CN102893485A - 电力供应电路的控制装置 - Google Patents

电力供应电路的控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102893485A
CN102893485A CN2011800241407A CN201180024140A CN102893485A CN 102893485 A CN102893485 A CN 102893485A CN 2011800241407 A CN2011800241407 A CN 2011800241407A CN 201180024140 A CN201180024140 A CN 201180024140A CN 102893485 A CN102893485 A CN 102893485A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
control device
local
circuit
supply
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.)
Granted
Application number
CN2011800241407A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102893485B (zh
Inventor
佐藤贤治
铃木清子
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.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor 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 Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Publication of CN102893485A publication Critical patent/CN102893485A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102893485B publication Critical patent/CN102893485B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482Accumulators 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/006Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of too high or too low voltage
    • H02H11/007Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of too high or too low voltage involving automatic switching for adapting the protected apparatus to the supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种电力供应电路的控制装置,其中设置有多个高压电池包,如果任何一个安全开关断掉,则即使当进行了诸如疏忽所致的通电(ON)操作等疏忽所致的误操作时,高压电路的启动状态也被完全禁止,防止电路被启动,并且通过断掉(OFF)一个安全开关就切断整个电力供应,从而提高了工作方便性。在电池包(4-1至4-n)中设置有用于探测内部电压的电压探测单元(9-1至9-n),基于操作一个或多个安全开关(8-1至8-n)以检测电压的变化,并且将并联设置的多个电池包(4-1至4-n)的所有继电器(5-1至5-n)保持在断开(OPEN)状态。

Description

电力供应电路的控制装置
技术领域
本发明涉及电力供应电路的控制装置,尤其涉及用于管理安装在诸如电动汽车、混合动力车辆等车辆中的电力推进单元中设置的电力供应电路的供电和断电状态的电力供应电路的控制装置。
背景技术
近年来,诸如混合动力汽车、电动汽车以及燃料电池汽车等环保车辆受到关注。在这种响应环保的车辆中,安装有作为动力源的向驱动电动机供应驱动电力的电池。
在这种包括电池的车辆中,作为当仅通过电池的电力行驶时保持电池的最大输出并延长行驶距离的手段,研究过安装多个电池以增加电池容量。
一般来说,该电池配备有安全开关,用于在进行维修等的时候断开高压电路并确保安全。断掉安全开关的操作的执行会断开(OPEN)继电器(主继电器)并因此中断高压电路。类似地,还通过进行断掉(OFF)点火开关的操作来断开(OPEN)继电器,以中断高压电路。
例如,即使当操作者在高压工作期间因失误而对点火开关进行“接通”操作时,当该安全开关为“断掉”时也可以中断高压电路。
根据专利文献1的电源控制装置、启动车辆的方法及使用高压电源的方法,在包括高压电源(电池)的车辆中使用包括中断构件的电源,该中断构件用于在电源侧人工中断高压电源的输出,在该高压电源中安装有串联连接的多个电池包,并且当任何一个电池包中设置的安全塞(安全开关)被断开时,整个电路被断开,并且当检测到该中断构件的操作时,禁止继电器触点闭合,然后当检测到驱动操作时,特别解除该禁止。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利3409774号
发明内容
发明要解决的问题
然而,在包括多个电池的车辆中,存在如下不便:当因失误而进行点火开关的“接通”操作时,除非所有安全开关都断开,否则会形成高压电路。
更具体来说,在如上述专利文献1中的安装并联连接的多个电池包的情况下,即使当任何一个电池包中设置的安全塞(安全开关)断开时,如果另一个电池包中设置的安全塞(安全开关)闭合(CLOSE),则可能形成闭合电路。
这被认为在使存储在电池包中的电力最大化方面有优势,但是这会在维护工作方面引起诸如短路、电击等风险增加的不便。
因此,本发明的目的是提供一种电力供应电路的控制装置,其减小并联连接的多个电池包的维护工作等的工作风险。
用于解决问题的方案
本发明是一种电力供应电路的控制装置,在所述电力供应电路的控制装置中设置有包括安全开关的多个高压电池包,所述多个高压电池包相互并联连接,并且在所述电力供应电路的控制装置中设置有能够切断来自所述电池包的电力供应的继电器,根据操作所述安全开关断开所述继电器,其中所述电池包包括电压探测单元,所述电压探测单元探测内部电压,基于操作所述多个安全开关中的一个或多个安全开关以检测电压的变化,并且将全部所述继电器保持在断开状态。
发明效果
本发明的电力供应电路的控制装置能够减小并联连接的多个电池包的维护工作等的工作风险。
附图说明
图1是根据本发明的实施例1,利用使用了监视包括安全开关的单元电压的电路的电压变化来探测的系统配置图。
图2是根据本发明的实施例1,利用使用了监视包括安全开关的单元电压的电路的电压变化来探测的流程图。
图3是根据本发明的实施例1,利用使用了监视包括安全开关的单元电压的电路的电压变化来探测的时序图。
图4是根据本发明的实施例2,利用使用了存在于电池总电压中的电路的电压变化的探测系统的配置图。
图5是根据本发明的实施例2,利用使用了存在于电池总电压中的电路的电压变化的探测系统的流程图。
图6是根据本发明的实施例2,利用使用了存在于电池总电压中的电路的电压变化的探测系统的时序图。
具体实施方式
本发明通过基于操作一个或多个安全开关以检测电压的变化并且将并联设置的多个电池包的所有继电器保持在断开状态,以实现减小并联连接的多个电池包的维护工作等的工作风险的目的。
实施例1
图1至图3示出本发明的实施例1。
在图1中,附图标记1表示安装在诸如电动汽车、混合动力车辆等车辆中的电力推进单元。在电力推进单元1中,设置有电力供应电路2和电子控制装置3。
电力供应电路2设置有相互并联连接的多个第一至第n电池包4-1至4-n作为高压电池包,并且设置有能够切断第一至第n电池包4-1至4-n的电力供应的第一至第n继电器(主继电器)5-1至5-n。
第一电池包4-1包括相互串联连接的多个第一正电极侧电池单元(单位电池)6-1和相互串联连接并且与第一正电极侧电池单元6-1并联连接的多个第一负电极侧电池单元(单位电池)7-1。第一电池包4-1还包括与第一正电极侧电池单元6-1和第一负电极侧电池单元7-1通信的第一安全开关8-1以及用于检测第一内部电压(单元电压)Vsds1的第一电压检测单元9-1。
第一正电极侧电池单元6-1与第一正电极侧总线(母线)11-1通信,第一正电极侧总线11-1连接到诸如逆变器等装置并且包括第一继电器5-1中的第一正电极侧继电器10-1。第一负电极侧电池单元7-1与第一负电极侧总线(母线)13-1通信,第一负电极侧总线13-1连接到诸如逆变器等装置并且包括第一继电器5-1中的第一负电极侧继电器12-1。
第二电池包4-2包括相互串联连接的多个第二正电极侧电池单元(单位电池)6-2和相互串联连接并且与第二正电极侧电池单元6-2并联连接的多个第二负电极侧电池单元(单位电池)7-2。第二电池包4-2进一步包括与第二正电极侧电池单元6-2和第二负电极侧电池单元7-2通信的第二安全开关8-2以及用于检测第二内部电压(单元电压)Vsds2的第二电压检测单元9-2。
第二正电极侧电池单元6-2与第二正电极侧总线(母线)11-2通信,第二正电极侧总线11-2连接到第一正电极侧总线11-1并且包括第二继电器5-2中的第二正电极侧继电器10-2。第二负电极侧电池单元7-2与第二负电极侧总线(母线)13-2通信,第二负电极侧总线13-2连接到第一负电极侧总线13-1并且包括第二继电器5-2中的第二负电极侧继电器12-2。
第n电池包4-n包括相互串联连接的多个第n正电极侧电池单元(单位电池)6-n和相互串联连接并且与第n正电极侧电池单元6-n并联连接的多个第n负电极侧电池单元(单位电池)7-n。第n电池包4-n进一步包括与第n正电极侧电池单元6-n和第n负电极侧电池单元7-n通信的第n安全开关8-n以及用于检测第n内部电压(单元电压)Vsdsn的第n电压检测单元9-n。
第n正电极侧电池单元6-n与第n正电极侧总线(母线)11-n通信,第n正电极侧总线11-n连接到第一正电极侧总线11-1并且包括第n继电器5-n中的第n正电极侧继电器10-n。第n负电极侧电池单元7-n与第n负电极侧总线(母线)13-n通信,第n负电极侧总线13-n连接到第一负电极侧总线13-1并且包括第n继电器5-n中的第n负电极侧继电器12-n。
电子控制装置3包括与第一至第n电池包4-1至4-n通信的多个第一至第n控制装置14-1至14-n。第一至第n控制装置14-1至14-n经由第一至第n通信电线15-1至15-n连接到第一至第n继电器5-1至5-n。此外,第一至第n控制装置14-1至14-n通过第一至第n通信线16-1至16-n直接相互连接并且相互通信。
第一至第n控制装置14-1至14-n构成了利用使用了监视每个电池包(4-1至4-n)的包括安全开关(8-1至8-n)的内部电压(单元电压)(Vsds1至Vsdsn)(V)的电路的电压变化来探测的系统,并且基于第一至第n安全开关8-1至8-n的操作控制第一至第n继电器5-1至5-n的断开/闭合。
电子控制装置3被配置为,与一个电池包例如第一电池包4-1通信的第一控制装置14-1操作以将其自己的内部电压(单元电压)信息(vsds1)发送到与第二至第n电池包4-2至4-n通信的其它第二至第n控制装置14-2至14-n,并且从第二至第n控制装置14-2至14-n接收第二至第n电压信息Vsds2至Vsdsn。所有第二至第n控制装置14-2至14-n与第一控制装置14-1类似地操作。
第一至第n控制装置14-1至14-n基于操作第一至第n安全开关8-1至8-n中的一个或多个安全开关以检测电压的变化,并且将并联设置的所述多个第一至第n电池包4-1至4-n的全部第一至第n继电器5-1至5-n保持在断开状态。
在关于并联安装有根据实施例1的多个电池包的车辆的安全开关的判断中,利用使用了监视包括安全开关的单元电压的电路的电压变化来探测时,不管继电器(5-1至5-n)是断开(OPEN)还是闭合(CLOSE)的情况,设置与安全开关(8-1至8-n)的数目相对应的数目的所述电路,并且所述电路被配置为根据包括安全开关(8-1至8-n)的内部电压vsds(V)低于预定电压V1(V)预定时间(判断时间:t1(s))以上这一事实识别为安全开关(8-t至8-n)断掉(OFF),并且断开(OPEN)所有继电器(5-1至5-n)。所述电路被配置为当它们在继电器(5-1至5-n)接通之前识别出安全开关(8-1至8-n)断掉(OFF)时也防止所有继电器(5-1至5-n)闭合(CLOSE)。
这确保即使在高压工作期间操作者因失误而进行点火开关的“接通”操作时,如果所述多个安全开关(8-1至8-n)中的一个安全开关断掉,高压电路就被中断。
接下来,基于图2中的流程图描述利用使用了监视包括安全开关的内部电压(单元电压)的电路的电压变化的探测。
如图2中所示,在程序启动(步骤S01)之后,电子控制装置3判断在第一至第n电池包4-1至4-n的任一个中是否建立了内部电压(单元电压)Vsds<判断电压(V1)的状态(步骤S02)。
当步骤S02为“是”时,电子控制装置3判断该状态是否持续了预定时间(判断时间)(s)(步骤S03)。
当步骤S03为“是”时,电子控制装置3断开(OPEN)所有继电器(5-1至5-n)(步骤S04)。
另一方面,当步骤S02为“否”并且步骤S03为“否”时,电子控制装置3闭合(CLOSE)所有继电器(5-1至5-n)(步骤S05)。
在步骤S04的处理之后或者在步骤S05的处理之后,电子控制装置3返回该程序(步骤S06)。
接下来,基于图3中的时序图描述利用使用了监视包括安全开关的内部电压(单元电压)的电路的电压变化的探测。
如图3中所示,在所有继电器(5-1至5-n)处于闭合(CLOSE)状态的状态下,当安全开关(8-1至8-n)从“接通”切换到“断掉”时(时刻t1),内部电压(单元电压)(Vsds)开始下降。然后,当从安全开关(8-1至8-n)从“接通”切换到“断掉”时(时刻t1)开始,经过第一时间T1之后(时刻t2),内部电压(Vsds)下降到判断电压(V1),并且从内部电压(Vsds)已经下降到判断电压(V1)时(时刻t2)开始,持续了作为预定时间(判断时间)的第二时间(T2)(s)时(时刻t3),所有继电器(5-1至5-n)断开(OPEN)以中断高压电路,此后内部电压(Vsds)继续下降,并且当经过第三时间T3时(时刻t4),内部电压(Vsds)变为零。
当在时刻t3继电器(5-1至5-n)断开(OPEN)时,安全开关(8-1至8-n)断掉(OFF)的情况下,如果等于或低于预定电压(V1)的内部电压从时刻t2持续了作为预定时间的第二时间T2以上,则继电器(5-1至5-n)保持断开(OPEN)并且在时刻t3之后也不闭合(CLOSE)。
注意,尽管在图3中内部电压(Vsds)从时刻t1至t4具有梯度以具有衰减时间,但是也可以采用内部电压(Vsds)实际为零而没有衰减时间,或者也可以独立改变预定时间T2。
结果,基于操作一个或多个安全开关检测到电压的变化,并且并联设置的多个电池包(4-1至4-n)中的所有继电器(5-1至5-n)保持在断开(OPEN)状态,使得只要安全开关(8-1至8-n)中的一个断掉,就完全禁止高压电路的启动状态,并且即使当进行了疏忽所致的误操作、如疏忽所致的接通电源操作时,也防止电路被启动。此外,通过断掉(OFF)安全开关(8-1至8-n)中的一个就切断整个电源,从而提高了工作方便性。
此外,第一至第n电压检测单元9-1至9-n还用作局部电压检测单元,该局部电压检测单元用于检测包括安全开关(8-1至8-n)的局部电路的电压。换句话说,电池包(4-1至4-n)分别包括局部电压检测单元(9-1至9-n),使得当该局部电压不超过预定电压V1的状态持续了预定时间(判断时间:T2)时,所有继电器(5-1至5-n)保持在断开状态,从而使得只通过检测电池包(4-1至4-n)的局部电压就可以确切地探测安全开关(8-1至8-n)的状态,从而简化电路配置。
此外,并联设置的多个电池包(4-1至4-n)分别与控制装置(14-1至14-n)通信,并且相互传达自己的和其它的电压信息(Vsds),从而与使用单个控制装置的情况相比便于改变电池包(4-1至4-n)总数,并且能够针对具有不同容量的车辆选择设置。
实施例2
图4至图6示出本发明的实施例2。
通过将相同的附图标记用于具有与上述实施例1中相同功能的部分来描述实施例2。
实施例2的特征如下。具体来说,如图4中所示,该结构被配置为使得在关于并联安装有多个电池包的汽车的安全开关的判断中,利用使用了存在于电池总电压中的电路的电压变化来探测时,在继电器(5-1至5-n)断开(OPEN)的条件下,比较现有电路的a区(对应于电阻器Ra的部分)上的测量电压Va(V)与从电池单元上的总电压Vb(V)计算出的a区上的电压Vba(V),并且通过这两个电压之间的差(D)出现了预定时间(判断时间)(s)以上,来识别多个安全开关中的一个断掉这一事实,从而防止所有继电器(5-1至5-n)都闭合(CLOSE)。
因此,如图4中所示,第一至第n电池包4-1至4-n包括用于检测实际总电压的第一至第n实际总电压检测单元17-1至17-n和用于检测局部电路的实际局部电压的第一至第n实际局部电压检测单元18-1至18-n。
第一至第n控制装置14-1至14-n还包括第一至第n局部电压计算单元19-1至19-n,该第一至第n局部电压计算单元19-1至19-n用于从第一至第n实际总电压检测单元17-1至17-n检测到的实际总电压来计算局部电路的局部电压。当第一至第n实际局部电压检测单元18-1至18-n检测到的第一至第n实际局部电压处于与局部电压计算单元19-1至19-n计算出的实际局部电压的预定范围相对应的(图6中所示的误差系数下限值(Vba×α)和误差系数上限值(Vba×β)之间的)判断电压范围之外的状态持续了预定时间(图6中的T2所表示的)时,所有继电器(5-1至5-n)保持在断开状态。
在图4中,包括电阻器Ra和电阻器Rb的现有电路中的a区上的测量电压Va和从电池总电压Vb计算出的该a区上的电压Vba被监视。
通过下面的公式计算从电池总电压Vb计算出的a区上的电压Vba。
Vba=Vb×Ra/(Ra+Rb)
通过下面的公式计算作为单元电压之和的电池总电压Vb。
Vb=Vcn×Cn
其中
Vcn:单元电压
Cn:每个电池中单元的数目。
此外,通过下面的公式检测安全开关(8-1至8-n)的断掉。
Va<Vba×α
Va>Vba×β
其中
Va:a区上的测量电压(V)
Vba:从Vb计算出的a区上的电压(V)
α:误差系数下限值(0<α<1)
β:误差系数上限值(1<β<2)。
此外,当Vba(从Vb计算出的a区上的电压)处于误差系数下限值(Vba×α)和误差系数上限值(Vba×β)之间的范围内时,安全开关(8-1至8-n)保持“接通”。
接下来,基于图5中的流程图描述利用使用了存在于电池总电压中的电路的电压变化的探测。
如图5中所示,在程序启动(步骤S11)之后,电子控制装置3计算从单元电压之和得到的电池总电压Vb以及从电池总电压Vb得到的a区上的电压Vba。
更具体来说,从下面的公式得到电池总电压(Vba),
Vba=Vb×Ra/(Ra+Rb)
并且从下面的公式得到Vb(步骤S12)。
Vb=Vcn×Cn
然后,电子控制装置3判断是否在第一至第n电池包4-1中的任一个中建立了Va<Vba×α或者Va>Vba×β的状态,也就是说,比较Vba乘以误差系数(α,β)获得的电压值与a区上的测量电压Va(步骤S13)。
当步骤S13为“是”时,电子控制装置3判断该状态是否持续了预定时间(判断时间)(步骤S14)。
当步骤S14为“是”时,电子控制装置3断开(OPEN)所有继电器(5-1至5-n)(步骤S15)。
另一方面,当步骤S13为“否”或者步骤S14为“否”时,电子控制装置3闭合(闭合)所有继电器(5-1至5-n)(步骤S16)。
在步骤S15的处理之后或者在步骤S16的处理之后,电子控制装置3返回到该程序(步骤S17)。
接下来,基于图6中的时序图描述利用使用了存在于电池总电压中的电路的电压变化的探测。
如图6中所示,在所有继电器(5-1至5-n)处于断开(OPEN)状态的状态下,当电池总电压Vb处于预定值(Vcn×Cn)时,安全开关(8-1至8-n)从“接通”切换到“断掉”(时刻t1),经过第一时间T1(时刻t2),之后确认Va<Vba×α或者Va>Vba×β的状态,直到经过作为预定时间(判断时间)的第二时间T2(时刻t3),并且Vba处于该范围内,继电器(5-1至5-n)不被闭合(CLOSE)而是断开(OPEN)以中断高压电路。
在图6中,从电池包(4-1至4-n)的内部电压(单元电压)之和计算Vb,因此Vb是与时间无关的常数。此外,从Vb计算出的Vba也是与时间无关的常数。
如上所述,即使只有一个安全开关被断掉,内部电压的变化也被探测,以断开(OPEN)所有继电器(5-1至5-n),从而能够中断高压电路。
因此,通过基于电池包(4-1至4-n)的总电压检测局部电压,能够准确探测到安全开关(8-1至8-n)的状态,从而该电路配置能够为判断准确性提供自由度。
此外,并联设置的多个电池包(4-1至4-n)分别与控制装置(14-1至14-n)通信,并且相互传达自己的和其它的电压信息(Vsds)。这与使用单个控制装置的情况相比,便于改变电池包(4-1至4-n)的总数,并且能够针对具有不同容量的车辆选择设置。
工业上的可利用性
根据本发明的电力供应电路的控制装置可应用于各种类型的车辆。

Claims (4)

1.一种电力供应电路的控制装置,在所述电力供应电路的控制装置中设置有包括安全开关的多个高压电池包,所述多个高压电池包相互并联连接,并且在所述电力供应电路的控制装置中设置有能够切断来自所述电池包的电力供应的继电器,根据操作所述安全开关断开所述继电器,
其中所述电池包包括电压探测单元,所述电压探测单元探测内部电压,基于操作所述多个安全开关中的一个或多个安全开关以检测电压的变化,并且将全部所述继电器保持在断开状态。
2.根据权利要求1所述的电力供应电路的控制装置,
其中所述电池包包括局部电压检测单元,所述局部电压检测单元检测包括所述安全开关的局部电路的局部电压,并且当所述局部电压检测单元检测到的局部电压不超过预定判断电压持续了预定时间时,全部所述继电器保持在断开状态。
3.根据权利要求1所述的电力供应电路的控制装置,
其中所述电池包包括:实际总电压检测单元,其检测实际总电压;实际局部电压检测单元,其检测局部电路的实际局部电压;以及局部电压计算单元,其根据所述实际总电压检测单元检测到的实际总电压来计算所述局部电路的局部电压,
其中当所述实际局部电压检测单元检测到的实际局部电压处于与所述局部电压计算单元计算出的实际局部电压的预定范围相对应的判断电压范围之外的状态持续了预定时间时,全部所述继电器保持在断开状态。
4.根据权利要求1所述的电力供应电路的控制装置,
其中所述多个电池包与各自的控制装置通信,并且所述控制装置相互通信并且相互传达自己的和其它的电压信息。
CN201180024140.7A 2010-05-18 2011-04-27 电力供应电路的控制装置 Active CN102893485B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-113955 2010-05-18
JP2010113955A JP5556354B2 (ja) 2010-05-18 2010-05-18 電力供給回路の制御装置
PCT/JP2011/060322 WO2011145447A1 (ja) 2010-05-18 2011-04-27 電力供給回路の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102893485A true CN102893485A (zh) 2013-01-23
CN102893485B CN102893485B (zh) 2015-11-25

Family

ID=44991558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180024140.7A Active CN102893485B (zh) 2010-05-18 2011-04-27 电力供应电路的控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9276406B2 (zh)
JP (1) JP5556354B2 (zh)
CN (1) CN102893485B (zh)
DE (1) DE112011101679B4 (zh)
WO (1) WO2011145447A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400651A (zh) * 2017-11-22 2018-08-14 蔚来汽车有限公司 分布式储能电站监控系统和方法
CN108736541A (zh) * 2015-07-31 2018-11-02 深圳市大疆创新科技有限公司 供电系统、供电控制方法及具有该供电系统的可移动平台
CN114537146A (zh) * 2022-04-25 2022-05-27 潍柴动力股份有限公司 一种车辆控制方法、装置、电子设备和存储介质

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6119143B2 (ja) * 2011-11-01 2017-04-26 日産自動車株式会社 電源の制御装置
US9231440B2 (en) * 2012-04-18 2016-01-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Power supply apparatus and controlling method of the same
US9266433B2 (en) * 2012-07-23 2016-02-23 Ford Global Technologies, Llc Low cost charger circuit with precharge
JP5951524B2 (ja) * 2013-02-22 2016-07-13 プライムアースEvエナジー株式会社 電源装置
JP5997371B2 (ja) * 2013-04-26 2016-09-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池監視装置及びそれを用いた電池システム
ITMO20130224A1 (it) * 2013-08-01 2015-02-02 Meta System Spa Caricabatterie per veicoli elettrici
JP6180982B2 (ja) * 2014-03-28 2017-08-16 本田技研工業株式会社 車両
EP3244221B1 (de) * 2016-05-11 2021-08-04 TRUMPF Schweiz AG Überwachungsanordnung zur überwachung eines sicherheitsgebers und verfahren zur überwachung eines sicherheitsgebers
CN107914582B (zh) * 2017-11-28 2019-06-21 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 电动汽车上、下电安全系统及其控制方法
DE102018102211B3 (de) * 2018-02-01 2019-09-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriesystem für ein batteriebetriebenes elektrisches Fahrzeug und Verfahren zum Nutzen einer Restreichweite eines solchen
WO2022115126A1 (en) 2020-11-30 2022-06-02 Nikola Corporation Electric vehicle battery frame assembly
US11279243B1 (en) * 2020-11-30 2022-03-22 Nikola Corporation High voltage electrical system for battery electric vehicle
US11820241B2 (en) 2020-11-30 2023-11-21 Nikola Corporation Battery pack assembly
GB2623994A (en) * 2022-11-03 2024-05-08 Bae Systems Plc Power supply unit wrapper

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001320801A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Toyota Motor Corp 車両、電源制御装置、車両の始動方法および高電圧電源の使用方法
CN101005210A (zh) * 2006-01-18 2007-07-25 精工电子有限公司 充放电控制电路和充电型电源装置
JP2009232612A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Toshiba Corp 電池保護装置および電池保護方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3430083B2 (ja) * 1999-10-21 2003-07-28 本田技研工業株式会社 電池電圧測定装置
JP3893291B2 (ja) * 2002-01-10 2007-03-14 パナソニック・イーブイ・エナジー株式会社 ハイブリッド車用電池電源装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001320801A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Toyota Motor Corp 車両、電源制御装置、車両の始動方法および高電圧電源の使用方法
CN101005210A (zh) * 2006-01-18 2007-07-25 精工电子有限公司 充放电控制电路和充电型电源装置
JP2009232612A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Toshiba Corp 電池保護装置および電池保護方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108736541A (zh) * 2015-07-31 2018-11-02 深圳市大疆创新科技有限公司 供电系统、供电控制方法及具有该供电系统的可移动平台
CN108736541B (zh) * 2015-07-31 2020-08-07 深圳市大疆创新科技有限公司 供电系统、供电控制方法及具有该供电系统的可移动平台
CN108400651A (zh) * 2017-11-22 2018-08-14 蔚来汽车有限公司 分布式储能电站监控系统和方法
CN114537146A (zh) * 2022-04-25 2022-05-27 潍柴动力股份有限公司 一种车辆控制方法、装置、电子设备和存储介质
CN114537146B (zh) * 2022-04-25 2022-08-23 潍柴动力股份有限公司 一种车辆控制方法、装置、电子设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20130113290A1 (en) 2013-05-09
DE112011101679T5 (de) 2013-06-27
JP2011244581A (ja) 2011-12-01
WO2011145447A1 (ja) 2011-11-24
US9276406B2 (en) 2016-03-01
JP5556354B2 (ja) 2014-07-23
CN102893485B (zh) 2015-11-25
DE112011101679B4 (de) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102893485A (zh) 电力供应电路的控制装置
US10358043B2 (en) Golf cart battery system
CN101145686B (zh) 电动工具
KR102062743B1 (ko) 차량 어플리케이션용 고전압 배터리 시스템
KR101726921B1 (ko) 전류 측정을 통한 배터리 랙 파손 방지 장치, 시스템 및 방법
EP2413453A2 (en) Power supply device having precharging circuit for charging capacitor
US10116149B1 (en) Automatic control system for a rechargeable battery system
CN104247198A (zh) 电源系统以及电源系统的充放电控制方法
WO2011148926A1 (ja) 電源装置
WO2014196917A1 (en) Battery module disconnect arrangement
CN102104261A (zh) 电源装置及具备该电源装置的车辆
KR101882835B1 (ko) 배터리 과충전 감지 장치
CN102577002A (zh) 蓄电系统
CN105978051A (zh) 车辆充电装置及用于保护其内部电路的方法
KR20180019448A (ko) 전기 자동차의 충전 장치
CN114336708A (zh) 储能系统的黑启动方法及储能系统
CN104520129A (zh) 用于禁止和允许电动机动车辆控制模块的方法和系统
EP3349327B1 (en) Battery management device
CN102570513A (zh) 电池管理系统的充放电开关互斥的控制组件
AU2008241371B2 (en) Battery management system
JP6007813B2 (ja) 車載電源装置
CN111095719A (zh) 蓄电池装置
US20150086815A1 (en) Method for checking a sleep mode of a cell supervision circuit and lithium-ion rechargeable battery
CN102064580A (zh) 串联电池组充电平衡系统及其充电平衡方法
KR20160109529A (ko) 차량 충전 장치

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