專利名稱：監(jiān)視裝置和使用了該監(jiān)視裝置的蓄電裝置控制系統(tǒng)、鐵路車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)視蓄電池的監(jiān)視裝置和使用了該監(jiān)視裝置的蓄電裝置 控制系統(tǒng)、鐵路車輛。
背景技術(shù)：
可重復(fù)進(jìn)行充電和放電的蓄電池容易作為電源裝置使用，在從便攜式終端和筆記本PC的屯源到混合汽車的動(dòng)力源中廣泛使用。蓄電池由其化學(xué)特性來決定適當(dāng)存儲(chǔ)的能量和合適的充放電電流。若 超過這些來進(jìn)行充放電，則化學(xué)特性變化，性能降低或損壞。因此，為了 使蓄電池耐久，需要邊看蓄電池的狀態(tài)邊適當(dāng)調(diào)整充放電。由此，在利用蓄電池的系統(tǒng)中，通常具有檢測(cè)蓄電池的電壓等狀態(tài)的 監(jiān)視裝置，將檢測(cè)出的蓄電池的狀態(tài)信息傳到充放電控制部，并基于此來 控制充放電。在汽車這種輸出規(guī)模大的系統(tǒng)中使用蓄電池時(shí)，為了確保大功率和大 能量容量，而串聯(lián)連接多個(gè)蓄電池(專利文獻(xiàn)1)。這時(shí)，每個(gè)按某種程 度進(jìn)行連接的小規(guī)模串聯(lián)連接具有監(jiān)視裝置，若充放電控制部可與其分別 進(jìn)行連接，則監(jiān)視裝置的尺寸和布線上都很方便。專利文獻(xiàn)1日本特開2003 — 70179號(hào)公報(bào)在作為汽車的動(dòng)力源的用途中，多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池整體為幾百伏 的高電壓。由于監(jiān)視裝置通過傳感器與蓄電池相連，或與其很靠近，所以 需要實(shí)施防止高電壓造成的破壞用的適當(dāng)?shù)慕^緣。其中使用了以光電耦合 器為基礎(chǔ)的絕緣元件，但由此成本很高。根據(jù)專利文獻(xiàn)l的方法，在一列連接伴隨多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池的多 個(gè)監(jiān)視裝置(電池單元控制器)時(shí)，其間不需要通過光電耦合器來進(jìn)行絕 緣。與另外設(shè)置的充放電控制部(電池控制器)的通信路徑限于串聯(lián)連接 兩端的監(jiān)視裝置，通過具有串聯(lián)連接的多個(gè)蓄電池的耐壓而僅絕緣該兩個(gè)
位置，從而低價(jià)地構(gòu)成蓄電裝置。但是，專利文獻(xiàn)1的蓄電裝置以面向電動(dòng)汽車或混合電動(dòng)汽車為144 伏左右的電壓、只要是可用比較低廉的光電耦合來絕緣的程度就可以了作 為前提。在面向比其規(guī)模大的系統(tǒng)、例如混合鐵路車輛而串聯(lián)連接多個(gè)蓄電池直到達(dá)到與架線電壓相當(dāng)?shù)?500伏的情況下，需要耐1500伏高壓的 絕緣元件。這種高耐壓元件價(jià)格高昂。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在這種使用了串聯(lián)連接多個(gè)蓄電池后的高 電壓的組電池的情況下，通過簡(jiǎn)單且低價(jià)的構(gòu)成，可使蓄電池壽命長(zhǎng)的監(jiān) 視裝置和使用了該監(jiān)視裝置的蓄電裝置控制系統(tǒng)。為了解決上述問題，本發(fā)明為以下結(jié)構(gòu)，其中包括組電池，串聯(lián)連接 了多個(gè)由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池；多個(gè)監(jiān)視裝置，監(jiān)視多個(gè)部分組 電池，并分別進(jìn)行串聯(lián)連接；控制裝置，其控制組電池的充放電；通信路 徑，其從控制裝置向相鄰于控制裝置的監(jiān)視裝置傳送信息；多個(gè)監(jiān)視裝置 分別具有多個(gè)處理單元，根據(jù)多個(gè)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信 息；電源單元，其可以接受來自所監(jiān)視的部分組電池的電能；第l通信單 元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或控制裝置進(jìn)行通信；第2通信單元， 其與在另一側(cè)相鄰配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；絕緣單元，其配置在處理單 元和第1通信單元或第2通信單元之間，通過部分組電池的電壓以上的耐 壓來進(jìn)行絕緣。在可與由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池、控制部分組電池的充放電的 控制裝置連接使用，且監(jiān)視部分組電池，還可與其他監(jiān)視裝置相連的監(jiān)視 裝置中，包括處理單元，其根據(jù)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信 息；電源單元，其可接受來自所監(jiān)視的部分組電池的電能；第l通信單元， 其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或控制裝置進(jìn)行通信；第2通信單元，其 與相鄰于另一側(cè)進(jìn)行配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；絕緣單元，其配置在處理 單元和第1通信單元或第2的通信單元之間，通過部分組電池的電壓以上 的耐壓來絕緣。包括組電池，由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池多個(gè)串聯(lián)連接而構(gòu)成;
和多個(gè)監(jiān)視裝置，監(jiān)視多個(gè)部分組電池，且分別進(jìn)行串聯(lián)連接；控制裝置， 其控制電池的充放電，多個(gè)監(jiān)視裝置分別包括多個(gè)處理單元，根據(jù)多個(gè) 部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息；第l通信單元，其與相鄰于一 側(cè)進(jìn)行配置的監(jiān)視裝置或控制裝置進(jìn)行通信；第2通信單元，其與相鄰于 另一側(cè)進(jìn)行配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；絕緣單元，其配置在處理單元和第 1通信單元及第2通信單元之間，絕緣部分組電池的電壓。即使在使用了串聯(lián)連接多個(gè)蓄電池的高電壓的組電池的情況下，也可 通過簡(jiǎn)單且低價(jià)的結(jié)構(gòu)，來提供可使蓄電池壽命長(zhǎng)監(jiān)視裝置和使用了該監(jiān) 視裝置的蓄電裝置控制系統(tǒng)。


圖1是表示本發(fā)明的蓄電裝置控制系統(tǒng)的一實(shí)施例的圖；圖2是表示圖1的控制裝置取得電池模塊的狀態(tài)用的通信的情形的圖；圖3是表示操作了圖1的控制裝置中的中繼時(shí)的各電源單元和斷路器的狀態(tài)變化的圖；圖4是表示本發(fā)明的蓄電裝置控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的圖；圖5是表示利用了本發(fā)明的蓄電裝置控制系統(tǒng)的鐵路車輛動(dòng)力裝置的一實(shí)施例的圖；圖6是表示本發(fā)明的蓄電裝置控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的圖； 圖7是表示圖6所示的電源單元的一實(shí)施例的圖； 圖8是表示圖6所示的控制裝置取得電池模塊的狀態(tài)信息用的通信情 形的圖；圖9是表示啟動(dòng)和終止圖6所示的監(jiān)視裝置的順序的圖。 圖中1d—負(fù)載，ctl、 ctl， _控制裝置，b —組電池，bl、 b2、 b3 — 電池模塊，gnd—基準(zhǔn)電位，br—斷路器，ccl、 cc2、 cc3 —電壓傳感器， mol、 mo2、 mo3、 mol， 、 mo2， 、 mo3，一監(jiān)視裝置，pl、 p2、 p3 —電源 單元，rl、 r2、 r3 —接點(diǎn)，icl、 ic2、 ic3—電源元件，ml、 m2、 m3、 tm— 微機(jī)，rcl、 rc2、 rc3 —電源電路，isl、 is2、 is3 —絕緣單元，cll、 c12、 c21、 c22、 c31、 c32、 tcb、 tci一通信回路，pcil、 pci2、 pci3—電源指令輸入端
子，pcol、 pco2、 pco3—電源指令輸出端子，pal、 pa2、 pa3、 pil、 pi2、 pi3 —電源輸入端子，brc—斷開控制裝置，mtu、 mlu、 m2u、 m3u、 m2d、 mld、 mtd—處理，hd3 —頭，cd3 —控制數(shù)據(jù)，sd3 —狀態(tài)信息，dfl、 df2、 df3、 dnl、 dn2、 dn3 —延遲，dfb—在先時(shí)間，dnb—等待時(shí)間，pol、 po2、po3 —電源輸出端子。
具體實(shí)施方式
下面，參考附圖來說明各實(shí)施例。實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明的蓄電裝置控制系統(tǒng)的一實(shí)施方式的圖。 組電池b由多個(gè)蓄電池構(gòu)成。負(fù)載ld消耗組電池b的能量，或產(chǎn)生 能量來對(duì)組電池b充電。控制裝置ct可以通過使負(fù)載ld變化來調(diào)整組電 池b和負(fù)載ld之間的能量的輸入輸出(組電池b的充放電)。即，可控制 組電池的充放電。斷路器br具有可通電和不可通電兩個(gè)狀態(tài)。這些狀態(tài)可通過來自控制 裝置ctl的斷開控制裝置brc的指令來進(jìn)行控制。在使斷路器br不可通電 時(shí)，組電池b與負(fù)載ld電分離，而不能與負(fù)載ld之間進(jìn)行充放電。組電池b串聯(lián)連接多個(gè)作為部分組電池的電池模塊bl、 b2、 b3而構(gòu) 成。其中，電池模塊bl接地到基準(zhǔn)電位gnd。電池模塊bl、 b2、 b3通過 串聯(lián)連接多個(gè)例如鎳氫電池和鋰離子電池這種可充放電的電池單元(蓄電 池)而構(gòu)成。本實(shí)施例中，考慮鐵路用途，在電池模塊兩端的電壓在合適 的范圍內(nèi)進(jìn)行充放電的情況下最大是400伏左右，組電池b的電壓最大是 1200伏左右。 '電池模塊的數(shù)目并不限于本例的3個(gè)，若是多個(gè)，可以通過同樣的形 態(tài)來實(shí)施本發(fā)明。 一個(gè)電池模塊的電壓也不限于都是400伏，即使是不同 的電壓也可適用本發(fā)明。電壓傳感器ccl、 cc2、 cc3是分別以與電池模塊bl， b2， b3相同的電 位，來測(cè)量電池模塊內(nèi)部的電池單元的電壓值并輸出的電壓傳感器。監(jiān)視裝置mol、 mo2、 mo3監(jiān)視作為多個(gè)部分組電池的電池模塊，并 串聯(lián)連接各個(gè)監(jiān)視裝置。具體上，主要功能是分別伴隨電池模塊bl、 b2、 b3，作為本身伴隨的電池模塊的狀態(tài)來檢測(cè)出電壓和SOC (所存儲(chǔ)的能量+可適當(dāng)存儲(chǔ)的能量)，通過這些是否是適當(dāng)?shù)闹祦頇z測(cè)出電池模塊的異 常。本實(shí)施例中各監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)相同。例如，在本實(shí)施例中沒有使用之后說明的監(jiān)視裝置mo3上的絕緣單元is3，接點(diǎn)r3，通信回路c32，但是 即使這樣也不省去這些而使各監(jiān)視裝置為同樣構(gòu)成是因?yàn)樵谥圃旃芾砗?組裝上很容易。下面，以電池模塊b2和監(jiān)視裝置mo2為中心來加以說明。電源單元p2是切換(switching)電源電路?？梢酝ㄟ^從電池模塊b2 對(duì)其施加電壓(最大400伏)，從而從電池模塊b2接受電力并輸出，其 中該電池模塊b2為了向之后說明的作為處理單元的微機(jī)m2、絕緣單元 is2、通信回路c21、還有與監(jiān)視裝置mo2有關(guān)的未圖示的各種要素饋電而 監(jiān)視合適的電能(例如一般元件中廣泛使用的3. 3伏和5伏電源)。另 外，電源單元p2以較高的效率使用了低價(jià)的切換電源方式，但是只要具 有這種饋電功能，可以是任何電源方式。電源元件ic2是控制作為切換電源電路的電源單元p2的元件。內(nèi)部具 有切換電源方式所需的振蕩機(jī)構(gòu)。電源元件ic2在振蕩中具有電源單元p2 的饋電輸出，在振蕩停止過程中停止饋電輸出。電源元件ic2具有遙控off 控制端子，根據(jù)這里施加的電源指令來切換振蕩的動(dòng)作和停止。具體是， 若該端子為短路狀態(tài)，(作為電源指令若施加了"短路狀態(tài)")則可以進(jìn) 行振蕩，若為打開狀態(tài)，(作為電源指令施加了"打幵狀態(tài)")，則停止 振蕩。由于切換電源方式很一般，所以這種電源元件可以低價(jià)得到。艮口，電源單元p2內(nèi)的電源元件ic2在沒有向電源指令輸入端子pci2 輸入電源指令的情況下，停止饋電輸出。這里，電源單元p2為較髙效且低價(jià)的切換電源方式，其中配置了控 制用的可進(jìn)行遙控off的電源元件ic2，但是若電源單元p2具有之前的饋 電功能和通過從外部施加的電源指令停止輸出的遙控off控制端子，則可 以是任何電源方式。電源指令輸入端子pci2是接受與下側(cè)相鄰配置的監(jiān)視裝置mol的電 源單元pl的輸出連動(dòng)的電源指令，并施加到電源單元p2內(nèi)的電源元件ic2 用的電源指令輸入端子。電源指令輸入端子pcil接受從相鄰配置的控制裝 置ctl向電源單元pl施加的電源指令。 說明書第6/18頁(yè)監(jiān)視裝置mo2具有作為處理單元的微機(jī)m2。微機(jī)m2從電壓傳感器 cc2經(jīng)連線接收電壓值，以檢測(cè)作為部分組電池的電池模塊b2的電壓。微 機(jī)m2從電壓傳感器cc2接收電壓值的方式可以是任何方式。微機(jī)m2對(duì)所接收的電池模塊b2的電壓值進(jìn)行運(yùn)算處理，以檢測(cè)SOC。 將電壓值和SOC與預(yù)定的閾值相比較，并根據(jù)該結(jié)果檢測(cè)電池模塊b2的 異常。微機(jī)m2中檢測(cè)出的信息可以與 《制裝置ctl所需的信息配合來決定， 并不限于電壓值和SOC。例如，可以在電池模塊b2中具有電流傳感器， 而檢測(cè)出電流值?；蛞部梢跃哂袦囟葌鞲衅?，而檢測(cè)出溫度。艮口，作為處理單元的微機(jī)m2根據(jù)作為部分組電池的電池模塊b2的狀 態(tài)信息來生成SOC等的充放電控制信息。作為第1通信單元的通信回路c21是通信監(jiān)視裝置mo2與相鄰于接近 基準(zhǔn)電位的一側(cè)配置的監(jiān)視裝置mol進(jìn)行通信用的下通信回路。作為第1 通信單元的通信回路cll是與控制裝置ctl通信用的通信回路。微機(jī)m2 可以經(jīng)通信回路c21，與微機(jī)ml之間發(fā)送接收信息。這時(shí)的通信可以是 任何方式。這里設(shè)作簡(jiǎn)單的串行通信。作為第2通信單元的通信回路c22是通信監(jiān)視裝置mo2與相鄰于遠(yuǎn)離 基準(zhǔn)電位的另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置mo3進(jìn)行通信用的上通信回路。作為第 2通信單元的通信回路c22和作為處理單元的微機(jī)m2之間通過光電耦合 器這種絕緣單元is2來進(jìn)行絕緣。微機(jī)m2可以經(jīng)絕緣單元is2和通信回路 c22與監(jiān)視裝置mo3的微機(jī)m3之間發(fā)送接收信息。這時(shí)的通信可以是任 何方式。這里設(shè)作簡(jiǎn)單的串行通信。從相鄰配置的監(jiān)視裝置mo3的電源單 元p3向該第2通信單元饋電。絕緣單元(光電耦合器)is2是耐電池模塊b2排列的電壓、即400伏 左右的絕緣為目的而使用的元件就可以了。即，該絕緣單元is2的特征是 通過作為部分組電池的電池模塊b2的電壓以上的耐壓來加以絕緣。電源輸入端子pa2是將監(jiān)視裝置mo3的電源單元p3作為電源輸入的 上電源輸入端子。從電源輸入端子pa2向通信回路c22饋電。電源電路rc2 是去除在該饋電線上攜帶的噪聲，而對(duì)通信回路c22提供穩(wěn)定的電源用的 電源電路。接點(diǎn)r2具有若有充分的饋電、則短路，若沒有、則打開的功能，且
是可用于與電池模塊b2相當(dāng)?shù)?00伏的絕緣這樣的絕緣a接點(diǎn)中繼。接 點(diǎn)r2若具有這種功能，則可以是任何接點(diǎn)。這里，使用限于在輸入側(cè)的發(fā) 光二極管點(diǎn)亮?xí)r輸出側(cè)的中繼關(guān)閉的元件。這種元件與絕緣單元(光電耦 合器)is2為相同程度的低價(jià)。艮P，接點(diǎn)r2是電源電路絕緣單元，可以從電源單元p2接受電源指令， 且配置在電源單元p2和后述的電源指令輸出端子pco2之間，可以通過作 為部分組電池的電池模塊b2的電壓以上的耐壓來絕緣。電源指令輸出端子pco2設(shè)置在與電源指令輸入單元pci2相反的一側(cè)， 是對(duì)相鄰配置的監(jiān)視裝置mo3輸出電源指令用的端子。具體為，是將作為 絕緣a接點(diǎn)中繼的接點(diǎn)r2的狀態(tài)作為電源指令"打開狀態(tài)"和"短路狀態(tài)" 輸出并向監(jiān)視裝置mo3的電源元件ic3的遙控off控制端子施加用的電源 指令輸出端子。如上所述，說明了監(jiān)視裝置mo2的結(jié)構(gòu)，但是監(jiān)視裝置mol， mo3 也是相同的結(jié)構(gòu)。尤其監(jiān)視裝置mol通過電源單元pl和電池模塊bl的連線來接地到基準(zhǔn)電位。接著說明控制裝置ctl的結(jié)構(gòu)。控制裝置ctl接地到基準(zhǔn)電位gnd。由 此，可以不絕緣地連接相同電位的電池模塊bl和初級(jí)監(jiān)視裝置mol。從 組電池b之外的具有十分豐富能量的電源裝置向控制裝置ctl上的各要素 饋電。微機(jī)tm主要進(jìn)行調(diào)整組電池b的充放電量用的計(jì)算處理。 通信回路tcb與初級(jí)監(jiān)視裝置mol的通信回路cll連接。微機(jī)tm可 以經(jīng)通信回路tcb、通信回路cll，與微機(jī)ml之間發(fā)送接收信息。這時(shí)的 通信標(biāo)準(zhǔn)可以是任意的，但是這里設(shè)簡(jiǎn)單的串行通信。微機(jī)tm可以經(jīng)微 機(jī)ml來取得通過監(jiān)視裝置mol， mo2， mo3檢測(cè)出的電池模塊bl ， b2， b3的電壓和SOC與異常信息。后面描述該動(dòng)作。微機(jī)tm以所取得的電池模塊bl， b2， b3的電壓和SOC為基礎(chǔ)，運(yùn)算 充放電控制信息，這種充放電控制信息例如若SOC比預(yù)定的閾值高，則 停止充電，若SOC過小，則停止放電，而優(yōu)先進(jìn)行充電。或者，若電池 模塊bl， b2， b3的其中之一接受到異常的信息，則也可以進(jìn)行使斷路器 br工作而強(qiáng)制停止組電池b的充放電這種保護(hù)動(dòng)作。
中繼tr是通過來自微機(jī)tm的指令來切換短路和打開的中繼。中繼tr 經(jīng)初級(jí)監(jiān)視裝置mol的電源指令輸入端子pcil與電源元件icl的遙控off 控制端子連接，并將開放和短路的狀態(tài)作為電源指令來施加。該關(guān)系與接 點(diǎn)rl和電源元件ic2的關(guān)系和接點(diǎn)r2與電源元件ic3的關(guān)系相同。通過本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，表示控制裝置ctl取得組電池b的充放電控制 所需的電池模塊bl， b2， b3的狀態(tài)信息的情形。為了方便，將從控制裝 置ctl內(nèi)的微機(jī)tm經(jīng)通信回路tcb、通信回路ell到達(dá)相鄰配置的監(jiān)視裝 置mol內(nèi)的微機(jī)ml的雙向通信路徑稱作上位通信路徑，將從微機(jī)ml經(jīng) 絕緣單元(光電耦合器)isl、通信回路c12、通信回路c21到達(dá)微機(jī)m2 的雙向通信路徑稱作通信路徑12，從微機(jī)m2經(jīng)絕緣單元(光電耦合器) is2、通信回路徑c22、通信回路c31到達(dá)微機(jī)m3的雙向通信路徑稱作通 信路徑23。圖2是沿時(shí)間序列來表示到控制裝置ctl的微機(jī)tm取得電池模塊b3 的狀態(tài)信息之前的上位通信路徑、通信路徑12、通信路徑23上的傳送數(shù) 據(jù)的流向的圖。由于在各個(gè)通信路徑中傳送數(shù)據(jù)明示了向哪個(gè)方向，所以 將向基準(zhǔn)電位側(cè)的傳送稱作down (下行)、將與其相反側(cè)的傳送稱作up (上行)。頭hd3，控制數(shù)據(jù)cd3，狀態(tài)信息sd3是傳送數(shù)據(jù)。用圓點(diǎn)表示 的mtu、 mlu、 m2u、 m3u、 m2d、 mld、 mtd表示微機(jī)的處理。首先，微機(jī)tm通過處理mtu，生成目標(biāo)為微機(jī)m3的電池模塊b3的 狀態(tài)信息發(fā)送請(qǐng)求，而發(fā)送到上位通信路徑的上行。請(qǐng)求由頭hd3、控制 數(shù)據(jù)cd3構(gòu)成。頭hd3描述了請(qǐng)求的目標(biāo)?？刂茢?shù)據(jù)cd3是描述請(qǐng)求的內(nèi) 容(這時(shí)，發(fā)送電池模塊b3的狀態(tài)信息的送付)等的控制數(shù)據(jù)。微機(jī)ml經(jīng)上位通信路徑的上行來接收該請(qǐng)求，并通過處理mlu來調(diào) 査頭hd3中描述的目標(biāo)。由于目標(biāo)不是微機(jī)m3本身，所以將所接收的請(qǐng) 求(頭hd3和控制數(shù)據(jù)cd3)直接發(fā)送到通信路徑12的上行。微機(jī)m2經(jīng)通信路徑12的上行來接收該請(qǐng)求，并通過處理m2u來調(diào) 査頭hd3中描述的目標(biāo)。與微機(jī)ml同樣確認(rèn)為不是自身目標(biāo)，而將請(qǐng)求 直接發(fā)送到通信路徑23的上行。微機(jī)m3經(jīng)通信路徑23的上行來接收該請(qǐng)求，并通過處理m3u來調(diào) 査頭hd3中描述的目標(biāo)。在確認(rèn)該請(qǐng)求目標(biāo)是自身后，從控制數(shù)據(jù)cd3中
讀取請(qǐng)求的內(nèi)容。這里，描述了電池模塊b3的狀態(tài)信息的發(fā)送請(qǐng)求。接收這些信息，為響應(yīng)于微機(jī)tm，而生成由此構(gòu)成的狀態(tài)信息sd3，并將自 身檢測(cè)出的電池模塊b3的電壓、SOC和異常信息發(fā)送到通信路徑23的下行。微機(jī)m2經(jīng)通信路徑23的下行來接收狀態(tài)信息sd3，并通過處理m2d 將該數(shù)據(jù)直接發(fā)送到通信路徑12的下行。這時(shí)，根據(jù)微機(jī)tm的需要，還 可以例如通過微機(jī)m2將比較電池模塊b3的SOC和電池模塊b2的SOC 后的結(jié)果添加到狀態(tài)信息sd3上加以發(fā)送。微機(jī)ml經(jīng)通信路徑12的下行來接收狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過處理mid來將 該數(shù)據(jù)直接發(fā)送到上通信路徑的下行。對(duì)于這些與處理ln2d相同。微機(jī)tm經(jīng)上位通信路徑的下行來接收狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過處理mtd來 展幵。這樣微機(jī)tm如通過處理mtu發(fā)送的請(qǐng)求的那樣，取得電池模塊b3 的狀態(tài)信息。微機(jī)tm可以通過同樣的順序從微機(jī)m2接受電池模塊b2的狀態(tài)信息 和從微機(jī)ml接受電池模塊bl的狀態(tài)信息，并可使用所取得的電池模塊 bl， b2， b3的狀態(tài)信息來控制組電池b的充放電。若控制裝置ctl可取得 各電池模塊bl， b2， b3的狀態(tài)信息，則通信和處理的順序與內(nèi)容并不限 于此。在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中來說明操作中繼tr時(shí)的動(dòng)作。圖3是表示操作中繼tr時(shí)，電源單元pl， p2， p3的輸出和斷路器br的狀態(tài)怎樣變化的圖。首先，中繼tr是短路狀態(tài)。這時(shí)，向之前說明的電源元件icl的遙控off控制端子施加的電源指令(上層電源指令)是"短路狀態(tài)"。由此，電 源元件icl可進(jìn)行振蕩，電源單元pl向包含作為監(jiān)視裝置mol上的絕緣a 接點(diǎn)中繼的接點(diǎn)rl的各要素饋電。接受該饋電，作為絕緣a接點(diǎn)中繼的接 點(diǎn)rl短路，而向電源元件ic2的遙控off控制端子施加電源指令"短路狀 態(tài)"。由此，電源元件ic2可進(jìn)行振蕩，電源單元p2向包含作為監(jiān)視裝置 mo2上的絕緣a接點(diǎn)中繼的接點(diǎn)r2的各要素饋電。對(duì)于絕緣a接點(diǎn)中繼的 接點(diǎn)r2和電源元件ic3也相同，電源單元p3向監(jiān)視裝置mo3上的各要素 饋電。
在某個(gè)時(shí)間Toff，中繼tr通過來自微機(jī)tm的指令打幵。這時(shí)，向電 源元件icl的遙控off控制端子施加的電源指令(上位電源指令)變?yōu)?打 開狀態(tài)"。由于接受該指令后電源元件icl停止振蕩，所以停止來自電源 單元pl的饋電。延遲dfl是從時(shí)間Toff到電源單元pl的饋電輸出充分小 的傳送時(shí)間。作為沒有來自電源單元pl的饋電的絕緣a接點(diǎn)中繼的接點(diǎn) rl打開，向電源元件fc2的遙控off控制端子施加的電源指令變?yōu)?打開 狀態(tài)"，電源單元p2也停止饋電輸出。延遲df2是從電源單元pl的饋電 輸出充分小的時(shí)間Toff+dfl到電源單元p2的饋電輸出充分小的傳送時(shí) 間。作為沒有來自電源單元p2的饋電的絕緣a接點(diǎn)中繼的接點(diǎn)r2打開， 而向電源元件ic3的遙控off控制端子施加電源指令"打開狀態(tài)"，而停 止來自電源單元p3的饋電。延遲df3是從電源單元p2的饋電輸出充分小 的時(shí)間Toff+dfl到電源單元p3的饋電輸出充分小的傳送時(shí)間。這樣，從電源單元pl， p2， p3全部的饋電輸出停止的狀態(tài)起在某個(gè) 時(shí)間Ton中接受來自微機(jī)tm的指令而使中繼tr短路。這時(shí)，向電源元件 icl的遙控off控制端子施加的電源指令(上層電源指令)再次變?yōu)?短路 狀態(tài)"，而重新開始從電源單元pl向包含監(jiān)視裝置mol上的絕緣a接點(diǎn) 中繼的各要素的饋電。延遲dnl是從時(shí)間Ton到電源單元pl重新開始饋 電的傳送時(shí)間。接受來自電源單元pl的饋電，而使作為絕緣a接點(diǎn)中繼 的接點(diǎn)rl變?yōu)槎搪罚螂娫丛c2的遙控off控制端子施加電源指令" 打開狀態(tài)"，電源單元p2重新開始饋電。延遲dn2是該期間的傳送時(shí)間。 接受該指令，經(jīng)延遲dn3，電源單元p3也同樣重新開始饋電。如上這樣，通過操作中繼tr的短路或打開的狀態(tài)，可以連動(dòng)于該狀態(tài)， 使電源單元pl， p2， p3的饋電動(dòng)作或停止。微機(jī)tm在操作中繼tr時(shí)，向斷開控制裝置brc輸出斷路器br的操作 指令。這是因?yàn)樵陔娫磫卧猵l， p2， p3停止，而不能檢測(cè)出電池模塊bl， b2, b3的狀態(tài)的狀況下，使組電池b不超過合適的范圍來過充放電。具體 上，在微機(jī)tm打開中繼tr時(shí)，向斷開控制裝置brc預(yù)先傳送該情況，斷 開控制裝置brc使斷路器br不能通電。微機(jī)tm在使中繼tr短路時(shí)，向斷 開控制裝置brc傳送該情形，接受該情形，斷開控制裝置brc在具有電源 單元pl， p2， p3重新開始饋電之前的裕量后，使斷路器br可通電。因此，
如圖3那樣，在比在時(shí)間Toff上打開中繼tr早前行時(shí)間dfb上使斷路器 br不能通電，在時(shí)間Ton上短路中繼tr后，經(jīng)等待時(shí)間dnb而使斷路器 br可通電。上面是在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，操作中繼tr的狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作。本實(shí)施例的蓄電裝置控制系統(tǒng)中，監(jiān)視單元mo3上的主要要素(微機(jī) m3、通信回路c31、絕緣單元(光電耦合器)is3的發(fā)光側(cè)、電源單元p3、 接點(diǎn)r3的發(fā)光側(cè))和監(jiān)視裝置mo2上的一部分要素(絕緣單元(光電耦 合器)is2的非發(fā)光側(cè)、接點(diǎn)r2的非發(fā)光側(cè)、電源電路rc2)與電池模塊 b3為相同電位。同樣，監(jiān)視裝置mo2上的主要要素和監(jiān)視裝置mo1上的 一部分要素與電池模塊b2電位相同。監(jiān)視裝置mol的主要要素與電池模 塊bl為相同電位(基準(zhǔn)電位)。因此，施加到絕緣單元(光電耦合器)is2 和絕緣a接點(diǎn)中繼r2的電壓是與電池模塊b2相當(dāng)?shù)?00伏。向絕緣單元 isl和作為a接點(diǎn)中繼的接點(diǎn)rl施加的電壓是與電池模塊bl的電壓相當(dāng)?shù)?400伏。這樣，由于可使用與作為部分組電池的電池模塊的電壓至少相同， 或其以上的耐壓來絕緣的絕緣單元，即，不使用在與組電池b相當(dāng)?shù)?200 伏的絕緣中可使用的高耐壓元件，而僅使用與電池模塊相當(dāng)?shù)?00伏的絕 緣中可使用的元件，所以可以通過簡(jiǎn)單且低價(jià)的結(jié)構(gòu)，來提供可使蓄電池 壽命長(zhǎng)的監(jiān)視裝置及使用了該監(jiān)視裝置的蓄電裝置控制系統(tǒng)。若使用本實(shí)施例的蓄電裝置控制系統(tǒng)，在不長(zhǎng)時(shí)間利用組電池b的情 況下，可以僅通過操作中繼tr，來停止監(jiān)視裝置mol， mo2， mo3的耗電 量，防止組電池b的過放電。由于停止了幾百 幾千百伏高壓的監(jiān)視裝置 mo2， mo3的耗電，但不需要與其直接接觸，所以簡(jiǎn)單且很安全。本實(shí)施例的蓄電裝置控制系統(tǒng)中，在例如電源指令輸出端子pcol和 電源指令輸入端子pci2之間的連線這種對(duì)各電源單元施加電源指令的連 線斷路時(shí)，與通過電源元件icl， ic2， ic3的遙控off控制端子施加電源指 令"打開狀態(tài)"相同，停止饋電。由此，在電源指令路徑的斷路中，不會(huì) 不停止監(jiān)視裝置的動(dòng)作，不會(huì)使組電池b過放電，而可長(zhǎng)時(shí)間保持組電池 b。實(shí)施例2
圖4是表示本發(fā)明的蓄電裝置控制系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的圖。與圖1 大大不同的方面是將通過作為部分組電池的電池模塊b2的電壓以上的耐壓來絕緣的絕緣手段is2配置在作為處理單元的微機(jī)m2和作為第1通信 單元的通信回路c21之間。具體的上，監(jiān)視裝置mo2'從圖1的監(jiān)視裝置mo2改變了如下方面。 除如下方面之外與圖1的監(jiān)視裝置相同。將絕緣單元(光電耦合器)is2的位置從微機(jī)m2和通信回路c22之間 變?yōu)槲C(jī)m2和通信回路c21之間。伴隨該情形，從電源單元p2向通信回 路c22饋電，從監(jiān)視裝置mol，的電源單元pl經(jīng)電源輸入端子pi2向通信 回路c21饋電。將電源指令經(jīng)位于同一監(jiān)視裝置上的接點(diǎn)r2向電源元件ic2 施加，從監(jiān)視裝置mol'的電源單元pl經(jīng)電源輸入端子pi2向作為電源路 徑絕緣單元的接點(diǎn)r2饋電。即，由電源輸入端子pi2接受從相鄰配置的監(jiān) 視裝置mol'向電源單元p2施加(饋電)的電源指令。將作為電源路徑 絕緣單元的接點(diǎn)r2配置在電源輸入端子pi2和電源單元p2之間，與實(shí)施 例1同樣，通過電池模塊的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣。將電源單元p2 的饋電輸出從電源輸出端子po2向監(jiān)視裝置mo3'輸出。監(jiān)視裝置mol， ， mo3，分別同樣地改變了監(jiān)視裝置mol， mo3。但 是，對(duì)于監(jiān)視裝置mol'而言，上述"下監(jiān)視裝置的電源單元"改為讀取 控制裝置ctl'的電源tp。電源tp通過來自微機(jī)tm的指令來切換有無饋電 輸出。若有來自電源tp的饋電，則接點(diǎn)rl短路，若沒有則打開。微機(jī)tm與實(shí)施例l同樣，如圖2所示，可以取得電池模塊bl， b2， b3的狀態(tài)信息。各電源單元pl， p2， p3的饋電輸出代替實(shí)施例1中的中繼tr的開關(guān)， 可以通過切換有/無電源tp的饋電，與圖3同樣地動(dòng)作/停止。本實(shí)施例的蓄電裝置控制系統(tǒng)中，例如在監(jiān)視裝置mo2，中，通過來 自電源輸入端子pi2的一條線就可以完成電源單元p2的遙控接通/斷開用 的線和向與電源單元p2絕緣的通信回路c21的饋電線。實(shí)施例1中這些 線獨(dú)立(遙控器接通/斷開用是電源指令輸入端子pci2、對(duì)通信回路的饋 電是電源輸入端子pa2)。這樣，本實(shí)施例的蓄電裝置控制系統(tǒng)與實(shí)施例 1的蓄電裝置控制系統(tǒng)相比可以構(gòu)成為節(jié)約布線。
圖5是表示本實(shí)施例的鐵路車輛的動(dòng)力裝置的一構(gòu)成例。傳動(dòng)裝置drv將根據(jù)操作狀態(tài)的傳動(dòng)指令傳送到轉(zhuǎn)換器ld。轉(zhuǎn)換器Id 根據(jù)傳動(dòng)指令，控制與輪軸相連的馬達(dá)mt的旋轉(zhuǎn)。由此，可以操作傳動(dòng) 裝置drv來加減速車輛。轉(zhuǎn)換器ld從兩個(gè)動(dòng)力裝置得到使馬達(dá)動(dòng)作用的功率。一個(gè)是引擎發(fā)電 機(jī)srcl。該裝置將通過引擎驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生的功率供給轉(zhuǎn)換器ld。另一 個(gè)是蓄電裝置src2。該裝置將放電蓄電池而產(chǎn)生的功率經(jīng)電力線2供給轉(zhuǎn) 換器ld，并將來自馬達(dá)mt的再生功率經(jīng)電力線2給蓄電池充電。轉(zhuǎn)換器ld除了根據(jù)傳動(dòng)指令的需要功率之外，還考慮動(dòng)力源的狀態(tài)來 決定來自兩個(gè)動(dòng)力裝置各自的饋電量。與蓄電裝置src2之間經(jīng)通信線3接 收蓄電池的狀態(tài)，并通過發(fā)送充放電的控制指令，來調(diào)整充放電量。從發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)srcl和蓄電裝置src2向轉(zhuǎn)換器ld供給的電壓是直流 1500V。圖1、圖4是蓄電裝置src2的具體構(gòu)成例。 下面，參考圖6，來說明蓄電裝置src2的另一構(gòu)成例。 基本結(jié)構(gòu)與圖1， 4中說明的相同，是具有串聯(lián)連接了多個(gè)由多個(gè)蓄 電池構(gòu)成的部分組電池的組電池和監(jiān)視該多個(gè)部分組電池，并分別進(jìn)行串 聯(lián)連接的多個(gè)監(jiān)視裝置和控制組電池的充放電的控制裝置的結(jié)構(gòu)。如圖6所示，蓄電裝置src2包含作為串聯(lián)連接了作為多個(gè)蓄電池的二 次電池單元的部分組電池的電池模塊bl b3。各電池模塊的額定電壓是 500V，通過串聯(lián)連接3個(gè)電池模塊bl b3構(gòu)成額定電壓1500V的組電池。 組電池的兩極端子經(jīng)充放電的控制裝置ctl與電力線2相連，與前述的轉(zhuǎn) 換器ld進(jìn)行連接?？刂蒲b置ctl包含具有2個(gè)通信信道的微機(jī)tm，其中一 個(gè)通信信道通過通信線3與轉(zhuǎn)換器ld連接。電池模塊bl的負(fù)極和控制裝 置ctl接地到車體，電位是OV。檢測(cè)電池的電壓的監(jiān)視裝置mol mo3分別安裝在部分組電池的電池 模塊bl b3上。監(jiān)視裝置mol具有經(jīng)電壓傳感器ccl和絕緣單元isl4而 與電壓傳感器ccl相連的微機(jī)ml。對(duì)于監(jiān)視裝置mo2， mo3也相同。微機(jī)ml具有兩個(gè)通信信道， 一個(gè)經(jīng)絕緣單元isll而與作為通信單元 的通信回路cll連接，另一個(gè)經(jīng)絕緣單元isl2而與作為通信單元的通信回 路c12連接。微機(jī)m2具有兩個(gè)通信信道， 一個(gè)經(jīng)絕緣單元is21而與通信 回路c21連接，另一個(gè)經(jīng)絕緣單元is22而與通信回路c22連接。微機(jī)m3 具有兩個(gè)通信信道， 一個(gè)經(jīng)絕緣單元is31而與通信回路c31連接，另一個(gè) 經(jīng)絕緣單元is32而與通信回路c32連接。g卩，特征在于，是以下結(jié)構(gòu)1 個(gè)監(jiān)視裝置上具有兩個(gè)通信單元(第l通信單元、第2通信單元)，在微 機(jī)ln第l通信單元之間，微機(jī)和第2通信單元之間分別設(shè)置了絕緣單元。絕緣單元isll、 isl2、 is21、 is22、 is31、 is32全部可以絕緣作為電池 模塊的電壓的500V，且可雙向傳送信號(hào)。監(jiān)視裝置mo3和監(jiān)視裝置mo2之間連接通信回路c31和通信回路c22， 微機(jī)m2和微機(jī)m3可以經(jīng)2個(gè)絕緣單元is22、 is31進(jìn)行通信。監(jiān)視裝置 mo2和監(jiān)視裝置mol之間連接通信回路c21和通信回路c12,微機(jī)m2和 微機(jī)ml可以經(jīng)2個(gè)絕緣單元isl2， is21進(jìn)行通信。監(jiān)視裝置mol和控制 裝置ctl之間連接通信回路cll和微機(jī)tm的通信信道的一個(gè)，微機(jī)ml和 微機(jī)tm可以經(jīng)絕緣單元isll進(jìn)行通信。監(jiān)視裝置mo2的通信回路c21、微機(jī)m2、通信回路c22的電位基準(zhǔn) 通過分壓?jiǎn)卧獀d2來決定。通信回路c21的電位基準(zhǔn)是電池模塊b2的負(fù) 極，通信回路c22的電位基準(zhǔn)是電池模塊b2的正極，微機(jī)m2的電位基準(zhǔn) 是通過電阻而二等分電池模塊b2的兩極電壓后的分壓點(diǎn)。即，分壓?jiǎn)卧?與作為部分組電池的電池模塊的兩極相連，通過串聯(lián)連接多個(gè)電阻后的組 電阻來構(gòu)成，使其為比負(fù)極電位高，比正極電位低的中間電位，作為處理 單元的微機(jī)的基準(zhǔn)電位為其中間電位。這樣，通過使微機(jī)m2的電位基準(zhǔn) 為電池模塊b2的中間電位，從而對(duì)絕緣單元is24的施加電壓是電池模塊 的額定電壓的一半的250V就可以了。監(jiān)視裝置mol、監(jiān)視裝置mo3的電 位基準(zhǔn)也相同。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，微機(jī)ml m3和微機(jī)tm全部通過直接或中繼其他微 機(jī)的形式通過通信路徑進(jìn)行連接，通信路徑上的基準(zhǔn)電位平均250V不同 地進(jìn)行分布，分別向絕緣單元isll、 isl2、 is21、 is22、 is31施加250V。表1總結(jié)了電路及微機(jī)的基準(zhǔn)電位。
表1基準(zhǔn)電位回路和微機(jī)1250V微機(jī)m31000V回路c22、回路c31750V微機(jī)m2500V回路cl2，回路c21250V微機(jī)mlOV微機(jī)tm、回路cll電源單元pl p3和絕緣單元is13， is23， is33涉及各監(jiān)視裝置的電源。 監(jiān)視裝置mol mo3的電源分別將電池模塊bl b3的電壓通過電源單元 pl p3轉(zhuǎn)換為微機(jī)等的電源電壓來供給。各電源單元從相鄰于控制裝置 ctl側(cè)連接的監(jiān)視裝置或控制裝置的微機(jī)經(jīng)絕緣單元接收控制信號(hào)，并根據(jù) 該信號(hào)來接通'斷開電源輸出。即，電源單元pl可以從控制裝置ctl，電 源單元p2， p3可以分別從監(jiān)視裝置mol， mo2經(jīng)絕緣單元isl3， is23來 控制接通*斷開。電源p0與電池模塊不同，與裝載在車輛上的電源系統(tǒng)連接，向控制 裝置ctl供給電源。使用圖7來說明上述電源結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。圖7是與電源單元有關(guān)的控制裝置ctl和監(jiān)視裝置mol，及監(jiān)視裝置 mol和監(jiān)視裝置mo2的連接結(jié)構(gòu)。另外，監(jiān)視裝置mo2和監(jiān)視裝置mo3 的連接結(jié)構(gòu)與監(jiān)視裝置mol和監(jiān)視裝置mo2的連接結(jié)構(gòu)相同。電源單元pl是通過經(jīng)絕緣晶體管trl而與電池模塊bl的兩極相連的 電源元件icl和中繼rl構(gòu)成的切換電源，將通過絕緣晶體管trl絕緣后的 電池模塊bl的功率供給微機(jī)ml和通信回路c12。中繼rl是通過來自控制 裝置ctl的信號(hào)，來間斷從電池模塊M向電源元件icl和絕緣晶體管trl 的供給電源的普通斷開的接點(diǎn)，控制裝置ctl和中繼rl的接點(diǎn)側(cè)通過500V 以上的耐壓來絕緣。在中繼rl的接點(diǎn)側(cè)打開時(shí)，不取出從電池模塊bl向微機(jī)ml和通信
回路C12供給的功率,即，電源單元pl為輸出斷開。中繼rl的發(fā)光側(cè)經(jīng) 晶體管而與控制裝置ctl的微機(jī)tm的端口相連，若微機(jī)tm的端口為高， 則從也作為微機(jī)tm的電源的電源pO通電。g卩，接通電源p0，而啟動(dòng)微機(jī) tm，之后，若微機(jī)tm的端口為高，則關(guān)閉中繼rl的接點(diǎn)側(cè)，而接通從電 源單元pl向通信回路cl2和微機(jī)ml的饋電。若切斷在控制裝置ctl和監(jiān)l[裝置mol之間連接微機(jī)tm和接點(diǎn)rl的 信號(hào)線，則由于停止向中繼rl的發(fā)光側(cè)的通電，所以電源單元pl的輸出 斷開。利用通電接點(diǎn)rl的發(fā)光側(cè)用的電力線而從電源pO向通信回路cll饋電。電源單元p2是與電源單元pl同樣的構(gòu)成，將電池模塊b2的功率供 給通信回路c22和微機(jī)m2。中繼r2的受光側(cè)經(jīng)監(jiān)視裝置mol的微機(jī)ml 和絕緣單元isl3相連，若微機(jī)ml的端口為高，則進(jìn)行通電。即，從微機(jī) ml操作接點(diǎn)r2的接點(diǎn)的開合，并切換輸出接通 斷開。若在監(jiān)視裝置mol和監(jiān)視裝置mo2之間切斷連接微機(jī)ml和中繼r2 的信號(hào)線，則由于停止向中繼r2的發(fā)光側(cè)的通電，所以電源單元p2的輸 出斷開。利用通電接點(diǎn)r2的發(fā)光側(cè)用的電力線，而從電源單元pl向通信回路 c21饋電。通過以上的電源結(jié)構(gòu)，監(jiān)視裝置mol的電源可以從控制裝置ctl進(jìn)行 接通斷開，監(jiān)視裝置mo2的電源可以從監(jiān)視裝置mol進(jìn)行接通斷開可能， 監(jiān)視裝置mo3的電源可以從監(jiān)視裝置mo2進(jìn)行接通斷開可能。即，各監(jiān)視裝置的電源狀態(tài)可以通過相鄰的監(jiān)視裝置或控制裝置來接通斷開。在本結(jié)構(gòu)下，使用以取得電池模塊b3的狀態(tài)的情況下為例的圖8說明控制裝置ctl取得各電池模塊的狀態(tài)的情形。在時(shí)刻ul中開始微機(jī)tm生成請(qǐng)求狀態(tài)信息的控制數(shù)據(jù)cd3的處理 mtu。在微機(jī)m3上設(shè)置控制數(shù)據(jù)cd3的目標(biāo)，微機(jī)tm將控制數(shù)據(jù)cd3送 到微機(jī)ml。接收了該數(shù)據(jù)的微機(jī)ml進(jìn)行確認(rèn)目標(biāo)的處理mlu，并將控制 數(shù)據(jù)cd3發(fā)送到微機(jī)m2。在接收了該數(shù)據(jù)的微機(jī)m2中也進(jìn)行同樣的處理 m2u，而將控制數(shù)據(jù)cd3發(fā)送到微機(jī)m3，接收了該數(shù)據(jù)的微機(jī)m3通過處 理m3u來確認(rèn)目標(biāo)是本身，而進(jìn)行狀態(tài)信息的處理，生成狀態(tài)信息sd3， 并將在微機(jī)tm上設(shè)置了目標(biāo)的狀態(tài)信息sd3發(fā)送到微機(jī)m2。接收了該狀 態(tài)信息的微機(jī)m2進(jìn)行傳送用的處理m2d，而傳送到微機(jī)ml，微機(jī)ml也 進(jìn)行同樣的處理mld，傳送到微機(jī)tm。由此，狀態(tài)信息sd3到達(dá)微機(jī)tm。微機(jī)加可以通過同樣的順序分別從微機(jī)ml、 m2收集電池模塊bl、 b2的狀態(tài)信息。 -—接著，使用圖9來說明在本結(jié)構(gòu)下控制裝置ctl控制監(jiān)視裝置的啟動(dòng) 和終止的情形。為了使說明方便，將微機(jī)的端口的初始邏輯設(shè)作低。首先，表示啟動(dòng)的順序。在時(shí)刻t0，斷開電源p0和電源單元pl p3。 最先，在時(shí)刻tl接通電源pO，而啟動(dòng)微機(jī)tm。接著，在時(shí)刻t2通過微機(jī) 加使端口為高，則接通電源單元pl，微機(jī)ml啟動(dòng)。在時(shí)刻t3，若微機(jī) ml使端口為高，則接通電源單元p2，啟動(dòng)微機(jī)m2。在時(shí)刻t4，若微機(jī) m2使端口為高，則接通電源單元p3,微機(jī)m3啟動(dòng)，所有微機(jī)和外圍電 路變?yōu)閱?dòng)狀態(tài)，而可進(jìn)行前述的電池狀態(tài)的檢測(cè)和傳送。接著，表示終止的順序。在時(shí)刻t5，若微機(jī)tm使端口為低，則首先 電源單元pl斷開。這樣，微機(jī)ml的端口變?yōu)閿嚅_，而斷開電源單元p2， 進(jìn)一步連續(xù)使電源單元p3斷開。之后，在時(shí)刻t6斷開電源p0。由此，返 回初始時(shí)刻tO的狀態(tài)。根據(jù)上面所示的本實(shí)施例的蓄電裝置，可以通過在各絕緣位置上組合 絕緣了電池模塊的額定電壓的一半的監(jiān)視裝置來檢測(cè)出串聯(lián)連接了多個(gè) 作為部分組電池的電池模塊的高壓組電池的狀態(tài)。進(jìn)一步，由于電位相鄰的2個(gè)監(jiān)視裝置之間經(jīng)2個(gè)絕緣單元來相連， 所以即使在一個(gè)絕緣單元不作用為絕緣單元的情形，也可通過另一個(gè)絕緣 單元來維持微機(jī)間的絕緣，由于可以防止不能絕緣的連鎖反應(yīng)，所以變?yōu)?高可靠性。由于可以從控制裝置控制所有監(jiān)視裝置的電源接通 斷開，所以在不 利用監(jiān)視裝置時(shí)也可盡量抑制對(duì)監(jiān)視裝置饋電的電池模塊的耗電。由于連接監(jiān)視裝置之間的導(dǎo)線(harness)的斷線而不能送到電源控制 用的信號(hào)的監(jiān)視裝置自動(dòng)使電源斷開，所以可以避免電池模塊的過放電本實(shí)施例中通過串聯(lián)連接3個(gè)電池模塊的組電池和3個(gè)監(jiān)視裝置來構(gòu)
成蓄電裝置，但是還可適用于進(jìn)一步增加電池模塊的情形。這時(shí)，若進(jìn)一步將與高電位的電池模塊連接的監(jiān)視裝置與監(jiān)視裝置mo3的絕緣單元 is32， is33和通信回路c32相連，則可以與監(jiān)視裝置mol和監(jiān)視裝置mo2 的關(guān)系和監(jiān)視裝置mo2和監(jiān)視裝置mo3的關(guān)系同樣進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1、一種蓄電裝置控制系統(tǒng)，其包括組電池，串聯(lián)連接了多個(gè)由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池；多個(gè)監(jiān)視裝置，監(jiān)視多個(gè)部分組電池，并分別進(jìn)行串聯(lián)連接；控制裝置，其控制所述組電池的充放電；和通信路徑，其從所述控制裝置向與所述控制裝置鄰接的監(jiān)視裝置傳送信息；所述多個(gè)監(jiān)視裝置分別具有多個(gè)處理單元，根據(jù)所述多個(gè)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息；電源單元，其可以接受來自所監(jiān)視的所述部分組電池的電能；第1通信單元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置進(jìn)行通信；第2通信單元，其與在另一側(cè)相鄰配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；和絕緣單元，其配置在所述處理單元和所述第1通信單元或所述第2通信單元之間，通過所述部分組電池的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣。
2、 一種蓄電裝置控制系統(tǒng)，其包括組電池，串聯(lián)連接了多個(gè)由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池； 多個(gè)監(jiān)視裝置，監(jiān)視所述多個(gè)部分組電池，并分別進(jìn)行串聯(lián)連接； 控制裝置，其控制所述組電池的充放電；和通信路徑，其從所述控制裝置向與所述控制裝置鄰接的監(jiān)視裝置傳送 信息；所述多個(gè)監(jiān)視裝置分別具有多個(gè)處理單元，根據(jù)所述多個(gè)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息5電源單元，其可以接受來自所監(jiān)視的所述部分組電池的電能； 第1通信單元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置進(jìn)行 通信；第2通信單元，其與在另一側(cè)相鄰配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；和 絕緣單元，其配置在所述處理單元和所述第2通信單元之間，通過所 述部分組電池的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)監(jiān)視裝置分別具有電源指令輸入端子，其接受從相鄰于所述一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述 控制裝置向所述電源單元施加的電源指令；電源指令輸出端子，其將電源指令輸出到相鄰于所述另一側(cè)配置的監(jiān) 視裝置；和電源路徑絕緣單元，其可從所述電源單元接受電源指令，且配置在所 述電源單元和所述電源指令輸出端子之間，通過所述部分組電池的電壓以 上的耐壓來進(jìn)行絕緣。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源單元在所述電源指令輸入端子中沒有輸入所述電源指令的 情況下，停止饋電輸出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 從相鄰于所述另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置的電源單元向所述第2通信單元饋電。
6、 一種蓄電裝置控制系統(tǒng)，其包括組電池，串聯(lián)連接了多個(gè)由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池； 多個(gè)監(jiān)視裝置，監(jiān)視所述多個(gè)部分組電池，并分別進(jìn)行串聯(lián)連接； 控制裝置，控制所述組電池的充放電；和通信路徑，從所述控制裝置向相鄰于所述控制裝置的監(jiān)視裝置傳送信息；所述多個(gè)監(jiān)視裝置分別具有多個(gè)處理單元，根據(jù)所述多個(gè)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息；電源單元，其可以接受來自所監(jiān)視的所述部分組電池的電能； 第1通信單元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置進(jìn)行 通信；第2通信單元，其與在另一側(cè)相鄰配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；和 絕緣單元，其配置在所述處理單元和所述第l通信單元之間，通過所 述部分組電池的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述多個(gè)監(jiān)視裝置分別具有電源輸入端子，其接受從相鄰于所述一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制 裝置向所述電源單元施加的電源指令；電源路徑絕緣單元，其可從所述電源輸入單元接收電源指令，且配置 在所述電源輸入端子和所述電源單元之間，通過所述部分組電池的電壓以 上的耐壓來進(jìn)行絕緣；禾口電源輸出端子，其將電源指令輸出到相鄰于所述另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電源單元在沒有向所述電源輸入端子輸入所述電源指令的情況下，停止饋電輸出。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 從相鄰于所述一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置向所述第1通信單元饋電。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 從所述電源輸入端子向所述第1通信單元饋電。
11、 一種監(jiān)視裝置，其可與由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池、控制所 述部分組電池的充放電的控制裝置連接使用，并監(jiān)視所述部分組電池，還 可與其他監(jiān)視裝置相連，該監(jiān)視裝置包括處理單元，其根據(jù)所述部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息； 電源單元，其可接受來自所監(jiān)視的所述部分組電池的電能； 第1通信單元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置進(jìn)行 通信；第2通信單元，其與相鄰于另一側(cè)進(jìn)行配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；和 絕緣單元，其配置在所述處理單元和所述第2通信單元之間，并通過所述部分組電池的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，該監(jiān)視裝置還包括電源指令輸入端子，其接受從相鄰于所述一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述 控制裝置向所述電源單元施加的電源指令；電源指令輸出端子，其向相鄰于所述另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置輸出電源 指令；和— 電源路徑絕緣單元，其可以從所述電源單元接受電源指令，且配置在 所述電源單元和所述電源指令輸出端子之間，并通過所述部分組電池的電 壓以上的耐壓來絕緣。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的監(jiān)視裝置，其特征在于， 所述電源單元在沒有向所述電源指令輸入端子輸入所述電源指令的情況下，停止饋電輸出。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的監(jiān)視裝置，其特征在于， 從相鄰于所述另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置的電源單元向所述第2通信單元饋電。
15、 一種監(jiān)視裝置，其可與由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池、控制所 述部分組電池的充放電的控制裝置連接使用，并監(jiān)視所述部分組電池，還 可與其他監(jiān)視裝置相連，該監(jiān)視裝置包括處理單元，其根據(jù)所述部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息； 電源單元，其可接受來自所監(jiān)視的所述部分組電池的電能； 第1通信單元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置進(jìn)行 通信；第2通信單元，其與相鄰于另一側(cè)進(jìn)行配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；和 絕緣單元，其配置在所述處理單元和所述第1通信單元之間，并通過所述部分組電池的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，該監(jiān)視裝置還 包括電源輸入端子，其接受從相鄰于所述一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制 裝置向所述電源單元施加的電源指令；電源路徑絕緣單元，其可從所述電源輸入單元接受電源指令，且配置 在所述電源輸入端子和所述電源單元之間，通過所述部分組電池的電壓以上的耐壓來進(jìn)行絕緣；和電源輸出端子，其將電源指令輸出到相鄰于所述另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的監(jiān)視裝置，其特征在于， 所述電源單元在沒有向所述電源輸入端子輸入所述電源指令的情況下，停止饋電:輸出。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，從相鄰于所述一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置向所述第1通信單元饋電。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)視裝置，其特征在于， 從所述電源輸入端子向所述第1通信單元饋電。
20、 一種蓄電裝置控制系統(tǒng)，其包括組電池，串聯(lián)連接了多個(gè)由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池； 多個(gè)監(jiān)視裝置，監(jiān)視多個(gè)部分組電池，并分別進(jìn)行串聯(lián)連接； 控制裝置，其控制所述組電池的充放電； 所述多個(gè)監(jiān)視裝置分別包括多個(gè)處理單元，根據(jù)所述多個(gè)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息；第1通信單元，其與相鄰于一側(cè)配置的監(jiān)視裝置或所述控制裝置進(jìn)行通信；第2通信單元，其與相鄰于另一側(cè)配置的監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；和 絕緣單元，其配置在所述處理單元和所述第1通信單元及所述第2通 信單元之間，且絕緣所述部分組電池的電壓。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)所述部分組電池具有一個(gè)所述監(jiān)視裝置。
22、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣單元具有所述部分組電池的電壓以上的絕緣耐壓。
23、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)視裝置具有分壓?jiǎn)卧?，其分壓所述部分組電池的電壓； 傳感器，其與所述部分組電池相連，檢測(cè)所述部分組電池的狀態(tài)；和 處理單元，其通過被絕緣的信號(hào)線而與所述傳感器相連，接受所述傳 感器的輸出且通過所述分壓?jiǎn)卧獊頉Q定基準(zhǔn)電位。
24、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)視裝置具有將所述部分組電池的電壓轉(zhuǎn)換為電源電壓的電源單元。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電源單元在從另一所述監(jiān)視裝置的電源單元經(jīng)絕緣單元供給電力時(shí)，將所連接的所述部分組電池的電壓轉(zhuǎn)換為電源電壓。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述分壓?jiǎn)卧c所述部分組電池的兩極相連且以成為比負(fù)極電位高、比正極電位低的中間電位的方式由串聯(lián)連接了多個(gè)電阻后的組電阻來構(gòu) 成，所述處理單元的基準(zhǔn)電位為所述中間電位。
27、 一種鐵路車輛，其具有權(quán)利要求20—26中任一項(xiàng)所述的蓄電裝置控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在使用了串聯(lián)連接多個(gè)蓄電池的高電壓的組電池的情況下，也可通過簡(jiǎn)單且低價(jià)的結(jié)構(gòu)，來提供可使蓄電池壽命長(zhǎng)監(jiān)視裝置及使用了該監(jiān)視裝置的蓄電裝置控制系統(tǒng)。具有組電池，多個(gè)串聯(lián)連接由多個(gè)蓄電池構(gòu)成的部分組電池；多個(gè)監(jiān)視裝置；控制裝置，控制組電池的充放電；多個(gè)監(jiān)視裝置分別包括多個(gè)處理單元，根據(jù)部分組電池的狀態(tài)來生成充放電控制信息；電源單元，可配電來自所監(jiān)視的部分組電池的電能量；第1通信單元，與下監(jiān)視裝置或控制裝置進(jìn)行通信；第2通信單元，與上監(jiān)視裝置進(jìn)行通信；絕緣單元，配置在處理單元和第1通信單元或第2通信單元之間，且通過部分組電池的電壓以上的耐壓進(jìn)行絕緣。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101399453SQ20081013100
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者豐田瑛一, 佐藤裕, 島田基巳, 有田裕, 石田誠(chéng)司, 西野尊善 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所