专利名称：用于燃料电池的电压检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测燃料电池的电池电压的电压检测装置，并且更特别地，涉及一种即便在燃料没有供给到电池时也可以测量电池电压的技术。
背景技术：
近年来，已经广泛研制了利用氢和氧作为燃料产生动力并且通过利用这种动力驱动电机而行驶的燃料电池车辆。从环境方面来说这种燃料电池是极好的，并且可以实现高能效，因此燃料电池作为未来汽车的能源是非常有前途的。通常，安装在车辆中的燃料电池包括多个电池并各个的电池串联连接以产生，例如，200V的高压。这个电压供给电机以驱动车辆。
这种燃料电池车辆具有电压检测装置，其测量每个电池中产生的电压。通过将多个电池分成分成组(block)并且通过测量每组的电池电压来检测是否产生了合适的电压(例如，参考专利文献I)。例如，在包括总共55个电池的燃料电池中，11个电池设置成一组，并且总共构成五个组。通过提供给每组的电压检测IC来测量每组的电池电压，并且监测电池电压是否保持在正常电压。这时，关于上面所述的例子通常就是这样，在总共55个电池分成五个组，每组有11个电池的情况下，从一个组输出的电压大致是40V，并且设置在每组中的电压检测IC利用从每个电池输出的大致40V的电压作为电源电压来工作，以测量每组电压。也就是说，电压检测IC利用作为待测量目标的电池电压作为电源电压来工作。在这里，在燃料没有供给设置在燃料电池中的电池的情况下，由于在每组的电池中不产生电压，所以用于电源的电压没有供给电压检测1C，并且因此电压检测IC不工作。引用列表专利文献专利文献I JP-A-2010-4989
发明内容
技术问题如上所述，在现有技术中的用于燃料电池的电压检测装置中，在燃料没有供给电池的情况下，电压检测IC不工作，因此不能进行电池电压的测量。已经进行本发明来解决现有技术中的问题，并且本发明的目的是提供一种用于燃料电池的电压检测装置，即便在不向每个电池供给燃料时，该电压检测装置也能够测量每个电池的输出电压并且将这个输出电压通知驾驶员。解决问题的方案为了达到该目的，根据本发明的第一方面，提供一种用于检测燃料电池的输出电压的电压检测装置，在该燃料电池中，多个电池串联连接以输出希望的电压，其中，所述多个电池分成N (N > 2)个组，每个组包括至少一个电池。该电压检测装置包括电压检测部分，该电压检测部分分别提供给所述各组并且测量所述各组中的电池电压；控制部分，该控制部分通过通信线路连接于所述电压检测部分，向各个所述电压检测部分输出电压检测指令，并且接收从每个所述电压检测部分发送的电压检测信号；以及(N-I)个以下的转换器，该转换器使由直流电源供给的电压升高成用于所述电压检测部分的驱动电源的电压。每个所述转换器连接于所述N个组中的任意的(N-I)个组。当燃料电池的输出开始时，所述控制部分将来自每个所述转换器的电力供给到与每个所述转换器对应的所述组的电压检测部分，以使所述电压检测部分进行操作；并且在由利用从各个转换器供给的电力来工作的各个电压检测部分中的至少一个电压检测部分检测到的电压超过预定的阈值的情况下，所述控制部分利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，控制提供给所述各个组的所述电压检测部分中的至少一个电压检测部分进行操作，并且获得所述各组中的每个组中的电池电压。根据本发明的第二方面，在所述电压检测装置中，所述转换器的数目可以是两个；所述多个电池可以以地电平为基准相互串联连接，并且所述转换器可以分别连接于下端电压组和上端电压组，所述下端电压组包括连接于所述多个电池中的地电平的电池，所述上 端电压组连接于最大电压电平；并且在所述电压检测部分的检测电压在下端电压组和上端电压组处都超过所述预定阈值的情况下，该控制部分可以通过利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，来控制提供给所述各个组的全部所述电压检测部分进行操作。根据本发明的第三方面，在该电压检测装置中，所述转换器的个数可以是一个，并且在由与所述转换器相连接的所述电压检测部分检测到的电压超过所述预定阈值的情况下，所述控制部分可以通过利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，控制全部所述电压检测部分进行操作。根据本发明的第四方面，在该电压检测装置中，所述转换器的个数可以是一个，并且在由与所述转换器相连接的所述电压检测部分检测到的电压超过所述预定阈值的情况下，所述控制部分可以通过利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，控制除了与所述转换器相连接的电压检测部分之外的全部所述电压检测部分进行操作。根据本发明的第五方面，在该电压检测装置中，燃料电池可以用作安装在车辆中的电机的驱动电源，并且直流电源可以是安装在车辆中的蓄电池。本发明的有益效果根据本发明的第一方面，由于对于N组的电压检测部分(电压检测IC)之中的(N-I)个电压检测部分连接转换器而将电力供给该电源，所以即便在由于诸如燃料没有供给到燃料电池的电池的原因而使电池电压降低时，也可以在(N-I)个电压检测部分中靠地测量电池电压。此外,在与转换器相连接的(N-I)个电压检测部分之中的至少一个中的电池电压超过预定阈值的情况下，由于通过所有的N个电压检测部分进行电压检测，因此可以可靠地测量所有组的电池电压。此外，在没有与转换器连接的电压检测部分中，在确定燃料供给电池的情况下开始电池电压的检测，因此在电源电压低的状况下不进行测量，并且可以防止由于低电源电压引起的诸如故障和错误检测的问题的发生。此外，与转换器分别连接于所有的N个电压检测部分的情况相比，电路构造可以简单。根据本发明的第二方面，转换器连接于下端电压组和上端电压组，并且在从转换器输出电力时测量下端电压组和上端电压组的电池电压，并且在各个组的电池电压都超过阈值电压的情况下，通过电压检测部分对于包括下端电压组和上端电压组两者的所有组进行电压测量。在这种情况下，由于最接近地电平的下端电压组和最接近最高电压的上端电压组两者的电池电压都超过阈值电压，所以可以确定，对于其他组，电池电压超过阈值，并从而能够以高精度实现电压检测。根据本发明的第三方面，转换器只连接于多个电压检测部分中的一个电压检测部分，以便检测该电池电压，并且因此转换器的数目可以最少，并且能够以高精度检测每个组的电池电压。根据本发明的第四方面，转换器只连接于多个电压检测部分中的一个电压检测部分，并且检测该电池电压，转换器的数目可以最少。此外，与转换器连接的电压检测部分利用从该转换器输出的电力持续工作，因此即便在电池电压设定为电源时存在电压检测开始之后电池电压降低的问题，也能够以高精度实现电压检测。根据本发明的第五方面，由于在检测安装在车辆中的燃料电池的电池电压时使用 该电压检测装置，所以能够以高精度来检测安装在车辆中的燃料电池的充电状态。
图I是图示出根据本发明的第一实施例的用于燃料电池的电压检测装置的构造的方框图。图2是图示出根据本发明的第一和第二实施例的燃料电池的电压检测装置的第一电压检测IC (第二实施例中的第一和第二电压检测IC)的构造的方框图。图3是图示出根据本发明的第一和第二实施例的燃料电池的电压检测装置的第二至第五电压检测IC (第二实施例中的第二至第四电压检测IC)的构造的方框图。图4是图示出根据本发明的第一实施例的燃料电池的电压检测装置的处理操作的流程图。图5是图示出根据本发明的第二实施例的燃料电池的电压检测装置的构造的方框图。图6是图示出根据本发明的第二实施例的燃料电池的电压检测装置的处理操作的流程图。附图标记列表10，IOa 电压检测装置11 :高压侧装置12 :低压侧装置13 :燃料电池21-1至21-5 :第一至第五电压检测IC (电压检测部分)22 电池电压输入部分23 电源电路25 :多路转换器26:A/D 转换器28 :存储器
29 CPU31 :通信线路32:绝缘接口33 :主微型计算机(控制部分)41 :蓄电池42,44 DC/DC 转换器43 :调节器61-1至61-5 :第一至第五组 71 :基准电源Sffl :选择开关Pl 至 P55:电池
具体实施例方式在下文，将参考附图来描述本发明的实施例。图I示出燃料电池13的方框图，该燃料电池13包括根据第一实施例的用于燃料电池的电压检测装置10和多个电池Pl至P55。例如，根据本发明第一实施例的该燃料电池13安装在车辆中并且用于提供车辆驱动电机的驱动电力。如图I所示，根据第一实施例的电压检测装置10分成高压侧装置11和低压侧装置12，并且绝缘接口 32插设在它们之间。高压侧装置11具有五个电压检测IC (电压检测部分)，即，第一压检测IC (21-1)至第五电压检测IC (21-5)。第一压检测IC (21-1)测量被分作第一组61-1 (下端组)的11个电池Pl至Pll的输出电压。此外，第二电压检测IC (21-2)测量被分作第二组61-2的11个电池P12至P22的输出电压。类似地，第三电压检测IC (21-3)测量被分作第三组61-3的11个电池P23至P33的输出电压。第四电压检测IC (21-4)测量被分作第四组61-4的11个电池P34至P44的输出电压。第五电压检测IC (21-5)测量被分作第五组61-5 (上端组)的11个电池P45至P55的输出电压。此外，每个电压检测1((21-1)至(21-5)具有么/1)转换器26(参考图2和图3，标为“ADC”)。各个的电压检测IC (21-1)至(21-5)通过利用从每个基准电源71-1至71-5 (参考图I)输出的用于A/D转换的基准电压，将为提供给各个组(第一组61-1至第五组61-5)的每个电池测量的电压信号转换成数字电压信号。而且，第二至第五电压检测IC (21-2)至(21-5)经由通信线路31连接于第一电压检测IC (21-1)。该第一电压检测IC (21-1)连接于主微型计算机(控制部分)33，其经由绝缘接口 32设置在下端侧装置12。即，主微型计算机33与各个的电压检测IC (21-1)至(21-5)经由绝缘接口 32以菊花链通信方式相互连接。此外，下端侧装置12具有输出5V的DC电压的调节器43。该调节器43由从安装在车辆中的蓄电池(DC电源)41输出的电压(例如12V)产生5V的稳定DC电压并且将这个产生的DC电压供给主微型计算机33。此外，蓄电池41连接于DC/DC转换器(转换器)42。该DC/DC转换器42升高从蓄电池41输出的电压(例如，12V)，并且将产生的电压输出给电压检测IC (21-1)。
图2示出说明第一电压检测IC (21-1)的内部构造的方框图。在下文，将参考图2来描述该第一电压检测IC (21-1)的详细构造。如图2所示，第一电压检测IC(21-1)具有电源电路23，从每个电池Pl至Pll输出的电力或从DC/DC转换器42输出的电力输入到该电源电路23，并且该电源电路23产生预定的电压；电池电压输入部分22，该电池电压输入部分22连接于提供给第一组61-1的各个电池Pl至Pll并且检测其输出电压；多路转换器25，其将从每个电池的电池电压输入部分22输出的电压信号转换成一个系统的时间序列信号；A/D转换器26，其将从每个单元电池的多路转换器25输出的电压信号转换成数字信号。选择开关SWl连接于电源电路23。该选择开关SWl的一侧连接端子连接于各个电池Pl至Pll侧，而另一侧连接端子连接于DC/DC转换器42侧。此外，当选择开关SWl切换时，从每个电池Pl至PU输出的电力或者从DC/DC转换器42输出的电力被选择并被供给电源电路23。
A/D转换器26利用从基准电源71_1 (参考图I)输出的基准电压将模拟信号转换成数字信号。此外，第一电压检测IC (21-1)具有控制部分27和两个通信接口 35a和35b。该控制部分27具有CPU 29和数据储存存储器28，并且以总体的方式控制该第一电压检测IC (21-1)。特别地，在从图I所示的主微型计算机33发送电池电压的电压测量请求信号的情况下，该控制部分27将由各个电池Pl至Pll的电池电压输入部分22所测量的总的输出电压信号经由通信接口 35a和35b发送给主微型计算机33。此外，在从主微型计算机33发送选择开关SWl的切换指令信号的情况下，该控制部分27进行所述选择开关Sffl的切换控制。此外，存储器28储存各个电池Pl至Pll的总的电池电压。主微型计算机33判断从第一电压检测IC (21-1)发送的电压信号(各个电池Pl至PU的总的电池电压)是否大于预先设定的阈值电压，并且在确定总的电池电压大于阈值电压的情况下，该主微型计算机33将该选择开关SWl的切换指令信号发送给第一电压检测IC (21-1)。在这里，阈值电压是这样的电压，在该电压下，各个电池Pl至Pll的总的电池电压能够容许电源电路23输出预定的电压，并且在主微型计算机33中预先设定阈值电压。此外，正如在后面所描述的，在各个电池Pl至Pll的总的电池电压尚未达到阈值电压的情况下，选择开关SWl连接于DC/DC转换器42 —侧，并且在总电池电压已经达到阈值电压的情况下，该选择开关SWl连接于电池一侧。图3示出说明第二电压检测IC (21-2)的内部构造的方框图。如图3所示，第二电压检测IC (21-2)与图2所示的第一电压检测IC (21-1)不同之处在于，第二电压检测IC (21-2)不具有选择开关SW1。即，从P12至P22每个电池输出的电力供给电源电路23，并且该电源电路23产生电源电压以使第二电压检测IC (21-2)工作。其他构造与图2的相同，因此相同的附图标记赋予相同的构造并且将省去其描述。此外，第三至第五电压检测IC (21-3)至(21-5)具有与图3所示的第二电压检测IC (21-2)相同的构造，因此将省去其详细描述。下面，将描述根据第一实施例的电压检测装置的工作。图4示出说明主微型计算机33的处理顺序的流程图。首先，主微型计算机33由主系统判断车辆的点火是否发动(步骤Sll )。此外，当确定点火发动(步骤SI I，是)时，该主微型计算机33操作DC/DC转换器42以输出其输出电压到第一电压检测IC (21-1)(步骤S12)。结果，蓄电池41的输出电压(例如，12V)升高至大约40V的高压，并且供给第一电压检测IC (21-1)。此外，主微型计算机33将DC/DC转换器42的输出电压的选择指令信号发送给第一电压检测IC(21-1)。结果图2所示的选择开关SWl连接于DC/DC转换器42—侧，并且电源电路23得到从DC/DC转换器42的输出的电力，并且产生用于使第一电压检测IC(21_1)工作的电源电压。然后，第一电压检测IC (21-1)开始检测各个电池Pl至Pll的输出电压(步骤S13)。在这个过程中，各个电池Pl至Pll的输出电压供给电池电压输入部分22，并且经由多路转换器25供给A/D转换器26，因此数字化的电压数据被输入给控制部分27。此外，通过CPU 29来计算各个电池Pl至Pll的电池电压的总电压，并且将这个总电压储存在存储器28中。此外，当从主微型计算机33发送电压测量请求信号时，储存在存储器28中的电压数据被发送给主微型计算机33。
该主微型计算机33获得从第一电压检测IC (21-1)发送的电压数据，并且判断由第一电压检测IC (21-1)检测的总电池电压是否大于等于预先设定的阈值电压(步骤S14)。此外，在确定总电池电压大于等于预先设定的阈值电压(在步骤S14，是)时，主微型计算机33确定用于使第一电压检测IC (21-1)工作的电力可以由从各个电池Pl至Pll输出的电池电压供给，并且将电源切换请求指令输出给第一电压检测IC (21-1)(步骤S15)。电压检测IC (21-1)的控制部分27接收这个电源切换请求信号，并且进行将选择开关SWl切换到电池一侧的控制。结果，第一电压检测IC (21-1)利用从第一组61-1的各个电池Pl至Pll输出的电池电压作为电源电压而工作。接着，主微型计算机33对于其他电压检测IC (21-2)至(21-5)发送电池电压的检测开始信号(步骤S16)。当接收该检测开始信号时，各个电压检测IC (21-2)至(21-5)开始电池电压的检测。即，每个电压检测IC (21-2)至(21-5)测量每组61-2至61-5的总电池电压，并且将测量值发送给主微型计算机33。然后，主微型计算机33监测从各个电压检测IC (21-1)至(21-5)发送的电池电压，以监测各组的电池电压是否是正常的电压(步骤S17)。然后当点火关闭(步骤S18，是)时，该过程结束。另一方面，当确定在步骤S14的处理中，电池电压不大于等于阈值电压(步骤S14，否)时，主微型计算机33判断预定的时间是否已经过去(步骤S19)。当确定预定的时间尚未过去(步骤S19，否)时，允许继续由DC/DC转换器42提供电压，并且电池电压的检测继续由第一电压检测IC (21-1)进行。因此，由于诸如燃料未供给每个电池Pl至P55的原因，在不从每个电池Pl至P55输出大于等于恒定电平的电压情况下，电力从DC/DC转换器42输出给电源电路23，并且电池电压的检测由第一电压检测IC (21-1)继续进行。此外，在电池电压不大于等于阈值电压的状态持续恒定的时间以上(在步骤S19，是)的情况下，确定在燃料电池13中已经发生任意的异常，并且主微型计算机33输出报警信号(步骤S20)。这个报警信号发送给电压检测装置10的主系统，以通知车辆的乘客发生异常。以这种方式，在根据本发明第一实施例的燃料电池的电压检测装置10中，多个电池Pl至P55被分成五组61-1至61-5，并且每个电压检测IC (21-1)至(21-5)提供给每个组61-1至61-5。当检测每组61-1至61-5的电池电压时，在开始检测时，对于第一电压检测IC (21-1)的电源电路23提供被DC/DC转换器42升高的电压，并且进行电池电压的检测。在检测的电池电压已经达到阈值电压的情况下，向电源电路23提供的电源被切换到电池一侧。因此，即便当在开始时燃料没有供给电池从而由电池侧供给的电力不足时，第一电压检测IC (21-1)利用从DC/DC转换器42供给电力工作，并且因此能够以高精度来检测电池电压。此外，在确定在第一电压检测IC(21-1)中，电池电压已经达到阈值电压的情况下，开始由其他的电压检测IC (21-2)至(21-5)测量电池电压。也就是，在确定在第一电压检测IC (21-1)中，第一组61-1的电池电压已经达到阈值电压的情况下，可以确定燃料正在供给每个电池Pl至P55，并且可以确定足够的电池电压也正在供给第二至第五电压检测IC(21-2)至(21-5)，因此，开始由第二至第五电压检测IC (21-2)至(21-5)测量电池电压。因此，在各个电压检测IC (21-2)至(21-5)中，也能够以高精度进行电池电压的检测。此外，在这个实施例中，由于它构造成使用DC/DC转换器42并且这个DC/DC转换器42连接于第一电压检测IC (21-1)，所以电压检测可以由各个电压检测IC (21-1)至 (21-5)可靠地进行而不使用大量的DC/DC转换器。此外，在上述第一实施例中，描述是关于当由第一电压检测IC (21-1)检测的电池电电压已经达到阈值电压时，选择开关SWl被切换从而电力的供给从DC/DC转换器42改变至电池侧的例子进行的。但是，即便在电池电压已经达到阈值电压之后，电力也可以从DC/DC转换器42仅仅供给第一电压检测IC (21-1)以便使它工作。在这种情况下，由于只有第一电压检测IC (21-1)利用从蓄电池41供给的电力工作，所以电力可以持续供给而不对蓄电池41造成太大的负担。下面，将描述根据本发明的第二实施例的电压检测装置。图5示出燃料电池13的方框图，该燃料电池13包括根据本发明第二实施例的燃料电池的电压检测装置IOa和多个电池Pl至P55。正如上面描述的第一实施例那样，根据第二实施例的燃料电池13可以用来供给电力使车辆驱动电机在安装于车辆中的状态下运行。第二实施例和上面描述的第一实施例的不同之处在于，在该第二实施例中，设置第二 DC/DC转换器44，并且该DC/DC转换器44的输出电压供给第五电压检测IC (21_5)。其他构造与第一实施例的相同。也就是说，在第二实施例中，第五电压检测IC (21-5)具有与图2所示的第一电压检测IC (21-1)相同的构造，并且第二至第四电压检测IC (21-2)至(21-4)具有图3所示的构造。在下文中，将描述根据第二实施例的电压检测装置IOa的工作。图6示出说明根据第二实施例的利用主微型计算机33的处理顺序的流程图。首先，主微型计算机33判断是否由主系统发动车辆点火(步骤S31 )。此外，当确定点火被发动(在步骤S31，是)时，该主微型计算机33操作两个DC/DC转换器42和44以输出各个DC/DC转换器42和44的输出电压给第一电压检测IC (21_1)和第五电压检测IC(21-5)(步骤S32)。结果，蓄电池41的输出电压(例如，12V)升高至大约40V的高压，并且被供给第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)。此外，主微型计算机33将各个DC/DC转换器42和44的输出电压的选择指令信号发送给第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)。结果，关于第一电压检测IC(21-1)，图2所示的选择开关SWl连接于DC/DC转换器42侧，并且电源电路23从DC/DC转换器42获得输出电压，并且产生用于使第一电压检测IC(21-1)工作的电源电压。类似地，关于第五电压检测IC (21-5)，选择开关SWl连接于DC/DC转换器44侧，并且电源电路23从DC/DC转换器44获得输出电压，并且产生用于使第五电压检测IC (21-5)工作的电源电压。然后，第一和第五电压检测IC (21-1)和(21-5)开始检测各个电池Pl至Pll和P45至P55的输出电压(步骤S33)。在这个过程中，各个电池Pl至Pll(和P45至P55)的输出电压供给电池电压输入部分22，并且经由多路转换器25供给A/D转换器26，使得数字化的电压数据输入控制部分27。此外，由CPU 29来计算各个电池Pl至Pll (和P45至P55)的电池电压的总电压，并且这个总电压储存在存储器28中。此外，当从主微型计算机33发送电压测量请求信号时，储存在存储器28中的电压数据被发送给主微型计算机33。该主微型计算机33获得从第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5) 发送的电压数据，并且判断由第一电压检测IC (21-1)检测的总电池电压和由第五电压检测IC (21-5)检测的总电池电压两者是否大于等于预先设定的阈值电压(步骤S34)。此外，在确定两个总电池电压大于等于预先设定的阈值电压(在步骤S34，是)时，主微型计算机33确定可以通过由各个电池Pl至Pll输出的电池电压来提供用于使第一电压检测IC(21-1)工作的电力，并且可以通过由各个电池P45至P55输出的电池电压来提供用于使第五电压检测IC (21-5)工作的电力，并且将电源切换请求指令输出给第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)(步骤S35)。第一电压检测IC (21-1)的控制部分27接收这个电源切换请求信号，并且进行将选择开关SWl切换到电池侧的控制。结果，第一电压检测IC (21-1)利用从各个电池Pl至Pll输出的电池电压作为电源电压而工作。类似地，第五电压检测IC (21-5)的控制部分27进行将选择开关SWl切换到电池侧的控制。结果，第五电压检测IC (21-5)利用从各个电池P45至P55输出的电池电压作为电源电压而工作。接着，主微型计算机33对于作为其他电压检测IC的第二至第四电压检测IC(21-2)至(21-4)发送电池电压的检测开始信号(步骤S36)。当接收检测开始信号时，第二至第四电压检测IC (21-2)至(21-4)开始电池电压的检测。S卩，每个电压检测IC (21-2)至(21-5)测量每组的总电池电压，并且将测量值发送给主微型计算机33。然后，主微型计算机33监测从各个电压检测IC (21-1)至(21-5)发送的电池电压，以监测各个组61-1至61-5的电池电压是否是正常的电压(步骤S37)。然后当点火关闭(步骤S38，是)时，该过程结束。另一方面，当确定在步骤S34的过程中，电池电压不大于等于阈值电压(步骤S34，否)时，主微型计算机33判断预定的时间是否已经过去(步骤S39)。当确定预定的时间尚未过去(步骤S39，否)时，允许由DC/DC转换器42和44持续提供电压，并且由第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)进行的电池电压的检测持续进行。因此，由于诸如燃料没有供给每个电池Pl至P55的原因，在没有从每个电池Pl至P55输出大于等于恒定电平的电压情况下，电力从DC/DC转换器42和44供给电源电路23，并且由第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)进行的电池电压的检测持续进行。此外，在第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)两者的电池电压不大于等于阈值电压的状态持续恒定的时间以上(在步骤S39，是)的情况下，确定在燃料电池中已经发生任意的异常，并且主微型计算机33输出报警信号(步骤S40)。这个报警信号发送给电压检测装置IOa的主系统，以通知车辆的乘客发生异常。以这种方式，在根据本发明第二实施例的燃料电池的电压检测装置IOa中，各多个电池Pl值P55被分成五组61-1至61-5，并且每个电压检测IC (21-1)至(21-5)提供给每组61-1至61-5。当检测每组61-1至61-5的电池电压时，在开始检测时，对于第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)的电源电路23分别供给由DC/DC转换器42和44的升高的电压，并且进行电池电压的检测。在检测的电池电压已经达到阈值电压的情况下，对电源电路23的电力提供被切换到电池一侧。因此，即便由于诸如在开始时燃料没有供给电池的原因而使电池电压低于阈值电压时，第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)也能够以高精度检测电池电压。此外，在确定在第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)两者中，电池电压已经达到阈值的情况下，由其他的电压检测IC (21-2)至(21-4)开始电池电压的测量。也就是说，在确定了在测量最接近地电平的第一组61-1的电池电压的第一电压检测 IC (21-1)，和测量输出最高电压的第五组61-5的电池电压的第五电压检测IC (21-5)两者中，检测的电池电压已经达到阈值电压的情况下，可以确定燃料正在供给每个电池Pl至P55，并且可以确定足够的电池电压也正在供给第二至第四电压检测IC (21-2)至(21-4)，因此，由电压检测IC (21-2)至(21-4)开始进行电池电压的测量。因此，在各个电压检测IC (21-2)至(21-4)中，也能够以高精度进行电池电压的检测。而且，在这个实施例中，由于构造成使用两个DC/DC转换器42和44，但是可以不为每个电压检测IC提供DC/DC转换器，由各个电压检测IC (21-1)至(21-5)进行的电压检测可以可靠地进行而不使用大量的DC/DC转换器。此外，在上述第二实施例中，描述是关于当由第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)检测的电池电电压已经达到阈值电压，选择开关SWl被切换并从而电力供应从DC/DC转换器42和44改变至电池侧的例子进行的。但是，即便在电池电压已经达到阈值电压之后，电力可以从DC/DC转换器42和44仅仅供给第一电压检测IC (21_1)和第五电压检测IC (21-5)以便使它们工作。在这种情况下，由于只有第一电压检测IC (21-1)和第五电压检测IC (21-5)利用从蓄电池41供给的电力工作，因此电力可以持续供给而不对蓄电池41造成太大的负担。在上文中，基于附图所示的各实施例对于本发明的燃料电池的电压检测装置进行了描述，本发明不限于此，并且各部件的构造可以由具有相同功能的任意构造来替代。例如,对于在上述第一实施例中设置一个DC/DC转换器的例子和在第二实施例中设置两个DC/DC转换器的例子进行了描述，但是本发明不限于此，并且当电压检测IC的数目设定成“N”时，通过提供“N-1 ”个DC/DC转换器而由“N-1 ”个电压检测IC进行电压检测是可能的。此外，由于DC/DC转换器不提供给所有的电压检测1C，因此电路构造可以简化，并且能够以高精度检测电池电压。此外，在上述实施例中，对于作为转换电压的转换器的DC/DC转换器作为例子进行了描述，但是本发明可以利用其它电压转换装置。虽然参考具体实施例详细描述了本发明，但是，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神实质和范围的情况下可以进行各种修改和变化。本专利申请基于日本专利申请(2010年4月28日提交的日本专利申请No. 2010-103799)，其内容通过引用结合于此。工业实用性对于实现即便当没有供给燃料电池的电池燃料时也可以检测电池电压的情况，本 发明是非常有用的。
权利要求
1.一种用于检测燃料电池的输出电压的电压检测装置，在该燃料电池中，多个电池串联连接以输出希望的电压，其中，所述多个电池分成N (NS 2)个组，每个组包括至少一个电池，该电压检测装置包括 电压检测部分，该电压检测部分分别提供给所述各组并且测量所述各组中的电池电压； 控制部分，该控制部分通过通信线路连接于所述电压检测部分，向各个所述电压检测部分输出电压检测指令，并且接收从每个所述电压检测部分发送的电压检测信号；以及 (N-I)个以下的转换器，该转换器使由直流电源供给的电压升高成用于所述电压检测部分的驱动电源的电压， 其中，每个所述转换器连接于所述N个组中的任意的(N-I)个组； 其中，当燃料电池的输出开始时，所述控制部分将来自每个所述转换器的电力供给到与每个所述转换器对应的所述组的电压检测部分，以使所述电压检测部分进行操作；并且在由利用从各个转换器供给的电力来工作的各个电压检测部分中的至少一个电压检测部分检测到的电压超过预定的阈值的情况下，所述控制部分利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，控制提供给所述各个组的所述电压检测部分中的至少一个电压检测部分进行操作，并且获得所述各组中的每个组中的电池电压。
2.根据权利要求I所述的电压检测装置，其中，所述转换器的数目是两个； 其中，所述多个电池以地电平为基准相互串联连接，并且所述转换器分别连接于下端电压组和上端电压组，所述下端电压组包括连接于所述多个电池中的地电平的电池，所述上端电压组连接于最大电压电平；并且 其中，在所述电压检测部分的检测电压在下端电压组和上端电压组处都超过所述预定阈值的情况下，该控制部分通过利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，来控制提供给所述各个组的全部所述电压检测部分进行操作。
3.根据权利要求I所述的电压检测装置，其中，所述转换器的个数是一个，并且在由与所述转换器相连接的所述电压检测部分检测到的电压超过所述预定阈值的情况下，所述控制部分通过利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，控制全部所述电压检测部分进行操作。
4.根据权利要求I所述的电压检测装置，其中，所述转换器的个数是一个，并且在由与所述转换器相连接的所述电压检测部分检测到的电压超过所述预定阈值的情况下，所述控制部分通过利用所述各组中的每个组的电池电压作为驱动电源，控制除了与所述转换器相连接的电压检测部分之外的全部所述电压检测部分进行操作。
5.根据权利要求I至4的任意一项所述的电压检测装置，其中，所述燃料电池用作安装在车辆中的电机的驱动电源，并且所述直流电源是安装在所述车辆中的蓄电池。
全文摘要
本发明公开一种用于检测燃料电池的电压检测装置，即便在燃料没有供给电池的情况下该装置也能给测量电池电压。多个电池分成五组，从第一组至第五组，并且每组具有电压检测IC。每个电压检测IC通过来自该电压检测IC与其连接的该组中的电池电压的电力供给而工作，并且该电压检测IC中的一个电压检测IC(21-1)通过来自DC/DC转换器(42)的电源而工作。因此，即便当由于诸如燃料没有供给电池的原因而电池电压减少时，也能够实现由电压检测IC(21-1)进行的电池电压检测。因此，即便当由电压检测IC(21-1)检测的电池电压超过阈值电压时，由各个电压检测IC进行的电压检测开始。结果，高精度的电压检测是可以的。
文档编号H01M8/00GK102782920SQ201180011488
公开日2012年11月14日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月28日
发明者石川聪 申请人:矢崎总业株式会社