[发明专利]用于电池组件的异常检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于电池组件的异常检测系统，并且更具体地，涉及检测具有串联连接的多个电池的电池组件中的任何电池的内阻的升高的技术。

背景技术

已经广泛使用了其中大量电池或电池模块串联连接的电池组件。这种类型的电池组件被用在混合动力车辆等中，作为用于驱动电机的电源。

在如日本专利申请公报No.2005-345124(JP-A-2005-345124)中所描述的电池组件中，A/D转换器在多个电池模块之间共享。具体地，JP-A-2005-345124公开了一种数据收集系统，其具有用于检测电压值的第一A/D转换器和用于检测电流值的第二A/D转换器，这些转换器在多个电池模块之间共享。数据收集系统被布置为以异步模式操作第一A/D转换器和第二A/D转换器，以确保电压检测值与电流检测值之间的同步性。

利用以上布置，彼此同步地检测电池或电池模块的电压或电流，使得即使电池电压随着电流改变，也可以正确地检测内阻。因此可以减小不正确地检测到内阻异常(升高)的可能性。

为了检测电池组件中每个电池的过度充电和过度放电，每个电池需要具有电池监视功能。具体地，当系统被设置为能够获得每个电池的电压值(模拟值)时，可以基于对于每个电池获得的电压值以及由电流传感器获得的电流值的组合来检测内阻的异常(过度升高)。利用这种布置，如JP-A-2005-345124中描述的数据收集系统具有用于电压检测的A/D转换器，每个转换器由电池或电池模块共享，并且能够工作以将电流检测值与电压检测值同步。

然而，如果异常检测系统被布置为能够输出用于每个电池的电压检测值，安装在系统中的传感器的数目和由系统处理的信号的数目增加了，这可能导致异常检测系统复杂的布置或构造，并且导致系统尺寸增加。

因此，系统可以被布置为通过仅产生每个电池的输出电压与临界电压之间的比较结果来监视电池的电压，而不是直接处理电压检测值，其中临界电压作为用于判断过度充电或过度放电的阈值。该布置可以简化系统的构造或配置。

与此同时，如何确保异常检测中的足够高的精确度以及系统的简化是重要问题。例如，因为电池电压随着电流改变，电压检测时机和电流检测时机需要彼此同步，以精确地评估电池的内阻。因此，如果异常检测系统仅如上所述地简单地构造，那么可能难以在使得电压值和电流值彼此精确地同步的同时检测它们。在这种情况下，因为由于同步损失引起的电流检测的误差，可能错误地检测内阻的异常(过度升高)。

发明内容

本发明提供了一种异常检测系统，其被简单地构造为具有用于电池组件的各电池的电压监视功能，其通过在不直接检测电压值的情况下获得每个电池的电压值与预定判定电压之间的比较结果来实施，由此使得更不可能或更不易错误地检测到内阻的异常(过度升高)。

根据本发明的第一方面的一种用于电池组件的异常检测系统，所述电池组件具有串联连接的多个电池，所述异常检测系统包括多个检测单元、电流检测器和异常监视电路。所述多个检测单元对于所述多个电池分别设置，所述检测单元中的每个均被布置为将所述电池中的相应一个电池的输出电压与预定的判定电压相比较。电流检测器被设置为检测通过所述多个电池的电流。所述多个检测单元响应于开始触发而按顺序地进行工作，并且按顺序地传送反映该电压比较的结果的检测信号，从而输出表示是否所述多个电池中的任何电池的输出电压变得低于所述判定电压的异常信号。基于从所述多个检测单元接收的所述检测信号以及通过所述电流检测器获得的电流检测值，所述异常监视电路检查是否在所述多个电池中的任何电池中发生了作为内阻升高到比所述内阻的上限高的水平的内阻异常。所述异常监视电路包括电流采样单元、校正量设定单元和电流比较单元。电流采样单元按照预定采样周期对所述电流检测器的电流检测值进行预定次数的采样。校正量设定单元对于与将所述判定电压除以所述内阻的所述上限而获得的电流值相对应的判定电流，设定反映所述电流的波动成分的电流校正量。当所述异常信号表示所述多个电池中的任何电池的输出电压变得低于所述判定电压时，并且当由所述电流采样单元获得的多个电流采样值的最大值小于通过从所述判定电流减去所述电流校正量而获得的电流值时，所述电流比较单元检测到所述内阻异常。此外，所述电流采样单元将所述采样周期设定为：使得首次电流采样时间被设定为从在所述多个检测单元中进行的对于所述多个电池的电压比较的开始起经过了与所述采样周期的半周期相等或更短的给定时间长度的时间点，并且使得最终电流采样时间被设定为在所述多个检测单元中进行的电压比较的结束提前了与所述采样周期的半周期相等或更短的给定时间长度的时间点。