電壓檢測(cè)裝置和均衡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電壓檢測(cè)裝置和均衡裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種電壓檢測(cè)裝置和均衡裝置，該電壓檢測(cè)裝置和均衡裝置檢測(cè)彼此串聯(lián)連接的多個(gè)單元電池中每個(gè)單元電池的兩端電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]安裝在例如混合動(dòng)力車(chē)和電動(dòng)車(chē)上的電池組由彼此串聯(lián)連接的多個(gè)單元電池構(gòu)成。200伏特的高壓例如在電池組的兩端之間產(chǎn)生，并且產(chǎn)生的電供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在這樣的電池組中，如果在各個(gè)單元電池的成對(duì)端點(diǎn)間的電壓之間發(fā)生變化，可能會(huì)降低電池組利用的效率或使電池組過(guò)度充電。因此，已經(jīng)提出一種均衡裝置，該均衡裝置檢測(cè)每個(gè)單元電池兩端的電壓，并且，基于檢測(cè)結(jié)果利用放電電阻器等來(lái)均衡各個(gè)單元電池的成對(duì)端點(diǎn)之間的電壓。
[0003]該均衡裝置由電池監(jiān)測(cè)1C，每個(gè)電池監(jiān)測(cè)IC都包括用于分別檢測(cè)單元電池的成對(duì)端點(diǎn)之間的電壓的A/D轉(zhuǎn)換器等。為了提高電池監(jiān)測(cè)IC的電壓檢測(cè)準(zhǔn)確度，低通濾波器(在下文縮寫(xiě)為L(zhǎng)PF)設(shè)置在每個(gè)單元電池和相關(guān)的A/D轉(zhuǎn)換器之間，從而消除高頻噪聲。
[0004]引用列表
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:JP-A-2012-122856

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問(wèn)題
[0008]然而，在上述傳統(tǒng)技術(shù)中，當(dāng)LPF出現(xiàn)故障時(shí)，取決于其類(lèi)型，可能會(huì)無(wú)法檢測(cè)LPF的故障。更具體的，在由于例如導(dǎo)致其斷開(kāi)的LPF的電阻破斷使LPF輸出電壓在短時(shí)間內(nèi)顯著降低的故障情況中，基于單元電池兩端電壓的檢測(cè)結(jié)果，能夠檢測(cè)LPF故障。另一方面，在由于例如電容的泄漏故障導(dǎo)致的LPF輸出電壓在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)逐漸降低的故障情況中，不能從單元電池自身特性的劣化中明確地識(shí)別LPF的故障，因此難以在LPF的故障發(fā)生后不久檢測(cè)出該LPF的故障。如在后者的情況中不能及時(shí)地檢測(cè)出LPF故障，單元電池的檢測(cè)值低于實(shí)際值，直至檢測(cè)出故障，這樣可能會(huì)降低電池的有效利用或?qū)е缕溥^(guò)度充電。
[0009]已經(jīng)提出在專(zhuān)利文件I中公開(kāi)的技術(shù)作為一種檢測(cè)LPF斷開(kāi)的技術(shù)。然而，雖然在專(zhuān)利文件I公開(kāi)的裝置能夠檢測(cè)LPF的斷開(kāi)，但是不能夠檢測(cè)電容的泄漏故障。
[0010]在上述情況下創(chuàng)造出本發(fā)明，因此本發(fā)明的目的是提供能夠檢測(cè)包括低通濾波器的電容的泄漏故障等故障的電壓檢測(cè)裝置和均衡裝置。
[0011]解決問(wèn)題的方案
[0012]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供了一種電壓檢測(cè)裝置，該電壓檢測(cè)裝置用于檢測(cè)相互串聯(lián)連接的多個(gè)單元電池中的每個(gè)單元電池的兩端電壓，該電壓檢測(cè)裝置包括:低通濾波器，該低通濾波器連接到各個(gè)所述單元電池，并且每個(gè)所述低通濾波器濾除相對(duì)應(yīng)的所述單元電池的兩端電壓的高頻分量；第一電壓檢測(cè)器，該第一電壓檢測(cè)器連接到所述低通濾波器，所述低通濾波器連接到各個(gè)所述單元電池，并且該第一電壓檢測(cè)器檢測(cè)經(jīng)由相對(duì)應(yīng)的所述低通濾波器供應(yīng)的每個(gè)所述單元電池的兩端電壓；第二電壓檢測(cè)器，該第二電壓檢測(cè)器檢測(cè)不經(jīng)過(guò)相對(duì)應(yīng)的所述低通濾波器供應(yīng)的每個(gè)所述單元電池的兩端電壓；以及故障檢測(cè)器，該故障檢測(cè)器通過(guò)比較由所述第一電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的檢測(cè)值、與由所述第二電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的檢測(cè)值，檢測(cè)所述低通濾波器是否存在故障。
[0013]本申請(qǐng)的發(fā)明的第二個(gè)方面提供了電壓檢測(cè)裝置，其中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電壓檢測(cè)裝置的所述第一電壓檢測(cè)器和所述第二電壓檢測(cè)器由單個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成；并且所述電壓檢測(cè)裝置還包括:切換單元，該切換單元將輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓在經(jīng)由所述低通濾波器供應(yīng)的所述單元電池的電壓和不經(jīng)過(guò)所述低通濾波器供應(yīng)的所述單元電池的電壓之中切換。
[0014]本申請(qǐng)的發(fā)明的第三個(gè)方面提供了一種均衡裝置，包括:根據(jù)本發(fā)明的第一或第二個(gè)方面的電壓檢測(cè)裝置；放電電阻，該放電電阻分別連接到所述單元電池與所述低通濾波器的連接點(diǎn)；以及均衡開(kāi)關(guān)，該均衡開(kāi)關(guān)的每個(gè)都安置在相對(duì)應(yīng)的所述單元電池的兩端之間，并且串聯(lián)連接到相對(duì)應(yīng)的所述放電電阻，其中，所述第二電壓檢測(cè)器檢測(cè)在相對(duì)應(yīng)的所述放電電阻與相對(duì)應(yīng)的所述均衡開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)的電壓，來(lái)作為不經(jīng)過(guò)相對(duì)應(yīng)的所述低通濾波器供應(yīng)的每個(gè)所述單元電池的電壓。
[0015]本發(fā)明的有益效果
[0016]如上所述，在本發(fā)明的第一方面中，通過(guò)比較由第一電壓檢測(cè)器檢測(cè)的檢測(cè)值、即經(jīng)由低通濾波器檢測(cè)的檢測(cè)值，與由第二電壓檢測(cè)器檢測(cè)的檢測(cè)值、即不經(jīng)過(guò)低通濾波器檢測(cè)的檢測(cè)值，故障檢測(cè)器檢測(cè)低通濾波器是否存在故障。因此，能夠檢測(cè)包括低通濾波器的泄露故障的故障。
[0017]在本發(fā)明的第二方面，在經(jīng)由低通濾波器供應(yīng)的單元電池的電壓和不經(jīng)過(guò)低通濾波器供應(yīng)的單元電池的電壓之中，切換單元切換所述電壓以輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，第一電壓檢測(cè)器和第二電壓檢測(cè)器能夠由單個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)成本減少。
[0018]在本發(fā)明的第三方面，基于相對(duì)應(yīng)的放電電阻與均衡開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)的電壓，能夠判定每個(gè)均衡轉(zhuǎn)換器是接通還是斷開(kāi)。因此，也能夠檢測(cè)用于接通/斷開(kāi)控制均衡開(kāi)關(guān)的電路是否存在故障。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的均衡裝置的一部分的電壓檢測(cè)單元的實(shí)施例的塊狀圖。
[0020]圖2是圖1示出的均衡裝置的一部分的均衡單元的塊狀圖。
[0021]圖3示出圖1示出的均衡裝置的一部分的電池監(jiān)測(cè)IC的細(xì)節(jié)。
[0022]圖4是圖1示出的主微控制器的處理流程的流程圖。
[0023]符號(hào)說(shuō)明
[0024]1:均衡裝置
[0025]2:電壓檢測(cè)單元(電壓檢測(cè)裝置)
[0026]4:主微控制器(故障檢測(cè)器)
[0027]5:LPF (低通濾波器)
[0028]7:轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(切換單元)
[0029]8:A/D轉(zhuǎn)換器(第一電壓檢測(cè)器、第二電壓檢測(cè)器)
[0030]C11-Cmn:單元電池
【具體實(shí)施方式】
[0031]將在下文參考圖1-4描述根據(jù)本發(fā)明的包括均衡裝置的電壓檢測(cè)裝置的均衡裝置的實(shí)施例。如圖1所示，均衡裝置I是用于均衡多個(gè)單元電池C11-Cnm的成對(duì)端點(diǎn)之間的電壓，所述多個(gè)單元電池C11-Cnm組成了電池組BH并且相互串聯(lián)連接。雖然在實(shí)施例中單元電池C11-Cnm的每個(gè)都是是單個(gè)二次電池，但是該單元電池C n-C?的每個(gè)可以由多個(gè)二次電池構(gòu)成。
[0032]例如，該電池組BH被用作混合電力車(chē)輛的電機(jī)的電源，該混合電力車(chē)輛采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)(這二者都未示出)作為行使驅(qū)動(dòng)源。當(dāng)需要時(shí)，不僅電機(jī)連接到電池組BH的兩端作為負(fù)載，而且交流發(fā)電機(jī)等(未示出)連接到電池組BH的兩端作為充電器。該單元電池C11-Cmn被分成η個(gè)電池塊CB rCBn。即，所述電池組BH有η個(gè)電池塊CBrCBn。電池塊
每塊由m個(gè)單元電池構(gòu)成。
[0033]均衡裝置I裝配有:電壓檢測(cè)單元2 (見(jiàn)圖1)，該電壓檢測(cè)單元2是用于檢測(cè)單元電池C11-Cmn的每個(gè)的兩端電壓；均衡單元3(見(jiàn)圖2)，該均衡單元3通過(guò)利用放電電阻Rd對(duì)單元電池C11-Cnm的每個(gè)進(jìn)行放電而執(zhí)行均衡；以及主微控制器4，該主微控制器4控制整個(gè)裝置，而且基于電壓檢測(cè)單元2的檢測(cè)結(jié)果，控制均衡單元3。
[0034]如圖1所示，該電壓檢測(cè)單元2裝配有:n個(gè)電池監(jiān)測(cè)IC 21~2n,該η個(gè)電池監(jiān)測(cè)IC 21-2η設(shè)置成對(duì)應(yīng)于各個(gè)電池塊CB1-CBn;以及多個(gè)低通濾波器(以下縮寫(xiě)為L(zhǎng)PF)5，多個(gè)低通濾波器的每個(gè)都設(shè)置在單元電池C11-Cmn中的一個(gè)的正極側(cè)(一個(gè)端側(cè))與電池監(jiān)測(cè)IC 21-2n中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)之間。電池監(jiān)測(cè)IC 21_2n中的每個(gè)都檢測(cè)單元電池C11-Cnm*的相對(duì)應(yīng)的單元電池，該相對(duì)應(yīng)的單元電池構(gòu)成電池塊CB1-CBn中的相對(duì)應(yīng)的一個(gè)電池塊，并且電池監(jiān)測(cè)IC 21-2n中的每個(gè)將檢測(cè)到的電壓發(fā)送到主微控制器4。
[0035]電池監(jiān)控IC 21-2n互相級(jí)聯(lián)連接，并且只有連接到最高電勢(shì)的電池監(jiān)測(cè)IC 2n能夠(通過(guò)絕緣體I/F 6)直接與主微控制器4通信。除了最高電勢(shì)電池監(jiān)測(cè)IC 2n，電池監(jiān)測(cè)IC21-2(n-l)的每個(gè)都通過(guò)位于自身的高電勢(shì)側(cè)的電池監(jiān)測(cè)IC與主微控制器4通信。如圖3所示，每個(gè)LPF5是由電阻Rl和電容C組成的所謂的CR濾波器。該電阻Rl連接在單元電池C11-Cnm中的相應(yīng)一個(gè)單元電池的正極側(cè)和電池監(jiān)測(cè)IC 21-2n中的相應(yīng)一個(gè)電池監(jiān)測(cè)IC之間。該電容C連接在電阻Rl與電池監(jiān)測(cè)IC 21-2n中的相應(yīng)一個(gè)電池監(jiān)測(cè)IC的連接點(diǎn)、與電池塊CB1-CBn