JP2009072038A - Battery voltage detection apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の二次電池を直列に接続した組電池の電圧測定装置において、電圧変換器とバイパス回路が独立で必要であるため部品点数の増加を招き、又、電圧変換器は電池セルに接続したままのため、その入力インピーダンスによる電池セルの放電が生じ、さらに入力インピーダンスのバラツキによりセル電圧バラツキの原因となるという課題を有していた。
【解決手段】電圧変換器の入力インピーダンスによりバイパス電流を流し、電圧変換器の接続時間を変化させることにより、セル電圧均等化回路の簡略化及び電圧変換器インピーダンスの高インピーダンス化・バラツキ抑制が不要となり、上記課題を解決できる。
【選択図】図1In a voltage measuring device for an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series, a voltage converter and a bypass circuit are required independently, so that the number of parts increases, and the voltage converter is added to a battery cell. Since the battery is connected, the battery cell is discharged due to the input impedance, and the cell voltage varies due to variations in the input impedance.
By passing a bypass current according to the input impedance of the voltage converter and changing the connection time of the voltage converter, it is not necessary to simplify the cell voltage equalization circuit, increase the impedance of the voltage converter, and suppress variations. Thus, the above problem can be solved.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、複数の二次電池組み合わせた組電池のセル電圧検出装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a cell voltage detection device for an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are combined, and a control method therefor.
電源装置、特に停電時、主要負荷に一定時間の給電が可能な停電補償機能を有する装置に使用される二次電池は、通常高い電圧を必要とするため多数の電池セルを直列に接続して、使用される。又、二次電池の自己放電量や充電受入率のバラツキのため、各電池セルの放電容量およびセル電圧にバラツキが生じる。この問題を解決するために従来より電池セルごとに電圧検出手段とバイパス回路を設け、セル電圧の電圧差が所定値以上になった場合、バイパス回路を導通させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。図3は、前記特許文献1に記載された従来の充電装置を示すものである。
Secondary batteries used in power supply devices, especially devices with a power failure compensation function that can supply power to a main load for a fixed time during a power failure, usually require a high voltage, so a large number of battery cells are connected in series. ,used. Further, due to variations in the self-discharge amount and charge acceptance rate of the secondary battery, variations occur in the discharge capacity and cell voltage of each battery cell. In order to solve this problem, a method for providing a voltage detection unit and a bypass circuit for each battery cell and making the bypass circuit conductive when the voltage difference between the cell voltages exceeds a predetermined value is known (for example, Patent Document 1). FIG. 3 shows a conventional charging device described in
図3において、電池セル101〜103に並列に接続された電圧変換器21〜23により検出されたセル電圧の値をセル電圧比較・バイパス時間演算回路4に入力し、各セル電圧を比較することにより、バイパス抵抗61〜63に直列に接続されたバイパススイッチ51〜53のON時間を変化させ、電池セル101〜103のセル電圧を均等化可能となる。
しかしながら、前記従来の構成では、電圧変換器とバイパス回路が独立で必要であるため部品点数の増加を招き、又、電圧変換器は電池セルに接続したままのため、その入力インピーダンスによる電池セルの放電が生じ、さらに入力インピーダンスのバラツキによりセル電圧バラツキの原因となるという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, since the voltage converter and the bypass circuit are required independently, the number of parts is increased, and the voltage converter remains connected to the battery cell. There is a problem that discharge occurs, and further, the cell impedance varies due to variations in input impedance.
前記特許文献1の課題を解決するため、本発明は、電圧変換器の入力インピーダンスによりバイパス電流を流し、電圧変換器の接続時間を変化させることにより、セル電圧均等化回路の簡略化及び電圧変換器インピーダンスの高インピーダンス化・バラツキ抑制が不要な組電池電圧検出装置を提供することを目的とする。
In order to solve the problem of
前記従来の課題を解決するために、本発明では、複数の電池セルを直列に接続した組電池の電圧検出装置において、前記組電池の各電池セルに並列に接続スイッチを介して電圧変換器を接続し、この電圧変換器の出力によって前記接続スイッチの接続時間を制御するセル電圧比較・接続時間演算回路を設けた。さらに、組電池のセル電圧検出時、全電池セルの電圧測定時間を初期化し、各電池セルのセル電圧を設定された測定時間で測定し、この測定した各電池セルのセル電圧を比較してセル電圧の最小の電池セルの次回測定時間をTminにセットし、その他の電池セルのセル電圧とセル電圧の最小電池セルのセル電圧の差が閾値以下か否かを判断し、閾値以下の場合はその電池セルの次回測定時間をTminにセットし、閾値以下でない場合はその電池セルの次回測定時間を△T増加させて測定する構成としている。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, in the present invention, in a voltage detection device for a battery pack in which a plurality of battery cells are connected in series, a voltage converter is connected in parallel to each battery cell of the battery pack via a connection switch. A cell voltage comparison / connection time calculation circuit is provided for connecting and controlling the connection time of the connection switch by the output of the voltage converter. Furthermore, when the cell voltage of the assembled battery is detected, the voltage measurement time of all the battery cells is initialized, the cell voltage of each battery cell is measured at the set measurement time, and the measured cell voltage of each battery cell is compared. When the next measurement time of the battery cell with the minimum cell voltage is set to Tmin, it is determined whether or not the difference between the cell voltage of the other battery cell and the cell voltage of the minimum battery cell of the cell voltage is less than the threshold value. Is configured such that the next measurement time of the battery cell is set to Tmin, and if it is not less than the threshold, the next measurement time of the battery cell is increased by ΔT.
本発明によって、セル電圧測定と同時にセル電圧バラツキの均等化を行うことができ、加えて、電圧変換器の入力インピーダンスの高インピーダンス化およびバラツキ抑制のための高精度な部品や調整が不要となるため、部品点数を低減し、低コストなセル電圧均等
化機能を有する電圧検出装置が実現できる。
According to the present invention, the cell voltage variation can be equalized simultaneously with the cell voltage measurement, and in addition, highly accurate parts and adjustments for increasing the impedance of the voltage converter and suppressing the variation are not required. Therefore, it is possible to realize a voltage detection device having a low-cost cell voltage equalizing function with a reduced number of parts.
本発明の組電池電圧検出装置によれば、セル電圧検出用の電圧変換器にセル電圧を均等化するバイパス回路を兼ねることができるため、それぞれ独立の回路が不要となり、回路の簡略化が可能となる。加えて、電圧変換器を接続スイッチを介して電池セルに接続しているため、電池の自己放電を抑制するための電圧変換器の高インピーダンス化を接続スイッチのオン時間を絞ることで実現可能となる。さらに、電圧変換器の入力インピーダンスのバラツキは、接続スイッチオン時間の変更によるセル電圧均等化により結果的にキャンセルされる。従って、本発明によれば、専用のバイパス回路の削減や電圧変換器の入力インピーダンスの高インピーダンス化およびバラツキ抑制のための高精度な部品や調整が不要となるため、低コストなセル電圧均等化機能を有する電圧検出装置が実現できる。 According to the assembled battery voltage detection device of the present invention, the cell voltage detection voltage converter can also serve as a bypass circuit for equalizing the cell voltage, so that independent circuits are not required, and the circuit can be simplified. It becomes. In addition, since the voltage converter is connected to the battery cell via the connection switch, it is possible to increase the impedance of the voltage converter to suppress the self-discharge of the battery by reducing the on-time of the connection switch. Become. Furthermore, the variation in the input impedance of the voltage converter is canceled as a result of the cell voltage equalization by changing the connection switch on time. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to reduce the number of dedicated bypass circuits, to increase the input impedance of the voltage converter, and to eliminate the need for highly accurate parts and adjustments for suppressing variations, so that low-cost cell voltage equalization is possible. A voltage detecting device having a function can be realized.
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における組電池電圧検出装置のブロック図の一例である。図1において、図3と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an example of a block diagram of an assembled battery voltage detection apparatus according to
図1において直列に接続された二次電池101〜103に、接続スイッチ11〜14を介して並列に電圧変換器21〜23が接続されている。電圧変換器21〜23で検出されたセル電圧測定値は、セル電圧比較・接続時間演算回路3に入力され、セル電圧比較・接続時間演算回路3は、演算結果に基づき接続スイッチ11〜14を制御する構成としている。
かかる構成における組電池電圧検出装置を以下に説明する。 The assembled battery voltage detection device having such a configuration will be described below.
接続スイッチ11〜14をオンさせると、二次電池101〜103とそれぞれ対応した電圧変換器21〜23が接続される。電圧変換器21〜23の入力インピーダンスは、二次電池101〜103の自己放電量などセル電圧バラツキ原因を解消するに足る程度に低く、電圧変換器21〜23が接続されている間、その入力インピーダンスにより二次電池101〜103の各セルにバイパス電流が流れる。電圧変換器21〜23により検出された各セル電圧は、セル電圧比較・接続時間演算回路3に入力される。セル電圧比較・接続時間演算回路3は各セル電圧を比較し、その値が大きい電池セルに対応した接続スイッチのオン時間を長く設定し、セル電圧値が小さい電池セルに対応した接続スイッチのオン時間を短く設定することにより、セル電圧検出とセル電圧バラツキの均等化を同時に実施できる。
When the connection switches 11 to 14 are turned on, the
このように本発明によれば、セル電圧検出用の電圧変換器にセル電圧を均等化するバイパス回路を兼ねることができるため、それぞれ独立の回路が不要となり、回路の簡略化が可能となる。加えて、電圧変換器を接続スイッチを介して電池セルに接続しているため、電池の自己放電を抑制するための電圧変換器の高インピーダンス化を接続スイッチのオン時間を絞ることで実現可能となる。さらに、電圧変換器の入力インピーダンスのバラツキは、接続スイッチオン時間の変更によるセル電圧均等化により結果的にキャンセルされる。 Thus, according to the present invention, the voltage converter for cell voltage detection can also serve as a bypass circuit for equalizing the cell voltage, so that independent circuits are not required, and the circuit can be simplified. In addition, since the voltage converter is connected to the battery cell via the connection switch, it is possible to increase the impedance of the voltage converter to suppress the self-discharge of the battery by reducing the on-time of the connection switch. Become. Furthermore, the variation in the input impedance of the voltage converter is canceled as a result of the cell voltage equalization by changing the connection switch on time.
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における組電池電圧検出装置の制御フローチャートの一例である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is an example of a control flowchart of the assembled battery voltage detection device according to Embodiment 2 of the present invention.
一般に、電圧変換器21〜23の変換時間およびセル電圧比較・接続時間演算回路3の入力回路時定数等により、正確な測定を完了するためには、有限な時間が必要となる。そこで、セル電圧の正確な測定が完了できる最低限の接続スイッチオン時間をTminとし、測定開始時は、全接続スイッチオン時間をTminに設定し、セル電圧測定を実施する。次に測定したセル電圧を比較し、セル電圧が最小の電池セルをSminとし、Sminの次回接続スイッチオン時間をTminにセットする。次に他の電池セルのセル電圧とSminのセル電圧を比較し、その差が閾値以下(又は未満)の場合は、該当電池セルの接続スイッチオン時間をTminに、その差が閾値より大きい(又は以上)の場合は、該当電池セルの接続スイッチオン時間を△Tだけ増加させセットする。このように全ての電池セルの接続スイッチオン時間がセット完了すれば、全セルのセル電圧をそれぞれの接続スイッチオン時間で測定する。これらの動作を繰り返すことにより、接続スイッチオン時間を変化させる。
Generally, a finite time is required to complete an accurate measurement based on the conversion time of the
かかる構成によれば、セル電圧測定間隔時間が許す限り、全電池セルのセル電圧の差が閾値以下(又は未満)となるまで接続スイッチオン時間を変化させることが可能で、全電池セルのセル電圧の差が閾値以下(又は未満)の状態では、それぞれの接続スイッチオン時間が最小のTminとなり、測定による放電電流を最小とすることが可能となる。 According to such a configuration, as long as the cell voltage measurement interval time allows, the connection switch on time can be changed until the difference in cell voltages of all the battery cells is equal to or less than a threshold value (or less). When the voltage difference is equal to or less than the threshold value (or less than), each connection switch on time becomes the minimum Tmin, and the discharge current measured can be minimized.
本発明の組電池電圧検出装置は、セル電圧検出用の電圧変換器にセル電圧を均等化するバイパス回路を兼ねることができるため、それぞれ独立の回路が不要となり、回路の簡略化が可能となる。加えて、電圧変換器を接続スイッチを介して電池セルに接続しているため、電池の自己放電を抑制するための電圧変換器の高インピーダンス化を接続スイッチのオン時間を絞ることで実現可能となる。さらに、電圧変換器の入力インピーダンスのバラツキは、接続スイッチオン時間の変更によるセル電圧均等化により結果的にキャンセルされる。従って、本発明によれば、専用のバイパス回路の削減や電圧変換器の入力インピーダンスの高インピーダンス化およびバラツキ抑制のための高精度な部品や調整が不要となるため、低コストなセル電圧均等化機能を有する電圧検出装置が実現できるため、複数の二次電池を直列に接続した組電池の電圧検出装置として有用である。 The assembled battery voltage detection device of the present invention can also serve as a bypass circuit that equalizes the cell voltage to the cell voltage detection voltage converter, so that independent circuits are not required, and the circuit can be simplified. . In addition, since the voltage converter is connected to the battery cell via the connection switch, it is possible to increase the impedance of the voltage converter to suppress the self-discharge of the battery by reducing the on-time of the connection switch. Become. Furthermore, the variation in the input impedance of the voltage converter is canceled as a result of the cell voltage equalization by changing the connection switch on time. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to reduce the number of dedicated bypass circuits, to increase the input impedance of the voltage converter, and to eliminate the need for highly accurate parts and adjustments for suppressing variations, so that low-cost cell voltage equalization is possible. Since the voltage detection apparatus which has a function is realizable, it is useful as a voltage detection apparatus of the assembled battery which connected the some secondary battery in series.
11〜14 接続スイッチ
21〜23 電圧変換器
3 セル電圧比較・接続時間演算回路
4 セル電圧比較・バイパス時間演算回路
51〜53 バイパススイッチ
61〜63 バイパス抵抗
101〜103 電池セル
11-14 Connection Switch 21-23 Voltage Converter 3 Cell Voltage Comparison / Connection
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104953658A (en) * | 2015-06-19 | 2015-09-30 | 南京守护神半导体有限公司 | Battery voltage conversion circuit and battery management system |
| CN111435152A (en) * | 2019-01-14 | 2020-07-21 | 南京苏梦电子科技有限公司 | Battery voltage detection circuit and battery voltage detection module of battery pack |
| CN111443298A (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 奥迪股份公司 | Measuring assembly, high-voltage battery, motor vehicle and method for determining complex impedance |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104953658A (en) * | 2015-06-19 | 2015-09-30 | 南京守护神半导体有限公司 | Battery voltage conversion circuit and battery management system |
| CN111435152A (en) * | 2019-01-14 | 2020-07-21 | 南京苏梦电子科技有限公司 | Battery voltage detection circuit and battery voltage detection module of battery pack |
| CN111435152B (en) * | 2019-01-14 | 2022-06-21 | 无锡有容微电子有限公司 | Battery voltage detection circuit and battery voltage detection module of battery pack |
| CN111443298A (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 奥迪股份公司 | Measuring assembly, high-voltage battery, motor vehicle and method for determining complex impedance |
| CN111443298B (en) * | 2019-01-16 | 2022-07-22 | 奥迪股份公司 | Measuring assembly, high-voltage battery, motor vehicle and method for determining complex impedance |
| US11519968B2 (en) | 2019-01-16 | 2022-12-06 | Audi Ag | Measurement arrangement, high-voltage battery, motor vehicle and method for determining a complex impedance |
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