蓄电元件管理装置、蓄电装置、蓄电系统及蓄电元件管理方法

文档序号:7387195阅读:122来源:国知局
蓄电元件管理装置、蓄电装置、蓄电系统及蓄电元件管理方法
【专利摘要】本发明涉及蓄电元件管理装置、蓄电装置、蓄电系统以及蓄电元件管理方法,在抑制导电体的电阻所引起的电压降的影响的同时检测蓄电元件的端子间电压。CPU(12)根据母线(B)的电压降值(VD)、以及设于母线(B)上的电压检测点(P)间的电压值(VB),来算出电池单元(C)的端子间电压值(VR)。由此,在因母线(B)的长度不同而母线(B)的电阻值的大小不同、母线(B)的电压降值(VD)在电压检测点(P)间不同的情况下,CPU(12)也能在抑制母线(B)的电压降值(VD)的影响的同时精度良好地算出电池单元(C)的端子间电压值(VR)。
【专利说明】蓄电元件管理装置、蓄电装置、蓄电系统及蓄电元件管理方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及用于决定蓄电元件的端子间电压的技术。

【背景技术】
[0002]过去,有经由母线与蓄电池连接而用于检测该蓄电池的端子间电压的蓄电池状态感测组件(专利文献I)。在该蓄电池状态感测组件中,上述母线的长度充分短地构成。由此,能抑制母线的电阻所引起的电压降的影响,因此能更准确地决定蓄电池的端子间电压。
[0003]先行技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I JP特开2006-032184号公报
[0006]然而,因蓄电池的规格或设定环境等,会有不能使母线的长度充分短的情况。另夕卜,就算能使母线的长度充分短,也会因例如母线的形状或材质等而会有不能充分抑制母线的电阻所引起的电压降的影响的情况。


【发明内容】

[0007]在本说明书中,公开了能在与母线等的导电体的长度或形状等无关地抑制导电体的电阻所引起的电压降的影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压的技术。
[0008]由本说明书公开的蓄电元件管理装置具备控制部,所述控制部具有执行电压降决定处理和端子间电压决定处理的构成,其中所述电压降决定处理对连接蓄电元件间的导电体的电压降值进行决定,端子间电压决定处理根据所述电压降决定处理来决定所述蓄电元件的端子间电压值。
[0009]发明效果
[0010]根据由本说明书公开的发明,能在与导电体的长度或形状等无关地抑制导电体的电阻所引起的电压降的影响的同时决定蓄电元件的端子间电压。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是实施方式I的蓄电池包的框图。
[0012]图2是表示各电池单元的连接形态的俯视图。
[0013]图3是表示各电池单元的连接形态的侧视图。
[0014]图4是表示二次电池的电连接的电路图。
[0015]图5是表示监视处理的流程图。
[0016]图6是实施方式2的蓄电系统的示意性框图。
[0017]图7是表示蓄电系统的各二次电池的连接形态的部分俯视图。
[0018]图8是实施方式2的另一蓄电系统的示意性框图。
[0019]标号说明
[0020]I蓄电池包
[0021]2蓄电池模块
[0022]3BM
[0023]5二次电池
[0024]9CS
[0025]12CPU
[0026]13存储器
[0027]Cl?C4电池单元
[0028]100、100A蓄电系统
[0029]BI ?B5母线
[0030]DKB电池间母线

【具体实施方式】
[0031](实施方式的概要)
[0032]由本说明书公开的蓄电元件管理装置具备控制部,所述控制部具有执行电压降决定处理和端子间电压决定处理的构成,其中电压降决定处理对连接蓄电元件间的导电体的电压降值进行决定,端子间电压决定处理根据所述电压降决定处理来决定所述蓄电元件的端子间电压值。
[0033]根据该蓄电元件管理装置,控制部具有执行电压降决定处理和端子间电压决定处理的构成,其中电压降决定处理决定连接蓄电元件间的导电体的电压降值,端子间电压决定处理根据电压降决定处理来决定蓄电元件的端子间电压值。由此,能在与导电体的长度或形状等无关地抑制导电体的电阻所引起的电压降的影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0034]上述蓄电元件管理装置具备:电压检测部,其经由导电体与蓄电元件连接,检测包含所述蓄电元件以及所述导电体在内的电流路径的电压值;存储器,其存储所述导电体的电阻值;以及电流检测部,其检测流过所述导电体的电流值,所述控制部具有执行电压降决定处理和端子间电压决定处理的构成,其中电压降决定处理根据流过所述导电体的电阻值和所述导电体的电流值来决定所述导电体的电压降值,端子间电压决定处理根据所述电压值和所述导电体的电压降值来决定所述蓄电元件的端子间电压值。
[0035]根据该蓄电元件管理装置,根据预先存储于存储器的导电体的电阻值、以及流过导电体的电流值来决定导电体的电压降值,根据包含蓄电元件以及所述导电体在内的电流路径的电压值、和上述电压降值,来决定蓄电元件的端子间电压值。由此,在不能直接检测蓄电元件的端子间电压的情况下,也能在与导电体的长度或形状等无关地抑制导电体的电阻所引起的电压降的影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0036]上述蓄电元件管理装置也可以是如下构成:具备:温度检测部,其检测所述导电体的温度,所述控制部具有执行电阻修正处理的构成,其中电阻修正处理根据所述导电体的温度来修正所述导电体的电阻值,在所述电压降决定处理中,根据通过所述电阻修正处理而修正后的电阻值和所述电流值来决定所述导电体的电压降值。
[0037]根据该蓄电元件管理装置,由于对导电体的电阻值进行温度修正,因此能在抑制温度变化的影响的同时决定蓄电元件的端子间电压。
[0038]在上述蓄电元件管理装置中,也可以是如下构成:所述控制部具有执行用于判断是否在所述导电体流过电流的判断处理的构成,以在所述判断处理中判断为在所述导电体流过电流为条件来执行所述电压降决定处理以及所述端子间电压决定处理。
[0039]根据该蓄电元件管理装置,仅在导电体流过电流的情况下才执行电压降决定处理以及所述端子间电压决定处理。由此,与不管怎样的电流值都执行电压降决定处理以及所述端子间电压决定处理的构成相比,能减轻控制部的负担。
[0040]另外,也可以是蓄电装置,其具备串联连接的多个蓄电元件、以及蓄电元件。
[0041]在上述蓄电装置中,也可以构成为:在各蓄电元件间与所述电压检测部之间设置I根电压检测线,该电压检测线连接各蓄电元件间与所述电压检测部,检测所述电流路径的电压值。
[0042]根据该蓄电装置,在检测电流路径的电压值时,通过兼用设于蓄电元件间与电压检测部之间的I根电压检测线,能减少电压检测线的数量。虽然因兼用电压检测线而受到不能将电流路径的电压检测点设于各蓄电元件的附近这样的制约,但能抑制该制约的影响来决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0043]另外,上述蓄电装置也可以构成为:是搭载于车辆的车辆用蓄电装置,所述控制部在车辆的起动时以及再生运转时至少任一者的情况下执行所述端子间电压决定处理。
[0044]通常,在车辆的起动时从蓄电池等的蓄电元件向起动电动机流过大电流,导电体的电压降值变大,在决定蓄电元件的端子间电压时该电压降的影响变大。另外,在车辆的再生运转时的蓄电池的充电时也流过大电流,导电体的电压降值变大。但是,根据该蓄电装置,能在车辆的起动时、或再生运转时更有效地抑制导电体的电压降的影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0045]另外,上述蓄电装置也可以构成为:具备蓄电元件群,其串联连接多个所述蓄电元件而构成,所述蓄电元件群是车辆的起动用电池。
[0046]根据该蓄电装置,能在基于车辆的起动用电池的车辆的起动时更有效地抑制其影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0047]另外,由本说明书公开的蓄电系统具备:蓄电装置;串联连接的多个蓄电元件群,其中的各蓄电元件群串联连接所述多个蓄电元件而构成;以及装置间导电体,其作为所述导电体,对蓄电元件群间进行连接,所述控制部执行与所述装置间导电体相关的所述电压降决定处理,根据与所述装置间导电体相关的所述电压降决定处理来执行所述端子间电压决定处理。
[0048]在具备多个蓄电元件群的蓄电系统中,蓄电元件群间的距离易于变长,连接蓄电元件群间的元件群间导电体所引起的电压降变大。为此,根据该蓄电系统,能更期待能在抑制导电体以及元件群间导电体的电压降的影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压这样的效果。
[0049]另外,由本说明书公开的发明能以管理装置、管理方法、用于实现这些方法或装置的功能的计算机程序、记录该计算机程序的记录介质等各种方式实现。
[0050]<实施方式1>
[0051]参考图1到图5来说明实施方式I的蓄电池包I。另外,蓄电池包I是蓄电装置的一例。另外,蓄电池包I搭载于例如电动汽车或混合动力车(以下仅称作汽车),通过来自未图示的电子控制组件(以下称作E⑶)控制来向图1所示的负载11提供电力,用通过未图示的引擎旋转而由充电器15发电的电力进行充电。
[0052]如图1所示那样,蓄电池包I具备:蓄电池模块2、管理该蓄电池模块2的蓄电池管理器(以下称作BM) 3、以及电流传感器4。蓄电池模块2具有:二次电池5、温度传感器6、温度检测部7以及电压检测部8。另外,温度检测部7以及电压检测部8例如配置在公共的基板上,将该电路基板在以下称作电池单元传感器(以下称作CS)9。BM3以及CS9是蓄电兀件管理装置的一例。
[0053]二次电池(蓄电元件群的一例)5是串联连接多个电池单元C的构成。各电池单元C是蓄电元件的一例,是能反复充电的二次电池或锂离子电池。另外,在图1以及以下的说明中,二次电池5具有4个电池单元C,以下在区别说明4个电池单元C的情况下,分别设为电池单元Cl、电池单元C2、电池单元C3、电池单元C4。
[0054]如图2以及图3所示那样,在二次电池5将4个电池单元C排成一列来配置。在各电池单元C的一端面(在图3中为上表面)设置一对正极端子PT以及负极端子MT。4个电池单元C配置为正极端子PT以及负极端子MT的排列顺序在相邻的电池单元C彼此成为相反。将相邻的2个电池单元C中的一者的电池单元C的正极端子PT、和另一者的电池单元C的负极端子MT以母线B进行连接,由此将4个电池单元C串联电连接。
[0055]另外,母线B是具有导电性的相同厚度的板状的部件,是导电体的一例。另外,如图2所示那样,二次电池5有5根母线B。以下,在区别说明5根母线B的情况下,设为母线B1、母线B2、母线B3、母线B4、母线B5。
[0056]如图2、图3所示那样,在二次电池5,在电池单元C2与电池单元C3间设置有隔热材料W。这种情况下,母线B3的长度比母线B1、B2、B4、B5的长度长。这是因为因隔热材料W而在电池单元C2与电池单元C3间产生距离,电池单元C2的正极端子PT与电池单元C3的负极端子MT间的距离也变长
[0057]如图2所示那样,在各母线B上设定电压检测点Pl?P5。在后面的说明中,将从母线BI上的电压检测点Pl起到电池单元Cl的负极端子MT为止称作母线B1A,将从电池单元Cl的正极端子PT起到母线B2上的电压检测点P2为止称作母线B2B。
[0058]同样地,将从母线B2上的电压检测点P2起到电池单元C2的负极端子MT为上称作母线B2A,将从电池单元C2的正极端子PT起到母线B3上的电压检测点P3为止称作母线B3B。
[0059]另外,将从母线B3上的电压检测点P3起到电池单元C3的负极端子MT为止称作母线B3A,将从电池单元C3的正极端子PT起到母线B4上的电压检测点P4为止称作母线B4B。
[0060]进而,将从母线B4上的电压检测点P4起到电池单元C4的负极端子MT为止称作母线B4A,将从电池单元C4的正极端子PT起到母线B5上的电压检测点P5为止称作母线B5B。
[0061]另外,如图4所示那样,关于电压检测点Pl和CS9,详细地是CS9的电压检测部8 (以下相同)通过电压检测线LI进行连接,电压检测点P2和CS9通过电压检测线L2进行连接,电压检测点P3进而CS9通过电压检测线L3进行连接。另外,电压检测点P4和CS9通过电压检测线L4进行连接,电压检测点P5和CS9通过电压检测线L5进行连接。S卩,在各电池单元C间与电压检测部8之间设置对电流路径的电压值VB进行检测的I根电压检测线(L2-L4)。
[0062]二次电池5以及电流传感器4经由布线10与负载11、充电器15串联连接。温度传感器6配置在与母线B3B接触,或与母线B3B分开的附近的位置。温度传感器6输出与母线B3B的温度相应的检测信号,温度检测部7基于来自温度传感器6的检测信号来检测母线B3B的温度T[°C ],将其检测结果经由通信线16发送给BM3。
[0063]电压检测部8分个检测各包含I个电池单元C的电流路径的电压值。具体地,电压检测部8检测母线BI上的电压检测点Pl与母线B2上的电压检测点P2间的电压。SP,电压检测部8使用电压检测线L1、L2来检测包含电池单元Cl、母线BlA以及母线B2B在内的电流路径的电压值VBl。
[0064]另外,电压检测部8检测母线B2上的电压检测点P2与母线B3上的电压检测点P3间的电压。即,电压检测部8使用电压检测线L2、L3来检测包含电池单元C2、母线B2A以及母线B3B在内的电流路径的电压值VB2。
[0065]另外,电压检测部8检测母线B3上的电压检测点P3与母线B4上的电压检测点P4间的电压。即,电压检测部8使用电压检测线L3、L4来检测包含电池单元C3、母线B3A以及母线B4B在内的电流路径的电压值VB3。
[0066]另外,电压检测部8检测母线B4上的电压检测点P4与母线B5上的电压检测点P5间的电压。即,电压检测部8使用电压检测线L4、L5来检测包含电池单元C4、母线B4A以及母线B5B在内的电流路径的电压值VB4。
[0067]如此,在本实施方式中,在检测各电池单元C所涉及的电流路径的电压值(电压检测点P间的电压值)VB时,兼用连接在各电池单元C间的电压检测线L2-L4。
[0068]然后,电压检测部8将电压检测点P间的电压值VBl?VB4的检测结果经由通信线16发送给BM3。
[0069]BM3具备:中央处理装置(以下称作CPU) 12、存储器13、以及电流检测部14。电流传感器4输出与流过二次电池5的电流相应的检测信号,电流检测部14基于来自电流传感器4的检测信号来检测流过二次电池5的电流。电流传感器4如图1所示那样在二次电池5、与充电器15以及负载11之间的布线检测流过二次电池5的电流。在此,由于流过二次电池5的电流换言之流过电池单元C的电流与流过母线B的电流相同,因此在本实施方式中,电流检测部14通过检测流过二次电池5的电流来检测流过母线B的电流。另外,也可以将电流传感器4直接设置在母线B的附近,直接检测流过母线B的电流。
[0070]具体地,电流检测部14检测从充电器15向二次电池5的充电电流、或从二次电池5向负载11的放电电流(以下称作充放电电流)的电流值I [A]。另外,电流检测部14根据流过二次电池5的电流的流向来一并检测流过二次电池5的电流是充电电流还是放电电流。另外,BM3是控制部(处理执行部)的一例。
[0071]在存储器13存储用于控制BM3的动作的各种程序。CPU12遵循从存储器13读出的程序来进行各部的控制,例如执行后述的监视处理等。
[0072]另外,在存储器13存储母线B3B的初始电阻值RS、以及电阻系数对应表TB。在此,母线B3B的初始电阻值RS例如是母线B3B的温度为25°C时的电阻值。母线B3B的初始电阻值RS在蓄电池包I的制造阶段检测,存储在存储器13中。电阻系数是针对母线B3B的初始电阻值RS的系数,该电阻系数对应于母线B3B的温度而改变。即,电阻系数对应表TB与母线B3B的温度和电阻系数建立对应地进行存储。
[0073]存储器13具有RAM或ROM。另外,存储上述各种程序的介质除了 RAM等以外,也可以是⑶-ROM、硬盘装置、闪速存储器等的非易失性存储器。
[0074](母线所引起的电压降)
[0075]如上述那样,在二次电池5,在电池单元C2与电池单元C3之间设置隔热材料W。为此,特别是母线B3B的长度与其它母线B相比成为最长。另外,由于母线B的厚度全部相同,因此母线B3B的电阻值成为最大。为此,基于母线B的电阻值在包含母线B2A以及母线B3B在内的电流路径成为最大。
[0076]因此,在例如数百A的电流流过二次电池5的情况下,母线B处的电压降在包含母线B2A以及母线B3B的电流路径成为最大。
[0077]例如,如图4所示那样,以在包含母线B2A以及母线B3B在内的电流路径的母线B的电阻值RB (例如100 μ Ω )而在二次电池5流过电流值I (例如200Α)的电流的情况下,在包含母线Β2Α以及母线Β3Β在内的电流路径的电压降值VD3成为IXRB = 20mV。
[0078]另一方面,由于包含母线BlA以及母线B2B在内的电流路径、包含母线B3A以及母线B4B在内的电流路径、以及包含母线B4A以及母线B5B在内的电流路径上的母线B的电阻值RA小到能忽略程度(例如10 μ Ω),因此该电流路径上的电压降值VD成为IXRA =2mV。另外,由于上述电阻值RA是小到能忽略程度的值,因此未在图4中记载。
[0079]电压检测部8由于检测电压检测点P间的电压,因此将在电池单元C2本身的电压值V2上再加上包含上述母线B2A以及母线B3B在内的电流路径上的电压降值VD3而得到的电压值VB2作为电池单元C2的电压值而发送给BM3。这种情况下,CPU12判断为作为电池单元C2的电压值而接收到的电压值VB2大于基准电压值,有可能误判定为电池单元C2处于过充电状态。然后,CPU12进行该误判定的结果,有会产生CPU12使不处于过充电状态的电池单元C2通过未图示的放电电路放电这样的问题之虞。
[0080]另一方面,在包含母线BlA以及母线B2B在内的电流路径、包含母线B3A以及母线B4B在内的电流路径、以及包含母线B4A以及母线B5B在内的电流路径的电压降值VD是与电池单元Cl、电池单元C3、电池单元C4本身的电压值V1、V3、V4相比小到能忽略程度的值。为此,CPU12不会判断为接收到的电压值VB大于基准电压值,将电池单元Cl、电池单元C3、电池单元C4误判定为过充电状态的可能性比较低。
[0081 ] 为了避免CPU12将不是过充电状态等的异常状态的电池单元C误判定为异常状态的问题,优选CPU12通过算出包含电阻值的母线B的电流路径上的电压降值,对电压检测点P间的电压值VB进行加减运算,从而来精度良好地算出电池单元C的端子间电压。为此,CPU12执行以下所示的监视处理。
[0082](监视处理)
[0083]BM3在满足执行条件的情况下,执行图5所示的监视处理。执行条件的示例有:通过由用户操作点火钥匙而接通车辆的电源、或从前次的监视处理的执行时起经过了基准时间等。
[0084]CPU12首先判断是否在二次电池5流过电流,即是否在母线B流过电流(SI)。具体地,CPU12基于来自电流检测部14的检测结果来判断流过二次电池5的电流的电流值是否为规定值以上,在判断为电流值为规定值以上的情况下,判断为在二次电池5流过电流。规定值优选是例如大于二次电池5的暗电流的值、小于充放电流的值的值。另外,SI的处理是判断处理的一例。
[0085]CPU12在判断为在二次电池5流过电流的情况下,即在母线B流过电流的情况下(S1:是),将电池单元编号N初始化为1(S2)。接下来,CPU12判断电池单元编号N是否为2(S3)。CPU12在判断为电池单元编号N为2的情况下(S3:是),执行S4以后的处理。这是为了抑制CPU12将作为电池单元C2的电压值而接收到的电压值VB2判断为大于基准电压值从而将电池单元C2误判定为处于过充电状态。
[0086]具体地,CPU12首先通过电流检测部14检测流过二次电池5的充放电电流的电流值ID、即流过母线B的电流的电流值ID (S4)。
[0087]接下来,CPU12通过温度检测部7来检测母线B3B的温度T(S5)。然后,CPU12读出预先存储在存储器13中的母线B3B的初始电阻值RS (S6)。之后,CPU12通过在S5的处理中检测到的母线B3B的温度T、和电阻系数对应表TB来修正母线B3B的初始电阻值RS (S7)。
[0088]具体地,CPU12根据在S4的处理中检测到的母线B3B的温度T、和电阻系数对应表TB,来决定电阻系数,通过将决定的电阻系数与母线B的初始电阻值RS相乘,来修正母线B的初始电阻值RS。另外,S7的处理是电阻修正处理的一例。
[0089]CPU12根据在S3的处理中检测到的电池单元C2的充放电电流的电流值ID即流过母线B3B的电流的电流值ID、以及在S6的处理中得到的母线B3B的温度修正后的电阻值RH,来算出母线B3B的电压降值VD2( = IDXRH) (S8)。另外,S8的处理是电压降决定处理的一例。
[0090]然后,CPU12通过电压检测部8来检测电压检测点P2与电压检测点P3间的电压值 VB2 (S9)。
[0091]之后,CPU12根据在S8的处理中算出的母线B3B的电压降值VD2、以及在S9的处理中检测到的电压检测点P2与电压检测点P3之间的电压值VB2,来算出电池单元C2的端子间电压值VR2(S10)。另外,SlO的处理是端子间电压决定处理的一例。
[0092]例如在CPU12根据电流检测部14的检测结果而判断为流过电池单元C2的电流是充电电流的情况下,由于通过流入电池单元C2的电流、和母线B3B的温度修正后的电阻值RH产生的电压降值VD2使电池单元C2本身的电压值V2增加,因此算出为电池单元C2的端子间电压值VR2 ( = VB2-VD2)。
[0093]另外,反过来,在CPU12根据电流检测部14的检测结果判断为流过电池单元C2的电流是放电电流的情况下,由于通过流出电池单元C2的电流、和母线B3B的温度修正后的电阻值RH产生的电压降值VD2使电池单元C2本身的电压值V2减少,因此算出为电池单元C2的端子间电压值VR2 ( = VB2+VD2)。
[0094]然后,CPU12使电池单元编号N增加I (Sll),返回S3的处理。
[0095]另一方面,CPU12在判断为未在二次电池5流过电流的情况下(S1:否),简化S2到Sll的处理来得到电池单元C的端子间电压值VR。具体地,CPU12对电池单元编号N进行初始化(S12),通过电压检测部8检测电压检测点P间的电压值VB (S13)。
[0096]在未在二次电池5流过电流的情况下,由于在母线B不产生电压降,因此CPU12仅执行S13的处理就能得到电池单元C的端子间电压值VR。为此,CPU12能简化S2到Sll的处理来得到电池单元C的端子间电压值VR。
[0097]另外,所谓“未在二次电池5流过电流”并不限于二次电池5完全停止充放电的情况。例如还包含在连接有二次电池5的负载11流过待机电流的情况(例如不足数mA)、在BM3流过暗电流的情况(例如不足数百μΑ)。
[0098]CPU12在S13的处理后判断电池单元编号N是否达到电池单元的总数(S14)。CPU12在判断为电池单元编号N未达到电池单元的总数的情况下(S14:否),使电池单元编号N增加I (Sll),返回至S3的处理。另一方面,CPU12在判断为电池单元编号N达到电池单元的总数的情况下(S14:是),结束监视处理。
[0099]CPU12在判断为电池单元编号N不为2的情况下(S3:否),不执行S4以后的处理,简化处理来得到电池单元C的端子间电压值VR。具体执行上述的S13以后的处理。
[0100]如上述那样,在包含母线BlA以及母线Β2Β在内的电流路径、包含母线Β3Α以及母线Β4Β在内的电流路径、以及包含母线Β4Α以及母线Β5Β在内的电流路径的电压降值VD是与电池单元Cl、电池单元C3、电池单元C4本身的电压值V1、V3、V4相比小到能忽略程度的值。因此,电池单元Cl、电池单元C3、电池单元C4的端子间电压值VR1、VR3、VR4能视作与电池单元Cl、电池单元C3、电池单元C4本身的电压值V1、V3、V4大致相等。
[0101]S卩,仅存储包含母线B的电流路径当中的电阻值大的母线B3B的初始电阻值RS,BM3仅算出母线B3B处的电压降值VD2,精度良好地决定电池单元C2的端子间电压值VR2。BM3由于不算出包含母线B的电流路径当中的电阻值小的母线B处的电压降值VD,因此能提闻监视处理的效率。
[0102](本实施方式的效果)
[0103]根据本实施方式,CPU12根据母线B的电压降值VD、以及设于母线B上的电压检测点P间的电压值VB,来算出电池单元C的端子间电压值VR。由此,CPU12即使在因母线B的长度不同而母线B的电阻值大小不同、母线B的电压降值VD在电压检测点P间不同的情况下,也能在抑制母线B的电压降值VD的影响的同时精度良好地算出电池单元C的端子间电压值VR。
[0104]另外,通过在检测电流路径的电压值(电压检测点P间的电压值)VB时兼用设于电池单元C间与电压检测部8之间的I根电压检测线(L2-L4),能减少电压检测线L的数量。虽然因兼用电压检测线(L2-L4)而受到不能将电流路径的电压检测点P设于各电池单元C的附近这样的制约,但能抑制该制约的影响来决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0105]〈实施方式2>
[0106]接下来参考图6到图8来说明实施方式2的蓄电系统100。另外,以下仅说明与实施方式I的相异点。为此,对与实施方式I相同的构成赋予相同的标号,省略其说明。
[0107]蓄电系统100如图6所示那样,具备:2个蓄电池模块2、2A、电流传感器4、BM3、主控制部20、通信线21以及电池间母线(元件群间导电体的一例)DKB等。
[0108]蓄电池模块2的二次电池5和蓄电池模块2A的二次电池5A通过电池间母线DKB而串联连接。
[0109]主控制部20通过通信线21与BM3连接。主控制部20经由通信线21与BM3进行各种数据的交换等,由此来管理BM3。另外,主控制部20综合管理蓄电系统100。例如,主控制部20具有调节二次电池5、5A的充放电电流的功能。
[0110]将由电流检测部14经由电流传感器4检测出的流过二次电池5以及二次电池5A的充放电电流的电流值ID提供给CPU12。然后,在如上述那样算出各电池单元C的端子间电压值VR时利用电流值ID。
[0111]这时,CPU12和与母线B3B相关的情况同样地执行与电池间母线DKB相关的电压降决定处理,根据与电池间母线DKB相关的电压降决定处理来执行端子间电压决定处理。
[0112]具体地,例如CPU12在根据电流检测部14的检测结果判断为流过图7的包含于二次电池5A的电池单元C4的电流是充电电流的情况下,由于通过流入电池单元C4的电流ID、和电池间母线DKB的温度修正后的电阻值产生的电压降值VDP使电池单元C4本身的电压值V4增加,因此算出为电池单元C4的端子间电压值VR4 ( = VB4-VDP)。
[0113]在此,电压值VB4是图7所示的二次电池5的电压检测点P1、与二次电池5A的电压检测点P4间的电位差。CPU12通过蓄电池模块2的电压检测部8来检测二次电池5的电压检测点Pl的电压,通过蓄电池模块2A的电压检测部8来检测二次电池5A的电压检测点P4的电压。CPU12使用其检测结果来算出电压值VB4。
[0114]如此,在实施方式2中,在算出各二次电池5、5A的电池单元C2的端子间电压值VR2时考虑母线B3B的电压降值VD2,并在算出包含于二次电池5A的电池单元C4的端子间电压值VR4时考虑电池间母线DKB的电压降。另外,在求取图7所示的二次电池5的电压检测点P2、与二次电池5A的电压检测点P5间的电位差来算出包含于二次电池5的电池单元Cl的端子间电压值VRl时,也可以考虑电池间母线DKB的电压降。
[0115]在具备多个二次电池5 (蓄电元件群)的蓄电系统100中,二次电池5、5A间的距离易于变长,连接二次电池5、5A间的电池间母线DKB所引起的电压降变大。为此,根据实施方式2的蓄电系统100,能更期待能在抑制电池间母线DKB的电压降的影响的同时决定电池单元C的端子间电压这样的效果。
[0116]另外,通过电池间母线DKB来连接2个二次电池5的蓄电系统100的构成并不限于图6所示的构成。例如,也可以如图8所示的蓄电系统100A那样,是2个二次电池5、5A连接在公共的CS9的构成。这种情况下,能通过I个电压检测部8来检测二次电池5、5A的各电池单元C的端子间电压。另外,将CS9以及BM3设于I个电路基板30上。
[0117]另外,在图6以及图8的蓄电系统100、100A中示出了通过I根电池间母线DKB来串联连接2个二次电池5、5A的示例,但并不限于此。例如,蓄电系统100、100A也可以具备通过2根电池间母线DKB来串联连接3个二次电池5的构成,也可以具备通过使用3根电池间母线DKB来串联连接4个二次电池5的构成。
[0118]另外,在图6以及图8中,也可以省略主控制部20以及通信线21来将包含多个二次电池5以及电池间母线DKB在内的构成构成为蓄电池包、即蓄电装置。
[0119]〈其它实施方式〉
[0120]本说明书中公开的技术并不限定于通过上述记述以及【专利附图】
附图
【附图说明】的实施方式,例如还包含如下那样的各种方式。
[0121]在上述实施方式中,也可以构成为:蓄电池包I (蓄电装置)是搭载于车辆的车辆用蓄电装置,BM3 (控制部)在车辆的起动时以及再生运转时的至少任一者的情况下执行端子间电压决定处理。
[0122]通常,在车辆的起动时从蓄电池等的蓄电元件向起动电动机流过大电流,导电体的电压降值变大,在决定蓄电元件的端子间电压时其电压降的影响变大。另外,在车辆的再生运转时的蓄电池的充电时也流过大电流,导电体的电压降值变大。但是,根据该蓄电装置,能在车辆的起动时、或再生运转时更有效地抑制导电体的电压降的影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0123]另外,在上述实施方式中,也可以构成为二次电池5是车辆的起动用电池。S卩,也可以构成为:蓄电装置(蓄电池包I)具备串联连接多个蓄电元件(电池单元C)而构成的蓄电元件群(二次电池5),也可以构成为蓄电元件群是车辆的起动用电池。
[0124]根据该蓄电装置,能在基于车辆的起动用电池的车辆的起动时更有效地抑制其影响的同时决定蓄电池等的蓄电元件的端子间电压。
[0125]在上述实施方式中,BM3是具有I个CPU和存储器的构成。但BM3并不限于此,也可以是具备多个 CPU 的构成、具备 ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit,专用集成电路)等的硬件电路构成、或具备硬件电路以及CPU两者的构成。例如也可以是以分开的CPU和硬件电路执行上述端子间电压检测处理的一部分或全部的构成。
[0126]在上述实施方式中,作为蓄电元件举出串联连接多个电池单元的二次电池5作为示例。但并不限于此,蓄电元件也可以是单个电池单元,也可以是并联连接多个电池单元的构成。另外,电池单元数也可以是2个、3个、5个以上,电池单元数能适宜进行变更。另外,蓄电元件并不限于锂离子电池,也可以是铅电池、镍氢电池等其它二次电池。进而,蓄电元件并不限于二次电池,也可以是电容器,也可以是双电层电容器。
[0127]在上述实施方式中,构成为CPU12根据母线B3B的温度T和电阻系数对应表TB来进行运算,对母线B3B的初始电阻值RS进行修正。但并不限于此,也可以构成为预先将与母线B3B的温度T对应的母线B3B的电阻值的映射数据存储到存储器13,CPU12通过母线B3B的温度T、和该映射数据来修正母线B3B的初始电阻值RS。
[0128]另外,在上述实施方式中,构成为温度传感器6配置在与母线B3B接触、或与母线B3B分开的附近的位置。但并不限于此,温度传感器6也可以配置在与二次电池5接触、或与二次电池5分开的附近的位置。此时,温度传感器6输出与二次电池5的温度相应的检测信号,温度检测部7基于来自温度传感器6的检测信号来检测二次电池5的温度,将其检测结果经由通信线16发送给BM3。然后,CPU12也可以基于二次电池5的温度来执行对母线B3B的电阻值进行修正的电阻修正处理。此时,例如通过事先的实验等求取表示母线B3B的温度与二次电池5的温度T的对应的映射,通过该映射来对二次电池5的温度进行修正,将修正后的温度设为母线B3B的温度。这种情况下,能通过检测二次电池5的温度的温度传感器6来兼用检测母线B3B的温度的温度传感器。
[0129]进而,温度传感器6也可以是测量环境温度的温度传感器。这时,例如通过事先的实验等求取表示母线B3B的温度与环境温度的对应的映射,通过该映射来对环境温度进行修正,将修正后的温度设为母线B3B的温度。
[0130]在上述实施方式中,作为导电体的一例举出了母线B。但并不限于此,导电体也可以是导线或导电性树脂。重要的是,导电体只要易于通电流即可。
[0131 ] 在上述实施方式中,构成为以具有导电性的板部件的母线B来连接相邻的各电池单元C的相互不同的正极端子PT以及负极端子MT。但并不限于此,也可以构成为母线B对多个二次电池5各自进行连接。
[0132]在上述实施方式中,构成为CPU12基于来自电流传感器4的检测信号来判断是否在二次电池5流过电流。但并不限于此,也可以构成为由上位ECU检测流过二次电池5的电流,CPU12接收来自该ECU的信号来判断为在二次电池5流过电流。
[0133]在上述实施方式中,构成为电压检测部8将电压检测点P间的电压值VBl?VB4的检测结果经由通信线16发送给BM3。但并不限于此,也可以构成为由上位ECU检测电压检测点P间的电压值VBl?VB4,BM3接收来自该ECU的信号来获得电压检测点P间的电压值VBl?VB4。另外,也可以构成为由上位E⑶根据电压检测点P间的电压值VB和母线B的电压降值VD来算出各电池单元C的端子间电压值VR,并将该算出结果发送给BM3。
[0134]在上述实施方式中,蓄电池包I以搭载于汽车的构成为例而被列举。但并不限于此,蓄电池包I也可以在发电厂的蓄电系统等其它用途中使用。
[0135]在上述实施方式中,构成为仅存储包含母线B的电流路径中的电阻值大的母线B3B的初始电阻值RS,BM3仅算出母线B3B处的电压降值VD,精度良好地决定电池单元C2的端子间电压值VR2。但并不限于此,也可以构成为还存储包含母线B的电流路径中的电阻值小的母线B的电阻值,BM3在全部母线B算出电压降值VD,决定电池单元C的端子间电压值VR。
[0136]在上述实施方式中,构成为母线BI?B5的厚度全都相同。但并不限于此,母线BI?B5的厚度也可以分别不同,母线BI?B5的长度既可以全都不同,也可以一部分相同。另外,母线B数量能对应于电池单元数而变更。
[0137]在上述实施方式中,构成为电压检测部8个别地检测各包含I个电池单元C的电流路径的电压值。但并不限于此,也可以构成为电压检测部8检测电压检测点Pl与电压检测点P5间的电压值,检测4个电池单元C的合计电压(模块电压)。
[0138]在上述实施方式中,构成为母线B3B的初始电阻值RS在蓄电池包I的制造阶段检测,存储在存储器13中。但并不限于此,也可以构成为母线B3B的初始电阻值RS在蓄电池包I的使用阶段由BM3检测。另外,也可以构成为在蓄电池包I的使用阶段由BM3检测,存储在存储器13中。另外,母线B3B的初始电阻值RS并不限于母线B3B的温度为25°C时的电阻值,也可以是其它温度下的电阻值。
[0139]在上述实施方式中,构成为在二次电池5,在电池单元C2与电池单元C3之间设置隔热材料W。但并不限于隔热材料,也可以是隔板或障碍物等。重要的是,只要生出母线B的长度不同的要因即可。另外,隔热材料W就算不设置在电池单元C2与电池单元C3间,只要设置在相邻的电池单元C间,就可以任意设置。
【权利要求】
1.一种蓄电元件管理装置,具备控制部, 所述控制部具有执行电压降决定处理和端子间电压决定处理的构成, 其中,所述电压降决定处理对连接蓄电元件间的导电体的电压降值进行决定, 所述端子间电压决定处理根据所述电压降决定处理来决定所述蓄电元件的端子间电压值。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件管理装置,其中, 所述蓄电元件管理装置具备: 电压检测部,其经由所述导电体与所述蓄电元件连接,检测包含所述蓄电元件以及所述导电体在内的电流路径的电压值; 存储器,其存储所述导电体的电阻值;和 电流检测部,其检测流过所述导电体的电流值, 在所述电压降决定处理中,所述控制部根据所述导电体的电阻值和流过所述导电体的电流值来决定所述导电体的电压降值, 在所述端子间电压决定处理中,所述控制部根据所述电流路径的电压值和所述导电体的电压降值来决定所述蓄电元件的端子间电压值。
3.根据权利要求2所述的蓄电元件管理装置,其中, 所述蓄电元件管理装置具备:温度检测部,其检测所述导电体的温度, 所述控制部具有执行电阻修正处理的构成,其中所述电阻修正处理根据所述导电体的温度来对所述导电体的电阻值进行修正, 在所述电压降决定处理中,所述控制部根据通过所述电阻修正处理而修正后的电阻值和所述电流值来决定所述导电体的电压降值。
4.根据权利要求2所述的蓄电元件管理装置,其中, 所述控制部具有执行判断处理的构成,其中所述判断处理判断是否在所述导电体流过电流, 所述控制部具有以在所述判断处理中判断为在所述导电体流过电流为条件来执行所述电压降决定处理以及所述端子间电压决定处理的构成。
5.一种蓄电装置,具备: 串联连接的多个蓄电元件; 连接蓄电元件间的导电体;和 权利要求1?4中任一项所述的蓄电元件管理装置。
6.根据权利要求5所述的蓄电装置,其中, 所述蓄电元件管理装置具备:电压检测部,其经由所述导电体与所述蓄电元件连接,检测包含所述蓄电元件以及所述导电体在内的电流路径的电压值, 在各蓄电元件间与所述电压检测部之间设置I根电压检测线,该电压检测线连接各蓄电元件间与所述电压检测部,检测所述电流路径的电压值。
7.根据权利要求5或6所述的蓄电装置,其中, 所述蓄电装置是搭载于车辆的车辆用蓄电装置, 所述控制部在车辆的起动时以及再生运转时的至少任一者的情况下执行所述端子间电压决定处理。
8.根据权利要求7所述的蓄电装置,其中, 所述蓄电装置具备串联连接多个所述蓄电元件而构成的蓄电元件群, 所述蓄电元件群是车辆的起动用电池。
9.根据权利要求5或6所述的蓄电装置,其中, 所述蓄电装置具备: 串联连接的多个蓄电元件群,其中的各蓄电元件群串联连接所述多个蓄电元件而构成;和 元件群间导电体,其作为所述导电体,对蓄电元件群间进行连接, 所述控制部执行与所述元件群间导电体相关的所述电压降决定处理,根据与所述元件群间导电体相关的所述电压降决定处理来执行所述端子间电压决定处理。
10.一种蓄电元件管理方法,包含: 电压降决定步骤,对连接蓄电元件间的导电体的电压降值进行决定;和 端子间电压决定步骤,根据所述电压降决定步骤来决定所述蓄电元件的端子间电压值。
【文档编号】H02J7/00GK104377749SQ201410386513
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】板垣勇志, 中村将司 申请人:株式会社杰士汤浅国际
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