专利名称：电池控制装置、电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置及电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池控制装置、具备该电池控制装置的电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置以及电源装置。
背景技术：
在具备可充放电的多个电池单体(cell)的电动汽车等移动体中，设置有用于对电池单体的充放电进行控制的电池控制装置。电池控制装置具有对电池单体的端子电压进行检测的电压检测部、以及基于由该电压检测部检测出的端子电压来进行各种控制动作的控制部(例如参照专利文献I)。
专利文献I :日本特开2000-173674号公报
发明内容
发明要解决的技术问题在上述的电池控制装置中，用于对电池单体的端子电压进行检测的构成变得复杂。本发明的目的在于提供一种既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制电池单体的充放电控制的精度的降低的电池控制装置、具备该电池控制装置的电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置以及电源装置。为了解决技术问题所采用的技术方案本发明的一个方面涉及的电池控制装置，用于进行多个电池单体的充放电控制，所述电池控制装置具备电压检测部，其检测多个电池单体的每一个的端子电压；和控制部，其经由通信线而与电压检测部连接，该控制部包括基于在多个电池单体中流动的电流来算出各电池单体的端子电压的电压算出部、以及使用由电压检测部检测出的端子电压以及由电压算出部算出的端子电压之中的一个端子电压来算出用于控制多个电池单体的充放电的控制值的控制值算出部。在该电池控制装置中，由电压检测部检测出的端子电压经由通信线被提供至控制部。在控制部中，电压算出部基于在多个电池单体中流动的电流来算出各电池单体的端子电压。并且，控制值算出部使用由电压检测部检测的端子电压以及由电压算出部算出的端子电压之中的一个端子电压来算出用于控制多个电池单体的充放电的控制值。在这种情况下，能够选择性地使用由电压检测部检测出的端子电压以及由电压算出部算出的端子电压之中的一个端子电压。为此，即便在由于通信线断线等而导致不能使用由电压检测部检测出的端子电压的情况下，也能使用电压算出部基于在多个电池单体中流动的电流而算出的端子电压来算出控制值。其结果能够使电池控制装置的可靠性提高。
控制值算出部也可在不能接收由电压检测部检测出的端子电压的情况下，使用由电压算出部算出的端子电压来算出控制值。
此时，控制值算出部在能够接收由电压检测部检测出的端子电压的情况下，能够使用由电压检测部检测出的端子电压来算出控制值。另外，即便在由于通信线断线等而导致控制值算出部不能接收由电压检测部检测出的端子电压的情况下，也能使用由电压算出部算出的端子电压，以简单的构成可靠地算出控制值。本发明的另一方面涉及的电池控制装置，用于进行多个电池单体的充放电控制，所述电池控制装置具备电压算出部，其基于在多个电池单体中流动的电流来算出各电池单体的端子电压；和控制值算出部，其使用由电压算出部算出的端子电压来算出用于控制多个电池单体的充放电的控制值。在该电池控制装置中，电压算出部基于在多个电池单体中流动的电流来算出各电池单体的端子电压。控制值算出部使用由电压算出部算出的端子电压来算出用于控制多个电池单体的充放电的控制值。由此，不用在电池控制装置中设置用于对各电池单体的端子电压进行检测的电压 检测部，而能使用以简单构成基于在多个电池单体中流动的电流而算出的各电池单体的端子电压来算出控制值。因此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制各电池单体的充放电控制的精度的降低。电池控制装置也可具备范围(range)判定部，该范围判定部判定多个电池单体的每一个的端子电压是否属于预先规定的电压范围，电压算出部基于范围判定部的判定结果来校正各电池单体的端子电压。在这种情况下，基于各电池单体的电压是否属于预先规定的电压范围这一判定结果来校正所算出的端子电压。由此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能获得各电池单体的更正确的端子电压。范围判定部也可基于基准电压与各电池单体的端子电压的比较结果，判定各电池单体的端子电压是否属于电压范围。在这种情况下，例如在用于比较不成为过充电的上限电压或不成为过放电的下限电压与各电池单体的端子电压这样的现有构成中，通过追加基准电压，从而能够判定各电池单体的端子电压是否属于电压范围。由此，能够抑制电池控制装置的构成变得复杂。范围判定部也可比较各电池单体不成为过充电的上限电压与各电池单体的端子电压、且比较各电池单体不成为过放电的下限电压与各电池单体的端子电压，电池控制装置还具备停止控制部，其中该停止控制部基于范围判定部的比较结果来控制多个电池单体的充放电的停止。在这种情况下，通过在至少一个电池单体的端子电压达到了上限电压或下限电压的时间点停止多个电池单体的充放电，从而能够防止各电池单体的过充电以及过放电。由此，能够确保各电池单体的安全性。另外，通过公共的范围判定部能够判定各电池单体的端子电压是否属于预先规定的电压范围，并且能够判定是否至少一个电池单体的端子电压达到了上限电压或下限电压。由此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制由过充电或过放电引起的各电池单体的劣化。本发明的另一方面涉及的电池系统具备多个电池单体、以及用于进行多个电池单体的充放电控制的上述电池控制装置。
在该电池系统中，上述的电池控制装置基于在多个电池单体中流动的电流来算出用于对多个电池单体的充放电进行控制的控制值。由此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能提高电池控制装置的可靠性。或者，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制各电池单体的充放电控制的精度的降低。本发明的另一方面涉及的电动车辆具备多个电池单体、用于进行多个电池单体的充放电控制的上述电池控制装置、根据多个电池单体的电力来进行驱动的电动机、以及根据电动机的旋转力来进行旋转的驱动轮。在该电动车辆中，根据来自多个电池单体的电力来驱动电动机。根据该电动机的旋转力而使驱动轮旋转，从而使电动车辆移动。另外，上述电池控制装置基于在多个电池单体中流动的电流来算出用于对多个电池单体的充放电进行控制的控制值。由此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能使电池控制装置的可靠性提高。或者，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制各电
池单体的充放电控制的精度的降低。其结果，能够使电动车辆的行驶性能提高。本发明的另一方面涉及的移动体具备上述电池系统、移动主体部、接受来自电池系统的电力并将该电力转换成动力的动力源、根据被动力源转换后的动力而使移动主体部移动的驱动部。在该移动体中，来自上述电池系统的电力被动力源转换成动力，驱动部根据该动力而使移动主体部移动。在这种情况下，通过采用上述电池系统，从而既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制各电池单体的充放电控制的精度的降低。本发明的另一方面涉及的电力储存装置具备上述电池系统、以及进行与电池系统的多个电池单体的充电或放电相关的控制的系统控制部。在该电力储存装置中，系统控制部进行与多个电池单体的充电或放电相关的控制。由此,能够防止多个电池单体的劣化、过放电以及过充电。另外，通过采用上述电池系统，从而既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制各电池单体的充放电控制的精度的降低。本发明的另一方面涉及的电源装置，能与外部连接，所述电源装置具备上述电力储存装置、以及由电力储存装置的系统控制部控制并在电力储存装置的多个电池单体与外部之间进行电力转换的电力转换装置。在该电源装置中，电力转换装置在多个电池单体与外部之间进行电力转换。电力转换装置由电力储存装置的系统控制部被控制，从而进行与多个电池单体的充电或放电相关的控制。由此，能够防止多个电池单体的劣化、过放电以及过充电。另外，通过采用上述电池系统，从而既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制各电池单体的充放电控制的精度的降低。发明效果根据本发明，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能抑制电池单体的充放电控制的精度的降低。
图I是表示第I实施方式涉及的电池控制装置以及具备该电池控制装置的电池系统的构成的框图。图2是表示电压检测部的构成的框图。图3是表示范围判定部、电压算出部以及电流检测部的构成的框图。图4是表示基于判定控制部的电压范围判定处理的流程图。图5是表示各开关元件的状态的图。图6是表示电池单体的端子电压与电压范围之间的关系的图。图7是表示比较器的比较结果与电压范围之间关系的图。图8是表示图3的过充电过放电检测部的构成的框图。
图9是表示基于电池控制装置的SOC算出处理的流程图。图10是基于电池控制装置的SOC算出处理的流程图。图11是基于电池控制装置的SOC算出处理的流程图。图12是表示第i个电池单体的SOC与OCV之间的关系的图。图13是基于控制值算出部的电池控制值算出处理的流程图。图14是基于控制值算出部的电池控制值算出处理的流程图。图15是表示第2实施方式涉及的电池控制装置以及具备该电池控制装置的电池系统的构成的框图。图16是表示第3实施方式涉及的电池控制装置以及具备该电池控制装置的电池系统的构成的框图。图17是表示第4实施方式涉及的电动汽车的构成的框图。图18是表示第5实施方式涉及的电源装置的构成的框图。图19是收容多个电池系统500的架子(rack)的立体图。图20是表示服务插头(plug)的配置例的图。图21是表示服务插头的其他配置例的图。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式涉及的电池控制装置、电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置以及电源装置。此外，本实施方式涉及的电池控制装置被用作搭载于例如以电力作为驱动源的电动车辆或电源装置的电池系统的构成要素的一部分。电动车辆包括混合动力电动车辆、电池电动车辆以及插电式混合动力电动车辆等。在本实施方式中，电动车辆为混合动力电动车辆。在以下的说明中，将在充满电状态下蓄积于电池单体的电荷量称作充满电容量。另外，将在任意的状态下蓄积于电池单体的电荷量称作剩余容量。进而，将电池的剩余容量相对于充满电容量的比率称作充电率(SOC)。(I)第I实施方式下面，说明本发明的第I实施方式涉及的电池控制装置以及电池系统。(1-1)电池控制装置以及电池系统的构成图I是表示第I实施方式涉及的电池控制装置以及具备该电池控制装置的电池系统的构成的框图。在本实施方式中，电池系统500包括多个电池模块100、电池电子控制单元(以下称作电池ECU。)101、接触器(contactor) 102以及电流传感器103，并与电动车辆的主控制部300连接。多个电池模块100经由电源线501相互连接。各电池模块100具有多个电池单体10以及检测单元20。作为电池单体10，采用锂离子电池等二次电池。各电池模块100的多个电池单体10被串联连接。检测单元20包括范围判定部201以及电压检测部202。各电池单体10的正极端子以及负极端子分别经由检测单元20的端子部Tl而与范围判定部201以及电压检测部202连接。另外，范围判定部201与端子部T2连接，电压检测部202与端子部T3连接。范围判定部201以及电压检测部202的详细情况在后面叙述。各电池模块100的两端部所配置的电池单体10连接着电源线501。由此，多个电池模块100的全部电池单体10被串联连接。电流传感器103以及接触器102插入于与一端部的电池模块100连接的电源线501之间。若接触器102被断开，则电流不会在全部电池单体10中流动。与一端部的电池模块100连接的电源线501以及与另一端部的电池模 块100连接的电源线501，连接于电动车辆的电动机等的负载。各检测单元20的范围判定部201以及电压检测部202被设置于公共的电路基板上。另外，电池E⑶101被设置于其他电路基板上。各电池模块100的检测单元20的端子部T2连接着传输线Dl的一端。传输线Dl的另一端与电池E⑶101的各端子部T5连接。此夕卜，各电池模块100的检测单元20的端子部T3连接着通信线D2的一端。多个通信线D2的另一端与通信线D3的一端连接。通信线D3的另一端与电池E⑶101的端子部T6连接。此外，各检测单元20的端子部T3也可经由作为通信线的总线而与电池E⑶101的端子部T6级联连接。另外，也可采用星形连接等其他连接方式，将各检测单元20的端子部T3与电池E⑶101的端子部T6连接。电流传感器103经由传输线D4而与电池E⑶101的端子部T7连接。电池E⑶101包括控制值算出部211、电压算出部212、电流检测部213、存储部214以及停止控制部215，并与电动车辆的主控制部300连接。电池E⑶101对接触器102的接通断开进行控制，并且向电动车辆的主控制部300提供用于进行各电池单体10的充放电控制的值。电池E⑶101的详细在后面叙述。在图I的电池系统500中，由多个电池模块100的检测单元20、电池E⑶101、传输线Dl以及通信线D2、D3构成了电池控制装置400。(1-2)电压检测部图2是表示图I的电压检测部202的构成的框图。如图2所示，电压检测部202包括多个差动放大器321、多路转换器322以及A/D转换器(模拟/数字转换器)323。各差动放大器321具有2个输入端子以及输出端子。各差动放大器321将被输入于两个输入端子的电压进行差动放大，并将放大后的电压从输出端子输出。各差动放大器321的2个输入端子经由端子部Tl而与各电池单体10的正极端子以及负极端子连接。各电池单体10的电压通过各差动放大器321进行差动放大。多个差动放大器321的输出电压被提供至多路转换器322。多路转换器322将多个差动放大器321的输出电压依次输出至A/D转换器323。A/D转换器323将多路转换器322的输出电压转换成数字值。由A/D转换器323获得的数字值表示各电池单体10的端子电压。这样，电压检测部202具有高精度地检测各电池单体10的端子电压的功能。所检测出的端子电压经由图I的通信线D2、D3而每隔规定时间(例如几ms)被发送至电池E⑶101的控制值算出部211。(1-3)范围判定部、电压算出部以及电流检测部的详细图3是表示图I的范围判定部201、电压算出部212以及电流检测部213的构成的框图。在图3的例子中，为了使说明简略化，仅示出多个电池模块100之中的I个电池模块100的范围判定部201。另外，在图3的例子中，电池模块100具备2个电池单体10。在这里，将一个电池单体10的端子电压设为VI，将另一个电池单体10的端子电压设为V2。如图3所示，电流检测部213包括A/D转换器231以及电流值算出部232。电流传感器103将在各电池模块100中流动的电流的值作为电压来输出。A/D转换器231将电流传感器103的输出电压转换成数字值。电流值算出部232基于由A/D转换器231获得的数字值来算出电流的值。范围判定部201包括基准电压部221、差动放大器222、比较器223、判定控制部 224、多个开关元件 SffOU SW02、SW11、SW12、Sff2K SW22、SW31、SW32、SfflOO 以及电容器 Cl。开关元件 SWOI、SW02、SWlI、SWl2、SW21、SW22、SW31、SW32、SfflOO 例如由晶体管构成。差动放大器222具有2个输入端子以及输出端子。开关元件SWOl连接于一个电池单体10的正极端子与节点NI之间，开关元件SW02连接于另一个电池单体10的正极端子与节点NI之间。开关元件SWll连接于一个电池单体10的负极端子与节点N2之间，开关元件SW12连接于另一个电池单体10的负极端子与节点N2之间。开关元件SW21连接于节点NI与节点N3之间，开关元件SW22连接于节点N2与节点N4之间。电容器Cl连接于节点N3与节点N4之间。开关元件SW31连接于节点N3与差动放大器222的一个输入端子之间，开关元件SW32连接于节点N4与差动放大器222的另一个输入端子之间。差动放大器222将被输入于2个输入端子的电压进行差动放大,并将放大后的电压从输出端子输出。差动放大器222的输出电压被提供至比较器223的一个输入端子。开关元件SW100包括多个端子CP0、CP1、CP2、CP3、CP4。基准电压部221具有4个基准电压输出部221a、221b、221c、221d。基准电压输出部221a 221d作为基准电压而分别将下限电压Vref—UV、下侧中间电压Vrefl、上侧中间电压Vref2以及上限电压Vref—OV输出至端子CPI、CP2、CP3、CP4。在这里，上限电压Vref—OV高于上侧中间电压Vref2，上侧中间电压Vref2高于下侧中间电压Vref I,下侧中间电压Vrefl高于下限电压Vref—UV0下侧中间电压Vrefl例如为3. 70 [V]，上侧中间电压Vref 2例如为3. 75 [V]。开关元件SW100按照多个端子CPl CP4之中的一个端子与端子CPO连接的方式进行切换。开关元件SWlOO的端子CPO与比较器223的另一个输入端子连接。比较器223比较被输入于2个输入端子的电压的大小,并将表不其比较结果的信号从输出端子输出。在本例中，在差动放大器222的输出电压为端子CPO的电压以上的情况下，比较器223输出逻辑“I”(例如高电平)的信号。另外，在差动放大器222的输出电压低于端子CPO的电压的情况下，比较器223输出逻辑“O” (例如低电平)的信号。判定控制部224 对多个开关元件 SW01、SW02、SW11、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32、SfflOO的切换进行控制，并且基于比较器223的输出信号来判定电池模块100的电池单体10的电压处于多个电压范围之中的哪个电压范围内。电池单体10的电压范围判定处理在后面叙述。电压算出部212包括累计部242、S0C算出部243、0CV推定部244、电压推定部245以及电压校正部246。累计部242每隔一定时间从电流检测部213中取得在多个电池单体10中流动的电流的值，并通过累计所取得出的电流的值来算出电流累计值。SOC算出部243基于存储于存储部214的各电池单体10的SOC以及由累计部242算出的电流累计值，算出各电池单体10的当前时刻的S0C。然后，SOC算出部243基于由后述的电压校正部246提供的SOC以及由累计部242算出的电流累计值，算出各电池单体10的当前时刻的SOC。OCV推定部244基于由SOC算出部243算出的各电池单体10的S0C，推定各电池单体10的当前时刻的开路电压(開放電压)(OCV)。电压推定部245基于由电流值算出部232算出的在多个电池单体10中流过的电流的值、以及由OCV推定部244推定出的各电池单体10的0CV，推定各电池单体10的当前时刻的端子电压。电压校正部246包括未图示的计时器。电压校正部246基于由判定控制部224判定出的各电池单体10的电压范围来校正由电压推定部245推定出的各电池单体10的当前时刻的端子电压，基于校正后的端子电压来校正当前时刻的0CV，基于校正后的OCV来校正各电池单体10的当前时刻的S0C。另外，电压校正部246将校正后的各电池单体10的当前时刻的SOC提供至SOC算出部243，并且复位由累计部242算出的电流累计值。在本实施方式中，判定控制部224通过CPU及存储器等硬件、以及计算机程序等软件来实现。在这种情况下，CPU通过执行存储于存储器的计算机程序，来实现判定控制部224的功能。此外，也可由ASIC等硬件来实现判定控制部224的一部分或全部。同样地，在本实施方式中，由CPU (中央运算处理装置)及存储器等硬件、以及计算机程序等软件来实现电压算出部212、电流值算出部232、后述的控制值算出部211以及后述的停止控制部215。累计部242、S0C算出部243、0CV推定部244、电压推定部245、电压校正部246、电流值算出部232、控制值算出部211以及停止控制部215相当于计算机程序的模块。在这种情况下，CPU通过执行存储于存储器的计算机程序，来实现累计部242、S0C算出部243、0CV推定部244、电压推定部245、电压校正部246、电流值算出部232、控制值算出部211以及停止控制部215的功能。此外，也可由硬件来实现累计部242、S0C算出部243、OCV推定部244、电压推定部245、电压校正部246、电流值算出部232、控制值算出部211以及停止控制部215的一部分或全部。(1-4)电池单体的电压范围判定处理下面，说明基于判定控制部224的电池单体10的电压范围判定处理。图4是表示基于判定控制部224的电压范围判定处理的流程图。在本实施方式中，构成判定控制部224的CPU通过执行存储于存储器的电压范围判定处理程序，来进行电压范围判定处理。另外，图 5 是表示各开关元件 SWOl、SW02、SWlI、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32、SW100 的状态的图。判定控制部224将图5的状态作为数据而预先进行存储。如后述那样，图4所示的电压范围判定处理通过判定控制部224接收来自电压算出部212的电压范围取得信号而开始。如图4以及图5所示，判定控制部224将开关元件SW01、SW02、SW11、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32、SW100顺序设定成状态ST1、状态ST2以及状态ST3 (步骤S9-1)。在状态ST1、ST2、ST3下，开关元件SW100切换在到端子CP2。由此，向比较器223提供来自基准电、压输出部221b的下侧中间电压Vrefl。在状态STl下，开关元件SWOl、SWlI、Sff2K SW22被接通，开关元件SW02、Sff 12,SW31、SW32被断开。由此，电容器Cl被充电成一个电池单体10的端子电压VI。其次，在状态ST2下，开关元件SW21、SW22被断开。由此，电容器Cl从电池单体10分离。然后，在状态ST3下，开关元件SW31、SW32被接通。由此，电容器Cl的电压作为一个电池单体10的端子电压Vl被提供至比较器223。在这种情况下，比较器223比较下侧中间电压Vrefl和一个电池单体10的端子电压VI，并输出表示比较结果Lll的逻辑“I”或“O”的信号。在这里，判定控制部224取得下侧中间电压Vrefl与一个电池单体10的端子电压Vl的比较结果Lll (步骤S9-2)。接着，判定控制部224将开关元件SW100设定成状态ST4 (步骤S9_3)。在状态ST4下，开关元件SW100切换到端子CP3。由此，向比较器223提供来自基准电压输出部221c的上侧中间电压Vref2。在这种情况下，比较器223比较上侧中间电压Vref2和一个电池单体10的端子电压VI，并输出表示比较结果L12的逻辑“I”或“O”的信号。在这里，判定控制部224取得上侧中间电压Vref2与一个电池单体10的端子电压Vl的比较结果L12(步骤S9-4)。然后，判定控制部224 将开关元件 SW01、SW02、SW11、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32、SfflOO顺序设定成状态ST5、状态ST6、状态ST7以及状态ST8 (步骤S9-5)。在状态ST5下，开关元件SffOU SW02、SfflU Sff 12, Sff2K SW22、Sff3K SW32被设定成断开。由此，电容器Cl 从电池单体10分离。在状态5了6下，开关元件5胃02、5112、5121、5122被接通。由此，电容器Cl被充电成另一个电池单体10的端子电压V2。接着，在状态ST7下，开关元件SW21、SW22被断开。由此，电容器Cl从另一个电池单体10分离。然后，在状态ST8下，开关元件SW31、SW32被接通。由此，电容器Cl的电压作为另一个电池单体10的端子电压V2被提供至比较器223。在这种情况下，比较器223比较上侧中间电压Vref2和另一个电池单体10的端子电压V2，并输出表示比较结果L22的逻辑“I”或“O”的信号。在这里，判定控制部224取得上侧中间电压Vref2与另一个电池单体10的端子电压V2的比较结果L22 (步骤S9-6)。接着，判定控制部224将开关元件SW100设定成状态ST9(步骤S9-7)。在状态ST9下，开关元件SW100被切换在端子CP2。由此，向比较器223提供来自基准电压输出部221b的下侧中间电压Vrefl。在这种情况下，比较器223比较下侧中间电压Vrefl和另一个电池单体10的端子电压V2，并输出表示比较结果L21的逻辑“I”或“O”的信号。在这里，判定控制部224取得下侧中间电压Vrefl与另一个电池单体10的端子电压V2的比较结果L21 (步骤S9-8)。然后，判定控制部224 将开关元件 SW01、SW02、SW11、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32、SW100设定成状态STlO (步骤S9-9)。在状态STlO下，开关元件SWOl、SW02、SWlI、Sff 12,Sff2K SW22、SW31、SW32被设定成断开。由此，电容器Cl从电池单体10分离。最后，判定控制部224根据所取得出的比较结果L11、L12来判定一个电池单体10的电压范围LI，并且根据所取得出的比较结果L21、L22来判定另一个电池单体10的电压范围L2(步骤S9-10)。图6是表示电池单体10的端子电压与电压范围之间关系的图。如图6所示，电压范围“O”是低于下侧中间电压Vrefl的范围，电压范围“I”是下侧中间电压Vrefl以上且小于上侧中间电压Vref2的范围，电压范围“2”是上侧中间电压Vref2以上的范围。图7是表示比较器223的比较结果与电压范围之间关系的图。在图7中，η是用于确定多个电池单体10的各个电池单体的正的整数。在本例中，Lnl、Ln2是与一个电池单体10对应的比较结果L11、L12或与另一个电池单体10对应的比较结果L21、L22，Vn是一个电池单体10的端子电压Vl或另一个电池单体10的端子电压V2。如图7所示，在比较器223的比较结果Lnl、Ln2都为逻辑“O”的情况下，判定控制部224将电压范围Ln判定为“O”。这表示电池单体10的端子电压Vn小于下侧中间电压Vrefl0 另外，在比较器223的比较结果Lnl为逻辑“I”、且比较结果Ln2为逻辑“O”的情况下，判定控制部224将电压范围Ln判定为“I”。这表示电池单体10的端子电压Vn为下侧中间电压Vrefl以上且小于上侧中间电压Vref2。而且，在比较器223的比较结果Lnl、Ln2都为逻辑“I”的情况下，判定控制部224将电压范围Ln判定为“2”。这表示电池单体10的端子电压Vn为上侧中间电压Vref2以上。此外，在比较器223的比较结果Lnl为逻辑“O”、且比较结果Ln2为逻辑“I”的情况下，判定控制部224不判定电压范围Ln。其原因在于，这表示电池单体10的端子电压Vn小于下侧中间电压Vrefl但却超过上侧中间电压Vref2。认为这种状况产生于下述情况基准电压部221、差动放大器222或比较器223发生了故障。在图4的步骤S9-10中，基于图7的关系来判定一个电池单体10的端子电压Vl以及另一个电池单体10的端子电压V2处于电压范围“0”、“1”、“2”的哪个范围。由判定控制部224进行的各电池单体10的电压范围的判定结果经由图I的传输线Dl而发送至电池E⑶101的电压算出部212。另外，在本例中，范围判定部201包括对电池单体10的过充电以及过放电进行检测的过充电过放电检测部201b。图8是表示过充电过放电检测部201b的构成的框图。如图8所示，过充电过放电检测部201b包括基准电压输出部221a、221d、差动放大器222、比较器 223、判定控制部 224、多个开关元件 SWOl、SW02、SWlI、Sff 12, Sff2K SW22、Sff3K SW32、SfflOO以及电容器Cl。通过开关元件SW100被切换在端子CP1，从而来自基准电压输出部221a的下限电压Vref—UV被提供至比较器223。在该状态下，各电池单体10的端子电压经由电容器Cl以及差动放大器222而提供至比较器223，从而来比较下限电压Vref—UV和各电池单体10的端子电压。同样地，通过开关元件SW100被切换在端子CP4，从而来自基准电压输出部221d的上限电压Vref—OV被提供至比较器223。在该状态下，各电池单体10的端子电压经由电容器Cl以及差动放大器222而提供至比较器223，从而来比较上限电压Vref—OV和各电池单体10的端子电压。
在电池单体10的端子电压低于下限电压Vref—UV的情况下，电池单体10处于过放电状态。另外，在电池单体10的端子电压高于上限电压Vref—OV的状态下，电池单体10处于过充电状态。在表示至少一个电池单体10的端子电压达到了下限电压Vref—UV或上限电压Vref—OV的比较结果从比较器223输出的情况下，判定控制部224经由传输线Dl而将充放电停止信号提供至电池ECUlOl的停止控制部215 (图I)。在这种情况下，停止控制部215响应于来自判定控制部224的充放电停止信号而将接触器102断开。由此，各电池单体10的充电或放电被停止。其结果，能够确保因过放电或过充电引起的各电池单体10的安全性。以往，为了检测电池单体10的过充电以及过放电，采用了上述构成的过充电过放电检测部201b。在本例中，通过向以往的过充电过放电检测部201b追加输出下侧中间电压Vrefl的基准电压输出部221b以及输出上侧中间电压Vref2的上侧中间电压Vref2，从而以往的过充电过放电检测部201b被转用为范围判定部201。由此，抑制了构成的复杂化以 及成本的增加。进而，通过电压算出部212能够使用从范围判定部201发送的电压范围的判定结果来算出各电池单体10的端子电压。由此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能以充足的精度来进行各电池单体10的充放电控制。即、能够基于在各电池单体10中流过的电流来算出各电池单体10的端子电压，进而能够使用由范围判定部201进行的各电池单体10的电压范围的判定结果来校正所算出的端子电压。由此，较之采用能高精度地检测各电池单体10的端子电压的A/D转换器等的情况，能够抑制各电池单体10的充放电控制的精度的降低。(1-5)电池单体的SOC算出处理接着，说明由电压算出部212以及电流值算出部232进行的电池单体10的SOC算出处理。图9 图11是基于电压算出部212以及电流值算出部232的SOC算出处理的流程图。在本实施方式中，CPU通过执行存储于存储器的SOC算出处理程序，来进行SOC算出处理。如图9以及图10所示,若电动车辆的起动(始動)指示部607 (后述的图17)的点火钥匙被接通，则电池系统500启动，电压校正部246复位由累计部242算出的电流累计值(步骤SI)。接着，SOC算出部243从存储部214中取得各电池单体10的SOC (步骤S2)。在存储部214中存储有在上一次SOC算出处理中点火钥匙被断开之际的S0C。在这里，电压校正部246置位计时器(步骤S3)。由此，计时器开始经过时间的测量。通过计时器的置位，测量值t变为O。然后，电流值算出部232取得在多个电池单体10中流过的电流的值(步骤S4)。另外，累计部242累计由电流值算出部232取得出的电流的值，由此算出电流累计值(步骤S5)。SOC算出部243基于所算出的电流累计值以及所取得出的S0C，算出当前时刻的SOC(步骤S6)。若将第i个电池单体10的前一时刻的SOC的值设为SOC(i) [% ]，将电流累计值设为Σ I[Ah]，将第i个电池单体10的充满电容量设为C(i) [Ah]，则第i个电池单体10的当前时刻的SOC的值SOC—new⑴例如根据下式(I)算出。在这里，i是从I到表示电池单体10的个数的值为止的任意整数。
SOC—new ⑴= SOC⑴ + Σ I/C(i) [%]... (I)接着，OCV推定部244根据所算出的当前时刻的SOC来推定各电池单体10的当前时刻的OCV (步骤S7)。图12是表示第i个电池单体10的SOC与OCV之间关系的图。图12的关系预先存储于OCV推定部244。通过参照例如图12的关系来推定各电池单体10的0CV。电池单体10的SOC与OCV之间关系也可作为函数进行存储，也可以表的形式进行存储。
另外，电压推定部245根据各电池单体10的当前时刻的OCV来推定当前时刻的端子电压(步骤S8)。若将第i个电池单体10的当前时刻的OCV设为VO⑴[V]，将在多个电池单体10中流动的电流的值设为I [A]，将第i个电池单体10的内部阻抗设为Z α) [Ω]，则第i个电池单体10的当前时刻的端子电压Vest (i)例如根据下式(2)推定。Vest(i) = VO ⑴+IXZ(i) [V]…(2)在这里，电流的值I在充电时为正，在放电时为负。此外，作为各电池单体10的内部阻抗，使用例如预先测定的值。在这种情况下，内部阻抗存储于存储部214。接着，电压校正部246向各电池模块100的判定控制部224发送电压范围取得信号(步骤S9)。若接收到来自电压校正部246的电压范围取得信号，则各判定控制部224进行图4的电压范围判定处理。之后，各判定控制部224将所对应的多个电池单体10的电压范围的判定结果发送至电压校正部246。接着，电压校正部246判定是否接收到来自全部判定控制部224的电压范围的判定结果(步骤S10)。在没有接收到来自全部判定控制部224的电压范围的判定结果的情况下，电压校正部246待机到来自全部判定控制部224的电压范围的判定结果被接收为止。在接收到来自全部判定控制部224的电压范围的判定结果的情况下，电压校正部246判定各电池单体10的电压范围是否为“I”(步骤SI I)。在各电池单体10的电压范围为“I”的情况下、即各电池单体10的端子电压为下侧中间电压Vrefl以上且小于上侧中间电压Vref2的情况下，电压校正部246以下述方法来校正各电池单体10的当前时刻的端子电压(步骤S12)。若将平滑系数(smoothing coefficients)设为α ,则第i个电池单体10的校正后的端子电压Vest—new⑴例如根据下式(3)算出。平滑系数α为O以上且I以下。Vest—new ⑴= α X Vest (i) + (I- α ) X (Vref 1+Vref2) /2[V]…(3)另外，电压校正部246基于校正后的各电池单体10的当前时刻的端子电压，以下述方法来校正各电池单体10的当前时刻的OCV (步骤S13)。第i个电池单体10的校正后的OCV的值VO—new⑴例如根据下式⑷算出。VO—new ⑴= VO (i) + (Vest—new (i)-Vest ⑴)[V]... (4)进而，电压校正部246基于校正后的当前时刻的OCV来校正各电池单体10的当前时刻的SOC(步骤S14)。通过参照例如图12的关系来求出校正后的当前时刻的S0C。
接着，电压校正部246复位由累计部242算出的电流累计值(步骤S15)。之后，电压校正部246将在步骤S12中校正后的各电池单体10的当前时刻的端子电压提供至图I的控制值算出部211 (步骤S16)。然后，电压校正部246待机到计时器的测量值t达到了规定时间T为止(步骤S17)。若计时器的测量值t达到了规定时间T，则电压校正部246返回到步骤S3的处理。以后，取代存储于存储部214的各电池单体10的S0C，而使用由电压校正部246校正后的电池单体10的当前时刻的S0C，反复进行步骤S3至步骤S17的处理。此外，在步骤Sll中各电池单体10的电压范围不是“I”的情况、即电压范围为“O” (各电池单体10的端子电压小于下侧中间电压V refl的情况)或“2”(各电池单体10的端子电压为上侧中间电压Vref2以上的情况)下，认为各电池单体10的端子电压根据上式(3)没有被适当地校正。因此，电压校正部246不进行端子电压的校正、OCV的校正以及SOC的校正而进入到步骤S16的处理，并将在步骤S8中由电压推定部245推定出的当前时刻的端子电压提供至图I的控制值算出部211。另一方面,如图11所示,若电动车辆的起动指示部607(后述的图17)的点火钥匙被断开，则SOC算出部243将各电池单体10的当前时刻的SOC存储于存储部214 (步骤S20)。在这种情况下，存储于存储部214的SOC被更新成当前时刻的S0C。然后，电池系统500停止。(1-6)控制值算出部如上述那样，由各电池模块100的电压检测部202检测出的各电池单体10的端子电压经由通信线D2、D3而发送至图I的电池E⑶101的控制值算出部211。另外，由电压算出部212算出的各电池单体10的端子电压被提供至控制值算出部211。以下，将由电压检测部202检测出的各电池单体10的端子电压称作检测电压，将由电压算出部212算出的各电池单体10的端子电压称作算出电压。控制值算出部211具有未图示的计时器，使用检测电压以及算出电压的一方来算出用于进行各电池单体10的充放电控制的值(以下称作电池控制值)，并将其提供至电动车辆的主控制部300。此外，电池控制值例如表示从当前时刻起到至少一个电池单体10的端子电压达到了上限电压Vref—OV为止可充电的容量、或从当前时刻起到至少一个电池单体10的端子电压达到下限电压Vref—UV为止可放电的容量。图13以及图14是基于控制值算出部211的电池控制值算出处理的流程图。在本实施方式中，CPU通过执行存储于存储器的电池控制值算出处理程序来进行电池控制值算出处理。如图13所示，若电动车辆的起动指示部607(后述的图17)的点火钥匙被接通，则电池系统500启动。由此，控制值算出部211开始电池控制值算出处理。首先，控制值算出部211复位存储于存储部214的第I以及第2计数器值(步骤S51)。在这里，第I计数器值是每当经由后述的步骤S60之时相加的值，第2计数器值是每当经由后述的步骤S66之时相加的值。接着，控制值算出部211复位计时器(步骤S52)。从该时刻起，计时器开始经过时间的测量。其次，控制值算出部211判定第I计数器值是否达到了预先规定的规定值Tl (步骤S53)。在第I计数器值未达到规定值Tl的情况下，控制值算出部211判定是否接收到来自全部电压检测部202的检测电压(步骤S54)。在这里，在电池E⑶101和各电池模块100经由通信线D2、D3被正常地连接的情况下，来自各电压检测部202的检测电压被控制值算出部211接收。在接收到来自全部电压检测部202的检测电压的情况下，控制值算出部211将存储于存储部214的电压Vp更新为检测电压(步骤S55)。在这里，电压Vp对应于当前时刻下的各电池单体10的端子电压。其次，控制值算出部211复位存储于存储部214的第I计数器值(步骤S56)。接着，控制值算出部211使用存储于存储部214的电压Vp来算出电池控制值，并输出所算出的电池控制值(步骤S57)。从控制值算出部211输出的电池控制值被提供至电动车辆的主控制部300。其次，控制值算出部211待机到由计时器测量的测量时间达到规定时间T2为止(步骤S58)。若由计时器测量的测量时间达到了规定时间T2，则控制值算出部211返回到步骤S52的处理。另一方面，在电池E⑶101和各电池模块100经由通信线D2、D3没有被正常地连接的情况下，有时来自全部电压检测部202之中的至少一个电压检测部202的检测电压不会被控制值算出部211接收。如上述那样，检测电压每隔规定时间从各电压检测部202发送出。若维持没有接收到检测电压的状态为比该规定时间还长的固定时间以上，则控制值算出部211在步骤S54中判定出没有接收到来自电压检测部202的检测电压。此外，没有接收到检测电压的情况例如包括以规定的数据形式(头部信息或数据序列等)没有接收到电压的值的情况、继续地接收相当于电源电压或接地电压的值的状态、接收到不定值的情况、所接收的值振动的情况、或者接收间隔为固定时间以上的大小的情况等。在步骤S54中没有接收到来自全部电压检测部202的检测电压的情况下，控制值算出部211将存储于存储部214的电压Vp维持为前一次在步骤S55中被更新的值(步骤S59)。之后，控制值算出部211将存储于存储部214的第I计数器值加I (步骤S60)，进入步骤S57的处理。若维持没有接收到检测电压的状态，则在步骤S60中反复将第I计数器值加I。在步骤S53中第I计数器值达到了规定值Tl的情况下，如图14所示那样，控制值算出部211判定第2计数器值是否达到了预先设定的规定值T3 (步骤S61)。在第2计数器值没有达到规定值T3的情况下，控制值算出部211判定是否取得算出电压(步骤S62)。在这里，在电池E⑶101和各电池模块100经由传输线Dl被正常地连接的情况下，由控制值算出部211取得算出电压。在取得算出电压的情况下，控制值算出部211将存储于存储部214的电压Vp更新为算出电压(步骤S55)。之后，控制值算出部211复位第2计数器值，进入图13的步骤S57的处理。另一方面，在电池ECUlOl和各电池模块100经由传输线Dl没有被正常地连接的情况下，在图10的步骤SlO中没有获得基于全部范围判定部201的电压范围的判定结果。为此，电压算出部212不能算出算出电压。因此，控制值算出部211不能取得算出电压。此夕卜，没有取得出算出电压的情况例如包括以规定的数据形式(头部信息或数据序列等)无法取得电压的值的情况、继续地取得相当于电源电压或接地电压的值的情况、取得不定值的情况、所取得的值振动的情况、或取得间隔为一定时间以上的大小的情况等。在图14的步骤S62中没有取得算出电压的情况下，控制值算出部211将存储于存储部214的电压Vp维持为前一次在步骤S55或步骤S63中被更新的值(步骤S65)。之后，控制值算出部211将存储于存储部214的第2计数器值加I (步骤S66)，进入图13的步骤S57的处理。若维持没有取得算出电压的状态，则在步骤S66中反复将第2计数器值加I。在步骤S61中第2计数器值达到了规定值T3的情况下，控制值算出部211通过停止控制部215将接触器102断开(步骤S67)，结束电池控制值算出处理。在控制值算出部211不能接收来自至少一个电压检测部202的检测电压、且不能取得来自电压算出部212的算出电压的情况下，控制值算出部211不能算出与全部电池单体10相关的适当的电池控制值。为此，主控制部300不能适当地进行各电池单体10的充放电控制。因此，在该情况下，通过断开接触器102，从而处于电流在各电池单体10中不流 动的状态。由此，充分地防止了各电池单体10的过充电以及过放电。此外，如图11所示,若电动车辆的起动指示部607(后述的图17)的点火钥匙断开，则电池系统500停止。此时，基于控制值算出部211的电池控制值算出处理结束。(1-7)第I实施方式的效果这样，在第I实施方式涉及的电池系统500的电池控制装置400中，在控制值算出部211可接收来自全部电压检测部202的检测电压的情况下，使用检测电压来算出电池控制值。如上述那样，电压检测部202能够高精度地检测各电池单体10的端子电压。由此，控制值算出部211通过使用检测电压，能够算出正确的电池控制值。另一方面，在控制值算出部211不可接收来自至少一个电压检测部202的检测电压的情况下，使用算出电压来算出电池控制值。由此，即便通信线D2、D3发生断线，控制值算出部211也能够算出电池控制值。因此，电池控制装置400的可靠性得以提高。另外，即便不设置电压检测部202，也能使用算出电压来算出电池控制值。由此，能够实现构成的简略化(抑制构成的复杂化)以及成本的减低。另外，电压算出部212使用由范围判定部201进行的各电池单体10的电压范围的判定结果来算出算出电压。在这种情况下，因为不用检测各电池单体10的端子电压，所以能以简单的构成来算出算出电压。因此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能使电池控制装置400的可靠性提高。另外，在算出了算出电压之际，由范围判定部201判定各电池单体10的端子电压是否属于预先规定的电压范围“1”，在电池单体10的端子电压属于“I”的情况下，由电压算出部212来校正基于电流所算出的端子电压。由此，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能获得正确的算出电压。另外，在范围判定部201中，通过比较各电池单体10的端子电压与下侧中间电压Vrefl以及上侧中间电压Vref2，来判定各电池单体10的端子电压是否属于电压范围“I”。由此，不会使电池控制装置400的构成复杂化，得到了各电池单体10的正确的算出电压。另外，通过公共的范围判定部201能够进行各电池单体10的电压范围的判定、以及至少一个电池单体10的端子电压是否达到了上限电压Vref—OV或下限电压Vref—UV的判定。由此，进一步抑制了构成的复杂化以及成本的增加。
(1-8)变形例在上述第I实施方式中，虽然在控制值算出部211与至少一个电压检测部202不可通信的情况下，控制值算出部211关于全部电池单体10而使用算出电压来算出电池控制值，但是并不限定于此。例如，可以在控制值算出部211仅与一部分的电压检测部202不可通信的情况下，控制值算出部211关于与可通信的电压检测部202对应的电池单体10而使用来自该电压检测202的检测电压来算出电池控制值，关于与不可通信的电压检测部202对应的电池单体10而使用算出电压来算出电池控 制值。(2)第2实施方式(2-1)电池控制装置以及电池系统构成图15是表示第2实施方式涉及的电池控制装置以及具备该电池控制装置的电池系统的构成的框图。针对图15所示的电池控制装置400a，说明与图I的电池控制装置400不同之处。在图15的电池系统500a的电池控制装置400a中，在各电池模块100的检测单元20设置有与多个电池单体10对应的多个范围判定部201a。在范围判定部201a中没有设置图3的开关元件SW01、SW02、SfflU Sff 12ο(2-2)第2实施方式的效果在第2实施方式涉及的电池系统500a的电池控制装置400a中，在进行各电池单体10的电压范围的判定之际，无需进行开关元件SW01、SW02、SW11、SW12的切换。另外，根据多个范围判定部201a能够同时判定多个电池单体10的电压范围。为此，能够大幅度地缩短电压范围的判定所需的时间。(3)第3实施方式(3-1)电池控制装置以及电池系统的构成图16是表示第3实施方式涉及的电池控制装置以及具备该电池控制装置的电池系统的构成的框图。针对图16所示的电池控制装置400b，说明与图I的电池控制装置400不同之处。在图16的电池系统500b的电池控制装置400b中，在各电池模块100的检测单元20中没有设置电压检测部202。电池E⑶101的控制值算出部211使用来自电压算出部212的算出电压来算出电池控制值。(3-2)第3实施方式的效果在第3实施方式涉及的电池系统500b的电池控制装置400b中，不用检测各电池单体10的端子电压，控制值算出部211使用由范围判定部201以及电压算出部212基于充放电时的电流值而算出的算出电压来算出电池控制值。因而，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能以充分的精度来进行各电池单体10的充放电控制。即、即便较之采用能够高精度地检测各电池单体10的端子电压的Α/D转换器等的情况，也能抑制各电池单体10的充放电控制的精度的降低。此外，在第3实施方式涉及的电池控制装置400b中，也可取代范围判定部201而将与上述第2实施方式同样的多个范围判定部201a设置于各电池模块100中。(4)第4实施方式以下，说明第4实施方式涉及的电动车辆。本实施方式涉及的电动车辆具备第I方式涉及的电池系统500。此外，以下作为电动车辆的一例而说明电动汽车。(4-1)构成以及动作图17是表示第4实施方式涉及的电动汽车的构成的框图。如图17所示，本实施方式涉及的电动汽车600具备车体610。在车体610中设置有图I的电池系统500以及电力转换部601、作为图3的负载的电动机602M、驱动轮603、加速器装置604、制动器装置605、旋转速度传感器606、起动指示部607以及主控制部300。在电动机602M为交流(AC)电动机的情况下，电力转换部601包括逆变器电路。在电池系统500中包含图I的电池控制装置 400。电池系统500经由电力转换部601而与电动机602M连接，并且与主控制部300连接。从电池控制装置400的电池E⑶101 (图I)向主控制部300提供电池控制值。另 夕卜，主控制部300连接着加速器装置604、制动器装置605以及旋转速度传感器606。主控制部300例如由CPU以及存储器、或微型计算机构成。而且，主控制部300还连接着起动指示部607。加速器装置604包括电动汽车600所具备的加速器踏板604a、以及对加速器踏板604a的操作量(踏入量)进行检测的加速器检测部604b。在起动指示部607的点火钥匙被接通的状态下，若用户操作了加速器踏板604a，则加速器检测部604b以用户没有操作的状态作为基准来检测加速器踏板604a的操作量。所检测出的加速器踏板604a的操作量被提供至主控制部300。制动器装置605包括电动汽车600所具备的制动器踏板605a、以及对用户操作的制动器踏板605a的操作量(踏入量)进行检测的制动器检测部605b。在点火钥匙被接通的状态下，若用户操作了制动器踏板605a，则由制动器检测部605b来检测其操作量。所检测出的制动器踏板605a的操作量被提供至主控制部300。旋转速度传感器606检测电动机602M的旋转速度。所检测出的旋转速度被提供至主控制部300。如上述那样，向主控制部300提供了电池控制值、加速器踏板604a的操作量、制动器踏板605a的操作量以及电动机602M的旋转速度。主控制部300基于这些信息来进行电池模块100的充放电控制以及电力转换部601的电力转换控制。例如，在基于加速器操作的电动汽车600的出发时以及加速时，从电池系统500向电力转换部601供给电池模块100的电力。而且，在点火钥匙被接通的状态下，主控制部300基于所提供的加速器踏板604a的操作量来算出应该传输给驱动轮603的旋转力(指令转矩)，并将基于该指令转矩的控制信号提供至电力转换部601。接受了上述的控制信号的电力转换部601，将由电池系统500供给的电力转换成对驱动轮603进行驱动所需的电力(驱动电力)。由此，被电力转换部601转换后的驱动电力被供给至电动机602M,基于该驱动电力的电动机602M的旋转力被传输至驱动轮603。另一方面，在基于制动器操作的电动汽车600的减速时，电动机602M作为发电装置发挥功能。在这种情况下，电力转换部601将由电动机602M产生的再生电力转换成适于多个电池单体10充电的电力，并提供至多个电池单体10。由此，多个电池单体10被充电。(4-2)第4实施方式的效果
在第4实施方式涉及的电动汽车600中，设置有第I实施方式涉及的具备电池控制装置400的电池系统500。通过设置有第I实施方式涉及的电池系统500，从而即便通信线D2、D3发生断线等，也能基于充放电时的电流值来算出电池控制值。因此，电动汽车600的可靠性得以提闻。此外，在图17的电动汽车600中，也可取代第I实施方式涉及的具备电池控制装置400的电池系统500，而设置有第2实施方式涉及的具备电池控制装置400a的电池系统500a。在这种情况下，能够通过多个范围判定部201a来同时判定多个电池单体10的电压范围。因而，能够大幅度地缩减电压范围的判定所需的时间。另外，在图17的电动汽车600中，也可取代第I实施方式涉及的具备电池控制装置400的电池系统500，而设置有第3实施方式涉及的具备电池控制装置400b的电池系统500bο在这种情况下，基于充放电时的电流值，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能 以充分的精度来进行各电池单体10的充放电控制。即、即便较之采用能高精度地检测各电池单体10的端子电压的Α/D转换器等的情况，也能够抑制各电池单体10的充放电控制的精度的降低。因此，能够实现电动汽车600的低成本化。(4-3)其他移动体在上述中，虽然说明了图I的电池系统500搭载于电动车辆的例子，但是电池系统500也可搭载于船、航空器、电梯或步行机器人等的其他移动体。搭载有电池系统500的船例如取代图17的车体610而具备船体，取代驱动轮603而具备螺旋桨，取代加速器装置604而具备加速输入部，取代制动器装置605而具备减速输入部。驾驶员在使船体加速之际取代加速器装置604而对加速输入部进行操作，在使船体减速之际取代制动器装置605而对减速输入部进行操作。在这种情况下，船体相当于移动主体部，电动机相当于动力源，螺旋桨相当于驱动部。在这种构成中，电动机接受来自电池系统500的电力并将该电力转换成动力，根据该动力而使螺旋桨旋转，从而使得船体移动。同样地，搭载有电池系统500的航空器例如取代图17的车体610而具备机体，取代驱动轮603而具备螺旋桨，取代加速器装置604而具备加速输入部，取代制动器装置605而具备减速输入部。在这种情况下，机体相当于移动主体部，电动机相当于动力源，螺旋桨相当于驱动部。在这种构成中，电动机接受来自电池系统500的电力并将该电力转换成动力，根据该动力而使螺旋桨旋转，从而使得机体移动。搭载有电池系统500的电梯例如取代图17的车体610而具备轿厢，取代驱动轮603而具备安装于轿厢的升降用绳索，取代加速器装置604而具备加速输入部，取代制动器装置605而具备减速输入部。在这种情况下，轿厢相当于移动主体部，电动机相当于动力源，升降用绳索相当于驱动部。在这种构成中，电动机接受来自电池系统500的电力并将该电力转换成动力，根据该动力而使升降用绳索卷起，从而使得轿厢进行升降。搭载有电池系统500的步行机器人例如取代图17的车体610而具备躯体，取代驱动轮603而具备脚，取代加速器装置604而具备加速输入部，取代制动器装置605而具备减速输入部。在这种情况下，躯体相当于移动主体部，电动机相当于动力源，脚相当于驱动部。在这种构成中，电动机接受来自电池系统500的电力并将该电力转换成动力，根据该动力而使脚被驱动，从而使得躯体移动。
这样，在搭载有电池系统500的移动体中，动力源接受来自电池系统500的电力并将该电力转换成动力，驱动部根据被动力源转换的动力而使移动主体部移动。(5)第5实施方式以下，说明本发明的第5实施方式涉及的电源装置。(5-1)整体构成图18是表示第5实施方式涉及的电源装置的构成的框图。如图18所示，电源装置700具备电力储存装置710以及电力转换装置720。电力储存装置710具备电池系统组711以及控制器712。电池系统组711包括多个电池系统500、以及与该多个电池系统500分别对应的多个开关单元SU。各电池系统500具有与图I的电池系统500同样的构成。多个电池系统500既可以相互并联地连接，或也可以相互串联地连接。若各开关单元SU被接通，则所对应的电池系统500与其他电池系统500被电连接，若各开关单元SU被断开，则所对应的电池系统500从其他电池系统500被电分离。 控制器712是系统控制部的例子，例如由CPU以及存储器、或微型计算机构成。控制器712与各电池系统500的电池ECUlOl (图I)以及各开关单元SU连接。从各电池系统500的电池E⑶101向控制器712提供电池控制值。控制器712基于由各电池E⑶101提供的电池控制值来控制电力转换装置720以及各开关单元SU，从而进行与各电池系统500中包含的多个电池单体10的放电或充电相关的控制。电力转换装置720包括DC/DC(直流/直流)转换器721以及DC/AC(直流/交流)逆变器722。DC/DC转换器721具有输入输出端子721a、721b，DC/AC逆变器722具有输入输出端子722a、722b。DC/DC转换器721的输入输出端子721a与电力储存装置710的电池系统组711连接。DC/DC转换器721的输入输出端子721b以及DC/AC逆变器722的输入输出端子722a相互连接、且与电力输出部PUl连接。DC/AC逆变器722的输入输出端子722b与电力输出部PU2连接且与其他电力系统连接。电力输出部I3UU PU2例如包括插座。电力输出部PU1、PU2例如连接着各种负载。其他电力系统例如包括商用电源或太阳能电池。电力输出部PU1、PU2以及其他电力系统是与电源装置连接的外部的例子。DC/DC转换器721以及DC/AC逆变器722由控制器712控制，由此进行电池系统组711的放电以及充电。在电池系统组711进行放电时，由电池系统组711提供的电力通过DC/DC转换器721进行DC/DC (直流/直流)转换，进而通过DC/AC逆变器722进行DC/AC (直流/交流)转换。通过DC/DC转换器721进行了 DC/DC转换的电力被供给至电力输出部TO1。通过DC/AC逆变器722进行了 DC/AC转换的电力被供给至电力输出部PU2。从电力输出部I3Ul向外部输出直流的电力，从电力输出部PU2向外部输出交流的电力。通过DC/AC逆变器722转换成交流后的电力也可以供给至其他电力系统。控制器712作为与各电池系统500中包含的多个电池单体10的放电相关的控制的一例而进行如下控制。在电池系统组711进行放电时，控制器712基于来自各电池ECUlOl (图I)的电池控制值来判定是否停止电池系统组711的放电，并基于判定结果来控制电力转换装置720。具体而言，若电池系统组711中包含的多个电池单体10(图I)之中的其中一个电池单体10的充电量变得比预先规定的阈值小，则控制器712按照停止电池系统组711的放电、或限制放电电流(或放电电力)的方式，控制DC/DC转换器721以及DC/AC逆变器722。由此，防止了各电池单体10的过放电。另一方面，在电池系统组711进行充电时，由其他电力系统提供的交流的电力通过DC/AC逆变器722进行AC/DC (交流/直流)转换，进而通过DC/DC转换器721进行DC/DC (直流/直流)转换。通过从DC/DC转换器721向电池系统组711提供电力，从而电池系统组711中包含的多个电池单体10(图I)被充电。控制器712作为与各电池系统500中包含的多个电池单体10的充电相关的控制的一例而进行如下控制。在电池系统组711进行充电时，控制器712基于来自各电池ECUlOl(图I)的电池控制值来判定是否停止电池系统组711的充电，并基于判定结果来控制电力转换装置720。具体而言，若电池系统组711中包含的多个电池单体10(图I)之中的其中一个电池单体10的充电量变得比预先规定的阈值大，则控制器712按照停止电池系统组711的充电、或限制充电电流(或充电电力)的方式，控制DC/DC转换器721以及DC/ AC逆变器722。由此，防止了各电池单体10的过充电。此外，若在电源装置700与外部之间可以相互供给电力，则电力转换装置720也可以仅具有DC/DC转换器721以及DC/AC逆变器722之中的其中一个。另外，若在电源装置700与外部之间可以相互供给电力，则也可不设置电力转换装置720。在其中一个电池系统500中存在通信线D2、D3(图I)断线的可能性的情况下，从该电池系统500的电池E⑶101 (图I)向控制器712提供通信线断线信号。具体而言，在图13的步骤S53中第I计数器值达到了规定值Tl的情况下，控制值算出部211 (图I)向控制器712提供通信线断线信号。控制器712基于所提供的通信线断线信号来确定存在通信线D2、D3断线的可能性的电池系统500(以下称作不良的电池系统500)。控制器712通过未图示的提示部来向用户提示所确定的不良的电池系统500。提示部例如包括液晶显示器以及扬声器，以视觉以及听觉的方式向用户提示不良的电池系统500。由此，用户能够迅速地认识发生了不良的电池系统500的情况，并能够迅速地进行不良的电池系统500的维护。控制器712也可将与不良的电池系统500对应的开关单元SU断开。在这种情况下，不良的电池系统500从其他电池系统500被电分离。由此，既能可靠地防止不良的电池系统500的过放电以及过充电又能继续使用其他电池系统500。另外，在电池系统组711进行充电时不良的电池系统500从其他电池系统500被电分离的情况下，控制器712也可按照从外部向电池系统组711提供的电力降低与不良的电池系统500相当的程度的方式控制电力转换装置720。在这种情况下，防止了其他电池系统500的过充电。同样地，在电池系统组711进行放电时不良的电池系统500从其他电池系统500被电分离的情况下，控制器712也可按照从电池系统组711向外部提供的电力降低与不良的电池系统500相当的程度的方式控制电力转换装置720。在这种情况下，防止了其他电池系统500的过放电。在各电池系统500的电池控制装置400 (图I)中，即便通信线D2、D3断线，也能使用算出电压来算出电池控制值。因而，也可以在不修理不良的电池系统500的情况下继续使用。(5-2)电池系统的设置在本实施方式中，多个电池系统500被收容于公共的架子(rack)。图19是收容多个电池系统500的架子的立体图。如图19所示，架子750由侧面部751、752、上面部753、底面部754、背面部755以及多个分隔部756构成。侧面部751、752相互平行地上下延伸。为使侧面部751、752的上端部相互连结而上面部753水平地延伸，为使侧面部751、752的下端部相互连结而底面部754水平地延伸。为使沿着侧面部751的一侧边以及侧面部752的一侧边而背面部755相对于侧面部751、752垂直地上下延伸。在上面部753与底面部754之间，多个分隔部756相对于上面部753以及底面部754相互平行地以等间隔进行设置。在上面部753、多个分隔部756以及底面部754之间，设置有多个收容空间757。各收容空间757在架子750的前面(与背面部755相反一侧的面)开口。 图I的电池系统500收容于箱型的壳体550。收容电池系统500的壳体550从架子750的前面被收容于各收容空间757。全部电池系统500既可以收容于I个架子750，或也可以划分成多个架子750来被收容。另外，也可以全部电池系统500不收容于架子750而单独地进行设置。为了容易进行电池系统500的维护，优选在各电池系统500设置有切断电流路径的服务插头。例如，在各电池系统500包括4个电池模块100(图I)的情况下，在被串联连接的2个电池模块100与被串联连接的其他2个电池模块100之间设置有服务插头。通过服务插头被接通，从而4个电池模块100被串联连接。另一方面，通过服务插头被断开，从而2个电池模块100与其他2个电池模块100被电分离。由此，多个电池模块100之间的电流路径被切断。因此，能够容易且安全地进行电池系统500的维护。图20是表示服务插头的配置例的图。在图20的例子中，按照沿着位于架子750的前面的壳体550的一侧面的方式设置有服务插头510。在该情况下，在电池系统500收容于架子750的收容空间757的状态下，用户能够从架子750的前面切换服务插头510的接通断开。其结果，能够容易且安全地进行电池系统500的维护。图21是表示服务插头的其他配置例的图。在图21的例子中，按照沿着与架子750的背面部755对置的壳体550的一侧面的方式设置有服务插头510。另外，在服务插头510的背面部755，在与服务插头510重叠的位置处设置有接通断开切换部764。在该情况下，通过电池系统500收容于架子750的收容空间757，从而服务插头510与接通断开切换部764连接，服务插头510被接通。另一方面，通过将电池系统500从架子750的收容空间757取出，从而服务插头510和接通断开切换部764被分离，服务插头510被断开。由此，在电池系统500未收容于架子750的收容空间757的状态下，多个电池模块100之间的电流路径被切断。因此，能够容易且安全地进行电池系统500的维护。(5-3)效果在本实施方式涉及的电源装置700中，控制器712基于来自各电池系统500的电池控制值，来进行与电池系统组711的放电或充电相关的控制。由此，防止了电池系统组711中包含的各电池单体10的过放电以及过充电。在各电池系统500中，即便通信线D2、D3发生了断线等，也能基于充放电时的电流值来算出电池控制值。因此，提高了电源装置700的可靠性。(5-4)电源装置的其他例子在图18的电源装置700中，也可取代在各电池系统500中设置电池E⑶101，而使控制器712具有与电池E⑶101同样的功能。在该情况下，控制器712与各电池模块100的范围判定部201以及电压检测部202连接，并且与各电池系统500的电流传感器103连接。控制器712使用检测电压或算出电压来算出电池控制值，并基于所算出的电池控制值来进行与电池系统组711的放电或充电相关的控制。由此，各电池系统500的构成被简略化。在图18的电源装置700中，也可取代图I的电池系统500而采用图15的电池系统500a。在这种情况下，多个范围判定部201a能够同时判定多个电池单体10的电压范围。因而，能够大幅度地缩减电压范围的判定所需的时间。在图18的电源装置700中，也可取代图I的电池系统500而采用图16的电池系统500b。在这种情况下，基于充放电时的电流值，既能抑制构成的复杂化以及成本的增加又能以充足的精度来进行各电池单体10的充放电控制。即、即便较之采用能高精度地检测各电池单体10的端子电压的Α/D转换器等的情况，也能够抑制各电池单体10的充放电控制的精度的降低。因此，可以实现电源装置700的低成本化。(6)其他的实施方式此外，作为技术方案的各构成要素，除了上述第I 第5实施方式所记载的构成要素之外，还能使用具有技术方案所记载的构成或功能的其他各种构成要素。(6-1)在上述实施方式的范围判定部201中，虽然在电池单体10的端子电压VI、V2被充电至电容器Cl之后提供至比较器223，但是并不限定于此。也可在电池单体10的端子电压V1、V2的时间性变化小的情况下，电池单体10的端子电压V1、V2直接提供至比较器223。在该情况下，不需要开关元件SW21、SW22、SW31、SW32以及电容器Cl。由此，因为无需进行开关元件SW21、SW22、Sff3K SW32的切换以及电容器Cl的充电，所以能够进一步缩短电压范围的判定所需的时间。(6-2)在上述实施方式中，控制值算出部作为电池控制值也可算出各电池单体10的S0C、剩余容量、放电深度(DOD)、电流累计值以及蓄电量差之中的任一个。在这里，DOD是电池单体10的可充电容量(从电池单体10的充满电容量中减去了剩余容量后的容量)相对于充满电容量的比率。另外，蓄电量差是当前时刻的SOC与预先规定的基准SOC (例如S0C50[% ])之差。产业上的可利用性本发明能够有效地利用于以电力作为驱动源的各种移动体、电力的储存装置或移动设备等。权利要求
1.一种电池控制装置，用于进行多个电池单体的充放电控制，所述电池控制装置具备 电压算出部，其基于在所述多个电池单体中流动的电流来算出各电池单体的端子电压；和 控制值算出部，其使用由所述电压算出部算出的端子电压来算出用于控制所述多个电池单体的充放电的控制值。
2.根据权利要求I所述的电池控制装置，其中， 所述电池控制装置还具备 电压检测部，其检测所述多个电池单体的每一个的端子电压；和控制部，其包括所述电压算出部以及所述控制值算出部，并经由通信线而与所述电压检测部连接， 所述控制值算出部使用由所述电压检测部检测出的端子电压以及由所述电压算出部算出的端子电压之中的一个端子电压来算出所述控制值。
3.根据权利要求2所述的电池控制装置，其中， 所述控制值算出部在不能接收由所述电压检测部检测出的端子电压的情况下，使用由所述电压算出部算出的端子电压来算出所述控制值。
4.根据权利要求I所述的电池控制装置，其中，所述电池控制装置具备范围判定部，该范围判定部判定所述多个电池单体的每一个的端子电压是否属于预先规定的电压范围， 所述电压算出部基于所述范围判定部的判定结果来校正各电池单体的端子电压。
5.根据权利要求4所述的电池控制装置，其中， 所述范围判定部基于基准电压与各电池单体的端子电压之间的比较结果，判定各电池单体的端子电压是否属于所述电压范围。
6.—种电池系统,具备 多个电池单体；和 用于进行所述多个电池单体的充放电控制的权利要求I所述的电池控制装置。
7.—种电动车辆,具备 多个电池单体； 用于进行所述多个电池单体的充放电控制的权利要求I所述的电池控制装置； 电动机，其根据所述多个电池单体的电力来进行驱动；和 驱动轮，其根据所述电动机的旋转力来进行旋转。
8.—种移动体，具备 权利要求6所述的电池系统； 移动主体部； 动力源，其接受来自所述电池系统的电力并将该电力转换成动力；和 驱动部，其通过被所述动力源转换后的动力来使所述移动主体部移动。
9.一种电力储存装置，具备 权利要求6所述的电池系统；和 系统控制部，其进行与所述电池系统的所述多个电池单体的充电或放电相关的控制。
10.一种电源装置，能与外部连接，所述电源装置具备权利要求9所述的电力储存装置；和 电力转换装置，其由所述电力储存装置的所述系统控制部控制，并在所述电力储存装置的所述多个电池单体与所述外部之间进行电力转换。
全文摘要
本发明提供一种电池控制装置、电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置及电源装置。在各电池模块设置有范围判定部以及电压检测部。范围判定部经由传输线而与电池连接，电压检测部经由通信线而与电池连接。在电池中，电压算出部使用由范围判定部进行的各电池单体的电压范围的判定结果来算出各电池单体的端子电压。并且，控制值算出部使用由电压检测部检测出的各电池单体的端子电压或由电压算出部算出的各电池单体的端子电压的一个端子电压来算出电池控制值。
文档编号H02J7/10GK102792549SQ201180012900
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月8日
发明者村尾浩也, 桐本美香, 片冈信哉 申请人:三洋电机株式会社