電池組的電壓檢測設備制造技術

在電壓檢測設備中，控制單元（6）接通對應于電池組的多個單元電池（Bn）的第一開關（SW1x）和第五開關（SW5x）以將電荷充電到第一電容器（C1x）。控制單元同時關斷第一開關或第五開關中的至少一個以將電荷保存在第一電容器中。當以預定的順序選擇單元電池之一作為目標單元電池用于電壓檢測時，控制單元暫時關斷第四開關（SW4）以重置第二電容器（C2）的電荷，并接著在第一開關中對應于目標單元電池的一個和第五開關中對應于目標單元電池的一個被保持在關斷狀態(tài)的情況下關斷第二開關（SW2x）和第三開關（SW3x），從而檢測目標單元電池（Bn）的電壓（VBn）。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】在電壓檢測設備中，控制單元（6）接通對應于電池組的多個單元電池（Bn）的第一開關（SW1x）和第五開關（SW5x）以將電荷充電到第一電容器（C1x）。控制單元同時關斷第一開關或第五開關中的至少一個以將電荷保存在第一電容器中。當以預定的順序選擇單元電池之一作為目標單元電池用于電壓檢測時，控制單元暫時關斷第四開關（SW4）以重置第二電容器（C2）的電荷，并接著在第一開關中對應于目標單元電池的一個和第五開關中對應于目標單元電池的一個被保持在關斷狀態(tài)的情況下關斷第二開關（SW2x）和第三開關（SW3x），從而檢測目標單元電池（Bn）的電壓（VBn）。【專利說明】電池組的電壓檢測設備
本公開涉及用于檢測電池組(assembled battery)的每個單元電池的電壓的電壓檢測設備。
技術介紹
電池組被安裝在混合動力車輛或電動車輛中。電池組包括彼此串聯(lián)連接的多個作為單元電池的可再充電電池。在這樣的電池組中，必須檢測每個單元電池的電壓，以便保護并管理每個單元電池。然而，在用于混合動力車輛或電動車輛的電池組中，單元電池的串聯(lián)連接的數(shù)量非常大。因此，單元電池的電位朝著較高的電位位置增大。也就是說，連接在電池組中的較高電位位置處的單元電池具有比連接在電池組中的較低電位位置處的單元電池高的電位。因此，較高的電壓被施加到單元電池的電壓檢測設備。對應于US2012/0139545A1的JP2012-118003A公開了用于電池組的電壓檢測設備。在JP2012-118003A的電壓檢測設備中，運算放大器和開關由低耐壓晶體管提供，而不使用高耐壓晶體管。電壓檢測設備包括用于每個單元電池的第一電容器。第一開關布置在第一電容器的第一端和單兀電池的高電位端子之間，且第二開關布置在第一電容器的第一端和單元電池的低電位端子之間。第三開關布置在第一電容器的第二端和運算放大器的反相輸入端子之間。第二電容器和第四開關彼此并聯(lián)連接在運算放大器的輸入端子和運算放大器的輸出端子之間。在電壓檢測設備中，多個單元電池之一以預定的順序被選擇為電壓檢測的目標。第一開關、第三開關和第四開關被接通以在第一電容器中積聚被選擇為電壓檢測目標的單元電池的電荷。其后，第一開關和第四開關被斷開而第二開關被接通以檢測選定的單元電池的電壓。
技術實現(xiàn)思路
當單元電池劣化時，例如內阻增大且端子開路電壓(電動勢)降低。因此，電池組的管理設備需要同時檢測每個單元電池的電壓和在電池組的整體中流動的電流，以便以高準確度測量內阻和每個單元電池的端子開路電壓。在JP2012-118003A中公開的電壓檢測設備中，單元電池以順序的次序被選擇為電壓檢測目標。根據(jù)選定的單元電池的電壓的電荷被保存在第一電容器中以用于對該電壓進行采樣，從而檢測電池電壓。當這個電壓檢測設備用于測量內阻和端子開路電壓時，每當單元電池被選擇為電壓檢測目標時，都必須對電壓采樣。此外，每當單元電池的電壓被采樣時，都必須檢測在電池組中流動的電流。因此，采樣時間和檢測電流的次數(shù)增大。作為結果，測量內阻的時間和測量單元電池的端子開路電壓的時間增大。本公開的目的是提供在同時對多個單元電池進行采樣的情況下檢測多個單元電池的電壓的電池組。根據(jù)本公開的第一方面，電壓檢測設備配置成檢測電池組的多個單元電池中的每個的電壓。多個單元電池串聯(lián)連接。電壓檢測設備包括運算放大器、多個第一電容器、多個第一開關、多個第二開關、多個第三開關、第二電容器、第四開關、多個第五開關和控制單元。運算放大器具有反相輸入端子和非反相輸入端子。為單元電池對應地提供第一電容器。第一開關中的每個布置在單元電池中的對應一個的高電位端子和第一電容器中的對應一個的第一端之間。第二開關中的每個布置在單元電池中的對應一個的低電位端子和第一電容器中的對應一個的第一端之間。第三開關中的每個布置在運算放大器的反相輸入端子和第一電容器中的對應一個的第二端之間。第二電容器和第四開關并聯(lián)地布置在運算放大器的反相輸入端子和運算放大器的輸出端子之間。第五開關中的每個布置在被施加有指定電壓的電壓線和第一電容器中的對應一個的第二端之間。控制單元控制第一開關、第二開關、第三開關、第四開關和第五開關以檢測每個單元電池的電壓。控制單元閉合第一開關和第五開關以將電荷充電到多個第一電容器，并同時斷開第一開關或第五開關中的至少一個以將電荷保存在第一電容器中。接著，當以預定的順序選擇單元電池之一作為目標單元電池用于電壓檢測時，控制單元暫時閉合第四開關以重置第二電容器的電荷，并接著在第一開關中對應于目標單元電池的一個和第五開關中對應于目標單元電池的一個被斷開的狀態(tài)中閉合第二開關中對應于目標單元電池的一個和第三開關中對應于目標單元電池的一個，從而檢測目標單元電池的電壓。在上述電壓檢測設備中，單元電池的電荷同時被采樣，且接著以預定的順序使用所采樣的電荷來檢測單元電池的電壓。因此，與常規(guī)結構比較，測量內阻和單元電池的端子開路電壓的時間可縮短。根據(jù)本公開的第二方面，電壓檢測設備配置成檢測電池組的多個單元電池中的每個的電壓。多個單元電池串聯(lián)連接。電壓檢測設備包括運算放大器、多個第一電容器、多個第一開關、多個第二開關、多個第三開關、第二電容器、第四開關和控制單元。運算放大器具有反相輸入端子和非反相輸入端子。為單兀電池對應地提供第一電容器。第一開關中的每個布置在單元電池中的對應一個的高電位端子和第一電容器中的對應一個的第一端之間。第二開關中的每個布置在單元電池中的對應一個的低電位端子和第一電容器中的對應一個的第一端之間。第三開關中的每個布置在運算放大器的反相輸入端子和第一電容器中的對應一個的第二端之間。第二電容器和第四開關并聯(lián)地布置在運算放大器的反相輸入端子和運算放大器的輸出端子之間。控制單元控制第一開關、第二開關、第三開關和第四開關以檢測每個單元電池的電壓。控制單元在第四開關閉合且運算放大器在電壓跟隨器中工作的狀態(tài)中閉合第一開關和第三開關以將電荷充電到多個第一電容器，并然后同時斷開第一開關或第三開關中的至少一個以將電荷保存在第一電容器中。當以預定的順序選擇單元電池之一作為目標單元電池用于電壓檢測時，控制單元暫時閉合第四開關以重置第二電容器的電荷，并在第一開關中對應于目標單元電池的一個被斷開的狀態(tài)中閉合第二開關中對應于目標單元電池的一個和第三開關中對應于目標單元電池的一個，從而檢測目標單元電池的電壓。根據(jù)第二方面的電壓檢測設備具有與根據(jù)第一方面的電壓檢測設備類似的結構，但不包括第五開關。此外在這種情況下，將實現(xiàn)類似的有利效果。根據(jù)本公開的第三方面，電壓檢測設備配置成檢測電池組的多個單元電池中的每個的電壓。多個單元電池串聯(lián)連接。電壓檢測設備包括運算放大器、多個第一電容器、多個第一開關、多個第二開關、多個第三開關、第四開關、第二電容器、第九開關、第十開關和控制單元。運算放大器具有反相輸入端子和非反相輸入端子。為單元電池對應地提供第一電容器。第一開關中的每個布置在單元電池中的對應一個的高電位端子和第一電容器中的對應一個的第一端之間。第二開關中的每個布置在單元電池中的相應電池的低電位端子和第一電容器中的對應一個的第一端之間。第三開關中的每個布置在運算放大器的反相輸入端子和第一電容器中的對應一個的第二端之間。第四本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于檢測電池組（1）的多個單元電池（B1?B4）中的每個的電壓的電壓檢測設備，所述單元電池串聯(lián)連接，所述電壓檢測設備包括：運算放大器（4、52），其具有反相輸入端子和非反相輸入端子；對應地為所述多個單元電池提供的多個第一電容器（C1A?C1D）；多個第一開關（SW1A?SW1D），所述第一開關中的每個布置在所述單元電池中的對應一個的高電位端子和所述第一電容器中的對應一個的第一端之間；多個第二開關（SW2A?SW2D），所述第二開關中的每個布置在所述單元電池中的對應一個的低電位端子和所述第一電容器中的對應一個的第一端之間，所述低電位端子具有比所述高電位端子低的電位；多個第三開關（SW3A?SW3D），所述第三開關中的每個布置在所述運算放大器的所述反相輸入端子和所述第一電容器中的對應一個的第二端之間；第二電容器（C2）和第四開關（SW4），其并聯(lián)地布置在所述運算放大器的所述反相輸入端子和所述運算放大器的輸出端子之間；多個第五開關（SW5A?SW5D），所述第五開關中的每個布置在電壓線和所述第一電容器中的對應一個的第二端之間，所述電壓線被施加有指定電壓；以及控制單元（6），其控制所述第一開關、所述第二開關、所述第三開關、所述第四開關和所述第五開關以檢測每個所述單元電池的電壓，其中所述控制單元：閉合所述第一開關和所述第五開關以將電荷充電到所述第一電容器；同時斷開所述第一開關或所述第五開關中的至少一個以將所述電荷保存在所述第一電容器中；當以預定的順序選擇所述單元電池之一作為目標單元電池用于電壓檢測時，暫時閉合所述第四開關以重置所述第二電容器的電荷；以及在所述第一開關中對應于所述目標單元電池的一個和所述第五開關中對應于所述目標單元電池的一個被斷開的狀態(tài)中閉合所述第二開關中對應于所述目標單元電池的一個和所述第三開關中對應于所述目標單元電池的一個，以檢測所述目標單元電池的電壓。...

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：牧原哲哉，本多一隆，長屋一德，
申請(專利權)人：株式會社電裝，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP