CN103959552B - 汇流条模块、电池组和电池状态监测系统 - Google Patents

汇流条模块、电池组和电池状态监测系统 Download PDF

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Abstract

[问题]公开的是在电池单体的数量上不同的电池组之间容易交换的电池状态通知单元、包括该电池状态通知单元的汇流条模块和电池组、和包括该电池状态通知单元的电池状态监测系统。[技术方案]该电池状态通知单元(39)包括与预定单位数的电池单体(21)的每个相对应的多个子单元(40)。所述子单元(40)根据与由汇流条(32)和端子装配件(33)输出的电极间电压对应的单体温度信号生成由包括指示与子单元(40)对应的电池单体(21)的状态的数据的数字信号所构成的电池状态数据，并且将该电池状态数据传输至外部电池状态监测单元(60)。

Description

汇流条模块、电池组和电池状态监测系统
技术领域
本发明涉及一种用于监测适于安装到例如混合动力车辆或电动车辆的电池组的状态的电池状态通知单元、包括所述电池状态通知单元的汇流条模块和电池组、以及包括所述电池状态通知单元的电池状态监测系统。
背景技术
最近，已经流行伴随发动机和电马达运转的混合动力车辆(下文称为HEV)，或仅通过电马达运转的电动车辆。例如，HEV设置有用于起动上述电马达和使车辆中的电气部件致动的约12V的低压电池和用于驱动上述电马达的高压电池。上述高压电池包括作为单位电池(也就是，电池单体)的二次电池，诸如镍氢电池或锂电池，并且使得多个该单位电池串联连接以构成电池组从而获得高压(例如，参见PTL 1)。
在重复充电和放电时，上述高压电池具有在各单位电池的电极间电压(即，电荷状态(SOC))中诱发的变化。鉴于各单位电池的公差或安全性，需要高压电池的充电和放电在具有最高的电极间电压的单位电池达到预定的上限电压时禁止充电，以及当具有最低的电极间电压的单位电池达到预定的下限时禁止放电。因此，在各单位电池包括SOC的变化的异常状态下，电池的有效容量基本上减少。由此，在上述高压电池中，必须的是，具有较高的电极间电压的单位电池独立地于上述电马达驱动器放电，并且各单位电池的SOC被均等化以返回到其正常状态。为了使各单位电池的SOC均等化，必须监测各单位电池的电极间电压。
此外，由于上述高压电池通过在驱动电马达时放出大电流而生成很多热量，所以如果单位电池的一部分具有这种缺陷，则电池可能处于超过所允许的上限温度的高温异常状态。由此，为了通过在这种高温异常状态出现之前停止放电而规避该异常状态，必须监测高压电池的温度。此外，电池温度的变化使得上述电极间电压改变，需要为上述电极间电压补偿温度。
图16图示作为传统电池状态监测系统的高压电池系统。
该高压电池系统(由图中的参考符号801示出)设置有作为多个电池组的高压电池810、监测该高压电池810的状态的电池状态监测装置850。
高压电池810设置有：包括布置在一个方向上的多个电池单体821的电池模块820；布置成叠置在电池模块820上的汇流条模块830；包括连接器插头841和多根电缆842的线束840。
汇流条模块830设置有多个汇流条831。多个汇流条831通过连接彼此相邻的电池单体821的正负电极使得该多个电池单体821完全串联联接。汇流条模块830在根据测量的温度输出电压的一个方向(即，多个电池单体821的布置方向)上的中间和两端处还设置有多个温度传感器832。
线束840的多根电缆842使得其一端各自连接到连接器插头841内未示出的端子，并且使得其另一端各自连接到多个端子装配件833和上述温度传感器832，所述多个端子装配件833如通过叠置在多个汇流条831上而连接到电池单体821的电极。
电池状态监测装置850设置有例如箱式壳体851、由收纳在壳体851中的这种微处理器构成的控制器(未示出)。壳体851设置有适于与从壳体851暴露的线束840的连接器插头841相接合的连接器插座(未 示出)。上述连接器插头841与连接器插座的结合使得控制器和线束840(也就是，上述端子装配件833和上述温度传感器832)能够连接。
由此，根据从多个端子装配件833和上述温度传感器832输出的电压，控制器检测多个电池单体的电极间电压和电池单体的温度，并且监测各电池单体810是否处于正常状态。
不利地，因为多根电缆842从电池单体821中被拉出并且这样地布设到电池状态监测装置850，所以上述高压电池系统801需要与电池单体821的数量一致的多根电缆842的数量，并且需要扩大的空间用于布线线束840，导致布线设计和布线工作的困难。此外，当电池单体821的电极电压经线束840被输入到电池状态监测装置850时，该电池单体821的该电极电压可能变得与诸如车身的参考电势的电势差达几百伏的高压，考虑到这种高压和用于控制的低压的混合，需要诸如耐绝缘性或耐噪声性的安全／可靠性设计，这使得难以电气地设计这种装置。
由此，作为解决这些问题的构造，已经提出了一种如图17中所示的电池状态监测系统(在图中由参考符号901示出)。
电池状态监测系统901设置有作为多个电池组的电池组910、监测该多个电池组910的状态的电池状态监测单元960、连接该多个电池组910和该电池状态监测单元960的线束970。
电池组910设置有由布置在一条直线上的多个电池单体921构成的电池模块920、多个汇流条932、多个端子装配件933、和包括多个温度传感器934和电池状态通知单元940的汇流条模块930。在布置到各电池组910的汇流条模块930中，电池状态通知单元940根据单体温度信号生成电池状态数据并且将该电池状态数据传输至电池状态监测单元960；所述单体温度信号对应于从单体电压信号和温度传感器 934输出的电压，该电压基于从电池组910的端子装配件933输出的电池单体921的电极间电压；该电池状态数据由包括指示电池单体921的电极间电压和温度的数据的数字信号构成。
由此可见，在电池状态监测单元960中，能够基于从各电池组910的电池状态通知单元940传输的电池状态数据来监测电池组910的状态，并且因此，使得减少连接电池状态通知单元940和电池状态监测960的线束970中的多根电缆的数量以及促进线束970的布线设计和布线工作成为可能。此外，由数字信号构成的上述电池状态数据向电池状态监测单元960传输使得能够将被传输至该电池状态监测单元960的信号减小至几伏的量级的低电压，有助于诸如耐绝缘性或耐噪声性的安全／可靠性的电气设计。
[引用列表]
专利文献
[PTL1]
日本专利申请特开公布No.2011-76936
发明内容
技术问题
不利地，由于布置到电池组910的电池状态通知单元940被设计成与构成电池组910的电池模块920的电池单体921的数量一致，所以在其中由于电池组910的数量可能不同而导致电池单体的数量相互不同的电池组之间，电池状态通知单元940不能通用，使得难以共享电池状态通知单元940，这阻碍制造成本的下降。
本发明的目的是所解决担忧的问题。即，本发明的目的是提供在其中电池单体的数量相互不同的电池组之间容易交换的电池状态通知单元、包括该电池状态通知单元的汇流条模块和电池组、和包括该电池状态通知单元的电池状态监测系统。
技术问题
为了实现上述目的，一个方面的本发明涉及一种电池状态通知单元，该电池状态通知单元被布置到电池组，该电池组包括通过用预定单位数乘以大于1的整数而给定的多个电池单体和根据所述电池单体的状态来输出模拟信号的多个电池状态输出装置，并且该电池状态通知单元连接到监测所述电池组的状态的电池状态监测单元，该电池状态通知单元包括：与所述预定单位数S的每个电池单体对应的多个子单元(即，数量，n)，所述子单元包括：数据生成器，该数据生成器根据从所述电池状态输出装置输出的模拟信号来生成包括数字信号的电池状态数据，该数字信号具有指示与所述子单元对应的所述电池单体的状态的数据，数据发送器，该数据发送器将由所述数据生成器生成的电池状态数据发送至所述电池状态监测单元。
优选地，子单元进一步包括数据中继装置，该数据中继装置中继由其它子单元发送的电池状态数据。
优选地，所述数据中继装置包括：第一连接器；与其它子单元的第一连接器可接合的第二连接器；和在所述第一连接器和所述第二连接器之间发送所述电池状态数据的发送器。
其它方面的本发明涉及一种汇流条模块，该汇流条模块布置到通过用预定单位数乘以大于1的整数所给定的多个电池单体，该汇流条模块包括：根据电池单体的状态输出模拟信号的多个电池状态输出装置和所述电池状态通知单元。
其它方面的本发明涉及一种电池组，该电池组包括通过用预定单位数乘以大于1的整数所给定的多个电池单体和根据所述电池单体的状态输出模拟信号的多个电池状态输出装置，该电池组包括所述电池状态通知单元。
其它方面的本发明涉及一种电池状态监测系统，包括一个或多个电池组，该一个或多个电池组包括：该电池组包括：通过用预定单位数乘以大于1的整数而给定的多个电池单体；和根据所述电池单体的状态输出模拟信号的多个电池状态输出装置；和监测所述电池组的状态的单个电池状态监测单元，所述电池组设置有所述电池状态通知单元。
技术效果
根据本发明，由于提供与预定单位数的每个电池单体对应的多个子单元，所以子单元根据从电池状态输出装置输出的模拟信号来生成包括数字信号的电池状态数据，该数字信号具有指示与子单元对应的电池单体的状态的数据，并且电池状态数据被传输至外部电池状态监测单元，子单元根据电池组所包括的电池单体的数量的增加或减少使其可以在电池单体的数量相互不同的电池组当中通用，并且因此，使得通过与电池组的电池单体的数量相一致地变更电池通知单元所包括的子单元的数量，可以共享电池状态通知单元，降低制造成本。
根据本发明，由于子单元进一步包括中继由其它子单元传输的电池状态数据的数据中继装置，所以多个子单元的相互串联使得可以通过各子单元将由各子单元传输的电池状态数据整合到布置在端部处的单个子单元，并且因此，该单个子单元可以仅连接到外部电池状态监测单元，这促进了到外部的连接并且因此提高了并入所述电池状态通知单元的装置或系统的装配可操作性。
根据本发明，由于中继装置包括第一连接器、和适于与第一连接器相接合的第二连接器、在第一连接器和第二连接器之间发送电池状态数据的传输部，所以在子单元之间第一连接器和第二连接器的接合使得各子单元能够相互串联连接，消除了将子单元相互连接的线束，这提高了装配电池状态通知单元的可操作性。
根据本发明，由于提供了电池状态通知单元，子单元根据电池组所包括的电池单体的数量的增加或减少使得可以在电池单体的数量相互不同的电池组当中通用，并且因此，使得通过与电池组的电池单体的数量相一致地变更电池通知单元所包括的子单元的数量，可以共享电池状态通知单元，降低制造成本。
附图说明
图1是图示作为本发明的电池状态监测系统的一个实施例的电池功率系统的透视图；
图2是图示图1中电池功率系统的项视图；
图3是图示图1中的电池功率系统的功能方块图；
图4是图示包括图1中的电池功率系统的电池组的分解透视图；
图5A是图示图4中的电池组所包括的电池状态通知单元的子单元的透视图；
图5B是图示图5A中的子单元的项视图；
图5C是图示图5A中的子单元的侧视图；
图6A是图示图5中的子单元的功能方块图；
图6B是图示图6A中的子单元中的端子腿与单体电压输入部之间的连接的修改示例的视图；
图7是图示图6A中的子单元中的微处理器(CPU)所执行的电池单体电压检测的过程的一个示例的流程图；
图8是图示图6A中的子单元中的微处理器(CPU)所执行的电池单体温度检测的过程的一个示例的流程图；
图9是图示图6A中的子单元中的微处理器(CPU)所执行的电池状态数据传输的过程的一个示例的流程图；
图10是布置到图6A中的电池状态通知单元中的微处理器(CPU)的RAM的电极间电压存储区域和温度存储区域的说明性图；
图11是图示图1中的电池功率系统所包括的电池状态监测单元的功能方块图；
图12是图示图1中电池功率系统的操作的一个示例的时序图；
图13是图示图1中电池功率系统的修改示例的构造的透视图；
图14是图示图6A中的子单元的修改示例的构造的功能方块图；
图15是图示图6A中的子单元的另一个修改示例的构造的功能方块图；
图16是图示传统高压电池系统的透视图；并且
图17是图示另一个传统高压电池系统的透视图。
附图标记清单
1 电池电源系统(电池状态监测单元)
10 电池组
20 电池模块
21 电池单体
21c 正电极
21d 负电极
22 电池集合
30 汇流条模块
31 壳体
32 汇流条(电池状态输出装置)
33 端子装配件(电池状态输出装置)
34 温度传感器(电池状态输出装置)
36 导线
39 电池状态通知单元
40 子单元
42 单元板
43 端子腿
45 单体电压输入部
47 第一ADC
48 第ADC
50 微处理器
51 CPU(数据生成器)
55 通信模块(数据发送器)
58 第一连接器(数据中继装置)
59 第二连接器(数据依赖装置)
60 电池状态监测模块
70 线束
71 电源线
72 共用信号线
73 接地线
423 中继布线图案(发送器部，数据中继装置)
S 预定单位数量
V1至V4 电极之间的电压
T1 温度存储区域
具体实施方式
在下文中，参照图1至图15论述作为本发明的电池状态监测系统的一个实施例的电池功率系统。
本发明的电池功率系统是被安装在混合动力车辆中并且利用电马达供应功率的系统。该电池功率系统设置有构成用于驱动上述电马达的高压电源的电池组。混合动力车辆是也设置有不同于所述电池组的低压电池，该低压电池构成用于启动车室中的发动机或用于致动电气部件的大约12V的低压电源。
如图1至图3中所示，电池功率系统(由参考符号1示出)设置有以多个电池组的形式的电池组10、监测该电池组10的状态的电池状态监测单元60、和连接多个电池组10和电池状态监测单元60的多个线束70。
多个电池组10由能够施加大电流的电源电缆85以使其被串联并 且使其与电马达M一起构成闭合回路的方式连接。在本实施例中，提供三个电池组(电池组10(1)至10(3))。在下文中，当指定各个电池组10(1)至10(3)的部件时，各部件以向其参考符号的末尾提供(1)至(3)来表示。
电池组10设置有电池模块20和汇流条模块30，如图4中所示。图4图示了作为典型示例的电池组10(1)，但是其它电池组10(2)、10(3)同样地构造。
电池模块20设置有沿一个方向上(图4中的箭头X方向)布置在一条直线中并且相互固定的多个电池单体21。电池单体21的数量通过用大于1的整数n乘以预定单位数量S而设置。预定单元数量S的电池单体21的总成被限定为一个电池集合22。
在当前的实施例中，单元的预定数量S被设置为四个，并且电池组10(1)中的多个电池单体21被设置为12(电池单体21(a)至21(1))，即是预定单位数量S的三倍。该多个电池单体21、电池单体21(a)至21(d)构成电池集合22(A)，电池单体21(e)至21(h)构成电池集合22(B)，电池单体21(i)至21(1)构成电池集合22(C)。下文中，当指定各个电池组10(A)至(C)的部件时，各部件以向其参考符号的末尾提供(A)至(C)来表示。
此外，电池组10(2)中的电池单体21被设置为八个，即是预定单位数量S的2倍，电池组10(3)中的电池单体21被设置为16个，即是预定单位数量S的四倍。在这些电池组10(2)、10(3)中，预定单位数量S的电池单体21构成电池集合22，与电池组10(1)的情况一样。
上述图示一个示例，但是只要不违反本发明的目的，电池组10的这种数量，各电池组10中的电池单体21的数量，或预定单位数量S是可选的。
各电池单体21设置有矩形电池主体23和从该电池主体23的一个面24的一端和另一端中的各端突出的一对柱状正电极25和负电极26。正电极25和负电极26使其外周面带螺纹。正电极25和负电极26具有未示出的被拧紧的螺母，所述螺母将下文提及的汇流条32和端子装配件33固定至正电极25和负电极26。
多个电池单体21使得电池主体23的上述一个面24布置在相同方向(图4中的向上方向)上，以使得相邻的电池单体21的电池主体23被布置成相互接触。多个电池单体21被布置成使得一个电池单体21的正电极25和与该一个电池单体21相邻的另一个电池单体21的负电极26交替地相邻(即，沿着箭头X方向顺次布置的是正电极25、负电极26、正电极25、负电极26…)。在保持上文提及的布置的情况下，多个电池单体21通过未示出的粘合剂相互固定。电池模块20以一般长方体形状形成，使得多个电池单体21是连续的。
汇流条模块30设置有壳体31、多个汇流条32、多个端子装配件33、多个温度传感器34、和电池状态通知单元39。
壳体31是由绝缘合成树脂制成的大体板状形状。壳体31使其矩形形状的平面图形式大体与电池模块20的面(下文中称为“电极面20a”)的形状相同，所述电极面20a形成为使得各电池单体21的上述一个面24延续。壳体31的另一个面(下文中称为“上面31a”)设置有向上敞口的多个箱31b，该多个箱31b用于收纳下文提及的沿壳体31的纵向方向31(X方向)布置在两条直线上的多个汇流条32和多个端子装配件33。
壳体31被装接到电池模块20，使得与上面31a相对的另一面紧密地叠置到电池模块20的电极面20a上。此时，多个箱31b的底面包括对应于正电极25和负电极26的插入孔，使得上述电极面20a的正电极25和负电极26在箱31b的内部突出。注意，为了说明方便，在图1、图2和图13中，省略了壳体31的描述。
多个汇流条32各自设置有由大致矩形形状的导体制成的汇流条主体32a，并且该汇流条主体32a的两端设置有一对汇流条插入孔32b、32c。在该实施例中，多个汇流条32的数量以对应于电池模块20的电池单体2的数量(即，“电池单体21的数量”-1)来提供。在图4所示的构造中，汇流条32的数量为11。汇流条32当被收纳在箱31b中时形成为使得一对汇流条插入孔32b、32c叠置到箱31b的底部中的插入孔上。一对汇流条32b、32c使得相互相邻的电池单体的正电极25和负电极26穿过该一对汇流条32b、32c，并且因此，汇流条32串联连接这些电池单体21。
多个端子装配件33包括由大体方形导电金属板制成的装配件主体33a，在所述装配件主体33a的中部设置有金属装配件插入孔33b。在本实施例中，多个端子装配件33的数量为2个。一个端子装配件33布置于在另一个壳体31的一端(图4中左方)处设置的箱31b中，使得布置在电池模块20的一端处的电池单体21(a)的正电极25被插入到装配件插入孔33b中。另一个端子装配件33布置于在壳体31的另一端(图4中右方)处设置的箱31b中。
多个汇流条32和多个端子装配件33被连接到稍后描述的电池状态通知单元39。汇流条32和端子装配件33对应于权利要求中的电池状态输出装置。通过汇流条32和端子装配件33观察的(即，输出的)电池单体21的正电极25和负电极26的电压(电极间电压)对应于权利要求中的模拟信号。
多个温度传感器34各自设置有诸如热敏电阻元件的温度敏感元件34a、和经导线34b连接到温度敏感元件34a的连接器34c，对应于由温度敏感元件34a测量的温度的电压被构造成输出到连接器34c。在本实施例中，多个温度传感器34设置为与电池模块20中的各电池集合 22对应地、与该电池集合22一样多。图4中所图示的构造使得在壳体31的纵向方向上在两端处各布置一个温度传感器并且在壳体31的中部处布置一个温度传感器，总三个(温度传感器34(A)至(C))。
这些温度传感器34(A)至(C)各自布置于在这些电池集合22(A)至22(C)中所包括的电池单体21(c)、21(g)、21(k)上从而对应于电池集合22(A)至22(C)。各温度传感器34的温度敏感元件34a布置成压入配合在布置于壳体31的与温度敏感元件34a的形状一致的插入孔中，从而与电池模块20的电极面20a相接触，并且输出对应于电极面20a(即，电池单体21(c)、21(g)、21(k))的温度的电压。多个温度传感器34连接到稍后提及的电池状态通知单元3。传感器34对应于权利要求中的电池状态输出装置。温度传感器34的电压也对应于权利要求中的模拟信号。注意，为了对应于所有的电池单体21(a)至21(1)，温度传感器34可以被布置为12个。
电池状态通知单元39包括相互串联连接并且布置在壳体31的上面31a上的多个子单元。在本实施例中，子单元40的数量与电池集合22一样多，对应于电池模块20中的每个电池集合22。在图4中所示的构造中，电池状态通知单元39(1)被构造成使得三个子单元40(子单元40(A)至40(C))串联连接。同样地，电池状态通知单元39(2)被构造成使得两个子单元40(子单元40(A)、40(B))串联连接，电池状态通知单元39(3)被构造成使得四个子单元40(子单元40(A)至40(D))串联连接。
子单元40包括如图5A至C中所示的单元板42。
单元板42各自由安装到板421上的诸如微型计算机50(下文中称为“μCOM”)的电气部件构成；所述板421由布置布线图案的已知矩形印刷电路板构成。注意，在图5中，μCOM50安装到板421的一个面(下文中称为“上面421a”)，并且为了它们的描述，除μCOM50之外的电气部件被省略。单元板42设置有温度传感器连接器54、第一连接器 58、第二连接器59、和多个端子腿43。
温度传感器连接连接器54是板安装类型的已知连接器，并且安装到与板421的上面421a相对的另一面(下文中称为“下面421b”)。温度传感器连接连接器54通过连接到上述温度传感器34的连接器34c而使得该温度传感器34连接到子单元40。温度传感器连接连接器54经布线图案连接到稍后提及的第二ADC48。
第一连接器58是阴型连接器，包括：弯曲成L形状的大体棱镜形状的壳58a；被收纳在该壳58a中的阴型端子装配件58v、58g、58s。壳58a具有布置在其末端处的接合开口58b。第一连接器58使得壳58a的基端装接到板421的下面421b中的一个边缘，并且使得壳58a的末端的接合开口58b布置成朝向板421的上面421a。
第二连接器59是阳型连接器，包括：弯曲成L形状的大体棱镜形状的壳59a；被收纳在该壳59a中的阳型端子装配件59v、59g、59s。壳59a具有布置在其末端处的接合开口59b。第二连接器59使得壳59a的基端装接到与板421的上面421a中的上述一个边缘相对的另一个边缘，并且使得壳59a的末端的接合开口59b布置成朝向板421的下面421b。
阴型端子装配件58v和阳型端子装配件59v连接到板421(即，电源电压Vcc(图6))上的电源布线图案。阴型端子装配件58g和阳型端子装配件59g连接到板421上的地布线图案(即，地GND(图6))。阴型端子装配件58s和阳型端子装配件59s经板421上的中继布线图案423连接到彼此(图6)。中继布线图案423连接到稍后提及的通信模块55。该中继布线图案423对应于发送部，并且与第一连接器58、第二连接器59和中继布线图案423一起构成权利要求中的数据中继装置。
第一连接器58和第二连接器59适于彼此可接合。当将第一连接 器58与第二连接器59接合时，阴型端子装配件58v和阳型端子装配件59v相互相接触，阴型端子装配件58g和阳型端子装配件59g相互相接触，阴型端子装配件58s和阳型端子装配件59s相互相接触。这使得在将另一个子单元40的第一连接器58与一个子单元40的第二连接器59彼此接合并连接时，该一个子单元40与该另一个子单元40之间的电源布线图案、地布线图案和中继布线图案423相互电连接。
在本实施例中，将子单元40(B)的第一连接器58连接到子单元40(A)的第二连接器59，将子单元40(C)的第一连接器58连接到子单元40(B)的第二连接器59，并且将各子单元40(A)至40(C)相互串联连接，从而完成电池状态通知单元39(1)。以同样的方式完成电池状态通知单元39(2)、39(3)。
然后，将电池状态通知单元39(1)的子单元40(A)的第一连接器58和电池状态通知单元39(2)的子单元40(B)的第二连接器59与稍后提及的线束70(2)连接，并且将电池状态通知单元39(2)的子单元40(A)的第一连接器58和电池状态通知单元39(3)的子单元40(D)的第二连接器59与稍后提及的线束70(3)连接。
这使得电池状态通知单元39(1)至39(3)的各子单元40的电源布线图案和地布线图案经由线束70的电源线71和接地线73而电连接，并且单个信号线(总线信号线)在逻辑上被构造成各自通过中继布线图案423和线束70的共用信号线72而总线连接该总线子单元40。
然后，当经过稍后提及的线束70(1)将电池状态通知单元39(1)的子单元40(C)的第二连接器和电池状态监测单元60的连接器66连接时，上述低压功率从电池状态监测单元60通过电源线71和线束70(1)的接地线73施加到各子单元40的电源布线图案和地布线图案上，并且各子单元40利用低电压电源工作。各线束70的共用信号线72和各子单元40的中继布线图案423使得电池状态监测单元60和各子单元 40能够被总线连接。
如图5中所示，端子腿43包括大体L形状的装配件主体44，该装配件主体44如由被冲压成条状形状并且其在纵向方向上的中部直角地弯曲的导电金属板制成。装配件主体44具有布置其在一端处的、贯通上述电池单体21的正电极25或负电极26的腿插入孔44a。此外，装配件主体44使其另一端从下面421b贯通所述板421并且通过钎焊固定到该板421。端子腿43通过这种布线图案而连接到稍后提及的单体电压输入部45。
多个端子腿43各自设置有与布置到板421中的第一连接器58和第二连接器59的边缘正交的一对边缘。在本实施例中，其中的一对边缘具有三件(端子腿43(a)、43(c)、43(e))，另一对边缘具有两件(端子腿43(b)、43(d))。多个端子腿43的腿插入孔44a布置成叠置在汇流条插入孔32b、32c，或端子装配件33的端子插入孔33b上。然后，将电池单体21的正电极25和负电极26穿过各插入孔，将未示出的螺母螺接到各电极，并且因此，各端子腿43由将汇流条32或端子装配件33压紧从而被固定。各端子腿43电连接到汇流条32或端子装配件33(即，各电池单体21的正电极25和负电极26)。
图6A图示子单元40的功能块。同时，图6A图示作为一个示例布置成对应于电池组22(A)的子单元40(A)，其它子单元40(B)、(C)具有与该子单元40(A)相同的构造。
子单元40(A)使得上述的温度传感器连接连接器54、第一连接器58、第二连接器59、多个端子腿43(a)至43(e)，以及除了这些之外，单体电压输入部45、第一ADC47、第二ADC48、μCOM50和通信模块55布置到板421。注意，单体电压输入部45、第一ADC45、第二ADC48、μCOM50和通信模块55可以各自被设置为独立部件，或可以被收纳到单个IC封装中。
单体电压输入部45设置有单个输出端子PO、切换控制端子C、已知多路复用器(未示出)，该多路复用器根据输入到切换控制端子C的连接切换信号1、根据输入到输入端子PI1至P15中的电压，从输出端子PO输出信号。
此外，在单体电压输入部45中，根据电池单体21的剩余量输出几伏量级的电极间电压(即，高压模拟信号)的电池模块20(即，多个电池单体21)连接到各输入端子P1，并且，另一方面，在几伏量级的低压下可工作的第一ADC47连接到输出端子PO。因此，此外，还提供已知的快速电容电路(未示出，例如，参照日本专利申请特开公布No.HE11-248755，或日本专利申请特开公布No.2006-337130)，其将这些高压部件(即，上文提及的高压电源)和低压部件(即，上文提及的低压电源)分离，并且将高压模拟信号转换成可工作以进入到第一ADC47中的低压模拟信号。
单体电压输入部45的输入端子PI1使得端子腿43(a)通过限流电阻R1而与其连接。即，输入端子PI1使得电池单体21(a)的正电极25与其连接。输入端子PI2也使得端子腿43(b)通过限流电阻R2与其连接。即，输入端子PI2使得电池单体21(a)的正电极26和电池单体21(b)的正电极25与其连接。在下文中，以同样的方式，输入端子PI3、PI4使得电池单体21(b)、21(c)的负电极26和电池单体21(c)、(d)的正电极25分别通过限流电阻R3、R4与其连接。输入端子PI5也使得电池单体21(d)的负电极26通过限流电阻R5与其连接。
即，单体电压输入部45将电池单体21(a)的正电极25和负电极26之间的电极间电压输入到输入端子PI1和输入端子PI2之间。同样地，电池单体21(b)的电极间电压被输入到输入端子PI2和输入端子PI3之间，并且在下文中以同样的方式，电池单体21(c)、21(d)的电极间电压被输入到输入端子PI3至PI5之间。然后，单体电压输入部45将电池 单体21的输入到这些输入端子P1中的电极间电压通过快速电容电路转换成是低压模拟信号的“单体电压信号”，并且根据由从μCOM50起始的连接切换控制信号1指向的电池单体21从输出端子PO输出上述单体电压信号。.
此外，单体电压输入部45的输入端子PI1至PI5各自具有与其相连的放电开关SW1至SW4，该放电开关SW1至SW4使相邻的各输入端子P1相互短路。具体地，放电开关SW1布置在输入端子PI1和输入端子PI2之间，放电开关SW2布置在输入端子PI2和输入端子PI3之间，并且在下文中，以同样的方式，放电开关SW3、SW4分别布置在输入端子PI3、PI4之间以及输入端子PI4、PI5之间。
放电开关SW1至SW4由μCOM50控制以独立地切换。例如，放电开关SW1的闭合构成了按电池单体21(a)的正电极25、电池单体21(a)的负电极26的顺序的闭合回路，并且使电池单体21(a)放电。这使得电池单体21(a)的电极间电压减小。其它放电开关SW1至SW4对应于电池单体21(b)至21(d)，以与上文相同的方式，放电开关SW2至SW4的闭合使得电池单体21(b)至21(d)放电并且因此导致电极间电压的下降。放电开关SW1至SW4通常是断开的，但是仅当电池单体21必须放电时，放电开关SW1至SW4才闭合。
如图中所示6A，上述实施例被构造成将端子腿43(a)至43(e)经限流电阻R1至R5连接至各个输入端子PI1至PI5，但是并不限于该构造。不同于这种构造，例如，如图6B中部分地所示，端子腿43(a)、43(b)可以直接连接到单体电压输入部45的输入端子PI1、PI2，并且串联连接至放电开关SW1的放电开关SW1和限流电阻R1也可以布置在输入端子PI1和输入端子PI2之间。同样地，其它输入端子PI3至PI5可以直接连接到端子腿43(a)至43(e)，并且串联连接至放电开关SW2至SW4的限流电阻R2至R4也可以布置在输入端子P1之间。与其伴随的是限流电阻减少一个。此外，各端子腿43和各输入端子P1的直接连接通 过限流电阻来消除电压下降，提高了电池单体21的电极间电压的检测精度，特别地，甚至在闭合放电开关SW的情况下(即，在电池单体的放电期间)，也能实现精确地检测电极间电压。
第一ADC47是已知的模数转换电路。第一ADC47的输入部与单体电压输入部45的输出端子PO连接，第一ADC47的输出部与μCOM50连接。当从单体电压输入部45输出的单体电压信号被输入时，第一ADC47将单体电压信号量化并转换成数字数据，并且将数字化的单体电压信号输出到μCOM50。
像第一ADC47那样，第二ADC48是已知的模数转换电路。第一ADC47的输入部与温度传感器连接连接器54连接，第一ADC48的输出部与μCOM50连接。当从温度传感器34(A)输出的电压(即，模拟信号)通过温度传感器连接连接器54作为“单体温度信号”被输入时，第二ADC48将单体电压信号量化并转换成数字数据，并且将数字化的单体电压信号输出到μCOM50。
微处理器50包括：中央处理器(CPU)51，其根据预先定义的程序执行各种处理或控制；只读存储器(ROM)，用于CPU51的处理程序或各种数据存储在其中；随机存取存储器RAM53，其存储各种数据并且包括CPU51的处理工作所需的存储器；和未示出的外部接口。ROM52具有存储在其中的、使CPU51作为各种手段诸如数据产生手段工作的处理程序。CPU51通过执行处理程序而用作上述各种手段。
外部接口将第一ADC47和第二ADC48与其连接。外部接口将分别从第一ADC47和第二ADC48输入的单体电压信号和单体温度信号发送至CPU51。外部接口还将通信模块55与其连接。
通信模块55被构造成可操作以使用作为已知的串行多通信协议的LIN(本地互连网络)协议来通信。通信模块55定位在μCOM50和中继 布线图案423之间。通信模块55经阴型端子装配件58a和阳型端子装配件59s和线束70的共用信号线72与中继布线图案423、其它子单元40的中继布线图案423连接。即，通信模块55总线连接到由各子单元40的中继布线图案423和线束70的共用信号线72所构成的逻辑单个信号线(总线信号线)。
通信模块55利用中继布线图案423和共用信号线72在LIN上在同样连接至共用信号线72的后述电池状态监测单元之间通信。通信模块55输出诸如从电池状态监测单元60经中继布线图案423和共用信号线72发送至μCOM50的命令的各种数据，并且输出诸如从μCOM50经中继布线图案423和共用信号线72发送至电池状态监测单元60的电池状态数据的各种数据。通信模块55对应于权利要求中的数据发送装置。
然后，参照图7至图9，论述上述子单元40(A)的与本发明相关的一个示例操作。注意，对于另一个子单元40，执行类似的操作。
在子单元40(A)(即，μCOM50的CPU51)中，电池单体电压检测过程(图7)、电池单体温度检测过程(图8)和电池状态数据发送过程(图9)并行地执行。
CPU51以预定的间隔执行电池检测过程(图7)。
CPU51首先切换单体电压输入部45的连接，使得根据第一电池单体21(a)的电极间电压将单体电压信号输出至第一ADC47(S110)。
具体地，CPU51将输入到单体电压输入部45的输入端子PI1、PI2的电池单体21(a)的电极间电压通过快速电容电路转换成单体电压信号，并且将连接切换控制信号1发送至单体电压输入部45从而根据电池单体输入21(a)从输出端子PO输出上述单体电压信号。这使得对应 于电池单体21(a)的单体电压信号被输入至第一ADC47。然后，在第一ADC47中，单体电压信号被量化并且转换成数字数据，并且数字化的单体电压信号经外部接口输入到CPU51。
然后，CPU51基于从第一ADC47输入的单体电压信号来检测电池单体21(a)的电极间电压(S120)。所检测到的电池单体21(a)的电极间电压随后被存储到在RAM53上对多个电池单体21每一者设置的电极间电压存储区域V1至V4(在图10中示出)中的与电池单体21(a)对应的区域V1中(S130)。
在下文中，直至检测到作为最后一个电池的第四电池单体21(d)的电极间电压时(S140中的N)，CPU51以与上述同样的方式连续地切换单体电压输入部45的连接使得对应于电池单体21(b)至21(d)(S120)的电极间电压的单体电压信号被输出至第一ADC47，根据从第一ADC47输入的单体电压信号检测电池单体21(b)至21(d)的电极间电压，并且将所检测到的电池单体21(b)至21(d)的电极间电压存储至电极间电压存储区域V2至V4(S130)。然后，在检测作为最后一个电池单体的第四电池单体21(d)的电极间电压之后，电池单体电压检测过程结束(S140中的Y)。每当执行电池单体电压检测过程时，被存储在区域V1至V4中的电池单体21的电极间电压被更新。
CPU51以预定的间隔执行电池单体温度检测过程(图8)。
具体地，第二ADC48使得温度传感器34(A)的单体温度信号被输入到该第二ADC48。然后，在第二ADC48中，单体温度信号被量化并且被数字化，并且数字化的单体温度信号经外部接口输入到CPU51。
CPU51基于从第二ADC48输入的单体温度信号来检测电池单体21的温度(T110)。然后，将所检测到的电池单体21的温度被存储到在RAM53上对应于多个电池单体21的区域T1中，并且电池单体温度检 测过程结束。每当执行电池单体温度检测过程时，被存储在区域T1中的电池单体21的温度被更新。
CPU51也执行电池状态数据发送过程(图9)。
CPU51等待，直至经通信模块55从电池状态监测单元60接收到例行的电池状态数据发送命令为止(U110中的N)。然后，当接收到电池状态发送命令(U110中的Y)时，CPU51从电极间电压存储区域V1至V4读取各电池单体21的上述电极间电压，以及从温度存储区域T1读取电池单体21的温度，并且生成包括这些电极间电压和温度的电池状态数据(U120)。在本文中，所生成的电池状态数据作为数字信号提供。即，CPU51对应于权利要求中的数据生成器。然后，将所生成的电池状态数据经通信模块55传送至电池状态监测单元60(U130)。在下文中，重复上述过程。
并行于上述电池单体放电过程，CPU51也执行电池单体放电过程。
CPU51等待，直至经通信模块55从电池状态监测单元60接收到例行的电池单体放电命令为止。该电池单体放电命令包含指定放电的电池单体21的单体指定数据。然后，当接收到电池单体放电命令时，对应于由包含在该命令中的单体指定数据指定的电池单体21，CPU51将控制信号发送至放电开关SW以将放电开关设置成在断开之前闭合持续给定的时间段。这使得由电池单体放电命令指定的电池单体21放电。
本实施例使得电池单体电压检测过程(图7)、电池单体温度检测过程(图8)、和电池状态数据发送过程(图9)并行执行，但是并不限于该构造。例如，电池单体电压检测过程和电池单体温度检测过程可以在电池状态数据发送过程中执行，无需以一定间隔独立执行所述过程。具 体地，在电池状态数据发送过程中，仅在接收到上述电池状态数据发送命令之后，电池单体电压检测过程和电池单体温度检测过程可以被执行，然后，可以在电池状态数据生成之前执行电池单体的电极间电压和温度。
如图1中所示，电池状态监测单元60包括箱状单元壳体60a，安装各种电气部件的板60b被收纳到该箱状单元壳体60a中(图11)。在本实施例中，电池状态监测单元60固定到多个电池组10之中的一个电池组10(1)中的电池模块20。
单元壳体60a的一个表面包括简短提及的与所布置的线束70的第二线束连接器76相接合的连接器66。连接器66设置有被收纳在连接器壳66a中的连接器壳66a、端子装配件66v、6g、66s。端子装配件66v使得上述板60b的电源布线图案(即，电源电压Vcc(图11))与其连接，端子装配件66g使得板60b的地布线图案(即，地GND(图1))与其连接，端子装配件66s使得稍后提及的下通信模块65经布线图案与其连接。
图11图示电池状态监测单元60的功能框图。如图11中所示，电池状态监测单元60包括微处理器61(在下文中称为“μCOM61”)和下通信模块65。电池状态监测单元60被供应来自低压电源的功率，以工作。即，电池状态监测单元60的板上的电源布线图案(即，电源电压Vcc)和地布线图案(即，地GND)与上述低压电源连接。
μCOM61包括：中央处理器62，其根据预先定义的程序执行各种处理或控制；只读存储器ROM63，用于CPU62的处理程序或各种数据存储在该只读存储器ROM63中；随机存取存储器RAM64，其存储各种数据并且包括CPU62的处理工作所需的存储器；和未示出的外部接口。ROM63具有存储在其中的使CPU62作为各种手段诸如数据产生手段工作的处理程序。CPU62通过执行处理程序而用作上述各种手 段。外部接口也与下通信模块65连接。
下通信模块65被构造成可操作以使用作为上述串行多通信协议的LIN(本地互连网络)协议来通信。下通信模块65定位在μCOM61和连接器66的端子装配件66s之间。下通信模块65经端子装配件66s与线束70的共用信号线72连接。
下通信模块65使用共用信号线72在与共用信号线72连接的多个电池状态监测单元39(即，多个子单元40)之间在LIN上通信。下通信模块65输出诸如从电池状态通知单元39经共用信号线72发送至μCOM61的电池状态数据的各种数据，并且输出诸如从μCOM61经共用信号线发送至通知单元72的命令的各种数据。
外部接口也与未示出上通信模块连接。该上通信模块被构造成可操作以在这种已知的CAN(控制器局域网络)协议上通信，在安装到汽车的电力控制装置之间发送和接收各种数据。
然后，论述关于本发明的上述电池状态监测单元60一个示例操作。
电池状态监测单元60(即，μCOM61的CPU62)监测多个电池组10(1)至10(3)。首先，电池状态监测单元60经下通信模块65对电池状态通知单元39(1)的子单元40(A)发送上述电池状态数据发送命令。
然后，当从电池状态数据发送命令被发送到的所述子单元40(A)接收到电池状态数据时，基于在电池状态数据中所包含的电池单体21的电极间电压和温度来判定是否存在需要放电的电池单体21。然后，如果判定存在需要放电的电池单体，则将包含指定了需要放电的电池单体21的单体指定数据的电池单体放电命令传送至从其发送电池状态数据的所述子单元40(A)。随后，对电池状态通知单元39(1)的其它子单兀40(B)、40(C)连续执行如上所述的相同过程。然后，在对电池状态 通知单元39(1)的子单元40(A)至40(C)的处理结束之后，对电池状态通知单元39(2)、39(3)执行相同的过程。随后，以预定的间隔重复如上所述的相同过程。
线束70设置有以多根电缆的形式的电源线71、由共用信号线72和接地线73构成的电缆74、第一线束连接器75、和第二线束连接器76。在本实施例中提供的是连接电池状态监测单元60和电池状态通知单元39(1)的线束70(1)、连接电池状态通知单元39(1)、39(2)的线束70(2)、和连接电池状态通知单元39(2)、39(3)的线束70(3)。
电源线71、共用信号线72和接地线73各自由被覆电缆制成，其一端各自连接到对应于各电缆设置的第一线束连接器75的多个端子装配件，其另一端各自连接到对应于各电缆设置的第二线束连接器76的多个端子装配件。
第一线束连接器75被构造成与子单元40的稍后提及的第二连接器59可接合，第二线束连接器76与子单元40的第一连接器58以及电池状态监测单元60的连接器66可接合。
当将第一线束连接器75与第二连接器59相接合时，如图6A中所示，电源线71连接到阳型端子装配件59v，接地线73连接到阳型端子装配件59g，共用信号线72连接到阳型端子装配件59s。
当将第二线束连接器76与第一连接器58相接合时，电源线71连接到阳型端子装配件58v，接地线73连接到阳型端子装配件58g，共用信号线72连接到阳型端子装配件58s。当第一、第二连接器76与电池状态监测单元60的连接器66相接合时，如图11中所示，电源线71连接到端子装配件66v，接地线73连接到阳端子装配件66g，共用信号线72连接到端子装配件66s。
然后，参照图12，论述上述电池电源系统1的一个示例操作。
布置到多个电池组10的电池状态通知单元39(1)的子单元40(A)至(C)以预定的间隔执行上述电池单体电压检测过程和电池单体温度检测过程，并且将电池单体21的电极间电压和温度存储到RAM53(W01、W02)。
电池状态监测单元60将电池状态数据发送命令(A)发送至多个电池组10当中的电池组10(1)的电池状态通知单元39(1)的子单元40(A)。接收到电池状态数据发送命令(A)的子单元40(A)执行电池状态数据发送命令，并且将该电池状态数据(A)发送至电池状态监测单元60(W11)。然后，当基于电池状态数据(A)判定不存在需要放电的电池单体时，电池状态监测单元60进入下一个步骤(W2)。
然后，电池状态监测单元60将电池状态数据发送命令(B)发送至电池状态通知单元39(1)的子单元40(B)(W3)。已经接收到该电池状态数据发送命令(B)的子单元40(B)执行电池状态数据发送过程，并且将电池状态数据(B)发送至电池状态监测单元60(W21)。然后，当基于电池状态数据(B)判定存在需要放电的电池单体时，电池状态监测单元60将包含指定了需要放电的电池单体21的单体指定数据的电池单体放电命令发送至电池状态通知单元(B)，并且进入下一个步骤(W5)。已经接收到该电池单体放电命令的电池状态通知单元(B)执行电池单体放电过程(W22)。
然后，电池状态监测单元60将电池状态数据发送命令(C)发送至电池状态通知单元39(1)的子单元40(C)(W6)。已经接收该状态数据发送命令(C)的子单元40(C)执行电池状态数据发送过程，并且将电池状态数据(C)发送至电池状态监测单元60(W31)。然后，当基于电池状态数据(C)判定不存在需要放电的电池单体时，电池状态监测单元60进入下一个步骤(W7)，完成与电池组10(1)相关的过程。
随后，电池状态监测单元60同样从电池状态通知单元39(2)、39(3)的各子单元40获取所有其它电池组(2)、(3)的电池状态数据，基于电池状态数据判定是否存在需要放电的电池单体，并且如果需要则在子单元40中执行电池单体的放电。
因此，根据本实施例，由于多个子单元40被设置成对应于电池组10所包括的多个电池单体21的预定单元S的每个电池单体21(即，每个电池单体22)，并且基于对应于从温度传感器34输出的电压的单体温度信号和对应于从汇流条32和端子装配件33输出的电极间电压的单体电压信号，这些子单元40生成由包括指示对应于子单元40的电池单体21的状态的数据的数字信号所构成的电池状态数据，与电池组10所包括的电池单体21的数量相对应的子单元40的增加或减少允许也可以使用与电池单体21的数量不同的电池组10，并且因此，电池状态通知单元39所包括的子单元40的数量与电池组10的电池单体21的数量相一致的变化允许了电池状态通知单元39通用，降低了制造成本。
此外，由于子单元40设置有：构成数据中继手段的第一连接器58、布置成与另一子元40的第一连接器可接合的第二连接器59、在第一连接器58和第二连接器59之间发送电池状态数据的中继布线图案423，所以多个子单元40的串联允许由各子单元40发送的电池状态数据经各子单元40整合到在一端处布置的一个子单元40中，使得可以仅连接一个子单元40与外部电池状态监测单元60的子单元40或另一电池状态通知单元39的子单元40，由此，容易连接到外部并且改进了电池状态通知单元39被设置到其中的装置或系统的装配可操作性。此外，子单元40之间的第一连接器58和第二连接器59的接合允许子单元40相互串联连接，并且因此，消除了将子单元40相互连接的这种线束，由此，改进了电池状态通知单元39的装配可操作性。
此外，在状态监测单元60中，基于从各电池组的电池状态通知单元39(即，子单元40)发送的电池状态数据，能够监测电池组10的状态，并且因此，使得可以将线束70中多根电缆减少至发送构成数字信号的电池状态数据所需的数量(在本实施例三个)。因此，使得可以减小线束70的多根电缆的数量并且因此促进布线设计或布线工作。此外，由于构成数字信号的电池状态数据被传送至电池状态监测单元60，所以被发送的信号电压能够被设置成几伏量级的低压。由此，使得可以促进电气设计，诸如安全／可靠性设计，像电池状态监测单元60的绝缘性或耐噪声性。
此外，由于各子单元40的通信模块被构造成使用串行通信将电池状态数据发送至电池状态监测单元60，所以与使用并行通信的情况相比，使得可以减小线束的多根电缆的数量，并且可以促进线束的布线设计和布线可操作性。
此外，由于电池状态监测单元60和各子单元40两者被总线连接到由各子单元40的中继布线图案423和线束的共用信号线72所构成的逻辑单根信号(总线信号)，并且通信模块55的通信协议被设计成使用总线信号线的多通信协议的LIN协议，即使设置多个电池组10，电池状态监测单元60和多个电池状态通知单元39也经总线信号线连接，电池状态数据能够从各电池状态通知单元39的各子单元40通过总线信号线发送至电池状态监测单元60。因此，消除了在电池状态监测单元60与各子单元40之间的一对一连接，进一步进少了线束的多根电缆，并且进一步促进了线束70的布线设计和布线工作。
此外，由于电池组10设置有汇流条模块3，该汇流条模块包括将多个电池单体21的正电极25和负电极26相互连接的多个汇流条32，并且电池状态通知单元39被布置到汇流条模块30，所以使得可以将汇流条模块30设置到多个电池单体21，并且对电池状态通知单元39提供电池组10，促进电池组10的装配可操作性。
此外，由于电池状态监测单元60装接到电池组10(1)中的一个，所以使得可以缩短连接电池组10(1)的电池状态监测单元60和电池状态通知单元39(1)的线束70(1)，促进了线束70(1)的进一步布线设计和布线工作。
如上所述的本实施例使得构成电池状态通知单元39的各子单元40通过第一连接器58和第二连接器59直接相互连接，但是并不限于该构造，构成电池状态通知单元39的各子单元40可以通过线束相互连接。
此外，本实施例具有其中多个电池状态通知单元39和电池状态监测单元60通过由中继布线图案423和共用信号线构成的单个总线信号线连接的构造，但是并不限于该构造。例如，多个下通信模块65可以被布置在到电池状态监测单元60中的一个，并且如图13中所示，电池状态监测单元60和多个电池组10(即电池状态通知单元39)可以在一对一的基础上连接。
此外，本发明使得各子单元40和电池状态监测单元60在作为串行多通信协议的LIN协议上通信，但是并不限于该构造。它可以被构造成使用不同于LIN的协议诸如CAN(控制器局域网络)协议通信。此外，可以在各子单元40和电池状态监测单元60之间使用并行通信。
此外，本发明将快速电容电路布置到子单元的单体电压输入部45，并且将高压部(也就是，高压电源)和低压部(也就是，低压电源)被分离，并且将高压模拟信号转换成低压模拟信号，但是并不限于该构造。例如，如图14中所示，如上文提及的本实施例具有仅由多路复用器电路构成的单体电压输入部45，并且具有单体电压输入部45、第一ADC47、第二ADC48，并且温度传感器34利用由子单元40所布置到的电池组10所构成的高压电源来工作，此外，(i)在第一ADC47和第二ADC48 和μCOM50之间，(ii)在μCOM50和单体电压输入部45之间，(iii)在COM50和放电开关SW1至SW4之间，可以布置绝缘元件81，诸如光电耦合器。这允许利用高压电源(单体电压输入部45、第一ADC47、第二ADC48、温度传感器34、和放电开关SW1至SW4)工作的部分以及利用低压电源(μCOM50和通信模块55)工作的部分分离，并且允许各部分之间的数据通信工作。
此外，本实施例对子单元40供应来自电池状态监测单元60的低电压电源，并且具有利用低电压电源工作的构造，但不限于该构造，子单元40可以整体地被构造成利用由子单元40自身被布置到的电池组10所构成的高压电源工作。
在这种情况下，分离高压电源和较低压电源的这种绝缘元件被布置在电池状态监测单元60的这种下通信模块65中。此外，代替上述总线信号线被悬挂在其下的总线连接，各子单元40被构造成以菊花链连接。子单元40具有布置到其的上通信部56和下通信部57，如图15中所示。上通信模块56通过经中继布线图案423a连接到第一连接器58的阴型端子装配件58s而被连接到进一步远离电池状态监测单元60的另一个高压侧子单元40。下通信模块57通过经中继布线图案423b连接到第二连接器59的阳型端子装配件59s而被连接到离电池状态监测单元60较近的另一个低压侧子单元40或连接到电池状态监测单元60。电源电压相互不同的各子单元40具有电平转换电路(电位转换电路)，该电平转换电路可操作以在布置于上通信模块56和下通信模块57中的不同的电源电压之间发送和接收信号。
当从另一个高压侧子单元40经高压侧经上通信模块56接收到数据时，μCOM50中继数据并且将数据从下通信模块57发送至另一个低电压侧子单元40或电池状态监测单元60。当从另一侧低压子单元40或电池状态监测单元60接收到数据时，如果必要的话μCOM50中继数据，并且将该数据经上通信模块56发送至高压侧子单元40。在该构 造中，μCOM50、上通信模块56、下通信模块57和中继布线图案423a、423b构成权利要求中的传输部，该传输部和第一连接器58和第二连接器59构成数据中继装置。
此外，在本实施例中，论述了安装到混合动力车辆的电池电源系统，但是本发明并不限于这种构造，并且该电池电源系统可以在不同于汽车的例如被安装在工厂中的应急电池备用电源系统中被利用。
注意，上述实施例仅示出了本发明的典型构造，本发明不应限制于这些实施例。即，除非这样的改变和修改脱离下文定义的本发明的范围，否则它们应被解释为被包括在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种汇流条模块，该汇流条模块布置到通过用预定单位数乘以大于1的整数所给定的多个电池单体上，该汇流条模块包括：
根据所述电池单体的状态输出模拟信号的多个电池状态输出装置；和电池状态通知单元，其中，
该电池状态通知单元被布置到电池组，该电池组包括：每所述预定单位数量的电池单体形成一个电池集合，该电池状态通知单元连接到监测所述电池组的状态的电池状态监测单元，
所述多个电池状态输出装置布置安装于由所述电池集合构成的电池模块的壳体的上面，
所述电池状态通知单元包括：
多个子单元，该多个子单元分别与每个所述电池集合相对应，并布置在所述壳体的上面且相互串联连接，
所述子单元包括：
数据生成器，该数据生成器根据从所述电池状态输出装置输出的模拟信号来生成包括数字信号的电池状态数据，该数字信号具有指示与所述子单元对应的所述电池单体的状态的数据，
数据发送器，该数据发送器将由所述数据生成器生成的电池状态数据发送至所述电池状态监测单元，
其中，所述子单元进一步包括数据中继装置、多个端子腿和单体电压输入部，该数据中继装置中继由其它子单元发送的电池状态数据，所述单体电压输入部具有多个输入端子、和输入有连接切换信号的切换控制端子。
2.如权利要求1所述的汇流条模块，其中，
所述数据中继装置包括：第一连接器；与其它子单元的第一连接器可接合的第二连接器；和在所述第一连接器和所述第二连接器之间发送所述电池状态数据的发送器。
3.一种电池组，该电池组包括：通过用预定单位数乘以大于1的整数所给定的多个电池单体，每所述预定单位数量的电池单体形成一个电池集合；电池状态通知单元，该电池状态通知单元被布置到电池组；根据所述电池单体的状态来输出模拟信号的多个电池状态输出装置；以及监测所述电池组的状态的电池状态监测单元，
该电池状态通知单元连接到所述电池状态监测单元，
所述多个电池状态输出装置布置安装于由所述电池集合构成的电池模块的壳体的上面，
所述电池状态通知单元包括：
多个子单元，该多个子单元分别与每个所述电池集合相对应，并布置在所述壳体的上面且相互串联连接，
所述子单元包括：
数据生成器，该数据生成器根据从所述电池状态输出装置输出的模拟信号来生成包括数字信号的电池状态数据，该数字信号具有指示与所述子单元对应的所述电池单体的状态的数据，
数据发送器，该数据发送器将由所述数据生成器生成的电池状态数据发送至所述电池状态监测单元，
其中，所述子单元进一步包括数据中继装置、多个端子腿和单体电压输入部，该数据中继装置中继由其它子单元发送的电池状态数据，所述单体电压输入部具有多个输入端子、和输入有连接切换信号的切换控制端子。
4.如权利要求3所述的电池组，其中，
所述数据中继装置包括：第一连接器；与其它子单元的第一连接器可接合的第二连接器；和在所述第一连接器和所述第二连接器之间发送所述电池状态数据的发送器。
5.一种电池状态监测系统，包括一个或多个电池组，所述电池组包括：通过用预定单位数乘以大于1的整数而给定的多个电池单体，每所述预定单位数的电池单体形成一个电池集合；根据所述电池单体的状态来输出模拟信号的多个电池状态输出装置；监测所述电池组的状态的电池状态监测单元；以及电池状态通知单元；该电池状态通知单元被布置到电池组，并被连接到所述电池状态监测单元，
所述多个电池状态输出装置布置安装于由所述电池集合构成的电池模块的壳体的上面，
所述电池状态通知单元包括：
多个子单元，该多个子单元分别与每个所述电池集合相对应，并布置在所述壳体的上面且相互串联连接，
所述子单元包括：
数据生成器，该数据生成器根据从所述电池状态输出装置输出的模拟信号来生成包括数字信号的电池状态数据，该数字信号具有指示与所述子单元对应的所述电池单体的状态的数据，
数据发送器，该数据发送器将由所述数据生成器生成的电池状态数据发送至所述电池状态监测单元，
其中，所述子单元进一步包括数据中继装置、多个端子腿和单体电压输入部，该数据中继装置中继由其它子单元发送的电池状态数据，
所述单体电压输入部具有多个输入端子、和输入有连接切换信号的切换控制端子。
6.如权利要求5所述的电池状态监测系统，其中，
所述数据中继装置包括：第一连接器；与其它子单元的第一连接器可接合的第二连接器；和在所述第一连接器和所述第二连接器之间发送所述电池状态数据的发送器。
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5978037B2 (ja) * 2012-07-20 2016-08-24 矢崎総業株式会社 バスバモジュール
JP5975296B2 (ja) * 2013-03-27 2016-08-23 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線モジュール
JP6098939B2 (ja) 2013-04-08 2017-03-22 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電モジュール
DE102013207357A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Elringklinger Ag Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung
JP6044505B2 (ja) * 2013-10-22 2016-12-14 株式会社デンソー 組電池ユニット
US10003108B2 (en) 2013-11-14 2018-06-19 Nec Corporation Storage battery, method of controlling storage battery, and non-transitory storage medium
KR102248596B1 (ko) * 2014-04-11 2021-05-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
WO2015185070A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-10 Volvo Truck Corporation A method and system for monitoring the status of battery cells
DE102014215035A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriesystem und elektrisch angetriebenes Zweirad mit einem Batteriesystem
JP6233244B2 (ja) * 2014-08-27 2017-11-22 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
WO2016067486A1 (ja) * 2014-10-28 2016-05-06 三洋電機株式会社 状態監視部を内蔵する集積回路およびその集積回路を備えた電源装置
JP6233654B2 (ja) * 2014-11-25 2017-11-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線モジュール
JP6265157B2 (ja) * 2015-03-26 2018-01-24 トヨタ自動車株式会社 通信システム
JP2017049199A (ja) * 2015-09-04 2017-03-09 トヨタ自動車株式会社 電圧監視装置
US10371758B2 (en) * 2015-09-15 2019-08-06 Lg Chem, Ltd. Test system and method for testing a battery pack
JP6531705B2 (ja) * 2016-04-21 2019-06-19 株式会社デンソー 回転電機の制御装置
JP6899637B2 (ja) * 2016-09-07 2021-07-07 株式会社クボタ バッテリパック
JP6763729B2 (ja) * 2016-09-26 2020-09-30 矢崎総業株式会社 電池状態検出装置
EP3316389B1 (en) * 2016-10-26 2024-01-03 Samsung SDI Co., Ltd. Battery system, communication circuit for a battery system and vehicle
JP6490656B2 (ja) * 2016-11-18 2019-03-27 矢崎総業株式会社 導電モジュール及び電池パック
JP6720847B2 (ja) * 2016-12-14 2020-07-08 株式会社デンソー 電池パック
CN206758541U (zh) * 2017-03-31 2017-12-15 创科（澳门离岸商业服务）有限公司 主电池、副电池以及电池组
JP2018181780A (ja) * 2017-04-21 2018-11-15 矢崎総業株式会社 積層バスバおよび電池モジュール
DE102017207943A1 (de) * 2017-05-11 2018-11-15 Robert Bosch Gmbh Signalbearbeitungsvorrichtung für ein insbesondere in ein Batteriesystem einsetzbares Kommunikationssystem
CN107579179A (zh) * 2017-08-28 2018-01-12 长兴遥米新能源科技有限公司 一种快速冷却锂电池模组
US20190081364A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 Sf Motors, Inc. Integrated sense board of electric vehicle battery management system
CN108683262A (zh) * 2018-06-21 2018-10-19 桑顿新能源科技有限公司 一种储能模组及模块化储能机柜
KR20200056562A (ko) * 2018-11-15 2020-05-25 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20210088984A (ko) * 2020-01-07 2021-07-15 주식회사 엘지에너지솔루션 Hv 와이어 어셈블리를 포함하는 배터리 팩 및 상기 배터리 팩의 제조 방법
US11299063B2 (en) * 2020-02-12 2022-04-12 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling electric power flow in a battery system
CN111653719B (zh) * 2020-05-26 2023-05-30 武汉中原长江科技发展有限公司 一种高能量密度电池组、多电芯切换测试装置和测试方法
WO2023248182A1 (en) * 2022-06-22 2023-12-28 Sunvertec Pty Ltd A battery energy storage system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059088A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd 組電池
JP2010003627A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Autonetworks Technologies Ltd ハーネス及び電池装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496658A (en) * 1994-07-25 1996-03-05 Exide Corporation Storage battery state-of-charge indicator
JP3518318B2 (ja) 1998-03-06 2004-04-12 松下電器産業株式会社 積層電圧計測装置
EP1332924A1 (en) * 2000-10-13 2003-08-06 Lear Automotive (EEDS) Spain, S.L. Device for protecting the start battery of a vehicle and the electrical network supplying said battery
US6628102B2 (en) * 2001-04-06 2003-09-30 Microchip Technology Inc. Current measuring terminal assembly for a battery
US7205746B2 (en) * 2001-04-06 2007-04-17 Microchip Technology Inc. Battery cover assembly having integrated battery condition monitoring
JP2006337130A (ja) 2005-06-01 2006-12-14 Yazaki Corp フライングキャパシタ方式電圧測定装置
US7859223B2 (en) * 2007-01-31 2010-12-28 Analog Devices, Inc. Battery montoring apparatus and daisy chain interface suitable for use in a battery monitoring apparatus
US9270133B2 (en) * 2007-04-02 2016-02-23 Linear Technology Corporation Monitoring cells in energy storage system
JP4823345B2 (ja) * 2009-09-18 2011-11-24 三菱重工業株式会社 電池システム
JP5537111B2 (ja) 2009-09-30 2014-07-02 株式会社東芝 二次電池装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059088A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd 組電池
JP2010003627A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Autonetworks Technologies Ltd ハーネス及び電池装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2738863A1 (en) 2014-06-04
US20140141301A1 (en) 2014-05-22
JP5825904B2 (ja) 2015-12-02
US9466862B2 (en) 2016-10-11
JP2013030312A (ja) 2013-02-07
EP2738863A4 (en) 2015-04-22
CN103959552A (zh) 2014-07-30
WO2013015235A1 (ja) 2013-01-31

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