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JP5188370B2 - Battery system - Google Patents

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JP5188370B2
JP5188370B2 JP2008298713A JP2008298713A JP5188370B2 JP 5188370 B2 JP5188370 B2 JP 5188370B2 JP 2008298713 A JP2008298713 A JP 2008298713A JP 2008298713 A JP2008298713 A JP 2008298713A JP 5188370 B2 JP5188370 B2 JP 5188370B2
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Description

本発明は、複数の電池セルとヒューズを直列に接続してなるバッテリシステムに関し、とくに、電流検出回路の最大検出電流を超える過大電流を検出できるバッテリシステムに関する。   The present invention relates to a battery system in which a plurality of battery cells and a fuse are connected in series, and more particularly to a battery system capable of detecting an excessive current exceeding the maximum detection current of a current detection circuit.

電池と直列にヒューズを接続してなるバッテリシステムは開発されている(特許文献1及び2参照)。このバッテリシステムは、電池に過電流が流れるとヒューズを溶断して、電池を過電流から保護する。ハイブリッドカー等の車両に搭載されるバッテリシステムは、車両の走行状態によって電池からモーターに供給される電流が大幅に変動する。車両を急加速するとき、電池からモーターに大きな放電電流が流れ、急ブレーキの回生制動では電池に大きな充電電流が流れ、モーターが走行のアシストをしない状態で電池には電流が流れない。このように、ハイブリッドカー等に搭載されるバッテリシステムは、電池を充放電する電流が大幅に変動する。このため、電池を過電流から保護するためにヒューズを直列に接続している。このヒューズは、流れる電流のジュール熱で発熱して、溶断して電流を遮断する。ヒューズのジュール熱による発熱量は、電流の2乗と電気抵抗と時間の積に比例する。このため、ヒューズは、大電流が流れるときに大きなジュール熱で高温に加熱されて溶断される。電流が流れない状態では、加熱されずに放熱される。電流が変動する状態で、ヒューズは加熱と放熱とが繰り返され、さらに発熱するジュール熱も大きく変動する。よって、ヒューズは、使用電流範囲で安易に溶断しない仕様とすると共に、外部短絡等の過大電流では溶断させる仕様とする必要がある。しかしながら、外部短絡等の故障状態は、特定の抵抗値を持って短絡する場合が考えられ、このため、電池に損傷を与える過大電流が流れる状態でヒューズが溶断されないことがある。
特開2003−169401号公報 特開2001−327001号公報
A battery system in which a fuse is connected in series with a battery has been developed (see Patent Documents 1 and 2). In this battery system, when an overcurrent flows through the battery, the fuse is blown to protect the battery from the overcurrent. In a battery system mounted on a vehicle such as a hybrid car, the current supplied from the battery to the motor varies greatly depending on the traveling state of the vehicle. When the vehicle is accelerated rapidly, a large discharge current flows from the battery to the motor, a large charging current flows to the battery in the regenerative braking of the sudden brake, and no current flows to the battery when the motor does not assist driving. Thus, in a battery system mounted on a hybrid car or the like, the current for charging / discharging the battery varies greatly. For this reason, fuses are connected in series to protect the battery from overcurrent. This fuse generates heat due to the Joule heat of the flowing current and blows off to interrupt the current. The amount of heat generated by Joule heat of the fuse is proportional to the product of the square of the current, the electrical resistance, and time. For this reason, when a large current flows, the fuse is heated to a high temperature with a large Joule heat and blown. In a state where no current flows, the heat is radiated without being heated. In the state where the current fluctuates, the fuse is repeatedly heated and dissipated, and the generated Joule heat greatly fluctuates. Therefore, it is necessary that the fuse has a specification that does not easily blow in the operating current range and a specification that blows with an excessive current such as an external short circuit. However, a failure state such as an external short circuit may be caused by a short circuit with a specific resistance value. For this reason, the fuse may not be blown in a state where an excessive current that damages the battery flows.
JP 2003-169401 A JP 2001-327001 A

特許文献に記載されるバッテリシステムは、ヒューズの切断を検出できるが、ヒューズの溶断されない過大電流から電池を保護できない。バッテリシステムは、電池と直列に電流検出抵抗を接続して、充放電される電池の電流を検出している。たとえば、ハイブリッドカーに搭載されるバッテリシステムは、電池の電流を±200Aの範囲で検出できるように、電流検出抵抗の電圧を検出している。このバッテリシステムは、充放電される電流を積算して残容量を演算することから高精度に電流を検出する。この電流検出回路は、高精度に電流を検出するために、電流の検出範囲を前述の範囲に制限している。したがって、ヒューズが溶断される過大電流は電流検出回路の検出範囲外となって過大電流を検出できない。このため、従来のバッテリシステムは、電池に損傷を与える過大な電流が流れてヒューズが溶断されない状態を検出できない。たとえば、前述のバッテリシステムにおいては、電池の充放電を許容する±200Aを超える過大電流であって、ヒューズの溶断されない過大電流を検出できない。この過大電流は電池に損傷を与えることから、この過大電流が流れたことを検出することで、電池の安全性を向上できる。   The battery system described in the patent document can detect the blow of the fuse, but cannot protect the battery from an excessive current that does not blow the fuse. The battery system detects a current of a battery to be charged / discharged by connecting a current detection resistor in series with the battery. For example, a battery system mounted on a hybrid car detects the voltage of the current detection resistor so that the battery current can be detected in a range of ± 200 A. This battery system detects the current with high accuracy by integrating the charged and discharged current and calculating the remaining capacity. This current detection circuit limits the current detection range to the aforementioned range in order to detect current with high accuracy. Therefore, the excessive current that blows the fuse is outside the detection range of the current detection circuit, and the excessive current cannot be detected. For this reason, the conventional battery system cannot detect a state in which an excessive current that damages the battery flows and the fuse is not blown. For example, in the battery system described above, an excessive current exceeding ± 200 A that allows charging and discharging of the battery, and an excessive current that does not blow the fuse cannot be detected. Since this excessive current damages the battery, the safety of the battery can be improved by detecting that this excessive current has flowed.

本発明は、このことを実現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、極めて簡単な回路構成としながら、電流検出回路で検出できない検出範囲外の過大電流を検出できるバッテリシステムを提供することにある。   The present invention has been developed for the purpose of realizing this. An important object of the present invention is to provide a battery system capable of detecting an excessive current outside a detection range that cannot be detected by a current detection circuit while having a very simple circuit configuration.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明のバッテリシステムは、複数の充電できる電池セル2とヒューズ3と電流検出抵抗4とを接続点7で接続して直列に接続してなる電池部1、31と、この電池部1、31を構成する各々の電池セル2の電圧を検出する電圧検出回路5と、電流検出抵抗4の電圧を検出して電池部1の電流を検出する電流検出回路6と、電池部1、31の出力側に設けられるコンタクタ9とを備えている。バッテリシステムは、さらに、ヒューズ3と電流検出抵抗4の直列回路を含む抵抗回路8を備え、電池セル2の電圧を検出する電圧検出回路5が、抵抗回路8の電圧を検出して、電流検出回路6が検出できる最大電流よりも大きい検出範囲外の過大電流を検出し、コンタクタ9は、あらかじめ設定されている設定値を超える過大電流を電圧検出回路5が検出した際に、オフにされるThe battery system according to the present invention includes a battery unit 1, 31 formed by connecting a plurality of rechargeable battery cells 2, a fuse 3, and a current detection resistor 4 at a connection point 7, and connecting the battery units 1, 31 in series. The voltage detection circuit 5 that detects the voltage of each battery cell 2 that constitutes the battery, the current detection circuit 6 that detects the current of the battery unit 1 by detecting the voltage of the current detection resistor 4, and the outputs of the battery units 1 and 31 And a contactor 9 provided on the side . Battery system further includes a resistor circuit 8 including a series circuit of a fuse 3 and the current detection resistor 4, the voltage detection circuit 5 for detecting a voltage of the battery cell 2, by detecting the voltage of the resistor circuit 8, the current An excessive current outside the detection range that is larger than the maximum current that can be detected by the detection circuit 6 is detected , and the contactor 9 is turned off when the voltage detection circuit 5 detects an excessive current exceeding a preset set value. The

以上のバッテリシステムは、極めて簡単な回路構成としながら、電流検出回路で検出できない検出範囲外の過大電流を検出できる特徴がある。このため、以上のバッテリシステムは、電流検出回路で検出できない、電池にダメージを与える過大な電流が流れてヒューズが溶断されない状態においても、その過大電流を検出することで電池の安全性をより向上できる特徴がある。電流検出回路で検出できない検出範囲外の過大電流が検出できるので、ヒューズが溶断されない状態においても、検出された電流の大きさで電池のその後の使用を停止する等の制御が実現できる。   The battery system described above is characterized by being able to detect an excessive current outside the detection range that cannot be detected by the current detection circuit while having a very simple circuit configuration. For this reason, the battery system described above improves battery safety by detecting the excessive current even when excessive current that damages the battery flows and the fuse is not blown, which cannot be detected by the current detection circuit. There are features that can be done. Since an excessive current outside the detection range that cannot be detected by the current detection circuit can be detected, even when the fuse is not blown, control such as stopping subsequent use of the battery at the magnitude of the detected current can be realized.

本発明のバッテリシステムは、抵抗回路8を、電流検出抵抗4とヒューズ3の直列回路とすることができる。電流検出抵抗の電圧を電圧検出回路で検出するバッテリシステムは、正確に検出範囲外の過大電流を検出できる。また、ヒューズ、又は電流検出抵抗とヒューズとの直列回路の電圧を検出するバッテリシステムは、検出範囲外の過大電流を検出できることに加えて、ヒューズの溶断も検出できる。
さらに、本発明のバッテリシステムは、抵抗回路8が電池セル2を含むことができる。
The battery system of the present invention, a resistor circuit 8 may be a current series circuits of the detection resistor 4 and the fuse 3. The battery system that detects the voltage of the current detection resistor with the voltage detection circuit can accurately detect an excessive current outside the detection range. In addition, the battery system that detects the voltage of the fuse or the series circuit of the current detection resistor and the fuse can detect an excessive current outside the detection range, and can also detect a blown fuse.
Furthermore, in the battery system of the present invention, the resistance circuit 8 can include the battery cell 2.

本発明のバッテリシステムは、抵抗回路8の電圧を増幅するアンプ11を備えることができる。このバッテリシステムは、抵抗回路の両端に発生する低電圧を増幅することで、検出範囲外の過大電流を正確に検出できる。   The battery system of the present invention can include an amplifier 11 that amplifies the voltage of the resistance circuit 8. This battery system can accurately detect an excessive current outside the detection range by amplifying a low voltage generated at both ends of the resistance circuit.

さらに、本発明のバッテリシステムは、電圧検出回路5が、電池部1、31の接続点7を切り換えるマルチプレクサ12を入力側に備えると共に、アンプ11の出力側をマルチプレクサ12の入力側に接続して、マルチプレクサ12がアンプ11の出力側と接続点7とを切り換えて各々の電池セル2の電圧と、抵抗回路8の電圧を検出して電流検出回路6の検出範囲外の過大電流を検出することができる。
以上のバッテリシステムは、マルチプレクサを切り換えて抵抗回路8の電圧を検出でき、またアンプで増幅したアンプをマルチプレクサ12で切り換えて検出するので、回路構成を極めて簡単にしながら、検出範囲外の過大電流を正確に検出できる。
Furthermore, in the battery system of the present invention, the voltage detection circuit 5 includes a multiplexer 12 for switching the connection point 7 of the battery units 1 and 31 on the input side, and connects the output side of the amplifier 11 to the input side of the multiplexer 12. The multiplexer 12 switches between the output side of the amplifier 11 and the connection point 7 to detect the voltage of each battery cell 2 and the voltage of the resistance circuit 8 to detect an excessive current outside the detection range of the current detection circuit 6. Can do.
The above battery system can detect the voltage of the resistor circuit 8 by switching the multiplexer, and the amplifier 12 amplified by the amplifier is switched and detected by the multiplexer 12, so that an excessive current outside the detection range can be detected while making the circuit configuration extremely simple. It can be detected accurately.

本発明のバッテリシステムは、電圧検出回路5が、アースライン10に対する接続点7の電圧を検出して、各々の電池セル2の電圧と抵抗回路8の電圧を検出することができる。
以上のバッテリシステムは、マルチプレクサが片側の入力端子を順番に切り換えて電池セルの電圧と抵抗回路の電圧を検出できるので、マルチプレクサを簡単な回路構成にできる。
In the battery system of the present invention, the voltage detection circuit 5 can detect the voltage at the connection point 7 with respect to the earth line 10 to detect the voltage of each battery cell 2 and the voltage of the resistance circuit 8.
In the battery system described above, the multiplexer can switch the input terminal on one side in order and detect the voltage of the battery cell and the voltage of the resistance circuit, so that the multiplexer can have a simple circuit configuration.

本発明のバッテリシステムは、電池セル2を、複数のニッケル水素電池を直列に接続してなる電池モジュールとすることができる。
このバッテリシステムは、電池モジュールの電圧を検出しながら、検出範囲外の過大電流も検出できる。
In the battery system of the present invention, the battery cell 2 can be a battery module formed by connecting a plurality of nickel metal hydride batteries in series.
This battery system can detect an excessive current outside the detection range while detecting the voltage of the battery module.

本発明のバッテリシステムは、電池セル2を、リチウムイオン電池とリチウムポリマー電池のいずれかとすることができる。
このバッテリシステムは、各々のリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池の電圧を検出しながら、検出範囲外の過大電流も検出できる。
In the battery system of the present invention, the battery cell 2 can be either a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
This battery system can detect an excessive current outside the detection range while detecting the voltage of each lithium ion battery or lithium polymer battery.

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バッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery system for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery system as follows.

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」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。   Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図1と図2に示すバッテリシステムは、ハイブリッドカー、燃料電池車、電気自動車等の車両に搭載されて、負荷20として接続されるモーター22を駆動して車両を走行させる。電池部1の負荷20となるモーター22は、DC/ACインバータ23を介して電池部1に接続される。DC/ACインバータ23は、電池部1の直流を3相の交流に変換して、モーター22への供給電力をコントロールする。DC/ACインバータ23は、発電機24を接続しており、発電機24の発電電力で電池部1が充電される。   The battery system shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a vehicle such as a hybrid car, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle, and drives a motor 22 connected as a load 20 to drive the vehicle. A motor 22 serving as a load 20 of the battery unit 1 is connected to the battery unit 1 via a DC / AC inverter 23. The DC / AC inverter 23 converts the direct current of the battery unit 1 into a three-phase alternating current, and controls the power supplied to the motor 22. The DC / AC inverter 23 is connected to a generator 24, and the battery unit 1 is charged with the power generated by the generator 24.

この図のバッテリシステムは、充電できる複数の電池セル2とヒューズ3と電流検出抵抗4とを直列に接続している電池部1と、この電池部1を構成する電池セル2の電圧を検出する電圧検出回路5と、電流検出抵抗4の電圧を増幅して電池の電流を検出する電流検出回路6とを備えている。   The battery system in this figure detects a voltage of a battery unit 1 in which a plurality of rechargeable battery cells 2, a fuse 3 and a current detection resistor 4 are connected in series, and a battery cell 2 constituting the battery unit 1. A voltage detection circuit 5 and a current detection circuit 6 that amplifies the voltage of the current detection resistor 4 to detect the battery current are provided.

電池部1は、コンタクタ9を介して車両側のDC/ACインバータ23に電力を供給し、DC/ACインバータ23からモーター22に電力を供給する。モーター22に大電力を供給できるように、電池部1は多数の充電できる電池セル2を直列に接続して出力電圧を高くしている。電池セル2は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、又はリチウムポリマー電池である。電池セル2をニッケル水素電池とする電池部1は、複数のニッケル水素電池を直列に接続して電池モジュールとし、電池モジュールを電池セル2として各々の電池モジュールの電圧を電圧検出回路5で検出する。電池セルをリチウムイオン電池又はリチウムポリマー電池とする電池部は、各々のリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池の電圧を電圧検出回路で検出する。   The battery unit 1 supplies power to the DC / AC inverter 23 on the vehicle side via the contactor 9, and supplies power to the motor 22 from the DC / AC inverter 23. In order to supply a large amount of power to the motor 22, the battery unit 1 has a large number of rechargeable battery cells 2 connected in series to increase the output voltage. The battery cell 2 is a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, or a lithium polymer battery. The battery unit 1 in which the battery cell 2 is a nickel metal hydride battery connects a plurality of nickel metal hydride batteries in series to form a battery module, the battery module is the battery cell 2, and the voltage detection circuit 5 detects the voltage of each battery module. . A battery unit having a battery cell as a lithium ion battery or a lithium polymer battery detects the voltage of each lithium ion battery or lithium polymer battery with a voltage detection circuit.

電池部1は、各々の電池セル2と電流検出抵抗4とヒューズ3とを接続点7で接続して、互いに直列に接続している。この電池部1は、モーター22に大電力を供給できるように、たとえば、電池セル2の接続個数で出力電圧を100〜400Vとしている。ただし、バッテリシステムは、電池部の電圧を昇圧して負荷に電力を供給することもできるので、直列に接続する電池セルの個数を少なくして、電池部の出力電圧を低くすることもできる。   In the battery unit 1, each battery cell 2, the current detection resistor 4, and the fuse 3 are connected at a connection point 7 and are connected in series with each other. The battery unit 1 has an output voltage of 100 to 400 V, for example, depending on the number of connected battery cells 2 so that large power can be supplied to the motor 22. However, since the battery system can boost the voltage of the battery unit and supply power to the load, the number of battery cells connected in series can be reduced and the output voltage of the battery unit can be lowered.

図1のバッテリシステムは、電池部1を第1ブロック1Aと第2ブロック1Bに分割して、第1ブロック1Aと第2ブロック1Bとを、電流検出抵抗4とヒューズ3との直列回路を介して直列に接続している。このバッテリシステムは、第1ブロック1Aと第2ブロック1Bの中間であって、電流検出抵抗4と電池セル2との接続点7をアースライン10としている。このバッテリシステムは、電流検出抵抗4とヒューズ3とを第1ブロック1Aと第2ブロック1Bとの中間に接続しているが、電流検出抵抗とヒューズは、正負の出力側に接続することもできる。また、第1ブロックと第2ブロックを構成している電池セルの間に接続することもできる。   The battery system of FIG. 1 divides the battery unit 1 into a first block 1A and a second block 1B, and the first block 1A and the second block 1B are connected via a series circuit of a current detection resistor 4 and a fuse 3. Connected in series. In this battery system, the connection point 7 between the current detection resistor 4 and the battery cell 2 is an intermediate line between the first block 1A and the second block 1B. In this battery system, the current detection resistor 4 and the fuse 3 are connected between the first block 1A and the second block 1B. However, the current detection resistor and the fuse can be connected to the positive and negative output sides. . Moreover, it can also connect between the battery cells which comprise the 1st block and the 2nd block.

図2のバッテリシステムは、電池部31を1組の電池ブロックで構成して、マイナス側をアースライン10としている。また、電池部31のマイナス側に電流検出抵抗4とヒューズ3とを接続している。図示しないが、バッテリシステムは、電流検出抵抗とヒューズをプラス側に接続することもでき、また、電流検出抵抗とヒューズをプラス側とマイナス側とに接続することもできる。   In the battery system of FIG. 2, the battery unit 31 is configured by a set of battery blocks, and the negative side is the ground line 10. Further, the current detection resistor 4 and the fuse 3 are connected to the negative side of the battery unit 31. Although not shown, in the battery system, the current detection resistor and the fuse can be connected to the plus side, and the current detection resistor and the fuse can be connected to the plus side and the minus side.

電流検出回路6は、電池の充放電を許容する電流範囲において、電流検出抵抗4に誘導される電圧を増幅するアンプ11を備えている。アンプ11は、一対の入力端子を電流検出抵抗4の両端に接続している差動アンプ11Aである。差動アンプ11Aは、電流が流れて電流検出抵抗4の両端に発生する電圧を増幅して、マルチプレクサ12に出力する。差動アンプ11Aの増幅率は、電流検出抵抗4の電気抵抗と検出する最大電流と、A/Dコンバータ13の最大入力電圧から特定する。たとえば、電流検出抵抗4の電気抵抗を0.5mΩ、電流検出回路6が検出する最大電流を±200A、A/Dコンバータ13の最大入力電圧を±5Vとする場合、差動アンプ11Aの増幅率は50とする。この差動アンプ11Aは、電流検出抵抗4に200Aの電流が流れて誘導される100mVの電圧を5Vに増幅してA/Dコンバータ13に出力する。電流検出回路6は、電流検出抵抗4の電圧を差動アンプ11Aで増幅してマルチプレクサ12からA/Dコンバータ13に入力し、A/Dコンバータ13でデジタル信号に変換して、演算回路14に演算して電流を検出する。演算回路14は、電流検出抵抗4の電圧/電気抵抗を演算して電流を検出する。   The current detection circuit 6 includes an amplifier 11 that amplifies a voltage induced in the current detection resistor 4 in a current range that allows charging and discharging of the battery. The amplifier 11 is a differential amplifier 11 </ b> A in which a pair of input terminals are connected to both ends of the current detection resistor 4. The differential amplifier 11 </ b> A amplifies a voltage generated at both ends of the current detection resistor 4 when a current flows, and outputs the amplified voltage to the multiplexer 12. The amplification factor of the differential amplifier 11A is specified from the electric resistance of the current detection resistor 4, the maximum current to be detected, and the maximum input voltage of the A / D converter 13. For example, when the electric resistance of the current detection resistor 4 is 0.5 mΩ, the maximum current detected by the current detection circuit 6 is ± 200 A, and the maximum input voltage of the A / D converter 13 is ± 5 V, the amplification factor of the differential amplifier 11 A Is 50. The differential amplifier 11A amplifies a voltage of 100 mV induced by flowing a current of 200 A through the current detection resistor 4 to 5 V and outputs the amplified voltage to the A / D converter 13. The current detection circuit 6 amplifies the voltage of the current detection resistor 4 by the differential amplifier 11A, inputs it from the multiplexer 12 to the A / D converter 13, converts it to a digital signal by the A / D converter 13, and supplies it to the arithmetic circuit 14. Calculate to detect current. The arithmetic circuit 14 calculates the voltage / electric resistance of the current detection resistor 4 to detect a current.

電圧検出回路5は、接続点7の電圧を検出して各々の電池セル2の電圧を検出すると共に、少なくとも電流検出抵抗4とヒューズ3のいずれかを含む抵抗回路8の電圧を検出して、電流検出回路6が検出できる最大電流よりも大きい検出範囲外の過大電流を検出する。図1と図2のバッテリシステムは、抵抗回路8を電流検出抵抗4とヒューズ3の直列回路として、抵抗回路8の電圧を検出して検出範囲外の過大電流を検出する。ただし、電流検出回路は、抵抗回路を電流検出抵抗又はヒューズとして、電流検出抵抗又はヒューズの電圧を検出して電流検出回路の検出範囲外の過大電流を検出することもできる。図1と図2に示すように、抵抗回路8を電流検出抵抗4とヒューズ3との直列回路とするバッテリシステムは、電池セル2の電圧を検出するために必要な、ヒューズ3と電流検出抵抗4との直列回路の電圧から、検出範囲外の過大電流を検出することができる。このため、電池セル2の電圧を検出する回路構成をそのままとして、電流検出回路6で検出できない検出範囲外の過大電流を検出できる。   The voltage detection circuit 5 detects the voltage of each battery cell 2 by detecting the voltage at the connection point 7 and also detects the voltage of the resistance circuit 8 including at least one of the current detection resistor 4 and the fuse 3. An excessive current outside the detection range that is larger than the maximum current that can be detected by the current detection circuit 6 is detected. The battery system shown in FIGS. 1 and 2 uses the resistor circuit 8 as a series circuit of the current detection resistor 4 and the fuse 3 to detect the voltage of the resistor circuit 8 and detect an excessive current outside the detection range. However, the current detection circuit can also detect an excessive current outside the detection range of the current detection circuit by detecting the voltage of the current detection resistor or fuse by using the resistance circuit as a current detection resistor or fuse. As shown in FIGS. 1 and 2, the battery system in which the resistance circuit 8 is a series circuit of the current detection resistor 4 and the fuse 3 is the fuse 3 and the current detection resistor necessary for detecting the voltage of the battery cell 2. 4 can detect an excessive current out of the detection range. For this reason, an excessive current outside the detection range that cannot be detected by the current detection circuit 6 can be detected with the circuit configuration for detecting the voltage of the battery cell 2 as it is.

図1と図2の電圧検出回路5は、接続点7を切り換えて、電池セル2の電圧と抵抗回路8の電圧を検出するマルチプレクサ12と、このマルチプレクサ12の出力側に接続しているA/Dコンバータ13と、A/Dコンバータ13から出力されるデジタル信号を演算する演算回路14と、演算回路14で演算された情報を車両側に伝送するデータ送信部15とを備える。さらに、抵抗回路8である電流検出抵抗4の電圧を増幅するアンプ11を備えている。アンプ11の出力がマルチプレクサ12に入力されて、電流検出抵抗4の電圧が検出される。   The voltage detection circuit 5 shown in FIGS. 1 and 2 switches the connection point 7 to detect the voltage of the battery cell 2 and the voltage of the resistance circuit 8, and the A / P connected to the output side of the multiplexer 12. A D converter 13, an arithmetic circuit 14 that calculates a digital signal output from the A / D converter 13, and a data transmission unit 15 that transmits information calculated by the arithmetic circuit 14 to the vehicle side. Further, an amplifier 11 for amplifying the voltage of the current detection resistor 4 which is the resistor circuit 8 is provided. The output of the amplifier 11 is input to the multiplexer 12, and the voltage of the current detection resistor 4 is detected.

図1と図2のバッテリシステムは、マルチプレクサ12のひとつの入力端子に差動アンプ11Aの出力を入力して、電圧検出回路5を構成するA/Dコンバータ13と演算回路14を電流検出回路6に併用している。マルチプレクサ12は、差動アンプ11Aの出力と、電池部1の接続点7を所定の周期で順番に切り換えてA/Dコンバータ13に出力する。電圧検出回路5は、アースライン10に対する差動アンプ11Aの出力を検出して電池の電流を検出し、また、アースライン10に対する各々の接続点7の電圧を検出して、電池セル2の電圧と、電流検出回路6で検出できない検出範囲外の過大電流を検出する。   In the battery system of FIGS. 1 and 2, the output of the differential amplifier 11A is input to one input terminal of the multiplexer 12, and the A / D converter 13 and the arithmetic circuit 14 constituting the voltage detection circuit 5 are connected to the current detection circuit 6. It is used together. The multiplexer 12 switches the output of the differential amplifier 11 </ b> A and the connection point 7 of the battery unit 1 in order at a predetermined cycle and outputs the result to the A / D converter 13. The voltage detection circuit 5 detects the output of the differential amplifier 11A with respect to the earth line 10 to detect the current of the battery, and also detects the voltage at each connection point 7 with respect to the earth line 10 to detect the voltage of the battery cell 2. Then, an excessive current outside the detection range that cannot be detected by the current detection circuit 6 is detected.

A/Dコンバータ13は、マルチプレクサ12から出力される電圧信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換して演算回路14に出力する。演算回路14は、A/Dコンバータ13から出力されるデジタル信号の電圧信号から、電池セル2の電圧を演算する。電池セル2の電圧は、各々の電池セル2の正負の接続点7の電圧差から演算される。また、演算回路14は、抵抗回路8の電圧から電流検出回路6で検出できない検出範囲外の過大電流を検出する。演算回路14は、電流検出抵抗4とヒューズ3との直列回路である抵抗回路8の電気抵抗と抵抗回路8の電圧から、検出範囲外の過大電流を検出する。演算回路14は、[抵抗回路8の電圧]/[抵抗回路8の電気抵抗]を演算して、電流検出回路6で検出できない検出範囲外の過大電流を検出する。電流検出抵抗4とヒューズ3の電気抵抗は小さいので、抵抗回路8である直列回路の電気抵抗も小さい。したがって、電流検出回路6で検出できない、検出範囲外の過大電流、たとえば500Aと極めて大きい電流が電池に流れても、電流検出抵抗4とヒューズ3との直列回路である抵抗回路8に誘導される電圧は小さく、この電圧から検出範囲外の過大電流は検出される。たとえば、電流検出抵抗4とヒューズ3との直列回路の電気抵抗を1mΩとするバッテリシステムにおいて、電池に2000Aの過大電流が流れると、抵抗回路8に誘導される電圧は2Vとなる。したがって、±5Vの電圧範囲をデジタル信号に変換できるA/Dコンバータ13を使用するバッテリシステムにあっては、5000Aまでの検出範囲外の過大電流を検出できる。   The A / D converter 13 converts an analog signal that is a voltage signal output from the multiplexer 12 into a digital signal and outputs the digital signal to the arithmetic circuit 14. The arithmetic circuit 14 calculates the voltage of the battery cell 2 from the digital voltage signal output from the A / D converter 13. The voltage of the battery cell 2 is calculated from the voltage difference between the positive and negative connection points 7 of each battery cell 2. The arithmetic circuit 14 detects an excessive current outside the detection range that cannot be detected by the current detection circuit 6 from the voltage of the resistance circuit 8. The arithmetic circuit 14 detects an excessive current outside the detection range from the electrical resistance of the resistance circuit 8, which is a series circuit of the current detection resistor 4 and the fuse 3, and the voltage of the resistance circuit 8. The arithmetic circuit 14 calculates [voltage of the resistance circuit 8] / [electric resistance of the resistance circuit 8] to detect an excessive current outside the detection range that cannot be detected by the current detection circuit 6. Since the electric resistance of the current detection resistor 4 and the fuse 3 is small, the electric resistance of the series circuit which is the resistor circuit 8 is also small. Therefore, even if an excessive current outside the detection range, for example, a very large current of 500 A, which cannot be detected by the current detection circuit 6 flows through the battery, it is induced in the resistance circuit 8 that is a series circuit of the current detection resistor 4 and the fuse 3. The voltage is small, and an excessive current outside the detection range is detected from this voltage. For example, in a battery system in which the electric resistance of the series circuit of the current detection resistor 4 and the fuse 3 is 1 mΩ, when an excessive current of 2000 A flows through the battery, the voltage induced in the resistor circuit 8 becomes 2V. Therefore, in the battery system using the A / D converter 13 that can convert the voltage range of ± 5 V into a digital signal, an excessive current outside the detection range up to 5000 A can be detected.

さらに、図に示すように、抵抗回路8の電圧を分圧抵抗16で分圧してマルチプレクサ12からA/Dコンバータ13に入力することで、より大きな過大電流を検出することもできる。また、電流検出抵抗とヒューズの直列回路からなる抵抗回路の電気抵抗が大きくなって、過大電流に対する抵抗回路の電圧が高くなるバッテリシステムにおいても、抵抗回路の電圧を分圧してA/Dコンバータに入力することで、電流検出回路では検出できない相当に大きな検出範囲外の過大電流を検出することができる。   Further, as shown in the figure, the voltage of the resistor circuit 8 is divided by the voltage dividing resistor 16 and is input from the multiplexer 12 to the A / D converter 13, whereby a larger excessive current can be detected. Further, even in a battery system in which the resistance of a resistor circuit composed of a series circuit of a current detection resistor and a fuse increases and the voltage of the resistor circuit with respect to an excessive current increases, the voltage of the resistor circuit is divided into an A / D converter. By inputting, it is possible to detect an excessive current outside a detection range that is considerably large and cannot be detected by the current detection circuit.

したがって、図1と図2のバッテリシステムは、電池に電流検出回路6では検出できない過大電流が電池に流れ、しかもヒューズ3が溶断されない状態においては、電流検出抵抗4の電圧から検出される電流から、電池のダメージを特定して、その後の電池の電流をコントロールすることができる。たとえば、あらかじめ設定している以上の過大電流が流れたことを検出すると、ヒューズ3が溶断されない状態においてはコンタクタ9をオフに切り換えて、電池の充放電を停止し、あるいはデータ送信部15を介して、電池の充放電を停止する信号を車両側に伝送して、電池の充放電を停止する。   Therefore, in the battery system of FIGS. 1 and 2, an excessive current that cannot be detected by the current detection circuit 6 flows to the battery, and the current detected from the voltage of the current detection resistor 4 in a state where the fuse 3 is not blown. The battery current can be controlled by specifying the damage of the battery. For example, when it is detected that an excessive current exceeding a preset value has flowed, the contactor 9 is switched off in a state where the fuse 3 is not blown, and charging / discharging of the battery is stopped, or via the data transmission unit 15 Then, a signal for stopping charging / discharging of the battery is transmitted to the vehicle side to stop charging / discharging of the battery.

本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの回路図である。1 is a circuit diagram of a battery system according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例にかかるバッテリシステムの回路図である。It is a circuit diagram of the battery system concerning the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…電池部 1A…第1ブロック
1B…第2ブロック
2…電池セル
3…ヒューズ
4…電流検出抵抗
5…電圧検出回路
6…電流検出回路
7…接続点
8…抵抗回路
9…コンタクタ
10…アースライン
11…アンプ 11A…差動アンプ
12…マルチプレクサ
13…A/Dコンバータ
14…演算回路
15…データ送信部
16…分圧抵抗
20…負荷
22…モーター
23…DC/ACインバータ
24…発電機
31…電池部
1 ... Battery part 1A ... 1st block
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1B ... 2nd block 2 ... Battery cell 3 ... Fuse 4 ... Current detection resistor 5 ... Voltage detection circuit 6 ... Current detection circuit 7 ... Connection point 8 ... Resistance circuit 9 ... Contactor 10 ... Earth line 11 ... Amplifier 11A ... Differential amplifier DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Multiplexer 13 ... A / D converter 14 ... Arithmetic circuit 15 ... Data transmission part 16 ... Voltage dividing resistor 20 ... Load 22 ... Motor 23 ... DC / AC inverter 24 ... Generator 31 ... Battery part

Claims (7)

複数の充電できる電池セル(2)とヒューズ(3)と電流検出抵抗(4)とを接続点(7)で接続して直列に接続してなる電池部(1)、(31)と、この電池部(1)、(31)を構成する各々の電池セル(2)の電圧を検出する電圧検出回路(5)と、前記電流検出抵抗(4)の電圧を検出して電池部(1)、(31)の電流を検出する電流検出回路(6)と、前記電池部(1)、(31)の出力側に設けられるコンタクタ(9)とを備えるバッテリシステムであって、
さらに、少なくとも前記ヒューズ(3)と前記電流検出抵抗(4)の直列回路を含む抵抗回路を備え、
前記電池セル(2)の電圧を検出する電圧検出回路(5)が、前記抵抗回路(8)の電圧を検出して、電流検出回路(6)が検出できる最大電流よりも大きい検出範囲外の過大電流を検出するようにしてなり、
前記コンタクタ(9)は、あらかじめ設定されている設定値を超える過大電流を前記電圧検出回路(5)が検出した際に、オフにされることを特徴とするバッテリシステム。
A battery unit (1), (31) in which a plurality of rechargeable battery cells (2), a fuse (3) and a current detection resistor (4) are connected at a connection point (7) and connected in series. Battery part (1), a voltage detection circuit (5) for detecting the voltage of each battery cell (2) constituting the (31), and a battery part (1) by detecting the voltage of the current detection resistor (4) A battery system comprising a current detection circuit (6) for detecting the current of (31) and a contactor (9) provided on the output side of the battery unit (1), (31) ,
Furthermore, a resistance circuit including a series circuit of at least the fuse (3) and the current detection resistor (4),
The voltage detection circuit for detecting the voltage of the battery cell (2) (5), wherein by detecting the voltage of the resistor circuit (8), the current detection circuit (6) is out of a large detection range than the maximum current that can be detected Ri name so as to detect the excessive current,
Battery System The contactor (9), an excessive current exceeding the set value which is set in advance when detecting the voltage detection circuit (5), characterized in that it is turned off.
前記抵抗回路(8)が電池セル(2)を含む請求項1に記載されるバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, wherein the resistance circuit (8) includes a battery cell (2). 前記抵抗回路(8)の電圧を増幅するアンプ(11)を備える請求項1に記載されるバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, further comprising an amplifier (11) for amplifying the voltage of the resistance circuit (8). 前記電圧検出回路(5)が、前記電池部(1)、(31)の接続点(7)を切り換えるマルチプレクサ(12)を入力側に備えており、前記アンプ(11)は出力側をマルチプレクサ(12)の入力側に接続しており、マルチプレクサ(12)がアンプ(11)の出力側と接続点(7)とを切り換えて各々の電池セル(2)の電圧と、前記抵抗回路(8)の電圧を検出して電流検出回路(6)の検出範囲外の過大電流を検出する請求項に記載されるバッテリシステム。 The voltage detection circuit (5) includes a multiplexer (12) for switching the connection point (7) of the battery units (1) and (31) on the input side, and the amplifier (11) includes a multiplexer (12 12) is connected to the input side, the multiplexer (12) switches between the output side of the amplifier (11) and the connection point (7), the voltage of each battery cell (2), the resistance circuit (8) The battery system according to claim 3 , wherein an excessive current outside the detection range of the current detection circuit (6) is detected by detecting the voltage of the current. 前記電圧検出回路(5)が、アースライン(10)に対する接続点(7)の電圧を検出して各々の電池セル(2)の電圧と抵抗回路(8)の電圧を検出する請求項に記載されるバッテリシステム。 Wherein the voltage detection circuit (5), in claim 4 for detecting the voltage and the voltage of the resistor circuit (8) for detecting and each battery cell voltage at the connection point (7) (2) with respect to a ground line (10) The battery system described. 前記電池セル(2)が、複数のニッケル水素電池を直列に接続してなる電池モジュールである請求項1に記載されるバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, wherein the battery cell (2) is a battery module formed by connecting a plurality of nickel metal hydride batteries in series. 前記電池セル(2)が、リチウムイオン電池とリチウムポリマー電池のいずれかである請求項1に記載されるバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, wherein the battery cell (2) is one of a lithium ion battery and a lithium polymer battery.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5387703B2 (en) * 2012-01-25 2014-01-15 株式会社豊田自動織機 Battery cell voltage equalization circuit
JP2013206642A (en) 2012-03-28 2013-10-07 Hitachi Ltd Battery pack and battery system
JP5783197B2 (en) * 2013-03-04 2015-09-24 株式会社デンソー Voltage detection device for battery pack
JP6014764B2 (en) * 2013-07-29 2016-10-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 Battery system monitoring device
CN110024210A (en) * 2016-11-30 2019-07-16 日立汽车系统株式会社 Battery control device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000295777A (en) * 1999-04-05 2000-10-20 Seiko Instruments Inc Battery equipment
JP3678953B2 (en) * 1999-09-22 2005-08-03 矢崎総業株式会社 Overcurrent interruption detection device for semiconductor relay system
JP3890184B2 (en) * 2000-05-15 2007-03-07 Necパーソナルプロダクツ株式会社 Power supply device, power control method thereof, and information processing apparatus
JP3691364B2 (en) * 2000-08-02 2005-09-07 三洋電機株式会社 Current detection device and battery device including current detection device
JP4589888B2 (en) * 2006-03-23 2010-12-01 株式会社ケーヒン Battery voltage measurement circuit and battery ECU
JP5097365B2 (en) * 2006-07-19 2012-12-12 パナソニック株式会社 Battery pack and disconnection detection method thereof
JP4942438B2 (en) * 2006-09-25 2012-05-30 三洋電機株式会社 Power supply for vehicle
JP2008277136A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery pack, battery circuit, and charging system

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