CN110261780A - 电池监视设备 - Google Patents
电池监视设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110261780A CN110261780A CN201910179929.8A CN201910179929A CN110261780A CN 110261780 A CN110261780 A CN 110261780A CN 201910179929 A CN201910179929 A CN 201910179929A CN 110261780 A CN110261780 A CN 110261780A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- switch
- circuit
- voltage detector
- battery
- 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
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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]
- G01R31/364—Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements
-
- 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
- G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
-
- 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
-
- 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
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
-
- 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
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
一种电池监视设备,该电池监视设备具有:第一电压检测器,该第一电压检测器被设置到连接到目标单体的第一短路;第二电压检测器,该第二电压检测器连接到目标单体并设置到第二短路;开关,该开关形成连接到电池组的闭合电路且具有电阻器;第三电压检测器,该第三电压检测器对在电池组的正电极端子与负电极端子之间的端子间电压进行检测;开关异常判断部段,该开关异常判断部段在开关被朝闭合方向驱动的状态下,基于由第一电压检测器和第二电压检测器获得的检测电压之间的差值而对是否存在开关的异常开路进行判断;以及断开判断部段,该断开判断部段在开关被朝闭合方向驱动的状态下,基于由第三电压检测器获得的检测电压对在电池组处是否存在断开进行判断。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池监视设备,该电池监视设备构造成对通过串联连接多个电池单体而构造成的电池组进行监视。
背景技术
JP 2017-78658 A公开了一种电池监视设备,其中,用于判断电池组的异常断开的开关被设在连接到电池组的正电极端子和负电极端子的电路上。在JP 2017-78658 A中公开的电池监视设备中,当对是否存在电池组的断开进行判断时,开关闭合以形成连接电池组的正电极端子和负电极端子的闭合电路。在这种状态下,基于闭合电路的电压对是否电池组的断开进行判断。
在JP2017-78658A中,在假设开关的开路、闭合中没有异常发生的情况下,对是否存在电池组的断开进行判断。因此,当异常开路发生时,即,当无论操作信号的状态如何,开关始终处于开路状态的时候,有可能的风险是:不能准确地对是否存在电池组的断开进行判断。
发明内容
实施例提供了一种电池监视设备,该电池监视设备构造成能够对是否存在电池组的断开进行适当地判断。
作为实施例的第一方面,电池监视设备设置成对通过串联连接多个电池单体而构造成的电池组进行监视。该设备具有:第一电压检测器,该第一电压检测器设置于连接到目标单体的正电极和负电极的第一短路,该目标单体是多个电池单体中的连接到电池监视设备的顶部单体和多个电池单体中的连接到电池监视设备的底部单体中的至少任一个;第二电压检测器,该第二电压检测器连接到目标单体的正电极和负电极,并且设置于因设置在电路上的电阻器而使得电路电阻值不同于第一短路的第二短路;开关,该开关形成连接到电池组的正电极端子和负电极端子的闭合电路,并且具有电阻器;第三电压检测器,该第三电压检测器构造成在闭合电路中对在电池组的正电极端子与负电极端子之间的端子间电压进行检测;开关异常判断部段,该开关异常判断部段构造成在开关被朝闭合方向驱动的状态下,基于由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值而对是否存在开关的异常开路进行判断;以及断开判断部段,该断开判断部段构造成在开关被朝闭合方向驱动的状态,基于由第三电压检测器获得的检测电压对在电池组处是否存在断开进行判断。
附图说明
在附图中:
图1是电池组和电池监视设备的构造图;
图2是用于说明判断开关的异常开路判断的原理的图;
图3是断开判断和异常开路判断的过程的流程图;
图4是根据第二实施例的泄漏判断的过程的流程图;
图5是根据第三实施例的电池组和电池监视设备的构造图;并且
图6是断开判断和异常开路判断的过程的流程图。
具体实施方式
(第一实施例)
在下文中,将参照附图描述第一实施例,其中采用了根据本发明的电池监视设备。在本实施例中,电池监视设备被应用于安装在混合动力车辆或电动车辆中的供电系统。
图1示出了本实施例的电池组10和电池监视设备100的构造图。通过串联连接多个电池单体11来构造电池组10。应当注意,本实施例的每一个电池单体11均具有锂离子二次电池。
电池组10构造成使得多个块串联连接,每一个块均具有多个电池单体11。在图1所示的构造中,电池组10具有块BL1至BL3,并且这些块BL1至BL3经由用作连接构件的导线16彼此连接。
在本实施例中,在电池组10的多个电池单体11中,连接到电池监视设备100的顶部单体11是高电位单体11H,而连接到电池监视设备100的底部单体11是低电位单体11L。在本实施例中,高电位单体11H的正电极对应于电池组10的正电极端子,低电位电池11L的负电极对应于电池组10的负电极端子。
电池监视设备100具有构造成监视电池组10的监视电路20。该监控电路20连接到形成电池组10的每一个电池单体11的正电极侧和负电极侧。具体地,监控电路20的每一个正电极侧端子33经由正电极侧线14连接到电池单体11中对应一个的正电极侧,并且监视电路20的每一个负电极侧端子34经由负电极侧线15连接到电池单体11中对应一个的负电极侧。此外,监控电路20的正极端子31经由高电位侧线12连接到高电位单体11H的正极侧,并且监视电路20的负极端子32经由低电位侧线13连接到低电位单体11L的负极侧。
监控电路20具有多路复用器(MUX)21、第一电路41、第二电路42以及模数转换器22(ADC)。
MUX 21经由第一电路41连接到正电极侧端子33,并且经由第二电路42连接到负电极侧端子34。因此,MUX21可以获取每个第一电路41与每个第二电路42之间的电压差作为单体电压,该单体电压是每个电池单体11的电压。
第三电路43被设到监控电路20,第三电路43的一个端部连接到正极端子31,另一个端部连接到负极端子32。分压电阻器45、46和判断开关44被设到第三电路43。判断开关44具有例如电压驱动的半导体开关元件。判断开关44闭合,使得电池组10的正电极侧端子和负电极侧端子经由第三电路43彼此连接。
监控电路20具有平衡电路23,平衡电路23连接到各个电池单体11的正电极侧和负电极侧,并且构成为将各个电池单体11放电。在本实施例中,平衡电路23具有放电开关24和齐纳(Zener)二极管25。放电开关24的一个端部连接到第一电路41,而放电开关24的另一个端部连接到第二电路42。放电开关24闭合,使得形成具有第一电路41、第二电路42、电池单体11以及放电开关24的闭合电路,因此,电池单体11可以被放电。齐纳二极管25的阳极连接到第二电路42,而齐纳二极管25的阴极连接到第一电路41,因此,第一电路41和第二电路42彼此连接。
MUX 21具有第一电压检测器26以及第二电压检测器27,第一电压检测器26连接到高电位单体11H的正电极以及负电极,第二电压检测器27经由与第一电压检测器26的电路不同的电路连接到高电位单体11H的正电极和负电极。
第一电压检测器26的一个端部与连接到高电位单体11H的正电极侧的第一电路41A连接,并且第一电压检测器26的另一个端部与连接到高电位单体11H的负电极侧的第二电路42A连接。因此,第一电压检测器26经由连接到高电位单体11H的正电极和负电极的平衡电路23检测到高电位单体11H的单体电压作为第一检测电压V1。在本实施例中,平衡电路23对应于第一短路。
第二电压检测器27的一个端部与连接到高电位单体11H的正电极侧的第三电路43连接,并且第二电压检测器27的另一个端部与连接到高电位单体11H的负电极侧的第一电路41B连接。因此,第二电压检测器27经由第三电路43和第一电路41B检测到高电位单体11H的单体电压或是通过从高电位单体11H的单体电压减去对应于检测电阻器50的电压降的值后得到的值,以作为第二检测电压V2。在本实施例中,具有检测电阻器50、第三电路43以及第一电路41B的闭合电路对应于第二短路。
MUX 21具有连接到分压电阻器45与分压电阻器46之间的连接点的第三电压检测器28。第三电压检测器28对通过由分压电阻器45和46对正极端子31与负极端子32之间产生的、电池组10的端子间电压进行分压而获得的值进行检测。
检测电阻器50被设到正极侧线12。设定检测电阻器50的电阻值,使得第二短路中的电路电阻值高于第一短路中的电路电阻值。
电池监视设备100具有保护电路40,每一个保护电路40均设在正电极侧线14与负电极侧线15之间。在本实施例中,保护电路40具有齐纳二极管以及低通滤波器,齐纳二极管与电池单体11并联连接,低通滤波器具有电阻器和旁路电容器。
监控电路20具有齐纳二极管47,每一个齐纳二极管47均与位于块BL1至BL3中的相邻块之间的导线16并联连接。在图1中,仅示出了有与连接块BL1和块BL2的导线16并联连接的齐纳二极管47。齐纳二极管47的阴极与连接到块BL1的负电极侧的第二电路42连接,并且齐纳二极管47的阳极与连接到块BL2的正电极侧的第一电路41连接。应当注意,齐纳二极管47还与连接块BL2和块BL3的导线16并联连接。
监控电路20具有齐纳二极管48和49,齐纳二极管48和49构造成在发生导线16的异常断开的情况下减少因电池组10导致的过电压的发生。
电池监视设备100具有控制器60。控制器60连接到监控电路20的ADC22,以便从ADC22获取作为数字值输出的电压值。控制器60是具有CPU、ROM、RAM、I/O接口等的微型计算机,并且每一个功能以CPU执行存储在ROM中的程序的方式实现。
控制器60基于每个电池单体11的充电率(SOC:充电状态)执行用于控制来自每个电池单体11的放电量的平衡控制。在平衡控制中,控制每个放电开关24的开路、闭合驱动,使得SOC在各电池单体11之间均衡,因此,调节来自每个电池单体11的放电量。
例如,存在因忘记组装导线16或导线16的断开而导致的电池组10的异常断开的发生的担忧。因此,控制器60执行用于对是否存在电池组10的断开进行判断的断开判断。
在由控制器60执行的断开判断中,在电池组10中没有充电/放电电流正在流动的条件下,朝闭合方向驱动判断开关44,并且由第三电压检测器28检测第三检测电压V3。判断开关44被闭合,以形成具有电池组10、端子31、32以及第三电路43的闭合电路(下文中称为“电池组侧闭合电路”),并且电流在该电池组侧闭合电路中流动。在形成电池组侧闭合电路的状态下,如果导线16未断开,则第三检测电压V3是通过由分压电阻器45和46对所有电池单体11的单体电压的总和进行分压而获得的值。另一方面,如果导线16断开,则击穿电流在与导线16并联连接的齐纳二极管47中流动,并且发生电压降。因此,在导线16断开的情况下的第三检测电压V3与没有发生断开的情况下的第三检测电压V3相比,是一个更小的值。控制器60可以基于第三检测电压V3对是否存在电池组10的断开进行判断。
在由控制器60执行的断开判断中,如果在判断开关44处发生了异常开路,则不形成具有第三电路43的闭合电路,因此,存在对是否存在电池组10的断开的不准确判断的担忧。为此,在本实施例中,使用由第一电压检测器26和第二电压检测器27检测到的第一检测电压V1和第二检测电压V2,对是否存在判断开关44的异常开路进行判断。
接下来,将参考图2描述对判断是否存在开关44的异常开路进行判断的原理。图2示出了在判断开关44处于闭合状态的情况下的监控电路20的导通状态。设置有第一电压检测器26的电路被示为第一短路81,并且设置有第二电压检测器27的电路被示为第二短路82。
当在判断开关44处于开路状态时,在连接到高电位单体11H的正电极和负电极并且具有检测电阻器50的第二短路电路82中没有电流正在流动。因此,第二电压检测器27检测到高电位单体11H的单体电压作为第二检测电压V2。
如图2所示,判断开关44被朝闭合方向驱动,以使连接到电池组10的正电极和负电极并且在其电路中具有检测电阻器50的电池组侧闭合电路83被形成。电池组10的端子间电压被施加到电池组侧闭合电路83,因此,电流在检测电阻器50中流动。因此,第二电压检测器27检测到通过从高电位单体11H的单体电压中减去与检测电阻器50的电压降相对应的值得到的值作为第二检测电压V2。也就是说,如果在判断开关44处没有发生异常开路,则判断开关44被朝闭合方向驱动,使得第二检测电压V2减小对应于检测电阻器50的电压降的值。
对应于检测电阻器50的电压降的值可以作为通过从由第一电压检测器26检测到的第一检测电压V1减去由第二电压检测器27检测到的第二检测电压V2得到的值而被计算出。因此,控制器60基于第一检测电压V1与第二检测电压V2之间的电压差,执行用于对是否判断开关44的异常开路在进行判断的异常开路判断。
接下来,将参考图3描述由控制器60执行的电池组10的断开判断和判断开关44的异常开路判断的过程。通过控制器60以预定周期重复地执行图3所示的处理。
在步骤S11中,判断是否已经执行了判断开关44的异常开路判断。如果已经执行了异常开路判断,则处理前进至步骤S19。在当前情况下,假设尚未执行异常开路判断,则处理前进至步骤S12。在步骤S12中,判断开关44被朝闭合方向驱动。
在步骤S13中,获取由第一电压检测器26检测到的第一检测电压V1。在步骤S14中,获取由第二电压检测器27检测到的第二检测电压V2。在步骤S15中,将通过从第一检测电压V1减去第二检测电压V2得到的值计算作为电压差VA。
在步骤S16中,判断在步骤S15中计算出的电压差VA是否大于第一阈值TH1。例如,在判断开关44处于开路状态的情况下,基于对应于检测电阻器50的电压降的值来设定第一阈值TH1。
如果判断为电压差VA大于第一阈值TH1,则处理进入步骤S17。在处理执行到步骤S17的情况下,检测电阻器50的电压降与判断开关44朝闭合方向的驱动相关联地发生。因此,在步骤S17中,判断开关44被判断为正常。
另一方面,如果判断为电压差VA等于或小于第一阈值TH1,则处理前进至步骤S18。在处理前进至步骤S18的情况下,判断开关44未闭合,因此,在步骤S18中,判断为已经发生判断开关44的异常开路。
当完成步骤S17或步骤S18的处理时,暂时终止图3中的处理。步骤S11至S18对应于开关异常判断部段。
返回步骤S11,如果已经执行了异常开路判断,则处理进入步骤S19。在步骤S19中,判断是否可以执行电池组10的断开判断。在本实施例中,在步骤S17中,在判断为判断开关44正常的情况下,判断为可以执行电池组10的断开判断。另一方面,在未判断为可以执行电池组10的断开判断的情况下,暂时终止图3中的处理。
在步骤S20中,判断开关44被朝闭合方向驱动。在步骤S21中,获取由第三电压检测器28检测到的第三检测电压V3。
在步骤S22中,判断在步骤S21中获取的第三检测电压V3是否等于或小于第二阈值TH2。第二阈值TH2例如基于在导线16断开的情况下的正极端子31和负极端子32之间产生的电压设定。
如果判断为第三检测电压V3等于或小于第二阈值TH2,则处理执行到步骤S23,并且判断为已经发生电池组10的异常断开。另一方面,如果判断为第三检测电压V3大于第二阈值TH2,则没有发生电池组10的异常断开,因此,暂时终止图3的处理。步骤S19至S23对应于断开判断部段。
在上面描述的本实施例中,提供了以下有利的效果。
除了基于第三检测电压V3执行电池组10的断开判断之外,控制器60还基于第一检测电压V1与第二检测电压V2之间的电压差VA执行判断开关44的异常开路判断。因此,可以对是否存在电池组10的断开进行适当地判断。
在判断为没有发生判断开关44的异常打开的情况下,控制器60执行电池组10的断开判断。在这种情况下,在已判断为判断开关44的异常开路的情况中,不对电池组10处是否存在断开进行判断。因此,可以避免因判断开关44的异常开路的影响而导致电池组10的断开的错误判断。
各自构造成将电池单体11的电压平衡的平衡电路23中的每一个均连接在电池单体11的正电极和负电极之间,并且第一短路是设置在目标单体的正电极和负电极之间的平衡电路23。在这种情况下,可以使用设置到电池组10的各个电池单体11的平衡电路23来执行电池组10的异常开路判断。
(第一实施例的变形)
连接到电池监视设备100的底部低电位单体11L可以作为用于判断开关44的异常开路判断的目标单体使用,以代替高电位单体11H。在这种情况下,第一电压检测器26可被设置到连接到低电位单体11L的正电极和负电极的第一短路。此外,第二电压检测器27可被设置到连接到低电位单体11L的正电极和负电极的第二短路。
(第二实施例)
在第二实施例中,将主要对与第一实施例不同的构造进行描述。应当注意,与第一实施例相同的附图标记被用于表示第二实施例中的等效元件,并且其说明将不再重复。
当泄露电流正在连接高电位单体11H的正电极和负电极以及第一电压检测器26的电路中流动的情况下,第一检测电压V1变得比没有泄漏电流流动的情况下的第一检测电压要小。其结果是,即使当判断开关44闭合时,第一检测电压V1与第二检测电压V2之间的电压差变小,并且存在对是否存在判断开关44的异常开路进行错误判断的可能性。为此,在本实施例中,控制器60执行用于对泄漏电流是否在连接高电位单体11H的正电极和负电极以及第一电压检测器26的电路中流动进行判断的泄漏判断。在判断为泄漏电流正在流动的情况下,控制器60不执行断开判断。
通过泄漏判断来判断是否存在泄漏的电路可以是连接到高电位单体11H的正电极和负电极并形成第一短路的电路。在本实施例中,连接到高电位单体11H的平衡电路23是用于泄漏判断的目标。
将参考图4描述由控制器60执行的泄漏判断的过程。通过控制器60以预定周期重复地执行图4所示的处理。
在步骤S30中,对判断开关44是否处于打开状态进行判断,并且在判断为判断开关44处于开路状态的情况下,处理前进至步骤S31。应当注意,当判断开关44不处于开路状态时,暂时终止图4中的处理。在步骤S31中,获取由第一电压检测器26检测到的第一检测电压V1。在步骤S32中,获取由第二电压检测器27检测到的第二检测电压V2。
在步骤S33中,在步骤S31中获取的第一检测电压V1与在步骤S32中获取的第二检测电压V2之间的电压差VC被计算出。
在步骤S34中,将在步骤S33中计算出的电压差VC的绝对值与第三阈值TH3进行比较。在本实施例中,第三阈值TH3是设定成用于判断泄漏电流是否在连接到高电位单体11H的平衡电路23中流动的值。如果判断为电压差VC的绝对值是比第三阈值TH3要小的值,则不发生泄漏,因此,暂时终止图4中的处理。另一方面,如果判断为电压差VC的绝对值等于或大于第三阈值TH3,则处理前进至步骤S35。
在步骤S35中,判断为泄漏电流在连接到高电位单体11H的正电极和负电极的平衡电路23中流动。在本实施例中,在图3的步骤S19中,可以执行用于判断电池组10的断开判断的判断条件之一是没有泄漏电流正在流动。因此,在处理进行到图3中的步骤S19的情况下,如果在步骤S35中判断为泄漏电流正在流动,则判断为不能执行断开判断,并且不执行断开判断。步骤S30至S35对应于泄漏电流判断部段。
在上面描述的本实施例中,控制器60在判断为平衡电路23中没有泄漏电流流动的条件下对电池组10处是否存在断开进行判断。在这种情况下,可以防止因在平衡电路23中流动的泄漏电流而对是否存在电池组的断开进行不合适的判断。
(第三实施例)
在第三实施例中,将主要对与第一实施例不同的构造进行描述。应当注意,与第一实施例相同的附图标记被用于表示第三实施例中的等效元件,并且其说明将不再重复。
例如,当在电池单体11之间的单体电压存在变化并且没有适当地执行平衡控制的情况下,高电位单体11H的单体电压可能高于或低于其它电池单体11的单体电压。在这种情况下,存在判断开关44的异常开路判断中错误地对异常开路进行判断的可能性。因此,在本实施例中,除了高电位单体11H之外,控制器60还借助低电位单体11L执行异常开路判断。
图5是根据第三实施例的电池组10和电池监视设备100的构造图。在本实施例中,电池监视设备100具有串联设置到正极侧线12的一部分的第一检测电阻器51以及串联设置到负极侧线13的一部分的第二检测电阻器52,以作为检测电阻器。
在本实施例中,MUX 21具有第一电压检测器71以及第二电压检测器72,第一电压检测器71连接到高电位单体11H的正电极以及负电极,第二电压检测器27经由与第一电压检测器71的电路不同的电路连接到低电位单体11L的正电极和负电极。
第一电压检测器71的一个端部与连接到低电位单体11L的正电极的第一电路41连接,并且第一电压检测器71的另一个端部与连接到低电位单体11L的负电极的第二电路42连接。因此,第一电压检测器71经由连接到低电位单体11L的正电极和负电极的平衡电路23检测电位单体11L的单体电压,以作为第一检测电压V。
第二电压检测器72的一个端部与连接到低电位单体11L的正电极的第二电路42连接,并且第二电压检测器72的另一个端部与连接到低电位单体11L的负电极的第三电路43连接。因此,第二电压检测器72经由第二电路42和第三电路43检测低电位单体11L的单体电压或是通过从低电位单体11L的单体电压减去对应于第二检测电阻器52的电压降的值得到的值,以作为第五检测电压V5。
图6是用于说明根据第三实施例的电池组10的断开判断以及判断开关44的异常开路判断的过程的流程图。
在步骤S15中,当第一检测电压V1与第二检测电压V2之间的电压差计算为第一电压差VA1时,处理前进至步骤S40。在步骤S40中,获取由第一电压检测器71检测到的第四检测电压V4。在步骤S14中,获取由第二电压检测器72检测到的第五检测电压V5。
在步骤S42中,第四检测电压V4与第五检测电压V5之间的电压差被计算为第二电压差VA2。
在步骤S43中,使用在步骤S15中计算出的第一电压差VA1和在步骤S42中计算出的第二电压差VA2,对是否存在判断开关44的异常开路进行判断。在本实施例中,如果判断为第一电压差VA1和第二电压差VA2二者都大于第一阈值TH1,则处理前进至步骤S17,并且判断为判断开关44是正常的。另一方面,如果第一电压差VA1和第二电压差VA2中的至少任一个等于或小于第一阈值TH1,则处理前进至步骤S18,并且判断为判断开关44的异常打开。
在步骤S43中,可计算第一电压差VA1与第二电压差VA2之间的差值,并且可以从该差值对是否存在判断开关44的异常开路进行判断。在这种情况下,如果判断为第一电压差VA1和第二电压差VA2之间的差值小于预定值,则处理前进至步骤S17,并且判断为判断开关44是正常的。如果判断为该差值大于预定值,则处理前进至步骤S18,并判断为判断开关44的异常开路。
在上面描述的本实施例中,提供了以下有利的效果。控制器60借助高电位单体11H和低电位单体11L两者执行判断开关44的异常开路判断。在这种情况下,与借助电池单体11中的一个执行判断开关44的异常开路判断的情况相比,可以提高是否存在判断开关44的异常开路的判断的准确度。
(其它实施例)
成组的两个以上电池监视设备100可以连接到形成电池组10的成组的多个单体,以代替单个电池监视设备100连接到电池组10的构造。在这种情况下,根据本实施例,每个电池监视设备100可对所连接的电池组10的每个单体执行异常开路判断和断开判断。
连接到第一电压检测器26的第一短路可以是连接到高电位单体11H的正电极和负电极的电路,并且不必一定包括平衡电路23。在这种情况下,第一电压检测器26可以例如与连接到低电位单体11L的正电极和负电极的第一短路连接。
在上面描述的各实施例中,在没有发生判断开关44的异常开路的情况下执行电池组10的断开判断,但是可以改变上述条件。例如,无论是否存在判断开关44的异常开路,都可以执行电池组10的断开判断,并且在判断为判断开关44的异常开路的情况下,可以使断开判断的结果无效。
可以使用镍-金属-氢化物二次电池作为电池组10,以代替锂离子二次电池。
电池组10的异常断开不限于导线16的忘记组装或断开,而是可能是与连接电池单体11的母线的忘记组装或断开相关的异常断开。
在下文中,将总结上述实施例的各方面。
实施例涉及一种电池监视设备(100),该电池监视设备(100)构造成对通过串联连接多个电池单体(11)而构造成的电池组(10)进行监视。
作为该实施例的第一方面,电池监视设备具有第一电压检测器(26),该第一电压检测器(26)设置到连接到目标单体的正电极和负电极的第一短路,该目标单体是多个电池单体中的被连接到电池监视设备的顶部单体(11H)和多个电池单体中的被连接到电池监视设备的底部单体(11L)中的至少任一个;第二电压检测器(27),该第二电压检测器(27)连接到目标单体的正电极和负电极,并且设置到因设置在电路上的电阻器(50)而使得电路电阻值不同于第一短路的第二短路;开关(44),该开关(44)形成连接到电池组的正电极端子和负电极端子的闭合电路,并且具有电阻器;第三电压检测器(28),该第三电压检测器(28)构造成在闭合电路中对在电池组的正电极端子与负电极端子之间的端子间电压进行检测;开关异常判断部段(60),该开关异常判断部段(60)构造成在开关被朝闭合方向驱动的状态下,基于由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值而是否存在开关的异常开路进行判断;以及断开判断部段(60),该断开判断部段(60)构造成在开关被朝闭合方向上驱动的状态下,基于由第三电压检测器获得的检测电压对在电池组处是否存在断开进行判断。
根据上述构造,开关被朝闭合方向驱动,并且以这种方式,形成连接到电池组的正电极端子以及负电极端子的闭合电路。在这种情况下,在电池组未发生断开的情况中,从电池组施加到闭合电路的电压与在电池组发生断开的情况中的该电压是不同的。因而,在闭合电路中检测电池组的正电极端子和负电极端子之间的端子间电压,使得可以对是否存在电池组的断开进行判断。应当注意,如果在形成闭合电路的开关处发生异常开路,则存在电池组的异常断开的判断不准确的担忧。
在这一点上,在上述构造中,电池组的多个电池单体中的最靠近正电极端子侧的一个和电池组的多个电池单体中的最靠近负电极端子侧的一个中的至少任一个被作为目标单体,第一短路被连接到目标单体的正电极和负电极,并且第一电压检测器设置到第一短路。此外,第二短路连接到目标单体的正电极和负电极,并且在第二短路中,电阻器设置在电路上,使得电路电阻值不同于第一短路的电路电阻值。此外,第二电压检测器设置于第二短路。在这种情况下,当在开关被朝闭合方向驱动的状态下,开关被正常地闭合时,在第二短路侧发生因电阻器引起的电压降。因而,在开关被正常闭合的状态下与在开关发生异常开路的状态下,开关被朝闭合方向驱动时的第一电压检测器的检测电压和第二电压检测器的检测电压之间的电压差是不同的,并且基于电压差,可以对是否发生了开关的异常开路进行判断。
如上所述,除了基于电池组的端子间电压执行电池组的断开判断之外,还基于由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值来执行开关的异常开路判断,因此,可以对是否存在电池组的断开进行适当地判断。
作为实施例的第二方面,在开关异常判断部段判断为没有发生开关的异常开路的情况下,断开判断部段对在电池组处是否存在断开进行判断。
在这种情况下,在判断为判断开关的异常开路的情况下,不对在电池组处是否存在断开进行判断。因此,可以避免因判断开关的异常开路的影响而导致电池组的断开的错误判断。
作为实施例的第三方面,构造成使各个电池单体的电压平衡的平衡电路(23)连接在各个电池单体的正电极和负电极之间,并且第一短路是设置在目标单体的正电极和负电极之间的平衡电路。
在这种情况下,可以使用设置到电池组的各个电池单体11的平衡电路来执行电池组的断开判断。
作为实施例的第四方面,电池监视设备还具有泄漏电流判断部段,该泄漏电流判断部段构造成对泄漏电流是否在第一短路中的目标单体的正电极和负电极之间流动进行判断,并且,在泄漏电流判断部段判断为没有泄漏电流流动的条件下,断开判断部段对电池组处是否存在断开进行判断。
假设在第一短路中,泄漏电流在正电极和负电极之间流动。在这种情况下,由第一电压检测器检测到的第一检测电压改变,因此,存在对判断开关的异常开路没有进行适当地判断的可能性。其结果是,存在对在电池组处是否存在断开的判断带来不利影响的担忧。在这一点上,在上述构造中,在判断为在第一短路中的目标单体的正电极和负电极之间没有流过泄漏电流的条件下,对在电池组处是否存在断开进行判断。在这种情况下,可以防止因在第一短路中流动的泄漏电流而对是否存在电池组的断开进行不合适的判断。
作为实施例的第五方面,多个电池单体中的、连接到电池监视设备的顶部单体是作为目标单体的高电位单体,并且多个电池单体中的、连接到电池监视设备的底部单体是作为目标单体的低电位单体;并且,开关异常判断部段获取在开关被朝闭合方向驱动的状态下,在高电位单体处由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值,作为第一电压差,并且获取开关被朝闭合方向驱动的状态下,在低电位单体处由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值,作为第二电压差,开关异常判断部段基于第一电压差和第二电压差,对开关是否发生异常开路进行判断。
在这种情况下,使用正极侧和负极侧的两个目标单体对是否存在开关的异常开路进行判断。因此,与使用正极侧和负极侧中的一个目标单体对是否存在异常开路进行判断的情况相比,可以提高是否存在异常开路的判断的精度。
Claims (5)
1.一种电池监视设备,所述电池监视设备用于监视通过串联连接多个电池单体而构成的电池组,所述电池监视设备包括:
第一电压检测器,所述第一电压检测器设置于连接到目标单体的正电极和负电极的第一短路,所述目标单体是多个电池单体中的连接到所述电池监视设备的顶部单体和多个电池单体中的连接到所述电池监视设备的底部单体中的至少任一个;
第二电压检测器,所述第二电压检测器连接到所述目标单体的正电极和负电极,并且设置于因设置在电路上的电阻器而使得电路电阻值不同于所述第一短路的第二短路;
开关,所述开关形成连接到所述电池组的正电极端子和负电极端子的闭合电路,并且具有电阻器;
第三电压检测器,所述第三电压检测器构造成在所述闭合电路中对在所述电池组的正电极端子与负电极端子之间的端子间电压进行检测;
开关异常判断部段,所述开关异常判断部段构造成在所述开关被朝闭合方向驱动的状态下,基于由所述第一电压检测器获得的检测电压与由所述第二电压检测器获得的检测电压之间的差值而对是否存在所述开关的异常开路进行判断;以及
断开判断部段,所述断开判断部段构造成在所述开关被朝所述闭合方向驱动的状态下,基于由所述第三电压检测器获得的检测电压对在所述电池组处是否存在断开进行判断。
2.根据权利要求1所述的电池监视设备,其特征在于,
在所述开关异常判断部段判断为没有发生所述开关的异常开路的情况下,所述断开判断部段对在所述电池组处是否存在断开进行判断。
3.根据权利要求1所述的电池监视设备,其特征在于,
构造成将各个电池单体的电压平衡的平衡电路连接在各个电池单体的正电极和负电极之间,并且
所述第一短路是设置在所述目标单体的正电极和负电极之间的平衡电路。
4.根据权利要求1所述的电池监视设备,其特征在于,还具有泄漏电流判断部段,所述泄漏电流判断部段构造成对泄漏电流是否在所述第一短路中的所述目标单体的正电极和负电极之间流动进行判断,其中,
在所述泄露电流判断部段判断为没有泄露电流流动的情况下,所述断开判断部段对在所述电池组处是否存在断开进行判断。
5.根据权利要求1所述的电池监视设备,其特征在于,
多个电池单体中的、连接到所述电池监视设备的顶部单体是作为所述目标单体的高电位单体,并且多个电池单体中的、连接到所述电池监视设备的底部单体是作为所述目标单体的低电位单体,并且,
所述开关异常判断部段获取在所述开关被朝闭合方向驱动的状态下,在高电位单体处由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值,以作为第一电压差,
并且获取在所述开关被朝闭合方向驱动的状态下,在低电位单体处由第一电压检测器获得的检测电压与由第二电压检测器获得的检测电压之间的差值,以作为第二电压差,
所述开关异常判断部段基于所述所述第一电压差和所述第二电压差对所述开关是否发生异常开路进行判断。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044763A JP7081225B2 (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 電池監視装置 |
JP2018-044763 | 2018-03-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110261780A true CN110261780A (zh) | 2019-09-20 |
CN110261780B CN110261780B (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=67843266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910179929.8A Active CN110261780B (zh) | 2018-03-12 | 2019-03-11 | 电池监视设备 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10871523B2 (zh) |
JP (1) | JP7081225B2 (zh) |
CN (1) | CN110261780B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112782611A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-11 | 奥特润株式会社 | 具有泄漏电流检测功能的bms半导体装置及检测方法 |
CN114362092A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-15 | 深圳拓邦股份有限公司 | 一种负载短路保护电路及电子设备 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180048069A (ko) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 |
DE112018002328T5 (de) * | 2017-06-21 | 2020-01-23 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Batteriesystem-überwachungsgerät und batteriepack |
EP3702387B1 (en) | 2019-02-28 | 2023-05-10 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Photosensitive resin composition, and method for etching glass substrate |
KR20210045841A (ko) * | 2019-10-17 | 2021-04-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 시스템 |
CN111142030B (zh) * | 2019-12-30 | 2022-02-25 | Oppo广东移动通信有限公司 | 用于内短路电流检测方法、装置、设备及可读存储介质 |
CN111103453B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-02-18 | Oppo广东移动通信有限公司 | 内短路电流的确定方法、装置、计算机设备和存储介质 |
CN113466720B (zh) * | 2021-07-06 | 2022-11-22 | 上汽大众动力电池有限公司 | 一种实车锂电池漏电流检测方法 |
KR20230016530A (ko) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 관리 방법 |
JP2024068421A (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-20 | 株式会社デンソー | 電池監視装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101207296A (zh) * | 2006-12-18 | 2008-06-25 | 日产自动车株式会社 | 异常诊断装置 |
CN102110862A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-06-29 | 三星Sdi株式会社 | 电池组及其线路断开检测方法 |
CN102884438A (zh) * | 2010-03-05 | 2013-01-16 | 株式会社Lg化学 | 用于诊断电池胞平衡电路中的异常的设备和方法 |
CN103259060A (zh) * | 2012-02-21 | 2013-08-21 | 欧姆龙汽车电子株式会社 | 电池组监视装置 |
CN103884988A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池组故障检测装置及其检测方法 |
JP2014137272A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Denso Corp | 電圧監視装置 |
GB201616798D0 (en) * | 2016-10-03 | 2016-11-16 | O2Micro Inc | Charge/discharge switch control circuits for batteries |
CN205844495U (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-28 | 珠海横琴派诺技术有限公司 | 带均衡功能的分布式蓄电池监测系统 |
CN106611885A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 株式会社电装 | 异常判定装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6020743A (en) * | 1997-10-21 | 2000-02-01 | Compaq Computer Corporation | Method and apparatus for detecting failed batteries |
JP4707638B2 (ja) * | 2006-09-30 | 2011-06-22 | 三洋電機株式会社 | 車両用の電源装置 |
EP1936777B1 (en) * | 2006-12-18 | 2017-11-01 | Nissan Motor Ltd. | Abnormality Diagnostic Device |
JP5127383B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2013-01-23 | 株式会社日立製作所 | 電池用集積回路および該電池用集積回路を使用した車両用電源システム |
JP5250230B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2013-07-31 | 株式会社日立製作所 | 車両用電源システムおよび電池セル制御用集積回路 |
JP5469813B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2014-04-16 | 株式会社日立製作所 | 車両用電池システム |
JP5443327B2 (ja) * | 2010-12-08 | 2014-03-19 | 株式会社東芝 | 組電池装置 |
JP5983171B2 (ja) * | 2012-08-10 | 2016-08-31 | 株式会社Gsユアサ | スイッチ故障診断装置、蓄電装置 |
CN110061477B (zh) * | 2014-12-24 | 2021-06-29 | 株式会社杰士汤浅国际 | 电源保护装置、电源装置、开关故障诊断方法及记录介质 |
KR102059076B1 (ko) * | 2016-02-19 | 2020-02-11 | 주식회사 엘지화학 | 스위치 부품의 고장 진단 장치 및 방법 |
KR101667913B1 (ko) * | 2016-03-25 | 2016-10-20 | (주)아이비티 | 충전특성곡선을 이용한 배터리 팩 균등 충전 장치 및 방법 |
US20190285669A1 (en) * | 2016-05-31 | 2019-09-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Management device and power supply system |
JP6699485B2 (ja) * | 2016-09-23 | 2020-05-27 | 株式会社デンソー | 電圧検出装置 |
KR102446380B1 (ko) * | 2018-02-27 | 2022-09-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 |
-
2018
- 2018-03-12 JP JP2018044763A patent/JP7081225B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-08 US US16/297,210 patent/US10871523B2/en active Active
- 2019-03-11 CN CN201910179929.8A patent/CN110261780B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101207296A (zh) * | 2006-12-18 | 2008-06-25 | 日产自动车株式会社 | 异常诊断装置 |
CN102110862A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-06-29 | 三星Sdi株式会社 | 电池组及其线路断开检测方法 |
CN102884438A (zh) * | 2010-03-05 | 2013-01-16 | 株式会社Lg化学 | 用于诊断电池胞平衡电路中的异常的设备和方法 |
CN103259060A (zh) * | 2012-02-21 | 2013-08-21 | 欧姆龙汽车电子株式会社 | 电池组监视装置 |
CN103884988A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池组故障检测装置及其检测方法 |
JP2014137272A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Denso Corp | 電圧監視装置 |
CN106611885A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 株式会社电装 | 异常判定装置 |
CN205844495U (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-28 | 珠海横琴派诺技术有限公司 | 带均衡功能的分布式蓄电池监测系统 |
GB201616798D0 (en) * | 2016-10-03 | 2016-11-16 | O2Micro Inc | Charge/discharge switch control circuits for batteries |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
RICHARD K. WILLIAMS, WAYNE GRABOWSKI: "Single Package 30-V Battery Disconnect Switch", 《APEC "98 THIRTEENTH ANNUAL APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION》 * |
荣德生, 陈淑涵, 李洪珠, 张东宇: "一种新型双开关反激式电池串电压均衡方法", 《电源技术》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112782611A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-11 | 奥特润株式会社 | 具有泄漏电流检测功能的bms半导体装置及检测方法 |
CN112782611B (zh) * | 2019-11-05 | 2024-05-07 | 现代摩比斯株式会社 | 具有泄漏电流检测功能的bms半导体装置及检测方法 |
CN114362092A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-15 | 深圳拓邦股份有限公司 | 一种负载短路保护电路及电子设备 |
CN114362092B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-06-07 | 深圳拓邦股份有限公司 | 一种负载短路保护电路及电子设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190277923A1 (en) | 2019-09-12 |
CN110261780B (zh) | 2022-06-28 |
JP7081225B2 (ja) | 2022-06-07 |
US10871523B2 (en) | 2020-12-22 |
JP2019158539A (ja) | 2019-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110261780A (zh) | 电池监视设备 | |
CN107240944B (zh) | 开关故障诊断装置、电池组、电力系统以及故障诊断方法 | |
JP5443327B2 (ja) | 組電池装置 | |
US5438250A (en) | Process and apparatus for charging a multi-cell battery | |
EP2741093A1 (en) | Ground fault detection device, ground fault detection method, solar energy system, and ground fault detection program | |
US9874592B2 (en) | Abnormality detection circuit for power storage device, and power storage device including same | |
CN110018349A (zh) | 接地故障检测装置 | |
CN108028536B (zh) | 电池监视装置 | |
JP2010091520A (ja) | 電池モジュール異常検出回路及びその検出方法 | |
CN107517594A (zh) | 故障检测装置 | |
CN108808759A (zh) | 电池装置及电池保护方法 | |
US9863993B2 (en) | Storage battery monitoring device with wiring disconnection detection | |
CN107861015B (zh) | Bms接线检测装置及方法 | |
JP6706688B2 (ja) | 電池制御装置 | |
EP4106074A1 (en) | Degradation determination device for storage battery system, degradation determination method for storage battery system, storage battery system, and storage battery monitoring device | |
CN110967557B (zh) | 检测电路及方法 | |
CN110266082A (zh) | 通道阻抗的检测方法、充电接口检测电路结构与电子设备 | |
CN105203958B (zh) | 电池状态监视电路和电池装置 | |
US9575134B2 (en) | Assembled-battery voltage detection device | |
CN108152750A (zh) | 一种电动汽车的电池充放电参数识别方法和系统 | |
CN101189526A (zh) | 过放电情况下的电池电源管理 | |
CN111999663A (zh) | 电池连接线断线检测装置 | |
CN104198944A (zh) | 一种变桨电池组的检测方法和配套管理方法 | |
CN208270663U (zh) | 一种便携式pdvd解码板充放电功能检测电路 | |
CN116995788B (zh) | 用于电池模组检测的充放电设备及电池模组检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | 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 |