CN111452634B - 蓄电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电池装置，其具备：蓄电部；信号输入部，其被输入安全信号；以及切换部，其根据输入到所述信号输入部的信号而使所述蓄电部与电力输入输出端子的电连接有效或无效，在向所述信号输入部输入作为所述安全信号之一的解除信号的情况下，所述切换部使所述蓄电部与电力输入输出端子的电连接有效。

Description

蓄电池管理系统
技术领域
本发明涉及蓄电池装置。
背景技术
在电动机动车、混合动力车等电动车辆中使用锂离子电池等蓄电池(二次电池)。为了今后稳定地供给蓄电池，积极地活用二次利用被认为是有效的。以往，公开了与用于经由二次服务端口的使用来提供二次利用的蓄电池的能量管理及保全的装置及方法有关的技术(例如参照日本特开2013-243913号)。
发明内容
然而，在以往的技术中，在对蓄电池进行二次利用时，由于并不明确在怎样的应用对象中使用蓄电池，所以进行适当的使用这样的保证并不充分。
本发明的方案是考虑这样的情况而做出的，其目的之一在于提供能够在某种程度上保证二次利用时的适当的使用的蓄电池装置。
为了解决上述课题并达成该目的，本发明采用了以下方案。
(1)本发明的一方案的蓄电池装置具备：蓄电部；信号输入部，其被输入安全信号；以及切换部，其根据输入到所述信号输入部的信号而使所述蓄电部与电力输入输出端子的电连接有效或无效。
(2)在上述方案(1)的基础上，也可以是，在向所述信号输入部输入作为所述安全信号之一的解除信号的情况下，所述切换部使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接有效。
(3)在上述方案(1)的基础上，也可以是，在输入到所述信号输入部的所述安全信号与和该蓄电池装置建立了对应关系的识别信息吻合的情况下，所述切换部使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接有效。
(4)在上述方案(1)的基础上，也可以是，在已将该蓄电池装置从移动体取下时，所述切换部使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接无效。
(5)在上述方案(1)～(4)中的任一个的基础上，也可以是，所述蓄电池装置还具备无线通信部，该无线通信部接收包含所述安全信号的无线信号。
(6)在上述方案(1)～(5)中的任一个的基础上，也可以是，在已将该蓄电池装置从移动体取下时，所述切换部通过从在所述蓄电部与所述电力输入输出端子之间设置的连接部件拔出规定的构件，从而使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接无效。
根据上述方案(1)～(6)，可以提供能够在某种程度上保证二次利用时的适当的使用的蓄电池装置。
附图说明
图1是示出搭载本发明的第一实施方式的蓄电池装置40的车辆10的结构的一例的图。
图2是本发明的第一实施方式的蓄电池装置40的结构图。
图3是本发明的第一实施方式的机动车制造商等的运营设施内的蓄电池管理系统1的结构图。
图4是本发明的第二实施方式的蓄电池装置40a的结构图。
图5是本发明的第三实施方式的蓄电池控制系统2的结构图。
图6是本发明的第三实施方式的蓄电池装置40b的结构图。
图7是本发明的第四实施方式的蓄电池装置40c的结构图。
图8是本发明的第五实施方式的蓄电池装置40d的结构图。
图9是本发明的第六实施方式的蓄电池装置40e的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的蓄电池装置的实施方式。
(第一实施方式)
<车辆>
图1是示出搭载蓄电池装置40的车辆10的结构的一例的图。如图1所示，车辆10例如具备马达12、驱动轮14、制动装置16、车辆传感器20、PCU(Power Control Unit)(计算机)30、蓄电池装置40、具备电压传感器、电流传感器及温度传感器等的蓄电池传感器42、通信装置(第一通信部)50、充电口70以及转换器72。
马达12例如为三相交流电动机。马达12的转子与驱动轮14连结。马达12使用被供给的电力而向驱动轮14输出动力。另外，马达12在车辆减速时使用车辆的动能进行发电。
制动装置16例如具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸以及使液压缸产生液压的电动马达。制动装置16可以具备经由主液压缸向液压缸传递通过制动踏板的操作而产生的液压的机构来作为备用。需要说明的是，制动装置16不限于上述说明的结构，也可以是向液压缸传递主液压缸的液压的电子控制式液压制动装置。
车辆传感器20具备油门开度传感器、车速传感器及制动踩踏量传感器。油门开度传感器安装于作为接受由驾驶员进行的加速指示的操作件的一例的油门踏板，检测油门踏板的操作量并将其作为油门开度向控制部36输出。车速传感器例如具备安装于各车轮的车轮速度传感器和速度计算器，汇集由车轮速度传感器检测到的车轮速度而导出车辆的速度(车速)，并向控制部36及显示装置60输出。制动踩踏量传感器安装于制动踏板，检测制动踏板的操作量并将其作为制动踩踏量向控制部36输出。
PCU30例如具备变换器32、VCU(Voltage Control Unit)34及控制部36。变换器32例如为AC-DC变换器。变换器32的直流侧端子与直流链路DL连接。在直流链路DL经由VCU34连接有蓄电池装置40。变换器32将由马达12发电得到的交流变换为直流并向直流链路DL输出。VCU34例如为DC-DC转换器。VCU34使从蓄电池装置40供给的电力升压并向直流链路DL输出。
控制部36例如具备马达控制部、制动控制部及蓄电池-VCU控制部。也可以将马达控制部、制动控制部及蓄电池-VCU控制部置换为彼此分体的控制装置，例如置换为马达ECU、制动ECU、蓄电池ECU这样的控制装置。
马达控制部基于车辆传感器20的输出来控制马达12。制动控制部基于车辆传感器20的输出来控制制动装置16。蓄电池-VCU控制部基于在蓄电池装置40的蓄电部(后述)安装的蓄电池传感器42的输出而算出蓄电池装置40的蓄电部的SOC(State Of Charge)，并向VCU34及显示装置60输出。VCU34根据来自蓄电池-VCU控制部的指示而使直流链路DL的电压上升。
蓄电池装置40的蓄电部例如为锂离子电池等二次电池。蓄电池装置40的蓄电部储蓄从车辆10的外部的充电器200导入的电力，并进行车辆10行驶用的放电。蓄电池传感器42例如具备电流传感器、电压传感器及温度传感器。蓄电池传感器42例如检测蓄电池装置40的蓄电部的充放电的电流值、电压值、温度等。蓄电池传感器42向控制部36及通信装置50输出检测到的电流值、电压值、温度等。
通信装置50包括用于连接无线LAN、蜂窝网等无线通信网络的无线模块。无线LAN例如也可以为Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、Zigbee(注册商标)这样的方式。蜂窝网例如也可以为第三世代移动体通信网(3G)、第四代移动大通信网(Long termevolution：LTE(注册商标))、或第五代移动体通信网(5G)等。
通信装置50取得从蓄电池传感器42输出的电流值、电压值、温度等蓄电池使用状况信息并向外部发送。
充电口70朝向车辆10的车身外部地设置。充电口70经由充电电缆220与充电器200连接。充电电缆220具备第一插头222和第二插头224。第一插头222与充电器200连接，第二插头224与充电口70连接。从充电器200供给的电力经由充电电缆220向充电口70供给。
另外，充电电缆220包括附设于电力电缆的信号电缆。信号电缆连结着车辆10与充电器200之间的通信。因此，在第一插头222和第二插头224分别设置有电力连接器和信号连接器。
转换器72设置于蓄电池装置40与充电口70之间。转换器72将经由充电口70从充电器200导入的电流、例如交流电流变换为直流电流。转换器72向蓄电池装置40输出变换得到的直流电流。
图2是本发明的第一实施方式中的蓄电池装置40的结构图。本实施方式的蓄电池装置40例如具备信号输入部410、蓄电部420、切换部430及电力输入输出端子450。这些构成部件收容于一个框体中。需要说明的是，蓄电池传感器42既可以收容在蓄电池装置40的框体内，也可以安装于框体外。向信号输入部410输入安全信号。
信号输入部410例如包括连接插头等的信号端子(连接器)。
蓄电部420例如为锂离子电池、全固体电池等。蓄电部420也可以是集成蓄电池单元而成的电池组。
切换部430例如包括对输入到信号输入部410的安全信号的内容进行解释的IC(Integrated Circuit)等控制部和将蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接设为有效或无效的接触器。控制部通过从蓄电部420接受微弱的电力的供给而始终运行。接触器既可以设置在蓄电部420整体与电力输入输出端子450之间，也可以按各蓄电池单元来设置。
例如在输入到信号输入部410的安全信号为使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效的使能信号(解除信号)的情况下，切换部430的控制部将接触器设为接通状态(导通状态)。另外，例如在输入到信号输入部410的安全信号为使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接无效的禁用信号(无效化信号)的情况下，切换部430的控制部也可以将接触器设为断开状态(阻断状态)。
由此，除非信号输入部410接收到包含使能信号(解除信号)的安全信号，否则切换部430不使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效，因此，在将蓄电池装置40从车辆10取下并进行二次利用的情况下，能够在某种程度上保证蓄电池装置40的适当的使用。
另外，信号输入部410所接收的安全信号也可以包含禁用信号(无效化信号)。禁用信号(无效化信号)用于使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接无效。在该情况下，也可以是，信号输入部410对切换部430进行控制，以使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接无效。由此，即使在将蓄电池装置40从车辆10取下且可进行二次利用的状况下，也能够防止无用的二次利用，能够在某种程度上保证蓄电池装置40被二次利用的情况下的适当的使用。
也可以是，切换部430的控制部具有存储有规定的识别信息的内部存储器，在安全信号所包含的识别信息与由内部存储器存储的识别信息吻合的情况下进行接触器的控制，在不吻合的情况下不进行控制。对于“吻合”而言，除了内容完全一致的情况之外，还可以包括一部分一致的情况、在将两者组合时能够译码被加密的信息的情况等。以下，设为切换部430的控制部要求识别信息一致。内部存储器以安全的状态搭载于蓄电池装置40，以便难以从外部读出。
图3是机动车制造商等的运营设施内的蓄电池管理系统1的结构图。
蓄电池管理系统1包括蓄电池装置40、管理者终端装置60及管理者服务器装置80。管理者终端装置60经由有线通信介质610与蓄电池装置40连接。在管理者终端装置60连接有读写器R。另外，管理者终端装置60经由有线通信介质620与管理者服务器装置80连接。识别信息例如由机动车制造商等的管理者服务器装置80保持。
在蓄电池装置40的外装饰部，例如通过印刷、密封贴附、刻印等而被赋予了序列号、QR码(注册商标)等代码信息L。在管理者运营的设施中，能够使用读写器R从管理者终端装置60向蓄电池装置40输入序列号，或者从蓄电池装置40读取QR码并取得被编码的数据。管理者终端装置60例如为能够将与蓄电池装置40的信号输入部410连接的电缆连接并且能够与管理者服务器装置80通信的装置。
管理者服务器装置80在从管理者终端装置60取得上述数据时，向管理者终端装置60回复识别信息。管理者终端装置60将从管理者的服务器装置取得的识别信息作为安全信号向蓄电池装置40的信号输入部410输入。例如在输入到信号输入部410的该识别信息与蓄电池装置40自身的识别信息吻合的情况下，切换部430的控制部使接触器成为接通状态(导通状态)。
由此，除非蓄电池装置40自身的识别信息与由安全信号输入的识别信息吻合，否则切换部430不使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效，因此，能够限制蓄电池的二次利用。因此，在将蓄电池装置40从车辆10取下并进行二次利用的情况下，管理者终端装置能够在某种程度上保证蓄电池装置40的适当的使用。
另外，也可以是，例如在输入到信号输入部410的该识别信息与蓄电池装置40自身的识别信息不吻合的情况下，切换部430的控制部使接触器成为断开状态(阻断状态)。由此，除非蓄电池装置40自身的识别信息与由安全信号输入的识别信息吻合，否则切换部430不使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效，因此，能够限制蓄电池的二次利用。因此，在将蓄电池装置40从车辆10取下并进行二次利用的情况下，管理者终端装置能够在某种程度上保证蓄电池装置40的适当的使用。
另外，也可以是，通信装置50取得从蓄电池传感器42输出的电流值、电压值、温度等蓄电池使用状况信息，并向管理者服务器装置80发送。也可以是，管理者终端装置60从管理者服务器装置80取得该蓄电池使用状况信息，并向装配有蓄电池装置40的设备(二次利用设备)输入。这样一来，在二次利用设备中，能够在使用前取得蓄电池装置40的适当的控制形态，能够适当地使用蓄电池装置40。在此，控制形态包括SOC的上限-下限、充放电速度的上限等。
在此，在二次利用设备不考虑电池的状态地进行蓄电池装置40的控制的情况下，蓄电池装置40的蓄电部420的劣化有时会一下子进展。因此，在将蓄电池装置40从车辆10取下并进行二次利用的情况下，由于能够进行基于蓄电池装置40的状态的二次利用，所以能够在某种程度上保证二次利用时的适当的使用。根据以上说明的第一实施方式的蓄电池装置40、蓄电池管理系统1，能够在某种程度上保证对蓄电池装置40进行二次利用时的蓄电池装置40的适当的使用。
(第二实施方式)
接着，说明第二实施方式。图4是本发明的第二实施方式的蓄电池装置40a的结构图。如图4所示，与第一实施方式的蓄电池装置40相比，蓄电池装置40a还具备检测部460。
检测部460检测蓄电池装置40a是否已安装于车辆10。检测部460通过从蓄电部420接受微弱的电力的供给而始终运行。检测部460例如也可以为机械传感器。该机械传感器也可以装配在将蓄电池装置40a安装于车辆10的部分的接触面。该机械传感器也可以通过测定在将蓄电池装置40a安装于车辆10等时施加的应力和在将蓄电池装置40a从车辆10等取下时施加的应力，从而检测是否已将蓄电池装置40a从车辆10取下。
另外，检测部460也可以为光电变换元件。该光电变换元件也可以装配在将蓄电池装置40a安装于车辆10的部分的接触面。也可以是，该光电变换元件在已从车辆10取下蓄电池装置40a时检测可见光，并对已从车辆10取下蓄电池装置40这一情形进行检测。
在检测到已将蓄电池装置40a从车辆10取下时，检测部460向切换部430输出表示该检测结果的信号。切换部430基于该检测结果而使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接无效。
除了上述内容之外，切换部430的控制部还可以基于输入到信号输入部410的安全信号而使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效。需要说明的是，即使在检测部460检测到表示已将蓄电池装置40a从车辆10取下的检测结果的情况下，在信号输入部410之后接收到包含使能信号(解除信号)的安全信号的情况下，信号输入部410也以基于该安全信号而使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效的方式进行控制。由此，能够在某种程度上保证对蓄电池装置40a进行二次利用时的适当的使用。
另外，在安装蓄电池装置40a的设备不考虑电池的状态地进行蓄电池装置40的控制的情况下，蓄电池装置40a的蓄电部420的劣化有时会一下子进展。另一方面，根据本实施方式，在检测到已将蓄电池装置40a从车辆10取下时，检测部460向切换部430输出表示该检测结果的信号，切换部430基于该检测结果而使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接无效。
由此，能够防止不考虑电池的状态地进行蓄电池装置40a的控制而使得蓄电池装置40a的蓄电部420的劣化一下子进展。因此，在将蓄电池装置40a从车辆10取下并进行二次利用的情况下，能够在某种程度上保证蓄电池装置40a的适当的使用。
(第三实施方式)
使用图5及图6，说明本发明的第三实施方式的蓄电池装置40b。关于第三实施方式的处理，以与第一实施方式及第二实施方式的不同点为中心进行说明。图5示出第三实施方式的蓄电池控制系统2的结构图。在蓄电池控制系统2中，蓄电池装置40b经由无线通信网络N与无线通信终端M连接。管理者服务器装置80b也可以连接于无线通信网络N。
无线通信网络N也可以为机动车制造商的运营设施内的Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)这样的无线LAN等。在本实施方式中，例如设为已将蓄电池装置40b从车辆10等取下。例如在机动车制造商的运营设施内，仅限于蓄电池装置40b与无线通信网络N连接且被管理者服务器装置80b认证后的情况下，机动车制造商的员工才能够通过操作无线通信终端M而经由无线通信网络N对蓄电池装置40b进行远程操作。
图6是第三实施方式的蓄电池装置40b的结构图。与第一实施方式的蓄电池装置40相比，蓄电池装置40b还具备无线通信部470。无线通信部470经由无线通信网络N收发无线信号。另外，无线通信部470能够通过无线信号来接收安全信号。无线通信部470也可以向信号输入部410b输出接收到的安全信号。以后的处理与第一实施方式及第二实施方式相同。
由此，除非蓄电池装置40b与无线通信网络N连接并被管理者服务器装置80b认证，且信号输入部410接收到安全信号，否则切换部430不使蓄电部420与电力输入输出端子450的电连接有效，因此，即使在将蓄电池装置40b从车辆10取下并进行二次利用的情况下，也能够在某种程度上保证蓄电池装置40b的适当的使用。
另外，在通过无线信号向无线通信部470输入安全信号时，蓄电池装置40b也可以不与无线通信网络N连接。例如，也可以是仅限于机动车制造商的运营设施内，用户使RF标签包含安全信号并通过非接触近距离无线通信而向无线通信部470输入安全信号。由此，即使在将蓄电池装置40b从车辆10取下并进行二次利用的情况下，也能够在某种程度上保证蓄电池装置40b的适当的使用。
(第四实施方式)
使用图7，说明本发明的第四实施方式的蓄电池装置40c。关于第四实施方式的处理，以与第一实施方式至第三实施方式的不同点为中心进行说明。图7示出本发明的第四实施方式的蓄电池装置40c的结构图。与第二实施方式的蓄电池装置40a相比，蓄电池装置40c还具备接触部440及拔出部490。
在此，接触部440通过线材等与拔出部490物理连接。拔出部490配置于蓄电池装置40c的外侧，也可以安装于车辆10。接触部440构成蓄电部420与电力输入输出端子450之间的电力路径的一部分，通过将该接触部440取下，从而将蓄电部420与电力输入输出端子450电力阻断。
在将拔出部490从外部拔出时，接触部440也一起被从蓄电池装置40c取下，或被从蓄电部420与电力输入输出端子450之间的电力路径取下。其结果是，即使切换部430已成为接通状态，也无法将蓄电池装置40c作为蓄电池使用。由此，即使在将蓄电池装置40c从车辆10取下且可进行二次利用的状况下，也能够防止无用的二次利用，能够在某种程度上保证蓄电池装置40c的适当的使用。需要说明的是，优选如下方案：只要不使用特殊的工具，被取下的接触部440就无法恢复原状。
(第五实施方式)
需要说明的是，也可以将上述叙述的实施方式适当地组合，例如，也能够将以上叙述的第一实施方式或第四实施方式的蓄电池装置应用于第三实施方式的蓄电池控制系统2。例如，可以将蓄电池装置40d与图5所示的蓄电池控制系统2的蓄电池装置40b进行置换。图8是第五实施方式的蓄电池装置40d的结构图。与第二实施方式的蓄电池装置40a相比，蓄电池装置40d还具备无线通信部470d。
蓄电池装置40d所具备的信号输入部410d、蓄电部420、切换部430、电力输入输出端子450、检测部460d、及无线通信部470d各自的动作如第一实施方式至第三实施方式所述。由此，在蓄电池装置40d的二次利用中，能够在某种程度上保证蓄电池装置40d的适当的使用。
(第六实施方式)
另外，也可以将蓄电池装置40e与图5所示的蓄电池控制系统2的蓄电池装置40b进行置换。图9是第六实施方式的蓄电池装置40e的结构图。与第五实施方式的蓄电池装置40d相比，蓄电池装置40e还具备接触部440e、无线通信部470e及拔出部490e。
蓄电池装置40e所具备的信号输入部410e、蓄电部420、切换部430、接触部440e、电力输入输出端子450、检测部460e、无线通信部470e、及拔出部490e各自的动作如第一实施方式至第五实施方式所述。由此，在蓄电池装置的二次利用中，能够在某种程度上保证蓄电池装置40e的适当的使用。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。

Claims (4)

1.一种蓄电池管理系统，其是能够保证二次利用时的适当的使用的蓄电池管理系统，其中，
所述蓄电池管理系统包括：
蓄电池装置、管理者终端装置及管理者服务器装置，
所述蓄电池装置具备：
蓄电部；
信号输入部，其被输入安全信号；以及
切换部，其根据输入到所述信号输入部的信号而使所述蓄电部与电力输入输出端子的电连接有效或无效，
在已将该蓄电池装置从移动体取下时，所述切换部使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接无效，
即使在已将该蓄电池装置从移动体取下的情况下，在输入到所述信号输入部的所述安全信号与和该蓄电池装置建立了对应关系的识别信息吻合的情况下，所述切换部也使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接有效，
在所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接有效的情况下，所述管理者终端装置从所述管理者服务器装置取得蓄电池使用状况信息，并向装配有所述蓄电池装置的设备输入。
2.根据权利要求1所述的蓄电池管理系统，其中，
在向所述信号输入部输入作为所述安全信号之一的解除信号的情况下，所述切换部使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接有效。
3.根据权利要求1所述的蓄电池管理系统，其中，
所述蓄电池装置还具备无线通信部，该无线通信部接收包含所述安全信号的无线信号。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电池管理系统，其中，
在已将该蓄电池装置从移动体取下时，所述切换部通过从在所述蓄电部与所述电力输入输出端子之间设置的连接部件拔出规定的构件，从而使所述蓄电部与所述电力输入输出端子的电连接无效。
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