DE112012007192T5 - Elektrizitätsspeichersystem - Google Patents

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Hiromasa Tanaka
Motoi Ito
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Abstract

Aufgabe ist es, eine Konfiguration zum Unterbrechen einer Speisung eines Elektrizitätsspeicherblocks bereitzustellen, ohne eine Steuerung zwischenzuschalten. Gemäß einer Lösung weist das Elektrizitätsspeichersystem auf: einen Elektrizitätsspeicherblock, der ein Elektrizitätsspeicherelement (11) zum Durchführen eines Ladens und Entladens enthält; ein Relais (SMR-B, SMR-G), das zwischen einem EIN-Zustand, in dem der elektrische Speicherblock mit einer Last (22, 23) verbunden ist, und einem AUS-Zustand, in dem eine Verbindung zwischen dem Elektrizitätsspeicherblock und der Last unterbrochen ist, geschaltet wird; eine Steuerung (34) zum Steuern des EIN-Zustands und des AUS-Zustands des Relais; und eine Stromunterbrechungsschaltung (60) zum Schalten des Relais von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand, um eine Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks zu unterbrechen. Die Stromunterbrechungsschaltung weist auf: eine Alarmschaltung (CMP, 62, 63) zum Ausgeben eines Alarmsignals, das angibt, dass sich der Elektrizitätsspeicherblock in einem überladenen Zustand befindet, durch Vergleichen eines Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks mit einem Schwellenwert; eine Latch-Schaltung (64) zum Halten des Alarmsignals; und einen Transistor (68) zum Empfangen eines Ausgangssignals der Latch-Schaltung und zum Schalten des Relais von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Technik zum Unterbrechen einer Speisung eines Elektrizitätsspeicherblocks unabhängig von einem Steuervorgang einer Steuerung.
  • STAND DER TECHNIK
  • In der Patentliteratur 1 ist beschrieben, dass, wenn ein Ladestrom in eine Sekundärbatterie fließt, ein Systemhauptrelais ausgeschaltet wird, um ein Überladen der Sekundärbatterie zu verhindern. Eine Verbindung zwischen der Sekundärbatterie und einer Last kann durch Ausschalten des Systemhauptrelais unterbrochen werden. Auf diese Weise kann ein Laden der Sekundärbatterie gestoppt werden, und somit kann ein Überladen der Sekundärbatterie verhindert werden.
  • LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1: JP 2008-199761 A
    • Patentliteratur 2: JP 2009-178014 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Gemäß der Patentliteratur 1 steuert eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die in einer elektrischen Steuereinheit (ECU) angeordnet ist, ein EIN/AUS des Systemhauptrelais. Die CPU führt eine andere Art von Steuerung zusätzlich zu der Antriebssteuerung des Systemhauptrelais aus, und es gibt einen Fall, in dem die CPU ein darin gespeichertes Programm ändert. Hier ist es in dem Fall, in dem das Programm geändert wird, notwendig zu überprüfen, ob die Antriebssteuerung des Systemhauptrelais, d. h. die Steuerung zum Verhindern eines Überladens, geeignet ausgeführt wird, nachdem das Programm geändert wurde.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
  • Ein Elektrizitätsspeichersystem als eine erste Erfindung der betreffenden Anmeldung weist einen Elektrizitätsspeicherblock, der ein Elektrizitätsspeicherelement zum Durchführen eines Ladens und Entladens enthält, ein Relais, eine Steuerung und eine Stromunterbrechungsschaltung auf. Das Relais wird zwischen einem EIN-Zustand, in dem der Elektrizitätsspeicherblock mit einer Last verbunden ist, und einem AUS-Zustand, in dem eine Verbindung zwischen dem Elektrizitätsspeicherblock und der Last unterbrochen ist, geschaltet. Die Steuerung steuert ein EIN und AUS des Relais. Die Stromunterbrechungsschaltung schaltet das Relais von EIN nach AUS, um eine Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks zu unterbrechen.
  • Die Stromunterbrechungsschaltung weist eine Alarmschaltung, eine Latch-Schaltung und einen Transistor auf. Die Alarmschaltung gibt ein Alarmsignal, das angibt, dass sich der Elektrizitätsspeicherblock in einem überladenen Zustand befindet, durch miteinander Vergleichen eines Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks und eines Schwellenwerts aus. Die Latch-Schaltung hält das Alarmsignal und gibt das gehaltene Signal aus. Der Transistor empfängt das Ausgangssignal der Latch-Schaltung und schaltet das Relais von EIN nach AUS.
  • Der Elektrizitätsspeicherblock kann aus dem einen elektrischen Speicherelement aufgebaut sein oder kann aus mehreren Elektrizitätsspeicherelementen aufgebaut sein. Wenn der Elektrizitätsspeicherblock aus mehreren Elektrizitätsspeicherelementen aufgebaut ist, können die Elektrizitätsspeicherelemente in Serie oder parallel zueinander geschaltet sein. Außerdem werden die Elektrizitätsspeicherblöcke erstellt, und die Elektrizitätsspeicherblöcke können elektrisch in Serie geschaltet werden. Wenn die Elektrizitätsspeicherblöcke verwendet werden, erfasst die Alarmschaltung den Spannungswert jedes Elektrizitätsspeicherblocks und bestimmt, ob sich ein jeweiliger Elektrizitätsspeicherblock in dem überladenen Zustand befindet.
  • Gemäß der ersten Erfindung der betreffenden Anmeldung kann das Relais zwischen EIN und AUS geschaltet werden, wenn die Steuerung das Steuersignal ausgibt. Außerdem kann das Relais in der ersten Erfindung der betreffenden Anmeldung von EIN nach AUS unter Verwendung der Stromunterbrechungsschaltung in einer Leitung geschaltet werden, die sich von einer Leitung unterscheidet, in der die Steuerung einen Antrieb des Relais steuert.
  • Mit anderen Worten, die Stromunterbrechungsschaltung kann das Relais von EIN nach AUS auf von dem Steuerungsvorgang der Steuerung unabhängige Weise schalten. Sogar wenn ein Programm, das in der Steuerung (einem Mikrocomputer) gespeichert ist, geändert wird, kann das Relais während des überladenen Zustands des Elektrizitätsspeicherblocks unter Verwendung der Stromunterbrechungsschaltung von EIN nach AUS geschaltet werden. Wie es beschrieben wurde, kann die Stromunterbrechungsschaltung unabhängig von der Steuerung ständig verwendet werden. Somit kann die Vielseitigkeit der Stromunterbrechungsschaltung verbessert werden.
  • Da eine Verarbeitung des Programms in einem Betrieb der Stromunterbrechungsschaltung nicht enthalten ist, kann das Relais außerdem ohne Berücksichtigung eines Programmfehlers von EIN nach AUS geschaltet werden. Ein elektrisches Element, das in der Stromunterbrechungsschaltung angeordnet ist, kann aus einem Halbleiterelement ausgebildet werden, dessen Verschlechterung aufgrund von Abnutzung (Verschlechterung mit dem Alter) weniger wahrscheinlich fortschreitet. Somit kann die Zuverlässigkeit der Komponente verbessert werden.
  • Die Stromunterbrechungsschaltung weist die Latch-Schaltung auf. Wenn das Alarmsignal von der Alarmschaltung ausgegeben wird, kann somit das Alarmsignal von der Latch-Schaltung ständig ausgegeben werden. Auf diese Weise kann das Relais ausgeschaltet bleiben. Wenn das Relais durch die Stromunterbrechungsschaltung von EIN nach AUS geschaltet wird, wird der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks in Verbindung mit einer Eliminierung einer Polarisation des Elektrizitätsspeicherblocks verringert. Es gibt einen Fall, in dem das Alarmsignal von der Alarmschaltung nicht ausgegeben werden kann, wenn der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks verringert wird. Genauer gesagt gibt es einen Fall, in dem das Alarmsignal von der Alarmschaltung nicht ausgegeben wird, wenn der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks niedriger als ein Schwellenwert wird.
  • Wenn das Alarmsignal nicht länger ausgegeben wird, wird der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks in Verbindung mit der Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks erhöht. Somit gibt es einen Fall, in dem das Alarmsignal von der Alarmschaltung erneut ausgegeben wird. Wenn die Latch-Schaltung hier entfernt wird, wird das Alarmsignal von der Alarmschaltung ausgegeben oder nicht. In Verbindung damit kann das Relais wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet werden, und dadurch schreitet die Verschlechterung des Relais durch Abnutzung voran.
  • Gemäß der ersten Erfindung der betreffenden Anmeldung wird das Alarmsignal von der Latch-Schaltung gehalten, nachdem das Alarmsignal von der Alarmschaltung ausgegeben wurde. In Verbindung damit ist es möglich zu verhindern, dass das Alarmsignal ausgegeben wird oder nicht, und außerdem zu verhindern, dass das Relais wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet wird. Somit kann das Fortschreiten der Verschlechterung des Relais aufgrund von Abnutzung verhindert werden.
  • Als Alarmschaltung können ein erster Komparator und ein zweiter Komparator verwendet werden. Wenn ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss des Elektrizitätsspeicherblocks mit einem jeweiligen Eingangsanschluss des ersten Komparators verbunden werden, kann eine Potenzialdifferenz zwischen einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode des Elektrizitätsspeicherblocks, mit anderen Worten der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks, erfasst werden. Außerdem kann der Ausgang des Komparators in einen Eingangsanschluss des zweiten Komparators eingegeben werden, und der Schwellenwert (der Spannungswert), der verwendet wird, um den überladenen Zustand zu bestimmen, kann in einen anderen Eingangsanschluss des zweiten Komparators eingegeben werden.
  • Auf diese Weise wird der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks unter Verwendung des zweiten Komparators mit dem Schwellenwert (dem Spannungswert) verglichen, und somit ist es möglich zu bestimmen, ob sich der Elektrizitätsspeicherblock in dem überladenen Zustand befindet. Wenn der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks größer als der Schwellenwert (der Spannungswert) ist, kann der zweite Komparator (die Alarmschaltung) das Alarmsignal ausgeben. Wenn im Gegensatz dazu der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks kleiner als der Schwellenwert (der Spannungswert) ist, gibt der zweite Komparator (die Alarmschaltung) das Alarmsignal nicht aus.
  • Eine Filterschaltung kann mit einer Ausgangsleitung des zweiten Komparators verbunden sein. Als Filterschaltung kann beispielsweise ein Kondensator verwendet werden. Wenn die Filterschaltung mit der Ausgangsleitung des zweiten Komparators verbunden ist, kann Rauschen, das in einem Ausgang des zweiten Komparators enthalten ist, verringert werden. Somit kann die Zuverlässigkeit des Ausgangssignals (des Alarmsignals) des zweiten Komparators verbessert werden.
  • Ein Fotokoppler kann zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet sein. Unter Verwendung des Fotokopplers können eine Schaltung, die auf einer Eingangsseite des Fotokopplers angeordnet ist, und eine Schaltung, die auf einer Ausgangsseite des Fotokopplers angeordnet ist, in einen gegeneinander isolierten Zustand gebracht werden. Da der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks in die Schaltung, die auf der Eingangsseite des Fotokopplers angeordnet ist, eingegeben wird, wird die Schaltung, die auf der Eingangsseite des Fotokopplers angeordnet ist, zu einer Schaltung, die bei einer hohen Spannung betrieben wird. Hier kann die hohe Spannung unter Verwendung des Fotokopplers in eine niedrige Spannung umgewandelt werden, und somit kann der Transistor mit der niedrigen Spannung betrieben werden.
  • Die Filterschaltung kann in einer Leitung angeordnet sein, die die Alarmschaltung und den Elektrizitätsspeicherblock miteinander verbindet. Als Filterschaltung kann beispielsweise der Kondensator verwendet werden. Unter Verwendung dieser Filterschaltung kann, wenn die Alarmschaltung den Spannungswert des elektrischen Speicherblocks erfasst, der Spannungswert in einem Zustand erfasst werden, in dem das Rauschen verringert ist. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Erfassung des Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks erhöht werden.
  • Eine Zener-Diode kann elektrisch parallel zu dem Elektrizitätsspeicherblock geschaltet sein. Genauer gesagt kann eine Kathode der Zener-Diode mit dem positiven Elektrodenanschluss des Elektrizitätsspeicherblocks verbunden sein, und eine Anode der Zener-Diode kann mit dem negativen Elektrodenanschluss des Elektrizitätsspeicherblocks verbunden sein. Wenn eine Anwendung einer übermäßigen Spannung von dem Elektrizitätsspeicherblock auf die Stromunterbrechungsschaltung versucht wird, kann auf diese Weise ein Strom von der Kathode zu der Anode fließen. Auf diese Weise kann die Anwendung der übermäßigen Spannung für die Stromunterbrechungsschaltung verhindert werden.
  • Zusammen mit einem Verbrennungsmotor kann der Elektrizitätsspeicherblock in einem Fahrzeug montiert sein. Wenn hier Energie (elektrische Energie), die von dem Elektrizitätsspeicherblock ausgegeben wird, in kinetische Energie umgewandelt wird, kann das Fahrzeug unter Verwendung dieser kinetischen Energie fahren. Außerdem kann ein Starten (Ankurbeln) des Verbrennungsmotors unter Verwendung der Energie, die von dem Elektrizitätsspeicherblock ausgegeben wird, durchgeführt werden.
  • Bei einer Konfiguration, bei der der Elektrizitätsspeicherblock und der Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug montiert sind, kann eine Verzögerungsschaltung zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet sein. Dann kann das Ausgangssignal der Latch-Schaltung nicht nur in den Transistor, sondern auch in die Steuerung eingegeben werden. Wenn das Ausgangssignal der Latch-Schaltung in den Transistor eingegeben wird, wird, wie es oben beschrieben wurde, das Relais von EIN nach AUS geschaltet, und das Laden oder Entladen des Elektrizitätsspeicherblocks wird gestoppt. Nach dem Stoppen des Ladens oder Entladens des Elektrizitätsspeicherblocks kann der Verbrennungsmotor nicht länger unter Verwendung der Ausgangsenergie des Elektrizitätsspeicherblocks gestartet werden.
  • Wenn hier die Verzögerungsschaltung zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet ist, kann der Transistor, der das Ausgangssignal der Latch-Schaltung empfängt, den Zeitpunkt verzögern, zu dem das Relais von EIN nach AUS geschaltet wird. Da das Ausgangssignal der Latch-Schaltung in die Steuerung eingegeben wird, kann die Steuerung den Verbrennungsmotor auf der Grundlage des Ausgangssignals der Latch-Schaltung starten. Mit anderen Worten, die Steuerung kann den Verbrennungsmotor starten, bevor das Relais durch die Stromunterbrechungsschaltung von EIN nach AUS geschaltet wird.
  • Die Steuerung kann ein Signal zum Stoppen des Betriebs der Stromunterbrechungsschaltung ausgeben. Wenn das Elektrizitätsspeichersystem nicht betrieben wird, kann dementsprechend der Betrieb der Stromunterbrechungsschaltung gestoppt werden. Somit kann der Energieverbrauch, der mit dem Betrieb der Stromunterbrechungsschaltung einhergeht, verringert werden.
  • Eine ODER-Schaltung kann zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet sein. Das Ausgangssignal der Latch-Schaltung und das Signal zum Stoppen des Betriebs der Stromunterbrechungsschaltung (das Ausgangssignal der Steuerung) können in die ODER-Schaltung eingegeben werden. Sogar wenn die Steuerung das Signal zum Stoppen des Betriebs der Stromunterbrechungsschaltung ausgibt, kann dementsprechend der Transistor, der den Ausgang der ODER-Schaltung empfängt, das Relais von EIN nach AUS schalten.
  • Mit anderen Worten, in Verbindung mit einem Stoppen des Betriebs der Stromunterbrechungsschaltung kann das Laden oder Entladen des Elektrizitätsspeicherblocks gestoppt werden. Auf diese Weise ist es möglich zu verhindern, dass das Laden oder Entladen des Elektrizitätsspeicherblocks in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Stromunterbrechungsschaltung nicht betrieben wird.
  • Ähnlich wie bei der ersten Erfindung der betreffenden Anmeldung weist ein Elektrizitätsspeichersystem gemäß einer zweiten Erfindung der betreffenden Anmeldung den Elektrizitätsspeicherblock, das Relais, die Steuerung und die Stromunterbrechungsschaltung auf. Hier weist die Stromunterbrechungsschaltung die Alarmschaltung und den Transistor auf. Die Alarmschaltung gibt das Alarmsignal durch miteinander Vergleichen des Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks und des Schwellenwerts aus. Der Transistor empfängt das Ausgangssignal der Alarmschaltung und schaltet das Relais von EIN nach AUS.
  • Die Alarmschaltung enthält einen Komparator, der eine Hysteresekennlinie aufweist (ein sogenannter Hysterese-Komparator). Hier ist die Hysterese größer als ein Spannungsabfall in dem Elektrizitätsspeicherblock nach dem Unterbrechen der Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks.
  • Gemäß der zweiten Erfindung der betreffenden Anmeldung wird der Komparator, der in der Alarmschaltung angeordnet ist, verwendet, und somit kann das Alarmsignal durch miteinander Vergleichen des Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks und des Schwellenwerts ausgegeben werden. Außerdem weist der Komparator die Hysteresekennlinie auf. Somit kann, nachdem das Alarmsignal von dem Komparator ausgegeben wurde, der Schwellenwert durch die Hysterese verringert werden. Nach der Unterbrechung der Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks wird die Polarisierung des Elektrizitätsspeicherblocks eliminiert. Auf diese Weise wird in Verbindung damit sogar dann, wenn der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks verringert wird, der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks weniger wahrscheinlich kleiner als der Schwellenwert.
  • Wenn der Spannungswert des Elektrizitätsspeicherblocks nicht kleiner als der Schwellenwert wird, kann die Alarmschaltung das Ausgeben des Alarmsignals fortsetzen. Somit ist es ähnlich wie bei der ersten Erfindung der betreffenden Anmeldung möglich zu verhindern, dass das Relais wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet wird, und somit ist es möglich, ein Fortschreiten der Verschlechterung durch Abnutzung des Relais zu verhindern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Ansicht einer Konfiguration eines Batteriesystems.
  • 2 ist eine Ansicht einer Struktur eines Systemhauptrelais.
  • 3 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung zum Steuern eines Ladens und Entladens einer Batteriepackung auf der Grundlage eines Spannungswerts einer Batteriezelle.
  • 4 ist eine Ansicht einer Konfiguration eines Teils des Batteriesystems.
  • 5 ist eine Ansicht einer Konfiguration einer Stromunterbrechungsschaltung.
  • 6 ist eine Ansicht einer Konfiguration einer Alarmbestätigungsschaltung.
  • 7 ist eine Ansicht einer anderen Konfiguration der Alarmbestätigungsschaltung.
  • 8 enthält Diagramme, die einen Ausgang einer Alarmbestätigungsschaltung und Betriebe von Systemhauptrelais in einer Konfiguration zeigen, in der eine Alarm-Latch-Schaltung nicht vorhanden ist.
  • 9 enthält Diagramme, die den Ausgang der Alarm-Latch-Schaltung und die Betriebe der Systemhauptrelais bei einer Konfiguration zeigen, bei der die Alarm-Latch-Schaltung vorhanden ist.
  • 10 ist eine Ansicht einer Konfiguration der Alarmbestätigungsschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 11 ist eine Ansicht einer anderen Konfiguration der Alarmbestätigungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Ansicht einer Konfiguration eines Batteriesystems dieser Ausführungsform (entspricht dem Elektrizitätsspeichersystem der Erfindung). Das Batteriesystem, das in 1 gezeigt ist, kann beispielsweise in einem Fahrzeug montiert sein. Dieses Fahrzeug kann unter Verwendung eines Ausgangs einer Batteriepackung 10 fahren. Man beachte, dass die Erfindung für eine andere Maschine als das Fahrzeug verwendet werden kann.
  • Die Batteriepackung 10 weist mehrere Batteriezellen (entsprechen Elektrizitätsspeicherelementen der Erfindung) 11 auf, die elektrisch in Serie geschaltet sind. Eine Sekundärbatterie, beispielsweise eine Nickelwasserstoffbatterie oder Lithiumionenbatterie, kann als Batteriezelle 11 verwendet werden. Alternativ kann ein elektrischer Doppelschichtkondensator anstelle der Sekundärbatterie verwendet werden. Die Anzahl der Batteriezellen 11 kann geeignet auf der Grundlage eines geforderten Ausgangs der Batteriepackung 10 oder Ähnlichem festgelegt werden. In dieser Ausführungsform kann, auch wenn sämtliche Batteriezellen 11, die die Batteriepackung 10 bilden, elektrisch in Serie geschaltet sind, die Batteriepackung 10 die Batteriezellen 11 enthalten, die elektrisch parallel geschaltet sind.
  • Ein Stromsensor 21 erfasst einen Strom, der in die Batteriepackung 10 fließt, und gibt ein erfasstes Ergebnis an eine elektrische Batteriesteuereinheit (ECU) 30 aus. In dieser Ausführungsform ist der Stromsensor 21 in einer positiven Elektrodenleitung PL angeordnet, die mit einem positiven Elektrodenanschluss der Batteriepackung 10 verbunden ist. Der Stromsensor 21 muss jedoch nur den Strom, der in die Batteriepackung 10 fließt, erfassen, und somit kann eine Position, an der der Stromsensor 21 angeordnet ist, geeignet festgelegt werden. Genauer gesagt kann der Stromsensor 21 in der positiven Elektrodenleitung PL oder einer negativen Elektrodenleitung NL, die mit einem negativen Elektrodenanschluss der Batteriepackung 10 verbunden ist, angeordnet sein. Außerdem können mehrere Stromsensoren 21 verwendet werden.
  • Ein Systemhauptrelais SMR-B ist in der positiven Elektrodenleitung PL angeordnet. Das Systemhauptrelais SMR-B wird durch Empfangen eines Steuersignals von einer höheren elektrischen Steuereinheit (ECU) 34 zwischen EIN und AUS geschaltet. Hier entsprechen die Batterie-ECU 30 und die höhere ECU 34 der Steuerung der Erfindung.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, weist das Systemhauptrelais SMR-B eine Erregungsspule 51, einen beweglichen Kontakt 52 und einen festen Kontakt 53 auf. Ein Ende der Erregungsspule 51 ist mit einer Energieversorgung 41 über einen Schalter 42 verbunden, und ein anderes Ende der Erregungsspule 51 ist geerdet. Als Energieversorgung 41 kann beispielsweise eine Hilfsbatterie, die in dem Fahrzeug montiert ist, verwendet werden.
  • Der Schalter 42 wird durch Empfangen eines Steuersignals von der höheren ECU 34 zwischen EIN und AUS geschaltet. Wenn der Schalter 42 von AUS nach EIN geschaltet wird, fließt der Strom von der Energieversorgung 41 zu der Erregungsspule 51, und es wird eine magnetische Kraft in der Erregungsspule 51 erzeugt. Wenn im Gegensatz dazu der Schalter 42 von EIN nach AUS geschaltet wird, wird die Erregung von der Energieversorgung 41 zu der Erregungsspule 51 unterbrochen.
  • Der bewegliche Kontakt 52 wird durch eine Feder oder Ähnliches von dem festen Kontakt 53 weggedrängt. Wenn der Strom zu der Erregungsspule 51 fließt, bewegt die magnetische Kraft, die in der Erregungsspule 51 erzeugt wird, den beweglichen Kontakt 52 gegen eine Zwangskraft. Auf diese Weise gelangt der bewegliche Kontakt 52 in Kontakt mit dem festen Kontakt 53, und das Systemhauptrelais SMR-B wird von AUS nach EIN geschaltet. Wenn im Gegensatz dazu die Erregung der Erregungsspule 51 unterbrochen wird, empfängt der bewegliche Kontakt 52 die Zwangskraft und trennt sich von dem festen Kontakt 53. Auf diese Weise wird das Systemhauptrelais SMR-B von EIN nach AUS geschaltet.
  • In 1 ist ein Systemhauptrelais SMR-G in der negativen Elektrodenleitung NL angeordnet. Das Systemhauptrelais SMR-G wird durch Empfangen eines Steuersignals von der höheren ECU 34 zwischen EIN und AUS geschaltet. Der Aufbau des Systemhauptrelais SMR-G ist ähnlich wie der Aufbau des Systemhauptrelais SMR-B (siehe 2).
  • Ein Systemhauptrelais SMR-P und ein Strombegrenzungswiderstand R1 sind zu dem Systemhauptrelais SMR-G elektrisch parallel geschaltet. Das Systemhauptrelais SMR-P und der Strombegrenzungswiderstand R1 sind elektrisch in Serie geschaltet. Das Systemhauptrelais SMR-P wird durch Empfangen eines Steuersignals von der höheren ECU 34 zwischen EIN und AUS geschaltet. Der Aufbau des Systemhauptrelais SMR-P ähnelt dem Aufbau des Systemhauptrelais SMR-B (siehe 2). Der Strombegrenzungswiderstand R1 wird verwendet, um ein Fließen eines Einschaltstromstoßes zu verhindern, wenn die Batteriepackung 10 mit einer Last (insbesondere einem später beschriebenen Inverter 22) verbunden wird.
  • Die Batteriepackung 10 ist mit einem Inverter 22 über die positive Elektrodenleitung PL und die negative Elektrodenleitung NL verbunden. Wenn die Batteriepackung 10 mit dem Inverter 22 verbunden wird, schaltet die höhere ECU 34 zunächst das Systemhauptrelais SMR-B von AUS nach EIN und schaltet dann das Systemhauptrelais SMR-P von AUS nach EIN. Auf diese Weise kann der Strom durch den Strombegrenzungswiderstand R1 fließen.
  • Nach dem Schalten des Systemhauptrelais SMR-G von AUS nach EIN schaltet die höhere ECU 34 das Systemhauptrelais SMR-P von EIN nach AUS. Auf diese Weise wir die Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 vollendet, und das in 1 gezeigte Batteriesystem wird in einen aktivierten Zustand (Bereit-Ein-Zustand) gebracht. Die höhere ECU 34 empfängt Information hinsichtlich EIN/AUS eines Zündschalters des Fahrzeugs. Wenn der Zündschalter von AUS nach EIN geschaltet wird, aktiviert die höhere ECU 34 das in 1 gezeigte Batteriesystem.
  • Wenn im Gegensatz dazu der Zündschalter von EIN nach AUS geschaltet wird, schaltet die höhere ECU 34 die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS. Auf diese Wiese wird die elektrische Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 unterbrochen, und das in 1 gezeigte Batteriesystem wird in einen gestoppten Zustand (Bereit-Aus-Zustand) gebracht. Wenn sich das Batteriesystem in dem stoppten Zustand befindet, wird kein Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 durchgeführt.
  • Der Inverter 22 wandelt eine DC-Energie, die von der Batteriepackung 10 ausgegeben wird, in AC-Energie um und gibt die AC-Energie an einen Motor-Generator (MG) 23 aus. Der Motor-Generator 23 empfängt die AC-Energie, die von dem Inverter 22 ausgegeben wird, und erzeugt kinetische Energie für die Fahrt des Fahrzeugs. Die kinetische Energie, die von dem Motor-Generator 23 erzeugt wird, wird auf Räder übertragen, und somit kann das Fahrzeug fahren.
  • Wenn das Fahrzeug verzögert oder gestoppt wird, wandelt der Motor-Generator 23 kinetische Energie, die während eines Bremsens des Fahrzeugs erzeugt wird, in elektrische Energie (die AC-Energie) um. Der Inverter 22 wandelt die AC-Energie, die von dem Motor-Generator 23 erzeugt wird, in DC-Energie um und gibt die DC-Energie an die Batteriepackung 10 aus. Auf diese Weise kann Regenerationsenergie in die Batteriepackung 10 geladen werden.
  • Die Batterie-ECU 30 weist eine integrierte Überwachungsschaltung (Überwachungs-IC) 31 auf. Die Überwachungs-IC 31 ist mit jeder Batteriezelle 11 über eine Spannungserfassungsleitung L1 verbunden und erfasst einen Spannungswert jeder Batteriezelle 11. Hier sind die Spannungserfassungsleitungen SL1 mit einem positiven Elektrodenanschluss und einem negativen Elektrodenanschluss einer jeweiligen Batteriezelle 11 verbunden.
  • In dieser Ausführungsform erfasst die Überwachungs-IC 31 den Spannungswert der Batteriezelle (entspricht dem Elektrizitätsspeicherblock in der Erfindung) 11. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Überwachungs-IC 31 kann beispielsweise einen Spannungswert eines Batterieblocks (entspricht dem Elektrizitätsspeicherblock in der Erfindung) erfassen, der die Batteriezellen 11 enthält. Hier sind dann die Spannungserfassungsleitungen L1 mit dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss jedes Batterieblocks verbunden.
  • Der Batterieblock kann beispielsweise aus den Batteriezellen 11, die elektrisch in Serie geschaltet sind, aufgebaut sein. Alternativ kann der Batterieblock beispielsweise aus den Batteriezellen 11, die elektrisch parallel geschaltet sind, aufgebaut sein. Die Batteriepackung 10 kann durch elektrisches in Serie Schalten der Batterieblöcke aufgebaut sein.
  • Die Batterie-ECU 30 weist einen Fotokoppler 32 und eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 33 auf. Die CPU 33 empfängt einen Ausgang der Überwachungs-IC 31 über den Fotokoppler 32. Hier können eine Schaltung, die auf einer Eingangsseite des Fotokopplers 32 angeordnet ist, und eine Schaltung, die auf einer Ausgangsseite des Fotokopplers 32 angeordnet ist, unter Verwendung des Fotokopplers 32 in einen gegeneinander isolierten Zustand gebracht werden. Die CPU 33 kann den Spannungswert der Batteriezelle 11 auf der Grundlage des Ausgangs der Überwachungs-IC 31 erhalten.
  • Die Batterie-ECU 30 (die CPU 33) gibt den erhaltenen Spannungswert der Batteriezelle 11 an die höhere ECU 34 aus. Die höhere ECU 34 erhält den Spannungswert der Batteriezelle 11 von der Batterie-ECU 30 und kann somit das Laden und Entladen der Batteriepackung 10 auf der Grundlage dieses Spannungswerts steuern. Eine Verarbeitung zum Steuern des Ladens und Entladens der Batteriepackung 10 wird später beschrieben.
  • In dieser Ausführungsform ist die Batteriepackung 10 mit dem Inverter 22 verbunden. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Genauer gesagt kann eine Spannungsverstärkungsschaltung in einem Strompfad zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 angeordnet sein. Die Spannungsverstärkungsschaltung kann eine Ausgangsspannung der Batteriepackung 10 verstärken und die verstärkte Energie an den Inverter 22 ausgeben. Außerdem kann die Spannungsverstärkungsschaltung eine Ausgangsspannung des Inverters 22 herabsetzen und die herabgesetzte Energie an die Batteriepackung 10 ausgeben.
  • Im Folgenden wird die Verarbeitung zum Steuern des Ladens und Entladens der Batteriepackung 10 auf der Grundlage des Spannungswerts der Batteriezelle 11 mit Bezug auf das Flussdiagramm der 3 beschrieben. Hier wird die Verarbeitung, die in 3 gezeigt ist, von der höheren ECU 34 ausgeführt. Genauer gesagt führt die höhere ECU 34 die in 3 gezeigte Verarbeitung auf der Grundlage eines Computerprogramms aus, das in der höheren ECU 34 vorhanden ist. Außerdem wird die Verarbeitung, die in 3 gezeigt ist, in speziellen Zeitintervallen wiederholt ausgeführt.
  • In Schritt S101 erhält die höhere ECU 34 den Spannungswert Vb jeder Batteriezelle 11. Hier erfasst die Batterie-ECU 30 den Spannungswert Vb jeder Batteriezelle 11 unter Verwendung der Überwachungs-IC 31 und gibt ein Erfassungsergebnis an die höhere ECU 34 aus.
  • In Schritt S102 bestimmt die höhere ECU 34, ob der Spannungswert Vb größer als ein oberer Grenzspannungswert Vc_th ist. Der obere Grenzspannungswert Vc_th ist ein vorbestimmter Spannungswert, der verwendet wird, um ein Überladen der Batteriezelle 11 zu verhindern. Mit anderen Worten, wenn der Spannungswert Vb größer als der obere Grenzspannungswert Vc_th ist, kann die höhere ECU 34 bestimmen, dass sich die Batteriezelle 11 in einem überladenen Zustand befindet. Wenn im Gegensatz dazu der Spannungswert Vb kleiner als der obere Grenzspannungswert Vc_th ist, kann die höhere ECU 34 bestimmen, dass sich die Batteriezelle 11 nicht in dem überladenen Zustand befindet.
  • Die Bestimmung, ob sich die Batteriezelle 11 in dem überladenen Zustand befindet, wird vorzugsweise durchgeführt, bevor die Batteriezelle 11 den überladenen Zustand tatsächlich erreicht. Dementsprechend kann der obere Grenzspannungswert Vc_th auf einen niedrigeren Wert als der Spannungswert eingestellt werden, bei dem die Batteriezelle 11 tatsächlich überladen wird. Informationen hinsichtlich des oberen Grenzspannungswerts Vc_th können in einem Speicher gespeichert sein.
  • In dieser Ausführungsform werden die Spannungswerte der Batteriezellen 11 erfasst, um ein Überladen jeder der Batteriezellen 11 zu verhindern. Es kann zwischen den Batteriezellen 11 eine Variabilität hinsichtlich einer Selbstentladungseigenschaft und hinsichtlich eines Innenwiderstands auftreten, und aufgrund dieser Arten von Variabilität tritt zwischen den Batteriezellen 11 möglicherweise eine Variabilität des Spannungswerts auf. Im Hinblick darauf ist es, wenn der überladene Zustand der Batteriezelle 11 bestimmt wird, vorteilhaft, den höchsten Spannungswert Vb mit dem oberen Grenzspannungswert Vc_th zu vergleichen.
  • Wenn der Spannungswert Vb größer als der obere Grenzspannungswert Vc_th ist, führt die höhere ECU 34 die Verarbeitung in Schritt S104 aus. Wenn im Gegensatz dazu der Spannungswert Vb kleiner als der obere Grenzspannungswert Vc_th ist, führt die höhere ECU 34 die Verarbeitung in Schritt S103 aus.
  • In Schritt S103 bestimmt die höhere ECU 34, ob der Spannungswert Vb kleiner als ein unterer Grenzspannungswert Vd_th ist. Der untere Grenzspannungswert Vd_th ist ein vorbestimmter Spannungswert, der verwendet wird, um ein Überentladen der Batteriezelle 11 zu verhindern. Mit anderen Worten, wenn der Spannungswert Vb kleiner als der untere Grenzspannungswert Vd_th ist, kann die höhere ECU 34 bestimmen, dass sich die Batteriezelle 11 in einem überentladenen Zustand befindet. Wenn im Gegensatz dazu der Spannungswert Vb größer als der untere Grenzspannungswert Vd_th ist, kann die höhere ECU 34 bestimmen, dass sich die Batteriezelle 11 nicht in dem überentladenen Zustand befindet.
  • Die Bestimmung, ob sich die Batteriezelle 11 in dem überentladenen Zustand befindet, wird vorzugsweise durchgeführt, bevor die Batteriezelle 11 den überentladenen Zustand tatsächlich erreicht. Dementsprechend kann der untere Grenzspannungswert Vd_th auf einen niedrigeren Wert als der Spannungswert eingestellt werden, bei dem die Batteriezelle 11 tatsächlich überentladen wird. Informationen über den unteren Grenzspannungswert Vd_th können in einem Speicher gespeichert sein.
  • In dieser Ausführungsform werden die Spannungswerte der Batteriezellen 11 erfasst, um ein Überentladen jeder der Batteriezellen 11 zu verhindern. Wie es oben beschrieben wurde, kann eine Variabilität des Spannungswerts zwischen den Batteriezellen 11 aufgrund der Variabilität der Selbstentladungseigenschaft und der Variabilität des Innenwiderstands auftreten. Im Hinblick darauf ist es, wenn das Überentladen der Batteriezelle 11 bestimmt wird, vorteilhaft, den niedrigsten Spannungswert Vb mit dem unteren Grenzspannungswert Vd_th zu vergleichen.
  • Wenn der Spannungswert Vb kleiner als der untere Grenzspannungswert Vd_th ist, führt die höhere ECU 34 die Verarbeitung in Schritt S105 aus. Wenn im Gegensatz dazu der Spannungswert Vb größer als der untere Grenzspannungswert Vd_th ist, beendet die höhere ECU 34 die in 3 gezeigte Verarbeitung.
  • In Schritt S104 begrenzt die höhere ECU 34 ein Laden der Batteriepackung 10. Genauer gesagt kann die höhere ECU 34 das Laden der Batteriepackung 10 durch Verringern der oberen Grenzenergie Win, mit der das Laden der Batteriepackung 10 erlaubt ist, begrenzen. Hier steuert die höhere ECU 34 das Laden der Batteriepackung 10 derart, dass die Eingangsenergie (Ladeenergie) der Batteriepackung 10 die obere Grenzenergie Win nicht überschreitet.
  • Die obere Grenzenergie Win kann im Voraus auf der Grundlage einer Temperatur oder eines Ladungszustands (SOC) der Batteriepackung 10 eingestellt werden. Hier gibt der SOC ein Verhältnis einer Stromladungskapazität zu einer Vollladungskapazität an. Genauer gesagt kann die obere Grenzenergie Win verringert werden, wenn sich die Temperatur der Batteriepackung 10 erhöht, oder die obere Grenzenergie Win kann verringert werden, wenn sich die Temperatur der Batteriepackung 10 verringert. Alternativ kann die obere Grenzenergie Win verringert werden, wenn sich der SOC der Batteriepackung 10 erhöht. In der Verarbeitung des Schritts S104 wird die obere Grenzenergie Win kleiner als ein Wert gemacht, der im Voraus auf der Grundlage der Temperatur oder des SOC der Batteriepackung 10 eingestellt wird.
  • In Schritt S105 begrenzt die höhere ECU 34 ein Entladen der Batteriepackung 10. Genauer gesagt kann die höhere ECU 34 das Entladen der Batteriepackung 10 durch Verringern der oberen Grenzenergie Wout begrenzen, mit der das Entladen der Batteriepackung 10 erlaubt ist. Hier steuert die höhere ECU 34 das Entladen der Batteriepackung 10 derart, dass die Ausgangsenergie (Entladungsenergie) der Batteriepackung 10 die obere Grenzenergie Wout nicht überschreitet.
  • Die obere Grenzenergie Wout kann im Voraus auf der Grundlage der Temperatur oder des Ladungszustands (SOC) der Batteriepackung 10 eingestellt werden. Genauer gesagt kann die obere Grenzenergie Wout verringert werden, wenn sich die Temperatur der Batteriepackung 10 erhöht, oder die obere Grenzenergie Wout kann verringert werden, wenn sich die Temperatur der Batteriepackung 10 verringert. Alternativ kann die obere Grenzenergie Wout verringert werden, wenn sich der SOC der Batteriepackung 10 verringert.
  • In der Verarbeitung des Schritts S105 wird die obere Grenzenergie Wout kleiner als ein Wert gemacht, der im Voraus auf der Grundlage der Temperatur oder des SOC der Batteriepackung 10 eingestellt wird. Man beachte, dass ein Begrenzen des Entladens der Batteriepackung 10 ein Stoppen des Entladens der Batteriepackung 10 enthält. Wenn die die obere Grenzenergie Wout auf 0 [kW] eingestellt wird, kann das Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt werden.
  • In der Verarbeitung, die in 3 gezeigt ist, werden das Laden und Entladen der Batteriepackung 10 auf der Grundlage des Spannungswerts Vb der Batteriezelle 11 gesteuert. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn beispielsweise der SOC der Batteriepackung 10 berechnet wird, kann das Laden und Entladen der Batteriepackung 10 auf der Grundlage dieses SOC gesteuert werden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug unter Verwendung der Batteriepackung 10 und einer weiteren Energieversorgung (ein Verbrennungsmotor, eine Brennstoffzelle oder Ähnliches) fährt, kann das Laden und Entladen der Batteriepackung 10 derart gesteuert werden, dass sich der SOC der Batteriepackung 10 entlang einem Bezugs-SOC ändert.
  • Hier kann der SOC der Batteriepackung 10 unter Verwendung des Spannungswerts Vb der Batteriezelle 11 oder eines Werts des Stroms, der in die Batteriezelle 11 fließt, berechnet werden. Es sind verschiedene Verfahren zum Berechnen des SOC bekannt, und es kann jedes dieser Verfahren geeignet verwendet werden. Aus diesem Grund wird hier kein spezielles Verfahren zum Berechnen des SOC genauer beschrieben.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, ist eine Stromunterbrechungsschaltung 60 über eine Spannungserfassungsleitung L2 mit der Batteriepackung 10 verbunden. Hier zweigt die Spannungserfassungsleitung L2 von der Spannungserfassungsleitung L1 ab, und es wird dieselbe Anzahl von Spannungserfassungsleitungen L2 wie die Anzahl der Spannungserfassungsleitungen L1 bereitgestellt.
  • Die Spannungserfassungsleitungen L2 sind mit dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss der jeweiligen Batteriezellen 11 verbunden, und die Stromunterbrechungsschaltung 60 kann den Spannungswert jeder der Batteriezellen 11 erfassen. Man beachte, dass, wie es oben beschrieben wurde, wenn die Spannungserfassungsleitungen L1 mit dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss des Batterieblocks verbunden sind, die Stromunterbrechungsschaltung 60 einen Spannungswert des Batterieblocks unter Verwendung der Spannungserfassungsleitungen L2 erfassen kann
  • Die Stromunterbrechungsschaltung 60 kann die Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 unterbrechen, wenn sich die Batteriezelle 11 in dem überladenen Zustand befindet. Genauer gesagt, wenn sich die Batteriezelle 11 in dem überladenen Zustand befindet, schaltet die Stromunterbrechungsschaltung die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS. Hier muss die Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 nur unterbrochen werden. Somit muss die Stromunterbrechungsschaltung 60 nur mindestens eines der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS schalten.
  • Genauer gesagt unterbricht die Stromunterbrechungsschaltung 60 in dem Fall, in dem der Spannungswert der Batteriezelle 11 größer als der Spannungswert ist, der dem überladenen Zustand entspricht, die Speisung der Erregungsspule 51 und kann somit die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS schalten.
  • In dieser Ausführungsform wird das EIN/AUS der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G geschaltet, wenn die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G einen Befehl von der höheren ECU 34 oder einen Befehl von der Stromunterbrechungsschaltung 60 empfangen. Mit anderen Worten, es werden eine Steuerleitung über die höhere ECU 34 und eine Steuerleitung über die Stromunterbrechungsschaltung 60 als Steuerleitungen zum Schalten des EIN/AUS der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G bereitgestellt.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, sind diese Steuerleitungen unabhängig voneinander. Mit anderen Worten, die Stromunterbrechungsschaltung 60 kann die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G unabhängig von der Steuerung der höheren ECU 34 von EIN nach AUS schalten. Wenn die Stromunterbrechungsschaltung 60 die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G ausschaltet, kann die höhere ECU 34 die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G nicht von AUS nach EIN schalten.
  • Im Folgenden wird eine Konfiguration der Stromunterbrechungsschaltung 60 anhand der 5 beschrieben.
  • Die Stromunterbrechungsschaltung 60 weist einen jeweiligen Widerstand R2 auf, und der Widerstand R2 ist in jeder der Spannungserfassungsleitungen L2 angeordnet. Der Widerstand R2 wird verwendet, um eine Ausübung einer übermäßigen Spannung von der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) auf die Stromunterbrechungsschaltung 60 zu verhindern. Genauer gesagt, wenn die Ausübung einer übermäßigen Spannung auf die Stromunterbrechungsschaltung 60 versucht wird, wird der Widerstand R2 geschmolzen. Auf diese Weise kann die Ausübung einer übermäßigen Spannung auf die Stromunterbrechungsschaltung 60 verhindert werden.
  • Die Stromunterbrechungsschaltung 60 weist mehrere Zener-Dioden D auf. Die Zener-Dioden D sind mit den jeweiligen Batteriezellen 11 über die Spannungserfassungsleitungen L2 elektrisch parallel verbunden. Hier ist eine Kathode der Zener-Diode D mit einem positiven Elektrodenanschluss der Batteriezelle 11 verbunden, und eine Anode der Zener-Diode D ist mit einem negativen Elektrodenanschluss der Batteriezelle 11 verbunden. Die Zener-Dioden D sind elektrisch in Serie geschaltet.
  • Die Zener-Diode D wird verwendet, um eine Ausübung einer übermäßigen Spannung von der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) auf die Stromunterbrechungsschaltung 60 zu verhindern. Genauer gesagt, wenn die Ausübung einer übermäßigen Spannung auf die Stromunterbrechungsschaltung 60 versucht wird, wird die Zener-Diode D leitend. Auf diese Weise kann ein Strom von der Kathode zu der Anode fließen. Somit kann die Ausübung einer übermäßigen Spannung auf die integrierte Schaltung (IC) 61, die später beschrieben wird, verhindert werden.
  • Wenn die Zener-Diode D leitend wird, fließt ein Strom zu dem Widerstand R2, und somit kann der Widerstand R2 geschmolzen werden. Mit anderen Worten, wenn die Ausübung einer übermäßigen Spannung von der Batteriepackung 10 auf die IC 61 versucht wird, kann eine Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und der IC 61 durch Schmelzen des Widerstands R2 unterbrochen werden. Auf diese Weise kann die IC 61 geschützt werden. Man beachte, dass die Zener-Dioden D nicht notwendig sind, solange die Ausübung einer übermäßigen Spannung auf die Stromunterbrechungsschaltung 60 verhindert werden kann.
  • Die Stromunterbrechungsschaltung 60 weist einen Kondensator (entspricht der Filterschaltung der Erfindung) C auf. Ein Ende des Kondensators C ist mit der Spannungserfassungsleitung L2 verbunden, und ein anderes Ende des Kondensators C ist geerdet. Ein Kondensator C ist für eine jeweilige Spannungserfassungsleitung L2 vorhanden und wird verwendet, um Rauschen in der Spannungserfassungsleitung L2 zu verringern. Ein Verbindungspunkt des Kondensators C mit der Spannungserfassungsleitung L2 ist zwischen der IC 61, die später beschrieben wird, und einem Verbindungspunkt der Zener-Diode D mit der Spannungserfassungsleitung L2 angeordnet. Man beachte, dass der Kondensator C nicht notwendig ist, solange der Einfluss von Rauschen ignoriert werden kann.
  • Die Stromunterbrechungsschaltung 60 weist die IC 61 auf. Die IC 61 empfängt ein Aktivierungssignal und ein Stoppsignal von der Batterie-ECU 30. Das Aktivierungssignal ist ein Signal zum Erlauben der Energiezufuhr von der Energieversorgung zu der IC 61, und die IC 61 kann durch das Aktivierungssignal betrieben werden. Das Stoppsignal ist ein Signal zum Stoppen der Energiezufuhr von der Energieversorgung zu der IC 61, und der Betrieb der IC 61 kann durch das Stoppsignal gestoppt werden.
  • In dem Fall, in dem der Betrieb der IC 61 von der Batterie-ECU 30 gestoppt werden kann, kann der Betrieb der IC 61 auch gestoppt werden, wenn das in 1 gezeigte Batteriesystem gestoppt wird. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch der IC 61 verringert werden.
  • Die IC 61 weist einen Komparator (entspricht dem ersten Komparator der Erfindung) CMP auf. Die Spannungserfassungsleitung L2, die mit dem positiven Elektrodenanschluss der Batteriezelle 11 verbunden ist, ist mit einem negativen Eingangsanschluss des Komparators CPM verbunden. Außerdem ist die Spannungserfassungsleitung L2, die mit den negativen Elektrodenanschluss der Batteriezelle 11 verbunden ist, mit einem positiven Eingangsanschluss des Komparators CPM verbunden.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, ist die Spannungserfassungsleitung L2, die mit dem positiven Elektrodenanschluss der einen Batteriezelle 11 und dem negativen Elektrodenanschluss der anderen Batteriezelle 11 verbunden ist, verzweigt. Die verzweigte Spannungserfassungsleitung L2 ist mit dem positiven Eingangsanschluss des einen Komparators CMP und dem negativen Eingangsanschluss des anderen Komparators CMP verbunden.
  • Der Komparator CMP gibt eine Potenzialdifferenz zwischen dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss der Batteriezelle 11, mit anderen Worten den Spannungswert der Batteriezelle 11, aus. Die IC 61 weist eine ODER-Schaltung 62 auf, die mit dem Komparator CMP verbunden ist, und ein Ausgangssignal des Komparators CMP wird in die ODER-Schaltung 62 eingegeben. Die ODER-Schaltung 62 ist mit den Komparatoren CMP verbunden. Wenn das Ausgangssignal irgendeines der Komparatoren CMP in die ODER-Schaltung 62 eingegeben wird, erzeugt die ODER-Schaltung 62 ein Ausgangssignal.
  • In dieser Ausführungsform wird jeder der Komparatoren CMP zu einem anderen Zeitpunkt betrieben. Mit anderen Worten, das Ausgangssignal der jeweiligen Komparatoren CMP wird in die ODER-Schaltung 62 zu einem jeweiligen anderen Zeitpunkt eingegeben. Aus diesem Grund gibt die ODER-Schaltung 62 jedes Mal, wenn der Spannungswert einer jeweiligen Batteriezelle 11 erfasst wird, ein Signal entsprechend diesem Spannungswert aus.
  • Die IC 61 weist eine Alarmbestätigungsschaltung 63 auf, die mit der ODER-Schaltung 62 verbunden ist, und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 62 wird in die Alarmbestätigungsschaltung 63 eingegeben. Die Alarmbestätigungsschaltung 63 bestimmt den überladenen Zustand der Batteriezelle 11 und gibt ein Alarmsignal aus, wenn sich die Batteriezelle 11 in dem überladenen Zustand befindet. Das Alarmsignal ist ein Signal, das angibt, dass sich die Batteriezelle 11 in dem überladenen Zustand befindet.
  • Genauer gesagt kann, wie es in 6 gezeigt ist, die Alarmbestätigungsschaltung 63 derart ausgebildet sein, dass sie einen Komparator (entspricht dem zweiten Komparator der Erfindung) 63a enthält. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 62 (der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11) wird in einen negativen Eingangsanschluss des Komparators 63a eingegeben. Ein Schwellenwert (ein Spannungswert) V_th wird in einen positiven Eingangsanschluss des Komparators 63a eingegeben. Der Schwellenwert V_th wird durch Teilen des Spannungswerts, der von einer Energieversorgung 63b erzeugt wird, unter Verwendung der Widerstände R3, R4 erzeugt.
  • Die Energieversorgung 63b kann beispielsweise den Spannungswert der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) herabsetzen und die herabgesetzte Spannung (konstante Spannung) ausgeben. Hier kann die Energieversorgung 63b mit der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) über die Spannungserfassungsleitung L2 verbunden sein. Die Energie der Batteriepackung 10 kann der Energieversorgung 63b zugeführt werden. Alternativ kann von sämtlichen Batteriezellen 11, die die Batteriepackung 10 bilden, die Energie einiger der Batteriezellen 11 (der in Serie geschalteten Batteriezellen 11) der Energieversorgung 63b zugeführt werden.
  • Die Widerstände R3, R4 sind elektrisch in Serie zu der Energieversorgung 63b geschaltet, und ein Verbindungspunkt der Widerstände R3, R4 ist mit dem positiven Eingangsanschluss des Komparators 63a verbunden. Der Schwellenwert V_th wird im Voraus eingestellt, wie es später beschrieben wird. Somit können die Ausgangsspannung der Energieversorgung 63b und die Widerstandswerte der Widerstände R3, R4 derart eingestellt werden, das der Schwellenwert V_th einem eingestellten Wert entspricht.
  • Hier ist der Schwellenwert (der Spannungswert) V_th ein Spannungswert zum Bestimmen des überladenen Zustands der Batteriezelle 11 und kann geeignet unter Berücksichtigung einer Lade-/Entladeeigenschaft der Batteriezelle 11 oder Ähnlichem eingestellt werden. Als Schwellenwert (Spannungswert) V_th kann beispielsweise ein Spannungswert eingestellt werden, bei dem die Batteriezelle 11 tatsächlich überladen wird, oder es kann ein niedrigerer Wert als der Spannungswert, bei dem die Batteriezelle 11 tatsächlich überladen wird, eingestellt werden. Hier kann der Schwellenwert (der Spannungswert) V_th auf einen höheren Wert als der obere Grenzspannungswert Vc_th eingestellt werden, der in Bezug auf die Verarbeitung in Schritt S102 der 3 beschrieben wurde.
  • Wenn das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 62 (der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11) größer als der Schwellenwert (der Spannungswert) V_th ist, wird ein Ausgangssignal (ein Alarmsignal) des Komparators 63a erzeugt. Wenn im Gegensatz dazu das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 62 (der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11) kleiner als der Schwellenwert (der Spannungswert) V_th ist, wird das Ausgangssignal (das Alarmsignal) des Komparators 63a nicht erzeugt.
  • Alternativ kann als Alarmbestätigungsschaltung 63 die in 7 gezeigte Konfiguration verwendet werden. In 7 ist ein Ende eines Kondensators (entspricht der Filterschaltung der Erfindung) 63c mit einer Ausgangsleitung des Komparators 63a verbunden. Außerdem ist ein anderes Ende des Kondensators 63c geerdet. Es ist möglich, durch Bereitstellen des Kondensators 63c ein Rauschen in einem Ausgangssignal der Alarmbestätigungsschaltung 63 zu unterdrücken. Mit anderen Worten, es kann die Zuverlässigkeit des Ausgangssignals (des Alarmsignals) der Alarmbestätigungsschaltung 63 durch Beseitigen des Rauschens unter Verwendung des Kondensators 63c verbessert werden.
  • In 5 weist die IC 61 eine Alarm-Latch-Schaltung 64 auf, die mit der Alarmbestätigungsschaltung 63 verbunden ist, und das Ausgangssignal (das Alarmsignal) der Alarmbestätigungsschaltung 63 wird in die Alarm-Latch-Schaltung 64 eingegeben. Die Alarm-Latch-Schaltung 64 hält das Eingangssignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 und gibt ein Latch-Signal (entspricht dem Alarmsignal) aus.
  • Die IC 61 (die Alarm-Latch-Schaltung 64) ist mit einem Fotokoppler 65 verbunden. Der Fotokoppler 65 wird als ein Schaltelement verwendet und wird durch Empfangen eines Latch-Signals von der Alarm-Latch-Schaltung 64 von EIN nach AUS geschaltet. Der Fotokoppler 65, der ein Isolierelement ist, ermöglicht einen isolierten Zustand zwischen einer Schaltung, die auf der Eingangsseite des Fotokopplers 65 angeordnet ist (einer Hochspannungsschaltung), und einer Schaltung, die auf der Ausgangsseite des Fotokopplers 65 angeordnet ist (einer Niederspannungsschaltung). Mit anderen Worten, der Fotokoppler 65 kann ein Hochspannungssignal als Eingangssignal in ein Niederspannungssignal als Ausgangssignal ändern.
  • Der Fotokoppler 65 ist mit einem Eingangsanschluss einer ODER-Schaltung 66 verbunden. Wenn der Fotokoppler 65 von AUS nach EIN geschaltet wird, wird das Ausgangssignal des Fotokopplers 65 in den Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 66 eingegeben. Wenn das Ausgangssignal des Fotokopplers 65 in die ODER-Schaltung 66 eingegeben wird, wird ein Ausgangssignal (entspricht dem Alarmsignal) der ODER-Schaltung 66 erzeugt.
  • Der Ausgangsanschluss der ODER-Schaltung 66 ist mit einer Verzögerungsschaltung 67 verbunden, und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 66 wird in die Verzögerungsschaltung 67 eingegeben. Die Verzögerungsschaltung 67 gibt ein Signal (entspricht dem Alarmsignal) nach einer spezifizierten Zeit seit der Eingabe des Ausgangssignals der ODER-Schaltung 66 aus. Die Verzögerungsschaltung 67 ist mit einem Transistor (einem Schalter) 68 verbunden. Wenn er das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 67 empfängt, schaltet sich der Transistor 68 von EIN nach AUS. Wenn das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 67 nicht in den Transistor 68 eingegeben wird, ist der Transistor 68 eingeschaltet.
  • Ein Ende des Transistors 68 ist mit einer Energieversorgung 69 verbunden, und ein anderes Ende des Transistors 68 ist mit den Erregungsspulen 51 der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G verbunden. Die Energieversorgung 69, die in 5 gezeigt ist, ist dieselbe wie die Energieversorgung 41, die in 2 gezeigt ist. Außerdem ist der Transistor 68 derselbe wie der in 2 gezeigte Schalter 42. Dementsprechend wird der Transistor 68 durch Empfangen des Steuersignals von der höheren ECU 34 oder durch Empfangen des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung 67 betrieben.
  • Wie es anhand der 2 beschrieben wurde, fließt, wenn der Transistor 68 eingeschaltet ist, der Strom von der Energieversorgung 69 zum den Erregungsspulen 51, und somit werden die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G eingeschaltet. Wenn im Gegensatz dazu der Transistor 68 ausgeschaltet ist, ist die Stromzufuhr von der Energieversorgung 69 zu den Erregungsspulen 51 unterbrochen, und somit sind die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G ausgeschaltet.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn die IC 61 den überladenen Zustand der Batteriezelle 11 erfasst, das Ausgangssignal (das Alarmsignal) der IC 61 in den Transistor 68 eingegeben, und somit können die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS geschaltet werden. Auf diese Weise kann das Laden oder Entladen der Batteriezelle 11 in den überladenen Zustand verhindert werden.
  • In dieser Ausführungsform empfangen die Systemhauptrelais SMR-B, SRM-G, SMR-P das Steuersignal von der höheren ECU 34 und werden zwischen EIN und AUS geschaltet. Wenn die Batteriezelle 11 überladen wird, schaltet die Stromunterbrechungsschaltung 60 anstelle der Steuerung der höheren ECU 34 die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS. Auf diese Weise wird die Antriebssteuerung der jeweiligen Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G in einem Pfad, der die höhere ECU 34 enthält, und in einem Pfad, der die Stromunterbrechungsschaltung 60 enthält separat ausgeführt.
  • Sogar wenn der Entwurf der höheren ECU 34 oder der Batterie-ECU 30 geändert wird, wird die Stromunterbrechungsschaltung 60 nicht durch diese Entwurfsänderung beeinflusst. Mit anderen Worten, sogar nach einer Änderung des Entwurfs der höheren ECU 34 oder der Batterie-ECU 30 kann die Stromunterbrechungsschaltung 60 kontinuierlich verwendet werden. Während des Überladens der Batteriezelle 11 wird die Stromunterbrechungsschaltung 60 zu einer zugehörigen Komponente zum Ausschalten der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G, und somit kann deren Vielseitigkeit erhöht werden.
  • Wie es oben beschrieben wurde, wird die Stromunterbrechungsschaltung 60 unter Verwendung von elektronischen Komponenten (hauptsächlich Halbleiterelementen) aufgebaut und führt keine Verarbeitung durch, für die ein Computerprogramm verwendet wird. Wenn die Stromunterbrechungsschaltung 60 verwendet wird, können somit die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G ohne Berücksichtigung eines Programmfehlers angetrieben werden. Außerdem verschlechtert sich ein Halbleiterelement weniger wahrscheinlich aufgrund von Abnutzung (Verschlechterung durch Alterung). Somit kann die Zuverlässigkeit der Komponente (der Stromunterbrechungsschaltung 60) durch Ausbilden der Stromunterbrechungsschaltung 60 unter Verwendung des Halbleiterelements verbessert werden.
  • Man beachte, dass in der in 5 gezeigten Konfiguration die eine Stromunterbrechungsschaltung 60 für die Batteriepackung 10 vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Genauer gesagt, wenn sämtliche Batteriezellen 11, die die Batteriepackung 10 bilden, in mehrere Gruppen unterteilt sind, kann eine Stromunterbrechungsschaltung 60 für jeweils eine der Gruppen vorhanden sein.
  • In dem Fall, in dem die Stromunterbrechungsschaltung 60 jeweils für eine jeweilige Gruppe vorhanden ist, kann die Schaltung, die auf der Ausgangsseite des Fotokopplers 65 angeordnet ist, gemeinsam verwendet werden. Mit anderen Worten, von der Stromunterbrechungsschaltung 60, die in 5 gezeigt ist, kann die Schaltung, die auf der Eingangsseite des Fotokopplers 65 (einschließlich des Fotokopplers 65) angeordnet ist, für eine jeweilige Gruppe vorhanden sein. Dann kann das Ausgangssignal jedes Fotokopplers 65 in die ODER-Schaltung 66 eingegeben werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 66 mit der Batterie-ECU 30 verbunden, und das Ausgangssignal der Batterie-ECU 30 wird in den Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 66 eingegeben. Wie es oben beschrieben wurde, gibt die Batterie-ECU 30 das Aktivierungssignal und das Stoppsignal an die IC 61 aus. Somit wird das Signal zum Stoppen der IC 61 ebenfalls in die ODER-Schaltung 66 eingegeben.
  • Wenn sie das Ausgangssignal des Fotokopplers 65 oder das Stoppsignal der IC 61 von der Batterie-ECU 30 empfängt, erzeugt die ODER-Schaltung 66 das Ausgangssignal. Dementsprechend kann der Transistor 68 von EIN nach AUS geschaltet werden, und die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G können von EIN nach AUS geschaltet werden. Wenn das Signal von dem Fotokoppler 65 nicht an die ODER-Schaltung 66 ausgegeben wird und wenn das Stoppsignal der IC 61 nicht von der Batterie-ECU 30 ausgegeben wird, erzeugt die ODER-Schaltung 66 das Ausgangssignal nicht.
  • Wie es oben beschrieben wurde, wird der Transistor 68 sogar in dem Fall ausgeschaltet, in dem die IC 61 das Alarmsignal nicht ausgibt, aber die Batterie-ECU 30 das Stoppsignal der IC 61 ausgibt. Somit können die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G ausgeschaltet werden.
  • Wenn der Betrieb der IC 61 gestoppt wird, wird auf diese Weise die Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 unterbrochen, und somit kann das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt werden. Mit anderen Worten, wenn der Betrieb der IC 61 gestoppt wird, kann verhindert werden, dass die Verbindung zwischen der Batteriepackung 10 und dem Inverter 22 gehalten wird. Somit ist es möglich eine Situation zu verhindern, bei der das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 durchgeführt wird, während die IC 61 nicht betrieben wird und somit die Batteriezelle 11 überladen wird.
  • Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 66 wird nicht nur in die Verzögerungsschaltung 67, sondern auch in die Batterie-ECU 30 eingegeben. Mit anderen Worten, wenn das Alarmsignal von der IC 61 ausgegeben wird, werden diese Informationen auch an die Batterie-ECU 30 übertragen. Auf diese Weise kann die Batterie-ECU 30 auf der Grundlage des überladenen Zustands der Batteriezelle 11 bestätigen, dass die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS geschaltet werden.
  • In dem Fall, in dem das Fahrzeug mit dem Batteriesystem, das in 1 gezeigt ist, ausgerüstet ist und einen Verbrennungsmotor enthält, kann die Batterie-ECU 30 den Verbrennungsmotor durch Empfangen des Ausgangssignals (des Alarmsignals) von der ODER-Schaltung 66 starten. Genauer gesagt, wenn das Ausgangssignal (das Alarmsignal) der ODER-Schaltung 66 in die Batterie-ECU 30 eingegeben wird, gibt die Batterie-ECU 30 Informationen, die von der ODER-Schaltung 66 erhalten werden, an die höhere ECU 34 aus. Dann empfängt die höhere ECU 34 die Informationen von der Batterie-ECU 30 und startet den Verbrennungsmotor. Hier kann der Verbrennungsmotor unter Verwendung des Ausgangs der Batteriepackung 10 gestartet werden.
  • Wenn der Verbrennungsmotor bereits gestartet wurde, kann der Verbrennungsmotor gestartet bleiben, während das Ausgangssignal (das Alarmsignal) der ODER-Schaltung 66 in die Batterie-ECU 30 eingegeben wird. Wenn das Ausgangssignal (das Alarmsignal) der ODER-Schaltung 66 erzeugt wird, werden, wie es oben beschrieben wurde, die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS geschaltet, und das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 wird nicht länger durchgeführt. In diesem Fall kann die Fahrt des Fahrzeugs gesichert werden, indem der Verbrennungsmotor nicht gestoppt wird.
  • In dieser Ausführungsform ist die Verzögerungsschaltung 67 zwischen der ODER-Schaltung 66 und dem Transistor 68 angeordnet. Dementsprechend kann der Verbrennungsmotor durch Eingeben des Ausgangssignals der ODER-Schaltung 66 in die Batterie-ECU 30 gestartet werden, bevor die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G auf der Grundlage des Ausgangs der Verzögerungsschaltung 67 von EIN nach AUS geschaltet werden. Mit anderen Worten, der Verbrennungsmotor kann gestartet werden, bevor das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt wird.
  • Bei einer Konfiguration, bei der die Ausgangsenergie der Batteriepackung 10 verwendet wird, um den Verbrennungsmotor zu starten, kann, wenn das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt wird, bevor der Verbrennungsmotor startet, der Verbrennungsmotor nicht unter Verwendung der Ausgangsenergie der Batteriepackung 10 gestartet werden. Somit muss der Verbrennungsmotor gestartet werden, bevor die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS geschaltet werden, um die Fahrt des Fahrzeugs zu gewährleisten.
  • In dieser Ausführungsform wird eine Zeitdauer, während der der Verbrennungsmotor mit der Ausgangsenergie der Batteriepackung 10 gestartet wird, unter Verwendung der Verzögerungsschaltung 67 gewährleistet. Unter dieser Voraussetzung können die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS geschaltet werden. Auf diese Weise kann das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors sogar dann weiterfahren, wenn das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt wird.
  • Man beachte, dass, wenn eine Energieversorgung (beispielsweise die Hilfsbatterie), die nicht die Batteriepackung 10 ist, verwendet wird, um den Verbrennungsmotor zu starten, auf die Verzögerungsschaltung 67 verzichtet werden kann. Wenn die Energieversorgung, die nicht die Batteriepackung 10 ist, als Energieversorgung für den Start des Verbrennungsmotors verwendet wird, kann der Verbrennungsmotor sogar gestartet werden, nachdem das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt wurde. In diesem Fall gibt es keine Notwendigkeit, den Zeitpunkt des Schaltens der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS zu verzögern, und somit kann auf die Verzögerungsschaltung 67 verzichtet werden.
  • Wenn in dieser Ausführungsform das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 ausgegeben wird, wird das Alarmsignal in der Alarm-Latch-Schaltung 64 gehalten. Mit anderen Worten, nachdem das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 ausgegeben wurde, wird das Signal weiterhin von der Alarm-Latch-Schaltung 64 ausgegeben, und die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G bleiben ausgeschaltet. Wenn die Alarm-Latch-Schaltung 64 nicht vorhanden ist, kann das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 entsprechend dem Spannungswert der Batteriezelle 11 ausgegeben werden, muss aber nicht.
  • 8 enthält Diagramme, die eine Beziehung zwischen dem Ausgang der Alarmbestätigungsschaltung 63 und einem EIN/AUS der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G für eine Konfiguration zeigen, die die Alarm-Latch-Schaltung 64 nicht enthält.
  • Wie es in 8 gezeigt ist, wird entsprechend einem Zustand, in dem der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 den Schwellenwert V_th erreicht, das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 ausgegeben. Wenn das Alarmsignal ausgegeben wird, werden die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von EIN nach AUS geschaltet. Dementsprechend wird das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) nicht länger durchgeführt, und es wird eine Polarisierung der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) eliminiert.
  • Wenn das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) durchgeführt wird, tritt die Polarisierung der Batteriepackung 10 auf, und der Spannungswert der Batteriezelle 11 ändert sich in Bezug auf eine Leerlaufspannung durch eine Spannungsänderung, die der Polarisierung zugeordnet ist. Wenn das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) gestoppt wird, wird die Polarisierung der Batteriezelle 11 eliminiert, und der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 wird um eine Spannungsänderung (ein Spannungsabfall) ΔVb verringert, der der Polarisierung entspricht. Wenn die Polarisierung eliminiert wird, wird der Spannungswert Vb zu der Leerlaufspannung der Batteriezelle 11.
  • Wenn der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 in Verbindung mit der Eliminierung der Polarisierung verringert wird, gibt es einen Fall, in dem Spannungswert Vb kleiner als der Schwellenwert V_th wird. Insbesondere wenn sich die Spannungsänderung ΔVb erhöht, wird der Spannungswert Vb nach der Eliminierung der Polarisierung wahrscheinlicher kleiner als der Schwellenwert V_th.
  • Die Spannungsänderung ΔVb wird durch ein Produkt aus einem Wert des Stroms, der durch die Batteriezelle 11 fließt, und dem Innenwiderstand der Batteriezelle 11 ausgedrückt. Dementsprechend erhöht sich die Spannungsänderung ΔVb, wenn sich der Wert des Stroms, der durch die Batteriezelle 11 fließt (ein Ladungsstrom) erhöht. Außerdem erhöht sich die Spannungsänderung ΔVb, wenn sich der Innenwiderstand der Batteriezelle 11 erhöht. Wenn sich die Temperatur der Batteriezelle 11 verringert, erhöht sich wahrscheinlich der Innenwiderstand der Batteriezelle 11.
  • Wenn der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 in Verbindung mit der Eliminierung der Polarisierung kleiner als der Schwellenwert V_th wird, wird das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 nicht ausgegeben, und der Transistor 68 wird von AUS nach EIN geschaltet. Auf diese Weise wird die Speisung der Erregungsspule 51 ermöglicht, und die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G werden von AUS nach EIN geschaltet.
  • Wenn die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G von AUS nach EIN geschaltet werden, wird das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) wieder aufgenommen. Dementsprechend gibt es einen Fall, in dem der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 erneut größer als der Schwellenwert V_th wird. Wenn der Spannungswert Vb größer als der Schwellenwert V_th wird, werden, wie es oben beschrieben wurde, die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G durch die Stromunterbrechungsschaltung 60 von EIN nach AUS geschaltet.
  • Entsprechend dem obigen Verhalten des Spannungswerts Vb werden die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet. Wenn die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet werden, schreitet die Verschlechterung jedes der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G aufgrund von Abnutzung voran.
  • In dieser Ausführungsform ist jedoch die Alarm-Latch-Schaltung 64 vorhanden. Wenn das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 ausgegeben wird, wird, wie es in 9 gezeigt ist, das Alarmsignal von der Alarm-Latch-Schaltung 64 gehalten. Wenn das Alarmsignal gehalten wird, bleiben die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G ausgeschaltet.
  • Auf diese Weise können durch das Verhalten des Spannungswerts Vb, das in 8 gezeigt ist, die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G daran gehindert werden, wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet zu werden. Da die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G ausgeschaltet bleiben, wird der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 in einem Zustand gehalten, in dem er durch die Spannungsänderung ΔVb verringert ist. Mit anderen Worten, der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 wird bei der Leerlaufspannung gehalten.
  • Zweite Ausführungsform
  • Im Folgenden wird ein Batteriesystem einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform werden dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird nicht detailliert wiederholt. Die folgende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidenden Punkte.
  • In der ersten Ausführungsform wird das Alarmsignal unter Verwendung der Alarm-Latch-Schaltung 64 gehalten. In dieser Ausführungsform ist jedoch die Alarm-Latch-Schaltung 64 nicht vorhanden. Auch in dieser Ausführungsform wird jedoch ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, wenn das Alarmsignal ausgegeben wird, die Ausgabe des Alarmsignals fortgesetzt.
  • In dieser Ausführungsform wird das Alarmsignal, das von Alarmbestätigungsschaltung 63 ausgegeben wird, in den Fotokoppler 65 eingegeben. 10 zeigt die Konfiguration der Alarmbestätigungsschaltung 63 dieser Ausführungsform.
  • Der positive Eingangsanschluss des Komparators 63a und ein Ausgangsanschluss des Komparators 63a sind über einen Widerstand 63d miteinander verbunden. Das heißt, die Alarmbestätigungsschaltung 63 ist eine Hystereseschaltung. In der Konfiguration, die in 10 gezeigt ist, entspricht ein Wert, der durch Teilen einer Ausgangsspannung des Komparators 63a durch die Widerstände 63d, R4 erhalten wird, der Hysterese. Somit kann die Hysterese durch geeignetes Einstellen der Widerstandswerte der Widerstände 63d, R4 eingestellt werden.
  • Außerdem kann der Schwellenwert V_th, der in den Komparator 63a eingegeben wird, durch Teilen des Spannungswerts der Energieversorgung 63b unter Verwendung der Widerstände R3, R4 eingestellt werden. Hier kann die Energieversorgung 63b beispielsweise die Energie der Batteriepackung 10 (der Batteriezelle 11) verwenden.
  • Wenn der Spannungswert Vb der Batteriezelle 11 kleiner als der Schwellenwert (der Spannungswert) V_th ist, wird das Alarmsignal von dem Komparator 63a nicht ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu der Spannungswert Vb größer als der Schwellenwert V_th ist, wird das Alarmsignal von dem Komparator 63a ausgegeben. Wenn das Alarmsignal ausgegeben wird, tritt eine Hysterese auf, und der Spannungswert, der in den positiven Eingangsanschluss des Komparators 63a eingegeben wird, wird durch die Hysterese kleiner als der Schwellenwert V_th.
  • Hier wird der Spannungswert, der in den positiven Eingangsanschluss des Komparators 63a nach dem Auftreten der Hysterese eingegeben wird, als V_hys eingestellt. Eine Differenz zwischen dem Schwellenwert V_th und dem Spannungswert V_hys entspricht der Hysterese.
  • Wie es anhand von 8 beschrieben wurde, wird, wenn das Alarmsignal von der Alarmbestätigungsschaltung 63 ausgegeben wird, das Laden oder Entladen der Batteriepackung 10 gestoppt, und die Polarisierung der Batteriepackung 10 wird eliminiert. Dann wird in Verbindung mit der Eliminierung der Polarisierung der Spannungswert Vb durch die Spannungsänderung ΔVb verringert. Wenn in dieser Ausführungsform das Alarmsignal von dem Komparator 63a ausgegeben wird, wird der Spannungswert, der in den positiven Eingangsanschluss des Komparators 63a eingegeben wird, kleiner als der Schwellenwert V_th.
  • Dementsprechend wird sogar in dem Fall, in dem der Spannungswert Vb in Verbindung mit der Eliminierung der Polarisierung kleiner als der Schwellenwert V_th wird, der Schwellenwert V_th durch die Hysterese verringert, und somit kann das Alarmsignal von dem Komparator 63a weiterhin ausgegeben werden. Genauer gesagt, wenn die Hysterese größer als die Spannungsänderung ΔVb ist, wird der Spannungswert Vb nicht kleiner als der Spannungswert V_hys. Somit kann das Alarmsignal von dem Komparator 63a fortgesetzt ausgegeben werden.
  • Wenn die Spannungsänderung ΔVb im Voraus mittels Experimenten oder Ähnlichem gemessen wird, kann die Hysterese unter Berücksichtigung der gemessenen Spannungsänderung ΔVb bestimmt werden. Genauer gesagt, ein Widerstandswert des Widerstands 63d kann derart eingestellt werden, dass die Hysterese größer als die Spannungsänderung ΔVb wird. Wie es oben beschrieben wurde, wird die Spannungsänderung ΔVb entsprechend dem Wert des Stroms, der durch die Batteriezelle 11 fließt, dem Widerstandswert der Batteriezelle 11 und Ähnlichem geändert.
  • Dementsprechend wird ein möglicher Maximalwert der Spannungsänderung ΔVb im Voraus mittels Experimenten oder Ähnlichem identifiziert, und somit kann eine Hysterese, die größer als die Spannungsänderung ΔVb ist, eingestellt werden. Auf diese Weise kann sogar dann, wenn sich die Spannungsänderung ΔVb ändert wird, das Alarmsignal fortgesetzt von dem Komparator 63a ausgegeben werden.
  • Man beachte, dass anstelle der Konfiguration, die in 10 gezeigt ist, die in 11 gezeigte Konfiguration verwendet werden kann. Die in 10 gezeigte Konfiguration entspricht der in 6 gezeigten Konfiguration, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, und die in 11 gezeigte Konfiguration entspricht der in 7 gezeigten Konfiguration, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. In der Konfiguration, die in 11 gezeigt ist, ist der Kondensator 63c mit der Ausgangsleitung des Komparators 63a verbunden.
  • Hier ist ein Verbindungspunkt des Widerstands 63d mit der Ausgangsleitung des Komparators 63a zwischen dem Ausgangsanschluss des Komparators 63a und dem Verbindungspunkt des Kondensators 63c mit der Ausgangsleitung angeordnet. Gemäß der in 11 gezeigten Konfiguration kann ähnlich wie bei der Konfiguration der 7 das Rauschen, das in dem Ausgangssignal des Komparators 63a enthalten ist, verringert werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann das Alarmsignal durch Ausbilden der Alarmbestätigungsschaltung 63 als Hystereseschaltung fortgesetzt ausgegeben werden. Mit anderen Worten, die Alarmbestätigungsschaltung 63 kann eine Funktion aufweisen, die äquivalent zu derjenigen der Alarm-Latch-Schaltung 64 ist, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Auf diese Weise kann durch Unterdrücken des Verhaltens des Spannungswerts Vb, das in 8 gezeigt ist, verhindert werden, dass die Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G wiederholt zwischen EIN und AUS geschaltet werden. Außerdem kann ein Fortschreiten der Verschlechterung der Systemhauptrelais SMR-B, SMR-G durch Abnutzung verhindert werden.
  • Außerdem kann in dieser Ausführungsform im Vergleich zu der Stromunterbrechungsschaltung 60, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, die Konfiguration der Stromunterbrechungsschaltung 60 durch Weglassen der Alarm-Latch-Schaltung 64 vereinfacht werden, und somit kann die Größe der Stromunterbrechungsschaltung 60 verringert werden.

Claims (10)

  1. Elektrizitätsspeichersystem, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: einen Elektrizitätsspeicherblock, der ein Elektrizitätsspeicherelement zum Durchführen eines Ladens und Entladens enthält; ein Relais, das zwischen einem EIN-Zustand, in dem der Elektrizitätsspeicherblock mit einer Last verbunden ist, und einem AUS-Zustand, in dem eine Verbindung zwischen dem Elektrizitätsspeicherblock und der Last unterbrochen ist, geschaltet wird; eine Steuerung zum Steuern des EIN-Zustands und des AUS-Zustands des Relais; und eine Stromunterbrechungsschaltung zum Schalten des Relais von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand und zum Unterbrechen einer Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks, wobei die Stromunterbrechungsschaltung enthält: eine Alarmschaltung zum Ausgeben eines Alarmsignals, das angibt, dass sich der Elektrizitätsspeicherblock in einem überladenen Zustand befindet, durch Vergleichen eines Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks mit einem Schwellenwert; eine Latch-Schaltung zum Halten des Alarmsignals; und einen Transistor zum Empfangen eines Ausgangssignals der Latch-Schaltung und zum Schalten des Relais von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand.
  2. Elektrizitätsspeichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmschaltung aufweist: einen ersten Komparator zum Erfassen einer Potenzialdifferenz zwischen einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode des Elektrizitätsspeicherblocks; und einen zweiten Komparator zum Vergleichen eines Ausgangs des ersten Komparators mit dem Schwellenwert, der verwendet wird, um den überladenen Zustand zu bestimmen.
  3. Elektrizitätsspeichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmschaltung eine Filterschaltung aufweist, die mit einer Ausgangsleitung des zweiten Komparators verbunden ist.
  4. Elektrizitätsspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromunterbrechungsschaltung einen Fotokoppler aufweist, der zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet ist.
  5. Elektrizitätsspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromunterbrechungsschaltung die Filterschaltung aufweist, die mit einer Leitung zum Verbinden der Alarmschaltung mit dem Elektrizitätsspeicherblock verbunden ist.
  6. Elektrizitätsspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromunterbrechungsschaltung eine Zener-Diode aufweist, deren Kathode mit einem positiven Elektrodenanschluss des Elektrizitätsspeicherblocks verbunden ist und deren Anode mit einem negativen Elektrodenanschluss des Elektrizitätsspeicherblocks verbunden ist.
  7. Elektrizitätsspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrizitätsspeicherblock Energie ausgibt, die für eine Fahrt eines Fahrzeugs in kinetische Energie umgewandelt wird, und Energie zum Starten eines Verbrennungsmotors, der in dem Fahrzeug montiert ist, ausgibt, die Stromunterbrechungsschaltung eine Verzögerungsschaltung aufweist, die zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet ist, und die Steuerung den Verbrennungsmotor startet, wenn sie das Ausgangssignal der Latch-Schaltung empfängt.
  8. Elektrizitätsspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromunterbrechungsschaltung eine ODER-Schaltung aufweist, die zwischen der Latch-Schaltung und dem Transistor angeordnet ist, und die ODER-Schaltung das Ausgangssignal der Latch-Schaltung oder ein Signal, das von der Steuerung ausgegeben wird, um einen Betrieb der Stromunterbrechungsschaltung zu stoppen, empfängt und somit ein Signal zum Schalten des Transistors in einen AUS-Zustand ausgibt.
  9. Elektrizitätsspeichersystem, das aufweist: einen Elektrizitätsspeicherblock, der ein Elektrizitätsspeicherelement zum Durchführen eines Ladens und Entladens enthält; ein Relais, das zwischen einem EIN-Zustand, in dem der Elektrizitätsspeicherblock mit einer Last verbunden ist, und einem AUS-Zustand, in dem eine Verbindung zwischen dem Elektrizitätsspeicherblock und der Last unterbrochen ist, geschaltet wird; eine Steuerung zum Steuern des EIN-Zustands und des AUS-Zustands des Relais; und eine Stromunterbrechungsschaltung zum Schalten des Relais von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand und zum Unterbrechen einer Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks, wobei die Stromunterbrechungsschaltung enthält: eine Alarmschaltung zum Ausgeben eines Alarmsignals, das angibt, dass sich der Elektrizitätsspeicherblock in einem überladenen Zustand befindet, durch Vergleichen eines Spannungswerts des Elektrizitätsspeicherblocks mit einem Schwellenwert; und einen Transistor zum Empfangen eines Ausgangssignals der Alarmschaltung und zum Schalten des Relais von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmschaltung einen Komparator enthält, der eine Hystereseeigenschaft aufweist, die größer als ein Spannungsabfall des Elektrizitätsspeicherblocks nach einem Unterbrechen einer Speisung des Elektrizitätsspeicherblocks ist.
  10. Elektrizitätsspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Elektrizitätsspeicherblöcke elektrisch in Serie geschaltet sind.
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