(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池またはこの二次電池が直列接続されてなる電池パックなどの電池要素の電圧や電流などの測定に基づく機能検査を、複数個の前記電池要素に対し並行してほぼ同時に、または独立して行う電池要素の検査回路システムにおいて、
外部からの指令信号を受信する通信インターフェースと、
この通信インターフェースから第１の電気アイソレート素子を介して送られる指令信号を計測データと制御データとに分離して出力する信号処理回路部と、
入力した前記制御データに基づき前記電池要素の測定機構部を駆動させる制御駆動部と、
この制御駆動部と前記信号処理回路部との間を電気的に絶縁しながら信号の伝達を行う第２の電気アイソレート素子と、
入力した前記計測データに基づいて前記測定機構部を介し電池要素の電圧や電流などの測定を行い、その測定結果を前記信号処理回路部に対し出力する計測回路部と、
前記信号処理回路部および前記計測回路部に各々電力を供給する計測用電源部とを有する検査回路系を、前記電池要素と同数だけ備えているとともに、
前記各検査回路系が複数個の前記電池要素に個々に対応して接続され、
単一の通信用共通電源部が、前記各検査回路系の各々の前記通信インターフェースにそれぞれ電源供給するよう接続されているとともに、単一の駆動用共通電源部が、各検査回路系の各々の前記制御駆動部にそれぞれ電源供給するよう接続されていることを特徴とする電池要素の検査回路システム。
【請求項２】
少なくとも前記第２の電気アイソレート素子としてフォトカプラを用いた請求項１に記載の電池要素の検査回路システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばリチウムイオンやニッケルカドミウムなどの二次電池またはこれら二次電池を直列接続してなる電池パックなどの複数の電池要素の機能を並行してほぼ同時に、または独立して検査するための検査回路システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、安全回路基板や残量表示用の回路基板を搭載した電池パックを検査する場合、図２に示すように、検査回路システム２は、複数個の二次電池Ｂａを直列接続してなる電池パック１に対して個々に接続して、各電池パック１毎に電池Ｂａ単体の性能や搭載される回路基板の性能が所期の機能を発揮するか否かを全数検査している。電池パック１の機能には、例えば、電池Ｂａ単体の安全に関する構造や、搭載部品または回路基板を用いて過充電や異種充電器の使用に伴う動作停止などがある。これらの機能は、安全機構を電池パック１と一体的に組み立てた状態において、電池パックに搭載した基板の所要部位に検針を当てながら検査される。この検査は、集中制御管理装置３からの指令信号に基づいて、各電池パック１に対し並行してほぼ同時に、または独立して行われる。
【０００３】
上記の電池パック１の検査に際しては、通常、100 個程度の多数の電池パック１に対し並行してほぼ同時に、または独立して所定のシーケンス制御に基づき行われる。すなわち、各電池パック１に個々に接続した各検査回路システム２には、コンピュータからなる集中制御管理装置３からシーケンス指令信号がそれぞれ伝送される。検査回路システム２では、通信インターフェース４が集中制御管理装置３からのシーケンス指令信号を受信して、これを電気アイソレート素子７を介して信号処理回路部８に送る。信号処理回路部８は、シーケンス指令信号をプログラム計測データとプログラム制御データとに分離して、プログラム計測データを計測回路部９に、プログラム制御データを制御駆動部１０に対しそれぞれ出力する。
【０００４】
上記の制御駆動部１０は、プログラム制御データに基づき電磁弁などの測定機構部を駆動させて、検針を回路基板の測定端子部に接触させるなどの制御を行う。上記の計測回路部９は、測定機構部が駆動されたのちに、プログラム計測データに基づき各二次電池Ｂａの電圧や電流などの測定を行い、この測定結果を信号処理回路部８に対し出力する。信号処理回路部８は測定結果のデータを通信インターフェース４を通じて集中制御管理装置３に対し伝送する。集中制御管理装置３は、伝送された測定結果データに基づいて各電池パック１の動作パラメータなどの機能を検査し、電池パック１の動作を調節して電池パック１を保護するための適切な端子電圧などの保護データを演算する。
【０００５】
また、電気アイソレート素子７は、例えばフォトカプラからなり、電気的に絶縁しながら相互の信号の伝達を行う。これは、各検査回路システム２が集中制御管理装置３から同じまたは異なる検査項目のシーケンス指令信号を受信するが、各検査回路システム２が同時に同じ検査内容を実行しているとは限らない。すなわち、各検査回路システム２は個々に異なる検査内容を実行している場合が多いので、各検査回路システム２間を電気的に絶縁して相互にノイズの影響が生じるのを防止するためである。また、各検査回路システム２は、電磁弁などの測定機構部によるノイズが各々の信号処理回路部８間に相互に影響を与えて正確な測定を行えなくなるのを防止するために、個々に独立した構成として各電池パック１に個々に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各検査回路システム２では、通信インターフェース４への電源供給専用の通信用電源部１１、信号処理回路部８と計測回路部９とに兼用して電源供給する計測用電源部１２および制御駆動部１０への電源供給専用の駆動用電源部１３との３種の電源部１１〜１３を個々に内蔵しており、構成が複雑化している。特に、駆動用電源１３は、電磁弁などの測定機構部を駆動させるために比較的大きなパワーを必要として大型化するが、電磁弁などからのノイズが信号処理回路部８や計測回路部９に悪影響を与えて正確な計測が行えなくなるのを防止するために、これらの計測用電源部１２とは個別に設ける必要があり、また各検査回路システム２の各々の制御駆動部１０に対し共通化すると、各制御駆動部１０が計測時に共通アースになって短絡されてしまい、指令信号をセパレートできなくなる。このように通信インターフェース４、信号処理回路部８および計測回路部９、制御駆動部１０を個々に専用の電源部１１〜１３により電源供給することにより、検査回路システム２相互間の誤動作要因を排除して正確に計測できるようにしている。
【０００７】
そのため、個々の検査回路システム２は、その全体構成が大型化するとともに、構成の複雑化に伴って相当のコスト高となる欠点がある。しかも、一般に、電池パック１は、上述のように100 個程度の多数個を同時に検査されるので、これら電池パック１個々に接続する検査回路システム２の大型化とコスト高は大きな問題となる。なお、検査回路システム２は、上述のような電池パック１を被検査物とする他に、個々の二次電池Ｂａを被検査物とする場合もある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来の問題点を解消するためになされたもので、二次電池や電池パックなどの多数個の電池要素を簡素化した回路構成で支障なく検査することのできる検査回路システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、二次電池またはこの二次電池が直列接続されてなる電池パックなどの電池要素の電圧や電流などの測定に基づく機能検査を、複数個の前記電池要素に対し並行してほぼ同時に、または独立して行う電池要素の検査回路システムにおいて、外部からの指令信号を受信する通信インターフェースと、この通信インターフェースから第１の電気アイソレート素子を介して送られる指令信号を計測データと制御データとに分離して出力する信号処理回路部と、入力した前記制御データに基づき前記電池要素の測定機構部を駆動させる制御駆動部と、この制御駆動部と前記信号処理回路部との間を電気的に絶縁しながら信号の伝達を行う第２の電気アイソレート素子と、入力した前記計測データに基づいて前記測定機構部を介し電池要素の電圧や電流などの測定を行い、その測定結果を前記信号処理回路部に対し出力する計測回路部と、前記信号処理回路部および前記計測回路部に各々電力を供給する計測用電源部とを有する検査回路系を、前記電池要素と同数だけ備えているとともに、前記各検査回路系が複数個の前記電池要素に個々に対応して接続され、単一の通信用共通電源部が、前記各検査回路系の各々の前記通信インターフェースにそれぞれ電力供給するよう接続されているとともに、単一の駆動用共通電源部が、各検査回路系の各々の前記制御駆動部にそれぞれ電力供給するよう接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この電池要素の検査回路システムでは、第１の電気アイソレート素子が通信インターフェースと信号処理回路部との間を電気的に絶縁しながらそれら相互間の信号の伝送を行うことから、各検査回路系が個々に電気的に絶縁されて相互にノイズの影響が生じるのを防止できるので、各検査回路系の各々の通信インターフェースに対し単一の通信用共通電源部からそれぞれ電源供給しても支障が生じない。また、第２の電気アイソレート素子は、信号処理回路部と制御駆動部との間を電気的に絶縁しながら信号処理回路部から制御駆動部への信号の伝送を行うことから、電磁弁などの測定機構部からのノイズが制御駆動部から信号処理回路部や計測回路部に悪影響を与えるを阻止できるので、各検査回路系の各々の制御駆動部に対し単一の駆動用共通電源部からそれぞれ電源供給しても、各制御駆動部が共通アースとなって短絡化するといった支障が生じない。そのため、多数の電池要素を独立してほぼ同時に検査する場合であっても、検査回路系の数に拘わらず通信用共通電源部および駆動用共通電源部を各々単一設けるだけでよいので、回路構成を格段に簡素化して大幅な小型化を達成することができ、それに伴って相当にコストダスウンすることができる。
【００１１】
また、上記発明において、少なくとも前記第２の電気アイソレート素子としてフォトカプラを用いることが好ましい。これにより、光信号に変換して信号の伝達を行うことにより、電気的に確実な絶縁を行えるので、検査機能の向上を図ることができるとともに、小型化とコストダウンを一層促進できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電池要素の検査回路システム１４を示すブロック構成図であり、同図において図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の検査回路システム１４は、構成を後述のように格段に簡素化して大幅な小型化を達成したことにより、例えば100 個程度の多数個の電池パック１を個々に独立した検査項目による同時検査が可能な回路構成を単一の回路基板上に設けた構造になっている。
【００１３】
すなわち、各電池パック１に各々対応する多数のチャンネルの検査回路系において、通信インタフェース４と信号処理回路部８との間は、フォトカプラからなる第１の電気アイソレート素子７によって電気的に絶縁されているので、各検査回路系の各々の通信インタフェース４には、単一の通信用共通電源部１７を共用してそれぞれ電源供給するようになっている。また、各検査回路系の信号処理回路部８と制御駆動部１０との間は、フォトカプラからなる第２の電気アイソレート素子１８を介挿接続して電気的に絶縁しながら信号伝送できるようになっている。これにより、各電池パック１に各々対応する多数のチャンネルの検査回路系における各制御駆動部１０には、単一の駆動用共通電源部１９を共用してそれぞれ電源供給するようになっている。
【００１４】
上記検査回路システム１４は、図２に示す従来の個々の検査回路システム２と同様に動作して多数個の各電池パック１の検査を並行してほぼ同時に、または独立して行う。すなわち、各電池パック１にそれぞれ接続した検査回路系における通信インターフェース４には、コンピュータからなる集中制御管理装置３からシーケンス指令信号が各々伝送され、通信インターフェース４は集中制御管理装置３からのシーケンス指令信号を受信して、これを第１の電気アイソレート素子７を介して信号処理回路部８に送る。信号処理回路部８は、シーケンス指令信号をプログラム計測データとプログラム制御データとに分離して、プログラム計測データを計測回路部９に対し出力するとともに、プログラム制御データを第２の電気アイソレート素子１８を介して制御駆動部１０に対し出力する。
【００１５】
上記制御駆動部１０は、プログラム制御データに基づき電磁弁などの測定機構部を駆動させて、検針を回路基板の測定部に接触させるなどの制御を行う。上記の計測回路部９は、測定機構部が駆動したのちに、プログラム計測データに基づき各二次電池Ｂａの電圧や電流などの測定を行い、この測定結果を信号処理回路部８に対し出力する。信号処理回路部８は測定結果のデータを通信インターフェース４を通じて集中制御管理装置３に対し伝送する。集中制御管理装置３は、伝送された測定結果データに基づいて各電池パック１の動作パラメータなどの機能を検査し、電池パック１の動作を調節して保護するための適切な端子電圧などの情報を演算する。
【００１６】
上述の動作において、フォトカプラからなる第１の電気アイソレート素子７は、通信インターフェース４と信号処理回路部８との間を電気的に絶縁しながらそれら相互間の信号の伝送を行い、各電池パック１に各々対応する多数のチャンネルの検査回路系間を互いに電気的に絶縁して相互にノイズの影響が生じるのを防止している。このため、各チャンネルの検査信号系において個々に異なる検査内容を実行している場合において単一の通信用共通電源部１７から各通信インターフェース４にそれぞれ電源供給しても、各チャンネルの検査信号系では、互いのノイズの影響を除外して正確な信号伝送が行われる。
【００１７】
また、フォトカプラからなる第２の電気アイソレート素子１８は、信号処理回路部８と制御駆動部１０との間を電気的に絶縁しながら信号処理回路部８から制御駆動部１０への信号の伝送を行っているので、電磁弁などの測定機構部からのノイズは、第２の電気アイソレート素子１８によって信号処理回路部８や計測回路部９に悪影響を与えるのを阻止されるので、信号処理回路部８および計測回路部９によって正確な計測を行うことができる。特に、電気アイソレート素子１８として小型で安価なフォトカプラを用いて、光信号に変換して信号の伝達を行うことによって電気的に確実な絶縁を行えるので、検査機能の向上を図ることができる。
【００１８】
しかも、各チャンネルの検査回路系における各々の制御駆動部１０は、各々がそれぞれ駆動する電磁弁などの測定機構部が互いに異なる動作を行っている場合であっても比較的大きな同一パワーの電力を供給すればよいので、単一の駆動用共通電源部１９を共用しながらも各々に電源供給して支障なく駆動できるとともに、第２の電気アイソレート素子１８によって短絡化されることがない。さらに、各チャンネルの検査回路系間は上述のように第１の電気アイソレート素子７により電気的に絶縁されているから、測定機構部が互いに異なる動作を行っている場合であっても、それによるノイズが各チャンネルの検査回路系間に相互に悪影響を与えるといったことがない。
【００１９】
この検査回路システム１４は、例えば100 個の電池パック１を検査できる検査回路を構成する場合、従来ではそれぞれ100 個設けていた通信用電源部１１および駆動用電源部１０に代えて、通信用共通電源部１７および駆動用共通電源部１９を各々単一設けるだけでよく、100 個の電気アイソレート素子１８を別途設ける必要があるものの、上述のように回路構成を格段に簡素化して大幅な小型化を達成することができ、それに伴って相当にコストダウンすることができる。
【００２０】
なお、前記実施の形態では、電池パック１の検査を行う場合を例示して説明しているが、二次電池Ｂａを直接個々に検査する場合にも適用できるのは勿論である。また、電気アイソレート素子７、１８としては、実施の形態ではフォトカプラを用いているが、電気的に絶縁しながら信号を電流などに重畳せずに伝達できる素子であればよく、例えば、トランスを用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明の電池要素の検査回路シテスムによれば、各電池要素に対応して接続される各検査回路系において、通信インタフェースと信号処理回路との間に、電気的に絶縁しながら信号伝達を行う第１の電気アイソレート素子を介挿接続するとともに、信号処理回路部と制御駆動部との間に、電気的に絶縁しながら信号伝達を行う第２の電気アイソレート素子を介挿接続した構成としたので、第１の電気アイソレート素子は各検査回路系を個々に電気的に絶縁して相互にノイズの影響が生じるのを防止でき、その結果、各検査回路系の各々の通信インターフェースに対し単一の通信用共通電源部からそれぞれ電源供給する構成としながらも支障が生じない。また、第２の電気アイソレート素子は、電磁弁などの測定機構部からのノイズが制御駆動部から信号処理回路部や計測回路部に悪影響を与えるのを阻止できるので、各検査回路系の各々の制御駆動部に対し単一の駆動用共通電源部からそれぞれ電源供給する構成としながらも計測時に各制御駆動部が短絡化されるといった支障が生じない。
【００２２】
そのため、多数の電池要素を並行してほぼ同時に、または独立に検査する場合であっても、検査回路系の数に拘わらず通信用共通電源部および駆動用共通電源部を各々単一設けるだけでよいので、回路構成を格段に簡素化して大幅な小型化を達成することができ、それに伴って相当にコストダスウンすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池要素の検査回路システムのブロック構成図。
【図２】従来の電池要素の検査回路システムのブロック構成図。
【符号の説明】
１  電池パック（電池要素）
４  通信インターフェース
７  第１の電気アイソレート素子
８  信号処理回路部
９  計測回路部
１０  制御駆動部
１２  計測用電源部
１４  検査回路システム
１７  通信用共通電源部
１８  第２の電気アイソレート素子
１９  駆動用共通電源部
【図１】
0003970445.tif 000002
【図２】
0003970445.tif 000003