説明

バッテリコントローラの保護装置

【課題】 バッテリを構成する一部の電池に異常をきたした場合であっても、バッテリの使用を継続可能なバッテリコントローラの保護装置を提供する。
【解決手段】 複数の電池セルによって構成されたバッテリと、前記複数の電池セルに接続する回路と、前記複数の電池セルと前記回路との接続/遮断を行う切替手段と、前記切替手段を制御する制御手段と、前記複数の電池セルそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、前記バッテリに対する衝撃を検出する衝撃検出手段とを備え、前記制御手段は、前記衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、前記複数の電池セルのうち、異常のある電池セルと前記回路とを遮断することとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、衝突時にバッテリの保護を行うバッテリコントローラの保護装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両のバッテリ装置が受ける衝撃力を加速度センサで検出し、異常を予測して回路を遮断することでバッテリコントローラの保護を行う技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、電池回路内に火薬を設け、衝突時に爆発させてバッテリと他のコントローラやインバータを接続する回路を遮断することにより、機器の保護を行う技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平11−40205号公報
【特許文献2】特開平7−59202号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら特許文献1の技術にあっては、バッテリを構成する電池のうち1つが異常と検出された場合でもバッテリそのものの回路を遮断するため、他の電池が正常であってもバッテリを使用することができない、という問題があった。また、特許文献2の技術にあっては、回路自体を爆破するため再度回路を使用することができない。
【0004】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、バッテリを構成する一部の電池に異常をきたした場合であっても、バッテリの使用を継続可能なバッテリコントローラの保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明では、複数の電池セルによって構成されたバッテリと、前記複数の電池セルに接続する回路と、前記複数の電池セルと前記回路との接続/遮断を行う切替手段と、前記切替手段を制御する制御手段と、前記複数の電池セルそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、前記バッテリに対する衝撃を検出する衝撃検出手段とを備え、前記制御手段は、前記衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、前記複数の電池セルのうち、異常のある電池セルと前記回路とを遮断することとした。
【発明の効果】
【0006】
よって、バッテリを構成する一部の電池に異常をきたした場合であっても、バッテリの使用を継続可能なバッテリコントローラの保護装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下に、本発明のバッテリコントローラの保護装置の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例1】
【0008】
[システム構成]
実施例1につき説明する。図1は本願バッテリコントローラの保護装置の制御ブロック図である。バッテリコントローラの保護装置は制御ユニットC/UとバッテリユニットB/U(バッテリユニット)から構成される。
【0009】
制御ユニットC/Uにはマイコン10が設けられ、ホトカプラ11および電池セル監視ASIC20を介してバッテリユニットB/U内のリレー30に接続する。バッテリユニットB/Uには複数の電池セル40が設けられ、リレー30により接続/遮断される。
【0010】
リレー30はマイコン10の指令に基づき電池セル監視ASIC20により駆動され、電池セル40を接続/遮断する。また、バッテリユニットB/Uには電圧センサ41、電流センサ42、および温度センサ43が設けられ、それぞれ入力インターフェース12を介して検出値をマイコン10に出力する。
【0011】
また、バッテリユニットB/Uには加速度センサ等のショックセンサ50が設けられ、入力インターフェース12を介して車両の衝撃を検出してマイコン10に出力する。さらに、バッテリユニットB/Uには冷却ファン60が設けられ、入出力インターフェース13を介してマイコン10に接続する。
【0012】
マイコン10は電源回路14を介してバッテリ電源15と接続し、また入力インターフェース12を介してイグニッション電源16からイグニッション信号を受け取る。
【0013】
リレー30はマイコン10からの指令に基づき電池セル監視ASIC20により駆動され、電池セル40と回路70とを接続/遮断する。電池セル監視ASIC20は電池セル40と同じ数設けられ、複数の電池セル40と回路70とをそれぞく独立に接続/遮断可能である。
【0014】
[異常時バッテリ継続使用制御]
図2は車両が受けた衝撃により複数の電池セル40のうち一部に異常をきたした場合、回路70自体を遮断してしまうとその後のバッテリユニットB/Uが使用できなくなるため、各電池セル40ごとに設けられた電池セル監視ASIC20によってリレー30を制御することにより、回路70との接続/遮断を行う。
【0015】
ステップS101では、ショックセンサ50の検出値に基づきマイコン10によって規定異常の衝撃があるかどうかが判断され、YESであればステップS102へ移行し、NOであればステップS109へ移行する。
【0016】
ステップS102では電圧センサ41、電流センサ42の検出値に基づき、回路70の電圧、電流異常またはいずれかの電池セル40に異常があるかどうかが判断され、YESであればステップS103へ移行し、NOであればステップS109へ移行する。
【0017】
ステップS103では全ての電池セル40を回路70に対し遮断し、ステップS104へ移行する。
【0018】
ステップS104では温度センサ43の検出値に基づき異常温度かどうかが判断され、YESであればステップS105へ移行し、NOであればステップS108へ移行する。
【0019】
ステップS105では冷却ファン60をONしてファンの回転数制御を行い、ステップS106へ移行する。
【0020】
ステップS106では冷却ファン60を駆動開始してから所定時間経過したかどうかが判断され、YESであればステップS107へ移行し、NOであればステップS109へ移行する。
【0021】
ステップS107では温度センサ43の検出温度が下がったかどうかが判断され、YESであればステップS108へ移行し、NOであればステップS105へ戻る。
【0022】
ステップS108では電池セル監視ASIC20により各電池セル40の異常の有無を診断する自己診断を行い、ステップS109へ移行する。
【0023】
ステップS109では、フェールセーフ動作(異常のない電池セル40のみを回路70に接続する)が可能かどうかが判断され、YESであればステップS110へ移行し、NOであればステップS101に戻る。
【0024】
ステップS110ではフェールセーフ動作(異常のない電池セル40のみを回路70に接続する)を行い、制御を終了する。
【0025】
衝突時の保護装置としてショックセンサ50の検出値に基づき衝撃を検出し、かつバッテリユニットB/Uの異常電圧/電流または電池セル40の異常が検出された場合、電池セル40ごとに設けられたリレー30によって電池セル40と回路70とを遮断する。
【0026】
これにより全ての電池セル40を回路70に対し一旦遮断(オープン)する。その後、異常温度が検出された場合は、冷却ファン60を用いて通常使用可能温度まで下げる。
【0027】
電池セル監視ASIC20を用いて電池セル40ごとに自己診断を行い、正常な電池セル40の電圧で最低限走行のみを可能と判断された場合、異常と検出された電池セル40を遮断したまま正常な電池セル40のみを回路70に接続し、バッテリユニットB/Uを継続して使用可能とするものである。
【0028】
[実施例1の効果]
(1)複数の電池セル40によって構成されたバッテリユニットB/Uと、
複数の電池セル40に接続する回路70と、
複数の電池セル40と回路70との接続/遮断を行うリレー30と、
リレー30を制御する電池セル監視ASIC20と、
複数の電池セル40それぞれの異常を検出するマイコン10と、
バッテリユニットB/Uに加わる衝撃を検出する衝撃検出手段を備え、
電池セル監視ASIC20は、衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、複数の電池セル40のうち、異常のある電池セル40と回路70とを遮断することとした。
【0029】
これにより、バッテリを構成する一部の電池に異常をきたした場合であっても、バッテリの使用を継続可能なバッテリコントローラの保護装置を提供することができる。
【0030】
(2)電池セル監視ASIC20は、衝撃が検出された場合、複数の電池セル40の全てを一旦遮断した後、正常な電池セル40と回路70とを接続することにより、異常のある電池セル40と回路70とを遮断することとした。
【0031】
衝撃印加時に全ての電池セル40が一旦遮断されるため、電池セル40に異常をきたした場合であっても、回路70に接続する他の機器に与える影響を最小限に抑制することができる。
【0032】
(3)衝撃検出手段は、バッテリユニットB/Uに設けられたショックセンサ50であることとした。
【0033】
これにより、バッテリユニットB/Uに印加される衝撃を確実に検出することができる。
【実施例2】
【0034】
実施例2につき説明する。基本構成は実施例1と同様である。実施例1ではショックセンサ50により衝撃を検出したが、実施例2ではショックセンサ50を省略し、エアバックに設けられたエアバック展開検出センサ80によって車両に加わる衝撃を検出する点で異なる。
【0035】
[実施例2におけるシステム構成]
図3は実施例2におけるシステム構成である。実施例1との変更点は、ショックセンサ50を省略し、変わりに入力インターフェース12を介してエアバック展開検出センサ80をマイコン10に接続する点である。その他は実施例1の図1と同様である。
【0036】
[実施例2における異常時バッテリ継続使用制御]
図4は実施例2における異常時バッテリ継続使用制御処理のフローチャートである。
【0037】
ステップS201ではエアバック展開検出センサ80からの展開信号がON(展開)であるかどうかが判断され、YESであれば衝撃印加ありとしてステップS202へ移行し、NOであれば衝撃印加なしとしてステップS209へ移行する。
【0038】
ステップS202〜ステップS210は、図2のステップS102〜S110と同様である。
実施例2では、衝撃の検出をエアバック展開検出センサ80で行っている。このようにエアバック装置における展開判断をバッテリユニットB/Uに加わる衝撃検出手段として用いてもよい。
【0039】
[実施例2の効果]
(4)バッテリユニットB/Uは車両に搭載され、
衝撃検出手段は、エアバックの展開を検出するエアバック展開検出センサ80であることとした。
【0040】
これにより、ショックセンサを用いずに衝撃を検出し、部品点数を削減してコストを削減することができる。
【0041】
(他の実施例)
以上、実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本願は、車両用であるが、その他移動体への利用は容易である。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本願バッテリコントローラの保護装置の制御ブロック図である。
【図2】異常時におけるバッテリ継続使用制御処理のフローチャートである。
【図3】実施例2におけるシステム構成である。
【図4】実施例2における異常時バッテリ継続使用制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【0044】
10 マイコン
11 ホトカプラ
12 入力インターフェース
13 入出力インターフェース
14 電源回路
15 バッテリ電源
20 電池セル監視ASIC
30 リレー
40 電池セル
41 電圧センサ
42 電流センサ
43 温度センサ
50 ショックセンサ
60 冷却ファン
70 回路
80 エアバック展開検出センサ
B/U バッテリユニット
C/U 制御ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電池セルによって構成されたバッテリユニットと、
前記複数の電池セルに接続し、負荷へ電源供給を行う回路と、
前記複数の電池セルと前記回路との接続/遮断を行う切替手段と、
前記切替手段を制御する制御手段と、
前記複数の電池セルそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、
前記バッテリユニットに加わる衝撃を検出する衝撃検出手段と
を備え、
前記制御手段は、前記衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、前記複数の電池セルのうち、異常のある電池セルと前記回路とを遮断すること
を特徴とするバッテリコントローラの保護装置。
【請求項2】
請求項1に記載のバッテリコントローラの保護装置において、
前記制御手段は、前記衝撃が検出された場合、前記複数の電池セルの全てを一旦遮断した後、正常な電池セルと前記回路とを接続することにより、異常のある電池セルと前記回路とを遮断すること
を特徴とするバッテリコントローラの保護装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のバッテリコントローラの保護装置において、
前記衝撃検出手段は、前記バッテリユニットに設けられたショックセンサであること
を特徴とするバッテリコントローラの保護装置。
【請求項4】
請求項1または請求項2に記載のバッテリコントローラの保護装置において、
前記バッテリユニットは、車両に搭載されるバッテリであって、
前記衝撃検出手段は、エアバックの展開を検出するエアバック展開検出センサであること
を特徴とするバッテリコントローラの保護装置。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−224262(P2009−224262A)
【公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−69691(P2008−69691)
【出願日】平成20年3月18日(2008.3.18)
【出願人】(000004765)カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Fターム(参考)】