电池监视装置制造方法及图纸

公开了一种电池监视装置，其包括：控制单元；电元件，分别与电池单元并联连接；主模数转换器(211，212)，经由电元件分别连接到电池单元以及分别检测电池单元的电压；以及辅模数转换器(221，222)，不使用电元件而分别连接到电池单元以及分别检测电池单元的电压。控制单元基于主模数转换器(211，212)检测到的第一电压检测值和辅模数转换器(221，222)检测到的第二电压检测值而确定每个电元件中是否存在故障。当控制单元确定电元件中的至少一个电元件中存在泄漏故障时，与正常控制期间所使用的充电程度的控制范围相比，控制单元限制充电程度的控制范围。

【技术实现步骤摘要】
电池监视装置
本专利技术涉及一种电池监视装置。
技术介绍
存在一种传统的半导体电路，在该半导体电路中，当对放电电路中的均衡切换元件的均衡功能执行诊断时，执行初始操作，以使得比较电路中的电容器以与信号线的电压与阈值电压之间的差对应的电力进行充电，并且比较电路中的另一电容器以与另一信号线的电压与阈值电压之间的差对应的电力进行充电。在比较操作中，信号线彼此连接以使得电压输入到每个电容器。在没有执行均衡处理的情况下，当输出为L电平(低电平)时，确定正常执行均衡功能，而当输出为H电平(高电平)时，确定存在故障，并且在执行均衡处理的情况下，当输出为H电平时，确定正常执行均衡功能，而当输出为L电平时，确定存在故障(例如，参考日本专利申请公布第2012-147587号)。在现有技术的上述电路中，当在电容器中存在泄漏时，电容器的检测电压小于电容器的实际电压，因此，可能发生过度充电。此外，当与其电压被监视的电池单元并联连接的电元件中存在泄漏时以及当诸如电容器的电元件中存在泄漏时，可能引起过度充电。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电池监视装置，其抑制了由于与电池单元并联连接的电元件中的泄漏而引起的过度充电。本专利技术的一方面涉及一种电池监视装置，其包括：控制单元，布置在包括多个电池单元的电池组的外部；多个电元件，分别与电池单元并联连接；多个主模数转换器，分别经由电元件连接到电池单元以及分别检测电池单元的电压；以及多个辅模数转换器，分别不使用电元件而连接到电池单元以及分别检测电池单元的电压。控制单元基于相应主模数转换器检测到的第一电压检测值和相应辅模数转换器检测到的第二电压检测值，确定电元件中的每个电元件中是否存在故障；以及当控制单元确定电元件中的至少一个电元件中存在泄漏故障时，与在正常控制期间所使用的充电程度的控制范围相比，控制单元限制充电程度的控制范围。因此，根据本专利技术的该方面，可以提供抑制了由于与电池单元并联连接的电元件中的泄漏而引起的过度充电的电池监视装置。附图说明以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：图1是示出根据本专利技术的实施例的包括电池监视装置的电池部件的图；图2是示出电池单元与IC芯片之间的电路以及IC芯片的内部配置的图；图3是示出SOC的控制范围与电池单元电压之间的关系的图；图4是示出故障部位、故障详情、检测方法、关于自动防故障处理的优先级和控制范围之间的关系的图；图5是示出当在滤波电容器中存在开路故障时的电池单元电压的上升波形的图；图6是示出从IC芯片传送到ECU的数据的图；图7A和图7B示出了示出ECU执行的自动防故障处理的(第一)流程图；以及图8示出了示出ECU执行的自动防故障处理的(第二)流程图。具体实施方式在下文中，将描述本专利技术的实施例。图1示出了包括根据实施例的电池监视装置的电池部件100。根据第一实施例的电池部件100包括作为主要构成元件的电控制单元(ECU)110和组120。组120包括多个电池单元150和“n”个集成电路(IC)芯片160(即，IC芯片160的数量是“n”)(“n”是等于或大于1的整数)。根据第一实施例的电池监视装置包括ECU110、包括在组120中的IC芯片160以及IC芯片160与电池单元150之间的电路。电池部件100用作传感器控制装置，该传感器控制装置确定例如混合动力车辆或电动车辆(EV)中的电池的状态。图1示出了作为电池监视装置的构成元件的一个ECU110和“n”个IC芯片160(可称为IC1至ICn)(“n”是等于或大于1的整数)。图1示出了作为ECU110的构成元件的微计算机111。ECU110经由总线101连接到其它组。IC1至ICn和ECU110以菊花链模式经由信号线170彼此连接。信号在箭头指示的方向上被转发至每条信号线170。在图1中，从ECU110传送的命令等以Tx指示，并且ECU110接收的命令、数据等以Rx指示。在该情况下，距ECU110最远的ICn被称为最上IC芯片160。距ECU110最近的IC1被称为最下IC芯片160。IC1至ICn中的每个均包括四个模数(A/D)转换器。IC1至ICn中的每个检测包括在相应块150B中的四个电池单元150的输出电压，并且使用A/D转换器将所检测到的输出电压转换成数字值，从而获得电压数据。此外，响应于从ECU110传送的电压检测命令，IC1至ICn中的每个经由信号线170将指示四个输出电压的电压数据传送到ECU110。当电压检测命令输入到每个IC芯片160时，IC芯片160生成指示四个电池单元150的输出电压的电压数据，并且经由信号线170将电压数据传送到ECU110。每个IC芯片160将电压检测命令转发到其它IC芯片160，并且转发从其它IC芯片160传送的电压数据。每个IC芯片160仅响应于来自ECU110的命令而进行操作。例如，每个电池单元150是锂离子蓄电池，即，由电解质中的锂离子导电的蓄电池。在具有上述配置的电池部件100中，每个IC芯片160将关于四个电池单元150的电压数据传送到ECU110。基于从每个IC芯片160传送的电压数据，ECU110通过对包括在组120中的电池单元150中的、其输出电压等于或大于预定电压的电池单元150进行放电，对包括在组120中的电池单元150的输出电压进行调整。“电池单元150的输出电压”的含义与“电池单元150的两个端子之间的电压”或“充电电压”的含义相同。尽管图1示出了一个组120，但是其它组与这一个组120串联或并联连接。继电器121设置在图1所示的组120与其它组之间。每个IC芯片160是监视电池单元150的输出电压(电池单元电压)的监视集成电路(IC)。IC芯片160的总数和每个IC编号(1至n中的每个)存储在ECU110中，并且当传送电压检测命令时这些信息被包括在电压检测命令中。当ECU110确定在组120或信号线170中存在故障时，ECU110执行自动防故障处理。自动防故障处理是对电池部件100中的充电-放电处理进行限制的处理。例如，当执行自动防故障处理时，电池部件被控制为输出预定小电力，或者禁止对组120的充电-放电控制。稍后将描述确定ECU110是否应该执行自动防故障处理的处理。图2示出了电池单元150与IC芯片160之间的电路和IC芯片160的内部配置。图2示出了与两个电池单元150对应的部分。每个电池单元150经由一对熔断器151连接到一个齐纳二极管152。齐纳二极管152被设置用于在电池单元150的电压波动时稳定电池单元150的电压。由于设置了齐纳二极管152，因此当电池单元150过度充电时，电流在熔断器151和齐纳二极管152中流动以切断熔断器151。每个齐纳二极管152经由一对电阻器R连接到一个滤波电容器153。电阻器R和滤波电容器153构成RC滤波器。RC滤波器设置在主模数(A/D)转换器212与电池单元150之间以去除高频噪声。滤波电容器153的端部分别连接到IC芯片160的端子161B、161C、161D和161E。图2示出了IC芯片160的端子161A至161F。即，在图2中，端子161A至161F的右侧的部分布置在IC芯片160内(即，IC芯片16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池监视装置，其特征在于包括：控制单元，布置在包括多个电池单元的电池组的外部；多个电元件，分别与所述电池单元并联连接；多个主模数转换器(211，212)，分别经由所述电元件连接到所述电池单元以及分别检测所述电池单元的电压；以及多个辅模数转换器(221，222)，分别不使用所述电元件而连接到所述电池单元以及分别检测所述电池单元的电压，其中：所述控制单元基于相应主模数转换器(211，212)检测到的第一电压检测值和相应辅模数转换器(221，222)检测到的第二电压检测值，确定所述电元件中的每个电元件中是否存在故障；以及当所述控制单元确定所述电元件中的至少一个电元件中存在泄漏故障时，与在正常控制期间所使用的充电程度的控制范围相比，所述控制单元限制所述充电程度的控制范围。

【技术特征摘要】
2014.03.12 JP 2014-0494981.一种电池监视装置，其特征在于包括：控制单元，布置在包括多个电池单元的电池组的外部；多个电元件，分别与所述电池单元并联连接；多个主模数转换器(211，212)，分别经由所述电元件连接到所述电池单元以及分别检测所述电池单元的电压；以及多个辅模数转换器(221，222)，分别不使用所述电元件而连接到所述电池单元以及分别检测所述电池单元的电压，其中：所述控制单元基于相应主模数转换器(211，212)检测到的第一电压检测值和相应辅模数转换器(221，222)检测到的第二电压检测值，确定所述电元件中的每个电元件中是否存在故障；以及当所述控制单元确定所述电元件中的至少一个电元件中存在泄漏故障时，与在正常控制期间所使用的充电程度的控制范围相比，所述控制单元限制所述充电程度的控制范围。2.根据权利要求1所述的电池监视装置，其中，所述电元件中的每个电元件是滤波电容器(153)或均衡开关(231，232)。3.根据权利要求1所述的电池监视装置，其中：所述电元件中的每个电元件是滤波电容器(153)；所述电池监视装置还包括多个均衡开关(231，232)，所述多个均衡开关(231，232)分别与所述滤波电容器(153)并联连接以及对所述电池单元中的充电程度进行均衡；所述控制单元基于当相应均衡开关(231，232)的状态从导通状态改变为关断状态时所述第一电压检测值的改变程度，确定所述滤波电容器(153)中的每个滤波电容器中是否存在开路故障；以及当所述控制单元确定所述滤波电容器(153)中的至少一个滤波电容器中存在开路故障时，与正常控制期间所使用的所述充电程度的控制范围相比，所述控制单元限制所述充电程度的控制范围。4.根据权利要求3所述的电池监视装置，其中：所述控制单元基于当相应均衡开关(231，232)关断时所检测到的所述第一电压检测值和所述第二电压检测值，确定所述滤波电容器(153)中的每个滤波电容器中是否存在泄漏故障；以及当所述控制单元确定所述滤波电容器(153)中的至少一个滤波电容器中存在泄漏故障时，与正常控制期间所使用的所述充电程度的控制范围相比，所述控制单元限制所述充电程度的控制范围。5.根据权利要求4所述的电池监视装置，其中，当所述控制单元确定所述滤波电容器(153)中的至少一个滤波电容器中存在泄漏故障时所限制的所述充电程度的控制范围小于当所述控制单元确定所述滤波电容器(153)中的至少一个滤波电容器中存在开路故障时所限制的所述充电程度的控制范围。6.根据权利要求3至5中任一项所述的电池监视装置，其中：所述控制单元基于所述第一电压检测值和所述第二电压检测值而确定所述滤波电容器(153)中的每个滤波电容器中是否存在短路；以及当所述控制单元确定所述滤波电容器(153)中的至少一个滤波电容器中存在短路时，与正常控制期间所使用的所述充电程度的控制范围相比，所述控制单元限制所述充电程度的控制范围。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田和士，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP