电池状态通知单元、汇流条模块和电池状态监视系统

摘要

本发明提供能够减少连到监视电池状态的单元的电线的数目以及降低施加到电线的信号电压的电池状态通知单元、汇流条模块、电池组和电池状态监视系统。电池电源系统1设置有与每个电池组10对应的电池状态通知单元40，其中，电池状态通知单元40产生包括指示电池单元21的电极电压和温度的信息的数字信号的电池状态信息，并且将电池状态发送到电池状态监视单元60，该信息基于与从电池组10的端子配件33输出的电极电压对应的电池电压信号，并且电池温度信号对应于从温度传感器34输出的电压。

说明书

技术领域

本发明涉及用于监视例如安装在混合电动车辆或电动车辆内的电池组的状态的电池状态通知单元、具有电池状态通知单元的汇流条模块和电池组、以及具有电池状态通知单元的电池状态监视系统。 

背景技术

近来，已经盛行联合使用引擎和电机的混合电动车辆（下文称作HEV）或仅仅依靠电机行进的电动车辆。例如，HEV设置有两种类型的电池，其中一种类型是用于引擎起动器和汽车电动装置的大约12伏的低压电池，另一种类型是用于驱动电机的高压电池。诸如镍氢电池或锂电池的二次电池作为单位电池即电池单元进行串联以构成电池组，从而上述的高压电池获得高压（见例如PTL1）。 

上述的高压电池引起每一个电池单元的电极电压即重复充放电的荷电状态（SOC）的变化。当对高压电池进行充放电时，鉴于每个电池单元的容限和安全性，当具有最高电极电压的单元电池到达预定的上限电压时进一步充电被禁止，当具有最低电极电压的单元电池到达预定的下限电压时进一步放电被禁止。因此，在引发每个电池单元的SOC的变化的这种异常状态下，可用电池容量明显下降。所要求的是，除了经由上述的电机驱动以外在上述的高压电池中的具有最高电极电压的单元电池由此进行放电，从而每个电池单元的SOC被平均并且返回正常状态。还需要监视每个单元电池的电极电压以对这些单元电池的SOC进行平均。 

上述的高压电池还在驱动上述的电机时通过高电流的放电产生相当数量的热，并且如果某些单元电池具有缺陷，则由此变成处于关于超 过上限温度的这种异常状态，由此过热。因此，为了通过在处于这种高温异常状态之前停止放电防止异常状态，需要监视高压电池的温度。另外，由于上述的电极电压随电池温度变化而变化，所以响应于温度上述电极电压也被补偿。 

在图21中示出了常规电池状态监视系统的高压电池系统。 

图21中的标号801所示的这个高压电池系统具有作为多个电池组的高压电池810和监视高压电池810的状态的电池状态监视装置850。 

高压电池810具有包括在一个方向上进行排列的多个电池单元的电池模块820、排列堆叠在电池模块820上的汇流条模块830、包括连接器插头841和多个电线842的束线840。 

汇流条模块830设置有多个汇流条831。通过连接彼此相邻的正电极与负电极，多个汇流条831全部连接多个电池单元821。汇流条模块830还设置有在一个方向(即多个电池单元821的方向)上的中间和两端的多个温度传感器832，输出根据检测的温度的电压。 

束线840的多个电线842的每一端连接到连接器插头841中的未示出的端子，并且另一端连接到多个端子配件833和温度传感器832的每一个，这多个端子配件833连接到诸如堆叠在多个汇流条831上的电池单元821的电极。 

电池状态监视装置850例如设置有盒状壳851和位于壳851内的由微计算机组成的控制器（未示出）。壳851设置有从壳851暴露并且与束线840的连接器插头841进行接合的连接器插座（未示出）。通过将连接器插座与连接器插头841进行接合，控制器和束线840即上述的端子配件833和温度传感器832进行连接。 

控制器由此根据经由多个端子配件833和温度传感器832输出的电压检测多个电池单元的电极电压的温度和电池单元的温度，并且监视每个高压电池810是否处于正常状态。 

[引用列表] 

[PTL1] 

日本专利申请公开No.2011-76936 

发明内容

技术问题 

然而，上述的高压电池系统801的缺点在于：由于束线840的多个电线842的数目需要适应电池单元的数目，并且由于从电池单元821拽出多个电线842以通向电池状态监视装置850，所以需要更多的用于安排束线840的空间，这导致用于布线的设计或可实用性有难度。尽管电池单元821的电极电压经由束线840进入电池状态监视装置850，但是电池单元821的该电极电压可以通过与基准（例如，车身）不同的电势变成高压（例如，几百伏），由此鉴于这种高压的电池状态监视装置850和用于控制的低压的可能组合需要针对例如绝缘容限和噪声容限的安全性和可靠性的设计，从而导致这些装置的电力设计困难。 

因此，本发明的目的在于解决上述的缺点。即，本发明意图提供能够减少通向监视电池状态的单元的电线的数目并且降低通过电线的信号电压的电池状态通知单元、汇流条模块、电池组和电池状态监视系统。 

问题的解决方案 

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种电池状态监视系统，包括：（a）至少一个电池组，具有多个电池单元和多个电池状态输出装置，每个电池状态输出装置输出与所述多个电池单元的每一个的状态对应的模拟信号数据，所述至少一个电池组的每一个具有电池状态通知单元，电池状态通知单元包括（i）信息产生器以及（ii）信息发送器，信息产生器响应于经由电池状态输出装置输出的模拟信号数据产生数字信号电池状态数据，数字信号电池状态数据包括指示所述多个电池单元的每一个的状态的信息；以及（b）电池状态监视单元，监视所述多个电池单元的每一个的状态，其中，信息发送器将由信息产生器产生的数字信号电池状态数据发送到电池状态监视单元。 

根据本发明的第一方面，信息发送器可以被构造为通过串行通信向电池状态监视单元发送数字信号电池状态数据。 

本发明的第一方面还可以包括：公共信号线，与电池状态监视单元和安置在所述至少一个电池组内的电池状态通知单元连接，其中，信息发送器的通信协议是经由公共信号线的复用通信协议。 

根据本发明的第一方面，至少一个电池组设置有具有将多个电池单元的电极进行彼此连接的多个汇流条的汇流条模块，并且电池状态通知单元安置在汇流条模块内。 

根据本发明的第一方面，电池状态监视单元可以附连到至少一个电池组。 

为了实现上述目标，本发明的第二方面提供了一种电池状态通知单元，安置在具有多个电池单元和多个电池状态输出装置的电池组内，多个电池状态输出装置的每一个输出与多个电池单元的每一个的状态对应的模拟信号数据，包括：信息产生器，产生数字信号电池状态数据，数字信号电池状态数据包括指示与经由所述多个电池状态输出装置的每一个输出的模拟信号数据对应的所述多个电池单元的每一个的状态的信息；和信息发送器，将由信息产生器产生的数字信号电池状态数据发送到电池组外。 

本发明的第二方面可以提供一种汇流条模块，安置在具有多个电池单元的电池组内，包括： 

多个汇流条，将多个电池单元的电极进行彼此连接； 

多个电池状态输出装置，每个电池状态输出装置输出与多个电池单元的每一个的状态对应的模拟信号数据；和 

在本发明的第二方面中所述的电池状态通知单元。 

本发明的第二方面可以提供一种电池组，包括：多个电池单元；多个电池状态输出装置，每个电池状态输出装置输出与多个电池单元的每一个的状态对应的模拟信号数据；以及在本发明的第二方面中所述的电池状态通知单元。 

本发明的有益效果 

根据本发明的第一方面，由于每个电池状态通知单元安置在电池组内，电池状态通知单元基于根据电池单元的状态由电池组的电池状态输出装置输出的模拟数据，产生由电池单元的状态组成的数字信号电池状态数据，并且将电池状态数据发送到电池状态监视单元，所以可以在电池状态监视单元中根据由电池组的电池状态通知单元发送的电池状态数据监视电池组的状态，并且由此可以将适于连接电池状态通知单元与电池状态监视单元的多个束线的数目减少到用于发送上述的数字信号的电池状态数据所需的数目。因此，可以减少束线的多个电线的数目，并且由此可以有利于用于安排束线的设计和可使用性。由于上述的数字信号的电池状态数据被发送到电池状态监视单元，所以还可以降低这几伏的发送信号的电压。因此，可以有利于诸如电池状态监视单元的绝缘容限或噪声容限的安全性和可靠性的电力设计。 

根据本发明的第一方面，由于信息发送器可以被构造为通过串行通信向电池状态监视单元发送电池状态数据，所以与并行通信相比较可以更多地减少发送上述的电池状态数据所需的束线的多个电线的数目，并且由此可以更多地减少束线的多个电线的数目，从而进一步有利于用于安排束线的设计和可使用性。 

根据本发明的第一方面，由于可以设置与电池监视单元和安置在至少一个电池组内的电池状态通知单元连接的公共信号线，并且用于信息发送器的通信协议可适于使用公共通信信号线的多路通信协议，所以当设置有多个电池组时，可以通过一组公共信号线连接电池组的电池状态监视单元与多个电池状态通知单元，从而通过公共信号线从每个电池状态通知单元向电池状态监视单元发送电池状态数据。因此，由于不需要一对一将电池状态监视单元连接到每个电池状态通知单元，所以可以减少束线的多个电线的数目，从而进一步有利于用于安排束线的设计和可使用性。 

根据本发明的第一方面，由于电池组可以设置有包括适于将多个电池单元进行彼此连接的多个汇流条的汇流条模块，并且电池状态通知单元安置在汇流条模块内，所以可以将电池状态通知单元组装到电池组中 以及将多个电池单元组装到汇流条模块，从而有利于电池组的组装作业。另外，由于用于连接电池状态通知单元与电池状态输出装置的导线没有被拖到电池组之外，所以可以减小电池组的尺寸。 

根据本发明的第一方面，由于电池状态监视单元可以附连到电池组之一，所以可以缩短用于连接电池状态监视单元与电池组的束线的长度，从而进一步有利于用于安排束线的设计和安排的可使用性。 

根据本发明的第二方面，由于每个电池状态通知单元安置在电池组内，电池状态通知单元基于根据电池单元的状态由电池组的电池状态输出装置输出的模拟信号数据，产生由电池单元的状态组成的数字信号电池状态数据，并且将电池状态数据发送到电池组之外，所以可以在设置在电池组外的监视电池组的状态的外部单元中，根据由电池组的电池状态通知单元发送的电池状态数据监视电池组的状态，并且由此将适于连接电池状态通知单元与外部单元的束线的多个电线的数目减少到发送上述的数字信号电池状态数据所需的数目。因此，可以减少束线的多个电线的数目，并且由此有利于用于安排束线的设计和安排的可使用性。由于上述的数字信号电池状态数据被发送到外部单元，所以还可以降低大约这几伏的发送信号的电压。因此，可以有利于诸如电池状态监视单元的绝缘容限或噪声容限的安全性和可靠性的电力设计。 

根据本发明的第二方面，由于可以设置上述的电池状态通知单元，所以可以减少束线的多个电线的数目，并且由此有利于电池状态监视单元的绝缘容限或噪声容限的安全性和可靠性的电力设计。 

附图说明

图1是示出根据本发明的电池状态监视系统的实施例的电池电源系统的透视图。 

图2是图1的电池电源系统的俯视图。 

图3是图1的电池电源系统的功能框图。 

图4是示出包括在图1的电池电源系统内的电池组的分解透视图。 

图5是示出包括在图4的电池组内的电池状态通知单元的透视图。 

图6是功能框图，其中，在（a）中示出了图5的电池状态通知单元，以及 

在（b）中示出了压连接端子与电池电压输入之间的连接的变型。 

图7是示出要由图6A的电池状态通知单元的微处理器（CPU）执行的电池单元电压检测处理的例子的流程图。 

图8是示出要由图6A的电池状态通知单元的微处理器（CPU）执行的电池单元温度检测处理的例子的流程图。 

图9是示出要由图6A的电池状态通知单元的微处理器（CPU）执行的电池状态信息发送处理的例子的流程图。 

图10示出了设置在图6A的电池状态通知单元的微处理器的RAM内的电极电压存储区域和温度存储区域。 

图11是示出包括在图1的电池电源系统内的电池状态监视单元的功能框图。 

图12是示出图5的电池状态通知单元与束线的连接的例子结构的透视图。 

图13是示出图1的电池电源系统的操作的例子的序列图。 

图14是示出图5的电池状态通知单元中的束线的连接不同的电池状态通知单元的变型的透视图。 

图15是示出包括图14的电池状态通知单元的电池电源系统的透视图。 

图16是示出包括图4的电池组的汇流条模块的变型的俯视图。 

图17是示出包括图4的电池组的汇流条模块的另一个变型的俯视图。 

图18是示出图1的电池电源系统的变型的透视图。 

图19是示出图6A的电池状态通知单元的变型的功能框图。 

图20是示出图6A的电池状态通知单元的另一个变型的功能框图。 

图21是示出常规高压电池系统的透视图。 

具体实施方式

接下来，将参照图1到图20讨论根据本发明的电池电源系统的实施例的电池电源系统。 

根据本实施例的电池系统安装在混合电动车辆内以向电机供电。这个电池电源系统设置有组成用于驱动上述电机的高压电源的电池组。另外，混合电动车辆设置有组成用于驱动引擎起动器和车辆电子装置的大约12伏的低压电源的低压电池。 

如图1到图3所示的电池系统（由附图中的标号1所示）包括多个电池组10（作为组合电池）、电池状态监视单元60、连接多个电池组10与电池状态监视单元60的束线70。多个电池组10彼此串联并且连接到电机M。 

如图4所示，电池组10包括电池模块20和汇流条模块30。 

电池模块20包括多个电池单元21，这些电池单元21在一个方向上即在图4中的箭头X的方向上布置在一条直线上并且彼此固定。本实施例中的多个电池单元由13个单元（电池单元21（1）到（13））组成。 

电池单元20均设置有盒状电池主体21a、由导电金属形成并且从电池主体21a的一个表面21b的两端凸起的一对柱状正电极21c和负电极21d。 

在多个电池单元21中，电池主体21a的上述顶表面21b指向相同方向（图4中的向上方向），并且相邻电池单元21的电池主体21a布置为彼此接触。多个电池21被布置为使得电池单元21之一的正电极21c和与该电池单元21相邻的另一个电池单元21的负电极21d彼此相邻而置（即，沿箭头X的方向，按照正电极21c、负电极21d、正电极21c、负电极21d......的顺序）。多个电池单元21通过未示出的结合件彼此固定从而保持上述的布置。电池模块20是几乎盒状的，其中，多个电池单元21彼此相连。 

如图4所示，汇流条模块30包括壳31、多个汇流条32、多个端子配件33、多个温度传感器34和电池通知单元40。 

壳31由几乎板状的绝缘合成树脂形成。壳31的平面图形成为长方形的，几乎与连到每个电池单元21的表面21b之一的电池模块20的表 面（下文称作“电极表面20a”）相同。在壳31的另一个表面（下文称作“上表面31a”）上，开口朝上形成以适于容纳要在下文描述的多个汇流条32的多个盒31b被布置在沿壳31的纵向的两条线上。壳31附连到电池模块20从而使得与上侧31a相对的另一表面紧密堆叠在电池模块20的上述电极表面20a上。多个盒31b的底表面设置有与上述电极表面20a的正电极20c和负电极21d对应的通孔，从而使得上述电极表面20a的正电极20c和负电极21d凸入到盒31b内。 

多个汇流条32的每一个包括由导电长方形金属片形成的汇流条主体32a，它的两端设置有一对汇流条通孔32b和32c。在这个实施例中，多个汇流条32的数目是12。一对汇流条通孔32b和32c与盒31b的底表面的通孔重叠，由此形成汇流条32。这对汇流条通孔32b和32c使得彼此相邻的电池单元21的正电极21c和负电极21d穿过，并且由此汇流条32将这些电池单元进行串联。 

多个端子配件33包括由几乎方形导电金属片形成的配件主体33a，它的中间设置有配件通孔33b。在本实施例中，多个端子配件33的数目是14。一些端子配件33位于盒31的上表面31a上，从而布置在电池模块20的一端的电池单元21（1）的正电极21c和布置在电池模块20的另一端的电池单元21（13）的负电极21d使得配件通孔33b从其通过。一些端子配件33中的其他端子配件位于堆叠在汇流条32上的盒31b内从而电池单元21（2）到21（12）的正电极21c使得配件通孔33b从其穿过。多个端子配件33均通过由覆盖的电线形成的导线36连接到下面将描述的电池状态通知单元40。端子配件33对应于权利要求中的电池状态输出装置。观察到的即经由端子配件33输出的电池单元21的正电极21c与负电极21d之间的电极电压对应于权利要求中的模拟信号数据。 

多个温度传感器34例如设置有热敏电阻并且被构造为输出与测量的温度对应的电压。在本实施例中，多个温度传感器34设置在壳31的纵向的两端及其中间，总共三个温度传感器34（1）到34（3）。 

这些温度传感器34（1）到34（3）的每一个根据电池单元21 （3）、21（7）和21（11）进行定位。多个温度传感器34被安置为与电池模块20的电极表面20a邻接，并且由此输出与电极表面20a即电池单元21（3）、21（7）和21（11）对应的电压。多个温度传感器34的每一个通过由覆盖的电线形成的导线36连接到将在下文描述的电池状态通知单元40。温度传感器34对应于权利要求中的电池状态输出装置。温度传感器34输出的电压还对应于权利要求中的模拟信号数据。注意：为了与每个电池单元21（1）到21（13）相对应，温度传感器34可以总共为13个温度传感器34（1）到34（13）。 

如图5所示的状态通知单元40包括单元板42和多个压连接端子43。 

单元板42是诸如微计算机50（下文称作“μCOM50”）的各种电子组件安装在已知印刷电路板（PCB）上的一个板。注意：在图5中省去了μCOM50之外的电子组件。在单元板42的外周沿上设置了多个压连接端子43。在本实施例中，多个压连接端子43的数目被布置为21个（压连接端子43（1）到43（17）、压连接端子43（P）、（S1）、（S2）、（N））。多个压连接端子43连接到导线36，导线36连接到上述配件33或者上述温度传感器34以及将在下文描述的束线。 

压连接端子43（1）到43（13）的每一个经由端子配件33和导线36连接到电池单元21（1）到21（13）的正电极21c。电池单元21的正电极21c连接到与有关的电池单元21相邻的另一个电池单元21的负电极21d，由此压连接端子43（2）到43（13）的每个也经由端子配件33和导线36连接到负电极21d。压连接端子43（14）经由端子配件33和导线36连接到负电极21d。 

压连接端子43（15）连接到布置在壳31的一端附近（图4中的右侧）的温度传感器34（1）。压连接端子43（16）连接到布置在壳31的中间的温度传感器34（2）。压连接端子43（17）连接到布置在壳31的另一端附近（图4的左侧）的温度传感器34（3）。 

压连接端子43（P）连接到包括在束线70内的电源线71。这个压连接端子43（P）连接到单元板42上的电源线布线图即电源电压Vcc。 压连接端子43（N）还连接到包括在束线70内的地线。这个压连接端子43（N）连接到单元板42上的地线布线图即地GND。压连接端子43（S1）和43（S2）连接到包括在束线70内的公共信号线72。这些压连接端子43（S1）和43（S2）连接到要在下文描述的通信模块55。 

电池状态通知单元40布置在壳31的上表面31a上。另外，电池状态通知单元40优选布置在壳31的纵向上的中间。电池状态通知单元40的这种布置由此可以降低导线36之间的长度差，即与多个端子配件33和压连接端子43（1）到43（14）连接的最长导线与最短导线36之间的长度差。 

在图6A中示出了电池状态通知单元40的功能框图。如图6A所示的电池状态通知单元40包括上述的多个压连接端子43、电池电压输入45、温度信号输入46、第一模拟-数字转换器或ADC 47、第二ADC48、μCOM50和通信模块55。经由束线70向电池状态通知单元40提供上述的低电压电源以进行操作，束线70由低电压电源进行供电。另外，电池电压输入45、温度信号输入46、第一ADC 47、第二ADC48、μCOM50和通信模块55可以被构造为封装在一个IC套装内。 

电池电压输入45包括多个输入端子PI1到PI14、输出端子PO、开关控制端子C和已知复用器（未示出），该复用器根据输入到开关控制端子C的连接开关控制信号1，响应于输入到输入端子PI1到PI14的电压从输出端子PO输出信号。 

在电池电压输入45中，电池模块20即响应于电池单元21的剩余量输出电极电压（即几十伏的高压模拟信号）的多个电池单元21连接到输入端子PI的每一个，并且另一方面，在几伏的低压下工作的第一ADC47连接到输出端子PO。由此设置已知的快速电容器（未示出，例如，见日本专利申请公开No.11-248755或者日本专利申请公开No.2006-337130），从而将这些高压部分（即，上述的高压电源）与低压部分（即，上述的低压电源）进行分离并且将高压模拟信号变换成低压模拟信号以可操作地进入第一ADC 47。 

电池电压输入45的输入PI1经由限流电阻器R1连接到压连接端子 43（1）。即，输入PI1连接到电池单元21（1）的正电极21c。输入端子PI2经由限流电阻器R2连接到压连接端子43（2）。即，输入PI2连接到电池单元21（1）的负电极21d和电池单元21（2）的正电极21c。接下来，以相同的方式，输入PI3到PI13均经由限流电阻器R3到R13的每一个连接到电池单元21（2）到21（12）的负电极21d和电池单元21（3）到21（13）的正电极21c。输入PI14还经由限流电阻器R14连接到电池单元21（13）的电池单元21（13）的负电极21d。 

也就是，输入PI1与PI2之间的电池单元21（1）的正电极21c和负电极21d的电极电压输入到电池电压输入45。类似的是，在输入PI2与PI3之间输入电池单元21（2）的电极电压，并且接下来，电池单元21（3）到21（13）之间的电极电压分别输入到输入PI3到PI14。然后，电池电压输入45通过快速电容器电路将输入到这些输入端子PI的电池单元21之间的电极电压变换成低压模拟信号“电池电压信号”，并且将由μCOM50指定的与电池单元21对应的上述电池电压信号输出到输出端子PO。 

输入端子PI1到PI14的每个还连接到放电开关SW1到SW13，放电开关SW1到SW13将相邻输入端子PI进行彼此短路。具体地讲，放电开关SW1设置在输入端子PI1与PI2之间，放电开关SW2设置在输入PI2与PI3之间，并且类似的是，放电开关SW3到SW13分别设置在输入端子PI3到PI14之间。 

经由μCOM50通过控制信号独立控制放电开关SW1到SW13的每一个。具体地讲，当放电开关SW1处于闭合状态时，以电池单元21（1）的正电极21c、限流电阻器R1、放电开关SW1、限流电阻器R2和电池单元21（1）的负电极21d的顺序形成闭环以对电池单元21（1）进行放电。这降低电池单元21（1）的电极电压。其他的放电开关SW2到SW13被构造为对应于电池单元21（2）到21（13），按照与上述相同的方式闭合放电开关使得电池单元21（2）到21（13）的电极之间的电压分别降低。放电开关SW1到SW13通常处于断开状态，并且当需要对电池单元21进行放电时被闭合。 

上述的实施例如图6（a）所示进行构造，但不限于此，从而压连接端子经由限流电阻器R1到R14连接到电池输入端子45的输入端子PI1到PI14的每一个。在图6B中所示的另一个结构中，例如，压连接端子43（1）和43（2）可以直接连接到电池电压输入45的输入端子PI1、PI2，并且放电开关SW1和直接与之连接的限流电阻器R1可以设置在输入端子PI1与输入端子PI2之间。类似的是，其他的输入端子PI1到PI14直接连接到压连接端子43（3）到43（14），并且其他的放电开关SW2到SW13和限流电阻器R2到R13被构造为安置在输入端子之间。这种结构降低了限流电阻器13（R1到R13）的数目即将限流电阻器减少1个。压连接端子43与输入端子PI的各个直接连接能够通过限流电阻器降低压降，提高电池单元21的电极电压的检测准确度，从而准确地检测电极电压，尤其当放电开关SW处于闭合状态时。 

温度信号输入46包括多个输入端子QI1到QI13、一个输出端子QO、开关控制端子C和已知的复用器电路（未示出），该复用器电路响应于输入到开关控制端子C的连接开关控制信号2将输入到输入端子QI1到QI13的温度信号输出到输出端子QO。 

温度信号输入46的输入端子QI1连接到压连接端子43（15）。即，输入端子QI1连接到温度传感器34（1）。输入端子QI2、QI3分别连接到温度传感器43（16）和43（17）。即，输入端子QI2和QI3分别连接到温度传感器34（2）和34（3）。 

在温度信号输入46中，与由温度传感器34（1）到34（3）输出的测量温度对应的电压即模拟信号数据被输入到输入端子QI1到QI3，经由μCOM50通过连接开关控制信号2指定的输入端子QI连接到输出端子QO，并且有关的输入端子QI的电压从输出端子QO输出作为“电池温度信号”。 

第一ADC 47和第二ADC 48是已知的模拟-数字转换器电路。当从电池电压输入45输出的电池电压信号被输入时，第一ADC 47对电池电压信号进行量化以变换成数字，并且输出变换成数字的对应电池电压信号。当从温度信号输入46输出的电池温度信号被输入时，第二ADC 48对电池温度信号进行量化以变换成数字，并且输出变换成数字的对应温度电压信号。 

微计算机50是根据预定程序执行各种处理或控制的中央处理单元（CPU）51、存储CPU 51的处理程序或各种信息的专用只读存储器ROM 52、具有存储各种信息和CPU 51的处理操作所需的区域的可重写存储器RAM 53和未示出的外部接口。ROM 52存储用于使CPU 51用作信息产生器的各种装置的处理程序。CPU 51用作执行处理程序的上述各种装置。 

外部接口连接到第一ADC 47和第二ADC 48。外部接口将分别从第一ADC 47和第二ADC 48输入的电池电压信号和电池温度信号发送到CPU 51。该接口还连接到通信模块55。 

通信模块55被构造为使用LIN协议（本地互连网络）即用于串行多路通信协议的已知协议进行通信。通信模块55被安置在μCOM50与压连接端子43（S1）和43（S2）之间。通信模块55经由压连接端子43（S1）和43（S2）连接到束线70的公共信号线72。 

通信模块55使用LIN协议与也连接到在下文描述的公共信号线72的电池状态监视单元60进行通信。通信模块55将经由公共信号线72诸如从电池状态监视单元60发送的命令的各种信息输出到μCOM50，并且还经由公共信号线72将诸如从μCOM50发送的电池状态信息的各种信息输出到电池状态监视单元60。通信模块55对应于权利要求中的信息发送器。 

然后，将参照图7到图9讨论上述的电池状态通知单元40的根据本发明的一个例子操作。 

电池状态通知单元40即μCOM50的CPU 51分别并行执行电池单元电压检测处理（图7）、电池单元温度检测处理（图8）和电池状态信息发送处理（图9）。 

CPU 51以预定间隔执行电池单元电压检测处理（图7）。CPU 51首先切换电池电压输入45的连接，从而使得与第一电池单元21（1）的电极电压对应的电池电压信号能够输出到第一ADC 47（S110）。 

具体地讲，CPU 51将连接开关控制信号1发送到电池电压输出45，从而输入到电池电压输入45的输入端子PI1和PI2的电极电压21（1）能够由快速电容器电路变换成电池电压信号，并且与电池单元电压21（1）对应的上述的电池电压信号能够从输出端子PO输出。这使得与电池单元21（1）对应的电池电压信号被输入到第一ADC 47。在第一ADC 47中，有关的电池电压信号然后被量化以变换成数字，变换成数字的对应电池电压信号经由外部接口输入到CPU 51。 

接下来，CPU 51响应于从第一ADC 47输入的电池电压信号检测电极电压21（1）（S120）。电池单元21（1）之间的检测电压然后被存储到RAM 53中的按每个电池单元21设置的电极电压存储区域V1到V13（图10所示）的与电池单元21（1）对应的区域V1（S130）。 

接下来，在检测到最后的第13个电池单元21（13）的电极电压以前（S140中为“否”），CPU 51按照与上述相同的方法切换电池电压输  45的顺序连接，从而使得与电池单元21（2）到21（13）的电极电压对应的电池电压信号能够输出到第一ADC 47，检测与从第一ADC47输入的电池电压信号对应的电池单元21（2）到21（13）的电极电压（S120），然后将检测的电池单元21（2）到21（13）的电极电压存储到RAM 53中的电极电压存储区域V2到V13（S130）。然后，在检测到最后的第13个电池单元21（13）以后，CPU 51终止电池单元电压检测处理（S140中为“是”）。每次这个电池单元电压检测处理被执行时，存储在电极电压存储区域V1到V13中的电池单元21的电极电压被更新。 

CPU 51还基于预定间隔执行电池单元温度检测处理（图8）。CPU51首先切换温度信号输入46的连接，从而使得从第一温度传感器34（1）输出的电池温度信号能够输出到第二ADC 48（T110）。 

具体地讲，CPU 51将连接开关控制信号2发送到温度信号输入46，从而使得输入到温度信号输入46的输入端子QI1的电池温度信号能够从输出端子QO进行输出。这使得温度传感器34（1）的电池温度信号被输入到第二ADC 48。在第二ADC 48中，有关的电池温度信号 然后被量化以变换成数字，并且变换成数字的对应电池温度信号经由外部接口输入到CPU 51。 

然后，CPU 51响应于从第一ADC 48输入的电池温度信号检测电池单元21的温度（T120）。电池单元21（1）的检测温度然后被存储到RAM 53中的为每个电池单元21（3）、21（7）和21（11）设置的温度存储区域T1到T3的与电池单元21（3）对应的区域T1（T130）。 

接下来，在检测到电池单元21（7）和21（11）的温度以前，CPU51按照与上述相同的方式切换温度输入46的顺序连接（T150），从而从温度传感器34（2）和34（3）输出的电池温度信号能够输出到第二ADC 48，检测从第二ADC 48输入的电池单元21（7）和21（11）的温度（T120），然后将检测的电池单元21（7）和21（11）的温度存储到RAM 53中的温度存储区域T1到T3（T130）。然后，在检测到最后的第三电池单元21（11）以后，CPU 51终止电池单元温度检测处理（T140中为“是”）。每次这个电池单元温度检测处理被执行时，存储在温度存储区域T1到T3中的电池单元21的温度被更新。 

CPU 51执行电池状态数据发送处理（图9）。CPU 51等待直到经由通信模块55从电池状态监视单元60接收到预定的电池状态数据发送命令（U110中为“否”）。另外，当接收到有关的电池状态数据发送命令时（U110中为“是”），CPU 51从电极电压存储区域V1到V13读取每个电池单元21的电极电压，并且从温度存储区域T1到T3读取每个电池单元21的温度，然后产生包括这些电极电压和温度的电池状态数据（U120）。这里产生的电池状态数据被表示为数字信号。即，CPU 51对应于权利要求中的信息产生器。另外，产生的状态数据经由通信模块55被发送到电池状态监视单元60（U130）。接下来，上述的处理将被重复。 

另外，与执行上述的处理一起，CPU 51还执行电池放电处理。CPU 51等待直到经由通信模块55从电池状态监视单元60接收到预定的电池单元放电命令。这个电池单元放电命令包括指示把电池单元21作为放电目标的电池指定信息。当接收到有关的电池放电命令时，CPU 51向放电开关SW发送控制信号，从而使得在变为断开之前的预定时间内，与由包括有关命令的电池指定信息指示的电池单元21对应的放电开关SW可以被闭合。这使得由电池单元放电命令指定的电池单元21被放电。 

在本实施例中，电池单元电压检测处理（图7）、电池单元温度检测处理（图8）和电池状态数据发送处理（图9）分别并行执行，但是不限于这个实施例。例如，没有以一定间隔独立地执行电池单元电压检测处理和电池单元温度检测处理，这些可以在电池状态数据发送处理中执行。具体地讲，在电池状态数据发送处理中，紧接在接收到电池状态数据发送命令、执行电池单元电压检测处理和电池单元温度检测处理以后，CPU 51可以更新电池单元的电池电极电压和温度，然后可以产生电池状态数据。 

电池状态监视单元60包括如图1所示的盒状单元壳60a，在它内部容纳了组装各种电子组件的印刷线路板（未示出）。单元壳60a的一个表面设置有连接器插座60b，插座60b被暴露并且与束线70的连接器插头76连接。在本实施例中，电池状态监视单元60固定到多个电池组的一个电池组10的电池模块20。 

图11示出了电池状态监视单元60的功能框图。如图11所示，电池状态监视单元60包括微计算机61（下文称作“μCOM 61”）、下游通信模块65。电池状态监视单元60进行工作，从低压电源向它进行供电。即，电池状态监视单元60的印刷电路板上的电源布线图即电源电压Vcc和地线图即地GND连接到低压电源。 

μCOM 61包括根据预定程序执行各种处理或控制的中央处理单元（CPU）62、存储CPU 62的处理程序或各种信息的专用只读存储器ROM 63、具有存储CPU 62的各种信息和处理操作所需的区域的可重写存储器RAM 64以及未示出的外部接口。在ROM 63中，存储操作CPU 62（作为信息产生器的各种器件）的处理程序。CPU 62通过执行处理程序用作上述的各种器件。另外，外部接口连接到下游通信模块65。 

下游通信模块65被构造为使用作为串行多路通信协议的LIN协议（本地互连网络）进行通信。下游通信模块65被布置在μCOM 61与连接器插座60b的端子K2之间。下游通信模块65经由端子K3连接到束线70的公共信号线72。 

下游通信模块65使用LIN协议经由上述的公共信号线72与连接到公共信号线72的多个电池状态通知单元40进行通信。下游通信模块65将经由公共信号线72诸如从电池状态通知单元40发送的电池状态数据的各种信息输出到μCOM 61，并且还经由公共信号线72将诸如从μCOM 61发送的命令的各种信息输出到电池状态通知单元40。 

外部接口连接到未示出的上游通信模块。这个上游通信模块被构造为使用诸如已知的CAN协议（控制器区域网络）的协议进行通信，从而使用安装在车辆中的电子控制装置发送或接收各种信息。 

然后，将讨论根据本发明的上述电池状态监视单元60的一个操作。 

为了监视多个电池组10，电池状态监视单元60即μCOM 61的CPU 62以预定间隔经由下游通信模块65将上述的电池状态数据发送命令发送到包括在这多个电池组中的电池状态通知单元40的一个电池状态通知单元40。 

当从发送电池状态信息发送命令的电池状态通知单元40接收到电池状态数据时，CPU 62基于包括在有关的电池状态数据中的电池单元21的电极电压或温度确定是否存在需要放电的电池单元21。并且，当确定存在需要放电的电池单元21时，CPU 62然后向发送电池状态数据的电池状态通知单元40发送包括指示把电池单元21作为放电目标的电池指定信息的电池单元放电命令。接下来，对于包括在电池组内的其他的电池状态通知单元40连续执行与上述相同的处理。 

束线包括多个电源线71、公共信号线72、地线73和连接器插头76。 

电源线71、公共信号线72、地线73均连接到连接器插头76的端子配件。并且，当连接器插头76与电池状态监视单元60b-的连接器插 座60b进行接合时，这些电源线71、公共信号线72和地线73经由端子配件连接到连接器插座60b的端子K1、K2和K3。 

电源线71经由端子K1连接到电池状态监视单元60的印刷电路板上的电源布线图即电源电压Vcc。电源线71连接到电池状态通知单元40的每一个的压连接端子43（P）。 

另外，地线73经由端子K3连接到电池状态监视单元60的印刷电路板上的地线布线图即地GND。地线73连接到电池状态通知单元40的每一个的压连接端子43（N）。 

然后，从未示出的低压电源向电池状态监视单元60的电源布线图和地线布线图供电，由此经由电源线71和地线73向每个电池状态通知单元40供电。 

公共信号线72经由端子K3连接到电池状态监视单元60的下游通信单元65。公共信号线72经由电池状态通知单元40的每一个的压连接端子43（S1）和43（S2）在总线上连接到每个通信模块55。 

在本实施例中，如图12所示，多个电池状态通知单元40经由束线70彼此连接。公共信号线72在逻辑上是一根线，但是一根线在电池状态监视单元60与多个电池状态通知单元40之间的每一个间隔处在物理上被切割。当然，公共信号线72可以在物理上安置为没有被切割的一根线。 

然后，将参照图13讨论上述的电池电源系统1的一个例子操作。 

安置在上述的电池组10中的电池状态通知单元40（电池状态通知单元40（1）到（N））基于预定间隔执行上述的电池单元电压检测处理和电池单元温度检测处理，从而将电池单元21的电极电压和温度存储在RAM 53（W01、W02）内。 

电池状态监视单元60将电池状态数据发送命令（1）发送到多个电池组10（W1）的一个电池组10的电池状态通知单元40（电池状态通知单元40（1））。当接收到电池状态数据发送命令（1）时，电池状态通知单元40（1）执行电池状态数据发送处理，并且将电池状态数据（1）发送到电池状态监视单元60（W11）。如果基于电池状态数据（1）确定 没有电池单元需要进行放电，则电池状态监视单元60进入下一个处理。 

然后，电池状态监视单元60将电池状态数据发送命令（2）发送到多个电池组10（W3）的另一个电池组10的电池状态通知单元40（电池状态通知单元40（2））（W3）。当接收到电池状态数据发送命令（2）时，电池状态通知单元40（2）执行电池状态数据发送处理，并且将电池状态数据（2）发送到电池状态监视单元60（W21）。如果基于电池状态数据（2）确定有电池单元需要放电，则电池状态监视单元60将包括指示把电池单元作为放电目标的电池指定信息的电池单元放电命令发送到电池状态通知单元40（2），然后进入下一个处理（W5）。当电池状态通知单元40（2）接收到这个电池单元放电命令时，执行电池单元放电处理（W22）。 

接下来，类似的是，电池状态监视单元60从电池状态通知单元40获得所有电池组的电池状态数据，基于这个电池状态数据确定电池单元是否需要进行放电，并且如果需要使得电池状态通知单元40对电池单元进行放电。 

根据本实施例，由于每个电池状态通知单元40安置在电池组10内，电池状态通知单元40基于从电池组10的端子配件33输出的电池电压信号和从温度传感器34输出的电池温度信号，产生由包括电池单元21的状态的数字信号组成的电池状态数据，并且将有关的电池状态数据发送到电池状态监视单元60，所以可以在电池状态监视单元60中根据由电池组10的电池状态通知单元40发送的电池状态数据监视电池组10的状态，并且由此可以将适于连接电池状态通知单元40与电池状态监视单元60的多个束线70的数目减少到用于发送上述的数字信号的电池状态数据所需的数目。因此，可以减少束线70的多个电线的数目，并且由此可以有利于束线布线的设计和操作便利性。由于上述的数字信号的电池状态数据被发送到电池状态监视单元60，所以还可以降低这几伏的发送信号的电压。因此，可以有利于诸如电池状态监视单元60的绝缘容限或噪声容限的安全性和可靠性的电气设计。 

另外，由于电池状态通知单元40的信息模块55被构造为通过串行通信向电池状态监视单元60发送电池状态数据，所以与并行通信相比较可以更多地减少发送上述的电池状态数据所需的束线70的多个电线的数目，并且由此可以更多地减少束线70的多个电线的数目，从而进一步有利于束线布线的设计和操作便利性。 

由于公共信号线72被设置为连接电池监视单元60与安置在多个电池组10内的电池状态通知单元，并且用于信息模块55的通信协议适于使用公共通信信号线的多路通信协议，所以当设置有多个电池组10时，可以通过一组公共信号线连接电池组10的电池状态监视单元60与多个电池状态通知单元40，从而通过公共信号线72从每个电池状态通知单元40向电池状态监视单元60发送电池状态数据。因此，由于不需要一对一将电池状态监视单元60连接到每个电池状态通知单元40，所以可以减少束线70的多个电线的数目，从而进一步有利于束线布线的设计和操作便利性。 

由于电池组10设置有包括适于将多个电池单元21的正电极21c与负电极21d进行彼此连接的多个汇流条32的汇流条模块30，并且电池状态通知单元40安置在汇流条模块30内，所以可以将电池状态通知单元40组装到电池组10中，还将多个电池单元21组装到汇流条模块30中，从而有利于电池组10的组装作业。另外，由于用于连接电池状态通知单元40与端子配件33和温度传感器34的导线36没有被拖到电池组10之外（例如，如在图21中所示的常规结构中的束线），所以可以避免导线36在电池组10之外的布线设计并且减小电池组10的尺寸。 

由于电池状态监视单元60附连到电池组10之一，所以可以缩短用于连接电池状态监视单元60与电池组10的束线的长度，从而进一步有利于束线70布线的设计和操作便利性。 

另外，由于当多个电池组10的每一个被构造为使得电池组21的数目彼此不同，这些不同结构由电池通知单元40进行吸收，所以可以对电池组10的接口进行标准化。 

尽管在上述的实施例中，束线70与电池状态通知单元40经由压连 接端子43（P）、（S1）、（S2）和（N）进行连接，但不限于这个实施例，如图14和图15所示彼此接合的一对连接器79和49替代压连接端子43可以设置有束线70和电池状态通知单元40，从而利用这对连接器79和49进行彼此连接。在这个结构中，电池状态通知单元40的上述功能可以安装在束线70的连接器79内。 

在本实施例中，端子配件33、温度传感器34和电池状态通知单元40使用导线36进行彼此连接，但不限于这个实施例。例如，在如图16所示的电池状态通知单元40中，使用PCB构造的单元板和已知的柔性印刷板电路（FPC）被集成为刚柔结合板，然后采用FPC替代导线36可以将端子配件33、温度传感器34和电池状态通知单元40彼此连接。替代地，单元板42可被构造为使用FPC。另外，通过连接端子配件33、温度传感器34和电池状态通知单元40的这种结构，电池状态通知单元40的限流电阻器R1到R14可以定位在FPC上。这种结构使得单元板42的尺寸减小。 

在本实施例中，复用通信协议适于与电池状态通知单元40和电池状态监视单元60进行通信，但是不限于这个实施例。例如，多个下游通信模块65可以安置在电池状态监视单元60之一内，然后有关的电池状态监视单元60与多个电池组10即电池状态通知单元40可以如图18所示进行一对一连接。 

在本实施例中，使用串行通信协议或LIN协议执行电池状态通知单元40与电池状态监视单元60之间的通信，但不限于这个实施例。替代LIN协议，例如这种CAN（控制器区域网络）协议可以适于通信。另外，可以通过并行通信执行电池状态通知单元40与电池状态监视单元60之间的通信。 

在本实施例中，快速电容器电路安置在电池状态通知单元40的电池电压输入45内，从而分离高压部分即高压电源与低压部分即低压电源，并且将高压模拟信号变换成低压模拟信号，但不限于这个实施例。例如，在上述的如图19所示的实施例中，电池电压输入45可以仅仅由复用器电路组成而电池电压输入45、温度信号输入46、第一ADC 47、 第二ADC 48和温度传感器34（1）到34（3）可以被构造为基于由包括电池状态通知单元40的电池组10形成的高压电源进行工作，并且诸如光耦合器的绝缘组件82可以安置在（i）第一ADC 47与μCOM 50之间以及第二ADC 48与μCOM 50之间、（ii）μCOM 50与电池电压输入45之间以及μCOM 50与温度信号输入46之间、以及（iii）μCOM50与放电开关SW1到SW3的每一个之间。这种结构使得可以分离基于高压电源进行工作的部分（电池电压输入45、温度信号输入46、第一ADC 47、第二ADC 48、温度传感器34（1）到34（3）和放电开关SW1到SW3）与基于低压电源进行工作的部分（μCOM 50和通信模块55），并且在这两个部分之间发送信息。 

在本实施例中，对电池状态通知单元40提供低压电源，从而基于有关的低压电源进行工作，但不限于这个实施例，即整个电池通知单元40可以被构造为基于由电池组10构成的高压电源进行工作。 

基于这种结构，电池状态监视单元60的这个下游通信模块65设置有对高压电源与低压电源进行绝缘的绝缘组件。多个电池状态通知单元40通过菊链连接进行连接，即如珠子一样穿在一起以替代它们的每一个从其向下悬挂的总线连接。如图20所示，电池状态通知单元40设置有上游通信模块56和下游通信模块57。上游通信模块56连接到远离电池状态监视单元60或端子的具有较高电势的其他电池状态通知单元40。下游通信模块57连接到靠近电池状态通知单元40或电池状态监视单元60的具有较低电势的其他电势状态通知单元40。在每个电池状态通知单元40中，由于每个电源电势彼此不同，所以上游通信模块56和下游通信模块57设置有实现不同电势之间的发送和接收的电平移动电路（电势变换电路）。 

当经由上游通信模块56从具有较高电势的其他的电池状态通知单元40接收信息并且中继该信息时，μCOM 50将该信息从下游通信模块57发送到具有较低电势的其他的电池状态通知单元40或电池状态监视单元60。另外，当经由下游通信模块57从具有较低电势的其他电池状态通知单元40或电池状态监视单元60接收信息并且中继该信息（如果 需要）时，μCOM 50经由上游通信模块56将该信息发送到具有较高电势的其他电池状态通知单元40。 

在本实施例中，尽管已经讨论了安装在混合电动车辆内的电池系统，但是根据本发明的电池系统显然不限于该实施例，即能够适于车辆以外例如电源装置或电源系统（例如，安装在组合多个二次电池的工厂内的紧急备用电源系统）。 

应该注意：上述的实施例仅仅示出了本发明的典型结构，并且本发明不限于此。即，本领域技术人员应该明白，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变。 

[标号列表] 

1   电池电源系统（电池状态监视系统） 

10  电池组 

20  电池模块 

21  电池单元 

21c 正电极 

21d 负电极 

30  汇流条模块 

31  壳 

32  汇流条 

33  端子配件（电池状态输出） 

34  温度传感器（电池状态输出） 

36  导线 

40  电池状态通知单元 

43  压连接端子 

45  电池电压输入 

46  温度信号输入 

47  第一ADC 

48  第二ADC 

50  微计算机 

51  CPU（信息产生器） 

55  通信模块（信息发送器） 

60  电池状态监视单元 

70  束线 

71  电源线 

72  公共信号线 

73  地线 

V1-V13  电极电压存储区域 

T1-T3   温度存储区域