[發明專利]電池組總電壓檢測和漏泄檢測裝置

有效

• 申請號: 200710091398.4
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN101140317A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 工藤彰彥;長岡正樹;江守昭彥;川田隆弘
• 申請（專利權）人: 日立車輛能源株式會社
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R31/02;G01R19/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

技術領域

本發明涉及電池組的總電壓檢測和漏泄檢測裝置。

背景技術

以往，例如在純正電汽車(PEV)或混合汽車(HEV)用電池中，使用了輸入和輸出絕緣的總電壓檢測電路。需要絕緣的理由是因為當高電壓與車輛的底盤地(chassis?ground)短路時存在乘客觸電的危險。因此，連接在車輛的底盤地上的控制電路和高電壓系統的電路被直流絕緣。一般情況下，該絕緣電阻的值需要10MΩ以上的非常高的值。作為該電路結構，使用了分壓電池組電壓并通過AD轉換器測定電壓、通過光電耦合器絕緣地進行信號傳輸的方法，和通過電阻將電池組電壓轉換為電流、一邊使用霍爾元件進行絕緣一邊進行電流-電壓轉換而作為電壓進行測定的方法等。

圖2示出其中的一例。使用電阻2和電阻3將電池組1的總電壓分壓為低電壓，成為AD轉換器4的輸入電壓。AD轉換器4將基準電壓源5作為基準電壓使用絕緣電源6來進行動作。AD轉換器4由光電耦合器部7進行了絕緣，該AD轉換器4和使用與高電壓系統絕緣的電源進行動作的微型計算機8之間，進行動作控制和數據通信。

作為漏泄檢測電路，公知在高電壓的直流電源端子上連接電容器和電阻的串聯電路，將矩形波施加到電阻側，從在電容器和電阻的連接點產生的交流電壓成分的振幅檢測漏泄的電路(例如，參照日本特許2933490號)。并且，如圖3所示，還公知在電池組的總電壓端子和控制電路的地(GND)之間設置高電阻的分壓電路，通過測定分壓電壓進行漏泄判定的電路。在后者的電路中，使用電阻9、10、11、12來分壓電池組1的電壓，電阻11、12的連接點連接在地上。在電阻10、11上產生的電壓成為比較器13、15的輸入，分別與基準電壓部14和基準電壓部16的電壓進行比較。比較器13、15的輸出通過光電耦合器部17進行絕緣，通過微型計算機8的輸入端口進行檢測。從微型計算機8通過光電耦合器部17控制基準電壓部14、16，從而基準電壓部14、16的輸出電壓可變。并且，絕緣電源18向比較器13、15以及基準電壓部14、16提供電源。

在該結構中，當漏泄電阻18無限大時，在電阻10和電阻11的兩端產生的電壓相等，并且與電池組的電壓成比例。如圖3所示，當在電池組1的+端子和地之間存在漏泄電阻18而進行漏泄時，在電阻9、10的串聯電阻上并聯地連接有漏泄電阻18，所以與漏泄電阻為無限大時相比電阻9和電阻10的兩端的電壓減少。從而，電阻10的兩端的電壓也減少。因此，如果與總電壓成比例地適宜地選定基準電壓源14的電壓，則比較器13進行動作，從而能夠進行漏泄檢測。此時，微型計算機8根據電池組1的總電壓控制基準電壓部14的輸出電壓即可。在該例中，說明了在電池組1的+端子和地之間連接了漏泄電阻的情況，但在電池組1的-端子和地之間存在漏泄電阻的情況下，由于電阻11的兩端的電壓減少，所以能夠通過比較器15同樣地進行漏泄檢測。

圖4示出串聯連接96個單電池的電池組中實現圖3的結構而實際測量出電阻10的兩端的電壓的結果。如圖4所示，漏泄電阻變小時，在電阻10的兩端產生的電壓變小，能夠檢測漏泄。另外，由于在電池組和控制電路之間需要絕緣，所以分壓電阻中使用的電阻需要使用非常大的值，一般通過串聯連接多個以上的高電阻來構成。

但是，在以往的電池組的總電壓檢測電路及漏泄檢測電路中，由于需要絕緣型的電壓傳感器、AD轉換器、絕緣電源、或光電耦合器等，所以存在成本變高的問題點。并且，為了對電池組總電壓和漏泄進行準確檢測，必須提高AD轉換器的基準電壓的精度，基準電壓源的成本也變高。當然，在以往的電路中還存在零件件數變多，電路基板的面積也變大的問題點。

發明內容

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供小型且低成本的電池組總電壓檢測及漏泄檢測裝置。

為了達成上述目的，本發明的電池組總電壓檢測和漏泄檢測裝置的特征在于，該裝置具備：控制電路，其用于測定電池組的總電壓；第1電阻分壓電路，其插入在所述電池組的正極端子和所述控制電路的接地端子之間；以及第2電阻分壓電路，其插入在所述電池組的負極端子和所述控制電路的接地端子之間，所述控制電路測定所述第1和第2電阻分壓電路的輸出電壓，通過該測定的第1和第2電阻分壓電路的輸出電壓的絕對值之和，檢測所述電池組的總電壓，通過所述測定的第1電阻分壓電路的輸出電壓與所述測定的第1和第2電阻分壓電路的輸出電壓的絕對值之和的比率，檢測所述電池組和地之間的漏泄。