CN103963656B - 蓄电池系统 - Google Patents

蓄电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103963656B
CN103963656B CN201410028173.4A CN201410028173A CN103963656B CN 103963656 B CN103963656 B CN 103963656B CN 201410028173 A CN201410028173 A CN 201410028173A CN 103963656 B CN103963656 B CN 103963656B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
voltage
output voltage
communication failure
monitoring circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410028173.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103963656A (zh
Inventor
镰田诚二
佐佐木聪武
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.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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
Priority claimed from JP2013012451A external-priority patent/JP5978142B2/ja
Priority claimed from JP2013012454A external-priority patent/JP5978145B2/ja
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN103963656A publication Critical patent/CN103963656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103963656B publication Critical patent/CN103963656B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583—Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

蓄电池系统(1)包括：具有电池模块(11a～11d)的蓄电池(10)；与电池模块(11a～11d)对应设置，监视电池模块的电压的电压监视电路(20a～20d)；以及基于与电压监视电路(20a～20d)进行通信所得的监视信息，控制蓄电池(10)的充放电的控制装置(40)，控制装置(40)包括：异常部位判定单元(40a)，其在与电压监视电路(20a～20a)之间发生了通信故障的情况下，使用在该通信故障发生前从电压监视电路(20a～20a)的其中一个得到的监视信息计算蓄电池(10)的估计输出电压，并将估计输出电压和发生了通信故障后的蓄电池(10)的输出电压(Vo)进行比较，判定通信故障的异常部位。

Description

蓄电池系统
技术领域
本发明涉及蓄电池系统。
背景技术
蓄电池系统包括蓄电池(二次电池)和控制装置。蓄电池(二次电池)是锂离子电池等的可再充电的电池。控制装置控制蓄电池的充放电。蓄电池系统是在控制装置的控制之下，取出在蓄电池中存储的电力及向蓄电池存储电力(充放电)的系统。这样的蓄电池系统，例如被用作为电动汽车(EV：Electric Vehicle)或混合动力汽车(HV：Hybrid Vehicle)上所装载的电源。
蓄电池系统中设置的蓄电池中的许多蓄电池，是将电池模块串联连接了相当于得到所需要的电压的结构。电池模块将多个电池组(单位电池)串联连接而构成。包括这样的蓄电池的蓄电池系统，对构成蓄电池的每个电池模块包括电压监视电路。控制装置参照各电压监视电路的监视信息(监视数据)，并且对取出蓄电池中存储的电力及向蓄电池存储电力进行控制(充放电控制)。
在日本国特开2008-220074号中，公开了这样的蓄电池系统的以往例子。具体地说，在日本国特开2008-220074号中，公开了多个低位控制器(单元控制器)和控制所述多个低位控制器的高位控制器(电池控制器)以连成一串(链)的串行通信方式连接的蓄电池系统。上述多个低位控制器(单元控制器)与各电池模块对应设置，进行对构成对应的电池模块的电池组(cell)的控制。
发明内容
上述日本国特开2008-220074号的蓄电池系统中设置的低位控制器，接受来自对应的电池模块的供电并进行动作，从而进行电池组的控制及串行通信。因此，在蓄电池中发生了异常的情况下，因从电池模块向低位控制器的供电停止等，在高位控制器和低位控制器之间的串行通信上发生故障。另外，蓄电池的异常，例如因蓄电池内设置的断路器、保险丝、CID(Current Interrupt Device：过流断开装置)、电源线等的蓄电池的电流路径断开(开路)而发生。
此外，尽管从电池模块向低位控制器的供电正常地进行，但在低位控制器本身发生了异常的情况下，发生了异常的低位控制器的动作停止(或者，不能正常地动作)。因此，与在上述蓄电池中发生了异常的情况同样，在高位控制器和低位控制器之间的串行通信上发生故障。
这样，作为在高位控制器和低位控制器之间的串行通信上发生故障的主要原因，可列举蓄电池的异常造成的故障，以及低位控制器的异常造成的故障。但是，在以往的蓄电池系统中，在与低位控制器之间的串行通信上发生了故障的情况下，有高位控制器不能判别故障的原因是哪些原因的问题。
本发明的方式鉴于上述情况而完成，目的在于，提供在发生了通信故障的情况下，可容易地判别该故障的原因的蓄电池系统。
为了解决上述课题，本发明的方式采用了以下的结构。
(1)本发明的一方式的蓄电池系统包括：具有多个将电池组串联连接而构成的电池模块的蓄电池；与所述电池模块对应设置，监视所述电池模块的电压的多个电压监视电路；以及与所述电压监视电路连接成环状，基于与所述电压监视电路进行通信得到的监视信息，控制所述蓄电池的充放电的控制装置包括：判定单元，其在与所述电压监视电路之间发生了通信故障的情况下，使用在发生所述通信故障前所述电压监视电路的其中一个得到的监视信息计算所述蓄电池的估计输出电压，并将所述估计输出电压和发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压进行比较，判定所述通信故障的异常部位。
(2)在上述(1)的方式中，所述判定单元也可以在所述估计输出电压大于发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压的情况下，判定为所述蓄电池是所述异常部位。
(3)在上述(1)或(2)的方式中，所述判定单元也可以在所述估计输出电压为发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压以下的情况下，判定为所述电压监视电路是所述异常部位。
(4)在上述(1)～(3)的方式中，所述判定单元也可以对从所述电压监视电路的其中一个得到的监视信息，乘以将在所述蓄电池中设置的所述电池组的总数除以在所述电池模块中设置的所述电池组的数所得到的值，计算所述估计输出电压。
(5)在上述(1)～(4)的方式中，所述估计输出电压的计算上所使用的监视信息也可以是在发生所述通信故障前从所述电压监视电路得到的监视信息中的电压值为最大的监视信息。
(6)本发明的另一方式的蓄电池系统包括：具有多个将电池组串联连接而构成的电池模块的蓄电池；与所述电池模块对应设置，单独地监视形成所述电池模块的所述电池组的电压的多个电压监视电路；以及与所述电压监视电路连接为环状，基于与所述电压监视电路进行通信得到的监视信息而控制所述蓄电池的充放电的控制装置，所述控制装置包括：判定单元，其在与所述电压监视电路之间发生了通信故障的情况下，使用在发生所述通信故障前从所述电压监视电路得到的所述电池组的监视信息的其中一个计算所述蓄电池的估计输出电压，并将所述估计输出电压和发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压进行比较，判定所述通信故障的异常部位。
(7)在上述(6)的方式中，所述判定单元也可以在所述估计输出电压大于发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压的情况下，判定为所述蓄电池是所述异常部位。
(8)在上述(6)或(7)的方式中，所述判定单元也可以在所述估计输出电压为发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压以下的情况下，判定为所述电压监视电路是所述异常部位。
(9)在上述(6)～(8)的方式中，所述判定单元也可以对从所述电压监视电路得到的所述电池组的监视信息的其中一个，乘以在所述蓄电池中设置的所述电池组的总数，计算所述估计输出电压。
(10)在上述(6)～(9)的方式中，所述估计输出电压的计算上所使用的监视信息也可以是在发生所述通信故障前从所述电压监视电路得到的所述电池组的监视信息中的电压值为最大的监视信息。
(11)在上述(6)～(10)的方式中，所述蓄电池也可以包括对各个所述电池组设置的多个过流断开装置。
根据本发明的方式，在与电压监视电路之间发生了通信故障的情况下，控制装置中设置的判定单元使用在发生通信故障前从电压监视电路的其中一个得到的监视信息计算蓄电池的估计输出电压，将该估计输出电压和发生了通信故障后的蓄电池的输出电压进行比较，判定通信故障的异常部位。因此，具有能够容易地判别通信故障的原因的效果。
根据本发明的另一方式，在与电压监视电路之间发生了通信故障的情况下，控制装置中设置的判定单元使用在发生通信故障前从电压监视电路得到的电池组的监视信息的其中一个计算蓄电池的估计输出电压，将该估计输出电压和发生了通信故障后的蓄电池的输出电压进行比较，判定通信故障的异常部位。因此，具有能够容易地判别通信故障的原因的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的蓄电池系统的主要部分结构的方框图。
图2是表示本发明的第一实施方式的蓄电池系统的通信故障发生时的动作的流程图。
图3是用于说明本发明的第一实施方式的蓄电池系统的动作的定时图。
图4是表示本发明的第二实施方式的蓄电池系统的主要部分结构的方框图。
图5是表示本发明的第二实施方式的蓄电池系统的通信故障发生时的动作的流程图。
图6是用于说明本发明的第二实施方式的蓄电池系统的动作的定时图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下，参照附图详细地说明本发明的第一实施方式的蓄电池系统。另外，以下，为了容易理解，将电动汽车(EV)和混合动力汽车(HV)等汽车上装载的蓄电池系统列举为例来说明。
图1是表示本发明的第一实施方式的蓄电池系统的主要部分结构的方框图。如图1所示，本实施方式的蓄电池系统1包括：蓄电池10、电压监视电路20a～20d、绝缘元件30a、30b、以及电池控制装置40(控制装置)。
该蓄电池系统1通过连接器C1、C2连接到逆变器INV。蓄电池系统1使蓄电池10中存储的电力放电而将电力供给逆变器INV，并且使用来自逆变器INV的再生电力而将蓄电池10充电。
这里，连接器C1、C2是一种机械式开关，使蓄电池10和逆变器INV之间为断开状态或闭合状态。连接器C1设置在蓄电池10及逆变器INV的正极端子间。连接器C2设置在蓄电池10及逆变器INV的负极端子间。逆变器INV利用从蓄电池系统1供给的电力驱动电机M从而产生用于使汽车行驶的动力。此外，逆变器INV在汽车减速时具有使电机M作为发电机的功能，将由电机M发电的电力作为再生电力供给蓄电池系统1。
蓄电池10包括串联连接的电池模块11a～11d、断路器12、以及保险丝13。蓄电池10在电池控制装置40的控制之下，进行将存储的电力放电及被供给的电力的充电。电池模块11a-11d是将预先规定的多个电池组C串联连接而构成的模块。这里，电池组C是在电池模块11a～11a中设置的单位电池。电池组C例如是锂离子电池等的可再充电的蓄电池(二次电池)。另外，在图1中，为了简单地说明而图示了包括4个电池模块11a～11d的蓄电池10。但是，蓄电池10中设置的电池模块的数是任意的。
断路器12以及保险丝13串联连接在电池模块11b和电池模块11c之间，为了断开(开路)蓄电池10的电流路径而设置。例如，断路器12为了作业员以人工方式断开蓄电池10的电流路径而设置。此外，保险丝13用于在蓄电池10中流过了过电流的情况下，自动地断开蓄电池10的电流路径。再有，设置断路器12以及保险丝13的位置不见得在电池模块11b、11c间，例如可以在电池模块11a、11b间，也可以在电池模块11c、11d间。
电压监视电路20a～20d与蓄电池10的电池模块11a～11d对应设置。电压监视电路20a～20d监视对应的电池模块的电压(对应的电池模块整体的电压)、以及在对应的电池模块中设置的各电池组C的电压。这些电压监视电路20a～20d接受来自对应的电池模块11a～11d的供电而各自进行动作。
此外，电压监视电路20a～20d相互级联(雏菊链连接)并通过绝缘元件30a、30b连接到电池控制装置40。电池控制装置40与电压监视电路20a～20d连接成环状。电压监视电路20a～20d与电池控制装置40进行通信，将电池模块及各电池组C的监视信息(监视数据)发送到电池控制装置40。另外，在图1中，为了简单地说明而图示有4个电压监视电路20a～20d。但是，电压监视电路的数被设为与蓄电池10的电池模块相同数。
绝缘元件30a、30b是用于将雏菊链连接的电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间电绝缘的元件，例如由光电耦合器实现。另外，绝缘元件30a设置在电池控制装置40和电压监视电路20a之间，绝缘元件30b设置在电池控制装置40和电压监视电路20d之间。
电池控制装置40基于电压监视电路20a～20d的监视信息，控制蓄电池10的充放电。具体地说，电池控制装置40从电压监视电路20a～20d的监视信息求蓄电池10的剩余容量(SOC：State Of Charge)。电池控制装置40在求得的蓄电池10的剩余容量在预先规定的容许范围内的情况下，根据汽车的行驶状态控制蓄电池10的充放电。例如，在驱动电机M而产生用于使汽车行驶的动力的情况下，进行使蓄电池10中存储的电力放电的控制。此外，例如，在使汽车减速的情况下，进行通过从逆变器INV供给的再生电力而将蓄电池10充电的控制。
此外，电池控制装置40包括在与电压监视电路20a～20d之间发生了通信故障的情况下，判定该通信故障的原因即部位(异常部位)的异常部位判定单元40a(判定单元)。另外，该异常部位判定单元40a可以作为硬件电路实现，也可以通过将实现异常部位判定单元40a的软件读入计算机，软件和硬件资源进行协同来实现。
异常部位判定单元40a在与电压监视电路20a～20d之间发生了通信故障的情况下，使用在该通信故障发生前(就在跟前)从电压监视电路20a～20d的其中一个得到的监视信息(电池模块11a～11d的其中一个电压)，计算被估计为将是蓄电池10的输出电压的估计输出电压Vp。然后，异常部位判定单元40a将算出的估计输出电压Vp和由电池控制装置40中设置的电压测定单元(未图示)测定的蓄电池10的输出电压Vo进行比较而判定异常部位。
具体地说，异常部位判定单元40a在估计输出电压Vp大于蓄电池10的输出电压Vo的情况下，判定为蓄电池10是异常部位。这是因为在通信故障的原因是蓄电池10的异常(例如，断路器12或保险丝13的断开)的情况下，蓄电池10的输出电压Vo比异常发生前的输出电压Vo(与估计输出电压Vp大致相同的电压)大幅度地下降。
相对于此，异常部位判定单元40a在估计输出电压Vp为蓄电池10的输出电压Vo以下的情况下，判定为电压监视电路20a～20d是异常部位。这是因为在通信故障的原因是电压监视电路20a～20d的异常造成的情况下，蓄电池10的输出电压Vo几乎不变动，维持与异常发生前的输出电压Vo(与估计输出电压Vp大致相同的电压)相同程度的电压。
这里，异常部位判定单元40a使用在通信故障发生前(就在跟前)从电压监视电路20a～20d得到的监视信息(电压Va～Vd)中、电压值为最大的监视信息来计算估计输出电压Vp。例如，由电压监视电路20a监视的电池模块11a的监视信息(电压Va)最大时，异常部位判定单元40a用以下的式(1)计算估计输出电压Vp。
Vp=(N／n)·α·Va (1)
其中，上述式(1)中的‘N’是蓄电池10中设置的电池组C的总数，‘n’是形成电池模块11a(得到最大的电压Va的电池模块)的电池组C的数。此外，系数α是考虑蓄电池10中设置的电池组C的电压值的偏差所确定的偏差系数。例如通过预先检测在蓄电池10中设置的各电池组C的正常状态下的电压的最大值和最小值从而设定它们的差电压ΔV，并将电池组C的设计最小值除以差电压ΔV而求该系数α。即，异常部位判定单元40a通过对表示电池模块11a的监视信息的电压Va(最大的电压)乘以将蓄电池10中设置的电池组C的总数N除以电池模块11a中设置的电池组C的数得到的值(N／n)和偏差系数(α)，计算估计输出电压Vp。
接着，说明上述结构中的蓄电池系统1的动作。图2是表示本发明的第一实施方式的蓄电池系统的通信故障发生时的动作的流程图。
此外，图3是用于说明基于本发明的第一实施方式的蓄电池系统的动作的定时图。以下，在简单地说明了不发生电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间的通信故障的情况的动作后，说明有关发生了通信故障的情况的动作
首先，在不发生通信故障的情况下，在电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间定期地进行通信，电压监视电路20a～20d的监视信息被电池控制装置40定期地获取(参照图3中的‘电压Va～Vd’)。另外，在电池控制装置40中，与电压监视电路20a～20d的监视信息分开，通过内部设置的未图示的电压测定单元，定期地获取蓄电池10的输出电压Vo(参照图3中的‘输出电压Vo’)。
获取到电压监视电路20a～20d的监视信息时，电池控制装置40求蓄电池10的剩余容量。电池控制装置40在求得的蓄电池10的剩余容量在预先规定的容许范围内的情况下，根据汽车的行驶状态控制蓄电池10的充放电。例如，在驱动电机M发生用于使汽车行驶的动力的情况下，进行使蓄电池10存储的电力放电的控制。此外，在使汽车减速的情况下，进行通过从逆变器INV供给的再生电力而将蓄电池10充电的控制。在不发生通信故障的情况下，反复进行以上的动作。
接着，在发生了通信故障的情况下，如图3所示，在电池控制装置40内，表示发生了通信错误的意旨的标记即通信错误标记从‘L(低)’电平变化为‘H(高)’电平(时刻t2)。于是，电池控制装置40中设置的异常部位判定单元40a使用就在紧靠发生该通信故障前从电压监视电路20a～20d的其中一个得到的监视信息，计算被估计为将是蓄电池10的输出电压的估计输出电压Vp(步骤S11)。
具体地说，异常部位判定单元40a使用就在紧靠通信错误标记从‘L’电平变化为‘H’电平的时刻t2前的时刻t1中得到的电压Va～Vd中的、电压值为最大的监视信息，计算估计输出电压Vp。例如，在由电压监视电路20a监视的电池模块11a的监视信息(电压Va)最大时，异常部位判定单元40a使用上述式(1)计算估计输出电压Vp。
计算估计输出电压Vp时，通过电池控制装置40的内部中设置的未图示的电压测定单元，获取蓄电池10的输出电压Vo(步骤S12：时刻t3)。此外，在获取输出电压Vo的同时(或者，几乎同时)，在电池控制装置40内，表示实施异常判定的意旨的标记即异常判定标记从‘L’电平变化为‘H’电平。于是，
由异常部位判定单元40a判断在步骤S11中算出的估计输出电压Vp是否大于在步骤S12中获取的输出电压Vo(步骤S13)。
在判断为估计输出电压Vp大于输出电压Vo的情况(步骤S13的判断结果为“是”的情况)下，异常部位判定单元40a判定为蓄电池10异常(步骤S14)。相对于此，在判断为估计输出电压Vp为输出电压Vo以下的情况(步骤S13的判断结果为“否”的情况)下，异常部位判定单元40a判定为电压监视电路20a～20d异常(步骤S15)。由此，进行在发生了电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间的通信故障时的异常部位的判定。
如以上，在本实施方式中，在电池控制装置40内通信错误标记从‘L’电平变化为‘H’电平的情况下，由异常部位判定单元40a使用在通信错误标记变化前从电压监视电路20a～20d的其中一个得到的监视信息计算蓄电池10的估计输出电压Vp，将估计输出电压Vp和蓄电池10的输出电压Vo进行比较，从而判定通信故障的异常部位。因此，在发生了通信故障的情况下，可容易地判别该故障的原因。
以上，说明了本发明的第一实施方式的蓄电池系统，但本发明不限于上述实施方式，在本发明的范围内可自由地变更。例如，在上述实施方式中，为了容易理解，将电动汽车(EV)和混合动力汽车(HV)等的汽车上装载的蓄电池系统列举为例进行了说明。但是，本发明也适用于在汽车以外的二轮车或船舶等的移动体中设置的蓄电池系统。
<第二实施方式>
以下，参照附图详细地说明基于本发明的第二实施方式的蓄电池系统。在本实施方式中，有关与上述实施方式同样的结构要素，附加相同的标号并简化或省略其说明。
图4是表示基于本发明的第二实施方式的蓄电池系统的主要部分结构的方框图。如图4所示，本实施方式的蓄电池系统2与第一实施方式的蓄电池系统1同样，包括蓄电池210、电压监视电路20a～20d、绝缘元件30a、30b、以及电池控制装置40(控制装置)。
该蓄电池系统2通过连接器C1、C2连接到逆变器INV。蓄电池系统2使蓄电池210中存储的电力放电而供给到逆变器INV，并且使用来自逆变器INV的再生电力将蓄电池210充电。
蓄电池210包括串联连接的电池模块211a～21ld、断路器12、以及保险丝13。蓄电池210在电池控制装置40的控制之下，进行存储的电力的放电及被供给的电力的充电。电池模块211a～211d是将预先规定的多个电池组C串联连接而构成的模块。这里，电池组C是在电池模块211a～211d中设置的单位电池。电池组C例如是锂离子电池等的可再充电的蓄电池(二次电池)。在各电池组C中，分别设有用于防止过电流的过流断开装置D。另外，在图4中，为了简单地说明而图示了包括4个电池模块211a～211d的蓄电池210。但是，蓄电池210中设置的电池模块的数是任意的。
本实施方式的异常部位判定单元240a，在发生了与电压监视电路20a～20d之间的通信故障的情况下，使用该通信故障发生前(就在跟前)从电压监视电路20a～20d得到的电池组C的监视信息的其中一个，计算被估计为将是蓄电池210的输出电压的估计输出电压Vp。然后，异常部位判定单元240a将算出的估计输出电压Vp和由电池控制装置40中设置的电压测定单元(未图示)测定的蓄电池210的输出电压Vo进行比较来判定异常部位。
具体地说，异常部位判定单元240a在估计输出电压Vp大于蓄电池210的输出电压Vo的情况下，判定为蓄电池210为异常部位。这是因为在通信故障的原因是蓄电池210的异常(例如，断路器12或保险丝13的断开、或过流断开装置C造成的电流路径的断开)的情况下，蓄电池210的输出电压Vo比异常发生前的输出电压Vo(与估计输出电压Vp大致相同的电压)大幅度地下降。
相对于此，异常部位判定单元240a在估计输出电压Vp为蓄电池210的输出电压Vo以下的情况下，判定为电压监视电路20a～20d是异常部位。这是因为在通信故障的原因是电压监视电路20a～20d的异常造成的情况下，蓄电池210的输出电压Vo几乎不变动，而维持与异常发生前的输出电压Vo(与估计输出电压Vp大致相同的电压)相同程度的电压。
这里，异常部位判定单元240a使用在通信故障发生前(就在跟前)从电压监视电路20a～20d得到的各电池组C的监视信息中的、电压值为最大的监视信息来计算估计输出电压Vp。例如，在由电压监视电路20a监视的形成电池模块211a的一个电池组C的电压(电压Vm)最大时，异常部位判定单元240a使用以下的式(2)计算估计输出电压Vp。
Vp＝N·α·Vm (2)
其中，上述式(2)中的‘N’是蓄电池210中设置的电池组C的总数。
此外，系数α是考虑蓄电池210中设置的电池组C的电压值的偏差所确定的偏差系数。例如通过预先检测在蓄电池210中设置的各电池组C的正常状态下的电压的最大值和最小值从而设定它们的差电压ΔV，并将电池组C的设计最小值除以差电压ΔV而求该系数α。即，异常部位判定单元240a通过对从电压监视电路20a～20d得到的各电池组C的监视信息的其中一个(最大的电压Vm)乘以蓄电池210中设置的电池组C的总数N和偏差系数(α)，计算估计输出电压Vp。
接着，说明上述结构中的蓄电池系统2的动作。图5是表示本发明的第二实施方式的蓄电池系统的通信故障发生时的动作的流程图。
此外，图6是用于说明本发明的第二实施方式的蓄电池系统的动作的定时图。以下，在简单地说明了在电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间不发生通信故障的情况下的动作后，说明发生了通信故障的情况下的动作。
首先，在不发生通信故障的情况下，在电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间定期地进行通信，电压监视电路20a～20d的监视信息由电池控制装置40定期地获取(参照图6中的‘电压Vc’)。另外，在电池控制装置40中，与电压监视电路20a～20d的监视信息分开，通过内部中设置的未图示的电压测定单元，定期地获取蓄电池210的输出电压Vo(参照图6中的‘输出电压Vo’)。
获取电压监视电路20a～20d的监视信息时，电池控制装置40求蓄电池210的剩余容量。电池控制装置40在求得的蓄电池210的剩余容量在预先规定的容许范围内的情况下，根据汽车的行驶状态控制蓄电池210的充放电。例如，在驱动电机M而发生用于使汽车行驶的动力的情况下，进行使蓄电池210中存储的电力放电的控制。此外，在使汽车减速的情况下，进行通过从逆变器INV供给的再生电力而将蓄电池210充电的控制。在不发生通信故障的情况下，反复进行以上的动作。
接着，在发生了通信故障的情况下，如图6所示，在电池控制装置40内，表示发生了通信错误的意旨的标记即通信错误标记从‘L(低)’电平变化为‘H(高)’电平(时刻t2)。于是，电池控制装置40中设置的异常部位判定单元240a使用紧靠发生该通信故障前从电压监视电路20a～20d得到的各电池组C的监视信息的其中一个，计算被估计为将是蓄电池210的输出电压的估计输出电压Vp(步骤S211)。
具体地说，异常部位判定单元240a使用就在紧靠通信错误标记从‘L’电平变化为‘H’电平的时刻t2前的时刻t1得到的各电池组C的电压(电压Vc)中的、电压值为最大的电压计算估计输出电压Vp。例如，在由电压监视电路20a监视的形成电池模块211a的一个电池组C的电压(电压Vm)最大时，异常部位判定单元240a使用上述式(2)计算估计输出电压Vp。
计算估计输出电压Vp时，通过电池控制装置40的内部中设置的未图示的电压测定单元，获取蓄电池210的输出电压Vo(步骤S212：时刻t3)。此外，在获取输出电压Vo的同时(或者，几乎同时)，在电池控制装置40内，表示实施异常判定的意旨的标记即异常判定标记从‘L’电平变化为‘H’电平。于是，由异常部位判定单元240a判断在步骤S211中算出的估计输出电压Vp是否大于在步骤S212中获取的输出电压Vo(步骤S213)。
在判断为估计输出电压Vp大于输出电压Vo的情况(步骤S213的判断结果为“是”的情况)下，异常部位判定单元240a判定为蓄电池210异常(步骤S214)。相对于此，在判断为估计输出电压Vp为输出电压Vo以下的情况(步骤S213的判断结果为“否”的情况)下，异常部位判定单元240a判定为电压监视电路20a～20d异常(步骤S215)。由此，进行在电压监视电路20a～20d和电池控制装置40之间发生了通信故障时的异常部位的判定。
如以上，在本实施方式中，在电池控制装置40内通信错误标记从‘L’电平变化为‘H’电平的情况下，由异常部位判定单元240a使用在通信错误标记变化前从电压监视电路20a～20d得到各电池组C的监视信息的其中一个，计算蓄电池210的估计输出电压Vp，将估计输出电压Vp和蓄电池210的输出电压Vo进行比较，从而判定通信故障的异常部位。因此，在发生了通信故障的情况下，可容易地判别该故障的原因。
以上，说明了本发明的第二实施方式的蓄电池系统，但本发明不限于上述实施方式，在本发明的范围内可自由地变更。例如，在上述实施方式中，为了容易理解，将电动汽车(Ev)或混合动力汽车(HV)等的汽车上装载的蓄电池系统列举为例进行了说明。但是，本发明也适用于在汽车以外的二轮车或船舶等的移动体中设置的蓄电池系统。
再有，上述第一实施方式及第二实施方式的技术能够分别适当地组合。此外，也可以省略一部分结构要素。

Claims (11)

1.一种蓄电池系统，其特征在于，包括：
蓄电池，具有多个将电池组串联连接而构成的电池模块；
多个电压监视电路，与所述电池模块对应设置，监视所述电池模块的电压；以及
控制装置，与所述电压监视电路连接成环状，基于与所述电压监视电路进行通信得到的监视信息，控制所述蓄电池的充放电，
所述控制装置包括：判定单元，其在与所述电压监视电路之间发生了通信故障的情况下，使用在发生所述通信故障前从所述电压监视电路的其中一个得到的监视信息计算所述蓄电池的估计输出电压，并将所述估计输出电压和发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压进行比较，判定所述通信故障的异常部位。
2.如权利要求1所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述判定单元在所述估计输出电压大于发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压的情况下，判定所述蓄电池是所述异常部位。
3.如权利要求1或权利要求2所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述判定单元在所述估计输出电压为发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压以下的情况下，判定为所述电压监视电路是所述异常部位。
4.如权利要求3所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述判定单元通过对从所述电压监视电路的其中一个得到的监视信息，乘以将在所述蓄电池中设置的所述电池组的总数除以在所述电池模块中设置的所述电池组的数所得到的值，计算所述估计输出电压。
5.如权利要求3所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述估计输出电压的计算上所使用的监视信息是，在发生所述通信故障前从所述电压监视电路得到的电压值为最大的监视信息。
6.一种蓄电池系统，其特征在于，包括：
蓄电池，具有多个将电池组串联连接而构成的电池模块；
多个电压监视电路，与所述电池模块对应设置，单独地监视形成所述电池模块的所述电池组的电压；以及
控制装置，与所述电压监视电路连接成环状，基于与所述电压监视电路进行通信得到的监视信息，控制所述蓄电池的充放电，
所述控制装置包括：判定单元，其在与所述电压监视电路之间发生了通信故障的情况下，使用在发生所述通信故障前从所述电压监视电路得到的所述电池组的监视信息的其中一个计算所述蓄电池的估计输出电压，并将所述估计输出电压和发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压进行比较，判定所述通信故障的异常部位。
7.如权利要求6所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述判定单元在所述估计输出电压大于发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压的情况下，判定为所述蓄电池是所述异常部位。
8.如权利要求6或权利要求7所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述判定单元在所述估计输出电压为发生了所述通信故障后的所述蓄电池的输出电压以下的情况下，判定为所述电压监视电路是所述异常部位。
9.如权利要求8所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述判定单元通过对从所述电压监视电路得到的所述电池组的监视信息的其中一个乘以所述蓄电池中所设置的所述电池组的总数，计算所述估计输出电压。
10.如权利要求9所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述估计输出电压的计算上所使用的监视信息是，在发生所述通信故障前从所述电压监视电路得到的所述电池组的电压值为最大的监视信息。
11.如权利要求10所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述蓄电池包括对于各个所述电池组设置的多个过流断开装置。
CN201410028173.4A 2013-01-25 2014-01-21 蓄电池系统 Active CN103963656B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013012451A JP5978142B2 (ja) 2013-01-25 2013-01-25 蓄電池システム
JP2013-012451 2013-01-25
JP2013012454A JP5978145B2 (ja) 2013-01-25 2013-01-25 蓄電池システム
JP2013-012454 2013-01-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103963656A CN103963656A (zh) 2014-08-06
CN103963656B true CN103963656B (zh) 2017-05-10

Family

ID=51222189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410028173.4A Active CN103963656B (zh) 2013-01-25 2014-01-21 蓄电池系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9634500B2 (zh)
CN (1) CN103963656B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6107349B2 (ja) * 2013-04-11 2017-04-05 スズキ株式会社 バッテリ充放電制御装置
JP6674318B2 (ja) * 2016-05-16 2020-04-01 株式会社マキタ バッテリ装置
JP6787234B2 (ja) * 2017-04-07 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 電池監視システム
CN107315708B (zh) * 2017-07-12 2020-11-20 砀山泰莱电气设备有限公司 一种芯片间级联应用电路
CN108790892A (zh) * 2018-06-20 2018-11-13 重庆明斯克电气有限公司 一种电动汽车的充电监控管理装置
CN115871579B (zh) * 2023-01-03 2024-05-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种车辆用电监控方法、系统、电子设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101051763A (zh) * 2006-02-28 2007-10-10 株式会社理光 控制充电的集成电路及充电设备、检测蓄电池连接的方法
CN101622547A (zh) * 2007-02-08 2010-01-06 松下电动车辆能源股份有限公司 用于检测蓄电装置的异常的装置和方法
CN102033205A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 比亚迪股份有限公司 一种车辆动力电池的故障检测系统及检测方法
CN102656048A (zh) * 2009-12-02 2012-09-05 丰田自动车株式会社 用于电池组件的异常检测系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3760831B2 (ja) 2001-10-16 2006-03-29 日産自動車株式会社 組電池の電圧検出装置
JP3804682B2 (ja) 2005-03-18 2006-08-02 日産自動車株式会社 車両用組電池の電圧検出装置
JP4722067B2 (ja) 2007-03-06 2011-07-13 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電装置，蓄電池管理制御装置及びモータ駆動装置
JP2010151756A (ja) 2008-12-26 2010-07-08 Panasonic Corp 電池パック
JP2011027608A (ja) 2009-07-28 2011-02-10 Denso Corp 組電池の状態監視装置
WO2011111350A1 (ja) 2010-03-08 2011-09-15 三洋電機株式会社 バッテリ制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
JP2011232171A (ja) 2010-04-27 2011-11-17 Gs Yuasa Corp 二次電池の電池管理システムの故障検知方法および電池監視装置
JP5675951B2 (ja) 2011-02-23 2015-02-25 株式会社日立製作所 電池を備えた蓄電システム
JP2012198170A (ja) 2011-03-23 2012-10-18 Panasonic Corp 電池電源装置
CN104125902B (zh) * 2011-12-02 2018-04-06 电力科技控股有限责任公司 用于混合车辆中的燃料优化的系统和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101051763A (zh) * 2006-02-28 2007-10-10 株式会社理光 控制充电的集成电路及充电设备、检测蓄电池连接的方法
CN101622547A (zh) * 2007-02-08 2010-01-06 松下电动车辆能源股份有限公司 用于检测蓄电装置的异常的装置和方法
CN102033205A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 比亚迪股份有限公司 一种车辆动力电池的故障检测系统及检测方法
CN102656048A (zh) * 2009-12-02 2012-09-05 丰田自动车株式会社 用于电池组件的异常检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
US9634500B2 (en) 2017-04-25
US20140210414A1 (en) 2014-07-31
CN103963656A (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10608444B2 (en) Power supply system
CN103963656B (zh) 蓄电池系统
US10454283B2 (en) Battery system monitoring apparatus and electric storage device including the same
CN107953787B (zh) 用于对电池进行充电的系统和方法
CN105711434B (zh) 一种电动汽车动力电池管理系统
JP5753764B2 (ja) 電池システム監視装置およびこれを備えた蓄電装置
US8532854B2 (en) Method and apparatus for managing multiple battery packs in a hybrid or electric vehicle
JP6214540B2 (ja) バッテリーのセルブロックをスイッチングすることによってバッテリーの充放電レベルを平衡化するための方法
US9590431B2 (en) Battery controller, battery system
EP2768689B1 (en) Welded contactor checking systems and methods
EP2523248A2 (en) Battery control device and method
EP2361799A2 (en) Power supply device and method for detecting non-contact state of load connected to power supply device
US9680320B2 (en) Battery control apparatus
EP2594949A1 (en) Power supply device
JP2013092398A (ja) 二次電池の劣化状態判別システム及び劣化状態判別方法。
US20200290480A1 (en) Vehicle power supply device
CN107428254A (zh) 车辆的电源装置
CN108140908A (zh) 蓄电池装置以及车辆
US9306403B2 (en) Battery module, battery management system, system for supplying a drive of a machine suitable for generating torque with electrical energy, and a motor vehicle
US20230273268A1 (en) Device and method for determining state of battery pack
JP2018050400A (ja) 電源システムの充電停止方法
JP6647839B2 (ja) 蓄電システム
EP4270590A1 (en) Battery control device, and battery system
EP4124498A1 (en) Relay control system and battery system
JP2024137855A (ja) バッテリパック

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211214

Address after: Ibaraki

Patentee after: Hitachi astemo Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: KEIHIN Corp.

TR01 Transfer of patent right