电池状态检测装置制造方法及图纸

提供了一种适用于检测安装于车辆的电池的状态的电池状态检测装置。μCOM(140)使用第一电容器(113)来测量电池电压的第一样本，并且在已经过去预定的待用时间之后，使用第二电容器(114)执行采样保持处理，以进行电池电压的第二采样保持。当满足电池电流在第一采样保持和第二采样保持期间均为恒定并且电池电流在待用时间期间波动的条件时，μCOM(140)基于差分放大器(111)的输出来检测电池的状态。

【技术实现步骤摘要】
电池状态检测装置
本专利技术涉及一种电池状态检测装置。
技术介绍
例如，在使用电动机行驶的电动车辆(EV)中、在利用作为动力源的电动机和发动机的组合使用而行驶的诸如混合动力车辆(HEV)这样的电动车辆中，安装了诸如锂离子可充电电池和镍氢可充电电池这样的二次电池。这样的二次电池通过重复充电和放电而劣化，并且可存储容量(电流容量、电力容量等)逐渐减小。这样，在使用二次电池的电动车辆等中，通过检测二次电池的劣化程度得到可存储容量，并从而计算利用该二次电池能够行驶的距离、二次电池的寿命等。作为二次电池的劣化程度的一个指标，使用了作为当前可存储容量与初始可存储容量的比率的SOH(健康状态)。已知该SOH与二次电池的内部电阻相互关联。因此，检测二次电池的内部电阻使得能够基于该内部电阻得到SOH。一般地，内部电阻很小，所以难以得到充分的检测精度，并且专利文献1公开了一种提高了内部电阻的检测精度的电池状态检测装置。图7是示出在专利文献1中描述的电池状态检测装置500的示意性构造的图。要检测的二次电池B具有产生电压的电动势部分e和内部电阻r。检测该内部电阻r能够得到二次电池B的SOH。二次电池B在两个电极(正电极Bp和负电极Bn)之间产生电压V，通过由电动势部分e产生的电动势所产生的电压Ve和由流经内部电阻r的电流所产生的电压Vr来确定电压V(V＝Ve+Vr)。二次电池B的负电极Bn连接于基准电位G。电池状态检测装置500包括：差分放大单元511、转接开关512、第一电容器513、第二电容器514、充电单元515、第一模数转换器(ADC)521、第二模数转换器(ADC)522和微计算机(μCOM)540。在该图中所示的构造中，当μCOM540将充电开始控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515时，充电单元515开始使预定的恒定充电电流Ic流动。结果，开始二次电池B的充电。当充电开始时，μCOM540控制转接开关512，使得二次电池B的正电极Bp与第一电容器513连接。结果，在充电期间，第一电容器513被充电并且保持(采样和保持)为二次电池B的两个电极之间的电压V1＝Ve+r·Ic。接着，当通过输入端口PI1获取的二次电池B的两个电极之间的电压达到预定的状态检测电压时，μCOM540通过输出端口PO1控制转接开关512，并且将二次电池B的正电极Bp与第二电容器514连接，并且将充电停止控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515。结果，在充电停止期间，当通向二次电池B的充电电流Ic停止并且第二电容器514的存储状态稳定时，第二电容器514被采样和保持为二次电池B的两个电极之间的电压V2＝Ve。在该状态下，μCOM540通过输入端口PI2检测差分放大器511输出的差分电压Vm。然后，将检测的差分电压Vm除以差分放大器511的放大因数A，再除以充电电流Ic，并且检测了二次电池B的内部电阻r(＝(Vm/Av)/Ic)。最终，μCOM540将充电开始信号的控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515。充电单元515根据该控制信号开始使预定的恒定充电电流Ic再次流到二次电池B中。结果，开始充电，并且电池状态检测过程结束。专利文献专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-219311
技术实现思路
本专利技术的公开在引用的文献1中描述的电池状态检测装置500能够提高二次电池B的内部电阻r的输出精度，并且能够抑制电池状态的检测精度的劣化。顺便提及，当将电池状态检测装置500实际安装于车辆时，仅为了检测二次电池B的状态而通过控制充电单元515改变充电电流。即，安装于车辆的二次电池B由于充电等的开始而使得电池电流波动，从而将电力供给到电动机或从交流发电机开始充电。需要在该电池电流波动之前或之后采样保持二次电池B的两个电极之间的电压。因此，即使在检测二次电池B的两个电极之后执行采样保持，也不可能在之前和之后两个状态下采样保持二次电池B的两个电极之间的电压。已经鉴于以上情况做出了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供适用于安装于车辆的电池的电池状态检测的电池状态检测装置。解决问题的方案根据本专利技术的第一方面的电池电压检测装置包括：第一电容器；第二电容器；差分放大器，该差分放大器用于输出与由所述第一电容器保持的电压和由所述第二电容器保持的电压之间的差分电压相对应的电压；采样保持控制单元，该采样保持控制单元用于执行采样保持处理，所述采样保持处理用于使用所述第一电容器进行电池的电池电压的第一采样保持，并且在已经过去预定的待用时间之后使用所述第二电容器进行电池电压的第二采样保持；和电池状态检测单元，该电池状态检测单元用于当满足电池电流在所述第一采样保持期间和在所述第二采样保持期间均恒定并且所述电池电流在待用时间期间波动的条件时，基于所述差分放大器的输出检测所述电池的电压。在根据第二方面的电池状态检测装置中，所述采样保持控制单元重复执行采样保持处理，直到满足所述条件。在根据第三方面的电池电压检测装置中，当在所述采样保持处理期间判定为不满足条件时，所述采样保持控制单元重新开始所述第一采样保持。根据第四方面的电池电压检测装置安装于车辆，并且所述采样保持控制单元根据所述车辆的停止执行所述采样保持处理。在根据第五方面的电池电压检测装置中，在执行所述采样保持处理之前，所述采样保持控制单元使用所述第一电容器执行电池电压的预采样保持。专利技术的优点根据上述第一方面，电池状态检测单元执行采样保持处理，并且当满足电池电流在第一采样保持期间和第二采样保持期间均为恒定并且电池电流在待用期间波动的条件时，检测电池的状态。结果，能够得到适于安装于车辆的电池的状态检测的电池状态检测装置。根据第二方面，重复执行采样保持处理，直到满足以上条件。从而，能够进一步改进适于检测安装于车辆的电池的状态的电池状态检测装置。根据第三方面，如果在采样保持处理期间判定不满足以上条件，则从第一采样保持重新开始。结果，能够得到更适于检测电池的状态的电池状态检测装置。根据第四方面，在车辆停止时，电池电流是恒定值(例如，0)，然后进行电池的充电或放电，并且电池电流波动。因此，通过响应于车辆的停止来执行采样保持处理，采样保持控制单元能够快速地检测电池电压的状态。根据第五方面，使用第一电容器进行预采样保持。从而，横跨第一电容器的电压的降低由于陶瓷电容器的直流偏置特性的影响而减小，抑制了差分电压的测量精度的降低。并且，陶瓷电容器的使用能够实现装置的成本降低和小型化。附图说明图1是示出第一实施例中的根据本专利技术的电池状态检测装置的示意性构造图。图2是示出图1所示的μCOM的电池状态检测处理过程的流程图。图3是用于说明图1所示的电池状态检测装置的操作的时间图。图4是示出陶瓷电容器的直流偏置特性的一个实例的曲线图。图5是示出第二实施例中的根据本专利技术的电池状态检测装置的示意性构造图。图6是用于说明连接在图5所示的单元电池之间的接触/配线电阻的视图。图7是示出传统的电池状态检测装置的实例的示意性构造图。参考标记列表100电池状态检测装置111差分放大器113第一电容器114第二电容器140μCOM(采样保持控制单元，电池状态检测单元)200电池状态检测装置210μCOM(采样保持控制单元，电池状态检测单元)240差分放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测电池的状态的电池状态检测装置，包括：第一电容器；第二电容器；差分放大器，该差分放大器用于输出与由所述第一电容器保持的电压和由所述第二电容器保持的电压之间的差分电压相对应的电压，采样保持控制单元，该采样保持控制单元用于执行采样保持处理，所述采样保持处理用于使用所述第一电容器进行所述电池的电池电压的第一采样保持，并且在已经过去预定的待用时间之后使用所述第二电容器进行所述电池电压的第二采样保持；以及电池状态检测单元，该电池状态检测单元用于当满足电池电流在所述第一采样保持期间和在所述第二采样保持期间均为恒定并且所述电池电流在待用时间期间波动的条件时，基于所述差分放大器的输出检测所述电池的电压。

【技术特征摘要】
2017.01.20 JP 2017-0083681.一种用于检测电池的状态的电池状态检测装置，包括：第一电容器；第二电容器；差分放大器，该差分放大器用于输出与由所述第一电容器保持的电压和由所述第二电容器保持的电压之间的差分电压相对应的电压，采样保持控制单元，该采样保持控制单元用于执行采样保持处理，所述采样保持处理用于使用所述第一电容器进行所述电池的电池电压的第一采样保持，并且在已经过去预定的待用时间之后使用所述第二电容器进行所述电池电压的第二采样保持；以及电池状态检测单元，该电池状态检测单元用于当满足电池电流在所述第一采样保持期间和在所述第二采样保持期间均为恒定并且所述电池电流在待...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井宏尚，王简，松本圭，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP