[發(fā)明專利]用于電池組件的異常檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080055117.X
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102656048A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石下晃生
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L11/18;G01R19/165;G01R31/36;H01M10/42;H01M10/48;H02J7/00;B60W10/26
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于電池組件的異常檢測系統(tǒng)，并且更具體地，涉及檢測具有串聯(lián)連接的多個電池的電池組件中的任何電池的內(nèi)阻的升高的技術(shù)。

背景技術(shù)

已經(jīng)廣泛使用了其中大量電池或電池模塊串聯(lián)連接的電池組件。這種類型的電池組件被用在混合動力車輛等中，作為用于驅(qū)動電機的電源。

在如日本專利申請公報No.2005-345124(JP-A-2005-345124)中所描述的電池組件中，A/D轉(zhuǎn)換器在多個電池模塊之間共享。具體地，JP-A-2005-345124公開了一種數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，其具有用于檢測電壓值的第一A/D轉(zhuǎn)換器和用于檢測電流值的第二A/D轉(zhuǎn)換器，這些轉(zhuǎn)換器在多個電池模塊之間共享。數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)被布置為以異步模式操作第一A/D轉(zhuǎn)換器和第二A/D轉(zhuǎn)換器，以確保電壓檢測值與電流檢測值之間的同步性。

利用以上布置，彼此同步地檢測電池或電池模塊的電壓或電流，使得即使電池電壓隨著電流改變，也可以正確地檢測內(nèi)阻。因此可以減小不正確地檢測到內(nèi)阻異常(升高)的可能性。

為了檢測電池組件中每個電池的過度充電和過度放電，每個電池需要具有電池監(jiān)視功能。具體地，當系統(tǒng)被設(shè)置為能夠獲得每個電池的電壓值(模擬值)時，可以基于對于每個電池獲得的電壓值以及由電流傳感器獲得的電流值的組合來檢測內(nèi)阻的異常(過度升高)。利用這種布置，如JP-A-2005-345124中描述的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)具有用于電壓檢測的A/D轉(zhuǎn)換器，每個轉(zhuǎn)換器由電池或電池模塊共享，并且能夠工作以將電流檢測值與電壓檢測值同步。

然而，如果異常檢測系統(tǒng)被布置為能夠輸出用于每個電池的電壓檢測值，安裝在系統(tǒng)中的傳感器的數(shù)目和由系統(tǒng)處理的信號的數(shù)目增加了，這可能導(dǎo)致異常檢測系統(tǒng)復(fù)雜的布置或構(gòu)造，并且導(dǎo)致系統(tǒng)尺寸增加。

因此，系統(tǒng)可以被布置為通過僅產(chǎn)生每個電池的輸出電壓與臨界電壓之間的比較結(jié)果來監(jiān)視電池的電壓，而不是直接處理電壓檢測值，其中臨界電壓作為用于判斷過度充電或過度放電的閾值。該布置可以簡化系統(tǒng)的構(gòu)造或配置。

與此同時，如何確保異常檢測中的足夠高的精確度以及系統(tǒng)的簡化是重要問題。例如，因為電池電壓隨著電流改變，電壓檢測時機和電流檢測時機需要彼此同步，以精確地評估電池的內(nèi)阻。因此，如果異常檢測系統(tǒng)僅如上所述地簡單地構(gòu)造，那么可能難以在使得電壓值和電流值彼此精確地同步的同時檢測它們。在這種情況下，因為由于同步損失引起的電流檢測的誤差，可能錯誤地檢測內(nèi)阻的異常(過度升高)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種異常檢測系統(tǒng)，其被簡單地構(gòu)造為具有用于電池組件的各電池的電壓監(jiān)視功能，其通過在不直接檢測電壓值的情況下獲得每個電池的電壓值與預(yù)定判定電壓之間的比較結(jié)果來實施，由此使得更不可能或更不易錯誤地檢測到內(nèi)阻的異常(過度升高)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一種用于電池組件的異常檢測系統(tǒng)，所述電池組件具有串聯(lián)連接的多個電池，所述異常檢測系統(tǒng)包括多個檢測單元、電流檢測器和異常監(jiān)視電路。所述多個檢測單元對于所述多個電池分別設(shè)置，所述檢測單元中的每個均被布置為將所述電池中的相應(yīng)一個電池的輸出電壓與預(yù)定的判定電壓相比較。電流檢測器被設(shè)置為檢測通過所述多個電池的電流。所述多個檢測單元響應(yīng)于開始觸發(fā)而按順序地進行工作，并且按順序地傳送反映該電壓比較的結(jié)果的檢測信號，從而輸出表示是否所述多個電池中的任何電池的輸出電壓變得低于所述判定電壓的異常信號。基于從所述多個檢測單元接收的所述檢測信號以及通過所述電流檢測器獲得的電流檢測值，所述異常監(jiān)視電路檢查是否在所述多個電池中的任何電池中發(fā)生了作為內(nèi)阻升高到比所述內(nèi)阻的上限高的水平的內(nèi)阻異常。所述異常監(jiān)視電路包括電流采樣單元、校正量設(shè)定單元和電流比較單元。電流采樣單元按照預(yù)定采樣周期對所述電流檢測器的電流檢測值進行預(yù)定次數(shù)的采樣。校正量設(shè)定單元對于與將所述判定電壓除以所述內(nèi)阻的所述上限而獲得的電流值相對應(yīng)的判定電流，設(shè)定反映所述電流的波動成分的電流校正量。當所述異常信號表示所述多個電池中的任何電池的輸出電壓變得低于所述判定電壓時，并且當由所述電流采樣單元獲得的多個電流采樣值的最大值小于通過從所述判定電流減去所述電流校正量而獲得的電流值時，所述電流比較單元檢測到所述內(nèi)阻異常。此外，所述電流采樣單元將所述采樣周期設(shè)定為：使得首次電流采樣時間被設(shè)定為從在所述多個檢測單元中進行的對于所述多個電池的電壓比較的開始起經(jīng)過了與所述采樣周期的半周期相等或更短的給定時間長度的時間點，并且使得最終電流采樣時間被設(shè)定為在所述多個檢測單元中進行的電壓比較的結(jié)束提前了與所述采樣周期的半周期相等或更短的給定時間長度的時間點。