电力存储装置、电力系统和电动车辆制造方法及图纸

一种蓄电模块，包括：多个电池；主监控电路，被配置为检测多个电池的操作状态；微控制器单元，经由主通信路径连接至主监控电路；以及辅助监控电路，经由辅助通信路径连接至微控制器单元。辅助监控电路被配置为在确定主通信路径异常或主监控电路的操作状态异常时检测多个电池的操作状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力存储装置、电力系统和电动车辆
本公开涉及电力存储装置、电力系统以及利用来自电力存储装置的电力的电动车辆。
技术介绍
近年来，诸如锂离子电池的二次电池的使用迅速扩展到其中结合了诸如太阳能电池与风力发电的新能源系统的用于电力存储的电力存储装置和用于车辆的蓄电池等。当使用多个蓄电元件时，例如，单位电池(unit battery)(也被称为单电池。在下面的描述中适当地称之为电池单元)生成大的输出时，采用其中多个蓄电模块串联的配置。蓄电模块通过将多个电池单元(例如，四个)并联和/或串联来配置电池块(battery block)。通过将多个电池块收纳在外部壳体中来配置蓄电模块(也被称之为电池组)。 进一步地，已知一种电力存储装置，其中，连接多个蓄电模块并在多个蓄电模块中设置共用控制装置(适当地称之为主微控制器单元(main microcontroller unit))。配置电力存储装置使得每个蓄电模块具有模块控制器并且经由通信路径在模块控制器与主微控制器单元之间进行通信。 每个蓄电模块均具有模块控制器(适当地称之为子微控制器单元(sub-microcontroller unit)),该模块控制器由监控电路和微型计算机组成以监控电池单元的状态并检测异常。监控电路监控每个电池单元的电压，利用比较器比较预定的阈值和每个电池单元的电压，并输出指示其正常/异常的检测信号(例如，I位检测信号)。 当对电池充电时，将每个电池单元的电压与预定值进行比较，并生成表示该电压是否为过压(适当地称之为0V)的检测信号。当电池放电时，将每个电池单元的电压与预定值进行比较，并生成表示该电压是否为欠压(undervoltage)(适当地称之为UV)的检测信号。当对电池进行充电和放电时，将电池单元中流动的电流值与预定值进行比较，并生成表示该电流是否为过流(适当地称之为0C)的检测信号。进一步地，当对电池进行充电和放电时，分别将每个电池单元的温度与预定值进行比较，并生成表示该温度是否处于过热状态(适当地称之为0T)的检测信号。 进一步地，将每个电池单元的电压和电流提供给每个模块的子微控制器单元，并进行其中均等化多个电池单元的电压的平衡调整。上述监控电路的检测信号经由通信路径被提供给子微控制器单元。进一步地，将检测信号从子微控制器单元经由通信路径传输至主微控制器单元。主微控制器单元从每个蓄电模块接收检测信号并且控制充电和放电操作。 例如，在PTL I中公开了用于车辆的DC供电系统，该DC供电系统由具有一组多个电池单元的电池模块和连接至电池模块的单元控制器组成。在PTL I中公开的蓄电池控制器具有集成电路，该集成电路具有与上述监控电路相同的功能。 引用列表 专利文献 PTLl:日本未经审查专利申请公开第2009-089487号
技术实现思路
技术问题 在电池系统(DC电源系统)中，要求用语每个蓄电模块的监控电路(PTL I中的电池控制器的集成电路)正常操作，以正确检测每个电池单元的状态。当监控电路异常时，主微控制器单元无法正确确定电池单元的状态，并且可能无法正确控制电池的充电和放电。进一步地，当监控电路与子微控制器单元之间的通信路径，或子微控制器单元与主微控制器单元之间的通信路径也发生异常时，会出现相似的问题。 上述PTL I中的问题在于当集成电路发生异常时，无法使用由集成电路控制的电池单元组。 因此，本专利技术的目的在于提供一种电力存储装置、电力系统和电动车辆，其防止监控电路或通信路径发生异常时无法监控电池单元的状态的问题。 问题的解决方案 在一个实施方式中，蓄电模块包括:多个电池；主监控电路(primary monitoringcircuit)，被配置为检测多个电池的操作状态；微控制器单元，经由主通信路径连接至主监控电路；以及辅助监控电路(secondary monitoring circuit),经由辅助通信路径连接至微控制器单元。辅助监控电路被配置为在做出主通信路径中的异常，或主监控电路的操作状态中的异常的确定时检测多个电池的操作状态。 在另一个实施方式中，电池系统包括:电子控制单元；连接至电子控制单元的多个主微控制器单元；以及与每一个主微控制器单元连接的多个蓄电模块。每一个蓄电模块均包括:多个电池；主监控电路，被配置为检测多个电池的操作状态；子微控制器单元，经由主通信路径连接至主监控电路；以及辅助监控电路，经由辅助通信路径连接至模块控制器，该辅助监控电路被配置为在做出主通信路径中的异常，或主监控电路的操作状态中的异常的确定时检测多个电池的操作状态。 在另一个实施方式中，一种电动车辆，该电动车辆包括蓄电模块，该蓄电模块包括:多个电池；主监控电路，被配置为检测多个电池的操作状态；微控制器单元，经由主通信路径连接至主监控电路；以及辅助监控电路，经由辅助通信路径连接至模块控制器，该辅助监控电路被配置为在做出主通信路径中的异常，或主监控电路的操作状态中的异常的确定时检测多个电池的操作状态。电动车辆还包括转换器，该转换器被配置为接收并且转换从蓄电模块提供的电力的供应，并将所转换的电力提供给电动车辆的组件。 专利技术的效果 根据本专利技术，可在第一监控部发生故障时使用第二监控部替代第一监控部的功能来继续对电池进行充电和放电。 【附图说明】 图1为电力存储装置的示例的框图。 图2为示出了电力存储装置中的控制器单元的关系的框图。 图3为设置用于本公开中的每个蓄电模块的控制部的示例的框图。 图4为用于说明本公开中的自诊断的流程图。 图5为用于说明本公开中的自诊断的流程图。 图6为设置用于本公开中的每个蓄电模块的控制部的另一个示例的框图。 图7为用于说明本公开中的自诊断的另一个示例的流程图。 图8为具有本公开的模块之间的平衡电路的蓄电系统的应用例的第一示例的框图。 图9为具有本公开的模块之间的平衡电路的蓄电系统的应用例的第二示例的框图。 【具体实施方式】 下文所述的实施方式为本公开的优选特定示例，并增加了各种技术上有利的限制。但是，在以下说明中，本公开的范围并不限于这些实施方式，除有明确提及进行限制。 电力存储装置 当使用多个蓄电元件(例如，电池单元)时，采用其中多个蓄电单元(下文称为蓄电模块)连接并在多个蓄电模块中提供共用控制装置的配置，以生成大的输出。该配置被称为电力存储装置。除了电池，可将电容器等用作电力存储单元。 蓄电模块是其中组合电池部与用于每个模块提供的模块控制器的单元，电池部包括串联连接的多个电池单元(例如，锂离子二次电池)或串联连接的多个并联的电池单元(电池块)。并且每个模块控制器的子微控制器单元连接至作为整体控制装置的主微控制器单元，并且主微控制器单元执行充电管理、放电管理、退化抑制管理等。 经由用于每个存储模块的总线连接模块控制器和主微控制器单元。使用串行接口作为总线。具体地，作为串行接口，可使用SM总线(系统管理总线)、CAN(控制器局域网)、SPI (串行外围接口)等。 子微控制器单元的每个模块控制器和主微控制器单元执行通信。换句话说，每个蓄电模块的内部状态信息，即，电池信息(诸如每个电池单元的电压和整个模块的电压的信息、电流信息或温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电模块，包括：多个电池；主监控电路，被配置为检测所述多个电池的操作状态；微控制器单元，经由主通信路径连接至所述主监控电路；以及辅助监控电路，经由辅助通信路径连接至所述微控制器单元，所述辅助监控电路被配置为在确定所述主通信路径异常或者所述主监控电路的操作状态异常时检测所述多个电池的操作状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.06 JP 2012-0227151.一种蓄电模块，包括: 多个电池； 主监控电路，被配置为检测所述多个电池的操作状态； 微控制器单元，经由主通信路径连接至所述主监控电路；以及辅助监控电路，经由辅助通信路径连接至所述微控制器单元，所述辅助监控电路被配置为在确定所述主通信路径异常或者所述主监控电路的操作状态异常时检测所述多个电池的操作状态。2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，所述主通信路径为无线通信路径。3.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，所述主监控电路和/或所述第二监控电路通过确定所述多个电池的电压数据、温度数据和/或电流数据是否在预定范围内来检测所述多个电池的正常操作状态或异常操作状态。4.根据权利要求3所述的蓄电模块，其中，所述主监控电路包括: 通信单元；以及 第一 Α/D转换器和比较器单元，连接至所述通信单元，所述第一 Α/D转换器和比较器单元被配置为: 从电池电压多路复用器接收所述多个电池的所述电压数据，并且输出所述电压数据和在电压阈值与每个电池的电 压之间的比较结果；以及 从电池温度多路复用器接收所述多个电池的所述温度数据，并且输出所述温度数据和在温度阈值与每个电池的温度之间的比较结果。5.根据权利要求4所述的蓄电模块，其中，所述主监控电路进一步包括: 电阻器，连接至所述多个电池；以及 第二 Α/D转换器和比较器单元，连接至所述通信单元，所述第二 Α/D转换器和比较器单元被配置为: 接收从所述电阻器输出的所述多个电池的所述电流数据，并且输出所述电流数据和在电流阈值与电池的电流之间的比较结果。6.根据权利要求3所述的蓄电模块，其中，所述主监控电路和/或所述第二监控电路被配置为经由所述主通信路径将检测信号传输至所述微控制器单元，所述检测信号基于所述电压数据、所述温度数据和所述电流数据中的一个或多个来指示所述多个电池的正常操作状态或异常操作状态。7.根据权利要求3所述的蓄电模块，进一步包括: 电力线；以及 断路开关，连接至所述主监控电路和/或所述第二主电路，并且插入在所述电力线上，其中，当所述断路开关接收指示所述多个电池的所述异常操作状态的信号时，所述断路开关切断来自所述电力线的电力。8.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，所述主监控电路包括自诊断电路，所述自诊断电路被配置为执行集成电路测试以确定所述主监控电路中的电路块的操作状态。9.根据权利要求8所述的蓄电模块，其中，所述自诊断电路被配置为如果预定数量的集成电路测试结果确定了所述电路块的操作状态为异常时，则通过所述辅助监控电路启动所述蓄电模块的监控和控制操作。10.根据权利要求1所述的蓄电模块， 其中，所述主监控电路包括通信单元，所述通信单元被配置为经由所述主通信路径与所述微控制器单元通信关于所述多个电池的操作状态的数据，并且 其中，所述微控制器单元被配置为通过以下各项来确定所述主通信路径的异常: 确定预定的时间量内没有从所述通信单元通信数据；或者 确定在做出了针对所述数据的请求之后，所述微控制器单元没有从所述通信单元接收到响应。11.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，所述辅助监控电路的电子配置与所述主监控电路的电子配置相同。12.—种电池系统,包括: 电子控制单元； 多个主微控制器单元，连接至所述电子控制单元；以及 多个蓄电模块，连接至各个所述主微控制器单元，每个所述蓄电模块包括: 多个电池； 主监控电路，被配置为检测所述多个电池的操作状态； 子微控制器单元，经由主通信路径连接至所述主监控电路；以及辅助监控电路，经由辅助通信路径连接至模块控制器，所述辅助监控电路被配置为在确定所述主通信路径异常或者所述主监控电路的操作状态异常时检测所述多个电池的操作状态。13.根据权利要求12所述的电池系统，其中，对于每个蓄电模块，所述主通信路径为无线通信路径。14.根据权利要求12所述的电池系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅野直之，佐藤守彦，梅津浩二，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP