DE102020118931A1 - Batterieüberwachungsvorrichtung - Google Patents

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Masakatsu HORIGUCHI
Masaaki Kitagawa
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Denso Corp
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Abstract

Eine Batterieüberwachungsvorrichtung umfasst einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss, der mit einem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, einen Spannungseingangsanschluss, der mit einem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, eine Signalsteuereinheit, die mit einem dritten elektrischen Pfad verbunden ist, einen Antwortsignaleingangsanschluss, der mit einem vierten elektrischen Pfad verbunden ist, und eine Berechnungseinheit. Die Signalsteuereinheit ist konfiguriert zum Bewirken, dass ein vorbestimmtes Wechselstromsignal von einer Speicherbatterie ausgegeben wird, wobei die Speicherbatterie selbst eine elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist. Die Berechnungseinheit ist konfiguriert zum Berechnen einer komplexen Impedanz der Speicherbatterie basierend auf einem Antwortsignal der Speicherbatterie auf das vorbestimmte Wechselstromsignal. Außerdem ist zumindest einer des ersten bis vierten elektrischen Pfads mit zumindest einem der anderen elektrischen Pfade in einen elektrischen Pfad zusammengeführt bzw. zusammengefasst/-gelegt, der mit der Speicherbatterie verbunden ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Batterieüberwachungsvorrichtungen.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Es ist eine Technik bekannt, die komplexe Impedanz einer Speicherbatterie bzw. eines Akkumulators zu messen und dadurch einen Zustand der Speicherbatterie bzw. des Akkumulators zu überwachen (siehe zum Beispiel Japanisches Patent Nr. JP 6 226 261 B2 ). Im Speziellen wird gemäß dieser Technik ein Rechteckwellensignal auf die Speicherbatterie angewandt. Dann werden die Eigenschaften der komplexen Impedanz der Speicherbatterie basierend auf einem Antwortsignal der Speicherbatterie auf das Rechteckwellensignal berechnet. Daraufhin wird der SOH (d.h. „State of Health“ bzw. Gesundheitszustand) der Speicherbatterie basierend auf den berechneten Eigenschaften der komplexen Impedanz bestimmt.
  • KURZFASSUNG
  • Wenn die vorgenannte Technik in einer Batterieüberwachungsvorrichtung zum Messen der komplexen Impedanz einer Fahrzeugspeicherbatterie verwendet wird, können jedoch die folgenden Probleme auftreten. Es ist nämlich nötig, eine Einrichtung wie etwa eine Leistungssteuereinheit einzusetzen, um das Rechteckwellensignal auf die Speicherbatterie anzuwenden. Der Einsatz einer solchen Einrichtung wird verursachen, dass die Größe und die Herstellungskosten der Batterieüberwachungsvorrichtung steigen. Außerdem ist es nötig, in der Batterieüberwachungsvorrichtung verschiedene Anschlüsse bereitzustellen, wie etwa Anschlüsse zum Eingeben/Ausgeben elektrischer Leistung, Anschlüsse zum Ausgeben von Signalen an die Speicherbatterie, Anschlüsse zum Messen der Spannung der Speicherbatterie und Anschlüsse zum Messen des Antwortsignals der Speicherbatterie. Somit wird die Anzahl von Anschlüssen der Batterieüberwachungsvorrichtung groß, was die Zeit und die Kosten zum Verbinden der Anschlüsse der Batterieüberwachungsvorrichtung mit Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Speicherbatterie während der Anbringung bzw. Montage der Batterieüberwachungsvorrichtung an der Speicherbatterie erhöht. Dieses Problem ist insbesondere beachtlich, wenn die vorgenannte Technik zum Überwachen eines Zustands einer Fahrzeugbatteriepackung verwendet wird, die aus einer Vielzahl von Speicherbatterien aufgebaut ist.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der vorgenannten Probleme gemacht und zielt darauf ab, eine Batterieüberwachungsvorrichtung bereitzustellen, die größenmäßig klein ist und mit niedrigen Kosten einfach hergestellt werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen eines Zustands einer Speicherbatterie bereitgestellt. Die Batterieüberwachungsvorrichtung umfasst:
    • einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss, der mit einem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, und über den eine elektrische Antriebsleistung von der Speicherbatterie an die Batterieüberwachungsvorrichtung über den ersten elektrischen Pfad zugeführt wird;
    • einen Spannungseingangsanschluss, der mit einem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, und über den eine Klemmenspannung der Speicherbatterie an die Batterieüberwachungsvorrichtung über den zweiten elektrischen Pfad eingegeben wird, um durch die Batterieüberwachungsvorrichtung gemessen zu werden;
    • eine Signalsteuereinheit, die mit einem dritten elektrischen Pfad verbunden ist und konfiguriert ist zum Bewirken, dass ein vorbestimmtes Wechselstromsignal von der Speicherbatterie über den dritten elektrischen Pfad ausgegeben wird;
    • einen Antwortsignaleingangsanschluss, der mit einem vierten elektrischen Pfad verbunden ist, und über den ein Antwortsignal der Speicherbatterie auf das Wechselstromsignal an die Batterieüberwachungsvorrichtung über den vierten elektrischen Pfad eingegeben wird; und
    • eine Berechnungseinheit, die konfiguriert ist zum Berechnen einer komplexen Impedanz der Speicherbatterie basierend auf dem Antwortsignal, wobei
    • die Signalsteuereinheit konfiguriert ist zum Bewirken, dass das vorbestimmte Wechselstromsignal von der Speicherbatterie ausgegeben wird, wobei die Speicherbatterie selbst eine elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist, und
    • zumindest einer des ersten elektrischen Pfads, des zweiten elektrischen Pfads, des dritten elektrischen Pfads und des vierten elektrischen Pfads mit zumindest einem der anderen elektrischen Pfade in einen elektrischen Pfad, der mit der Speicherbatterie verbunden ist, zusammengeführt ist.
  • Mit der vorgenannten Konfiguration bewirkt die Signalsteuereinheit, dass das vorbestimmte Wechselstromsignal von der Speicherbatterie ausgegeben wird, wobei die Speicherbatterie selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist. Somit wird es unnötig, eine externe elektrische Leistungsquelle zum Anwenden/Anlegen einer Störung auf/an die Speicherbatterie (d.h. Bewirken, dass das vorbestimmte Wechselstromsignal von der Speicherbatterie ausgegeben wird) zwecks der Messung der komplexen Impedanz der Speicherbatterie einzusetzen. Als Folge hiervon wird es möglich, die Teileanzahl und die Größe der Batterieüberwachungsvorrichtung zu reduzieren, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.
  • Außerdem sind mit einer Fahrzeugspeicherbatterie generell Peripherieeinrichtungen wie etwa ein Schutzelement und eine Filterschaltung verbunden. Wenn ein Wechselstromsignal als eine Störung an die Speicherbatterie eingegeben wird, kann daher ein Teil des Wechselstromsignals an die Peripherieeinrichtungen entweichen. Wenn die komplexe Impedanz der Speicherbatterie basierend auf einem Antwortsignal der Speicherbatterie auf das eingegebene Wechselstromsignal berechnet wird, kann es somit aufgrund eines Fehlers in dem Antwortsignal, der durch das Entweichen des Wechselstromsignals verursacht wird, unmöglich sein, die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz zu gewährleisten.
  • Im Gegensatz dazu bewirkt mit der vorgenannten Konfiguration der Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Signalsteuereinheit, dass das vorbestimmte Wechselstromsignal von der Speicherbatterie ausgegeben wird, wobei die Speicherbatterie selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist. Somit wird es möglich, einen geschlossenen Kreis/-lauf mit der Signalsteuereinheit und der Speicherbatterie zu verwirklichen. Als Folge hiervon wird es möglich, ein Entweichen von Strom von der Speicherbatterie an die Peripherieeinrichtungen zu eliminieren, wodurch ein Auftreten eines Fehlers in dem Antwortsignal unterbunden bzw. niedergehalten wird.
  • Außerdem ist mit der vorgenannten Konfiguration zumindest einer des ersten elektrischen Pfads, des zweiten elektrischen Pfads, des dritten elektrischen Pfads und des vierten elektrischen Pfads mit zumindest einem der anderen elektrischen Pfade zusammengeführt bzw. zusammengefasst/-gelegt. Somit wird es möglich, die Anzahl von elektrischen Pfaden der Batterieüberwachungsvorrichtung zu reduzieren, die an Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Speicherbatterie angefügt bzw. angeschlossen sind. Als Folge hiervon wird es möglich, die Zeit und die Kosten zum Anfügen bzw. Anschließen der elektrischen Pfade an die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse während der Anbringung bzw. Montage der Batterieüberwachungsvorrichtung an der Speicherbatterie zu reduzieren.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Elektrische-Leistung-Versorgungssystems.
    • 2 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 4 ist eine schematische Darstellung, die die elektrische Verbindung zwischen einer Batteriezelle und der Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 5A ist eine schematische Darstellung, die unerwünschte Stellen veranschaulicht, an denen Antwortsignaleingangsanschlüsse der Batterieüberwachungsvorrichtung jeweils mit Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Batteriezelle verbunden werden könnten.
    • 5B ist eine schematische Darstellung, die erwünschte Stellen veranschaulicht, an denen die Antwortsignaleingangsanschlüsse der Batterieüberwachungsvorrichtung jeweils mit den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Batteriezelle verbunden sind.
    • 6 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 8 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 10 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
    • 11 ist eine schematische Darstellung, die die elektrische Verbindung zwischen Batteriezellen und der Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 12 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
    • 13 ist eine schematische Darstellung, die die elektrische Verbindung zwischen Batteriezellen und der Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 14 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
    • 15 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einer Abwandlung.
    • 16 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess gemäß einer weiteren Abwandlung veranschaulicht.
    • 17 ist eine schematische Darstellung, die die elektrische Verbindung zwischen einer Batteriezelle und einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einer noch weiteren Abwandlung veranschaulicht.
    • 18 ist eine schematische Darstellung, die eine Leiterplatte einer Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einer noch weiteren Abwandlung veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Nachstehend werden hierin beispielhafte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass der Klarheit und Verständlichkeit halber identische Komponenten mit identischen Funktionen über die gesamte Beschreibung hinweg, soweit möglich, mit den gleichen Bezugszeichen in jeder der Figuren markiert wurden, und dass der Vermeidung von Redundanz halber Beschreibungen von identischen Komponenten nicht wiederholt werden.
  • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • 1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Elektrische-Leistung-Versorgungssystems 10, das in einem Fahrzeug (z.B. einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug) bereitgestellt ist, und in dem Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt bzw. angewandt sind.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst das Elektrische-Leistung-Versorgungssystem 10 einen Motor 20, der eine rotierende elektrische Maschine ist, einen Inverter bzw. Wechselrichter 30, der als ein elektrischer Leistungswandler zum Zuführen von dreiphasigem Wechselstrom an den Motor 20 fungiert/arbeitet, eine wiederaufladbare Batteriepackung bzw. Akkumulatorpackung 40, Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 zum Überwachen eines Zustands der Batteriepackung 40 und eine ECU 60, die den Motor 20 und den Inverter 30 steuert.
  • Der Motor 20 ist eine Hauptmaschine des Fahrzeugs. Der Motor 20 ist mechanisch mit (nicht gezeigten) Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden, so dass mechanische Leistung (oder Drehmoment) zwischen dem Motor 20 und den Antriebsrädern übertragen werden kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor 20 durch einen dreiphasigen Permanentmagnet-Synchronmotor implementiert.
  • Der Inverter 30 ist mit einer Vollbrückenschaltung mit einer Vielzahl von Paaren von oberen und unteren Armen konfiguriert. Die Anzahl von Paaren der oberen und unteren Arme ist gleich der Anzahl von Phasenwicklungen des Motors 20. Jeder der oberen und unteren Arme hat darin einen Schalter (oder ein Halbleiterschaltelement) bereitgestellt. Im Betrieb wird elektrischer Strom, der an die Phasenwicklungen des Motors 20 zugeführt wird, durch Ein-/Ausschalten der Schalter der oberen und unteren Arme gesteuert.
  • Im Speziellen ist in dem Inverter 30 eine (nicht gezeigte) Invertersteuereinheit bereitgestellt. Die Invertersteuereinheit steuert, basierend auf verschiedenen Arten von Informationen, die in dem Motor 20 detektiert werden, und einer Leistungslaufantriebsanforderung (oder einer Drehmomenterzeugungsanforderung) oder einer Elektrische-Leistung-Erzeugungsanforderung, das Ein/Aus der Schalter in dem Inverter 30, wodurch eine Energieversorgung der Phasenwicklungen des Motors 20 gesteuert wird. Im Speziellen steuert die Invertersteuereinheit die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Batteriepackung 40 an den Motor 20 über den Inverter 30, wodurch der Motor 20 angetrieben wird, um in einem Leistungslaufmodus (oder einem Drehmomenterzeugungsmodus) zu arbeiten. Andererseits, wenn der Motor 20 in einem Elektrische-Leistung-Erzeugungsmodus arbeitet (d.h. der Motor 20 durch mechanische Leistung angetrieben wird, die zum Beispiel von den Antriebsrädern des Fahrzeugs übertragen wird, um dreiphasige Wechselstromleistung zu erzeugen), steuert die Invertersteuereinheit den Inverter 30, um als ein Gleichrichter zu fungieren/arbeiten, um die durch den Motor 20 erzeugte dreiphasige Wechselstromleistung in eine Gleichstromleistung gleichzurichten; die Gleichstromleistung wird dann an die Batteriepackung 40 zugeführt, um diese zu laden.
  • Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Motor 20 als ein Motorgenerator konfiguriert ist, der selektiv in entweder dem Leistungslaufmodus oder dem Elektrische-Leistung-Erzeugungsmodus arbeitet. Außerdem ist der Inverter 30 als ein elektrischer Leistungswandler konfiguriert, der selektiv entweder als ein Inverter bzw. Wechselrichter oder ein Gleichrichter arbeitet.
  • Die Batteriepackung 40 ist über den Inverter 30 mit dem Motor 20 elektrisch verbunden. Die Batteriepackung 40 hat eine Klemmenspannung (d.h. eine Spannung zwischen zwei Anschlüssen), die höher oder gleich zum Beispiel 100 V ist. Die Batteriepackung 40 ist mit einer Vielzahl von Batteriemodulen 41 konfiguriert, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Außerdem ist jedes der Batteriemodule 41 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 42 konfiguriert, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Die Batteriezellen 42 können zum Beispiel durch Lithiumionenbatterien oder Nickelmetallhydridbatterien implementiert sein. Das heißt, dass jede der Batteriezellen 42 eine Speicherbatterie bzw. ein Akkumulator ist, der einen Elektrolyten und ein Elektrodenpaar umfasst.
  • Mit einem Elektrische-Leistung-Versorgungspfad der Seite der positiven Elektrode L1, der mit einem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode der Batteriepackung 40 verbunden ist, sind Anschlüsse der Seite der positiven Elektrode von elektrischen Lasten wie etwa dem Inverter 30 verbunden. Andererseits sind mit einem Elektrische-Leistung-Versorgungspfad der Seite der negativen Elektrode L2, der mit einem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode der Batteriepackung 40 verbunden ist, Anschlüsse der Seite der negativen Elektrode der elektrischen Lasten verbunden. Außerdem ist in jedem der Elektrische-Leistung-Versorgungspfade der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode L1 und L2 ein SMR-(d.h. Systemhauptrelais-)Schalter bereitgestellt, um ein Fließen von elektrischem Strom über den Elektrische-Leistung-Versorgungspfad selektiv zuzulassen und zu unterbrechen.
  • Die Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 sind bereitgestellt, um den SOC (d.h. „State of Charge“ bzw. Ladezustand) und/oder den SOH (d.h. „State of Health“ bzw. Gesundheitszustand) von jeder der Batteriezellen 42 zu überwachen. Insbesondere ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für jede der Batteriezellen 42 eine entsprechende der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 bereitgestellt, um den SOC und/oder den SOH der Batteriezelle 42 zu überwachen. Die Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 sind mit der ECU 60 verbunden, um die überwachten Zustände der Batteriezellen 42 an die ECU 60 auszugeben. Die Konfiguration der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
  • Die ECU 60 macht, basierend auf verschiedenen Arten von Informationen, selektiv entweder die Leistungslaufantriebsanforderung oder die Elektrische-Leistung-Erzeugungsanforderung an der Invertersteuereinheit. Die verschiedenen Arten von Informationen umfassen zum Beispiel Beschleunigerbetätigungsinformationen, Bremsbetätigungsinformationen, die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Zustand der Batteriepackung 40.
  • Als Nächstes wird die Konfiguration von jeder der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Außerdem, wie vorstehend erwähnt, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für jede der Batteriezellen 42 eine entsprechende der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 bereitgestellt.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst jede der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) 50a, eine Filtereinheit 55 und eine Strommodulationsschaltung 56.
  • Die ASIC 50a umfasst eine Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51, eine Eingangs-/Ausgangseinheit 52, einen Mikrocomputer 53, der als eine Berechnungseinheit fungiert/arbeitet, und eine Kommunikationseinheit 54.
  • Die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 ist mit Elektrische-Leistung-Versorgungsleitungen der Batteriezelle 42 verbunden. Die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 ist konfiguriert, elektrische Leistung von der Batteriezelle 42 an die Eingangs-/Ausgangseinheit 52, den Mikrocomputer 53 und die Kommunikationseinheit 54 zuzuführen. Somit arbeiten die Eingangs-/Ausgangseinheit 52, der Mikrocomputer 53 und die Kommunikationseinheit 54 mit der elektrischen Leistung, die durch die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 zugeführt wird. Die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 hat einen Anschluss der Seite der positiven Elektrode 51a und einen Anschluss der Seite der negativen Elektrode 51b, die als Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse fungieren/arbeiten, über die elektrische Antriebsleistung von der Batteriezelle 42 an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zugeführt wird.
  • Die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 ist mit der Batteriezelle 42 verbunden, die das Überwachungsziel darstellt. Im Speziellen hat die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 Gleichspannungseingangsanschlüsse 57, über die die Gleichspannung (oder die Klemmenspannung) der Batteriezelle 42 an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegeben (oder durch diese gemessen) wird. Zwischen der Batteriezelle 42 und den Gleichspannungseingangsanschlüssen 57 ist die Filtereinheit 55 bereitgestellt. Im Speziellen bestehen die Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 aus einem Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 57a und einem Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 57b. Andererseits hat die Filtereinheit 55 RC-(Widerstand-Kondensator-)Filter 55a als Filterschaltungen und eine Zenerdiode 55b als ein Schutzelement. Die RC-Filter 55a und die Zenerdiode 55b sind zwischen dem Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 57a und dem Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 57b der Eingangs-/Ausgangseinheit 52 bereitgestellt. Das heißt, dass die RC-Filter 55a und die Zenerdiode 55b parallel zu der Batteriezelle 42 geschaltet sind. Außerdem fungieren/arbeiten bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 57a und der Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 57b als Spannungseingangsanschlüsse, über die die Klemmenspannung der Batteriezelle 42 an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegeben und durch diese gemessen wird.
  • Außerdem hat die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 auch Antwortsignaleingangsanschlüsse 58, über die ein Antwortsignal (oder eine Spannungsschwankung/-änderung), das (die) für Informationen über die interne komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 bezeichnend ist, an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegeben wird. Im Speziellen bestehen die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 aus einem Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 58a und einem Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 58b, die als Antwortsignaleingangsanschlüsse fungieren/arbeiten, über die das Antwortsignal an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegeben wird.
  • Außerdem ist die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 mit der Strommodulationsschaltung 56 verbunden, die als eine Signalsteuereinheit fungiert/arbeitet. Die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 hat einen Befehlssignalausgangsanschluss 59a, über den ein Befehlssignal an die Strommodulationsschaltung 56 ausgegeben wird; das Befehlssignal ist für einen Befehl bezeichnend, der die Strommodulationsschaltung 56 anweist, zu bewirken, dass ein vorbestimmtes Sinuswellensignal (oder Wechselstromsignal) von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Außerdem hat die Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 auch einen Feedbacksignaleingangsanschluss 59b, über den ein Stromsignal, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird (oder tatsächlich aus dieser herausfließt), als ein Feedback- bzw. Rückkopplungssignal an die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 über die Strommodulationsschaltung 56 eingegeben wird.
  • Die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 ist auch mit dem Mikrocomputer 53 verbunden, um an den Mikrocomputer 53 die über die Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 eingegebene Gleichspannung, das über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 eingegebene Antwortsignal und das über den Feedbacksignaleingangsanschluss 59b eingegebene Feedbacksignal auszugeben. Außerdem umfasst die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 einen (nicht gezeigten) AD-(Analog-Digital-)Wandler darin; der AD-Wandler ist konfiguriert zum Wandeln von eingegebenen Analogsignalen in Digitalsignale und Ausgeben der resultierenden Digitalsignale an den Mikrocomputer 53.
  • Außerdem ist die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 konfiguriert zum: Eingeben des Befehlssignals von dem Mikrocomputer 53; und Ausgeben des Befehlssignals an die Strommodulationsschaltung 56 über den Befehlssignalausgangsanschluss 59a. Außerdem umfasst die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 auch einen (nicht gezeigten) DA-(Digital-Analog-)Wandler darin; der DA-Wandler ist konfiguriert zum Wandeln von Digitalsignalen, die von dem Mikrocomputer 53 eingegeben werden, in Analogsignale und Ausgeben der resultierenden Analogsignale an die Strommodulationsschaltung 56.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird/ist eine Gleichspannungsvorspannung auf das Sinuswellensignal angewandt, das durch das Befehlssignal an die Strommodulationsschaltung 56 angewiesen wird, um zu verhindern, dass das Sinuswellensignal zu einem negativen Strom (oder einem Rück-/Gegenstrom mit Bezug auf die Batteriezelle 42) wird.
  • Die Strommodulationsschaltung 56 ist konfiguriert zum Bewirken, dass ein vorbestimmtes Wechselstromsignal (d.h. ein Sinuswellensignal) von der Batteriezelle 42, die das Überwachungsziel darstellt, ausgegeben wird, wobei die Batteriezelle 42 selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist. Im Speziellen umfasst die Strommodulationsschaltung 56 ein Halbleiterschaltelement (z.B. einen MOSFET) 56a und einen Widerstand 56b, der mit dem Halbleiterschaltelement 56a in Reihe geschaltet ist. Das Halbleiterschaltelement 56a hat seinen Drainanschluss mit einem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42 verbunden und seinen Sourceanschluss seriell mit einem Ende des Widerstands 56b verbunden. Außerdem ist das andere Ende des Widerstands 56b mit einem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezelle 42 verbunden. Das Halbleiterschaltelement 56a ist konfiguriert, um imstande zu sein, die Menge von elektrischem Strom zu regulieren, der zwischen seinem Drain und seiner Source fließt.
  • Außerdem sind die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode 71a und 71b der Batteriezelle 42 mit positiven und negativen Elektroden der Batteriezelle 42 verbunden (siehe 5A bis 5B). Für die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 ist es wünschenswert, dass sie, von allen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b der Batteriezelle 42, mit denjenigen verbindbaren Abschnitten verbunden werden/sind, die sich am nächsten zu den Elektroden der Batteriezelle 42 befinden (siehe 5B). Gleichermaßen ist es für die Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 wünschenswert, dass sie mit denjenigen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b verbunden werden/sind, die sich am nächsten zu den Elektroden befinden, oder mit denjenigen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b verbunden werden/sind, die sich am zweitnächsten zu den Elektroden befinden, wobei die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 mit den am nächsten liegenden verbindbaren Abschnitten zu den Elektroden verbunden werden/sind. In diesen Fällen ist es möglich, den Einfluss eines Spannungsabfalls, der durch Hauptstrom oder Ausgleichs-/Entzerrungsstrom verursacht wird, auf das Antwortsignal, das an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 eingegeben wird, und die Gleichspannung, die an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 über die Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 eingebeben wird, zu minimieren.
  • Außerdem ist in der Strommodulationsschaltung 56 ein Stromdetektionsverstärker 56c bereitgestellt, der mit beiden Enden des Widerstands 56b verbunden ist, um als eine Stromdetektionseinheit zu fungieren/arbeiten. Im Speziellen ist der Stromdetektionsverstärker 56c konfiguriert zum Detektieren eines Signals (d.h. eines Stromsignals), das durch den Widerstand 56b fließt, und Ausgeben des detektierten Signals als das Feedbacksignal an den Feedbacksignaleingangsanschluss 59b der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52.
  • Außerdem ist in der Strommodulationsschaltung 56 auch eine Feedback- bzw. Rückkopplungsschaltung 56d bereitgestellt. Die Feedback- bzw. Rückkopplungsschaltung 56d ist konfiguriert zum: (1) Eingeben des Befehlssignals von dem Befehlssignalausgangsanschluss 59a der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 und des Feedbacksignals von dem Stromdetektionsverstärker 56c; (2) Vergleichen des Befehlssignals und des Feedbacksignals; und (3) Ausgeben eines Signals, das für das Ergebnis des Vergleichs bezeichnend ist, an einen Gateanschluss des Halbleiterschaltelements 56a.
  • Basierend auf dem von der Feedbackschaltung 56d ausgegebenen Signal reguliert das Halbleiterschaltelement 56a die Spannung, die zwischen seinem Gate und seiner Source anliegt, und reguliert es dadurch die Menge von elektrischem Strom, der zwischen seinem Drain und seiner Source fließt, um zu bewirken, dass das Sinuswellensignal (oder das vorbestimmte Wechselstromsignal), das durch das Befehlssignal angewiesen wird, von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Wenn eine Abweichung zwischen der Signalverlaufsform des durch das Befehlssignal angewiesenen Sinuswellensignals und der Signalverlaufsform des tatsächlich durch den Widerstand 56b fließenden Sinuswellensignals besteht, reguliert das Halbleiterschaltelement 56a außerdem die Menge von elektrischem Strom basierend auf dem von der Feedbackschaltung 56d ausgegebenen Signal, wodurch die Abweichung korrigiert wird. Somit kann das durch den Widerstand 56b fließende Sinuswellensignal stabilisiert werden.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 ein Prozess zum Berechnen der komplexen Impedanz von jeder der Batteriezellen 42 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieser Prozess wird durch die entsprechende Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt durchgeführt.
  • In dem Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess stellt der Mikrocomputer 53 der entsprechenden Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zunächst in Schritt S101 eine Messfrequenz der komplexen Impedanz innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs ein.
  • In Schritt S102 stellt der Mikrocomputer 53 die Frequenz des Sinuswellensignals (oder des vorbestimmten Wechselstromsignals) basierend auf der in Schritt S101 eingestellten Messfrequenz ein. Dann gibt der Mikrocomputer 53 das Befehlssignal an die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 aus. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Befehlssignal für einen Befehl bezeichnend, der die Strommodulationsschaltung 56 anweist, zu bewirken, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird.
  • Daraufhin, dass das Befehlssignal an diese eingegeben wird, gibt die Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 das Befehlssignal, über die Digital-Analog-Wandlung durch den DA-Wandler, an die Strommodulationsschaltung 56 aus. Dann bewirkt die Strommodulationsschaltung 56 gemäß dem Befehlssignal, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, die das Überwachungsziel darstellt, wobei die Batteriezelle 42 selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des Sinuswellensignals ist.
  • Im Speziellen reguliert in der Strommodulationsschaltung 56 das Halbleiterschaltelement 56a die Menge von elektrischem Strom basierend auf dem Signal, das über die Feedbackschaltung 56d eingegeben wird, um zu bewirken, dass das durch das Befehlssignal angewiesene Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Somit wird das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben.
  • Daraufhin, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, mit anderen Worten auf Anwendung einer Störung auf die Batteriezelle 42, tritt eine Schwankung bzw. Änderung in der Spannung zwischen den Anschlüssen der Batteriezelle 42 auf; die Spannungsschwankung ist bezeichnend für die Informationen über die interne komplexe Impedanz der Batteriezelle 42. Dann gibt die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 die Spannungsschwankung, die an die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 eingegeben wird, als das Antwortsignal an den Mikrocomputer 53 aus. Im Speziellen gibt die Eingangs-/Ausgangseinheit 52 das Antwortsignal über die Analog-Digital-Wandlung durch den AD-Wandler aus.
  • In Schritt S103 empfängt der Mikrocomputer 53 das von der Eingangs-/Ausgangseinheit 52 ausgegebene Antwortsignal.
  • In Schritt S104 erfasst der Mikrocomputer 53 das durch den Widerstand 56b der Strommodulationsschaltung 56 fließende Stromsignal (d.h. das von der Batteriezelle 42 ausgegebene Sinuswellensignal). Im Speziellen empfängt der Mikrocomputer 53, über die Eingangs-/Ausgangseinheit 52, das Feedbacksignal (oder das detektierte Signal), das von dem Stromdetektionsverstärker 56c ausgegeben wird, als das Stromsignal.
  • Außerdem kann, anstelle des Feedbacksignals, ein Signal, das proportional zu dem an die Strommodulationsschaltung 56 ausgegebenen Befehlssignal ist, als das Stromsignal verwendet werden.
  • In Schritt S105 berechnet der Mikrocomputer 53 die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 basierend auf sowohl dem Antwortsignal als auch dem Stromsignal. Im Speziellen berechnet der Mikrocomputer 53 zumindest eines von dem Realteil, dem Imaginärteil, dem Absolutwert bzw. Betrag und der Phase der komplexen Impedanz auf Grundlage der Amplitude des Antwortsignals und der Phasendifferenz des Antwortsignals gegenüber dem Stromsignal.
  • In Schritt S106 gibt der Mikrocomputer 53 die Berechnungsergebnisse über die Kommunikationseinheit 54 an die ECU 60 aus. Dann endet der Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess.
  • Der vorgenannte Berechnungsprozess wird wiederholt, bis die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 mit Bezug auf eine Vielzahl von Messfrequenzen innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs berechnet wurde. Basierend auf den Berechnungsergebnissen erzeugt die ECU 60 zum Beispiel ein Diagramm auf einer Ebene der komplexen Impedanz (oder ein Cole-Cole-Diagramm), und bestimmt sie dadurch die Eigenschaften der Elektroden und des Elektrolyten der Batteriezelle 42. Zum Beispiel bestimmt die ECU 60 den SOC und/oder den SOH der Batteriezelle 42.
  • Außerdem ist es nicht notwendigerweise erforderlich, das gesamte Cole-Cole-Diagramm zu erzeugen. Stattdessen ist es möglich, sich auf nur einen Teil des Cole-Cole-Diagramms zu fokussieren. Zum Beispiel ist es möglich: (1) die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 auf einer speziellen Frequenz in vorbestimmten Zeitintervallen während eines Fahrens des Fahrzeugs zu messen; und (2) Veränderungen in dem SOC, dem SOH und der Temperatur der Batteriezelle 42 während des Fahrens basierend auf der zeitlichen Veränderung der komplexen Impedanz auf der speziellen Frequenz zu bestimmen. Alternativ ist es auch möglich: (1) die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 auf einer speziellen Frequenz in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. einmal pro Tag, pro Woche oder pro Jahr) zu messen; und (2) die zeitliche Veränderung von dem SOH der Batteriezelle 42 basierend auf der zeitlichen Veränderung der komplexen Impedanz auf der speziellen Frequenz zu bestimmen.
  • Im Allgemeinen ist es zum Überwachen eines Zustands einer Batteriezelle 42 notwendig, verschiedene Signale an die Batteriezelle 42 einzugeben bzw. von dieser auszugeben. Dementsprechend ist es notwendig, eine Vielzahl von elektrischen Pfaden von Signalen an jeden Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss 71 der Batteriezelle 42 anzufügen bzw. anzuschließen. Somit können die Zeit und die Kosten zum Anfügen bzw. Anschließen der elektrischen Pfade an die Elektrische-Leistungs-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezelle 42 während der Anbringung bzw. Montage der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 an der Batteriezelle 42 erhöht sein.
  • Um das vorgenannte Problem zu lösen, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 konfiguriert, die Anzahl von elektrischen Pfaden zu reduzieren, die an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 von jeder der Batteriezellen 42 angefügt werden.
  • 4 veranschaulicht die elektrische Verbindung zwischen jeder der Batteriezellen 42 und einer entsprechenden der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, ist jede der Batteriezellen 42 als ein dünner rechteckiger Quader geformt. Außerdem hat jede der Batteriezellen 42 ihre Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 (d.h. die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode 71a und 71b) in ihrer Längsrichtung jeweils an entgegengesetzten Endabschnitten von dieser angeordnet. Die Batteriezellen 42 sind in einer Querrichtung von diesen (d.h. der Vertikalrichtung in 4) gestapelt bzw. geschichtet, so dass sie ihre Seitenflächen übereinander gelagert haben. Im Speziellen sind die Batteriezellen 42 so gestapelt bzw. geschichtet, dass für jedes benachbarte Paar der Batteriezellen 42 die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode 71a und 71b von einer von dem Paar der Batteriezellen 42 in der Querrichtung jeweils mit den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der negativen Elektrode und der Seite der positiven Elektrode 71b und 71a von der anderen von dem Paar der Batteriezellen 42 ausgerichtet/fluchtend bzw. in Linie gebracht sind. Somit sind die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezellen 42 in der Querrichtung abwechselnd mit den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezellen 42 angeordnet.
  • Außerdem ist, für jede der Batteriezellen 42, der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42, über eine Sammelschiene 73, mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b von derjenigen der Batteriezellen 42 verbunden, die sich auf einer Querseite von und benachbart zu der Batteriezelle 42 befindet; ist der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezelle 42, über eine Sammelschiene 73, mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a von derjenigen der Batteriezellen 42 verbunden, die sich auf der anderen Querseite von und benachbart zu der Batteriezelle 42 befindet. Somit sind alle Batteriezellen 42 über die Sammelschienen 73 elektrisch zueinander in Reihe geschaltet.
  • Jede der Sammelschienen 73 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet und als dünne Platte geformt. Außerdem hat jede der Sammelschienen 73 eine Länge, die ausreichend ist zum Verbinden von einem benachbarten Paar der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezellen 42 in der Querrichtung, zum Beispiel eine Länge, die ungefähr das Doppelte der Dicke von jeder der Batteriezellen 42 in der Querrichtung ist. Außerdem ist jede der Sammelschienen 73 an einem benachbarten Paar der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezellen 42 (z.B. durch Schweißen) angefügt, so dass sie äußere Endabschnitte (oder äußere Hälften) des Paars der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 in der Längsrichtung der Batteriezellen 42 ab-/bedeckt.
  • Zwischen dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a und dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b von jeder der Batteriezellen 42 ist eine als flache Platte geformte Leiterplatte bzw. Platine 72 angeordnet. Die Leiterplatte 72 ist zum Beispiel durch eine PCB („Printed Circuit Board“) oder eine FPC („Flexible Printed Circuit“) implementiert. Auf der Leiterplatte 72 erstrecken sich elektrische Pfade (oder Signalverdrahtungen), die aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind, um Schaltungselemente zu verbinden, die auf der Leiterplatte 72 angeordnet sind.
  • Im Speziellen umfassen die auf der Leiterplatte 72 angeordneten (oder befestigten) Schaltungselemente zum Beispiel die ASIC 50a, die Filtereinheit 55 und die Strommodulationsschaltung 56 von jeder der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50. Es sollte beachtet werden, dass in 4, der Einfachheit halber, nur die ASIC 50a und die Strommodulationsschaltung 56 von einer der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 im Einzelnen gezeigt sind.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, ist in jeder der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 der Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 57a, der einer der zwei Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 der Eingangs-/Ausgangseinheit 52 von der ASIC 50a ist, mit einem zweiten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 82a verbunden. Auf der Leiterplatte 72 ist der zweite elektrische Pfad 82a so ausgebildet, dass er sich gerade von dem Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 57a zu dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der entsprechenden Batteriezelle 42 erstreckt. Außerdem ist ein Endabschnitt der Seite der Batteriezelle des zweiten elektrischen Pfads 82a, zum Beispiel durch Schweißen, an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Andererseits ist der Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 57b, der der andere der zwei Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 von der ASIC 50a ist, mit einem zweiten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 82b verbunden. Auf der Leiterplatte 72 ist der zweite elektrische Pfad 82b so ausgebildet, dass er sich gerade von dem Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 57b zu dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der entsprechenden Batteriezelle 42 erstreckt. Außerdem ist ein Endabschnitt der Seite der Batteriezelle des zweiten elektrischen Pfads 82b, zum Beispiel durch Schweißen, an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwei Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 (d.h. 57a und 57b) der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 von der ASIC 50a mit den zwei Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 (d.h. 71a und 71b) der entsprechenden Batteriezelle 42 über die zwei zweiten elektrischen Pfade 82 (d.h. 82a und 82b) verbunden sind.
  • Außerdem ist der Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 58a, der einer der zwei Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 von der ASIC 50a ist, mit einem vierten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 84a verbunden. Auf der Leiterplatte 72 ist der vierte elektrische Pfad 84 so ausgebildet, dass er sich gerade von dem Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 58a zu dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der entsprechenden Batteriezelle 42 erstreckt. Außerdem ist ein Endabschnitt der Seite der Batteriezelle des vierten elektrischen Pfads 84a, zum Beispiel durch Schweißen, an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Andererseits ist der Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 58b, der der andere der zwei Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 von der ASIC 50a ist, mit einem vierten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 84b verbunden. Auf der Leiterplatte 72 ist der vierte elektrische Pfad 84b so ausgebildet, dass er sich gerade von dem Eingangsanschluss der Seite der negativen Elektrode 58b zu dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der entsprechenden Batteriezelle 42 erstreckt. Außerdem ist ein Endabschnitt der Seite der Batteriezelle des vierten elektrischen Pfads 84b, zum Beispiel durch Schweißen, an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwei Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 (d.h. 58a und 58b) der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 von der ASIC 50a mit den zwei Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 (d.h. 71a und 71b) der entsprechenden Batteriezelle 42 über die zwei vierten elektrischen Pfade 84 (d.h. 84a und 84b) verbunden sind.
  • Außerdem ist der Anschluss der Seite der positiven Elektrode 51a der Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 von der ASIC 50a mit einem ersten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 81a verbunden. Andererseits ist der Anschluss der Seite der negativen Elektrode 51b der Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 von der ASIC 50a mit einem ersten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 81b verbunden.
  • Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwei Anschlüsse 51a und 51b der Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 51 von der ASIC 50a mit den zwei ersten elektrischen Pfaden 81 (d.h. 81a und 81b) verbunden sind.
  • Außerdem ist ein Anschluss der Seite der positiven Elektrode 56e der Strommodulationsschaltung 56 mit einem dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a verbunden. Außerdem ist, in der Strommodulationsschaltung 56, der Anschluss der Seite der positiven Elektrode 56e mit dem Drainanschluss des Halbleiterschaltelements 56a verbunden (siehe 2).
  • Andererseits ist ein Anschluss der Seite der negativen Elektrode 56f der Strommodulationsschaltung 56 mit einem dritten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b verbunden. Außerdem ist, in der Strommodulationsschaltung 56, der Anschluss der Seite der negativen Elektrode 56f mit dem Sourceanschluss des Halbleiterschaltelements 56a über den Widerstand 56b verbunden (siehe 2).
  • Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwei Anschlüsse 56e und 56f der Strommodulationsschaltung 56 mit den zwei dritten elektrischen Pfaden 83 (d.h. 83a und 83b) verbunden sind.
  • Die ersten elektrischen Pfade 81 sind elektrische Pfade (oder Elektrische-Leistung-Versorgungsleitungen), über die elektrische Antriebsleistung von der entsprechenden Batteriezelle 42 an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zugeführt wird. Andererseits sind die dritten elektrischen Pfade 83 elektrische Pfade, über die das Wechselstromsignal unter einer Konstantstromsteuerung fließt. Das Wechselstromsignal ist erheblich schwächer als das Gleichstromsignal; somit beeinträchtigt eine Schwankung bzw. Änderung in dem Wechselstromsignal kaum die über die ersten elektrischen Pfade 81 übertragene elektrische Antriebsleistung.
  • In Anbetracht dessen sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ersten elektrischen Pfade 81 mit den dritten elektrischen Pfaden 83 in fünfte elektrische Pfade 85 zusammengeführt; und werden/sind die fünften elektrischen Pfade 85 an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Im Speziellen ist der erste elektrische Pfad der Seite der positiven Elektrode 81a mit dem dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a in einen fünften elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 85a zusammengeführt; und ist ein Endabschnitt der Seite der Batteriezelle des fünften elektrischen Pfads 85a, zum Beispiel durch Schweißen, an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt. Andererseits ist der erste elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 81b mit dem dritten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b in einen fünften elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 85b zusammengeführt; und ist ein Endabschnitt der Seite der Batteriezelle des fünften elektrischen Pfads 85b, zum Beispiel durch Schweißen, an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Außerdem sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ersten elektrischen Pfade 81 jeweils in Richtung der dritten elektrischen Pfade 83 gebogen/ gekrümmt bzw. abgewinkelt, wodurch sie jeweils mit den dritten elektrischen Pfaden 83 zusammengeführt werden. Das heißt, dass jeder der dritten elektrischen Pfade 83 und der fünften elektrischen Pfade 85 so ausgebildet ist, dass er sich gerade erstreckt. Somit können die Stellen, an denen die elektrischen Pfade 82, 84 und 85 an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 angefügt werden/sind, für alle Batteriezellen 42 identisch gemacht werden.
  • Außerdem ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder der elektrischen Pfade 82, 84 und 85 an einen entsprechenden der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 direkt angefügt, ohne dass irgendeine Sammelschiene 73 dazwischen eingefügt ist. Im Speziellen hat jeder der elektrischen Pfade 82, 84 und 85 seinen Endabschnitt der Seite der Batteriezelle (z.B. durch Schweißen) an einen inneren Endabschnitt (oder eine innere Hälfte) eines entsprechenden der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 in der Längsrichtung der entsprechenden Batteriezelle 42 angefügt.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die folgenden vorteilhaften Wirkungen zu erzielen.
  • In jeder der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die ersten elektrischen Pfade 81 mit den dritten elektrischen Pfaden 83 in die fünften elektrischen Pfade 85 zusammengeführt bzw. zusammengefasst/-gelegt. Somit wird es möglich, die Anzahl der elektrischen Pfade der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zu reduzieren, die an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezelle 42, die das Überwachungsziel der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 darstellt, angefügt bzw. angeschlossen werden/sind. Als Folge hiervon wird es möglich, die Zeit und die Kosten zum Anfügen bzw. Anschließen der elektrischen Pfade an die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 während der Anbringung bzw. Montage der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 an der Batteriezelle 42 zu red uzieren.
  • Insbesondere sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ersten elektrischen Pfade 81, über die elektrische Antriebsleistung von der Batteriezelle 42 an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zugeführt wird, mit den dritten elektrischen Pfaden 83 zusammengeführt, über die das schwache Wechselstromsignal fließt. Die Stromschwankung/-änderung aufgrund des Wechselstromsignals ist nicht so groß, als dass sie die elektrische Antriebsleistung beeinträchtigen würde; daher beeinträchtigt die Stromschwankung/-änderung nicht die elektrische Antriebsleistung. Außerdem wird eine Konstantstromsteuerung für das Wechselstromsignal durchgeführt; daher wird das Wechselstromsignal nicht durch Übertragung der elektrischen Antriebsleistung beeinträchtigt. Dementsprechend verursacht die Zusammenführung der ersten elektrischen Pfade 81 mit den dritten elektrischen Pfaden 83 nicht, dass sich das Wechselstromsignal und die elektrische Antriebsleistung gegenseitig beeinträchtigen.
  • Andererseits sind die zweiten elektrischen Pfade 82 separat/getrennt von den ersten elektrischen Pfaden 81 und den dritten elektrischen Pfaden 83 bereitgestellt. Somit wird es möglich, zu verhindern, dass die Längen der zweiten elektrischen Pfade 82 aufgrund der Zusammenführung von diesen mit anderen elektrischen Pfaden vergrößert werden. Somit wird es möglich, die Gleichspannung an die Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 über die zweiten elektrischen Pfade 82 ohne jeglichen zusätzlichen Abfall in der Gleichspannung (d.h. jeglichen Abfall in der Gleichspannung aufgrund einer zusätzlichen Widerstandskomponente) eingegeben zu bekommen. Als Folge hiervon wird es für die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 möglich, die Gleichspannung genau zu messen. Außerdem tendiert die Spannungsschwankung der über die ersten elektrischen Pfade 81 übertragenen elektrischen Antriebsleistung dazu, groß zu werden. Dadurch, dass die zweiten elektrischen Pfade 82 separat/getrennt von den ersten elektrischen Pfaden 81 bereitgestellt sind, wird es daher möglich, die Genauigkeit einer Messung der Gleichspannung durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zu gewährleisten.
  • Außerdem sind die vierten elektrischen Pfade 84 auch separat/getrennt von den ersten elektrischen Pfaden 81 und den dritten elektrischen Pfaden 83 bereitgestellt. Somit wird es möglich, zu verhindern, dass die Längen der vierten elektrischen Pfade 84 aufgrund der Zusammenführung von diesen mit anderen elektrischen Pfaden vergrößert werden. Somit wird es möglich, das Antwortsignal an die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 über die vierten elektrischen Pfade 84 eingegeben zu bekommen, ohne dass es irgendeine zusätzliche Impedanzkomponente durchläuft. Als Folge hiervon wird es möglich, die Genauigkeit des an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegebenen Antwortsignals zu gewährleisten. Insbesondere ist das Antwortsignal ein sehr schwaches Signal, wohingegen eine Schwankung bzw. Änderung in der über die ersten elektrischen Pfade 81 übertragenen elektrischen Antriebsleistung groß ist. Dadurch, dass die vierten elektrischen Pfade 84 separat/getrennt von den ersten elektrischen Pfaden 81 bereitgestellt sind, wird es daher möglich, die Genauigkeit einer Messung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zu gewährleisten.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Endabschnitte der Seite der Batteriezelle der vierten elektrischen Pfade 84 direkt an den entsprechenden Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 der Batteriezelle 42 angefügt, ohne dass irgendeine Sammelschiene dazwischen eingefügt ist. Somit wird es möglich, das Antwortsignal an die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 über die vierten elektrischen Pfade 84 eingegeben zu bekommen, ohne dass es irgendeine zusätzliche Impedanzkomponente aufgrund einer Sammelschiene 73 durchläuft. Als Folge hiervon wird es möglich, die Genauigkeit einer Messung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 sicherer/zuverlässiger zu gewährleisten.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die ersten elektrischen Pfade 81 jeweils in Richtung der dritten elektrischen Pfade 83 gebogen/gekrümmt bzw. abgewinkelt, wodurch sie mit den dritten elektrischen Pfaden 83 zusammengeführt bzw. zusammengefasst/-gelegt werden. Mit dieser Konfiguration können die Stellen, an denen die elektrischen Pfade 82, 84 und 85 jeweils an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 angefügt bzw. angeschlossen werden/sind, für alle Batteriezellen 42 identisch gemacht werden. Somit wird es möglich, den Prozess des Anfügens bzw. Anschließens der elektrischen Pfade 82, 84 und 85 an die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 während der Anbringung bzw. Montage der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 an den entsprechenden Batteriezellen 42 zu erleichtern.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Strommodulationsschaltung 56 konfiguriert zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal (oder das vorbestimmte Wechselstromsignal) von der Batteriezelle 42, die das Überwachungsziel darstellt, ausgegeben wird, wobei die Batteriezelle 42 selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des Sinuswellensignals ist. Somit wird es unnötig, eine externe elektrische Leistungsquelle zum Anwenden einer Störung auf die Batteriezelle 42 (d.h. Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird) zwecks der Messung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 einzusetzen. Als Folge hiervon wird es möglich, die Teileanzahl und die Größe der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 zu reduzieren, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.
  • Außerdem sind mit einer Fahrzeugspeicherbatterie generell Peripherieeinrichtungen wie etwa ein Schutzelement und eine Filterschaltung verbunden. Wenn ein Wechselstromsignal als eine Störung an die Speicherbatterie eingegeben wird, kann daher ein Teil des Wechselstromsignals an die Peripherieeinrichtungen entweichen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zum Beispiel mit jeder der Batteriezellen 42 die RC-Filter 55a und die Zenerdiode 55b verbunden. Wenn ein Wechselstromsignal an die Batteriezelle 42 eingegeben wird, kann daher ein Teil des Wechselstromsignals an die RC-Filter 55a und die Zenerdiode 55b entweichen. Wenn die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 basierend auf einem Antwortsignal der Batteriezelle 42 auf das eingegebene Wechselstromsignal berechnet würde, könnte es somit aufgrund eines Fehlers in dem Antwortsignal, der durch das Entweichen des Wechselstromsignals verursacht wird, unmöglich sein, die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz zu gewährleisten.
  • Im Gegensatz dazu ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, die Strommodulationsschaltung 56 konfiguriert zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, die das Überwachungsziel darstellt, wobei die Batteriezelle 42 selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des Sinuswellensignals ist. Somit wird es möglich, einen geschlossenen Kreis/-lauf mit der Strommodulationsschaltung 56 und der Batteriezelle 42 zu verwirklichen. Als Folge hiervon wird es möglich, ein Entweichen von Strom von der Batteriezelle 42 an die Peripherieeinrichtungen zu eliminieren, wodurch das Auftreten eines Fehlers in dem Antwortsignal unterbunden bzw. niedergehalten wird.
  • Außerdem kann eine Abweichung zwischen dem Stromsignal, das tatsächlich durch den Widerstand 56b fließt, und dem Sinuswellensignal, das gewünschtermaßen von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, auftreten; diese Abweichung kann einen Fehler in dem Antwortsignal verursachen. Aufgrund dessen ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Strommodulationsschaltung 56 so konfiguriert, dass sie die Feedbackschaltung 56d umfasst. Die Feedbackschaltung 56d führt, basierend auf einem Vergleich zwischen dem Feedbacksignal (d.h. dem detektierten Signal) und dem durch das Befehlssignal angewiesenen Sinuswellensignal, eine Feedback-/ Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung für den Ein/Aus-Betrieb des Halbleiterschaltelements 56a durch. Somit wird es möglich, das angewiesene (oder gewünschte) Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 stabil und genau ausgegeben zu bekommen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, beim Anweisen der Signalverlaufsform des Sinuswellensignals an die Strommodulationsschaltung 56 durch das Befehlssignal, die Digital-Analog-Wandlung für das Befehlssignal durchgeführt. Es kann jedoch ein Fehler in der Signalverlaufsform des Befehlssignals während der Digital-Analog-Wandlung auftreten. Zum Unterbinden bzw. Niederhalten eines Auftretens eines derartigen Fehlers kann eine Filterschaltung zwischen der Eingangs-/Ausgangseinheit 52 und der Strommodulationsschaltung 56 bereitgestellt sein, um die Signalverlaufsform des Befehlssignals zu glätten. In diesem Fall würden jedoch die Größe und die Herstellungskosten der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 erhöht werden.
  • Insbesondere die Kapazität einer Fahrzeugbatteriezelle 42 ist generell groß. Daher tendiert der Bereich von Messfrequenzen bei Berechnung (oder Messung) der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 dazu, weit/breit zu werden. Wenn eine Filterschaltung zwischen der Eingangs-/Ausgangseinheit 52 und der Strommodulationsschaltung 56 bereitgestellt würde, um die Signalverlaufsform des Befehlssignals zu glätten, würde dementsprechend die Größe der Filterschaltung auch groß werden.
  • Im Gegensatz dazu führt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, die Feedbackschaltung 56d die Feedback-/ Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung für den Ein/Aus-Betrieb des Halbleiterschaltelements 56a durch, wodurch ein Auftreten eines Fehlers in der Signalverlaufsform des Befehlssignals unterbunden bzw. niedergehalten wird. Somit wird es unnötig, eine Filterschaltung zwischen der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 und der Strommodulationsschaltung 56 bereitzustellen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Strommodulationsschaltung 56 konfiguriert zum Detektieren des Stromsignals, das durch den Widerstand 56b fließt, und Ausgeben des detektierten Stromsignals als das Feedbacksignal an den Mikrocomputer 53 über die Eingangs-/Ausgangseinheit 52. Dann berechnet der Mikrocomputer 53 die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 unter Verwendung des Feedbacksignals als das Stromsignal. Wenn es eine Abweichung (z.B. eine Phasenabweichung) zwischen dem Stromsignal, das tatsächlich durch den Widerstand 56b fließt, und dem Sinuswellensignal gibt, das gewünschtermaßen von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird (d.h. dem Sinuswellensignal, das durch den Mikrocomputer 53 angewiesen wird), ist es Somit weiterhin möglich, die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz durch Verwendung des Feedbacksignals (d.h. des Stromsignals, das tatsächlich durch den Widerstand 56b fließt) zu gewährleisten.
  • Da die Signalkorrektur mit dem Feedbacksignal durchgeführt wird, wie es vorstehend beschrieben ist, wird es außerdem unnötig, eine Filterschaltung zwischen der Eingangs-/Ausgangseinheit 52 und der Strommodulationsschaltung 56 bereitzustellen. Somit wird es möglich, die Größe und die Herstellungskosten der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zu minimieren.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58, von allen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b der Batteriezelle 42, mit denjenigen verbindbaren Abschnitten verbunden, die sich am nächsten zu den Elektroden der Batteriezelle 42 befinden. Somit wird es möglich, den Einfluss von Impedanzkomponenten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b der Batteriezelle 42 auf das Antwortsignal, das über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegeben wird, zu unterbinden bzw. niederzuhalten, wodurch die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 verbessert wird.
  • Wie es in 5A und 5B veranschaulicht ist, haben im Speziellen die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b der Batteriezelle 42 Impedanzkomponenten. Daher ist es für die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 bevorzugt, mit denjenigen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b verbunden zu werden/sein, die sich am nächsten zu den Elektroden befinden, wie es in 5B gezeigt ist, anstatt mit denjenigen verbindbaren Abschnitten, die sich weiter von den Elektroden entfernt befinden, wie es in 5A gezeigt ist. Außerdem, wie es in 5B gezeigt ist, ist es bevorzugt, dass diejenigen verbindbaren Abschnitte der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b, mit denen die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 verbunden werden/sind, sich näher an den Elektroden befinden als diejenigen verbindbaren Abschnitte, mit denen die Anschlüsse 56e und 56f der Strommodulationsschaltung 56 verbunden werden/sind.
  • Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Endabschnitte der Seite der Batteriezelle der elektrischen Pfade 82, 84 und 85 jeweils an unterschiedlichen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b der Batteriezelle 42 angefügt sind. Unter den unterschiedlichen verbindbaren Abschnitten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b sind außerdem die verbindbaren Abschnitte, an denen die Endabschnitte der Seite der Batteriezelle der vierten elektrischen Pfade 84 angefügt sind, die mit den Antwortsignaleingangsanschlüssen 58 verbunden sind, am nächsten zu den Elektroden der Batteriezelle 42 befindlich. Somit wird es möglich, den Einfluss der Impedanzkomponenten der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71a und 71b auf das Antwortsignal zu unterbinden bzw. niederzuhalten, das an die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 über die vierten elektrischen Pfade 84 eingegeben wird, wodurch die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 verbessert wird.
  • [Zweites Ausführungsbeispiel]
  • 6 zeigt die Konfiguration einer Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Zweiphasien-Lock-in- bzw. Einrastdetektion auf dem Antwortsignal.
  • Wie es in 6 gezeigt ist, umfasst bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ASIC 50a der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 einen Differenzverstärker 151, der zum Messen der Gleichspannung zwischen den Klemmen bzw. Anschlüssen einer Batteriezelle 42 bereitgestellt ist, die das Überwachungsziel darstellt. Im Speziellen ist der Differenzverstärker 151 mit den Gleichspannungseingangsanschlüssen 57 verbunden. Außerdem ist der Differenzverstärker 151 konfiguriert zum Messen der Gleichspannung, die an diesen über die Gleichspannungseingangsanschlüsse 57 eingegeben wird, und Ausgeben der gemessenen Gleichspannung.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die ASIC 50a auch einen Vorverstärker 152, der bereitgestellt ist, um, über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58, eine Spannungsschwankung der Batteriezelle 42 als das Antwortsignal während der Ausgabe des Sinuswellensignals einzugeben. Im Speziellen ist der Vorverstärker 152 mit den Antwortsignaleingangsanschlüssen 58 verbunden. Außerdem ist der Vorverstärker 152 konfiguriert zum Verstärken der Spannungsschwankung, die an diesen über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 eingegeben wird, und Ausgeben der verstärkten Spannungsschwankung als das Antwortsignal. Die Amplitude des Antwortsignals ist nämlich erheblich niedriger als die Amplitude der Klemmenspannung (d.h. der Spannung zwischen den Klemmen bzw. Anschlüssen) der Batteriezelle 42; daher wird der Vorverstärker 152 eingesetzt, um die Genauigkeit einer Detektion des Antwortsignals zu verbessern.
  • Außerdem ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorverstärker 152 durch einen einstufigen Verstärker implementiert. Es sollte jedoch beachtet werden, dass der Vorverstärker 152 alternativ durch einen mehrstufigen Verstärker implementiert sein kann.
  • Außerdem ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 6 gezeigt ist, zwischen dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42 und dem Eingangsanschluss der Seite der positiven Elektrode 58a, der einer der zwei Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 ist, ein Kondensator C1 bereitgestellt, um eine DC-Komponente der Spannungsschwankung der Batteriezelle 42 abzuschneiden. Somit wird es möglich, die DC-Komponente, die für die Informationen über die interne komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 irrelevant ist, aus der Spannungsschwankung der Batteriezelle 42 zu beseitigen, wodurch die Genauigkeit einer Detektion des Antwortsignals verbessert wird.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die ASIC 50a ferner einen Signalschalter 153 zum Auswählen zwischen der von dem Differenzverstärker 151 ausgegebenen Gleichspannung und dem von dem Vorverstärker 152 ausgegebenen Antwortsignal. Außerdem ist mit dem Signalschalter 153 ein AD-Wandler 154 zum Durchführen einer Analog-Digital-Wandlung für dieses eine der Gleichspannung und des Antwortsignals verbunden, welches durch den Signalschalter 153 ausgewählt wird.
  • Der AD-Wandler 154 ist mit einer Signalverarbeitungseinheit 155 verbunden, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als eine Berechnungseinheit fungiert/arbeitet. Der AD-Wandler 154 ist konfiguriert zum Eingeben der Gleichspannung an die Signalverarbeitungseinheit 155, wenn die Gleichspannung durch den Signalschalter 153 ausgewählt wird. Außerdem ist der AD-Wandler 154 auch mit sowohl einem ersten Multiplizierer 156 als auch einem zweiten Multiplizierer 157 verbunden. Der AD-Wandler 154 ist konfiguriert zum Eingeben des Antwortsignals an jeden des ersten und des zweiten Multiplizierers 156 und 157, wenn das Antwortsignal durch den Signalschalter 153 ausgewählt wird.
  • Mit dem ersten Multiplizierer 156 ist eine Oszillationsschaltung 158 verbunden, die nachstehend beschrieben wird. Ein erstes Referenzsignal wird von der Oszillationsschaltung 158 an den ersten Multiplizierer 156 eingegeben. Dann berechnet der erste Multiplizierer 156 einen Wert, der proportional zu dem Realteil des Antwortsignals ist, indem das erste Referenzsignal und das Antwortsignal miteinander multipliziert werden. Danach gibt der erste Multiplizierer 156 den Wert, der proportional zu dem Realteil des Antwortsignals ist, über ein Tiefpassfilter 159 an die Signalverarbeitungseinheit 155 aus. Außerdem ist in 6 der Realteil des Antwortsignals durch Re | Vr | bezeichnet.
  • Mit dem zweiten Multiplizierer 157 ist die Oszillationsschaltung 158 über eine Phasenverschiebungsschaltung 160 verbunden. Ein zweites Referenzsignal wird von der Phasenverschiebungsschaltung 160 an den zweiten Multiplizierer 157 eingegeben; das zweite Referenzsignal wird durch die Phasenverschiebungsschaltung 160 erzeugt, indem die Phase des Referenzsignals um 90° (d.h. π/2) vorgezogen wird. Im Speziellen ist die Phasenverschiebungsschaltung 160 konfiguriert zum Vorziehen der Phase eines Sinuswellensignals (d.h. des ersten Referenzsignals), das an diese von der Oszillationsschaltung 158 eingegeben wird, und Ausgeben des phasenvoreilenden Sinuswellensignals als das zweite Referenzsignal an den zweiten Multiplizierer 157.
  • Der zweite Multiplizierer 157 berechnet einen Wert, der proportional zu dem Imaginärteil des Antwortsignals ist, indem das zweite Referenzsignal und das Antwortsignal miteinander multipliziert werden. Dann gibt der zweite Multiplizierer 157 den Wert, der proportional zu dem Imaginärteil des Antwortsignals ist, über ein Tiefpassfilter 161 an die Signalverarbeitungseinheit 155 aus. Außerdem ist in 6 der Imaginärteil des Antwortsignals durch Im | Vr | bezeichnet.
  • Die Oszillationsschaltung 158 ist konfiguriert zum Ausgeben des vorbestimmten Sinuswellensignals und fungiert/arbeitet als eine Signalverlaufsformbefehlseinheit. Wie es vorstehend beschrieben ist, gibt die Oszillationsschaltung 158 das Sinuswellensignal als das erste Referenzsignal an sowohl den ersten Multiplizierer 156 als auch die Phasenverschiebungsschaltung 160 aus. Außerdem ist die Oszillationsschaltung 158 über einen DA-Wandler 162 mit dem Befehlssignalausgangsanschluss 59a verbunden. Die Oszillationsschaltung 158 gibt das Sinuswellensignal als das Befehlssignal an den Befehlssignalausgangsanschluss 59a über die Digital-Analog-Wandlung durch den DA-Wandler 162 aus.
  • Der Feedbacksignaleingangsanschluss 59b ist über einen AD-Wandler 163 mit der Signalverarbeitungseinheit 155 verbunden. Das Feedbacksignal (oder das detektierte Signal) wird von dem Feedbacksignaleingangsanschluss 59b an die Signalverarbeitungseinheit 155 über die Analog-Digital-Wandlung durch den AD-Wandler 163 eingegeben.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 155 empfängt sowohl den Wert, der proportional zu dem Realteil des Antwortsignals ist, als auch den Wert, der proportional zu dem Imaginärteil des Antwortsignals ist. Dann berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 basierend auf diesen Werten sowohl den Real- als auch den Imaginärteil der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42. Außerdem korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 155 basierend auf dem an sie eingegebenen Feedbacksignal sowohl den Real- als auch den Imaginärteil der komplexen Impedanz unter Berücksichtigung der Amplitude des Stromsignals, das tatsächlich durch den Widerstand 56b fließt, und der Phasendifferenz des Stromsignals gegenüber dem durch das Befehlssignal angewiesenen Sinuswellensignal.
  • Außerdem berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 auch sowohl den Absolutwert bzw. Betrag als auch die Phase der komplexen Impedanz. Im Speziellen kann, da sowohl der Realteil als auch der Imaginärteil des Antwortsignals durch die Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion detektiert wurden, das Antwortsignal durch | Vr | e^jθv in Polarkoordinaten auf einer komplexen Ebene dargestellt werden, wobei θv die Phase des Antwortsignals ist. Gleichermaßen kann der Strom durch | I | e^jθi in Polarkoordinaten auf der komplexen Ebene dargestellt werden, wobei θi die Phase des Stroms ist. Außerdem kann die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 durch | Z | e^jθz in Polarkoordinaten auf der komplexen Ebene dargestellt werden, wobei θz die Phase der komplexen Impedanz ist. Dann kann die folgende Gleichung (1) aus V = ZI hergeleitet werden. Außerdem ist „j“ die imaginäre Einheit, die (j^2 = -1) erfüllt. |   Z   | e j θ z = |   V r   | e j θ v |   I   | e j θ i
    Figure DE102020118931A1_0001
  • Die Signalverarbeitungseinheit 155 berechnet den Absolutwert bzw. Betrag der komplexen Impedanz durch (|Z|=|Vr|/|I|). Außerdem berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 die Phase der komplexen Impedanz durch (θv - θi). Daraufhin gibt die Signalverarbeitungseinheit 155 die Berechnungsergebnisse über die Kommunikationseinheit 54 an die ECU 60 aus. Außerdem sind in 6 der Absolutwert bzw. Betrag und die Phase der komplexen Impedanz durch | Z | und arg(Z) bezeichnet.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein Prozess zum Berechnen der komplexen Impedanz einer Batteriezelle 42 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieser Prozess wird durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt durchgeführt.
  • In dem Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess stellt die Oszillationsschaltung 158 zunächst in Schritt S201 eine Messfrequenz der komplexen Impedanz innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs ein. Außerdem wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Messfrequenz zum Beispiel durch die Signalverarbeitungseinheit 155 bestimmt.
  • In Schritt S202 wird der Signalschalter 153 so gesetzt, dass, von der von dem Differenzverstärker 151 ausgegebenen Gleichspannung und dem von dem Vorverstärker 152 ausgegebenen Antwortsignal, nur dem Antwortsignal ermöglicht wird, an den AD-Wandler 154 ausgegeben zu werden. Außerdem wird der Signalschalter 153 zum Beispiel gemäß einem Befehl von der Signalverarbeitungseinheit 155 betätigt.
  • In Schritt S203 stellt die Oszillationsschaltung 158 die Frequenz des Sinuswellensignals (oder des vorbestimmten Wechselstromsignals) basierend auf der in Schritt S201 eingestellten Messfrequenz ein. Dann gibt die Oszillationsschaltung 158 das Befehlssignal, über die Digital-Analog-Wandlung durch den DA-Wandler 162, an die Strommodulationsschaltung 56 über den Befehlssignalausgangsanschluss 59a aus. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Befehlssignal bezeichnend für einen Befehl, der die Strommodulationsschaltung 56 anweist, zu bewirken, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Außerdem gibt die Oszillationsschaltung 158 das Befehlssignal zum Beispiel gemäß einem Befehl von der Signalverarbeitungseinheit 155 aus.
  • In der Digital-Analog-Wandlung des Befehlssignals durch den DA-Wandler 162 wird ein geeigneter Versatz- bzw. Offsetwert (d.h. eine Gleichspannungsvorspannung) unter Berücksichtigung der Gleichspannung der Batteriezelle 42 eingestellt. Im Speziellen wird der Versatz- bzw. Offsetwert zum Beispiel durch die Signalverarbeitungseinheit 155 eingestellt. Außerdem ist es für den Versatz- bzw. Offsetwert wünschenswert, basierend auf der Gleichspannung der Batteriezelle 42 eingestellt zu werden. Außerdem kann die Gleichspannung der Batteriezelle 42 durch den Differenzverstärker 151 gemessen werden.
  • In Schritt S204 bewirkt die Strommodulationsschaltung 56 gemäß dem Befehlssignal, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42, die das Überwachungsziel darstellt, ausgegeben wird, wobei die Batteriezelle 42 selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des Sinuswellensignals ist. Somit wird das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben.
  • Daraufhin, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, mit anderen Worten auf eine Anwendung einer Störung auf die Batteriezelle 42 hin, tritt eine Schwankung bzw. Änderung in der Spannung zwischen den Anschlüssen der Batteriezelle 42 auf; die Spannungsschwankung ist für die Informationen der internen komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 bezeichnend. Dann gibt der Vorverstärker 152, als das Antwortsignal, die Spannungsschwankung aus, die über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 an den Vorverstärker 152 eingegeben wird.
  • Außerdem wird, während der Eingabe der Spannungsschwankung von der Batteriezelle 42 an die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58, die DC-Komponente der Spannungsschwankung durch den Kondensator C1 abgeschnitten (oder beseitigt), wodurch nur der charakteristische Teil der Spannungsschwankung übriggelassen wird. Für die Größe der DC-Komponente, die durch den Kondensator C1 abgeschnitten wird, ist es wünschenswert, dass sie basierend auf der Gleichspannung der Batteriezelle 42 angepasst bzw. abgestimmt wird. Der Vorverstärker 152 verstärkt die schwache Spannungsschwankung, aus der die DC-Komponente beseitigt wurde, und gibt die verstärkte Spannungsschwankung als das Antwortsignal aus. Für den Grad einer Verstärkung der Spannungsschwankung durch den Vorverstärker 152 ist es wünschenswert, dass er basierend auf der Gleichspannung der Batteriezelle 42 angepasst bzw. abgestimmt wird.
  • Der AD-Wandler 154 führt die Analog-Digital-Wandlung auf dem Antwortsignal durch, das an den AD-Wandler 154 über den Signalschalter 153 eingegeben wird. Dann gibt der AD-Wandler 154 das Antwortsignal in einer digitalen Form an jeden des ersten und des zweiten Multiplizierers 156 und 157 aus.
  • In Schritt S205 empfangen jeder des ersten und des zweiten Multiplizierers 156 und 157 das von dem AD-Wandler 154 ausgegebene Antwortsignal.
  • In Schritt S206 berechnet der erste Multiplizierer 156 einen Wert, der proportional zu dem Realteil des Antwortsignals ist, indem das erste Referenzsignal (d.h. das Sinuswellensignal von der Oszillationsschaltung 158) und das Antwortsignal miteinander multipliziert werden. Zu der gleichen Zeit berechnet der zweite Multiplizierer 157 einen Wert, der proportional zu dem Imaginärteil des Antwortsignals ist, indem das zweite Referenzsignal (d.h. das phasenvoreilende Sinuswellensignal von der Phasenverschiebungsschaltung 160) und das Antwortsignal miteinander multipliziert werden.
  • Dann werden die durch den ersten und den zweiten Multiplizierer 156 und 157 berechneten Werte über die Tiefpassfilter 159 und 161 an die Signalverarbeitungseinheit 155 eingegeben. Wenn sie durch die Tiefpassfilter 159 und 161 verlaufen, werden andere Signalkomponenten als DC-Komponenten gedämpft (oder beseitigt).
  • In Schritt S207 erfasst die Signalverarbeitungseinheit 155 das Feedbacksignal (oder das detektierte Signal) von dem Feedbacksignaleingangsanschluss 59b. Im Speziellen wird das Feedbacksignal von dem Feedbacksignaleingangsanschluss 59b über die Analog-Digital-Wandlung durch den AD-Wandler 163 an die Signalverarbeitungseinheit 155 eingegeben.
  • In Schritt S208 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155, basierend auf dem Feedbacksignal und den Signalen (oder den Werten, die proportional zu dem Real- und dem Imaginärteil des Antwortsignals sind) von den Tiefpassfiltern 159 und 161, zumindest eines von dem Realteil, dem Imaginärteil, dem Absolutwert bzw. Betrag und der Phase der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42. Außerdem wird das Feedbacksignal verwendet, um jegliche Abweichung in Amplitude oder Phase zwischen dem Stromsignal, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, und dem Sinuswellensignal, das gewünschtermaßen von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, zu korrigieren (oder zu eliminieren).
  • In Schritt S209 gibt die Signalverarbeitungseinheit 155 die Berechnungsergebnisse über die Kommunikationseinheit 54 an die ECU 60 aus. Dann endet der Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess.
  • Der vorgenannte Berechnungsprozess wird wiederholt, bis die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 mit Bezug auf eine Vielzahl von Messfrequenzen innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs berechnet wurde. Basierend auf den Berechnungsergebnissen erzeugt die ECU 60 zum Beispiel ein Diagramm auf einer Ebene der komplexen Impedanz (oder ein Cole-Cole-Diagramm), und bestimmt sie dadurch die Eigenschaften der Elektroden und des Elektrolyten der Batteriezelle 42. Zum Beispiel bestimmt die ECU 60 den SOC und/oder den SOH der Batteriezelle 42.
  • Außerdem ist es nicht notwendigerweise erforderlich, das gesamte Cole-Cole-Diagramm zu erzeugen. Stattdessen ist es möglich, sich auf nur einen Teil des Cole-Cole-Diagramms zu fokussieren. Zum Beispiel ist es möglich: (1) die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 auf einer speziellen Frequenz in vorbestimmten Zeitintervallen während eines Fahrens des Fahrzeugs zu messen; und (2) Veränderungen in dem SOC, dem SOH und der Temperatur der Batteriezelle 42 während des Fahrens basierend auf der zeitlichen Veränderung der komplexen Impedanz auf der speziellen Frequenz zu bestimmen. Alternativ ist es auch möglich: (1) die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 auf einer speziellen Frequenz in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. einmal pro Tag, pro Woche oder pro Jahr) zu messen; und (2) die zeitliche Veränderung von dem SOH der Batteriezelle 42 basierend auf der zeitlichen Veränderung der komplexen Impedanz auf der speziellen Frequenz zu bestimmen.
  • Außerdem sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Batteriezelle 42 und die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden. Außerdem sind die elektrischen Pfade 81 bis 85 auf der Leiterplatte 72 in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Daher werden die Beschreibungen der Verbindung zwischen der Batteriezelle 42 und der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 und der Ausgestaltung der elektrischen Pfade 81 bis 85 auf der Leiterplatte 72 hierin nachstehend nicht wiederholt.
  • Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die folgenden vorteilhaften Wirkungen zu erzielen.
  • In der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 einen Wert, der proportional zu dem Realteil des Antwortsignals ist, basierend auf dem Produkt des über die Antwortsignaleingangsanschlüsse 58 eingegebenen Antwortsignals und des ersten Referenzsignals. Außerdem berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 auch einen Wert, der proportional zu dem Imaginärteil des Antwortsignals ist, basierend auf dem Produkt des Antwortsignals und des zweiten Referenzsignals, das durch Verschieben der Phase des Sinuswellensignals (d.h. des ersten Referenzsignals) erzeugt wird. Dann berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 basierend auf den vorgenannten Werten. Somit wird es durch Durchführung der sogenannten Lock-in- bzw. Einrastdetektion möglich, aus dem Antwortsignal nur eine Komponente mit der gleichen Frequenz wie das durch die Oszillationsschaltung 158 angewiesene Sinuswellensignal zu extrahieren. Daher ist die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel tolerant gegenüber weißem Rauschen und rosa Rauschen und imstande, die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 genau zu berechnen. Dementsprechend ist die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besonders zur Verwendung in einem Fahrzeug geeignet, wo generell verschiedene Arten von Rauschen vorhanden sind. Da die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 tolerant gegenüber Rauschen ist, wird es außerdem möglich, den Strom (d.h. das Sinuswellensignal) zu senken, für den bewirkt wird, dass er von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Somit wird es möglich, einen Verbrauch bzw. eine Aufnahme der elektrischen Leistung der Batteriezelle 42 zu unterdrücken bzw. niederzuhalten; wird es auch möglich, eine Zunahme der Temperatur der Batteriezelle 42 und des Halbleiterschaltelements 56a der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zu unterdrücken bzw. niederzuhalten.
  • Außerdem erfasst bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Signalverarbeitungseinheit 155, von der Strommodulationsschaltung 56, das Feedbacksignal, das das detektierte Stromsignal ist, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird (oder tatsächlich aus dieser herausfließt). Dann korrigiert (oder eliminiert) die Signalverarbeitungseinheit 155 jegliche Abweichung in Amplitude oder Phase zwischen dem Stromsignal, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, und dem Sinuswellensignal, das durch das Befehlssignal angewiesen wird. Somit wird es möglich, die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 zu verbessern.
  • Selbst wenn ein Fehler in der Signalverlaufsform des Befehlssignals während der Digital-Analog-Wandlung durch den DA-Wandler 162 auftritt, ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel außerdem möglich, den Fehler durch die unter Verwendung des Feedbacksignals durchgeführte Korrektur zu unterbinden bzw. niederzuhalten. Somit wird es unnötig, eine Filterschaltung zwischen der Strommodulationsschaltung 56 und dem DA-Wandler 162 bereitzustellen. Als Folge hiervon wird es möglich, die Größe und die Herstellungskosten der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 zu minimieren.
  • [Drittes Ausführungsbeispiel]
  • 8 zeigt die Konfiguration einer Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, die konfiguriert ist zum Durchführen einer FFT („Fast Fourier Transform“) in Signalanalysen.
  • Wie es in 8 gezeigt ist, umfasst bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ASIC 50a der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eine Signalverarbeitungseinheit 201, die als eine Berechnungseinheit zum Durchführen der FFT fungiert/arbeitet. Die Signalverarbeitungseinheit 201 ist konfiguriert zum Empfangen des Messwerts der Gleichspannung der Batteriezelle 42 über den AD-Wandler 154. Außerdem ist die Signalverarbeitungseinheit 201 auch konfiguriert zum Empfangen des Antwortsignals über den AD-Wandler 154. Außerdem ist die Signalverarbeitungseinheit 201 auch konfiguriert zum Empfangen des Feedbacksignals über den AD-Wandler 163. Außerdem ist die Signalverarbeitungseinheit 201 mit der Oszillationsschaltung 158 verbunden und konfiguriert, um imstande zu sein, die Frequenz des Sinuswellensignals einzustellen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Signalverarbeitungseinheit 201 die FFT auf jedem des Antwortsignals (d.h. des Spannungssignals) und des Feedbacksignals (d.h. des Stromsignals) durch. Dann berechnet die Signalverarbeitungseinheit 201 den Realteil, den Imaginärteil, den Absolutwert bzw. Betrag und die Phase der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 auf Grundlage der Ergebnisse der Durchführung der FFT auf dem Antwortsignal und dem Feedbacksignal. Daraufhin gibt die Signalverarbeitungseinheit 201 die Berechnungsergebnisse über die Kommunikationseinheit 54 an die ECU 60 aus.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 ein Prozess zum Berechnen der komplexen Impedanz einer Batteriezelle 42 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieser Prozess wird durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt durchgeführt.
  • Schritte S301 bis S305 des Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozesses gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind jeweils identisch zu Schritten S201 bis S205 des Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozesses gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Daher werden die Beschreibungen von Schritten S301 bis S305 des Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozesses gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel hierin nachstehend ausgelassen.
  • Außerdem werden bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Messfrequenz und der Versatz- bzw. Offsetwert (d.h. die Gleichspannungsvorspannung) durch die Signalverarbeitungseinheit 201 eingestellt. Außerdem werden eine Betätigung des Signalschalters 153 und eine Ausgabe des Befehlssignals durch die Signalverarbeitungseinheit 201 angewiesen (oder gesteuert).
  • In Schritt S306 des Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozesses gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel führt die Signalverarbeitungseinheit 201 die FFT auf dem von dem AD-Wandler 154 empfangenen Antwortsignal durch. Somit werden Informationen über die Amplitude des Antwortsignals mit Bezug auf die Messfrequenz erhalten.
  • In Schritt S307 erfasst die Signalverarbeitungseinheit 201 das Feedbacksignal von dem Feedbacksignaleingangsanschluss 59b. Im Speziellen wird das Feedbacksignal von dem Feedbacksignaleingangsanschluss 59b über die Analog-Digital-Wandlung durch den AD-Wandler 163 an die Signalverarbeitungseinheit 201 eingegeben.
  • In Schritt S308 führt die Signalverarbeitungseinheit 201 die FFT auf dem Feedbacksignal durch. Somit werden Informationen über die Amplitude des Feedbacksignals mit Bezug auf die Messfrequenz erhalten.
  • In Schritt S309 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 201, basierend auf sowohl den Amplitudeninformationen des Antwortsignals, die in Schritt S306 erhalten werden, als auch den Amplitudeninformationen des Feedbacksignals, die in Schritt S308 erhalten werden, zumindest eines von dem Realteil, dem Imaginärteil, dem Absolutwert bzw. Betrag und der Phase der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42.
  • In Schritt S310 gibt die Signalverarbeitungseinheit 201 die Berechnungsergebnisse über die Kommunikationseinheit 54 an die ECU 60 aus. Dann endet der Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess.
  • Der vorgenannte Berechnungsprozess wird wiederholt, bis die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 mit Bezug auf eine Vielzahl von Messfrequenzen innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs berechnet wurde. Basierend auf den Berechnungsergebnissen erzeugt die ECU 60 zum Beispiel ein Diagramm auf einer Ebene der komplexen Impedanz (oder ein Cole-Cole-Diagramm), und bestimmt sie dadurch die Eigenschaften der Elektroden und des Elektrolyten der Batteriezelle 42. Zum Beispiel bestimmt die ECU 60 den SOC und/oder den SOH der Batteriezelle 42.
  • Außerdem ist es nicht notwendigerweise erforderlich, das gesamte Cole-Cole-Diagramm zu erzeugen. Stattdessen ist es möglich, sich auf nur einen Teil des Cole-Cole-Diagramms zu fokussieren. Zum Beispiel ist es möglich: (1) die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 auf einer speziellen Frequenz in vorbestimmten Zeitintervallen während eines Fahrens des Fahrzeugs zu messen; und (2) Veränderungen in dem SOC, dem SOH und der Temperatur der Batteriezelle 42 während des Fahrens basierend auf der zeitlichen Veränderung der komplexen Impedanz auf der speziellen Frequenz zu bestimmen. Alternativ ist es auch möglich: (1) die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 auf einer speziellen Frequenz in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. einmal pro Tag, pro Woche oder pro Jahr) zu messen; und (2) die zeitliche Veränderung von dem SOH der Batteriezelle 42 basierend auf der zeitlichen Veränderung der komplexen Impedanz auf der speziellen Frequenz zu bestimmen.
  • Außerdem sind bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Batteriezelle 42 und die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden. Außerdem sind die elektrischen Pfade 81 bis 85 auf der Leiterplatte 72 in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Daher werden Beschreibungen der Verbindung zwischen der Batteriezelle 42 und der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 und der Ausgestaltung der elektrischen Pfade 81 bis 85 auf der Leiterplatte 72 hierin nachstehend nicht wiederholt.
  • Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die folgenden vorteilhaften Wirkungen zu erzielen.
  • In der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Signalverarbeitungseinheit 201 die FFT auf jedem des Antwortsignals und des Feedbacksignals durch, wodurch nicht nur die Amplitudeninformationen und die Phaseninformationen von sowohl dem Antwortsignal als auch dem Feedbacksignal (d.h. dem Spannungs- und dem Stromsignal) mit Bezug auf die Messfrequenz erhalten werden, sondern auch die Amplitudeninformationen und die Phaseninformationen von sowohl dem Antwortals auch dem Feedbacksignal mit Bezug auf Harmonische bzw. Oberwellen/- schwingungen der Messfrequenz. Somit wird es möglich, die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 mit Bezug auf eine Vielzahl von Frequenzen auf einmal zu berechnen.
  • Außerdem erfasst bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Signalverarbeitungseinheit 201, von der Strommodulationsschaltung 56, das Feedbacksignal, das das detektierte Stromsignal ist, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird (oder tatsächlich aus dieser herausfließt). Dann führt die Signalverarbeitungseinheit 201 die FFT auf dem Feedbacksignal durch. Somit wird es möglich, jegliche Abweichung in Amplitude oder Phase zwischen dem Stromsignal, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, und dem Sinuswellensignal, das durch das Befehlssignal angewiesen wird, zu korrigieren (oder zu eliminieren). Als Folge hiervon wird es möglich, die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 zu verbessern.
  • [Viertes Ausführungsbeispiel]
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert zum Überwachen einer Batteriezelle 42. Alternativ kann jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert sein zum Überwachen einer Vielzahl von Batteriezellen 42 (z.B. von allen der Batteriezellen 42 eines Batteriemoduls 41 oder allen der Batteriezellen 42 der gesamten Batteriepackung 40). Außerdem können gewisse/einige Funktionen der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 von allen der Batteriezellen 42 geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden.
  • 10 zeigt die Konfiguration einer Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 10 gezeigt ist, werden/sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301, die Kommunikationseinheit 54 und der Mikrocomputer 53 der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 von allen der Batteriezellen 42 der Batteriepackung 40 (oder eines Batteriemoduls 41) geteilt bzw. gemeinsam genutzt.
  • Außerdem sind die elektrischen Potentiale der negativen Elektroden der Batteriezellen 42 verschieden voneinander. Dementsprechend sind auch die elektrischen Referenzpotentiale der Batteriezellen 42 für verschiedene elektrische Signale, die zum Kommunizieren von verschiedenen Arten von Informationen verwendet werden, verschieden voneinander. Daher ist es nötig, die verschiedenen elektrischen Signale von den Batteriezellen 42 unter Berücksichtigung der Differenzen zwischen den elektrischen Referenzpotentialen an den Mikrocomputer 53 eingegeben und durch den Mikrocomputer 53 verarbeitet zu bekommen. Außerdem können, als Mittel zur Kommunikation von Signalen zwischen verschiedenen elektrischen Referenzpotentialen, ein Kondensator, ein Transformator, eine Funkwelle und/oder Licht eingesetzt werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 10 gezeigt ist, ist die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301 konfiguriert, mit der Klemmenspannung (oder der Spannung zwischen den Klemmen bzw. Anschlüssen) der Batteriepackung 40 (oder eines Batteriemoduls 41) versorgt zu werden. Das heißt, dass die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301 verbunden ist mit: (1) dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a von derjenigen von allen Batteriezellen 42 der Batteriepackung 40 (oder eines Batteriemoduls 41), die das höchste elektrische Potential in der Batteriepackung 40 (oder in dem Batteriemodul 41) hat; und (2) dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b von derjenigen von allen Batteriezellen 42 der Batteriepackung 40 (oder eines Batteriemoduls 41), die das niedrigste elektrische Potential in der Batteriepackung 40 (oder in dem Batteriemodul 41) hat.
  • Dementsprechend haben bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, von allen Batteriezellen 42 von der Batteriepackung 40 (oder von einem Batteriemodul 41), nur die zwei Batteriezellen 42, die jeweils an entgegengesetzten Enden der Batteriepackung 40 (oder des Batteriemoduls 41) in der Reihenschaltungsrichtung (oder der Stapelungs-/Schichtungsrichtung) der Batteriezellen 42 angeordnet sind, elektrische Pfade, die so ausgebildet sind, dass sie von den elektrischen Pfaden der anderen Batteriezellen 42 verschieden sind.
  • Im Speziellen, wie es in 11 gezeigt ist, ist mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42, die an dem Ende der Hochpotentialseite (d.h. dem oberen Ende in 11) der Batteriepackung 40 in der Reihenschaltungsrichtung angeordnet ist, ein fünfter elektrischer Pfad der Seite der positiven Elektrode 85a verbunden. Der fünfte elektrische Pfad der Seite der positiven Elektrode 85a ist verzweigt in einen ersten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 81a und einen dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a. Der erste elektrische Pfad der Seite der positiven Elektrode 81a, der in 11 mit einer Strichpunktlinie gezeigt ist, ist mit einem Anschluss der Seite der positiven Elektrode 301a der Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301 verbunden. Der dritte elektrische Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a ist mit dem Anschluss der Seite der positiven Elektrode 56e der Strommodulationsschaltung 56 verbunden, die der Batteriezelle 42 entspricht, die an dem Ende der Hochpotentialseite der Batteriepackung 40 angeordnet ist.
  • Außerdem ist kein fünfter elektrischer Pfad der Seite der negativen Elektrode 85b mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezelle 42 verbunden, die an dem Ende der Hochpotentialseite der Batteriepackung 40 angeordnet ist. Stattdessen ist der Anschluss der Seite der negativen Elektrode 56f der Strommodulationsschaltung 56, die der Batteriezelle 42 entspricht, mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezelle 42 über den dritten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b verbunden. Außerdem sind die zweiten elektrischen Pfade 82, die der Batteriezelle 42 entsprechen, separat/getrennt von dem vierten elektrischen Pfad 84, die der Batteriezelle 42 entsprechen, mit der ASIC 50a verbunden.
  • Andererseits ist mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezelle 42, die an dem Ende der Niederpotentialseite (d.h. dem unteren Ende in 11) der Batteriepackung 40 in der Reihenschaltungsrichtung angeordnet ist, ein fünfter elektrischer Pfad der Seite der negativen Elektrode 85b verbunden. Der fünfte elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 85b ist verzweigt in einen ersten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 81b und einen dritten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b. Der erste elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 81b, der in 11 mit einer Strichpunktlinie gezeigt ist, ist mit einem Anschluss der Seite der negativen Elektrode 301b der Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301 verbunden. Der dritte elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b ist mit dem Anschluss der Seite der negativen Elektrode 56f der Strommodulationsschaltung 56 verbunden, die der Batteriezelle 42 entspricht, die an dem Ende der Niederpotentialseite der Batteriepackung 40 angeordnet ist.
  • Außerdem ist kein fünfter elektrischer Pfad der Seite der positiven Elektrode 85a mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42 verbunden, die an dem Ende der Niederpotentialseite der Batteriepackung 40 angeordnet ist. Stattdessen ist der Anschluss der Seite der positiven Elektrode 56e der Strommodulationsschaltung 56, die der Batteriezelle 42 entspricht, mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42 über den dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a verbunden. Außerdem sind die zweiten elektrischen Pfade 82, die der Batteriezelle 42 entsprechen, separat/getrennt von den vierten elektrischen Pfaden 84, die der Batteriezelle 42 entsprechen, mit der ASIC 50a verbunden.
  • Jede der Batteriezellen 42 abgesehen von denjenigen, die an den Enden der Batteriepackung 40 angeordnet sind, hat keine fünften elektrischen Pfade 85 und somit keine ersten elektrischen Pfade 81, die mit ihren Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 verbunden sind. Stattdessen hat jede der Batteriezellen 42 abgesehen von denjenigen, die an den Enden der Batteriepackung 40 angeordnet sind: einen dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a, der mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a von dieser verbunden ist; und einen dritten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b, der mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b von dieser verbunden ist. Außerdem sind die zweiten elektrischen Pfade 82, die den Batteriezellen 42 entsprechen, separat/ getrennt von den vierten elektrischen Pfaden 84, die den Batteriezellen 42 entsprechen, mit der ASIC 50a verbunden.
  • Wie vorstehend dargelegt hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezellen 42 nur drei elektrische Pfade, die an diesen angefügt sind. Außerdem sind die ersten elektrischen Pfade 81 jeweils in Richtung der dritten elektrischen Pfade 83 gebogen/gekrümmt bzw. abgewinkelt, wodurch sie jeweils mit den dritten elektrischen Pfaden 83 zusammengeführt bzw. zusammengefasst/-gelegt werden. Somit können die Stellen, an denen die elektrischen Pfade jeweils an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 angefügt bzw. angeschlossen werden/sind, für alle Batteriezellen 42 identisch gemacht werden. Als Folge hiervon wird es möglich, den Prozess des Anfügens bzw. Anschließens der elektrischen Pfade an die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 während der Anbringung bzw. Montage der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 an den Batteriezellen 42 zu erleichtern.
  • [Fünftes Ausführungsbeispiel]
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert zum Überwachen einer Batteriezelle 42. Alternativ kann jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert sein zum Überwachen einer Vielzahl von Batteriezellen 42 (z.B. von allen der Batteriezellen 42 eines Batteriemoduls 41 oder allen der Batteriezellen 42 der gesamten Batteriepackung 40). Außerdem können gewisse/einige Funktionen der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 von allen Batteriezellen 42 geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden.
  • 12 zeigt die Konfiguration einer Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 12 gezeigt ist, werden/sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301, die Kommunikationseinheit 54, der Differenzverstärker 151, der Vorverstärker 152, der Signalschalter 153, die AD-Wandler 154 und 163, die Signalverarbeitungseinheit 155, der erste Multiplizierer 156, der zweite Multiplizierer 157, die Tiefpassfilter 159 und 161, die Oszillationsschaltung 158, die Phasenverschiebungsschaltung 160, der DA-Wandler 162, die Feedbackschaltung 56d und der Stromdetektionsverstärker 56c von allen Batteriezellen 42 der Batteriepackung 40 (oder eines Batteriemoduls 41) geteilt bzw. gemeinsam genutzt.
  • Außerdem werden/sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Multiplexer 302 bis 304 eingesetzt, um ein Um-/Schalten von verschiedenen Signalen, wie etwa der Gleichspannung, dem Antwortsignal und dem Befehlssignal, zwischen den Batteriezellen 42 durchzuführen. Außerdem werden die Multiplexer 302 bis 304 zum Beispiel durch die Signalverarbeitungseinheit 155 gesteuert.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 13 die elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen 42 und der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 13 gezeigt ist, ist jeder der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezellen 42 mit den entsprechenden elektrischen Pfaden über die entsprechende Sammelschiene 73 verbunden. Es sollte beachtet werden, dass, der Einfachheit halber, die zweiten elektrischen Pfade 82 und die vierten elektrischen Pfade 84, die in der gleichen Art und Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, in 13 nicht gezeigt sind.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden/sind die dritten elektrischen Pfade 83 der benachbarten (oder seriell geschalteten) Batteriezellen 42 paarweise zusammengeführt. Im Speziellen, wie es in 13 gezeigt ist, sind die Batteriezellen 42 in einer Querrichtung von diesen (d.h. in der Vertikalrichtung in 13) gestapelt bzw. geschichtet, so dass für jedes benachbarte Paar der Batteriezellen 42 die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode 71a und 71b von einer von dem Paar der Batteriezellen 42 in der Querrichtung jeweils mit den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der negativen Elektrode und der Seite der positiven Elektrode 71b und 71a von der anderen des Paars der Batteriezellen 42 ausgerichtet/fluchtend bzw. in Linie gebracht sind. Somit sind die Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezellen 42 in der Querrichtung abwechselnd mit den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezellen 42 angeordnet. Außerdem ist für jede der Batteriezellen 42 der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der Batteriezelle 42 über eine Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b von derjenigen der Batteriezellen 42 verbunden, die sich auf einer Querseite von und benachbart zu der Batteriezelle 42 befindet; und ist der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der Batteriezelle 42 über eine Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a von derjenigen der Batteriezellen 42 verbunden, die sich auf der anderen Querseite von und benachbart zu der Batteriezelle 42 befindet. Somit sind alle Batteriezellen 42 über die Sammelschienen 73 elektrisch in Reihe zueinander geschaltet.
  • Außerdem ist jede der Sammelschienen 73 so ausgebildet, dass sie sich in der Querrichtung erstreckt, um ein benachbartes Paar der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode 71a und 71b der Batteriezellen 42 zu verbinden.
  • Der Einfachheit der Erläuterung halber, sind die vier Batteriezellen 42, die in 13 gezeigt sind, ausgehend von der oberen Seite sequentiell nummeriert als die erste Batteriezelle 421, die zweite Batteriezelle 422, die dritte Batteriezelle 423 und die vierte Batteriezelle 424. Außerdem wird hierin nachstehend die Strommodulationsschaltung 56, die konfiguriert ist zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der ersten Batteriezelle 421 ausgegeben wird, als die erste Strommodulationsschaltung 561 bezeichnet; wird die Strommodulationsschaltung 56, die konfiguriert ist zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der zweiten Batteriezelle 422 ausgegeben wird, als die zweite Strommodulationsschaltung 562 bezeichnet; wird die Strommodulationsschaltung 56, die konfiguriert ist zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der dritten Batteriezelle 423 ausgegeben wird, als die dritte Strommodulationsschaltung 563 bezeichnet; und wird die Strommodulationsschaltung 56, die konfiguriert ist zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der vierten Batteriezelle 424 ausgegeben wird, als die vierte Strommodulationsschaltung 564 bezeichnet.
  • Wie es in 13 gezeigt ist, ist der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der ersten Batteriezelle 421 über eine Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der zweiten Batteriezelle 422 verbunden. Außerdem ist der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der zweiten Batteriezelle 422 über eine Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der dritten Batteriezelle 423 verbunden. Der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der dritten Batteriezelle 423 ist über eine Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der vierten Batteriezelle 424 verbunden. Die verbleibenden Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezellen 42 sind in der gleichen Art und Weise wie diejenigen der vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Batteriezellen 421 bis 424 verbunden.
  • Außerdem ist, wie es in 13 gezeigt ist, ein dritter elektrischer Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b mit dem Anschluss der Seite der negativen Elektrode 56f der ersten Strommodulationsschaltung 561 verbunden. Der dritte elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b ist in Richtung des dritten elektrischen Pfads der Seite der positiven Elektrode 83a gebogen/gekrümmt bzw. abgewinkelt, der mit dem Anschluss der Seite der positiven Elektrode 56e der zweiten Strommodulationsschaltung 562 verbunden ist, wodurch er mit dem dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a in einen elektrischen Pfad zusammengeführt wird; der elektrische Pfad ist mit der Sammelschiene 73 verbunden, die den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der ersten Batteriezelle 421 und den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der zweiten Batteriezelle 422 verbindet.
  • Das heißt, dass der dritte elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b, der sich ausgehend von der ersten Strommodulationsschaltung 561 erstreckt, über die Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode 71b der ersten Batteriezelle 421 verbunden ist. Gleichermaßen ist der dritte elektrische Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a, der sich ausgehend von der zweiten Strommodulationsschaltung 562 erstreckt, über die Sammelschiene 73 mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode 71a der zweiten Batteriezelle 422 verbunden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Multiplexer 302 bis 304 durch die Signalverarbeitungseinheit 155 gesteuert, um zu ermöglichen bzw. zu erlauben, dass Signale nur an eine der Batteriezellen 42 eingegeben und von nur einer der Batteriezellen 42 ausgegeben werden, die als ein Überwachungsziel ausgewählt wird/ist. Zum Beispiel, wenn die erste Batteriezelle 421 als ein Überwachungsziel ausgewählt wird/ist, werden die Multiplexer 302 bis 304 gesteuert, um: zu bewirken, dass das Sinuswellensignal (oder ein vorbestimmtes Wechselstromsignal) von nur der ersten Batteriezelle 421 ausgegeben wird; und zu ermöglichen bzw. zu erlauben, dass nur das Antwortsignal der ersten Batteriezelle 421 an den Vorverstärker 152 eingegeben wird.
  • Obgleich der dritte elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode 83b, der sich ausgehend von der ersten Strommodulationsschaltung 561 erstreckt, mit dem dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode 83a, der sich ausgehend von der zweiten Strommodulationsschaltung 562 erstreckt, zusammengeführt ist, wird daher verhindert, dass ein Betrieb der ersten Strommodulationsschaltung 561 zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der ersten Batteriezelle 421 ausgegeben wird, durch die zweite Batteriezelle 422 beeinträchtigt wird. Gleichermaßen, wenn die zweite Batteriezelle 422 als ein Überwachungsziel ausgewählt wird/ist, wird verhindert, dass ein Betrieb der zweiten Strommodulationsschaltung 562 zum Bewirken, dass das Sinuswellensignal von der zweiten Batteriezelle 422 ausgegeben wird, durch die erste Batteriezelle 421 beeinträchtigt wird.
  • Wie vorstehend dargelegt ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedes entsprechende Paar der dritten elektrischen Pfade 83, die jeweils für die benachbarten Batteriezellen 42 bereitgestellt sind, miteinander zusammengeführt. Somit wird es möglich, die Anzahl der elektrischen Pfade, die an jeden der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 der Batteriezellen 42 angefügt bzw. angeschlossen werden/sind, weiter zu reduzieren.
  • Außerdem ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für die dritten elektrischen Pfade 83 nicht erwünscht, dass sie mit den zweiten elektrischen Pfaden 82 oder mit den vierten elektrischen Pfaden 84 zusammengeführt werden. Mit anderen Worten ist es für die dritten elektrischen Pfade 83 erwünscht, dass sie separat/getrennt von den zweiten elektrischen Pfaden 82 und den vierten elektrischen Pfaden 84 bereitgestellt werden. Dies ist deshalb so, da, wenn die dritten elektrischen Pfade 83 mit den zweiten elektrischen Pfaden 82 oder mit den vierten elektrischen Pfaden 84 zusammengeführt würden, die Längen der dritten elektrischen Pfade 83 zu den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 der Batteriezellen 42 erhöht würden und somit Fehler aufgrund zusätzlicher Widerstandskomponenten (oder Impedanzkomponenten) auftreten könnten.
  • Andererseits können die ersten elektrischen Pfade 81 entweder mit den dritten elektrischen Pfaden 83 zusammengeführt werden oder separat/getrennt von den dritten elektrischen Pfaden 83 bereitgestellt werden.
  • Außerdem können bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Strommodulationsschaltungen 56 mit elektrischer Antriebsleistung jeweils durch die Batteriezellen 42 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel versorgt werden. In diesem Fall können die ersten elektrischen Pfade 81 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit den dritten elektrischen Pfaden 83 zusammengeführt werden/sein.
  • [Sechstes Ausführungsbeispiel]
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert zum Überwachen einer Batteriezelle 42. Alternativ kann jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert sein zum Überwachen einer Vielzahl von Batteriezellen 42 (z.B. von allen der Batteriezellen 42 eines Batteriemodul 41 oder allen der Batteriezellen 42 der gesamten Batteriepackung 40). Außerdem können gewisse/einige Funktionen der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 von allen Batteriezellen 42 geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden.
  • 14 zeigt die Konfiguration einer Batterieüberwachungsvorrichtung 50 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 14 gezeigt ist, werden/sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Stabilisierte-Elektrische-Leistung-Versorgungseinheit 301, die Kommunikationseinheit 54, der Differenzverstärker 151, der Vorverstärker 152, der Signalschalter 153, die AD-Wandler 154 und 163, die Signalverarbeitungseinheit 201, die Oszillationsschaltung 158, der DA-Wandler 162, die Feedbackschaltung 56d und der Stromdetektionsverstärker 56c von allen Batteriezellen 42 der Batteriepackung 40 (oder eines Batteriemoduls 41) geteilt bzw. gemeinsam genutzt.
  • Außerdem werden/sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Multiplexer 302 bis 304 eingesetzt, um ein Um-/Schalten von verschiedenen Signalen, wie etwa der Gleichspannung, dem Antwortsignal und dem Befehlssignal, zwischen den Batteriezellen 42 durchzuführen. Außerdem werden die Multiplexer 302 bis 304 zum Beispiel durch die Signalverarbeitungseinheit 201 gesteuert.
  • Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel sind die Batteriezellen 42 und die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in der gleichen Art und Weise wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel oder dem fünften Ausführungsbeispiel verbunden. Daher wird eine Beschreibung der Verbindung zwischen den Batteriezellen 42 und der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 hierin nachstehend nicht wiederholt.
  • Während die vorgenannten spezifischen Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurden, wird es für den Fachmann selbstverständlich sein, dass verschiedene Abwandlungen, Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • (1) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 durch sowohl eine erste elektrische Leistungsversorgung als auch eine Vielzahl von zweiten elektrischen Leistungsversorgungen betrieben bzw. mit Leistung versorgt werden. Die erste elektrische Leistungsversorgung ist mit einer Vielzahl von Batteriezellen 42 konfiguriert, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Außerdem hat die erste elektrische Leistungsversorgung einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode, der mit derjenigen der positiven Elektroden von der Vielzahl von Batteriezellen 42 verbunden ist, die ein höchstes elektrisches Potential hat, und einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode, der mit derjenigen der negativen Elektroden von der Vielzahl von Batteriezellen 42 verbunden ist, die ein niedrigstes elektrisches Potential hat. Im Gegensatz dazu ist jede der zweiten elektrischen Leistungsversorgungen mit einer entsprechenden der Batteriezellen 42 konfiguriert. Außerdem hat jede der zweiten elektrischen Leistungsversorgungen ein Paar von Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode, die mit der positiven und der negativen Elektrode der entsprechenden Batteriezelle 42 verbunden sind.
  • Zum Beispiel werden/sind in einer in 15 gezeigten Abwandlung die Kommunikationseinheit 54, die AD-Wandler 154 und 163, die Signalverarbeitungseinheit 155 oder 201, die Oszillationsschaltung 158, die Phasenverschiebungsschaltung 160 und der DA-Wandler 162 von allen Batteriezellen 42 geteilt bzw. gemeinsam genutzt. Obgleich der erste Multiplizierer 156, der zweite Multiplizierer 157 und die Tiefpassfilter 159 und 161 in 15 nicht gezeigt sind, können diese außerdem von allen Batteriezellen 42 geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden, falls die Signalverarbeitungseinheit 155 zum Durchführen der Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion eingesetzt wird.
  • Außerdem werden in der in 15 gezeigten Modifikation diejenigen Komponenten der Batterieüberwachungsvorrichtung 50, die von allen Batteriezellen 42 geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden, durch eine erste elektrische Leistungsversorgung 401 betrieben bzw. mit Leistung versorgt, die mit einer Vielzahl von Batteriezellen 42 konfiguriert ist, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Im Gegensatz dazu wird jeder Komponentensatz, der nur einer der Batteriezellen 42 entspricht, durch eine zweite elektrische Leistungsversorgung 402, die mit der entsprechenden Batteriezelle 42 konfiguriert ist, betrieben bzw. mit Energie versorgt. Außerdem ist die Ausgangsspannung der ersten elektrischen Leistungsversorgung 401 höher als die Ausgangsspannung von jeder der zweiten elektrischen Leistungsversorgungen 402.
  • Außerdem werden/sind in der in 15 gezeigten Abwandlung Multiplexer 302 bis 304 eingesetzt, um ein Um-/Schalten von verschiedenen Signalen, wie etwa der Gleichspannung, dem Antwortsignal und dem Befehlssignal, zwischen den Batteriezellen 42 durchzuführen.
  • (2) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 abgewandelt werden, so dass sie zusätzlich einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen bzw. Abgleichen der Ladezustände und/oder der Spannungen der Batteriezellen 42 durchführt. Im Speziellen ist der Ausgleichsprozess ein Prozess zum Bewirken, dass die Batteriezelle/-zellen 42 mit einem höheren SOC (d.h. Ladezustand) als die andere/n Batteriezelle/-zellen 42 entladen, und dadurch Ausgleichen bzw. Abgleichen der Ladezustände von allen Batteriezellen 42. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Phänomens zu verhindern, bei dem einige der Batteriezellen 42 überladen werden.
  • Außerdem kann in dem Fall, dass die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 modifiziert wird, so dass sie den Ausgleichsprozess zusätzlich durchführt, jede der Batteriezellen 42 durch die entsprechende Strommodulationsschaltung 56 zum Entladen veranlasst werden. In diesem Fall fungiert/arbeitet die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 auch als eine Entladesteuereinheit.
  • Zum Beispiel kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Ausgleichsprozess durch den Mikrocomputer 53 wie folgt durchgeführt werden. Auf Empfang eines Entladebefehls hin, der durch die ECU 60 basierend auf dem SOC der Batteriezelle 42 abgegeben wird, oder daraufhin, dass der SOC oder die Spannung der Batteriezelle 42 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, sendet der Mikrocomputer 53 das Befehlssignal an die Strommodulationsschaltung 56. Auf Empfang des Befehlssignals hin bewirkt dann die Strommodulationsschaltung 56, dass ein Signal einer periodischen Funktion (d.h. ein Sinuswellen- oder ein Rechteckwellensignal) oder ein Gleichstrom-/ Gleichspannungssignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Außerdem setzt der Mikrocomputer 53 ein Senden des Befehlssignals an die Strommodulationsschaltung 56 fort, bis der Entladebefehl beendet bzw. abgeschlossen wurde oder der SOC oder die Spannung der Batteriezelle 42 unter den vorbestimmten Schwellenwert gesenkt wurde.
  • Außerdem kann bei dem zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiel der Ausgleichsprozess in ähnlicher Weise durch den Mikrocomputer 53 oder durch die Signalverarbeitungseinheit 155 oder 201 durchgeführt werden.
  • Außerdem kann die komplexe Impedanz der Batteriezelle 42 basierend auf dem Antwortsignal der Batteriezelle 42 auf das Sinuswellensignal, das zum Durchführen des Ausgleichsprozesses ausgegeben wird, berechnet werden. In diesem Fall ist es möglich, den Verbrauch bzw. die Aufnahme von elektrischer Leistung der Batteriezelle 42 zu unterbinden bzw. niederzuhalten.
  • Außerdem wird die Stärke bzw. Höhe des zum Durchführen des Ausgleichsprozesses ausgegebenen Sinuswellensignals generell niedrig (oder schwach) eingestellt, um den Verbrauch bzw. die Aufnahme von elektrischer Leistung zu unterbinden bzw. niederzuhalten und die Größe der Vorrichtung zu minimieren. Daher sind die Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 gemäß dem zweiten bis fünften Ausführungsbeispiel, die konfiguriert sind zum Durchführen der Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion, besonders zum Durchführen des Ausgleichsprozesses geeignet.
  • (3) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Filtereinheit 55 durch die Halbleiterelemente implementiert. Alternativ kann die Filtereinheit 55, anstelle von oder in Kombination mit den Halbleiterelementen, durch Verdrahtungen, Steckerkontakte und Verdrahtungsmuster und/oder feste Muster, die auf einer Leiterplatte ausgebildet sind, implementiert werden.
  • (4) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann eine Filterschaltung zwischen der Strommodulationsschaltung 56 und der Eingangs-/ Ausgangseinheit 52 (oder dem DA-Wandler 162) bereitgestellt sein. In diesem Fall ist es möglich, mit der Filterschaltung, ein Auftreten eines Fehlers in der Signalverlaufsform des Befehlssignals während der Digital-Analog-Wandlung des Befehlssignals zu unterbinden bzw. niederzuhalten.
  • (5) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können einige oder alle von dem Differenzverstärker 151, dem Vorverstärker 152, dem Signalschalter 153, den AD-Wandlern 154 und 163, der Signalverarbeitungseinheit 155, dem ersten Multiplizierer 156, dem zweiten Multiplizierer 157, den Tiefpassfiltern 159 und 161, der Oszillationsschaltung 158, der Phasenverschiebungsschaltung 160, dem DA-Wandler 162, der Feedbackschaltung 56d und dem Stromdetektionsverstärker 56c durch Software realisiert werden.
  • (6) Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispiel kann der Kondensator C1 aus der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 weggelassen werden.
  • (7) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Feedbackschaltung 56d aus der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 weggelassen werden. Außerdem kann das Stromsignal, das durch den Widerstand 56b fließt, nicht durch den Stromdetektionsverstärker 56c detektiert werden. Außerdem können der Mikrocomputer 53 und die Signalverarbeitungseinheit 155 oder 201 kein Feedbacksignal eingegeben bekommen.
  • (8) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Gleichspannung der Batteriezelle 42, die das Überwachungsziel darstellt, durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 detektiert. Die Gleichspannung der Batteriezelle 42 kann jedoch nicht durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 detektiert werden.
  • (9) Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten, dritten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel kann der Signalschalter 153 aus der Batterieüberwachungsvorrichtung 50 weggelassen werden. In diesem Fall kann die gemessene Gleichspannung direkt an die Signalverarbeitungseinheit 155 oder 201 eingegeben werden.
  • (10) Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten, dritten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel kann auch das Feedbacksignal durch den Signalschalter 153 ausgewählt werden. Mit anderen Worten kann der Signalschalter 153 alternativ konfiguriert sein, zwischen der Gleichspannung, dem Antwortsignal und dem Feedbacksignal auszuwählen. In diesem Fall ist es möglich, den AD-Wandler 163 wegzulassen, und alle Analog-Digital-Wandlungen der Gleichspannung, des Antwortsignals und des Feedbacksignals unter Verwendung des einzigen AD-Wandlers 154 durchzuführen.
  • (11) Die Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können auf ein HEV („Hybrid Electric Vehicle“ bzw. Hybridelektrofahrzeug), ein EV („Electric Vehicle“ bzw. Elektrofahrzeug), ein PHV („Plug-in Hybrid Vehicle“ bzw. Plug-in-Hybridfahrzeug), eine Hilfs-/Zusatzbatterie eines Automobils, ein elektrisches Flugzeug bzw. -gerät, ein elektrisches Motorrad und ein elektrisches Schiff angewandt werden.
  • (12) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Batteriezellen 42 in Reihe zueinander geschaltet. Alternativ können die Batteriezellen 42 parallel zueinander geschaltet sein.
  • (13) Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten, dritten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel kann, um ein Auftreten von Aliasing während der Analog-Digital-Wandlung durch den AD-Wandler 154 zu verhindern, eine Filterschaltung unmittelbar vor oder nach dem Vorverstärker 152 oder unmittelbar vor dem AD-Wandler 154 bereitgestellt werden.
  • (14) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann jede Batterieüberwachungsvorrichtung 50 konfiguriert sein zum Überwachen eines Zustands von einem Batteriemodul 41. In diesem Fall können die Kommunikationen von den Kommunikationseinheiten 54 der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50, die jeweils die Batteriemodule 41 überwachen, an die ECU 60 isolierte/getrennte/entkoppelte Kommunikationen mit unterschiedlichen elektrischen Potentialreferenzen sein. Die isolierten/ getrennten/entkoppelten Kommunikationen können zum Beispiel unter Verwendung eines Isolier-/Trenn-/Entkopplungstransformators oder -kondensators realisiert werden.
  • (15) Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten und fünften Ausführungsbeispiel kann das Feedbacksignal auch basierend auf Lock-in bzw. Einrastung detektiert werden.
  • Zum Beispiel veranschaulicht 16 einen Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess, in dem eine Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion auf dem Feedbacksignal ebenso wie dem Antwortsignal durchgeführt wird. Dieser Prozess wird durch die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt durchgeführt.
  • In dem Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess stellt die Oszillationsschaltung 158 zunächst in Schritt S401 eine Messfrequenz der komplexen Impedanz innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs ein. Außerdem wird die Messfrequenz zum Beispiel durch die Signalverarbeitungseinheit 155 bestimmt.
  • In Schritt S402 stellt die Oszillationsschaltung 158 die Frequenz des Sinuswellensignals (oder des vorbestimmten Wechselstromsignals) basierend auf der in Schritt S401 eingestellten Messfrequenz ein. Dann gibt die Oszillationsschaltung 158 das Befehlssignal, über die Digital-Analog-Wandlung durch den DA-Wandler 162, an die Strommodulationsschaltung 56 über den Befehlssignalausgangsanschluss 59a aus. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Befehlssignal für einen Befehl bezeichnend, der die Strommodulationsschaltung 56 anweist, zu bewirken, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird. Auf Empfang des Befehlssignals hin bewirkt die Strommodulationsschaltung 56, dass das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42, die das Überwachungsziel darstellt, ausgegeben wird, wobei die Batteriezelle 42 selbst die elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des Sinuswellensignals ist. Somit wird das Sinuswellensignal von der Batteriezelle 42 ausgegeben.
  • In Schritt S403 misst die Signalverarbeitungseinheit 155 das Feedbacksignal durch die Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion. Im Speziellen multipliziert die Signalverarbeitungseinheit 155 das Sinuswellensignal (oder das Referenzsignal), das durch die Oszillationsschaltung 158 angewiesen wird, und das eingegebene Feedbacksignal miteinander. Außerdem multipliziert die Signalverarbeitungseinheit 155 ein Signal, das durch Verschieben der Phase des durch die Oszillationsschaltung 158 angewiesenen Sinuswellensignals um 90° erhalten wird, und das eingebebene Feedbacksignal miteinander. Dann berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 basierend auf den Multiplikationsergebnissen sowohl die Amplitude als auch die Phase des Feedbacksignals.
  • In Schritt S404 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 155, ob die Abweichung zwischen der berechneten Amplitude des Feedbacksignals und einem Amplitudenkorrekturwert innerhalb eines vor-/gegebenen Amplitudenabweichungsbereichs liegt. Hier bezeichnet der Amplitudenkorrekturwert die Amplitude des Sinuswellensignals, das gewünschtermaßen von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S404 zu einer Antwort „NEIN“ führt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S405 voran. Im Gegensatz dazu, wenn die Bestimmung in Schritt S404 zu einer Antwort „JA“ führt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S407 voran.
  • In Schritt S405 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 155 ferner, ob die Häufigkeit einer Messung des Feedbacksignals in Schritt S403 erhöht wurde, so dass sie nicht kleiner als eine vor-/gegebene (d.h. größer oder gleich einer vor-/gegebenen) Anzahl wird.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S405 zu einer Antwort „NEIN“ führt, erhöht die Signalverarbeitungseinheit 155 dann die Häufigkeit einer Messung des Feedbacksignals um eins. Daraufhin kehrt der Prozess zu Schritt S403 zurück, um Schritt S403 und die nachfolgenden Schritte zu wiederholen.
  • Andererseits, wenn die Bestimmung in Schritt S405 zu einer Antwort „JA“ führt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S406 voran.
  • In Schritt S406 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 einen Mittel-/ Durchschnittswert der gemessenen Amplituden des Feedbacksignals, und schreibt sie den Amplitudenkorrekturwert auf den Mittel-/Durchschnittswert um. Dann leert bzw. löscht die Signalverarbeitungseinheit 155 die Messungshäufigkeit/-anzahl. Daraufhin schreitet der Prozess zu Schritt S407 voran.
  • In Schritt S407 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 155, ob die Abweichung zwischen der Phase des Feedbacksignals, die in Schritt S403 berechnet wird, und einem Phasenkorrekturwert innerhalb eines vor-/gegebenen Phasenabweichungsbereichs liegt. Hier bezeichnet der Phasenkorrekturwert die Phase des Sinuswellensignals, das gewünschtermaßen von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S407 zu einer Antwort „NEIN“ führt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S408 voran. Im Gegensatz dazu, wenn die Bestimmung in Schritt S407 zu einer Antwort „JA“ führt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S410 voran.
  • In Schritt S408 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 155 ferner, ob die Häufigkeit einer Messung des Feedbacksignals in Schritt S403 erhöht wurde, so dass sie nicht kleiner als die vor-/gegebene (d.h. größer oder gleich einer vor-/gegebenen) Anzahl wird.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S408 zu einer Antwort „NEIN“ führt, erhöht die Signalverarbeitungseinheit 155 dann die Häufigkeit einer Messung des Feedbacksignals um eins. Daraufhin kehrt der Prozess zu Schritt S403 zurück, um Schritt S403 und die nachfolgenden Schritte zu wiederholen.
  • Andererseits, wenn die Bestimmung in Schritt S408 zu einer Antwort „JA“ führt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S409 voran.
  • In Schritt S409 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155 einen Mittel-/ Durchschnittswert der gemessenen Phasen des Feedbacksignals, und schreibt sie den Phasenkorrekturwert auf den Mittel-/Durchschnittswert um. Dann leert bzw. löscht die Signalverarbeitungseinheit 155 die Messungshäufigkeit/-anzahl. Daraufhin schreitet der Prozess zu Schritt S410 voran.
  • In Schritt S410 misst die Signalverarbeitungseinheit 155 das Antwortsignal durch die Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion. Zum Beispiel kann das Antwortsignal durch Durchführung von Schritten S202, S205 und S206 des Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozesses gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe 7) gemessen werden.
  • In Schritt S411 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 155, basierend auf dem Feedbacksignal und den Signalen (oder den Werten, die proportional zu dem Real- und dem Imaginärteil des Antwortsignals sind) von den Tiefpassfiltern 159 und 161, zumindest eines von dem Realteil, dem Imaginärteil, dem Absolutwert bzw. Betrag und der Phase der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42. Hier wird das Feedbacksignal durch sowohl den Amplitudenkorrekturwert als auch den Phasenkorrekturwert dargestellt. Das Feedbacksignal wird zum Korrigieren (oder Eliminieren) jeglicher Abweichung in Amplitude oder Phase zwischen dem Stromsignal, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, und dem Sinuswellensignal, das gewünschtermaßen von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, verwendet.
  • In Schritt S412 gibt die Signalverarbeitungseinheit 155 die Berechnungsergebnisse über die Kommunikationseinheit 54 an die ECU 60 aus. Dann endet der Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess.
  • In dem vorstehend beschriebenen Komplexe-Impedanz-Berechnungsprozess wird auch das Feedbacksignal durch die Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion gemessen. Daher ist es mit dem vorgenannten Prozess möglich, das Stromsignal, das tatsächlich von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, selbst in einer Umgebung, in der Rauschen vorhanden ist, genau zu messen. Dementsprechend ist es unter Verwendung des durch die Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion gemessenen Feedbacksignals möglich, die Genauigkeit einer Berechnung der komplexen Impedanz der Batteriezelle 42 weiter zu verbessern.
  • (16) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Stromsignal, für das bewirkt wird, dass es von der Batteriezelle 42 ausgegeben wird, nicht auf das Sinuswellensignal beschränkt. Das Stromsignal kann alternativ ein anderes Wechselstrom-/Wechselspannungssignal sein, wie etwa ein Rechteckwellensignal oder ein Dreieckswellensignal.
  • (17) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die ECU 60 aus einer Vielzahl von ECUs aufgebaut sein. Außerdem können die ECUs bereitgestellt sein, um jeweils unterschiedliche Funktionen durchzuführen oder jeweils unterschiedliche Steuerziele zu steuern. Zum Beispiel können die ECUs eine Batterie-ECU und eine Inverter-ECU umfassen.
  • (18) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird, im Fall einer Durchführung der Lock-in- bzw. Einrastdetektion, das durch die Oszillationsschaltung 158 angewiesene Sinuswellensignal als das erste Referenzsignal verwendet. Alternativ kann das detektierte Signal (d.h. das Feedbacksignal) als das erste Referenzsignal verwendet werden. Außerdem kann, im Fall einer Durchführung der Zweiphasen-Lock-in- bzw. Einrastdetektion, ein Signal, das durch Verschieben der Phase des detektierten Signals (d.h. des Feedbacksignals) erhalten wird, als das zweite Referenzsignal verwendet werden.
  • (19) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Batteriezellen 42 (oder die Batteriemodule 41 oder die Batteriepackung 40) konfiguriert sein, als eine elektrische Leistungsquelle für Peripherieschaltungen während der Ausgabe des Sinuswellensignals (oder der Ausgabe des Antwortsignals) von diesen gemäß dem Befehlssignal verwendet zu werden. Im Gegensatz dazu können die Batteriezellen 42 (oder die Batteriemodule 41 oder die Batteriepackung 40) auch konfiguriert sein, nicht als eine elektrische Leistungsquelle für Peripherieschaltungen während der Ausgabe des Sinuswellensignals (oder der Ausgabe des Antwortsignals) von diesen gemäß dem Befehlssignal verwendet zu werden.
  • (20) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, wie es in 17 gezeigt ist, können die zweiten elektrischen Pfade 82 jeweils mit den vierten elektrischen Pfaden 84 in sechste elektrische Pfade 86 (d.h. 86a und 86b) zusammengeführt werden; und können die sechsten elektrischen Pfade 86 jeweils an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 (d.h. 71a und 71b) der Batteriezelle 42 angefügt werden/sein. In diesem Fall ist es möglich, die Anzahl von elektrischen Pfaden der Batterieüberwachungsvorrichtung 50, die an den Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen 71 der Batteriezellen 42 angefügt werden/sind, weiter zu reduzieren.
  • Außerdem werden das Antwortsignal und die Gleichspannung der Batteriezelle 42 zu unterschiedlichen Zeiten an die Batterieüberwachungsvorrichtung 50 eingegeben. Daher werden das Antwortsignal und die Gleichspannung einander selbst dann nicht beeinträchtigen, wenn die zweiten elektrischen Pfade 82 jeweils mit den vierten elektrischen Pfaden 84 zusammengeführt werden/sind.
  • (21) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, wie es in 18 gezeigt ist, kann die Leiterplatte 72 so konfiguriert sein, dass sie vorstehende/ -springende bzw. herausragende Teile 72a aufweist, wobei jedes von diesen zu einem entsprechenden der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse 71 (d.h. 71a und 71b) der Batteriezellen 42 in der Längsrichtung der Batteriezellen 42 herausragt. Außerdem können die Endabschnitte der Seite der Batteriezelle der elektrischen Pfade jeweils auf den vorstehenden/-springenden bzw. herausragenden Teilen 72a der Leiterplatte 72 bereitgestellt sein.
  • Außerdem ist es im Fall einer Bereitstellung einer Vielzahl von Leiterplatten 72 für die Batteriezellen 42 wünschenswert, alle Leiterplatten 72 so zu konfigurieren, dass sie die gleiche Form und Größe aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, die Zeit und die Kosten zur Herstellung der Batterieüberwachungsvorrichtungen 50 zu reduzieren.
  • Die Steuereinheiten und die Steuerverfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können durch einen dedizierten Computer realisiert werden, der einen Prozessor und einen Speicher zum Durchführen von ein oder mehr Funktionen mittels Ausführung eines Computerprogramms umfasst. Als Alternative können die Steuereinheiten und die Steuerverfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen dedizierten Computer realisiert werden, der ein oder mehr Hardwarelogikschaltungen zum Durchführen von ein oder mehr Funktionen umfasst. Als weitere Alternative können die Steuereinheiten und die Steuerverfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen dedizierten Computer realisiert werden, der einen Prozessor und einen Speicher zum Durchführen von ein oder mehr Funktionen mittels Ausführung eines Computerprogramms ebenso wie ein oder mehr Hardwarelogikschaltungen zum Durchführen von ein oder mehr Funktionen umfasst. Außerdem kann das Computerprogramm, als durch den Computer ausgeführte Anweisungen, in einem computerlesbaren, nichtvorübergehenden und dinglichen Aufzeichnungsmedium gespeichert werden/sein.
  • Eine Batterieüberwachungsvorrichtung umfasst einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss, der mit einem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, einen Spannungseingangsanschluss, der mit einem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, eine Signalsteuereinheit, die mit einem dritten elektrischen Pfad verbunden ist, einen Antwortsignaleingangsanschluss, der mit einem vierten elektrischen Pfad verbunden ist, und eine Berechnungseinheit. Die Signalsteuereinheit ist konfiguriert zum Bewirken, dass ein vorbestimmtes Wechselstromsignal von einer Speicherbatterie ausgegeben wird, wobei die Speicherbatterie selbst eine elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist. Die Berechnungseinheit ist konfiguriert zum Berechnen einer komplexen Impedanz der Speicherbatterie basierend auf einem Antwortsignal der Speicherbatterie auf das vorbestimmte Wechselstromsignal. Außerdem ist zumindest einer des ersten bis vierten elektrischen Pfads mit zumindest einem der anderen elektrischen Pfade in einen elektrischen Pfad zusammengeführt bzw. zusammengefasst/-gelegt, der mit der Speicherbatterie verbunden ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 6226261 B2 [0002]

Claims (9)

  1. Batterieüberwachungsvorrichtung (50) zum Überwachen eines Zustands einer Speicherbatterie (42, 41, 40), wobei die Batterieüberwachungsvorrichtung aufweist: einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss (51a, 51b, 301a, 301b), der mit einem ersten elektrischen Pfad (81, 81a, 81b) verbunden ist, und über den eine elektrische Antriebsleistung von der Speicherbatterie an die Batterieüberwachungsvorrichtung über den ersten elektrischen Pfad zugeführt wird; einen Spannungseingangsanschluss (57a, 57b), der mit einem zweiten elektrischen Pfad (82, 82a, 82b) verbunden ist, und über den eine Klemmenspannung der Speicherbatterie an die Batterieüberwachungsvorrichtung über den zweiten elektrischen Pfad eingegeben wird, um durch die Batterieüberwachungsvorrichtung gemessen zu werden; eine Signalsteuereinheit (56), die mit einem dritten elektrischen Pfad (83, 83a, 83b) verbunden ist und konfiguriert ist zum Bewirken, dass ein vorbestimmtes Wechselstromsignal von der Speicherbatterie über den dritten elektrischen Pfad ausgegeben wird; einen Antwortsignaleingangsanschluss (58a, 58b), der mit einem vierten elektrischen Pfad (84, 84a, 84b) verbunden ist, und über den ein Antwortsignal der Speicherbatterie auf das Wechselstromsignal an die Batterieüberwachungsvorrichtung über den vierten elektrischen Pfad eingegeben wird; und eine Berechnungseinheit (53, 155, 201), die konfiguriert ist zum Berechnen einer komplexen Impedanz der Speicherbatterie basierend auf dem Antwortsignal, wobei die Signalsteuereinheit konfiguriert ist zum Bewirken, dass das vorbestimmte Wechselstromsignal von der Speicherbatterie ausgegeben wird, wobei die Speicherbatterie selbst eine elektrische Leistungsquelle für die Ausgabe des vorbestimmten Wechselstromsignals ist, und zumindest einer des ersten elektrischen Pfads, des zweiten elektrischen Pfads, des dritten elektrischen Pfads und des vierten elektrischen Pfads mit zumindest einem der anderen elektrischen Pfade in einen elektrischen Pfad (85, 85a, 85b, 86, 86a, 86b), der mit der Speicherbatterie verbunden ist, zusammengeführt ist.
  2. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste elektrische Pfad mit dem dritten elektrischen Pfad in einen fünften elektrischen Pfad (85, 85a, 85b), der mit der Speicherbatterie verbunden ist, zusammengeführt ist.
  3. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite elektrische Pfad separat von dem ersten elektrischen Pfad und dem dritten elektrischen Pfad bereitgestellt ist.
  4. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vierte elektrische Pfad separat von dem ersten elektrischen Pfad und dem dritten elektrischen Pfad bereitgestellt ist.
  5. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite elektrische Pfad mit dem vierten elektrischen Pfad in einen sechsten elektrischen Pfad (86, 86a, 86b), der mit der Speicherbatterie verbunden ist, zusammengeführt ist.
  6. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Endabschnitte der Seite der Speicherbatterie der elektrischen Pfade jeweils an unterschiedlichen Abschnitten eines Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlusses (71a, 71b) der Speicherbatterie angefügt sind, und unter den unterschiedlichen Abschnitten des Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlusses der Speicherbatterie, der Abschnitt, an den der Endabschnitt der Seite der Speicherbatterie des elektrischen Pfads, der mit dem Antwortsignaleingangsanschluss verbunden ist, angefügt ist, sich am nächsten zu einer Elektrode der Speicherbatterie befindet, wobei die Elektrode der Speicherbatterie mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Speicherbatterie verbunden ist.
  7. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Speicherbatterie in einer Batteriepackung (40) umfasst ist, die Batteriepackung eine Vielzahl von Speicherbatterien (42) umfasst, die jeweils ein Paar von Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen (71a, 71b) haben, jedes entsprechende Paar der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Vielzahl von Speicherbatterien über eine Sammelschiene (73) miteinander verbunden sind, und zumindest ein Endabschnitt der Seite der Speicherbatterie des elektrischen Pfads, der mit dem Antwortsignaleingangsanschluss verbunden ist, direkt an einem entsprechenden der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Speicherbatterie angefügt ist, deren Zustand durch die Batterieüberwachungsvorrichtung überwacht wird, ohne dass irgendeine Sammelschiene zwischen dem Endabschnitt der Seite der Speicherbatterie des elektrischen Pfads und dem entsprechenden Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Speicherbatterie eingefügt ist.
  8. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Speicherbatterie in einer Batteriepackung (40) umfasst ist, die Batteriepackung eine Vielzahl von Speicherbatterien (42) umfasst, die jeweils ein Paar von positiven und negativen Elektroden und ein Paar von Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode (71a, 71b) haben, die mit den positiven und negativen Elektroden verbunden sind, jedes entsprechende Paar der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüsse der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode von der Vielzahl von Speicherbatterien über eine Sammelschiene (73) miteinander verbunden sind, so dass alle der Vielzahl von Speicherbatterien elektrisch in Reihe zueinander geschaltet sind, die Batterieüberwachungsvorrichtung eine Vielzahl von Sätzen des Spannungseingangsanschlusses, der Signalsteuereinheit, des Antwortsignaleingangsanschlusses und der zweiten bis vierten elektrischen Pfade aufweist, wobei jeder Satz zum Überwachen eines Zustands einer entsprechenden von der Vielzahl von Speicherbatterien bereitgestellt ist, und der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss und der erste elektrische Pfad beide von allen der Vielzahl von Speicherbatterien geteilt werden, der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Batterieüberwachungsvorrichtung einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode (301a) und einen Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode (301b) aufweist, der erste elektrische Pfad einen ersten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode (81a), der mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode der Batterieüberwachungsvorrichtung verbunden ist, und einen ersten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode (81b), der mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode der Batterieüberwachungsvorrichtung verbunden ist, aufweist, der erste elektrische Pfad der Seite der positiven Elektrode mit dem dritten elektrischen Pfad zusammengeführt ist, der mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode von einer der Vielzahl von Speicherbatterien verbunden ist, die ein höchstes elektrisches Potential in der Batteriepackung hat, und der erste elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode mit dem dritten elektrischen Pfad zusammengeführt ist, der mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode von einer der Vielzahl von Speicherbatterien verbunden ist, die ein niedrigstes elektrisches Potential in der Batteriepackung hat.
  9. Batterieüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Speicherbatterie in einer Batteriepackung (40) umfasst ist, die Batteriepackung eine Vielzahl von Speicherbatterien (42) umfasst, die jeweils ein Paar von positiven und negativen Elektroden und ein Paar von Elektrische-Leistung-Versorgungsanschlüssen der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode (71a, 71b) haben, die mit den positiven und negativen Elektroden verbunden sind, die Signalsteuereinheit einen Anschluss der Seite der positiven Elektrode (56e) und einen Anschluss der Seite der negativen Elektrode (56f) hat, der dritte elektrische Pfad einen dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode (83a), der mit dem Anschluss der Seite der positiven Elektrode der Signalsteuereinheit verbunden ist, und einen dritten elektrischen Pfad der Seite der negativen Elektrode (83b), der mit dem Anschluss der Seite der negativen Elektrode der Signalsteuereinheit verbunden ist, aufweist, die Batterieüberwachungsvorrichtung eine Vielzahl von Sätzen der Signalsteuereinheit und des dritten elektrischen Pfads aufweist, wobei jeder Satz zum Überwachen eines Zustands einer entsprechenden von der Vielzahl von Speicherbatterien bereitgestellt ist, die Vielzahl von Speicherbatterien eine erste Speicherbatterie (421) und eine zweite Speicherbatterie (422) umfasst, die benachbart zueinander angeordnet sind, der Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der negativen Elektrode der ersten Speicherbatterie mit dem Elektrische-Leistung-Versorgungsanschluss der Seite der positiven Elektrode der zweiten Speicherbatterie über eine Sammelschiene (73) verbunden ist, und der dritte elektrische Pfad der Seite der negativen Elektrode, der mit dem Anschluss der Seite der negativen Elektrode der Signalsteuereinheit verbunden ist, die der ersten Speicherbatterie entspricht, mit dem dritten elektrischen Pfad der Seite der positiven Elektrode, der mit dem Anschluss der Seite der positiven Elektrode der Signalsteuereinheit verbunden ist, die der zweiten Speicherbatterie entspricht, in einen elektrischen Pfad, der mit der Sammelschiene verbunden ist, zusammengeführt ist.
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