電池管理裝置以及電源裝置的制造方法
【專利摘要】在維持電池組的電池單元之間的SOC平衡的同時(shí)，高精度地檢測與電池組及進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測電路相連接的電壓檢測線的斷線。進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測用IC(1～4)經(jīng)由多個(gè)電壓檢測線來檢測構(gòu)成電池組的進(jìn)行串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元的各電壓。多個(gè)電壓檢測用IC(1～4)從電池組接受電源提供來進(jìn)行動(dòng)作。多個(gè)電壓檢測用IC(1～4)之間通過通信線相連接，多個(gè)電壓檢測用IC(1～4)中的至少一個(gè)電壓檢測用IC與控制電路(7)相連接。第一虛擬電阻(R1)～第三虛擬電阻(R3)與多個(gè)電壓檢測用IC(1～4)中的不與控制電路(7)直接進(jìn)行通信的電壓檢測用IC(1～3)相連接。第一開關(guān)(S1)～第三開關(guān)(S3)分別接通/斷開向第一虛擬電阻(R1)～第三虛擬電阻(R3)的電流提供。
【專利說明】
電池管理裝置以及電源裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種對電池的狀態(tài)進(jìn)行管理的電池管理裝置以及具備該電池管理裝置的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，混合動(dòng)力汽車(HV)、插電式混合動(dòng)力汽車(PHV)、電動(dòng)汽車(EV)正在逐漸普及。在這些車輛中，作為關(guān)鍵設(shè)備而搭載有二次電池。作為車載用二次電池，主要普及了鎳氫電池和鋰離子電池。預(yù)計(jì)今后會(huì)加速普及能量密度高的鋰離子電池。
[0003]鋰離子電池的常用區(qū)域和禁止使用區(qū)域接近，因此相比于其它種類的電池需要更嚴(yán)格的電壓管理。在使用將多個(gè)鋰離子電池單元串聯(lián)連接而成的電池組的情況下，設(shè)置有用于檢測各電池單元的電壓的電壓檢測電路。在電池單元的數(shù)量多的情況下，使用進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測電路。檢測出的各電池單元的電壓使用于充放電控制和單元電壓的均等化控制等。
[0004]通常設(shè)計(jì)成從電池組提供多個(gè)電壓檢測電路的電源。若設(shè)計(jì)成多個(gè)電壓檢測電路從電池組以外接受電源提供則電路規(guī)模會(huì)增大。下面在本說明書中，以從電池組提供多個(gè)電壓檢測電路的電源為前提。
[0005]電池組的電壓檢測線的斷線檢測是系統(tǒng)的故障檢測的必需項(xiàng)目。對電壓檢測線中的不流通電流的電壓檢測線進(jìn)行斷線檢測是困難的。在對多個(gè)電壓檢測電路進(jìn)行級聯(lián)連接的情況下，將鄰接的兩個(gè)電壓檢測電路的高壓側(cè)的電壓檢測電路的接地端子與低壓側(cè)的電壓檢測電路的電源端子相連接，將該鄰接的兩個(gè)電壓檢測電路的高壓側(cè)的電壓檢測電路同低壓側(cè)的電壓檢測電路的公共節(jié)點(diǎn)連接于對應(yīng)的電池單元之間的節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行固定。
[0006]在該情況下，電流從高壓側(cè)的電壓檢測電路流向低壓側(cè)的電壓檢測電路。根據(jù)該電流的值不同，存在與上述的電池單元之間的節(jié)點(diǎn)相連接的電壓檢測線中流通的電流變得非常少的情況。在該狀態(tài)下，即使該電壓檢測線發(fā)生了斷線，所檢測出的電壓值也幾乎不發(fā)生變化，因此難以檢測該電壓檢測線的斷線。對此，提出了通過調(diào)整鄰接的電壓檢測電路之間的阻抗比來增大該電壓檢測線的兩端的電位差的方法(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-7611號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]如果如上所述那樣破壞鄰接的電壓檢測電路之間的電流平衡，則能夠容易地檢測與上述的電池單元之間的節(jié)點(diǎn)相連接的電壓檢測線的斷線。然而，容易失去向負(fù)荷電流大的電壓檢測電路提供電源的電池單元與向負(fù)荷電流小的電壓檢測電路提供電源的電池單元之間的S0C(State Of Charge:荷電狀態(tài))平衡。
[0010]進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測電路中的至少一個(gè)電壓檢測電路被用于與微型處理器等控制電路進(jìn)行通信。與控制電路進(jìn)行通信的電壓檢測電路的消耗電流比不與控制電路進(jìn)行通信的電壓檢測電路的消耗電流大。由此，向與控制電路進(jìn)行通信的電壓檢測電路提供電源的電池單元的負(fù)荷變大，容易失去電池單元之間的SOC平衡。
[0011]本發(fā)明是鑒于這種狀況而完成的，其目的在于提供如下一種技術(shù):在維持電池組的電池單元之間的SOC平衡的同時(shí)，高精度地檢測與電池組及進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測電路相連接的電壓檢測線的斷線。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]為了解決上述問題，本發(fā)明的某個(gè)方式的電池管理裝置具備進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測用1C，所述多個(gè)電壓檢測用IC經(jīng)由多個(gè)電壓檢測線來檢測構(gòu)成電池組的進(jìn)行串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元的各電壓。所述多個(gè)電壓檢測用IC從所述電池組接受電源提供來進(jìn)行動(dòng)作，使鄰接的兩個(gè)電壓檢測用IC的高壓側(cè)的電壓檢測用IC的接地電位與低壓側(cè)的電壓檢測用IC的電源電位相同，該鄰接的兩個(gè)電壓檢測用IC的高壓側(cè)的電壓檢測用IC同低壓側(cè)的電壓檢測用IC的公共節(jié)點(diǎn)與所述電池單元之間的對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)通過所述電壓檢測線相連接。所述多個(gè)電壓檢測用IC之間通過通信線相連接，所述多個(gè)電壓檢測用IC中的至少一個(gè)電壓檢測用IC通過通信線而與控制所述多個(gè)電壓檢測用IC的控制電路相連接。本電池管理裝置還具備:虛擬電阻，其與所述多個(gè)電壓檢測用IC中的不與所述控制電路直接進(jìn)行通信的電壓檢測用IC相連接；以及開關(guān)，其接通/斷開向該虛擬電阻的電流提供。所述多個(gè)電壓檢測用IC中的與所述控制電路直接進(jìn)行通信的電壓檢測用IC上不連接虛擬電阻和接通/斷開向該虛擬電阻的電流提供的開關(guān)。
[0014]發(fā)明的效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能夠在維持電池組的電池單元之間的SOC平衡的同時(shí)，高精度地檢測與電池組及進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測電路相連接的電壓檢測線的斷線。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示比較例所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖3是表示應(yīng)用實(shí)施例所涉及的第一開關(guān)?第三開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作控制的情況下的第一 ASIC?第四ASIC的消耗電流的變化的圖。
[0019]圖4是表示應(yīng)用實(shí)施例所涉及的第一開關(guān)?第三開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作控制的電源裝置的電路狀態(tài)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1是表示比較例所涉及的電源裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。電源裝置100具備將多個(gè)電池單元串聯(lián)連接而構(gòu)成的電池組、多個(gè)六51(](4口口1;^31:;[011 SpecificIntegrated Circuit:專用集成電路)、控制電路7。在下面的說明中，設(shè)想將鋰離子電池單元用作電池單元。鋰離子電池單元的代表電壓根據(jù)材料而略有不同，但是通常被設(shè)計(jì)為3.0V?5.0V的范圍。在本說明書中，以將二十四個(gè)鋰離子電池單元串聯(lián)而構(gòu)成的電池組為例來進(jìn)行說明，但是該串聯(lián)數(shù)是為了便于進(jìn)行說明的一個(gè)例子。關(guān)于搭載于混合動(dòng)力汽車(HV)、電動(dòng)汽車(EV)的電池，200V以上為主流，很多情況下將六十個(gè)以上的鋰離子電池單元串聯(lián)起來使用。
[0021]多個(gè)ASIC是級聯(lián)連接的。一個(gè)ASIC所能夠管理的單元數(shù)是有限的，在將大量的電池單元串聯(lián)連接而成的電池組的情況下，將多個(gè)ASIC級聯(lián)連接來使用。在本說明書中說明將四個(gè)至少能夠管理六個(gè)電池單元的ASIC級聯(lián)連接來使用的例子。即，第一ASIC I管理第一電池單元Vl?第六電池單元V6，第二ASIC 2管理第七電池單元V7?第十二電池單元V12，第三ASIC 3管理第十三電池單元V13?第十八電池單元V18，第四ASIC 4管理第十九電池單元V19?第二十四電池單元V24。
[0022]第一ASIC I包括第一電壓檢測電路11和第一電源電路12。第二ASIC 2包括第二電壓檢測電路21和第二電源電路22。第三ASIC 3包括第三電壓檢測電路31和第三電源電路32。第四ASIC 4包括第四電壓檢測電路41和第四電源電路42。
[0023]第一電壓檢測電路11?第四電壓檢測電路41經(jīng)由多個(gè)線束5(以下稱為電壓檢測線)來檢測進(jìn)行串聯(lián)連接的第一電池單元Vl?第二十四電池單元V24的各電壓。第一電壓檢測電路11通過電壓檢測線分別同第一電池單元Vl的高電位側(cè)的節(jié)點(diǎn)、第一電池單元Vl與第二電池單元V2之間的節(jié)點(diǎn)、第二電池單元V2與第三電池單元V3之間的節(jié)點(diǎn)、第三電池單元V3與第四電池單元V4之間的節(jié)點(diǎn)、第四電池單元V4與第五電池單元V5之間的節(jié)點(diǎn)、第六電池單元V6與第七電池單元V7之間的節(jié)點(diǎn)相連接并檢測各個(gè)節(jié)點(diǎn)電位。第二電壓檢測電路21?第四電壓檢測電路41也同樣地通過電壓檢測線與對應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)相連接并檢測各個(gè)節(jié)點(diǎn)電位。
[0024]第一ASICI?第四ASIC 4從該電池組接受電源提供來進(jìn)行動(dòng)作。在車載用途中，也能夠從輔機(jī)用的電池(通常為12V系統(tǒng))接受電源提供，但是從電源起的布線變長而損耗變大。另外，電路規(guī)模也增大。因此，一般設(shè)計(jì)成從存在于附近的作為管理對象的電池組獲取第一ASIC I?第四ASIC 4的電源。例如，在第一ASIC I中，將同第一電池單元Vl的高電位側(cè)的節(jié)點(diǎn)相連接的電壓檢測線作為電源提供線，將同第六電池單元V6與第七電池單元V7之間的節(jié)點(diǎn)相連接的電壓檢測線作為接地線。因而，第一電池單元Vl?第六電池單元V6的輸出電壓作為電源電壓被提供到第一ASIC I。第二電壓檢測電路21?第四電壓檢測電路41也同樣地從對應(yīng)的電池單元被提供電源電壓。
[0025]在第一ASIC I?第四ASIC 4的級聯(lián)連接中，通過通信線LI?L3將鄰接的ASIC相連接。與此同時(shí)，將鄰接的兩個(gè)ASIC的高壓側(cè)的ASIC的接地端子與低壓側(cè)的ASIC的電源端子相連接。若第一ASIC I?第四ASIC 4的各負(fù)荷理想地相等，則各第一ASIC I?第四ASIC 4中流通的電流也相等。
[0026]鄰接的兩個(gè)ASIC的高壓側(cè)的ASIC的接地電位與低壓側(cè)的ASIC的電源電位的公共節(jié)點(diǎn)N2、N4、N6同電池單元之間的對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)N1、N3、N5相連接。由此，能夠使各ASIC的電源電位和接地電位穩(wěn)定。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，鄰接的ASIC彼此共用一部分布線來作為公共的布線。具體地說，如圖1所例示的那樣，將第六電池單元V6與第七電池單元V7之間的節(jié)點(diǎn)NI同第一ASIC I的接地電位與第二ASIC 2的電源電位的公共節(jié)點(diǎn)N2相連接的布線、即電壓檢測線GNDl成為兩個(gè)ASIC的公共布線。
[0027]第一ASIC I?第四ASIC 4中的第一電源電路12?第四電源電路42基于被輸入的電源電壓來生成所設(shè)定的值(例如3V?5V)的恒壓。被輸入的電源電壓例如為24V。在第一電源電路12?第四電源電路42中，能夠使用DC-DC轉(zhuǎn)換器、三端穩(wěn)壓器等。由第一電源電路12?第四電源電路42生成的電壓被提供到第一電壓檢測電路11?第四電壓檢測電路41，并被用作第一電壓檢測電路11?第四電壓檢測電路41的電源電壓。
[0028]第一ASIC I?第四ASIC 4之間(更具體地說，鄰接的ASIC之間)分別通過通信線LI?L3相連接，構(gòu)成為能夠相互進(jìn)行通信。另外，第一ASIC I?第四ASIC 4中的至少一個(gè)ASIC經(jīng)由絕緣接口6而與控制電路7相連接。在本說明書中，第四ASIC 4與控制電路7相連接。
[0029]絕緣接口6也可以是包括小型的變壓器的結(jié)構(gòu)。通過將通信信號設(shè)為脈沖調(diào)制方式，能夠使該變壓器的初級側(cè)線圈與次級側(cè)線圈之間電絕緣，并且進(jìn)行電平移位。另外，絕緣接口 6也可以是包括光電耦合器的結(jié)構(gòu)。通過利用光信號對通信信號進(jìn)行發(fā)送和接收，不采用復(fù)雜的調(diào)制方式就能夠容易地實(shí)現(xiàn)電絕緣。另一方面，第一ASIC I?第四ASIC 4之間分別經(jīng)由非絕緣接口相連接。該非絕緣接口分別由經(jīng)由電平移位電路的電布線構(gòu)成。
[0030]控制電路7通過第四ASIC 4來獲取由第一ASIC I?第四ASIC 4檢測出的第一電池單元Vl?第二十四電池單元V24的各電壓值。控制電路7基于獲取到的電壓值來計(jì)算電池組的剩余容量(SOC)。另外，控制電路7參照獲取到的電壓值來進(jìn)行單元電壓的均等化控制等電池控制。此外，在本說明書中，不關(guān)注單元電壓的均等化，因此省略了與單元電壓的均等化有關(guān)的電路結(jié)構(gòu)來進(jìn)行描述。另外，控制電路7當(dāng)檢測出任意的電池單元的異?；蛉我獾碾妷簷z測線的斷線時(shí)，向未圖示的上級的控制裝置通知故障探測信號。在車載用途的情況下，控制電路7經(jīng)由CAN( Contro I Area Ne twork:控制局域網(wǎng))-BUS (總線)向ECU(Electronic Control Unit:電子控制單元)進(jìn)行通知。控制電路7由CPU或邏輯電路、或者它們的組合構(gòu)成。
[0031]第一ASIC I?第四ASIC 4中的第四ASIC 4是與控制電路7直接進(jìn)行通信的ASIC，第一ASIC I?第三ASIC 3是不與控制電路7直接進(jìn)行通信的ASIC。第四ASIC 4經(jīng)由通信線L4和絕緣接口 6而與控制電路7相連接。如上所述，在絕緣接口 6中使用變壓器或光電耦合器等，因此由于與非絕緣接口之間的通信而消耗電流變大。因而，第四ASIC 4的消耗電流變得比第一ASIC I?第三ASIC 3的消耗電流大。
[0032]如上所述，如果第一ASIC I?第四ASIC 4的各負(fù)荷理想地相等，則各第一ASIC I?第四ASIC 4中流通的電流也相等。但是，一般來說，第一ASIC I?第四ASIC 4的各負(fù)荷是不相等的，因此各ASIC的消耗電流之間也產(chǎn)生偏差。另外，由于具有非絕緣接口，因此第四ASIC 4的負(fù)荷比其它ASIC(第一ASIC?第三ASIC)的負(fù)荷大。因此，第四ASIC 4的消耗電流變得比第一ASIC I?第三ASIC 3的消耗電流大。由此，與第四ASIC 4相連接的第十九電池單元V19?第二十四電池單元V24的負(fù)荷變得比與第一ASIC I?第三ASIC 3相連接的第一電池單元Vl?第十八電池單元V18的負(fù)荷大，會(huì)失去第一電池單元Vl?第二十四電池單元V24之間的SOC平衡。
[0033]對此，考慮到在不與控制電路7直接進(jìn)行通信的第一ASICI?第三ASIC 3上連接用于消耗與絕緣接口 6所消耗的電流相當(dāng)?shù)碾娏鞯奶摂M(dummy)負(fù)載。在圖1中，第一AS IC I?第三ASIC 3上分別連接有第一虛擬電阻Rl?第三虛擬電阻R3。
[0034]第一虛擬電阻Rl并不連接于第一ASICI的電源端子與接地端子之間，而是連接于第一電源電路12的輸出端子與接地端子之間，第一電源電路12的輸出電流被提供到第一虛擬電阻Rl。由第一電池單元Vl?第二十四電池單元V24構(gòu)成的電池組向電動(dòng)機(jī)等負(fù)載放電，被充入從發(fā)電機(jī)、充電插頭提供的電力、再生能量。各ASIC的電源電位和接地電位受到電池組的充放電的影響而發(fā)生變動(dòng)。與此相對，第一電源電路12的輸出電壓為恒壓，將第一虛擬電阻Rl連接于第一電源電路12的輸出端子與接地端子之間更能夠抑制因電池組的充放電導(dǎo)致的電壓變動(dòng)。對于第二虛擬電阻R2和第三虛擬電阻R3，與第一虛擬電阻Rl同樣的理論也適用。
[0035]通過在第一ASIC I?第三ASIC 3上連接第一虛擬電阻Rl?第三虛擬電阻R3，第一ASIC I?第四ASIC 4之間的負(fù)荷變得大致相等。由此，第一ASIC I?第四ASIC 4之間的消耗電流也變得大致相等，鄰接的兩個(gè)ASIC的消耗電流當(dāng)然也變得大致相等。
[0036]另一方面，在構(gòu)成為鄰接的兩個(gè)ASIC的消耗電流大致相等的電源裝置中，有時(shí)這兩個(gè)ASIC的公共布線(例如電壓檢測線GNDl)中不流通電流。在第一ASIC I的負(fù)荷與第二ASIC 2的負(fù)荷相等的情況下，流過第一電池單元Vl?第六電池單元V6的電流與流過第七電池單元V7?第十二電池單元V12的電流也變得相等。此時(shí)，第一ASIC I與第二ASIC 2的公共布線(電壓檢測線GNDl)中會(huì)流通流過第一電池單元Vl?第六電池單元V6的電流和向第七電池單元V7?第十二電池單元V12流動(dòng)的電流。這些電流的電流值大致相同，但是流動(dòng)方向?yàn)橄喾吹姆较?。因此，其結(jié)果是，成為公共布線(在此為將第一ASIC I與第二ASIC 2之間的公共節(jié)點(diǎn)N2同第六電池單元V6與第七電池單元V7之間的節(jié)點(diǎn)NI相連接的電壓檢測線GND1)中不流通電流的狀態(tài)。對于電壓檢測線GND2、電壓檢測線GND3，與電壓檢測線GNDl同樣的理論也適用。
[0037]在不流通電流的狀態(tài)下進(jìn)行電壓檢測線的斷線檢測是困難的。這是由于，在不流通電流的狀態(tài)下，即使發(fā)生斷線也難以從電壓檢測電路的端子看出其影響。作為其對策，可以考慮接通/斷開與各電池單元相連接的恢復(fù)平衡用放電電路(未圖示)，有意地制造出向電壓檢測線(公共布線)流通電流的狀態(tài)?；謴?fù)平衡用放電電路是用于使各電池單元的SOC均等化的電路，是使放電電流經(jīng)由電壓檢測線流動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)。因此，在使恢復(fù)平衡用放電電路動(dòng)作的狀態(tài)下，電壓檢測線中流通放電電流，因此能夠檢測電壓檢測線的斷線。然而，由于流通該電流，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的能量損耗的浪費(fèi)。另外，還存在在流通電流的檢測定時(shí)以外無法進(jìn)行檢測的問題。
[0038]另一方面，如上所述，公共布線中不流通電流的狀況是由于鄰接的ASIC的消耗電流相等而引起的。因此，通過設(shè)為使鄰接的ASIC的消耗電流之間具有偏差的結(jié)構(gòu)，也能夠有意地制造出向公共布線流通電流的狀態(tài)。具體地說，可以考慮使第一ASIC I?第四ASIC 4的消耗電流之間具有偏差。為了使第一ASIC I?第四ASIC 4的消耗電流之間具有偏差，只要失去第一ASIC I?第四ASIC 4之間的負(fù)荷平衡即可，但是當(dāng)失去負(fù)荷平衡時(shí)，如上所述那樣也會(huì)失去第一電池單元Vl?第二十四電池單元V24之間的SOC平衡。下面，說明兼顧了該相對立的SOC平衡的維持和電壓檢測線的斷線檢測的本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0039]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電源裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。圖2的實(shí)施方式所涉及的電源裝置100是對圖1的比較例所涉及的電源裝置100追加了用于接通/斷開向第一虛擬電阻Rl?第三虛擬電阻R3的電流提供的第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3的結(jié)構(gòu)。下面具體說明。
[0040]第一開關(guān)SI被插入到第一電源電路12的輸出端子與第一虛擬電阻Rl之間，第二開關(guān)S2被插入到第二電源電路22的輸出端子與第二虛擬電阻R2之間，第三開關(guān)S3被插入到第三電源電路32的輸出端子與第三虛擬電阻R3之間。在圖2中，將第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3繪制在第一ASIC I?第三ASIC 3之外，但是如果使用小型的半導(dǎo)體開關(guān)則也能夠內(nèi)置于ASIC0
[0041]控制電路7能夠向第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3提供切換信號，來在任意的定時(shí)對第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3的各開關(guān)進(jìn)行接通/斷開控制。在本實(shí)施方式中，控制電路7對第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作控制，使得各時(shí)間點(diǎn)的第一ASIC I?第四ASIC 4的負(fù)荷電流變得不均勻、且固定期間(例如I秒?幾秒)內(nèi)的第一 A SIC I?第四A SIC 4的負(fù)荷電流之間是均衡的。下面，說明開關(guān)動(dòng)作控制的實(shí)施例。
[0042]圖3是表示應(yīng)用實(shí)施例所涉及的第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3的開關(guān)動(dòng)作控制的情況下的第一ASIC I?第四ASIC 4的消耗電流的變化的圖。在本實(shí)施例中，第一虛擬電阻Rl?第三虛擬電阻R3的各電阻值被設(shè)定成所產(chǎn)生的負(fù)荷電流是在第四ASIC 4中由于與控制電路7的通信而產(chǎn)生的負(fù)荷電流(以下稱為追加負(fù)荷電流)的兩倍。第四ASIC 4的追加負(fù)荷電流是僅在第四ASIC 4中追加地產(chǎn)生的消耗電流。
[0043]圖3中左下斜線的區(qū)域表示通過使第一電壓檢測電路11?第四電壓檢測電路41分別動(dòng)作而穩(wěn)定地產(chǎn)生的消耗電流Ic。該消耗電流Ic在全部的第一ASIC I?第四ASIC 4中基本相同。第四ASIC 4的追加的消耗電流Ii是第四ASIC 4的追加負(fù)荷電流。
[0044]控制電路7以50%的占空比對第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作控制。在50%的占空比下，各開關(guān)的接通時(shí)間與斷開時(shí)間相等。另外，控制電路7進(jìn)行控制使得第一ASIC I?第三ASIC 3中的鄰接的兩個(gè)ASIC的開關(guān)以180°的相位差進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。在本實(shí)施例中，第一ASIC I的第一開關(guān)SI與第二ASIC 2的第二開關(guān)S2以相反相位進(jìn)行動(dòng)作。即，進(jìn)行控制使得一方處于接通狀態(tài)時(shí)另一方為斷開狀態(tài)。第二ASIC 2的第二開關(guān)S2和第三ASIC 3的第三開關(guān)S3的關(guān)系也同樣。
[0045]圖4是表示應(yīng)用實(shí)施例所涉及的第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3的開關(guān)動(dòng)作控制的電源裝置100的電路狀態(tài)的圖。如圖4所示，第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3交替地接通/斷開。在圖4中示出了第一開關(guān)SI和第三開關(guān)S3被控制為接通、第二開關(guān)S2被控制為斷開的狀態(tài)。在下一個(gè)周期中，第二開關(guān)S2被控制為接通、第一ASIC I和第三ASIC 3被控制為斷開狀態(tài)，之后，這兩個(gè)狀態(tài)交替地切換?？刂齐娐?每隔設(shè)定期間(例如I秒或2秒)對兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行切換。
[0046]如圖3所示，在開關(guān)接通的ASIC中，通過虛擬電阻消耗第四ASIC4的追加的消耗電流Ii的兩倍的電流。由于以使鄰接的ASIC之間的接通期間不重疊的方式進(jìn)行控制，因此在第一 AS IC I的消耗電流增加的期間內(nèi)第二ASIC 2的消耗電流不增加，相反地，在第二 AS IC2的消耗電流增加的期間內(nèi)第一ASIC I的消耗電流不增加。第二ASIC 2與第三ASIC 3的關(guān)系也同樣。
[0047]這樣，雖然第一ASICI?第四ASIC 4的消耗電流之間時(shí)刻地產(chǎn)生偏差，但是在一個(gè)周期單位中第一ASIC I?第四ASIC 4的消耗電流是相等的。因而，能夠維持第一電池單元Vl?第二十四電池單元V24之間的SOC平衡。另外，在各時(shí)刻，鄰接的兩個(gè)ASIC的消耗電流是不同的，因此能夠使這兩個(gè)ASIC的接地端子與電源端子的公共節(jié)點(diǎn)N2、N4、N6的電位變動(dòng)為對應(yīng)的電池單元之間的節(jié)點(diǎn)電位N1、N3、N5之上或之下。因而，能夠向與該電池單元之間的節(jié)點(diǎn)N1、N3、N5相連接的電壓檢測線GND1、GND2、GND3流通電流，從而能夠高精度地檢測該電壓檢測線GND1、GND2、GND3的斷線。另外，該電流是始終流動(dòng)的，因此能夠始終檢測斷線，能夠消除無法檢測斷線的期間。
[0048]這樣，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的電源裝置，能夠構(gòu)建不易失去電池單元之間的SOC平衡、易于檢測電壓檢測線的斷線的系統(tǒng)。另外，通過電池單元之間的均等化控制，能夠使損耗的能量也止于最小限度。
[0049]以上，基于實(shí)施方式說明了本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些實(shí)施方式是例示性的，這些各結(jié)構(gòu)要素、各處理過程的組合能夠存在各種變形例，并且這種變形例也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0050]在上述的實(shí)施例中，說明了以下的例子:將虛擬電阻的消耗電流設(shè)定為與控制電路7直接進(jìn)行通信的ASIC的追加的消耗電流的兩倍，以50 %的占空比來控制第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3。關(guān)于這一點(diǎn)，即使將虛擬電阻的消耗電流設(shè)定為三倍、以33.3%的占空比來進(jìn)行控制，也起到與上述的實(shí)施例同樣的效果。這樣，能夠?qū)μ摂M電阻的電阻值、第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3的占空比的組合進(jìn)行各種設(shè)定。其中，優(yōu)選的是，第一開關(guān)SI?第三開關(guān)S3的占空比為50%以下。當(dāng)超過50%時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鄰接的兩個(gè)ASIC之間的消耗電流相等的期間，在該期間難以檢測電壓檢測線GND1、GND2、GND3的斷線。
[0051 ] 此外，在個(gè)別地設(shè)定第一虛擬電阻Rl?第三虛擬電阻R3之間的電阻值的情況下，能夠使得即使占空比超過50%也不產(chǎn)生鄰接的兩個(gè)ASIC之間的消耗電流相等的期間。即，只要設(shè)計(jì)成將電阻值大且開關(guān)的占空比大的ASIC與電阻值小且開關(guān)的占空比小的ASIC相鄰即可。
[0052]在上述的實(shí)施方式中，作為電源裝置100的用途，主要設(shè)想了車載用二次電池，但是不限于車載用途，也可以使用于固定型的蓄電系統(tǒng)。
[0053]附圖標(biāo)記說明
[0054]100:電源裝置;V1:第一電池單元;V2:第二電池單元;V3:第三電池單元;V4:第四電池單元;V5:第五電池單元;V6:第六電池單元;V7:第七電池單元;V8:第八電池單元;V9:第九電池單元;V10:第十電池單元;Vl 1:第^^一電池單元;V12:第十二電池單元;V13:第十三電池單元;V14:第十四電池單元;V15:第十五電池單元;V16:第十六電池單元;V17:第十七電池單元;V18:第十八電池單元;V19:第十九電池單元;V20:第二十電池單元;V21:第二i^一電池單元;V22:第二十二電池單元;V23:第二十三電池單元;V24:第二十四電池單元；1:第一ASIC; 11:第一電壓檢測電路;12:第一電源電路;Rl:第一虛擬電阻;S1:第一開關(guān);2:第二 ASIC; 21:第二電壓檢測電路;22:第二電源電路;R2:第二虛擬電阻;S2:第二開關(guān);3:第三ASIC;31:第三電壓檢測電路;32:第三電源電路;R3:第三虛擬電阻;S3:第三開關(guān);4:第四ASIC;41:第四電壓檢測電路;42:第四電源電路;R4:第四虛擬電阻；S4:第四開關(guān);5:線束；6:絕緣接口； 7:控制電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池管理裝置，其特征在于， 具備進(jìn)行級聯(lián)連接的多個(gè)電壓檢測用IC即電壓檢測用集成電路，所述多個(gè)電壓檢測用IC經(jīng)由多個(gè)電壓檢測線來檢測構(gòu)成電池組的進(jìn)行串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元的各電壓，所述多個(gè)電壓檢測用IC從所述電池組接受電源提供來進(jìn)行動(dòng)作，使鄰接的兩個(gè)電壓檢測用IC的高壓側(cè)的電壓檢測用IC的接地電位與低壓側(cè)的電壓檢測用IC的電源電位相同，該鄰接的兩個(gè)電壓檢測用IC的高壓側(cè)的電壓檢測用IC同低壓側(cè)的電壓檢測用IC的公共節(jié)點(diǎn)與所述電池單元之間的對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)通過所述電壓檢測線相連接，所述多個(gè)電壓檢測用IC之間通過通信線相連接，所述多個(gè)電壓檢測用IC中的至少一個(gè)電壓檢測用IC通過通信線而與控制所述多個(gè)電壓檢測用IC的控制電路相連接， 本電池管理裝置還具備: 虛擬電阻，其與所述多個(gè)電壓檢測用IC中的不與所述控制電路直接進(jìn)行通信的電壓檢測用IC相連接；以及 開關(guān)，其接通斷開向該虛擬電阻的電流提供， 其中，所述多個(gè)電壓檢測用IC中的與所述控制電路直接進(jìn)行通信的電壓檢測用IC上不連接虛擬電阻和接通/斷開向該虛擬電阻的電流提供的開關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理裝置，其特征在于， 各電壓檢測用IC包括電源電路，該電源電路基于被輸入的電源電壓來生成所設(shè)定的值的恒壓， 對所述虛擬電阻提供所述電源電路的輸出電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池管理裝置，其特征在于， 不與所述控制電路直接進(jìn)行通信的電壓檢測電路的開關(guān)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，使得所述多個(gè)電壓檢測用IC的各時(shí)間點(diǎn)的負(fù)荷電流之間不均勻，且所述多個(gè)電壓檢測用IC在固定期間內(nèi)的負(fù)荷電流之間均衡。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的電池管理裝置，其特征在于， 所述虛擬電阻被設(shè)定成產(chǎn)生與所述控制電路直接進(jìn)行通信的電壓檢測用IC所產(chǎn)生的因與所述控制電路通信而產(chǎn)生的負(fù)荷電流的兩倍的負(fù)荷電流， 不與所述控制電路直接進(jìn)行通信的多個(gè)電壓檢測用IC的各開關(guān)以50%的占空比進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，且以與相鄰的電壓檢測用IC的開關(guān)相差180°的相位進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。5.一種電源裝置，其特征在于，具備: 將多個(gè)電池單元串聯(lián)連接而成的電池組；以及 對所述電池組進(jìn)行管理的根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所述的電池管理裝置。
【文檔編號】H02J7/02GK105940313SQ201480067206
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年11月18日
【發(fā)明人】古川公彥, 松原智之
【申請人】三洋電機(jī)株式會(huì)社