Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством



Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством
Система управления аккумуляторной батареей и система управления транспортным средством

 


Владельцы патента RU 2627240:

Ниссан Мотор Ко., Лтд. (JP)
Хитачи Аутомотив Системс, Лтд. (JP)

Использование – в области электротехники. Технический результат – обеспечение достоверности решения о приведении в действие взрывозащитного механизма в батарейной установке. Представлена система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей, оснащенной взрывозащитным механизмом для прерывания электрического тока при переходе батареи в состояние избыточной зарядки, и управляющая состояниями батареи. Система содержит: датчик напряжения элементов, который обнаруживает напряжение элементов батареи; накопитель, в котором хранится информация, касающаяся состояний батареи; блок принятия решений об избыточной зарядке, который принимает решение о том, находится ли батарея в состоянии избыточной зарядки; блок управления накопителем, который отдает накопителю команду сохранения информации об избыточной зарядке, касающейся состояния избыточной зарядки батареи, когда блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки; и блок принятия решений о взрывозащите, который принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске системы управления аккумуляторной батареей в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, является более низким, чем заданное нижнее предельное значение. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе управления аккумуляторной батареей и системе управления транспортным средством.

Уровень техники

Из уровня техники известны взрывозащитные механизмы, которые прерывают электрический ток, поступающий в герметичную вторичную батарею в случае ее избыточной зарядки, приводящей к повышению внутреннего давления, чтобы предотвратить дальнейшее повышение внутреннего давления. Например, в патентном документе описан взрывозащитный механизм, имеющий мембрану, которая выворачивается при повышении внутреннего давления, разрывая соединение внутри батареи и тем самым прерывая электрический ток.

Список процитированных материалов

Патентная литература

Патентный документ 1: публикация выложенной японской заявки №2004-134204

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

После того как в батарее с установленным взрывозащитным механизмом, таким как описан выше, приведен в действие взрывозащитный механизм, она должна быть изолирована от других батарей, взрывозащитные механизмы которых не были приведены в действие, и с этой изолированной батареей требуется обращаться оптимальным образом. Это означает, что необходимо иметь возможность надежно определять, что в батарейной установке, сконфигурированной из батарей этого типа, был приведен в действие взрывозащитный механизм.

Согласно первой особенности настоящего изобретения в систему управления аккумуляторной батареей, соединенную с батареей, оснащенной взрывозащитным механизмом для прерывания электрического тока при переходе батареи в состояние избыточной зарядки, и управляющую состояниями батареи, входит датчик напряжения элементов, который обнаруживает напряжение элементов батареи; накопитель, в котором хранится информация, касающаяся состояний батареи; блок принятия решений об избыточной зарядке, который принимает решение о том, находится ли батарея в состоянии избыточной зарядки; блок управления накопителем, который отдает накопителю команду сохранения информации об избыточной зарядке, касающейся состояния избыточной зарядки батареи, когда блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки; и блок принятия решений о взрывозащите, который принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске системы управления аккумуляторной батареей в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, является более низким, чем заданное нижнее предельное значение.

Согласно второй особенности настоящего изобретения в систему управления аккумуляторной батареей согласно первой особенности предпочтительно дополнительно входит блок обнаружения отказов, который обнаруживает отказ в датчике напряжения элементов; и блок принятия решений о взрывозащите также принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске системы управления аккумуляторной батареей в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а блок обнаружения отказов обнаружил отказ в датчике напряжения элементов.

Согласно третьей особенности настоящего изобретения в систему управления аккумуляторной батареей согласно первой или второй особенности предпочтительно дополнительно входит расчетчик состояния заряда (СЗ), который рассчитывает значение СЗ батареи; и блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки, если напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, равно или превышает заданное напряжение избыточной зарядки, а значение СЗ, рассчитанное расчетчиком СЗ, равно или превышает заданное СЗ при избыточной зарядке.

Согласно четвертой особенности настоящего изобретения в системе управления аккумуляторной батареей согласно третьей особенности блок принятия решений об избыточной зарядке предпочтительно принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки, если состояние, при котором напряжение элемента равно или превышает напряжение избыточной зарядки, сохраняется в течение промежутка времени, равного или превышающего заданный промежуток времени, а значение СЗ, рассчитанное расчетчиком СЗ, равно или превышает заданное СЗ при избыточной зарядке.

Согласно пятой особенности настоящего изобретения в системе управления аккумуляторной батареей согласно с первой по четвертую особенности информация об избыточной зарядке, предпочтительно хранящаяся в накопителе при запуске системы управления аккумуляторной батареей, аннулируется, если блок принятия решений о взрывозащите принимает решение о том, что взрывозащитный механизм не был приведен в действие.

Согласно шестой особенности настоящего изобретения в систему управления транспортным средством входит система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей, оснащенной взрывозащитным механизмом для прерывания электрического тока при переходе батареи в состояние избыточной зарядки, и управляющая состояниями батареи; блок управления транспортным средством, соединенный с системой управления аккумуляторной батареей и управляющий режимами движения транспортного средства, при этом в систему управления аккумуляторной батареей входит датчик напряжения элементов, который обнаруживает напряжение элементов батареи, накопитель, в котором хранится информация, касающаяся состояний батареи, блок принятия решений об избыточной зарядке, который принимает решение о том, находится ли батарея в состоянии избыточной зарядки, и блок управления накопителем, который отдает накопителю команду сохранения информации об избыточной зарядке, касающейся состояния избыточной зарядки батареи, когда блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки; и блок управления транспортным средством принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске транспортного средства в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, является более низким, чем заданное нижнее предельное значение.

Полезные результаты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением может приниматься достоверное решение о приведении в действие взрывозащитного механизма в батарейной установке из батарей, оснащенных взрывозащитным механизмом.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематически показана конфигурация батарейной установки 100, в которую входит система 120 управления аккумуляторной батареей согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и периферийные устройства,

на фиг. 2 показана компоновка схемы блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи,

на фиг. 3 проиллюстрирован один из примеров взрывозащитного механизма, который может быть установлен в элементе 111 аккумуляторной батареи,

на фиг. 4 показана блок-схема блоков управления в устройстве 150 управления смонтированной батареей, которые участвуют в принятии решения о приведении в действие взрывозащитного механизма,

на фиг. 5 показана блок-схема шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения,

на фиг. 6 показан график, иллюстрирующий один из примеров информации об избыточной зарядке,

на фиг. 7 показана блок-схема шагов обработки с целью приведения в действие взрывозащитного механизма согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения,

на фиг. 8 показана блок-схема шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения,

на фиг. 9 показана блок-схема шагов обработки с целью приведения в действие взрывозащитного механизма согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления

Первый вариант осуществления

Далее со ссылкой на чертежи описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Осуществление настоящего изобретения рассмотрено на примере применения в батарейной установке, обеспечивающей источник питания в гибридном электромобиле (HEV).

Кроме того, хотя в описании предполагается, что настоящее изобретение применяется в сочетании с ионно-литиевыми аккумуляторными батареями, оно может применяться в сочетании с никель-водородными аккумуляторными батареями, свинцово-кислотными аккумуляторными батареями, электрическими двухслойными конденсаторами или гибридными конденсаторами. Следует отметить, что, хотя батарея в описанном далее варианте осуществления собрана путем последовательного соединения элементов, вместо этого батарея может быть собрана путем последовательного соединения групп элементов, каждая из которых образована параллельно соединенными элементами, или батарея может быть собрана путем параллельного соединения групп элементов, каждая из которых образована последовательно соединенными элементами. В качестве альтернативы, смонтированная батарея может состоять из одного элемента.

На фиг. 1 схематически показана конфигурация батарейной установки 100, в которую входит система 120 управления аккумуляторной батареей согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и периферийные устройства. Батарейная установка 100 соединена с инвертором 400 посредством реле 300 и 310. Батарейная установка 100 содержит смонтированную батарею 110 и систему 120 управления аккумуляторной батареей. Система 120 управления аккумуляторной батареей содержит блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, датчик 130 тока, датчик 140 напряжения, устройство 150 управления смонтированной батареей и накопитель 180.

Смонтированная батарея 110 собрана путем последовательного соединения групп 112а и 112b элементов, каждая из которых образована множеством элементов 111. Блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, которые соответственно соединены с группами 112а и 112b элементов, определяют напряжения (напряжения отдельных элементов) и температуры отдельных элементов 111 из соответствующих групп элементов и по каналам 160 передачи сигналов и посредством изоляционных элементов 170 передают устройству 150 управления смонтированной батареей сигналы, отображающие полученные результаты. Следует отметить, что изоляционные элементы 170 могут быть образованы, например, оптронными парами.

Датчик 130 тока обнаруживает ток, протекающий через смонтированную батарею 110, и измеряет его значение. Датчик 140 напряжения обнаруживает напряжение смонтированной батареи 110, т.е. напряжение, отображающее общую сумму напряжений элементов 111 батареи, последовательно соединенных в смонтированной батарее 110.

Устройство 150 управления смонтированной батареей определяет напряжения и температуры отдельных элементов 111 на основании сигналов, поступающих от блоков 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Кроме того, в него по отдельности поступают измеренные значения тока, протекающего через смонтированную батарею 110, от датчика 130 тока, и суммарное значение напряжения смонтированной батареи 110 от датчика 140 напряжения. Устройство 150 управления смонтированной батареей определяет состояния смонтированной батареи 110 на основании полученной таким способом информации. Полученные результаты, отображающие состояния смонтированной батареи 110, определенные устройством 150 управления смонтированной батареей, передаются блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи.

Смонтированная батарея 110 состоит из одного элемента 111, способного накапливать и высвобождать электроэнергию (способного заряжаться/разряжаться мощностью постоянного тока) или собрана путем последовательного электрического соединения множества элементов 111. Для облегчения управления и регулирования состояний элементов 111, образующих смонтированную батарею 110, элементы 111 поделены на группы, каждая из которых состоит из заданного числа элементов. Элементы 111 в каждой группе последовательно электрически соединены и образуют группу 112а или 112b элементов. Следует отметить, что все группы 112 элементов могут состоять из одинакового числа элементов 111, или число элементов 111 в заданной группе 112 может отличаться от числа элементов 111 в другой группе 112. Для простоты при описании осуществления изобретения предполагается, что группы 112а и 112b элементов, каждая из которых сформирована путем последовательного электрического соединения четырех элементов 111, последовательно электрически соединены смонтированной батарее 110, имеющей в общей сложности восемь элементов 111, как показано на фиг. 1.

Следует отметить, что каждый из элементов 111 смонтированной батареи 110 содержит установленный в нем взрывозащитный механизм для предотвращения дальнейшего повышения внутреннего давления путем прерывания электрического тока в случае избыточной зарядки батареи и повышения внутреннего давления. Этот взрывозащитный механизм подробно описан далее.

Далее описан способ связи, используемый, чтобы обеспечить связь устройства 150 управления смонтированной батареей с блоками 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи последовательно соединены в порядке, соответствующем порядку, в котором происходит снижение потенциалов контролируемых ими групп 112а и 112b элементов, соответственно. Сигнал, поступающий от устройства 150 управления смонтированной батареей, посредством изоляционного элемента 170 и по каналу 160 передачи сигналов поступает в блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Выходной сигнал блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи по каналу 160 передачи сигналов поступает в блок 12lb управления элементами аккумуляторной батареи. Выходной сигнал блока 121b управления элементами аккумуляторной батареи низшего порядка посредством изоляционного элемента 170 и по каналу 160 передачи сигналов передается устройству 150 управления смонтированной батареей. Следует отметить, что, хотя между блоком 121а управления элементами аккумуляторной батареи и блоком 121b управления элементами аккумуляторной батареи отсутствует изоляционный элемент, блоки управления элементами аккумуляторной батареи также могут обмениваться сигналами посредством изоляционного элемента.

Накопителем 180 является запоминающий элемент, способный считывать и записывать различного рода информацию под управлением устройства 150 управления смонтированной батареей. Накопитель 180 может быть сконфигурирован, например, в виде энергонезависимой среды для записи, такой как ЭСППЗУ (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), или флэш-памяти. В накопителе 180 накапливается и хранится различного рода информация, касающаяся состояний отдельных элементов 111, образующих смонтированную батарею 110, которая требуется устройству 150 управления для управления смонтированной батареей 110. Например, в накопителе 180 хранится информация, касающаяся состояния заряда (СЗ) каждого элемента 111, информация, касающаяся внутреннего сопротивления в каждом элементе 111, и т.п.

Устройство 150 управления смонтированной батареей выполняет шаги обработки и арифметические операции различных типов с целью управления смонтированной батарей 110 путем использования информации, по отдельности принимаемой от блоков 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, датчика 130 тока, датчика 140 напряжения и блока 200 управления транспортным средством, информации, хранящейся в накопителе 180, и т.п. Например, оно выполняет арифметическую операцию с целью определения состояния заряда и состояния исправности каждого из элементов 111, образующих смонтированную батарею 110, арифметическую операцию с целью определения допустимой мощности, которой может заряжаться/разряжаться смонтированная батарея 110, и принятия решения о наличии неисправности у смонтированной батареи 110 и арифметическую операцию с целью регулирования величины зарядки/разрядки смонтированной батареи 110. Затем на основании результатов арифметических операций оно передает информацию, необходимую для управления смонтированной батарей 110, блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Следует отметить, что, поскольку устройство 150 управления смонтированной батареей и блок 200 управления транспортным средством подсоединены к бортовой сети связи транспортного средства, известной как CAN (локальная сеть контроллеров), они способны обмениваться информацией друг с другом по сети.

В случае избыточно зарядки одного из элементов 111 смонтированной батареи 110 устройство 150 управления смонтированной батареей сохраняет в накопителе 180 конкретную информацию об избыточной зарядке, соответствующую конкретному элементу 111. Затем при очередном запуске транспортного средства на основании информации об избыточной зарядке, сохраненной в накопителе 180, принимается решение о том, был ли приведен в действие взрывозащитный механизм элемента 111 аккумуляторной батареи. Путем шагов обработки, выполняемых устройством 150 управления смонтированной батареей, как описано выше, в системе 120 управления аккумуляторной батареей принимается решение о приведении в действие взрывозащитного механизма смонтированной батареи 110.

Блок 200 управления транспортным средством управляет инвертором 400, соединенным с батарейной установкой 100 посредством реле 300 и 310, путем использования информации, поступающей в него от устройства 150 управления смонтированной батареей. Когда транспортное средство находится в движении, батарейная установка 100 соединена с инвертором 400. Инвертор 400 приводит в действие двигатель-генератор 410 с помощью энергии, накопленной в смонтированной батарее 110 батарейной установки 100.

При запуске и начале движения транспортного средства, оснащенного батарейной установкой 100, батарейная установка 100 соединяется с инвертором 400 под управлением, осуществляемым блоком 200 управления транспортным средством. Затем инвертор 400 использует энергию, накопленную в смонтированной батарее 110, для приведения в действие двигателя-генератора 410. С другой стороны, при работе в рекуперативном режиме смонтированная батарея 110 заряжается мощностью, генерируемой двигателем-генератором 410.

При соединении батарейной установки 100 с зарядным устройством 420 посредством реле 320 и 330 смонтированная батарея 110 заряжается зарядным током, поступающим от зарядного устройства 420, до достижения заданного состояния. Энергия, накопленная в смонтированной батарее 110 в результате операции зарядки, используется для обеспечения движения транспортного средства в следующий раз, а также для обеспечения работы электрических компонентов и т.п., установленных снаружи и внутри транспортного средства. Кроме того, при необходимости энергия может использоваться внешней системой энергоснабжения, одним из типичных примеров которой является бытовая система энергоснабжения. Следует отметить, что зарядное устройство 420 установлено во внешней системе энергоснабжения, типичные примеры которой включают бытовую систему энергоснабжения и общедоступную зарядную станцию. При подсоединении транспортного средства, оснащенного батарейной установкой 100, к любой из этих систем энергоснабжения происходит подсоединение батарейной установки 100 и зарядного устройства 420 на основании информация, поступающей от блока 200 управления транспортным средством.

На фиг. 2 показана компоновка схемы блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Как показано на фиг. 2, блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи содержит датчик 122 напряжения, схему 123 управления, схему 124 ввода-вывода сигналов и датчик 125 температуры. Следует отметить, что блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи и блок 121b управления элементами аккумуляторной батареи на фиг. 1 имеют одинаковую компоновку схем. По этой причине на фиг. 2 в качестве наглядного примера показана только компоновка схемы блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи.

Датчик 122 напряжения измеряет напряжение элементов 111 (напряжение каждого элемента батареи). Схема 123 управления принимает результаты измерений от датчика 122 напряжения и датчика 125 температуры и передает их устройству 150 управления смонтированной батареей посредством схемы 124 ввода-вывода сигналов. Следует отметить, что, хотя это не показано на фиг. 2, блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи содержит известный из техники уравнительный схемный элемент, который используется для сведения к минимуму расхождения в напряжениях и состояниях заряда отдельных элементов 111, относимого на счет саморазряда, различий в уровне потребляемого тока и т.п. Работой этой схемой управляет схема 123 управления.

Показанный на фиг. 2 датчик 125 температуры измеряет температуру в группе 112а элементов. Датчик 125 температуры измеряет единую температуру для всей группы 112а элементов и использует измеренную таким способом температуру в качестве типичного значения температуры отдельных элементов 111, образующих группу 112а. Результаты измерения температуры, получаемые датчиком 125 температуры, используются для арифметических операций различного типа, выполняемых в устройстве 150 управления смонтированной батареей с целью определения состояний элементов 111, группы 112а и элементов и смонтированной батареи 110. Температуру, измеренную датчиком 125 температуры, используют в качестве температуры отдельных элементов 111 группы 112а, а также в качестве температуры группы 112а элементов. Кроме того, устройство 150 управления смонтированной батареей может определять температуру смонтированной батареи 110, например, путем усреднения температуры группы 112а элементов, измеренной датчиком 125 температуры в блоке 121а управления элементами аккумуляторной батареи, температуры группы 112b элементов, измеренной датчиком 125 температуры в блоке 121b управления элементами аккумуляторной батареи.

Следует отметить, что на фиг. 2 показан один датчик 125 температуры, установленный в блоке 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим примером, и каждому элементу 111 может соответствовать датчик 125 температуры для измерения температуры конкретного элемента 111, чтобы устройство 150 управления смонтированной батареей выполняло арифметические операции различного типа на основании результатов измерений, соответствующих отдельным элементам аккумуляторной батареи. Тем не менее, следует иметь в виду, что при увеличении числа датчиков 125 температуры усложняется структура блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи. В качестве дополнительной альтернативы, может быть предусмотрен единственный датчик 125 температуры для всей смонтированной батареи 110.

Следует отметить, что, хотя датчик 125 температуры схематически представлен на фиг. 2 отдельным блоком, в реальной конфигурации датчик температуры смонтирован вместе с группой 112а элементов, т.е. объектом измерений температуры, и этот датчик температуры выводит информацию о температуре в виде сигнала напряжения. Схема 123 управления выполняет арифметическую операцию с целью определения температуры группы 112а элементов на основании сигнала напряжения, в результате чего получают результаты измерения температуры группы 112а элементов. Результаты измерения температуры, полученные путем выполнения арифметической операции схемой 123 управления, передаются схеме 124 ввода-вывода сигналов, которая в свою очередь передает их получателю вне блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Функция, обеспечивающая этот поток операций, включена в блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи в качестве датчика 125 температуры. Следует отметить, что сигнал напряжения, поступающий от датчика температуры, также может измеряться датчиком 122 напряжения.

Далее описан взрывозащитный механизм, установленный в каждом элементе 111 смонтированной батареи 110. На фиг. 3 проиллюстрирован один из примеров взрывозащитного механизма, предусмотренного в элементе 111 аккумуляторной батареи. Показанный на фиг. 3 элемент 111 имеет группу 11 соединения обмоток электродов 11, помещающуюся в центральной части корпуса 10 элемента. Над группой 11 соединения обмоток электродов расположена чашевидная мембрана 2, плоский тороидальный разветвитель 4, положительная свинцовая пластина 12, токосъемное кольцо 14 положительного электрода, положительный свинцовый компонент 16 и верхняя крышка 20. Края окружности верхней крышки 20 плотно прикреплены к корпусу 10 элемента посредством прокладки 13.

Между мембраной 2 и положительной свинцовой пластиной 12 находится соединительная пластина с выступающим участком посередине. Верхняя поверхность выступающего участка соединительной пластины и нижняя поверхность в центральной области мембраны 2, между которыми зажат разветвитель 4, проходящий вдоль мембраны 2, электрически и механически соединены путем сварки сопротивлением. Область мембраны 2, вдоль которой проходит разветвитель 4, и разветвитель 4 находятся внутри токосъемного кольца 14 положительного электрода.

Когда происходит избыточная зарядка элемента 111, и внутреннее давление достигает конкретного уровня, мембрана 2 выворачивается в сторону верхней крышки 20, в результате чего разрывается соединительная пластина, и прерывается электрический ток, протекающий через элемент 111. Этим способом приводится в действие взрывозащитный механизм в элементе 111 аккумуляторной батареи. Взрывозащитный механизм, такой как описан выше, предложен в патентном документе 1 (публикация выложенной японской заявки №2004-134204).

Следует отметить, что взрывозащитный механизм в элементе 111 не ограничен описанным выше механизмом. В частности, элемент 111 может содержать любой взрывозащитный механизм при условии, что он способен предотвращать дальнейшее повышение внутреннего давления путем прерывания тока, протекающего через элемент 111 после его избыточной зарядки и начала повышения внутреннего давления.

Далее описано принятие решения о приведении в действие взрывозащитного механизма смонтированной батареи 110. Устройство 150 управления смонтированной батареей принимает решение о приведении в действие взрывозащитного механизма смонтированной батареи 110 путем выполнения описанных выше шагов обработки. В частности, как только происходит избыточная зарядка какого-либо элемента 111 смонтированной батареи 110, в накопителе 180 сохраняется информация об избыточной зарядке, соответствующая конкретному элементу 111. Кроме того, если при запуске транспортного средства в накопителе 180 хранится информация об избыточной зарядке, на основании информации об избыточной зарядке определяется элемент 111, достигший состояния избыточной зарядки, и принимается решение о том, был ли приведен в действие взрывозащитный механизм в элементе 111 аккумуляторной батареи.

На фиг. 4 показана блок-схема блоков управления в устройстве 150 управления смонтированной батареей, участвующих в принятии решения о приведении в действие взрывозащитного механизма. Структурные элементы устройства 150 управления смонтированной батареей, которые обеспечивают решения о приведении в действие взрывозащитного механизма смонтированной батареи 110, включают следующие функциональные блоки управления: расчетчик 151 СЗ, блок 152 принятия решений об избыточной зарядке, блок 153 управления накопителем, блок 154 обнаружения отказов и блок 155 принятия решений о взрывозащите.

Значения тока, каждое из которых измерено датчиком 130 тока применительно к одному из элементов 111, и значения напряжения отдельных элементов 111, по отдельности измеренные датчиками 122 напряжения элементов в блоках 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, вводятся в расчетчик 151 СЗ. На основании введенных в него значений расчетчик 151 СЗ рассчитывает СЗ каждого элемента 111. Например, он способен рассчитывать значение СЗ каждого элемента 111 на основании, например, значения, отображающего напряжение элемента 111, измеренного при приостановке зарядки/разрядки, т.е. значения напряжения разомкнутой цепи, или на основании накопленного значения электрического тока, протекающего через элемент 111 во время зарядки/разрядки. Значения СЗ, рассчитанные расчетчиком 151 СЗ для отдельных элементов 111, передаются блоку 152 принятия решений об избыточной зарядке.

Блок 152 принятия решений об избыточной зарядке на основании значений напряжения элементов 111 и значений СЗ, рассчитанных расчетчиком 151 СЗ для отдельных элементов 111, принимает решение о том, находится ли каждый из элементов 111 в состоянии избыточной зарядки. Результаты принятия решения об избыточной зарядке различных элементов 111, полученные посредством блока 152 принятия решений об избыточной зарядке, передаются блоку 153 управления накопителем.

На основании результатов принятия решения об избыточной зарядке отдельных элементов 111, полученных от блока 152 принятия решений об избыточной зарядке, блок 153 управления накопителем обнаруживает любой элемент 111, находящийся в состоянии избыточной зарядки. Затем он получает информацию, касающуюся состояния избыточной зарядки конкретного элемента 111, и сохраняет ее в накопителе 180 как информацию об избыточной зарядке.

Значения напряжения и температуры отдельных элементов 111, измеренные, соответственно, датчиками 122 напряжения элементов и датчиками 125 температуры в блоках 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, вводятся в блок 154 обнаружения отказов. Блок 154 обнаружения отказов обнаруживает отказ в конкретной части блока 121а или 121b управления элементами аккумуляторной батареи на основании введенных в него значений. Например, если измеренное напряжение заданного элемента 111 непрерывно имеет аномальные значения, можно заключить, что в соответствующем датчике 122 напряжения элементов произошел отказ. Кроме того, если от блока 121а или 121b управления элементами аккумуляторной батареи невозможно получить результаты измерений напряжения или температуры элементов из-за ошибки при передаче, можно заключить, что в схеме 123 управления или схеме 124 ввода-вывода сигналов произошел отказ. Отказ отдельных компонентов может быть обнаружен любым из различных способов помимо описанных выше.

На основании информации об избыточной зарядке, сохраненной в накопителе 180 блоком 153 управления накопителем, и результатов обнаружения отказов в блоках 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, переданных блоком 154 обнаружения отказов, блок 155 принятия решений о взрывозащите принимает решение о том, был ли приведен в действие взрывозащитный механизм в каком-либо элементе 111. Если принято решение, что в элементе 111 был приведен в действие взрывозащитный механизм, он устанавливает заданный код обнаружения и передает его блоку 200 управления транспортным средством.

Посредством описанных выше блоков управления устройство 150 управления смонтированной батареей способно принимать решение о приведении в действие взрывозащитного механизма в смонтированной батарее 110.

Далее подробно описана обработка, выполняемая устройством 150 управления смонтированной батареей. При выполнении обработки устройство 150 управления смонтированной батареей использует различные блоки управления, показанные на фиг. 4, для обнаружения неработоспособных элементов и обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма. Обработка с целью обнаружения неработоспособных элементов, выполняемая при избыточной зарядке какого-либо элемента 111 аккумуляторной батареи смонтированной батареи 110 с целью сохранения в накопителе 180 информации об избыточной зарядке, соответствующей конкретному элементу 111 аккумуляторной батареи, соответствует функциям блока 152 принятия решений об избыточной зарядке и блока 153 управления накопителем.

Обработка с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма, выполняемая при запуске транспортного средства, чтобы на основании информация об избыточной зарядке, хранящейся в накопителе 180, принять решение о том, был ли приведен в действие какой-либо взрывозащитный механизм, соответствует функции блока 155 принятия решений о взрывозащите.

На фиг. 5 показана блок-схема шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Показанные на блок-схеме шаги обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов выполняются в устройстве 150 управления смонтированной батареей в течение заданных циклов обработки.

На шаге S10 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие блок 152 принятия решений об избыточной зарядке, чтобы принять решение о том, находится ли каждый отдельный элемент 111 в состоянии избыточной зарядки. Более точно, он сравнивает напряжение каждого элемента 111, измеренное соответствующим датчиком 122 напряжения элементов, и заданное напряжение избыточной зарядки и определяет, является ли напряжение какого-либо элемента 111 равным напряжению избыточной зарядки или превышающим его. Кроме того, он сравнивает значения СЗ, рассчитанные расчетчиком 151 СЗ применительно к отдельным элементам 111, и заданное значение СЗ при избыточной зарядке и определяет, является ли значение СЗ какого-либо элемента 111 равным значению СЗ при избыточной зарядке или превышающим его. Если обнаружен элемент 111, удовлетворяющий обоим из этих критериев принятия решения, принимается решение о том, что конкретный элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, и выполняется шаг S20. С другой стороны, если не обнаружен элемент 111, удовлетворяющий обоим из этих критериев принятия решения, принимается решение о том, что ни один из элементов 111 не находится в состоянии избыточной зарядки, и в этом случае выполнение шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно блок-схеме на фиг. 5 завершается.

Желательно, чтобы значение напряжения избыточной зарядки и значение СЗ при избыточной зарядке, используемые при принятии решения на шаге S10, определялись на основании характеристик и т.п. элементов 111. В качестве значения напряжения избыточной зарядки и значения СЗ при избыточной зарядке могут быть установлены, например, 4,6 вольта и 99%, соответственно.

На шаге S20 устройство 150 управления смонтированной батареей принимает решение о том, удовлетворены ли критерии генерирования конкретной информации об избыточной зарядке. Если принято решение о том, что критерии генерирования конкретной информации об избыточной зарядке удовлетворены, выполняется шаг S30, а, если принято решение о том, что критерии генерирования конкретной информации об избыточной зарядке не удовлетворены, выполнение шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно блок-схеме на фиг. 5 завершается.

Решение на шаге S20 может приниматься на основании числа уже генерированных наборов информации об избыточной зарядке, напряжения элемента 111 и т.п. Например, если в накопителе 180 за один ездовой цикл может быть сохранено до пяти наборов информации об избыточной зарядке, критерии генерирования информации об избыточной зарядке считаются удовлетворенными, если число наборов информации об избыточной зарядке, уже генерированных на шаге S30, как пояснено далее, составляет менее пяти. С другой стороны, если уже генерировано по меньшей мере пять наборов информации об избыточной зарядке, сравнивают измеренное напряжение элемента 111, который, как определено на шаге S10, находится в состоянии избыточной зарядки, и наименьшее напряжение элемента из числа напряжений, указанных в ранее генерированной информации об избыточной зарядке. Если результаты сравнения показывают, что измеренное напряжение элемента 111 является более высоким, принимается решение о том, что критерии генерирования информации об избыточной зарядке удовлетворены, а в противном случае принимается решение о том, что критерии генерирования информации об избыточной зарядке не удовлетворены. Этим способом за один ездовой цикл может генерироваться до пяти наборов информации об избыточной зарядке с указанием наивысших напряжений элементов.

На шаге S30 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие блок 153 управления накопителем, чтобы генерировать информации об избыточной зарядке элемента 111, который, как определено на шаге S10, находится в состоянии избыточной зарядки. Следует отметить, что, если уже генерировано максимальное число наборов информации об избыточной зарядке, один из пяти наборов информации об избыточной зарядке должен быть заменен генерированной на шаге информацией об избыточной зарядке.

На фиг. 6 показан график, иллюстрирующий один из примеров информации об избыточной зарядке, генерированной на шаге S30. Информация об избыточной зарядке, представленная на фиг. 6, включает информацию различных типов, касающуюся состояния избыточной зарядки элемента 111, такую как номер элемента, напряжение элемента, СЗ и показания счетчика.

В качестве информации о номере элемента, которая используется для идентификации элемента 111 в состоянии избыточной зарядки, может использоваться конкретное число от 1 до 40, соответствующее положению, которое занимает элемент в смонтированной батарее 110. Следует отметить, что, если определено, что множество элементов 111 одновременно находятся в состоянии избыточной зарядки, должен использоваться номер, присвоенный элементу с наивысшим напряжением из множества элементов. Хотя в этом примере смонтированная батарея 110 состоит из 40 элементов 111, смонтированная батарея 110 может состоять из другого числа элементов 111, и в таком случае в качестве информации о номере элемента используется число, входящее в интервал, соответствующий конкретному числу элементов 111 образующих смонтированную батарею 110.

В качестве информации о напряжении элемента, указывающей напряжение элемента 111 в состоянии избыточной зарядки, используется значение напряжения элемента, измеренное датчик 122 напряжения элементов с разрешением 1 мВ. Следует отметить, что может использоваться другое разрешение.

В качестве информации о СЗ, указывающей СЗ элемента 111 в состоянии избыточной зарядки, используется значение СЗ, рассчитанное расчетчиком 151 СЗ с разрешением 0,1%. Следует отметить, что может использоваться значение СЗ с другим разрешением.

В качестве информации счетчика для идентификации конкретного ездового цикла, во время которого элемент 111 достиг состояния избыточной зарядки, используется значение отсчета, указывающее число запусков батарейной установки 100 с момента ее первого использования, число ездовых циклов.

На шаге S30 блок 153 управления накопителем генерирует информацию об избыточной зарядке, такую как описана выше. Следует отметить, что подробности, касающиеся содержания информации об избыточной зарядке, не ограничены проиллюстрированными на фиг. 6, если информация об избыточной зарядке обеспечивает идентификацию элемента 111, достигшего состояния избыточной зарядки.

После генерирования информации об избыточной зарядке на шаге S30 устройство 150 управления смонтированной батареей завершает шаги обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно блок-схеме на фиг. 6. Генерированная информация об избыточной зарядке на временной основе хранится в буферной памяти (не показанной) в устройстве 150 управления смонтированной батареей. Впоследствии, когда движение транспортного средства завершается, и отдается команда выключения системы 120 управления аккумуляторной батареей, информация об избыточной зарядке посредством блока 153 управления накопителем выводится из устройства 150 управления смонтированной батареей и помещается на хранение в накопитель 180. Это позволяет блоку 153 управления накопителем сохранять в накопителе 180 информацию об избыточной зарядке, касающейся состояния избыточной зарядки элемента 111. Следует отметить, что генерированная информация об избыточной зарядке может немедленно сохраняться в накопитель 180 без ожидания момента остановки транспортного средства.

На фиг. 7 показана блок-схема шагов обработки с целью приведения в действие взрывозащитного механизма согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 150 управления смонтированной батареей выполняет шаги обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма, как показано на блок-схеме, после запуска системы 120 управления аккумуляторной батареей.

На шаге S110 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие блок 155 принятия решений о взрывозащите, чтобы принять решение о том, хранится ли какая-либо информация об избыточной зарядке в накопителе 180. Если информация об избыточной зарядке хранится, выполняется шаг S120, а, если информация об избыточной зарядке не хранится, выполнение шагов обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма согласно блок-схеме на фиг. 7 завершается.

На шаге S120 устройство 150 управления смонтированной батареей получает информацию об избыточной зарядке от накопителя 180. Следует отметить, что, если в накопителе 180 может храниться множество наборов информации об избыточной зарядке за один ездовой цикл, как описано ранее, получение информации об избыточной зарядке может происходить по одному набору за один раз, или множество наборов информации об избыточной зарядке могут быть получены в одном пакете.

На шаге S130 устройство 150 управления смонтированной батареей проверяет каждый набор информации об избыточной зарядке, полученный на шаге S120, путем использования критериев проверки, аналогичных критериям принятия решения, используемым на шаге S10. Более точно, оно сравнивает напряжение элемента, указанное в информации об избыточной зарядке, и заданное значение напряжения избыточной зарядки, чтобы определить, является ли напряжение элемента равным или превышающим напряжение избыточной зарядки. Кроме того, оно сравнивает значение СЗ, указанное в информации об избыточной зарядке, и заданное значение СЗ при избыточной зарядке, чтобы определить, является ли значение СЗ равным или превышающим значение СЗ при избыточной зарядке. Если оба эти критерия проверки удовлетворены, полученная информация об избыточной зарядке считается правильной, и выполняется шаг S150. С другой стороны, если удовлетворен только один из критериев проверки, или не удовлетворен ни один из критериев проверки, полученная информация об избыточной зарядке считается неправильной, и в этом случае выполняется шаг S140.

На шаге S140 устройство 150 управления смонтированной батареей принимает решение о том, были ли проверены все наборы информации об избыточной зарядке. Если путем выполнения описанного выше шага S130 были проверены все наборы информации об избыточной зарядке, хранящиеся в накопителе 180, выполнение шагов обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма согласно блок-схеме на фиг. 7 завершается. С другой стороны, если еще остается набор информации об избыточной зарядке для проверки, снова выполняется шаг S110.

Следует отметить, что описанные выше шаги S130 и S140 могут быть опущены. В частности, после выполнения шага S120 после того, как на шаге S110 определено, что в накопителе 180 хранится информация об избыточной зарядке, может непосредственно выполняться шаг S150.

На шаге S150 устройство 150 управления смонтированной батареей получает напряжение элемента 111, применительно к которому на шаге S120 была получена информация об избыточной зарядке. Более точно, на основании номера элемента, указанного в информации об избыточной зарядке, идентифицируется элемент 111 в состоянии избыточной зарядки. Затем из значений напряжения отдельных элементов, поступивших от блоков 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи при запуске системы 120 управления аккумуляторной батареей, извлекается значение напряжения идентифицированного элемента. Этим способом получают напряжение элемента 111, находящегося в состоянии избыточной зарядки.

На шагах S160 и S170 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие блок 155 принятия решений о взрывозащите, чтобы принять решение о том, что был приведен в действие взрывозащитный механизм элемента 111, находящегося в состоянии избыточной зарядки. Более точно, на шаге S160 на основании результатов обнаружения отказов, поступивших от блока 154 обнаружения отказов, принимается решение о том, исправен ли датчик 122 напряжения элементов в блоке 121а или 121b управления элементами аккумуляторной батареи, соответствующий элементу 111, находящемуся в состоянии избыточной зарядки. Это позволяет определить, был ли приведен в действие взрывозащитный механизм. В частности, если от блока 154 обнаружения отказов получены результаты обнаружения отказов, указывающие, что датчик 122 напряжения элементов в конкретном блоке управления элементами аккумуляторной батареи неисправен, принимается решение о том, что в элементе 111 был приведен в действие взрывозащитный механизм, и выполняется шаг S180. С другой стороны, если от блока 154 обнаружения отказов не получены такие результаты обнаружения отказов, выполняется шаг S170.

На шаге S170 принимается решение о том, был ли приведен в действие взрывозащитный механизм путем сравнения напряжения элемента, полученного на шаге S150, и заданного нижнего предельного значения. После приведения в действие взрывозащитного механизма в элементе 111 и прерывания электрического тока напряжение элемента 111 снижается до уровня, преимущественно равного 0 вольт. Соответственно, в качестве нижнего предельного значения заранее устанавливается более низкое напряжение, чем напряжение элемента, соответствующее самому низкому СЗ, например, 1,25 вольт, а, если полученное напряжение элемента является меньшим, чем нижнее предельное значение, принимается решение о том, что в элементе 111 был приведен в действие взрывозащитный механизм, и выполняется шаг S180. Тем не менее, если напряжение элемента равно или превышает нижнее предельное значение, принимается решение о том, что в элементе 111 не был приведен в действие взрывозащитный механизм, и выполнение шагов обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма согласно блок-схеме на фиг. 7 завершается.

На шаге S180 устройство 150 управления смонтированной батареей устанавливает заданный внутренний код обнаружения, указывающий, что в элементе 111 был приведен в действие взрывозащитный механизм. Этот код обнаружения по мере необходимости выводится из устройства 150 управления смонтированной батареей и передается блоку 200 управления транспортным средством, а также сообщается пользователю транспортного средства или специалистам по техническому обслуживанию и ремонту. На этом шаге вместе с кодом обнаружения может выводиться информация, обеспечивающая идентификацию элемента 111, в котором был приведен в действие взрывозащитный механизм и т.п. После выполнения шага S180 устройство 150 управления смонтированной батареей завершает выполнение шагов обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма согласно блок-схеме на фиг. 7.

В описанном выше первом варианте осуществления настоящего изобретения обеспечиваются следующие операции и преимущества.

(1) Система 120 управления аккумуляторной батареей, соединенная с элементами 111, каждый из которых оснащен взрывозащитным механизмом, прерывающим электрический ток в состоянии избыточной зарядки, управляет состояниями элементов 111. Система 120 управления аккумуляторной батареей содержит блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, каждый из которых имеет датчик 122 напряжения элементов, определяющий напряжение элементов 111, накопитель 180, в котором хранится информация, касающаяся состояний элементов 111, и устройство 150 управления смонтированной батареей. Устройство 150 управления смонтированной батареей имеет функции, выполняемые блоком 152 принятия решений об избыточной зарядке, который принимает решение о том, находится ли каждый из элементов 111 в состоянии избыточной зарядки, блок 153 управления накопителем, сохраняющий в накопителе 180 информацию об избыточной зарядке, относящуюся к состоянию избыточной зарядки элемента 111, который, как определено блоком 152 принятия решений об избыточной зарядке, находится в состоянии избыточной зарядки, и блок 155 принятия решений о взрывозащите. Если при запуске системе 120 управления аккумуляторной батареей в накопителе 180 уже хранится информация об избыточной зарядке (шаг S110), а напряжение элемента, определенное датчиком 122 напряжения, является меньшим, чем заданное нижнее предельное значение (шаг S170), блок 155 принятия решений о взрывозащите принимает решение о том, что в соответствующем элементе 111 был приведен в действие взрывозащитный механизм, и устанавливает заданный код обнаружения (шаг S180). За счет этих мер может приниматься надежное решение о приведении в действие взрывозащитного механизма в батарейной установке 100 из элементов 111, каждый из которых оснащен взрывозащитным механизмом.

(2) Устройство 150 управления смонтированной батареей в системе 120 управления аккумуляторной батареей имеет дополнительную функцию, выполняемую блоком 154 обнаружения отказов, который обнаруживает отказ датчика 122 напряжения элементов. Если при запуске системе 120 управления аккумуляторной батареей в накопителе 180 уже хранится информация об избыточной зарядке (шаг S110), а блок 154 обнаружения отказов обнаружил отказ соответствующего датчика 122 напряжения элементов (шаг S160), блок 155 принятия решений о взрывозащите принимает решение о том, что в соответствующем элементе 111 был приведен в действие взрывозащитный механизм и также устанавливает заданный код обнаружения на шаге S180. За счет этих мер даже в случае избыточной зарядки элемента 111 аккумуляторной батареи, результатом чего является отказ датчика 122 напряжения элементов и невозможность дальнейшего определения напряжения, может приниматься точное решение о приведении в действие взрывозащитного механизма.

(3) Устройство 150 управления смонтированной батареей в системе 120 управления аккумуляторной батареей имеет дополнительную функцию, выполняемую расчетчиком 151 СЗ, который рассчитывает значений СЗ для элементов 111. Если напряжение элемента 111, определенное датчиком 122 напряжения элементов, равно или превышает заданное напряжение избыточной зарядки, а значение СЗ, рассчитанное для элемента 111 расчетчиком 151 СЗ, равно или превышает заданное СЗ при избыточной зарядке, блок 152 принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки (шаг S10). За счет этого блок 152 принятия решений об избыточной зарядке способен принимать надежное решение о том, находится ли элемент 111 в состоянии избыточной зарядки.

Второй вариант осуществления

Далее описан второй вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления шаги обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов отличаются от процедуры, описанной со ссылкой на фиг. 5.

На фиг. 8 показана блок-схема шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Показанные на блок-схеме шаги обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов выполняются в устройстве 150 управления смонтированной батареей в течение заданных циклов обработки. Следует отметить, что шагам обработки на фиг. 8, на которых выполняется обработка, идентичная первому варианту осуществления, присвоены такие же номера, как и шагам на фиг. 5. Если это конкретно не требуется, шаги обработки с такими же номерами, как на фиг. 5, не пояснены далее.

На шаге S10 устройство 150 управления смонтированной батареей выполняет процедуру принятия решения, аналогичную процедуре, проиллюстрированной на фиг. 5, путем использования поясненных ранее двух критериев принятия решения. При отсутствии элемента 111, удовлетворяющего критериям принятия решения, выполняется шаг S11, а, если какой-либо элемент 111 удовлетворяет критериям принятия решения, выполняется шаг S12.

На шаге S11 устройство 150 управления смонтированной батареей устанавливает значение внутреннего отсчета на 0. Соответственно, если на шаге S10 не установлено, что критерии принятия решения удовлетворены, значение отсчета, которое могло быть установлено на 1 или более, переустанавливается на 0.

На шаге S12 устройство 150 управления смонтированной батареей увеличивает установленное значение внутреннего отсчета на 1.

На шаге S13 устройство 150 управления смонтированной батареей посредством блока 152 принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, является ли значение отсчета, увеличенное на шаге S12, равным или превышающим заданное пороговое значение, например, 5. Если значение отсчета равно или превышает 5, принимается решение о том, что конкретный элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, и выполняется шаг S20. С другой стороны, если значение отсчета является меньшим, чем 5, принимается решение о том, что элемент 111 не находится в состоянии избыточной зарядки, и выполнение шагов обработки с целью обнаружения неработоспособных элементов согласно блок-схеме на фиг. 8 завершается.

В этом варианте осуществления после того, как в результате описанной обработки на шаге S10 критерии принятия решения удовлетворены пять раз подряд, принимается решение о том, что элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, и выполняется шаг S20 и следующий шаг. В частности, когда каждый цикл обработки длится 100 мс, блок 152 принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, если критерии принятия решения непрерывно удовлетворяются в течение времени, равного или превышающего 500 мс, в пять раз большего, чем длительность цикла обработки.

Следует отметить, что, хотя в рассмотренном выше примере пороговое значение отсчета установлено на уровне 5, и, соответственно, блок 152 принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, если критерии принятия решения непрерывно удовлетворяются в течение времени, равного или превышающего временной промежуток в пять раз больший, чем цикл обработки, в качестве эталонного временного промежутка может использоваться другой временной промежуток. В частности, для принятия решения о состоянии избыточной зарядки может быть выбран любой временной промежуток, и в соответствии с установленным временным промежутком может быть выбрано пороговое значение отсчета.

В описанном выше втором варианте осуществления настоящего изобретения блок 152 принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, если напряжение элемента поддерживается на уровне, равном или превышающем напряжение избыточной зарядки, на протяжении времени, равного или превышающего заданный временной промежуток, а значение СЗ, рассчитанное расчетчиком 151 СЗ, равно или превышает заданное значение СЗ при избыточной зарядке (шаги S10, S11, S12 и S13). За счет этих мер исключается ошибочное решение о том, что элемент 111 находится в состоянии избыточной зарядки, даже в случае обнаружения у элемента 111, который не находится в состоянии избыточной зарядки, напряжения, временно равного или превышающего напряжение избыточной зарядки, вследствие, например, разрыва линии индикации напряжения между датчиком 122 напряжения элементов и элементом 111.

Третий вариант осуществления

Далее описан третий вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления шаги обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма отличаются от процедуры, описанной со ссылкой на фиг. 7.

На фиг. 9 показана блок-схема шагов обработки с целью приведения в действие взрывозащитного механизма согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Показанные на блок-схеме шаги обработки с целью обнаружения приведения в действия взрывозащитного механизма выполняются в устройстве 150 управления смонтированной батареей при запуске системы 120 управления аккумуляторной батареей. Следует отметить, что шагам обработки на фиг. 9, на которых выполняется обработка, идентичная первому варианту осуществления, присвоены такие же номера, как и шагам на фиг. 7. Если это конкретно не требуется, шаги обработки с такими же номерами, как на фиг. 7, не пояснены далее.

На шаге S170 устройство 150 управления смонтированной батареей выполняет процедуру принятия решения, аналогичную процедуре, проиллюстрированной на фиг. 7. Если полученное напряжение элемента равно или превышает заданное нижнее предельное значение, принимается решение о том, что в элементе 111 не был приведен в действие взрывозащитный механизм, и выполняется шаг S190.

На шаге S190 устройство 150 управления смонтированной батареей аннулирует информацию об избыточной зарядке из наборов информации об избыточной зарядке, хранящихся в накопителе 180, которая соответствует элементу 111, напряжение которого, как определено на шаге S170, равно или превышает нижнее предельное значение. Информация об избыточной зарядке может аннулироваться, например, путем стирания конкретного набора информации об избыточной зарядке из накопителя 180. В качестве альтернативы, например, значение отсчета, показанное на фиг. 6, может регистрироваться в другой среде для записи и т.п.в качестве информации для использования с целью идентификации подлежащей аннулированию информации об избыточной зарядке, и на основании этой информации может аннулироваться информация об избыточной зарядке путем поиска информации об избыточной зарядке, указанной в качестве объекта последующей обработки,. Когда накопитель 180 сконфигурирован в виде флэш-памяти, невозможно избирательно удалять лишь часть записанной на ней информации, и, соответственно, желательно аннулировать информацию об избыточной зарядке описанным выше альтернативным способом.

Если в описанном выше варианте осуществления настоящего изобретения блок 155 принятия решений о взрывозащите путем выполнения шагов S160 и S170 принимает решение о том, что взрывозащитный механизм не был приведен в действие, несмотря на то, что при запуске системы 120 управления аккумуляторной батареей в накопителе 180 уже хранится информация об избыточной зарядке, устройство 150 управления смонтированной батареей аннулирует информацию об избыточной зарядке, хранящуюся в накопителе 180 (шаг S190). За счет этих мер, гарантируется, что ошибки при передаче, относимые на счет помех и т.п., в момент запуска, не приводят к принятию ошибочного решения о том, что взрывозащитный механизм был приведен в действие, когда в элементе 111, достигшем состояния избыточной зарядки, в действительности не был приведен в действие взрывозащитный механизм.

Следует отметить, что некоторые или все показанные на фиг. 4 блоки управления устройства 150 управления смонтированной батареей, которые участвуют в принятии решения о приведении в действие взрывозащитного механизма в описанных выше вариантах осуществления, могут быть размещены в блоке 200 управления транспортным средством. Например, блок 155 принятия решений о взрывозащите может находиться в блоке 200 управления транспортным средством, а не в устройстве 150 управления смонтированной батареей. В таком случае устройство 150 управления смонтированной батареей передает информацию, касающуюся результатов обнаружения отказов, полученную от блока 154 обнаружения отказов, блоку 200 управления транспортным средством. На основании результатов обнаружения отказов, поступающих от устройства 150 управления смонтированной батареей, и информации об избыточной зарядке, хранящейся в накопителе 180, блок 200 управления транспортным средством приводит в действие блок 155 принятия решений о взрывозащите, чтобы принять решение о том, был ли приведен в действие взрывозащитный механизм в элементе 111, путем выполнения процедуры согласно блок-схеме проиллюстрированной на фиг. 7 или фиг. 9. За счет этих альтернативных мер также могут обеспечиваться операции и преимущества, аналогичные тем, которые были описаны выше.

Следует отметить, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено подробностями описанного варианта осуществления и его разновидностей, и любой другой технически возможный вариант осуществления следует считать входящим в объем настоящего изобретения.

Кроме того, все или некоторые из описанных выше различных конструктивных элементов и различных функций могут обеспечиваться аппаратными средствами путем использования, например, интегральной схемы, или программными средствами, выполняемыми процессором. Информация, такая как программа, таблица и т.п., необходима для обеспечения различных функций, может храниться в запоминающем устройстве, таком как память или жесткий диск, или на носителе данных, таком как плата ИС или DVD.

В настоящую заявку в порядке ссылки включено содержание следующей приоритетной заявки:

патентная заявка Японии №2013-166803, поданная 9 августа 2013 г.

Список позиций

100: батарейная установка, 110: смонтированная батарея, 111: элемент аккумуляторной батареи, 112а, 112b: группа элементов, 120: система управления аккумуляторной батареей, 121а, 12lb: блок управления элементами аккумуляторной батареи, 122: датчик напряжения, 123: схема управления, 124: схема ввода-вывода сигналов, 125: датчик температуры, 130: датчик тока, 140: датчик напряжения, 150: устройство управления смонтированной батареей, 151: расчетчик СЗ, 152: блок принятия решений об избыточной зарядке, 153: блок управления накопителем, 154: блок обнаружения отказов, 155: блок принятия решений о взрывозащите, 160: канал передачи сигналов, 170: изоляционный элемент, 180: накопитель, 200: блок управления транспортным средством, 300, 310, 320, 330: реле, 400: инвертор, 410: двигатель-генератор, 420: зарядное устройство

1. Система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей, оснащенной взрывозащитным механизмом для прерывания электрического тока при переходе батареи в состояние избыточной зарядки, и управляющая состояниями батареи, содержащая:

датчик напряжения элементов, который обнаруживает напряжение элементов батареи,

накопитель, в котором хранится информация, касающаяся состояний батареи,

блок принятия решений об избыточной зарядке, который принимает решение о том, находится ли батарея в состоянии избыточной зарядки,

блок управления накопителем, который отдает накопителю команду сохранения информации об избыточной зарядке, касающейся состояния избыточной зарядки батареи, когда блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки, и

блок принятия решений о взрывозащите, который принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске системы управления аккумуляторной батареей в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, является более низким, чем заданное нижнее предельное значение.

2. Система управления аккумуляторной батареей по п. 1, в которую дополнительно входит блок обнаружения отказов, который обнаруживает отказ в датчике напряжения элементов, при этом блок принятия решений о взрывозащите также принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске системы управления аккумуляторной батареей в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а блок обнаружения отказов обнаружил отказ в датчике напряжения элементов.

3. Система управления аккумуляторной батареей по п. 1, в которую дополнительно входит расчетчик состояния заряда (СЗ), который рассчитывает значение СЗ батареи, при этом блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки, если напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, равно или превышает заданное напряжение избыточной зарядки, а значение СЗ, рассчитанное расчетчиком СЗ, равно или превышает заданное состояние зарядки при избыточной зарядке.

4. Система управления аккумуляторной батареей по п. 3, в которой блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки, если состояние, при котором напряжение элемента равно или превышает напряжение избыточной зарядки, сохраняется в течение промежутка времени равного или превышающего заданный промежуток времени, а значение СЗ, рассчитанное расчетчиком СЗ, равно или превышает заданное СЗ при избыточной зарядке.

5. Система управления аккумуляторной батареей по любому из пп. 1-4, в которой информация об избыточной зарядке, хранящаяся в накопителе при запуске системы управления аккумуляторной батареей, аннулируется, если блок принятия решений о взрывозащите принимает решение о том, что взрывозащитный механизм не был приведен в действие.

6. Система управления транспортным средством, содержащая:

систему управления аккумуляторной батареей, соединенную с батареей, оснащенную взрывозащитным механизмом для прерывания электрического тока при переходе батареи в состояние избыточной зарядки, и управляющую состояниями батареи, и

блок управления транспортным средством, соединенный с системой управления аккумуляторной батареей и управляющий режимами движения транспортного средства, при этом:

в систему управления аккумуляторной батареей входит:

датчик напряжения элементов, который обнаруживает напряжение элементов батареи,

накопитель, в котором хранится информация, касающаяся состояний батареи,

блок принятия решений об избыточной зарядке, который принимает решение о том, находится ли батарея в состоянии избыточной зарядки, и

блок управления накопителем, который отдает накопителю команду сохранения информации об избыточной зарядке, касающейся состояния избыточной зарядки батареи, когда блок принятия решений об избыточной зарядке принимает решение о том, что батарея находится в состоянии избыточной зарядки, и

блок управления транспортным средством принимает решение о том, что взрывозащитный механизм батареи был приведен в действие, если при запуске транспортного средства в накопителе хранится информация об избыточной зарядке, а напряжение элемента, обнаруженное датчиком напряжения элементов, является более низким, чем заданное нижнее предельное значение.



 

Похожие патенты:

Использование – в области электротехники. Технический результат – предотвращение снижения производительности батареи.

Использование: в области электротехники. Технической результат – уменьшение энергопотребления и выделения теплоты.

Использование: в области электротехники. Технический результат – устранение негативного воздействия беспроводного устройства связи, соединенного с электронным устройством, на беспроводную подачу энергии на электронное устройство.

Изобретение относится к емкостным накопителям энергии для скважинных электроразрядных аппаратов и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для повышения дебита нефтяных и газоконденсатных скважин и/или повышения приемистости нагнетательных скважин, а также межскважинного сейсмопросвечивания и электромагнитного сканирования.

Изобретение относится к технологии передачи электромагнитной энергии (WPT), в частности к системе беспроводной зарядки, выполненной с возможностью осуществления одновременной зарядки множества мобильных устройств.

Использование – в области электротехники. Технический результат - упрощение устройства гарантированного электропитания и расширение его функциональных и эксплуатационных возможностей.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности определения неисправности при более простой конструкции устройства.

Изобретение относится к конструкциям беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный летательный аппарат содержит несущую раму (1), электродвигатели (2) с несущими винтами (3), укрепленные на консолях (4), электронное оборудование, автономную систему (10) зарядки батареи (9).

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности работы системы и уменьшение нагрузки на сеть связи.

Использование: в области электротехники. Технический результат – сокращение времени сопряжения передающей и приемной катушек.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для контроля и выравнивания степени заряженности аккумуляторов в блоке, установленном на транспортном средстве.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства для обеспечения надежного электропитания постоянным током носимых радиостанций, транспортных средств и др.

Группа изобретений относится к области электротехники. Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной аккумуляторной батареи включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых аккумуляторов в N контрольных точках, нумерацию последовательно контрольных точек, масштабирование токов от каждого элемента аккумуляторной батареи с коэффициентом масштабирования от каждой контрольной точки, токи от каждой контрольной точки суммируют в точке суммирования и передают через канал связи в орган обработки информации, где обрабатываются для идентификации номера отказавшего элемента аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к модулю накопления электроэнергии, в котором множество электрических аккумуляторов электрически соединены проводящим элементом, содержащим плату индикации напряжения с проводником-индикатором напряжения, который указывает напряжение на зажимах электрического аккумулятора; модуль также содержит первый внешний резьбовой компонент, который соединяет проводник-индикатор напряжения платы индикации напряжения с проводящим элементом; и крышку, которая закрывает плату индикации напряжения, при этом крышка изготовлена из изоляционного материала, а проводящий элемент имеет первый внутренний резьбовой участок, в зацепление с которым путем ввинчивания входит первый внешний резьбовой компонент; причем расстояние между внутренней поверхностью крышки, которая обращена к головному участку первого внешнего резьбового компонента, и верхней поверхностью головного участка первого внешнего резьбового компонента является меньшим, чем расстояние между концом первого внутреннего резьбового участка, обращенным к крышке, и концом стержня первого внешнего резьбового компонента.

Группа изобретений относится к области электротехники и может быть использована для контроля аккумуляторных источников питания. Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной (последовательное соединение групп параллельных элементов) аккумуляторной батареи включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых аккумуляторов в N контрольных точках, нумерацию последовательно контрольных точек, масштабирование токов от каждого элемента аккумуляторной батареи с коэффициентом масштабирования от каждой контрольной точки, токи от каждой контрольной точки суммируют в точке суммирования и передают через канал связи в орган обработки информации, где обрабатываются для идентификации номера отказавшего элемента аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к области источников питания, в частности к батарее, способу и системе защиты батареи для мобильных телефонов. Предложена батарея для электронного устройства, которая содержит: перезаряжаемый источник питания и микросхему батареи, причем перезаряжаемый источник питания выполнен с возможностью подачи питания на электронное оборудование, и микросхема батареи выполнена с возможностью обнаруживать, начал ли перезаряжаемый источник питания подавать питание на электронное оборудование, и если результатом обнаружения является то, что перезаряжаемый источник питания начал подавать питание на электронное оборудование, то посылать индивидуально настроенный сигнал в электронное оборудование через предварительно определенный передающий контакт.

Устройство измерения остаточной емкости химического источника тока относится к области измерительной техники и может использоваться для перманентного контроля аккумуляторной батареи или химического источника тока (ХИТ) которые используются в автомобилях, электромобилях, складских электрокарах и в других бытовых и промышленных приборах, для которых источником энергии служит ХИТ, что позволит предотвратить непредвиденный выход ХИТ из строя. Новым в устройстве измерения остаточной емкости ХИТ является разделение устройства на два блока и упрощение конструкции, таким образом, что в первом блоке содержится конденсатор с ключом заряда который жестко крепиться как можно ближе к клеммам ХИТ для наименьшей длинны подводящих проводов, во втором блоке располагаются остальные компоненты устройства с индикатором, на который будет выводиться информация об остаточной емкости ХИТ. Устройство измерения остаточной емкости ХИТ состоит из конденсатора известной емкости, электронных управляемых ключей заряда и разряда, устройства выборки-хранения, делителя напряжения, микроконтроллера, пульта управления, фильтра нижних частот, индикатора на который выводиться остаточная емкость ХИТ.

Изобретение относится к комплексным контрольно-проверочным системам, а именно к бортовым системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей, обслуживаемых и необслуживаемых аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов, и в первую очередь Li-ion аккумуляторов, применяемых в системах автономного электроснабжения на транспортных средствах.

Изобретение относится к блоку аккумуляторной батареи для присоединения к электрическому инструменту. Техническим результатом является предоставление пользователю функции определения и отображения отклонения от нормы аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к зарядке транспортного средства. Система зарядки транспортного средства содержит зарядное устройство; устройство ввода для указания планируемого времени для окончания зарядки и контроллер управления зарядным устройством.

Использование – в области электротехники. Технический результат – предотвращение снижения производительности батареи. Представлена система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей и управляющая ее зарядкой/разрядкой. Система содержит: датчик тока, который измеряет значение тока путем определения зарядного/разрядного тока, протекающего через батарею; датчик напряжения, который определяет напряжение батареи; датчик температуры, который определяет температуру батареи; расчетчик действующего значения тока, который на основании значения тока, измеренного датчиком тока, рассчитывает действующее значение тока в заданном временном окне; расчетчик временного коэффициента, который определяет временной коэффициент, указывающий долю времени, в течение которой действующее значение тока превышает заданное допустимое значение на протяжении заданного периода времени; и ограничитель зарядки/разрядки, который ограничивает зарядный/разрядный ток на основании временного коэффициента, определенного расчетчиком временного коэффициента. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх