电池系统以及检测方法与流程

1.本公开涉及电池系统以及检测方法。


背景技术：

2.例如，在日本特开2020－145841号公报中公开了电池和测量该电池的物理量的传感器。日本特开2020－145841号公报记载的技术基于该传感器的物理量来判断电池的异常的有无。另外，在日本特开2020－145841号公报中，公开了该传感器的故障的诊断方法。
3.迫切期望使电池的异常检测的精度提高。


技术实现要素：

4.本公开是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于，提供使电池的异常检测的精度提高的技术。
5.本公开涉及的电池系统具备：电池；多个传感器，分别检测电池的参数；以及控制器。在多个传感器的各个传感器中，不会因该传感器异常而导致其余的传感器异常。在多个传感器中的至少2个传感器输出异常值的情况下，控制器判断为电池异常。
6.本公开的检测方法是检测电池系统的异常的检测方法。电池系统具备：电池；和多个传感器，分别检测电池的参数。在多个传感器的各个传感器中，不会因该传感器异常而导致其余的传感器异常。检测方法具备：在多个传感器中的至少2个传感器输出异常值的情况下，判断为电池异常。
7.根据与附图关联理解的本发明所涉及的如下详细说明，本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点将变得清楚。
附图说明
8.图1是表示本实施方式的电池系统的构成例的图。
9.图2是表示电池组以及控制器等的图。
10.图3是控制器的功能框图。
11.图4是表示控制器的处理的流程图。
12.图5是表示电池组以及控制器等的图。
具体实施方式
13.以下，参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。其中，对附图中相同或者相当的部分标注相同附图标记，不重复其说明。
14.[本实施方式]
[0015]
图1是表示本实施方式的电池系统100的构成例的图。电池系统100具备电池组50、多个传感器、控制器80以及1个以上的继电器90。多个传感器由电压传感器11、第1温度传感器31以及第2温度传感器32构成。
[0016]
在图1的例子中，电池系统100具有3个继电器90。继电器90的一端与负载150连接。另外，继电器90的另一端与电池组50连接。另外，控制器80与上位控制器160连接。
[0017]
电池组50由1个以上的单电池5(cell)构成。在图1的例子中，电池组50通过串联连接1个以上的单电池5而构成。电池组50与本公开的“电池”对应。
[0018]
电压传感器11检测构成电池组50的1个以上的单电池5各自的电压值。第1温度传感器31检测电池组50的第1位置的温度。第2温度传感器32检测电池组50的第2位置的温度。电压值、第1位置的温度以及第2位置的温度被输出至控制器80。第1位置的温度亦称为“第1温度”，第2位置的温度亦称为“第2温度”。
[0019]
电压值、第1温度以及第2温度与本公开的“参数”对应。这样，多个传感器(在本实施方式中为电压传感器11、第1温度传感器31以及第2温度传感器32)的每个检测电池组50的参数。控制器80使用该参数来执行规定的处理。规定的处理例如包括单电池5的阻抗的计算处理等。
[0020]
电压传感器11、第1温度传感器31以及第2温度传感器32相互独立配置。这里，“独立”是指在多个传感器的各个传感器中不会因该传感器发生故障而导致其余的传感器发生故障。关于“故障”将后述。另外，“传感器的故障”亦称为“传感器的异常”。
[0021]
在本实施方式中，第1温度传感器31和第2温度传感器32不会因电压传感器11故障而发生故障。另外，电压传感器11和第2温度传感器32不会因第1温度传感器31故障而发生故障。电压传感器11和第1温度传感器31不会因第2温度传感器32故障而发生故障。
[0022]
作为各传感器的独立的手法的一个例子，将各传感器的检测元件(检测构件)收纳于单独的壳体。例如，对于第1温度传感器31和第2温度传感器32而言，作为检测元件的热敏电阻分别被收纳于不同的壳体。此外，如上述那样，对于电压传感器11而言，多个单独电压传感器(未图示)被收纳于1个壳体。单独电压传感器是测定1个单电池5的电压的传感器。因此，在本实施方式中，多个单独电压传感器能够不独立。
[0023]
如后述那样，控制器80基于电压值、第1温度以及第2温度来检测单电池5的异常以及电压传感器11的故障。单电池5的异常例如是单电池5的过度的温度上升。另外，单电池5的异常可以包括因单电池5的过度的温度上升引起的热向其他单电池传递。
[0024]
另外，控制器80对于继电器90发送控制信号。控制信号是用于接通继电器90(闭合继电器90)以及断开继电器90(打开继电器90)的信号。另外，控制器80对于上位控制器160发送通知信号。
[0025]
控制器80具有cpu(central processing unit)81和存储器82作为主要的构件。存储器82例如具有rom(read only memory)和ram(random access memory)。在rom储存cpu81执行的程序。ram暂时储存通过cpu81中的程序的执行而生成的数据等。控制器80亦被称为控制电路。
[0026]
图2是表示电池组50和控制器80等的图。如上述那样，作为单电池5的异常，单电池5的温度可能过度上升。控制器80可能因这样的温度上升而损伤。鉴于此，在本实施方式中，配置为减少因电池异常(例如单电池5的温度上升)对控制器80造成的影响。在图2的例子中，在电池组50与控制器80之间设置有使该影响减少的减少部件。在图2的例子中，减少部件是屏障200。屏障200的材料例如是高阻燃性树脂，若基于ul94标准则优选v－0以上的等级。通过设置有这样的屏障200，能够减少因单电池5的异常对控制器80造成的影响。
[0027]
图3是控制器80的功能框图。控制器80具有取得部102、判断部104、输出部106以及存储部108。取得部102取得来自电压传感器11的电压值、来自第1温度传感器31的第1温度以及来自第2温度传感器32的第2温度。
[0028]
由取得部102取得的电压值、第1温度以及第2温度被输出至判断部104。判断部104基于电压值、第1温度以及第2温度来检测电池组50的异常以及电压传感器11的故障。
[0029]
这里，对电池组50的异常以及电压传感器11的故障进行说明。对电压值、第1温度以及第2温度分别规定有正常范围以及异常范围。电压值、第1温度以及第2温度各自的正常范围以及异常范围被存储于存储部108。属于异常范围的电压值以及第1温度、第2温度亦被称为“异常值”。另外，属于正常范围的电压值以及第1温度、第2温度亦被称为“正常值”。
[0030]
另外，电压传感器11可能发生故障。这里，“电压传感器11的故障”是指尽管电池组50正常(未发生电池组50的异常)但电压传感器11输出异常值。电压传感器11的故障的原因例如是电压传感器11的内部的断线、磨损以及劣化等。
[0031]
这里，在电压传感器输出异常值的状况中存在以下的第1状况以及第2状况。第1状况是指由于发生电池组50的异常所以电压传感器11输出异常值这一状况。第2状况是指尽管电池组50正常(尽管未发生电池组50的异常)但由于电压传感器11发生故障所以该发生了故障的电压传感器11输出异常值这一状况。
[0032]
优选在第1状况的情况下、即在发生了电池组50的异常的情况下，电池系统100执行电池组50的输出的紧急停止等。然而，在第2状况的情况下，由于未发生电池组50的异常，所以电池系统100不需要执行该紧急停止。
[0033]
在比较例的电池系统(例如上述的日本特开2020－145841号公报的电池系统)中，当电压传感器输出异常值的情况下，无论第1状况以及第2状况均判断为发生了电池组的异常。因此，在比较例的电池系统中，即便在第2状况的情况下也检测为电池组的异常。这样，在比较例的电池系统中，电池的异常检测的精度低。因此，在比较例的电池系统中，存在执行不必要的紧急停止的情况。
[0034]
鉴于此，在本实施方式的电池系统100中，通过以下那样的手法来使电池组50的异常检测的精度提高。在判断部104判断为电压传感器11输出异常值的情况下，对其他传感器(即，第1温度传感器31以及第2温度传感器32)检测到的参数是否为异常值进行判断。
[0035]
在电压传感器11输出异常值的情况下，当其他传感器也输出异常值时，电池组50发生异常的可能性高(是上述的第1状况的可能性高)。因此，该情况下，控制器80判断为发生了电池组50的异常。
[0036]
另一方面，存在虽然电压传感器11输出异常值、但其他传感器未输出异常值的情况。该情况下，由于电压传感器11发生故障的可能性高，所以控制器80判断为电压传感器11发生故障。
[0037]
即，在多个传感器中的至少2个传感器输出异常值的情况下(在第1温度传感器31以及第2温度传感器32中的至少一方和电压传感器11输出异常值的情况下)，判断部104判断为电池组50异常(例如单电池5的过度的温度上升)。
[0038]
另外，在多个传感器中的1个传感器(即，电压传感器11)输出异常值的情况下，判断部104判断为该1个传感器异常(故障)。
[0039]
电池系统100执行与判断结果对应的处理。在判断结果是电池组50的异常的情况
下，电池系统100执行第1处理。第1处理例如包括电池组50的充电或者放电的紧急停止、或者向上位控制器160的通知中的至少一方。
[0040]
具体而言，在判断结果是电池组50的异常的情况下，输出部106对于上位控制器160输出通知信号。通知信号是表示为发生了电池组50的异常的信号。上位控制器160若接收到该通知信号，则执行搭载有电池系统100的设备(例如车辆)的紧急停止。另外，上位控制器160对于该设备的用户通知发生了电池组50的异常。另外，输出部106通过使全部的继电器90处于断开状态来使电池组50的充电或者放电紧急停止。
[0041]
另外，在判断结果是电压传感器11的故障的情况下，电池系统100执行第2处理。第2处理包括电池组50的充电或者放电的抑制和来自电压传感器11的电压值的废弃。
[0042]
具体而言，在判断结果是电压传感器11的故障的情况下，控制器80不使用来自该电压传感器11的电压值(将电压值废弃)，而使用来自其他传感器(即，第1温度传感器31以及第2温度传感器32)的参数(第1温度以及第2温度)来执行与电池组50相关的处理(例如计算电池组50的阻抗的处理)。另外，输出部106通过对于全部的继电器90的至少一部分继电器90输出控制信号来执行电池组50的充电或者放电的抑制。
[0043]
图4是表示控制器80的处理的流程图。由控制器80每隔规定期间(例如0.1秒)执行图4的处理。在步骤s2中，控制器80对电压传感器11是否输出了异常值进行判断。在电压传感器11未输出异常值(输出正常值)的情况下(在步骤s2中为“否”)，处理结束。
[0044]
另一方面，在步骤s2中，当电压传感器11输出异常值的情况下(在步骤s2中为“是”)，处理进入至步骤s4。在步骤s4中，对其余的传感器(即，第1温度传感器31以及第2温度传感器32)中是否存在输出异常值的传感器进行判断。
[0045]
在步骤s4中，当判断为其余的传感器中存在输出异常值的传感器的情况下(在步骤s4中为“是”)，在步骤s6中，控制器80判断为电池组50异常。另一方面，在步骤s4中，当判断为其余的传感器中不存在输出异常值的传感器的情况下(在步骤s4中为“否”)，在步骤s8中，控制器80判断为电压传感器11异常(电压传感器11发生故障)。
[0046]
[其他实施方式]
[0047]
(1)图5是用于对使因电池组50的异常(例如单电池5的过度的温度上升)对控制器80造成的影响减少的其他手法进行说明的图。在图5的例子中，示出了不设置屏障200而确保了电池组50与控制器80的物理距离l的结构。通过电池组50与控制器80是分离物理距离l的结构，也能够减少因单电池5的异常对控制器80造成的影响。
[0048]
另外，屏障200或者物理距离l可以构成为能够将控制器80保护第1规定时间不受因电池组50的异常引起的二次损伤。这里，第1规定间例如是从发生了电池组50的异常时起到至少2个以上的传感器因电池组50的异常而异常时为止的时间。
[0049]
(2)在图4的例子中，对控制器80在步骤s2中判断为“是”之后立刻执行步骤s4的处理的结构进行了说明。然而，也可以在步骤s2中判断为“是”之后经过了第2规定时间(例如几秒～1小时)后执行步骤s4的处理。
[0050]
(3)另外，在上述的例子中，示出了装备有电压传感器11以及温度传感器的结构。然而，电池系统100可以具备其他传感器。其他传感器例如可以是电流传感器、压力传感器以及气体检测传感器中的至少1个。电流传感器检测电池组50的电流值作为参数。压力传感器检测电池组50的(单电池5)的内压作为参数。气体检测传感器检测从电池组50产生的气
体的浓度或者该气体的有无作为参数。
[0051]
(4)以下，在步骤s2中对是否输出了异常值进行判断的传感器亦被称为“第1传感器”，在步骤s4中对是否输出了异常值进行判断的传感器亦被称为“第2传感器”。在本实施方式中，规定为第1传感器是电压传感器11，第2传感器是第1温度传感器31以及第2温度传感器32。该规定基于“第1传感器比第2传感器容易产生异常”这一前提。即，优选基于该前提来规定第1传感器以及第2传感器。
[0052]
对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在全部的点上都是例示而非限制性的。本发明的范围由技术方案的范围示出，意在包括与技术方案的范围等同的含义以及范围内的全部变更。

技术特征：
1.一种电池系统，其特征在于，具备：电池；多个传感器，分别检测所述电池的参数；以及控制器，在所述多个传感器的各个传感器中，不会因该传感器异常而导致其余的传感器异常，在所述多个传感器中的至少2个传感器输出异常值的情况下，所述控制器判断为所述电池异常。2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，在所述多个传感器中的1个传感器输出异常值的情况下，所述控制器判断为该1个传感器异常。3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其特征在于，所述控制器被配置为减少因所述电池的异常对该控制器造成的影响。4.一种检测方法，检测电池系统的异常，其特征在于，所述电池系统具备：电池；和多个传感器，分别检测所述电池的参数，在所述多个传感器的各个传感器中，不会因该传感器异常而导致其余的传感器异常，所述检测方法具备：在所述多个传感器中的至少2个传感器输出异常值的情况下，判断为所述电池异常。

技术总结
本申请涉及电池系统以及检测方法，该电池系统具备：电池组；控制器；以及作为多个传感器的电压传感器、第1温度传感器以及第2温度传感器，分别检测电池的参数。在多个传感器的各个传感器中，不会因该传感器异常而导致其余的传感器异常。在多个传感器中的至少2个传感器输出异常值的情况下，控制器判断为电池组异常。控制器判断为电池组异常。控制器判断为电池组异常。


技术研发人员：矢野准也
受保护的技术使用者：泰星能源解决方案有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/20