CN115398768A - 移动体的电源系统的控制方法、移动体的电源系统及蓄电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移动体的电源系统的控制方法、移动体的电源系统及蓄电装置。车辆(10)的电源系统(30)的控制方法包括:第1步骤,基于各蓄电装置(50)的正常、异常的组合,按照至少1个蓄电装置(50)的电流切断装置(53)成为通电状态的方式,对各蓄电装置(50)许可或者禁止电流的切断;和第2步骤,被许可了电流的切断的蓄电装置(50)的BMU(100)在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置(50)异常的情况、或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置(50)异常的情况下,使电流切断装置(53)变为切断状态。
Description
技术领域
涉及移动体的电源系统的控制方法、移动体的电源系统以及蓄电装置。
背景技术
当前,在各车辆制造商中,自动制动系统、自动驾驶技术的开发正在盛行。这样的车辆(移动体)的电气化趋势进一步增加了车辆的电源系统的重要性。作为车辆的电源系统,基于1个蓄电装置和交流发电机的电源供给在当前也仍是主流。若蓄电装置突然故障,或者与蓄电装置的外部端子连接的线束脱落,则存在对车辆的电力供给中断的情况,因此要求将2个蓄电装置并联连接而使其具有冗余性。在下述文献1中记载了如下的方面,即,将车辆用电源装置构成为包括控制装置、电气负载、主继电器、启动器、交流发电机、铅蓄电池和镍氢充电池等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-67042号公报
发明内容
发明要解决的问题
关于蓄电装置,存在如下情况,即,为了确保安全性,设置了在发生过充电等异常时切断电流的电流切断装置。例如,在将2个蓄电装置并联连接的电源系统中,在2个蓄电装置中的一个蓄电装置成为异常的情况下,即使切断一个蓄电装置的电流,也能用另一个蓄电装置继续向车辆供给电力。
然而,若在另一个蓄电装置成为异常的时间点切断电流,则2个蓄电装置均成为被切断的状态,变得不能向移动体负载供给电力。因而,在降低不能向移动体负载供给电力的风险的方面具有改善的余地。
在本说明书中,开发如下技术,即,即使被并联连接的多个蓄电装置全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
用于解决问题的技术方案
一种移动体的电源系统的控制方法,其中,所述电源系统具备与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置,所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,该控制方法包括:第1步骤,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断;和第2步骤,被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
发明效果
即使被并联连接的多个蓄电装置全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
附图说明
图1是实施方式1涉及的车辆的示意图。
图2是电源系统的框图。
图3是第1蓄电装置的框图。
图4是蓄电装置的分解立体图。
图5A是二次电池的俯视图。
图5B是图5A的A-A线剖视图。
图6是第2蓄电装置的框图。
图7是示出充电曲线的曲线图。
图8是电源系统的控制处理的时序图。
图9是电源系统的控制处理的时序图。
图10是电源系统的控制处理的时序图。
图11是实施方式2涉及的电源系统的控制处理的时序图。
图12是电源系统的控制处理的时序图。
图13是电源系统的控制处理的时序图。
图14是实施方式3涉及的电源系统的框图。
图15是实施方式4涉及的电源系统的控制处理的时序图。
具体实施方式
(本实施方式的概要)
(1)一种移动体的电源系统的控制方法,其中,所述电源系统具备与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置,所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,该控制方法包括:第1步骤,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断;和第2步骤,被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
上述的“异常”不限定于蓄电装置已经达到异常的情况,还包括预测达到异常的情况。
在上述的控制方法中,使通过电流切断来确保蓄电装置的安全性的以往的技术思想反之,基于各蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个蓄电装置的电流切断装置成为通电状态的方式,对各蓄电装置许可或者禁止电流的切断,被许可了电流的切断的蓄电装置的管理装置在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使电流切断装置变为切断状态。由于使被许可了电流的切断的蓄电装置的电流切断装置变为切断状态,因此能够保护被许可了电流的切断的蓄电装置不受异常影响。即使全部的蓄电装置成为异常也至少有1个蓄电装置成为与移动体连接的状态,因此与任一个蓄电装置均不与移动体连接的情况相比,能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
(2)所述蓄电装置的异常也可以包括所述管理装置的异常。
蓄电装置的异常有蓄电元件的异常和管理装置的异常。若管理装置成为异常则不能正确地检测蓄电装置的状态,尽管蓄电装置不是异常,也有可能判断为异常而切断电流。因而,在仅具备1个蓄电装置的以往的电源系统中,若在管理装置发生异常则禁止电流的切断从而降低了不能向移动体负载供给电力的风险。然而,若禁止电流的切断,则之后即使在蓄电元件发生异常也不会切断电流,有可能变得不能确保蓄电装置的安全性。
本申请的发明人发现了如下内容,即,在使其具有冗余性的电源系统中,即使在某个蓄电装置的管理装置发生异常,除此之外有正常的蓄电装置的情况下,也切断在管理装置发生了异常的蓄电装置的电流,从而能够在降低不能向移动体负载供给电力的风险的同时,确保在管理装置发生了异常的蓄电装置的安全性。
根据上述的控制方法,在某个蓄电装置的管理装置发生了异常的情况下,除此之外有正常的蓄电装置的情况下,对在管理装置发生了异常的蓄电装置许可电流的切断,对正常的蓄电装置禁止电流的切断,因此能够在降低不能向移动体负载供给电力的风险的同时,确保管理装置发生了异常的蓄电装置的安全性。
(3)所述蓄电装置的异常也可以为所述管理装置的异常。
本申请的发明人发现了如下内容,即,在使其具有冗余性的电源系统中,即使在某个蓄电装置的管理装置发生异常,除此之外有管理装置正常的蓄电装置的情况下,通过切断在管理装置发生了异常的蓄电装置的电流,从而能够在降低不能向移动体负载供给电力的风险的同时,确保在管理装置发生了异常的蓄电装置的安全性。
根据上述的控制方法,在某个蓄电装置的管理装置发生了异常的情况下,除此之外有管理装置正常的蓄电装置的情况下,对在管理装置发生了异常的蓄电装置许可电流的切断,对管理装置正常的蓄电装置禁止电流的切断,因此能够在降低不能向移动体负载供给电力的风险的同时,确保管理装置发生了异常的蓄电装置的安全性。
(4)所述第1步骤也可以包括:在全部的所述蓄电装置正常的情况下,对各所述蓄电装置禁止电流的切断的步骤;所述蓄电装置的所述管理装置在检测到该蓄电装置异常的情况下请求切断电流的许可的步骤;和若从所述管理装置请求了切断电流的许可,则基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对请求了切断电流的许可的所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断的步骤。
作为移动体的电源系统的结构,可考虑如下结构,即,移动体所具备的控制部和蓄电装置以能够通信的方式连接,控制部对蓄电装置许可或者禁止电流的切断。作为该情况下的控制方法,可考虑如下结构,即,在全部的蓄电装置正常时,控制部对各蓄电装置预先许可电流的切断,在蓄电装置成为异常时,管理装置切断电流。然而,在该控制方法中,在发生一些障碍导致控制部和蓄电装置的通信中断的情况下,有可能即使成为应对蓄电装置禁止电流的切断的状况也无法禁止,导致电流被切断而不能向移动体负载供给电力。
根据上述的控制方法,在全部的蓄电装置正常的情况下,对各蓄电装置禁止电流的切断。这样,在之后控制部和蓄电装置的通信中断的情况下,即使在蓄电装置发生异常,也不能从控制部许可电流的切断,因此蓄电装置保持电流的切断被禁止的状态不变。因而,即使控制部和蓄电装置的通信中断,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。上述的控制方法在强烈要求降低不能向移动体负载供给电力的风险的电源系统的情况下特别有用。
在此,例示了移动体所具备的控制部对各蓄电装置许可或者禁止电流的切断的情况,但也可以是如下结构,即,多个蓄电装置之中任一个蓄电装置的管理装置作为上述的控制部发挥功能。
(5)所述第1步骤也可以包括:在2个以上的所述蓄电装置正常的情况下,对全部的所述蓄电装置许可电流的切断的步骤;和在正常的所述蓄电装置的数量为1的情况下,对正常的所述蓄电装置禁止电流的切断的步骤。
根据上述的控制方法,在正常的蓄电装置的数量为2个以上的情况下,对全部的蓄电装置许可电流的切断,因此在异常的蓄电装置的情况下电流被切断,在正常的蓄电装置的情况下,当之后成为异常时电流被切断。由此,能够确保蓄电装置的安全性。
例如,在2个蓄电装置正常的情况下,之后任一个蓄电装置成为异常的情况下,正常的蓄电装置仅变为1个。在正常的蓄电装置仅变为1个的情况下,通过对该蓄电装置禁止电流的切断,从而能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
(6)在所述第1步骤中,也可以在全部的所述蓄电装置异常的情况下,对2个以上的所述蓄电装置禁止电流的切断。
在全部的蓄电装置成为异常的情况下,如果对最低限度为1个的蓄电装置禁止电流的切断,那么能够防止变得不能向移动体负载供给电力。然而,若禁止电流的切断,则之后由于从交流发电机供给的充电电流而蓄电装置有可能成为过充电,丧失电池性能。所谓丧失电池性能,意味着变得既不能充电也不能放电。
若全部的蓄电装置的电池性能丧失,则变得不能向移动体负载供给电力。若在移动体的行驶过程中变得不能向移动体负载供给电力,则变得不能向电源系统的控制部、制动系统、动力转向装置等供给电力,移动体有可能变得无法安全地停止。在变得不能向移动体负载供给电力的情况下,危险警告灯也变得无法点亮。因而,即使在全部的蓄电装置成为异常的情况下,也希望确保至移动体能够安全地停止的时间。
根据上述的控制方法,在全部的蓄电装置成为异常的情况下,对2个以上的蓄电装置禁止电流的切断,因此能够通过2个以上的蓄电装置来分担并接受充电电流。若分担并接受充电电流,则与仅用1个蓄电装置接受的情况相比,各蓄电装置的电压上升变慢,因此至蓄电装置达到过充电的时间(换言之,至丧失电池性能的时间)变长。因而,能够确保移动体能够安全地停止的时间。
(7)在所述第1步骤中,也可以在全部的所述蓄电装置异常的情况下,基于各所述蓄电装置的异常的种类来决定对哪个所述蓄电装置禁止电流的切断。
在蓄电装置成为异常的情况下,若设为保持对该蓄电装置禁止电流的切断不变,则有可能蓄电装置变得完全无法使用。但是,蓄电装置变得完全无法使用的可能性根据异常的种类而不同。
根据上述的控制方法,基于异常的种类来决定对哪个蓄电装置禁止电流的切断,因此与不依赖于异常的种类地决定的情况相比,能够降低蓄电装置变得完全无法使用的可能性。
(8)在所述第1步骤中,也可以是,在2个以上的所述蓄电装置正常的情况下,当假定这些正常的所述蓄电装置之中任一个所述蓄电装置成为异常而使该蓄电装置的所述电流切断装置变为切断状态时,在其他正常的所述蓄电装置的剩余电力量的合计成为小于所述电源系统所需的电力量的情况下,对正常的全部的所述蓄电装置禁止电流的切断。
假定电源系统所需的电力量为100。设有正常的蓄电装置A和正常的蓄电装置B,蓄电装置A的剩余电力量为70,蓄电装置B的剩余电力量为60。在该情况下,蓄电装置A的剩余电力量和蓄电装置B的剩余电力量的合计为130,因此在电源系统所需的电力量(=100)以上。在该情况下,若假定例如蓄电装置A成为异常,则正常的蓄电装置仅成为蓄电装置B,因此其他正常的蓄电装置的剩余电力量的合计成为60,成为小于电源系统所需的电力量。
根据上述的控制方法,当假定正常的蓄电装置之中任一个蓄电装置成为异常而使该蓄电装置的电流切断装置变为切断状态时,在其他正常的蓄电装置的剩余电力量的合计成为小于电源系统所需的电力量的情况下,对正常的全部的蓄电装置禁止电流的切断,因此即使任一个蓄电装置成为异常,也能够确保电源系统所需的电力量。由此,能够更可靠地降低不能向移动体负载供给电力的风险。
(9)一种移动体的电源系统,其中,具备与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置和控制部,所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,所述控制部执行:第1处理,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断;和第2处理,被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
根据上述的电源系统,即使被并联连接的多个蓄电装置全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
(10)一种移动体的电源系统,其中,具备与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置,所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,任一个所述管理装置执行第1处理,在该第1处理中,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断,被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置执行第2处理,在该第2处理中,在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
根据上述的电源系统,即使被并联连接的多个蓄电装置全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
(11)一种蓄电装置,被用于移动体的电源系统,其中,所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,所述管理装置执行:第3处理,检测该蓄电装置的正常、异常,并发送给外部装置;第4处理,从所述外部装置接收许可电流的切断的许可信号或者禁止电流的切断的禁止信号;和第2处理,在接收到所述许可信号的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在接收了所述许可信号之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
根据上述的蓄电装置,即使被并联连接的多个蓄电装置全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
由本说明书公开的发明能够通过装置、方法、用于实现这些装置或方法的功能的计算机程序、记录了该计算机程序的记录介质等各种方式来实现。
<实施方式1>
通过图1至图10来说明实施方式1。在以后的说明中,对于相同的结构要素,有时除了一部分以外省略附图的符号。
(1-1)车辆的电源系统
图1所示的车辆10(移动体的一例)为发动机驱动车,搭载有起动电动机等发动机起动装置21以及电源系统30。
如图2所示,在车辆10还搭载有作为车辆发电机的交流发电机23、电气负载25等。电气负载25为额定12V,能够例示空调、音响、车载导航等。发动机起动装置21以及电气负载25为移动体负载的一例。
电源系统30构成为包括车辆ECU(电子控制装置:Electronic Control Unit)31、第1蓄电装置50A(蓄电装置的一例)、第2蓄电装置50B(蓄电装置的一例)和DC-DC转换器35。在以后的说明中,在不区分第1蓄电装置50A和第2蓄电装置50B的情况下,仅称为蓄电装置50。关于其它的结构要素也同样。
车辆ECU31(控制部、外部装置的一例)为电源系统30的控制部。车辆ECU31与第1蓄电装置50A、第2蓄电装置50B以及DC-DC转换器35以能够通信的方式连接。车辆ECU31具备CPU32、RAM33、ROM34等。在ROM34存储有由CPU32执行的各种控制程序。车辆ECU31例如在车辆10的点火开关被接通或者启动按钮被按下时启动。车辆ECU31也可以在点火开关被断开的期间也从第1蓄电装置50A或第2蓄电装置50B被供给电力而始终启动。
车辆ECU31通过控制DC-DC转换器35从而进行蓄电装置50的充放电控制。车辆ECU31能够从对车辆10的发动机(驱动装置)进行控制的其它ECU获得发动机的动作状态、车辆10的行驶状态的信息。详情将后述,但车辆ECU31还执行如下处理:以一定周期接收蓄电装置50的状态(正常、异常),基于各蓄电装置50的正常、异常的组合,以至少1个蓄电装置50成为通电状态的方式,对各蓄电装置50许可或者禁止电流的切断。
第1蓄电装置50A与电力线37连接。对于第1蓄电装置50A,经由电力线37而连接了发动机起动装置21、交流发电机23和电气负载25。第1蓄电装置50A包括第1电流切断装置53A(电流切断装置的一例)、第1电池组60A以及第1BMU100A(电池管理装置:BatteryManagement Unit)。第1蓄电装置50A为额定12V。第1BMU100A为管理装置的一例。
第2蓄电装置50B经由DC-DC转换器35而与第1蓄电装置50A并联连接。第2蓄电装置50B包括第2电流切断装置53B(电流切断装置的一例)、第2电池组60B以及第2BMU100B。第2蓄电装置50B为额定12V。第2BMU100B为管理装置的一例。
DC-DC转换器35是能够控制对第2蓄电装置50B的充电和放电的双向的DC-DC转换器。DC-DC转换器35是对第2蓄电装置50B的充放电进行控制的调整装置。调整装置也可以是DC-DC转换器35以外的结构。
DC-DC转换器35通过控制负载侧的A点的电压,从而能够控制从第2蓄电装置50B向电气负载25的电力供给。通过使A点的电压比交流发电机23的输出电压高,从而能够对电气负载25进行电力供给,通过使A点的电压比交流发电机23的输出电压低,从而能够停止对电气负载25的电力供给(放电控制)。
DC-DC转换器35通过控制第2蓄电装置50B侧的B点的电压,从而能够控制向第2蓄电装置50B的电力供给。通过使B点的电压比第2蓄电装置50B的输出电压高,从而能够从交流发电机23经由电力线37对第2蓄电装置50B进行电力供给,通过使B点的电压比第2蓄电装置50B的输出电压低,从而能够停止对第2蓄电装置50B的电力供给(充电控制)。
通过将2个蓄电装置50并联连接,从而即使在一个蓄电装置50(例如,第1蓄电装置50A:主蓄电装置)发生了异常的情况下,也能够用另一个蓄电装置50(例如,第2蓄电装置50B:辅蓄电装置)继续进行对车辆10的电力供给,能够使车辆10的电源具有冗余性。
(1-2)蓄电装置的结构
如图3所示,第1蓄电装置50A具备第1电池组60A、与第1电池组60A串联连接的第1电流切断装置53A、第1BMU100A以及连接器57。
详情将后述,但第1BMU100A具备电流传感器54。第1电流切断装置53A、第1电池组60A以及电流传感器54经由电源线55P、55N而串联连接。电源线55P是将正极的外部端子51和第1电池组60A的正极连接的电源线。电源线55N是将负极的外部端子52和第1电池组60A的负极连接的电源线。第1电流切断装置53A位于第1电池组60A的正极侧,设置于正极侧的电源线55P。电流传感器54位于第1电池组60A的负极侧,设置于负极的电源线55N。
在第1电池组60A中,12个二次电池62(蓄电元件的一例)以3个并联且4个串联的方式连接。在图3中,用1个电池记号表示了被并联连接的3个二次电池62。作为一例,二次电池62为锂离子二次电池。
第1电流切断装置53A包括继电器等有接点开关(机械式)、FET或晶体管等半导体开关。第1电流切断装置53A通过第1BMU100A来切换切断状态/通电状态(打开/闭合、开放/关闭、断开/接通)。若使第1电流切断装置53A变为切断状态,则第1蓄电装置50A从车辆10的电力线37断开,电流被切断。若使第1电流切断装置53A变为通电状态,则第1蓄电装置50A与电力线37连接,能够实现向车辆10的电力供给。
第1BMU100A具备电流传感器54、电压检测电路110、温度传感器115、管理部120等。电压检测电路110以及管理部120安装于电路基板单元65(参照图4)。
电流传感器54计测第1电池组60A的充放电电流[A]并输出到管理部120。
电压检测电路110通过信号线而与各二次电池62的两端分别连接。电压检测电路110计测各二次电池62的电池电压[V]并输出到管理部120。第1电池组60A的总电压[V]为被串联连接的4个二次电池62的合计电压。
温度传感器115为接触式或非接触式,计测二次电池62的温度[℃]并输出到管理部120。虽然在图3中进行了省略,但温度传感器115设置有2个以上。各温度传感器115对彼此不同的二次电池62的温度进行检测。
管理部120具备CPU、RAM等被进行了单芯片化的微型计算机121、ROMl23以及通信部125。在ROM123存储有各种程序、数据。微型计算机121通过执行存储于ROM123的程序从而对第1蓄电装置50A进行管理。
第1连接器57是连接用于使第1蓄电装置50A与车辆ECU31以能够通信的方式连接的通信线缆的连接器。
如图4所示,第1蓄电装置50A具备容纳体71。容纳体71具备包括合成树脂材料的主体73和盖体74。主体73为有底筒状。主体73具备底面部75和4个侧面部76。通过4个侧面部76而在上端部分形成有上方开口部77。
容纳体71容纳第1电池组60A和电路基板单元65。电路基板单元65配置于第1电池组60A的上部。
盖体74封闭主体73的上方开口部77。在盖体74的周围设置有外周壁78。盖体74具有俯视呈大致T字形的突出部79。在盖体74的前部之中,在一个角部固定有正极的外部端子51,在另一个角部固定有负极的外部端子52。
如图5A以及图5B所示,二次电池62是将电极体83与非水电解质一起容纳于长方体形状的壳体82内而形成的。壳体82具有壳体主体84和将其上方的开口部封闭的盖85。
虽然详情未图示,但电极体83是在将活性物质涂敷于包括铜箔的基材的负极要素与将活性物质涂敷于包括铝箔的基材的正极要素之间配置了包括多孔性的树脂薄膜的隔离件而形成的。它们均为带状,在相对于隔离件使负极要素和正极要素向宽度方向的相反侧分别错开位置的状态下,以能够容纳于壳体主体84的方式卷绕为扁平状。
对于正极要素而经由正极集电体86连接了正极端子87,对于负极要素而经由负极集电体88连接了负极端子89。正极集电体86以及负极集电体88包括平板状的基座部90和从该基座部90延伸的腿部91。在基座部90形成有贯通孔。腿部91与正极要素或者负极要素连接。正极端子87以及负极端子89包括端子主体部92和从其下表面中心部分向下方突出的轴部93。其中,正极端子87的端子主体部92和轴部93通过铝(单一材料)被一体成型。在负极端子89中,端子主体部92是铝制的,轴部93是铜制的,并将它们组装在一起。正极端子87以及负极端子89的端子主体部92隔着包括绝缘材料的垫片94而配置于盖85的两端部,并从该垫片94向外侧露出。
盖85具有压力释放阀95。如图5A所示,压力释放阀95位于正极端子87与负极端子89之间。压力释放阀95在壳体82的内压超过限制值时释放而降低壳体82的内压。
如图6所示,第2蓄电装置50B具备包括多个二次电池62的第2电池组60B、与第2电池组60B串联连接的第2电流切断装置53B、第2BMU100B以及连接器57。第2蓄电装置50B的构造与第1蓄电装置50A实质上相同,因此省略详细的说明。
(1-3)充电曲线
图7是以给定速率对二次电池62进行充电时的充电曲线,横轴为时间,纵轴为电压。Va是使电流切断装置53变为切断状态的阈值电压(能够安全地使用二次电池62的上限电压),作为一例是4V。Vb是二次电池62丧失电池性能的界限电压,作为一例是5.8V。所谓丧失电池性能,意味着既不能充电也不能放电。Vc是压力释放阀95动作的电压,作为一例是7V。
(1-4)电源系统的控制方法
各蓄电装置50(第1蓄电装置50A、第2蓄电装置50B)的BMU100(第1BMU100A、第2BMU100B)以给定的周期(例如10毫秒)检测蓄电装置50的状态(正常、异常),并将表示检测到的状态的状态信号发送给车辆ECU31。若车辆ECU31从各BMU100接收到状态信号,则基于各蓄电装置50的正常、异常的组合,按照至少1个蓄电装置50成为通电状态的方式,对各蓄电装置50许可或者禁止电流的切断。被许可了电流的切断的蓄电装置50的BMU100在被许可了电流的切断的时间点检测到蓄电装置50异常的情况下,使电流切断装置53变为切断状态而切断电流。以下,具体地进行说明。
(1-4-1)蓄电装置的状态的检测
所谓蓄电装置50的状态的检测,是指检测蓄电装置50是正常还是异常。蓄电装置50的异常有二次电池62的异常和BMU100的异常。以下,对二次电池62的异常的检测以及BMU100的异常的检测进行说明。
(1-4-1-1)二次电池的异常的检测
二次电池62的异常具体地为过充电、过放电、过电流、温度异常等。
BMU100通过电流传感器54以一定周期计测电流值,通过电流累计法推测充电状态(SOC:State Of Chareg)。电流累计法是通过电流传感器54常时计测电池组的充放电电流从而计测出入电池组的电力量,并通过将其与初始容量加减从而推测SOC的方法。BMU100在所推测的SOC比给定的上限值大的情况下判断为过充电,在比给定的下限值小的情况下判断为过放电。作为二次电池62成为过充电的主要原因,能够例示交流发电机23的故障。
在此,以根据通过电流累计法推测的SOC来判断过充电、过放电的情况为例进行了说明,但也可以根据通过电压检测电路110计测的电压值来判断。具体地,蓄电装置50的开路电压(OCV:Open Circuit Voltage)和SOC具有精度比较良好的相关关系,因此也可以在通过电压检测电路110计测的电压为给定的上限电压以上的情况下判断为过充电,在为给定的下限电压以下的情况下判断为过放电。
BMU100每当通过电流传感器54计测电流值时,都判断所计测的电流值是否为给定值以上,在为给定值以上的情况下判断为过电流。作为发生过电流的原因,能够例示交流发电机23的故障、外部短路。
BMU100通过温度传感器115以一定周期计测二次电池62的温度,在所计测的温度为给定值以上的情况下判断为温度异常。
在此,作为二次电池62的异常,以过充电、过放电、过电流以及温度异常为例进行了说明,但二次电池62的异常并不限于这些。
(1-4-1-2)BMU的异常的检测
BMU100的异常具体地为构成BMU100的结构要素(管理部120、电流传感器54、电压检测电路110、温度传感器115、通信部125等)的异常。方便起见,在本实施方式中,使电流切断装置53不包含于BMU100的结构要素,因此电流切断装置53的异常不包含于BMU100的异常。
BMU100通过以给定的周期进行自我诊断,从而检测BMU100的异常。具体地,例如,在管理部120的异常的检测中,BMU100进行ROM34的CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验),在与预先存储的值不同的情况下,判断为管理部120异常。
电流传感器54的异常能够通过各种方法来检测。例如,可以是,具备2个电流传感器54,BMU100在它们的检测结果之差为给定值以上的情况下判断为电流传感器54异常。或者,也可以是,通过具备用于检测电流传感器54异常的电路,从而检测异常。关于电压检测电路110也同样。
在温度传感器115的异常的检测中,BMU100通过多个温度传感器115检测二次电池62的温度,在它们的检测结果之差为给定值以上的情况下,判断为温度传感器115异常。在通信部125的异常的检测中,BMU100计数发生了通信错误的次数,在所发生的次数为给定值以上的情况下,判断为通信部125异常。
对BMU100的异常进行检测的方法不限定于上述的方法,能够通过适当的方法来检测。
(1-4-2)车辆ECU对电流的切断的许可或者禁止
参照以下所示的表1,对实施方式1涉及的电流的切断的许可或者禁止进行说明。
[表1]
全部的蓄电装置正常 | 对全部的蓄电装置禁止电流的切断 |
有正常的蓄电装置和异常的蓄电装置 | 对异常的蓄电装置许可电流的切断 |
全部的蓄电装置异常 | 对2个以上的蓄电装置禁止电流的切断 |
车辆ECU31在全部的蓄电装置50为正常的情况下,对全部的蓄电装置禁止电流的切断。
车辆ECU31在有正常的蓄电装置50和异常的蓄电装置50的情况(正常的蓄电装置50的数量为1以上,且异常的蓄电装置50的数量为1以上的情况)下,对异常的蓄电装置50许可电流的切断。例如,在蓄电装置50的数量为2,这2个蓄电装置50均为正常的情况下,这2个蓄电装置50被禁止电流的切断。然后,若这2个蓄电装置50之中任一个蓄电装置50成为异常,则成为有正常的蓄电装置50和异常的蓄电装置50的状态,因此成为异常的蓄电装置50被许可电流的切断。由此,能够保护蓄电装置50不受异常的影响。正常的蓄电装置50保持被禁止电流的切断不变,因此能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
车辆ECU31在全部的蓄电装置50为异常的情况下,对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断。在实施方式1中,蓄电装置50的数量为2,因此作为结果,全部的蓄电装置50被禁止电流的切断。例如,若蓄电装置50的数量为2,这2个蓄电装置50之中任一个蓄电装置50成为异常,则一个蓄电装置50被许可电流的切断。然后,若另一个蓄电装置50也成为异常,则一个蓄电装置50被禁止电流的切断。由此,对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断。
在全部的蓄电装置50成为异常的情况下,若对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断,则通过2个以上的蓄电装置50分担并接受充电电流。若分担并接受充电电流,则与仅用1个蓄电装置50来接受的情况相比,各蓄电装置50的电压上升变慢,因此至蓄电装置50的电池性能丧失的时间变长。因而,即使在车辆10的行驶过程中全部的蓄电装置50成为异常,也能够确保车辆10能够安全地停止的时间。
(1-4-3)时序图
参照图8至图10对电源系统30的控制方法的时序图进行说明。若电源系统30启动,则向发动机起动装置21供给电力从而车辆10的发动机驱动。若发动机驱动,则交流发电机23开始发电。在交流发电机23的发电量超过了电气负载25的情况下,充电电流流到2个蓄电装置50,2个蓄电装置50被充电。
若电源系统30启动,则开始图8所示的时序图。在图8所示的时序图的开始时间点,各蓄电装置50正常,各蓄电装置50的电流切断装置53为通电状态。
第1BMU100A对第1蓄电装置50A的状态(正常、异常)进行检测(S101),并将表示检测到的状态的状态信号(正常)发送给车辆ECU31(S102,第3处理的一例)。
第2BMU100B对第2蓄电装置50B的状态进行检测(S103),并将表示检测到的状态的状态信号(正常)发送给车辆ECU31(S104,第3处理的一例)。
车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信号,则基于前述的表1来判断是否对各蓄电装置50许可电流的切断(S105)。在图8所示的例子中,由于全部的蓄电装置50为正常,因此车辆ECU31判断为对全部的蓄电装置50禁止电流的切断。车辆ECU31在全部的蓄电装置50为正常的情况下向全部的蓄电装置50发送禁止切断信号(S105、S106)。
BMU100在接收到禁止切断信号的情况下,与蓄电装置50是正常还是异常无关地,使电流切断装置53变为通电状态(在电流切断装置53已经是通电状态的情况下,维持通电状态)。
图9是继图8所示的时序图之后在第1蓄电装置50A中发生了异常的情况下的时序图。在图9所示的时序图的开始时间点,各蓄电装置50均为正常,各蓄电装置50的电流切断装置53为通电状态。
第1BMU100A检测到第1蓄电装置50A为异常(S201),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S202)。第1BMU100A在S105中被禁止了电流的切断,因此即使在S201中检测到异常也维持通电状态。
第2BMU100B检测到第2蓄电装置50B为正常(S203),向车辆ECU31发送表示正常的状态信号(S204)。
车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信号,则基于前述的表1来判断是否对各蓄电装置50许可电流的切断(S205)。在图9所示的例子的情况下,由于有正常的蓄电装置50和异常的蓄电装置50,因此车辆ECU31判断为对异常的蓄电装置50许可电流的切断。具体地,在图9所示的例子中,由于第1蓄电装置50A为异常,第2蓄电装置50B为正常,因此车辆ECU31判断为对第1蓄电装置50A许可电流的切断。
第1BMU100A若在S201中检测到第1蓄电装置50A异常,则在S202中向车辆ECU31发送了状态信号(异常)之后,向车辆ECU31发送许可切断请求(S206,请求切断电流的许可的步骤的一例)。
车辆ECU31若从第1BMU100A接收到许可切断请求,则在S205中判断为对第1蓄电装置50A许可电流的切断,因此向第1BMU100A发送许可切断信号(S207,许可或者禁止电流的切断的步骤的一例)。第1BMU100A若接收到许可切断信号,则使第1电流切断装置53A变为切断状态(S208)。
图10是继图9所示的时序图之后在第2蓄电装置50B中发生了异常的情况下的时序图。在图10所示的时序图的开始时间点,第1蓄电装置50A为异常,第2蓄电装置50B为正常。在图10所示的时序图的开始时间点,第1电流切断装置53A为切断状态,第2电流切断装置53B为通电状态。
第1BMU100A检测到第1蓄电装置50A为异常(S301),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S302)。第1BMU100A在图9所示的S207中接收到许可切断信号,因此将电流切断装置53维持为切断状态。
第2BMU100B检测到第2蓄电装置50B为异常(S303),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S304)。由于第2BMU100B在S106中接收到禁止切断信号,因此即使检测到异常也将电流切断装置53维持为通电状态。
车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信号,则基于前述的表1来判断是否对各蓄电装置50许可电流的切断(S305)。在图10所示的例子的情况下,由于全部的蓄电装置50为异常,因此车辆ECU31判断为对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断。在本实施方式中,由于蓄电装置50的数量为2,因此作为结果而判断为对全部的蓄电装置50禁止电流的切断。即使车辆ECU31判断为对2个以上的蓄电装置50(在此为全部的蓄电装置50)禁止电流的切断,也不是立即发送禁止切断信号,而是在从各蓄电装置50接收到许可切断请求之后发送禁止切断信号。以下,具体地进行说明。
第1BMU100A若在S301中检测到第1蓄电装置50A异常,则在S302中向车辆ECU31发送了状态信号(异常)之后,向车辆ECU31发送许可切断请求(S306)。虽然第1BMU100A已经在S207中接收到许可切断信号,但在实施方式1中设为每当检测到异常时都发送许可切断请求。
车辆ECU31若从第1BMU100A接收到许可切断请求,则判断为对全部的蓄电装置50禁止电流的切断,因此向第1BMU100A发送禁止切断信号(S307)。第1BMU100A若接收到禁止切断信号,则将第1电流切断装置53A从切断状态切换为通电状态(S308)。
第2BMU100B若在S303中检测到第2蓄电装置50B异常,则在S304中向车辆ECU31发送了状态信号(异常)之后,向车辆ECU31发送许可切断请求(S309)。
车辆ECU31若从第2BMU100B接收到许可切断请求,则判断为对全部的BMU100B禁止电流的切断,因此向第2BMU100B发送禁止切断信号(S310)。因而,即使检测到第2蓄电装置50B异常,第2BMU100B也会将第2电流切断装置53B维持为通电状态。
车辆ECU31在判断为全部的蓄电装置50为异常的情况下,执行警告处理(S311)。警告处理是向驾驶员警告车辆10紧急停车的处理。例如,车辆ECU31使搭载于车辆10的异常通知灯(省略图示)点亮。能够通过异常通知灯的点亮向驾驶员通知车辆10异常,促使紧急停车。也可以发出警告声。在交流发电机23故障等发生了过充电的情况下,可认为车辆10的行为异常。在该情况下,虽然驾驶员难以注意到异常通知灯,但还通过声音促使紧急停车,从而驾驶员容易识别到异常。
若车辆10紧急停车,然后车辆10的发动机停止,则控制发动机的ECU对车辆ECU31通知车辆10紧急停车且发动机已停止。车辆ECU31若收到通知,则向各BMU100发送许可切断信号(S312、S314)。
各BMU100若从车辆ECU31接收到许可切断信号,则使电流切断装置53变为切断状态(S313、S315)。这样,在车辆10紧急停车后,能够禁止第1蓄电装置50A以及第2蓄电装置50B的使用。
(2-2)车辆ECU和BMU的通信中断的情况
假定在图9所示的时间点T1,车辆ECU31和BMU100的通信中断。第1BMU100A在S202中向车辆ECU31发送了状态信号(异常)之后,在S206中向车辆ECU31发送许可切断请求。然而,在S206的时间点,与车辆ECU31的通信已中断,因此不接收来自车辆ECU31的响应。因而,第1BMU100A6保持电流的切断被禁止的状态不变。由于第2蓄电装置50B在S106中接收到禁止切断信号,因此被禁止了电流的切断。
在之后执行了图10所示的时序图的情况下,由于第1BMU100A在S105中被禁止了电流的切断,因此即使在S301中检测到异常也将电流切断装置53维持为通电状态。第1BMU100A若在S301中检测到第1蓄电装置50A异常,则在S302中向车辆ECU31发送了状态信号(异常)之后,在S306中向车辆ECU31发送许可切断请求。然而,由于与车辆ECU31的通信已中断,因此不接收来自车辆ECU31的响应。因而,第1BMU100A保持电流的切断被禁止的状态不变。
第2BMU100B也被禁止了电流的切断,因此即使在S303中检测到异常也将电流切断装置53维持为通电状态。第2BMU100B也若在S303中检测到第2蓄电装置50B异常,则在S304中向车辆ECU31发送了状态信号(异常)之后,在S309中向车辆ECU31发送许可切断请求。然而,由于与车辆ECU31的通信已中断,因此不接收来自车辆ECU31的响应。因而,第2BMU100B保持电流的切断被禁止的状态不变。
(1-5)实施方式的效果
在实施方式1涉及的控制方法中,基于各蓄电装置50的正常、异常的组合,按照至少1个蓄电装置50成为通电状态的方式,对各蓄电装置50许可或者禁止电流的切断,被许可了电流的切断的蓄电装置50的BMU100在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置50异常的情况下,使电流切断装置53变为切断状态。由于使被许可了电流的切断的蓄电装置50的电流切断装置53变为切断状态,因此能够保护被许可了电流的切断的蓄电装置50不受异常的影响。即使全部的蓄电装置50成为异常也至少有1个蓄电装置50成为与车辆10连接的状态,因此与任一个蓄电装置50均不与车辆10连接的情况相比,能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
根据实施方式1涉及的控制方法,由于蓄电装置50的异常包括BMU100的异常,因此能够在降低不能向移动体负载供给电力的风险的同时,确保BMU100发生了异常的蓄电装置50的安全性。
根据实施方式1涉及的控制方法,在全部的蓄电装置50为正常的情况下,对各蓄电装置50禁止电流的切断。这样,在之后车辆ECU31和蓄电装置50的通信中断的情况下,即使向蓄电装置50发送异常也不会从车辆ECU31许可电流的切断,因此蓄电装置50保持电流的切断被禁止的状态不变。因而,即使车辆ECU31和蓄电装置50的通信中断,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。实施方式1涉及的控制方法在强烈要求降低不能向移动体负载供给电力的风险的电源系统的情况下特别有用。
根据实施方式1涉及的控制方法,在全部的蓄电装置50成为异常的情况下,对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断,因此至蓄电装置50达到过充电的时间(换言之,至电池性能丧失的时间)变长。因而,能够确保车辆10能够安全地停止的时间。
根据实施方式1涉及的电源系统30,即使被并联连接的多个蓄电装置50全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
根据实施方式1涉及的蓄电装置50,即使被并联连接的多个蓄电装置50全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
<实施方式2>
在实施方式2中,在正常的蓄电装置50的数量为2以上的情况下,对全部的蓄电装置50许可电流的切断。被许可了电流的切断的蓄电装置50的BMU100在被许可了电流的切断之后检测到蓄电装置50异常的情况下,使电流切断装置53变为切断状态而切断电流。
(1-4-2)车辆ECU对电流的切断的许可或者禁止
参照以下所示的表2,对实施方式2涉及的电流的切断的许可或者禁止进行说明。
[表2]
车辆ECU31在正常的蓄电装置50的数量为2以上的情况下,对全部的蓄电装置50许可电流的切断。由于对全部的蓄电装置50许可电流的切断,因此各蓄电装置50的BMU100若之后检测到蓄电装置50异常,则使电流切断装置53变为切断状态。由此,能够保护蓄电装置50不受异常的影响。
车辆ECU31在正常的蓄电装置50的数量为1的情况下,对异常的蓄电装置50许可电流的切断,而对到最后作为正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50禁止电流的切断。例如,在正常的蓄电装置50的数量为2的情况下,这些蓄电装置50被许可电流的切断。然后,若这2个蓄电装置50之中任一个蓄电装置50成为异常,则正常的蓄电装置50的数量变为1,因此到最后作为正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50被禁止电流的切断。通过对到最后作为正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50禁止电流的切断,从而能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
表2在其他方面与表1实质上相同,因此省略说明。
(2-1)时序图
参照图11至图13对实施方式2涉及的电源系统30的控制处理的时序图进行说明。
若电源系统30启动,则开始图11所示的时序图。在图11所示的时序图的开始时间点,各蓄电装置50为正常,各蓄电装置50的电流切断装置53为通电状态。
第1BMU100A对第1蓄电装置50A的状态(正常、异常)进行检测(S401),并将表示检测到的状态的状态信号发送给车辆ECU31(S402,第3处理的一例)。
第2BMU100B对第2蓄电装置50B的状态进行检测(S403),并将表示检测到的状态的状态信号发送给车辆ECU31(S404,第3处理的一例)。
车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信号,则基于前述的表2来判断是否对各蓄电装置50许可电流的切断(S405)。车辆ECU31向判断为许可电流的切断的蓄电装置50的BMU100发送许可切断信号(许可信号的一例),向判断为禁止电流的切断的蓄电装置50的BMU100发送禁止切断信号(禁止信号的一例)。
在图11所示的例子中,由于2个以上的蓄电装置50为正常,因此车辆ECU31判断为对全部的蓄电装置50许可电流的切断。因而,车辆ECU31向全部的BMU100发送许可切断信号(S406、S407,第1步骤、第1处理以及第4处理的一例)。
在图11所示的例子中,在第1BMU100A接收到许可切断信号的时间点,第1蓄电装置50A为正常,第1电流切断装置53A已经为通电状态。因而,第1BMU100A将第1电流切断装置53A维持为通电状态。关于第2蓄电装置50B也同样。
图12是继图11所示的时序图之后在第1蓄电装置50A中发生了异常的情况下的时序图。在图12所示的时序图的开始时间点,各蓄电装置50均为正常,各蓄电装置50的电流切断装置53为通电状态。
第1BMU100A检测到第1蓄电装置50A为异常(S501),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S502)。第1BMU100A在图11所示的S406中已经接收到许可切断信号,因此若在S501中检测到异常,则使第1电流切断装置53A变为切断状态而切断电流(S503,第2步骤以及第2处理的一例)。
第2BMU100B检测到第2蓄电装置50B为正常(S504),向车辆ECU31发送表示正常的状态信号(S505)。
车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信号,则基于前述的表2来判断是否对各蓄电装置50许可电流的切断(S506)。在图12所示的例子的情况下,由于正常的蓄电装置50的数量为1,因此车辆ECU31判断为对异常的蓄电装置50(第1蓄电装置50A)许可电流的切断,并判断为对正常的蓄电装置50(第2蓄电装置50B)禁止电流的切断。因而,车辆ECU31向第1BMU100A发送许可切断信号(S507),并向第2BMU100B发送禁止切断信号(5208)。
在图12所示的例子的情况下,第1BMU100A在S507中接收到许可切断信号的时间点,第1蓄电装置50A为异常,第1电流切断装置53A已经为切断状态,因此将第1电流切断装置53A维持为切断状态。第2BMU100B在S508中接收到禁止切断信号的时间点,第2电流切断装置53B已经为通电状态,因此将第2电流切断装置53B维持为通电状态。
图13是继图12所示的时序图之后在第2蓄电装置50B中发生了异常的情况下的时序图。在图13所示的时序图的开始时间点,第1蓄电装置50A为异常,第2蓄电装置50B为正常。在图13所示的时序图的开始时间点,第1电流切断装置53A为切断状态,第2电流切断装置53B为通电状态。
第1BMU100A检测到第1蓄电装置50A为异常(S601),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S602)。由于第1BMU100A在图12所示的S507中接收到许可切断信号,因此将第1电流切断装置53A维持为切断状态。
第2BMU100B检测到第2蓄电装置50B为异常(S603),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S604)。由于第2BMU100B在图12所示的S508中接收到禁止切断信号,因此即使检测到异常也将第2电流切断装置53B维持为通电状态。
车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信号,则基于前述的表2来判断是否对各蓄电装置50许可电流的切断(S605)。在图13所示的例子的情况下,由于全部的蓄电装置50为异常,因此车辆ECU31判断为对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断。在本实施方式中,由于蓄电装置50的数量为2,因此作为结果而判断为对全部的蓄电装置50禁止电流的切断。因而,车辆ECU31向第1BMU100A以及第2BMU100B发送禁止切断信号(S606、S608)。
第1BMU100A在接收到禁止切断信号的时间点第1电流切断装置53A为切断状态,因此使第1电流切断装置53A立即变为通电状态(S607)。第2BMU100B在接收到禁止切断信号的时间点第2电流切断装置53B已经为通电状态,因此将第2电流切断装置53B维持为通电状态。
(2-3)实施方式的效果
根据实施方式2涉及的控制方法,在正常的蓄电装置50的数量为2以上的情况下,对全部的蓄电装置50许可电流的切断,因此在异常的蓄电装置50的情况下,电流立即被切断,在正常的蓄电装置50的情况下,在之后成为异常时电流被切断。由此,能够确保蓄电装置50的安全性。在2个蓄电装置50为正常的情况下,然后任一个蓄电装置50成为异常的情况下,正常的蓄电装置50仅变为1个。在正常的蓄电装置50仅变为1个的情况下,通过对该蓄电装置50禁止电流的切断,从而能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
<实施方式3>
在前述的实施方式1中,车辆ECU31对各BMU100许可或者禁止电流的切断。与之相对,在实施方式3中,代替车辆ECU31而由第1BMU100A对各BMU100(包括第1BMU100A)许可或者禁止电流的切断。
(3-1)电源系统的结构
如图14所示,在实施方式3涉及的电源系统30中,第1蓄电装置50A和第2蓄电装置50B通过信号线210以能够通信的方式连接。
第2BMU100B将表示第2蓄电装置50B的状态的状态信号发送给第1BMU100A。第1BMU100A基于第1蓄电装置50A的状态和第2蓄电装置50B的状态,判断是否对各蓄电装置50(包括第1蓄电装置50A)许可电流的切断。该判断基于前述的表1来进行。第1BMU100A在对第1蓄电装置50A许可电流的切断的情况下对自身许可切断,在对第1蓄电装置50A禁止电流的切断的情况下对自身禁止电流的切断。第1BMU100A在对第2蓄电装置50B许可电流的切断的情况下发送许可切断信号,在对第2蓄电装置50B禁止电流的切断的情况下发送禁止切断信号。
在此,以第1BMU100A对各BMU100许可或者禁止电流的切断的情况为例进行了说明,但也可以是如下结构,即,第2BMU100B对各BMU100(包括第2BMU100B)许可或者禁止电流的切断。
(3-2)实施方式的效果
根据实施方式3涉及的电源系统30,即使被并联连接的多个蓄电装置50全部成为异常,也能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
<实施方式4>
参照图15对实施方式4进行说明。实施方式4是实施方式1~3的变形例。在此,以是实施方式2的变形例的情况为例进行说明。
在实施方式4涉及的控制方法中,在2个以上的蓄电装置50为正常的情况下,当假定这些正常的蓄电装置50之中任一个蓄电装置50成为异常而使该蓄电装置50的电流切断装置53变为切断状态时,在其他正常的蓄电装置50的剩余电力量的合计成为小于电源系统30所需的电力量的情况下,为了确保电源系统30所需的电力量,对正常的全部的蓄电装置50的BMU100禁止电流的切断。
在实施方式4中,3个蓄电装置50(前述的第1蓄电装置50A、前述的第2蓄电装置50B以及未图示的第3蓄电装置50C)并联连接。第2蓄电装置50B的剩余电力量和第3蓄电装置50C的剩余电力量的合计的剩余电力量比电源系统30所需的电力量多。然而,第2蓄电装置50B以及第3蓄电装置50C的单体的剩余电力量小于电源系统30所需的电力量。
(4-1)时序图
参照图15对实施方式4涉及的时序图进行说明。在图15中,第3BMU100C为第3蓄电装置50C的BMU。图15是相当于实施方式1的图9的时序图。在图15所示的时序图的开始时间点,各蓄电装置50均为正常,各蓄电装置50的电流切断装置53为通电状态。在图15所示的时序图的开始时间点,各蓄电装置50的BMU100已经从车辆ECU31接收到许可切断信号。
第1BMU100A检测到第1蓄电装置50A为异常(S701),向车辆ECU31发送表示异常的状态信号(S702)。由于第1BMU100A已经接收到许可切断信号,因此若在S701中检测到异常,则使第1电流切断装置53A变为切断状态而切断电流(S703,第2步骤以及第2处理的一例)。
第2BMU100B检测到第2蓄电装置50B为正常(S704),向车辆ECU31发送表示正常的状态信号(S705)。第3BMU100C检测到第3蓄电装置50C为正常(S706),向车辆ECU31发送表示正常的状态信号(S707)。
实施方式4涉及的车辆ECU31若从各BMU100接收到状态信息,则由于2个以上的蓄电装置50为正常,因此对发生了异常的第1蓄电装置50A许可电流的切断(S709)。
车辆ECU31在2个以上的蓄电装置50为正常的情况下,假定正常的蓄电装置50(第2蓄电装置50B以及第3蓄电装置50C)之中任一个蓄电装置50成为异常而使该蓄电装置50的电流切断装置53变为了切断状态,判断其他正常的蓄电装置50的剩余电力量的合计是否小于电源系统30所需的电力量(S708)。虽然第2蓄电装置50B和第3蓄电装置50C的剩余电力量的合计在电源系统30所需的电力量以上,但第2蓄电装置50B以及第3蓄电装置50C的单体的剩余电力量小于电源系统30所需的电力量。因而,若切断第2蓄电装置50B以及第3蓄电装置50C之中任一个蓄电装置50的电流,则其他正常的蓄电装置50的剩余电力量的合计变得小于电源系统30所需的电力量。因而,车辆ECU31对正常的全部的蓄电装置50(第2蓄电装置50B以及第3蓄电装置50C)禁止电流的切断。具体地,车辆ECU31向第2BMU100B以及第3BMU100C发送禁止切断信号(S710、S711)。
(4-2)实施方式的效果
根据实施方式4涉及的控制方法,即使蓄电装置50成为异常,也能够确保电源系统30所需的电力量,因此能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
<实施方式5>
实施方式5是实施方式1至4的变形例。在此,作为实施方式2的变形例来说明。在前述的实施方式2中,蓄电装置50的异常有二次电池62的异常和BMU100的异常。与之相对,在实施方式5中,所谓蓄电装置50的异常,是指BMU100的异常。因而,在实施方式5中,二次电池62的异常不包含于蓄电装置50的异常。
参照以下所示的表3,对实施方式5涉及的电流的切断的许可或者禁止进行说明。
[表3]
车辆ECU31在BMU100正常的蓄电装置50的数量为2以上的情况下,对全部的蓄电装置50许可电流的切断。由于对全部的蓄电装置50许可电流的切断,因此各蓄电装置50的BMU100若之后检测到BMU100异常,则使电流切断装置53变为切断状态。由此,能够保护蓄电装置50不受异常的影响。
车辆ECU31在BMU100正常的蓄电装置50的数量为1的情况下,BMU100对异常的蓄电装置50许可电流的切断,而对到最后作为BMU100正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50禁止电流的切断。例如,在BMU100正常的蓄电装置50的数量为2的情况下,这些蓄电装置50被许可电流的切断。然后,若这2个蓄电装置50之中任一个蓄电装置50的BMU100成为异常,则BMU100正常的蓄电装置50的数量变为1,因此到最后作为BMU100正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50被禁止电流的切断。通过对到最后作为BMU100正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50禁止电流的切断,从而能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
车辆ECU31在全部的蓄电装置50的BMU100为异常的情况下,对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断。在实施方式5中,由于蓄电装置50的数量为2,因此作为结果而全部的蓄电装置50被禁止电流的切断。例如,若蓄电装置50的数量为2,这2个蓄电装置50之中任一个蓄电装置50的BMU100成为异常,则BMU100正常的蓄电装置50的数量变为1,因此到最后作为BMU100正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50被禁止电流的切断。然后,若到最后作为BMU100正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50的BMU100也成为异常,则一个蓄电装置50被禁止电流的切断。由此,对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断。
实施方式5在其他方面与实施方式2实质上相同,因此省略说明。
根据实施方式5涉及的控制方法,在BMU100正常的蓄电装置50的数量为2以上的情况下,对全部的蓄电装置50许可电流的切断,因此在BMU100异常的蓄电装置50的情况下,电流立即被切断,在BMU100正常的蓄电装置50的情况下,然后成为异常时电流被切断。由此,能够确保蓄电装置50的安全性。在2个蓄电装置50的BMU100为正常的情况下,然后任一个蓄电装置50的BMU100成为异常的情况下,BMU100正常的蓄电装置50仅变为1个。在BMU100正常的蓄电装置50仅变为1个的情况下,通过对到最后作为BMU100正常的蓄电装置50剩下的1个蓄电装置50禁止电流的切断,从而能够降低不能向移动体负载供给电力的风险。
<其他实施方式>
本发明并不限定于通过上述记述以及附图所说明的实施方式,例如,如下那样的实施方式也包含于本发明的技术范围。
(1)在上述实施方式1中,以蓄电装置50具备多个二次电池62的情况为例进行了说明,但二次电池62也可以仅为1个。
蓄电元件不限于二次电池62,也可以为电容器等。
虽然在电源系统30中包括了DC-DC转换器35,但也可以没有DC-DC转换器35。例如,在第1蓄电装置50A和第2蓄电装置50B的使用方法没有差异的情况下,单独地调整第2蓄电装置50B的充放电的必要性少,也可以没有DC-DC转换器35。
在具有DC-DC转换器35等调整装置的情况下,2个蓄电装置50的额定电压既可以相同也可以不同。
使第1蓄电装置50A的第1电流切断装置53A变为切断状态的阈值电压Va和使第2蓄电装置50B的第2电流切断装置53B变为切断状态的阈值电压Va也可以不同。
(2)在上述实施方式1中,蓄电元件(二次电池62)、电流切断装置53以及BMU100容纳于蓄电装置50的容纳体71。在容纳体71中至少容纳蓄电元件和计测类装置即可,电流切断装置53、BMU100可以设置在容纳体71的外部。
(3)在上述实施方式1中,如果车辆10的紧急停车完成,发动机停止,则使电流切断装置53变为切断状态,禁止了蓄电装置50的使用。对蓄电装置50的使用进行禁止的定时也可以是从发动机停止起经过给定期间之后。通过将对蓄电装置50的使用进行禁止的定时设为从发动机停止起经过给定时间之后,从而能够确保用于通过危险警告灯等的点亮使外部获知车辆10为紧急停止状态的时间。
(4)在上述实施方式中,以在全部的蓄电装置50成为异常的情况下对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断的情况为例进行了说明,但也可以仅对1个蓄电装置50禁止电流的切断。其原因在于,如果对最低限度为1个的蓄电装置50禁止电流的切断,则能够防止不能向移动体负载供给电力。
在全部的蓄电装置50成为异常的情况下,对1个蓄电装置50禁止电流的切断的情况下,也可以基于异常的种类来决定对哪个蓄电装置50禁止电流的切断。在该情况下,设各蓄电装置50将异常的种类发送给车辆ECU31。具体地,在为二次电池62的异常的情况下,若继续使用蓄电装置50,则蓄电装置50有可能变得完全无法使用。与之相对,在为BMU100的异常的情况下,由于二次电池62为正常,因此即使继续使用蓄电装置50,蓄电装置50变得完全无法使用的可能性也相对较低。
因而,在一个蓄电装置50为二次电池62的异常,另一个蓄电装置50为BMU100的异常的情况下,可以对为二次电池62的异常的蓄电装置50许可切断,对为BMU100的异常的蓄电装置50禁止切断。这样,与对为二次电池62的异常的蓄电装置50禁止切断的情况相比,能够降低蓄电装置50变得完全无法使用的可能性。
或者,蓄电装置50的异常的种类能够大致分为过充电和除此以外的异常。除此以外的异常例如为过放电、过电流、温度异常、BMU100的异常等。过充电后继续充电的情况下,为过充电的蓄电装置50与为除此以外的异常的蓄电装置50相比至到达丧失电池性能的电压的时间更短。因而,在一个蓄电装置50为过充电,另一个蓄电装置50为过充电以外的异常的情况下,也可以对为过充电的蓄电装置50许可切断,对为除此以外的异常的蓄电装置50禁止切断。这样,在继续充电的情况下,能够通过不是过充电的蓄电装置50来接受。通过不是过充电的蓄电装置50来接受,由此与由为过充电的蓄电装置50接受充电电流的情况相比,至到达蓄电装置50丧失电池性能的电压的时间变长,因此能够确保至车辆10能够安全地停止的时间。
在全部的蓄电装置50成为异常的情况下,即使对2个以上的蓄电装置50禁止电流的切断的情况下,也是可以基于异常的种类来决定对哪个蓄电装置50禁止电流的切断。例如,设有3个蓄电装置50,其中一个为二次电池62的异常,其他2个为BMU100的异常。在该情况下,也可以对是BMU100的异常的2个蓄电装置50禁止电流的切断。这样,与不依赖于异常的种类地决定的情况相比,能够降低被禁止了电流的切断的蓄电装置50变得完全无法使用的可能性。
(5)在上述实施方式中,虽然电流切断装置53的异常不包含于BMU100的异常,但BMU100的异常也可以包括电流切断装置53的异常。
(6)在上述实施方式中,以作为蓄电装置具备锂离子电池的蓄电装置50为例进行了说明。与之相对,多个蓄电装置的一部分也可以为铅蓄电池。例如,在蓄电装置为2个的情况下,也可以是,一个为具备锂离子电池的蓄电装置50,另一个为铅蓄电池。通常,铅蓄电池不具备电流切断装置53、BMU100。因而,在铅蓄电池的情况下,也可以是,在铅蓄电池的外部具备电流切断装置53、电流传感器(或电压传感器),车辆ECU31作为铅蓄电池的BMU发挥功能。在该情况下,所谓对铅蓄电池许可或者禁止电流的切断,变为车辆ECU31对自身(作为铅蓄电池的BMU发挥功能的车辆ECU31)许可或者禁止电流切断装置的切断。
(7)在上述实施方式中,作为移动体例示了车辆10(发动机驱动车),但移动体不限定于发动机驱动车。例如,移动体也可以是电动汽车、混合动力汽车,还可以是通过电机而行驶的叉车、无人搬运车(AGV:Automatic Guided Vehicle)等。
符号说明
10 车辆(移动体的一例);
21 发动机起动装置(移动体负载的一例);
25 电气负载(移动体负载的一例);
30 电源系统;
31 车辆ECU(控制部的一例);
50A 第1蓄电装置(蓄电装置的一例);
50B 第2蓄电装置(蓄电装置的一例);
50C 第3蓄电装置(蓄电装置的一例);
53A 第1电流切断装置(电流切断装置的一例);
53B 第2电流切断装置(电流切断装置的一例);
62 二次电池(蓄电元件的一例);
100A 第1BMU(管理装置的一例);
100B 第2BMU(管理装置的一例);
100C 第3BMU(管理装置的一例)。
Claims (11)
1.一种移动体的电源系统的控制方法,其中,
所述电源系统具备与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置,
所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,
该控制方法包括:
第1步骤,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断;和
第2步骤,被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
2.根据权利要求1所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
所述蓄电装置的异常包括所述管理装置的异常。
3.根据权利要求2所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
所述蓄电装置的异常为所述管理装置的异常。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
所述第1步骤包括:
在全部的所述蓄电装置正常的情况下,对各所述蓄电装置禁止电流的切断的步骤;
所述蓄电装置的所述管理装置在检测到该蓄电装置异常的情况下请求切断电流的许可的步骤;和
若从所述管理装置请求了切断电流的许可,则基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对请求了切断电流的许可的所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断的步骤。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
所述第1步骤包括:
在2个以上的所述蓄电装置正常的情况下,对全部的所述蓄电装置许可电流的切断的步骤;和
在正常的所述蓄电装置的数量为1个的情况下,对正常的所述蓄电装置禁止电流的切断的步骤。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
在所述第1步骤中,在全部的所述蓄电装置异常的情况下,对2个以上的所述蓄电装置禁止电流的切断。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
在所述第1步骤中,在全部的所述蓄电装置异常的情况下,基于各所述蓄电装置的异常的种类来决定对哪个所述蓄电装置禁止电流的切断。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的移动体的电源系统的控制方法,其中,
在所述第1步骤中,在2个以上的所述蓄电装置正常的情况下,当假定这些正常的所述蓄电装置之中任一个所述蓄电装置成为异常而使该蓄电装置的所述电流切断装置变为切断状态时,在其他正常的所述蓄电装置的剩余电力量的合计成为小于所述电源系统所需的电力量的情况下,对正常的全部的所述蓄电装置禁止电流的切断。
9.一种移动体的电源系统,其中,具备:
与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置;和
控制部,
所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,
所述控制部执行:
第1处理,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断;和
第2处理,被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
10.一种移动体的电源系统,其中,
具备与移动体负载连接且相互并联连接的多个蓄电装置,
所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,
任一个所述管理装置执行第1处理,在该第1处理中,基于各所述蓄电装置的正常、异常的组合,按照至少1个所述蓄电装置的所述电流切断装置成为通电状态的方式,对各所述蓄电装置许可或者禁止电流的切断,
被许可了电流的切断的所述蓄电装置的所述管理装置执行第2处理,在该第2处理中,在被许可了电流的切断的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在被许可了电流的切断之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
11.一种蓄电装置,被用于移动体的电源系统,其中,
所述蓄电装置具备蓄电元件、与所述蓄电元件串联连接的电流切断装置、以及管理装置,
所述管理装置执行:
第3处理,检测该蓄电装置的正常、异常,并发送给外部装置;
第4处理,从所述外部装置接收许可电流的切断的许可信号或者禁止电流的切断的禁止信号;和
第2处理,在接收到所述许可信号的时间点检测到该蓄电装置异常的情况下,或者在接收了所述许可信号之后检测到该蓄电装置异常的情况下,使所述电流切断装置变为切断状态。
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