能够从这些电压诊断多路转接器HVMUXl的选择状态。
[0259]另外，在输入4个单体的量的电压的情况下，由于有时超过差动放大器262的输入电压范围，因此对应这样的状况，优选在差动放大器262的前一级设置衰减器。在上述的例子中，根据来自解码器257、259的STGl -STG2信号进行了多路转接器HVMUXUHVMUX2的切换，而也可以根据来自微机30的指令进行。
[0260][过充电检测功能的诊断]
[0261]另外，由于输入相当于过充电的2?4个单体的量的电压，因此也能够进行过充电检测系统的诊断。另外，也可以通过把多路转接器MUXUMUX2的双方切换到输入端子1，使用电压源410、411在差动放大器262中输入相当于过充电的过电压，诊断过充电检测系统。例如，使电压源411成为接地电位，把电压源410设定为相当于过充电的值。通过这样在差动放大器262中输入过电压，诊断为差动放大器262、模拟数字变换器122A以及数字比较器270正常动作，可知设置了过充电阈值OC或者标志[0C flag]的寄存器也正常。从通过串行通信返回来的寄存器CELL的电压数据，也能够判断电压源410是否正确地输入了过电压。
[0262]作为用于进行过充电检测系统的诊断的结构，如图20所示，也可以使用电压源410,411代替输入过电压，采用图28表示的结构。图28表示了模拟数字变换器122A及其后一级的框图。在当前值存储电路274中设置保持相当于过充电的值VOC的寄存器。相当于过充电的值VOC设定为比保持在基准值存储电路278中的过充电阈值OC稍大。相当于过充电的值VOC以及保持在寄存器CELL3中的电压值数据由多路转接器450选择任一者，输入到数字多路转接器272。多路转接器450的输入端子0、I的切换根据基于微机30的指令的诊断指令进行。
[0263]在通常的单体电压测定模式中，多路转接器450的选择状态设定为输入端子O。从而，作为电池单体BC3的单体电压，由数字多路转接器272读出寄存器CELL3的数据。另一方面，在进行过充电检测系统的诊断的情况下，根据来自微机30的指令，把多路转接器450的选择状态切换到输入端子I。其结果，代替寄存器CELL3的电压数据，读出相当于过充电的值V0C，由数字比较器270把基准值存储电路278的过充电阈值OC和相当于过充电的值VOC进行比较。由于相当于过充电的值VOC设定为比过充电阈值OC大，因此比较的结果在标志存储电路284中设置表示过充电的标志[0C flag]。如果设置了标志[0C flag]，则向I比特发送系统604发出异常信号，由微机30接收。另外，作为电池单体BC3的单体电压，向微机30返送相当于过充电的值VOC。
[0264]图29是表示过充电检测功能诊断的顺序的流程图。在步骤S310中，使过充电检测功能诊断的标志成为「True」(真)，开始诊断。在步骤S320中，使η = I。这里，η是进行诊断的IC的号码，在进行ICl的诊断的情况下，设置为η = 1，在进行IC2的诊断的情况下，设置为η = 2，在进行IC3的诊断的情况下，设置为η = 3。在步骤S330中，代替所测定的单体电压Vc3(在图29中是CV3)，设置相当于过充电的值V0C。在步骤S340中，确认过充电信号的接收。在步骤S350中，使要进行下一个IC2的诊断的η的值成为η+1 (这种情况下，η+1是2)。在步骤S360中，进行η的值是否是3，S卩，是否结束IC3的诊断的判定。在步骤S360中如果判定为否定，则在步骤S370中发送了清除过充电标志的信号后，返回到步骤S330。另一方面，在步骤S360中判定为肯定的情况下即结束了至IC3的诊断的情况下，进入到步骤S380，发送清除过充电标志的信号。接着，在步骤S390中，使过充电检测功能诊断的标志成为「False」(假)，结束诊断。
[0265]微机30在返回来的电池单体BC3的单体电压与所期待的过充电相当的值VOC —致时，能够确认多路转接器450按照指令正确地动作。进而，在接收到异常信号的情况下，诊断为过充电检测系统正常。另一方面，与是否返回相当于过充电的值VOC无关，在没有接收到异常信号情况下，诊断为过充电检测系统异常。另外，在没有返回相当于过充电的值VOC的情况下，能够判断为多路转接器450没有正常动作。
[0266]图29中，在步骤S310中使过充电检测功能诊断的标志为「True」，开始诊断。在步骤S320中，使η = I。这里，η是进行诊断的IC的号码，在进行ICl的诊断的情况下，设置为η = 1，在进行IC2的诊断的情况下，设置为η = 2，在进行IC3的诊断的情况下，设置为η = 3。在步骤S330中，代替所测定的单体电压Vc3(在图29中是CV3)，设置相当于过充电的值V0C。在步骤S340中，确认过充电信号的接收。在步骤S350中，使要进行下一个IC2的诊断的η的值成为η+1 (这种情况下，η+1是2)。在步骤S360中，进行η的值是否是3，即，是否结束IC3的诊断的判定。在步骤S360中如果判定为否定，则在步骤S370中发送了清除过充电标志的信号后，返回到步骤S330。另一方面，在步骤S360中判定为肯定的情况下即结束了至IC3的诊断的情况下，进入到步骤S380，发送清除过充电标志的信号。接着，在步骤S390中，使过充电检测功能诊断的标志成为「False」，结束诊断。
[0267]这样，通过成为代替CELL3的电压数据，把相当于过充电的值VOC输入到数字多路转接器272，由数字比较器270进行与过充电阈值OC比较的结构，根据异常信号的接收，能够确认基准值存储电路278的过充电阈值OC正确，数字比较器270正确地动作，正确地设置了标志[OC flag]。反之，在没有接收到异常信号的情况下，能够诊断为它们内的至少一个发生了异常。
[0268]《第6实施方式》
[0269]在上述的第2?5的实施方式中，由差动放大器262把多路转接器HVMUXl、HVMUX2的输出取差，根据由模拟数字变换器122A把其差变换为数字值的数据进行多路转接器的诊断。在图21表示的第6实施方式中，成为根据多路转接器HVMUXUHVMUX2的输入与输出的差，进行多路转接器HVMUXl、HVMUX2的诊断的结构。
[0270]图21中，用号码420表示的部分是求多路转接器HVMUXl、HVMUX2的输入与输出的差的电路。以下，对于多路转接器HVMUX2进行说明，而关于多路转接器HVMUXl也相同。在差电路420中设置4个比较器COMPl?C0MP4。在比较器COMPl的输入端子I上连接多路转接器HVMUX2的输出线，输入端子2连接在把电池单体BC2的正极与输入端子00连接在一起的线上。在图21表示的多路转接器HVMUXUHVMUX2的选择状态中，在比较器COMPl的输入端子I中输入与输入端子00相同的电位。
[0271]同样，在比较器C0MP2中，在输入端子I上输入多路转接器HVMUX2的输出，在输入端子2上输入与多路转接器HVMUX2的输入端子01相同的电位。在比较器C0MP3中，在输入端子I上输入多路转接器HVMUX2的输出，在输入端子2上输入与多路转接器HVMUX2的输入端子10相同的电位，在比较器C0MP4中，在输入端子I上输入多路转接器HVMUX2的输出，在输入端子2上输入与多路转接器HVMUX2的输入端子11相同的电位。另外，多路转接器HVMUXl、HVMUX2的输出一侧为了与多路转接器HVMUXl、HVMUX2的输出浮置相对应进行上拉或者下拉。
[0272]在电池单体BCl的单体电压测定时，如图21所示，多路转接器HVMUX1、HVMUX2选择输入端子00。而且，在比较器COMPl?C0MP4的输入端子I上输入电池单体BC2的正极一侧的电位。其结果，比较器COMPl?C0MP4的输入输出端子间的电位差按照比较器COMPl?比较器C0MP4的顺序，成为O个单体的量的电压、I个单体的量的电压、2个单体的量的电压、3个单体的量的电压。
[0273]各个比较器COMPl?C0MP4分别具有图22表示的特性。图22中，横轴表示输入端子I的输入ini与输入端子2的输入in2的差电压dV ( = ini 一 in2)，纵轴表不比较器COMPl?C0MP4的输出(数字值)。在所输入的差电压dV的值进入到以O为中心的规定范围H内的情况下，从比较器COMPl?C0MP4输出数字值1，反之，在差电压dV的值是规定范围H外侧的值的情况下，输出数字值O。规定范围H设定为对于比较器COMPl?C0MP4的误差能够忽略的程度的值。
[0274]在图21表示的状态下，从比较器COMPl输出1，从比较器C0MP2?4输出O。它们作为选择状态数据「0001」存储在当前值存储电路274中。另一方面，多路转接器HVMUXl的情况也相同，从差电路420输出选择状态数据「0001」，存储在当前值存储电路274中。同样，在多路转接器HVMUX1、HVMUX2选择了输入端子01的情况下，从差电路420输出选择状态数据「0010」，在选择了输入端子10的情况下，从差电路420输出选择状态数据「0100」，在选择了输入端子11的情况下，从差电路420输出选择状态数据「1000」。
[0275]这样，在单体电压测定时得到的选择状态数据是表示多路转接器HVMUXl、HVMUX2选择了哪个输入端子的数据，与单体电压相关联存储在当前值存储电路274的寄存器中。另外，在每个单体电压测定的周期期间取得选择状态数据。各IC如果从微机30接收到单体电压发送的指令，则与单体电压一起还向微机30返送选择状态数据。微机30根据接收到的选择状态数据，进行多路转接器HVMUXl、HVMUX2的诊断。例如，如果与电池单体BCl的单体电压相对应的状态选择数据是「0001」则诊断为正常，在是其它数据的情况下诊断为异常。
[0276]《第7实施方式》
[0277]图23表示第7实施方式。在第7实施方式中，在检测出了单体电压=OV的情况下，能够诊断其是由于读出线LI?L5的断线引起的，还是因电池单体BCl?BC4的异常(内部短路等)输出电压Vcl成为OV引起的。在测定单体电压的通常模式时，多路转接器HVMUXUHVMUX2的切换动作根据来自设置在ICl中的解码器257、259的STGl -STG2信号进行，而在诊断模式时，使来自微机30的指令优先。而且，根据指令控制多路转接器HVMUX1、HVMUX2的选择状态以及平衡开关的通断状态，根据这时所测定的电压值进行诊断。
[0278]另外，这里仅说明了上述诊断，而关于在多路转接器HVMUX1、HVMUX2的诊断中所需要的图13表示的电阻RPU、Rl?R4、RPD、多路转接器MUXl?MUX5、开关SW以及电压源400，在图23中省略了记载，其说明由于与图13的情况相同因此也省略。另外，调整平衡电流的平衡电阻R并不是ICl内部的必需的结构，也能够安装在ICl的外部。
[0279]参照图24说明例如测定为单体电压Vc2 = 0V，诊断其是由读出线L2的断线引起的，还是在电池单体BC2内部发生了短路引起的情况。在进行诊断的情况下，控制多路转接器HVMUXl、HVMUX2的选择状态以及平衡开关129A、129B的通断。图24表示多路转接器HVMUXU HVMUX2的选择状态以及平衡开关129A、129B的通断状态与所测定的电压的关系。以下，把多路转接器HVMUXl、HVMUX2的选择状态以及平衡开关129A、129B的通断状态表示为控制状态(HVMUX1，HVMUX2，129A，129B)。另外，图24的第I行表示正常时的测定电压值，第2行表示读出线L2断线了时的测定电压值，第3行表示电池单体BC2根据以上状况成为Vc2 = OV的情况。
[0280]从图24的左侧起，第I列表示控制状态为(NI，NI，x，x)的情况。S卩，是多路转接器HVMUXl、HVMUX2的双方都选择了输入端子NI的情况。关于平衡开关129A、129B的通断状态用符号X表示，而该符号表示可以是接通、断开的任一种状态。在控制状态(Ν1，Ν1，χ，x)的情况下，正常时，读出线断线时以及电池单体异常时的每一种情况下，测定电压值都成为0V。另外，该控制状态不是必须的，在多路转接器HVMUX1、HVMUX2的双方都不能选择输入端子NI的情况下，也能够省略。
[0281]第2列表示控制状态(NI，N2，ON, x)的情况，即图23表示的状态。该状态下，正常时，成为测定电池单体BCl的单体电压Vcl，即I个单体的量的电压。另一方面，在读出线L2断线了的情况下，测定为测定电压值=OV0另外，根据电池单体BC2的异常，由于即使输出电压是Vc2 = 0，但对端子V1、V2之间的电压测定也不产生影响，因此这种情况下也测定为测定电压值=Vcl0
[0282]第3列表示控制状态(NI，N3，x，x)的情况。这种情况下，正常时，测定把各电池单体BC1、BC2的单体电压Vcl、Vc2合计了的2个单体的量的电压Vcl+Vc2。另外，由于即使在读出线L2断线了的情况下，对端子V1、V3之间的电压测定也不产生影响，因此这种情况下也测定2个单体的量的电压Vcl+Vc2。另一方面，在根据电池单体BC2的异常，输出电压是Vc2 = O的情况下，成为测定I个单体的量的电压(Vcl+O) ο
[0283]第4列表示控制状态(N2，N3，x，0N)的情况。这种情况下，正常时成为测定电池单体BC2的单体电压Vc2，即I个单体的量的电压。另一方面，在读出线L2断线的情况下成为测定0V。在由于电池单体BC2的异常，输出电压是Vc2 = O的情况下，成为测定0V。
[0284]这样，通过把有关4 种控制状态(Ν1，Ν1，χ，χ)、(Ν1，Ν2，0Ν，χ)、(Ν1，Ν3，χ，χ)、(Ν2，Ν3，χ，0Ν)的测定电压的组进行比较，能够诊断是读出线L2断线，还是电池单体BC2的输出电压本身成为0V。其它的情况下，例如，关于是读出线L3断线还是电池单体BC3的输出电压本身成为OV的诊断等，也能够同样考虑。
[0285]《第8实施方式》
[0286]图25表不第8实施方式。图25 (a)表不的结构与图16表不的结构相同，而多路转接器MUXl?MUX4的结构成为图25(b)那样的结构。在本实施方式中，多路转接器MUXl?MUX4由NM0S、PM0S组合在一起的传输门等构成，设置在每个输入端子0、I上的开关根据来自微机30的指示，能够独立地控制通断。
[0287]在第8实施方式中，通常模式中的单体电压测定动作以及诊断模式中的诊断多路转接器HVMUXUHVMUX2的连接状态时的动作也与图16的情况同样进行。进而，在本实施方式中，通过断开设置在电压源400的线上的开关SW的同时接通图25(b)表示的多路转接器MUXl?MUX4的2个开关，能够进行读出线的断线诊断。另外，为了进行该断线诊断，需要把电阻RPU、Rl?R4的电阻值设定为比电池单体的内阻大。
[0288]在图25(a)中，通过使多路转接器MUXUMUX2的双方开关都成为接通状态，能够诊断读出线LI的断线。在读出线LI没有断线的情况下测定单体电压Vcl，而在断线了的情况下，作为测定电压值成为检测0V。在上述的第7实施方式中，通过接通平衡开关129A，使得在电阻R中流过平衡电流(旁路电流)，进行了断线检测，而在本实施方式中，通过使多路转接器MUX1、MUX2的双方开关都成为接通状态，在电阻Rl中流过旁路电流进行断线检测。在本实施方式的情况下，由于较大地设定电阻R1，在其中流过的电量比平衡电流小，因此具有能够减少断线诊断时的无用电流(漏电流)这样的优点。
[0289]上述的各实施方式既可以单独也可以组合起来使用。这是因为能够单独或者相乘地起到各个实施方式中的效果。另外，只要不损坏本发明的特征，则本发明就不限于上述的实施方式。
【主权项】
1.一种电池监视装置，其特征在于，包括: 与电串联连接的多个电池单体的正负各极对应设置的多个端子； 与所述端子连接的第一选择电路；和 与所述第一选择电路连接的第二选择电路， 所述第一选择电路经电阻与不同于所述电池单体的电源连接，并且其与所述端子或所述电源的电连接能够切换。2.如权利要求1所述的电池监视装置，其特征在于: 所述电源是电流源。3.如权利要求2所述的电池监视装置，其特征在于: 该电池监视装置包括进行所述第一选择电路的切换的控制电路。4.如权利要求3所述的电池监视装置，其特征在于: 该电池监视装置还包括用于保持测定到的电压的寄存器， 在用于诊断所述第一选择电路的选择是否正确进行而执行的电压测定时，所述寄存器保持与所述电池单体的电压不同的电压作为诊断数据， 用于诊断所述第一选择电路的选择是否正确进行而执行的电压测定，按照来自所述控制电路的诊断指令，在测定所述电池单体的电压的期间进行， 所述控制电路在输出所述诊断指令，并经过了比测定所述电池单体的电压的期间长的时间后，等待用于将所述诊断数据保持到所述寄存器中所需要的时间，然后输出请求返送所述寄存器中保持的所述诊断数据的指令。5.如权利要求4所述的电池监视装置，其特征在于: 所述第一选择电路、所述第二选择电路、所述电流源和所述寄存器由集成电路构成， 所述集成电路与所述控制电路之间设置有信号传输通道， 所述诊断指令和请求返送所述诊断数据的指令经所述信号传输通道从所述控制电路传输至所述集成电路， 从所述集成电路经所述信号传输通道向所述控制电路传输所述诊断数据。
【专利摘要】本发明提供一种电池监视装置以及电池监视装置的诊断方法，其能够诊断电池状态检测电路是否正常动作动，提高可靠性的电池监视装置，电池监视装置具备根据串联连接的多个电池单体(BC1～BC4)的各单体电压，检测电池单体的电池状态的电池状态检测电路(270、272、276、278、400、RPU、R1～R4、RPD、MUX1～MUX5)、根据多个电池单体的各单体电压(BC1～BC4)监视电池单体的状态的控制电路(30)，控制电路(30)向电池状态检测电路(270、272、276、278、400、RPU、R1～R4、RPD、MUX1～MUX5)输入模拟电压信息，诊断该电池状态检测电路是否正常动作。
【IPC分类】H02J7/00, B60L7/14, B60L11/18, G01R31/36, B60L3/00
【公开号】CN105128677
【申请号】CN201510430482
【发明人】工藤彰彦, 菊地睦, 芝原刚介, 江守昭彦, 上村保雄, 山内辰美, 久保谦二, 曾根原理仁, 天野雅彦, 青嶋芳成
【申请人】株式会社日立制作所, 日立汽车系统株式会社
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2010年2月26日
【公告号】CN101825688A, CN101825688B, CN104635162A, EP2224257A2, US8723527, US20100244847, US20140159739