CN105143899A - 电池系统监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明的电池系统监视装置包括：针对每个所述单元组而设置的多个电池监视电路；以及平衡电阻。电池监视电路包括：单元电压测定部，其在每个规定的时机测定各单体电池单元的单元电压；放电开关，其对自各单体电池单元流经平衡电阻的放电电流的状态进行切换；以及平衡控制部，其控制放电开关。在单元电压测定部与各单体电池单元之间分别连接有滤波电路，单元电压测定部判定在与滤波电路的时间常数相应的瞬态响应期间内是否测定过单元电压，并使用与其判定结果相应的修正值来修正单元电压的测定值。

Description

电池系统监视装置

技术领域

本发明涉及一种监视电池系统的装置。

背景技术

在混合动力汽车(HEV)或电动汽车(EV)等中，为了确保所期望的高电压，通常使用有将多个二次电池型单体电池单元串联而构成的电池组(电池系统)。以往，在这种电池组中，在规定数量的每一单体电池单元上连接有使用集成电路等的电池监视电路。通过利用该电池监视电路进行各单体电池单元的端子间电压(单元电压)的测定、或者用以使各单体电池单元的剩余容量均等化的平衡放电等，来监视及管理各单体电池单元的状态。在平衡过程中，根据剩余容量对各单体电池单元进行放电，放电电流经由设置在各单体电池单元与电池监视电路之间的电压检测线而流至平衡电阻。此时，在电压检测线中会产生与其阻抗的大小相应的压降。

近年来，相对于剩余容量的变化的电压变动小于以往的单体电池单元已得以实用化。在使用这种单体电池单元的情况下，为了测定单元电压而准确推断剩余容量，要求高于以往的测定精度。因此，在平衡过程中的单元电压的测定中，已无法忽视上述那样的电压检测线中的压降的影响。因此，提出了通过修正电压检测线中的压降量来准确测定单元电压的方法(参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-75504号公报

发明内容

发明要解决的问题

在普通电池组中，为了抑制因噪声或电压变动等而产生的混叠误差，在单体电池单元与电池监视电路之间插入有RC滤波器。因而，当开始或停止平衡时，伴随于此，在单元电压中会产生与RC滤波器的时间常数相应的瞬态响应。但在专利文献1中所记载的方法中，虽然可准确测定在开始平衡并经过瞬态响应之后成为稳定状态时的单元电压，但无法准确测定瞬态响应期间内的单元电压。

解决问题的技术手段

本发明的电池系统监视装置用以监视及控制包括多个将多个单体电池单元串联而成的单元组的电池系统，该电池系统监视装置包括：针对每个所述单元组而设置的多个电池监视电路；以及平衡电阻，其用以使对应于电池监视电路的单元组的各单体电池单元放电。在该电池系统监视装置中，电池监视电路包括：单元电压测定部，其在每个规定的时机测定所对应的单元组的各单体电池单元的单元电压；放电开关，其对自所对应的单元组的各单体电池单元流经平衡电阻的放电电流的状态进行切换；以及平衡控制部，其控制放电开关。在单元电压测定部与各单体电池单元之间分别连接有滤波电路，单元电压测定部判定在与滤波电路的时间常数相应的瞬态响应期间内是否测定过单元电压，并使用与其判定结果相应的修正值来修正单元电压的测定值。

发明的效果

根据本发明，可提供一种即便在瞬态响应期间内也能准确测定单元电压的电池系统监视装置。

附图说明

图1为示出本发明的一实施方式的电池系统监视装置的构成的图。

图2为示出单元组与电池监视电路之间的连接电路的详情的图。

图3为示出单元电压的测定时机和平衡电流及单元电压的变化情况的一例的图。

图4为示出单元电压的修正结果的例子的图。

图5为示出单元电压测定处理的步骤的流程图。

图6为示出检测线电阻测定处理的步骤的流程图。

图7为用以说明电压检测线所具有的电阻成分的电阻值的算出方法的图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的一实施方式进行说明。在以下的实施方式中，对如下情况的例子进行说明：对监视用于混合动力汽车(HEV)等的电池系统的电池系统监视装置应用本发明。再者，本发明的电池系统监视装置的应用范围并不限于对搭载在HEV上的电池系统进行监视的装置。例如，也可广泛应用于对搭载在插电式混合动力汽车(PHEV)或者电动汽车(EV)、轨道车辆等上的电池系统进行监视的装置。

在以下的实施方式中，作为成为本发明的电池系统监视装置所控制及监视的对象的电池系统的最小单位，假设是具有规定的输出电压范围例如3.0～4.2V(平均输出电压：3.6V)的输出电压范围的锂离子电池。但本发明的电池系统监视装置也可将使用锂离子电池以外的蓄电-放电装置而构成的电池系统作为控制及监视的对象。即，只要在SOC(StateOfCharge)过高的情况(过充电)或者过低的情况(过放电)下必须限制其使用，则可使用任意蓄电-放电装置来构成电池系统。在以下的说明中，将作为这种电池系统的构成要素的蓄电-放电装置统称为单体电池单元。

在以下所说明的实施方式中，将使多个(大致数个至十几个)单体电池单元串联而成的构件称为单元组，将使多个该单元组串联而成的构件称为电池系统。此外，有时也将这些构件统称为电池组。

图1为示出本发明的一实施方式的电池系统监视装置10的构成的图。电池系统监视装置10包括：电池控制器200；以及多个电池监视电路100，所述多个电池监视电路100按照规定的通信顺序相互连接。电池系统监视装置10与车辆控制器400、马达控制器300、电池系统130、换流器340、马达350等一起搭载在电动汽车或混合动力汽车等电动车辆上。

电池系统130是将多个单元组120串联而成。各单元组120是将多个单体电池单元110(下面，也简称为单元)串联而构成。各单元110例如使用锂离子电池等二次电池。

在电池系统监视装置10中，在电池控制器200与各电池监视电路100之间设置有回路状的通信电路。电池控制器200经由绝缘元件201对通信顺序上在最上位的电池监视电路100发送通信信号。接收到该通信信号的最上位的电池监视电路100向通信顺序上在下一位的电池监视电路100传送通信信号。通过在各电池监视电路100中依序进行这种动作，通信信号得以串接地从最上位的电池监视电路100依序传送至最下位的电池监视电路100为止。通信顺序上在最下位的电池监视电路100经由绝缘元件202向电池控制器200发送通信信号。以如此方式在电池控制器200与各电池监视电路100之间进行经由回路状的通信电路的通信信号的授受。

车辆控制器400根据来自电动车辆的驾驶员所操作的加速踏板、制动踏板或变速杆等车辆驾驶操作装置(未图示)的操作信号，对车辆的行驶速度或制驱动力等进行控制。马达控制器300根据来自车辆控制器400的速度指令或制驱动力指令对电池控制器200及换流器340进行控制，从而控制马达350的转速及扭矩。

电池控制器200根据利用电压传感器210、电流传感器220及温度传感器230分别检测到的电池系统130的电压、电流及温度，对电池系统130的充放电及SOC(StateOfCharge)进行控制。电池控制器200通过在与各电池监视电路100之间以前述的方式进行通信信号的授受来控制各电池监视电路100的动作，从而推定在电池系统130中构成各单元组120的多个单元110的SOC。根据该推定结果来进行用以修正各单元110间的SOC的偏差的放电(下面，称为平衡放电)，以免各单元110的SOC变得不均衡。电池系统监视装置10以如此方式监视及控制电池系统130。

在以上述方式在与各电池监视电路100之间进行通信信号的授受的情况下，电池控制器200在信号授受之前对各电池监视电路100输出未图示的启动信号，由此来启动各电池监视电路100。该启动信号的输出是经由不同于通信信号的信号路径来进行的。继而，若确认各电池监视电路100已启动，则开始发送通信信号。

再者，在图1中，作为电池系统130，例示了将多个串联有4个单元110的单元组120串联而成的电池组。但构成单元组120的单元110的数量并不限于此，也可为不到4个或者4个以上。在电动汽车或混合动力汽车等电动车辆中，通常使用将大量单元或单元组串并联，且其两端电压为数百V左右的高压、高容量的电池模块。本发明也可应用于这种高压、高容量的电池模块。

电池监视电路100针对每一单元组120进行设置，各单元组120是按每规定个数(图1中为4个)将构成电池系统130的多个单元110分组而成。例如，在电池系统130中串联有100个单元110，并且按每4个单元110进行分组的情况下，在电池系统130内设置有25组单元组120，相应地，在电池系统监视装置10内配置有25个电池监视电路100。

各电池监视电路100针对构成所对应的单元组120的每一单元110对正极与负极的各端子间电压进行检测，由此测定单元电压并发送至电池控制器200。电池控制器200根据发送自各电池监视电路100的各单元110的单元电压的测定结果来推定各单元110的SOC，并向各电池监视电路100输出平衡指令。各电池监视电路100按照来自电池控制器200的平衡指令对每一单元110进行平衡电流的通电控制。在各电池监视电路100与所对应的单元组120之间，针对每一单元110设置有用以确定平衡电流的平衡电阻102。

在驱动车辆时，电池系统130中所充的直流电经由正极侧接触器310及负极侧接触器320而被供给至平滑电容器330及换流器340。换流器340将供给自电池系统130的直流电转换为交流电并施加至马达350。使用该交流电来驱动马达350。在换流器340中设置有未图示的开关元件，通过使其进行开关来进行直流电向交流电的转换。另一方面，在车辆制动时，马达350所发的交流电被换流器340所配备的二极管元件(未图示)和平滑电容器330转换为直流电。该直流电经由正极侧接触器310及负极侧接触器320而施加至电池系统130，从而进行电池系统130的充电。以如此方式在电池系统130与换流器340之间进行直流电的授受。

再者，伴随换流器340的动作，会产生波纹电压噪声及开关噪声。通过平滑电容器330而使得这些噪声在某程度上有所降低，但并未完全去除，从而流入至电池系统130而产生噪声电流。在电池系统130中，噪声电压以与该噪声电流成比例的方式重叠在各单元110的端子间电压上。由于该噪声成为单元电压的检测误差，因此使用在后文叙述的图2中所示的RC滤波器4来抑制该噪声向电池监视电路100的输入。

接着，对图1的电池系统监视装置10中的单元组120与电池监视电路100之间的连接电路的详情进行说明。图2为示出单元组120与电池监视电路100之间的连接电路的详情的图。在图1中被配置成对应关系的各单元组120与各电池监视电路100经由如图2所示的连接电路而相互连接。再者，在图2中，将构成单元组120的6个单元110表示为单元110a～110f。但构成单元组120的单元110的数量并不限于此。例如，也可像图1那样串联4个单元110。

在电池系统监视装置10的外侧，在单元组120的单元110a～110f与电池监视电路100之间分别连接有具有电阻成分3的电压检测线2。此外，在电池系统监视装置10的内侧，在单元110a～110f与电池监视电路100之间分别连接有平衡电阻102及RC滤波器4。RC滤波器4用于像上述那样抑制成为单元电压的测定误差的噪声，是使用电阻和电容器而构成。

电池监视电路100在功能上包括单元电压测定部6、平衡控制部7及放电开关8。单元电压测定部6在每一个规定的时机对经由电压检测线2及RC滤波器4而输入的单元110a～单元110f的各单元电压进行测定。由单元电压测定部6测出的单元电压通过所述通信信号被发送至电池控制器200。

对单元110a～110f分别设置放电开关8。在图2中，与单元110a～110f相对应地，以符号8a～8f表示各放电开关8。平衡控制部7根据来自电池控制器200的指示分别切换放电开关8a～8f的开闭状态。如此，通过利用平衡控制部7来切换放电开关8a～8f的开闭状态，使得自单元110a～110f流经平衡电阻102的放电电流的状态得以切换，从而进行单元110a～110f的平衡放电。

接着，对单元电压测定部6的单元电压的测定方法进行说明。图3为示出单元电压测定部6的单元电压的测定时机和平衡电流及单元电压的变化情况的一例的图。在图3中，在上侧以实线表示的波形31表示上位侧单元的单元电压，以虚线表示的波形32表示下位侧单元的单元电压。此外，在下侧以实线表示的波形33表示自上位侧单元流经平衡电阻102的平衡电流，以虚线表示的波形34表示自下位侧单元流经平衡电阻102的平衡电流。剩下的波形35表示单元电压的测定时机。再者，所谓上位侧单元，是指在单元组120中从高电压侧起数数时位于奇数位的单元110，在图2中为单元110a、110c及110e。另一方面，所谓下位侧单元，是指在单元组120中从高电压侧起数数时位于偶数位的单元110，在图2中为单元110b、110d及110f。

在图3中，左侧的纵轴的值表示上述的波形31、32分别所表示的单元电压值。另一方面，右侧的纵轴的值表示波形33、34分别所表示的平衡电流值。此外，横轴的值表示时间，这对波形31～35来说是通用的。

单元电压测定部6像波形35所示那样每0.02秒对单元110a～110f的各单元电压进行测定。平衡控制部7以与该单元电压的测定时机同步的时机控制放电开关8a～8f。

若在时刻0开始电池监视电路100的动作时，则平衡控制部7在0.02秒后进行的单元电压测定之后，立刻将对应于上位侧单元的放电开关8a、8c及8e仅关闭短时间。其后，在下一单元电压的测定时机之后，立刻将对应于下位侧单元的放电开关8b、8d及8f仅关闭短时间。此时，如波形33及34所示，在上位侧单元和下位侧单元中，平衡电流交替地分别流动。通过检测该平衡电流，可在电池监视电路100中进行电压检测线2的断线检测。

然后，平衡控制部7对对应于上位侧单元的放电开关8a、8c及8e中的对应于成为平衡对象的单元的放电开关进行控制而切换为闭合状态。由此，上位侧单元的单元110a、110c及110e中的作为平衡对象的单元的正极与负极之间通过平衡电阻102而连接起来，从而像波形33所示那样，该单元被放电而流动平衡电流。

若上位侧单元的平衡放电结束，则在电池监视电路100中再次进行电压检测线2的断线检测。此时，平衡控制部7像上述那样将对应于上位侧单元的放电开关8a、8c及8e和对应于下位侧单元的放电开关8b、8d及8f仅交替关闭短时间。其后，平衡控制部7对对应于下位侧单元的放电开关8b、8d及8f进行与对应于上位侧单元的放电开关8a、8c及8e相同的控制。即，对对应于下位侧单元的放电开关8b、8d及8f中的对应于作为平衡对象的单元的放电开关进行控制而切换为闭合状态。由此，下位侧单元的单元110b、110d及110f中的作为平衡对象的单元的正极与负极之间通过平衡电阻102而连接起来，从而像波形34所示那样，该单元被放电而流动平衡电流。

若以如以上所说明的时机进行放电开关8a～8f的切换，则上位侧单元及下位侧单元的单元电压像波形31、32所示那样分别发生变化。即，若为了进行电压检测线2的断线检测而首先将对应于上位侧单元的放电开关8a、8c及8e仅关闭短时间而使平衡电流单元110a、110c及110e中流动，则相应地，上位侧单元的单元电压降低，下位侧单元的单元电压上升。若将这些放电开关恢复至断开状态，则平衡电流为0，上位侧单元及下位侧单元的单元电压分别朝原水平变化。然后，若将对应于下位侧单元的放电开关8b、8d及8f仅关闭短时间而使平衡电流单元110b、110d及110f中流动，则相应地，下位侧单元的单元电压降低，上位侧单元的单元电压上升。若将这些放电开关恢复至断开状态，则平衡电流为0，上位侧单元及下位侧单元的单元电压分别朝原水平变化。

在电压检测线2的断线检测后，进行上位侧单元或下位侧单元的平衡放电。在上位侧单元的平衡放电中，若通过关闭放电开关8a、8c或8e来使作为平衡对象的单元放电而流动平衡电流，则相应地，上位侧单元的单元电压降低，下位侧单元的单元电压上升。当从平衡电流开始流动起经过规定时间时，这些单元电压稳定在一定的水平上。其后，若将该放电开关恢复至断开状态，则平衡电流被截断，使得上位侧单元及下位侧单元的单元电压分别朝原水平变化。

另一方面，在下位侧单元的平衡放电中，若通过关闭放电开关8b、8d或8f来使作为平衡对象的单元放电而流动平衡电流，则相应地，下位侧单元的单元电压降低，上位侧单元的单元电压上升。当从平衡电流开始流动起经过规定时间时，这些单元电压稳定在一定的水平上。其后，若将该放电开关恢复至断开状态，则平衡电流被截断，使得上位侧单元及下位侧单元的单元电压分别朝原水平变化。

如上所述，若将放电开关8a～8f从断开状态切换为闭合状态、或者从闭合状态切换为断开状态，则在其后的一定期间，单元电压会发生瞬态变动。下面，将像这样地单元电压发生瞬态变动的期间称为瞬态响应期间。在图3的例子中，图中所示的期间相当于瞬态响应期间。该期间是从为了进行电压检测线2的断线检测而将对应于上位侧单元的放电开关8a、8c及8e从断开状态切换为闭合状态起，到在上位侧单元或下位侧单元的平衡放电过程中单元电压稳定为止的期间。该瞬态响应期间的长度是根据RC滤波器4的时间常数而定。

在本实施方式的电池系统监视装置10中，考虑这种瞬态响应期间内的单元电压的变动而在单元电压测定部6中修正单元电压的测定结果。下面，对该点进行详细说明。

图4为示出单元电压的修正结果的例子的图。在图4中，以符号41所示的点为代表的各点分别表示修正前的单元电压的测定值。由于包含因平衡电流在图2所示的电阻成分3中流动而产生的压降量所引起的误差，因此该修正前的单元电压的测定值上下偏移。相对于此，符号42所示的虚线表示利用以往的修正方法得到的修正后的单元电压。该修正后的单元电压是通过对电阻成分3的压降量加以修正而从修正前的单元电压的测定值求出的。如此，通过对电阻成分3所导致的压降量进行修正，可降低单元电压的测定值中所含的误差。

另一方面，符号43所示的实线表示在本实施方式的电池系统监视装置10中求出的修正后的单元电压。电池系统监视装置10利用电池监视电路100的单元电压测定部6对各单元110的单元电压的测定值修正电阻成分3的压降量。此时，对于瞬态响应期间内所测定的单元电压，使用考虑了如图3所示的单元电压的变动的修正值。由此，较以往的修正方法而言，可进一步降低单元电压的测定值中所含的误差。

图5为示出电池系统监视装置10中的单元电压测定处理的步骤的流程图。该单元电压测定处理是在电池系统监视装置10中利用电池监视电路100的单元电压测定部6来执行的。

在步骤S10中，单元电压测定部6对所对应的单元组120的各单元110的单元电压进行测定。此处，通过对从各单元110经由电压检测线2及RC滤波器4而输入至单元电压测定部6的各单元110的两端电压的电位差进行测定，来测定各单元110的单元电压。

在步骤S20中，针对在步骤S10中测定过单元电压的各单元110，单元电压测定部6判定在其测定时间点之前的规定的设定时间以内是否有对应于该单元的放电开关8、或者对应于与该单元相邻的单元的放电开关8的切换。在这些放电开关中的至少任一个的切换状态在设定时间以内有变化的情况下，判定为在瞬态响应期间内测定过该单元的单元电压而进入至步骤S50。另一方面，在这些放电开关中的任何一个的切换状态在设定时间以内均无变化的情况下，判定为在瞬态响应期间内未测定过该单元的单元电压而进入至步骤S30。

例如，设定图2的对应于单元110b的放电开关8b或者分别对应于与单元110b相邻的单元110a、110c的放电开关8a、8c中的至少某一个在单元110b的单元电压的测定时机之前的规定的设定时间以内被切换。在该情况下，在图5的步骤S20中，判定为在瞬态响应期间内测定过单元110b的单元电压而进入至步骤S50。另一方面，在设定时间以内未进行过这些放电开关的切换的情况下，判定为在瞬态响应期间内未测定过单元110b的单元电压而进入至步骤S30。

在步骤S30中，针对在步骤S20中判定为在瞬态响应期间内未测定过单元电压的各单元110，单元电压测定部6判定对应于该单元的放电开关8或者对应于与该单元相邻的单元的放电开关8的切换状态在该单元的单元电压测定时是否为导通。在这些放电开关中的至少任一个的切换状态在单元电压测定时为导通、即闭合状态的情况下，判定为在平衡放电过程中测定过单元电压而进入至步骤S40。另一方面，在这些放电开关中的任何一个的切换状态在单元电压测定时为断开、即断开状态的情况下，判定为在非平衡放电过程中时测定过单元电压。在该情况下，不进行单元电压测定值的修正而结束图5的流程图所示的处理。

在步骤S40中，针对在步骤S30中判定为在平衡放电过程中进行过测定的各单元110的单元电压测定值，单元电压测定部6进行采用第1修正方法的修正。此处，使用根据放电电流的测定值Id以及电阻成分3的电阻值Rs而通过下式(1)计算的第1修正电压Vc来修正单元电压测定值。

Vc＝Id×Rs···(1)

下面，对使用第1修正电压Vc的具体的单元电压测定值的修正方法进行探讨。首先，考虑对应于测定过单元电压的单元110(测定对象单元)的放电开关8为导通的情况。在该情况下，来自测定对象单元的平衡电流通过分别连接于测定对象单元的正极侧和负极侧的各电压检测线2。此时，因这些电压检测线2的各电阻成分3而分别产生压降，由此导致以低于原本电压的值测出正极电压、以高于原本电压的值测出负极电压。其结果为，单元电压的测定值与各电阻成分3的压降量的合计量相应地降低。因而，在该情况下，通过将利用上述式(1)针对各电阻成分3所计算的第1修正电压Vc进行合计而得到的值与单元电压的测定值相加，可修正单元电压测定值。

接着，考虑对应于与测定过单元电压的单元110(测定对象单元)的上位侧相邻的单元110(相邻单元)的放电开关8为导通的情况。在该情况下，来自相邻单元的平衡电流通过同时连接于相邻单元的负极侧以及测定对象单元的正极侧的电压检测线2。此时，因电压检测线2的电阻成分3而在从单元电压测定部6朝向该测定对象单元的正极侧的方向上产生压降，由此导致测出高于原本值的正极电压。其结果为，单元电压的测定值与电阻成分3的压降量相应地升高。因此，通过从单元电压的测定值中减去第1修正电压Vc，可修正单元电压测定值。

此外，考虑对应于与测定过单元电压的单元110(测定对象单元)的下位侧相邻的单元110(相邻单元)的放电开关8为导通的情况。在该情况下，来自相邻单元的平衡电流通过同时连接于相邻单元的正极侧以及测定对象单元的负极侧的电压检测线2。此时，因电压检测线2的电阻成分3而在从测定对象单元的负极侧朝向单元电压测定部6的方向上产生压降，由此导致测出低于原本值的负极电压。其结果为，与上述情况相同，单元电压的测定值与电阻成分3的压降量相应地升高。因此，在该情况下，也可通过从单元电压的测定值中减去第1修正电压Vc来修正单元电压测定值。

在步骤S40中，可利用如以上所说明的方法来修正单元电压测定值。若在步骤S40中修正了单元电压测定值，则结束图5的流程图所示的处理。

在步骤S50中，针对在步骤S20中判定为在瞬态响应期间内进行过测定的各单元110的单元电压测定值，单元电压测定部6进行采用第2修正方法的修正。此处，按照下式(2)对通过所述式(1)计算的第1修正电压Vc乘以规定的瞬态响应系数K，由此算出第2修正电压Vt。使用以如此方式求出的第2修正电压Vt来修正单元电压测定值。再者，在式(2)中，瞬态响应系数K为0以上且不到1的值，可根据RC滤波器4的时间常数而预先设定好。即，第2修正电压Vt具有小于第1修正电压Vc的值，其比率是根据RC滤波器4的时间常数来确定的。

Vt＝K×Vc···(2)

在步骤S50中，与步骤S40相同，可在如下情况下使用不同的计算方法来修正单元电压测定值：在瞬态响应期间内切换过对应于测定过单元电压的单元110的放电开关8的情况，以及在瞬态响应期间内切换过对应于与测定过单元电压的单元110的上位侧或下位侧相邻的单元110的放电开关8的情况。即，在瞬态响应期间内切换过对应于测定过单元电压的单元110(测定对象单元)的放电开关8的情况下，针对分别连接于测定对象单元的正极侧和负极侧的各电压检测线2的电阻成分3，计算第2修正电压Vt，并将这些第2修正电压合计而得的值与单元电压的测定值相加，由此，可修正单元电压测定值。另一方面，在瞬态响应期间内切换过对应于与测定过单元电压的单元110(测定对象单元)的上位侧或下位侧相邻的单元110(相邻单元)的放电开关8的情况下，针对同时连接于测定对象单元和相邻单元的电压检测线2的电阻成分3，计算第2修正电压Vt并将其从单元电压的测定值中减去，由此，可修正单元电压测定值。

若利用如以上所说明的方法在步骤S50中修正了单元电压测定值，则结束图5的流程图所示的处理。

接着，对电压检测线2所具有的电阻成分3的测定方法进行说明。上述式(1)中的电阻成分3的电阻值Rs除了可使用预先设定的值以外，也可使用实际的测定值。在该情况下，通过如以下所说明的步骤来获取电流未从各单元110流至各平衡电阻102时的单元电压的测定值、以及电流从各单元110流至各平衡电阻102时的单元电压的测定值，并根据这些测定值来算出连接于各单元110与单元电压测定部6之间的各电压检测线2所具有的电阻成分3的电阻值Rs。根据该电阻值Rs的算出结果，可按照所述式(1)、(2)分别确定第1修正电压Vc及第2修正电压Vt。

图6为示出电池系统监视装置10中的检测线电阻测定处理的步骤的流程图。该检测线电阻测定处理是在电池系统监视装置10中利用电池监视电路100的单元电压测定部6及平衡控制部7来执行的。再者，图6的流程图所示的处理优选在电池系统130的状态较为稳定时进行，例如在包括电池系统监视装置10的车辆系统的启动时或者即将停止之前进行。

在步骤S110中，平衡控制部7将所有放电开关8设定为断开状态。在接下来的步骤S120中，单元电压测定部6将所有单元110作为测定对象而测定断开状态下的单元电压。

在步骤S130中，平衡控制部7将在步骤S110中被设定为断开状态的放电开关8中的某一个放电开关8设定为导通状态。在接下来的步骤S140中，单元电压测定部6将对应于在步骤S130中被设定为导通状态的放电开关8的单元110、以及分别与该单元的上位侧及下位侧相邻的单元110作为测定对象来测定放电状态下的单元电压。

在步骤S150中，平衡控制部7判定是否已将所有放电开关8设定为导通状态。在所述步骤S130以及后文叙述的步骤S160中，在已将所有放电开关8设定为导通状态的情况下，进入至步骤S170，否则进入至步骤S160。

在步骤S160中，平衡控制部7变更要设定为导通状态的放电开关8。此处，选择尚未设定为导通状态的放电开关8中的某一个，将该放电开关8设定为导通状态，并且将其他放电开关8设定为断开状态。若执行了步骤S160，则返回至步骤S140，将对应于已设定为导通状态的放电开关8的单元110、以及分别与该单元的上位侧及下位侧相邻的单元110作为测定对象来测定放电状态下的单元电压。通过重复该步骤S160的处理和步骤S140的处理，将所有单元110作为测定对象来分别测定放电状态下的单元电压。

在步骤S170中，单元电压测定部6根据步骤S120中所测定的各单元110的断开状态下的单元电压、以及步骤S140中所测定的各单元110的放电状态下的单元电压，算出各电压检测线2所具有的电阻成分3的电阻值Rs。此处，可利用如以下所说明的方法来算出电阻值Rs。若在步骤S170中算出电阻值Rs，则结束图6的流程图所示的处理。

下面，对步骤S170中的电阻值Rs的算出方法进行说明。图7为用以说明电压检测线2所具有的电阻成分3的电阻值Rs的算出方法的图。在该图中，为了简化，示出连接于3个单元110a、110b及110c的各电压检测线2分别具有电阻成分3a～3d时的例子。

在图7中，单元110a的单元电压作为电压检测值V1与电压检测值V2的差分而被测定。同样地，单元110b的单元电压作为电压检测值V2与电压检测值V3的差分而被测定，单元110c的单元电压作为电压检测值V3与电压检测值V4的差分而被测定。下面，将放电开关8a、8b及8c均为断开状态时所测定的单元110a、110b、110c的单元电压分别表示为V0a、V0b、V0c。此外，将放电开关8a及8c为断开状态、放电开关8b为导通状态时所测定的单元110a、110b、110c的单元电压分别表示为V1a、V1b、V1c。

此处，若将放电开关8b设为导通状态，则单元110b被放电而流动平衡电流。该平衡电流依序通过电阻成分3b、平衡电阻102b、放电开关8b、平衡电阻102c及电阻成分3c。若将平衡电阻102b、102c的电阻值分别设为Rb2、Rb3，则该平衡电流的电流值I2能以下式(3)表示。

I2＝V1b/(Rb2+Rb3)···(3)

在放电开关8b为导通状态时，因上述平衡电流流至连接于单元110b与单元110c之间的电压检测线2，使得对单元110c检测的单元电压上升。该单元电压的上升量能以下式(4)表示。

V1c－V0c＝I2×Rs3···(4)

根据上述式(3)、(4)，连接于单元110b与单元110c之间的电压检测线2所具有的电阻成分3c的电阻值Rs3可利用下式(5)算出。

Rs3＝(V1c－V0c)/I2

＝(V1c－V0c)×(Rb2+Rb3)/V1b···(5)

此外，对单元110a检测的单元电压也一样，因平衡电流流至连接于单元110a与单元110b之间的电压检测线2而上升。该单元电压的上升量能以下式(6)表示。

V1a－V0a＝I2×Rs2···(6)

根据上述式(3)、(6)，连接于单元110a与单元110b之间的电压检测线2所具有的电阻成分3b的电阻值Rs2可利用下式(7)算出。

Rs2＝(V1a－V0a)/I2

＝(V1a－V0a)×(Rb2+Rb3)/V1b···(7)

接着，将放电开关8b恢复至断开状态，并且将放电开关8a设为导通状态。下面，将此时所测定的单元110a的单元电压表示为V2a。

若将放电开关8a设为导通状态，则单元110a被放电而流动平衡电流。该平衡电流依序通过电阻成分3a、平衡电阻102a、放电开关8a、平衡电阻102b及电阻成分3b。若将平衡电阻102a、102b的电阻值分别设为Rb1、Rb2，则该平衡电流的电流值I1能以下式(8)表示。

I1＝V2a/(Rb1+Rb2)···(8)

在放电开关8a为导通状态时，因上述平衡电流而使得对单元110a检测的单元电压降低。该单元电压的降低量能以下式(9)表示。

V0a－V2a＝I1×(Rs1+Rs2)···(9)

根据上述式(8)、(9)，连接于单元110a的正极侧的电压检测线2所具有的电阻成分3a的电阻值Rs1可利用下式(10)算出。再者，在式(10)中，电阻成分3b的电阻值Rs2可使用利用所述式(7)算出的值。

Rs1＝(V0a－V2a)/I1－Rs2

＝(V0a－V2a)×(Rb1+Rb2)/V2a－Rs2···(10)

接着，将放电开关8a恢复至断开状态，并且将放电开关8c设为导通状态。下面，将此时所测定的单元110c的单元电压表示为V3c。

若将放电开关8c设为导通状态，则单元110c被放电而流动平衡电流。该平衡电流依序通过电阻成分3c、平衡电阻102c、放电开关8c、平衡电阻102d及电阻成分3d。若将平衡电阻102c、102d的电阻值分别设为Rb3、Rb4，则该平衡电流的电流值I3能以下式(11)表示。

I3＝V3c/(Rb3+Rb4)···(11)

在放电开关8c为导通状态时，因上述平衡电流而使得对单元110c检测的单元电压降低。该单元电压的降低量能以下式(12)表示。

V0c－V3c＝I3×(Rs3+Rs4)···(12)

根据上述式(11)、(12)，连接于单元110c的负极侧的电压检测线2所具有的电阻成分3d的电阻值Rs4可利用下式(13)算出。再者，在式(13)中，电阻成分3c的电阻值Rs3可使用利用所述式(5)算出的值。

Rs4＝(V0c－V3c)/I3－Rs3

＝(V0c－V3c)×(Rb3+Rb4)/V3c－Rs3···(13)

在图6的步骤S170中，可利用如以上所说明的方法算出各电压检测线2所具有的电阻成分3的电阻值Rs。再者，在上述说明中，对将3个单元110a、110b及110c串联而成的图7的例子进行了说明，但无论构成单元组120的单元110的个数是多少，均可运用同样的算出方法。

根据以上所说明的本发明的实施方式，取得如下作用效果。

(1)电池系统130包括多个将多个单体电池单元110串联而成的单元组120，监视及控制该电池系统130的电池系统监视装置10包括针对每一单元组120而设置的电池监视电路100。各电池监视电路100包括单元电压测定部6、平衡控制部7及放电开关8，在单元电压测定部6与各单体电池单元110之间分别连接有RC滤波器4。单元电压测定部6判定在与RC滤波器4的时间常数相应的瞬态响应期间内是否测定过单元电压(步骤S20)，并使用与其判定结果相应的修正值来修正单元电压的测定值(步骤S40、S50)。因采用如此方式，所以可提供即便在瞬态响应期间内也能准确测定单元电压的电池系统监视装置10。

(2)在步骤S20中，单元电压测定部6在如下情况下判定为在瞬态响应期间内测定过单元电压：在测定单元电压之前的规定的设定时间以内，对应于测定过测定单元电压的单体电池单元110的放电开关8的切换状态、或者对应于与测定过单元电压的单体电池单元110相邻的单体电池单元110的放电开关8的切换状态有变化。另一方面，在如下情况下判定为在瞬态响应期间内未测定过单元电压：在上述的设定时间以内，对应于测定过单元电压的单体电池单元110的放电开关8的切换状态、或者对应于与测定过单元电压的单体电池单元110相邻的单体电池单元110的放电开关8的切换状态无变化。因采用如此方式，所以能可靠地判定在与RC滤波器4的时间常数相应的瞬态响应期间内是否测定过单元电压。

(3)在步骤S20中判定为在瞬态响应期间内未测定过单元电压的情况下，单元电压测定部6判断对应于测定过单元电压的单体电池单元110的放电开关8、或者对应于与测定过单元电压的单体电池单元110相邻的单体电池单元110的放电开关8中的至少某一个在单元电压的测定时为导通或断开中的哪一种(步骤S30)。其结果为，在判断为导通时，使用第1修正电压Vc来修正单元电压的测定值(步骤S40)。此外，在步骤S20中判定为在瞬态响应期间内测定过单元电压的情况下，使用小于第1修正电压Vc的第2修正电压Vt来修正单元电压的测定值(步骤S50)。因采用如此方式，所以在瞬态响应期间内测定过单元电压的情况和未测定过单元电压的情况下，可分别使用恰当的修正电压来修正单元电压的测定值。

(4)平衡控制部7以与单元电压测定部6的单元电压的测定时机同步的时机来控制放电开关8。因采用如此方式，所以能可靠地确定测定单元电压时的放电开关8的切换状态，从而根据该切换状态而恰当地修正单元电压的测定值。

(5)单元电压测定部6利用图6所示的检测线电阻测定处理，根据电流未从单体电池单元110流至平衡电阻102时的单元电压的测定值、以及电流从单体电池单元110流至平衡电阻102时的单元电压的测定值，算出连接于单体电池单元110与单元电压测定部6之间的电压检测线2的电阻值。根据该算出结果，可确定图5的步骤S40、S50中分别所使用的修正值。如此一来，可使用电压检测线2所具有的电阻成分3的电阻值Rs的实际测定结果来更准确地修正单元电压的测定值。

再者，在以上所说明的实施方式中，在步骤S50中使用第2修正电压Vt来修正单元电压的测定值时，也可按照其单元电压的测定时机来使第2修正电压Vt的大小发生变化。例如，对于瞬态响应期间内所进行的单元电压的测定，根据从引起该单元电压的瞬态响应的放电开关8的切换时机起的经过时间，预先设定好不同的瞬态响应系数K的值。使用该瞬态响应系数K，按照上述式(2)来算出第2修正电压Vt，由此，可使第2修正电压Vt的大小在单元电压的每一测定时机发生变化。

如上所述，在步骤S20中判定为在瞬态响应期间内测定过单元电压的情况下，单元电压测定部6可根据从对应于测定过该单元电压的单体电池单元110的放电开关8的切换状态、或者对应于与测定过该单元电压的单体电池单元110相邻的单体电池单元110的放电开关8的切换状态发生变化起到测定单元电压为止的时间，来使步骤S50中的修正值发生变化。如此一来，可更准确地修正瞬态响应期间内的单元电压的测定结果。

以上所说明的实施方式或变形例仅为一例，只要不损及发明的特征，则本发明并不限定于这些内容。

Claims (6)

1.一种电池系统监视装置，其用以监视及控制包括多个将多个单体电池单元串联而成的单元组的电池系统，该电池系统监视装置的特征在于，包括：

针对每个所述单元组而设置的多个电池监视电路；以及

平衡电阻，其用以使对应于所述电池监视电路的单元组的各单体电池单元放电；

所述电池监视电路包括：单元电压测定部，其在每个规定的时机测定所对应的单元组的各单体电池单元的单元电压；放电开关，其对自所对应的单元组的各单体电池单元流经所述平衡电阻的放电电流的状态进行切换；以及平衡控制部，其控制所述放电开关；

在所述单元电压测定部与各单体电池单元之间分别连接有滤波电路，

所述单元电压测定部判定在与所述滤波电路的时间常数相应的瞬态响应期间内是否测定过所述单元电压，并使用与其判定结果相应的修正值来修正所述单元电压的测定值。

2.根据权利要求1所述的电池系统监视装置，其特征在于，

在测定所述单元电压之前的规定的设定时间以内，对应于测定过所述单元电压的单体电池单元的放电开关的切换状态、或者对应于与测定过所述单元电压的单体电池单元相邻的单体电池单元的放电开关的切换状态有变化的情况下，所述单元电压测定部判定为在所述瞬态响应期间内测定过所述单元电压；

在所述设定时间以内，对应于测定过所述单元电压的单体电池单元的放电开关的切换状态、或者对应于与测定过所述单元电压的单体电池单元相邻的单体电池单元的放电开关的切换状态无变化的情况下，所述单元电压测定部判定为在所述瞬态响应期间内未测定过所述单元电压。

3.根据权利要求2所述的电池系统监视装置，其特征在于，

在判定为在所述瞬态响应期间内测定过所述单元电压的情况下，所述单元电压测定部根据从对应于测定过所述单元电压的单体电池单元的放电开关的切换状态、或者对应于与测定过所述单元电压的单体电池单元相邻的单体电池单元的放电开关的切换状态发生变化起到测定所述单元电压为止的时间，来使所述修正值发生变化。

4.根据权利要求2或3所述的电池系统监视装置，其特征在于，

在判定为在所述瞬态响应期间内未测定过所述单元电压的情况下，所述单元电压测定部判断对应于测定过所述单元电压的单体电池单元的放电开关、或者对应于与测定过所述单元电压的单体电池单元相邻的单体电池单元的放电开关中的至少某一个在所述单元电压的测定时为导通或断开中的哪一种，在判断为导通时，用第1修正值来修正所述单元电压的测定值，

在判定为在所述瞬态响应期间内测定过所述单元电压的情况下，所述单元电压测定部用小于所述第1修正值的第2修正值来修正所述单元电压的测定值。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池系统监视装置，其特征在于，

所述平衡控制部以与所述单元电压测定部的所述单元电压的测定时机同步的时机来控制所述放电开关。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池系统监视装置，其特征在于，

所述单元电压测定部根据电流未从所述单体电池单元流至所述平衡电阻时的所述单元电压的测定值、以及电流从所述单体电池单元流至所述平衡电阻时的所述单元电压的测定值，算出连接于所述单体电池单元与所述单元电压测定部之间的电压检测线的电阻值，并根据其算出结果来确定所述修正值。