电池控制器、电池模块以及电池系统技术方案

本发明专利技术提供能抑制噪声等的可靠性良好的电池控制器、电池模块以及电池系统。电池控制器对应于组电池的个数而具有多个IC，该多个IC具有：电压检测电路，其检测将4个单电池串联连接而成的组电池的各单电池的电压；开关控制电路，其控制经由容量调整用电阻与各单电池并联连接的多个开关元件的导通和截止动作；LIN1端子，其用于输入控制信息；LIN2端子，其用于输出控制信息；Vcc端子；以及GND端子，上位IC的LIN2端子和下位IC的LIN1端子呈菊花链状连接。各IC的Vcc端子经由除噪用的电感器L与构成对应的组电池的单电池内的上位单电池的正极连接，GND端子与下位IC的Vcc端子直接连接。在LIN1、2端子上不重叠噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池控制器、电池模块以及电源系统，特别是涉及用于控制将多个单电池串联连接而成的单电池的串联连接体的电池控制器、具有该电池控制器的电池模块、 以及具有该电池模块的电源系统。
技术介绍
以往，例如由发动机和电动机驱动的混合电动汽车(HEV)和仅由电动机驱动的纯电动汽车(PEV)等电动汽车的大电流充放电用电源使用具有将镍氢二次电池、锂二次电池等单电池多个串联连接而成的单电池的串联连接体的电池模块。装备在汽车上的电池控制器、具有该电池控制器的电池模块、以及具有该电池模块的电源系统具有以下重要课题，即存在可在各种环境下长时间使用的可能性，并且即使在严酷的环境下使用，也能维持高的可靠性。另外，作为本专利技术的
技术介绍
，公开了以下技术，即将各单电池多个连接而构成电池模块的技术(例如，参照日本特开平10-270006号公报)，以及对应于电池单元的个数而具有多个IC、并在IC间呈菊花链(daisy chain)状地进行信息传递的技术(例如，参照日本特开2003-70179号公报、日本特开2005-318750号公报、日本特开2005-318751号公报)。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题是可靠性良好的电池控制器、电池模块或者电源系统或者车载系统中的可靠性的提高。另外，在以下说明的实施方式中，除了上述课题以外，还能解决各种课题。这些课题和解决手段将在实施方式中进行详述。应用本专利技术的电池控制器对应于组而具有多个IC，该多个IC具有电压检测部， 其检测构成组的各单电池的电压；开关控制部，其控制经由电阻与各单电池并联连接的多个开关元件的导通和截止动作；信息输入端子，其用于输入控制信息；信息输出端子，其用于输出控制信息；电源端子(以下记为Vcc端子)；以及基准电位端子(以下记为GND端子)，上位IC的信息输出端子和下位IC的信息输入端子呈菊花链状连接。各IC的Vcc端子经由除噪用的第1电感器与构成对应的组的单电池内的上位单电池的正极连接。这种电池控制器也用在电池模块和电源系统中。根据本专利技术，可得到可靠性高的电池控制器、具有该电池控制器的电池模块、以及具有该电池模块的电源系统、或者利用上述设备的可靠性高的车载系统。附图说明图1是在可应用本专利技术的实施方式的电源系统中内置的电池模块的外观立体图。图2是示出电池模块安装了上盖的状态的立体图。图3是示出将组电池集合而成的组电池块的组装状态的立体图。图4是组电池块的外观立体图。图5是电池模块的下盖构成部件的分解立体图。图6是示意性示出冷却风的流通路径的电池模块的概略剖面图。图7是组电池的外观立体图。图8是构成组电池的圆柱状锂二次电池的外观立体图。图9是示意性示出构成电池控制器的基板的包含局部立体图的俯视图。图10是电池控制器的电路图。图11是构成电池控制器的IC内部的保护电路的电路图。图12是上位IC的GND端子和下位IC的Vcc端子经由电感器连接、并且上位IC 的LIN2端子和下位IC的Lim端子直接连接的电池控制器的说明图，(A)示出电路图，(B) 示出60Vpp的噪声的电压波形，(C)示出重叠在GND端子-Lim端子之间的噪声的电压波形，(D)示出重叠在GND端子-Vcc端子之间的噪声的电压波形。图13是实施方式的电池控制器的说明图，(A)示出电路图，(B)示出60Vpp的噪声的电压波形，(C)示出重叠在GND端子-Lim端子之间的噪声的电压波形，(D)示出重叠在 GND端子-Vcc端子之间的噪声的电压波形。图14是施加于将上位IC的LIN2端子和下位IC的Lim端子直接连接的电池控制器中的LIN2端子上的电压的说明图。图15是在组装时向构成电池控制器的IC的CV3端子施加的电压的说明图。图16是示出电源系统内的电池模块的固定状态的外观立体图。图17是示出车辆的驱动系统的电路框图。图18是IC内部的电压检测电路的电路框图。具体实施例方式在以下的实施方式中说明的车载用的电池控制器或者具有该电池控制器的电池模块或者具有该电池模块的电源系统具有提高可靠性的效果，然而不仅具有本效果，还可取得本效果以外的其他效果。下面说明与提高可靠性相关的更具体的效果、或者以下的实施方式具有的提高可靠性以外的效果。(提高可靠性)以下说明的锂二次电池用的电池控制器或者具有该电池控制器的电池模块或者具有该电池模块的电源系统在提高可靠性方面可取得很大的效果。装备在车上的旋转电机需要大功率。并且，车载用电源要求小型化和轻量化。小型且能获得大功率的锂二次电池作为车载电源被抱有很大的期待。考虑将装备在车上的锂二次电池用作车辆驱动用旋转电机或动力转向用旋转电机的电源。作为代表性的车载用旋转电机，有使用永久磁铁的同步电动机或者具有鼠笼形转子的感应电动机。这些旋转电机的运转均需要进行直流电和交流电之间的电力转换的逆变器装置。逆变器装置借助构成桥电路的IGBT或MOS晶体管等电源开关元件的开关动作进行上述直流电和交流电之间的转换。由于该开关动作而产生大的噪声，给直流电源系统带来影响。作为实施方式在后面叙述的锂二次电池用的电池控制器或者具有该电池控制器的电池模块或者具有该电池模块的电源系统在使用上述的电力转换用逆变器装置的车载系统中，可在可靠性的提高方面发挥大的效果。而且，通常为了去除逆变器装置产生的噪声，逆变器装置具有平滑电容器。为了去除上述噪声，期望增大平滑电容器的电容。然而，彻底去除噪声将导致上述平滑电容器的大型化，还会导致装置的大型化和成本上升。因此，期望直流电源系统自身耐噪声。而且，电容器，特别是电解电容器具有在低温时电容减少的电容器温度特性的问题。车载用电源在温度变化剧烈的环境中使用。期望的是，例如即使在从零下30度或零下40度到100度附近变化的环境中，车载用电源也发挥充分的能力。当温度下降时电容器作为电容器的能力有可能下降。特别是电解电容器的特性恶化较大。因此，当处于低温状态，例如零下10度以下时，作为平滑电容器的能力急剧下降。作为实施方式后述的锂二次电池用的电池控制器或者具有该电池控制器的电池模块或者具有该电池模块的电源系统针对由电容器的特性恶化引起的除噪特性恶化，也能维持高的可靠性。镍氢电池在低温时的能力下降大，可考虑进行能抑制低温时的供给电力的控制。 因此，针对电容器在低温时的特性恶化的噪声的影响不会成为太大的问题。然而，锂二次电池与镍氢电池相比在低温时的特性良好，可考虑锂二次电池在低温时的使用。因此，期望有能耐受由电容器的低温特性恶化引起的噪声的影响增大的电池控制器等。以下记载的实施方式具有能抑制这种噪声的影响增大的效果。在使用锂二次电池作为车载用直流电源的情况下，需要将作为单电池的锂二次电池多个串联连接，并以高的精度控制这些串联连接的各单电池的充放电状态。因此，需要分别检测各单电池的端子电压，减少各单电池的充放电状态的不平衡。在后述的实施方式中， 由于系统简化和价格下降的原因，使用IC来制作通过各单电池的端子电压的检测电路、用于减少充放电状态的不平衡的控制电路或者进行放电电流的导通和切断的开关电路，通过将多个上述IC进行组合来使用，可进行减少构成锂二次电池的各单电池的充放电状态的不平衡的控制。根据本实施方式，除了上述的作用效果以外，还有能提高串联连接的各单电池的充放电状态的控制的可靠性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池控制器，其具有：与多个单电池组分别对应地设置的多个集成电路，所述多个单电池组串联地电连接，且所述多个单电池组分别具有串联地电连接的多个单电池；以及与所述多个单电池分别对应地设置的多个容量调整用电阻，当调整对应的单电池的充电状态时，该多个容量调整用电阻与对应的单电池连接，所述多个集成电路分别具有：多个电压检测用端子，它们与构成对应的单电池组的多个单电池各自的正极和负极电连接；多个容量调整用端子，它们用于控制构成对应的单电池组的多个单电池各自和与这多个单电池分别对应地设置的容量调整用电阻之间的导通、断开；用于输入信号的信号输入端子；以及用于输出信号的信号输出端子，与电位上相邻的２个单电池组中的一方对应的集成电路的信号输出端子和与该电位上相邻的２个单电池组中的另一方对应的集成电路的信号输入端子之间连接成，从与电位上相邻的２个单电池组中的一方对应的集成电路的信号输出端子向与该电位上相邻的２个单电池组中的另一方对应的集成电路的信号输入端子传送信号，该电池控制器还具有：多个第１电容器，它们电连接在所述多个单电池各自的正极与负极之间；以及多个第２电容器，它们电连接在所述多个电压检测用端子中的与各个单电池的正极和负极对应的电压检测用端子之间。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长冈正树，工藤彰彦，菊地睦，水流宪一朗，山内辰美，江守昭彦，
申请(专利权)人：日立车辆能源株式会社，
类型：发明
国别省市：JP