專利名稱：蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及適合向使車輛行駛的電動機供給電力的車輛用的電源裝置的蓄 電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法，尤其涉及并聯(lián)及串聯(lián)連接多 個電池元件以增大輸出及電池容量(容量)的蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的 內(nèi)部短路檢測方法。
背景技術(shù)：
蓄電池系統(tǒng)串聯(lián)連接電池元件來提高輸出電壓，另外并聯(lián)連接電池元件能提高輸 出總電流及充電容量。因此，向使車輛行駛的電動機供給電力這樣的要求大輸出、高容量的 蓄電池系統(tǒng)，串聯(lián)及并聯(lián)連接多個蓄電池元件。該蓄電池系統(tǒng)在由電動機使車輛加速或者 行駛的狀態(tài)下被放電，向電動機供給電力，另外在剩余容量變少的狀態(tài)下用發(fā)電機或外部 的充電器進行充電。另外，在車輛的再生制動的情況下，也用發(fā)電機進行充電。在并聯(lián)連接 了多個電池元件具有大電流、高容量特性的蓄電池系統(tǒng)，電流均勻地在并聯(lián)連接的各個電 池元件中流動并在相同的狀態(tài)下進行使用這點是重要的。其原因在于，電池元件的不平衡 成為使特定的電池元件惡化的原因。為了防止該不足，開發(fā)了一種用于將并聯(lián)連接的電池的電流均等化的蓄電池系統(tǒng) (參照專利文獻1)。專利文獻1日本特開2006-345660號公報專利文獻1所述的蓄電池系統(tǒng)對串聯(lián)連接多個電池元件形成的串聯(lián)電池單元進 行并聯(lián)連接。該蓄電池系統(tǒng)為使電流均勻地在各個串聯(lián)電池單元中流動，而連接了恒流電 路。該蓄電池系統(tǒng)能在串聯(lián)電池單元中流動相等的電流。但是，蓄電池系統(tǒng)由于使用多個電池元件，從而由特定的電池元件引起內(nèi)部短路 的概率變高了。電池元件的內(nèi)部短路在各種狀態(tài)下都會發(fā)生。例如，在電池元件的殼體內(nèi) 混入金屬片引起的極端的內(nèi)部短路，由于短路電流變大，故能比較容易地檢測出來。其原因 在于，由于極端的內(nèi)部短路而電壓顯著降低或者發(fā)熱。但是，電池元件通過反復(fù)充放電，會引起微弱的內(nèi)部短路。微弱的內(nèi)部短路有時例 如通過反復(fù)充放電在正極或負極的表面析出的堆積物沖破隔板(s印arator)而產(chǎn)生。由于 該內(nèi)部短路是由極其微細的析出物產(chǎn)生的，故會由自體的短路電流引起的發(fā)熱而被熔斷， 從而不會連續(xù)地處于短路狀態(tài)。由于該微弱的內(nèi)部短路不連續(xù)發(fā)生且短路電流也小，故極 難進行該判定。此外，在并聯(lián)連接了多個電池元件的蓄電池系統(tǒng)中，特定電池元件的內(nèi)部短路的 檢測變得更難。其原因在于，即使一個電池元件發(fā)生內(nèi)部短路而電壓降低，但是因電流從與 該電池元件并聯(lián)連接的電池元件流入，故使電壓均等化。電池元件通過反復(fù)或持續(xù)著微弱的內(nèi)部短路，最終會處于極端的內(nèi)部短路狀態(tài)， 且伴隨著發(fā)熱，蓄電池系統(tǒng)也會處于危險的狀態(tài)。另外，如果并聯(lián)連接電池元件，則電流流入發(fā)生了微弱的內(nèi)部短路的電池元件，增長了發(fā)熱，進而增加了其危險性。因此，如果在并聯(lián)連接了多個電池元件的蓄電池系統(tǒng)中能檢測電池元件的內(nèi)部短 路，則在蓄電池系統(tǒng)處于危險狀態(tài)之前能停止蓄電池系統(tǒng)的使用，通過只容許由蓄電池系 統(tǒng)所產(chǎn)生的發(fā)動機的起動，而停止由蓄電池系統(tǒng)所產(chǎn)生的行駛即放電及充電，向驅(qū)動器顯 示“蓄電池異?！被颉斑M入服務(wù)工廠”等，從而能夠更安全地利用。但是，在專利文獻1的蓄電池系統(tǒng)中，不足在于不能將構(gòu)成串聯(lián)電池單元的電池 元件的電流均等化，不能檢測任意一個電池元件引起內(nèi)部短路的狀態(tài)，不能保證由電池元 件的內(nèi)部短路引起的安全的充放電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這種問題而提出的。本發(fā)明的主要目的在于提供一種通過并聯(lián) 連接多個電池元件以增大輸出電流及電池容量的同時能可靠地檢測并聯(lián)連接的電池元件 的內(nèi)部短路，從而能保證更高的安全性的蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部 短路檢測方法。為了解決上述課題，根據(jù)第1側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)，具有串聯(lián)連接了并聯(lián)電 池單元而構(gòu)成的組電池，該并聯(lián)電池單元并聯(lián)連接了多個電池元件而構(gòu)成，該蓄電池系統(tǒng) 能具有檢測部，檢測各個并聯(lián)電池單元的電壓和電流，并且計算各個并聯(lián)電池單元的電 流的累計值；存儲部，存儲了與由所述檢測部計算出的并聯(lián)電池單元的電流的累計值相對 應(yīng)的基準電壓；以及判定部，從所述存儲部中讀取與由所述檢測部所檢測的累計值相對應(yīng) 的基準電壓，對該基準電壓和由所述檢測部所檢測的所述并聯(lián)電池單元的檢測電壓進行比 較，在檢測電壓和基準電壓之差比設(shè)定值大的狀態(tài)下判定所述電池元件的內(nèi)部短路。由此， 能夠有效地檢測以往困難的被并聯(lián)連接后的電池元件的內(nèi)部短路。另外，根據(jù)第2側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)，所述檢測部能檢測在規(guī)定時間、或者從 充電開始至充電結(jié)束的期間、或者從放電開始至放電結(jié)束的期間、或者到電流的累計值成 為設(shè)定值為止的期間的各個并聯(lián)電池單元的電流的累計值，以判定電池元件的內(nèi)部短路。此外，根據(jù)第3側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)，也可所述檢測部所檢測的各個并聯(lián)電 池單元的電流的累計值，是由電流的積分值和修正系數(shù)之積構(gòu)成的剩余容量。此外，根據(jù)第4側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)，也可將所述電池元件作為鋰離子二次 電池。此外，根據(jù)第5側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)，也可將所述組電池作為向使車輛行駛 的電動機供給電力的電源。此外，根據(jù)第6側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)，也可具有串聯(lián)連接了并聯(lián)電池單元而 構(gòu)成的組電池，該并聯(lián)電池單元并聯(lián)連接了多個電池元件而構(gòu)成，該蓄電池系統(tǒng)，具備檢 測部，檢測各個并聯(lián)電池單元的電壓；以及判定部，將由所述檢測部所檢測的各個并聯(lián)電池 單元的電壓與其他并聯(lián)電池單元的電壓進行比較，來檢測電壓差，判定電壓差比規(guī)定的設(shè) 定值大的并聯(lián)電池單元的電池元件的內(nèi)部短路。此外，根據(jù)第7側(cè)面所涉及的車輛，也可具備上述的蓄電池系統(tǒng)。此外，根據(jù)第8側(cè)面所涉及的蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法，是一種在具有串 聯(lián)連接了并聯(lián)電池單元而構(gòu)成的組電池的蓄電池系統(tǒng)中，在電池元件內(nèi)部發(fā)生的內(nèi)部短路的檢測方法，該并聯(lián)電池單元并聯(lián)連接了多個電池元件而構(gòu)成，該蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路 檢測方法，包括由檢測部檢測各個并聯(lián)電池單元的電壓和電流，還計算各個并聯(lián)電池單元 的電流的累計值的步驟；以及從預(yù)先存儲了累計值所對應(yīng)的并聯(lián)電池單元的基準電壓的存 儲部中讀取適合的基準電壓，并對該讀取的基準電壓和由所述檢測部所檢測的所述并聯(lián)電 池單元的檢測電壓進行比較，在檢測電壓和基準電壓之差比設(shè)定值大時，判定所述電池元 件的內(nèi)部短路的步驟。由此，能夠有效地檢測有以往困難的被并聯(lián)連接后的電池元件的內(nèi) 部短路。以上的蓄電池系統(tǒng)有下述特征，即并聯(lián)連接多個電池元件以增大輸出電流或電池 容量的同時可靠地檢測并聯(lián)連接的電池元件的內(nèi)部短路，從而能夠安全地充放電?；趫D5 對該蓄電池系統(tǒng)可檢測電池元件的微弱的內(nèi)部短路的動作原理進行說明。在該圖中，假設(shè) 中央的電池元件弓I起了微弱的內(nèi)部短路。由于電流從兩側(cè)的電池元件流入，因此引起了微 弱的內(nèi)部短路的電池元件的電壓下降的比例小，不能簡單地識別。尤其是，電池元件的微弱 的內(nèi)部短路不一定連續(xù)發(fā)生，通過反復(fù)充放電有時會暫時地發(fā)生，故難以檢測該狀態(tài)下的 微弱的內(nèi)部短路。其中，引起了內(nèi)部短路的電池元件，其被實質(zhì)性充電的容量與正常的電池 元件不同，另外用該容量所特定的電壓也與正常的電池元件不同。即引起內(nèi)部短路的電池 元件即使被充電，其電壓的變化也不按照與正常的電池元件相同的方式變化。此外，電池元 件的電壓因內(nèi)部短路而改變的樣態(tài)也是在電池元件的狀態(tài)下改變的。例如，當因內(nèi)部短路 而在電池元件的內(nèi)部處于充電電流被旁路的狀態(tài)時，對兩側(cè)的電池元件進行充電的電流變 少。當處于該狀態(tài)時，有內(nèi)部短路的電池元件的并聯(lián)電池單元的電壓上升變少。另外，處于對組電池進行放電的狀態(tài)時，因內(nèi)部短路而中央的電池元件的剩余容 量變小了的并聯(lián)電池單元，因為來自兩側(cè)的電池元件的放電容量變大，故電壓的下降相對 于放電容量變大。以上，在有內(nèi)部短路的電池元件的并聯(lián)電池單元被充電或者被放電的狀 態(tài)下，電壓相對于組電池的充電容量或放電容量而變化的比例，相對于正常的并聯(lián)電池單 元產(chǎn)生變化。以上的蓄電池系統(tǒng)，將與正常的并聯(lián)電池單元被充電或被放電的容量相對應(yīng)的電 壓變化作為基準電壓進行存儲。在組電池被充放電的狀態(tài)下，檢測被充電或被放電的容量 和電壓。所有電池元件不引起內(nèi)部短路的并聯(lián)電池單元，其所檢測的電壓與基準電壓一致。 但是，任意一個電池元件發(fā)生了內(nèi)部短路的并聯(lián)電池單元，因內(nèi)部短路而被實質(zhì)性充放電 的容量變化了，所檢測的電壓或電壓的變化量與基準電壓或電壓變化基準量不同。因此，通 過檢測并聯(lián)電池單元的充放電容量和電壓，將與充放電的容量相對應(yīng)的基準電壓和檢測電 壓進行比較，或者將電壓的變化量與電壓變化基準量進行比較，從而能夠檢測電池元件的 內(nèi)部短路。尤其是，該蓄電池系統(tǒng)可實現(xiàn)如下特征不僅將并聯(lián)電壓單元的電壓與基準電壓 進行比較，還將與被充放電的容量的變化相對應(yīng)的電壓與基準電壓進行比較，來檢測內(nèi)部 短路，從而可更加可靠地檢測電池元件的更加微弱的內(nèi)部短路，能安全地對組電池進行充 放電。其原因在于，即使在電流從兩側(cè)的電池元件流入發(fā)生了內(nèi)部短路的電池元件而電壓 被均等化的狀態(tài)下，也能檢測電池元件的微弱的內(nèi)部短路。


圖1是表示一個實施方式所涉及的電源裝置的框圖。
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圖2是表示檢測微細的內(nèi)部短路的步驟的流程圖。圖3是表示在通過發(fā)動機和電動機進行行駛的混合動力汽車上搭載電源裝置的 例子的框圖。圖4是表示在只通過電動機進行行駛的電動汽車上搭載電源裝置的例子的框圖。圖5是表示在并聯(lián)連接的電池元件的一部分發(fā)生內(nèi)部短路的樣子的示意圖。符號說明100、100B、100C-電源裝置；1-并聯(lián)電池單元；2-電池元件(cell)；3-電流檢測電路；4-電壓檢測電路；5-檢測部；6-存儲部；6a_參照區(qū)域；6b-暫時存儲區(qū)域；7-判定部；8-控制部；10-組電池；11-接觸器(contactor)；50-車輛側(cè)負載；51-DC/AC 逆變器；52-電動機；53-發(fā)電機；55-發(fā)動機(工 > 夕> )；EV、HV-車輛。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。其中，以下所示的實施方式例示了 用于具體化本發(fā)明技術(shù)思想的蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方 法，本發(fā)明并不將蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法特定為以 下的方式。此外，也并不將本申請所要保護的范圍所示的部件特定為實施方式的部件。尤 其是，實施方式所述的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對配置等，只要沒有特別記載，就 不是將本發(fā)明的范圍限定于此的意思，而只是說明例。此外，為了使說明明了，而夸大了各 附圖所示的部件的大小及位置關(guān)系等。此外，在以下的說明中，對同一名稱、符號表示同一 或相同材質(zhì)的部件，并適當省略詳細說明。此外，構(gòu)成本發(fā)明的各要素既可以采用以同一部 件構(gòu)成多個要素、以一個部件兼用多個要素的方式，相反地，也可以用多個部件分擔一個部 件的功能而加以實現(xiàn)。另外，在一部分的實施例、實施方式中說明過的內(nèi)容也可用于其它實 施例、實施方式等中?；趫D1 圖2，說明適用于車載用的電源裝置的例子，作為本發(fā)明的一個實施方式所涉及的蓄電池系統(tǒng)。在這些圖中，圖1表示電源裝置的框圖，圖2表示檢測微細的內(nèi)部 短路的步驟的流程圖。這些圖所示的電源裝置100主要適用于用發(fā)動機和電動機雙方行駛 的混合動力汽車或只用電動機行駛的電動汽車等的電動車輛的電源。其中，本發(fā)明的電源 裝置也可用于混合動力汽車或電動汽車以外的車輛，此外還能用于電動車輛以外的要求大 輸出的用途。圖1的車輛用的電源裝置100被搭載于混合動力汽車、燃料電池車、電動汽車等的 車輛，驅(qū)動作為車輛側(cè)負載50被連接的電動機52，以使車輛行駛。如圖1所示，車輛側(cè)負載 50在輸入側(cè)連接DC/AC逆變器51，在輸出側(cè)連接電動機52和發(fā)電機53。DC/AC逆變器51 將行駛用蓄電池1的直流變換為3相的交流，以控制向電動機52的電力供給。另外，將發(fā) 電機53的輸出變換為直流，以對電源裝置100的行駛用蓄電池1進行充電。此外，在車輛側(cè)負載，還有在DC/AC逆變器的輸入側(cè)連接升降壓轉(zhuǎn)換器，對電源裝 置的輸出電壓進行升壓并供給到電動機的結(jié)構(gòu)。該車輛側(cè)負載，用升降壓轉(zhuǎn)換器對電源裝 置的輸出電壓進行升壓，并經(jīng)由DC/AC逆變器將其供給到電動機，進而用DC/AC逆變器將發(fā) 電機的輸出變換為直流，還用升降壓轉(zhuǎn)換器進行降壓以對行駛用蓄電池進行充電。圖1所示的車輛用的電源裝置100具備向車輛側(cè)負載50的電動機52供給電力 的組電池10、檢測組電池10的電流的電流檢測電路3、檢測電池元件2的電壓的電壓檢測 電路4、根據(jù)由該電壓檢測電路4所檢測的檢測電壓和由電流檢測電路3所檢測的檢測電流 來判定電池元件2的內(nèi)部短路的判定部7、存儲基準信息的參照區(qū)域6a、接觸器11、控制接 觸器11的開閉的控制部8。通過這些電流檢測電路3和電壓檢測電路4構(gòu)成了檢測部5，用于檢測各個并聯(lián)電 池單元1的電壓和電流，并且計算各個并聯(lián)電池單元1的電流的累計值。另外，判定部7從 參照區(qū)域6a中讀取與由該檢測部5所檢測的累計值相對應(yīng)的基準電壓，對基準電壓和由檢 測部5所檢測的并聯(lián)電池單元1的檢測電壓進行比較，在檢測電壓和基準電壓之差比設(shè)定 值大的狀態(tài)下判定電池元件2的內(nèi)部短路。(存儲部6)存儲部6具備參照區(qū)域6a和暫時存儲區(qū)域6b。參照區(qū)域6a存儲與由檢測部5計 算出的并聯(lián)電池單元1的電流的累計值相對應(yīng)的基準電壓。該參照區(qū)域6a能利用ROM或 E2PR0M之類的非易失性存儲器等。另外，暫時存儲區(qū)域6b是暫時地保持數(shù)據(jù)的區(qū)域，能利 用RAM等易失性存儲器。此外，在圖1的例子中，存儲部6由與判定部7不同的部件構(gòu)成， 但是也可由與判定部7相同的部件構(gòu)成。例如，能利用將半導(dǎo)體存儲元件安裝于1個封裝 的芯片或IC等。在該存儲部6的參照區(qū)域6a中，保持有對電壓值變化和電流累計值變化的關(guān)系進 行預(yù)先測定后的基準數(shù)據(jù)?；鶞蕯?shù)據(jù)以表格或計算式等的方式保持。(檢測部5)檢測部5除了具有檢測各并聯(lián)電池單元1的電壓和電流的功能之外，還具備計算 電壓值的變化及電流累計值(或S0C)的變化的功能。檢測部5所檢測的各個并聯(lián)電池單 元1的電流的累計值，作為由電流的積分值和修正系數(shù)之積形成的剩余容量。另外，檢測部5也能檢測在規(guī)定時間、或充電開始至充電結(jié)束的期間、或者放電開 始至放電結(jié)束的期間、或者到電流的累計值達到設(shè)定值為止的期間中的各個并聯(lián)電池單元的電流的累計值，以判定電池元件2的內(nèi)部短路。此外，在該例子中，檢測部具備了計算電壓值變化及電流累計值變化的功能，但這 些功能也可由判定部具有。此外，檢測部和判定部除了由單獨的部件構(gòu)成以外，還可以統(tǒng)合 在一個部件中。(判定部7)判定部7基于由檢測部5所檢測的實測值和存儲部6所保持的基準數(shù)據(jù)，來判定 電池元件2的微小的內(nèi)部短路。進而，判定部7也能將由檢測部5檢測出的各個并聯(lián)電池 單元的電壓與其他并聯(lián)電池單元的電壓進行比較，以檢測電壓差，判定電壓差比設(shè)定值大 的并聯(lián)電池單元的電池元件的內(nèi)部短路。(組電池10)組電池10驅(qū)動經(jīng)由DC/AC逆變器51使車輛行駛的電動機52。為使能夠向電動機 52供給大電力，組電池10對并聯(lián)連接了多個能充電的電池元件2的多個并聯(lián)電池單元1進 行串聯(lián)連接，以提高輸出電壓。電池元件2使用鎳氫電池或鋰離子二次電池。其中，電池可 使用鎳鎘二次電池等能充電的所有電池。為使能夠向電動機52供給大電力，組電池10例 如將輸出電壓提高至100V 400V。(接觸器11)此外，圖1的電源裝置100，在組電池10的正負的輸出側(cè)連接了接觸器11。接觸 器11在使車輛行駛時被切換為接通，即在車輛的點火開關(guān)接通的狀態(tài)下被切換為接通，在 不使車輛行駛的狀態(tài)下被切換為斷開。圖1的電源裝置100，在組電池10的正負的輸出側(cè) 連接了接觸器11，但是接觸器也可設(shè)置在正負的一方。(內(nèi)部短路檢測方法)通過以上的構(gòu)成，電源裝置100可檢測在使用了串聯(lián)連接有電池元件2的組電池 的蓄電池系統(tǒng)中的微細的內(nèi)部短路。以下，基于圖2的流程圖，對檢測微細的內(nèi)部短路的步 驟進行說明。首先，在步驟Sl中，由檢測部5實際測定各個并聯(lián)電池單元1的電壓和電流。在 此，由檢測部5的電壓檢測電路4測定并聯(lián)連接有電池元件2的并聯(lián)電池單元1的電壓，并 且由電流檢測電路3測定電流。另外，電壓及電流的檢測在規(guī)定的周期或定時(timing)進 行。例如，以0. Ols k間隔進行檢測。接著，在步驟S2中，根據(jù)需要對電流進行累計來計算電池的剩余容量(SOC =State of Charge) 0該計算是由檢測部5進行的，所得到的電壓值及電流累計值作為并聯(lián)電池單 元1的實測剩余容量，并按照時間順序被保持至存儲部6的暫時存儲區(qū)域6b。此外，在計 算、判定之際，也可利用電流的累計值來代替S0C。另外，在不使用電流累計值的方法中，也 可省略該步驟。接著，在步驟S3中，從存儲部6中讀取與累計值相對應(yīng)的并聯(lián)電池單元1的基準 電壓。在此，從存儲部6的參照區(qū)域6a所預(yù)先保持的、表示電壓值變化和電流累計值變化 的關(guān)系的基準數(shù)據(jù)中讀取所對應(yīng)的值。然后，在步驟S4中，判定部7對所讀出的基準數(shù)據(jù)和并聯(lián)電池單元1的實測值進 行比較。在此，判定部7從存儲部6中取得與基于實測值得到的電流累計值變化相當?shù)?、?yīng) 當有的電壓變化的基準數(shù)據(jù)，比較基準數(shù)據(jù)和基于實測值的電壓變化。然后，判定該差是否超過預(yù)先設(shè)定的閾值。在該差比設(shè)定值大時，進入到步驟S5，判定出發(fā)生了電池元件2的內(nèi) 部短路，對控制部8等進行必要的處理。另外，在該差比設(shè)定值小時，判定出未發(fā)生內(nèi)部短 路，返回至步驟Si，重復(fù)上述步驟。由此，電源裝置即使在有以往困難的被并聯(lián)連接的電池 元件中，也能有效地檢測內(nèi)部短路。另外，除了使用電流累計值的方法以外，例如也可與其他并聯(lián)連接的組電池的電 壓相比較，并在該差分處于某一既定值以上的差的情況下判斷引起了內(nèi)部短路。以往，在并聯(lián)連接了多個電池元件的方式的蓄電池系統(tǒng)中，當在1個元件以上的 電池元件中引起內(nèi)部短路時，由于從周圍的電池元件向該電池元件流入電流，故只在電壓 值變化時檢測內(nèi)部短路是困難的。假設(shè)，在因大的金屬異物混入等極端原因發(fā)生短路的情 況等短路顯著的情況下，由于因內(nèi)部短路引起的電池元件的電壓降低變大，故該并聯(lián)電池 單元在內(nèi)部短路發(fā)生了的電池元件中被放電，結(jié)果由于電壓幾乎為零，故可容易判斷。另一方面，如果是極微小的內(nèi)部短路，則只要電壓徐徐下降，尤其是沒有安全上的 問題的時候，在該意義下不需要檢測。但是，位于這樣的極微小的內(nèi)部短路和顯著的短路的 中間的短路難以檢測，由于具有進行放置而引起發(fā)熱等損傷安全性的可能性，故不優(yōu)選，期 望用任意方法進行檢測。因此，在上述的電源裝置中，通過監(jiān)視并聯(lián)電池單元的容量或電壓 的變化，預(yù)先記錄被視為正常情況下的容量或電壓的變化，通過與該變化進行比較，來判定 異常。換言之，通過計算電流向并聯(lián)電池單元的電池元件的出入，來監(jiān)視與所假設(shè)的容量或 電壓變化之間的偏差，通過在超過了所設(shè)定的閾值的時刻判定為異常，從而能構(gòu)筑安全的 蓄電池系統(tǒng)。以上的車輛用的電源裝置被搭載于用發(fā)動機和電動機雙方進行行駛的混合動力 汽車或插入式(7，> )混合動氣汽車、或者只用電動機行駛的電動汽車等電動車輛， 并作為這些車輛的電源使用。圖3示出在由發(fā)動機55和電動機52雙方進行行駛的混合動力汽車上搭載車輛用 的電源裝置100B的例子。該圖所示的車輛HV具備使車輛HV行駛的發(fā)動機55及行駛用 的電動機52、向電動機52供給電力的車輛用的電源裝置100B、及對車輛用的電源裝置100B 的電池進行充電的發(fā)電機53。車輛用的電源裝置100B經(jīng)由DC/AC逆變器51與電動機52 和發(fā)電機53連接。車輛HV對車輛用的電源裝置100B的電池進行充放電的同時，用電動機 52和發(fā)送機55雙方進行行駛。電動機52在發(fā)動機效率差的區(qū)域、例如加速時或低速行駛 時被驅(qū)動，以使車輛行駛。電動機52從車輛用的電源裝置100B供給電力后進行驅(qū)動。發(fā) 電機53被發(fā)動機55驅(qū)動，或者被對車輛實施剎車時的再生制動驅(qū)動，以對車輛用的電源裝 置100B的電池進行充電。另外，圖4示出在只用電動機52行駛的電動汽車上搭載車輛用的電源裝置100C 的例子。該圖所示的車輛EV具備使車輛EV行駛的行駛用的電動機52、向該電動機52供 給電力的車輛用的電源裝置100C、對該車輛用的電源裝置100C的電池進行充電的發(fā)電機 53。電動機52從車輛用的電源裝置100C被供給電力后進行驅(qū)動。發(fā)電機53被對車輛EV 進行再生制動時的能量驅(qū)動，來對車輛用的電源裝置100C的電池進行充電。(產(chǎn)業(yè)上的可用性)本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法， 作為可切換EV行駛模式和HEV行駛模式的插入式混合動力電動汽車或混合動力式電動汽
9車、電動汽車等的電源裝置而適合利用。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池系統(tǒng)，具有串聯(lián)連接了并聯(lián)電池單元而構(gòu)成的組電池，該并聯(lián)電池單元 并聯(lián)連接了多個電池元件而構(gòu)成，該蓄電池系統(tǒng)的特征在于，具有檢測部，檢測各個并聯(lián)電池單元的電壓和電流，并且計算各個并聯(lián)電池單元的電流的 累計值；存儲部，存儲了與由所述檢測部計算出的并聯(lián)電池單元的電流的累計值相對應(yīng)的基準 電壓；以及判定部，從所述存儲部中讀取與由所述檢測部所檢測的累計值相對應(yīng)的基準電壓，對 該基準電壓和由所述檢測部所檢測的所述并聯(lián)電池單元的檢測電壓進行比較，在檢測電壓 和基準電壓之差比設(shè)定值大的狀態(tài)下判定所述電池元件的內(nèi)部短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測部檢測在規(guī)定時間、或者從充電開始至充電結(jié)束的期間、或者從放電開始至 放電結(jié)束的期間、或者到電流的累計值成為設(shè)定值為止的期間的各個并聯(lián)電池單元的電流 的累計值，以判定電池元件的內(nèi)部短路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測部所檢測的各個并聯(lián)電池單元的電流的累計值，是由電流的積分值和修正系 數(shù)之積構(gòu)成的剩余容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電池元件是鋰離子二次電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，所述組電池為對使車輛行駛的電動機供給電力的電源。
6.一種蓄電池系統(tǒng)，具有串聯(lián)連接了并聯(lián)電池單元而構(gòu)成的組電池，該并聯(lián)電池單元 并聯(lián)連接了多個電池元件而構(gòu)成，該蓄電池系統(tǒng)的特征在于，具備檢測部，檢測各個并聯(lián)電池單元的電壓；以及判定部，將由所述檢測部所檢測的各個并聯(lián)電池單元的電壓與其他并聯(lián)電池單元的電 壓進行比較，來檢測電壓差，判定電壓差比規(guī)定的設(shè)定值大的并聯(lián)電池單元的電池元件的 內(nèi)部短路。
7.—種車輛，具備權(quán)利要求1 6中任意一項所述的蓄電池系統(tǒng)。
8.一種蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法，是一種在具有串聯(lián)連接了并聯(lián)電池單元而構(gòu) 成的組電池的蓄電池系統(tǒng)中，在電池元件內(nèi)部所發(fā)生的內(nèi)部短路的檢測方法，該并聯(lián)電池 單元并聯(lián)連接了多個電池元件而構(gòu)成，該蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法的特征在于，包括以下步驟通過檢測部檢測各個并聯(lián)電池單元的電壓和電流，還計算各個并聯(lián)電池單元的電流的 累計值；以及從預(yù)先存儲了與累計值相對應(yīng)的并聯(lián)電池單元的基準電壓的存儲部中讀取適當?shù)幕?準電壓，對該讀取的基準電壓和由所述檢測部所檢測的所述并聯(lián)電池單元的檢測電壓進行 比較，在檢測電壓和基準電壓之差比設(shè)定值大時，判定所述電池元件的內(nèi)部短路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蓄電池系統(tǒng)、具備它的車輛及蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部短路檢測方法，通過并聯(lián)連接多個電池元件以增大輸出電流或電池容量的同時可靠地檢測并聯(lián)連接的電池元件的內(nèi)部短路，從而可保證安全性。蓄電池系統(tǒng)具有串聯(lián)連接了并聯(lián)電池單元(1)構(gòu)成的組電池(10)，該并聯(lián)電池單元(1)并聯(lián)連接了多個電池元件(2)而構(gòu)成，該系統(tǒng)具備檢測部(5)，檢測各個并聯(lián)電池單元(1)的電壓和電流，并且計算各個并聯(lián)電池單元(1)的電流的累計值；存儲部(6)，存儲與由檢測部(5)計算出的并聯(lián)電池單元(1)的電流的累計值相對應(yīng)的基準電壓；以及判定部(7)，從存儲部(6)中讀取與由檢測部(5)所檢測的累計值相對應(yīng)的基準電壓，對該基準電壓和由檢測部(5)所檢測的并聯(lián)電池單元(1)的檢測電壓進行比較，在檢測電壓和基準電壓之差比設(shè)定值大的狀態(tài)下判定電池元件(2)的內(nèi)部短路。
文檔編號B60L11/18GK102104180SQ201010602930
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者橫谷和展 申請人:三洋電機株式會社