电池系统、具备其的车辆以及电池系统的限流状态检测法的制作方法

专利名称：电池系统、具备其的车辆以及电池系统的限流状态检测法的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及最适于对使车辆行驶的电动机提供电力的车辆用电源装置的电 池系统、具备此电池系统的车辆以及电池系统的限流状态检测方法，尤其是涉及将多个电 池元件并联连接和串联连接而使输出或电池容量增大的电池系统、具备此电池系统的车辆 以及电池系统的限流状态检测方法。
背景技术：
电池系统能够通过将电池元件串联连接来提高输出电压，或者通过将电池元件并 联连接来增大输出总电流及充电容量。因此，向车辆行驶的电动机提供电力并要求大输出、 大容量的电池系统是将多个电池元件串联连接或并联连接。这样的电池系统，在通过电动 机给车辆加速或在使车辆行驶的状态下进行放电以向电动机提供电力，且在剩余容量变少 的状态下，通过发电机或外部的充电器进行充电。另外，在车辆的再生制动中，也可用发电 机进行充电。对于将多个电池元件并联连接的大电流、大容量特性的电池系统而言，重要的 是使并联连接的各电池元件中均等地流动电流，并在相同的状态下使用。电池元件的不均 衡是使特定的电池元件劣化的原因。为了防止这种弊端，正在开发用于使并联连接的电池的电流均等化的电池系统 (参照专利文献1)。专利文献1 JP特开2006-345660号公报专利文献1所述的电池系统中，并联连接了由多个电池元件串联连接形成的串联 电池单元。此电池系统为了在各串联电池单元中，使电流均等地流动而连接有恒流电路。此 电池系统可使串联电池单元内流动的电流均等。但是，在电池系统中，随着使用的电池元件的个数增加，设在任意一个电池元件的 电流切断部由于某种原因处于切断状态的几率也随之增大。例如，为了安全地使用电池元 件，内置有CID(Current Interrupt Device 电流中断器件)或PTC(Positive Temperature Coefficient 正温度系数)元件等的限流(电流限制)元件。这些限流元件，例如，如果电 池元件的内压变得非常高时就会切断电流或当电池元件中流动过电流时会切断或限制电 流，由此来提高电池的安全性。连接有多个具备限流元件的电池元件的电池系统，其通过限流元件切断或限制已 成为异常状态的电池元件的电流来提高电池的安全性。例如，在串联连接有电池单元的电 池系统中，只要任意一个电池元件的电流切断构件成为切断状态，则电池系统中不会流动 电流，因此能简单地辨别。但是，在并联连接有多个电池元件的电池系统中，即使特定的电 池元件的电流切断构件成为切断状态，由于与此电池元件并联连接的其他电池元件中有电 流流动，那么电池系统整体流动的电流量或电压值不变，所以不能检测出电流切断构件的 切断状态。相同地，并不局限于电流的完全切断状态，例如，即使PTC元件进行工作(trip)而 使任意一个电池元件的通电量受到限制的情况下，由于与该电池元件并联连接的其他电池元件中有电流流动，所以不能检测出限流状态。或者，不局限于电流切断构件，在任意一个电池元件中电池元件的连接不良或发 生断线的情况也相同，由于与产生电流切断或受限制的电池元件并联连接的其他电池元件 中有电流流动，所以不能检测出接触不良状态。由此，任意一个电池元件的通电量减少的状态下，电池系统就不能正常地充放电。 例如，如图6所示，在将作为并联连接了 3个电池元件2的并联电池单元进行串联连接而成 的电池组中，如果一个电池元件2B的电流切断部9B成为切断状态而不能正常充放电，则只 有并联连接的2个电池元件2成为被充放电的状态。由于其他的并联电池单元是3个电池 单元进行并联连接，所以电流切断部9B成为切断状态时，并联电池单元成为以3/2的电流 被充放电的状态。在限制能充放电的最大电流的电池系统中，特定的电池元件2B成为不能 正常充放电的状态时，与其并联连接的电池元件2中成为过电流流动的状态。电池系统是 基于电池元件的容许电流来确定系统的最大电流的。例如，在并联连接了 3个电池元件2的 电池系统中，以电池元件2的容许电流的大约3倍作为系统的最大电流。但是，3个电池元 件的1个电流切断构件9B成为切断状态时，2个电池元件成为较大电流流动的状态。该状 态下，电池元件的容许电流的2倍的电流成为电池系统的最大电流，最大电流降低为2/3。因此，在将多个电池元件并联连接的电池系统中，只要检测出电池元件的电流切 断部的切断状态，就将电池系统的最大电流限制得较小或者停止充放电，由此能够安全地 充放电。例如，在混合动力车所使用的电池系统中，在检测出电池元件的电流切断部的切断 状态下，仅许可利用电池系统来进行发动机的启动，停止基于电池系统的行驶、即停止充电 或放电，对驾驶员提示“电池异常”或“送修理厂”等的显示，由此可安全利用。但是，在图6所示的电池系统中，通过电压检测部4B来测量被串联连接的电池元 件的整个单元的电压时可知，即使电流切断部9B成为切断状态，其电压值也几乎没有变 化，因此，不能检测出该故障。另外，即使是在专利文献1的电池系统中，也不能检测出构成 串联电池单元的电池元件的电流切断部的切断状态，从而出现不能保证基于电池元件的电 流切断部的切断状态来实现安全充放电这样的缺陷。另外，该问题不仅仅在如图6所示的将一个电池元件并联连接的构成中发生，而 且在对多个电池元件列进行并联连接得到的构成中也同样发生，该电池元件列是将多个电 池元件串联连接而得到的。例如，如图7所示，在将多个电池元件串联连接形成的电池元件 列进行并联连接的电池系统中，即使在任意一个电池元件列(在图7中，中央的电池元件 列)中通电量减少或者成为电流被切断的状态，也不能根据电池系统整体的电压或电流而 检测出该异常。

发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的。本发明的主要目的在于提供一种电池系 统及具备该电池系统的车辆、以及电池系统的限流状态检测方法，其中通过在将多个电池 元件并联连接来增大输出电流，同时可靠地检测并联连接的电池元件的电流切断构件的切 断状态，从而可以保证更高的安全性。为了解决上述问题，根据第一侧面涉及的电池系统，该电池系统具有由多个电池 元件并联连接形成的并联电池单元的电池组，所述电池元件具有限流构件，所述电池系统还具备检测部，其检测并联电池单元的电压和电流，并运算各并联电池单元的电流的累计 值；存储部，其存储有与所述检测部所运算的并联电池单元的电流的累计值对应的基准电 压；和判断部，其从所述存储部中读取与所述检测部所检测出的累计值对应的基准电压，并 比较该基准电压和所述检测部所检测出的所述并联电池单元的检测电压，在检测电压与基 准电压的差比设定值大的状态下，判断所述电池元件的限流构件的限流状态。由此，可以在 电池系统侧识别现有技术中无法检测出的限流构件的限流状态。另外，根据第二侧面涉及的电池系统，所述检测部能够对规定的时间内、或者从充 电开始到充电结束的期间、或者从放电开始到放电结束的期间、或者电流的累计值成为设 定值为止的期间的各并联电池单元的电流的累计值进行检测，来判断电池元件的限流构件 的限流状态。另外，根据第三侧面涉及的电池系统，能够将所述检测部检测出的各并联电池单 元的电流的累计值，作为电流的积分值和补偿系数的乘积构成的剩余容量。另外，根据第四侧面涉及的电池系统，所述限流构件是CID (CurrentInterrupt Device 电流中断器件)，所述判断部能够判断CID的切断状态。另外，根据第五侧面涉及的电池系统，所述限流构件是PTC (PositiveTemperature Coefficient 正温度系数)元件，所述判断部能够判断PTC元件的限流状态。另外，根据第六侧面涉及的电池系统，所述限流构件是电池元件的连接不良或断 线，所述判断部能够判断电池元件的连接不良或断线。另外，根据第七侧面涉及的电池系统，所述电池元件是锂离子二次电池。另外，根据第八侧面涉及的电池系统，所述电池组是向让车辆行驶的电动机供给 电力的电源。另外，根据第九侧面涉及的电池系统，该电池系统包括具有由多个电池元件并联 连接形成的并联电池单元的电池组，所述电池元件具有限流构件，所述电池系统还具备检 测部，其检测各并联电池单元的电压；和判断部，其比较所述检测部所检测出的各并联电池 单元的电压和其他的并联电池单元的电压，并检测电压差，以判断电压差比规定的设定值 大的并联电池单元的电池元件的限流构件的限流状态。另外，根据第十侧面涉及的电池系统，能够设置具备上述电池系统的车辆。另外，根据第十一侧面涉及的电池系统的限流状态检测方法，检测所述电池系统 的电池元件的限流构件的限流状态，该电池系统具有由多个所述电池元件并联连接形成的 并联电池单元的电池组，所述电池元件具有所述限流构件，所述电池系统的限流状态检测 方法包括通过检测部检测各并联电池单元的电压和电流，并运算各并联电池单元的电流 的累计值的步骤；从预先存储有与累计值对应的并联电池单元的基准电压的存储部中读取 该基准电压，并比较该读取的基准电压和所述检测部所检测出的所述并联电池单元的检测 电压，在检测电压与基准电压的差比设定值大时，判断所述电池元件的限流构件的限流状 态。上述的电池系统的特点是通过并联连接多个电池元件，将输出电流或电流容量 增大的同时可靠地检测出并联连接的电池元件的限流状态，从而保证安全性。对于该电池 系统能检测出电池元件的限流状态的动作原理，基于图6来进行说明。在该图中，假设中央 的电池元件处于限流构件9B的限流状态(在该例中，使CID工作来切断电流)。电池元件成为限流状态时，在并联连接状态下，充电电流就流入到两侧的电池元件中，由于该充电电 流的流入而导致电压上升的比例较小，不易识别，而且并联数越大，该倾向越显著。例如，在通过作为限流构件9B的CID而导致电流被切断、中央的电池元件成为不 能充电的状态下，或者PTC元件进行工作(trip)而电阻值变大的状态下，充电电流仅分流 至两侧的电池元件从而被充电。在这种状态下，两侧的电池元件的充电电流变大。以大的 充电电流而被充电的两侧的电池元件，其被充电的容量变大。因此，包含有成为限流状态的 电池元件的并联电池单元，存在电压相对于充电容量的上升变大的倾向。相反，在电池组放电的状态下，对于因限流状态而使中央的电池元件的剩余容量 不能被利用的并联电池单元，来自两侧的电池元件的放电容量变大，电压相对于放电容量 的降低变大。如此，对于包含有成为限流状态的电池元件的并联电池单元而言，在被充电和 被放电的状态下，相对于电池组的充电容量和放电容量，其电压改变的比例较正常并联电 池单元而发生变化。但是电流被切断的电池元件不能充电，其被充电的容量近乎为零。在此，本发明的电池系统将与正常并联电池单元的充电或者放电的容量相对应的 电压变化，作为基准电压进行存储。在电池组被充放电的状态下，对所充电或放电的容量和 电压进行检测。所有的电池元件均不是限流状态的并联电池单元中，所检测出的电压与基 准电压一致。对于任意一个电池元件成为限流状态的并联电池单元，因为限流状态而使实 质上所充放电的容量发生变化，被检测出的电压或电压的变化量与基准电压或电压变化基 准量不同。因此，通过检测并联电池单元的充放电容量和电压，并比较与充放电的容量对应 的基准电压和检测电压，或者比较电压的变化量与电压变化基准量，从而能够检测出电池 元件的限流状态的发生。尤其是，该电池系统，不仅仅对并联电池单元的电压进行比较，而 且将与所充放电的容量对应的电压和基准电压进行比较来判断限流状态，由此，能够可靠 地检测电池元件的限流状态，能够实现对电池组的安全充放电的特征。


的框图<
图1是表示一实施方式的电源装置的框图。 图2是表示对限流状态进行判断的顺序的流程图。
图3是表示在通过发动机和电动机行驶的混合动力车中搭载有电源装置的示例
图4是表示在仅通过电动机行驶的电动车中搭载有电源装置的示例的框图。 图5是表示变形例的电源装置的框图。
图6是表示并联连接的电池元件的一部分成为限流状态的示意图。 图7是表示对多个电池元件串联连接形成的串联电池单元进行并联连接而得到
的电池系统中成为限流状态的样子的示意图,图中100、100B、100C1IB2、2B3
电源装置 并联电池单元 串联电池单元 电池元件 电流检测电路
4、4B电压检测电路
5检测部
6存储部
6a参照区域
6B暂时存储区域
7判断部
8控制部
9、9B限流构件
10电池组
11连接器
50车辆侧负载
51DC/AC逆变器
52电动机
53发电机
55发动机
EV, HV车辆
具体实施例方式以下，根据附图来说明本发明的实施方式。其中，以下所示出的实施方式中，例示 了用于具体化本发明的技术思想的电池系统、具备此电池系统的车辆以及电池系统的限流 状态检测方法，但是，本发明并非将电池系统、具备此电池系统的车辆以及电池系统的限流 状态检测方法特定为以下所述。而且，技术方案中所示的构件也不仅由实施方式的构件来 特定。尤其是实施方式中所记载的构成构件的尺寸、材质、形状以及其相对配置关系等，如 果没有对其特别地特定叙述，本发明的范围并不仅限于实施方式所述，而其仅仅只是说明 例。另外，在各个附图中所示构件的大小和位置关系等，为了便于说明而适当地进行夸张。 还有，在以下的说明中，相同名称、符号表示相同的构件或者同质的构件，并适宜省略其详 细说明。另外，构成本发明的每一要素，能够以相同的构件构成多个要素，以一个构件兼用 作多个要素。反之，一个构件的功能能够由多个构件进行分担来实现。另外，一部分的实施 例、实施方式中所说明的内容也可被利用于其他的实施例、实施方式。作为本发明的一实施方式所涉及的电池系统，基于图1、2，以适用于车载用的电源 装置为例进行说明。在这些图中，图1是表示电源装置的框图。图2是表示对限流状态进 行判断的顺序的流程图。这些图所示的电源装置100，其主要适用于通过发动机和电动机的 双方来行驶的混合动力车和仅通过电动机行驶的电动车等的电动车辆的电源。另外，本发 明的电源装置，也可适用于混合动力车和电动车以外的车辆，还可适用于电动车辆以外的 要求大输出的用途。图1的车辆用的电源装置100是混合动力车、燃料电池车、电动车等的车辆所搭载 的，对作为车辆侧负载50而被连接的电动机52进行驱动以使车辆行驶。如图1所示，车辆 侧负载50，在输入侧与DC/AC逆变器51连接，在输出侧与电动机52和发电机53连接。DC/ AC逆变器51将行驶用电池1的直流转换成三相交流，并控制向电动机52的电力供给。另外，还将发电机53的输出转换成直流，用于对电源装置100的行驶用电池1进行充电。另外，车辆侧负载在DC/AC逆变器的输入侧与升降压变换器连接，将电源装置的 输出电压进行升压后提供给电动机。该车辆侧负载通过升降压变换器将电源装置的输出电 压进行升压后，并经由DC/AC逆变器提供给电动机，并且通过DC/AC逆变器将发电机的输出 转换成直流，再通过升降压变换器进行降压后，对行驶用电池进行充电。图1所示的车辆用的电源装置100具有对车辆侧负载50的电动机52提供电力 的电池组10、用于检测电池组10的电流的电流检测电路3、用于检测电池元件2的电压的 电压检测电路4、以及根据该电压检测电路4所检测出的检测电压和电流检测电路3所检 测出的电流来判断电池元件2的限流状态的判断部7、存储基准信息的参照区域6a、连接器 11、对连接器11的开闭进行控制的控制部8。通过电流检测电路3和电压检测电路4，构成对各并联电池单元的电压和电流进 行检测、并且对各并联电池单元1的电流的累计值进行运算的检测部5。另外，判断部7，从 参照区域6a中读取与该检测部5所检测出的累计值相对应的基准电压，并对基准电压和通 过检测部5检测出的并联电池单元的检测电压进行比较，在检测电压和基准电压的差比设 定值大的状态下，判断电池元件2的限流状态。(存储部6)存储部6具有参照区域6a和暂时存储区域6b。参照区域6a存储有与通过检测部 5运算出的并联电池单元1的电流的累计值相对应的基准电压。该参照领域6a可利用ROM 或E2PR0M等的非易失性存储器等。另外，暂时存储区域6b是暂时保存数据的区域，可利用 RAM等的易失性存储器等。另外，在图1的示例中，虽然存储部6是以与判断部7不同的构 件来构成，但能够以与判断部7相同的构件来构成。例如，可利用将半导体存储元件组装到 一个封装件中得到的芯片或IC等。该存储部6的参照区域6a中，预先保存有通过对电压值变化和电流累计值变化的 关系进行测量而得到的基准数据。基准数据是以表或计算式等的方式进行保存。(检测部5)检测部5除了检测各并联电池单元1的电压和电流以外，还具有对电压值的变化 及电流累计值(SOC)的变化进行计算的功能。检测部5所检测出的各并联电池单元1的电 流的累计值为电流的积分值和补偿系数的乘积构成的剩余容量。另外，检测部5对在规定的时间内、或者从充电开始到充电结束的期间、或者从放 电开始到放电结束的期间、或者电流的累计值成为设定值为止的期间中的各并联电池单元 的电流的累计值进行检测，来判断电池元件2的限流状态。另外，在该示例中，检测部具有运算电压值变化或电流累计值变化的功能，但是， 也可使判断部具备这些功能。在此，以各不相同的构件来构成检测部和判断部，但也可以统 合为一个构件。同样，也可将判断部和控制部统合为一个构件，可适宜地对任意的构成构件 进行统合、分割。(判断部7)判断部7基于检测部5所检测出的实际测量值和存储部6所保存的基准数据来判 断电池元件2的限流状态。并且，判断部7也可以对检测部5所检测出的各并联电池单元 的电压和其他的并联电池单元的电压进行比较，检测出电压差，以对电压差大于设定值的并联电池单元的电池元件的限流状态进行判断。并将判断结果发送给控制部8，控制部8基 于判断结果，进行以下适当的处理，即与车辆侧进行通信以限制充放电电流等。(电池组10)电池组10经由DC/AC逆变器51来驱动车辆行驶的电动机52。为了能提供给电动 机52大电力，电池组10将多个可充电的电池元件2并联连接形成的并联电池单元1以多 个串联连接来提高输出电压。电池元件2使用镍氢电池或锂离子二次电池。但是，电池可 使用镍镉二次电池等能充电的所有电池。电池组10为了能对电动机52供给大电力，例如， 将输出电压增高至100V至400V。(限流构件9)限流构件9与电池元件2串联连接。限流构件9在各并联电池单元1中，对应于并 联连接的每个电池元件2而设置。对于限流构件9，可利用CID和PTC元件，优选利用CID。 CID是被称为电流中断器件，当电池元件成为过电流放电状态或者过电流充电状态等的异 常状态时，因电池内压的异常上升而进行动作使得电流切断。如图1的示例中，为了便于说 明，在电池元件2的外部图示了 CID，但是，一般来说，CID被内置于电池元件2中。当然，也 可将CiD等电流切断单元作为以外设的方式连接于电池元件的其他构件。另外，PTC元件是电池元件的发热引起电阻值上升、用以限制通电量的元件。CID 一般是在紧急度高的异常时作为保护元件来使用，一旦电流被切断将不可恢复，但PTC元 件，在温度降低时电阻值降低，能够在通常动作中恢复原状。另外，也可以并用PTC元件和 CID,在电池元件轻度温度上升时通过PTC元件来保护，电池元件更高的温度上升时，设定 工作开始温度使CID工作。另外，限流构件并不限于是有意地限制或切断电流的构件，也可以是非预想的接 触不良或断线的情形。例如，发生电接触不良或断线时，使特定的电池元件的通电量降低或 切断，与上述相同的症状，即由于多个电池元件并联连接，从而不能检测出该状态而导致发 生问题。即使在这种情况下，也可通过后述的判断单元来检测限流状态，从而能掌握在电池 系统侧由于断线或接触不良等引起的限流，进而能采取恰当的使充放电电流降低的措施。(连接器11)图1的电源装置100在电池组10的正负输出侧连接有连接器11。连接器11在使 车辆行驶时成为导通，即车辆的点火开关为导通状态下被切换为导通，在不让车辆行驶的 状态下而切换为截止。图1的电源装置100在电池组10的正负输出侧连接有连接器11，但 也可仅设置于正负输出侧的其中一方。(限流状态检测方法)根据上述的构成，电源装置100能够检测出利用了并联连接电池元件2而得到的 电池组的电池系统中的限流状态。以下，基于图2的流程图来说明进行检测限流状态的顺序。首先，在步骤Sl中，通过检测部5对各并联电池单元的电压和电流进行实际测量。 在此，通过检测部5的电压检测电路4，对电池元件2被并联连接的并联电池单元1的电压 进行测量，并且通过电流检测电路3来测量电流。另外，电压或电流的检测是以规定的周期 或者定时来进行的。例如，以0. 5秒 5秒的间隔来进行检测。接着，在步骤S2中，根据需要来累计电流并运算电池的剩余容量(SOC =State of由检测部5来进行，所获得的电压值以及电流累计值作为并联电池单元1 的实际测量剩余容量以时序列的形式被保存在存储部6的暂时存储区域6b中。另外，也可 以在计算、判断时，取代SOC而利用电流的累计值。另外，也能在不采用电流的累计值的方 法中省略该步骤。在步骤S3中，从存储部6中读取对应于累计值的并联电池单元1的基准电压。在 此，是从存储部6的参照区域6a预先存储的表示电压值变化和电流累计值变化的关系的基 准数据中读取相对应的值。在步骤S4中，判断部7对所读取出的基准数据和并联电池单元的实际测量值进行 比较。在此，判断部7从存储部6取得与根据实际测量值而取得的与电流累计值变化相当 的、应有的电压变化的基准数据，并比较基准数据和基于实际测量值的电压变化。其后，对 该差是否超过预先设定的阈值进行判断。在该差比设定值大时，前进到步骤S5，判断为因限 流构件9的工作而导致电池元件2的限流状态发生，对控制部8进行必要的处理。另外，该 差比设定值小时，判断为未发生限流状态，进而回到步骤Sl，重复上述步骤。这样，电源装置 即使在现有技术难以实现的并联连接的电池元件中，也能够高效地检测出限流状态。另外，除利用电流累计值的方法以外，例如，也可以构成为对与其他的并联连接 电池组的电压进行比较，在该差分为某个既定值以上的差时，判断发生了限流状态。现有技术的多个电池元件并联连接方式的电池系统中，一个以上的电池元件发生 限流状态时，因为电流流入周围的电池元件中，仅以电压值的变化则难以检测出限流状态。 因此，在上述的电源装置中，对并联电池单元的容量或者电压的变化进行监测，预先记录在 正常情况下所预测的容量或者电压的变化，通过比较来判断异常。换而言之，通过对电流向 并联电池单元的电池元件的进出进行计算，并监测与预测的容量或者电压变化的偏差，在 超过所设定的阈值时刻，则判断为发生异常，由此，能够构筑安全的电池系统。以上的车辆用的电源装置是被搭载于通过发动机和电动机双方进行行驶的混合 动力车或插入式混合动力车(plug in hybrid car)、或者仅通过电动机进行行驶的电动车 等的电动车辆，其作为这些车辆的电源来使用。图3表示在通过发动机55和电动机52双方进行行驶的混合动力车上搭载有车辆 用的电源装置100B的示例。该图所示的车辆HV具有让车辆HV行驶的发动机55和行驶 用的电动机52、向电动机52供给电力的车辆用的电源装置100B、给车辆用的电源装置100B 的电池充电的发电机53。车辆用的电源装置100B经由DC/AC逆变器51而与电动机52和 发电机53相连接。车辆HV在车辆用的电源装置100B的电池进行充放电的同时，利用电动 机52和发动机55双方来进行行驶。在发动机效率低的区域，例如，加速时或低速行驶时， 电动机52被驱动以使车辆行驶。从车辆用的电源装置100B向电动机52供给电力，来驱动 该电动机52。发电机53由发动机55所驱动，或者通过对车辆刹车时的再生制动而被驱动， 对车辆用的电源装置100B的电池进行充电。另外，图4所示的是，搭载于仅通过电动机52进行行驶的电动车上的车辆用的电 源装置100C的示例。该图所示的车辆EV具有让车辆EV行驶的行驶用的电动机52、提 供给该电动机52电力的车辆用的电源装置100C以及对该车辆用的电源装置100C的电池 进行充电的发电机53。从车辆用的电源装置100B向电动机52供给电力，来驱动该电动机 52。发电机53由车辆EV的再生制动时的能量驱动，对车辆用的电源装置100C的电池进行充电。另外，在上述图1的构成中，将各限流构件9与一个电池元件2串联连接后，多个 并联连接而形成并联电池单元1，但是，本发明并不仅限于这种构成，如图5所示，即使在将 多个电池元件2串联连接形成的串联电池单元IB进行多个并联连接的构成中，也同样可以 适用本发明。在这种情况下，限流构件9按照每一串联电池单元IB来设置就足够了。如上所述，在并联连接了一个以上电池元件的电池系统中，一个以上的限流构件 进行工作(CID等工作，或者发生接触不良)的情况下，利用对应的电池元件的充放电容量 降低的状况，对充放电时并联电池单元的电压的变化进行监视，由此能够对断线的发生和 CID是否断开等进行判断。例如，在并联连接4个电池元件的情况下，因为其中一个元件出 现断线或者CID的断开，从而充放电容量成为3/4。其结果，每一个元件的电流成为4/3，电 压的变化量变大，因此能够检测出限流状态。通过该方法，可在电池系统侧判断现有技术中 不能检测出的并联连接的电池元件的断线或CID的动作这样的异常发生，并切换为恰当的 控制，由此可安全地使用电池系统。产业上的利用可能性本发明的电池系统、具备有该电池系统的车辆以及电池系统的限流状态检测方法 适用于能切换EV行驶模式和HEV行驶模式的插入式混合动力电动车、或混合动力电动车、 电动车等的电源装置。
权利要求
1.一种电池系统，其具有电池组，所述电池组具有由多个电池元件并联连接形成的并 联电池单元，所述电池元件具有限流构件，所述电池系统的特征在于，具备检测部，其检测并联电池单元的电压和电流，并运算各并联电池单元的电流的累计值；存储部，其存储有与所述检测部所运算出的并联电池单元的电流的累计值对应的基准 电压；和判断部，其从所述存储部中读取与所述检测部所检测出的累计值对应的基准电压，并 比较该基准电压和所述检测部所检测出的所述并联电池单元的检测电压，在检测电压与基 准电压的差比设定值大的状态下，判断所述电池元件的限流构件的限流状态。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于所述检测部，对规定的时间内、或者从充电开始到充电结束的期间、或者从放电开始到 放电结束的期间、或者电流的累计值成为设定值为止的期间内的各并联电池单元的电流的 累计值进行检测，来判断电池元件的限流构件的限流状态。
3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其特征在于所述检测部检测出的各并联电池单元的电流的累计值，是电流的积分值和补偿系数的 乘积构成的剩余容量。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池系统，其特征在于 所述限流构件是电流中断器件，所述判断部判断所述电流中断器件的切断状态。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池系统，其特征在于 所述限流构件是正温度系数元件，所述判断部判断所述正温度系数元件的限流状态。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池系统，其特征在于 所述限流构件是电池元件的连接不良或断线，所述判断部判断所述电池元件的连接不良或断线。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电池系统，其特征在于 所述电池元件是锂离子二次电池。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的电池系统，其特征在于 所述电池组是对使车辆行驶的电动机供给电力的电源。
9.一种电池系统，其具有电池组，所述电池组具有由多个电池元件并联连接形成的并 联电池单元，所述电池元件具有限流构件，所述电池系统的特征在于，具备检测部，其检测各并联电池单元的电压；和判断部，其比较所述检测部所检测出的各并联电池单元的电压和其他并联电池单元的 电压，并检测电压差，以判断电压差比规定的设定值大的并联电池单元的电池元件的限流 构件的限流状态。
10.一种车辆，其特征在于，具有权利要求1至9中的任意一项所述的电池系统。
11.一种电池系统的限流状态检测方法，是检测所述电池系统的电池元件的限流构件 的限流状态的方法，其中所述电池系统包括具有由多个所述电池元件并联连接形成的并联电池单元的电池组，所述电池元件具有所述限流构件， 所述限流状态检测方法包括通过检测部检测各并联电池单元的电压和电流，并运算各并联电池单元的电流的累计 值的步骤；和从预先存储有与累计值对应的并联电池单元的基准电压的存储部中读取相应的基准 电压，并比较该读取出的基准电压和所述检测部所检测出的所述并联电池单元的检测电 压，在检测电压与基准电压的差比设定值大时，判断所述电池元件的限流构件的限流状态。
全文摘要
通过多个具有限流构件的电池元件并联连接，将输出电流或电流容量增大的同时可靠地检测出并联连接的电池元件的限流构件的限流状态以保证安全性。电池系统具有由多个电池元件(2)并联连接的并联电池单元(1)进行串联连接形成的电池组(10)，该电池系统具备检测部(5)，其检测各并联电池单元(1)的电压和电流，并运算各并联电池单元(1)的电流的累计值；存储部(6)，其存储有与检测部(5)所运算的并联电池单元(1)的电流的累计值对应的基准电压；判断部(7)，其从存储部(6)中读取与检测部(5)所检测出的累计值对应的基准电压，并比较该基准电压和检测部(5)所检测出的并联电池单元(1)的检测电压，在检测电压与基准电压的差比设定值大的状态下判断电池元件(2)的限流构件(9)的限流状态。
文档编号H01M10/42GK102104176SQ20101058280
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月6日 优先权日2009年12月22日
发明者横谷和展 申请人:三洋电机株式会社