蓄电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于中断蓄电装置的通电的技术。
【背景技术】
[0002]已经提出了一种技术，用于当充电电流流过二次电池时，关断系统主继电器，从而防止二次电池的过充电。通过关断系统主继电器，可以中断二次电池和负荷的连接，可以停止给二次电池充电，并且可以防止二次电池的过充电。
[0003]通过包括在电子控制单元(ECT)中的中央处理单元(CPU)，执行对系统主继电器的接通-关断控制。CPU不仅执行对系统主继电器的驱动控制，而且还执行其它的控制，并且有时还改变包含在CPU中的程序。这里，当程序被改变时，有必要检查在程序被改变之后，对系统主继电器的驱动控制(换句话说，用于防止过充电的控制)是否被正常执行。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面涉及一种蓄电系统，该蓄电系统包括:蓄电装置，在该蓄电装置中，多个蓄电块彼此串联连接，所述多个蓄电块中的每一个包括至少一个被配置为被充电或被放电的蓄电元件；继电器，其被配置为在接通状态和关断状态之间切换，在接通状态中，该继电器将蓄电装置连接到负荷，在关断状态中，该继电器中断蓄电装置和负荷的连接；控制器，其被配置为控制继电器，从而使继电器在接通或关断状态之间切换；以及电流中断电路，其被配置为通过使继电器从接通状态切换至关断状态来中断蓄电装置的通电。电流中断电路包括报警电路，其被配置为通过将每个蓄电块的输入电压值与阀值进行比较，输出指示蓄电块中的至少任意一个处于过充电状态或过放电状态中的一者的报警信号；锁存电路，其被配置为保持报警信号；以及晶体管，其配置为在接收到锁存电路的输出信号时，使继电器从接通状态切换至关断状态。控制器被配置为通过改变输入到报警电路的电压值和阀值中的至少一者来执行用于使报警电路输出报警信号的控制，然后判定蓄电装置的通电状态。
[0005]当在用于输出报警信号的控制被执行之后蓄电装置处于通电状态时，控制器可以被配置为确定电流中断电路处于异常状态。
[0006]当在用于输出报警信号的控制被执行之后蓄电装置处于不通电状态时，控制器可以被配置为确定电流中断电路处于正常状态。
[0007]控制器可以被配置为使用电压传感器的输出和电流传感器的输出中的至少一者来判定蓄电装置的通电状态，该电压传感器被配置为检测蓄电装置的电压值，该电流传感器被配置为检测蓄电装置的电流值。
[0008]该蓄电系统可以进一步包括:多个电容器，每个电容器与蓄电块中对应的一个并联连接，并且每个电容器被配置为将蓄电块中对应的一个的电压值输出给报警电路；多个第一开关，所述多个第一开关中的每一个将蓄电块中对应的一个连接到电容器中对应的一个；以及多个旁路电路，每个旁路电路与电容器中对应的一个并联连接，并且每个旁路电路都包括第二开关。控制器被配置为通过借助对第一开关和第二开关的驱动控制，使用多个蓄电块的输出给电容器中的一个充电，来执行用于输出指示过充电状态的报警信号的控制。
[0009]第一开关可以由多路复用器构成。
[0010]该蓄电系统可以进一步包括放电电路，该放电电路经由从将对应的蓄电块连接到电流中断电路的线路分支出来的对应线路而与蓄电块并联连接，并且被配置为通过操作第三开关中对应的一个来给蓄电块中的每一个放电。该控制器可以被配置为通过借助对放电电路中对应的第三开关的驱动控制，允许蓄电块中的任意一个向该放电电路放电来降低输入给报警电路的电压值，从而执行用于输出指示过放电状态的报警信号的控制。
[0011]该蓄电系统可以进一步包括多个电容器，每个电容器与蓄电块中对应的一个并联连接，并且每个电容器被配置为输出蓄电块中对应的一个的电压值给报警电路。放电电路可以与电容器并联连接。
【附图说明】
[0012]本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义将参照附图在下面被描述，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中:
[0013]图1是示出电池系统的配置的视图；
[0014]图2是示出每个系统主继电器的结构的视图；
[0015]图3是示出基于每个单电池的电压值控制电池组的充电或放电操作的过程的流程图；
[0016]图4是示出电池系统的部分配置的视图；
[0017]图5是示出电流中断电路的配置的视图；
[0018]图6是示出报警设置电路的配置的视图；
[0019]图7是示出另一个报警设置电路的配置的视图；
[0020]图8是示出在没有设置报警锁存电路的配置中，报警设置电路的输出和每个系统主继电器的操作的图；
[0021]图9是示出在设置了报警锁存电路的配置中，报警锁存电路的输出和每个系统主继电器的操作的图；
[0022]图10是示出根据第一实施例的电流中断电路的部分配置的视图；
[0023]图11是示出根据第一实施例的电流中断电路的部分配置的视图；
[0024]图12是示出根据第一实施例的确定电流中断电路是否处于异常状态的过程的流程图；
[0025]图13是示出根据第一实施例的替代实施例的确定电流中断电路是否处于异常状态的过程的流程图；
[0026]图14是示出根据第一实施例的替代实施例的报警设置电路的配置的视图；
[0027]图15是示出根据第一实施例的另一个替代实施例的报警设置电路的配置的视图；
[0028]图16是示出根据第二实施例的电池ECU的部分配置的视图；
[0029]图17是示出根据第二实施例的电流中断电路的部分配置的视图；和
[0030]图18是示出根据第二实施例的确定电流中断电路是否处于异常状态的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0031]在下文中，本发明的第一实施例将被描述。
[0032]图1是显示根据本实施例的电池系统的配置的视图。图1所示的电池系统可以，例如，被安装在车辆上。该车辆被允许使用电池组10的输出来移动。本发明可以被应于到车辆之外的装置。
[0033]电池组10包括多个彼此串联电连接的单电池(其充当蓄电元件)11。每个单电池可以是二次电池，例如镍金属氢化物电池和锂离子电池。可以使用电双层电容器来代替二次电池。基于电池组10的所需输出等，单电池11的数量可以被设置。在本实施例中，所有构成电池组10的单电池11彼此串联电连接；作为替代，电池组10可以包括多个彼此并联电连接的单电池11。
[0034]电流传感器21检测流过电池组10的电流，并且将检测结果输出给电池电子控制单元(E⑶)30。这里，当电池组10正在被放电时，正电流值被电流传感器21检测到；反之，当电池组10正在被充电时，负电流值被电流传感器21检测到。
[0035]在本实施例中，电流传感器21被设置在连接到电池组10的正电极端子的正电极线路PL中。电流传感器21仅需要能够检测流过电池组10的电流。电流传感器21被设置的位置可以根据需要来设置。具体地，电流传感器21可以被设置在正电极线路PL中，或者被设置在连接到电池组10的负电极端子的负电极线路NL中。多个电流传感器21可以被使用。
[0036]第一系统主继电器SMR-B被设置在正电极线路PL中。在接收到来自主E⑶34的控制信号时，第一系统主继电器SMR-B在接通状态和关断状态之间切换。这里，电池ECU 30和主E⑶34充当控制器。
[0037]如图2所示，第一系统主继电器SMR-B包括励磁线圈51、可动接触件52和固定接触件53。励磁线圈51的一端经由开关42被连接到电源41，励磁线圈51的另一端接地。例如，安装在车辆上的辅助电池可以被用作电源41。
[0038]在接收到来自主E⑶34的控制信号时，开关42在接通状态和关断状态之间切换。当开关42从关断状态切换到接通状态时，电流从电源41流到励磁线圈51，并且在励磁线圈51处产生磁力。另一方面，当开关42从接通状态切换到关断状态时，来自电源41的励磁线圈51的通电被中断。
[0039]可动接触件52例如被弹簧等沿着远离固定接触件53的方向推动。当电流流过励磁线圈51时，由于在励磁线圈51处所产生的磁力，可动接触件52对抗着该推力而移动。如此，可动接触件52与固定接触件53接触，并且第一系统主继电器SMR-B从关断状态切换至接通状态。另一方面，当励磁线圈51的通电被中断时，在接收到该推力时，可动接触件52远离固定接触件53移动。如此，第一系统主继电器SMR-B从接通状态切换至关断状态。
[0040]在图1中，第二系统主继电器SMR-G被设置在负电极线路NL中。在接收到来自主E⑶34的控制信号时，第二系统主继电器SMR-G在接通状态和关断状态之间切换。第二系统主继电器SMR-G的结构类似于第一系统主继电器SMR-B的结构(见图2)。
[0041]第三系统主继电器SMR-P和限流电阻器Rl与第二系统主继电器SMR-G并联电连接。第三系统主继电器SMR-P和限流电阻器Rl彼此串联电连接。在接收到来自主E⑶34的控制信号时，第三系统主继电器SMR-P在接通状态和关断状态之间切换。第三系统主继电器SMR-P的结构类似于第一系统主继电器SMR-B的结构(见图2)。当电池组10被连接到负荷(具体地，逆变器22 (稍后描述))时，限流电阻器Rl被用于抑制浪涌电流的流动。
[0042]电压传感器24被连接在正电极线路PL和负电极线路NL之间。具体地，电压传感器24被连接到将第一系统主继电器SMR-B与逆变器22相连接的正电极线路PL和将第二系统主继电器SMR-G与逆变器22相连接的负电极线路NL。该电压传感器24检测输入给逆变器22的电压值，并且将检测结果输出给电池E⑶30。
[0043]电池组10经由正电极线路PL和负电极线路NL被连接到逆变器22。当电池组10被连接到逆变器22时，主E⑶34首先使第一系统主继电器SMR-B从关断状态切换至接通状态，并且使第三系统主继电器SMR-P从关断状态切换至接通状态。如此，可以使电流流过限流电阻器R1。
[0044]随后，主E⑶34使第二系统主继电器SMR-G从关断状态切换至接通状态，然后，使第三系统主继电器SMR-P从接通状态切换至关断状态。如此，电池组10与逆变器22的连接被完成，并且图1所示的电池系统进入启动状态(准备接通状态)。有关车辆的点火开关的接通/关断状态的信息被输入给主ECU 34。当点火开关从关断状态切换至接通状态时，主E⑶34启动图1所示的电池系统。
[0045]另一方面，当点火开关从接通状态切换至关断状态时，主E⑶34使第一系统主继电器SMR-B和第二系统主继电器SMR-G从接通状态切换至关断状态。如此，电池组10与逆变器22的电连接被中断，并且图1所示的电池系统进入停止状态(准备关断状态)。当电池系统处于停止状态时，电池组10不被充电或放电。
[0046]逆变器22将从电池组10输出的直流电力转换为交流电力，并且将该交流电力输出给电动发电机(MG) 23。在接收到从逆变器22输出的交流电力时，电动发电机23产生用于推动车辆的动能。由电动发电机23所产生的动能被传输给车轮，并且能够推动该车辆。
[0047]当车辆减速或停止时，电动发电机23将在制动车辆时所产生的动能转换为电能(交流电力)。逆变器22将由电动发电机23所产生的交流电力转换为直流电力，并且将该直流电力输出给电池组10。如此，电池组10能够存储再生的电力。
[0048]电池E⑶30包括监视集成电路(IC) 31。该监视IC 31经由电压检测线路LI被连接到单电池11，并且检测单电池11中每一个的电压值。这里，电压检测电路LI中的任意两条被连接到单电池11中对应的一个的正电极端子和负电极端子。
[0049]在本实施例中，监视IC 31检测每个单电池11的电压值；然而，本发明不限于这种配置。例如，监视IC 31能够检测包括多个单电池11的电池块(其充当蓄电块)的电压值。这里，电压检测线路LI中的任意两条被连接至电池块中对应的一个的正电极端子和负电极端子。
[0050]每个电池块可以，例如，由多个彼此串联电连接的单电池11构成。此外，每个电池块可以，例如，由多个彼此并联电连接的单电池11构成。电池组10可通过电连接多个彼此串联的电池块来构成。
[0051]电池E⑶30包括光电耦合器32和中央处理单