蓄電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于中斷蓄電裝置的通電的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)提出了一種技術(shù)，用于當(dāng)充電電流流過二次電池時，關(guān)斷系統(tǒng)主繼電器，從而防止二次電池的過充電。通過關(guān)斷系統(tǒng)主繼電器，可以中斷二次電池和負荷的連接，可以停止給二次電池充電，并且可以防止二次電池的過充電。
[0003]通過包括在電子控制單元(ECT)中的中央處理單元(CPU)，執(zhí)行對系統(tǒng)主繼電器的接通-關(guān)斷控制。CPU不僅執(zhí)行對系統(tǒng)主繼電器的驅(qū)動控制，而且還執(zhí)行其它的控制，并且有時還改變包含在CPU中的程序。這里，當(dāng)程序被改變時，有必要檢查在程序被改變之后，對系統(tǒng)主繼電器的驅(qū)動控制(換句話說，用于防止過充電的控制)是否被正常執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個方面涉及一種蓄電系統(tǒng)，該蓄電系統(tǒng)包括:蓄電裝置，在該蓄電裝置中，多個蓄電塊彼此串聯(lián)連接，所述多個蓄電塊中的每一個包括至少一個被配置為被充電或被放電的蓄電元件；繼電器，其被配置為在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換，在接通狀態(tài)中，該繼電器將蓄電裝置連接到負荷，在關(guān)斷狀態(tài)中，該繼電器中斷蓄電裝置和負荷的連接；控制器，其被配置為控制繼電器，從而使繼電器在接通或關(guān)斷狀態(tài)之間切換；以及電流中斷電路，其被配置為通過使繼電器從接通狀態(tài)切換至關(guān)斷狀態(tài)來中斷蓄電裝置的通電。電流中斷電路包括報警電路，其被配置為通過將每個蓄電塊的輸入電壓值與閥值進行比較，輸出指示蓄電塊中的至少任意一個處于過充電狀態(tài)或過放電狀態(tài)中的一者的報警信號；鎖存電路，其被配置為保持報警信號；以及晶體管，其配置為在接收到鎖存電路的輸出信號時，使繼電器從接通狀態(tài)切換至關(guān)斷狀態(tài)?？刂破鞅慌渲脼橥ㄟ^改變輸入到報警電路的電壓值和閥值中的至少一者來執(zhí)行用于使報警電路輸出報警信號的控制，然后判定蓄電裝置的通電狀態(tài)。
[0005]當(dāng)在用于輸出報警信號的控制被執(zhí)行之后蓄電裝置處于通電狀態(tài)時，控制器可以被配置為確定電流中斷電路處于異常狀態(tài)。
[0006]當(dāng)在用于輸出報警信號的控制被執(zhí)行之后蓄電裝置處于不通電狀態(tài)時，控制器可以被配置為確定電流中斷電路處于正常狀態(tài)。
[0007]控制器可以被配置為使用電壓傳感器的輸出和電流傳感器的輸出中的至少一者來判定蓄電裝置的通電狀態(tài)，該電壓傳感器被配置為檢測蓄電裝置的電壓值，該電流傳感器被配置為檢測蓄電裝置的電流值。
[0008]該蓄電系統(tǒng)可以進一步包括:多個電容器，每個電容器與蓄電塊中對應(yīng)的一個并聯(lián)連接，并且每個電容器被配置為將蓄電塊中對應(yīng)的一個的電壓值輸出給報警電路；多個第一開關(guān)，所述多個第一開關(guān)中的每一個將蓄電塊中對應(yīng)的一個連接到電容器中對應(yīng)的一個；以及多個旁路電路，每個旁路電路與電容器中對應(yīng)的一個并聯(lián)連接，并且每個旁路電路都包括第二開關(guān)。控制器被配置為通過借助對第一開關(guān)和第二開關(guān)的驅(qū)動控制，使用多個蓄電塊的輸出給電容器中的一個充電，來執(zhí)行用于輸出指示過充電狀態(tài)的報警信號的控制。
[0009]第一開關(guān)可以由多路復(fù)用器構(gòu)成。
[0010]該蓄電系統(tǒng)可以進一步包括放電電路，該放電電路經(jīng)由從將對應(yīng)的蓄電塊連接到電流中斷電路的線路分支出來的對應(yīng)線路而與蓄電塊并聯(lián)連接，并且被配置為通過操作第三開關(guān)中對應(yīng)的一個來給蓄電塊中的每一個放電。該控制器可以被配置為通過借助對放電電路中對應(yīng)的第三開關(guān)的驅(qū)動控制，允許蓄電塊中的任意一個向該放電電路放電來降低輸入給報警電路的電壓值，從而執(zhí)行用于輸出指示過放電狀態(tài)的報警信號的控制。
[0011]該蓄電系統(tǒng)可以進一步包括多個電容器，每個電容器與蓄電塊中對應(yīng)的一個并聯(lián)連接，并且每個電容器被配置為輸出蓄電塊中對應(yīng)的一個的電壓值給報警電路。放電電路可以與電容器并聯(lián)連接。
【附圖說明】
[0012]本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點、以及技術(shù)和工業(yè)意義將參照附圖在下面被描述，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，并且其中:
[0013]圖1是示出電池系統(tǒng)的配置的視圖；
[0014]圖2是示出每個系統(tǒng)主繼電器的結(jié)構(gòu)的視圖；
[0015]圖3是示出基于每個單電池的電壓值控制電池組的充電或放電操作的過程的流程圖；
[0016]圖4是示出電池系統(tǒng)的部分配置的視圖；
[0017]圖5是示出電流中斷電路的配置的視圖；
[0018]圖6是示出報警設(shè)置電路的配置的視圖；
[0019]圖7是示出另一個報警設(shè)置電路的配置的視圖；
[0020]圖8是示出在沒有設(shè)置報警鎖存電路的配置中，報警設(shè)置電路的輸出和每個系統(tǒng)主繼電器的操作的圖；
[0021]圖9是示出在設(shè)置了報警鎖存電路的配置中，報警鎖存電路的輸出和每個系統(tǒng)主繼電器的操作的圖；
[0022]圖10是示出根據(jù)第一實施例的電流中斷電路的部分配置的視圖；
[0023]圖11是示出根據(jù)第一實施例的電流中斷電路的部分配置的視圖；
[0024]圖12是示出根據(jù)第一實施例的確定電流中斷電路是否處于異常狀態(tài)的過程的流程圖；
[0025]圖13是示出根據(jù)第一實施例的替代實施例的確定電流中斷電路是否處于異常狀態(tài)的過程的流程圖；
[0026]圖14是示出根據(jù)第一實施例的替代實施例的報警設(shè)置電路的配置的視圖；
[0027]圖15是示出根據(jù)第一實施例的另一個替代實施例的報警設(shè)置電路的配置的視圖；
[0028]圖16是示出根據(jù)第二實施例的電池ECU的部分配置的視圖；
[0029]圖17是示出根據(jù)第二實施例的電流中斷電路的部分配置的視圖；和
[0030]圖18是示出根據(jù)第二實施例的確定電流中斷電路是否處于異常狀態(tài)的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]在下文中，本發(fā)明的第一實施例將被描述。
[0032]圖1是顯示根據(jù)本實施例的電池系統(tǒng)的配置的視圖。圖1所示的電池系統(tǒng)可以，例如，被安裝在車輛上。該車輛被允許使用電池組10的輸出來移動。本發(fā)明可以被應(yīng)于到車輛之外的裝置。
[0033]電池組10包括多個彼此串聯(lián)電連接的單電池(其充當(dāng)蓄電元件)11。每個單電池可以是二次電池，例如鎳金屬氫化物電池和鋰離子電池?？梢允褂秒婋p層電容器來代替二次電池?；陔姵亟M10的所需輸出等，單電池11的數(shù)量可以被設(shè)置。在本實施例中，所有構(gòu)成電池組10的單電池11彼此串聯(lián)電連接；作為替代，電池組10可以包括多個彼此并聯(lián)電連接的單電池11。
[0034]電流傳感器21檢測流過電池組10的電流，并且將檢測結(jié)果輸出給電池電子控制單元(E⑶)30。這里，當(dāng)電池組10正在被放電時，正電流值被電流傳感器21檢測到；反之，當(dāng)電池組10正在被充電時，負電流值被電流傳感器21檢測到。
[0035]在本實施例中，電流傳感器21被設(shè)置在連接到電池組10的正電極端子的正電極線路PL中。電流傳感器21僅需要能夠檢測流過電池組10的電流。電流傳感器21被設(shè)置的位置可以根據(jù)需要來設(shè)置。具體地，電流傳感器21可以被設(shè)置在正電極線路PL中，或者被設(shè)置在連接到電池組10的負電極端子的負電極線路NL中。多個電流傳感器21可以被使用。
[0036]第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B被設(shè)置在正電極線路PL中。在接收到來自主E⑶34的控制信號時，第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換。這里，電池ECU 30和主E⑶34充當(dāng)控制器。
[0037]如圖2所示，第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B包括勵磁線圈51、可動接觸件52和固定接觸件53。勵磁線圈51的一端經(jīng)由開關(guān)42被連接到電源41，勵磁線圈51的另一端接地。例如，安裝在車輛上的輔助電池可以被用作電源41。
[0038]在接收到來自主E⑶34的控制信號時，開關(guān)42在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換。當(dāng)開關(guān)42從關(guān)斷狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時，電流從電源41流到勵磁線圈51，并且在勵磁線圈51處產(chǎn)生磁力。另一方面，當(dāng)開關(guān)42從接通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)時，來自電源41的勵磁線圈51的通電被中斷。
[0039]可動接觸件52例如被彈簧等沿著遠離固定接觸件53的方向推動。當(dāng)電流流過勵磁線圈51時，由于在勵磁線圈51處所產(chǎn)生的磁力，可動接觸件52對抗著該推力而移動。如此，可動接觸件52與固定接觸件53接觸，并且第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通狀態(tài)。另一方面，當(dāng)勵磁線圈51的通電被中斷時，在接收到該推力時，可動接觸件52遠離固定接觸件53移動。如此，第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B從接通狀態(tài)切換至關(guān)斷狀態(tài)。
[0040]在圖1中，第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G被設(shè)置在負電極線路NL中。在接收到來自主E⑶34的控制信號時，第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換。第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G的結(jié)構(gòu)類似于第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B的結(jié)構(gòu)(見圖2)。
[0041]第三系統(tǒng)主繼電器SMR-P和限流電阻器Rl與第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G并聯(lián)電連接。第三系統(tǒng)主繼電器SMR-P和限流電阻器Rl彼此串聯(lián)電連接。在接收到來自主E⑶34的控制信號時，第三系統(tǒng)主繼電器SMR-P在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換。第三系統(tǒng)主繼電器SMR-P的結(jié)構(gòu)類似于第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B的結(jié)構(gòu)(見圖2)。當(dāng)電池組10被連接到負荷(具體地，逆變器22 (稍后描述))時，限流電阻器Rl被用于抑制浪涌電流的流動。
[0042]電壓傳感器24被連接在正電極線路PL和負電極線路NL之間。具體地，電壓傳感器24被連接到將第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B與逆變器22相連接的正電極線路PL和將第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G與逆變器22相連接的負電極線路NL。該電壓傳感器24檢測輸入給逆變器22的電壓值，并且將檢測結(jié)果輸出給電池E⑶30。
[0043]電池組10經(jīng)由正電極線路PL和負電極線路NL被連接到逆變器22。當(dāng)電池組10被連接到逆變器22時，主E⑶34首先使第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通狀態(tài)，并且使第三系統(tǒng)主繼電器SMR-P從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通狀態(tài)。如此，可以使電流流過限流電阻器R1。
[0044]隨后，主E⑶34使第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通狀態(tài)，然后，使第三系統(tǒng)主繼電器SMR-P從接通狀態(tài)切換至關(guān)斷狀態(tài)。如此，電池組10與逆變器22的連接被完成，并且圖1所示的電池系統(tǒng)進入啟動狀態(tài)(準(zhǔn)備接通狀態(tài))。有關(guān)車輛的點火開關(guān)的接通/關(guān)斷狀態(tài)的信息被輸入給主ECU 34。當(dāng)點火開關(guān)從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通狀態(tài)時，主E⑶34啟動圖1所示的電池系統(tǒng)。
[0045]另一方面，當(dāng)點火開關(guān)從接通狀態(tài)切換至關(guān)斷狀態(tài)時，主E⑶34使第一系統(tǒng)主繼電器SMR-B和第二系統(tǒng)主繼電器SMR-G從接通狀態(tài)切換至關(guān)斷狀態(tài)。如此，電池組10與逆變器22的電連接被中斷，并且圖1所示的電池系統(tǒng)進入停止?fàn)顟B(tài)(準(zhǔn)備關(guān)斷狀態(tài))。當(dāng)電池系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)時，電池組10不被充電或放電。
[0046]逆變器22將從電池組10輸出的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，并且將該交流電力輸出給電動發(fā)電機(MG) 23。在接收到從逆變器22輸出的交流電力時，電動發(fā)電機23產(chǎn)生用于推動車輛的動能。由電動發(fā)電機23所產(chǎn)生的動能被傳輸給車輪，并且能夠推動該車輛。
[0047]當(dāng)車輛減速或停止時，電動發(fā)電機23將在制動車輛時所產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為電能(交流電力)。逆變器22將由電動發(fā)電機23所產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，并且將該直流電力輸出給電池組10。如此，電池組10能夠存儲再生的電力。
[0048]電池E⑶30包括監(jiān)視集成電路(IC) 31。該監(jiān)視IC 31經(jīng)由電壓檢測線路LI被連接到單電池11，并且檢測單電池11中每一個的電壓值。這里，電壓檢測電路LI中的任意兩條被連接到單電池11中對應(yīng)的一個的正電極端子和負電極端子。
[0049]在本實施例中，監(jiān)視IC 31檢測每個單電池11的電壓值；然而，本發(fā)明不限于這種配置。例如，監(jiān)視IC 31能夠檢測包括多個單電池11的電池塊(其充當(dāng)蓄電塊)的電壓值。這里，電壓檢測線路LI中的任意兩條被連接至電池塊中對應(yīng)的一個的正電極端子和負電極端子。
[0050]每個電池塊可以，例如，由多個彼此串聯(lián)電連接的單電池11構(gòu)成。此外，每個電池塊可以，例如，由多個彼此并聯(lián)電連接的單電池11構(gòu)成。電池組10可通過電連接多個彼此串聯(lián)的電池塊來構(gòu)成。
[0051]電池E⑶30包括光電耦合器32和中央處理單