專利名稱：電池電壓檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將作為二次電池的多個單體電池串聯(lián)連接構(gòu)成所需輸出功率的電池電源裝置時，為了識別其工作狀態(tài)，將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)的串聯(lián)連接塊單位，檢測每一劃分后電池塊的電壓的電池電壓檢測裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，作為電池的單元電池，電動勢是1V-2V的低電壓，所以，為了獲得更大的輸出功率，必須將多個單體電池串聯(lián)連接。在這樣將多個單體電池串聯(lián)連接構(gòu)成電池電源裝置時，要求所有的單體電池均處于正常且均勻的工作狀態(tài)，所以，必須檢測各個單體電池的工作狀態(tài)。作為了解電池工作狀態(tài)的重要要素有電池電壓，正確檢測電池電壓，就能檢測了解單體電池的工作狀態(tài)。
圖7所示為應(yīng)用于同時使用電動機和內(nèi)燃機作為驅(qū)動源的混合型汽車的電池電源裝置的、現(xiàn)有技術(shù)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成。該電池電壓檢測裝置能以將多個單體電池做成串聯(lián)連接塊的電池塊的單位，對構(gòu)成電池電源裝置的多個單體電池的電壓進行檢測。因為以該構(gòu)成，驅(qū)動汽車行駛的電動機30必須有很大的驅(qū)動功率，所以，將鎳氫二次電池的多個單體電池串聯(lián)連接來獲得所需輸出功率。因此，驅(qū)動電動機30用的電路系統(tǒng)與驅(qū)動發(fā)動機的電路系統(tǒng)相比，是高電壓的電路。
驅(qū)動發(fā)動機用的電路系統(tǒng)因為向來做成低電壓的電路，所以，驅(qū)動電動機的電路系統(tǒng)呈接地電位與驅(qū)動發(fā)動機的電路系統(tǒng)絕緣的浮動狀態(tài)。
在圖7中，多個單體電池以規(guī)定數(shù)(12個)串聯(lián)連接的單位構(gòu)成電池塊19，利用具有將各電池塊19a-19n串聯(lián)連接后的輸出電壓的電池電能，通過逆變器29驅(qū)動電動機30。為了檢測該各電池塊19a-19n各自的電壓，每一電池塊19a-19n設(shè)有電壓檢測電路40a-40n。電壓檢測電路40利用差動放大器2檢測電池塊19兩端的電位差，用A/D變換器3將該檢測電壓變換成數(shù)字之后，通過光電耦合器7，與接地電位不同的車輛側(cè)保持電絕緣地，將測出的電壓數(shù)據(jù)輸出到車輛側(cè)的控制裝置。上述各電壓檢測電路40a-40n各自的工作電能，因為各電路離接地點的電位是不同的，所以必須分別供給獨立的工作電能。因此，電源供給部15的構(gòu)成為，從具有獨立線圈的變壓器向各電壓檢測電路40a-40n分別供給獨立的工作電能。
上述現(xiàn)有技術(shù)涉及的電池電壓檢測裝置存在如下所述的問題。
(1)因為電壓檢測電路40始終與各電池塊19連接，所以，不檢測電壓時，也從電池塊19流出漏電流，電池電源裝置不使用時也發(fā)生電池放電。
(2)為了使各電壓檢測電路40a-40n以獨立的接地電位進行工作，必須設(shè)置獨立供給工作電能的電源供給部15，從該電源供給部15供給的電力容易受到共態(tài)噪聲的影響，由于噪聲的影響，電壓檢測容易發(fā)生檢測錯誤。
本發(fā)明的第1目的在于，提供一種排除了從電池塊發(fā)生漏電流的電池電壓檢測裝置。第2目的在于，提供一種不必設(shè)置容易受到噪聲影響的電源供給部的電池電壓檢測裝置。
發(fā)明的公開為了達到上述第1目的，本申請的第1發(fā)明的電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊進行檢測，電池電壓檢測裝置的特征在于如下所述的構(gòu)成。該電池電壓檢測裝置設(shè)有電壓檢測電路，該電壓檢測電路包括檢測所述電池塊正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段、將該差動電壓檢測手段的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段、以及將該A/D變換手段的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段，并從與車輛側(cè)接地電位電氣絕緣的工作電能供給手段向每一所述各電壓檢測電路供給獨立的工作電能，其特征在于，每一電池塊設(shè)有所述電壓檢測電路，在各電壓檢測電路，設(shè)有使電池塊的正負(fù)兩端與所述差動電壓檢測手段之間的連接接通或切斷的開關(guān)手段，以及將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣地傳遞給所述開關(guān)手段的開關(guān)信號傳遞手段。
根據(jù)該構(gòu)成，在電池塊的正負(fù)兩端與差動電壓檢測手段之間設(shè)有開關(guān)手段，該開關(guān)手段根據(jù)來自開關(guān)信號傳遞手段的開關(guān)控制信號進行工作，僅在進行電池電壓檢測時，將電池塊的正負(fù)兩端與差動電壓檢測手段之間相連接。因此，在進行電壓檢測之外的狀態(tài)，電池塊兩端與差動放大器之間是被切斷的，可以排除因電池塊有漏電流而放電。
此外，為了達到上述第1目的，本申請第2發(fā)明的電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊進行檢測，電池電壓檢測裝置的特征在于如下的構(gòu)成。該電池電壓檢測裝置設(shè)有電壓檢測電路，該電壓檢測電路包括檢測所述電池塊的正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段，將該差動電壓檢測手段的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段，以及將該A/D變換手段的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段，并從與車輛側(cè)接地電位電氣絕緣的工作電能供給手段向每一個所述各電壓檢測電路供給獨立的工作電能，其特征在于，多個電池塊的每一單位設(shè)有所述電壓檢測電路，并在各電壓檢測電路設(shè)有檢測切換電路，該檢測切換電路包括使所述差動電壓檢測手段與多個電池塊的正負(fù)兩端之間的連接分別個別地接通或切斷的開關(guān)手段，以及根據(jù)開關(guān)控制信號對該多個開關(guān)手段個別地進行開關(guān)控制的開關(guān)控制手段，根據(jù)來自將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣地傳遞給所述檢測切換電路的開關(guān)信號傳遞手段的開關(guān)控制信號，通過所述開關(guān)控制手段使與成為檢測對象的電池塊正負(fù)兩端連接的所述開關(guān)手段閉合，使該電池塊與所述差動電壓檢測手段相連接。
根據(jù)該構(gòu)成，相對多個電池塊，設(shè)置1組具有差動電壓檢測手段及A/D變換手段、輸出數(shù)據(jù)傳遞手段的電壓檢測電路，并根據(jù)來自開關(guān)信號傳遞手段的開關(guān)控制信號，通過檢測切換手段將設(shè)于多個各電池塊正負(fù)兩端與所述差動電壓檢測手段之間的開關(guān)手段與所述電壓檢測電路連接。因為所述檢測切換手段閉合進行電壓檢測的電池塊的開關(guān)手段后與差動電壓檢測手段連接，所以，電壓檢測電路相對多個電池塊1組即可，可減少電壓檢測電路的設(shè)置數(shù)。此外，因為僅在進行電池電壓檢測時，才連接電池塊正負(fù)兩端與差動電壓檢測手段，所以，在進行電壓檢測之外的狀態(tài)，電池塊的兩端與差動放大器之間被切斷，能排除從電池塊流出漏電流引起的放電。
此外，為了達到上述第2目的，本申請第3發(fā)明的電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組電壓按將單體電池劃分為規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊進行檢測，電池電壓檢測裝置的特征在于構(gòu)成如下。該電池電壓檢測裝置設(shè)有電壓檢測電路，該電壓檢測電路包括檢測所述電池塊正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段，將該差動電壓檢測手段的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段，以及將該A/D變換手段的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段，其中，每一電池塊設(shè)有所述電壓檢測電路，并在各電壓檢測電路設(shè)有將電池塊的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述差動電壓檢測手段作為工作電能的第1電壓變換手段，以及將電池塊的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述A/D變換手段作為工作電能的第2電壓變換手段。
根據(jù)該構(gòu)成，因為差動電壓檢測手段及A/D變換手段的工作電能，是通過第1電壓變換手段及第2電壓變換手段將電池塊電壓變換成規(guī)定電壓后供給的，所以，不必另外設(shè)置對每一電池塊所設(shè)的差動電壓檢測手段及A/D變換手段供給工作電能用的電源供給手段，能消除因從電源供給手段混入電壓檢測電路的共態(tài)噪聲的影響引起的電壓檢測錯誤。
此外，為了同時達到上述第1和第2目的，本申請第4發(fā)明的電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，并對該電池組的電壓按將多個單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊進行檢測，其特征在于構(gòu)成如下。該電池電壓檢測裝置在每一所述電池塊設(shè)有電壓檢測電路，該電壓檢測電路包括檢測所述電池塊正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段，將電池塊的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述差動電壓檢測手段的第1電壓變換手段，將所述差動電壓檢測手段的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段，將電池塊的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述A/D變換手段的第2電壓變換手段，將電池塊正負(fù)兩端與所述差動電壓檢測手段之間的連接接通或切斷的開關(guān)手段，將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給所述開關(guān)手段的開關(guān)信號傳遞手段，以及將所述A/D變換手段的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段。
根據(jù)該構(gòu)成，因為在電池塊正負(fù)兩端與差動電壓檢測手段之間設(shè)有開關(guān)手段，該開關(guān)手段根據(jù)來自開關(guān)信號傳遞手段的開關(guān)控制信號工作，僅在進行電池電壓檢測時，將電池塊正負(fù)兩端與差動電壓檢測手段之間相連接，所以，在進行電壓檢測之外的狀態(tài)，電池塊兩端與差動放大器之間被切斷，能排除從電池塊漏出電流導(dǎo)致放電。此外，因為差動電壓檢測手段及A/D變換手段的工作電能，是通過第1電壓變換手段及第2電壓變換手段將電池塊電壓變換成規(guī)定電壓后供給的，所以，不必另外設(shè)置對每一電池塊所設(shè)的差動電壓檢測手段及A/D變換手段供給工作電能用的電源供給手段，能消除因從電源供給手段混入電壓檢測電路的共態(tài)噪聲的影響引起的電壓檢測錯誤。
此外，為了同時達到上述第1和第2目的，本申請第5發(fā)明的電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊進行檢測，其特征在于電池電壓檢測裝置的構(gòu)成如下。該電池電壓檢測裝置設(shè)有電壓檢測電路，所述電壓檢測電路包括檢測所述電池塊正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段，對該差動電壓檢測手段的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段，以及將該A/D變換手段的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段，其中，按多個電池塊的每一單位設(shè)置所述電壓檢測電路，并在各電壓檢測電路設(shè)置將電池塊電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述差動電壓檢測手段的第1電壓變換手段和將電池塊電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述A/D變換手段的第2電壓變換手段，同時設(shè)置檢測切換電路，該檢測切換電路具有將所述差動電壓檢測手段與多個電池塊正負(fù)兩端之間的連接分別獨立地接通或切斷的多個開關(guān)手段，以及根據(jù)開關(guān)控制信號分別獨立地開關(guān)控制該多個開關(guān)手段的開關(guān)控制手段，根據(jù)來自將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣地傳遞給所述檢測切換電路的開關(guān)信號傳遞手段的開關(guān)控制信號，通過所述開關(guān)控制手段使與成為檢測對象的電池塊正負(fù)兩端連接的所述開關(guān)手段閉合，使該電池塊與所述差動電壓檢測手段連接。
根據(jù)該構(gòu)成，對多個電池塊設(shè)置具有差動電壓檢測手段及A/D變換手段、輸出數(shù)據(jù)傳遞手段的1組電壓檢測電路，同時通過檢測切換手段，使設(shè)于多個各電池塊正負(fù)兩端與所述差動電壓檢測手段之間的開關(guān)手段根據(jù)來自開關(guān)信號傳遞手段的開關(guān)控制信號而與所述電壓檢測電路連接。因為所述檢測切換手段在閉合進行電壓檢測的電池塊的開關(guān)手段后與差動電壓檢測手段連接，所以，電壓檢測電路對于多個電池塊1組即可，能減少電壓檢測電路的設(shè)置數(shù)，僅在進行電池電壓檢測時將電池塊正負(fù)兩端與差動電壓檢測手段之間相連接，所以，在進行電壓檢測之外的狀態(tài)，電池塊兩端與差動放大器之間被切斷，能排除從電池塊流出的漏電流導(dǎo)致的放電。此外，差動電壓檢測手段及A/D變換手段的工作電能是由第1電壓變換手段及第2電壓變換手段將電池塊電壓變換成規(guī)定電壓后供給的，所以，不必另外設(shè)置對每一電池塊所設(shè)的差動電壓檢測手段及A/D變換手段供給工作電能用的電源供給手段，可以消除因從電源供給手段混入電壓檢測電路的共態(tài)噪聲影響導(dǎo)致的電壓檢測的誤檢測。
附圖的簡單說明圖1所示為本發(fā)明第1實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成電路圖，圖2所示為本發(fā)明第2實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成電路圖，圖3所示為本發(fā)明第3實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成電路圖，圖4所示為本發(fā)明第4實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成電路圖，圖5所示為切換電路的構(gòu)成電路圖，圖6所示為本發(fā)明第5實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成電路圖，圖7所示為現(xiàn)有技術(shù)涉及的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成電路圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)以下參照


本發(fā)明的一實施形態(tài)，以供對本發(fā)明的理解。又，以下所示實施形態(tài)為將本發(fā)明具體化的一個例子，并不是限定本發(fā)明的。另外，與傳統(tǒng)構(gòu)成相同的要素標(biāo)上了相同的符號，使本發(fā)明新的要素更明確。
混合型汽車同時使用電動機和內(nèi)燃機作為驅(qū)動源，本實施形態(tài)為了控制構(gòu)成電動驅(qū)動該混合型汽車用電池電源裝置的鎳氫二次電池的充放電，對將規(guī)定數(shù)目(12個)的單體電池作為電池塊的每一單位檢測電池電壓。
在圖1中，本發(fā)明第1實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置在構(gòu)成電池電源裝置20的每一個電池塊19a-19n，分別設(shè)有電壓檢測電路1a-1n。電壓檢測電路1在電池塊19的兩端分別通過第1光電繼電器(開關(guān)手段)5及第2光電繼電器(開關(guān)手段)6與差動放大器(差動電壓檢測手段)2連接，由差動放大器2檢測電池塊19兩端間的電壓，該測出的電池電壓由A/D變換器(A/D變換手段)3進行數(shù)字變換，再從輸出光電耦合器(輸出數(shù)據(jù)傳遞手段)7輸出到車輛的控制裝置。上述第1及第2兩光電繼電器5、6例如由光電莫斯繼電器(商品名)那樣的光反應(yīng)型半導(dǎo)體開關(guān)所構(gòu)成，進行電池塊19的電壓檢測時，對與作為檢測對象的電池塊19連接的電壓檢測電路1，根據(jù)從車輛控制裝置輸出的開關(guān)控制信號，將電池塊19與差動放大器2之間的連接閉合。所述開關(guān)控制信號通過輸入光電耦合器(開關(guān)信號傳遞手段)8被輸入，以便在與接地電位不同的車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的狀態(tài)下能進行信號輸入，所以根據(jù)從輸入光電耦合器8輸入的開關(guān)控制信號進行控制，使所述第1及第2光電繼電器5、6閉合。因此，電壓檢測電路1與電池塊19之間的連接僅在進行電壓檢測時被連接，其它不使用時，電池塊19相對電壓檢測電路1的連接處于斷開狀態(tài)，不使用時不會發(fā)生因漏電流導(dǎo)致無用的放電。
所述電池電源裝置20必須有能利用電動機30驅(qū)動車輛行駛的很大的輸出功率，故其電壓與將所述電池塊19多個串聯(lián)連接進行發(fā)動機驅(qū)動用的電路系統(tǒng)的電壓相比，要能獲得高電壓的輸出，所以，含有電壓檢測電路1的電池電源裝置20的高電壓電路系統(tǒng)在與車輛側(cè)的低電壓電路系統(tǒng)接地電位電氣絕緣的浮起狀態(tài)下裝載在車輛上。此外，來自與各電壓檢測電路1a-1n分別連接的各電池塊19a-19n的接地電位的電位是分別不同的，所以，使各電壓檢測電路1a-1n工作用的工作電能必須分別一個一個地供給，從電源供給部(工作電能供給手段)15分別供給各電壓檢測電路1a-1n。電源供給部15的構(gòu)成為，能將從車輛側(cè)供給的電力通過變壓器變壓之后，向各電壓檢測電路1a-1n分別供給對應(yīng)的電力，其與車輛側(cè)直流性絕緣，并呈在各電壓檢測電路1a-1n之間直流性絕緣的狀態(tài)。
上述電源供給部15利用從車輛側(cè)電路系統(tǒng)供給的電力，向電池電壓檢測裝置20的高壓電路系統(tǒng)的電壓檢測電路1供給工作電能，所以，有可能將混入電源供給部15的共態(tài)噪聲的影響施加于電壓檢測電路1，由于噪聲的影響，電壓檢測有可能發(fā)生誤動作。即，電源供給部15橫跨接地電位不同的低壓電路系統(tǒng)和高壓電路系統(tǒng)，處于對接地點的阻抗不平衡的狀態(tài)，容易受到共態(tài)噪聲的影響。在該狀態(tài)，由于如逆變器29那樣電流及電壓發(fā)生很大變化的構(gòu)成要素，以及隨著因電流充放電引起的電流變化，存在噪聲分量產(chǎn)生因素，故電源供給部15產(chǎn)生共態(tài)噪聲的可能性增大。為了除去該共態(tài)噪聲的影響，各電壓檢測電路1a-1n各自的工作電能從自身的電池塊19獲得是有效的。以下作為第2實施形態(tài)，對改進了該工作電能的供給構(gòu)成的電池電壓檢測裝置的構(gòu)成進行說明。
在圖2中，第2實施形態(tài)涉及的電池電壓檢測裝置在構(gòu)成電池電源裝置20的各電池塊19a-19n的每一個上，分別設(shè)有電壓檢測電路10a-10n。電壓檢測電路10通過連接在電池塊19兩端的差動放大器2檢測電池塊19兩端間的電壓，該測出的電池電壓通過A/D變換器3進行數(shù)字變換，再從輸出光電耦合器7輸出到車輛的控制裝置。使該電壓檢測電路10a-10n工作的工作電能從與各電壓檢測電路10a-10n連接的各電池塊19a-19n分別供給。
即，所述差動放大器2的工作電能從與電池塊19連接的第1調(diào)節(jié)器(第1電壓變換手段)11供給，A/D變換器3的工作電能由與電池塊19連接的第2調(diào)節(jié)器(第2電壓變換手段)12供給。所述第1及第2各調(diào)節(jié)器11、12例如由3端子調(diào)節(jié)器構(gòu)成，將電池塊19的電壓變換成適合差動放大器2或A/D變換器3工作的電壓后供給差動放大器2或A/D變換器3。
這樣，因為各電壓檢測電路10a-10n的工作電能由各自的電池塊19供給，所以，不必如第1實施形態(tài)的構(gòu)成所示的那樣設(shè)置電源供給部15，能排除會導(dǎo)致裝置大型化及增加重量的電源供給部15。此外，因為工作電能可以從各自的電池塊19獲得，所以，能消除從電源供給部15供給的電力受到的共態(tài)噪聲的影響。
在該第2實施形態(tài)的構(gòu)成中，再加上上述第1實施形態(tài)的消除漏電流的構(gòu)成，就能構(gòu)成更高性能的電池電壓檢測裝置。以下對該構(gòu)成作為第3實施形態(tài)進行說明。
在圖3中，電壓檢測電路13利用分別通過第1光電繼電器5及第2光電繼電器6連接在電池塊19兩端的差動放大器2，檢測電池塊19兩端間的電壓，該測出的電池電壓通過A/D變換器3進行數(shù)字變換，再從輸出光電耦合器7輸出到車輛的控制裝置。所述第1和第2光電繼電器5、6在檢測電池塊19的電壓時，根據(jù)從車輛控制裝置輸出的開關(guān)控制信號，對連接在作為檢測對象的電池塊19上的電壓檢測電路13，閉合電池塊19與差動放大器2之間的連接。因為所述開關(guān)控制信號是輸入到輸入光電耦合器8的，所以，輸入光電耦合器8根據(jù)開關(guān)控制信號進行控制，使所述第1和第2光電繼電器5、6閉合。因此，電壓檢測電路13與電池塊19之間的連接僅在進行電壓檢測時被連接，故在此之外的不使用時，電池塊19對電壓檢測電路13的連接呈斷開狀態(tài)，不使用時不會發(fā)生流過漏電流引起的無用的放電。所述差動放大器2的工作電能從與電池塊19連接的第1調(diào)節(jié)器11供給，而A/D變換器3的工作電能由與電池塊19連接的第2調(diào)節(jié)器12供給。因此，各電壓檢測電路13a-13n的工作電能由各自的電池塊19供給，故不必如第1實施形態(tài)的構(gòu)成所示的那樣設(shè)置電源供給部15，能消除共態(tài)噪聲的影響。
在上述說明過的各電池電源裝置中，相對各電池塊19a-19n分別設(shè)有電壓檢測電路1a-1n、10a-10n及13a-13n。以下作為第4及第5實施形態(tài)，對抑制整個裝置構(gòu)成的復(fù)雜化、減少電壓檢測電路1a-1n、10a-10n、13a-13n數(shù)量的構(gòu)成進行說明。
圖4所示的第4實施形態(tài)的構(gòu)成，對于多個電池塊19，設(shè)置一個共用的電壓檢測電路9，能通過切換對多個電池塊19一個個地依次檢測電壓。如圖4所示，相對5個電池塊19a-19e，設(shè)有一個電壓檢測電路9a，各電池塊19a-19e各自的兩端分別通過切換電路(檢測切換手段)16、17與差動放大器2連接。所述切換電路16、17如圖5所示，具有與各電池塊19a-19e的正極側(cè)對應(yīng)的光電繼電器5a-5e，與各電池塊19a-19e的負(fù)極側(cè)對應(yīng)的光電繼電器6a-6e，根據(jù)從輸入光電耦合器8輸入的開關(guān)控制信號對正極側(cè)光電繼電器5a-5e的通斷進行切換的第1解碼器(開關(guān)控制手段)21，以及根據(jù)從輸入光電耦合器8輸入的開關(guān)控制信號對負(fù)極側(cè)光電繼電器6a-6e的通斷進行切換的第2解碼器(開關(guān)控制手段)22。例如，當(dāng)所述開關(guān)控制信號是檢測電池塊19a電壓的控制信號時，第1和第2各解碼器21、22進行控制，使與電池塊19a連接的光電繼電器5a、6a閉合，所以，電池塊19a的兩端與差動放大器2連接，可檢測電池塊19a的電壓。因此，車輛的控制裝置通過輸入光電耦合器8輸入包括識別電池塊19的信號的開關(guān)控制信號，就能從輸出光電耦合器7獲得該電池塊19的電壓檢測數(shù)據(jù)，對多個電池塊19設(shè)置一個共用電壓檢測電路9的簡化構(gòu)成，也能與第1實施形態(tài)一樣進行相同的電壓檢測。
在上述構(gòu)成中，由一個電壓檢測電路9進行電壓檢測的電池塊19的數(shù)目設(shè)定為5個，當(dāng)該數(shù)目的各電池塊19a-19e通過切換電路16、17分別與差動放大器2連接時，由于電池塊19位置的不同，施加于差動放大器2輸入端子的與接地電位的電位差是不同的，所以，通過使用的差動放大器2進行調(diào)整，以使該電位差在差動放大器2的允許范圍內(nèi)。
圖6所示的第5實施形態(tài)是在上述第4實施形態(tài)的構(gòu)成之上，加上了可以從進行電壓檢測的電池塊19獲得電壓檢測電路14的工作電能的構(gòu)成。切換電路16、17的構(gòu)成采用與第4實施形態(tài)相同的圖5所示的構(gòu)成，向差動放大器2及A/D變換器3供給工作電能的第1及第2各調(diào)節(jié)器11、12的構(gòu)成與第2實施形態(tài)的構(gòu)成相同，故省略其說明。
根據(jù)該構(gòu)成，因為電壓檢測電路14僅在進行電壓測定時，通過切換電路16、17與作為檢測對象的電池塊19連接，所以，排除了不使用時的漏電流。此外，因為電壓檢測電路14可以從作為檢測對象的電池塊19獲得自身的工作電能，所以，不必為了獲得工作電能而設(shè)置電源供給手段，可以消除從電源供給手段混入共態(tài)噪聲。還有，通過相對多個電池塊19設(shè)置一個電壓檢測電路14，就能簡化電壓檢測裝置的構(gòu)成。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，為了控制進行電動機驅(qū)動而裝載在汽車上的電池電源裝置的充放電，做成對構(gòu)成電池電源的多個單體電池的電壓進行檢測時，僅在進行電壓檢測時電壓檢測電路與電池連接的構(gòu)成，就能消除因從電壓檢測電路有漏電流流出而發(fā)生放電的現(xiàn)象，故能抑制電池的消耗。此外，利用從作為檢測對象的電池獲得電壓檢測電路的工作電能的構(gòu)成，可以不必設(shè)置供給電壓檢測電路工作電能用的電源供給手段，避免因從電源供給手段混入噪聲而導(dǎo)致電壓檢測發(fā)生誤動作。因此，本發(fā)明有利于將電池消耗抑制在最小限度并構(gòu)成高精度的電池電壓檢測裝置。
權(quán)利要求
1．一種電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊(19)進行檢測，設(shè)有電壓檢測電路(1)，該電壓檢測電路(1)包括檢測所述電池塊(19)的正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段(2)，將該差動電壓檢測手段(2)的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段(3)，以及將該A/D變換手段(3)的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)的電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段(7)，并從與車輛側(cè)接地電位電氣絕緣的工作電能供給手段(15)向每一所述各電壓檢測電路(1)供給獨立的工作電能，其特征在于，每一電池塊(19)設(shè)有所述電壓檢測電路(1)，在各電壓檢測電路(1)，設(shè)有使電池塊(19)正負(fù)兩端與所述差動電壓檢測手段(2)之間的連接接通或切斷的開關(guān)手段(5、6)，以及將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣地傳遞給所述開關(guān)手段(5、6)的開關(guān)信號傳遞手段(8)。
2．一種電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊(19)進行檢測，設(shè)有電壓檢測電路(9)，該電壓檢測電路(9)包括檢測所述電池塊(19)正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段(2)，將該差動電壓檢測手段(2)的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段(3)，以及將該A/D變換手段(3)的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段(7)，并從與車輛側(cè)接地電位電氣絕緣的工作電能供給手段(15)向所述各電壓檢測電路(9)的每一個供給獨立的工作電能，其特征在于，多個電池塊(19)的每一單位設(shè)有所述電壓檢測電路(9)，并在各電壓檢測電路(9)設(shè)有檢測切換電路(16、17)，該檢測切換電路(16、17)包括使所述差動電壓檢測手段(2)與多個電池塊(19)正負(fù)兩端之間的連接分別個別地接通或切斷的多個開關(guān)手段(5、6)，以及根據(jù)開關(guān)控制信號對該多個開關(guān)手段(5、6)個別地進行開關(guān)控制的開關(guān)控制手段(21、22)，根據(jù)來自將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣地傳遞給所述檢測切換電路(16、17)的開關(guān)信號傳遞手段(8)的開關(guān)控制信號，通過所述開關(guān)控制手段(21、22)閉合與成為檢測對象的電池塊(19)正負(fù)兩端連接的所述開關(guān)手段(5、6)，使該電池塊(19)與所述差動電壓檢測手段(2)相連接。
3．一種電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組電壓按將單體電池劃分為規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊(19)進行檢測，設(shè)有電壓檢測電路(10)，該電壓檢測電路(10)包括檢測所述電池塊(19)正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段(2)，將該差動電壓檢測手段(2)的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段(3)，以及將該A/D變換手段(3)的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段(7)，其特征在于，每一電池塊(19)設(shè)有所述電壓檢測電路(10)，并在各電壓檢測電路(10)，設(shè)有將電池塊(19)的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述差動電壓檢測手段(2)作為工作電能的第1電壓變換手段(11)，以及將電池塊(19)的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述A/D變換手段(3)作為工作電能的第2電壓變換手段(12)。
4．一種電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊(19)進行檢測，設(shè)有電壓檢測電路(13)，該電壓檢測電路(13)包括檢測所述電池塊(19)正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段(2)，將該差動電壓檢測手段(2)的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段(3)，以及將該A/D變換手段(3)的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段(7)，其特征在于，在每個電池塊(19)設(shè)置所述電壓檢測電路(13)，并在各電壓檢測電路(13)，設(shè)有將電池塊(19)的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述差動電壓檢測手段(2)的第1電壓變換手段(11)，將電池塊(19)的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述A/D變換手段(3)的第2電壓變換手段(12)，將電池塊(19)正負(fù)兩端與所述差動電壓檢測手段(2)之間的連接接通或切斷的開關(guān)手段(5、6)，以及將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給所述開關(guān)手段(5、6)的開關(guān)信號傳遞手段(8)。
5．一種電池電壓檢測裝置，成為車輛驅(qū)動用電動機驅(qū)動電源的二次電池構(gòu)成為將多個單體電池串聯(lián)連接的電池組，該電池組在其接地電位與車輛側(cè)電路系統(tǒng)的接地電位電氣絕緣的狀態(tài)下裝載在車輛上，為了對該電池組的電壓按將單體電池劃分成規(guī)定數(shù)目的串聯(lián)連接塊單位后的每一電池塊(19)進行檢測，設(shè)有電壓檢測電路(14)，所述電壓檢測電路(14)包括檢測所述電池塊(19)正負(fù)兩端間電位差的差動電壓檢測手段(2)，對該差動電壓檢測手段(2)的輸出電壓進行數(shù)字變換的A/D變換手段(3)，以及將該A/D變換手段(3)的輸出數(shù)據(jù)在與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣的情況下傳遞給車輛側(cè)電路系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)傳遞手段(7)，其特征在于，在多個電池塊(19)的每一單位設(shè)置所述電壓檢測電路(14)，并在各電壓檢測電路(14)，設(shè)置將電池塊(19)的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述差動電壓檢測手段(2)的第1電壓變換手段(11)，以及將電池塊(19)的電壓變換成規(guī)定電壓后供給所述A/D變換手段(3)的第2電壓變換手段(12)，同時設(shè)置檢測切換電路(16、17)，該檢測切換電路(16、17)具有將所述差動電壓檢測手段(2)與多個電池塊(19)正負(fù)兩端之間的連接分別個別地接通或切斷的多個開關(guān)手段(5、6)，以及根據(jù)開關(guān)控制信號分別個別地開關(guān)控制該多個開關(guān)手段(5、6)的開關(guān)控制手段(21、22)，根據(jù)來自將來自車輛側(cè)電路系統(tǒng)的開關(guān)控制信號與車輛側(cè)電路系統(tǒng)電氣絕緣地傳遞給所述檢測切換電路(16、17)的開關(guān)信號傳遞手段(8)的開關(guān)控制信號，通過所述開關(guān)控制手段(21、22)，使與成為檢測對象的電池塊(19)正負(fù)兩端連接的所述開關(guān)手段(5、6)閉合，使該電池塊(19)與所述差動電壓檢測手段(2)連接。
全文摘要
將多個單體電池串聯(lián)連接的電池電源裝置(20)按多個單體電池單位的每個電池塊(19)設(shè)置電壓檢測電路(13)。電壓檢測電路(13)用差動放大器(2)檢測電池塊(19)兩端的電位差，進行A/D變換后從光電耦合器(7)輸出到控制裝置。差動放大器(2)與電池塊(19)之間通過光電繼電器(5、6)連接，僅在進行電壓檢測時根據(jù)開關(guān)控制信號閉合，故不再有漏電流。此外，差動放大器(2)及A/D變換器(3)的工作電能由電池塊(19)經(jīng)調(diào)節(jié)器(11、12)進行電壓變換后供給，故能排除噪聲影響。
文檔編號B60L11/18GK1317089SQ9981074
公開日2001年10月10日 申請日期1999年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月11日
發(fā)明者高田雅弘, 鳥井祐次, 為末和彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社, 豐田自動車株式會社