is supplied from the corresponding cell group 12 via the harness 36. The other abnormality detection units 13 (2) to 13 (20) have the same configuration. The abnormality detection unit 13 is disposed near each of the cell groups 12.
Are arranged near an inverter control ECU or the like.

【0053】次に、本実施例の作用について説明する。
HEVは、発進時や低速運転時においてはインバータに
よりモータを駆動して走行するので組電池19を放電さ
せる。また、高速運転時にはガソリンエンジンを駆動し
て走行すると共に、モータを発電機として回転させて組
電池19に対する充電を行うようになっている。
Next, the operation of the present embodiment will be described.
The HEV discharges the assembled battery 19 because the HEV runs by driving the motor by the inverter at the time of start or low-speed operation. In addition, during high-speed operation, the vehicle is driven by driving a gasoline engine, and the assembled battery 19 is charged by rotating the motor as a generator.

【0054】リチウム二次電池で構成される単位セル1
1が過充電状態となる上限電圧は約4.3Vであり、ト
ランジスタ24のベースエミッタ間電圧は0.6V,ツ
ェナーダイオード21のツェナー電圧は3.7Vである
から、両者の電圧の和が4.3Vの上限電圧に等しく設
定されている。そして、単位セル11の端子電圧が4.
3V以下であれば、抵抗20の端子電圧、即ち、トラン
ジスタ24のベースエミッタ間電圧は0.6Vに達せ
ず、トランジスタ24はオフ状態である。
Unit cell 1 composed of a lithium secondary battery
The upper limit voltage at which 1 becomes overcharged is about 4.3 V, the base-emitter voltage of the transistor 24 is 0.6 V, and the Zener voltage of the Zener diode 21 is 3.7 V. .3V is set equal to the upper limit voltage. The terminal voltage of the unit cell 11 is 4.
If the voltage is 3 V or less, the terminal voltage of the resistor 20, that is, the voltage between the base and the emitter of the transistor 24 does not reach 0.6 V, and the transistor 24 is off.

【0055】よって、例えばセルグループ12(1)を
構成する全ての単位セル11の端子電圧が4.3V以下
であれば、各トランジスタ24も全てオフ状態であるか
ら、トランジスタ28のベース電位は略0Vでトランジ
スタ28もオフ状態であり、トランジスタ32もオフ状
態である。すると、トランジスタ32のコレクタ電位も
略0Vであるから、PチャネルのFET34のゲート電
位はソース電位に対して負の電位となり、FET34は
オン状態となる。
Therefore, for example, if the terminal voltages of all the unit cells 11 constituting the cell group 12 (1) are 4.3 V or less, all the transistors 24 are off, and the base potential of the transistor 28 is substantially At 0 V, the transistor 28 is also off and the transistor 32 is off. Then, since the collector potential of the transistor 32 is also approximately 0 V, the gate potential of the P-channel FET 34 becomes negative with respect to the source potential, and the FET 34 is turned on.

【0056】即ち、この場合、ECU18の電圧検出器
14(1)には、セルグループ12(1)よりハーネス
36(1)を介して電源が供給されているため、電圧検
出器14(1)は、対応するセルグループ12(1)の
端子電圧に略相当する差電圧に応じた信号をマルチプレ
クサ15を介してA/Dコンバータ16に出力してい
る。従って、CPU17は、A/Dコンバータ16を介
して読み込んだ電圧レベルがセルグループ12の端子電
圧に略相当している場合は、当該セルグループ12
(1)は正常であると判断することができる。
That is, in this case, since the power is supplied to the voltage detector 14 (1) of the ECU 18 from the cell group 12 (1) via the harness 36 (1), the voltage detector 14 (1) Outputs a signal corresponding to the difference voltage substantially corresponding to the terminal voltage of the corresponding cell group 12 (1) to the A / D converter 16 via the multiplexer 15. Therefore, if the voltage level read via the A / D converter 16 substantially corresponds to the terminal voltage of the cell group 12, the CPU 17
(1) can be determined to be normal.

【0057】一方、セルグループ12(1)を構成する
何れかの単位セル11、例えば、単位セル11(A)が
過充電状態となり、その端子電圧が4.3Vを上回る
と、対応するトランジスタ24(A)がオン状態とな
る。すると、検出電圧変化手段35における対応する抵
抗26(A)に電流が流れてトランジスタ28のベース
電位が上昇するので、トランジスタ28は、ベース電流
が流れてオン状態となる。トランジスタ28がオンする
と、それに伴ってトランジスタ32もオンするので、ト
ランジスタ32のコレクタ電位が上昇し、FET34の
ゲート電位は、セルグループ12の端子電圧に略等しく
なってFET34はオフ状態となる。
On the other hand, when one of the unit cells 11 constituting the cell group 12 (1), for example, the unit cell 11 (A) is overcharged and its terminal voltage exceeds 4.3V, the corresponding transistor 24 (A) is turned on. Then, a current flows through the corresponding resistor 26 (A) in the detection voltage changing means 35 and the base potential of the transistor 28 rises, so that the base current of the transistor 28 flows and the transistor 28 is turned on. When the transistor 28 is turned on, the transistor 32 is also turned on, so that the collector potential of the transistor 32 rises, and the gate potential of the FET 34 becomes substantially equal to the terminal voltage of the cell group 12, so that the FET 34 is turned off.

【0058】すると、電圧検出器14(1)に対する動
作用電源の供給が断たれるため、その出力信号のレベル
は略0Vに低下する。従って、CPU17は、A/Dコ
ンバータ16を介して読み込んだ電圧検出器14(1)
の出力信号レベルが略0Vになった場合は、当該セルグ
ループ12(1)の何れかの単位セル11に異常(過充
電状態)が発生したものと判断することができる。そし
て、CPU17は、組電池19に対する充電の電力を制
御するようインバータの制御装置に信号を出力するなど
の所定の処理を行う。
Then, the supply of the operating power to the voltage detector 14 (1) is cut off, and the level of the output signal is reduced to approximately 0V. Accordingly, the CPU 17 reads the voltage detector 14 (1) read via the A / D converter 16
When the output signal level becomes approximately 0 V, it can be determined that an abnormality (overcharged state) has occurred in any of the unit cells 11 of the cell group 12 (1). Then, the CPU 17 performs a predetermined process such as outputting a signal to the control device of the inverter so as to control the power for charging the battery pack 19.

【0059】以上のように本実施例によれば、組電池1
9を構成する各セルグループ12において、夫々のセル
グループ12を構成している単位セル11毎に直列回路
22及びトランジスタ24を配置し、何れかの単位セル
11の端子電圧が上限電圧を上回るとトランジスタ24
にオン電圧が供給され、検出電圧変化手段35を介して
FET34のゲート電圧がハイレベルになるとセルグル
ープ12の電圧出力を遮断する。すると、ECU18の
電圧検出器14に対する電源の供給が断たれ、CPU1
7は、A/Dコンバータ16を介して電圧検出器14の
出力電圧レベルを参照し、セルグループ12に異常が発
生したことを判定する。
As described above, according to the present embodiment, the battery pack 1
9, a series circuit 22 and a transistor 24 are arranged for each unit cell 11 constituting each cell group 12, and when the terminal voltage of any one of the unit cells 11 exceeds the upper limit voltage. Transistor 24
When the gate voltage of the FET 34 becomes high level via the detection voltage changing means 35, the voltage output of the cell group 12 is cut off. Then, the power supply to the voltage detector 14 of the ECU 18 is cut off, and the CPU 1
7 refers to the output voltage level of the voltage detector 14 via the A / D converter 16 and determines that an abnormality has occurred in the cell group 12.

【0060】従って、CPU17は、過充電状態となっ
て上限電圧を上回った単位セル11を含むセルグループ
12を検出することができる。そして、セルグループ1
2毎に異常を判定することによって、異常検出に必要な
構成要素やハーネスの数を従来よりも削減して従来より
も低コストで構成することが可能であり、組電池19
を、単位セル11の直列接続数が比較的多くなるHEV
の駆動用バッテリとして用いたことで、前記削減効果を
極めて有効に発揮することができる。更に、単位セル1
1に、高いエネルギ密度を有するが、より厳密な過充電
対策が必要とされるリチウム電池を用いた場合でも、そ
の充放電を安全に制御することができる。
Therefore, the CPU 17 can detect the cell group 12 including the unit cell 11 which has been overcharged and has exceeded the upper limit voltage. And cell group 1
By determining the abnormality every two, it is possible to reduce the number of components and harnesses required for abnormality detection and reduce the cost as compared with the related art.
Is a HEV having a relatively large number of unit cells 11 connected in series.
, The reduction effect can be extremely effectively exerted. Further, unit cell 1
First, even when a lithium battery having a high energy density but requiring more strict overcharge measures is used, the charge and discharge of the lithium battery can be safely controlled.

【0061】また、本実施例によれば、抵抗20及びツ
ェナーダイオード21の直列回路22によってトランジ
スタ24にオン電圧を供給する構成としたので、ツェナ
ーダイオード21のツェナー電圧を適宜選択すること
で、上限電圧を様々な値に設定することができる。そし
て、トランジスタ24,28,32を用いて構成したの
で、例えば、単位セル11の端子電圧と上限電圧とを比
較するためにオペアンプで構成されるコンパレータを使
用した場合に比べて構成を簡単にすることができる。ま
た、トランジスタ24,28,32がオフ状態の時に流
れる遮断電流はオペアンプの暗電流に比べて極めて小さ
いので、消費電力を少なくすることができる。
Further, according to the present embodiment, the on-voltage is supplied to the transistor 24 by the series circuit 22 of the resistor 20 and the zener diode 21, so that the zener voltage of the zener diode 21 is appropriately selected so that the upper limit is obtained. The voltage can be set to various values. Since the configuration is made using the transistors 24, 28, and 32, the configuration is simplified compared to, for example, a case where a comparator composed of an operational amplifier is used to compare the terminal voltage of the unit cell 11 with the upper limit voltage. be able to. Further, since the cutoff current flowing when the transistors 24, 28, and 32 are off is extremely smaller than the dark current of the operational amplifier, power consumption can be reduced.

【0062】加えて、MOSFET34を用いてセルグ
ループ12の電圧出力を遮断するようにしたので、電圧
によりスイッチング制御することで駆動電力を減少させ
ることができる。また、オン抵抗が小さいので電圧降下
が小さくなり、セルグループ12の出力電圧を直接検出
する場合には検出誤差を小さくすることもできる。更に
また、異常検出ユニット13の動作用電源を対応するセ
ルグループ12より供給するようにしたので、電源を別
途用意する必要がなく構成が簡単になる。
In addition, since the voltage output of the cell group 12 is cut off by using the MOSFET 34, the driving power can be reduced by controlling the switching by the voltage. In addition, since the on-resistance is small, the voltage drop is small, and when the output voltage of the cell group 12 is directly detected, the detection error can be reduced. Furthermore, since the power supply for operating the abnormality detection unit 13 is supplied from the corresponding cell group 12, it is not necessary to separately prepare a power supply, and the configuration is simplified.

【0063】(第2実施例)図3は、本発明の第2実施
例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符
号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ
説明する。第2実施例は、第1実施例と同様の構成を単
位セル11の過放電状態の検出に適用したものであり、
図3は、セルグループ12(1)に対応した異常検出ユ
ニット13A(1)部分のみを示す。即ち、第1実施例
のツェナーダイオード21は、ツェナー電圧が1.9V
であるツェナーダイオード(基準電圧発生手段)37に
置き換えられており、直列回路(オン電圧供給手段)3
8を構成している。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. I will explain only. In the second embodiment, the same configuration as that of the first embodiment is applied to detection of an overdischarge state of the unit cell 11, and
FIG. 3 shows only the abnormality detection unit 13A (1) corresponding to the cell group 12 (1). That is, the Zener diode 21 of the first embodiment has a Zener voltage of 1.9V.
Is replaced by a zener diode (reference voltage generating means) 37 which is
8.

【0064】また、検出電圧変化手段35は、検出電圧
変化手段39に置き換えられている。即ち、単位セル1
1(A)に対応するトランジスタ24(A)のコレクタ
は、NPN型のトランジスタ40(A)のベースに接続
されている。そのトランジスタ40(A)のコレクタ
は、抵抗41(A)を介してセルグループ12の正側端
子に接続されており、エミッタは、単位セル11(B)
に対応する抵抗41(B)に接続されている。同様の構
成が他の単位セル11(B)〜(D)について設けられ
ており、トランジスタ40(D)のエミッタは、抵抗4
1(E)を介してセルグループ12の負極端子に接続さ
れている。そして、トランジスタ40(A)のコレクタ
は、FET34のゲートに接続されている。以上が検出
電圧変化手段39を構成している。
The detection voltage changing means 35 is replaced by a detection voltage changing means 39. That is, unit cell 1
The collector of the transistor 24 (A) corresponding to 1 (A) is connected to the base of the NPN transistor 40 (A). The collector of the transistor 40 (A) is connected to the positive terminal of the cell group 12 via the resistor 41 (A), and the emitter is connected to the unit cell 11 (B).
Is connected to the resistor 41 (B) corresponding to A similar configuration is provided for the other unit cells 11 (B) to 11 (D), and the emitter of the transistor 40 (D) is connected to the resistor 4
1 (E) is connected to the negative terminal of the cell group 12. Further, the collector of the transistor 40 (A) is connected to the gate of the FET 34. The above constitutes the detection voltage changing means 39.

【0065】次に、第2実施例の作用について説明す
る。リチウム二次電池で構成される単位セル11が過放
電状態となる下限電圧は約2.5Vであり、トランジス
タ24のベースエミッタ間電圧は0.6V,ツェナーダ
イオード37のツェナー電圧は1.9Vであるから、両
者の電圧の和が2.5Vの下限電圧に等しく設定されて
いる。そして、単位セル11の端子電圧が2.5V以上
であれば、抵抗20の端子電圧、即ち、トランジスタ2
4のベースエミッタ間電圧は0.6V以上でありトラン
ジスタ24はオン状態である。
Next, the operation of the second embodiment will be described. The lower limit voltage at which the unit cell 11 composed of a lithium secondary battery is in an overdischarge state is about 2.5 V, the base-emitter voltage of the transistor 24 is 0.6 V, and the Zener voltage of the Zener diode 37 is 1.9 V. Therefore, the sum of the two voltages is set equal to the lower limit voltage of 2.5V. If the terminal voltage of the unit cell 11 is 2.5 V or more, the terminal voltage of the resistor 20, that is, the transistor 2
4 has a voltage between the base and the emitter of 0.6 V or more, and the transistor 24 is on.

【0066】従って、例えばセルグループ12(1)を
構成する全ての単位セル11の端子電圧が2.5V以上
であれば、各トランジスタ24は全てオン状態であるか
ら、各トランジスタ40にベース電流が供給されてトラ
ンジスタ40もオン状態である。すると、Pチャネルの
FET34のゲート電位はソース電位に対して負の電位
となるためFET34はオン状態となる。
Therefore, for example, if the terminal voltage of all the unit cells 11 constituting the cell group 12 (1) is 2.5 V or more, all the transistors 24 are in the ON state, and the base current flows through the respective transistors 40. The transistor 40 is supplied and the transistor 40 is also on. Then, the gate potential of the P-channel FET 34 becomes negative with respect to the source potential, so that the FET 34 is turned on.

【0067】一方、セルグループ12(1)を構成する
何れかの単位セル11、例えば、単位セル11(A)が
過放電状態となり、その端子電圧が2.5Vを下回る
と、対応するトランジスタ24(A)がオフ状態とな
る。すると、トランジスタ40に対するベース電流の供
給が断たれてオフとなることから、検出電圧変化手段3
9における他のトランジスタ40(B)〜40(D)に
対するコレクタ電流の供給が断たれるので、これらも全
てオフ状態となる。その結果、FET34のゲート電位
は、セルグループ12の端子電圧に略等しくなってFE
T34はオフ状態となる。
On the other hand, when one of the unit cells 11 constituting the cell group 12 (1), for example, the unit cell 11 (A) is in an overdischarged state and its terminal voltage falls below 2.5V, the corresponding transistor 24 (A) is turned off. Then, the supply of the base current to the transistor 40 is cut off and the transistor 40 is turned off.
Since supply of the collector current to the other transistors 40 (B) to 40 (D) in 9 is cut off, all of them are also turned off. As a result, the gate potential of the FET 34 becomes substantially equal to the terminal voltage of the cell group 12 and the FE
T34 is turned off.

【0068】すると、第1実施例と同様に、電圧検出器
14(1)の出力信号のレベルは略0Vに低下するの
で、CPU17は、A/Dコンバータ16を介して読み
込んだ電圧検出器14(1)の出力信号レベルが略0V
になった場合は、当該セルグループ12(1)の何れか
の単位セル11に異常(過放電状態)が発生したものと
判断することができる。
Then, as in the first embodiment, the level of the output signal of the voltage detector 14 (1) drops to approximately 0 V, so that the CPU 17 reads out the voltage detector 14 via the A / D converter 16. The output signal level of (1) is approximately 0V
In this case, it can be determined that an abnormality (over-discharge state) has occurred in any of the unit cells 11 of the cell group 12 (1).

【0069】以上のように第2実施例によれば、セルグ
ループ12を構成している何れかの単位セル11の端子
電圧が下限電圧を下回るとトランジスタ24に対するオ
ン電圧の供給が停止され、トランジスタ24及び検出電
圧変化手段39の全てのトランジスタ40がオフ状態と
なり、更にFET34がオフ状態となってセルグループ
12の電圧出力を遮断するようにした。従って、CPU
17は、過放電状態となって下限電圧を下回った単位セ
ル11を含むセルグループ12を検出することができ、
第1実施例と同様の効果が得られる。
As described above, according to the second embodiment, when the terminal voltage of any one of the unit cells 11 constituting the cell group 12 falls below the lower limit voltage, the supply of the ON voltage to the transistor 24 is stopped, and 24 and all the transistors 40 of the detection voltage changing means 39 are turned off, and the FET 34 is turned off, so that the voltage output of the cell group 12 is cut off. Therefore, CPU
17 is capable of detecting the cell group 12 including the unit cell 11 which is in the overdischarged state and has fallen below the lower limit voltage,
The same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0070】(第3実施例)図4は、本発明の第3実施
例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符
号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ
説明する。第3実施例では、FET34のドレインと、
異常検出ユニット13Bの出力端子13Baとの間に、
もう1つのPチャネルMOSFET(遮断用スイッチン
グ素子)42がFET34と逆方向に接続されており、
そのFET42のゲートは、FET34のゲートに共通
に接続されている。
(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. I will explain only. In the third embodiment, the drain of the FET 34
Between the output terminal 13Ba of the abnormality detection unit 13B,
Another P-channel MOSFET (interrupting switching element) 42 is connected in the opposite direction to the FET 34,
The gate of the FET 42 is commonly connected to the gate of the FET 34.

【0071】一方、ECU18Aの内部には、常開型の
スイッチ43及び放電抵抗44の直列回路で構成される
放電回路(放電手段)45が、電圧検出器14の入力端
子間に接続されている。そして、CPU(異常検出手
段,放電制御手段)17Aは、デコーダ46を介して各
スイッチ43に制御信号を与えてその開閉を制御するよ
うになっている。
On the other hand, inside the ECU 18A, a discharge circuit (discharge means) 45 composed of a series circuit of a normally open switch 43 and a discharge resistor 44 is connected between the input terminals of the voltage detector 14. . The CPU (abnormality detection means, discharge control means) 17A supplies a control signal to each switch 43 via the decoder 46 to control the opening and closing thereof.

【0072】次に、第3実施例の作用について説明す
る。組電池19においては、各セルグループ12間の端
子電圧にばらつきが生じると使用効率が低下する。従っ
て、CPU17Aは、その端子電圧のばらつきを極力防
止するため、電圧検出器14,マルチプレクサ15及び
A/Dコンバータ16を介して各セルグループ12の端
子電圧を監視している。そして、何れかのセルグループ
12の端子電圧が平均よりも高いと判断すると、デコー
ダ46を介して当該セルグループ12に対応して設けら
れている放電回路45のスイッチ43を閉じて、当該セ
ルグループ12を放電抵抗44に接続して放電を行わせ
て端子電圧を低下させ、各セルグループ12間の端子電
圧の均等化を図るようになっている。
Next, the operation of the third embodiment will be described. In the battery pack 19, when the terminal voltage between the cell groups 12 varies, the use efficiency is reduced. Therefore, the CPU 17A monitors the terminal voltage of each cell group 12 via the voltage detector 14, the multiplexer 15, and the A / D converter 16 in order to minimize the variation in the terminal voltage. If it is determined that the terminal voltage of any of the cell groups 12 is higher than the average, the switch 43 of the discharge circuit 45 provided corresponding to the cell group 12 is closed via the decoder 46, and the cell group 12 is closed. The terminal 12 is connected to the discharge resistor 44 to cause a discharge to be performed to lower the terminal voltage, and to equalize the terminal voltage between the respective cell groups 12.

【0073】例えば、セルグループ12(1)において
端子電圧が平均よりも高いと判断されると、CPU17
Aにより放電回路45(1)のスイッチ43(1)が閉
じられセルグループ12(1)が放電されるが、その放
電電流が流れる経路は、セルグループ12(1)の正極
端子→FET34(1)及び42(1)→放電回路45
(1)→FETFET42(2)及び34(2)→セル
グループ12(1)の負極端子、となる。
For example, if it is determined that the terminal voltage is higher than the average in the cell group 12 (1), the CPU 17
A closes the switch 43 (1) of the discharge circuit 45 (1) and discharges the cell group 12 (1). The discharge current flows from the positive terminal of the cell group 12 (1) to the FET 34 (1). ) And 42 (1) → discharge circuit 45
(1) → FET FETs 42 (2) and 34 (2) → negative terminal of cell group 12 (1).

【0074】次に、第3実施例の作用について説明す
る。ここで、セルグループ12(1)について上記のよ
うに放電が行われている場合に、その負極側(低電位
側)に位置するセルグループ12(2)を構成する何れ
かの単位セル11が過充電状態になったとする。
Next, the operation of the third embodiment will be described. Here, when the cell group 12 (1) is discharged as described above, one of the unit cells 11 constituting the cell group 12 (2) located on the negative electrode side (low potential side) is It is assumed that the battery is overcharged.

【0075】この場合、第1実施例のように、遮断用ス
イッチング素子がFET34の1個だけであれば、セル
グループ12(2)のFET34(2)をオフ状態にし
て電圧出力を遮断しても、FET34(2)に形成され
ている寄生ダイオード34a(2)によって、セルグル
ープ12(1)の正極端子→FET34(1)→放電回
路45(1)→寄生ダイオード34a(2)→セルグル
ープ12(1)の負極端子(=セルグループ12(2)
の正極端子)、という放電経路が形成されることにな
る。
In this case, as in the first embodiment, if there is only one switching element for interrupting, the FET 34 (2) of the cell group 12 (2) is turned off to interrupt the voltage output. Also, by the parasitic diode 34a (2) formed in the FET 34 (2), the positive terminal of the cell group 12 (1) → the FET 34 (1) → the discharge circuit 45 (1) → the parasitic diode 34a (2) → the cell group 12 (1) negative electrode terminal (= cell group 12 (2)
(A positive terminal).

【0076】すると、異常検出ユニット13(2)の出
力端子13a(2)の電位は低下せず、電圧検出器14
(2)には動作用電源が供給され続けるため、CPU1
7Aはセルグループ12(2)に発生した異常を検出す
ることができなくなってしまう。
Then, the potential of the output terminal 13a (2) of the abnormality detection unit 13 (2) does not decrease, and the voltage detector 14 (2)
In (2), the power supply for operation is continuously supplied.
7A cannot detect the abnormality that has occurred in the cell group 12 (2).

【0077】従って、第3実施例では、遮断用スイッチ
ング素子をFET34とFET42との2つにして両者
を同時オフ状態にすることで、高電位側のセルグループ
12(1)において放電が行われている場合の上記放電
経路を、FET42の寄生ダイオード42aによって阻
止できるため、CPU17Aは、セルグループ12
(2)に発生した異常を検出することができる。
Therefore, in the third embodiment, the two switching elements, ie, the FET 34 and the FET 42, are turned off at the same time to discharge in the cell group 12 (1) on the high potential side. In this case, the discharge path can be blocked by the parasitic diode 42a of the FET 42.
The abnormality occurring in (2) can be detected.

【0078】以上のように第3実施例によれば、遮断用
スイッチング素子をFET34とFET42との2つに
して、何れかの単位セル11に異常が発生すると両者を
同時にオフさせるようにしたので、あるセルグループ1
2に異常が発生したと同時にその高電位側のセルグルー
プ12において放電回路45による放電が行われている
場合でもCPU17Aは発生した異常を判定検出するこ
とが可能であり、異常の判定をより確実に行うことがで
きる。
As described above, according to the third embodiment, the two switching elements, ie, the FET 34 and the FET 42, are used, and when an abnormality occurs in any one of the unit cells 11, both of them are simultaneously turned off. , A cell group 1
The CPU 17A can determine and detect the occurrence of the abnormality even when an abnormality occurs in the cell group 12 and the discharge by the discharge circuit 45 is performed in the cell group 12 on the high potential side, so that the abnormality can be more reliably determined. Can be done.

【0079】(第4実施例)図5は、本発明の第4実施
例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符
号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ
説明する。第4実施例における異常検出ユニット13C
では、遮断用スイッチング素子として、FET34に代
えてリレースイッチ47を使用している。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. I will explain only. Abnormality detection unit 13C in the fourth embodiment
Here, a relay switch 47 is used instead of the FET 34 as the switching element for shutting off.

【0080】即ち、第1実施例の構成からは、抵抗31
及び33,トランジスタ32も削除されて検出電圧変化
手段35′をなしており、セルグループ12の正極端子
と抵抗30との間には、常閉型リレースイッチ47の励
磁コイル47aが接続されている。そして、セルグルー
プ12の正極端子には、リレースイッチ47の可動接点
47bが接続されており、異常検出ユニット13Cの出
力端子13Caには、閉側の固定接点47cが接続され
ている。そして、リレースイッチ47の可動接点47b
は、通常は固定接点47cに接続されており、励磁コイ
ル47aに通電されると、開側の固定接点47dに接続
が切り替わるようになっている。
That is, from the configuration of the first embodiment, the resistance 31
33 and the transistor 32 are also removed to form the detection voltage changing means 35 ', and the exciting coil 47a of the normally closed relay switch 47 is connected between the positive terminal of the cell group 12 and the resistor 30. . The positive contact of the cell group 12 is connected to the movable contact 47b of the relay switch 47, and the output contact 13Ca of the abnormality detection unit 13C is connected to the fixed contact 47c on the closed side. The movable contact 47b of the relay switch 47
Is normally connected to the fixed contact 47c, and when the excitation coil 47a is energized, the connection is switched to the open-side fixed contact 47d.

【0081】次に、第4実施例の作用について説明す
る。第1実施例と同様に、何れかの単位セル11の端子
電圧が上限電圧を上回ると、対応するトランジスタ24
がオンして抵抗26に電流が流れ、トランジスタ28が
オン状態となる。すると、リレースイッチ47の励磁コ
イル47aに電流が流れるので、可動接点47bは、固
定接点47cから固定接点47dに接続が切り替わり、
セルグループ12の電圧出力を遮断する。以上のように
構成された第4実施例によっても、第1実施例と同様の
効果が得られる。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. As in the first embodiment, when the terminal voltage of any of the unit cells 11 exceeds the upper limit voltage, the corresponding transistor 24
Is turned on, a current flows through the resistor 26, and the transistor 28 is turned on. Then, a current flows through the exciting coil 47a of the relay switch 47, so that the connection of the movable contact 47b is switched from the fixed contact 47c to the fixed contact 47d,
The voltage output of the cell group 12 is cut off. According to the fourth embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0082】(第5実施例)図6は、本発明の第5実施
例を示すものであり、第3実施例と同一部分には同一符
号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ
説明する。第5実施例の異常検出ユニット13Dにおい
ては、FET42は削除されており、遮断用スイッチン
グ素子は第1実施例と同様にFET34のみとなってい
る。そして、トランジスタ32のコレクタには、ベース
抵抗48を介してNPN型のトランジスタ49のベース
が接続されている。そのトランジスタ49のコレクタ
は、抵抗50を介してセルグループ12の正極端子に接
続されており、エミッタは、セルグループ12の負極端
子に接続されている。
(Fifth Embodiment) FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. I will explain only. In the abnormality detection unit 13D of the fifth embodiment, the FET 42 is omitted, and the switching element for the cutoff is only the FET 34 as in the first embodiment. The base of an NPN transistor 49 is connected to the collector of the transistor 32 via a base resistor 48. The collector of the transistor 49 is connected to the positive terminal of the cell group 12 via the resistor 50, and the emitter is connected to the negative terminal of the cell group 12.

【0083】尚、放電回路45の抵抗44と抵抗48と
の抵抗比は、例えば、5:2程度となるように設定され
ている。また、抵抗48及び50並びにトランジスタ4
9は、放電経路形成手段51を構成している。
The resistance ratio between the resistor 44 and the resistor 48 of the discharge circuit 45 is set to be, for example, about 5: 2. The resistors 48 and 50 and the transistor 4
9 constitutes a discharge path forming means 51.

【0084】次に、第5実施例の作用について説明す
る。第3実施例と同様に、セルグループ12(1)につ
いて放電回路45により放電が行われている場合、放電
電流の経路は、セルグループ12(1)の正極端子→F
ET34(1)→放電回路45(1)→FET34
(2)→セルグループ12(1)の負極端子となる。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described. As in the third embodiment, when the discharge is performed by the discharge circuit 45 for the cell group 12 (1), the path of the discharge current is the positive terminal of the cell group 12 (1) → F.
ET34 (1) → discharge circuit 45 (1) → FET34
(2) → Negative electrode terminal of cell group 12 (1).

【0085】そして、セルグループ12(1)の負極側
に位置するセルグループ12(2)を構成する何れかの
単位セル11が過充電状態になり、FET34(2)が
オフ状態になったとする。すると、トランジスタ32の
コレクタ電位が上昇するため、トランジスタ49にベー
ス電流が供給されてオン状態となる。この場合、上記放
電電流の経路は、セルグループ12(1)の正極端子→
FET34(1)→放電回路45(1)→抵抗50
(2)→トランジスタ49(2)→セルグループ12
(2)の負極端子となる。
Then, it is assumed that any one of the unit cells 11 constituting the cell group 12 (2) located on the negative electrode side of the cell group 12 (1) is overcharged and the FET 34 (2) is turned off. . Then, the collector potential of the transistor 32 increases, so that a base current is supplied to the transistor 49 and the transistor 49 is turned on. In this case, the path of the discharge current is the positive terminal of the cell group 12 (1) →
FET34 (1) → discharge circuit 45 (1) → resistance 50
(2) → transistor 49 (2) → cell group 12
It becomes the negative electrode terminal of (2).

【0086】この時、異常検出ユニット13Dの出力端
子13Daとセルグループ12(2)の負極端子との電
位差は、セルグループ12(1)及び12(2)の直列
端子電圧を、放電回路45の抵抗44と抵抗48とで分
圧した電位にほぼ等しくなる。例えば、セルグループ1
2(1)及び12(2)の端子電圧が共に18Vである
とすると、前記電位差は、約、(18+18)×2/7
=10.3(V)となる。
At this time, the potential difference between the output terminal 13Da of the abnormality detection unit 13D and the negative terminal of the cell group 12 (2) is determined by the series terminal voltage of the cell groups 12 (1) and 12 (2), It becomes almost equal to the potential divided by the resistor 44 and the resistor 48. For example, cell group 1
Assuming that both terminal voltages of 2 (1) and 12 (2) are 18 V, the potential difference is about (18 + 18) × 2/7.
= 10.3 (V).

【0087】そして、単位セル11の正常使用範囲の下
限を、過放電状態に至る2.5Vよりも若干高めに設定
し例えば3.0Vとすると、セルグループ12としての
使用範囲の下限は3.0V×4=12.0Vとなる。従
って、CPU17Aは、電圧検出器14の出力信号より
得られる検出電圧が、12.0Vに相当する電圧よりも
低い場合は、FET34(2)がオフ状態になっており
セルグループ12(2)に異常が発生したと判定するこ
とができる。
If the lower limit of the normal use range of the unit cell 11 is set slightly higher than 2.5 V which leads to the overdischarge state and is set to, for example, 3.0 V, the lower limit of the use range of the cell group 12 is 3. 0V × 4 = 12.0V. Therefore, when the detected voltage obtained from the output signal of the voltage detector 14 is lower than the voltage corresponding to 12.0 V, the CPU 17A turns off the FET 34 (2) and turns on the cell group 12 (2). It can be determined that an abnormality has occurred.

【0088】以上のように第5実施例によれば、異常検
出ユニット13Dに放電経路形成手段を51を設けたの
で、あるセルグループ12に異常が発生していると同時
に、その高電位側のセルグループ12において放電回路
45による放電が行われている場合でも、CPU17A
は異常を検出することが可能となる。
As described above, according to the fifth embodiment, the discharge path forming means 51 is provided in the abnormality detection unit 13D. Even when the discharge by the discharge circuit 45 is performed in the cell group 12, the CPU 17A
Can detect abnormalities.

【0089】(第6実施例)図7及び図8は、本発明の
第6実施例を示すものであり、第1または第3実施例と
同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異な
る部分についてのみ説明する。第6実施例では、第1実
施例と同様の異常検出ユニット13を使用している。そ
して、CPU17Aは、CPU(異常検出手段,放電制
御手段)17Bに置き換わっており、ECU18Bを構
成している。
(Sixth Embodiment) FIGS. 7 and 8 show a sixth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first or third embodiment are denoted by the same reference numerals and the description is omitted. Only the different parts will be described below. In the sixth embodiment, the same abnormality detection unit 13 as in the first embodiment is used. The CPU 17A is replaced with a CPU (abnormality detection means, discharge control means) 17B, and constitutes an ECU 18B.

【0090】次に、第6実施例の作用について図8をも
参照して説明する。図8は、CPU17Bによって実行
されるセルグループ12の(a)放電制御と(b)異常
判定処理との実行タイミングを示すタイミングチャート
である。第7実施例では、CPU17Bは、これらの処
理を時分割で並行して実行するようになっている。
Next, the operation of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a timing chart showing execution timings of (a) discharge control and (b) abnormality determination processing of the cell group 12 executed by the CPU 17B. In the seventh embodiment, the CPU 17B executes these processes in a time-sharing manner.

【0091】例えば、セルグループ12(1)について
放電を行う場合は、図8(a)に示すように、時刻0か
らT1まで放電回路45(1)のスイッチ43(1)に
デコーダ46を介して制御信号を与えて(ON)放電を
行うと、時刻T1からT4までは制御信号の出力を停止
して(OFF)放電を停止(禁止)させる。そして、そ
の時刻T1〜T4間における時刻T2〜T3において、
マルチプレクサ15によりセルグループ12(2)に対
応する電圧検出器14(2)を選択し、その出力電圧レ
ベルを読み込み、異常判定処理を行う。
For example, when discharging the cell group 12 (1), as shown in FIG. 8A, the switch 43 (1) of the discharging circuit 45 (1) is connected to the switch 43 (1) via the decoder 46 from time 0 to T1. When a control signal is given to perform (ON) discharge, the output of the control signal is stopped (OFF) from time T1 to T4 to stop (prohibit) discharge. Then, at times T2 to T3 between the times T1 and T4,
The multiplexer 15 selects the voltage detector 14 (2) corresponding to the cell group 12 (2), reads its output voltage level, and performs an abnormality determination process.

【0092】続く、時刻T4からT5までの間は、再び
放電回路45(1)のスイッチ43(1)に制御信号を
与えてセルグループ12(1)の放電を行うと、時刻T
5からT8までは制御信号の出力を停止して、その時刻
T5〜T8間における時刻T6〜T7においてセルグル
ープ12(3)に対応する電圧検出器14(3)を選択
し、その出力電圧レベルを読み込む。以降、同様にし
て、セルグループ(1)の放電を続ける場合は、他のセ
ルグループ12(4)〜12(20)についても、順次
同様にして異常判定処理を行う。
During the period from time T4 to time T5, a control signal is applied to switch 43 (1) of discharge circuit 45 (1) again to discharge cell group 12 (1).
The output of the control signal is stopped from 5 to T8, and the voltage detector 14 (3) corresponding to the cell group 12 (3) is selected at the time T6 to T7 between the time T5 and T8, and the output voltage level is selected. Read. Thereafter, when the discharge of the cell group (1) is continued in the same manner, the abnormality determination processing is sequentially performed similarly for the other cell groups 12 (4) to 12 (20).

【0093】以上のように第6実施例によれば、CPU
17Bは、何れかのセルグループ12について電圧を検
出する間は、当該セルグループ12の高電位側に配置さ
れているセルグループ12の放電回路45による放電を
禁止するようにした。
As described above, according to the sixth embodiment, the CPU
17B, while the voltage is detected for any of the cell groups 12, the discharge by the discharge circuit 45 of the cell group 12 disposed on the high potential side of the cell group 12 is prohibited.

【0094】即ち、第1実施例のように、異常検出用の
トランジスタ24がオン状態となった場合にFET34
のみで電圧出力を遮断すると、電圧検出器14によりそ
のセルグループの電圧を検出する場合に当該セルグルー
プ12の高電位側のセルグループ12で放電が行われて
いると、その放電電流が寄生ダイオード34aを介して
電圧検出対象たるセルグループ12の正極側に流れ込む
ので、CPU17は異常を検出できなくなってしまう。
That is, as in the first embodiment, when the abnormality detecting transistor 24 is turned on, the FET 34
When the voltage output is cut off only by the voltage detector 14, when the voltage of the cell group is detected by the voltage detector 14, if the discharge is performed in the cell group 12 on the high potential side of the cell group 12, the discharge current is changed to the parasitic diode. Since the voltage flows into the positive electrode side of the cell group 12 that is the target of voltage detection via 34a, the CPU 17 cannot detect an abnormality.

【0095】従って、CPU17Bが上記したように制
御を行うことで、高電位側のセルグループ12において
放電が行われることと並行して、電圧検出対象たるセル
グループ12において異常が発生したことも検出するこ
とが可能となる。
Therefore, the CPU 17B performs the above-described control to detect that an abnormality has occurred in the cell group 12, which is a voltage detection target, in parallel with the discharge being performed in the cell group 12 on the high potential side. It is possible to do.

【0096】(第7実施例)図9及び図10は、本発明
の第7実施例を示すものであり、第3実施例と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分に
ついてのみ説明する。第7実施例では、異常検出ユニッ
ト13Eを用いている。図10を参照すると、異常検出
ユニット13Eにおいては、遮断用スイッチング素子た
るFET34及び42は何れも削除されており、また、
検出電圧変化手段35の抵抗33も削除されている。
(Seventh Embodiment) FIGS. 9 and 10 show a seventh embodiment of the present invention. The same parts as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described. In the seventh embodiment, an abnormality detection unit 13E is used. Referring to FIG. 10, in the abnormality detection unit 13E, both of the FETs 34 and 42 serving as the cutoff switching elements are deleted.
The resistor 33 of the detection voltage changing means 35 is also omitted.

【0097】そして、トランジスタ32のコレクタは、
ダイオード52及び抵抗33の直列回路を介してセルグ
ループ12の負極端子に接続されている。ダイオード5
2及び抵抗33の共通接続点は、異常検出ユニット13
Eの異常検出用の出力端子13Ebに接続されている。
尚、トランジスタ32以降にダイオード52及び抵抗5
3を加えたものが、検出電圧変化手段54を構成してい
る。
The collector of the transistor 32 is
It is connected to the negative terminal of the cell group 12 via a series circuit of a diode 52 and a resistor 33. Diode 5
2 and the resistor 33 are connected to the abnormality detection unit 13
It is connected to the output terminal 13Eb for detecting abnormality of E.
Note that a diode 52 and a resistor 5
The addition of 3 constitutes the detection voltage changing means 54.

【0098】ここで、図9を参照すると、出力端子13
Ebは、ハーネス55を介してECU18Cの入力端子
18Cbに接続されており、その入力端子18Cbは異
常検出専用の電圧検出器(電圧検出手段)56の非反転
入力端子に接続されている。また、電圧検出器56の反
転入力端子は、低電位側のセルグループ12に対応する
入力端子18Caに接続されている。
Here, referring to FIG. 9, the output terminal 13
Eb is connected via a harness 55 to an input terminal 18Cb of the ECU 18C, and the input terminal 18Cb is connected to a non-inverting input terminal of a voltage detector (voltage detecting means) 56 dedicated to abnormality detection. The inverting input terminal of the voltage detector 56 is connected to the input terminal 18Ca corresponding to the cell group 12 on the low potential side.

【0099】各電圧検出器56の出力端子は、もう1つ
のマルチプレクサ57の入力端子に接続されており、マ
ルチプレクサ57は、マルチプレクサ15と同様に、C
PU(異常検出手段,放電制御手段)17Cによって選
択された入力信号をA/Dコンバータ16に出力するよ
うになっている。
The output terminal of each voltage detector 56 is connected to the input terminal of another multiplexer 57.
The input signal selected by the PU (abnormality detection means, discharge control means) 17C is output to the A / D converter 16.

【0100】次に、第7実施例の作用について説明す
る。CPU17Cは、電圧検出器14を、各セルグルー
プ12間の端子電圧を均等化するため端子電圧の監視用
としてのみ使用しており、セルグループ12の異常判定
には電圧検出器56を用いるようになっている。即ち、
セルグループ12が通常の状態では、トランジスタ2
4,28及び32は何れもオフ状態であるから抵抗53
の端子電圧は略0Vであり、CPU17Cは、マルチプ
レクサ57及びA/Dコンバータ16を介して読み込ん
だ電圧検出器56の出力信号レベルが略0Vであれば、
対応するセルグループ12は正常と判定する。
Next, the operation of the seventh embodiment will be described. The CPU 17C uses the voltage detector 14 only for monitoring the terminal voltage in order to equalize the terminal voltage between the cell groups 12, and uses the voltage detector 56 for the abnormality determination of the cell group 12. Has become. That is,
When the cell group 12 is in a normal state, the transistor 2
4, 28 and 32 are all in the off state,
Is approximately 0 V. If the output signal level of the voltage detector 56 read via the multiplexer 57 and the A / D converter 16 is approximately 0 V, the CPU 17C
The corresponding cell group 12 is determined to be normal.

【0101】そして、例えば、第1実施例のように、セ
ルグループ12(1)において何れかの単位セル11が
過充電状態になると、トランジスタ24がオン状態とな
り、トランジスタ28及び32も夫々オン状態となる。
すると、ダイオード52を介して抵抗53に電流が流れ
るのでその両端の電位差は、セルグループ12(1)の
端子電圧とほぼ等しくなる。従って、CPU17Cは、
読み込んだ電圧検出器56の出力信号レベルがセルグル
ープ12(1)の端子電圧に相当するものであれる場合
には、セルグループ12(1)に異常が発生したものと
判定する。
When any one of the unit cells 11 in the cell group 12 (1) is overcharged as in the first embodiment, for example, the transistor 24 is turned on, and the transistors 28 and 32 are also turned on. Becomes
Then, a current flows through the resistor 53 via the diode 52, so that the potential difference between both ends thereof becomes substantially equal to the terminal voltage of the cell group 12 (1). Therefore, the CPU 17C
If the read output signal level of the voltage detector 56 corresponds to the terminal voltage of the cell group 12 (1), it is determined that an abnormality has occurred in the cell group 12 (1).

【0102】以上のように第7実施例によれば、CPU
17Cは、電圧検出器14をセルグループ12の端子電
圧監視用としてのみ使用し、セルグループ12の異常判
定には専用の電圧検出器56を用いるようにしたので、
各セルグループ12間の端子電圧を均等化するために何
れかのセルグループ12を放電させると同時に、何れか
のセルグループ12において異常が発生した場合でも、
問題なく異常判定を行うことができる。
As described above, according to the seventh embodiment, the CPU
17C uses the voltage detector 14 only for monitoring the terminal voltage of the cell group 12, and uses the dedicated voltage detector 56 for the abnormality determination of the cell group 12.
At the same time as discharging any one of the cell groups 12 in order to equalize the terminal voltage between the cell groups 12, even if an abnormality occurs in any one of the cell groups 12,
Abnormality determination can be performed without any problem.

【0103】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。1セルグループ当たりの単位セルの
直列接続数は、“4”に限ることはない。直列接続数が
多くなる程セルグループの総数は減るので、制御部側の
出力電圧検出数が減ることになるが、その一方で、セル
グループの出力電圧が上昇することから耐圧のより高い
部品が必要となる。従って、両者のトレードオフによっ
て定まるコストを考慮して直列接続数を適宜設定すれば
良い。例えば、特に高耐圧仕様として設計されていない
汎用の電子部品で構成することを想定すると、セルグル
ープの出力電圧は20V程度に抑えるのが好ましい。従
って、上記実施例のように、単位セルが最高電圧4.2
V程度のリチウム電池の場合は、4〜5直列が適当であ
ると考えられる。また、セルグループの直列接続数につ
いても“20”に限らず、組電池として必要な出力電圧
に応じて適宜設定すれば良い。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and the following modifications or extensions are possible. The number of unit cells connected in series per cell group is not limited to “4”. As the number of series connections increases, the total number of cell groups decreases, so the number of output voltage detections on the control unit side decreases.On the other hand, since the output voltage of the cell groups increases, components with a higher withstand voltage are used. Required. Therefore, the number of series connections may be appropriately set in consideration of a cost determined by a trade-off between the two. For example, assuming that the power supply is constituted by general-purpose electronic components which are not specifically designed to have a high withstand voltage specification, it is preferable to suppress the output voltage of the cell group to about 20V. Therefore, as in the above embodiment, the unit cell has a maximum voltage of 4.2.
In the case of a lithium battery of about V, 4-5 series is considered to be appropriate. Further, the number of cell groups connected in series is not limited to “20”, and may be appropriately set according to the output voltage required for the assembled battery.

【0104】第1または第2実施例において、電圧検出
器14を、異常検出ユニット13の内部に配置して、電
圧検出器14の出力信号をハーネス36を介してECU
18に与えるようにしても良い。例えば、第1実施例に
おいて、FET34を削除し、電圧検出器14の非反転
入力端子をトランジスタ32のコレクタに接続し、コレ
クタ電圧の変化を検出しても良い。また、検出電圧変化
手段35のダイオード25(A)のカソードに接続して
も良い。この場合、セルグループ12が正常であれば、
検出電圧は0Vであり、異常が発生した単位セル11が
高電位側となるにつれて検出電圧は高くなる。その電圧
差に応じて何れの単位セル11に異常が発生したかを判
定しても良い。第1実施例における単位セル11の過充
電状態の検出に対応する構成と、第2実施例における単
位セル11の過放電状態の検出に対応する構成とを、第
1及び第2の手段,第1及び第2の素子として並列に設
けても良く、斯様に構成すれば、何れかの単位セル11
が過充電状態になった場合と過放電状態になった場合と
を何れも検出することができる。この場合、遮断用スイ
ッチング素子を夫々に対応して2つ設けても良いし、或
いは、例えば、夫々の電圧変換信号のOR(負論理入
力)をとることで1つのFET34をオンオフ制御して
も良い。
In the first or second embodiment, the voltage detector 14 is arranged inside the abnormality detection unit 13 and the output signal of the voltage detector 14 is sent to the ECU via the harness 36.
18 may be given. For example, in the first embodiment, the FET 34 may be omitted, the non-inverting input terminal of the voltage detector 14 may be connected to the collector of the transistor 32, and a change in the collector voltage may be detected. Further, it may be connected to the cathode of the diode 25 (A) of the detection voltage changing means 35. In this case, if the cell group 12 is normal,
The detection voltage is 0 V, and the detection voltage increases as the unit cell 11 in which the abnormality has occurred becomes higher in potential. It may be determined which unit cell 11 has an abnormality according to the voltage difference. The configuration corresponding to the detection of the overcharged state of the unit cell 11 in the first embodiment and the configuration corresponding to the detection of the overdischarged state of the unit cell 11 in the second embodiment are first and second means, The first and second elements may be provided in parallel. With such a configuration, any one of the unit cells 11
Can be detected both when the battery is overcharged and when it is overdischarged. In this case, two switching elements for cutoff may be provided correspondingly, or one FET 34 may be turned on / off by, for example, taking the OR (negative logic input) of each voltage conversion signal. good.

【0105】また、第7実施例において、抵抗53,電
圧検出器56を異常検出ユニット13の内部に配置して
も良い。第3実施例以降の異常検出ユニット13B〜1
3Eを第2実施例の異常検出ユニット13Aに置き換え
て実施しても良い。遮断用スイッチング素子は、MOS
FET34,42やリレースイッチ47に限ることな
く、バイポーラトランジスタやその他アナログスイッチ
などを用いても良い。また、検出用スイッチング素子に
ついても、バイポーラトランジスタ24に限らずMOS
FETを用いても良い。基準電圧発生手段は、ツェナー
ダイオード21で構成するものに限ることなく、例えば
バンドギャップリファレンスを用いて構成しても良い。
斯様に構成すれば、バンドギャップリファレンスが発生
する基準電圧を適宜選択することで、ツェナーダイオー
ド21と同様に様々な単位セルについて設定される上限
電圧または下限電圧にも容易に対応することができる。
また、基準電圧の変動をより小さくして精度を高めるこ
とができると共に、基準電圧発生手段における消費電力
もより低減することができる。
Further, in the seventh embodiment, the resistor 53 and the voltage detector 56 may be arranged inside the abnormality detecting unit 13. Abnormality detection units 13B-1 after the third embodiment
3E may be replaced with the abnormality detection unit 13A of the second embodiment. The switching element for interruption is MOS
Instead of the FETs 34 and 42 and the relay switch 47, bipolar transistors and other analog switches may be used. Further, the detection switching element is not limited to the bipolar transistor 24 but may be a MOS transistor.
An FET may be used. The reference voltage generating means is not limited to the one configured by the Zener diode 21, but may be configured by using, for example, a band gap reference.
With such a configuration, it is possible to easily cope with the upper limit voltage or the lower limit voltage set for various unit cells similarly to the Zener diode 21 by appropriately selecting the reference voltage at which the band gap reference is generated. .
In addition, the accuracy of the reference voltage can be improved by reducing the fluctuation of the reference voltage, and the power consumption of the reference voltage generating means can be further reduced.

【0106】単位セルは、リチウム電池に限らず、鉛電
池やニッケル系電池であっても同様に適用が可能であ
る。オン電圧供給手段は、セルグループ12を構成する
少なくとも1つ以上の単位セル11について設ければ良
い。電気自動車やHEVに限ることなく、その他、ノー
ト型パーソナルコンピュータや携帯用VTR等の小形民
生機器や電力貯蔵用の二次電池設備などのように、複数
の単位セルを直列に接続して構成されるバッテリを使用
するものであれば適用が可能である。
The unit cell is not limited to a lithium battery, but can be similarly applied to a lead battery or a nickel-based battery. The on-voltage supply means may be provided for at least one or more unit cells 11 constituting the cell group 12. It is not limited to electric vehicles and HEVs, but is also constructed by connecting a plurality of unit cells in series, such as small consumer devices such as notebook personal computers and portable VTRs, and secondary battery facilities for power storage. Any battery that uses a battery can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明をハイブリッド電気自動車に適用した場
合の第1実施例であり、全体の電気的構成を示す図
FIG. 1 is a first embodiment in which the present invention is applied to a hybrid electric vehicle, and is a diagram showing an overall electric configuration.

【図2】異常検出ユニットの詳細な電気的構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a detailed electrical configuration of an abnormality detection unit.

【図3】本発明の第2実施例を示す図2相当図FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2, showing a second embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第3実施例を示す図1相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1, showing a third embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第4実施例を示す図2相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5実施例を示す図1相当図FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6実施例を示す図1相当図FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1, showing a sixth embodiment of the present invention;

【図8】CPUによって実行されるセルグループの
(a)放電制御と(b)異常判定処理との実行タイミン
グを示すタイミングチャート
FIG. 8 is a timing chart showing execution timings of (a) discharge control and (b) abnormality determination processing of a cell group executed by a CPU.

【図9】本発明の第7実施例を示す図1相当図FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 1, showing a seventh embodiment of the present invention.

【図10】図2相当図FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 2;

【図11】従来技術を示す図1相当図FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11は単位セル、12はセルグループ、13,13A,
13B,13C,13D及び13Eは異常検出ユニッ
ト、14は電圧検出器(電圧検出手段)、15はマルチ
プレクサ(電圧検出手段)、16はA/Dコンバータ
(電圧検出手段)、17はCPU(異常判定手段),1
7A,17B,17CはCPU(異常判定手段,放電制
御手段)、19は組電池、20は抵抗、21はツェナー
ダイオード(基準電圧発生手段)、22は直列回路(オ
ン電圧供給手段)、24はトランジスタ(検出用スイッ
チング素子)、34はPチャネルMOSFET(遮断用
スイッチング素子)、35,35′は検出電圧変化手
段、37はツェナーダイオード(基準電圧発生手段)、
38は直列回路(オン電圧供給手段)、39は検出電圧
変化手段、42はPチャネルMOSFET(遮断用スイ
ッチング素子)、44は放電抵抗、45は放電回路(放
電手段)、47はリレースイッチ(遮断用スイッチング
素子)、51は放電経路形成手段、54は検出電圧変化
手段、56は電圧検出器(電圧検出手段)を示す。
11 is a unit cell, 12 is a cell group, 13, 13A,
13B, 13C, 13D and 13E are abnormality detection units, 14 is a voltage detector (voltage detection means), 15 is a multiplexer (voltage detection means), 16 is an A / D converter (voltage detection means), and 17 is a CPU (abnormality judgment). Means), 1
7A, 17B, 17C are CPUs (abnormality determining means, discharge control means), 19 is a battery pack, 20 is a resistor, 21 is a Zener diode (reference voltage generating means), 22 is a series circuit (ON voltage supply means), and 24 is A transistor (switching element for detection); 34, a P-channel MOSFET (switching element for disconnection); 35, 35 'detection voltage changing means; 37, a zener diode (reference voltage generating means);
38 is a series circuit (ON voltage supply means), 39 is a detection voltage changing means, 42 is a P-channel MOSFET (switching element for disconnection), 44 is a discharge resistor, 45 is a discharge circuit (discharge means), and 47 is a relay switch (disconnect). Switching element), 51 is a discharge path forming means, 54 is a detected voltage changing means, and 56 is a voltage detector (voltage detecting means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G016 CA03 CB12 CB31 CC01 CC04 CC16 CC27 CD04 CD06 CD09 CD14 5G003 AA07 BA03 DA07 EA08 FA04 FA06 GA01 GC05 5G053 AA09 BA04 DA03 EA01 FA05 5H030 AA09 AS08 BB01 BB26 FF43 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2G016 CA03 CB12 CB31 CC01 CC04 CC16 CC27 CD04 CD06 CD09 CD14 5G003 AA07 BA03 DA07 EA08 FA04 FA06 GA01 GC05 5G053 AA09 BA04 DA03 EA01 FA05 5H030 AA09 AS08 BB01 BB26 FF43

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二次電池からなる単位セルを複数個直列
に接続してセルグループを構成し、そのセルグループを
複数個直列に接続して構成される組電池について使用さ
れるものであり、 前記単位セルの端子電圧が上限電圧を上回った場合に、
検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を供給するよ
うに構成されるオン電圧供給手段と、 前記検出用スイッチング素子がオン状態となった場合
に、検出電圧を変化させる検出電圧変化手段と、 前記検出用スイッチング素子のオンオフ状態が変化する
ことに伴う電圧の変化を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段によって検出される電圧に基づいて、
前記セルグループに異常が発生したことを検出する異常
判定手段とを備えたことを特徴とする組電池の異常検出
装置。
1. A battery pack comprising a plurality of unit cells each comprising a secondary battery connected in series to form a cell group, and a plurality of the cell groups connected in series to be used for an assembled battery. When the terminal voltage of the unit cell exceeds the upper limit voltage,
ON voltage supply means configured to supply a predetermined ON voltage to the detection switching element; detection voltage change means for changing the detection voltage when the detection switching element is turned on; Voltage detecting means for detecting a change in voltage associated with a change in the on / off state of the switching element, and a voltage detected by the voltage detecting means.
An abnormality detection device for an assembled battery, comprising: abnormality determination means for detecting that an abnormality has occurred in the cell group.
【請求項2】 二次電池からなる単位セルを複数個直列
に接続してセルグループを構成し、そのセルグループを
複数個直列に接続して構成される組電池について使用さ
れるものであり、 前記単位セルの端子電圧が下限電圧以上である場合に、
検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を供給するよ
うに構成されるオン電圧供給手段と、 この検出用スイッチング素子がオフ状態となった場合
に、検出電圧を変化させる検出電圧変化手段と、 前記検出用スイッチング素子のオンオフ状態が変化する
ことに伴う電圧の変化を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段によって検出される電圧に基づいて、
前記セルグループに異常が発生したことを検出する異常
判定手段とを備えたことを特徴とする組電池の異常検出
装置。
2. A battery pack formed by connecting a plurality of unit cells each composed of a secondary battery in series to form a cell group, and connecting the plurality of cell groups in series. When the terminal voltage of the unit cell is equal to or higher than the lower limit voltage,
ON voltage supply means configured to supply a predetermined ON voltage to the detection switching element; detection voltage changing means for changing the detection voltage when the detection switching element is turned off; Voltage detecting means for detecting a change in voltage associated with a change in the on / off state of the switching element, and a voltage detected by the voltage detecting means.
An abnormality detection device for an assembled battery, comprising: abnormality determination means for detecting that an abnormality has occurred in the cell group.
【請求項3】 二次電池からなる単位セルを複数個直列
に接続してセルグループを構成し、そのセルグループを
複数個直列に接続して構成される組電池について使用さ
れるものであり、 前記単位セルの端子電圧が上限電圧を上回った場合に、
第1検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を供給す
るように構成される第1オン電圧供給手段と、 前記単位セルの端子電圧が下限電圧以上である場合に、
第2検出用スイッチング素子に所定のオン電圧を供給す
るように構成される第2オン電圧供給手段と、 前記第1検出用スイッチング素子がオン状態となった場
合に、検出電圧を変化させる第1検出電圧変化手段と、 前記第2検出用スイッチング素子がオフ状態となった場
合に、検出電圧を変化させる第2検出電圧変化手段と、 前記第1または第2検出用スイッチング素子のオンオフ
状態が変化することに伴う電圧の変化を検出する電圧検
出手段と、 この電圧検出手段によって検出される電圧に基づいて、
前記セルグループに異常が発生したことを検出する異常
判定手段とを備えたことを特徴とする組電池の異常検出
装置。
3. A cell group formed by connecting a plurality of unit cells each composed of a secondary battery in series to form a cell group, and used for an assembled battery formed by connecting a plurality of cell groups in series. When the terminal voltage of the unit cell exceeds the upper limit voltage,
First on-voltage supply means configured to supply a predetermined on-voltage to the first detection switching element; and when a terminal voltage of the unit cell is equal to or higher than a lower limit voltage,
A second on-voltage supply unit configured to supply a predetermined on-voltage to the second detection switching element; and a first on-voltage changing unit configured to change the detection voltage when the first detection switching element is turned on. Detecting voltage changing means, second detecting voltage changing means for changing a detecting voltage when the second detecting switching element is turned off, and changing on / off state of the first or second detecting switching element. Voltage detecting means for detecting a change in voltage associated with the operation, and a voltage detected by the voltage detecting means.
An abnormality detection device for an assembled battery, comprising: abnormality determination means for detecting that an abnormality has occurred in the cell group.
【請求項4】 前記検出電圧変化手段によって検出電圧
が変化した場合にセルグループの電圧出力を遮断するよ
うに動作する遮断用スイッチング素子とを備え、 前記電圧検出手段は、前記遮断用スイッチング素子によ
り前記セルグループの電圧出力が遮断されたことによっ
て生じる電圧の変化を検出することを特徴とする請求項
1乃至3の何れかに記載の組電池の異常検出装置。
4. A switching element for shutting off a voltage output of a cell group when a detection voltage is changed by the detection voltage changing means, wherein the voltage detecting means is provided by the switching element for cutoff. 4. The abnormality detecting device for a battery pack according to claim 1, wherein a change in voltage caused by interruption of the voltage output of the cell group is detected.
【請求項5】 前記検出用スイッチング素子と前記オン
電圧供給手段とを、前記セルグループを構成する単位セ
ルの全てに対して配置したことを特徴とする請求項1乃
至4の何れかに記載の組電池の異常検出装置。
5. The device according to claim 1, wherein the switching element for detection and the on-voltage supply unit are arranged for all of the unit cells constituting the cell group. An abnormality detection device for assembled batteries.
【請求項6】 前記オン電圧供給手段は、前記単位セル
に並列接続される抵抗と所定の基準電圧を発生する基準
電圧発生手段との直列回路によって構成され、前記抵抗
の端子電圧によって前記検出用スイッチング素子に所定
のオン電圧を供給することを特徴とする請求項1乃至5
の何れかに記載の組電池の異常検出装置。
6. The on-voltage supply means is constituted by a series circuit of a resistor connected in parallel to the unit cell and a reference voltage generation means for generating a predetermined reference voltage. 6. A predetermined on-voltage is supplied to the switching element.
An abnormality detection device for a battery pack according to any one of the above.
【請求項7】 前記基準電圧発生手段は、ツェナーダイ
オードで構成されていることを特徴とする請求項6記載
の組電池の異常検出装置。
7. The abnormality detecting device for an assembled battery according to claim 6, wherein said reference voltage generating means comprises a Zener diode.
【請求項8】 前記基準電圧発生手段は、バンドギャッ
プリファレンスで構成されていることを特徴とする請求
項6記載の組電池の異常検出装置。
8. The battery pack abnormality detecting device according to claim 6, wherein said reference voltage generating means comprises a band gap reference.
【請求項9】 前記検出用スイッチング素子は、バイポ
ーラトランジスタで構成されていることを特徴とする請
求項1乃至8の何れかに記載の組電池の異常検出装置。
9. The abnormality detecting device for an assembled battery according to claim 1, wherein said switching element for detection is constituted by a bipolar transistor.
【請求項10】 前記検出電圧変化手段は、バイポーラ
トランジスタを用いて構成されていることを特徴とする
請求項1乃至9の何れかに記載の組電池の異常検出装
置。
10. The battery pack abnormality detecting device according to claim 1, wherein said detection voltage changing means is configured using a bipolar transistor.
【請求項11】 前記遮断用スイッチング素子は、セル
グループの正極側と、前記電圧検出手段との間に配置さ
れるMOSFETで構成されていることを特徴とする請
求項1乃至10の何れかに記載の組電池の異常検出装
置。
11. The switching device according to claim 1, wherein the switching element comprises a MOSFET disposed between the positive electrode side of the cell group and the voltage detecting means. An abnormality detection device for an assembled battery according to the above.
【請求項12】 各セルグループに夫々並列接続され、
各セルグループ間の端子電圧のばらつきを調整するよう
に、放電抵抗を介して放電を行うための放電手段を備え
たことを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の
組電池の異常検出装置。
12. A parallel connection to each cell group,
The abnormality of the battery pack according to any one of claims 1 to 10, further comprising a discharge unit configured to perform a discharge through a discharge resistor so as to adjust a variation in a terminal voltage between each cell group. Detection device.
【請求項13】 前記遮断用スイッチング素子は、セル
グループの正極側と、前記電圧検出手段との間に配置さ
れるMOSFETで構成されており、 前記電圧検出手段が何れかのセルグループについて電圧
を検出する間は、当該セルグループの高電位側に配置さ
れているセルグループの放電手段による放電を禁止する
ように制御する放電制御手段を備えたことを特徴とする
請求項12記載の組電池の異常検出装置。
13. The switching element for shutting off is constituted by a MOSFET arranged between a positive electrode side of a cell group and the voltage detecting means, and the voltage detecting means detects a voltage for any one of the cell groups. 13. The battery pack according to claim 12, further comprising: discharge control means for controlling so as to prohibit discharge by the discharge means of the cell group arranged on the high potential side of the cell group during the detection. Anomaly detection device.
【請求項14】 前記遮断用スイッチング素子は、セル
グループの正極側と、前記電圧検出手段との間に配置さ
れるMOSFETで構成されており、 前記何れかのセルグループに配置されている遮断用スイ
ッチング素子がオフ状態となった場合で、且つ、当該セ
ルグループの高電位側に配置されているセルグループに
おいて放電手段により放電が行われている場合には、そ
の放電電流を、前者のセルグループの負極側に導く放電
経路を形成すると共に、 前者のセルグループとその高電位側に配置されているセ
ルグループとの直列端子電圧を、前記放電手段が有する
放電抵抗と共に分圧する分圧抵抗を前記放電経路中に有
する放電経路形成手段を備えたことを特徴とする請求項
12記載の組電池の異常検出装置。
14. The shut-off switching element is constituted by a MOSFET arranged between a positive electrode side of a cell group and the voltage detecting means, and the shut-off switching element is arranged in any one of the cell groups. When the switching element is turned off, and when discharging is performed by the discharging means in the cell group arranged on the high potential side of the cell group, the discharge current is changed to the former cell group. And forming a discharge path leading to the negative electrode side, and dividing the series terminal voltage of the former cell group and the cell group arranged on the high potential side together with the discharge resistance of the discharge means by a voltage dividing resistor. 13. The abnormality detection device for a battery pack according to claim 12, further comprising a discharge path forming means provided in the discharge path.
【請求項15】 前記遮断用スイッチング素子は、セル
グループの正極側と前記電圧検出手段との間において互
いに逆方向に接続される2つのMOSFETで構成さ
れ、前記検出電圧変化手段によって検出電圧が変化した
場合に、両者が同時にオフ状態となるように構成されて
いることを特徴とする請求項12記載の組電池の異常検
出装置。
15. The shut-off switching element is composed of two MOSFETs connected in opposite directions between a positive electrode side of a cell group and the voltage detecting means, and the detection voltage is changed by the detection voltage changing means. 13. The abnormality detecting device for a battery pack according to claim 12, wherein both the devices are turned off at the same time in a case where the error is detected.
【請求項16】 前記検出用スイッチング素子,前記オ
ン電圧供給手段,前記検出電圧変化手段及び前記遮断用
スイッチング素子を含む異常検出ユニットを備え、 前記異常検出ユニットは、対応するセルグープより動作
用電源が供給されることを特徴とする請求項1乃至15
の何れかに記載の組電池の異常検出装置。
16. An abnormality detection unit including the detection switching element, the on-voltage supply unit, the detection voltage changing unit, and the cutoff switching element, wherein the abnormality detection unit has an operation power supply from a corresponding cell group. 16. Supply as claimed in claim 1 to 15
An abnormality detection device for a battery pack according to any one of the above.
【請求項17】 前記単位セルは、リチウム電池である
ことを特徴とする請求項1乃至16の何れかに記載の組
電池の異常検出装置。
17. The apparatus according to claim 1, wherein the unit cell is a lithium battery.
【請求項18】 前記組電池は、電気自動車またはハイ
ブリッド電気自動車の駆動用バッテリとして用いられる
ことを特徴とする請求項1乃至17の何れかに記載の組
電池の異常検出装置。
18. The battery pack abnormality detecting device according to claim 1, wherein the battery pack is used as a driving battery of an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.
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