CN101210955A - 蓄电池监视装置以及蓄电池 - Google Patents

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CN101210955A CNA2007101437491A CN200710143749A CN101210955A CN 101210955 A CN101210955 A CN 101210955A CN A2007101437491 A CNA2007101437491 A CN A2007101437491A CN 200710143749 A CN200710143749 A CN 200710143749A CN 101210955 A CN101210955 A CN 101210955A
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川田隆弘
江守昭彦
河原洋平
有田裕
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Abstract

本发明提供由同一个半导体集成装置(IC)构成、能与各种蓄电池种类以及蓄电池结构相对应地检测和监视蓄电池状态的蓄电池监视装置。该蓄电池监视装置(101)的通信单元(105)从高位系统(106)接收与监视对象的蓄电池(102)的种类或结构有关的设定信息(测定参数)，设定单元(107)取得该设定参数，对测定单元(103)或数字信号变换单元(104)进行设定，即设定单元(107)与蓄电池(102)的种类或者结构相对应地对于测定单元(103)以及数字信号变换单元(104)设定测定时间间隔、测定通路数以及测定范围等测定参数，由此即使蓄电池(102)的种类或者结构改变，蓄电池监视装置(101)也能正确地测定和监视蓄电池(102)充电状态等。

Description

蓄电池监视装置以及蓄电池
技术领域
本发明涉及监视蓄电池的充电状态或者剩余容量的蓄电池监视装置以及成为监视对象的蓄电池。
背景技术
通过使用了蓄电池的电源装置来行走的多动力型汽车或者电动车为了安全而且有效地使用蓄电池而搭载检测其蓄电池的状态的同时进行控制的蓄电池控制器或者蓄电池监视装置。这时，蓄电池控制器或者蓄电池监视装置进行的蓄电池的状态检测的种类是，充电到何种程度或表示残存了能够进行何种程度放电的电荷量的充电状态(SOC：充电的状态)或剩余容量、表示蓄电池的恶化达到何种程度的健康状态(SOH：健康的状态)等。
例如，在多动力型汽车中使用的蓄电池中，蓄电池控制器进行蓄电池的SOC或者SOH等的状态检测，使用作为面向控制设备的通信协议的一种的CAN(控制器区域网)，向车辆控制器等高位系统传递其结果。而且，车辆控制器根据蓄电池的状态使用蓄电池。另外，作为蓄电池监视装置，检测蓄电池的电压、电流、温度，由微机进行与SOC或者SOH等状态相对应的处理(例如，参照专利文献1以及专利文献2)。另外，还报告了能够使用CPU进行蓄电池的电压、电流、温度的监视的被IC化了的蓄电池监视装置的技术(例如，参照专利文献3)。
【专利文献1】日本特开平8-313606号公报(参照段落号0009～0022以及图1、图2)
【专利文献2】日本特开2002-243813公报(参照段落号0009～0023以及图1～图7)
【专利文献3】日本特开2004-301781公报(参照段落号0020～0028以及图1)
然而，在上述的专利文献1以及专利文献2中公开的蓄电池监视装置除去作为运算单元的微机IC以外，用于生成电源电压的电压调节器IC、用于生成时钟信号的石英振子或者陶瓷振子、测定蓄电池的状态的测定单元、作为数字信号变换单元的A/D(模数)变换器件以及基准电压生成器件等，大量的周边部件由IC或者分立器件构成。从而，构成蓄电池监视装置的器件数量多，装置的容积大。
因此，为了减少这些器件数量，如专利文献3的技术那样，通过把周边部件集成化成一个芯片，或者采用混合结构而SiP(System inPackage)化，从而蓄电池监视装置中所必需的测定单元、数字信号变换单元、通信单元进而还包括运算单元，能够用一个半导体集成装置(IC)构成。然而，在专利文献3的蓄电池监视装置中，对同一个蓄电池种类或者同一种蓄电池结构，能够测定和监视蓄电池的电压、电流、温度，然而如果像铅蓄电池和锂离子电池那样蓄电池种类不同，或者基于单元串并联组合个数的蓄电池结构不同则不能够对应。即，专利文献3的蓄电池监视装置通过IC化实现了小型化，但是不能进行与和蓄电池的种类或者结构相应的测定参数(例如，测定时间间隔、测定通路数、测定范围等)相对应的检测和监视。
发明内容
本发明是鉴于以上的情况而完成的，课题是提供能够根据蓄电池的种类或者结构检测和监视蓄电池的状态的蓄电池监视装置以及成为监视对象的蓄电池。
本发明的蓄电池监视装置，由IC芯片或者混合IC等IC构成，特征是，根据蓄电池监视装置的通信单元从高位系统等外部接收到的信息或在IC端子上电位固定的数字信息，而设定单元进行与成为监视对象的蓄电池的种类或结构相对应的测定参数的设定。根据由这种设定单元进行的测定参数的设定，即使被检测和监视的蓄电池的种类或结构改变，也能够由同一个蓄电池监视装置自动测定各个蓄电池的电压、电流、温度等。
依据本发明，能够提供可以根据蓄电池的种类或结构检测和监视蓄电池的状态的蓄电池监视装置以及成为监视对象的蓄电池。
附图说明
图1是在本发明第1实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图2是在本发明第2实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图3是在本发明第3实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图4是在本发明第4实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图5是在本发明第5实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图6是在本发明第6实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图7是在本发明第7实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图8是在本发明第8实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图9是在本发明第9实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图10是在本发明第10实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图11是在本发明第11实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
图12是在本发明第12实施形态中适用的蓄电池监视装置系统的结构图。
符号说明
101、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160：蓄电池监视装置
102、910：蓄电池
103：测定单元
104：数字信号变换单元
105：通信单元
106：高位系统
107：设定单元
200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255：蓄电池监视系统
201：IC端子
301：运算单元
501：固定存储器
902：蓄电池通信单元
具体实施方式
《本发明的概要》
在本发明的蓄电池监视装置中，测定蓄电池的电压、电流、温度的蓄电池监视装置由同一个IC构成，能够根据来自高位系统的通信或者施加到IC端子上的电位固定的数字信息而进行与测定对象的蓄电池的种类或者结构相对应的测定参数的设定。即，根据测定对象的蓄电池的种类或者结构，根据来自高位系统的通信或者施加到IC端子上的电位固定的数字信息，设定电压、电流、温度的测定时间间隔、测定通路数或者测定范围。由此，能够实现可以减少器件数量，实现小空间化和高可靠性，同时，可以与多种蓄电池相对应的蓄电池监视装置。
以下，参照附图，用几个实施形态详细地说明本发明的蓄电池监视装置，而在以下的说明中，为了说明的方便，说明具备蓄电池、蓄电池监视装置和高位系统的蓄电池监视系统。
《第1实施形态》
图1是在本发明第1实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图1中，蓄电池监视系统200由蓄电池监视装置101、蓄电池102、高位系统106构成。另外，蓄电池监视装置101由测定单元103、数字信号变换单元104，通信单元105以及设定单元107构成。进而，该蓄电池监视装置101由单芯片化或者SiP化了的半导体集成装置(IC)构成。
蓄电池102由铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等具有电能贮藏功能的部件构成。测定单元103由测定蓄电池102的成为测定对象的电压、电流、温度的至少一个的传感器或者电气/电子电路构成。数字信号变换单元104由把测定单元103测定了的蓄电池102的测定值从模拟信号变换成数字信号的A/D变换器构成。
通信单元105由CAN(控制器区域网)、LIN(局部互连网)、UART(通用异步收发信机)、蓝牙(注册商标)等通信串行信号的电路，或者光电耦合器或中继器等通信ON-OFF信号的电路构成。该通信单元105与高位系统106之间进行通信。高位系统106例如由在多动力型汽车的用途中的车辆控制器或者电机控制器等根据蓄电池的状态而使用蓄电池的高位控制器构成。
在这样的结构中，蓄电池监视装置101由通信单元105从高位系统106接收与作为监视对象的蓄电池102的种类或者结构有关的设定信息(即，表示测定条件的参数，以下称为「测定参数」)，对于测定单元103或者数字信号变换单元104，使用设定单元107进行蓄电池102中的测定条件的设定(即，测定参数的设定)。设定单元107使用触发器、寄存器或者SRAM等存储电路保存从通信单元105接收到的设定信息。另外，这时的设定信息既有是测定参数的情况，也有是蓄电池的种类或者结构的情况。
即，由设定单元107与蓄电池12的种类或者结构相对应地对于测定单元103以及数字信号变换单元104设定测定时间间隔、测定通路数、测定范围等测定参数。例如，在蓄电池种类是铅蓄电池的情况下，按照测定间隔时间间隔为1ms，测定通路数为5，测定范围为0～48V这样设计测定参数，在蓄电池种类是锂离子电池的情况下，按照测定时间间隔为5ms，测定通路数为10，测定范围为0～42V这样设定测定参数。而且，测定单元103或者数字信号变换单元104进行与这些测定参数的设定值相对应的动作。另外，由设定单元107进行的测定参数的设定由于必须在开始蓄电池102的监视之前进行，因此在蓄电池监视装置101的起动时进行测定参数的设定。
依据本实施形态，能够对于不同种类的蓄电池或者不同的蓄电池结构适用由同一个IC构成的蓄电池监视装置。从而，对于各种蓄电池的种类或者结构能够使用由同一结构的IC构成的蓄电池监视装置，能够实现由减少部件数量获得的小空间化以及高可靠性。
《第2实施形态》
图2是在本发明第2实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图2表示的第2实施形态的蓄电池监视系统205的结构与第1实施形态的蓄电池监视系统200的结构不同，设定单元107不是根据来自通信单元105的信息进行动作，而是使用由IC构成的蓄电池监视装置110的IC端子201，根据从IC的外部以高(H)或者低(L)的电位固定来提供的数字信息，设定单元107与蓄电池102的种类或者结构相对应地对于测定单元103或者数字信号变换单元104设定测定参数。
例如，当IC端子201接收到“0001”的数字信息时，设定单元107读出与“0001”的数字信息相对应的逻辑，变换成与蓄电池102的种类或者结构相对应的测定参数(测定时间间隔、测定通路数、测定范围等)，对于测定单元103或者数字信号变换单元104进行测定参数的设定。另外，设定单元107为了从IC端子201取得电位固定的数字信息(H/L)，由触发器等存储电路构成。另外，图2中的通信单元105如图1那样，不接收来自高位系统106的设定信息，但向高位系统106发送测定单元103测定的电压、电流、温度的信息。
《第3实施形态》
图3是在本发明第3实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图3表示的第3实施形态的蓄电池监视系统210的蓄电池监视装置115对于图1表示的第1实施形态的蓄电池监视装置200的结构，添加了运算单元301。该运算单元301由微机、微处理器或者逻辑电路构成，对于由测定单元103和数字信号变换单元104得到的蓄电池102的电压、电流、温度的数字测定值，运算各自的平均值、最大值、最小值等，或者检测蓄电池102的SOC或SOH等的状态。例如，运算单元301当把蓄电池102的电压值进行了10脉冲抽样时，运算其抽样脉冲的平均值、或者求最大值或最小值。这样运算的蓄电池102的电压、电流、温度的平均值、最大值、最小值等从通信单元105向高位系统106发送。
另外，如果通信单元105从高位系统106接收到与监视对象的蓄电池102的蓄电池种类或者蓄电池结构有关的设定信息(测定参数)，则设定单元107从通信单元105取得其设定信息(测定参数)，对于测定单元103、数字信号变换单元104或者运算单元301进行测定参数的设定。
《第4实施形态》
图4是在本发明第4实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图4表示的第4实施形态的蓄电池监视系统215的蓄电池监视装置120是对于图2表示的第2实施形态的蓄电池监视系统205，添加了运算单元301的结构。该运算单元301与图3表示的第3实施形态的运算单元301相同，对于蓄电池102的电压、电流、温度的数字测定值，运算每一个的平均值、最大值、最小值等，或者检测蓄电池102的SOC或者SOH等的状态。
另外，根据使用蓄电池监视装置120的IC端子201从IC的外部以电位固定(H/L)来提供的并行数字信息，设定单元107与蓄电池102的种类或者结构相对应地对于测定单元103、数字信号变换单元104或者运算单元301进行测定参数的设定。从而，高位系统106不需要具备向通信单元105发送测定参数的功能。
《第5实施形态》
图5是在本发明第5实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图5表示的第5实施形态的蓄电池监视系统220的蓄电池监视装置125成为对于图1表示的第1实施形态的蓄电池监视系统200，添加了固定存储器501的结构。
固定存储器501预先保存与蓄电池102的种类或者结构相对应的测定时间间隔、测定通路数、测定范围等测定参数。从而，如果通信单元105从高位系统106接收到与成为监视对象的蓄电池102的种类或者结构有关的信息，则设定单元107根据从通信单元105取得的与蓄电池102的种类或者结构有关的信息，参照保存在固定存储器501中的相对应的测定参数(即，测定时间间隔、测定通路数、测定范围等)，对于测定单元103或者数字信号变换单元104进行其设定参数的设定。即，高位系统106不需要对通信单元105发送与测定条件有关的测定参数，可以仅向通信单元105发送与蓄电池102的种类或者结构有关的信息。
《第6实施形态》
图6是在本发明第6实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图6表示的第6实施形态的蓄电池监视系统225的蓄电池监视装置130成为对于图2表示的第2实施形态的蓄电池监视系统205，在蓄电池监视装置130中添加了固定存储器501的结构。
根据使用蓄电池监视装置101的IC端子201从IC的外部以电位固定(H/L)来提供的数字信息，识别蓄电池102的种类或者结构。而且，设定单元107根据从IC端子201取得的与蓄电池102的种类或者结构有关的数字信息，从固定存储器501参照相对应的测定参数(即，测定时间间隔、测定通路数、测定范围等)，对于测定单元103或者数字信号变换单元104进行其设定参数的设定。即，IC端子201不需要根据固定电位的并行数字信息而接收测定参数，可以根据固定电位的数字信息而仅接收与蓄电池102的种类或者结构有关的信息。换句话讲，由于IC端子201可以接收“10”、“00”......等简单的数字信息，因此能够减少端子的管脚数。
《第7实施形态》
图7是在本发明第7实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图7表示的第7实施形态的蓄电池监视系统230的蓄电池监视装置135成为对于图3表示的第3实施形态的蓄电池监视系统210，添加了固定存储器501的结构。
通信单元105如果从高位系统106接收到与作为监视对象的蓄电池102的种类或者结构有关的信息，则设定单元107根据从通信单元105取得的与蓄电池102的种类或者结构有关的信息，从固定存储器501参照相对应的测定参数(即，测定时间间隔、测定通路数、测定范围等)，对于测定单元103、数字信号变换单元104或者运算单元301进行测定参数的设定。另外，运算单元301进行的动作由于与图3表示的第3实施形态的情况相同，因此省略其说明。
《第8实施形态》
图8是在本发明第8实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图8表示的第8实施形态的蓄电池监视系统235的蓄电池监视装置140成为对于图4表示的第4实施形态的蓄电池监视系统215的结构，添加了固定存储器501的结构。
如果使用蓄电池监视装置101的IC端子201，根据从IC的外部以电位固定(H/L)来提供的数字信息而识别蓄电池102的种类或者结构，则设定单元107根据从IC端子201取得的与蓄电池102的种类或者结构有关的数字信息，从固定存储器501参照相对应的测定参数，对于测定单元103、数字信号变换单元104或者运算单元301进行其测定参数的设定。
《第9实施形态》
图9是在本发明第9实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图9表示的第9实施形态的蓄电池监视系统240的结构与图1表示的第1实施形态的蓄电池监视系统200的不同点在于在蓄电池910的内部安装蓄电池通信单元902。
从而，在第9实施形态的蓄电池监视系统240中，蓄电池监视装置145的通信单元105不是从高位系统106接收与蓄电池910的种类或者结构有关的设定信息，而是从安装在蓄电池910内部的蓄电池通信单元902接收与该蓄电池910的种类或者结构有关的设定信息(测定参数)。由此，设定单元107根据从通信单元105取得的与蓄电池910的种类或者结构有关的设定信息(测定参数)，对于测定单元103或者数字信号变换单元104进行测定参数的设定。
《第10实施形态》
图10是在本发明第10实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图10表示的第10实施形态的蓄电池监视系统245与图3表示的第3实施形态的蓄电池监视系统210的不同点在于在蓄电池910的内部安装蓄电池通信单元902。
从而，在第10实施形态的蓄电池监视系统245中，蓄电池监视装置150的通信单元105不是从高位系统106接收与蓄电池910的蓄电池种类或者结构有关的设定信息，而是从安装在蓄电池910内部的蓄电池通信单元902接收与该蓄电池910的种类或者结构有关的设定信息(测定参数)。由此，设定单元107对于测定单元103、数字信号变换单元104或者运算单元301进行测定参数的设定。
《第11实施形态》
图11是在本发明第11实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图11表示的第11实施形态的蓄电池监视系统250的蓄电池监视装置155是对于图9表示的第9实施形态的蓄电池监视系统240，添加了固定存储器501的结构。
根据从安装在蓄电池910内部的蓄电池通信单元902向蓄电池监视装置155的通信单元105的通信，通信单元105接收与监视对象的蓄电池910的种类或者结构有关的信息。由此，设定单元107根据从通信单元105取得的与蓄电池910的种类或者结构有关的信息，从固定存储器501参照相对应的测定参数，对于测定单元103或者数字信号变换单元104进行测定参数的设定。
《第12实施形态》
图12是在本发明第12实施形态中适用的蓄电池监视系统的结构图。图12表示的第12实施形态的蓄电池监视系统255的蓄电池监视装置160是对于图10表示的第10实施形态的蓄电池监视系统245，添加了固定存储器501的结构。
根据从安装在蓄电池910内部的蓄电池通信单元902向蓄电池监视装置160的通信单元105的通信，通信单元105接收与监视对象的蓄电池910的种类或者结构有关的信息。由此，设定单元107根据从通信单元105取得的与蓄电池910的种类或者结构有关的信息，从固定存储器501参照相对应的测定参数，对于测定单元103、数字信号变换单元104或者运算单元301进行测定参数的设定。
本发明的蓄电池监视装置由于通过IC化实现小型化的同时，能够与多种蓄电池相对应，因此不仅是在电动车或者多动力型汽车中利用，而且还能够在通信设备或者产业设备等所有的领域中利用。

Claims (10)

1.一种蓄电池监视装置，该蓄电池监视装置被IC化，并具备测定蓄电池的电压、电流、温度中的至少一个的测定单元、把所测定的模拟信号变换成数字信号的数字信号变换单元、以及与外部进行通信的通信单元，其特征在于具备，
根据上述通信单元从外部接收到的信息或者输入到多个IC端子的数字信息，设定与成为监视对象的蓄电池的种类或者结构相对应的测定参数的设定单元。
2.一种蓄电池监视装置，该蓄电池监视装置被IC化，并具备测定蓄电池的电压、电流、温度中的至少一个的测定单元、把所测定的模拟信号变换成数字信号的数字信号变换单元、以及与外部进行通信的通信单元，其特征在于具备，
根据上述通信单元从上述蓄电池取得的信息，设定与成为监视对象的蓄电池的种类或者结构相对应的测定参数的设定单元。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池监视装置，其特征在于，
上述测定参数是上述蓄电池的测定时间间隔、测定通路数、测定范围中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的蓄电池监视装置，其特征在于具备，
保存上述测定参数，并与上述通信单元从外部接收到的信息或者施加到上述IC端子的数字信息相对应地提示该测定参数的固定存储器。
5.根据权利要求2所述的蓄电池监视装置，其特征在于具有，
保存上述测定参数，并与上述通信单元从上述蓄电池取得的信息相对应地提示该测定参数的固定存储器。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电池监视装置，其特征在于具备，
按任意的时间间隔把上述数字信号变换单元变换了的上述蓄电池的电压、电流、温度的数字测定值计算成所希望的值的计算单元。
7.根据权利要求6所述的蓄电池监视装置，其特征在于，
上述所希望的值是上述蓄电池的电压、电流、温度的数字测定值的任意时间间隔中的平均值、最大值、最小值中的至少一个。
8.根据权利要求1或2所述的蓄电池监视装置，其特征在于，
在即将开始该蓄电池的监视之前进行与上述蓄电池的种类或者结构相对应的测定参数的设定。
9.一种蓄电池，该蓄电池由蓄电池监视装置监视电压、电流、温度中的至少一个，其特征在于具备，
向外部发送与蓄电池的种类或者结构有关的信息的蓄电池通信单元。
10.根据权利要求9所述的蓄电池，其特征在于，
上述信息是与上述蓄电池的种类或者结构相对应的测定参数。
CNA2007101437491A 2006-08-02 2007-08-02 蓄电池监视装置以及蓄电池 Pending CN101210955A (zh)

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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