CN102782511B - 用于蓄电池组件的电压测量装置 - Google Patents

用于蓄电池组件的电压测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102782511B
CN102782511B CN201180011626.7A CN201180011626A CN102782511B CN 102782511 B CN102782511 B CN 102782511B CN 201180011626 A CN201180011626 A CN 201180011626A CN 102782511 B CN102782511 B CN 102782511B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
battery
output
phase
measuring apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180011626.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102782511A (zh
Inventor
石川聪
西乡勉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Publication of CN102782511A publication Critical patent/CN102782511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102782511B publication Critical patent/CN102782511B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

提供了一种能够以高精度测量其中正电压和负电压共存的输出电压的用于蓄电池组件的电压测量装置。用于蓄电池组件的电压测量装置的特征在于包括：电压电平位移电路(40)，其分别针对多个电池(P1–P55)设置，并且其将预定电压值相加至每个电池的输出电压；电压检测IC芯片，其检测为与所述电池所划分成为的每个区块的电池对应的电压电平位移电路(40)的输出电压的相加电压，并且其由至少一个电池构成；A/D转换器(26)，其针对各电压检测IC芯片设置，并且其使由电压电平位移电路(40)检测到的相加电压的模拟电压信号数字化；以及主微型计算机(33)，其向每个电压检测IC芯片输出电压测量请求信号、获取由各电压检测IC检测到的相加电压，并且其从已获取的相加电压减去预定电压值，并且使减法之后的电压值呈现为电池输出电压。

Description

用于蓄电池组件的电压测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测其中多个电池(cell)串联的蓄电池组件的电压并且输期望电压的电压测量装置。
背景技术
例如，在电动车辆或混合动力车辆中，包含高压电池，作为马达的驱动电源。利用这样的高压电池，通过串联连接例如镍氢电池或锂电池的二次电池(蓄能器)的多个电池获得高电压。
此外，所有的二次电池以相同的功率充电或放电。因此，在各个二次电池的衰退状态不同的情况下，二次电池易于陷入过度充电状态或过度放电状态。就这点而言，需要确认每个单元电池（unit cell)的充电状态，以免二次电池将陷入过度充电状态或过度放电状态。为了这个目的，将多个(例如，五十五个)单元电池划分成例如五个区块(即，为了一个块可以由十一个电池组成)，并且每个区块的电压由针对每个区块布置的电压检测IC实时测量。
在这种场合下，在电压检测IC中，测量一个区块的单元电池(例如，十一个电池)的电压。此外，检测到的模拟电压信号由电压检测IC所包括的A/D转换器转换成数字信号，从而将数字信号发送到主微型计算机。其后，根据测量出的电压的值是否位于预定的范围内，由该主微型计算机判定二次电池的异常性(参考，例如，专利文件1)。
先前技术文件
专利文件
专利文件1：日本专利JP-A-2005-62028
发明内容
本发明需要解决的问题
然而，利用上述现有技术的电压测量装置，在正电压和负电压在电池的输出电压中共存的情况下，A/D转换器有可能仅仅检测正电压。因此，电压检测IC将负电压的输出电压检测为“0”V，然后将信号发送至主微型计算机，使得无法准确地测量输出电压。
尤其是在将现有技术的电压测量装置应用于其中通过用氢和氧作为燃料产生功率来促使车辆行驶的燃料电池车的情况下，取决于布置在燃料电池中的各电池内的燃料的状态，燃料电池的输出电压常常变成负电压。在这种场合下，由于A/D转换器不能进行负电压的A/D转换，所以它将电池的输出电压检测为“0”V。这已经导致无法准确地测量输出电压的问题。
因此，为了解决现有技术的这样的问题，已经完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够以高精度测量其中正电压和负电压共存的输出电压的用于蓄电池组件的电压测量装置。
解决问题的方法
为了完成以上目的，作为第一发明，一种电压测量装置，该电压测量装置用于测量其中串联有多个电池的蓄电池组件的输出电压，以便输出期望电压，所述电压测量装置包括：电压相加部，该电压相加部分别为所述多个电池设置，并且将预定电压值相加至所述电池的输出电压；电压检测部，该电压检测部为各区块设置，并且检测相加电压，该相加电压是与各区块的电池相对应的所述电压相加部的输出电压，其中所述电池被划分成均由至少一个电池所组成的区块；A/D转换部，该A/D转换部为各电压检测部设置，并且使由所述电压检测部所检测到的相加电压的模拟电压信号数字化；以及控制部，该控制部通过通信线分别连接在所述电压检测部当中，并且分别向所述电压检测部输出电压测量请求信号；并且，该控制部分别获取由所述电压检测部检测到的所述相加电压，从所获取的相加电压中减去所述预定电压值，并且将减去之后的电压值提供作为所述电池的输出电压。
作为第二发明，还提供了根据第一发明的用于蓄电池组件的电压测量装置，其特征在于，每一个所述电压检测部获得从为每一个所述区块设置的所述电压相加部输出的所述相加电压的合计电压；并且所述控制部从所述合计电压中减去通过将所述预定电压值乘以布置在每一个所述区块中的电池的数目而获得的值。
作为第三发明，还提供了根据第一发明或第二发明的用于蓄电池组件的电压测量装置，进一步包括电压转换部，该电压转换部连接到电源，并且转换来自所述电源的功率，该电源供应功率以用于致动所述控制部；其中，在将所述电压测量请求信号分别输出到所述电压检测部的情况下，所述控制部输出用于向所述电压转换部供应功率的功率供应信号；并且，当所述电压转换部从所述控制部获取所述电压测量请求信号时，所述电压转换部向所述电压相加部供应功率。
作为第四发明，还提供了如在第一发明至第三发明中的任一个中限定的用于蓄电池组件的电压测量装置，将第一个电池到第N个电池的N个电池布置为所述电池；所述第一个电池的负极接地；所述第N个电池的正极设置在最高电压；并且，基于作为基准电压的第(n–1)个电池的电压，测量第n（其中2≤n≤N）个电池的电压。
发明内容
根据第一发明，将预定电压值相加至电池的输出电压，因而使得是负电压的输出电压成为了是正电压的输出电压，并且然后被输出到A/D转换器，使得是负电压的输出电压并不被测量为“0”V。
此外，从已获取的相加电压中减去所相加的所述预定电压值，将减法之后的电压值设置为电池的输出电压，使得能够准确地测量输出电压。
相应地，允许提供一种能够以高精度测量其中正电压和负电压共存的输出电压的用于蓄电池组件的电压测量装置。
根据第二发明，从由电压相加部输出的相加电压的总电压中减去通过用预定电压值乘以布置在每个区块中的电池的数量而获得的值，使得能够准确地测量每个区块的输出电压。
此外，由于通过对应于每个区块的电池的电压相加部相加所述预定电压值，所以不必使电压检测部的配置不同，并且能够以降低的制造成本测量其中正电压和负电压共存的输出电压。
根据第三发明，由与供应功率以用于启动控制部的电源相连的电压转换部对电压相加部供电，使得不必单独地设置电源，并且能够降低制造成本。
根据第四发明，利用是第(n–1)个电池的电压的基准电压来测量第n个电池的电压，使得利用是正电压的相加电压的基准电压来绝对无误地测量电池电压，因而可以减小测量值的误差。
附图说明
[图1]图1是示出了根据本发明的一实施例的用于燃料电池的电压测量装置的配置的框图。
[图2]图2是示出了根据本发明的该实施例的电压测量装置的详细配置的框图。
[图3]图3是示出了根据本发明的该实施例的电压测量装置的电压电平位移电路（voltage level shift circuit）的图示。
[图4]图4是示出了根据本发明的该实施例的电压测量装置的电压电平位移电路的基准电压的图示。
[图5]图5是示出了根据本发明的该实施例的电压测量装置的电压测量过程的流程图。
附图标记清单
10 电压测量装置
11 高压侧装置
12 低压侧装置
13 燃料电池
21-1至21-5 第一至第五电压检测IC
22 电池电压输入部
23 电源电路
25 多路复用器
26 A/D转换器
27 控制部
28 通信部
31 通信线
32 绝缘接口
33 主微型计算机
35 通信I/F
40 电压电平位移电路
41 蓄电池
42 DC/DC转换器
43 调节器
45 第一反相放大电路
46 缓冲器
47 第二反相放大电路
61-1至61-5 第一至第五区块
71-1至71-5 基准电源
具体实施方式
现在，将参照附图描述本发明的一实施例。首先，将参照图1描述根据本发明的该实施例的电压测量装置。图1是示出了根据本发明的该实施例的用于燃料电池的电压测量装置10的框图，并且燃料电池13由多个电池P1–P55组成。根据该实施例的燃料电池13用于例如这种应用：燃料电池安装在车辆上从而为驱动车辆驱动马达供应功率。
如图1中所示，根据本发明的该实施例的电压测量装置10测量燃料电池的输出电压，通过连接多个串联的电池P1–P55从该燃料电池输出电压。
第一个电池至第五十五个电池的这五十五个电池被布置为多个电池P1–P55，其中电池P1(第一个电池)的负极接地，并且电池P55(第五十五个电池)的正极成为最高电压。此外，多个电池P1–P55分别设置有电压电平位移电路(电压相加部)40。
电压电平位移电路40将预定电压值相加到多个电池P1–P55的输出电压。在例如可以从多个电池P1–P55输出的负电压是–2.5V的情况下，所述预定电压值被设置为2.5V并且被相加。
此外，如图1中所示，通过绝缘接口32将根据本发明的该实施例的电压测量装置10隔离成高压侧装置11和低压侧装置12。
高压侧装置11包括五个电压检测IC(电压检测部)，即，第一个电压检测IC(21-1)至第五个电压检测IC(21-5)。此外，第一个电压检测IC(21-1)测量相加电压，该相加电压是与被划分为第一区块(61-1)的十一个电池P1-P11对应的电压电平位移电路40的输出电压。
此外，第二电压检测IC(21-2)测量作为与被划分为第二区块(61-2)的十一个电池P12-P22对应的电压电平位移电路40的输出电压的相加电压。同样地，第三电压检测IC(21-3)测量作为与被划分为第三区块(61-3)的十一个电池P23-P33对应的电压电平位移电路40的输出电压的相加电压；第四电压检测IC(21-4)测量作为与被划分为第四区块(61-4)的十一个电池P34-P44对应的电压电平位移电路40的输出电压的相加电压；并且第五电压检测IC(21-5)测量作为与被划分为第五区块(61-5)的十一个电池P45-P55对应的电压电平位移电路40的输出电压的相加电压。
此外，各个电压检测IC(21-1)-(21-5)中的每一个都包括A/D转换器26(参考稍后说明的图4，并且被指示为“ADC”)。利用从用于A/D转换的基准电源71-1–71-5中的对应一个输出的基准电压(参考图1)，A/D转换器26将对每个区块(对第一区块至第五区块中的每一个区块)测量的相加电压的模拟电压信号(通过串联地连接十一个电池所获得的电压信号)转换成数字电压信号。
即，通过电压电平位移电路40将预定电压值相加至多个电池P1–P55的输出电压。因此，正电压的模拟电压信号被绝对无误地输出，作为被输出到A/D转换器26的模拟电压信号。
此外，第二至第五电压检测IC(21-2)-(21-5)通过通信线31与第一电压检测IC(21-1)相连接，并且该第一电压检测IC(21-1)通过绝缘接口(通信线)32连接到布置在低压侧装置12侧上的主微型计算机(控制部)33。即，主微型计算机33和各个电压检测IC(21-1)-(21-5)通过绝缘接口32由菊花链（daisy chain）通信连接。
此外，低压侧装置12设置有输出5V的DC电压的调节器43。该调节器43从由安装在车辆上的蓄电池(电源)41输出的(例如12V的)电压产生稳定的5V的DC电压，并且该调节器43将所产生的DC电压提供至主微型计算机33。
此外，蓄电池41连接到DC/DC转换器(电压转换部)42，并且该DC/DC转换器42使从该蓄电池41输出的(例如12V的)电压升高，从而对电压电平位移电路40供应功率。
在根据本发明的该实施例的电压测量装置10中，在将电压测量请求信号输出到电压检测IC(21-1)-(21-5)中的每一个的情况下，主微型计算机33输出用于对DC/DC转换器42供应功率的信号。当DC/DC转换器42从主微型计算机33获取电压测量请求信号时，它对电压电平位移电路40供应功率。
此外，主微型计算机33将电压测量请求信号输出到电压检测IC(21-1)-(21-5)中的每一个，并且从由该电压检测IC(21-1)-(21-5)中的每一个检测到的相加电压中减去预定电压值，从而提供在减法之后的电压值作为电池P1–P55的输出电压。稍后将描述细节。
接着，参照图2详细地描述根据本发明的该实施例的电压电平位移电路40。图2是为电池P1–P4设置的电压电平位移电路40的电路图。顺便提及，由于电池P5–P55具有与电池P1–P4相同的电路配置，所以它们将从详细描述中省略。
如图2中所示，电池P1-P4分别设置有电压电平位移电路40a–40d。该电压电平位移电路40a–40d包括：第一反相放大电路45a–45d，其放大电池P1-P4正极端子和负极端子两端的电压并且，然后输出已放大的电压；缓冲器46a–46d，其布置在第一反相放大电路45a–45d的输出侧上；以及第二反相放大电路47a–47d，其通过对缓冲器46a-46d的输出信号加上–2.5V(通过放大2.5V)来使极性反相。
对第一反相放大电路45a–45d、缓冲器46a–46d和第二反相放大电路47a-47d所包括的各运算放大器的电源+V1和-V1供应来自DC/DC转换器42的功率(参考图1)。当从DC/DC转换器42供应功率时，电压电平位移电路40a–40d将2.5V相加至电池P1–P4的输出电压，并且然后将结果电压输出到图1中所示的第一电压检测IC(21-1)。
在例如电池P1的输出电压是2V的正电压的情况下，电压电平位移电路40将2.5V的电压相加至输出电压，并且因此，电压电平位移电路40a输出的相加电压变成4.5V。
此外，在例如电池P2的输出电压是-1.0V的负电压的情况下，将2.5V的电压相加至该输出电压，并且因此，电压电平位移电路40b输出的相加电压变成1.5V的正电压。
接着，参照图3描述根据本发明的该实施例的电平位移电路40的基准电压。图3是示出了根据本发明的该实施例的电压电平位移电路40的基准电压的图示。顺便提及，由于电池P2–P55具有与电池P13–P15相同的配置，所以它们将从详细描述中省略。
如图3中所示，利用第(n–1)个电池的电压作为基准电压来测量从第n个电池(其中2≤n≤N)的电压电平位移电路40输出的电压。即，电池P14(第十四个电池)将其输出电压利用作为从电池P13(第十三个电池)的电压电平位移电路40m输出的电压的该基准电压来测量。
此外，电池P15(第十五个电池)使其输出电压利用作为从电池P14(第十四个电池)的电压电平位移电路40n输出的电压的该基准电压来测量。顺便提及，电池P1(第一个电池)(参考图1)使其输出电压利用作为基准电压的接地电压来测量。
接着，参照图4描述根据本发明的该实施例的电压检测IC的详细配置。图4是示出了第一电压检测IC(21-1)的内部配置的框图。顺便提及，由于第二至第五电压检测IC(21-2)-(21-5)具有与第一电压检测IC(21-1)相同的配置，所以将它们从详细描述中省略。
如图4中所示，第一电压检测I(C21-1)包括：电源电路23，从电池P1–P11输出的功率被输入到该电源电路23，并且该电源电路23产生预定电压；电池电压输入部22，其与为布置在第一区块(61-1)中的各个电池P1-P11设置的电压电平位移电路40相连接；多路复用器25，其将从电池电压输入部22输出的各个电池的电压信号转换成一系列的时间序列信号；以及A/D转换器26，其将从多路复用器25输出的每个单元电池的电压信号转换成数字信号。
A/D转换器26通过使用从基准电源71-1输出的基准电压将从多路复用器25输出的每个电池的相加电压信号转换成数字信号(参考图1)。此外，第一电压检测IC(21-1)包括控制部27和两个通信I/F 35a和35b。
控制部27总体地控制第一电压检测IC(21-1)。尤其是在已经从图1中所示的主微型计算机33发送了电池电压的电压测量请求信号的情况下，获得以通过A/D转换器26使为各电池P1–P11布置的电压电平位移电路40的输出电压数字化的方式计算出的各数字电压的合计电压，并且该合计电压经由通信I/F 35a或35b被发送到主微型计算机33。
接着，将描述根据本发明的该实施例的如上述配置的电压测量装置10的操作。图5是根据本发明的实施例的的电压测量过程的流程图。
首先，在步骤S11的处理中，主微型计算机33输出命令DC/DC转换器42开始供应功率的功率供应信号。因此，蓄电池41的输出电压(例如，12V)被升高至约40V的高电压，并且被供应至电压电平位移电路40。
在步骤S12的处理中，主微型计算机33输出命令各电压检测IC(21-1)-(21-5)测量每个区块的电池P1-P55的输出电压的电压测量请求信号，并且检测通过合计从电压电平位移电路40输出的相加电压而获得的合计电压。
在步骤S13的处理中，由主微型计算机33对其发出命令的各个电压检测IC(21-1)-(21-5)检测作为与每个区块的电池P1-P55对应的电压电平位移电路40的输出电压的相加电压。在该处理中，其中通过电压电平位移电路40将预定电压值(例如，2.5V)相加至各个电池P1-P55的输出电压的各相加电压被供给到电池电压输入部22。此外，相加电压通过多路复用器25供给到A/D转换器26，使得数字化的相加电压数据被输入到控制部27。
在步骤S14的处理中，由主微型计算机33对其发出命令的各个电压检测IC(21-1)-(21-5)计算被输入到控制部27的所述相加电压数据的合计电压。举例来说，第一电压检测IC(21-1)合计作为电池P1-P11的输出电压的十一个相加电压值。
在步骤S15的处理中，由主微型计算机33对其发出命令的各电压检测IC(21-1)-(21-5)将由控制部27计算的各电池P1–P11的合计电压信号经由通信I/F 35a或35b发送到主微型计算机33。
在步骤S16的处理中，主微型计算机33从由被给出命令的所述电压检测IC(21-1)-(21-5)所发送的所述合计电压中减去以如下方式获得相加值，该相加值获得的方式为：将通过电压电平位移电路40相加的所述预定电压值乘以电池的个数(例如，十一个)。
在步骤S17的处理中，判定是否已经从所有的各电压检测IC(21-1)-(21-5)接收到合计电压，以便从该合计电压减去预定相加值。服从于尚未从所有的各电压检测IC(21-1)-(21-5)接收到合计电压并且尚未从所有的各电压检测IC(21-1)-(21-5)的合计电压减去预定相加值的判定(步骤S17：NO(否))，主微型计算机33返回到步骤S11的处理，并且该主微型计算机33发送电压测量请求信号，通过该电压测量请求信号命令尚未发送合计电压的电压检测IC(21-1)-(21-5)检测合计电压。
另一方面，在步骤S18的处理中，服从已经从所有各电压检测IC(21-1)-(21-5)接收到合计电压并且尚未从总电压减去预定相加值的判定(步骤S17：YES(是))，主微型计算机33输出功率供应停止信号，用于命令DC/DC转换器42停止供应功率。已经获取功率供应停止信号的DC/DC转换器42停止对电压电平位移电路40的功率供应。
此外，在通过减去所述相加值所获得的电压值不在预定的范围内的情况下，主微型计算机33判断在燃料电池中有任何异常的发生，并且输出警报信号。警报信号被发送至电压测量装置10的主机系统(未示出)，从而对车辆的乘员报告异常的发生。当该处理已经结束时，结束电压测量过程。
以这种方式，根据本发明的该实施例的电压测量装置10包括：电压电平位移电路40，其分别为多个电池P1–P55设置，并且其将预定电压值相加至该电池P1–P55的输出电压；电压检测IC(21-1)-(21-5)，其为通过将各电池P1-P55划分成多个区块(61-1)-(61-5)而获得的各个区块(61-1)–(61-5)设置，每个区块由至少一个电池(例如，十一个电池)配置，并且该电压检测IC(21-1)-(21-5)检测作为与各区块(61-1)–(61-5)的电池P1–P55对应的电压电平位移电路40的输出电压的相加电压；A/D转换器26，其针对所述各电压检测IC(21-1)-(21-5)设置，并且其使由所述电压检测IC(21-1)-(21-5)检测到的相加电压的模拟电压信号数字化；以及主微型计算机33，其通过绝缘接口32连接在各电压检测IC(21-1)-(21-5)之间、其向电压检测IC(21-1)-(21-5)输出电压测量请求信号并且获取由该电压检测IC(21-1)-(21-5)检测到的相加电压，并且其从已获取的相加电压减去预定电压值，并且将在减法之后的电压值提供作为电池P1-P55的输出电压。
此外，在根据本发明的该实施例的电压测量装置10中，电压检测IC(21-1)-(21-5)获得从为各区块(61-1)-(61-5)布置的电压电平位移电路40输出的相加电压的合计电压，并且主微型计算机33从该合计电压减去以如下方式获得的值，获得该值的方式为：将所述预定电压值乘以布置在区块(61-1)-(61-5)中的每一个区块中的电池的数量(例如，十一个)。
此外，在根据本发明的该实施例的电压测量装置10中，进一步包括DC/DC转换器42，该DC/DC转换器42连接到供应功率以用于启动主微型计算机的电池41并且转换来自该电池41的功率；在将电压测量请求信号输出到独立电压检测IC(21-1)-(21-5)的情况下，主微型计算机33输出用于对DC/DC转换器42供应功率的功率供应信号，并且当DC/DC转换器42已经从主微型计算机33获取电压测量请求信号时，它对电压电平位移电路40供应功率。
此外，在根据本发明的该实施例的电压测量装置10中，第一个电池(P1)到第N个电池(P55)的N个电池(五十五个电池)被布置为多个电池P1-P55，第一个电池(P1)的负极接地，第N个电池(P55)的正极被设置在最高电压处，并且第n个(其中2≤n≤N)个电池的电压利用第(n–1)个电池的电压作为基准电压来测量。
此外，根据本发明的该实施例的电压测量装置10，将预定电压值(例如，2.5V)相加至电池P1–P55的输出电压，因而是负电压(例如，-1.0V)的输出电压转变成是正电压(例如，1.5V)的输出电压，并且然后被输出到A/D转换器，使得是负电压的所述输出电压不会被测量为“0”V。
此外，从所获取的相加电压(例如，1.5V)减去预定电压增值(例如，2.5V)，将在减法之后的电压值(例如，0.5V)设置为P1-P55的输出电压，使得能够准确地测量输出电压。
相应地，允许提供一种用于蓄电池组件的电压测量装置，其能够准确地测量其中正电压和负电压共存的输出电压。
此外，从由电压电平位移电路40输出的各相加电压的合计电压减去这样一个值，该值是用所述预定电压值乘以布置在每个区块中的电池的个数(例如，十一个)所获得的值，使得能够准确地测量各区块的输出电压。
此外，由于通过与各区块的电池P1–P55对应的电压电平位移电路40来相加所述预定电压值，所以不必使电压检测IC(21-1)-(21-5)的配置不同，并且可以用降低的制造成本测量其中正电压和负电压共存的输出电压。
此外，通过与供应功率以用于启动主微型计算机33的蓄电池41相连的DC/DC转换器42向电压电平位移电路40供应功率，使得不必须单独地设置电源，并且能够降低制造成本。
此外，第n个电池(例如，第十四个电池)的电压利用第(n-1)个电池(例如，第十三个电池)的电压作为基准电压来测量，使得利用作为正电压的相加电压的所述基准电压来绝对无误地测量电池电压，因而能够减小测量值的误差。
目前为止，已经结合示出的实施例描述了根据本发明的用于燃料电池的电压测量装置。然而，本发明并不限制于该实施例，而是各部分的配置能够用具有类似功能的任何期望的配置取代。
举例来说，在前述实施例中，已经描述了对电压电平位移电路40提供供应功率的DC/DC转换器42的情况。然而，本发明并不限制于此种情况，而是也可以为各区块布置DC/DC转换器。
此外，在前述实施例中，已经描述了由DC/DC转换器42对电压电平位移电路40供应功率的情况。然而，本发明并不限于此种情况，而是也可以是该电压电平位移电路被配置成被供应从从电池P1–P55输出的功率，因而能够简化电路配置。
虽然已经参照特定实施例详细地描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够作出各种改变和修订。
本发明基于2010年4月28日提交的日本专利申请(专利2010-103867)，该专利的内容以引用方式并入此处。
工业适用性
在测量其中正电压和负电压共存的燃料电池的输出电压的情况下，本发明是非常有用的。

Claims (3)

1.一种电压测量装置，该电压测量装置用于测量其中串联有多个电池的蓄电池组件的输出电压，以便输出期望电压，所述电压测量装置包括：
电压相加部，该电压相加部分别为所述多个电池设置，并且将预定电压值相加至所述电池的输出电压；
电压检测部，该电压检测部为各区块设置，并且检测相加电压，该相加电压是与各区块的电池相对应的所述电压相加部的输出电压，其中所述电池被划分成均由至少一个电池所组成的区块；
A/D转换部，该A/D转换部为各电压检测部设置，并且使由所述电压检测部所检测到的相加电压的模拟电压信号数字化；以及
控制部，该控制部通过通信线分别连接在所述电压检测部当中，并且分别向所述电压检测部输出电压测量请求信号；并且，该控制部分别获取由所述电压检测部检测到的所述相加电压，从所获取的相加电压中减去所述预定电压值，并且将减去之后的电压值提供作为所述电池的输出电压，
其中，所述电压相加部包括：第一反相放大电路，该第一反相放大电路放大所述电池的正极端子和负极端子两端的电压，而后输出已放大的所述电压；缓冲器，该缓冲器布置在所述第一反相放大电路的输出侧上；以及第二反相放大电路，该第二反相放大电路通过对所述缓冲器的输出信号加上所述预定电压值来使极性反相，
其中，所述电压相加部通过下述方式将所述预定电压值相加至所述输出电压：将负电压作为所述预定电压值相加至由所述第一反相放大电路反相的所述输出电压、并且将反相且相加后的电压输入到所述第二反相放大电路并将所述反相且相加后的电压再次反相，
其中，将第一个电池到第N个电池的N个电池布置为所述电池；
其中，所述第一个电池的负极接地；
其中，所述第N个电池的正极设置在最高电压；并且
其中，基于作为基准电压的第n–1个电池的电压，测量第n个电池的电压，其中2≤n≤N。
2.根据权利要求1所述的电压测量装置，其中，每一个所述电压检测部获得从为每一个所述区块设置的所述电压相加部输出的所述相加电压的合计电压；并且
其中，所述控制部从所述合计电压中减去通过将所述预定电压值乘以布置在每一个所述区块中的电池的数目而获得的值。
3.根据权利要求1或2所述的电压测量装置，进一步包括：
电压转换部，该电压转换部连接到电源，并且转换来自所述电源的功率，该电源供应功率以用于致动所述控制部；
其中，在将所述电压测量请求信号分别输出到所述电压检测部的情况下，所述控制部输出用于向所述电压转换部供应功率的功率供应信号；并且
其中，当所述电压转换部从所述控制部获取所述电压测量请求信号时，所述电压转换部向所述电压相加部供应功率。
CN201180011626.7A 2010-04-28 2011-04-20 用于蓄电池组件的电压测量装置 Active CN102782511B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010103867A JP5700756B2 (ja) 2010-04-28 2010-04-28 複数組電池の電圧測定装置
JP2010-103867 2010-04-28
PCT/JP2011/059756 WO2011136110A1 (ja) 2010-04-28 2011-04-20 複数組電池の電圧測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102782511A CN102782511A (zh) 2012-11-14
CN102782511B true CN102782511B (zh) 2016-09-21

Family

ID=44861416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180011626.7A Active CN102782511B (zh) 2010-04-28 2011-04-20 用于蓄电池组件的电压测量装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9459327B2 (zh)
EP (1) EP2565652B1 (zh)
JP (1) JP5700756B2 (zh)
CN (1) CN102782511B (zh)
WO (1) WO2011136110A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6168803B2 (ja) * 2012-03-30 2017-07-26 ラピスセミコンダクタ株式会社 電池監視システム及び半導体装置
CN103358926B (zh) * 2012-03-30 2016-12-28 拉碧斯半导体株式会社 电池监视系统以及半导体装置
FR3003648B1 (fr) * 2013-03-21 2015-04-24 Continental Automotive France Procede et dispositif de mesure d'une tension continue telle que la tension d'une batterie de vehicule automobile
CN107078360A (zh) * 2014-08-22 2017-08-18 佩颂股份有限公司 在能量系统中进行串级动态重新配置的方法和装置
TWI575893B (zh) * 2014-09-09 2017-03-21 聯詠科技股份有限公司 傳送接收器及其運作方法
JP6741945B2 (ja) * 2016-09-13 2020-08-19 ミツミ電機株式会社 電池制御回路
KR102256602B1 (ko) 2017-12-14 2021-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전압 측정 장치 및 방법
KR102379556B1 (ko) * 2019-11-18 2022-03-28 현대모비스 주식회사 연료전지 차량용 배터리 시스템

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504415A (en) * 1993-12-03 1996-04-02 Electronic Power Technology, Inc. Method and apparatus for automatic equalization of series-connected batteries
JPH08146050A (ja) * 1994-11-25 1996-06-07 Fujitsu Ltd 差動増幅器を用いる測定装置
EP0966772A2 (en) * 1997-01-21 1999-12-29 Metrixx Limited Signalling system
JP4210030B2 (ja) * 2000-11-02 2009-01-14 パナソニック株式会社 積層電圧計測装置
JP3823840B2 (ja) * 2002-02-14 2006-09-20 日産自動車株式会社 組電池の電圧検出装置
JP4283615B2 (ja) 2003-08-14 2009-06-24 パナソニックＥｖエナジー株式会社 二次電池の電圧補正方法および装置、並びに二次電池の残存容量推定方法および装置
KR100601556B1 (ko) * 2004-09-07 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지팩용 보호회로
JP4180560B2 (ja) * 2004-11-30 2008-11-12 株式会社ケーヒン 電池電圧測定回路
US7719284B2 (en) * 2004-11-30 2010-05-18 Keihin Corporation Apparatus for measuring voltage
JP2006166641A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置
JP2007010316A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Toyota Motor Corp フライングキャパシタ式電圧検出装置
JP4668836B2 (ja) * 2006-05-09 2011-04-13 ローム株式会社 充電制御回路ならびにそれらを用いた充電回路および電子機器
US7352155B2 (en) * 2006-06-12 2008-04-01 O2Micro International Ltd. Apparatus and method for detecting battery pack voltage
JP4864730B2 (ja) * 2007-01-05 2012-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電池電圧監視装置
JP4722067B2 (ja) 2007-03-06 2011-07-13 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電装置，蓄電池管理制御装置及びモータ駆動装置
JP5127383B2 (ja) * 2007-09-28 2013-01-23 株式会社日立製作所 電池用集積回路および該電池用集積回路を使用した車両用電源システム
JP5582678B2 (ja) * 2007-12-25 2014-09-03 矢崎総業株式会社 電圧検出装置
JP4857302B2 (ja) * 2008-04-01 2012-01-18 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電圧測定装置および電動車両
JP5133926B2 (ja) * 2009-03-26 2013-01-30 株式会社日立製作所 車両用電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN102782511A (zh) 2012-11-14
EP2565652B1 (en) 2020-08-05
WO2011136110A1 (ja) 2011-11-03
US20130022844A1 (en) 2013-01-24
JP5700756B2 (ja) 2015-04-15
EP2565652A1 (en) 2013-03-06
JP2011232233A (ja) 2011-11-17
US9459327B2 (en) 2016-10-04
EP2565652A4 (en) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102782511B (zh) 用于蓄电池组件的电压测量装置
CN103931046B (zh) 用于监控电池组的方法
CN101174711B (zh) 电池管理系统及其驱动方法
US8575777B2 (en) Battery management system and driving method thereof
KR100704944B1 (ko) 전기 자동차용 배터리 관리 시스템
CN104040780A (zh) 蓄电系统控制装置
KR102039954B1 (ko) 배터리 모듈 밸런싱 시스템
CN106536260A (zh) 电池组系统及用于使所述电池组系统运行的方法
CN101752618A (zh) 电池管理系统和电池管理方法
CN103119828A (zh) 多节电池组的单电池电压均衡处理装置
JP2007174894A (ja) 電池管理システム、電池管理方法、電池システム及び自動車
US9236753B2 (en) Power source device and method of controlling assembled battery
US9753090B2 (en) Method for determining the internal ohmic resistance of a battery module, battery management system and motor vehicle
CN107490766A (zh) 用于测量燃料电池车辆的绝缘电阻的系统和方法
CN110071339A (zh) 控制电池组单元的充电的方法和给电池组单元充电的方法
JP5955507B2 (ja) 蓄電装置の電圧検出回路および電圧検出装置、ならびにそれを搭載する車両
TW201128209A (en) Method of estimating battery residual capacity and system using the same
JP2011038876A (ja) 複数組電池の電圧測定装置
CN102782920B (zh) 用于燃料电池的电压检测装置
US20130057289A1 (en) Voltage measuring apparatus for battery assembly
US20220317206A1 (en) Battery Management Apparatus
CN103270642A (zh) 用于测量蓄电池模块电压的蓄电池系统
WO2016075797A1 (ja) 電池システム
JP2014009946A (ja) 電池監視装置およびその故障診断方法
CN110350257A (zh) 用于机动车的电池系统和机动车

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant