CN103282786A - 电池系统和接地检测装置 - Google Patents
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Abstract
第一电池包(252-1)具有:电池模块(314),在正极端子(352)和负极端子(353)之间串联连接多个电池单元(310)而成;接地电阻(45),分别出现在多个电池单元(310)中的相互邻接的电池单元(310)之间的电池间连接点(311)和接地点(23)之间;升压部(11),设置在正极端子(352)上,输出把电池模块(314)中的高电位升压得到的升压电位;保护电阻(25)和接地检测电阻(27),在作为升压部(11)的输出侧的第三连接点(19)和接地点(23)之间串联设置;以及接地检测部(41),基于保护电阻(25)和接地检测电阻(27)之间的电阻间连接点(29)的电位与预定的阈值电位(Vref)的比较结果,检测电池模块(314)中有没有接地。
Description
技术领域
本发明涉及具有检测电流路径中的接地的接地检测作用的电池系统和接地检测装置。
背景技术
在电流路径和大地之间需要一直维持电气绝缘状态。如果该电气绝缘状态因产生某种异常而被破坏,则会出现在电流路径中流动的电流朝着大地流动的被称为“接地”的现象。
以往,作为检测电流路径中的接地的接地检测技术,已知通过检测从接地位置经由大地流动的接地电流来检测有没有接地的技术。在这样的接地检测技术中,由于在不产生用于使接地电流流动的电动势的电位(接地检测电路的基准电位)下发生了接地时,不流动接地电流,所以存在不能检测有没有接地的不灵敏带的问题。
为了消除这样的接地检测的不灵敏带,在专利文献1中公开了一种接地检测技术,预先准备多个接地检测电路的基准电位,动态地切换它们而进行接地检测。
在根据专利文献1的接地检测技术中,例如采用如下结构:用把非接地直流电源的负极侧作为基准电位的第一接地检测电路检测负极侧以外(非接地直流电源的正极侧或内部)的接地,而用把负极侧以外(非接地直流电源的正极侧或内部可取得的范围的任意的电位)作为基准电位的第二接地检测电路检测负极侧的接地。
如果使用根据专利文献1的接地检测技术,则不会产生与接地检测有关的不灵敏带,可以精度良好地检测有没有发生接地。
<专利文献1>日本特开2005-189005号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
但是,在根据专利文献1的接地检测技术中,由于必须包括动态地切换多种接地检测用基准电位的控制电路,所以产生了导致因切换造成的检测的时间延迟、装置构成复杂化等的问题。
本发明正是鉴于上述情况而提出的,其目的在于提供可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地的电池系统和接地检测装置。
(用来解决问题的手段)
根据本发明的电池系统,其特征在于,具有:直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;升压部,设置在上述一对非接地端子中的高电位一侧,输出把该高电位升压得到的升压电位;保护电阻和接地检测电阻,在上述升压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地。
(发明的效果)
如果使用根据本发明的电池系统,则可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地。
附图说明
图1是示出适用根据本发明的电池系统的电力系统的概要的框图。
图2是示意性地示出根据本发明的电池系统的层级结构的框图。
图3A是根据本发明的电池系统的电路结构图。
图3B是放大示出图3A所示的电池系统中的电池包周边的电路结构图。
图4是示出与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包和接地检测装置的电路结构图。
图5是示出第一电池包和接地检测装置中的接地检测动作的步骤的流程图。
图6是对比地示出发生了接地时的比较器的输出电压波形和接地检测信号波形的时序图。
图7A是示出在发生接地且升压部的输出是升压电位(有升压)时在第一电池包(第一接地检测装置)内形成的闭环电路的说明图。
图7B是示出在发生接地且升压部的输出是高电位(无升压)时在第一电池包(第一接地检测装置)内形成的闭环电路的说明图。
图8是示出与根据本发明的第二实施方式的电池系统相当的第二电池包和接地检测装置的电路结构图。
(附图标记说明)
10-1:第一接地检测装置(接地检测装置);10-2:第二接地检测装置(接地检测装置);11:升压部;13:第一连接点;15:第二连接点;17:熔丝;19:第三连接点;21:二极管;23:接地点;25:保护电阻;27:接地检测电阻;29:第一电阻间连接点(电阻间连接点);31:电压传感器;33:比较器;35:第一电阻;37:第二电阻;39:第二电阻间连接点;41:接地检测部;43:接地发生位置(电池间连接点);45:接地电阻;51:降压部;201:根据本发明的电池系统;252-1:第一电池包(根据本发明的第一实施方式的电池系统);252-2:第二电池包(根据本发明的第二实施方式的电池系统);226:综合控制装置(IBCU);264:电池控制装置(BCU);270:系统控制装置(BSCU);310:电池单元;311:电池间连接点;314:电池模块;332:电池单元监视部(CCU);352:正极端子(非接地端子中的高电位一侧);353:负极端子(非接地端子中的低电位一侧)
具体实施方式
下面,参照附图说明根据本发明的第一和第二实施方式的电池系统。
[根据本发明的电池系统的概要]
首先,说明包括根据本发明的第一和第二实施方式的电池系统的概念,即,根据本发明的电池系统的概要。
根据本发明的电池系统包括具有接地检测作用的接地检测装置。根据本发明的电池系统和接地检测装置的最主要的特征是,具有:直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;接地电阻,分别出现在多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;升压部,设置在一对非接地端子中的高电位一侧,输出把该高电位升压得到的升压电位;保护电阻和接地检测电阻,在升压部的输出侧和接地点之间串联设置;以及接地检测部,基于保护电阻和接地检测电阻间的电阻之间的连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测直流电源部中有没有接地。
在上述直流电源部中,多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点相对于接地点(大地的电位)绝缘。具体地,在未发生接地的通常时候,在电池间连接点和接地点之间分别存在兆欧单位的电阻(与本发明的“接地电阻”相当)。
本发明人以解决现有的接地检测技术不可避免地具有的、为了动态地切换多种接地检测用基准电位而产生的检测的时间延迟、导致装置构成复杂化等的问题为目的,进行了认真研究。尤其是,对于用单一种类的接地检测用基准电位进行接地的检测,反复进行了试验改进。
于是,本发明人设想到,如果将接地检测用基准电位设在直流电源部之外,是不是就不会产生不灵敏带(不能检测接地的电位),而可以用单一种类的接地检测用基准电位进行接地的检测呢?
于是,本发明人通过梳理上述设想,发现了除了检测有没有发生接地以外,还可以检测接地的发生状态(接地的发生位置、接地的程度轻重),完成了本发明。
如果使用根据本发明的电池系统和接地检测装置,则可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地。
另外,基于风力发电、太阳光发电等的自然能的电力系统,优点是对自然环境的影响小,与此相反,缺点是发电能力被自然环境制约。具体地,由于风力、太阳光的强度时时刻刻在变化,所以恐怕电力系统会受频率波动、电压波动等的不良影响。
作为消除这样的顾虑的一种措施,提出了在自然能发电装置中并设电池系统,以抑制电力系统的频率波动、电压波动的电力系统。图1是示出适用根据本发明的电池系统201的电力系统101的概要的框图。
电力系统101,像图1所示的那样,构成为包括:电力系统102、发电装置103、变压器104和根据本发明的电池系统201。
另外,根据本发明的电池系统201是包括后述的根据第一和第二实施方式的电池系统这二者的概念。
发电装置103,例如,具有把基于自然能发电的电力供给电力系统102的作用。根据本发明的电池系统201经由变压器104连接于将发电装置103和电力系统102之间连接起来的电线105的连结点A。
变压器104具有把由发电装置103发电的电力变换成直流电力,把变换的直流电力送到电池系统201的作用、以及把电池系统201中蓄积的直流电力变换成交流电力,把变换的交流电力送到电力系统102的作用。经由交流的电力系统102对负载进行供电。
采用自然能发电装置103作为发电装置103时,其输出受气候、季节等的自然环境的变化的影响而波动。该输出波动造成电力系统102的频率波动、电压波动,成为电力系统102的电力质量低下的要因。
关于这一点,根据本发明的电池系统201用来把电力系统102的频率、电压的波动控制在预定的范围内。即,电池系统201具有在向电力系统102供给过剩的电力时把其过剩电力充电到电池系统201、而在电力不足时释放电池系统201中蓄积的电力的所谓的缓冲作用。由此,根据本发明的电池系统201可以抑制电力系统102的频率波动、电压波动。
[根据本发明的电池系统201的具体的结构]
下面,参照图2、图3A和图3B说明根据本发明的电池系统201的具体的结构。
图2是示意性地示出根据本发明的电池系统201的层级结构的框图。图3A是根据本发明的电池系统201的电路结构图。图3B是放大示出图3A所示的电池系统201中的电池包252周边的电路结构图。
根据本发明的电池系统201,像图2和图3A所示的那样,由把多个电池单元310串联连接而成的电池模块(module)314、把多个电池模块314串并联连接而成的电池包(pack)252、把多个电池包252并联连接而成的电池框(block)212相互层级化而构成。
另外,“串并联连接”是指,把多个的结构要素之间串联连接,并且把这样串联连接的结构彼此进一步并联连接。
〔电池模块314的结构〕
在根据本发明的电池系统201中,构成电池系统201的基本单位中的、最小规模的基本单位是电池模块314。
多个电池模块314中的每一个的基本构成都是相同的。所以,通过以一个电池模块314的结构为代表进行说明,代替全体电池模块314的说明。这一点对于后述的多个电池包252和多个电池框212也是同样。
各电池模块314,像图3A和图3B所示的那样,经由正极端子352和负极端子353与属于其它电池包252的电池模块314串联连接。电池模块314,像图3B所示的那样,分别具有4个电池组312。4个电池组312,分别具有以12个为一组的电池单元310。
属于一个电池模块314的4个电池组312,像图2和图3B所示的那样,分别包括一对电池单元监视部(CCU)332。由此,各电池组312由一对电池单元监视部(CCU)332分担管理。以12个为一组的电池单元310分成高电位侧和低电位侧各6个。各电池单元310的高电位侧和低电位侧的两个端子分别与一对电池单元监视部(CCU)332的输入端子(未图示)连接。
一个电池单元监视部(CCU)332负责6个电池单元310的管理。但是,也可以像电池单元监视部(CCU)332的数目为3个,一个电池单元监视部(CCU)332管理4个电池单元310等那样,把一个电池单元监视部(CCU)332负责管理的电池单元310的数目设定成任意的数目。
高电位侧和低电位侧的电池单元监视部(CCU)332检测与各自的输入端子连接的各电池单元310的端子间电压,基于检测到的各电池单元310的端子间电压,运算各电池单元310的充电状态(SOC:State OfCharge,下面有时简称SOC)。进而基于各电池单元310的端子间电压,进行过充电或过放电的诊断。
〔电池包252的结构〕
在根据本发明的电池系统201中,构成电池系统201的基本单位中的、属于离电池模块314最近的上层的层级规模的基本单位是电池包252。在图2的例子中示出3组电池包252。
各电池包252,像图2、图3A和图3B所示的那样,分别具有电池控制装置(BCU)264。
另外,在图2中示出在电池控制装置(BCU)264的支配下把多个电池模块314连接得到的状态,在图3B中,为了简洁地展示构成,示出只连接一个电池模块314的状态。以下,作为在电池控制装置(BCU)264的支配下多个电池模块314属于它的情况进行说明。另外,在图2中,省略附图标记222A、222B。
电池控制装置(BCU)264从属于处于自身支配下的电池模块314的电池单元监视部(CCU)332接收与电池单元310的充电状态(SOC)有关的SOC信息。基于该SOC信息,电池控制装置(BCU)264对处于自身支配下的电池模块314进行包含过充电或过放电的诊断的管理。
另外,电池控制装置(BCU)264,把上述SOC信息等报告给作为自身的上层控制装置的综合控制装置(IBCU)226和系统控制装置(BSCU)270(BSCU)。
〔电池框212的结构〕
在根据本发明的电池系统201中,与电池系统201有关的基本单位中的、属于最上层的层级规模的基本单位是电池框212。在图2的例子中示出3组电池框212。
各电池框212,像图3A所示的那样,由两组电池单元222A、222B并联连接。两组各电池单元222A、222B进一步具有多个电池包252。在根据本发明的电池系统201中,各电池单元222A、222B分别具有3个电池包252。
另外,根据要蓄电的直流电压的大小,也可以采用将属于各电池框212的两组电池单元222A、222B串联连接的结构。另外,各电池框212具有的电池单元222A、222B的数目不限于两组。只要考虑根据本发明的电池系统201的使用目的、使用条件而设定适宜的数目即可。
各电池框212,像图2、图3A、图3B所示的那样,分别具有综合控制装置(IBCU)226。综合控制装置(IBCU)226从属于处于自身支配下的电池包252并进一步属于电池模块314的电池单元监视部(CCU)332接收与电池单元310的充电状态(SOC)有关的SOC信息。基于该SOC信息,综合控制装置(IBCU)226对处于自身支配下的电池包252进行包含过充电或过放电的诊断的管理。
另外,综合控制装置(IBCU)226把上述SOC信息等报告给作为自身的上层控制装置的系统控制装置(BSCU)270。
〔综合单元224的结构〕
各电池框212,像图3A所示的那样,分别具有综合单元224。各综合单元224,像图3A所示的那样,除了综合控制装置(IBCU)226以外,还包括继电器232、233、234、235;电流传感器227、228;电压传感器229、230、231。综合控制装置(IBCU)226进行电池框212内的管理。继电器232、233、234、235以电气打开或闭合各电池单元222A、222B的供电路径的方式动作。电流传感器227、228检测分别流过各电池单元222A、222B的电流的大小。
电压传感器229,像图3A所示的那样,检测根据本发明的电池系统201的主电源线的正极侧电压(正极端子244的电压)。电压传感器230、231检测各电池单元222A、222B的供电路径的正极侧电压。具体地,电压传感器230、231检测各电池单元222A、222B的各自的端子间电压。
综合控制装置(IBCU)226接收包含电流传感器227、228得到的充放电电流的检测值、电压传感器229、230、231得到的各部的电压检测值、以及来自处于自身支配下的电池包252的接地发生状态的各种信息,或来自系统控制装置(BSCU)270的信息。基于这样接收的各种检测值和信息,综合控制装置(IBCU)226进行继电器232、233、234、235的开闭控制。
另外,综合控制装置(IBCU)226把包含来自电池包252的接地发生状态的各种信息、电流传感器227、228得到的充放电电流的检测值以及电压传感器229、230、231得到的各部的电压检测值报告给上层的系统控制装置(BSCU)270。
〔继电器232、234以及开关器238、239、240、242的动作〕
在根据本发明的电池系统201中,对多个各电池单元222A、222B的每一个分别进行维护检查。因此,在进行维护检查作业期间,停止电池系统201的使用。在这样停止使用的电池单元310中,与继续运转的电池单元310相比,充电状态(SOC)不同。把充电状态(SOC)不同的电池单元222相互并联连接时,恐怕会从充电状态(SOC)大的电池单元222向充电状态(SOC)小的电池单元222流动大的电流。另外,电池单元222中的任一个发生了接地时,恐怕也会向接地端子流动大的电流。
为了避免与这样的大电流的流动有关的风险,在各电池单元222A、222B中设置限流器236、237。例如,在正极结线246和负极结线247之间连接电池单元222A时,首先闭合继电器232。由此,在正极结线246和负极结线247之间,经由限流器236连接电池单元222A。此时,用电流传感器227检测限流器236中流动的电流值。
电流传感器228得到的检测值(电池单元222A的充电或放电电流值)在预先确定的值以下时,在闭合继电器234之后,打开继电器232。通过采用这样的步骤,把电池单元310的充放电电流值控制成安全的值。
在根据本发明的电池系统201中,作为电池单元310采用锂离子二次电池。锂离子二次电池的端子间电压基于SOC变化。因此,可以用电压传感器230的检测值预测继电器234接入时的电流。从提高电池单元222A接入时的安全性的角度出发,也可以采用为了接入继电器232而用限流器236把流动的电流限制成安全的值、基于电压传感器230的检测值控制继电器234的接入的结构。
而且,电压传感器230的检测值相对于其它电池单元222B的端子间电压在规定的范围内时,也可以省略继电器232的接入,直接接入继电器234。另外,与电池单元222B有关的继电器233、235的控制步骤,与上述的关于电池单元222A的说明内容相同。
各电池框212分别具有的正负极性端子中的正极端子244,像图3A所示的那样,分别经由多个断路器238与正极结线246并联连接。正极结线246经由一个遮断器242与正极输出端248连接。遮断器242根据系统控制装置(BSCU)270的控制信号进行开闭控制。
同样地,各电池框212分别具有的负极端子245,像图3A所示的那样,分别经由多个断路器239的各个与负极结线247并联连接。负极结线247经由一个遮断器240与负极输出端248连接。
在以下的说明中,有时把断路器238、239以及遮断器240、242总称为“开关器”。开关器238、239、240、242闭合时,像图3A所示的那样,各电池框212是相对于正极输出端248和负极输出端249并联连接的状态。同样地,是相对于正极输出端248和负极输出端249,即,相对于变压器104,连接了根据本发明的电池系统201的状态。
从图1所示的电力系统101(变压器104)电气切离图3A所示的电池系统201时,在作为切离对象的电池系统201中执行以下的步骤。即,首先,基于系统控制装置BSCU270的指令,打开遮断器242,切断电池模块314的充电电流或放电电流。然后,依次打开开关器238、239、240。
与此相反,图3A所示的电池系统201与其它电池系统201并联连接时,在作为连接对象的电池系统201中执行以下的步骤。即,首先,依次闭合开关器238、239、240。然后,基于系统控制装置BSCU270的指令,闭合遮断器242。
〔电池系统201的信息传输和控制〕
在根据本发明的电池系统201中,例如,把来自综合控制装置(IBCU)226的信息经由信息总线272传输到系统控制装置(BSCU)270。而且,从图1所示的电池系统201的管理装置(未图示)经由信息入输出端274向系统控制装置(BSCU)270发送各种各样的信息。
系统控制装置(BSCU)270进行遮断器242的开关控制。系统控制装置(BSCU)270基于来自综合控制装置(IBCU)226的信息、要求,或基于来自上层的电池系统201的管理装置的信息,在将电池系统201从电力系统101电气切离的条件成立时,进行打开遮断器242的控制。
如果打开遮断器242,则电池系统201从图1所示的电力系统101的系统电气切离。由此,在电池系统201内流通的电流流动被切断。然后,打开断路器240,并且也打开各电池框212的断路器238、239。通过用这样的步骤打开电池系统201的供电路径,可以容易地进行以各个电池系统201为单位的维护检查作业,并且可以确保该作业时的安全性。
〔控制用电力的供给〕
在根据本发明的电池系统201中,像图3A所示的那样,由系统控制装置(BSCU)270、综合控制装置(IBCU)226以及电池控制装置(BCU)264用微型计算机(下面,简称微型机)中安装的软件实现各种作用。于是,必须向微型机供给用于使微型机工作的控制用电力。
微型机用例如5V程度的比较低的直流电力工作。因此,在根据本发明的电池系统201中,不使用蓄积的直流电力,而代之以把交流电力变换成直流电力使用。但是,作为向微型机供给的直流电力,也可以把来自外部的交流电力变换成直流电力使用,也可以用内部蓄积的直流电力。
在根据本发明的电池系统201中,像图3A所示的那样,经由控制用电源输入端282供给来自外部的交流电力。来自控制用电源输入端282的交流电力被供给无间断电源装置(UPS)284。通常,基于经由控制用电源输入端282供给的交流电力,得到控制用的直流电力。但是,在来自外部的交流电力的供给停止时,取而代之,用无间断电源装置(UPS)284供给必需的直流电力。
从无间断电源装置(UPS)284供给的直流电力经由电源单元(PSU)286分别供给系统控制装置(BSCU)270、综合控制装置(IBCU)226和电池控制装置(BCU)264。
根据本发明的电池系统201,由于包括无间断电源装置(UPS)284,所以即使在假如发生了来自控制用电源输入端282的交流电力被切断那样的异常情况时,也可以继续电池系统201的运转。因为,在发生了这样的异常情况时,从利用来自外部的交流电力切换成利用无间断电源装置(UPS)284供给的直流电力。
〔电池包252内的传输路径〕
电池包252内的两组绝缘电路(串行传输线路)346A、346B,像图3B所示的那样,经由第一传输线342A、342B与电池控制装置(BCU)264连接。第二传输线344把相互邻接的电池单元监视部(CCU)332之间连接。电池控制装置(BCU)264,像图3A所示的那样,被供给来自控制用电源线288的直流电力而动作。
各电池单元监视部(CCU)332从处于自身支配下的电池单元310被供给直流电力而动作。因此,向电池控制装置(BCU)264供给的电源电压的基准电位与向各电池单元监视部(CCU)332供给的电源电压的基准电位相互不同。即,第一传输线342A、342B的电位与第二传输线344的电位相互不同。于是,第一传输线342A、342B与第二传输线344之间经由绝缘电路346A、346B连接。
绝缘电路346A、346B,具体地说,是光电耦合器和变压器。绝缘电路346A、346B起到暂时把电气信号调制成其它传输介质、即光信号、磁束信号,然后再次解调成电气信号的作用。由此,可以在第一传输线342A、342B与第二传输线344之间可靠地电气绝缘。
在根据本发明的电池系统201中,从电位高的电池单元监视部(CCU)332朝着电位低的电池单元监视部依次传输,但也可以与此相反,从电位低的电池单元监视部向电位高的电池单元监视部传输。另外,在将电池单元监视部(CCU)332的输出端与下一个电池单元监视部(CCU)332的输入端电气连接时,既可以经由电阻、二极管连接,也可以经由电容器连接。
从电池控制装置(BCU)264向各电池单元监视部(CCU)332发送的数据,从电池控制装置(BCU)264经由第一传输线342A发送到绝缘电路346A。然后从绝缘电路346A经由第二传输线344向高电位侧的电池单元监视部(CCU)332发送。然后经由第二传输线344的数据被传输到绝缘电路346B。然后经由第一传输线342B返回电池控制装置(BCU)264。
在各电池单元监视部(CCU)332中,确认发送来的数据内的地址数据是否是发给自己,当地址数据是发给自己时,响应该数据。而且,在发送来的数据中根据需要基于命令内容附加要求的信息,按传输方向的顺序发送给下一个电池单元监视部(CCU)332。
各电池单元监视部(CCU)332与电池控制装置(BCU)264的要求对应地附加各种检测结果、诊断结果,传输到电池控制装置(BCU)264。各电池单元监视部(CCU)332,除了进行过充电、过放电以外,还可以进行其它各种诊断,也可以附加这些诊断结果进行发送。
电池控制装置(BCU)264分别经由信息总线272和信息总线用连接器356与作为上层的控制装置的综合控制装置(IBCU)226连接。把经由第二传输线344接收的各种检测结果、诊断结果的数据发送给综合控制装置(IBCU)226。
另外,电池控制装置(BCU)264接收的各种检测结果、诊断结果的数据在非易失性存储器266中存储保持。尤其是,在接收了包含与接地的发生状态有关的信息(接地的发生位置、与接地的严重程度有关的信息)的异常诊断结果时,电池控制装置(BCU)264,把基于该异常诊断的检测结果和与该异常诊断有关的电池单元310的识别数据一起存储保持在非易失性存储器266中。从电池控制装置(BCU)264向综合控制装置(IBCU)226报告的信息,进一步经由信息总线272向系统控制装置(BSCU)270报告。
另外,在上述那样构成的根据本发明的电池系统201中,包括具有检测有没有接地发生的接地检测作用的第一接地检测装置10-1,是与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包252-1。
[根据本发明的第一实施方式的电池系统(第一电池包252-1)和第一接地检测装置10-1的结构]
参照图4说明根据本发明的第一实施方式的电池系统和第一接地检测装置10-1的结构。图4是与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1的电路结构图。
第一电池包252-1,图4像所示的那样,构成为包括具有接地检测作用的第一接地检测装置10-1。第一接地检测装置10-1,构成为包括上述的电池模块314、升压部11、熔丝17、二极管21、电池控制装置(BCU)264和接地电阻45。
另外,由于熔丝17不是本发明中必需的构成要件,所以也可以将它省略。
多个电池单元310串联连接而成的电池模块314,像图3B和图4所示的那样,插入在正极端子352和负极端子353之间。电池模块314与本发明的“直流电源部”相当。正极端子352和负极端子353是与本发明的“一对非接地端子”相当的部件,它们都不接地。另外,正极端子352与本发明的“非接地端子中的高电位一侧”相当,而负极端子353与本发明的“非接地端子中的低电位一侧”相当。
与正极端子352相连的第一连接点13,像图4所示的那样,经由熔丝17连接与升压部11的输入侧相连的第二连接点15。另外,在第二连接点15和与升压部11的输出侧相连的第三连接点19之间,升压部11和二极管21分别并联连接。
升压部11设置在电池模块314中的高电位(参照图4的电位E0)一侧(第一连接点13),具有输出把该高电位升压得到的升压电位(参照图4的电位E0+E2)的作用。作为升压部11,适当采用例如绝缘型DC-DC变换器等即可。升压部11中的升压部分的电位(参照图4的电位E2),例如,在直流电源部(电池模块314)的电压容量是480V时,优选地,在其5%(24V)~20%(96V)的范围内设定。
如果相对于高电位的比例太小,则虽然升压部11可以构成得紧凑,但接地的检测精度难以提高。另外,如果相对于高电位的比例太大,则虽然对于提高接地的检测精度有利,但难以使升压部11构成得紧凑。
二极管21与升压部11并联地配设成阴极端子与第二连接点15连接、而阳极端子与第三连接点19连接。
电池控制装置(BCU)264,像图4所示的那样,构成为包括:保护电阻25、接地检测电阻27、电压传感器31、比较器33、第一和第二电阻35,37以及接地检测部41。
在第三连接点19和接地端子23之间,像图4所示的那样,保护电阻(电阻值R0)25和接地检测电阻(电阻值R1)27串联连接。把它们的电阻值R0、R1设定成,保护电阻25的电阻值R0比接地检测电阻27的电阻值R1足够大。具体地,例如,保护电阻25的电阻值R0设定成兆欧单位,接地检测电阻27的电阻值R1设定成是电阻值R0的20~30分之一左右。
在保护电阻25和接地检测电阻27之间的第一电阻间连接点29与接地端子23之间,与接地检测电阻27并联地设置电压传感器31。该电压传感器31具有检测并输出接地检测电阻27的端子间电压的作用。
另外,第一电阻间连接点29与本发明的“电阻间连接点”相当。
第一电阻间连接点29与比较器33的非反相输入端子(+)连接。为了生成输入比较器33的反相输入端子(-)的信号,在直流电源(电压Vcc)34与接地端子23之间串联连接第一和第二电阻35、37。第一和第二电阻35、37之间的第二电阻间连接点39与比较器33的反相输入端子(-)连接。然后,比较器33的输出端子(输出电压Vout)与接地检测部41连接。
接地检测部41具有基于与保护电阻25和接地检测电阻27之间的第一电阻间连接点29的电位与预定的阈值电位(第一和第二电阻35、37之间的第二电阻间连接点39的电位Vref)的大小关系有关的比较结果,检测电池模块314中的接地的发生状态的作用。在此,接地的发生状态是,像后述的那样,包含接地的发生位置和该接地的程度的概念。
另外,接地检测部41可以对升压部11输出使升压部11具有的升压作用接通和断开的通断控制信号。
具体地,接地检测部41,在升压部11接通时,在做出接地检测电压V1超过阈值电位Vref的判断时,视为在电池模块314中发生了接地。其作用机制如下。
即,在未发生接地的通常状态下,升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位是:把在第二连接点15处的高电位(图4所示的电位E0)上加上升压部分的电位(图4所示的电位E2)得到的升压电位(图4所示的电位(E0+E2)),用保护电阻(电阻值R0)25和接地检测电阻(电阻值R1)27的各电阻值分压而得到的值(R1×(E0+E2)/(R0+R1))。
与此不同,在发生接地的异常状态下,升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位是:把在从第二连接点15处的高电位(图4所示的电位E0)减去后述的接地的发生位置43的相对电位(图4所示的电位E1)得到的电位(图4所示的电位(E0-E1))上进一步加上升压部分的电位(图4所示的电位E2)而得到的电位(图4所示的电位(E0-E1+E2)),用保护电阻(电阻值R0)25以及接地检测电阻(电阻值R1)27和后述的接地电阻(电阻值R2)45的合成电阻(电阻值R1+R2)的各电阻值分压得到的值(R1×(E0-E1+E2)/(R0+R1+R2))。
在此,在未发生接地的通常状态下,作为升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位的接地检测电压V1控制在阈值电位Vref以下。但是,在发生接地的异常状态下,升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位,即使考虑了与接地的发生位置43的相对电位E1有关的减少部分,与未发生接地的通常状态下升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位相比,也上升了由与接地电阻45有关的电阻值R2消耗的部分。其结果,在发生接地的异常状态下,作为升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位的接地检测电压V1超过阈值电位Vref。
因此,接地检测部41,在升压部11接通时,在做出接地检测电压V1超过阈值电位Vref的判断时,视为在电池模块314中发生了接地。
在此,在升压部11接通时,参照分别在未发生接地的通常状态和发生接地的异常状态下的第一电阻间连接点29的电位(接地检测电压V1)而设定阈值电位Vref。具体地,在升压部11接通时,考虑通常状态的接地检测电压V1控制在阈值电位Vref以下,并且异常状态的接地检测电压V1超过阈值电位Vref来设定阈值电位Vref。
另外,在本第一实施方式中,在图4所示的第一连接点13处发生了接地时,产生最低的电动势。此时接地检测电阻(电阻值R1)27处产生的接地检测电压V1(第一电阻间连接点29的电位)用E2×R1/(R0+R1+R2)求出。因此,如果把阈值电位Vref设定成Vref≤E2×R1/(R0+R1+R2)成立,则即使某一个的电池单元310间发生了接地,也可以可靠地检测该接地。另外,如果评价阈值电位Vref的设定条件,则可以看出,如果升压部分的电位E2的值越大,则阈值电位Vref越大。因此,如果升压部分的电位E2的值越大,则接地检测精度越高。
在电池模块314中在未发生接地的通常状态下,相互邻接的电池单元310(参照图3B)之间的电池间连接点311(参照图4)分别对接地点23电气绝缘。此时,在任意的电池间连接点311和接地点23之间存在具有兆欧单位的电阻值的绝缘电阻。
假如在电池模块314中的任意的电池间连接点43(参照图4)处发生了接地。此时,在电池间连接点43(下面,有时称为“接地位置43”)和接地点23之间出现具有与接地的程度对应的值的接地电阻(电阻值R2)45。该接地电阻45的电阻值R2是比具有兆欧单位的电阻值的绝缘电阻低的值。
在与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1中,像后述的那样,求出该接地电阻45的电阻值R2,并且可以通过使用该电阻值R2来判断接地的发生状态。
[根据本发明的第一实施方式的电池系统(第一电池包252-1)和第一接地检测装置10-1的动作]
下面,参照图5和图6(a)、(b)说明与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1的动作。
图5是示出第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1中的接地检测处理的步骤的流程图。图6(a)是示出在时间t1发生了接地时的比较器33的输出电压波形Vout的时序图,图6(b)是示出在时间t1发生了接地时的接地检测信号波形的时序图。
用于检测有没有第一电池包252-1(第一接地检测装置10-1)内的接地的图5所示的接地检测处理,在电池控制装置(BCU)264中执行。电池控制装置(BCU)264,在第一电池包252-1(第一接地检测装置10-1)工作时,以预定的循环时间反复执行图5所示的接地检测处理。因为,假如检测到接地的发生且其接地的程度是重度时,必须快速地进行从根据本发明的电池系统201电气切离第一电池包252-1、第一接地检测装置10-1等的适当的处置。
在图5所示的步骤S11中,接地检测部41向升压部11发送开启升压部11的升压作用的控制信号。接收到该控制信号后,升压部11输出在第二连接点15处的高电位(图4所示的电位E0)上加上升压部分的电位(图4所示的电位E2)得到的升压电位(图4所示的电位(E0+E2))。升压部11在开启自身的升压作用并输出了升压电位(E0+E2)时,把该情况反馈给接地检测部41。
在步骤S12中,接地检测部41在接收到关于来自升压部11的升压电位输出的反馈的定时输入电压传感器31的检测值。由此,接地检测部41检测作为升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位的接地检测电压V1。
在步骤S13中,接地检测部41比较在步骤S12中检测到的接地检测电压V1与预定的阈值电位(第一和第二电阻35、37之间的第二电阻间连接点39的电位)Vref的大小关系。
在步骤S13的比较结果为做出接地检测电压V1为阈值电位Vref以下的判断时(步骤S13的“No”),电池控制装置(BCU)264使处理流程返回步骤S11,进行以下的处理。
另一方面,在步骤S13的比较结果为做出接地检测电压V1超过阈值电位Vref的判断时(步骤S13的“Yes”,参照图6(a)),电池控制装置(BCU)264视为在电池模块314中发生了接地,处理流程进到下一个步骤S14。
在步骤S14中,接地检测部41向升压部11发送关闭升压部11的升压作用的控制信号。接收到该控制信号后,升压部11输出第二连接点15处的高电位(图4所示的电位E0)。升压部11在关闭自身的升压作用并输出了高电位E0时,把该情况反馈给接地检测部41。
在步骤S15中,接地检测部41在接收到关于来自升压部11的高电位输出的反馈的定时输入电压传感器31的检测值。由此,接地检测部41,检测作为升压部11断开时的第一电阻间连接点29的电位的接地检测电压V2。
在步骤S16中,接地检测部41用接地检测电压V1、V2算出与接地电阻43有关的电阻值R2和接地位置43的相对电位E1。
另外,关于与接地电阻43有关的电阻值R2和接地位置43的相对电位E1的算出步骤,后面再详述。
在步骤S17中,接地检测部41基于在步骤S16中算出的与接地电阻43有关的电阻值R2和接地位置的相对电位E1,运算接地的发生状态。
另外,接地的发生状态的运算方法,后面再详述。
在步骤S18中,接地检测部41生成包含由步骤S17的运算取得的接地的发生状态的接地检测信号(参照图6(b))。接收到该接地检测信号后,电池控制装置(BCU)264向自身的上层的综合控制装置(IBCU)226和系统控制装置(BSCU)270发送生成的接地检测信号。然后,电池控制装置(BCU)264使处理流程返回步骤S11,进行以下的处理。
另外,接收到接地检测信号的综合控制装置(IBCU)226和系统控制装置(BSCU)270分别判断接地的发生状态,根据其判断结果,进行例如从根据本发明的电池系统201电气切离第一电池包252-1、第一接地检测装置10-1等的适当的处置。
[与接地电阻43有关的电阻值R2和接地位置的相对电位E1的算出步骤]
下面,参照图7A和图7B说明与接地电阻43有关的电阻值R2和接地位置的相对电位E1的算出步骤。
图7A是示出在某电池间连接点(接地位置)43发生接地、且升压部11的输出是升压电位(有升压)时,在第一电池包252-1(第一接地检测装置10-1)内形成的闭环电路C1的说明图。图7B是示出在某电池间连接点(接地位置)43发生接地、且升压部11的输出是高电位(无升压)时,在第一电池包252-1(第一接地检测装置10-1)内形成的闭环电路C2的说明图。
首先,说明与接地电阻43有关的电阻值R2的算出步骤。
现在,在某电池间连接点(接地位置)43发生接地、且升压部11的输出是升压电位(有升压)。此时,在第一电池包252-1(第一接地检测装置10-1)内,像图7A所示的那样,分别经由电池模块314、第一连接点13、熔丝17、第二连接点15、升压部11、第三连接点19、保护电阻25、第一电阻间连接点29、接地检测电阻27、接地端子23、连接接地端子23间的假想导线24、接地端子23和接地电阻45,形成到达作为接地位置的电池间连接点43的闭环电路C1。
在该闭环电路C1中,作为电动势的总电压用E0-E1+E2表示,总电阻用R0+R1+R2表示。因此,闭环电路C1中流动的电流I1可以用下面的(式1)描述。
I1=(E0-E1+E2)/(R0+R1+R2) (式1)
在此,如果着眼于接地检测电阻R1,则可以用电压传感器31检测作为升压部11接通时的第一电阻间连接点29的电位的接地检测电压V1。因此,可以将闭环电路C1中流动的电流I1,作为接地检测电阻R1上流动的电流I1,用下面的(式2)描述。
I1=V1/R1 (式2)
可以从上述(式1)和(式2)分别推导出下面的(式3)和(式4)。
(E0-E1+E2)/(R0+R1+R2)=V1/R1 (式3)
E0-E1+E2=(R0+R1+R2)×V1/R1 (式4)
接着,在某电池间连接点(接地位置)43发生了接地的状态下,将升压部11的输出切换成高电位(无升压)。此时,在第一电池包252-1(第一接地检测装置10-1)内,像图7B所示的那样,分别经由电池模块314、第一连接点13、熔丝17、第二连接点15、第三连接点19、保护电阻25、第一电阻间连接点29、接地检测电阻27、接地端子23、连接接地端子23间的假想导线24、接地端子23和接地电阻45,形成到达作为接地位置的电池间连接点43的闭环电路C2。
在该闭环电路C2中,作为电动势的总电压用E0-E1表示,总电阻用与闭环电路C1同样的R0+R1+R2表示。因此,闭环电路C2中流动的电流I2可以用下面的(式5)描述。
I2=(E0-E1)/(R0+R1+R2) (式5)
在此,如果着眼于接地检测电阻R1,则可以用电压传感器31检测作为升压部11断开时的第一电阻间连接点29的电位的接地检测电压V2。因此,可以将闭环电路C2中流动的电流I2,作为接地检测电阻R1上流动的电流I2,用下面的(式6)描述。
I2=V2/R1 (式6)
可以从上述(式5)和(式6)依次推导出下面的(式7)和(式8)。
(E0-E1)/(R0+R1+R2)=V2/R1 (式7)
E0-E1=(R0+R1+R2)×V2/R1 (式8)
然后,如果用上述(式4)减去(式8),则可以依次推导出下面的(式9)和(式10)。
E2=(R0+R1+R2)×(V1/R1-V2/R1) (式9)
R2=(E2/(V1-V2)-1)×R1-R0 (式10)
在此,(式10)的右边出现的R1、R0、V1、V2、E2都是已知的,所以通过在(式10)的右边代入各自的值,可以求出与接地电阻43有关的电阻值R2。
下面,说明接地位置的相对电位E1的算出步骤。
如果分别把上述(式4)和(式8)变形,则可以分别推导出下面的(式11)和(式12)。
(E0-E1+E2)/(V1/R1)=R0+R1+R2 (式11)
(E0-E1)/(V2/R1)=R0+R1+R2 (式12)
如果用上述(式11)减去(式12),则可以依次推导出下面的(式13)~(式15)。
(E0-E1+E2)/(V1/R1)-(E0-E1)/(V2/R1)=0 (式13)
(E0+E2)×V2-E0×V1+(V1-V2)×E1=0 (式14)
E1=E0-E2×V2/(V1-V2) (式15)
在此,式(15)的右边出现的V1、V2、E0、E2都是已知的,所以通过在式(15)的右边代入各自的值,可以求出接地位置的相对电位E1。
在不发生接地的通常状态下,与接地电阻43有关的电阻值R2是兆欧单位的值。但是,在发生了接地的异常状态下,根据接地的程度,其值会减小。于是,通过评价与接地电阻43有关的电阻值R2,可以知晓接地位置(电池间连接点)43的接地的程度是轻度、中度、还是重度。
另外,在不发生接地的通常状态下,接地位置的相对电位E1是零。但是,在发生接地的异常状态下,根据电池模块314中的接地位置的位置不同,其值波动。于是,通过预先规定多个电池间连接点分别所属的电位宽度,考察接地位置的相对电位E1对应于与哪个电位宽度有关的电池间连接点,可以唯一地确定电池模块314中的接地位置的位置。
具体地,例如,一个电池单元310的蓄电电压为3V。此时,把多个电池间连接点(L1~L3)分别所属的电位宽度预先规定成:最低电位的电池间连接点(L1)的电位宽度为2.7V~3.3V,与该最低电位的电池间连接点(L1)在高电位侧邻接的电池间连接点(L2)的电位宽度为5.7V~6.3V,与该电池间连接点(L2)在高电位侧邻接的电池间连接点(L3)的电位宽度为8.7V~9.3V等。将这样的多个电池间连接点(L1~L3)分别所属的电位宽度的数据在电池单元监视部(CCU)332中存储管理。
在这样的情形下,接地位置的相对电位E1假如为6.1V。接地位置的相对电位E1(6.1V)落在电池间连接点(L2)处的电位宽度(5.7V~6.3V)中。因此,接地检测部41,基于接地位置的相对电位E1和在电池单元监视部(CCU)332中存储管理的、多个电池间连接点(L1~L3)分别所属的电位宽度的数据,可以唯一地确定电池模块314中的接地位置的位置是与最低电位的电池间连接点(L1)在高电位侧邻接的电池间连接点(L2)。
[根据本发明的第一实施方式的电池系统(第一电池包252-1)和第一接地检测装置10-1的作用效果]
在与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1中,像图4所示的那样,采用这样的结构,即,该结构具有:直流电源部(电池模块314),在一对非接地端子(正极端子352和负极端子353)之间串联连接多个电池单元310而成;接地电阻45,分别出现在多个电池单元310中的相互邻接的电池单元310之间的电池间连接点311和接地点23之间;升压部11,设置在一对非接地端子(正极端子352和负极端子353)中的高电位一侧(正极端子352),输出把该高电位升压得到的升压电位;保护电阻25和接地检测电阻27,在升压部11的输出侧(第三连接点19)和接地点23之间串联设置;以及接地检测部41,基于保护电阻25和接地检测电阻27之间的电阻间连接点29的电位与预定的阈值电位Vref的比较结果,检测直流电源部(电池模块314)中有没有接地。
如果使用与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1,则由于把直流电源部(电池模块314)的高电位(E0)升压得到的升压电位(E0+E2)用作接地检测用基准电位,所以不会产生所谓的不灵敏带(不能检测接地的电位),用单一种类的接地检测用基准电位,就可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地。
另外,接地检测部41采用如下的结构:在保护电阻25和接地检测电阻27之间的电阻间连接点29的电位超过阈值电位Vref时,检测直流电源部(电池模块314)中发生了接地。
如果这样地构成,则通过判断保护电阻25和接地检测电阻27之间的电阻间连接点29的电位是否超过阈值电位Vref,可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地。
另外,也可以采用如下的结构:升压部11具有切换地输出高电位(E0)或升压电位(E0+E2)中的某一个的作用,接地检测部41用升压部11的输出是升压电位时的电阻间连接点29的电位和升压部11的输出是高电位时的电阻间连接点29的电位,检测直流电源部(电池模块314)中的接地的发生状态。
如果这样地构成,则由于除了上述作用效果以外,还可以检测直流电源部(电池模块314)中的接地的发生状态,所以可以掌握与接地的发生状态有关的详细信息,并且可以基于掌握的详细信息,快速地进行从根据本发明的电池系统201电气切离第一电池包252-1、第一接地检测装置10-1等的适当的处置。
[根据本发明的第二实施方式的电池系统(第二电池包252-2)和第二接地检测装置10-2的结构]
参照图8说明根据本发明的第二实施方式的电池系统和第二接地检测装置10-2的结构。图8是与根据本发明的第一实施方式的电池系统相当的第二电池包252-2和第一接地检测装置10-2的电路结构图。
第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1与第二电池包252-2和第二接地检测装置10-2,除了取代升压部11而采用降压部51这一点以外,其它构成原则上是相同的。于是,通过说明上述二者的不同点,来代替对根据本发明的第二实施方式的电池系统(第二电池包252-2)和第二接地检测装置10-2的说明。
在第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1中,由升压部11把直流电源部(电池模块314)的高电位(E0)升压得到的升压电位(E0+E2)用作接地检测用基准电位,与此相对,在第二电池包252-2和第二接地检测装置10-2中,由降压部51把直流电源部(电池模块314)的低电位(例如,0V)降压得到的降压电位用作接地检测用基准电位。作为降压部51,只要适当选用例如绝缘型DC-DC变换器等即可。
降压部51中的降压部分的电位,例如,在直流电源部(电池模块314)的电压容量是480V时,与升压部11的情形同样地,优选地,在其5%(24V)~20%(96V)的范围内设定。其理由与升压部11的情形相同。
伴随着该降压部51的采用,在第二电池包252-2和第二接地检测装置10-2中,与第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1相比,电压的正负关系逆转。具体地,在第二电池包252-2和第二接地检测装置10-2中,与降压部51并联地设置的二极管21的朝向与在第一电池包252-1和第一接地检测装置10-1中的朝向相反,配设成阴极端子与第三连接点19连接,而阳极端子与第二连接点15连接。
[根据本发明的第二实施方式的电池系统(第二电池包252-2)和第二接地检测装置10-2的作用效果]
在与根据本发明的第二实施方式的电池系统相当的第二电池包252-2和第二接地检测装置10-2中,像图8所示的那样,采用这样的结构,即,该结构具有:直流电源部(电池模块314),在一对非接地端子(正极端子352和负极端子353)之间串联连接多个电池单元310而成;接地电阻45,分别出现在多个电池单元310中的相互邻接的电池单元310之间的电池间连接点311和接地点23之间;降压部51,设置在一对非接地端子(正极端子352和负极端子353)中的低电位一侧(负极端子353),输出把该低电位降压得到的降压电位;保护电阻25和接地检测电阻27,在降压部51的输出侧(第三连接点19)和接地点23之间串联设置;以及接地检测部41,基于保护电阻25和接地检测电阻27之间的电阻间连接点29的电位与预定的阈值电位Vref的比较结果,检测直流电源部(电池模块314)中有没有接地。
另外,在本第二实施方式的情形下也是,基本的思路与第一实施方式形态相同,假设图8所示的第一连接点13处发生了接地的情形,适当设定阈值电位Vref即可。
如果使用与根据本发明的第二实施方式的电池系统与相当的第二电池包252-2和第二接地检测装置10-2,则由于把直流电源部(电池模块314)的低电位降压得到的降压电位用作接地检测用基准电位,所以不会产生所谓的不灵敏带(不能检测接地的电位),用单一种类的接地检测用基准电位,就可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地。
另外,接地检测部41采用,在保护电阻25和接地检测电阻27之间的电阻间连接点29的电位下降得超过阈值电位Vref时,检测直流电源部(电池模块314)中发生了接地的结构。
如果这样地构成,则通过判断保护电阻25和接地检测电阻27之间的电阻间连接点29的电位是否下降得超过阈值电位Vref,可以实时地用简单的结构精度良好地检测有没有接地。
另外,降压部51具有切换地输出低电位或降压电位中的某一个的作用,接地检测部41也可以采用如下的结构:用降压部51的输出是降压电位时的电阻间连接点29的电位和降压部51的输出是低电位时的电阻间连接点29的电位,检测直流电源部(电池模块314)中的接地的发生状态。
如果这样地构成,则由于除了上述作用效果以外,还可以检测直流电源部(电池模块314)中的接地的发生状态,所以可以掌握与接地的发生状态有关的详细信息,并且可以基于掌握的详细信息,快速地进行从根据本发明的电池系统201电气切离第一电池包252-1、第一接地检测装置10-1等的适当的处置。
[其它实施方式]
以上说明的多个实施方式示出了本发明的具体例。因此,它们并不对本发明的技术范围构成限制性的解释。因为,本发明在不脱离其主要构思或其主要特征的情况下,可以以各种方式实施。
例如,在根据本发明的第一或第二实施方式的电池系统的说明中,举例说明了在第一或第二电池包252-1、252-2中的任一个中检测到接地的发生时,从根据本发明的电池系统201电气切离检测到接地发生的对应的电池包,但是本发明不限于该例子。
也可以采用如下的结构:在根据第一或第二实施方式的电池系统中的某一个或二者中检测到接地的发生时,从根据本发明的电池系统201电气切离检测到接地发生的对应的电池包,并且警告或报告该情况。
另外,在本发明的第一或第二接地检测装置10-1、10-2的说明中,举例说明了在第一或第二接地检测装置10-1、10-2中的某一个中检测到接地的发生时,从根据本发明的电池系统201电气切离检测到接地发生的对应的接地检测装置,但是本发明不限于该例子。
也可以采用如下的结构:在第一或第二接地检测装置10-1、10-2中的某一个或二者中检测到接地的发生时,从根据本发明的电池系统201电气切离检测到接地发生的对应的接地检测装置,并且警告或报告该情况。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电池系统,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
升压部,设置在上述一对非接地端子中的高电位一侧,输出把该高电位升压得到的升压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述升压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地,
上述升压部具有切换地输出上述高电位或上述升压电位中的某一个的作用,
上述接地检测部用上述升压部的输出是上述升压电位时的上述电阻间连接点的电位和上述升压部的输出是上述高电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
2.一种电池系统,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
降压部,设置在上述一对非接地端子中的低电位一侧,输出把该低电位降压得到的降压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述降压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地,
上述降压部具有切换地输出上述低电位或上述降压电位中的某一个的作用,
上述接地检测部用上述降压部的输出是上述低电位时的上述电阻间连接点的电位和上述降压部的输出是上述降压电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
3.如权利要求1或2所述的电池系统,其特征在于:
在上述电阻间连接点的电位超过了上述阈值电位时,上述接地检测部检测为上述直流电源部中发生了接地。
4.一种接地检测装置,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
升压部,设置在上述一对非接地端子中的高电位一侧,输出把该高电位升压得到的升压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述升压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地,
上述升压部具有切换地输出上述高电位或上述升压电位中的某一个的作用,
上述接地检测部用上述升压部的输出是上述升压电位时的上述电阻间连接点的电位和上述升压部的输出是上述高电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
5.一种接地检测装置,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
降压部,设置在上述一对非接地端子中的低电位一侧,输出把该低电位降压得到的降压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述降压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地,
上述降压部具有切换地输出上述低电位或上述降压电位中的某一个的作用,
上述接地检测部用上述降压部的输出是上述低电位时的上述电阻间连接点的电位和上述降压部的输出是上述降压电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
6.如权利要求4或5所述的接地检测装置,其特征在于:
在上述电阻间连接点的电位超过了上述阈值电位时,上述接地检测部检测为上述直流电源部中发生了接地。
Claims (10)
1.一种电池系统,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
升压部,设置在上述一对非接地端子中的高电位一侧,输出把该高电位升压得到的升压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述升压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地。
2.一种电池系统,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
降压部,设置在上述一对非接地端子中的低电位一侧,输出把该低电位降压得到的降压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述降压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地。
3.如权利要求1或2所述的电池系统,其特征在于:
在上述电阻间连接点的电位超过了上述阈值电位时,上述接地检测部检测为上述直流电源部中发生了接地。
4.如权利要求1所述的电池系统,其特征在于:
上述升压部具有切换地输出上述高电位或上述升压电位中的某一个的作用;
上述接地检测部用上述升压部的输出是上述升压电位时的上述电阻间连接点的电位和上述升压部的输出是上述高电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
5.如权利要求2所述的电池系统,其特征在于:
上述降压部具有切换地输出上述高电位或上述降压电位中的某一个的作用;
上述接地检测部用上述降压部的输出是上述低电位时的上述电阻间连接点的电位和上述降压部的输出是上述降压电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
6.一种接地检测装置,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
升压部,设置在上述一对非接地端子中的高电位一侧,输出把该高电位升压得到的升压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述升压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地。
7.一种接地检测装置,其特征在于,具有:
直流电源部,在一对非接地端子之间串联连接多个电池而成;
接地电阻,分别出现在上述多个电池中的相互邻接的电池之间的电池间连接点和接地点之间;
降压部,设置在上述一对非接地端子中的低电位一侧,输出把该低电位降压得到的降压电位;
保护电阻和接地检测电阻,在上述降压部的输出侧和上述接地点之间串联设置;以及
接地检测部,基于上述保护电阻和上述接地检测电阻之间的电阻间连接点的电位与预定的阈值电位的比较结果,检测上述直流电源部中有没有接地。
8.如权利要求6或7所述的接地检测装置,其特征在于:
在上述电阻间连接点的电位超过了上述阈值电位时,上述接地检测部检测为上述直流电源部中发生了接地。
9.如权利要求6所述的接地检测装置,其特征在于:
上述升压部具有切换地输出上述高电位或上述升压电位中的某一个的作用;
上述接地检测部用上述升压部的输出是上述升压电位时的上述电阻间连接点的电位和上述升压部的输出是上述高电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
10.如权利要求7所述的接地检测装置,其特征在于:
上述降压部具有切换地输出上述高电位或上述降压电位中的某一个的作用;
上述接地检测部用上述降压部的输出是上述低电位时的上述电阻间连接点的电位和上述降压部的输出是上述降压电位时的上述电阻间连接点的电位,检测上述直流电源部中的接地的发生状态。
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