図面 (/)

技術 電池パック

出願人 株式会社豊田自動織機
発明者 加藤洋明
出願日 2014年5月16日 (6年6ヶ月経過) 出願番号 2014-102041
公開日 2015年12月7日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2015-220059
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路 二次電池の保守(充放電、状態検知)
主要キーワード 直流電流路 モジュールスイッチ Nチャネル 充放電電流経路 逆極性電圧 各電源回路 電動フォークリフト 微小電圧
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年12月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

簡素な回路構成により、電池モジュールの間の電流の回り込みを防止し、絶縁回路を用いることなく、各電池モジュールを個別に切離すMOS−FETスイッチのオンオフ制御信号駆動回路送出することを可能にする。

解決手段

複数の電池モジュール20を並列に接続した電池パック100において、電池モジュールの各々に備えられ、自身の電池モジュールの充放電電流経路開閉する各MOS−FETスイッチ22,23と、各MOS−FETスイッチに対して開閉信号を出力する各駆動回路14であって、各駆動回路間で共通の電位基準電位導体17に接続された各基準電位線15に接続され、該基準電位線の電位を基準とする開閉信号を、各基準電位線にソースが接続されたMOS−FETスイッチのゲートに出力する各駆動回路と、各基準電位導体と各MOS−FETスイッチのソースとを接続する各基準電位線に挿入された各ダイオード18とを備える。

概要

背景

電動フォークリフトハイブリッドカー電気自動車等、電動モータを利用する車両等に搭載される電力源として、大きな電力を安定的に供給するために、単電池複数組み合わせて構成した電池モジュール並列に接続した電池パックが使用される。

図2に従来の電池パックの要部の構成例を示す。電池パック100は、並列に接続された複数の電池モジュール20(20a,20b)を備える。各電池モジュール20は、電池21(21a,21b)と、該電池21の充放電電流経路開閉するMOS−FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)スイッチ22(22a,22b)及びMOS−FETスイッチ23(23a,23b)と、をそれぞれ備える。

図2に示すように、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23として、Nチャネル型MOS−FETを使用する場合、MOS−FETスイッチ22は、電池21の充電電流通電させ又は遮断するスイッチとなり、電池21の放電電流に対しては、寄生ダイオード内蔵ダイオード)が順方向となるため、オンオフに関わりなく、常に通電可能となる。

MOS−FETスイッチ23は、電池21の放電電流を通電させ又は遮断するスイッチとなり、電池21の充電電流に対しては、寄生ダイオード(内蔵ダイオード)が順方向となるため、オン/オフに関わりなく、常に通電可能となる。なお、以下の説明において、各MOS−FETスイッチ22及び各MOS−FETスイッチ23として、Nチャネル型MOS−FETを用いる構成例について説明する。

電池モジュール20の電池21は、MOS−FETスイッチ23がオン状態であれば、電動モータ(図示省略)等を含む車両等の負荷30に電力を供給する。また、車両等の負荷30の制動時には、発電機として動作する電動モータ(図示省略)からの回生電力が、また、図示省略の充電器からの電力が、MOS−FETスイッチ22がオン状態であれば、電池21に供給され、電池21が充電される。

各電池モジュール20に対して、電池21の電圧電流、温度等を検知し、電池21の充放電状態監視するとともに、電池21の過放電過充電異常電圧、異常電流、異常温度等の異常を検出する監視部(監視ECU:Electronic Control Unit)10(10a,10b)が備えられる。

各監視部10は、CPU(Central Processing Unit)11(11a,11b)、絶縁回路12(12a,12b)、電源回路13(13a,13b)、駆動回路14(14a,14b)を備える。駆動回路14には、電池21から電源回路13を介して動作電流給電される。

電源回路13は、電池21の正極電位線16(16a,16b)から出力される電圧を入力し、所定の直流電圧を生成し、該所定の直流電圧を駆動回路14に給電する。電源回路13及び駆動回路14は、基準電位GND1(GND1a,GND1b)の基準電位線15(15a,15b)に接続され、該基準電位線15は、MOS−FETスイッチ22のソースとMOS−FETスイッチ23のソースに接続される。

したがって、電源回路13及び駆動回路14は、電池21から正極電位線16と基準電位線15とMOS−FETスイッチ22の寄生ダイオード(内蔵ダイオード)を経由する電流経路により動作電流が常時給電される。

駆動回路14は、電源回路13から給電される所定の直流電圧を元に、基準電位線15の基準電位GND1に対して、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23がオンとなる閾値電圧より高い電圧の開閉信号オン制御時に印加し、オフ制御時には、該閾値電圧より低い電圧の開閉信号を、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のゲートに印加する。

MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のオン/オフの制御は、CPU11から絶縁回路12を介して駆動回路14にオン/オフ制御信号を与え、駆動回路14が、該オン/オフ制御信号に従って、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のソース−ゲート間に前述の開閉信号を印加することにより行われる。

監視部10は、各電池モジュールの電池、例えば電池21aに異常が検出されたとすると、該電池21aを充放電電流経路から個別に切離すために、そのMOS−FETスイッチ22a及びMOS−FETスイッチ23aをオフにするよう制御する。

ここで、絶縁回路12を備える理由について説明する。監視部10のCPU11は、上位の制御部(図示省略)等と通信線で接続され、それらと通信信号送受信するため、CPU11の基準電位GND2は、上位の制御部及び他の監視部10のCPUと共通の基準電位となるよう構成される。

それに対して、電源回路13及び駆動回路14の基準電位線15を、各監視部10a,10bに対して共通の基準電位の導体に接続し、基準電位GND1a,GND1bを共通の電位にすることは、以下に述べる電流の回り込みが発生するためにできない。

したがって、駆動回路14の基準電位GND1と、CPU11の基準電位GND2とが異なることとなり、駆動回路14とCPU11との間に、直流電流路を遮断し、基準電位の差異による影響を除去するために絶縁回路12を設けなければならない。

次に電流の回り込みについて説明する。ここで、各駆動回路14a,14bの基準電位GND1aと基準電位GND1bとが同電位となるように、各駆動回路14a,14bの各基準電位線15a,15bが、相互に共通の導体で接続されているとする。

また、電池モジュール20aを個別に切離すために、MOS−FETスイッチ22a及びMOS−FETスイッチ23aをオフにしたとする。このとき、電池モジュール20bのMOS−FETスイッチ22b及びMOS−FETスイッチ23bはオンの状態であり、電池モジュール20bの電池21bから負荷30に給電される。

この場合、電池モジュール20aの電池21aからの放電電流が、負荷30を通り、電池モジュール20bのオン状態のMOS−FETスイッチ23bを通り、駆動回路14bの基準電位線15bを通り、基準電位線15aとの共通の導体(図示省略)を通り、駆動回路14aの基準電位線15aを通り、電池モジュール20aのMOS−FETスイッチ22aの寄生ダイオード(内蔵ダイオード)を通して流れてしまう。

すなわち、基準電位線15aと基準電位線15bとを共通の導体で接続すると、電池モジュール20の間で回り込みの電流が生じてしまい、各電池モジュール20の電池21を個別に切離すことができなくなる。

したがって、各電池モジュール20対応の駆動回路14の基準電位GND1を共通の電位とすることができず、また、駆動回路14の基準電位GND1と、CPU11の基準電位GND2とを共通にすることができない。従って、駆動回路14とCPU11との間に、絶縁回路12を設ける必要がある。

本発明に関連する先行技術文献として、並列に接続された複数の電池モジュールを備え、各電池モジュールを個別に切離すモジュールスイッチを備えた電池パックに関して下記の特許文献1等に記載されている。また、増設した太陽電池と増設した蓄電池との間に逆流防止ダイオードを設け、電流の逆流を防止する構成に関して下記の特許文献2等に記載されている。

概要

簡素な回路構成により、電池モジュールの間の電流の回り込みを防止し、絶縁回路を用いることなく、各電池モジュールを個別に切離すMOS−FETスイッチのオン/オフ制御信号を駆動回路に送出することを可能にする。複数の電池モジュール20を並列に接続した電池パック100において、電池モジュールの各々に備えられ、自身の電池モジュールの充放電電流経路を開閉する各MOS−FETスイッチ22,23と、各MOS−FETスイッチに対して開閉信号を出力する各駆動回路14であって、各駆動回路間で共通の電位の基準電位導体17に接続された各基準電位線15に接続され、該基準電位線の電位を基準とする開閉信号を、各基準電位線にソースが接続されたMOS−FETスイッチのゲートに出力する各駆動回路と、各基準電位導体と各MOS−FETスイッチのソースとを接続する各基準電位線に挿入された各ダイオード18とを備える。

目的

本発明は簡素な回路構成により、電池モジュールの間の電流の回り込みを防止し、各電池モジュールの電池を並列接続から個別に切離すMOS−FETスイッチのオン/オフ制御信号を、絶縁回路を用いることなく、CPUから駆動回路に送出することができる電池パックを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

複数の電池モジュール並列に接続した電池パックであって、前記電池モジュールの各々に備えられ、自身の電池モジュールの充放電電流経路開閉する各MOS−FETスイッチと、前記各MOS−FETスイッチに対して開閉信号を出力する前記各電池モジュール対応の各駆動回路であって、各駆動回路間で共通の電位基準電位導体に接続された各基準電位線に接続され、該基準電位線の電位を基準とする前記開閉信号を、前記各基準電位線にソースが接続された前記MOS−FETスイッチのゲートに出力する前記各駆動回路と、前記各基準電位導体と前記各MOS−FETスイッチのソースとを接続する前記各基準電位線に挿入された各ダイオードと、を備えたことを特徴とする電池パック。

請求項2

前記各駆動回路は、前記各電池モジュールの電池から、前記各基準電位線を一部の通電経路とする動作電流給電され、前記各ダイオードを、前記各基準電位線における前記各駆動回路の前記動作電流の前記通電経路に、前記動作電流の方向が順方向となるように備えたことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。

技術分野

0001

本発明は、負荷給電する並列に接続された複数の電池モジュールを備え、各電池モジュールを個別に切離すことができる電池パックに関する。

背景技術

0002

電動フォークリフトハイブリッドカー電気自動車等、電動モータを利用する車両等に搭載される電力源として、大きな電力を安定的に供給するために、単電池複数組み合わせて構成した電池モジュールを並列に接続した電池パックが使用される。

0003

図2に従来の電池パックの要部の構成例を示す。電池パック100は、並列に接続された複数の電池モジュール20(20a,20b)を備える。各電池モジュール20は、電池21(21a,21b)と、該電池21の充放電電流経路開閉するMOS−FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)スイッチ22(22a,22b)及びMOS−FETスイッチ23(23a,23b)と、をそれぞれ備える。

0004

図2に示すように、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23として、Nチャネル型MOS−FETを使用する場合、MOS−FETスイッチ22は、電池21の充電電流通電させ又は遮断するスイッチとなり、電池21の放電電流に対しては、寄生ダイオード内蔵ダイオード)が順方向となるため、オンオフに関わりなく、常に通電可能となる。

0005

MOS−FETスイッチ23は、電池21の放電電流を通電させ又は遮断するスイッチとなり、電池21の充電電流に対しては、寄生ダイオード(内蔵ダイオード)が順方向となるため、オン/オフに関わりなく、常に通電可能となる。なお、以下の説明において、各MOS−FETスイッチ22及び各MOS−FETスイッチ23として、Nチャネル型MOS−FETを用いる構成例について説明する。

0006

電池モジュール20の電池21は、MOS−FETスイッチ23がオン状態であれば、電動モータ(図示省略)等を含む車両等の負荷30に電力を供給する。また、車両等の負荷30の制動時には、発電機として動作する電動モータ(図示省略)からの回生電力が、また、図示省略の充電器からの電力が、MOS−FETスイッチ22がオン状態であれば、電池21に供給され、電池21が充電される。

0007

各電池モジュール20に対して、電池21の電圧電流、温度等を検知し、電池21の充放電状態監視するとともに、電池21の過放電過充電異常電圧、異常電流、異常温度等の異常を検出する監視部(監視ECU:Electronic Control Unit)10(10a,10b)が備えられる。

0008

各監視部10は、CPU(Central Processing Unit)11(11a,11b)、絶縁回路12(12a,12b)、電源回路13(13a,13b)、駆動回路14(14a,14b)を備える。駆動回路14には、電池21から電源回路13を介して動作電流が給電される。

0009

電源回路13は、電池21の正極電位線16(16a,16b)から出力される電圧を入力し、所定の直流電圧を生成し、該所定の直流電圧を駆動回路14に給電する。電源回路13及び駆動回路14は、基準電位GND1(GND1a,GND1b)の基準電位線15(15a,15b)に接続され、該基準電位線15は、MOS−FETスイッチ22のソースとMOS−FETスイッチ23のソースに接続される。

0010

したがって、電源回路13及び駆動回路14は、電池21から正極電位線16と基準電位線15とMOS−FETスイッチ22の寄生ダイオード(内蔵ダイオード)を経由する電流経路により動作電流が常時給電される。

0011

駆動回路14は、電源回路13から給電される所定の直流電圧を元に、基準電位線15の基準電位GND1に対して、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23がオンとなる閾値電圧より高い電圧の開閉信号オン制御時に印加し、オフ制御時には、該閾値電圧より低い電圧の開閉信号を、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のゲートに印加する。

0012

MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のオン/オフの制御は、CPU11から絶縁回路12を介して駆動回路14にオン/オフ制御信号を与え、駆動回路14が、該オン/オフ制御信号に従って、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のソース−ゲート間に前述の開閉信号を印加することにより行われる。

0013

監視部10は、各電池モジュールの電池、例えば電池21aに異常が検出されたとすると、該電池21aを充放電電流経路から個別に切離すために、そのMOS−FETスイッチ22a及びMOS−FETスイッチ23aをオフにするよう制御する。

0014

ここで、絶縁回路12を備える理由について説明する。監視部10のCPU11は、上位の制御部(図示省略)等と通信線で接続され、それらと通信信号送受信するため、CPU11の基準電位GND2は、上位の制御部及び他の監視部10のCPUと共通の基準電位となるよう構成される。

0015

それに対して、電源回路13及び駆動回路14の基準電位線15を、各監視部10a,10bに対して共通の基準電位の導体に接続し、基準電位GND1a,GND1bを共通の電位にすることは、以下に述べる電流の回り込みが発生するためにできない。

0016

したがって、駆動回路14の基準電位GND1と、CPU11の基準電位GND2とが異なることとなり、駆動回路14とCPU11との間に、直流電流路を遮断し、基準電位の差異による影響を除去するために絶縁回路12を設けなければならない。

0017

次に電流の回り込みについて説明する。ここで、各駆動回路14a,14bの基準電位GND1aと基準電位GND1bとが同電位となるように、各駆動回路14a,14bの各基準電位線15a,15bが、相互に共通の導体で接続されているとする。

0018

また、電池モジュール20aを個別に切離すために、MOS−FETスイッチ22a及びMOS−FETスイッチ23aをオフにしたとする。このとき、電池モジュール20bのMOS−FETスイッチ22b及びMOS−FETスイッチ23bはオンの状態であり、電池モジュール20bの電池21bから負荷30に給電される。

0019

この場合、電池モジュール20aの電池21aからの放電電流が、負荷30を通り、電池モジュール20bのオン状態のMOS−FETスイッチ23bを通り、駆動回路14bの基準電位線15bを通り、基準電位線15aとの共通の導体(図示省略)を通り、駆動回路14aの基準電位線15aを通り、電池モジュール20aのMOS−FETスイッチ22aの寄生ダイオード(内蔵ダイオード)を通して流れてしまう。

0020

すなわち、基準電位線15aと基準電位線15bとを共通の導体で接続すると、電池モジュール20の間で回り込みの電流が生じてしまい、各電池モジュール20の電池21を個別に切離すことができなくなる。

0021

したがって、各電池モジュール20対応の駆動回路14の基準電位GND1を共通の電位とすることができず、また、駆動回路14の基準電位GND1と、CPU11の基準電位GND2とを共通にすることができない。従って、駆動回路14とCPU11との間に、絶縁回路12を設ける必要がある。

0022

本発明に関連する先行技術文献として、並列に接続された複数の電池モジュールを備え、各電池モジュールを個別に切離すモジュールスイッチを備えた電池パックに関して下記の特許文献1等に記載されている。また、増設した太陽電池と増設した蓄電池との間に逆流防止ダイオードを設け、電流の逆流を防止する構成に関して下記の特許文献2等に記載されている。

先行技術

0023

特開2010−130738号公報
特開平6−205537号公報

発明が解決しようとする課題

0024

前述のように、各電池モジュール20に対応して設けられる各電源回路13及び各駆動回路14の各基準電位線15を共通の導体で接続し、共通の電位にすると、電池モジュール20の間で電流の回り込みを生じ、各電池モジュール20の電池21をMOS−FETスイッチ22,23により個別に切離すことができなくなる。

0025

そのため、各電池モジュール20対応の各電源回路13及び駆動回路14の基準電位GND1a,GND1bを相互に分離し、基準電位線15a,15bを介して他の電池モジュール20からの電流が回り込まないようにしなければならない。

0026

その結果、駆動回路14の基準電位GND1とCPU11の基準電位GND2とが異なることとなり、駆動回路14とCPU11の間に、直流電流路を遮断する絶縁回路12を設けなければならない。絶縁回路12には、アイソレータフォトカプラのように、直流分を除去して、CPU11からのオン/オフ制御信号を駆動回路14に伝達する複雑な回路を用いなければならず、コストの増大を招く要因となっていた。

0027

上記課題に鑑み、本発明は簡素な回路構成により、電池モジュールの間の電流の回り込みを防止し、各電池モジュールの電池を並列接続から個別に切離すMOS−FETスイッチのオン/オフ制御信号を、絶縁回路を用いることなく、CPUから駆動回路に送出することができる電池パックを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0028

本発明に係る電池パックは、複数の電池モジュールを並列に接続した電池パックであって、前記電池モジュールの各々に備えられ、自身の電池モジュールの充放電電流経路を開閉する各MOS−FETスイッチと、前記各MOS−FETスイッチに対して開閉信号を出力する前記各電池モジュール対応の各駆動回路であって、各駆動回路間で共通の電位の基準電位導体に接続された各基準電位線に接続され、該基準電位線の電位を基準とする前記開閉信号を、前記各基準電位線にソースが接続された前記MOS−FETスイッチのゲートに出力する前記各駆動回路と、前記各基準電位導体と前記各MOS−FETスイッチのソースとを接続する前記各基準電位線に挿入された各ダイオードと、を備えたものである。

0029

また、前記各駆動回路は、前記各電池モジュールの電池から、前記各基準電位線を一部の通電経路とする動作電流が給電され、前記各ダイオードを、前記各基準電位線における前記各駆動回路の前記動作電流の前記通電経路に、前記動作電流の方向が順方向となるように備えたことを特徴とする。

発明の効果

0030

本発明によれば、各MOS−FETスイッチのソースと各駆動回路とが接続される各基準電位線に、ダイオードを挿入することにより、簡素な回路構成で、各基準電位線の電位を共通の電位にするとともに、各電池モジュールの間の電流の回り込みを防止することができ、それにより、絶縁回路を用いることなく、各電池モジュールの電池を個別に切離すMOS−FETスイッチのオン/オフ制御信号を、CPUから駆動回路に直接送出することが可能となる。

0031

また、各基準電位線における各駆動回路の動作電流の通電経路に、該動作電流の方向が順方向となるようにダイオードを備えたことにより、電池が誤って逆向き(逆極性)に接続された場合に、逆向きの動作電流は、該ダイオードに遮られて電源回路及び駆動回路に流れず、電源回路及び駆動回路における逆極性電圧による破壊に対する耐性を高めることができる。

図面の簡単な説明

0032

本実施形態の電池パックの要部の構成例を示す図である。
従来の電池パックの要部の構成例を示す図である。

実施例

0033

本実施形態について、以下、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態の電池パックの要部の構成例を示す。図1の構成例において、図2で説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

0034

図1に示すように、電池パック100は、並列に接続された複数の電池モジュール20を備える。なお、図1では2個の電池モジュール20a,20bを示しているが、電池モジュール20は、2個に限られるものではなく、2個以上の任意の個数備えたものであってもよい。

0035

電池モジュール20は、1つの電池又は直列に接続した複数の電池21と、該電池21と直列に接続され、該電池21の充放電電流経路を開閉する直列に接続されたMOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23と、をそれぞれ備える。

0036

各電池モジュール20に対して、その電池21の状態を監視するとともに、その電池21の過放電、過充電、異常電圧、異常電流、異常温度等の異常を検出する監視部10がそれぞれ備えられる。各監視部10は、CPU、電源回路13、駆動回路14、ダイオード18(18a,18b)をそれぞれ備える。駆動回路14は、電池21から電源回路13を介して動作電流が給電される。

0037

電源回路13は、電池21から出力される電圧を入力し、所定の直流電圧を生成し、該所定の直流電圧を駆動回路14に給電する。電源回路13及び駆動回路14は、基準電位GND1の基準電位線15に接続され、該基準電位線15は、MOS−FETスイッチ22のソースとMOS−FETスイッチ23のソースに接続される。

0038

したがって、電源回路13及び駆動回路14は、電池21から正極電位線16と基準電位線15とMOS−FETスイッチ22の寄生ダイオード(内蔵ダイオード)を経由する電流経路により、MOS−FETスイッチ22がオフの状態であっても、動作電流が常時給電される。

0039

駆動回路14は、電源回路13から給電される所定の直流電圧を元に、基準電位線15の電位に対して、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23がオンとなる閾値電圧より高い電圧の開閉信号をオン制御時に印加し、オフ制御時には、該閾値電圧より低い電圧の開閉信号を、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のゲートに印加する。

0040

MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のオン/オフの制御は、CPU11から駆動回路14にオン/オフ制御信号を直接与え、駆動回路14が、該オン/オフ制御信号に従って、MOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のソース−ゲート間に前述の開閉信号を印加することにより行われる。

0041

監視部10は、例えば電池21aに異常が検出されたとすると、電池21aを充放電電流経路から切離すために、そのMOS−FETスイッチ22a及びMOS−FETスイッチ23aをオフにするよう制御する。

0042

監視部10のCPU11は、上位の制御部(図示省略)等と通信線で接続され、それらと通信信号を送受信するため、CPU11の基準電位GND2は、上位の制御部及び他の監視部10のCPUと共通の基準電位となるよう構成される。また、CPU11の基準電位GND2は、CPU11から駆動回路14にオン/オフ制御信号を直接送出するために、駆動回路14及びその電源回路13の基準電位線15の電位となるよう構成する。

0043

すなわち、各駆動回路14の各基準電位線15の電位が、各CPU11の基準電位GND2と同一となるように、各基準電位線15を、共通の基準電位GND2の基準電位導体17(17a,17b)に接続する。そして、基準電位導体17とMOS−FETスイッチ22及びMOS−FETスイッチ23のソースとを接続する基準電位線15にダイオード18(18a,18b)を挿入する。

0044

次にダイオード18の挿入による電流の回り込み防止について説明する。ここで、電池モジュール20aの電池21aを切離すために、MOS−FETスイッチ22a及びMOS−FETスイッチ23aをオフにしたとする。このとき、電池モジュール20bのMOS−FETスイッチ22b及びMOS−FETスイッチ23bはオンの状態であり、電池モジュール20bの電池21bから負荷30に給電される。

0045

この場合、電池モジュール20aの電池21aからの放電電流が、負荷30を通り、電池モジュール20bのオン状態のMOS−FETスイッチ23bを通り、駆動回路14bの基準電位線15bを通ろうとしても、ダイオード18bが挿入されているため、そこから先に流れることができず、電池モジュール20aの電池21aの電流の回りこみを防ぐことができる。

0046

また、ダイオード18の向きが図示と逆向きに接続されている場合でも、電池21aからの放電電流が、負荷30を通り、電池モジュール20bのオン状態のMOS−FETスイッチ23bを通り、駆動回路14bの基準電位線15b、ダイオード18bを通り、基準電位導体17bから基準電位導体17aを通り、基準電位線15aを通ろうとしても、ダイオード18aが挿入されているため、そこから先に流れることができず、電池モジュール20aの電池21aの電流の回りこみを防ぐことができる。

0047

電池モジュール20bを切離す場合でも、MOS−FETスイッチ22b,23bをオフにすると、電池21bからの放電電流は、負荷30を通り、電池モジュール20aのMOS−FETスイッチ23aを通り、駆動回路14aの基準電位線15aを通ろうとしても、ダイオード18aが挿入されているため、そこから先に流れることができず、したがって、電池モジュール20bの電池21bの電流の回りこみを防ぐことができる。図示の向きと逆向きにダイオード18を挿入した場合でも同様に、電流の回りこみを防ぐことができる。

0048

このように、各電池モジュール20対応の各駆動回路14が接続され、かつ、各MOS−FETスイッチ22のソースとMOS−FETスイッチ23のソースとに接続される各基準電位線15に、ダイオード18を挿入することにより、電池モジュール20間の電流の回り込みを防ぐことができる。

0049

さらに、ダイオード18を、基準電位線15における駆動回路14の動作電流の通電経路の位置に、該動作電流の方向が順方向となるように挿入する。こうすることにより、ダイオード18を挿入しても、電源回路13及び駆動回路14は、電池21から正極電位線16と基準電位線15とダイオード18とMOS−FETスイッチ22の寄生ダイオード(内蔵ダイオード)を経由する電流経路により動作電流が常時給電される。

0050

また、基準電位線15を通して電源回路13及び駆動回路14の動作電流が電池21の負極に常に流れるため、基準電位線15の電位は、常に電池21の負極電位(ただし、ダイオードの順方向降下電圧微小電圧分だけ高い電位)となる。

0051

各電池21の正極は並列に接続され、各電池21の電圧は略同一であるので、各電池21の負極電位も略同電位となり、基準電位線15の電位は略同電位となり、これらの電位は、CPU11の基準電位GND2と共通にすることができる。

0052

電源回路13及び駆動回路14は、共通の基準電位GND2とすることができ、したがって、駆動回路14をCPU11と共通の基準電位GND2とすることにより、図2で説明した絶縁回路12を設けることなく、CPU11からのオン/オフ制御信号を、駆動回路14に直接送出することが可能となる。

0053

また、図1に示すように、ダイオード18を、基準電位線15における電源回路13及び駆動回路14の動作電流の通電経路に、該動作電流の方向が順方向となるように挿入することにより、誤って電池21を逆向き(逆極性)に接続した場合には、ダイオード18が挿入されているために、電源回路13及び駆動回路14には、逆向きの動作電流がダイオード18で遮られて流れず、電源回路13及び駆動回路14における逆極性電圧による破壊に対する耐性を高めることができる。

0054

なお、上述の実施形態では、MOS−FETスイッチ22,23として、Nチャネル型MOS−FETスイッチを用い、それらのスイッチを電池21の負極側に設けた構成例を示し、放電電流の回り込みが発生する場合について説明したが、Pチャネル型MOS−FETスイッチを用いた場合、及びそれらのスイッチを電池21の正極側に設けた構成でも、同様に負極側又は正極側の共通の基準電位線にダイオードを挿入することにより、放電電流又は充電電流の回り込みを防ぐ構成とすることができる。

0055

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。

0056

100電池パック
10(10a,10b)監視部
11(11a,11b) CPU
12(12a,12b)絶縁回路
13(13a,13b)電源回路
14(14a,14b)駆動回路
15(15a,15b)基準電位線
16(16a,16b)正極電位線
17(17a,17b)基準電位導体
18(18a,18b)ダイオード
20(20a,20b)電池モジュール
21(21a,21b)電池
22(22a,22b)MOS−FETスイッチ
23(23a,23b) MOS−FETスイッチ
30負荷
GND1(GND1a,GND1b)基準電位
GND2 基準電位

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ