专利名称：电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池系统，尤其是涉及一种判定电池组的电池单元间的配线连接状态的电池系统。本申请对于2010年12月9日向日本提出申请的特愿2010-274382号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术：
在电池系统中使用的电池单元通常作为电池组使用。即，大多数情况下是作为使用作为电力供给线的配线将多个电池单元相互串联或并联连接成的电池组而使用。配线与电池单元的电极端子的物理连接使用螺纹等进行。该电池组例如向电池系统具备的电力负载供给电力。然而，若上述物理连接松缓，则阻碍向电力负载的电力供给，并且，在松缓进一步发展而最终配线从电池单元脱落时，向电力负载的电力供给被切断。这意味着例如在电池系统为电力机动车的情况下，可能会产生突然减速而发生事故。因此，报告了各种检测电池组的配线连接状态即上述物理连接的松缓的技术(参照专利文献1、2)。 现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-241421号公报专利文献2:日本特开2009-257928号公报
发明内容
然而，专利文献I的技术由于使用对上述物理连接的松缓进行检测的特殊的传感器，因此可能会使电池系统变得复杂化而成本上升。另外，在专利文献2的技术中，能够检测配线从电池单元脱落的情况，但是在虽然上述物理连接松缓但配线还未从电池单元脱落时无法检测。因此，本发明目的在于提供一种能够以简易的结构详细地判定构成电池组的电池单元间的配线连接状态的电池系统，具体而言，提供一种不使用上述特殊的传感器而能够检测配线还未从电池单元脱落但上述物理连接已松缓的情况的电池系统。本发明的电池系统具有:第一电池单元，具备第一正极端子和第一负极端子；第二电池单元，具备第二正极端子和第二负极端子；电力负载，配置在所述第一正极端子与所述第二负极端子之间，能够从所述第一电池单元及所述第二电池单元接受电流供给；配线，将所述第一负极端子与所述第二正极端子电连接；第一电压传感器，经由所述配线而计测所述第一电池单元的单元电压；第二电压传感器，经由所述配线而计测所述第二电池单元的单元电压；单元平衡电路，能够使所述第一电池单元与所述第二电池单元的电动势实质上相同；以及控制装置。所述控制装置在使用所述第一电压传感器及所述第二电压传感器和所述单元平衡电路而使所述第一电池单元与所述第二电池单元的电动势实质上相同之后，允许进行向所述电力负载的所述电流供给，从而判定所述配线的松缓。即，形成为在第一及第二电压传感器进行计测的电气路径上特意包括上述配线与电极端子的接触电阻的结构，而且在通过单元平衡电路使第一电池单元与第二电池单元的电动势实质上相同之后进行向电力负载的电流供给，从而能够根据第一及第二电压传感器计测的电压的不同而容易地判定配线的松缓的状态。发明效果根据本发明的电池系统，能够以简易的结构详细地判定构成电池组的各个电池单元的配线连接状态。
图1是本发明的实施方式的电池系统概要图。图2是表示本发明的实施方式的电池系统中的电池单元与配线的物理连接关系的概要图。图3是表示本发明的实施方式的电池系统中的电池单元与配线的电连接关系的电路概要图。图4是用于说明在本发明的实施方式的电池系统中使用的控制装置的控制的说明图。
具体实施例方式本发明的实施方式的电池系统的特征之一在于，在对电池单元的单元电压进行计测的电气路径上以包括作为 电力供给线的配线与电极端子的接触电阻的方式配置计测该单元电压的电压传感器，在电池系统的起动时，判定该配线与各电池单元的电连接状态，并适当进行控制、处理。以下，参照附图并进行详细说明。以下，参照附图对基于本发明的实施方式的电池系统进行说明。图1是表示电池系统I的结构的图。在电池系统I中使用的电池单元根据电池系统I的用途，可以在一次电池或二次电池等任一电池中使用，但在此作为电池单元的一例，使用可充放电的电池单元，例如作为蓄电池的锂离子二次电池的电池单元进行说明。电池系统I具备电池模块2、电力负载3、上位控制装置4、显示装置5。包括由多个电池单元CEa CEh构成的电池组和作为该电池组的监视控制装置的BMS (Battery Management System) 6在内的电池模块2从电池系统I的外部向电池系统I的内部嵌入固定。通过形成为模块，能够容易地从电池系统I的外部进行更换。此外，电力负载3、上位控制装置4、及显示装置5被预先装入到电池系统I中。并且，在此，有时将上位控制装置4及BMS6 —并简称为控制装置。在此，电池系统I可以是例如在作为电力负载3的电动马达上连接车轮的叉车等工业车辆、电车、或电力机动车等移动体、以及在作为电力负载3的电动马达上连接螺旋桨或螺杆的飞机或船等移动体。而且，电池系统I可以是例如家庭用的电力储存系统或将风车、太阳光那样的自然能量发电组合的系统互连顺畅化蓄电系统等固定式的系统。即，电池系统I是利用构成电池组的多个电池单元产生的电力中的至少放电的系统，另外，也可以是利用充放电的系统。电池模块2内的电池组向电池系统I的电力负载3供给电力，将由串联连接的电池单元CEa CEd构成的第一支路和由串联连接的电池单元CEe CEh构成的第二支路并联连接。此外，以下，关于与各电池单元CEa CEh对应的电压传感器V、温度传感器T、单元平衡电路B等的各结构，在对应的各结构的说明记号的末尾适当记載a h，明示与哪一个电池单元对应的结构的说明。在构成电池组的多个电池单元CEa CEh中，用于计测单元温度的温度传感器Ta Th及用于计测单元电压的电压传感器Va Vh分别与各个电池单元一一对应地配置。并且，在所述各个电池单元中，通过将各个电池单元的正极端子与负极端子电连接而进行放电，用于形成为规定的电压的单元平衡电路Ba Bh分别与各个电池单元一一对应地配置。而且，在各支路配置有一个对应的电流传感器，在此，在第一支路配置有电流传感器I a，另外，在第二支路配置有电流传感器I P，能够计测在各支路中流动的电流。并且，在各支路中，配置有一个用于将各支路与电力负载3电连接或电断开的支路用开关，在此，在第一支路配置有支路用开关Sa，另外，在第二支路配置有支路用开关S3。由对上述的单元温度、单元电压、流过各支路的电流进行计测的各种传感器计测且输出的计测信息被输入至后述的BMS6。此外，在此形成为如下结构:将4个电池单元串联连接而形成I个支路，将总计两个支路并联连接。然而，在各支路上连接的电池单元的个数、以及支路的个数能够以任何方式设计，既可以每个设计I个，也可以每个设计多个。BMS6 构成为包括 2 个 CMU (Cell Monitor Unit)即 CMUl 及 CMU2 和 BMU (BatteryManagement Unit)。在此,CMUl及 CMU2 具备未图示的 ADC (Analog Digital Converter),接受上述各种传感器检测并输出的多个上述计测信息而分别作为模拟信号，通过ADC将所述模拟信号转换成与各个模拟信号对应的数字信号之后，作为用于计算关联信息(是与上述计测信息关联的信息，包括由BMU运算的各电池单元的充电率(SOC))等的多个参数而向BMU输出。而且，在本实施方式中，如图1所示，各CMU分别通过总线或信号线与上述各种的传感器连接。上位控制装置4根据使用者的指示(例如，在电池系统I为电力机动车的情况下，使用者踩踏油门踏板的踏入量)来控制电力负载3，并且接收从BMS6发送的电池组的关联信息，控制显示装置5而适当地将该关联信息显示在显示装置5上。并且，在判定出上述关联信息为异常值时，上位控制装置4使内置于显示装置5的异常灯点亮等，并且使内置于显示装置5的蜂鸣器等音响装置工作而鸣响警报，通过光和声音来刺激视觉及听觉而唤起使用者注意。显示装置5例如是具备上述音响装置的液晶面板等监视器，能够基于来自上位控制装置4的控制而进行构成电池组的多个各电池单元CEa CEh的上述关联信息的显示等
电力负载3是例如与电力机动车的车轮连接的电动马达或逆变器等电力转换器。电力负载3可以是对雨刷等进行驱动的电动马达。
接着，使用图2、图3及图4对电池系统I中后述的各电池单元的“配线松缓判定”及用于进行其控制的结构、动作进行详细叙述。从容易理解的角度出发，着眼于I个支路，在此着眼于串联连接电池单元CEa CEd的第一支路并进行说明。以下的说明在其他的支路中也一样，所以省略关于其他的支路的说明。首先，使用图2对作为“配线松缓判定”的前提的电池单元与配线的物理连接关系进行说明。图2 (a) 图2 (d)均使用同一直角坐标系进行说明。图2 (a)是表示I个电池单元的结构概要的图(在此代表性地表示电池单元CEa)。电池单元CEa具备方型的电池容器COa和形状为圆柱状且以从电池容器COa突出的状态固定于电池容器COa的正极端子7及负极端子8。所述电极端子(正极端子7及负极端子8)的该突出的高度沿Z方向为尺寸LI。并且，在正极端子7上沿Z方向形成有作为凹部的内螺纹7a，在负极端子8上沿Z方向形成有作为凹部的内螺纹8a。在正极端子7上电连接有收纳于电池容器COa的正极板(涂敷有锰酸锂等正极活性物质)，在负极端子8上电连接有收纳于电池容器COa的负极板(涂敷有碳等负极活性物质)。并且，在电池容器COa中收纳有电解质或电解液(称为电解液等)，通过正极板、负极板、电解液等而作为电池发挥功能。电池容器COa可以是金属制或塑料树脂制等，但在为导电性的材质的情况下，为了将电极端子(正极端子7或负极端子8)与电池容器COa电绝缘，在电池容器COa与电极端子之间配置绝缘性树脂9。其他的电池单元CEb CEh也为同一结构。准备多个图2 (a)中说明的电池单元，通过金属制的配线而相互电串联连接。具体而言，如图2 (c)的 侧视图(从XZ平面观察到的图)所示，电池单元CEa与电池单元CEb通过汇流条10而电串联连接。以下，使用作为汇流条10的俯视图(从XY平面观察到的图)的图2 (d)和上述图2 (c)对汇流条10的结构及基于该汇流条的两个电池单元的连接进行说明。此外，在图2 (c)与图2 (d)之间，记载有将彼此的位置关系建立对应的点划线。汇流条10是具备导电性的金属制的板状的配线。汇流条10具备平板状的平板部IOa和与平板部IOa连接且夹着平板部IOa配置的两个突出部10b。突出部IOb比平板部IOa的XY平面上的两个面中的+Z侧的面向Z方向突出尺寸L3。S卩，XZ平面中的截面形状为大致-字状的形状。平板部IOa和突出部IOb优选通过模具使同一材料变形而一体形成。平板部IOa的厚度(Z方向)为尺寸L2，设计成比电极端子的高度的尺寸LI大。即，L2>L1。并且，在平板部IOa能够嵌入电极端子的上述突出的部分，形成有两个与该突出的部分实质上为同一形状且稍小的凹部10c。通过形成为该稍小的结构，能够使电极端子向汇流条10的凹部IOc充分接触，并且能够向汇流条10固定电极端子。通常，这两个凹部IOc中的一个向一电池单元的正极端子嵌入，另一个向另一电池单元的负极端子嵌入。并且，在平板部IOa形成有从凹部IOc向Z方向将平板部IOa贯通的贯通孔，即形状比XY平面中的凹部IOc的截面形状小的贯通孔11。向电极端子嵌入凹部IOc而使电极端子与汇流条10接触之后，向贯通孔11插入并旋入外螺纹15a的轴部，用外螺纹15a的头部按压汇流条10的平板部IOa并将汇流条10和电池单元牢固地固定。此外，外螺纹15a形成与内螺纹7a及内螺纹8a对应的螺纹。并且，外螺纹15a的头部的Z方向的尺寸比上述尺寸L3小。在汇流条10的突出部IOb上沿Z方向形成有用于将电路基板13向汇流条10固定的螺纹孔12 (内螺纹)。电路基板13如图2 (b)的俯视图(从XY平面观察到的图)所示那样形成有两个贯通孔14 (此外，在图2 (b)与图2 (c)之间记载有将彼此的位置关系建立对应的点划线)。两个贯通孔14中，向一个贯通孔14插入外螺纹15b的轴部而向一汇流条10的螺纹孔12旋入，用外螺纹15b的头部按压电路基板13而将汇流条10和电路基板13牢固地固定。并且，两个贯通孔14中，向另一个贯通孔14插入外螺纹15b的轴部而向另一汇流条10的螺纹孔12旋入，用外螺纹15b的头部按压电路基板13而将汇流条10和电路基板13牢固地固定。电路基板13是电连接在I个电池单元的正极端子与负极端子之间的电路基板，因此如上述那样跨越并固定于2个汇流条10。此外，在外螺纹15b形成有与螺纹孔12 (内螺纹)对应的螺纹。在电路基板13上不仅固定有与I个电池单元对应的电压传感器及单元平衡电路，而且通过上述跨越并固定，形成经由两个汇流条10的突出部IOb将所述电压传感器及单元平衡电路自动地电连接在该电池 单元的正极端子和负极端子上的印制配线。在电路基板13上也可以固定与该电池单元对应的温度传感器。虽然未图示，但在电路基板13上连接有与BMS6相连的总线或信号线。如以上那样，汇流条10将电极端子包裹在内而向电极端子嵌入，因此能够得到与电极端子充分的接触面积，而且构成为在ZY方向上具有充分的截面积，因此即使在流过大电流的情况下，也能够减少发热的影响。并且，不通过作为向电力负载3流动的电流的路径的汇流条10的两个贯通孔11之间的平板部10a，而电压传感器与由该电压传感器计测的电池单元的电极端子之间的电气路径通过突出部IOb形成，从而能够更精密地进行电压计测。而且，在电路基板13上不仅具备对应的I个电池单元所具备的各种传感器和单元平衡电路，而且预先形成规定的配线作为印制配线，因此能够利用一次接触将所述各种传感器和单元平衡电路向规定的电池单元连接，因此，能够提高电池系统的制造效率。图3中从电路的角度表示了图2的结构。在电池单元CEa的电池容器COa的内部，串联连接有电动势VOa的电池和内部电阻ROa。并且，配置于电路基板13的电压传感器Va及单元平衡电路Ba与汇流条10的突出部IOb电连接，因此经由电池单元CEa与一汇流条10在正极端子侧发生接触而产生的接触电阻Rla、及电池单元CEa与另一汇流条10在负极端子侧发生接触而产生的接触电阻R2a，而与电动势VOa的电池和内部电阻ROa连接。S卩，在电动势VOa的电池的正极连接内部电阻ROa的一端，在内部电阻ROa的另一端连接接触电阻Rla的一端，在接触电阻Rla的另一端连接电压传感器Va的正极端子及单元平衡电路Ba的正极端子，将电压传感器Va的负极端子及单元平衡电路Ba的负极端子与接触电阻R2a的一端连接，在接触电阻R2a的另一端连接电动势VOa的电池的负极。另外，在电池单元CEb的电池容器COb的内部，串联连接有电动势VOb的电池和内部电阻ROb。并且，配置于电路基板13的电压传感器Vb及单元平衡电路Bb与汇流条10的突出部IOb电连接，因此经由电池单元CEb与汇流条10在正极端子侧发生接触而产生的接触电阻Rib、及电池单元CEb与汇流条10在负极端子侧发生接触而产生的接触电阻R2b，而与电动势VOb的电池和内部电阻ROb连接。与上述电池单元CEa的情况相同。S卩，在电动势VOb的电池的正极连接内部电阻ROb的一端，在内部电阻ROb的另一端连接接触电阻Rlb的一端，在接触电阻Rlb的另一端连接电压传感器Vb的正极端子及单元平衡电路Bb的正极端子，将电压传感器Vb的负极端子及单元平衡电路Bb的负极端子与接触电阻R2b的一端连接，在接触电阻R2b的另一端连接电动势VOb的电池的负极。此外，电池单元CEa与电池单元CEb由相同的汇流条10连接，因此接触电阻Rlb的上述另一端与接触电阻R2a的上述一端连接。单元平衡电路B的结构均相同，包括由晶体管等构成的开关S和与该开关连接的电阻r。在此，单元平衡电路Ba及Bb均构成为在其正极端子上连接电阻r的一端，在其负极端子上连接开关S，通过开关S处于“闭”而电阻r的另一端与该负极端子电连接。此外，开关S的开闭由BMS6控制。接着，使用图3对各电池单元CEa CEh的“配线松缓判定”处理进行说明。“配线松缓判定”是指检测、判定作为将电池组的各电池单元的电极端子相连的配线(电力供给线)的汇流条10的松缓所对应的配线连接状态即电力供给线与电池单元的电极端子的电连接的状态。因此，“配线松缓”是指电池单元的电极端子和与该电极端子接触的电力供给线的接触电阻从通过螺纹等将该电力供给线牢固地固定于该电极端子的当初的接触电阻起增大的情况。具体而言，“配线松缓判定”处理检测、判定接触电阻Rl (图3中的接触电阻Rla或Rlb)或接触电阻R2 (图3中的接触电阻R2a或R2b)从规定的电阻值起增大的情况，利用控制装置进行适当处理。此外，在各电池单元CEa CEh中，由于各个电池单元的劣化的程度不同而内部电阻ROa ROh在一定范围内变动，但在检测到接触电阻Rl或R2的增大时，该一定范围的变动已经微小到可以忽视的程度。因此，以下，假设内部电阻RO恒定而进行说明。在本实施方式的电池系统I中，在电池系统I的起动时，控制装置，具体而言上位控制装置4进行“配线松缓判定”。依次对此进行说明。首先，将电池系统I的起动开关接通，例如在电池系统I为电力机动车的情况下，使用者将点火开关键接通，由此通过未图示的小电源(可以使用电池模块2的一个电池单元作为该小电源，进行控制装置的动作用的电力供给。这种情况下，该电池单元不仅作为向电力负载3的电力供给用电源，而且也作为控制装置的动作用的电源发挥功能)进行了电力供给的上位控制装置4将与全部的支路对应的第一支路用开关控制信号激活。接受激活的第一支路用开关控制信号的BMS6为了使支路用开关S a从“开”变为“闭”，而将与全部的支路对应的第二支路用开关控制信号激活。接受激活的第二支路用开关控制信号的各支路用开关Sa 从“开”向“闭”动作。由此，将电池模块2的各支路的电池组与电力负载3电连接。因此，电池系统I起动而能够运行,例如在电池系统I为电力机动车的情况下能够行驶。此外，当将起动开关切断，例如使用者将点火开关键切断时，上位控制装置4使与全部的支路对应的第一支路用开关控制信号无效。因此，接受变为无效的第一支路用开关控制信号的BMS6为了使支路用开关S a从“闭”变为“开”，而使与全部的支路对应的第二支路用开关控制信号无效 。接受到变为无效的第二支路用开关控制信号的各支路用开关Sa从“闭”向“开”动作。由此，将电池模块2的各支路的电池组与电力负载3
电切断。当电池系统I起动时，为了使在前一次使用电池系统I时发生变动的各电池单元CEa CEh的各单元电压聚齐在规定范围内，BMS6对与各电池单元CEa CEh对应地配置的单元平衡电路Ba Bh的开关S进行适当开闭。此时，如上所述，电池模块2的电池组与电力负载3电连接，但在各电池单元CEa CEh的各单元电压聚齐在规定范围内之前，即单元平衡完成之前，通过上位控制装置4禁止电力负载3的动作，例如在电池系统I为电力机动车的情况下，禁止油门踏板的踏入等，因此流向电力负载3的电流实质上处于不存在的状态。单元平衡具体而言如下进行。首先，基于与向BMS6输入的电压传感器Va Vh的单元电压值相关的计测信息，BMS6在全部的电池单元CEa CEh中，确定最低的单元电压值(以下，称为最小电压值Vm)及具有最小电压值Vm的电池单元。最小电压值Vm是具有该电压值的电池单元的电动势VO。然后，除了确定为具有最小电压值Vm的电池单元之外，BMS6将朝向与其他的电池单元对应的各单元平衡电路B的单元平衡电路控制信号激活，因此接受单元平衡电路控制信号的所述各单元平衡电路B的开关S分别从“开”向“闭”动作。由此，该其他的电池单元放电，该其他的电池单元的各单元电压值逐渐接近最小电压值Vm。在此期间，BMS6使用来自各电压传感器V的计测值，持续监视该其他的电池单元的单元电压值。在上述其他的电池单元的各单元电压值变为被判定为实质上与最小电压值Vm等值的值即变为最小电压值Vm土 A V时，BMS6使朝向与该其他的电池单元对应的各单元平衡电路B的单元平衡电路控制信号无效，因此所述各单元平衡电路B的开关S从“闭”向“开”动作，停止放电。由此，使全部的电池单元CEa CEh的电动势VOa VOh为实质上与最小电压值Vm相同的电压值。此外，此时配线松缓已经发生，在接触电阻Rl或接触电阻R2的值较大的情况下，在通过所述接触电阻Rl或接触电阻R2放电之际，发生大的电压下降，因此与使对应的单元平衡电路的开关S为“闭”时的电压传感器V的单元电压值相关的计测信息和与使对应的单元平衡电路的开关S为“开”时的电压传感器V的单元电压值相关的计测信息可能发生较大区别。因此，优选的是，在该计测信息变为最小电压值Vm土八￥之前，81^6暂时使对应的单元平衡电路B的开关S从“闭”变为“开”，确认各电池单元的电动势VO的值，估计上述区别的程度，BMS6将各单元平衡电路B的开关S分别独立且间歇地适当开闭，使全部的电池单元CEa CEh的电动势VOa VOh变为实质上与最小电压值Vm相同的电压值。通过上述的BMS6对各单元平衡电路B的控制，当全部的电池单元CEa CEh的电动势VOa VOh变为实质上与最小电压值Vm相同的电压值时，例如通过上位控制装置4允许向电力负载3的电流供给，例如在电池系统I为电力机动车的情况下，允许使用者对油门踏板的踏入等，而实际上实现电池系统I的运行(向电力负载3的电流供给)。但是，在进行“配线松缓判定”的短时间期间，上位控制装置4无论使用者的意思如何都将向电力负载3的电流供给量限制 为规定的电流值(以下，称为判定时电流值)。例如，在电池系统I为电力机动车的情况下，上位控制装置4无论使用者对油门踏板的踏入量的大小(但是，使用者正踩踏油门踏板)如何都进行在各支路流动作为判定电流值的IOOA的电流的控制。此外，只要能够在每个支路分别流动一定的判定时电流值的电流，该值就可以以任何方式设定，但在电池系统I为电力机动车的情况下，判定电流值的值设定成实际上对电力机动车的移动不起作用的程度的值。因此，从电池模块2的电池组向电力负载3供给电流，此时，在构成一支路的串联连接的电池单元中流动着同一电流值的电流。在上述同一电流值的电流流动于同一支路的电池单元时，如上述那样所述一支路中的电池单元的电动势聚齐成实质上与最小电压值Vm相同的电压值，并且，与各个电池单元对应的各接触电阻Rl或R2的值只要没有配线松缓，实质的就均相同，据此，与所述各电池单元对应地配置的各个电压传感器V的计测值应该实质上相同。S卩，各计测值进入Vm土 AV的范围。然而，在存在配线松缓的情况下，因接触电阻Rl或接触电阻R2而产生大的电压下降，因此作为计测值的电压值Verr从Vm土 AV的范围偏离。在图1中，在I个支路例如第一支路上串联连接4个电池单元CEa CEd，因此I个电池单元的电压传感器V的计测值Verr与其他的3个电池单元的电压传感器V的计测值的关系如图4所示。因此，在从BMS6接受到关联信息的上位控制装置4中，在电池系统I刚运行之后，能够容易且准确地判定及确定表示从实质上与最小电压值Vm相同的电压值Vm土 AV的范围偏离的电压值Verr的电池单元(称为配线松缓的电池单元)。而且，在配线松缓的电池单元中的配线连接状态不会对电 池系统I的使用造成特别的影响的情况下，即，在根据BMS6向上位控制装置4发送的关联信息，电压值Verr为阈值Vthl以下的电压值的情况(Verr SVthl的情况)下，上位控制装置4将配线松缓判定为与配线松缓的电池单元及其他的电池单元相关的关联信息不是异常值。因此，上位控制装置4不会向使用者进行任何注意唤起。因此，上位控制装置4停止使上述判定电流值的电流在各支路中流动的控制而允许按照使用者的意思的运行、动作，因此使用者能够使电池系统I按照通常那样运行、动作。另一方面，在作为连接电池单元间的配线的汇流条10立即会脱落的危险性高但还未脱落的情况下，即，在根据BMS6向上位控制装置4发送的关联信息，电压值Verr为阈值Vth2以上的电压值的情况(Vth2 ( Verr的情况)下，上位控制装置4判定出与配线松缓的电池单元相关的关联信息为异常值。因此，上位控制装置4使内置于显示装置5的异常灯点亮等，并且使内置于显示装置5的蜂鸣器等音响装置工作而鸣响警报，通过光和声音来刺激视觉及听觉而唤起使用者的注意。并且，此时，上位控制装置4停止使上述判定电流值的电流在各支路中流动的控制，使不仅对于包括配线松缓的电池单元的支路而且对于全部的支路的第一支路用开关控制信号无效。接受到变为无效的第一支路用开关控制信号的BMS6为了将支路用开关Sa及33从“闭”变为“开”，而使对应的支路的第二支路用开关控制信号无效。接收到变为无效的第二支路用开关控制信号的支路用开关S a从“闭”向“开”动作。由此，不仅包括上述存在危险性的电池单元的支路，而且全部的支路的电池组和电力负载3在电池系统I刚开始运行之后变为电断开，停止从电池组向电力负载3的电流供给。
因此，例如，在电池系统I为电力机动车的情况下，在刚踩踏油门踏板之后突然减速并停止，因此在从车库向公路驶出之前，不仅进行基于显示装置5等的上述注意唤起，而且使用者能够从身体上感觉到电池系统的异常。而且，由此，能够增加电池系统I的安全性，并且能够更强烈地催促使用者进行电池系统I的修理。而且，在Vthl〈Verr〈Vth2的情况下，不能说作为配线的汇流条10立即脱落的危险性高，但是在电池系统的运行中，配线脱落的危险性不可否定，因此仍然需要尽快进行电池系统的修理等。并且，在该状态下，当电池系统I的运行持续长时间时，接触电阻Rl或接触电阻R2较大，因此在配线等发热，可能会使电池系统I的构成部件着火。因此，根据BMS6向上位控制装置4发送的关联信息，上位控制装置4判定出与配线松缓的电池单元相关的关联信息为非异常值的警告值。因此，上位控制装置4使内置于显示装置5的警告灯(也可以兼用上述异常灯)点亮等，并使内置于显示装置5的蜂鸣器等音响装置工作而鸣响警报，通过光和声音来刺激视觉及听觉而唤起使用者的注意。并且，此时，上位控制装置4停止使上述判定电流值的电流在各支路中流动的控制，并且，基于各温度传感器T的关联信息，无论使用者的意思如何都将向电力负载3的电流供给量限制成比规定的电流值小，以使电池单元的温度处于规定范围(例如60°C以下)。例如，在电池系统I为电力机动车的情况下，上位控制装置4进行限制使用者对油门踏板的踏入量的控制，无法进行规定的踏入量以上的踏入。因此，这种情况下，暂时将全部的支路与电力负载3电连接，由此，使用者能够识别出需要提前修补一部分的电池单元，并维持一定程度的自由度而使电池系统I运行。在以上中，(Vm+AV) <Vthl〈Vth2。作为一例而说明具体的数值时，例如，若如上述那样将判定时电流值设为100A，将额定的电动势VO设为3.7V，将实现正常的电连接的情况下的接触电阻Rl及R2分别设为0.2mQ，将内部电阻RO设为0.SmQ，则可以将发生配线松缓而电池单元的接触电阻Rl或R2的任一方增加至10倍的情况设定为阈值Vthl，将增加至20倍的情况设定为阈值Vth20 此时，Vthl=3.7V+ (100AX (0.8mQ +0.2mQ +2mQ )) =4.0V, Vth2=3.7V+ (100AX(0.8mQ +0.2mQ +4mQ )) =4.2V。另外，例如，可以设定为AV=0.05V。本发明并不限定于上述的实施方式，只要不脱离本发明的主旨就能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，将电池模块2的BMS6和上位控制装置4分开进行了说明，但也可以将它们作为I个控制装置进行控制。另外，在图2中叙述的各结构中的外螺纹和内螺纹的配置也可以彼此相反。此外，在作为连接各电池单元的电力供给线的配线中使用了汇流条，但不局限于此。在对电池单元的单元电压进行计测的电气路径中只要构成为包括电力供给线与电极端子的接触电阻即可，可以不是难以弯曲的板状的汇流条，而是可弯曲的线状的配线。说明了单元平衡在电池系统的起动时进行的情况，但在从前一次的运行结束时到下一次的运行起动时( 运行开始时)为止各电池单元的电压变动实质上未发生的情况下，也可以在前一次的运行结束时进行单元平衡。通过如此构成，能够更高速地进行配线松缓判定。产业上的可利用性
本发明涉及能够以简易的结构详细地判定构成电池组的电池单元间的配线连接状态的电池系统。根据本发明，能够在配线还未从电池单元脱落而物理连接松緩的情况下，不使用特殊的传感器，而检测此状况。符号说明I…电池系统，2…电池模块，3…电力负载，4…上位控制装置，5…显示装置，6 …BMS，7…正极端子(7a:内螺纹)，8…负极端子(8a:内螺纹)，9…绝缘树脂，10…汇流条(IOa:平板部，IOb:突出部，IOc:凹部)，11…贯通孔，12…电路基板用螺纹孔，
13…电路基板，14…贯通孔，15…螺纹(15a:汇流条用螺纹，15b:电路基板用螺纹)
权利要求
1.一种电池系统,其中， 具有: 第一电池单元，具备第一正极端子和第一负极端子； 第二电池单元，具备第二正极端子和第二负极端子； 电力负载，配置在所述第一正极端子与所述第二负极端子之间，能够从所述第一电池单元及所述第二电池单元接受电流供给； 配线，将所述第一负极端子与所述第二正极端子电连接； 第一电压传感器，经由所述配线而计测所述第一电池单元的单元电压； 第二电压传感器，经由所述配线而计测所述第二电池单元的单元电压； 单元平衡电路，能够使所述第一电池单元与所述第二电池单元的电动势实质上相同；以及 控制装置， 所述控制装置在使用所述第一电压传感器及所述第二电压传感器和所述单元平衡电路而使所述第一电池单元与所述第二电池单元的电动势实质上相同之后，允许进行向所述电力负载的所述电流供给，从而判定所述配线的松缓。
2.根据权利要求1所述的电池系统,其中， 所述控制装置在所述第一电 压传感器或所述第二电压传感器计测到的单元电压大于第一阈值时，停止向所述电力负载的所述电流供给。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其中， 所述控制装置在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器计测到的单元电压比所述第一阈值小且比第二阈值大时，限制向所述电力负载的所述电流供给。
4.根据权利要求3所述的电池系统，其中， 所述配线是具备平板部和与所述平板部连接且夹着所述平板部配置的两个突出部的汇流条， 在所述平板部上连接有所述第一负极端子和所述第二正极端子， 所述第一电压传感器经由所述两个突出部中的一个所述突出部而计测所述第一电池单元的单元电压， 所述第二电压传感器经由所述两个突出部中的另一个所述突出部而计测所述第二电池单元的单元电压。
5.—种电池系统,其中， 具有: 第一电池单元，具备第一正极端子和第一负极端子； 第二电池单元，具备第二正极端子和第二负极端子； 第三电池单元，具备第三正极端子和第三负极端子； 第一配线，将所述第一负极端子与所述第二正极端子电连接； 第二配线，将所述第二负极端子与所述第三正极端子电连接； 电力负载，配置在所述第一正极端子与所述第三负极端子之间，能够从所述第一电池单元至所述第三电池单元接受电流供给； 第一电压传感器，经由所述第一配线而计测所述第一电池单元的单元电压；第二电压传感器，经由所述第一配线及所述第二配线而计测所述第二电池单元的单元电压； 第三电压传感器，经由所述第二配线而计测所述第三电池单元的单元电压； 单元平衡电路，能够使所述第一电池单元至所述第三电池单元的电动势实质上相同；以及 控制装置， 所述控制装置在使用所述第一电压传感器至所述第三电压传感器和所述单元平衡电路而使所述第一电池单元至所述第三电池单元的电动势实质上相同之后，允许进行向所述电力负载的所述电流供给，从而判定所述配线的松缓。
6.根据权利要求5所述的电池系统，其中， 还具有设置了所述第二电压传感器的电路基板， 所述第一配线是具备第一平板部和与所述第一平板部连接成一体的第一突出部的汇流条， 所述第二配线是具备第二平板部和与所述第二平板部连接成一体的第二突出部的汇流条， 在所述第一平板部上连接有所述第一负极端子和所述第二正极端子， 在所述第二平板部上连接有所述第二负极端子和所述第三正极端子， 所述电路基板与 所述第一突出部和所述第二突出部连接，从而所述第二电压传感器计测所述第二电池单元的单元电压。
全文摘要
本电池系统具有第一电池单元、第二电池单元、从所述第一及第二电池单元接受电流供给的电力负载、将所述第一电池单元的负极端子与所述第二电池单元的正极端子电连接的配线、将所述第一负极端子与所述第二正极端子电连接的配线、使所述第一电池单元和所述第二电池单元的电动势实质上相同的单元平衡电路、以及控制装置，所述控制装置在使所述第一及第二电池单元的电动势实质上相同之后，允许进行向所述电力负载的所述电流供给，从而判定所述配线的松缓。
文档编号G01R31/04GK103229064SQ20118005736
公开日2013年7月31日 申请日期2011年12月8日 优先权日2010年12月9日
发明者高辻秀保 申请人:三菱重工业株式会社