CN106249154A - 二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆 - Google Patents

二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN106249154A
CN106249154A CN201610412686.4A CN201610412686A CN106249154A CN 106249154 A CN106249154 A CN 106249154A CN 201610412686 A CN201610412686 A CN 201610412686A CN 106249154 A CN106249154 A CN 106249154A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cell
state
monitoring arrangement
cells
limit
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.)
Granted
Application number
CN201610412686.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106249154B (zh
Inventor
川内智弘
中村将司
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.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International 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 to JP2015-120216 priority Critical
Priority to JP2015120216 priority
Priority to JP2016115771A priority patent/JP6790474B2/ja
Priority to JP2016-115771 priority
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Publication of CN106249154A publication Critical patent/CN106249154A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106249154B publication Critical patent/CN106249154B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13Maintaining the SoC within a determined range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/14Preventing excessive discharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15Preventing overcharging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285Testing apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H02J7/0032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits disconnection of loads if battery is not under charge, e.g. in vehicle if engine is not running
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1461Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with safety or indicationg devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • H02J7/166Regulation of the charging current or voltage by variation of field with safety or indicating devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302Overcharge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304Overcurrent protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306Overdischarge protection
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明提供一种二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆,能够确保适合使用状态的安全性能。电池组(30)的监视装置(BM)具备:检测所述电池组(30)的使用状态的检测部、和切换部。所述切换部根据所述电池组(30)的使用状态来切换所述电池组(30)的保护条件。由于根据使用状态来切换保护条件,因此能够确保适合电池的使用状态的安全性能。

Description

二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆
技术领域
[0001 ]本发明是涉及与应用于二次电池的保护条件有关的技术。
背景技术
[0002]例如,搭载于汽车的12V电池被使用在向发动机起动装置、各种车辆负载的电力供给、来自交流发电机的充电中。为了安全且高效地使用这样的电池,有在电池内部搭载了电池监视装置、电流切断装置的电池(下述专利文献I)。
[0003]在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1: JP特开2013-195183号公报
[0006] —般而言,对二次电池(电池)要求的安全性能例如在行驶时和停车时不同,行驶时要求更高的安全性。但是,若一律地应用行驶时的安全性能,则停车时存在品质过剩或者电池性能下降的情况。
发明内容
[0007]本发明正是鉴于上述这种情况而完成的,其课题在于,获得适合使用状态的安全性能、或者电池性能的劣化抑制。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本说明书所公开的二次电池的监视装置具备:检测所述二次电池的使用状态的检测部、和切换部,所述切换部根据所述二次电池的使用状态来切换应用于所述二次电池的保护条件。其中,所谓“保护条件”,除了在安全使用二次电池的目的下应用于二次电池或者保护二次电池的设备等的条件之外,还包含在确保车辆等从二次电池接受电力供给进行动作的设备的安全、或者电池性能的劣化抑制的目的下应用于二次电池或者保护二次电池的设备等的条件。
[0010]发明效果
[0011]根据本说明书所公开的二次电池的监视装置,由于根据二次电池的使用状态来切换保护条件,因此可获得适合使用状态的安全性能,或者能够抑制电池性能的劣化。或者,能够防止由于车辆侧的不良状况(车辆的故障、控制装置的故障等硬件上、软件上的故障)而使得二次电池变得不安全或者促使电池性能的劣化。
附图说明
[0012]图1是表示应用于实施方式I的电池包的电气构成的框图(表示车载时)。
[0013]图2是表示电池组的总电压V的使用范围(保护条件)的图。
[0014]图3是表示保护条件的切换顺序的处理的流程的流程图。
[0015]图4是汇总了电池组的使用状态的图表。
[0016]图5是表示电池包的电气构成的框图(表示单独使用时)。
[0017]图6是表示应用于实施方式2的保护条件的切换顺序的处理的流程的流程图。
[0018]图7是表不电池包的电气构成的框图。
[0019]图8是表示电池组的总电压V的使用范围(保护条件)的图。
[0020]图9是汇总了电池组的使用状态的图表。
[0021]图10是表示实施方式3中的电池组的总电压V的使用范围和规定期间T的图。
[0022]图11是表示应用于其他实施方式的电池包的电气构成的框图(表示车载时)。
[0023] 符号说明
[0024] 20电池包
[0025] 30电池组
[0026] 31 二次电池
[0027] 41电流检测电阻
[0028] 45电流切断装置
[0029] 50电池管理器(相当于本发明的“监视装置”)
[0030] 60电压检测电路
[0031] 70控制部
具体实施方式
[0032](本实施方式的概要)
[0033]首先,说明本实施方式中公开的二次电池的监视装置的概要。二次电池的监视装置具备:检测所述二次电池的使用状态的检测部、和切换部,所述切换部根据所述二次电池的使用状态来切换应用于所述二次电池的保护条件。在该构成中,由于根据二次电池的使用状态来切换保护条件,因此可获得适合使用状态的安全性能、或者电池性能的劣化抑制。其中,所谓“保护条件”,除了在安全使用二次电池或者抑制电池性能的劣化地使用二次电池的目的下应用于二次电池或者保护二次电池的设备等的条件之外,还包含在确保车辆等从二次电池接受电力供给进行动作的设备的安全、或者抑制电池性能的劣化的目的下应用于二次电池或者保护二次电池的设备等的条件。
[0034]此外,本实施方式中公开的二次电池的监视装置优选以下的构成。
[0035]所述检测部检测所述二次电池是否为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态,所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述二次电池的保护条件。在被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的使用状态、和除此之外的使用状态下,由于所要求的安全性能、或者电池性能的劣化抑制用的方法不同,因此能够通过检测两种使用状态来适当地切换二次电池的保护条件。
[0036]所述检测部检测所述二次电池是否为所述第I使用状态以外的被所述车辆使用的第2使用状态,所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述二次电池的保护条件。此外,所述检测部检测所述二次电池是否为除了所述第I使用状态以及所述第2使用状态以外的第3使用状态,所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述二次电池的保护条件。
[0037]在该构成中,不仅根据第I使用状态而且还根据第2使用状态、第3使用状态来切换保护条件,因此可获得适合各使用状态的安全性能、或者电池性能的劣化抑制。
[0038]所述切换部作为所述保护条件而切换所述二次电池的电压或者SOC的使用范围。在该构成中,较之于与二次电池的使用状态无关地一律地应用使用范围的情况,能够高效且安全地使用二次电池,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。此外,所述切换部作为所述保护条件而切换从切断所述二次电池的电流的条件成立起至执行切断为止的期间。在该构成中,能够根据二次电池的使用状态来切换从切断电池的条件成立起至执行为止的期间。
[0039]所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述使用范围的上限值或者下限值。
[0040]所述使用范围包含上限值不同的多个使用范围,所述切换部在所述二次电池为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态的情况下应用上限值低的使用范围,在所述二次电池为除此之外的使用状态的情况下应用上限值高的使用范围。在该构成中,能够在处于行驶中或者准备行驶中的使用状态下使安全性优先而在除此之外的使用状态下使使用效率优先,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。
[0041]所述使用范围包含下限值不同的多个使用范围,所述切换部在所述二次电池为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态的情况下应用下限值高的使用范围,在所述二次电池为除此之外的使用状态的情况下应用下限值低的使用范围。在该构成中,能够在处于行驶中或者准备行驶中的使用状态下使安全性优先而在除此之外的使用状态下使使用效率优先,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。
[0042]所述检测部基于设置于所述车辆的点火开关的接通断开和有无充放电电流来检测所述二次电池的所述使用状态。能够利用监视装置的基本功能来检测二次电池的使用状态,不存在硬件追加所引起的成本上升。
[0043]〈实施方式1>
[0044]参照图1至图5来说明实施方式I。
[0045] 1.电池包20的构成
[0046]图1是表示本实施方式中的电池包20的构成的图。本实施方式的电池包20例如被搭载于电动汽车、混合动力汽车,向发动机起动装置等车辆负载1A供给电力,并且通过车辆发电机(交流发电机HOA来接受充电。其中,图1所示的符号21为电池包20的正极端子,符号22为负极端子。
[0047] 如图1所示,电池包20具有:电池组30、电流检测电阻41、热敏电阻43、电流切断装置45、和管理电池组30的电池管理器(以下称作BM)50。电池组30由串联连接的多个锂离子二次电池31构成。其中,BM50为“监视装置”的一例。此外,电池包20为“电池系统”的一例,电流切断装置45和BM50为“二次电池的保护系统”的一例。
[0048]电池组30、电流检测电阻41和电流切断装置45经由电力线35而被串联连接。在本例中,将电流检测电阻41配置在负极侧,将电流切断装置45配置在正极侧,电流检测电阻41与负极端子22连接,电流切断装置45与正极端子21连接。
[0049 ]电流检测电阻41起到检测电池组30中流动的电流的功能。热敏电阻43起到以接触式或者非接触式的方式测定电池组30的温度[°C]的功能。电流检测电阻41和热敏电阻43通过信号线而与BM50连接,成为电流检测电阻41的检测值、热敏电阻43的检测值被取入到BM50中的构成。
[0050]电流切断装置45例如为FET等的半导体开关、继电器,起到响应于来自BM50的指令而通过使正极侧的电力线35断开来切断电池组30的电流的功能。
[0051 ] BM50设置于电池包20的内部,具备电压检测电路60和控制部70。控制部70为“检测部”、“切换部”的一例。
[0052]电压检测电路60经由检测线而分别与各二次电池31的两端连接,起到响应于来自控制部70的指示而测定各二次电池31的电压以及电池组30的总电压V的功能。
[0053] 控制部70包含中央处理装置(以下称作CPU)71、存储器73和通信部75。控制部70起到判定电池组30的使用状态的功能、切换保护条件的功能。控制部70为“检测部”、“切换部”的一例。
[0054]在存储器73中存储有用于执行切换保护条件的处理的计算程序、执行程序所需的数据。此外,存储有与电池组30的保护条件有关的数据。
[0055] 通信部75以能通信的方式与车辆EQJ(Electronic Control Unit;电子控制单元)100连接,起到与车辆ECU100通信的功能。在本例中,成为从ECU100侧向控制部70以通信的方式来通知车辆中发生的事件信息的构成。其中,事件信息中包含:与设置于车辆的IG开关(点火开关)110的动作状况有关的信号(IG_0N信号)、与车辆的安全装置的动作状况有关的信号。
[0056]并且,如上述那样构成的电池包20与车辆所搭载的车辆ECU100进行通信,一边控制车辆发电机1A—边与车辆之间协商供应电力。
[0057] 2.电池组30的保护条件和保护动作
[0058]电池组30为了安全使用而设定有两个保护条件A、B。“保护条件A”是在电池包20被处于行驶中的车辆或者处于准备行驶中的车辆使用的第I使用状态下应用的保护条件。“保护条件B”是在第I使用状态以外的使用状态下应用的保护条件。其中,所谓处于准备行驶中,是指车辆能够立即转变为行驶的状态,包含插入点火钥匙并转动至接通的位置(或者,在不是点火钥匙转动式而是按钮型发动机起动类型(旋钮启动或者按钮启动)下点火接通)的状态下车辆停车的状态、怠速停止中的状态。“保护条件B”是在第I使用状态以外的使用状态下应用的保护条件。
[0059]在本实施方式I中,作为保护条件而规定了电池组30的总电压V的使用范围。此外,规定了从切断电池组30的条件成立起至执行切断为止的规定期间T。图2是表示电池组30的总电压V的使用范围的图,“V4”为能够安全使用电池组30、或者能够抑制电池性能的劣化的总电压V的下限值,“VI”为能够安全使用电池组30、或者能够抑制电池性能的劣化的总电压V的上限值。
[0060]若放电至比“V4”低的状态,则电池组30成为不稳定的状态,而且会发生劣化。此夕卜,同样,若充电至比“VI”高的状态,则电池组30成为不稳定的状态,而且会发生劣化。
[0061]如图2所示,保护条件A是总电压V的使用范围为“V5”〜“V2”。另一方面,保护条件B是总电压V的使用范围为“V4”〜“VI”。如图2所示,保护条件A较之于保护条件B而能够使用的总电压V的使用范围更窄,上限值、下限值均被设定为不同的电压。即,保护条件A侧的上限值V2被设定为比保护条件B侧的上限值Vl低的电压,此外,保护条件A侧的下限值V5被设定为比保护条件B侧的下限值V4高的电压。
[0062] BM50在应用“保护条件A”的期间内,若电池组30的总电压V达到了上限值“V2”或下限值“V5”,则向车辆E⑶10通知切断电池组30的条件已成立这一情况。然后,在从电池组30的总电压V达到了 “V2”或“V5”起经过了规定期间Tl时,向电流切断装置45发送指令,切断对电池组30的通电(保护动作A)。
[0063]在图2的例子中,在从电池组30的总电压V达到了 “V2”的时刻tl起经过了规定期间Tl的时刻t2,向电流切断装置45发送指令,切断对电池组30的通电。如此一来,能够抑制电池组30变为过充电、过放电,能够抑制电池组30变为不安全的状态。
[0064]此外,电流切断在从切断的条件成立的时间点起经过了规定期间Tl之时被执行,而且,在切断的条件成立的时间点向车辆ECU100通知该信息。为此,在车辆ECU100侧响应于通知来进行警告,从而用户能够在规定期间Tl中将车辆移动至安全的场所。其中,将电压的上限值设为比“VI”低的“V2”的理由在于,预料由于规定期间Tl中的充电而使得电压上升。即,将总电压V的上限值预先抑制得较低,以使得即便由于规定期间Tl中的充电而电压上升也不会超过上限值“VI”。此外,将保护条件A侧的下限值“V5”设定为比保护条件B侧的下限值V4高的电压的理由也为同样的理由。
[0065]另一方面,BM50在应用“保护条件B”的期间内,若电池组30的总电压V达到了上限值“VI”或下限值“V4”,则在该时间点向电流切断装置45发送指令,立即切断对电池组30的通电(保护动作B)。即,在保护条件A下将规定期间T的长度设定为“Tl”,相对于此,在保护条件B下将规定期间T的长度设置为零。在图2的例子中,在电池组30的总电压V达到了 “VI”的时刻t3,向电流切断装置45发送指令,立即切断对电池组30的通电。如此一来,能够抑制电池组30变为过充电、过放电,从而能够抑制电池组30变为不安全的状态。此外,“保护条件B”较之于“保护条件A”而总电压V的使用范围更宽,因此能够高效地使用电池组30。
[0066] 3.BM50所执行的保护条件的切换顺序
[0067]接下来,说明保护条件的切换顺序。图3所示的保护条件的切换顺序由SlO〜S40的步骤构成,例如与BM50启动而开始监视电池组30的同时被执行。
[0068]若处理开始,则控制部70执行判定电池组30是否为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态的处理(SlO)。具体而言,在车辆处于行驶中或者准备行驶中的情况下,由于IG开关110为接通状态,且车辆侧成为主要的电气设备、电气部件启动而产生了负载的状态,因此与电池包20之间交换电力。因此,如下所示,能够根据有无“IG_0N信号”和有无“充放电电流”来判断电池组30的使用状态。其中,通过控制部70所执行的S1的处理来实现本发明的“检测部”的功能。
[0069] (a)IG_0N信号的有无
[0070]成为若IG开关110从断开切换为接通则车辆ECU100检测出IG开关110的接通动作而向BM50发送IG_0N信号的构成。因此,控制部70能够通过与车辆E⑶100的通信来检测有无IG_0N信号。
[0071] (b)充放电电流的有无
[0072]电池组30中流动的电流由电流检测电阻41来检测。因而,能够根据电流检测电阻41的检测值来检测有无充放电电流。在本实施方式中,将电流检测电阻41的检测值与阈值进行比较,在电流值低于阈值的情况下,判断为无充放电电流,在电流值超过阈值的情况下,判断为有充放电电流。
[0073]并且,控制部70针对上述两个条件(a)、(b)来检测有无,在两个条件(a)、(b)双方均为“有”的情况下(图4所示的编号I的情况下),控制部70将电池组30的使用状态判断为第I使用状态,对电池组30应用保护条件A(S20)。
[0074]另一方面,在两个条件(a)、(b)之中至少任意一方为“无”的情况下,控制部70判断为电池组30的使用状态不是第I使用状态,对电池组30应用保护条件B(S30)。
[0075]另外,在判定为电池组30的使用状态不是第I使用状态的情况下,如图4示出的编号2〜4所示那样,包含车辆处于停车中的情况、从车辆拆除而单独使用电池包20的情况(参照图5)、电力线断开的情况等。
[0076]若应用了保护条件A、保护条件B当中的任意一方,则之后判定是否结束电池组30的监视(S40)。在继续电池组30的监视的情况下,返回至S10,再次进行判定电池组30的使用状态是否为第I使用状态的处理。然后,根据判定结果来切换电池组30的保护条件。
[0077] 如以上,在BM50进行电池组30的监视的期间内,反复执行SlO〜S40的处理,根据电池组30的使用状态是否为第I使用状态来自动地切换电池组30的保护条件。即,在车辆处于行驶中、停止中、怠速停止中等电池组30为第I使用状态的情况下应用保护条件A。另一方面,在车辆处于停车中、电池包20被单独使用等电池组30的使用状态不是第I使用状态的情况下,电池组30被应用保护条件B。之后,若无电流的状态持续一定期间等结束电池组30的监视的条件成立,则在S40中成为“是”的判定,一连串的处理结束。其中,通过控制部70所执行的S20、S30的处理来实现本发明的“切换部”的功能。
[0078] 4.效果说明
[0079]如以上所说明的那样,由于BM50根据电池组30的使用状态来切换保护条件,因此能够确保适合使用状态的安全性能,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。即,在应用保护条件A时(第I使用状态的情况下),作为保护条件而将总电压V的使用范围设定得较窄。通过使使用范围变窄,由此从电池组30的总电压V达到使用范围V2〜V5的限制值起至达到劣化区域为止有富余,因此能够设置规定期间Tl。因而,用户能够在规定期间Tl中将车辆移动至安全的场所。
[0080]此外,关于保护条件B,由于总电压V的使用范围被设定得比保护条件A更宽,因此较之于一律地应用保护条件A的使用范围的情况,能够提高电池组30的使用效率,或者能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。并且,即便在应用保护条件B时(第I使用状态以外的使用状态),在电池组30的总电压V达到了上限值Vl或下限值V4的情况下,也立即切断电流,因此能够安全地使用电池组30,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。例如,在由充电电压高的外部充电器1 B对被拆除的电池包2 O进行充电的情形下(参照图5),在电池组30的总电压V达到了上限值Vl的时间点,电流切断装置45切断电流,因此能够安全地使用电池组30。
[0081 ]此外,利用BM50的基本功能(电流监视功能、与车辆E⑶的通信功能)来检测电池组30是否为第I使用状态,因此具有不存在硬件追加所引起的成本上升的优点。
[0082]〈实施方式2>
[0083 ]接下来,根据图6〜图9来说明本发明的实施方式2。
[0084] 实施方式2的电池包20与实施方式I的电池包20同样具有:电池组30、电流检测电阻41、电流切断装置45和管理电池组30的BM50。在实施方式I中,说明了由BM50的控制部70来检测电池组30的使用状态是否为第I使用状态并根据检测结果来切换保护条件的例子。在实施方式2中,由BM50的控制部70来检测电池组30的使用状态相当于第I使用状态〜第3使用状态的哪个状态,并根据检测结果来切换保护条件A〜C。
[0085]其中,“第I使用状态”为电池包20被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的状态。“第2使用状态”为第I使用状态以外的电池包20被车辆使用的使用状态。此外,“第3使用状态”为除了所述第I使用状态以及所述第2使用状态以外的使用状态。对于“第3使用状态”,能够例示电池包20从车辆拆除来使用的状态、从最初起被使用于车辆以外的用途的状
ίέτ O
[0086]图6是应用于实施方式2的保护条件的切换顺序,针对实施方式I的切换顺序而追加了 S13〜S17的处理。以下,主要说明从实施方式I变更的点。
[0087]图6所示的切换顺序例如与ΒΜ50启动而开始监视电池组30同时被执行。若处理开始,则控制部70执行判定电池组30是否为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态的处理(SlO)。之后,在判定为使用状态是第I使用状态的情况下,对电池组30应用保护条件A(S20、图9)。
[0088]另一方面,在判定为使用状态不是第I使用状态的情况下,控制部70执行判定电池组30是否为第2使用状态的处理(S13)。具体而言,通过检测BM50是否连接了以能与车辆ECU100之间通信的方式连接的通信线L,由此来进行。即,如果连接了通信线L,则能够判断为电池包20被搭载于车辆。因而,在检测出连接了通信线L的情况下,能够判断为电池组30是第2使用状态。
[0089]另一方面,如果未连接通信线L,则能够判断为电池包20从车辆拆除或者从最初起被使用于车辆以外的用途。因而,在未连接通信线L的情况下,能够判断为电池组30是第3使用状态。
[0090]其中,关于BM50是否连接有通信线L,例如能够例示检测通信线连接用的管脚85的电压值的方法、检测有无通信线连接用连接器120相对于连接器承受部80的嵌合的方法(参照图7)。
[0091]并且,在电池组30为第2使用状态的情况下,应用保护条件C(S15、图9)。此外,在电池组30为第3使用状态的情况下,应用保护条件B(S17、图9)。如图8所示,保护条件C是总电压V的使用范围为“V6”〜“V3”,保护条件B是总电压V的使用范围为“V4”〜“VI”。保护条件C的使用范围较之于保护条件B的使用范围而上限侧、下限侧均变得更窄。如此将保护条件C侧的使用范围设定得较窄的理由在于,较之于从车辆拆除的情况,搭载于车辆时要求的安全性更高、或者更易于抑制电池性能的劣化的情况较多。其中,保护条件B、保护条件C均是规定期间T为“零”,若电池组30的总电压V达到了上限值“VI”、“V3”或下限值“V4”、“V6”,则在该时间点向电流切断装置45发送指令,立即切断对电池组30的通电(保护动作B、C)
[0092]并且,若应用了保护条件A〜C当中的任意一方,则之后判定是否结束电池组30的监视(S40)。在继续电池组30的监视的情况下,返回至S10,再次进行判定电池组30的使用状态的处理(310、313、317)。然后,根据判定结果来切换电池组30的保护条件4〜(:。
[0093]在实施方式2中,不仅根据第I使用状态而且还根据第2使用状态、第3使用状态来切换保护条件,因此能够获得适合各使用状态的安全性能,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制,此外使用效率也高。
[0094]另外,作为第2使用状态的例子,例示了处于停车中的车辆之中的使用状态,但如果车辆为停车以外的使用状态,则也能够应用与其使用状态相应的保护条件。例如,能够将在发生事故时、行驶中变为危险的状态之时等紧急时的车辆中使用电池包20的状态包含在第2使用状态中。紧急时不同于通常时,若由电流切断装置45切断了电池组30,则例如有时想要打开车窗或车门却打不开。为此,紧急时即便电池组30的总电压V达到了上限值V3或下限值V6的情况下,也不切断电池组30(不使电流切断装置45动作),与车辆ECU100相连接,对于与驾驶员的安全有关的装置持续供给电力,切断向除此之外的装置供给的电力。
[0095]如此一来,既能确保驾驶员的安全,又能安全使用电池组30。其中,车辆是否为紧急时,例如能够在BM50中搭载加速度传感器(省略图示)并根据其输出来进行检测。此外,除此之外,也能够通过车辆ECU100以通信的方式接收被搭载于车辆的安全装置(例如自动制动器、减轻碰撞的装置)的动作状况来进行检测。
[0096]〈实施方式3>
[0097]接下来,根据图10来说明本发明的实施方式3。
[0098]在实施方式I中,作为保护条件A、B的切换例而说明了切换电池组30的使用范围的例子。即,说明了由BM50的控制部70来检测电池组30的使用状态是否为第I使用状态并根据检测结果来切换电池组30的总电压V的使用范围的例子。并且,作为针对从切断电池组30的条件成立起至切断电池组30为止的规定期间T也进行切换的构成,在应用保护条件A的情况下(第I使用状态的情况下),在从切断电池组30的条件成立起经过了规定期间Tl时,向电流切断装置45赋予指令,切断了电池组30。此外,在应用保护条件B的情况下(第I使用状态以外的使用状态的情况下),在切断电池组30的条件成立的阶段,向电流切断装置45赋予指令,立即切断了电池组30。
[0099]实施方式3的电池包20不执行电池组30的总电压V的使用范围的切换,作为保护条件而仅切换规定期间T。
[0100]若具体说明,则如图10所示,电池组30的总电压V在保护条件A、B下相同,均为“V6〜V3”。并且,在应用保护条件A的情况下(第I使用状态的情况下),控制部70在从电池组30的总电压V达到了限制值(例如上限值“V3”)的时间点tl起经过了“规定期间Tl”的时间点t2,向电流切断装置45发送指令,切断对电池组30的通电。
[0101]此外,在应用保护条件B的情况下(第I使用状态以外的使用状态的情况下),控制部70在电池组30的总电压V达到了限制值(例如上限值“V3”)的时间点tl,向电流切断装置45发送指令,立即切断对电池组30的通电。
[0102]规定期间T的最佳值根据电池组30的使用状态而不同,在电池组30为被使用于处于行驶中、准备行驶中的车辆的第I使用状态的情况下,为了确保将车辆移动至安全的场所的时间,优选确保长至某种程度的时间。另一方面,如果为除此之外的使用状态,若能够确保电池的安全或者抑制电池性能的劣化,那么规定期间T也可以变短。在实施方式3中,由于根据电池组30的使用状态来切换规定期间T,因此能够确保适合使用状态的安全性能,或者根据状况来切换电池性能的劣化抑制方法,从而能够在最大限度地有效利用电池性能的同时实现电池性能的劣化抑制。其中,在本例中,虽然将保护条件B的规定期间设为“零”,但当然也可以将保护条件B的规定期间设为“T2”,在保护条件A、B下切换规定期间“T”的长度。
[0103]〈其他实施方式〉
[0104]本发明并不限定于通过上述描述以及附图所说明的实施方式,例如如下的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
[0105] (I)在上述实施方式I中,作为二次电池31的一例而例示了锂离子二次电池,但电池的种类并不限定于锂离子二次电池,例如也可以为铅蓄电池等其他二次电池。
[0106] (2)在上述实施方式I中,作为保护条件的一例,例示了电池组30的总电压V的使用范围、和从切断电池组的条件成立起至执行切断为止的规定期间Τ,但也可以仅切换使用范围或者规定期间T之中的任意一方。此外,保护条件并不限定于总电压V的使用范围、规定期间T,例如也可以为电池组30的S0C(State of charge)的使用范围。此外,除此之外,只要是例如与供给电力的负载的制约有关的条件等与保护有关的条件,则可以为任何条件。此外,在切换总电压V的使用范围的情况下,除了切换上限值和下限值双方之外,也可以仅切换上限值、下限值当中的任意一方。
[0107] (3)在上述实施方式I中,示出了根据与车辆ECU100的通信中是否接收到IG_0N信号来检测IG开关110的接通断开的例子,但也可以为其他的检测方法。例如,可以在与IG开关110之间设置专用的信号线来直接检测IG开关110的接通断开。
[0108] (4)在上述实施方式2中,示出了在第3使用状态的情况下对电池组30应用保护条件C的例子。第3使用状态为除第I使用状态以及第2使用状态以外的使用状态,其中能够例示电池包20从车辆拆除来使用的状态、从最初起被使用于车辆以外的用途的状态。因而,在能够判别使用用途的情况下,能够根据其使用用途来变更保护条件。
[0109] (5)若车辆所搭载的电池包20的电力线发生断开,则有可能经由已断开的电力线使得电池包20短路。在实施方式I中,示出了在电池组30的使用状态不是第I使用状态的情况下应用了保护条件B的例子,但在图4所示的编号2和编号4的情况下,能够判别为是电力线断开的状态。因此,在检测出电力线断开时,能够通过使电流切断装置45动作来确保电池组30的安全。其中,关于正极侧、负极侧当中的哪个电力线断开,能够通过BM50与车辆ECU100之间通彳目是否成立来进行判断。在两者之间通彳目成立的情况下,能够判断为在BM50侧和车辆ECU100侧基准电位(接地)相同,因此能够判断为负极侧(接地侧)的电力线正常而正极侧的电力线断开。另一方面,在通信不成立的情况下,假定在BM50侧和车辆ECU100侧是基准电位(接地)不同的状态,因此能够判断为负极侧(接地侧)的电力线断开。
[0110] (6)在上述实施方式2中,通过检测通信线L相对于BM50的连接状态,由此判断了电池包20是否被搭载于车辆。除此之外,例如也能够通过BM50经由信号线来检测被搭载于车辆的开关类、继电器等的触点信号,由此来检测有无搭载于车辆。
[0111] (7)示出了电池包20的BM50从电池组30接受电源供给来进行驱动的例子,但并不限定于此,也可以是从电池组30以外的外部接受电源供给来进行驱动的类型。此外,关于二次电池的使用状态,示出了从车辆等外部接收信号来判断状态的例子,但并不限于此,也可以由BM50自身来进行判断,或者也可以在电池包20中设置传感器(例如加速度传感器、GPS传感器)并根据其传感器信号来进行判断。当然,也可以是根据来自车辆的信号和配备于电池包20的传感器的信号双方来判断二次电池的使用状态的构成。
[0112] (8)在本说明书中,公开了二次电池的监视装置配备于电池包20内的一例,但并不限于此,也可以位于电池包20外、例如车辆侧。图11所示的BM50a配置在电池包20a的外侧,接受来自外部电源的电力供给来进行驱动。

Claims (17)

1.一种二次电池的监视装置,其特征在于,具备: 检测部,检测所述二次电池的使用状态;和 切换部, 所述切换部根据所述二次电池的使用状态来切换应用于所述二次电池的保护条件。
2.根据权利要求1所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述检测部检测所述二次电池是否为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态, 所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述二次电池的保护条件。
3.根据权利要求2所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述检测部检测所述二次电池是否为所述第I使用状态以外的被所述车辆使用的第2使用状态, 所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述二次电池的保护条件。
4.根据权利要求3所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述检测部检测所述二次电池是否为除了所述第I使用状态以及所述第2使用状态以外的第3使用状态, 所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述二次电池的保护条件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述切换部作为所述保护条件而切换所述二次电池的电压或者SOC的使用范围。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述切换部作为所述保护条件而切换从切断所述二次电池的电流的条件成立起至执行切断为止的期间。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述切换部向外部通知所述保护条件。
8.根据权利要求5所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述使用范围的上限值。
9.根据权利要求8所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述使用范围包含上限值不同的多个使用范围, 在所述二次电池为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态的情况下,所述切换部应用上限值低的使用范围, 在所述二次电池为除此之外的使用状态的情况下,所述切换部应用上限值高的使用范围。
10.根据权利要求5、8、9中任一项所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述切换部根据检测出的使用状态来切换所述使用范围的下限值。
11.根据权利要求10所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述使用范围包含下限值不同的多个使用范围, 在所述二次电池为被处于行驶中或者准备行驶中的车辆使用的第I使用状态的情况下,所述切换部应用下限值高的使用范围, 在所述二次电池为除此之外的使用状态的情况下,所述切换部应用下限值低的使用范围。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的二次电池的监视装置,其特征在于, 所述检测部基于来自所述车辆侧的信号和有无充放电电流来检测所述二次电池的所述使用状态。
13.—种电池包,其特征在于,具备: 锂离子二次电池;和 权利要求1至10中任一项所述的二次电池的监视装置。
14.一种二次电池的保护系统,其特征在于,具备: 权利要求1至10中任一项所述的二次电池的监视装置;和 电流切断装置,切断对所述二次电池的通电, 在对于所述二次电池的保护条件而应用了所述第I使用范围的期间内,在所述二次电池的电压或者SOC达到了所应用的所述第I使用范围的上限值的情况下,所述监视装置向所述车辆通知切断所述二次电池的条件已成立这一情况,并且,在从所述二次电池的电压或者SOC达到了所述第I使用范围的上限值起经过了规定期间时,所述监视装置向所述电流切断装置发送指令,切断对所述二次电池的通电, 在对于所述二次电池的保护条件而应用了所述第2使用范围的期间内,在所述二次电池的电压或者SOC达到了所应用的所述第2使用范围的上限值的情况下,所述监视装置在所述二次电池的电压或者SOC达到了上限值的时间点,向所述电流切断装置发送指令,立即切断对所述二次电池的通电。
15.一种车辆,其特征在于,具备权利要求13所述的电池包。
16.一种电池包,其特征在于,具备: 锂离子二次电池; 权利要求1至10中任一项所述的二次电池的监视装置;和 探测传感器,探测该电池包的移动。
17.—种电池包,其特征在于,具备: 锂离子二次电池; 权利要求1至10中任一项所述的二次电池的监视装置;和 探测传感器,探测该电池包的移动, 该二次电池的监视装置根据来自该探测传感器的传感器信号来判断电池包是否发生了移动,并向外部发送该电池包的所述保护条件。
CN201610412686.4A 2015-06-15 2016-06-13 二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆 Active CN106249154B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-120216 2015-06-15
JP2015120216 2015-06-15
JP2016115771A JP6790474B2 (ja) 2015-06-15 2016-06-09 二次電池の監視装置、電池システム、二次電池の保護システム、車両
JP2016-115771 2016-06-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106249154A true CN106249154A (zh) 2016-12-21
CN106249154B CN106249154B (zh) 2020-11-03

Family

ID=56131412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610412686.4A Active CN106249154B (zh) 2015-06-15 2016-06-13 二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10170804B2 (zh)
EP (1) EP3107181B1 (zh)
CN (1) CN106249154B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111762060A (zh) * 2020-06-30 2020-10-13 三一专用汽车有限责任公司 充电控制方法、车辆、控制装置和计算机可读存储介质
CN113147506A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 北京新能源汽车股份有限公司 基于大数据的车与车互学习充电剩余时间预测方法和装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6394631B2 (ja) * 2016-03-22 2018-09-26 トヨタ自動車株式会社 電源装置
US11189891B2 (en) 2017-07-03 2021-11-30 Gs Yuasa Interational Ltd. Energy storage apparatus, vehicle, and motorcycle
JP2019098978A (ja) * 2017-12-04 2019-06-24 矢崎総業株式会社 車載制御システム及びワイヤハーネス
KR20220022007A (ko) * 2020-08-14 2022-02-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1136722A (zh) * 1995-03-03 1996-11-27 雅马哈发动机株式会社 助力人力车
CN101678801A (zh) * 2007-05-11 2010-03-24 丰田自动车株式会社 车辆
CN102985279A (zh) * 2010-07-13 2013-03-20 本田技研工业株式会社 蓄电容量管理装置
US20130221928A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 Tesla Motors, Inc. Electric Vehicle Battery Lifetime Optimization Operational Mode
CN103531861A (zh) * 2012-07-02 2014-01-22 罗伯特·博世有限公司 蓄电池和机动车

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3686776B2 (ja) 1999-03-30 2005-08-24 日立バッテリー販売サービス株式会社 蓄電池の過放電防止装置
JP3939072B2 (ja) 2000-03-30 2007-06-27 三洋電機株式会社 電池パック
JP2003226208A (ja) 2002-02-05 2003-08-12 Yazaki Corp 車両用電源システム
JP2005028951A (ja) 2003-07-09 2005-02-03 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 電力供給装置および電力供給装置を搭載した車両
DE10346856A1 (de) 2003-10-09 2005-05-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines zur Spannungsversorgung eines Fahrzeugbordnetzes vorgesehenen Generators
JP3730246B2 (ja) 2004-04-20 2005-12-21 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
EP2404801B1 (en) 2009-03-05 2017-07-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charge/discharge control system for hybrid vehicle, and control method therefor
JP2010241179A (ja) 2009-04-01 2010-10-28 Toyota Motor Corp 負荷調整装置
CN102448767B (zh) 2009-06-02 2013-09-25 丰田自动车株式会社 电动车辆的电源系统及其控制方法
JP5493955B2 (ja) 2010-02-10 2014-05-14 三菱自動車工業株式会社 電源装置
JP2011189804A (ja) 2010-03-12 2011-09-29 Toyota Motor Corp 電源制御装置
WO2011161781A1 (ja) 2010-06-23 2011-12-29 トヨタ自動車株式会社 車両用制御装置および車両用制御方法
JP2012029481A (ja) 2010-07-23 2012-02-09 Toshiba Corp 電気車用電源装置
JP5510283B2 (ja) 2010-11-17 2014-06-04 トヨタ自動車株式会社 車両用蓄電部保護システム
DE102011087488A1 (de) 2011-11-30 2013-06-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung sowie Verfahren zur Vermeidung von Tiefentladungen eines Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz
US9114709B2 (en) 2012-02-24 2015-08-25 Ford Global Technologies, Llc Limited operating strategy for an electric vehicle
JP2013195183A (ja) 2012-03-19 2013-09-30 Toyota Motor Corp 電源装置の異常監視システムおよびそれを搭載する車両、ならびに電源装置の異常監視方法
JP2013226909A (ja) 2012-04-25 2013-11-07 Clarion Co Ltd 車内省電力制御装置
JP5523516B2 (ja) 2012-07-31 2014-06-18 三菱電機株式会社 充放電制御装置
JP5974914B2 (ja) 2013-01-29 2016-08-23 株式会社豊田自動織機 電池システム及び電池の状態判定の設定変更方法
US20140253045A1 (en) 2013-03-11 2014-09-11 Enerdel Inc. Method and apparatus for battery control
DE102013204527A1 (de) 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinrichtung mit Lithiumablagerungssicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle
US9393920B2 (en) 2013-05-20 2016-07-19 General Motors Llc Telematics-based system for protecting against vehicle battery drain
JP6174963B2 (ja) 2013-09-30 2017-08-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御システム
JP5920315B2 (ja) 2013-11-06 2016-05-18 トヨタ自動車株式会社 車両

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1136722A (zh) * 1995-03-03 1996-11-27 雅马哈发动机株式会社 助力人力车
CN101678801A (zh) * 2007-05-11 2010-03-24 丰田自动车株式会社 车辆
CN102985279A (zh) * 2010-07-13 2013-03-20 本田技研工业株式会社 蓄电容量管理装置
US20130221928A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 Tesla Motors, Inc. Electric Vehicle Battery Lifetime Optimization Operational Mode
CN103531861A (zh) * 2012-07-02 2014-01-22 罗伯特·博世有限公司 蓄电池和机动车

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111762060A (zh) * 2020-06-30 2020-10-13 三一专用汽车有限责任公司 充电控制方法、车辆、控制装置和计算机可读存储介质
CN113147506A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 北京新能源汽车股份有限公司 基于大数据的车与车互学习充电剩余时间预测方法和装置
CN113147506B (zh) * 2021-04-25 2022-05-06 北京新能源汽车股份有限公司 基于大数据的车与车互学习充电剩余时间预测方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3107181B1 (en) 2020-04-08
CN106249154B (zh) 2020-11-03
EP3107181A2 (en) 2016-12-21
US10170804B2 (en) 2019-01-01
US20160336626A1 (en) 2016-11-17
EP3107181A3 (en) 2016-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106249154A (zh) 二次电池的监视装置以及保护系统、电池包、车辆
EP3154150B1 (en) Battery controller
CN105711434B (zh) 一种电动汽车动力电池管理系统
CN101025436B (zh) 用于电动汽车的高压电安全监测装置
CN104052102B (zh) 蓄电池模块以及用于监控蓄电池模块的方法
EP2509186B1 (en) Power supply apparatus and method of controlling the same
CN107719125B (zh) 车辆
KR20130081215A (ko) 전원 장치
JP2017005985A (ja) 二次電池の監視装置、電池パック、二次電池の保護システム、車両
JP2016226110A (ja) 車両の充電制御装置
JP6581706B2 (ja) 電池管理装置
CN102646960A (zh) 一种电池组主回路接口保护电路及保护方法
CN103963656A (zh) 蓄电池系统
US20140322569A1 (en) Battery System and Motor Vehicle
US10840562B2 (en) Energy storage system, monitoring unit for energy storage device, and method of monitoring energy storage device
EP3013627B1 (en) Battery arrangement for electrically powered industrial vehicle
JP2018048957A (ja) 漏電検出装置
EP3349320B1 (en) Storage battery control device
CN106998085A (zh) 蓄电装置以及蓄电元件的不当使用判断方法
CN110832725B (zh) 蓄电装置、车辆、自动二轮车
US20210391736A1 (en) Control device, energy conversion system, energy conversion method and storage medium
CN110015156A (zh) 分箱式快换电池换电站内的充电控制方法及装置
CN111746278A (zh) 电池控制器和电池控制方法
CN110832725A (zh) 蓄电装置、车辆、自动二轮车
JP2019122098A (ja) 電動車両の充電制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant