[发明专利]电池系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2010年6月7日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-129730所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及使用多个电池单元的电池系统。

背景技术

在使用很多个电池单元(例如数百个电池单元)来产生大输出的情况下，采用的是将多个电池组串联连接起来的结构。这样的结构被称为电池系统。电池组是通过将控制器与多个电池单元组装起来而得到的部件。电池组MOD被配置成如图1所示。为电池部BT设置有控制器CNT，在该电池部BT中，多个(例如16个)电池单元(例如锂离子电池)串联连接。控制器CNT将电池部BT中各电池单元的诸如电压、电流和温度等内部状态的信息输出。例如，一个电池组MOD输出16×3.5V＝56V。

另外，如图2所示，N个电池组MOD1～MODN串联连接。电池组MOD1～MODN通过绝缘部IS与接口总线BS相连接。对于各电池组MOD来说，如图1所示，设置有绝缘接口IF以将控制器CNT与外设的接口总线BS连接起来。该绝缘接口IF使电池组MOD与接口总线BS绝缘。图2中所示的绝缘部IS总体上表示电池组MOD1～MODN的绝缘接口IF。

接口总线BS与对整个电池系统进行控制的控制器(下文中称为集成控制器)ICNT相连接。各电池组MOD的控制器CNT与集成控制器ICNT进行通信。也就是说，集成控制器ICNT接收各电池组MOD的内部状态的信息，并且供给和切断对于各电池组MOD的充电电流及放电电流，从而对各电池组MOD的充电及放电进行控制。集成控制器ICNT向负载提供N个电池组MOD的串联连接的输出(N×56V)。例如，当N＝14时，输出为14×56V＝784V。

由于如图2所示N个电池组MOD是串联连接的，因此位于最下侧的电池组MOD1的基准电压为0V，而位于电池组MOD1的上侧的电池组MOD2的基准电压为56V。位于最上侧的电池组MODN的基准电压为56V×(N-1)。例如，当N＝14时，该最上侧的电池组MODN的基准电压为56V×13＝728V。

相关技术的电池系统的具体连接如图3所示。从集成控制器ICNT把输入信号供给至输入端子1。例如，输入信号的高电平(Hi)为+12V，而输入信号的低电平(Lo)为0V。各电池组MOD分别设置有作为绝缘接口IF的光电耦合器IF1～IFN。各电池组MOD例如分别包括有串行的调节器Reg1～RegN。每个光电耦合器IF包括发光二极管以及用于接收来自发光二极管的光的光电晶体管。当输入信号为高电平时，发光二极管发光。将每个电池组MOD的基准电压提供给光电晶体管的发射极。光电晶体管的集电极通过电阻器与各个调节器Reg的输出端子相连接。

调节器Reg根据电池组MOD的电池部BT的电压分别生成向控制器CNT1～CNTN的输入电压(例如，复位电压)。向控制器CNT1～CNTN的直流电压相对于基准电压为+12V。通过晶体管Tr1～TrN分别将调节器Reg1～RegN的输出电压经由输出端子2₁～2_N而取出。输出端子2₁～2_N分别与控制器CNT1～CNTN相连接。

当向输入端子1供给高电平输入信号时，光电耦合器IF1～IFN中的发光二极管发光并且光电晶体管接通。当光电晶体管接通时，晶体管Tr1～TrN接通并且向输出端子2₁～2_N生成高电平输出信号。另一方面，当向输入端子1供给低电平输入信号时，光电耦合器IF1～IFN中的发光二极管不发光并且光电晶体管断开。因为光电晶体管是断开的，所以晶体管Tr1～TrN断开并且向输出端子2₁～2_N生成低电平输出信号。

调节器Reg1从56V的电压中输出12V的电压。因此，当晶体管Tr1接通时，生成Hi＝12V的输出信号，而当晶体管Tr1断开时，生成Lo＝0V的输出信号。在电池组MOD1中，在光电耦合器IF1的输入侧与输出侧之间施加了最高为12V的电压。以类似的方式，在电池组MOD2中，调节器Reg2从56V+56V＝112V的电压中生成12V+56V＝68V的输出。在输出端子2₂上，生成Hi＝12V+56V、Lo＝56V的输出信号。在电池组MOD2中，在光电耦合器IF2的输入侧与输出侧之间施加了最高为68V的电压。