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JP2001286065A - 複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路 - Google Patents

複数電池に接続している回路の検査方法と接続回路

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JP2001286065A
JP2001286065A JP2000094709A JP2000094709A JP2001286065A JP 2001286065 A JP2001286065 A JP 2001286065A JP 2000094709 A JP2000094709 A JP 2000094709A JP 2000094709 A JP2000094709 A JP 2000094709A JP 2001286065 A JP2001286065 A JP 2001286065A
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circuit
short
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connection
input
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JP2000094709A
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Shinichi Itagaki
真一 板垣
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池と入力端子との接続不良を確実に検出す
る。 【解決手段】 複数電池に接続している回路の検査回路
は、直列に接続している複数の電池Bの+−の電極に入
力端子Tを接続している回路の検査方法である。この検
査方法は、複数の電池Bの+−の電極に接続している複
数の入力端子Tに複数の短絡スイッチSを接続し、各々
の短絡スイッチSをオンオフに切り換えて、入力端子T
に入力される電圧を検出して、入力端子Tと電池Bの+
−の電極との接続状態を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列に接続された
電池の+−の電極に接続している回路の接触不良を検出
する方法と接続回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電池パックは、直列に接続している複数
の電池を内蔵している。直列に接続された電池は、必ず
しも全く同じ状態では充放電されない。電池によって電
圧に差ができる。電圧に差ができる状態で充放電を繰り
返すと、電圧が高くなった電池は過充電され、あるい
は、電圧の低下した電池は過放電されることがある。こ
の弊害は、図1に示すように、各々の電池電圧を独立し
て検出し、全ての電池の過充電と過放電を防止しながら
充放電させて解消できる。
【0003】また、電池パックにかぎらず、複数の電池
を直列に接続して、各々の電池電圧を検出しながら、充
放電させる回路が使用される。たとえば、複数の電池を
内蔵する電子機器は、各々の電池電圧を検出して、全て
の電池の過充電と過放電を防止しながら充放電させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、複数の
電池を直列に接続して、各々の電池電圧を検出する回路
は、たとえば、図のA点に接触不良が発生して、電池と
入力端子とを正常に接続できなくなることがある。この
状態になると、入力端子に正しい電池電圧が入力されな
くなる。ただ、この状態においても、入力端子に電池電
圧に近い電圧が誘導されることがある。それは、入力端
子には入力インピーダンスがあって、これが直列に接続
されて、入力インピーダンスによって電池電圧が分圧さ
れて入力端子に誘導されることがあるからである。この
ため、入力端子に誘導される電圧を検出する方法では、
入力端子と+−の電極との接触不良を確実に検出できな
い。接触不良が判定できないと、入力端子の電圧を検出
して、電池の正確な状態を判定できなくなる。このた
め、電池の過充電や過放電を阻止できなくなる。
【0005】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、電池と入力端子との接続不良を確実に検出できる複
数電池に接続している回路の検査方法と接続回路とを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の検査方法は、直
列に接続している複数の電池Bの+−の電極に入力端子
Tを接続している回路の検査方法であって、複数の電池
Bの+−の電極に接続している複数の入力端子Tに複数
の短絡スイッチSを接続し、各々の短絡スイッチSをオ
ンオフに切り換えて、入力端子Tに入力される電圧を検
出して、入力端子Tと電池Bの+−の電極との接続状態
を検査する。
【0007】電池Bの+−の電極端子と入力端子Tとの
接続状態が正常でないと、短絡スイッチSをオンオフに
切り換える組み合わせを変更したときに、入力端子Tの
電圧が正常な状態とは異なる電圧となる。たとえば、図
2の回路において、G2が電極端子に接続されない場
合、二つの短絡スイッチS2、S3の片方をオンとして他
方をオフにした状態で、入力端子T0−T1間に入力され
る電圧値V1’が等しくなる。図2の回路において、全
ての入力端子Tが正常に電極端子に接続されていると、
二つの短絡スイッチS2、S3の片方をオンとして他方を
オフにした状態を比較すると、いずれの短絡スイッチS
2、S3をオンにするかで、入力端子T0−T1間に入力さ
れる電圧値V1’が異なる電圧となる。したがって、各
々の短絡スイッチSをオンオフにする組み合わせを変更
して、入力端子Tの入力電圧を検出して、電池Bの+−
の電極端子と入力端子Tの接続不良を検出できる。
【0008】本発明の請求項2の接続回路は、直列に接
続された複数の電池Bの各々の+−の電極に複数の入力
端子Tを接続している接続回路であって、複数の入力端
子Tに接続されて入力端子Tをショートする複数の短絡
スイッチSと、各々の短絡スイッチSをオンオフに切り
換える制御回路2と、各々の短絡スイッチSをオンオフ
に切り換える組み合わせを変更して入力端子Tに入力さ
れる入力電圧を比較して接続不良を判定する演算回路3
とを備える。この回路は、短絡スイッチSをオンオフに
切り換える組み合せを変更して、複数の入力端子Tに入
力される入力電圧を演算回路3が比較して、入力端子T
と電池Bの+−の電極との接続不良を検出する。
【0009】以上の接続回路は、好ましくは、入力端子
Tと電池Bの+−電極端子との間に電流制限抵抗Rを接
続する。また、以上の回路は、たとえば、3つの電池B
を直列を接続する回路にあっては、中央の電池といずれ
かひとつの電池の+−電極に接続している入力端子Tを
ショートするように二つの短絡スイッチSを接続して、
全ての入力端子Tと電極端子との接続不良を検出でき
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための方法と回路を例示するも
のであって、本発明は方法と回路を以下のものに特定し
ない。
【0011】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【0012】図2は、3つの電池B1、B2、B3を直列
に接続している。各々の電池B1、B2、B3は、+−の
電極端子を接続回路1に接続している。接続回路1は、
たとえば、各々の電池の過充電や過放電を防止する保護
回路、あるいは、各々の電池の残容量等を検出する回路
等を備えている。
【0013】接続回路1は、各々の電池B1、B2、B3
の+−の電極端子に電流制限抵抗Rを介して入力端子T
を接続している。接続回路1は、各々の入力端子Tに接
続されて入力端子Tをショートする短絡スイッチS1、
S2、S3と、各々の短絡スイッチS1、S2、S3をオン
オフに切り換える制御回路2と、各々の短絡スイッチS
1、S2、S3をオンオフに切り換える組み合わせを変更
して入力端子Tに入力される入力電圧を比較して接続不
良を判定する演算回路3とを備えている。
【0014】制御回路2は、短絡スイッチS1、S2、S
3をオンオフに切り換える組み合わせを変更する。図2
の回路は3つの短絡スイッチS1、S2、S3を備えるの
で、オンオフの組み合わせが8つできる。短絡スイッチ
S1、S2、S3をオンオフに切り換え組み合わせと、各
々の状態における入力端子Tの電圧を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】この表は、全ての+−の電極端子が正常に
入力端子Tに接続された状態と、3つの電池B1、B2、
B3の+−の電極端子を入力端子Tに接続している接続
部分G0、G1、G2、G3のいずれかが非接触状態になっ
たときの入力端子Tの電圧を示している。
【0017】この表から、接続部分G0の非接触状態
は、入力端子T1−T2間の電圧V2'を演算回路3が比較
して判定できる。それは、接続部分G0が非接触状態に
なると、全ての短絡スイッチS1、S2、S3をオフにす
るときの電圧V2'と、短絡スイッチS1のみをオンにす
るときの電圧V2'とが等しくなるからである。接続部分
G0が正常な状態であると、全ての短絡スイッチS1、S
2、S3をオフにするときの電圧V2'と、短絡スイッチS
1のみをオンにするときの電圧V2'とは等しくならな
い。
【0018】さらに、この表から、接続部分G1の非接
触状態は、入力端子T2−T3間の電圧V3'を演算回路3
が比較して判定できる。それは、接続部分G1が非接触
状態になると、全ての短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにするときの電圧V3'と、短絡スイッチS2のみをオ
ンにするときの電圧V3'とが等しくなるからである。接
続部分G1が正常な状態であると、全ての短絡スイッチ
S1、S2、S3をオフにするときの電圧V3'と、短絡ス
イッチS2のみをオンにするときの電圧V3'とは等しく
ならない。
【0019】さらに、この表から、接続部分G2の非接
触状態は、入力端子T0−T1間の電圧V1'を演算回路3
が比較して判定できる。それは、接続部分G2が非接触
状態になると、全ての短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにするときの電圧V1'と、短絡スイッチS2のみをオ
ンにするときの電圧V1'とが等しくなるからである。接
続部分G2が正常な接続状態であると、全ての短絡スイ
ッチS1、S2、S3をオフにするときの電圧V1'と、短
絡スイッチS2のみをオンにするときの電圧V1'とは等
しくならない。
【0020】さらに、この表から、接続部分G3の非接
触状態は、入力端子T1−T2間の電圧V2'を演算回路3
が比較して判定できる。それは、接続部分G3が非接触
状態になると、全ての短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにするときの電圧V2'と、短絡スイッチS3のみをオ
ンにするときの電圧V2'とが等しくなるからである。接
続部分G3が正常な接続状態であると、全ての短絡スイ
ッチS1、S2、S3をオフにするときの電圧V2'と、短
絡スイッチS3のみをオンにするときの電圧V2'とは等
しくならない。
【0021】以上のように、3つの電池B1、B2、B3
の+−の電極端子を4つの入力端子T0、T1、T2、T3
に接続している回路は、必ずしも全ての短絡スイッチS
1、S2、S3をオンオフに切り換える8つの組み合わせ
として、入力端子Tの電圧V1'、V2'、V3'の全てを検
出する必要はなく、特定の組み合わせで、接続部分G
1、G2、G3の断線を確実に検出できる。
【0022】3つの電池B1、B2、B3の+−の電極端
子を3つの入力端子T1、T2、T3に接続する回路は、
図3に示すように、二つの短絡スイッチS2、S3のみを
使用して接続部分G1、G2、G3の断線を判別できる。
この接続回路1は、図において最下段の入力端子T0に
は短絡スイッチを接続せず、入力端子T1−T2間とT2
−T3間にのみ短絡スイッチS2、S3を接続している。
【0023】この回路における、短絡スイッチS2、S3
をオンオフに切り換える組み合わせと、各々の状態にお
ける入力端子Tの電圧を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】この表は、全ての+−の電極端子が正常に
入力端子Tに接続された状態と、3つの電池B1、B2、
B3の+−の電極端子を入力端子Tに接続している接続
部分G1、G2、G3のいずれかが非接触状態になったと
きの入力端子Tの電圧を示している。
【0026】この表から、接続部分G1の非接触状態
は、入力端子T2−T3間の電圧V3'を演算回路3が比較
して判定できる。それは、接続部分G1が非接触状態に
なると、二つの短絡スイッチS2、S3をオフにするとき
の電圧V3'と、短絡スイッチS2をオンとして短絡スイ
ッチS3をオフにするときの電圧V3'とが等しくなるか
らである。接続部分G1が正常な状態であると、二つの
短絡スイッチS2、S3をオフにするときの電圧V3'と、
短絡スイッチS2をオンとして短絡スイッチS3をオフに
するときの電圧V3'とは等しくならない。
【0027】さらに、この表から、接続部分G2の非接
触状態は、入力端子T0−T1間の電圧V1'を演算回路3
が比較して判定できる。それは、接続部分G2が非接触
状態になると、二つの短絡スイッチS2、S3をオフにす
るときの電圧V1'と、短絡スイッチS2をオンとして短
絡スイッチS3をオフにするときの電圧V1'とが等しく
なるからである。接続部分G2が正常な接続状態である
と、二つの短絡スイッチS2、S3をオフにするときの電
圧V1'と、短絡スイッチS2をオンとして短絡スイッチ
S3をオフにするときの電圧V1'とは等しくならない。
【0028】さらに、この表から、接続部分G3の非接
触状態は、入力端子T1−T2間の電圧V2'を演算回路3
が比較して判定できる。それは、接続部分G3が非接触
状態になると、二つの短絡スイッチS2、S3をオフにす
るときの電圧V2'と、短絡スイッチS2をオフとして短
絡スイッチS3をオンにするときの電圧V2'とが等しく
なるからである。接続部分G3が正常な接続状態である
と、二つの短絡スイッチS2、S3をオフにするときの電
圧V2'と、短絡スイッチS2をオフとして短絡スイッチ
S3をオンにするときの電圧V2'とは等しくならない。
【0029】以上のように、3つの電池B1、B2、B3
の+−の電極端子を3つの入力端子Tに接続している回
路は、二つの短絡スイッチS2、S3をオンオフに切り換
える4つの組み合わせとして、接続部分G1、G2、G3
の断線を検出できる。
【0030】各々の短絡スイッチSは、制御回路2に制
御されてオンオフに切り換えられるが、制御回路2が短
絡スイッチSをどのような組み合わせでオンオフに制御
するかの信号は、演算回路3が制御回路2に入力する。
演算回路3は、オンにする短絡スイッチSとオフにする
短絡スイッチSとを特定し、その状態で入力端子間の電
圧V1'、V2'、V3'を検出し、さらに、短絡スイッチS
のオンオフを切り換えて入力端子間の電圧V1'、V2'、
V3'を検出し、検出した電圧V1'、V2'、V3'からどこ
の接続部分Gが断線したかを判定する。演算回路3は、
表1と表2に基づいて判定する。
【0031】図2に示す回路の演算回路3は、以下のフ
ローチャートで、図4ないし図7のステップで接続部分
G0、G1、G2、G3の切断を判定する。 (1) 接続部分G0の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにする。 [n=2のステップ]入力端子T1−T2間の電圧V2'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS1をオン、S2、S
3をオフにする。 [n=4のステップ]入力端子T1−T2間の電圧V2'を
検出し、この電圧V2'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G0は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G0は切断していると判定する。
【0032】(2) 接続部分G1の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにする。 [n=2のステップ]入力端子T2−T3間の電圧V3'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS2をオン、S1、S
3をオフにする。 [n=4のステップ]入力端子T2−T3間の電圧V3'を
検出し、この電圧V3'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G1は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G1は切断していると判定する。
【0033】(3) 接続部分G2の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにする。 [n=2のステップ]入力端子T0−T1間の電圧V1'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS2をオン、S1、S
3をオフにする。 [n=4のステップ]入力端子T0−T1間の電圧V1'を
検出し、この電圧V1'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G2は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G2は切断していると判定する。
【0034】(4) 接続部分G3の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS1、S2、S3をオ
フにする。 [n=2のステップ]入力端子T1−T2間の電圧V2'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS1、S2をオフ、S
3をオンにする。 [n=4のステップ]入力端子T1−T2間の電圧V2'を
検出し、この電圧V2'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G3は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G3は切断していると判定する。
【0035】図3に示す回路の演算回路3は、以下のフ
ローチャートで、図8ないし図10のステップで接続部
分G1、G2、G3の切断を判定する。 (1) 接続部分G1の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS2、S3をオフにす
る。 [n=2のステップ]入力端子T2−T3間の電圧V3'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS2をオン、S3をオ
フにする。 [n=4のステップ]入力端子T2−T3間の電圧V3'を
検出し、この電圧V3'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G1は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G1は切断していると判定する。
【0036】(2) 接続部分G2の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS2、S3をオフにす
る。 [n=2のステップ]入力端子T0−T1間の電圧V1'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS2をオン、S3をオ
フにする。 [n=4のステップ]入力端子T0−T1間の電圧V1'を
検出し、この電圧V1'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G2は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G2は切断していると判定する。
【0037】(3) 接続部分G3の判定 [n=1のステップ]短絡スイッチS2、S3をオフにす
る。 [n=2のステップ]入力端子T1−T2間の電圧V2'を
検出して記憶する。 [n=3のステップ]短絡スイッチS2をオフ、S3をオ
ンにする。 [n=4のステップ]入力端子T1−T2間の電圧V2'を
検出し、この電圧V2'をn=2のステップで検出して記
憶している電圧に比較する。 [n=5のステップ]比較した電圧が等しくないと、接
続部分G3は正常と判定する。 [n=6のステップ]比較した電圧が等しいと、接続部
分G3は切断していると判定する。
【0038】
【発明の効果】本発明の複数電池に接続している回路の
検査方法と接続回路は、電池と入力端子との接続不良を
確実に検出できる特長がある。それは、本発明の検査方
法と接続回路が、複数の電池の+−の電極に接続してい
る複数の入力端子に複数の短絡スイッチを接続し、各々
の短絡スイッチをオンオフに切り換えて、入力端子に入
力される電圧を検出して、入力端子と電池の+−の電極
との接続状態を検査しているからである。このため、本
発明の検査方法と接続回路は、接触不良が発生して、電
池の+−の電極と入力端子とを正常に接続できなくなっ
ても、各々の短絡スイッチをオンオフに切り換えて、入
力端子に入力される電圧を検出することによって、入力
端子と電池の+−の電極との接触不良を確実に検出でき
る。したがって、電池の正確な状態を判定して、電池の
過充電や過放電を確実に阻止できる特長が実現できる。
【0039】とくに、本発明の接続回路は、各々の短絡
スイッチをオンオフに切り換える組み合わせを制御回路
で変更すると共に、各々の組み合わせにおいて入力端子
に入力される入力電圧を演算回路で比較して接続不良を
判定するので、簡単な回路構成として低コストに製造し
て、確実に接触不良を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の複数の電池電圧を検出する回路を示す回
路図
【図2】本発明の実施例の複数電池に接続している接続
回路の回路図
【図3】本発明の他の実施例の複数電池に接続している
接続回路の回路図
【図4】図2に示す接続回路において接続部分G0の切
断を判定する工程を示すフローチャート図
【図5】図2に示す接続回路において接続部分G1の切
断を判定する工程を示すフローチャート図
【図6】図2に示す接続回路において接続部分G2の切
断を判定する工程を示すフローチャート図
【図7】図2に示す接続回路において接続部分G3の切
断を判定する工程を示すフローチャート図
【図8】図3に示す接続回路において接続部分G1の切
断を判定する工程を示すフローチャート図
【図9】図3に示す接続回路において接続部分G2の切
断を判定する工程を示すフローチャート図
【図10】図3に示す接続回路において接続部分G3の
切断を判定する工程を示すフローチャート図
【符号の説明】
1…接続回路 2…制御回路 3…演算回路 B…電池 S…短絡スイッチ T…入力端子 G…接続部分 R…電流制限抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直列に接続された複数の電池(B)の+−
    の電極に入力端子(T)を接続している回路の検査方法に
    おいて、 複数の電池(B)の+−の電極に接続している複数の入力
    端子(T)に複数の短絡スイッチ(S)を接続し、各々の短絡
    スイッチ(S)をオンオフに切り換えて、入力端子(T)に入
    力される電圧を検出して、入力端子(T)と電池(B)の+−
    の電極との接続状態を検査することを特徴とする複数電
    池に接続している回路の検査方法。
  2. 【請求項2】 直列に接続された複数の電池(B)の各々
    の+−の電極に複数の入力端子(T)を接続してなる接続
    回路において、 複数の入力端子(T)に接続されて入力端子(T)をショート
    する複数の短絡スイッチ(S)と、各々の短絡スイッチ(S)
    をオンオフに切り換える制御回路(2)と、各々の短絡ス
    イッチ(S)をオンオフに切り換える組み合わせを変更し
    て入力端子(T)に入力される入力電圧を比較して接続不
    良を判定する演算回路(3)とを備えており、 短絡スイッチ(S)をオンオフに切り換える組み合せを変
    更して、複数の入力端子(T)に入力される入力電圧を演
    算回路(3)が比較して、入力端子(T)と電池(B)の+−の
    電極との接続不良を検出するようにしてなることを特徴
    とする接続回路。
  3. 【請求項3】 入力端子(T)と電池(B)の+−電極端子と
    の間に電流制限抵抗(R)を接続している請求項2に記載
    される接続回路。
  4. 【請求項4】 3つの電池(B)を直列を接続して、中央
    の電池といずれかひとつの電池の+−電極に接続してい
    る入力端子(T)をショートするように二つの短絡スイッ
    チ(S)を接続している請求項2に記載される接続回路。
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