[發(fā)明專利]電池控制裝置和電池系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110035240.1
• 申請(qǐng)日: 2011-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN102148395A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 工藤彰彥;菊地睦;芝原剛介;江守昭彥;上村保雄;山內(nèi)辰美;久保謙二;青嶋芳成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立車輛能源株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M10/04
• 分類號(hào): H01M10/04;H01M10/42
• 代理公司: 北京尚誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)由多個(gè)電池單元組成的電池進(jìn)行控制的電池控制裝置，特別涉及適合對(duì)搭載于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和電車等具備電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的車輛中的電池進(jìn)行控制的電池控制裝置，以及具備該電池控制裝置的電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

以往，電池模塊例如專利文獻(xiàn)1中記載的那樣，將由多個(gè)電池單元串聯(lián)連接而成的電池組進(jìn)一步多個(gè)連接而構(gòu)成。在對(duì)這樣的電池模塊進(jìn)行控制的電池控制裝置中，按每個(gè)電池組設(shè)置用于監(jiān)視電池單元的狀態(tài)的下位(下級(jí))控制裝置。這些下位控制裝置通過信號(hào)傳送路徑從上位控制裝置接收指令，在信號(hào)傳送路徑，以不受下位控制裝置和上位控制裝置之間的電位差影響的方式設(shè)置有光電耦合器等絕緣電路。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-318750號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

以汽車和電車等為代表的車輛的車體容易與人體接觸。因此，在車輛上搭載電池控制裝置的情況下，為了提高安全性，電池控制裝置采用與車體電絕緣的結(jié)構(gòu)。這種情況不限于車輛，例如，對(duì)于工業(yè)機(jī)械來說，因?yàn)闄C(jī)械本身和外殼同樣容易與人體接觸，所以電池控制裝置的電力系統(tǒng)采用與機(jī)械本身和外殼等電絕緣的結(jié)構(gòu)。

另一方面，由于控制電路用的電源等電源電壓較低的其他電力系統(tǒng)對(duì)人體基本沒有不良影響，因此存在將車體和外殼等用作低電力系統(tǒng)的一部分，將它們的電位作為基準(zhǔn)電位使用的情況。

特別是在汽車中，低壓電源系統(tǒng)將車體用作低電力系統(tǒng)的一部分，因此為了如上所述提高安全性，使電池控制裝置和電池模塊與其他電源系統(tǒng)絕緣。此外，考慮到電池控制裝置的檢修、修理和發(fā)生交通事故的情況，為了進(jìn)一步提高安全性，優(yōu)選電池模塊通過可開閉的連接器串聯(lián)連接。在這樣的結(jié)構(gòu)中，能夠通過斷開連接器來截?cái)鄟碜噪姵啬K的直流供給電流，進(jìn)一步提高安全性。

如上所述，電池模塊具有串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元，并將由通過連接器串聯(lián)連接的電池單元組成的電池模塊進(jìn)一步串聯(lián)連接。為了進(jìn)行電池單元的端子電壓的計(jì)測或診斷或者充電狀態(tài)的控制等電池單元的處理，電池控制裝置具有作為電池單元控制器作用的多個(gè)集成電路。多個(gè)集成電路分別具有傳送電路，各集成電路所具有的傳送電路相互串聯(lián)連接形成一個(gè)傳送路徑。

此外，在電池控制裝置，較多情況下連接有與電動(dòng)機(jī)連接的變換器(inverter)等，該變換器在動(dòng)作開始時(shí)、動(dòng)作中和動(dòng)作停止時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。由于該噪聲被施加到電池單元，存在與電池單元連接的集成電路也受到噪聲的影響，產(chǎn)生誤動(dòng)作的問題。因此，希望有不會(huì)產(chǎn)生因這樣的噪聲的影響導(dǎo)致的誤動(dòng)作的可靠性較高的控制裝置。

發(fā)明的第一方面，提供一種將由多個(gè)電池單元串聯(lián)連接而成的電池單元組進(jìn)一步多個(gè)串聯(lián)連接而構(gòu)成的電池模塊的電池控制裝置，其特征在于，包括：多個(gè)集成電路，按多個(gè)電池單元組的每一個(gè)電池單元組設(shè)置，對(duì)電池單元組的各電池單元進(jìn)行控制處理和監(jiān)視處理；第一傳送路徑，將多個(gè)集成電路串聯(lián)連接，進(jìn)行集成電路之間的信號(hào)傳送；第二傳送路徑，將從控制多個(gè)集成電路的上位控制電路輸出的包括啟動(dòng)信號(hào)或者命令信號(hào)的第一信號(hào)，通過第一絕緣電路傳送到串聯(lián)連接的多個(gè)集成電路的最上位集成電路；和第三傳送路徑，通過第二絕緣電路，從串聯(lián)連接的多個(gè)集成電路的最下位集成電路，向上位控制電路傳送信號(hào)，多個(gè)集成電路具有：恒壓電路，將對(duì)應(yīng)的電池單元組的總電壓降壓至集成電路內(nèi)部電壓；信號(hào)生成電路，基于來自上位控制電路的第一信號(hào)，生成峰值與第一信號(hào)不同的第二信號(hào)并將其輸出；和啟動(dòng)電路，包括具有與第一信號(hào)對(duì)應(yīng)的第一判定用閾值的第一比較器，和具有與第二信號(hào)對(duì)應(yīng)的第二判定用閾值的第二比較器，啟動(dòng)電路，根據(jù)第一比較器和第二比較器的至少一者的輸出的變化，輸出使恒壓電路啟動(dòng)的啟動(dòng)信號(hào)。

發(fā)明的第二方面的特征在于，在第一方面的電池控制裝置中，啟動(dòng)電路對(duì)恒壓電路輸出啟動(dòng)信號(hào)，并使啟動(dòng)信號(hào)作為第一信號(hào)從集成電路輸出。

發(fā)明的第三方面的特征在于，在第一或第二方面的電池控制裝置中，信號(hào)生成電路通過將集成電路內(nèi)部電壓與設(shè)置有該信號(hào)生成電路的集成電路的地電位的電位差作為驅(qū)動(dòng)電壓使用，生成第二信號(hào)。

發(fā)明的第四方面的特征在于，在第三方面的電池控制裝置中，將第一判定用閾值設(shè)定為包含第一比較器的集成電路中的總電壓與該集成電路的地電位之間的值，將第二判定用閾值設(shè)定為包含第二比較器的集成電路中的總電壓與將該總電壓加上集成電路內(nèi)部電壓而得的電壓之間的值。

發(fā)明的第五方面的特征在于，在第一～四中任一方面的電池控制裝置中，若啟動(dòng)后第一和第二比較器的輸出不發(fā)生變化的期間達(dá)到規(guī)定時(shí)間以上，則集成電路停止除了啟動(dòng)電路之外的其它電路的動(dòng)作。