电池监视装置的制造方法_3

文档序号:9408000阅读:来源:国知局
池单体的充电状态(SOC),因此根据车辆的钥匙开关的操作或者来自微机30的Wake Up的通信指令292,各集成电路独立地开始测量动作。图4中说明的测量动作在各集成电路中开始测量和电池单体的诊断动作,如果进行平均化控制电路263中保持的次数的测定,则由平均化电路264进行求测定值的平均的运算。其运算结果首先保持在当前值存储电路274中。各集成电路分别独立地对其集成电路关系的单体组的全部电池单体进行测定测量以及测量结果的平均值运算,运算结果保持在各个集成电路的当前值存储电路274的寄存器CELLl?寄存器CELL6中。
[0138]为了正确地把握各电池单体的充电状态(SOC),优选在没有流过电池单体的充放电电流的状态下测量各电池单体的端子电压。如上所述,通过各集成电路独立地开始测量动作,在从电池模块9向变流器装置供给电流之前,各集成电路分别测量相关的所有电池单体的端子电压,保持在当前值存储电路274的寄存器CELLl?寄存器CELL6中。保持在当前值存储电路274中的测量值由于根据其以后的新的测量结果改写,因此电流供给开始前的测量结果从当前值存储电路274的寄存器CELLl?寄存器CELL6移动到初始值存储电路275的寄存器BCELLl?寄存器BCELL6,保持在初始值存储电路275中。这样,由于在初始值存储电路275中保持从电池模块9开始向变流器装置供给电流之前的测量值,因此把充电状态(SOC)的运算等处理放在以后进行,能够优先执行优先度高的用于诊断的处理。在执行优先度高的处理,开始了从电池模块9向变流器装置的电流供给以后,根据保持在初始值存储电路275中的测量值,运算各电池单体的充电状态(SOC),根据正确的状态检测,能够进行用于调整充电状态(SOC)的控制。车辆的驾驶员有时有想尽可能早地开始运转的希望,如上所述,希望能够尽早地向变流器装置供给电流。
[0139]在图5表示的例子中,如上所述,开始向作为电负载的变流器装置供给电流之前的测量值能够按照在当前值存储电路274中保持的定时,由数字比较器270进行过充电或过放电的诊断,进而漏电流等的诊断。从而,在向变流器装置供给直流电力之前能够把握异常状态。如果发生了异常状态,则能够在供给电流之前,在上述诊断中检测异常,能够采取不进行对变流器装置供给直流电力等的对策。进而,电流供给之前的测定值由于能够把当前值存储电路274的保持值移动到初始值存储电路275中,继续保持在专用的初始值存储电路275中,因此在提高安全性或者把握正确的充电状态(SOC)方面有出色的效果。
[0140]<通信指令>
[0141]图6说明ICl内的通信指令的收发动作。如上所述,其它的集成电路IC也进行同样的动作。从微机30传送到ICl的接收端子LINl的通信指令以8bit作为I个单位,全部有5个部分,成为把5字节作为I个的基本结构。但是如在以下说明的那样,也有比5字节长的情况,并不是特别限定于5字节。通信指令从接收端子LINl输入到接收寄存器322中保持。另外,该接收寄存器322是位移寄存器,按照从接收端子LINl串行输入的信号输入到接收寄存器322中的顺序位移,通信指令的起始部分保持在作为寄存器起始部分的间隔场部(break field) 324中,以下顺序保持。
[0142]如上所述,保持在接收寄存器322中的通信指令292其起始的8bit是由表示信号到来的信号构成的间隔场324,第2个Sbit是由进行用于获取同步的作用的信号构成的同步场326,第3个8bit是表示ICl?IC4中的任一个集成电路,进而成为命令对象的电路在哪里的对象地址,以及表示指令内容的标识符328。第4个Sbit是表示通信内容(控制内容)的数据330,为了执行上述命令保持必要的数据。该部分不限于I字节。第5个Sbit是用于检查是否有收发动作错误的校验和332,能够检测是否有由于噪声等不能正确地传递的情况。这样,来自微机30的通信指令由间隔场324、同步场326、标识符(Identifier) 328、数据330以及校验和312的5个部分构成,在分别用I字节构成的情况下,通信指令成为5字节,虽然以5字节结构为基本结构,但是数据330不限于I字节,有时还根据需要增加。
[0143]同步场326用于使发送侧的发送时钟与接收侧的接收时钟同步,同步电路342检测同步场326的各脉冲发送来的定时,同步电路324的同步与同步场326的各脉冲的定时一致,接收寄存器322在该一致了的定时接收其以后的信号。通过这样做,能够正确地选择传送来的信号与对信号的真实值进行判断的阈值的比较定时,有能够减少收发动作错误的效果。
[0144]通信指令292经过图2表示的通信系统602从微机30传送到最上位的ICl的接收端子LINlJA ICl的发送端子LIN2向下一个IC2的接收端子LINl传送,进而,从IC2的发送端子LIN2向最下位的IC3的接收端子LINl传送,从IC3的发送端子LIN2向微机30的接收端子LINl (未图示)传送。这样,通信指令292经过把ICl?IC3的收发端子串联环形连接的通信系统602传送。关于电池块9B的IC4?IC6也相同。
[0145]代表各集成电路,用ICl的电路进行说明,而如上所述,其它的集成电路的结构或动作也相同。向ICl的接收端子LINl发送通信指令292,把各集成电路接收的通信指令292从发送端子LIN2向下一个集成电路发送。在上述动作中,由图6的指令处理电路344判断接收到的通信指令292的指示对象是否是自身,在自身的集成电路是对象的情况下,进行基于通信指令的处理。上述的处理在各集成电路中根据通信指令292的收发顺序进行。
[0146]从而,保持在接收寄存器322中的通信指令292即使与ICl没有关系,也需要根据接收到的通信指令292进行向下一个集成电路的发送。指令处理电路344取入接收到的通信指令292的标识符328的内容,判断ICl自身是否是通信指令292的指令对象。在ICl自身不是通信指令292的执行指令对象的情况下,把标识符328以及数据330的内容原样移动到发送寄存器302的标识符308以及数据310的部分中,另外,输入用于检查收发误动作的校验和312,完成发送寄存器302内的发送信号,从发送端子LIN2发送。发送寄存器302也与接收寄存器322相同,由位移寄存器构成。
[0147]在接收到的通信指令292的对象是自身的情况下,执行基于通信指令292的指令。以下说明其执行。
[0148]有时接收到的通信指令292的对象与包括自身的集成电路整体有关。例如,RES指令或者Wake UP指令、Sleep指令就是这样的指令。如果接收到RES指令,则在指令处理电路344中解读指令内容,输出RES信号。如果发生RES信号,则图5的当前值存储电路274或者初始值存储电路275、标志存储电路284的保持数据全部成为作为初始值的「O」。虽然图5的基准值存储电路278的内容不是「O」,但也可以使其成为「O」。如果把基准值存储电路278的内容变更成「0」,则由于在RES信号发生后,在各集成电路中独立地执行图4表示的测定和诊断,因此需要迅速地把成为诊断基准值的基准值存储电路278的值置位。为了避免该繁琐,把电路构成为基准值存储电路278的内容不会根据RES信号变更。由于基准值存储电路278的值不是频繁变更的属性的数据,因此也可以使用以前的值。如果需要变更,则能够在其它的通信指令292下一个一个地变更。根据RES信号,平均化控制电路263的保持值成为规定值例如16。即,设定成如果在通信指令292下没有变更,则运算16次测定值的平均。
[0149]如果从指令处理电路344输出Wake UP指令,则图4的起动电路254开始动作,开始测量和诊断动作。由此,集成电路自身的功耗增加。另一方面,如果从指令处理电路344输出Sleep信号,则图4的起动电路254的动作停止,停止测量和诊断动作。由此,集成电路自身的功耗显著减少。
[0150]其次,参照图6说明基于通信指令292的数据写入以及变更。通信指令292的标识符328表示要选择的集成电路。数据300在对地址寄存器348或者基准值存储电路278的数据写入命令,或者对平均化控制电路263或选择电路286的数据写入命令的情况下,指令处理电路344根据命令内容指定写入对象,把数据330写入到写入对象的寄存器中。
[0151]地址寄存器348是保持集成电路自身的地址的寄存器,根据其内容决定自身的地址。在RES信号下,地址寄存器348的内容成为0,集成电路自身的集成电路成为「O」地址。如果根据新命令变更地址寄存器348的内容,则集成电路自身的地址改变成变更了的内容。
[0152]除去根据通信指令292变更地址寄存器348的存储内容以外,也能够变更图5中记载的基准值存储电路278或者标志存储电路284、平均化控制电路263、选择电路286的保持内容。如果关于这些电路指定变更对象,则经过数据总线294,向变更对象的电路传送作为变更值的数据330的内容,变更保持内容。图5的电路根据该变更了的内容执行动作。
[0153]在通信指令292中包括保持在集中电路内部的数据的发送命令。用标识符328的命令进行发送对象数据的指定。例如,如果指定当前值存储电路274或者基准值存储电路278的内部寄存器,则经过数据总线294,把所指定的寄存器的保持内容保持在发送寄存器302的数据310的电路中,作为所请求的数据内容发送。这样,图1表示的微机30能够根据通信指令292,取入必要的集成电路的测定值或者表示状态的标志。
[0154]《第I实施方式》
[0155]如上所述,在进行单体电压测定时,由图3表示的多路转接器120从CVl?CV6端子以及GNDS端子选择连接到成为测定对象的电池单体两极上的一对端子。该端子选择的选择信号在IC2内的数字区域(图3的IC控制电路)中生成,输入到多路转接器120。然而,在多路转接器120中发生了不理想状况的情况下,有时选择与选择信号的指令不同的端子。即使在这样的情况下,当前也不能从发送到微机30侧的单体电压判断其是否是被正确地选择并测定的单体电压。为此,如以下说明的那样,在第I实施方式中,能够根据发送到微机30侧的单体电压,判断是否正确地进行了由多路转接器120实施的端子选择。
[0156]以下,参照图7?图12,说明多路转接器连接诊断。如上所述,各IC与作为上位控制器的微机的指令无关,周期性地进行基于定时控制电路126的指示的电压测定或者状态诊断,同时,根据微机的指令,接通平衡开关,进行各电池单体的容量调整。然而,在接通平衡开关进行容量调整的状态下,设置在VCl?VC6端子的电压测量线上的电阻RCV上流过放电电流,产生电压降,VC端子之间的电压成为与电池单体的电压值不同。为此,具备即使正在进行平衡动作,也仅在测定单体电压的期间,自动地使对其单体电压测定产生影响的平衡开关断开的平衡开关屏蔽功能(以下,称为屏蔽功能)。
[0157]参照图7,以IC2的电池单体BCl的容量调整为例,说明屏蔽功能。图7 (a)表示IC2、电池单体BCl?BC6以及用于检测单体电压的周边电路。图7(b)说明屏蔽功能通断时的平衡开关BSl的动作和CVl - CV2端子之间的电压。图7(b)中表示的时序图的前半部分(表示屏蔽功能接通的范围)表示使屏蔽功能接通(ON)的情况,时序图的后半部分(表示屏蔽功能断开的范围)表示使屏蔽功能断开(OFF)的情况。
[0158]如上所述,IC2与微机30的指令无关,在规定的周期Tl中进行各电池单体BCl?BC6的单体电压的测定,同时,进行相关联的内部诊断(例如,过充电检测)。而且,在每次测定单体电压时,改写保持在图3的数据保持电路125(图5的当前值存储电路274)中的单体电压。在进行电池单体BCl的平衡的情况下,从微机30向IC2发送接通平衡开关BSl的指令。IC2根据其指令接通平衡开关BSl。
[0159]如果接通平衡开关BS1,则如图7 (a)的箭头表示的那样,电池单体BCl的放电电流流通。这时,由于在CVl端子的电压测量线上设置的电阻RCV中流过放电电流,因此,CVl -CV2端子之间的电压比电池单体BCl的单体电压Vcl降低电阻RCV的电压降Λ V。其它端子之间(CV2 - CV3、CV3 - CV4、CV4 — CV6、CV5 — CV6、CV6 — GNDS)的电压不受放电电流的影响,表示各电池单体BC2?BC6的单体电压Vc2?Vc6。
[0160]为此,当前在测定期间中,具备使对其测定产生影响的平衡开关成为断开状态的功能,即屏蔽功能。在图7(a)表示的例子的情况下,如图7(b)的前半部分(屏蔽功能接通状态)所示,在电池单体BCl的单体电压测定期间中使平衡开关BSl断开。
[0161]而如果使屏蔽功能断开进行各电池单体BCl?BC6的电压测定,则如上所述,受放电电流影响的CVl - CV2端子间电压成为Vcl -Δ Vo即,在屏蔽功能接通时,作为电池单体BCl?BC6的单体电压,顺序测定¥(31、¥02、¥03、¥04、¥05、¥06,如图7(13)的后半部分那样,在屏蔽功能断开时,各端子间的电压成为「CVl 一 CV2间电压=Vcl — Λ V」、「CV2 一 CV3间电压=Vc2」、「CV3 - CV4间电压=Vc3」、「CV4 一 CV5间电压=Vc4」、「CV5 一 CV6间电压=Vc5」、「CV6 — GNDS间电压=Vc6」。S卩,作为电池单体BCl?BC6的单体电压,顺序测定 Vcl -Λ V、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5、Vc60
[0162]由此,在电池单体BCl的单体电压测定时,多路转接器120如果选择VCl端子和VC2端子,则在屏蔽功能断开时,测定比屏蔽功能接通时低Λ V的电压值。由此,通过把屏蔽功能接通时的单体电压与屏蔽功能断开时的单体电压进行比较,能够诊断多路转接器120是否选择了遵从指令的VC1、VC2端子。如果把电阻RCV、RB的电阻值记为Rev、Rb,把平衡开关BSl的接通电阻记为Ron,则成为Λ V = Vcl ?Rcv/ (Rb+Rcv+Ron)。通过把差=Vcl 一(Vcl 一 AV) =AV与适当的阈值进行比较,能够诊断是否由多路转接器120正确地选择了电池单体BCl。
[0163]另外,在BSl接通,BS2?BS6断开的情况下,由于其它的端子间电压不会根据屏蔽功能通断而变化,因此不能进行多路转接器120的连接诊断。例如,在各电池单体BC2?BC6的单体电压相等的情况下,不能判定多路转接器120是否按照指令选择了端子。
[0164]图8说明在电池单体BC2的单体电压测定时,多路转接器120进行的端子选择的诊断。首先,如图8(b)所示,在屏蔽功能接通的状态下,接通平衡开关BS2,顺序测定各电池单体的单体电压。在接通了平衡开关BS2的情况下,如图8(a)所示,由于在CV3端子的电压测量线上设置的电阻RCV中流过放电电流,因此电阻RCV中的电压降对CV2 - CV3R端子间电压以及CV3 - CV4端子间电压的测定产生影响。为此,在屏蔽功能接通的状态下,在测定电池单体BC2以及电池单体BC3的单体电压的期间中,断开平衡开关BS2。其结果,作为电池单体BCl?BC6的单体电压,顺序测定Vcl、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5、Vc6。
[0165]其次,如果断开屏蔽功能测定各端子间电压,则如图8(a)所示,由于在电阻RCV之间产生电压降Λ V,因此可以得到「CV1 - CV2间电压=Vcl」、「CV2 — CV3间电压=Vc2 一AV」、「CV3 — CV4 间电压=Vc3+AV」、「CV4 — CV5 间电压=Vc4」、「CV5 — CV6 间电压=乂05」、「(^6 — 6冊3间电压=¥06」。S卩,由于电池单体BC2以及BC3的单体电压在屏蔽功能接通和断开的情况下不同,因此通过把该差与阈值进行比较,能够诊断多路转接器120是否按照指令选择了电池单体BC2、BC3。这时的Λ V成为Λ V = Vc2.RcV/ (Rb+Rcv+Ron)。
[0166]同样,如图9(a)所示,如果在屏蔽功能断开的状态下接通平衡开关BS3,则端子间电压成为「CV1 — CV2间电压=VclJ JCV2 — CV3间电压=Vc2+A V」、「CV3 — CV4间电压=Vc3 -Δ V」、「CV4 - CV5 间电压=Vc4」、「CV5 — CV6 间电压=Vc5」、「CV6 — GNDS 间电压=Vc6」。由此,能够进行与电池单体BC2、BC3相关的多路转接器连接诊断。这时的Λ V成为Λ V = Vc3.Rcv/ (Rb+Rcv+Ron)。
[0167]图9(b)表示在屏蔽功能断开的状态下接通了平衡开关BS4的情况。这种情况下的端子间电压成为「CV1 - CV2间电压=Vcl」、「CV2 — CV3间电压=Vc2+ Λ V」、「CV3 —CV4 间电压=Vc3」、「CV4 - CV5 间电压=Vc4 — Λ V」、「CV5 一 CV6 间电压=Vc5+ Δ V」、「CV6 — GNDS 间电压=Vc6」。这时的Λ V 成为Λ V = Vc4.Rcv/ (Rb+Rcv+Ron)。
[0168]另外,图10(a)表示了在屏蔽功能断开的状态下接通平衡开关BS5的情况,端子间电压成为「CV1 — CV2间电压=VclJ JCV2 — CV3间电压=Vc2+A V」、「CV3 — CV4间电压=Vc3」、「CV4 - CV5 间电压=Vc4+ Λ V」、「CV5 — CV6 间电压=Vc5 —Λ V」、「CV6 — GNDS间电压=Vc6」。这时的Λ V成为AV = Vc5.Rcv/(Rb+Rcv+Ron)。在图9(b)以及图10(a)的任一种情况下,都能够进行与电池单体BC4、BC5相关的多路转接器连接诊断。
[0169]然而,各电池单体BCl?BC6的单体电压不是严格的一定,而是有偏差。因此,为了在差与Λ V的比较中进行诊断,需要把电阻RCV设定成使Λ V( = Vcj *Rcv/ (Rb+Rcv+Ron)):j = I?5)比单体电压的偏差大。另外,在本实施方式中,构成为通断平衡开关BSl?BS6,进行容量调整使得单体电压的偏差收容在规定的电压范围内。因此,实际的电压偏差成为开始容量调整的电压偏差阈值以下。从而,也可以把电阻RCV的值设定成使Λ V比电压偏差阈值大。
[0170]另外,进行上述的基于差的诊断时的判断阈值如果不比单体电压的偏差大,则不能够进行正确的诊断。
[0171]如上所述,Δ V的值依赖于进行平衡的电池单体BC的单体电压。在实施多路转接器连接诊断时,可以根据在后述的步骤Sll中取得的单体电压计算Λ V,使用其计算出的Λ V设定阈值。例如,把计算出的Λ V的80%的值设定为阈值。另外,也可以使用平均的单体电压计算Λ V,根据其Λ V设定阈值。在Λ V阈值以上的情况下,判定为由多路转接器120实施的选择是正常的。
[0172]图10(b)表示在屏蔽功能断开的状态下接通了平衡开关BS6的情况。这种情况下,由于在放电电流的路径中没
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