电池监视装置的制作方法

本发明涉及监视电池状态的电池监视装置。

背景技术：

作为电池监视装置，例如有一种如专利文献1所公开那样对车辆所使用的电池的状态(过充电、过放电等)进行监视的装置。

另外，作为电池监视装置，例如有一种若控制部通过从监视部发送出的表示电池状态的状态信息判断为电池产生了异常，则从控制部向监视部发送电力切断要求来切断从电池向负载的电力供给的电池监视装置。

专利文献1：日本特开2013－102657号公报

然而，在上述的电池监视装置中，存在如下问题：若在监视部与控制部之间产生通信异常而无法收发状态信息、电力切断要求，或者在监视部中产生异常，则无法使从电池向负载的电力供给切断。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于，在电池监视装置中，通过切断针对监视部的电力供给，使得即使在监视部与控制部之间产生通信异常、或者在监视部中产生异常，也使从电池向负载的电力供给切断。

实施方式的电池监视装置具备第一切断部以及第二切断部、监视部、以及控制部。

监视部发送表示电池状的态的状态信息。另外，若监视部接收到电力切断要求或者针对自身的电力供给被切断，则通过第一切断部使从电池向负载的电力供给切断。

控制部若通过从监视部发送出的状态信息判断为电池产生了异常，则向监视部发送电力切断要求。另外，控制部若判断为在监视部与控制部之间产生了通信异常、或者在上述监视部中产生了异常，则通过第二切断部使针对监视部的电力供给切断。

由此，即使在监视部与控制部之间产生了通信异常、或者在监视部中产生了异常，也能够使从电池向负载的电力供给切断。

根据本发明，在控制部若通过从监视部发送出的状态信息判断为电池产生了异常，则从控制部向监视部发送电力切断要求，切断从电池向负载的电力供给的电池监视装置中，即使在监视部与控制部之间产生了通信异常、或者在监视部中产生了异常，也能够使从电池向负载的电力供给切断。

附图说明

图1是表示电池组的一个例子的图。

图2是表示监视部的动作的一个例子的流程图。

图3是表示控制部的动作的一个例子的流程图。

图4是表示控制部的动作的其他例子的流程图。

图5是表示电池组的其他例子的图。

具体实施方式

图1是表示电池组的一个例子的图。

图1所示的电池组1例如被搭载于车辆(例如，电动叉车、混合动力汽车、或者电动汽车等)，具备电池模块2和控制ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)3。

电池模块2具备电池21、切断部22(第一切断部)、监视ECU23、电压检测部24、电流检测部25、以及温度检测部26。

电池21具备串联连接的7个电池(例如，锂离子二次电池、镍氢电池等)而构成。此外，构成电池21的电池的个数并不局限于7个。

切断部22具备N沟道的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物场效应晶体管)221、222、以及控制MOSFET221、222的动作的驱动电路223。即，MOSFET221的漏极端子与电池21的负极端子连接，MOSFET221的源极端子与MOSFET222的源极端子连接，MOSFET222的漏极端子与负载4(例如，车辆驱动用马达等)连接。若MOSFET221、222导通，则从电池21向负载4供给电力，若MOSFET221、222截止，则切断从电池21向负载4的电力供给。此外，MOSFET221、222也可以被替换为双极晶体管等其他的晶体管、机械式继电器。另外，切断部22也可以设置于电池21的正极端子与负载4之间。另外，若针对驱动电路223的电力供给被切断，则低电平的信号被输入至MOSFET221、222的栅极端子，MOSFET221、222截止，从电池21向负载4的电力供给被切断。即，若针对切断部22自身的电力供给被切断，则切断部22切断从电池21向负载4的电力供给。

电压检测部24例如由电压计等构成，检测电池21的电压，并将该检测出的电压发送到后述的监视部233。

电流检测部25例如由电流计等构成，检测流经电池21的电流，并将该检测出的电流发送到监视部233。

温度检测部26例如由热敏电阻等构成，检测电池21的温度，并将该检测出的温度发送到监视部233。

监视ECU23具备电源部231、切断部232(第三切断部)、以及监视部233。

电源部231例如由DC/DC转换器等构成，使用从电池21供给的电力，来向切断部22的驱动电路223供给电力。

切断部232例如由晶体管或者机械式继电器等构成，设置于电池21与电源部231之间。另外，切断部232将电池21和电源部231电连接或者电切断。若通过切断部232将电池21和电源部231电连接，则向驱动电路223供给电力，若通过切断部232将电池21和电源部231电切断，则针对驱动电路223的电力供给被切断。此外，切断部232也可以设置于电源部231与驱动电路223之间。

监视部233例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、多核CPU、可编程器件(FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)等)等构成。另外，监视部233若接收到例如从控制ECU3发送出的状态信息发送请求，则将从电压检测部24发送来的电压、从电流检测部25发送来的电流、以及从温度检测部26发送来的温度作为表示电池21的状态的状态信息向控制ECU3发送。另外，监视部233若接收到例如从控制ECU3发送出的电力切断指示，则通过切断部22、切断部232使从电池21向负载4的电力供给切断。另外，图1所示的监视部233是通过从电池21经由控制ECU3被供给的电力进行驱动的结构，但也可以构成为通过从电池21以外的其他电池或者电源被供给的电力进行驱动。

控制ECU3具备电源部31、切断部32(第二切断部)、以及控制部33。

电源部31例如由DC/DC转换器等构成，使用从电池21供给的电力来对控制部33供给电力，或者经由切断部32向监视部233供给电力。

切断部32例如由晶体管或者机械式继电器等构成，设置于电源部31与监视部233之间。另外，切断部32将电源部31和监视部233电连接或者电切断。若通过切断部32将电源部31和监视部233电连接，则向监视部233供给电力，若通过切断部32将电源部31和监视部233电切断，则针对监视部233的电力供给被切断。

控制部33例如由CPU、多核CPU、可编程器件等构成。另外，控制部33例如每经过一定时间就向监视部233发送状态信息发送请求。另外，例如控制部33若判断为电池21产生异常，则向监视部233发送电力切断指示。另外，控制部33若例如判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常、或者判断为在监视部233中产生异常，则通过切断部32使针对监视部233的电力供给切断。另外，控制部33若例如根据来自用户等的指示而自身启动，则使监视部233启动。

实施方式的电池监视装置例如具备切断部22、切断部32、监视部233、以及控制部33而构成。

图2是表示实施方式的电池监视装置中的监视部233的动作的一个例子的流程图。

监视部233若在从自身启动、或者接收到上次的状态信息发送请求开始到经过一定时间T1的期间中，接收到从控制部33发送出的状态信息发送请求(S21：是)，则向控制部33发送状态信息(S22)。

另外，监视部233若在从自身启动、或者接收到上次的状态信息发送请求开始到经过一定时间T1的期间中，接收到从控制部33发送出的电力切断指示(S21：否，S23：是)，则控制切断部22、切断部232的动作以使从电池21向负载4的电力供给切断(S24)。

另外，监视部233若在从自身启动、或者接收到上次的状态信息发送请求开始到经过一定时间T1的期间中，针对自身的电力供给被切断(S21：否，S23：否，S25：是)，则控制切断部22、切断部232的动作以使从电池21向负载4的电力供给切断(S24)。

例如，监视部233若接收到电力切断指示或者针对自身的电力供给被切断，则经由驱动电路223向MOSFET221、222的栅极端子输出低电平的信号。另外，例如监视部233若接收到电力切断指示或者针对自身的电力供给被切断，则控制切断部232的动作以使电池21和电源部231电切断，由此使从电源部231向驱动电路223的电力供给切断，使低电平的信号输出至MOSFET221、222的栅极端子。由此，MOSFET221、222截止，从电池21向负载4的电力供给被切断。

另外，监视部233若判断为没有接收到状态信息发送请求、电力切断指示，针对自身的电力供给也不被切断，从自身启动、或者接收到上次的状态信息发送请求开始经过了一定时间T1、即判断为在监视部233与控制部33之间产生了通信异常(S21：否，S23：否，S25：否，S26：是)，则移至休眠模式(S27)。例如，若移至休眠模式，则监视部233停止自身所具备的全部功能中的一部分的功能(例如，通信功能以外的功能)。由此，能够减少电池21的消耗电力。此外，监视部233在正对闪存等存储部写入数据时向休眠模式移行的情况下，使数据的写入处理完成后移至休眠模式，以免数据的写入处理在中途结束而使数据破损。另外，监视部233在电池21未产生异常并且在监视部233与控制部33之间未产生通信异常的情况下，反复进行状态信息发送请求的接收和状态信息的发送(S21～S22)。

图3是表示实施方式的电池监视装置中的控制部33的动作的一个例子的流程图。

首先，若自身启动，则控制部33开始每经过一定时间T2就发送状态信息发送请求的定期通信处理(S31)。

接下来，控制部33若在从发送状态信息发送请求开始到经过一定时间T3(≤一定时间T2)的期间接收到状态信息(S32：是)，则通过该状态信息判断电池21是否产生异常(S33)。

若判断为电池21产生异常(S33：是)，则控制部33向监视部233发送电力切断指示(S34)，若判断为电池21未产生异常(S33：否)，则控制部33再次判断在从发送状态信息发送请求开始到经过一定时间T3的期间是否接收到状态信息(S32)。例如，若状态信息所示的电压、电流、温度中的至少一个是阈值以上，则控制部33判断为电池21产生异常，若状态信息所示的电压、电流、温度全部小于阈值，则判断为电池21未产生异常。

另外，控制部33若判断为在从发送状态信息发送请求开始到经过一定时间T3的期间未接收到状态信息、即判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常(S32：否)，则结束上述定期通信处理(S35)，在之后经过一定时间T4后(S36：是)，控制切断部32的动作以使针对监视部233的电力供给切断(S37)。其中，作为在监视部233与控制部33之间产生的通信异常的原因，例如可考虑在监视部233与控制部33之间通信线路断线或者短路、监视部233的通信功能发生故障。

即，监视部233若接收到从控制部33定期发送的状态信息发送请求，则向控制部33发送状态信息，若无法接收到从控制部33定期发送的状态信息发送请求，则移至休眠模式。

另外，监视部233若接收到电力切断指示或者针对自身的电力供给被切断，则通过切断部22、切断部232使从电池21向负载4的电力供给切断。

另外，控制部33若判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常，则结束定期发送状态信息发送请求的处理，在之后经过一定时间T4后，通过切断部32使针对监视部233的电力供给切断。

其中，一定时间T4被设定为从在控制部33中定期发送状态信息发送请求的处理结束开始到在监视部233中向休眠模式的移行完成所需要的时间以上。由此，若在经过一定时间T4后切断针对监视部233的电力供给，则在向休眠模式的移行完成时针对监视部233的电力供给被切断。因此，当在监视部233中正对存储部写入数据时，由于即使在监视部233与控制部33之间产生通信异常，也能够不使数据的写入处理在中途结束，所以能够防止数据破损。

另外，在图3所示的流程图中，也可以省略S35的处理。即，控制部33若判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常(S32：否)，则不使定期发送状态信息发送请求的处理结束，在经过一定时间T4后(S36：是)，控制切断部32的动作以使针对监视部233的电力供给切断(S37)。

另外，在图3所示的流程图中，也可以省略S35以及S36的处理。即，控制部33若判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常(S32：否)，则不使定期发送状态信息发送请求的处理结束，并且不等待一定时间T4地控制切断部32的动作以使针对监视部233的电力供给切断(S37)。

另外，也可以如图4所示的流程图那样，控制部33在判断为电池21产生异常(S33：是)，并向监视部233发送了电力切断指示之后(S34)，若通过判断为从电池21向负载4的电力供给未被切断，而判断为监视部233产生异常(S38：是)，则移至S37的处理，控制切断部32的动作以使针对监视部233的电力供给切断。例如，在向监视部233发送了电力切断指示之后，若从监视部233发送出的状态信息所示的电流(流经电池21的电流)是阈值以上，则控制部33判断为从电池21向负载4的电力供给未被切断。其中，作为监视部233产生的异常的原因，例如可考虑监视部233与切断部22之间的信号线、监视部233与切断部232之间的信号线断线或者短路、在监视部233中用于控制切断部22、切断部232的动作的功能发生故障。另外，图4所示的流程图的S31～S37与图3所示的流程图的S31～S37相同。

作为在本实施方式中产生的异常，可考虑在监视部233与控制部33之间产生的通信异常(即，状态信息发送请求、电力切断指示未从控制部33到达监视部233的异常、或者控制部33无法确认监视部233是否执行了与状态信息发送请求、电力切断指示对应的处理这一异常)、监视部233产生的异常(即，即使状态信息发送请求、电力切断指示从控制部33到达监视部233，监视部233也无法执行与该请求、指示对应的处理这一异常)。

这样，在实施方式的电池监视装置中，若判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常、或者在监视部233中产生异常，则控制部33通过切断部32使针对监视部233的电力供给切断。另外，若针对监视部233的电力供给被切断，则MOSFET221、222截止。由此，即使在监视部233与控制部33之间产生通信异常、或者在监视部233中产生异常，也能够使从电池21向负载4的电力供给切断。

另外，在实施方式的电池监视装置中，若判断为在监视部233与控制部33之间产生通信异常，则控制部33结束定期发送状态信息发送请求的处理，之后经过一定时间T4后，通过切断部32使针对监视部233的电力供给切断。由此，由于即使产生能够从控制部33向监视部233发送状态信息发送请求，但无法从监视部233向控制部33发送状态信息这一状态的通信异常，也能够在监视部233中向休眠模式的移行完成之前不使针对监视部233的电力供给切断，所以在数据写入中针对监视部233的电力供给不会切断，能够防止数据破损。

另外，在实施方式的电池监视装置中，若针对监视部233自身的电力供给被切断，则监视部233通过切断部232使针对切断部22的电力供给切断。另外，若针对切断部22自身的电力供给被切断，则切断部22切断从电池21向负载4的电力供给。由此，即使切断部22的驱动电路223发生故障、或者监视部233与切断部22之间的信号线断线或者短路，也能够使从电池21向负载4的电力供给切断。

另外，在上述实施方式的电池监视装置中，电池组1是具备一个电池模块2的结构，但也可以是例如图5所示那样具备多个电池模块2(2－1、2－2、…)的结构。在这样构成的情况下，各电池21彼此并联连接。另外，各电池模块2的监视部233的电源端子彼此连接，并在其连接点与电源部31之间设置有切断部32。另外，控制部33在基于从各电池模块2的监视部233分别发送出的状态信息，判断为各电池模块2的电池21中的至少一个电池21异常的情况下，向各电池模块2的监视部233发送电力切断信号。

附图标记说明

1...电池组；2...电池模块；3...控制ECU；4...负载；21...电池；22、232、32...切断部；23...监视ECU；24...电压检测部；25...电流检测部；26...温度检测部；221、222...MOSFET；223...驱动电路；231...电源部；233...监视部；31...电源部；33...控制部。