CN103779620A

CN103779620A - 蓄电系统

Info

Publication number: CN103779620A
Application number: CN201310498940.3A
Authority: CN
Inventors: 野泽尭志
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2033-10-22
Also published as: JP2014086296A; JP5660105B2; US9128138B2; CN103779620B; US20140111160A1

Abstract

一种蓄电系统包括：多个串联连接的蓄电块（11），每个蓄电块包括至少一个蓄电元件；电压检测电路（40），其通过电压检测线路连接到每个所述蓄电块（11）；保护电路，其包括通过所述电压检测线路与每个所述蓄电块（11）并联连接的过电压保护元件、以及与所述过电压保护元件串联连接的第一电阻器；放电电路，其通过所述电压检测线路与每个过电压保护元件并联连接，以及与所述第一电阻器串联连接，所述放电电路包括具有与所述第一电阻器相比更大电阻值的第二电阻器；以及控制器（50），其通过在所述蓄电元件未被连接到负荷时将放电的第一蓄电块（11A）的电压与未放电的第二蓄电块（11B）的电压进行比较，检测所述过电压保护元件中的异常。

Description

蓄电系统

技术领域

本发明涉及用于检测保护电路中的异常的技术，每个保护电路包括以与多个串联电连接的蓄电元件中对应的一个相对应的方式设置的过电压保护元件。

背景技术

为了避免每个单电池的反向充电状态，可以将齐纳二极管与多个串联电连接的单电池中的每一个并联电连接。例如，当单电池中的任一个进入反向充电状态时，使放电电流流入对应的一个齐纳二极管并且绕过任一单电池。因此，可以消除任一单电池的反向充电状态。

但是，当任一齐纳二极管发生故障并且出现异常时，漏电流可能流过所述任一齐纳二极管。与发生故障的齐纳二极管并联连接的单电池的电压由于漏电流而降低，因此需要检测齐纳二极管的异常。在公开号为2010-140785的日本专利申请（JP2010-140785A）中，在路径中设置额外的故障检测开关元件来对电池进行充电或放电，从而检测开/关单元（开关元件）的故障。当故障检测开关元件受接通/关断控制时，通过检测该开/关单元的接通/关断状态来检测开/关单元的故障。

在JP2010-140785A中，需要设置能够接受接通/关断控制的另一故障检测开关元件以检测故障。因此，电路配置变复杂，并且故障检测目标限于开关元件。例如，不可能检测在过电压保护电路中使用的诸如齐纳二极管之类的元件的故障。

发明内容

本发明提供一种能够检测保护电路中的异常的蓄电系统，每个保护电路包括以与多个串联电连接的蓄电块中对应的一个相对应的方式设置的过电压保护元件，每个蓄电块包括被充电或放电的蓄电元件。

本发明的第一方面涉及蓄电系统。所述蓄电系统包括：多个串联连接的蓄电块，每个蓄电块包括至少一个连接到负荷并被配置为被充电或放电的蓄电元件；电压检测电路，其通过对应的电压检测线路连接到所述蓄电块中的每一个并被配置为检测所述蓄电块中的每一个的电压；保护电路，其包括通过所述对应的电压检测线路与所述蓄电块中的每一个并联连接的过电压保护元件、以及与所述过电压保护元件串联连接的第一电阻器，并且所述保护电路以与所述蓄电块中的每一个相对应的方式设置；放电电路，其通过所述对应的电压检测线路与所述过电压保护元件中的每一个并联连接，以及与所述第一电阻器串联连接，并且所述放电电路包括具有与所述第一电阻器相比更大电阻值的第二电阻器；以及控制器，其被配置为使用所述对应的电压检测电路的检测到的电压来比较所述蓄电块之间的电压，并检测所述过电压保护元件中的异常。所述控制器被配置为通过在所述蓄电元件未被连接到所述负荷的状态下将所述蓄电块之中的第一蓄电块的电压与所述蓄电块之中的第二蓄电块的电压进行比较，检测所述过电压保护元件中的异常，该第一蓄电块被置于通过激活对应的放电电路而导致电流流过对应的第二电阻器的放电状态，该第二蓄电块未被置于通过激活对应的放电电路而导致的所述放电状态。

根据本发明的第一方面，每个放电电路的第二电阻器的电阻值大于每个保护电路的第一电阻器的电阻值。因此，当激活对应的放电电路时，基于所述第一电阻器的电阻值并流过异常的过电压保护元件的漏电流大于通过与所述过电压保护元件并联连接的所述第二电阻器流过电流路径的电流。由于所述过电压保护元件中出现异常导致的漏电流流动所引起的电压降低的降低量大于通过激活所述对应的放电电路而被置于放电状态的蓄电块的电压降低量。因此，通过比较蓄电块之间的电压，可以检测其过电压保护元件中出现异常并且漏电流流动的蓄电块，即，检测过电压保护元件的异常。

在上述方面，所述控制器可被配置为通过在所述蓄电元件未被连接到所述负荷的状态下激活所述放电电路来执行用于均衡所述蓄电块的电压的均衡处理。此时，所述控制器可被配置为获取所述第一蓄电块的电压与所述第二蓄电块的电压的电压差，以及在所述电压差已经超过预定阈值时，检测到所述第二蓄电块中对应的过电压保护元件处于异常状态，所述电压差在用于通过激活对应的放电电路而降低所述第一蓄电块的电压的所述均衡处理期间以预定时间间隔被检测。

在上述方面，每个放电电路可以包括所述第二电阻器和与所述第二电阻器串联连接的开关。每个过电压保护元件可以为齐纳二极管。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术与工业意义，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例在车辆上安装的电池系统的配置的视图；

图2是示出根据本发明的第一实施例的电池组和电压监测单元的配置的视图；

图3是示出根据本发明的第一实施例由于保护电路中的异常而出现的漏电流，以及通过均衡化引起的放电电流的视图；

图4是示出根据本发明的第一实施例的保护电路的异常检测的视图；以及

图5是示出根据本发明的第一实施例的检测保护电路中的异常的异常检测处理的流程图。

具体实施方式

在下文中，将描述本发明的实施例。

第一实施例

将参照图1描述根据本实施例的电池系统。图1是示出电池系统的配置的示意图。根据本实施例的电池系统安装在车辆上。该车辆可以是混合动力车辆或电动车辆。在本实施例中，描述混合动力车辆作为实例。另选地，例如可以采用仅包括电池系统（电池组）作为用于驱动车辆的电源的电动车辆。

电池系统包括电池组10。电池组10的正极端子和逆变器31通过正极线（电缆）PL而相互连接，电池组10的负极端子和逆变器31通过负极线（电缆）NL而相互连接。系统主继电器SMR-B设置在正极线PL中。系统主继电器SMR-G设置在负极线NL中。

逆变器31（负荷）将从电池组10提供的直流电转换为交流电。电动发电机32（交流电电动机）连接到逆变器31。电动发电机32在接收到从逆变器31提供的交流电时产生用于驱动车辆的动能。电动发电机32连接到轮子33。当车辆为混合动力车辆时，引擎（未示出）连接到轮子33，引擎产生的动能可以被传输到轮子33。这样，可以使用电池组10或引擎的输出使车辆行驶。

当车辆减速或停止时，电动发电机32将制动车辆时产生的动能转换为电能（交流电）。逆变器31将电动发电机32产生的交流电转换为直流电，并将该直流电提供给电池组10。这样，电池组10能够存储再生的电力。在混合动力车辆实例中，除了再生的电力，还可以使用引擎驱动电动发电机32来将电能存储在电池组10内。

控制器50通过将控制信号分别输出到逆变器31和电动发电机32，对逆变器31和电动发电机32执行驱动控制。控制器50可以包括存储各种信息的存储器（未示出）。可以将存储器设置为并入到控制器50内，也可以设置在控制器50外部。

控制器50能够以与逆变器31和电动发电机32中的每一个相对应的方式设置。可以独立于车辆控制设置用于执行均衡处理（在下面描述）或检测保护电路异常的异常检测处理的额外的控制器。即，控制整个车辆的中央控制装置可以控制各个部分，也能够以与分别控制相应的一个部分相对应的方式设置单独的控制器，然后可以将中央控制装置分别连接到各个控制器。

有关车辆点火开关的接通/关断状态（IG-ON、IG-OFF）的信息被输入到控制器50。控制器50基于点火开关的接通/关断状态将控制信号输出到系统主继电器SMR-B、SMR-G。这样，系统主继电器SMR-B、SMR-G中的每一个在接通状态与关断状态之间切换。

当车辆的点火开关从关断状态切换为接通状态时，控制器50通过将系统主继电器SMR-B、SMR-G从关断状态切换为接通状态，将电池组10与逆变器31相互连接。这样，图1所示的电池系统进入启动状态（准备接通状态）。

另一方面，当点火开关从接通状态切换为关断状态时，控制器50通过将系统主继电器SMR-B、SMR-G从接通状态切换为关断状态，中断电池组10与逆变器31之间的连接。这样，图1所示的电池系统进入停止状态（准备关断状态）。

可以在电池系统中设置电流传感器或温度传感器（未示出）。在电池组10的电流路径中设置的电流传感器检测流经电池组10的充电和放电电流，并能够将检测到的结果输出到控制器50。在电池组10中设置的温度传感器检测电池组10的电池温度，并能够将检测到的结果输出到控制器50。

控制器50能够基于电压监测单元20的检测值、电流值等计算电池组10的荷电状态（SOC），并且获取电池组10的输出或输入功率。因此，可以响应于车辆输出请求执行充电控制或放电控制。

根据本实施例的电池组10直接连接到逆变器31；但是，电池组10不限于该配置。具体而言，可以在电池组10与逆变器31之间的电流路径中设置升压电路。这样，升压电路能够升高电池组10的输出电压，并将升高的电力提供给逆变器31。该升压电路还能降低逆变器31的输出电压，并将降低的电力提供给电池组10。

能够使用外部电源对电池组10充电。外部电源是设置在车辆外部与车辆分离的电源。外部电源例如可以是商业电源。当使用商业电源时，需要将交流电转换为直流电的充电器（未示出）。该充电器可以设置在车辆外部与车辆分离，也可以添加到图1所示的电池系统上。

电压监测单元40检测电池组10的电压值或在电池组10中包括的各个单电池11的电压值。电压监测单元40将检测到的结果输出到控制器50。图2是示出电池组10和电压监测单元40的配置的视图。

如图2所示，电池组10包括多个串联电连接的单电池11（对应于蓄电元件）。可基于电池组10的所需输出等依需要而设定构成电池组10的单电池11的数量。每个单电池11可以是二次电池，例如金属镍氢化物电池和锂离子电池。可以使用电气双层电容器替代二次电池。

电压监测单元（对应于电压检测电路）40通过多个电压检测线路L1、L2中对应的两个而连接到每个单电池11。虽然图2未示出，但是开关可以分别设置在位于电压监测单元40与单电池11之间的电压检测线路L1、L2中。每个开关例如可以是光金属氧化物半导体（MOS）继电器。

两个电压检测线路L1分别连接到电池组10的正极端子和负极端子。电池组10的正极端子对应于位于图2所示的电池组10的电路配置一端上的单电池11的正极端子。电池组10的负极端子对应于位于图2所示的电池组10的电路配置另一端上的单电池11的负极端子。每个电压检测线路L2连接到串联电连接的两个相邻单电池11中的一个的负极端子以及串联电连接的两个相邻单电池11中的另一个的正极端子。

电阻器R11（对应于第一电阻器）设置在电压检测线路L1、L2中的每一个中。当大于允许电流值的电流流过电阻器R11中的任何一个时，可以通过熔化电阻器R11中的所述任何一个，中断电压监测单元40与电池组10之间的电连接。因此，可以抑制从电池组10（相应的单电池11）到电压监测单元40过量电流流过。

齐纳二极管D分别通过电压检测线路L1、L2中对应的两个而与单电池11并联电连接。每个齐纳二极管D的阴极连接到单电池11中对应的一个的正极端子。对应的电阻器R11设置在该阴极与该正极端子之间的电流路径中。每个齐纳二极管D的阳极连接到单电池11中对应的一个的负极端子。对应的电阻器R11设置在该阳极与该负极端子之间的电流路径中。每个电阻器R11与齐纳二极管D中对应的一个串联连接。

齐纳二极管D用于抑制从电池组10向电压监测单元40施加过电压。即，当从电池组10向电压监测单元40施加过电压时，电流流过齐纳二极管D中的任何一个。这样，抑制向电压监测单元40施加过电压。在此，多个齐纳二极管D相互串联电连接。

电阻器R21设置在电压检测线路L1中的每一个中。电阻器R21被包括在电压监测单元40中。每对电阻器R11、R21相互串联电连接。对应的两个齐纳二极管D的阴极和阳极连接到电阻器R11、R21的连接节点。

电压检测线路L2中的每一个分支为电压监测单元40内的两个分支线路L21、L22。电阻器R21设置在每个分支线路L21中。电阻器R22设置在每个分支线路L22中。

成对的电阻器R11、R21在每个电压检测线路L2中相互串联电连接。对应的两个齐纳二极管D的阳极和阴极连接到电阻器R11、R21的连接节点。此外，成对的电阻器R11、R22在每个电压检测线路L2中相互串联电连接。对应的两个齐纳二极管D的阳极和阴极连接到电阻器R11、R22的连接节点。

在电压检测线路L1、L2中的每一个中，对应的电阻器R21、R22或对应的电阻器R21（对应于第二电阻器）与对应的齐纳二极管D并联连接，并且与对应的电阻器R11（第一电阻器）串联连接。

在此，本实施例中的齐纳二极管D中的每一个为过电压保护元件，并且通过电压检测线路L1、L2或电压检测线路L2与串联连接的单电池11中对应的一个并联连接。每个齐纳二极管D与串联连接的电阻器R11（第一电阻器）一起构成了抑制向电压监测单元40施加过电压的保护电路。

电容器（飞跨电容）C和开关SW1连接到电压检测线路L1中的一个和分支线路L22。具体而言，电容器C和开关SW1连接到位于电阻器R21与取样开关SW21之间的电压检测线路L1以及位于电阻器R22与取样开关SW22之间的分支线路L22。取样开关SW21连接到电压检测线路L1中的所述一个。取样开关SW22连接到分支线路L22。此外，电容器（飞跨电容）C和开关SW1连接到电压检测线路L1中的另一个以及分支线路L21。具体而言，电容器C和开关SW1连接到位于电阻器R21与取样开关SW22之间的电压检测线路L1以及位于电阻器R21与取样开关SW21之间的分支线路L21。取样开关SW22连接到电压检测线路L1中的所述另一个。取样开关SW21连接到分支线路L21。

对于连接到每个单电池11的正极端子和负极端子的任何两个相邻的电压检测线路L2，电容器C和开关SW1连接到电压检测线路L2中的一个的分支线路L21以及电压检测线路L2中的另一个的分支线路L22。具体而言，电容器C和开关SW1连接到位于电阻器R21与取样开关SW21之间的分支线路L21以及位于电阻器R22与取样开关SW22之间的分支线路L22。在此，取样开关SW21连接到分支线路L21。取样开关SW22连接到分支线路L22。

开关SW1中的每一个在接收到来自控制器50的控制信号时，在接通状态与关断状态之间切换。开关SW1用于均衡构成电池组10的所有单电池11的电压值。

具体而言，当单电池11中的任何一个的电压值高于其它单电池11的电压值时，可通过将与单电池11中的所述任何一个并联电连接的开关SW1从关断状态切换到接通状态，对单电池11中的所述任何一个放电。即，当接通对应的开关SW1时，可以允许单电池11中的所述任何一个的放电电流流过电阻器R21、R22。因此，可以降低单电池11中的所述任何一个的电压值。这样，可以使单电池11中的所述任何一个的电压值与其它单电池11的电压值相等。

在本实施例中，成对的电阻器R21、R22（第二电阻器）是通过电压检测线路L1、L2分别与齐纳二极管D并联连接并允许放电电流流动以实现均衡的电阻器。电阻器对R21、R22（第二电阻器）与串联连接到对应的电阻器对R21、R22的开关SW1（均衡开关）一起构成均衡电路（对应于放电电路）。根据本实施例的均衡电路设置在电压监测单元40内；替代地，均衡电路可以单独地设置在电压监测单元40与保护电路之间。

包括在每个保护电路中的电阻器R11中的每一个与包括在每个均衡电路中的电阻器R21、R22中的每一个在电阻值方面具有大小关系。具体而言，与电阻器R11中的每一个相比，电阻器R21、R22中的每一个具有更大的电阻值。下面将描述详细内容。

电容器C中的每一个通过电压检测线路L1、L2或电压检测线路L2而电连接到单电池11中对应的一个。因此，利用对应的单电池11内存储的电荷对每个电容器C充电。这样，每个电容器C的电压值变得等于对应的单电池11的电压值。

分别连接到每个单电池11的正极端子和负极端子的取样开关SW21、SW22连接到比较器41。具体而言，每个取样开关SW21连接到比较器40的一个输入端子。每个取样开关SW22连接到比较器41的另一个输入端子。在此，取样开关SW21、SW22中的每一个在接收到来自控制器50的控制信号时，在接通状态与关断状态之间切换。多个取样开关SW21、SW22可以由多工器形成。

当仅接通对应于单电池11中的任何一个的取样开关SW21、SW22时，比较器41输出单电池11中的所述任何一个的电压值（对应于单电池11中的所述任何一个的电容器C的电压值）。借此方式，通过依次接通对应于单电池11的取样开关对SW21、SW22，可以依次检测单电池11的电压值。比较器41的输出信号受到AD转换，然后被输入到控制器50。这样，控制器50能够检测每个单电池11的电压。

接下来，将描述根据本实施例的保护电路异常检测。在其中多个单电池11相互串联电连接的电池组10中，电压（换言之，SOC）可能通过电池组10的充电和放电操作而在多个单电池11之间变化。因此，在电池系统中设置均衡电路。控制器50通过激活对应的均衡电路而对高压侧单电池11放电。这样，单电池11之间的电压变化被抑制。

但是，在图2所示的配置中，当齐纳二极管D中的任何一个发生故障时，漏电流I_Leak沿图3中的箭头所示的方向流过与单电池11B并联电连接的齐纳二极管D。此时，单电池11B进入放电状态，所存储的电能减少，并且单电池11B的电压降低。

此时，单电池11B（对应于第二蓄电块）的电压变得低于另一单电池11A的电压，其中单电池11B对应的齐纳二极管D已经发生故障，而单电池11A对应的齐纳二极管D尚未发生故障，因此，单电池11A、11B之间的电压发生变化。因此，控制器50通过响应于单电池11A、11B之间的预定电压差而激活单电池11A的均衡电路来执行放电操作。借此方式，控制器50执行均衡处理，以使单电池11A（对应于第一蓄电块）的电压与单电池11B的电压相等。

但是，由于上述漏电流，单电池11B进入放电状态，因此，例如降低单电池11A的电压以追随单电池11B的电压，单电池11B的电压由于漏电流流动而继续降低。因此，单电池11A的电压（SOC）降低的程度可能超过必要程度，而不是抑制电压变化。因此，有必要检测齐纳二极管D中的故障。

在本实施例中，包括与每个齐纳二极管D并联连接的电阻器R21（或电阻器R22）的每个均衡电路中的电阻器R21（或电阻器R22）的电阻值被设定为大于每个保护电路中与齐纳二极管D串联连接的电阻器R11的电阻值，每个保护电路通过电压检测线路L1、L2（或电压检测线路L2）连接到对应的单电池11。

也就是说，每个均衡电路的每个电阻器R21（或每个电阻器R22）的电阻值被设定为大于每个保护电路的每个电阻器R11的电阻值。这样，获取下面的结果。即，可以基于电阻器R11的电阻值设定流过异常的齐纳二极管D的漏电流I_Leak，以使该漏电流I_Leak大于在对应的均衡电路被激活时流过经由与齐纳二极管D并联连接的电阻器R21（或电阻器R22）的电流路径的放电电流I_Ave。

这样，单电池11B的电力消耗大于通过单电池11A均衡化的电力消耗，对于单电池11B，漏电流I_Leak流过对应的齐纳二极管D，而对于单电池11A，没有漏电流I_Leak流过对应的齐纳二极管D。因此，虽然因为漏电流I_Leak流动导致单电池11A、11B之间发生电压变化而执行均衡处理，但是单电池11A、11B之间的电压差随着时间的流逝而逐渐增加。

换言之，均衡处理是抑制单个电池11之间电压变化的处理。所对应的齐纳二极管D已经发生故障的单电池11B的电压低于所对应的齐纳二极管D尚未发生故障的单电池11A的电压。因此，可以通过均衡处理判定每个齐纳二极管D发生故障的可能性。在本实施例中，每个均衡电路的电阻器R21（或电阻器R22）的电阻值大于每个保护电路的每个电阻器R11的电阻值。因此，流过齐纳二极管D的漏电流I_Leak的电流值大于单电池11A的均衡电流值，对于单电池11A，没有漏电流I_Leak流过对应的齐纳二极管D。因此，单电池11A、11B之间的电压差随着时间的流逝而逐渐增加。通过捕捉上述现象而检测齐纳二极管D的异常。

包括在每个保护电路中的每个电阻器R11的电阻值以及大于每个电阻器R11的电阻值的包括在每个均衡电路中的电阻器R21（或电阻器R22）的电阻值可以被规定为这样的值：使得可以在大于或等于特定电流值的漏电流流过齐纳二极管D时，检测每个齐纳二极管D的异常。此时，电阻器R21（或电阻器R22）的电阻值可被设定为大于每个电阻器R11的电阻值并且基于均衡处理的放电能力（例如，每单位时间的电压降低率）的值。

图4是示出根据本实施例的保护电路异常检测的视图。如图4所示，当没有漏电流流过齐纳二极管D的异常（漏电异常）时，单电池11A的电压Va和单电池11B的电压Vb例如具有相同的电压值。

当漏电流流过与单电池11B并联连接的齐纳二极管D的漏电异常发生时，电压Vb相对于电压Va继续降低。这样，在电压Va与电压Vb之间出现电压差。

当电压Va与电压Vb之间的电压差变得大于电压差V_ab1（此时执行预设的均衡处理）时，控制器50将单电池11A的开关SW1从关断状态切换为接通状态。这样，通过激活对应的均衡电路，使放电电流流过电阻器R21、R22。此时，控制器50例如通过将均衡处理开始时的电压Vb设为目标值（V_base），计算使放电电流流动的时间段。控制器50能够执行控制，以便通过激活对应的均衡电路使放电电流经历计算出的时间段流过电阻器R21、R22。

单电池11A的电压Va朝着目标值（V_base）降低，其中针对单电池11A激活均衡电路。另一方面，鉴于即使在对应的均衡电路未被激活的状态下（对应的开关SW1处于关断状态）漏电流I_Leak流过齐纳二极管D，单电池11B的电压Vb降低，其中对于单电池11B，齐纳二极管D中存在漏电异常。与通过单电池11A的均衡处理降低的电压值相比，单电池11B的电压以更高的降低速率降低。

控制器50在均衡处理期间以预定的时间间隔获取单电池11A、11B的电压，并且获取单电池11A、11B之间的电压差。在单电池11A、11B之间的电压差已经超过预设的阈值V_ab2时，可以检测到与单电池11B连接的齐纳二极管D处于异常状态。阈值V_ab2例如可被设为大于执行预设的均衡处理时的电压差V_ab1的值。

图5是示出根据本实施例的检测保护电路中的异常的异常检测处理的处理流程的流程图。异常检测处理由控制器50执行。在本实施例中，异常检测处理与控制器50执行的均衡处理（在均衡处理期间）一起执行。

如图5所示，控制器50判定车辆的点火开关是否处于关断状态（S101）。在电池组10不与负荷接触的状态下（系统主继电器SMR-B、SMR-G处于关断状态）执行均衡处理，即，在不对单电池11充电或放电并且基本没有电压波动的情况下。

当点火开关关断时，控制器50从电压监测单元40中获取每个单电池11的电压，并判定在单电池11之间是否存在执行预设均衡处理时的电压差V_ab1（S102）。当在单电池11之间没有电压差V_ab1时，结束均衡处理（异常检测处理）。

在步骤S102，当控制器50判定单电池11之间存在电压差V_ab1时，控制器50执行均衡处理（S103）。控制器50从具有基于获取自电压监测单元40的电压值的电压差的单电池11当中识别具有低压值的单电池11，并且激活具有高压值的单电池11的均衡电路。此时，控制器50执行控制，以激活具有低压值的单电池11的均衡电路之外的均衡电路，而不激活具有低压值的单电池11的均衡电路。

在均衡处理开始之后，控制器50以预定的时间间隔获取所有单电池11的电压值（S104）。控制器50监测各个单电池11的电压值是否达到目标值（V_base）。结束对应于电压值已经达到目标值的单电池11的均衡电路的激活。另一方面，继续对应于电压值尚未达到目标值的单电池11的均衡电路的激活。

此外，控制器50使用已获取的电压值计算具有低压值的单电池11（即，其均衡电路未被激活的单电池11）的电压值与其它任一单电池11的电压值之间的电压差。控制器50判定其均衡电路未被激活的单电池11（第二蓄电块）的电压值与其均衡电路被激活的单电池11（第一蓄电块）的电压值之间的电压差是否已经超过阈值V_ab2（S105）。

当控制器50判定其均衡电路未被激活的单电池11的电压值与其均衡电路被激活的单电池11的电压值之间的电压差尚未超过阈值V_ab2时，控制器50做出正常判定，即，对应的齐纳二极管D中没有漏电异常（对应的保护电路中没有异常）（S106）。之后，重复地执行步骤S104至步骤S106，直到均衡处理结束（S107）。

另一方面，当控制器50在步骤S105判定其均衡电路未被激活的单电池11的电压值与其均衡电路被激活的单电池11的电压值之间的电压差已经超过阈值V_ab2时，控制器50做出异常判定，即，在对应于其均衡电路未被激活的单电池11的齐纳二极管D中存在漏电异常（在对应的保护电路中存在异常）（S108）。之后，均衡处理结束。

在步骤S108，控制器50能够在判定齐纳二极管D存在漏电异常时，执行警报处理以通过点亮报警灯、或者借助语音或显示单元输出消息等通知用户。

借此方式，根据本实施例，可以在不设置用于检测保护电路的异常的另一异常检测开关元件等的情况下，通过简单的配置检测异常。此外，可以检测在每个保护电路中使用的元件的异常，例如开关元件之外的齐纳二极管。

尤其是，在本实施例中，仅通过设定在每个均衡电路中使用的电阻器R21（或电阻器R22）的电阻值，以使电阻器R21（或电阻器R22）的电阻值大于在每个保护电路中使用的每个电阻器R11的电阻值，便可检测齐纳二极管中的漏电异常。这样，可以仅通过更换包括保护电路和均衡电路的电池系统的现有电阻器，容易地实现齐纳二极管的漏电异常检测。即，没必要添加额外的异常检测元件或更改现有的电路配置来检测齐纳二极管中的漏电异常。这样，可以在检测齐纳二极管中的漏电异常方面以及电池系统整体设计的灵活性方面获得极高的有利效果。

在上述实施例中，电压监测单元40使用单个比较器41将多个单电池11中的每一个的电压输出到控制器50。但是，例如，以与每个单电池11相对应的方式设置比较器41，并且每个单电池11的电压从每个比较器41单独地输出到控制器50也是适用的。

Claims

1.一种蓄电系统，其特征在于包括：

多个串联连接的蓄电块（11），每个蓄电块包括至少一个连接到负荷并被配置为被充电或放电的蓄电元件；

电压检测电路（40），其通过对应的电压检测线路连接到所述蓄电块（11）中的每一个并被配置为检测所述蓄电块（11）中的每一个的电压；

保护电路，其包括通过所述对应的电压检测线路与所述蓄电块（11）中的每一个并联连接的过电压保护元件、以及与所述过电压保护元件串联连接的第一电阻器，并且所述保护电路以与所述蓄电块（11）中的每一个相对应的方式设置；

放电电路，其通过所述对应的电压检测线路与所述过电压保护元件中的每一个并联连接，以及与所述第一电阻器串联连接，并且所述放电电路包括具有与所述第一电阻器相比更大电阻值的第二电阻器；以及

控制器（50），其被配置为使用所述对应的电压检测电路（40）的检测到的电压来比较所述蓄电块（11）之间的电压，并检测所述过电压保护元件中的异常，其中

所述控制器（50）被配置为通过在所述蓄电元件未被连接到所述负荷的状态下将所述蓄电块之中的第一蓄电块（11A）的电压与所述蓄电块之中的第二蓄电块（11B）的电压进行比较，检测所述过电压保护元件中的异常，该第一蓄电块（11A）被置于通过激活对应的放电电路而导致电流流过对应的第二电阻器的放电状态，该第二蓄电块（11B）未被置于通过激活对应的放电电路而导致的所述放电状态。

2.根据权利要求1的蓄电系统，其特征在于

所述控制器（50）被配置为通过在所述蓄电元件未被连接到所述负荷的状态下激活所述放电电路来执行用于均衡所述蓄电块（11）的电压的均衡处理，获取所述第一蓄电块（11A）的电压与所述第二蓄电块（11B）的电压的电压差，以及在所述电压差已经超过预定阈值时，检测到所述第二蓄电块（11B）中对应的过电压保护元件处于异常状态，所述电压差在用于通过激活对应的放电电路而降低所述第一蓄电块（11A）的电压的所述均衡处理期间以预定时间间隔被检测。

3.根据权利要求1或2的蓄电系统，其特征在于

每个放电电路包括所述第二电阻器和与所述第二电阻器串联连接的开关。

4.根据权利要求1至3中任一项的蓄电系统，其特征在于

每个过电压保护元件为齐纳二极管（D）。