DE112019000335T5 - Batteriemanagementeinheit - Google Patents

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Tatsumi Yamauchi
Hikaru Miura
Mutsumi Kikuchi
Akihiro Machida
Masahiro Ueda
Kenichiro Tsuru
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

Eine Batteriemanagementeinheit, die in der Lage ist, ein Hochspannungsrelais zuverlässiger auszuschalten. Eine Batteriemanagementeinheit 1 umfasst ein Hochspannungsrelais 5, das als Schalteinheit dient, die eine elektrische Verbindung zwischen einer Hochspannungsbatterie 102, die eine Sekundärbatterie ist, und einer externen Vorrichtung ein- und ausschaltet, und eine Leistungsquellen-IC 6, die als Trennungssteuereinheit mit einer ersten Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 zur Zeit einer Anomalität der Batteriemanagementeinheit 1 und einer zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion zum Detektieren einer Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion und Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 dient.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batteriemanagementeinheit.
  • Stand der Technik
  • Ein Elektrofahrzeug und ein Hybridfahrzeug verwenden ein Batteriemodul, in dem mehrere zusammengesetzte Batterien, in denen mehrere Sekundärbatteriezellen wie z. B. Lithiumeinzelzellen (auch als Einzelzellen bezeichnet) in Reihe oder parallel in Reihe geschaltet sind, weiter in Reihe oder parallel in Reihe geschaltet sind. Eine Leistungsspeichervorrichtung umfasst mehrere Batteriemodule, die in Reihe oder parallel in Reihe geschaltet sind, und eine Batteriemanagementeinheit, die diese Batteriemodule steuert.
  • Normalerweise ist ein Hochspannungsrelais zum Zuführen und Abtrennen von elektrischer Leistung zwischen einer Leistungsspeichervorrichtung und einer Wechselrichtersteuervorrichtung zum Antreiben eines Motors vorgesehen. Das Hochspannungsrelais ist auf jeder der positiven Seite und der negativen Seite einer Leistungsversorgungsleitung vorgesehen. In Abhängigkeit von der Systemkonfiguration ist das Relais ferner mit einem Vorladungsrelais versehen, in dem Strombegrenzungswiderstände in Reihe geschaltet sind, oder mit einem Aufladungseinrichtungsrelais zum Aufladen einer Sekundärbatterie versehen.
  • Im Allgemeinen umfasst ein Fahrzeug, das mit einer Lithiumionenbatterie ausgestattet ist, ein System, das eine Überladung und Überentladung verhindert, um die Lithiumionenbatterie sicher zu verwenden. In den letzten Jahren bestand ein zunehmender Bedarf an Fahrzeugsicherheit, wie durch die Norm ISO 26262 dargestellt. Ein mit einer Lithiumionenbatterie ausgestattetes Fahrzeug weist im Allgemeinen eine Systemkonfiguration auf, in der ein Hochspannungsrelais ausgeschaltet (AUS) wird, wenn eine Anomalität in der Leistungsspeichervorrichtung besteht (siehe beispielsweise PTL 1).
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: JP 2010-200553 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Herkömmlich wurde das Hochspannungsrelais durch Detektieren einer Anomalität in der Batterie oder der Batteriemanagementeinheit ausgeschaltet; es bestand jedoch ein Problem, dass das Hochspannungsrelais nicht ausgeschaltet werden kann, wenn eine Anomalität in der Verarbeitung zum Ausschalten des Hochspannungsrelais auftritt.
  • In einem System, in dem ein Mikrocomputer ein Hochspannungsrelais durch Detektieren einer Überladung einer Batteriezelle ausschaltet, arbeitet beispielsweise, wenn der Mikrocomputer anomal wird (Anomalität wie z. B. Durchgehen), eine Wächterzeitgeberfunktion, die den Betrieb des Mikrocomputers überwacht, um den Mikrocomputer zurückzusetzen. Das Hochspannungsrelais wird durch Zurücksetzen des Mikrocomputers ausgeschaltet.
  • Wenn jedoch ein Rücksetzsignal für den Mikrocomputer auf der hohen Seite (oder der niedrigen Seite) klemmt, kann das Hochspannungsrelais nicht ausgeschaltet werden.
  • Lösung für das Problem
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Batteriemanagementeinheit eine Schalteinheit, die eine elektrische Verbindung zwischen einer Batterie und einer externen Vorrichtung ein- und ausschaltet, eine Trennungssteuereinheit, die eine erste Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten der Schalteinheit zur Zeit einer Anomalität in der Batteriemanagementeinheit und eine zweite Trennungsverarbeitungsfunktion zum Detektieren einer Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion und Ausschalten der Schalteinheit aufweist, und die Batteriemanagementeinheit überwacht und steuert die Batterie.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann selbst in einem Fall einer Anomalität der herkömmlichen Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten der Schalteinheit, die die elektrische Verbindung zwischen der Batterie und der externen Vorrichtung ein- und ausschaltet, die Schalteinheit durch die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion ausgeschaltet werden.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines Batteriemanagementsystems darstellt.
    • [2] 2 ist ein Diagramm, das eine Steuerung eines Hochspannungsrelais erläutert.
    • [3] 3 ist ein Ablaufplan zum Erläutern eines ersten Beispiels einer zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion.
    • [4] 4 ist ein Ablaufplan zum Erläutern eines zweiten Beispiels der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion.
    • [5] 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Detektion, dass ein Rücksetzsignal hoch klemmt, erläutert.
    • [6] 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Treibers darstellt, der sowohl für die Diagnose als auch niedrige Aktivierung verwendet wird.
    • [7] 7 ist ein Diagramm, das eine zweite Ausführungsform darstellt.
    • [8] 8 ist ein Diagramm, das eine Trennungsverarbeitung erläutert, wenn ein Ausfallsicherungssignal verwendet wird.
    • [9] 9 ist ein Diagramm, das eine Trennungsverarbeitung erläutert, wenn eine Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung vorgesehen ist.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • - Erste Ausführungsform -
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration eines Batteriemanagementsystems mit einer Batteriemanagementeinheit (BMU) 1 darstellt. Das in 1 dargestellte Batteriemanagementsystem umfasst die Batteriemanagementeinheit 1, eine Steuereinheit 100 hoher Ordnung, eine Hochspannungsbatterie 102 und eine Hochspannungsrelaisgruppe 120. Die Hochspannungsbatterie 102 ist mit einem Wechselrichter 130 und einer Aufladungseinrichtung 131 verbunden, die externe Vorrichtungen sind.
  • Die Batteriemanagementeinheit 1 kommuniziert mit der Steuereinheit 100 hoher Ordnung über eine Kommunikationsleitung 101. Die Hochspannungsbatterie 102 besteht aus mehreren einzelnen Batterien (auch als Batteriezellen bezeichnet). In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Hochspannungsbatterie 102 durch Schalten von N einzelnen Batterien 102-1 bis 102-N in Reihe zusammengesetzt. Die Spannungjeder einzelnen Batterie 102-1 bis 102-N wird durch die Batteriemanagementeinheit 1 unter Verwendung von Spannungsdetektionsleitungen 103-1, 103-2 bis 103-N und 103-M detektiert.
  • Die Hochspannungsbatterie 102 ist mit dem Wechselrichter 130 und der Aufladungseinrichtung 131 über die Hochspannungsrelaisgruppe 120 verbunden. Die Hochspannungsrelaisgruppe 120 ist mit einem positiven Hauptrelais 121, einem Vorladungsrelais 122, einem negativen Hauptrelais 123, einem positiven Aufladungseinrichtungsrelais 124 und einem negativen Aufladungseinrichtungsrelais 125 versehen. Die positive Seite der Hochspannungsbatterie 102 ist mit dem positiven Hauptrelais 121, dem Vorladungsrelais 122 und dem positiven Aufladungseinrichtungsrelais 124 durch eine positive Batterieseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 110 verbunden. Die negative Seite der Hochspannungsbatterie 102 ist mit dem negativen Hauptrelais 123 und dem negativen Aufladungseinrichtungsrelais 125 durch eine negative Batterieseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 111 verbunden.
  • Das positive Hauptrelais 121 und das negative Hauptrelais 123 sind mit dem Wechselrichter 130 durch eine positive Lastseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 110-1 und eine negative Lastseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 111-1 verbunden. Eine positive Lastseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 110-2 des Vorladungsrelais 122 ist mit der positiven Lastseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 110-1 des positiven Hauptrelais 121 über einen Vorladungswiderstand 133 verbunden. Das positive Aufladungseinrichtungsrelais 124 und das negative Aufladungseinrichtungsrelais 125 sind mit der Aufladungseinrichtung 131 durch eine positive Lastseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 110-3 und eine negative Lastseitenhochspannungsverdrahtungsleitung 111-2 verbunden. Einige Fahrzeugsysteme weisen nicht die Aufladungseinrichtung 131 und die Relais 124 und 125 für die Aufladungseinrichtung auf.
  • Die Batteriemanagementeinheit 1 ist mit einer Relaistreibergruppe 140 versehen, die aus FETs 141, 142, 143, 144 und 145 besteht. EIN/AUS (d. h. Verbinden und Abtrennen) des positiven Hauptrelais 121 wird durch den FET 141 über eine Spulenstromleitung 151 gesteuert. EIN/AUS des Vorladungsrelais 122 wird durch den FET 142 über eine Spulenstromleitung 152 gesteuert. EIN/AUS des negativen Hauptrelais 123 wird durch den FET 143 über eine Spulenstromleitung 153 gesteuert. EIN/AUS des positiven Aufladungseinrichtungsrelais 124 wird durch den FET 144 über eine Spulenstromleitung 154 gesteuert. EIN/AUS des negativen Aufladungseinrichtungsrelais 125 wird durch den FET 145 über eine Spulenstromleitung 155 gesteuert. Die Spulenstromleitungen 151 bis 155 sind mit einer Niederspannungsleistungsquelle 2 des Fahrzeugs verbunden.
  • 2 ist ein Diagramm, das die Steuerung des Hochspannungsrelais durch die Batteriemanagementeinheit 1 erläutert, und stellt irgendeines des positiven Hauptrelais 121, des Vorladungsrelais 122, des negativen Hauptrelais 123, des positiven Aufladungseinrichtungsrelais 124 und des negativen Aufladungseinrichtungsrelais 125 dar, die in der Hochspannungsrelaisgruppe 120 von 1 vorgesehen sind. Das heißt, ein Hochspannungsrelais 5 in 2 entspricht irgendeinem des positiven Hauptrelais 121, des Vorladungsrelais 122, des negativen Hauptrelais 123, des positiven Aufladungseinrichtungsrelais 124 und des negativen Aufladungseinrichtungsrelais 125, die in der Hochspannungsrelaisgruppe 120 von 1 vorgesehen sind, und ein Relaistreiber 11 entspricht irgendeinem der FETs 141 bis 145, die in der Relaistreibergruppe 140 in 1 vorgesehen sind.
  • Wenn beispielsweise das Hochspannungsrelais 5 als positives Hauptrelais 121 verwendet wird, stellt der Relaistreiber 11 den FET 141 dar. Eine Hochspannungsbatterieseitenverdrahtungsleitung 3 und eine Lastseitenverdrahtungsleitung 4 sind mit dem Hochspannungsrelais 5 verbunden. Die Hochspannungsbatterieseitenverdrahtungsleitung 3 entspricht irgendeiner der Verdrahtungsleitungen 110 und 111 von 1 und die Lastseitenverdrahtungsleitung 4 entspricht irgendeiner der Verdrahtungsleitungen 110-1, 110-2, 110-3, 111-1 und 111-2 von 1.
  • Ein Mikrocomputer 9 führt eine arithmetische Verarbeitung in der Batteriemanagementeinheit 1 durch. Eine Pufferschaltung 10 steuert den Relaistreiber 11 in Reaktion auf einen Befehl vom Mikrocomputer 9 an. Wenn der Relaistreiber 11 eingeschaltet wird (oder ein PWM-Tastverhältnis erhöht), wird der Strom der Relaisspulenleitung 12 erhöht und das Hochspannungsrelais 5 wird eingeschaltet. Wenn dagegen der Relaistreiber 11 ausgeschaltet wird (oder das PWM-Tastverhältnis verringert), wird der Strom der Relaisspulenleitung 12 verringert und das Hochspannungsrelais 5 wird ausgeschaltet.
  • Eine Leistungsquellen-IC 6 liefert Leistung zum Mikrocomputer 9 und zu anderen Schaltungen über Leistungsversorgungsleitungen 13, 14 und 15. Die Niederspannungsleistungsquelle 2 des Fahrzeugs wird zur Leistungsquellen-IC 6 über eine Leistungsversorgungsleitung 8 geliefert, die mit einer Schutzschaltung 7 versehen ist. Die Schutzschaltung 7 schützt die Leistungsquellen-IC 6 vor Fahrzeugrauschen. Eine Kommunikationsleitung 20 führt eine Kommunikation zwischen der Leistungsquellen-IC 6 und dem Mikrocomputer 9 durch. Ein Rücksetzsignal 22 ist ein Signal zum Zurücksetzen des Mikrocomputers 9. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das Rücksetzsignal 22 niedrig aktiviert wird und durch eine Diagnoseschaltung 23 der Leistungsquellen-IC 6 vom hohen Zustand auf den niedrigen Zustand geändert wird, der Mikrocomputer 9, der das Rücksetzsignal 22 empfängt, zurückgesetzt. Eine Diagnoseschaltung 24, die in den Mikrocomputer 9 eingebaut ist, führt auch eine Diagnose einer Anomalität des Rücksetzsignals 22 durch. In Abhängigkeit vom Typ des Mikrocomputers kann der Mikrocomputer 9 dazu konfiguriert sein, ein Signal zu erzeugen, um sich selbst zurückzusetzen.
  • Ein Wächterzeitgeber 21, der in die Leistungsquellen-IC 6 eingebaut ist, überwacht konstant den Betrieb des Mikrocomputers 9. Der Mikrocomputer 9 frischt periodisch den Wächterzeitgeber 21 in der Leistungsquellen-IC über die Kommunikationsleitung 20 auf. Die Kommunikationsleitung 20 wird auch verwendet, wenn der Mikrocomputer 9 ein Diagnoseanomalitäts-Flag oder dergleichen in der Leistungsquellen-IC 6 liest. Wenn das Auffrischen des Wächterzeitgebers 21 aufgrund einer Anomalität des Mikrocomputers 9 gestoppt wird, beurteilt die Leistungsquellen-IC 6, dass der Mikrocomputer 9 eine Anomalität aufweist, nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, ändert das Rücksetzsignal 22 vom hohen Zustand auf den niedrigen Zustand, um den Mikrocomputer 9 zurückzusetzen, und versucht, den Mikrocomputer 9 wiederherzustellen. Hier besteht der Grund dafür, dass die Beurteilung der Mikrocomputeranomalität durchgeführt wird, nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, seitdem die Auffrischung gestoppt ist, dass eine Beurteilungszeit zum zuverlässigen Bestimmen, dass es sich um einen Mikrocomputerausfall handelt, sichergestellt werden sollte. Die bestimmte Zeitdauer wird in einem Bereich von etwa mehreren Millisekunden bis mehreren Sekunden durch das System festgelegt.
  • Wenn eine PWM-Ausgabe 27 durch das Zurücksetzen des Mikrocomputers 9 ein anfänglicher Wert (niedrig) wird, wird der Relaistreiber 11 ausgeschaltet. Folglich wird der Strom, der durch die Spule des Hochspannungsrelais 5 fließt, abgetrennt und das Hochspannungsrelais 5 wird ausgeschaltet.
  • Das Rücksetzsignal 22 wird auch in eine Zwischenspeicherschaltung 25 eingegeben. Wenn das Rücksetzsignal 22 vom hohen Zustand auf den niedrigen Zustand niedrig aktiviert wird, gelangt ein Zwischenspeicherausgangssignal 26 in den niedrigen Zustand, und die Zwischenspeicherschaltung 25 gibt ein Signal aus, in dem die Ausgabe der Pufferschaltung 10 das PWM-Signal 27 ist. Da in diesem Fall der Mikrocomputer 9 zurückgesetzt wurde, ist die PWM-Ausgabe niedrig. Folglich wird eine Gate-Spannung des Relaistreibers 11 niedrig, der Relaistreiber 11 wird ausgeschaltet, der durch die Spule des Hochspannungsrelais 5 fließende Strom wird abgetrennt und das Hochspannungsrelais 5 wird ausgeschaltet. Die Zwischenspeicherschaltung 25 kann das Zwischenspeicherausgangssignal 26 auch durch ein erzwungenes Relais-AUS-Signal 28 auf den hohen Zustand setzen. Das heißt, wenn das erzwungene Relais-AUS-Signal 28 eingegeben wird, setzt die Zwischenspeicherschaltung 25 das Zwischenspeicherausgangssignal 26 auf den hohen Zustand und setzt die Ausgabe der Pufferschaltung 10 so, dass sie eine hohe Impedanz aufweist.
  • In dieser Weise ist die Batteriemanagementeinheit 1 so konfiguriert, dass, wenn der Mikrocomputer 9 zurückgesetzt wird (zur Zeit des Zurücksetzens des Mikrocomputers), das Hochspannungsrelais 5 ausgeschaltet wird. Zur Zeit des Stopps der Leistungsversorgung, bei dem die Leistungsversorgung von den Leistungsversorgungsleitungen 13 bis 15 gestoppt wird, wird auch die Gate-Spannung des Relaistreibers 11 ähnlich zur Zeit des Zurücksetzens des Mikrocomputers verringert, und daher wird das Hochspannungsrelais 5 ausgeschaltet. Die Leistungsquellen-IC 6 weist eine Ausgabe eines Ausfallsicherungssignals 30 auf, aber in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, wird es durch einen Pull-down-Widerstand 31 herabgesetzt und wird nicht verwendet. Schaltungselemente, die mit den Zeichen 32, 33, 34 und 35 bezeichnet sind, sind Widerstände. Der Mikrocomputer 9 überwacht eine Drain-Spannung des Relais-Treibers 11 durch einen AD-Eingang 36.
  • In den letzten Jahren wurde es vom Gesichtspunkt der Funktionssicherheit zu einem Problem, ob das Batteriesystem sicher gestoppt werden kann, wenn eine Anomalität im Batteriesystem besteht. Normalerweise wird im Batteriemanagementsystem, wie in 1 dargestellt, wenn die Batteriemanagementeinheit 1 eine Überladung oder Überentladung der Hochspannungsbatterie 102 detektiert, das Hochspannungsrelais 5 ausgeschaltet, um die Aufladung oder Entladung der Hochspannungsbatterie 102 zu stoppen, und das Batteriemanagementsystem wird in den sicheren Zustand umgeschaltet. In diesem Fall arbeitet der Mikrocomputer 9, um die PWM-Ausgabe 27 auf eine niedrige Ausgabe zu setzen und das Hochspannungsrelais 5 auszuschalten.
  • Wenn die Batteriemanagementeinheit 1 eine Anomalität aufweist, wird das Hochspannungsrelais 5 durch die folgende Trennungsverarbeitung ausgeschaltet. Das heißt, wenn der Mikrocomputer 9 eine Anomalität aufweist und der Wächterzeitgeber 21 in der Leistungsquellen-IC 6 nicht aufgefrischt werden kann, aktiviert die Leistungsquellen-IC 6 das Rücksetzsignal 22 niedrig, um den Mikrocomputer 9 zurückzusetzen, und schaltet das Hochspannungsrelais 5 auf AUS um.
  • Wenn im herkömmlichen Batteriemanagementsystem eine Anomalität in einem Pfad zum Zurücksetzen des Mikrocomputers 9 besteht, besteht jedoch ein Problem, dass der Mikrocomputer 9 nicht zurückgesetzt werden kann und das Hochspannungsrelais 5 nicht ausgeschaltet werden kann.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, selbst wenn das Hochspannungsrelais 5 durch die herkömmliche Trennungsverarbeitungsfunktion (nachstehend als erste Trennungsverarbeitungsfunktion bezeichnet) nicht ausgeschaltet werden kann, wenn eine Anomalität in der Batteriemanagementeinheit 1 auftritt, das Hochspannungsrelais 5 durch die nachstehend beschriebene zweite Trennungsverarbeitungsfunktion ausgeschaltet werden. 3 und 4 sind Ablaufpläne zum Erläutern eines speziellen Beispiels der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion.
  • (Erstes Beispiel der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion)
  • Zuerst wird ein erstes Beispiel der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion, die in 3 dargestellt ist, beschrieben. Hier wird die Trennungsverarbeitung in dem Fall, in dem eine Anomalität, bei der das Rücksetzsignal 22 während eines normalen Betriebs (1001) des Mikrocomputers 9 auf der hohen Seite klemmt (1002), auftritt, beschrieben. In diesem Fall detektiert die Diagnoseschaltung 23 in der Leistungsquellen-IC 6, dass das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt, und setzt ein Flag in der Leistungsquellen-IC 6 (1003). Die Details des zweiten Verfahrens zum Detektieren, dass das Rücksetzsignal 22 klemmt, in der Diagnoseschaltung 23 werden später beschrieben.
  • Wenn das Flag in der Leistungsquellen-IC 6 über die Kommunikationsleitung 20 bestätigt wird (1004), steuert der Mikrocomputer 9 die PWM-Ausgabe 27, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist (1005), und schaltet das Hochspannungsrelais 5 aus (1006). Aufgrund dessen wird die Aufladung oder Entladung der Hochspannungsbatterie 102 gestoppt (1007) und das Batteriemanagementsystem kann in den sicheren Zustand überführt werden. Hier besteht der Grund dafür, dass das Hochspannungsrelais 5 ausgeschaltet wird, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer seit der Bestätigung des Flag abgelaufen ist, dass eine Beurteilungszeit für das zuverlässige Bestimmen, dass es sich um einen Mikrocomputerausfall handelt, sichergestellt werden sollte, aber das Hochspannungsrelais 5 kann ausgeschaltet werden, bevor die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Die vorbestimmte Zeitdauer wird in einem Bereich von etwa mehreren Millisekunden bis mehreren Sekunden durch das System festgelegt.
  • (Zweites Beispiel der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion)
  • Als nächstes wird ein zweites Beispiel der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion mit Bezug auf 4 beschrieben.
  • Das zweite Beispiel ist auch die Trennungsverarbeitung in dem Fall, in dem eine Anomalität, bei der das Rücksetzsignal 22 des Mikrocomputers 9 während des normalen Betriebs (1001) auf der hohen Seite klemmt (1002), auftritt. Wie im Fall von 3 detektiert die Diagnoseschaltung 23 in der Leistungsquellen-IC 6, dass das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt, und setzt ein Flag in der Leistungsquellen-IC 6 (1003).
  • Wenn das gesetzte Flag gesetzt bleibt, bis eine vorbestimmte Zeitdauer abläuft, stoppt die Leistungsquellen-IC 6 die Leistungsversorgung von den Leistungsversorgungsleitungen 13 bis 15 (1104). Folglich stoppt der Mikrocomputer 9 das Arbeiten (1105). Aufgrund dessen wird das Hochspannungsrelais 5 durch die Hardware-Logik um den Mikrocomputer ausgeschaltet (1106) und das Aufladen oder Entladen der Hochspannungsbatterie 102 wird schließlich gestoppt (1107). Obwohl die Leistungsversorgung gestoppt wird, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, seitdem das Flag gesetzt wird, kann die Leistungsversorgung gestoppt werden, bevor die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Das Verfahren zum Stoppen der Leistungsversorgung im vorstehend beschriebenen Schritt 1104 umfasst einen Fall, in dem die Leistungsquellen-IC 6 selbst neu gestartet wird, oder einen Fall, in dem der Betrieb durch das Schlafen der Leistungsquellen-IC 6 gestoppt wird.
  • (Verfahren zur Detektion des hohen Klemmens)
  • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Detektion, dass das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt, durch die Leistungsquellen-IC 6 erläutert. Ein Treiber 501 zum Ansteuern des Rücksetzsignals 22 auf den niedrigen Pegel ist in der Leistungsquellen-IC 6 vorgesehen. Die Diagnoseschaltung 23 ist mit einem Diagnosetreiber 502 zum Testen, ob das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt, und einem Stromdetektionswiderstand 503 zum Detektieren eines Stroms, der durch den Diagnosetreiber 502 fließt, versehen. Die Diagnoseschaltung 23 führt eine Diagnoseverarbeitung in einem vorbestimmten Intervall aus.
  • Der Diagnosetreiber 502 befindet sich zur Zeit der Nicht-Diagnose im AUS-Zustand und der Diagnosetreber 502 befindet sich für eine kurze Zeitdauer zur Zeit der Diagnose im EIN-Zustand. Wenn der Diagnosetreiber 502 eingeschaltet wird, fließt ein Strom it durch den Stromdetektionswiderstand 503. Die Diagnoseschaltung 23 detektiert eine Spannung vt (durch einen Pull-up-Widerstand 32 und den Stromdetektionswiderstand 503 geteilte Spannung), die an den Stromdetektionswiderstand 503 zu dieser Zeit angelegt wird, und berechnet den Strom it durch die Gleichung (1). R_test ist der Widerstandswert des Stromdetektionswiderstandes 503. it = vt/R_test
    Figure DE112019000335T5_0001
  • Dann wird ein Widerstandswert R_pullup des Pull-up-Widerstandes 32 durch die Gleichung (2) berechnet. In dem Fall, in dem das Rücksetzsignal 22 normal ist, soll er it (normal) sein, und in dem Fall, in dem das Rücksetzsignal hoch klemmt, soll er it (hoch klemmend) sein, es gilt it (normal) < it (hoch klemmend), und daher gilt VC1/it (normal) > VC1/it (hoch klemmend) für den ersten Term auf der rechten Seite der Gleichung (2). VC1 ist eine Versorgungsspannung durch die Leistungsversorgungsleitung 14. Ein R_short-Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmen des hohen Klemmens wird im Voraus festgelegt, und wenn der Widerstandswert R_pullup, der durch die Gleichung (2) berechnet wird, eine Bedingungsgleichung (3) erfüllt, wird das Rücksetzsignal 22 als hoch klemmend bestimmt. Da in diesem Fall der Mikrocomputer 9 tatsächlich auf die Rücksetzoperation umschaltet, wenn die EIN-Zeit des Diagnosetreibers 502 lang ist, muss die EIN-Zeit in einem Umfang eine kurze Zeitdauer sein, dass der Mikrocomputer 9 nicht zurückgesetzt wird. R_pullup = VC1/it-R_test
    Figure DE112019000335T5_0002
     R_pullup < R_short-Bestimmungsschwellenwert
    Figure DE112019000335T5_0003
  • Wie in 6 dargestellt, können der in 5 dargestellte Diagnosetreiber 502 und Treiber 501 durch einen Treiber 521 verwirklicht sein. In diesem Fall wird der Gate-Ansteuerimpuls des Treibers 521 so festgelegt, dass er eine kurze Zeitdauer (Impuls zum Testen) zur Zeit der Diagnose ist, und eine lange Zeitdauer (Impuls zum Ansteuern) ist, wenn veranlasst wird, dass der Mikrocomputer 9 eine Rücksetzoperation durchführt.
  • In den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Beispielen wurde der Fall, in dem das Rücksetzsignal 22 normalerweise auf hoch hochgesetzt wird und die Rücksetzoperation bei niedrig durchgeführt wird, beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Konfiguration anwendbar, in der das Rücksetzsignal 22 immer auf den niedrigen Pegel herabgesetzt wird und das Rücksetzsignal 22 auf hoch gesetzt wird, wodurch der Mikrocomputer 9 zurückgesetzt wird. In diesem Fall ist die Diagnoseschaltung 23 dazu konfiguriert, eine Anomalität des Rücksetzsignals 22, das niedrig klemmt, zu detektieren.
  • Die Batteriemanagementeinheit 1 der ersten Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, erreicht die folgenden Operationen und Effekte.
  • (1) Die Batteriemanagementeinheit 1 umfasst das Hochspannungsrelais 5, das die elektrische Verbindung zwischen der Hochspannungsbatterie 102, die eine Sekundärbatterie ist, und dem Wechselrichter 130, der in 1 dargestellt ist, ein- und ausschaltet, und die Leistungsquellen-IC 6 und den Mikrocomputer 9 von 2, die die erste Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 zur Zeit der Anomalität der Batteriemanagementeinheit 1 und die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion zum Detektieren der Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion und Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 aufweisen.
  • Der Wechselrichter 130 ist eine externe Vorrichtung, das Hochspannungsrelais 5 ist eine Schalteinheit und die Leistungsquellen-IC 6 und der Mikrocomputer 9 sind Trennungssteuereinheiten.
  • Die erste Trennungsverarbeitungsfunktion ist eine Trennungsverarbeitung zum niedrigen Aktivieren des Rücksetzsignals 22, Zurücksetzen des Mikrocomputers 9 und Umschalten des Hochspannungsrelais 5 auf AUS, wenn der Mikrocomputer 9 eine Anomalität aufweist und der Wächterzeitgeber 21 in der Leistungsquellen-IC 6 nicht aufgefrischt werden kann. Wenn der Mikrocomputer 9 nicht zurückgesetzt werden kann, da eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion auftritt, führt die Leistungsquellen-IC 6 die zweite Trennungsverarbeitung zum Detektieren der Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion und Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 durch.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann durch Vorsehen der Leistungsquellen-IC 6 und des Mikrocomputers 9 (Trennungssteuereinheit), die die erste Trennungsverarbeitungsfunktion und die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion durchführen, das Hochspannungsrelais 5 durch die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion ausgeschaltet werden, selbst wenn eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 auftritt. Daher kann die Verarbeitung zum sicheren Stoppen des Batteriesystems zur Zeit einer Anomalität zuverlässiger durchgeführt werden.
  • (2) Der Mikrocomputer 9 weist eine Funktion zum Detektieren einer Überladung und Überentladung der Hochspannungsbatterie 102 auf und die Leistungsquellen-IC 6 weist eine Funktion als Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung auf, die den Mikrocomputer 9 überwacht. Als zweite Trennungsverarbeitungsfunktion detektiert die Leistungsquellen-IC 6 eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion, die im Beispiel der Ausführungsform eine Anomalität des hohen Klemmens des Rücksetzsignals 22 ist, das in 3 dargestellt ist, und setzt ein Flag und der Mikrocomputer 9 detektiert das Flag und bewirkt, dass das Hochspannungsrelais 5 eine Ausschalt-Operation durchführt. Selbst wenn eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion auftritt, kann daher das Hochspannungsrelais 5 durch die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion zuverlässig ausgeschaltet werden.
  • (3) Ferner weist der Mikrocomputer 9 die Funktion zum Detektieren einer Überladung und Überentladung der Hochspannungsbatterie 102 auf und die Leistungsquellen-IC 6 weist die Funktion als Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung auf, die den Mikrocomputer 9 überwacht. Als zweite Trennungsverarbeitungsfunktion stoppt die Leistungsquellen-IC 6 die Leistungsversorgung für den Mikrocomputer 9. In dem Beispiel der Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, wird als zweite Trennungsverarbeitungsfunktion eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion des Rücksetzsignals 22, das hoch klemmt, detektiert, ein Flag wird gesetzt und die Leistungsversorgung für den Mikrocomputer 9 wird gestoppt. Wie vorstehend beschrieben, umfasst der Leistungsversorgungsstopp hier den Leistungsversorgungsstopp, der durch den Neustart der Leistungsquellen-IC 6 und den Betriebsstopp durch den Schlaf verursacht wird. Selbst wenn eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion auftritt, kann daher das Hochspannungsrelais 5 durch die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion zuverlässig ausgeschaltet werden.
  • < Zweite Ausführungsform>
  • 7 ist ein Diagramm, das die zweite Ausführungsform der Batteriemanagementeinheit darstellt. In der zweiten Trennungsverarbeitungsfunktion, die in den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Beispielen dargestellt ist, wird das Hochspannungsrelais 5 durch die Anweisung des Mikrocomputers 9 oder durch Stoppen des Betriebs des Mikrocomputers 9 ausgeschaltet, wenn eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion unter Verwendung des Rücksetzsignals 22 auftritt. In der nachstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird andererseits das Hochspannungsrelais 5 unter Verwendung des Ausfallsicherungssignals 30 der Leistungsquellen-IC nicht über den Mikrocomputer 9 ausgeschaltet, wenn eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion auftritt.
  • Wie in 7 dargestellt, wird das Ausfallsicherungssignal 30 durch einen Pull-up-Widerstand 231 hochgesetzt. Wenn eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion durch den Mikrocomputer 9 detektiert wird, kann die Leistungsquellen-IC 6 das Ausfallsicherungssignal 30 durch Einschalten eines Treibers 232 niedrig aktivieren. Wenn das Ausfallsicherungssignal 30 niedrig aktiviert wird, wird eine Ausgabe 340 der Zwischenspeicherschaltung 25 auf hoch gesetzt. Folglich weist die Ausgabe der Pufferschaltung 10 eine hohe Impedanz auf, der Relaistreiber 11 wird ausgeschaltet, da das Gate-Signal durch den Pull-down-Widerstand 29 herabgesetzt wird, und schließlich wird das Hochspannungsrelais 5 ausgeschaltet. Andere Konfigurationen der Batteriemanagementeinheit 1 sind dieselben wie jene der in 2 dargestellten Batteriemanagementeinheit 1.
  • Die Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion ist beispielsweise, dass das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist die Batteriemanagementeinheit der zweiten Ausführungsform konfiguriert, wie in 7 dargestellt, und die Verwendung des Ausfallsicherungssignals 30 ermöglicht, dass das Hochspannungsrelais 5 ohne den Betrieb des Mikrocomputers 9 ausgeschaltet wird. Da in diesem Fall das Hochspannungsrelais 5 nicht über den Mikrocomputer 9 ausgeschaltet werden kann, besteht ein Vorteil, dass die Batteriemanagementeinheit schnell auf einen sicheren Zustand umgeschaltet werden kann und die Steuerung vereinfacht werden kann.
  • 8 ist ein Ablaufplan der Trennungsverarbeitung, wenn das Hochspannungsrelais 5 unter Verwendung des Ausfallsicherungssignals 30 ausgeschaltet wird, wie in 7 dargestellt. Die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion, wenn das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt, wird mit Bezug auf 8 beschrieben. Wenn das Rücksetzsignal 22 während des normalen Betriebs des Fahrzeugs (1001) hoch klemmt (1002), detektiert als zweite Trennungsverarbeitungsfunktion die Leistungsquellen-IC 6, dass das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt (1203), und aktiviert das Ausfallsicherungssignal 30 niedrig, um die Ausgabe 340 der Zwischenspeicherschaltung 25 auf hoch zu setzen (1204). Folglich weist die Ausgabe der Pufferschaltung 10 eine hohe Impedanz auf und das Hochspannungsrelais 5 wird ausgeschaltet. Das heißt, die Leistungsquellen-IC 6 schaltet das Hochspannungsrelais 5 nicht über den Mikrocomputer 9 aus. Das Aufladen oder Entladen der Hochspannungsbatterie 102 wird durch Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 gestoppt (1205).
  • In vielen Fällen wird die Verarbeitung von Schritt 1204 ausgeführt, nachdem der Zustand von Schritt 1203 (dass das Rücksetzsignal 22 hoch klemmt) für eine bestimmte Zeitdauer fortfährt. Danach wird das Aufladen oder Entladen der Hochspannungsbatterie 102 durch die Verarbeitung von Schritt 1205 verboten.
  • Die Batteriemanagementeinheit der zweiten Ausführungsform weist die folgenden Operationen und Effekte durch die Konfiguration von 7 auf. Die Batteriemanagementeinheit umfasst den Mikrocomputer 9, der eine Überladung und Überentladung der Hochspannungsbatterie 102 detektiert, und die Leistungsquellen-IC 6 als Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung, die den Mikrocomputer 9 überwacht, und als zweite Trennungsverarbeitungsfunktion detektiert die Leistungsquellen-IC 6 eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion und bewirkt nicht über den Mikrocomputer 9, dass das Hochspannungsrelais 5 eine Ausschalt-Operation durchführt. Wie in 8 dargestellt, detektiert beispielsweise als zweite Trennungsverarbeitungsfunktion die Leistungsquellen-IC 6 eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion des hohen Klemmens des Rücksetzsignals 22 und aktiviert das Ausfallsicherungssignal 30 niedrig, wodurch bewirkt wird, dass das Hochspannungsrelais 5 eine Ausschalt-Operation durchführt.
  • Wie im Fall der ersten Ausführungsform kann folglich, selbst wenn eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 auftritt, das Hochspannungsrelais 5 durch die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion ausgeschaltet werden, und die Verarbeitung des sicheren Stoppens des Batteriesystems zur Zeit der Anomalität kann zuverlässiger durchgeführt werden.
  • In der zweiten Ausführungsform kann ferner das Batteriesystem durch Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 nicht über den Mikrocomputer 9 in einen sicheren Zustand umgeschaltet werden.
  • Da die Ausführung durch Hardware dominant ist, wird außerdem das Mikrocomputerprogramm im Vergleich zu jenem in der ersten Ausführungsform vereinfacht. Da der Mikrocomputer 9 keine Beurteilung durchführt, kann überdies das Batteriesystem leichter als im Fall der ersten Ausführungsform in einen sicheren Zustand umgeschaltet werden.
  • In den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen weist die Leistungsquellen-IC 6 eine Funktion als Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung auf und detektiert eine Anomalität des Mikrocomputers 9 durch die Wächterzeitgeberfunktion zum Zurücksetzen des Mikrocomputers 9. Folglich kann die Verwendung der Funktion der Leistungsquellen-IC 6 als Funktion zum Überwachen des Mikrocomputers 9 die Kosten der Mikrocomputerüberwachungsfunktion verringern. Die Leistungsquellen-IC 6 muss jedoch nicht notwendigerweise auch als Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung verwendet werden und eine Mikrocomputerüberwachungsfunktion (Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung) kann separat von der Leistungsquellen-IC 6 vorgesehen sein. 9 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel einer Trennungsverarbeitung in dem Fall darstellt, in dem eine solche Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung vorgesehen ist. Der in 8 dargestellte Ablaufplan ist ein Beispiel der in 9 dargestellten Verarbeitung, wobei die Leistungsquellen-IC 6 als Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung verwendet wird.
  • Die Mikrocomputerüberwachungsfunktion (Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung) bedeutet mindestens eine Funktion (Vorrichtung) mit einer Wächterzeitgeberfunktion, die in der Lage ist, den Mikrocomputer 9 zurückzusetzen, wenn eine Mikrocomputeranomalität beurteilt wird.
  • Wenn in 9 eine Anomalität in der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion (1302) während des normalen Betriebs des Fahrzeugs (1001) auftritt, detektiert die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung die Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion (1303). Die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung, die die Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion detektiert hat, schaltet das Hochspannungsrelais 5 aus (1304). Aufgrund dessen wird die Aufladung oder Entladung der Hochspannungsbatterie 102 gestoppt (1305). Als Verfahren zum Ausschalten des Hochspannungsrelais 5 kann beispielsweise das Hochspannungsrelais 5 durch Zurücksetzen des Mikrocomputers 9 oder Stoppen der Leistungsversorgung für den Mikrocomputer 9 ausgeschaltet werden, wie vorstehend beschrieben, oder das Hochspannungsrelais 5 kann unter Verwendung des Ausfallsicherungssignals ausgeschaltet werden, wie in der in 7 dargestellten Konfiguration.
  • Obwohl verschiedene Ausführungsformen vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Andere Aspekte, die innerhalb des Schutzbereichs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind auch innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung enthalten. In den obigen Ausführungsformen wurde beispielsweise die Sekundärbatteriemanagementeinheit einer an einem Fahrzeug zu montierenden Sekundärbatterie als Beispiel beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Sekundärbatteriemanagementeinheit einer anderen Sekundärbatterie als einer Sekundärbatterie für ein Fahrzeug angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Batteriemanagementeinheit
    5
    Hochspannungsrelais
    6
    Leistungsquellen-IC
    9
    Mikrocomputer
    11
    Relaistreiber
    22
    Rücksetzsignal
    23,24
    Diagnoseschaltung
    25
    Zwischenspeicherschaltung
    30
    Ausfallsicherungssignal
    100
    Steuereinheit hoher Ordnung
    102
    Hochspannungsbatterie
    120
    Hochspannungsrelaisgruppe
    121
    positives Hauptrelais
    122
    Vorladungsrelais
    123
    negatives Hauptrelais
    124
    positives Aufladungseinrichtungsrelais
    125
    negatives Aufladungseinrichtungsrelais
    130
    Wechselrichter
    131
    Aufladungseinrichtung
    140
    Relaistreibergruppe
    232,501,
    Treiber
    521
     
    502
    Diagnosetreiber
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010200553 A [0005]

Claims (7)

  1. Batteriemanagementeinheit, die umfasst: eine Schalteinheit, die eine elektrische Verbindung zwischen einer Batterie und einer externen Vorrichtung ein- und ausschaltet; und eine Trennungssteuereinheit, die eine erste Trennungsverarbeitungsfunktion zum Ausschalten der Schalteinheit zu einer Zeit einer Anomalität in der Batteriemanagementeinheit und eine zweite Trennungsverarbeitungsfunktion zum Detektieren einer Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion und Ausschalten der Schalteinheit aufweist, wobei die Batteriemanagementeinheit die Batterie überwacht und steuert.
  2. Batteriemanagementeinheit nach Anspruch 1, wobei die Trennungssteuereinheit einen Mikrocomputer, der eine Überladung und Überentladung der Batterie detektiert, und eine Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung, die den Mikrocomputer überwacht, umfasst, und die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung als die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion detektiert und ein Flag setzt und der Mikrocomputer das Flag detektiert und bewirkt, dass die Schalteinheit eine Ausschalt-Operation durchführt.
  3. Batteriemanagementeinheit nach Anspruch 1, wobei die Trennungssteuereinheit einen Mikrocomputer, der eine Überladung und Überentladung der Batterie detektiert, und eine Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung, die den Mikrocomputer überwacht, umfasst, und die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung als die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion die Leistungsversorgung für den Mikrocomputer stoppt.
  4. Batteriemanagementeinheit nach Anspruch 1, wobei die Trennungssteuereinheit einen Mikrocomputer, der eine Überladung und Überentladung der Batterie detektiert, und eine Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung, die den Mikrocomputer überwacht, umfasst, und die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung als die zweite Trennungsverarbeitungsfunktion eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion detektiert und nicht über den Mikrocomputer bewirkt, dass die Schalteinheit eine Ausschalt-Operation durchführt.
  5. Batteriemanagementeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion eine Anomalität eines Rücksetzsignals zum Zurücksetzen des Mikrocomputers ist.
  6. Batteriemanagementeinheit nach Anspruch 5, wobei das Rücksetzsignal zum Mikrocomputer übertragen wird, wenn die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung eine Anomalität der ersten Trennungsverarbeitungsfunktion detektiert, und der Mikrocomputer, der das Rücksetzsignal empfangen hat, die Schalteinheit ausschaltet.
  7. Batteriemanagementeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Mikrocomputerüberwachungsvorrichtung eine Leistungsquellen-IC ist, die elektrische Leistung zum Mikrocomputer liefert.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113067528B (zh) * 2019-12-31 2023-01-06 比亚迪股份有限公司 电机控制系统和具有其的车辆
US11458845B2 (en) 2020-10-19 2022-10-04 Vitesco Technologies USA, LLC High voltage circuit and method for controlling a contactor in electric vehicles
CN113232510B (zh) * 2021-04-13 2022-12-27 东风汽车集团股份有限公司 动力电池高压断电保护系统、方法及存储介质
US20230109877A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 Sygnal Technologies, Inc. Fail-Safe Signal Injection

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4171449B2 (ja) * 2004-06-30 2008-10-22 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
JP2010200553A (ja) 2009-02-26 2010-09-09 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
KR101413251B1 (ko) * 2010-08-13 2014-06-27 주식회사 엘지화학 2차 전지 관리 장치
JP5246230B2 (ja) * 2010-09-13 2013-07-24 株式会社デンソー 車両用電子制御装置
ES2588355T3 (es) * 2010-12-22 2016-11-02 Kyushu Electric Power Co., Inc. Dispositivo de suministro eléctrico
JP5787997B2 (ja) * 2011-05-31 2015-09-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
JP5598499B2 (ja) * 2012-06-15 2014-10-01 株式会社デンソー 電池監視装置
WO2014045785A1 (ja) * 2012-09-24 2014-03-27 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置
JP6003722B2 (ja) * 2013-03-01 2016-10-05 株式会社デンソー 電池監視装置
US10107866B2 (en) * 2014-02-17 2018-10-23 Lg Chem, Ltd. Battery management system for outputting signal, capable analyzing whether error has occured, and battery driving system including same
JP2016092547A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 株式会社デンソー 制御システム
JP6354612B2 (ja) * 2015-02-06 2018-07-11 株式会社デンソー 集積回路
KR101780396B1 (ko) * 2015-06-29 2017-09-20 주식회사 코캄일렉트로닉스 배터리 보호 장치 및 방법
US9837838B2 (en) * 2015-07-21 2017-12-05 Bsb Power Company Ltd Collecting module, new lead-acid battery, charge and discharge control device and intelligent battery
CN205509592U (zh) * 2016-04-05 2016-08-24 深圳市沃特玛电池有限公司 一种新型电池管理系统
CN106364348B (zh) * 2016-09-26 2019-08-27 华为技术有限公司 一种充电桩
US10916396B2 (en) * 2017-08-24 2021-02-09 Yazaki Corporation Load controller and load control method
CN107839485B (zh) * 2017-10-26 2020-10-13 杭州泰宏新能源技术有限公司 集成bms模块的高压配电系统
JP7082755B2 (ja) * 2018-02-15 2022-06-09 株式会社ジェイテクト 電源装置

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