DE112017004066T5 - Batteriesteuereinheit - Google Patents

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DE112017004066T5
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resistor
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Akihiro Machida
Tatsumi Yamauchi
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Hitachi Astemo Ltd
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

Die Erfindung betrifft das Bereitstellen eines Batteriepakets, bei dem ein Stromsensor fortgelassen ist und dessen Gesamtgröße verringert ist. Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems umfasst ein erfindungsgemäßes Batteriepaket eine Batteriegruppe, in der mehrere Batteriezellen (Lithiumionenbatterie 11, 12) in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand (eine Sammelschiene 20), der in Reihe mit der Batteriegruppe geschaltet ist, Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an beiden Enden der Batteriezellen (Lithiumionenbatterie 11, 12) und des Widerstands (der Sammelschiene 20) angeordnet sind, und eine Batteriesteuereinrichtung, die mit den Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104) verbunden ist, wobei eine Zellenspannungserkennungsleitung (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an die Batteriezelle (Lithiumionenbatterie 11, 12) angrenzt, einen Anschluss aufweist, der verzweigt und mit der Batteriesteuereinrichtung verbunden ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriesteuereinheit, die in der Lage ist, einen Strom zwischen einer Batterie und einem Wechselrichter zu messen und zu steuern.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei einem Elektrofahrzeug und einem Hybridfahrzeug wird ein Batteriemodul verwendet, bei dem mehrere zusammengesetzte Batterien, in denen mehrere Sekundärbatteriezellen (Einzelzellen) in der Art von Lithiumeinzelzellen oder dergleichen in Reihe und parallel geschaltet sind, ferner in Reihe oder in Reihe und parallel geschaltet sind. Zusätzlich werden mehrere in Reihe oder in Reihe und parallel geschaltete Batteriemodule als Stromspeichervorrichtung zusammen mit einer Batteriesteuereinheit zum Steuern dieser Batteriemodule verwendet.
  • Normalerweise ist ein Stromsensor zwischen diesen Stromspeichervorrichtungen und einer Wechselrichter-Steuervorrichtung zur Versorgung eines Motors für die Zufuhr elektrischen Stroms bereitgestellt. Bei einem Verfahren wird ein Magnetkern des Stromsensors in einem Stromweg angeordnet und misst der Stromsensor unter Verwendung eines Hall-Elements, das die Stärke des im Kern erzeugten Magnetfelds in eine Spannung wandelt, und wird beispielsweise auch die Spannung an beiden Enden des in Reihe mit dem Stromweg geschalteten Widerstands gemessen.
  • Im Allgemeinen weist ein mit einer Lithiumionenbatterie versehenes Fahrzeug ein System zum Verhindern eines Überladens oder eines zu starken Entladens auf, um die Lithiumionenbatterie sicher zu verwenden. In den letzten Jahren ist jedoch, wie durch die ISO-Norm 26262 repräsentiert, die Anforderung an die Sicherheit von Fahrzeugen weiter angestiegen.
  • Ein mit einer Lithiumionenbatterie versehenes Fahrzeug ist so ausgelegt, dass ein System den Lade- oder Entladestrom einer Batterie misst und ferner die Genauigkeit des Stroms diagnostiziert.
  • Eine Technik, die sich auf das vorliegende technische Gebiet bezieht, ist beispielsweise JP-A-2005-150079 (PTL 1). Dieses Patentdokument beschreibt ein Verfahren zum Messen eines zwischen einer Steuereinheit an einem Fahrzeug und einer Batteriesteuereinheit fließenden Stroms.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: JP-A-2005-150079
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Im Stand der Technik wird ein in einer Batterie fließender Strom unter Verwendung zweier Stromsensoren gemessen und wird ein Versagen eines Stromsensors durch die Differenz zwischen den beiden Stromsensoren diagnostiziert.
  • Die Größe der zwei Stromsensoren aufweisenden Konfiguration ist jedoch erhöht, weil zwei Hall-IC beispielsweise in einem Spalt eines Magnetkerns bereitgestellt sind, so dass der für das System zur Verfügung stehende Raum verringert ist.
  • Weil die beiden Stromsensoren unterschiedliche Architekturen aufweisen, müssen zusätzlich für die Messung eine Stromversorgung und ein A/D-Wandler in zwei Systeme unterteilt werden.
  • Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems wird gemäß der vorliegenden Erfindung der in der Batteriesteuereinheit bereitgestellte Stromsensor überflüssig gemacht, indem ein Zellenspannungsüberwachungs-IC zur Messung der Batteriespannung verwendet wird, so dass die Batteriesteuereinheit verkleinert werden kann.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Strom einer Lithiumionenbatterie mit einem Zellenspannungsüberwachungs-IC zu messen.
  • Lösung des Problems
  • Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems umfasst ein erfindungsgemäßes Batteriepaket eine Batteriegruppe, in der mehrere Batteriezellen (Lithiumionenbatterie 11, 12) in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand (eine Sammelschiene 20), der in Reihe mit der Batteriegruppe geschaltet ist, Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an beiden Enden der Batteriezellen (Lithiumionenbatterie 11, 12) und des Widerstands (der Sammelschiene 20) angeordnet sind, und eine Batteriesteuereinrichtung, die mit den Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104) verbunden ist, wobei eine Zellenspannungserkennungsleitung (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an die Batteriezelle (Lithiumionenbatterie 11, 12) angrenzt, einen Anschluss aufweist, der verzweigt und mit der Batteriesteuereinrichtung verbunden ist.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung kann eine Batteriesteuereinheit zum Steuern einer Lithiumionenbatterie einen Strom ohne Verwendung eines Stromsensors messen.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 ein Beispiel eines ersten Konfigurationsdiagramms einer eine Strommesseinheit aufweisenden Batteriesteuereinheit,
    • 2 ein Beispiel einer Fehlerdiagnose einer Zellenspannungserkennungsleitung,
    • 3 ein Beispiel einer Sequenz zur Fehlerdiagnose der Zellenspannungserkennungsleitung,
    • 4 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms eines Lithiumionenbatteriefelds mit den Strommessmitteln und
    • 5 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms einer Batteriesteuereinheit mit einer Strommesseinheit.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachstehend wird ein Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Anhand dieses Beispiels wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Lithiumionenbatterien und eine Sammelschiene mit einem geringen Widerstand, die Anschlüsse davon verbindet, mit einer Batteriesteuereinheit verbunden werden und ein in der Lithiumionenbatterie fließender Strom gemessen wird. Nachstehend werden ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen und -zeichen bezeichnet und wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
  • 1 ist ein Diagramm zum Erklären der Strommessung der Lithiumionenbatterie gemäß diesem Beispiel. Eine Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand ist in Reihe mit Lithiumionenbatterien 11 und 12 geschaltet, und die Spannungen an ihren beiden Enden sind über einen Verbinder 30 durch Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104 an eine Batteriesteuereinheit 201 angelegt.
  • Auf der Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand geschieht ein Spannungsabfall proportional zum in der Lithiumionenbatterie fließenden Strom und werden eine positive Spannung bei einem positiven Strom und eine negative Spannung bei einem negativen Strom erzeugt.
  • Der Spannungseingang des Verbinders 30 ist durch Filterwiderstände 240 bis 244 mit einem Zellenspannungsüberwachungs-IC verbunden. In diesem Fall sind jeweilige Filterkondensatoren 260 bis 263 zwischen Anschlüssen C1 bis C5 des Zellenspannungsüberwachungs-IC angeordnet und werden auf den Zellenspannungsüberwachungs-IC einwirkende Rauschkomponenten entfernt.
  • Beim Zellenspannungsüberwachungs-IC ist die Lithiumionenbatterie 11 zwischen die Anschlüsse C5 und C4 geschaltet und ist die Lithiumionenbatterie 12 zwischen die Anschlüsse C2 und C1 geschaltet. Beim Zellenspannungsüberwachungs-IC ist der Anschluss C3 mit der negativen Spannung der Lithiumionenbatterie 12 verbunden und ist der Spannungseingang zwischen den Anschlüssen C4 und C3 des Zellenspannungsüberwachungs-IC mit der Spannung verbunden, die durch Addieren der Spannung der Lithiumionenbatterie 12 und der Spannung der Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand erhalten wird. Dieser Punkt ist ein Merkmal der Erfindung.
  • Ein MUX 220 im Zellenspannungsüberwachungs-IC wählt die Zellenspannung 280 zwischen den Anschlüssen C5 und C4 aus, und es werden dann die Spannung 281 zwischen den Anschlüssen C4 und C3 und die Zellenspannung 282 zwischen den Anschlüssen C3 und C2 und die Zellenspannung 283 zwischen den Anschlüssen C2 und C1 sequenziell ausgewählt, wodurch die Spannungen zwischen den Anschlüssen durch einen ADC 230 sequenziell gemessen werden.
  • Der Zellenspannungsüberwachungs-IC überträgt nacheinander Spannungsinformationen über eine Isolationskommunikationseinheit 231 zu einer MPU 300.
  • Die MPU speichert die sequenziell gemessenen Spannungen, und die Spannung der Zelle 12 und die Spannung der Sammelschiene mit einem geringen Widerstand werden anhand der Zellenspannung 281 gemessen, und es wird ferner die Zellenspannung 283 in einem Subtrahierer 303 subtrahiert.
  • Der vom Subtrahierer berechnete Wert wird durch einen Dividierer 304 durch einen Wert einer ROM-Tabelle 305 dividiert, wodurch ein Stromwert 310 berechnet werden kann. In diesem Fall kann der Batteriestrom berechnet werden, indem der Widerstand der Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand vorab in der ROM-Tabelle 305 gespeichert wird. Die Spannungsinformationseingabe in die MPU 300 über die Isolationseinheit 231 erfolgt durch den Subtrahierer 303, der die Differenz zwischen einem Messabschnitt 302 zum Messen der Summe (Spannung bei 281 in 1) der Spannung der Lithiumionenbatterie 12 in der MPU 300 und der Spannung der Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand nimmt, und einen Messabschnitt 301 zum Messen der Spannung der Lithiumionenbatterie 12. Dann werden die vom Subtrahierer 303 ausgegebenen Informationen in den Dividierer 304 eingegeben und wird der von der RAM-Tabelle 305 ausgegebene Widerstandswert der Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand dividiert, um einen Stromwert zu berechnen. Ferner kann der Stromwert bei seiner Berechnung auf der Grundlage des Betrags der Spannung korrigiert werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, einen Koeffizienten zu verwenden, der in der Entladungsrichtung und der Ladungsrichtung um 0 V als Zentrum ähnliche Verhaltensweisen aufweist.
  • Als nächstes wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Lithiumionenbatterien 11 und 12 und die Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand, welche die Anschlüsse davon verbindet, mit der Batteriesteuereinheit 201 verbunden werden, welche zur Diagnose von Verbindungsunterbrechungsfehlern in den Zellspannungserkennungsleitungen 101 bis 104 verwendet wird. Nachstehend werden ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen und -zeichen bezeichnet und wird auf ihre Beschreibung verzichtet. Zur Erklärung der Verbindungstrennungsdiagnose ist zusätzlich zur Konfiguration aus 1 ferner Folgendes dargestellt: Die positive Spannung der Lithiumionenbatterie 11 ist über einen Kapazitätseinstellungswiderstand 440 an einen Kapazitätseinstellungsschalter 480 angelegt, die negative Spannung der Lithiumionenbatterie 11 ist über einen Kapazitätseinstellungswiderstand 441 an die andere Seite des Schalters angelegt, ein Kapazitätseinstellungs-Filterkondensator 461 ist mit dem Kapazitätseinstellungsschalter 480 verbunden, und Kapazitätseinstellungswiderstände 442 und 443, ein Kapazitätseinstellungsschalter 483 und ein Kapazitätseinstellungs-Filterkondensator 462 sind zur Lithiumionenbatterie 12 hinzugefügt.
  • 2 ist ein Diagramm, in dem die Strommessung der Lithiumionenbatterie gemäß diesem Beispiel dargestellt ist. Die Zellenspannungserkennungsleitung 101 für die positive Spannung und die Zellenspannungserkennungsleitung 102 für die negative Spannung, welche die Spannung der Lithiumionenbatterie 11 messen, und die Zellenspannungserkennungsleitung 103 für die positive Spannung und die Zellenspannungserkennungsleitung 104 für die negative Spannung, welche die Spannung der Lithiumionenbatterie 12 messen, sind unter Verwendung eines elektrischen Drahts über den Verbinder 30 mit der Batteriesteuereinheit 201 verbunden.
  • Der Kapazitätseinstellungsschalter wird von der MPU 300 über die Isolationskommunikationseinheit 231 auf eine Zellenspannungs-Überwachungseinrichtung I210 gelegt. Wenn die Zellenspannung der Lithiumionenbatterie 11 gemessen wird, wird festgestellt, ob jede der Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104 als Messeinheit leitet. Indem die Lithiumionenbatterien 11 und 12 durch die Kapazitätseinstellungswiderstände entladen werden, wird eine Funktion zum Abgleichen der Kapazitäten zwischen den mehreren Lithiumionenbatterien 11 und 12 erreicht. Durch die Verwendung der Kapazitätseinstellungsschalter 480 bis 483 wird die Zellenspannung 280 gemessen, wenn der Schalter im Einschaltzustand ist, so dass eine Verbindungsunterbrechung der Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104 erkannt wird. Wenn eine Verbindungsunterbrechung auftritt, ist die Zellenspannung niedriger als die gewöhnliche Zellenspannung.
  • 3 ist ein Diagramm, in dem der Ablauf der Verbindungsunterbrechungsdiagnose dargestellt ist. Zuerst wird die Verbindungsunterbrechungsdiagnose in Schritt S800 eingeleitet und wird der Kapazitätseinstellungsschalter in Schritt S801 in den Einschaltzustand versetzt. Als nächstes werden in Schritt S802 Werte der Diagnosezellenspannungen sequenziell durch Schalten des MUX 220 durch die Zellenspannung 280 gemessen. Das Messergebnis wird über die Isolationskommunikationseinheit 231 zur MPU 300 gesendet. Als nächstes wird der Kapazitätseinstellungsschalter in Schritt S803 in den Ausschaltzustand versetzt und wird die Erfassung der Diagnosezellenspannung beendet. Dann wird der Prozess in Schritt S804 fortgesetzt und wird eine berechnete Zellenspannung erhalten. Als nächstes wird das Messergebnis ähnlich zur MPU gesendet und wird der Prozess in Schritt S805 fortgesetzt. Dann wird der spezifizierte Kapazitätseinstellungsschalter in den Einschaltzustand versetzt. Nachdem in Schritt S806 eine vorgegebene Zeit gewartet wurde, wird der in Schritt S807 spezifizierte Kapazitätseinstellungsschalter in den Ausschaltzustand versetzt und wird die Sequenz in Schritt S807 abgeschlossen. Zusätzlich wird diese Sequenz von Schritt S800 bis Schritt S808, während die Batteriesteuereinheit in Betrieb ist, wiederholt ausgeführt, um den Batteriezustand zu überwachen.
  • Hier wird, wenn der zur MPU gesendete Diagnosezellenspannungswert unter einen bestimmten Schwellenwert abfällt, festgestellt, dass die Zellenspannungserkennungsleitung unterbrochen ist, und wird das System über die Abnormität informiert. Ferner wird festgestellt, dass der Messwert der Strommesseinheit dieses Beispiels auch abnormal ist, und die Lithiumionenbatterie wird geschützt.
  • Die Erfindung wird kurz zusammengefasst. Die erfindungsgemäße Batterievorrichtung umfasst eine Batteriegruppe, bei der mehrere Batteriezellen (Lithiumionenbatterien 11 und 12) in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand (eine Sammelschiene 20), der in Reihe mit der Batteriegruppe geschaltet ist, Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an beiden Enden der Batteriezellen (Lithiumionenbatterien 11 und 12) und des Widerstands (der Sammelschiene 20) angeordnet sind, und eine Batteriesteuereinrichtung, die mit den Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104) verbunden ist, wobei eine Zellenspannungserkennungsleitung (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an die Batteriezelle (Lithiumionenbatterie 11 oder 12) angrenzt, einen Anschluss aufweist, der verzweigt und mit der Batteriesteuereinrichtung verbunden ist. Durch die Verwendung eines solchen Aufbaus kann der Wert des in der Lithiumionenbatterie fließenden Stroms gemessen werden, ohne einen zusätzlichen Stromsensor bereitzustellen. Weil die Anzahl der Stromsensoren verringert wird, wird eine Kostenverringerung gegenüber dem Stand der Technik erreicht. Ferner wird durch die Verringerung der Anzahl der Stromsensoren zu einer Volumenverringerung eines Batteriepakets beigetragen. Zusätzlich wird gemäß der Erfindung ein Aufbau verwendet, bei dem die Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand zwischen der Lithiumionenbatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 angeordnet ist. Durch die Verwendung eines solchen Aufbaus kann die Genauigkeit der Stromerkennung innerhalb eines Zellenspannungsverwendungsbereichs verbessert werden.
  • Gemäß der Erfindung kann ein zusätzlicher Stromsensor bereitgestellt werden. Durch die Verwendung einer solchen Konfiguration kann die Stromerkennung durch ein doppeltes System ausgeführt werden. Daher kann die Zuverlässigkeit des erhaltenen Stromwerts verbessert werden und können ein Versagen der Sammelschiene und des Stromsensors überwacht werden.
  • Ferner ist es beim erfindungsgemäßen Batteriepaket bevorzugt, dass die Batteriesteuereinrichtung 210 den im Widerstand (in der Sammelschiene 20) fließenden Strom synchron mit der Spannungserkennung der Batteriezelle berechnet. Bei Verwendung einer solchen Konfiguration gibt es keine Abweichung zwischen dem durch die Spannungserkennung der Batteriezelle erhaltenen Spannungswert und dem bei der Spannungserkennung des Widerstands (der Sammelschiene 20) erhaltenen Spannungswert, so dass die Genauigkeit des erhaltenen Stromwerts verbessert wird.
  • Wenngleich bei diesem Beispiel die Sammelschiene für die Strommessung verwendet wird, kann ein anderer Widerstand bereitgestellt werden. In diesem Fall wird an Stelle der Sammelschiene ein Drahtkabel oder dergleichen verwendet.
  • Beispiel 2
  • Als nächstes wird Beispiel 2 beschrieben. Ein Unterschied gegenüber Beispiel 1 besteht darin, dass die Form der Lithiumionenbatterien 11 und 12 in Beispiel nicht definiert ist, die Form der Lithiumionenbatterie beim vorliegenden Beispiel jedoch als rechteckig festgelegt ist.
  • Bei den Lithiumionenbatterien 11 bis 24 ist die andere negative Spannung durch eine Zwischenzellen-Sammelschiene in der nächstpositiven Spannung verbunden und sind vierzehn Zellen in Reihe geschaltet. In der Mitte der Verbindung ist ein Abschnitt zwischen der negativen Spannung der Lithiumionenbatterie 17 und der positiven Spannung der Lithiumionenbatterie 18 durch eine Sammelschiene 908 mit einem geringen Widerstand angeschlossen, in die ein Widerstand in der Art eines Manganin-Widerstands geschaltet ist. Manganin-Widerstände sind bevorzugt, weil im Gebrauchsspannungsbereich der Lithiumionen-Sekundärbatterien 11 und 12 eine hohe Genauigkeit gewährleistet werden kann.
  • Die jeweiligen Zwischenzellen-Sammelschienen sind durch Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 116 am Verbinder 30 zusammengeführt und mit der Batteriesteuereinheit verbunden.
  • 5 zeigt eine elektrische Schaltung, worin die Konfiguration aus 4 dargestellt ist. Die vierzehn Zellen in 4 sind dafür ausgelegt, von einer Feld-Reihenschaltungskonfiguration mit der Batteriesteuereinheit verbunden zu werden. Der C8-Anschluss des Zellenspannungsüberwachungs-IC 210 ist mit der positiven Spannung der Lithiumionenbatterie 17 verbunden, und die Summe der Spannungen, die durch die Ströme der Lithiumionenbatterie 17 und der Zwischenzellen-Sammelschiene mit einem geringen Widerstand an den positiven und den negativen Elektroden abfallen, ergibt die Zellenspannung 288. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in der nachfolgenden Verarbeitung der Strom berechnet.
  • Die Merkmale der Erfindung werden kurz zusammengefasst. Bei einem mit einer Lithiumionenbatterie versehenen Fahrzeug ist es erforderlich, den in der Lithiumionenbatterie fließenden Strom zu messen und das Ergebnis zur Fahrzeugsteuerung zurückzuführen, um die Lithiumionenbatterie so zu steuern, dass sie nicht in einen gefährlichen Zustand in der Art einer Überladung oder zu starken Entladung gerät. Im Stand der Technik geschieht diese Steuerung durch Anordnen eines Stromsensors in einem Stromweg der Lithiumionenbatterie. Weil der Stromsensor aus einem Magnetkern und einer Platine, auf der ein Hall-IC montiert und in der Mitte des Stromwegs angeordnet ist, besteht, muss Layout-Platz bereitgestellt werden. Gemäß der Erfindung ist jede der Sammelschienen, welche die Lithiumionenbatterien verbinden, durch eine Sammelschiene ersetzt, die einen Widerstand aufweist, und wird der Strom unter Verwendung eines Spannungseingabemesssystems des Zellenspannungsüberwachungs-IC gemessen und berechnet.
  • Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems umfasst ein erfindungsgemäßes Batteriepaket eine Batteriegruppe, in der mehrere Batteriezellen (Lithiumionenbatterie 11, 12) in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand (eine Sammelschiene 20), der in Reihe mit der Batteriegruppe geschaltet ist, Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an beiden Enden der Batteriezellen (Lithiumionenbatterie 11, 12) und des Widerstands (der Sammelschiene 20) angeordnet sind, und eine Batteriesteuereinrichtung, die mit den Zellenspannungserkennungsleitungen (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104) verbunden ist, wobei eine Zellenspannungserkennungsleitung (Zellenspannungserkennungsleitungen 101 bis 104), die an die Batteriezelle (Lithiumionenbatterie 11, 12) angrenzt, einen Anschluss aufweist, der verzweigt und mit der Batteriesteuereinrichtung verbunden ist. Durch die Verwendung eines solchen Aufbaus kann der Wert des in der Lithiumionenbatterie fließenden Stroms gemessen werden, ohne einen zusätzlichen Stromsensor bereitzustellen. Weil die Anzahl der Stromsensoren verringert wird, wird eine Kostenverringerung gegenüber dem Stand der Technik erreicht. Ferner wird durch die Verringerung der Anzahl der Stromsensoren zu einer Volumenverringerung des Batteriepakets beigetragen. Zusätzlich wird gemäß der Erfindung ein Aufbau verwendet, bei dem die Sammelschiene 20 mit einem geringen Widerstand zwischen der Lithiumionenbatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 angeordnet ist. Durch die Verwendung eines solchen Aufbaus kann die Genauigkeit der Stromerkennung innerhalb des Zellenspannungsverwendungsbereichs verbessert werden.
  • Ferner ist ein Stromsensor im erfindungsgemäßen Batteriepaket bereitgestellt. Durch die Verwendung einer solchen Konfiguration kann die Stromerkennung durch ein doppeltes System ausgeführt werden. Daher kann die Zuverlässigkeit des erhaltenen Stromwerts verbessert werden und können ein Versagen der Sammelschiene und des Stromsensors überwacht werden.
  • Beim erfindungsgemäßen Batteriepaket berechnet die Batteriesteuereinrichtung 210 einen durch den Widerstand (die Sammelschiene 20) fließenden Strom synchron mit der Spannungserkennung der Batteriezelle. Bei Verwendung einer solchen Konfiguration gibt es keine Abweichung zwischen dem durch die Spannungserkennung der Batteriezelle erhaltenen Spannungswert und dem bei der Spannungserkennung des Widerstands (der Sammelschiene 20) erhaltenen Spannungswert, so dass die Genauigkeit des erhaltenen Stromwerts verbessert wird.
  • Beim erfindungsgemäßen Batteriepaket berechnet die Batteriesteuereinrichtung 210 den Strom durch Subtrahieren einer an die Batteriezelle angelegten Spannung von der Summe einer an die Batteriezelle angelegten Spannung und einer an den Widerstand (die Sammelschiene 20) angelegten Spannung und Dividieren der an den Widerstand angelegten Spannung durch den Widerstandswert des Widerstands.
  • Beim erfindungsgemäßen Batteriepaket wird Manganin für die Sammelschiene 20 verwendet. Durch die Verwendung einer solchen Konfiguration kann eine hohe Genauigkeit im Verwendungsbereich der Lithiumionenbatterien 11 und 12 gewährleistet werden.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung wurden zuvor detailliert beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Entwurfsänderungen können in einem Bereich vorgenommen werden, ohne vom in den Ansprüchen beschriebenen Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wurden die vorstehenden Ausführungsformen detailliert beschrieben, um die Erfindung leicht verständlich zu erklären, und sie sind nicht notwendigerweise darauf beschränkt, dass sie alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen. Zusätzlich kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden und kann die Konfiguration einer anderen Ausführungsform zur Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Ferner können andere Konfigurationen zu einem Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform hinzugefügt, daraus entfernt und dadurch ersetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 11 bis 24:
    Lithiumionenbatterie
    30:
    Verbinder
    40:
    Sammelschiene mit einem geringen Widerstand
    101 bis 116:
    Zellenspannungserkennungsleitung
    201:
    Batteriesteuereinheit
    210:
    Zellenspannungsüberwachungs-IC
    220:
    MUX
    230:
    ADC
    231:
    Isolationskommunikationseinheit
    240, 241, 242, 243, 244:
    Filterwiderstand
    260, 261, 262, 263:
    Filterkondensator
    280, 281, 282, 283:
    Zellenspannung
    300:
    MPU
    301, 302:
    Berechnungsabschnitt
    303:
    Subtrahierer
    304:
    Dividierer
    305:
    ROM-Tabelle
    310:
    Stromwert
    440, 441, 442, 445:
    Kapazitätseinstellungswiderstand
    461, 462:
    Kapazitätseinstellungs-Filterkondensator
    480, 481, 482, 483:
    Kapazitätseinstellungsschalter
    901 bis 907, 909 bis 915:
    Zwischenzellen-Sammelschiene
    908:
    Zwischenzellen-Sammelschiene mit einem geringen Widerstand
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005150079 A [0006, 0007]

Claims (6)

  1. Batteriepaket, welches Folgendes aufweist: eine Batteriegruppe, bei der mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand, der in Reihe mit der Batteriegruppe geschaltet ist, Zellenspannungserkennungsleitungen, die an beiden Enden der Batteriezellen und des Widerstands angeordnet sind, und eine Batteriesteuereinrichtung, die mit den Zellenspannungserkennungsleitungen verbunden ist, wobei eine Zellenspannungserkennungsleitung angrenzend an die Batteriezelle einen Anschluss aufweist, der zur Batteriesteuereinrichtung verzweigt und damit verbunden ist.
  2. Batteriepaket nach Anspruch 1, wobei das Batteriepaket ferner mit einem Stromsensor versehen ist.
  3. Batteriepaket nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Batteriesteuereinrichtung den durch den Widerstand fließenden Strom synchron mit der Spannungserkennung der Batteriezelle berechnet.
  4. Batteriepaket nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Batteriesteuereinrichtung den Strom durch Subtrahieren einer an die Batteriezelle angelegten Spannung von der Summe einer an die Batteriezelle angelegten Spannung und einer an den Widerstand angelegten Spannung und Dividieren der an den Widerstand angelegten Spannung durch den Widerstandswert des Widerstands berechnet.
  5. Batteriepaket nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Widerstand eine zwischen die Batteriezellen geschaltete Sammelschiene ist.
  6. Batteriepaket nach Anspruch 5, wobei Manganin für die Sammelschiene verwendet wird.
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