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CN1428612A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

一种电源装置，包括：多个蓄电池(2)；检测各个蓄电池(2)的电压、或将蓄电池(2)串联连接的多个电池组件(1)的电压的电压检测电路(3)；以及检测蓄电池(2)的温度的温度元件(4)。温度元件(4)具有当电池温度较低时其电阻较小，而当电池温度高于规定温度时其电阻会增加的温度特性，电压检测电路(3)将所述温度元件(4)同时用作用于检测电压的引线，既检测电池的电压或电池组件(1)的电压也检测电池温度。从而可以简化用于检测电池温度和电池电压的布线。还可以在检测电池电压的布线发生短路时限制流过的电流。

Description

电源装置
技术领域
本发明是用于驱动使主要是混合型汽车和电动汽车等电动车辆行驶的马达的电源装置，涉及一种具有检测电池温度的电路的电源装置。
背景技术
使电动车辆行驶的电源装置，为了增加输出而用大电流进行充放电，因而在使用中有时电池温度会升高。另外当安装在车辆上时，在严冬时与盛夏时其使用的温度环境会大幅度地变化。蓄电池具有在异常高温下使用时其性能会下降的性质。当电池温度处于异常的高温状态时，通过停止充放电或强制冷却可以防止温度的上升。为了达到这样的效果，采取了在电源装置中设置检测温度的电路的措施。
具有温度的检测电路的电源装置，公开在例如特开平10-270094号公告和特开2001-52763号公告中。这些公告中所公开的电源装置，是将温度元件固定在电池组件的表面。固定在电池组件上的多个温度元件，相互串联连接并连接在温度检测电路上。对于温度元件，采用了像PTC那样的当电池温度高于设定温度时电阻会急剧增加的元件。当电池温度高于设定温度时，该电路中串联连接的温度元件的电阻会增加。因此，根据串联连接的温度元件电阻的变化，可以检测出电池组件的温度是否高于所设定的温度。
上述电源装置需要用引线将固定在各个电池表面上的串联连接的温度元件连接到温度检测电路上。并且，将多个电池串联连接的电源装置，需要在检测电池组件的电压的同时控制充放电。因此，这种电源装置必须分别设置用于检测电池温度的布线、和用于检测电池电压的布线，如果是内置了多个电池的装置的话，存在使其布线变得极其复杂的缺点。另外，由于在检测电池电压的布线中有时会有高电压，所以还存在当它们产生短路时会使大电流流入电池中而造成危险的状态的缺点。
发明内容
本发明就是以解决上述缺点为目的开发出来的。本发明的主要目的是提供一种可以简化用于检测电池温度和电池电压的布线的电源装置。
另外，本发明的另一重要目的是提供一种通过温度元件限制在检测电池电压的布线发生短路时的短路电流的安全性高的电源装置。
本发明的电源装置，包括：多个蓄电池2；检测各个蓄电池2的电压、或将蓄电池2串联连接的多个电池组件1的电压的电压检测电路3；以及检测蓄电池2的温度的温度元件4。温度元件4具有当电池温度较低时其电阻较小，而当电池温度高于规定温度时其电阻会增加的温度特性。电压检测电路3将所述温度元件4同时用作用于检测电压的引线，既检测电池的电压或电池组件1的电压也检测电池温度。
电压检测电路3可以通过将温度元件4用作引线而检测出的检测电压检测电池温度。
另外，本发明的电源装置还包括：相互平行地排列的多个电池组件1，在电池组件1的表面，可以设置将多个温度元件4相互串联连接的温度检测单元5。该电源装置将所述温度检测单元5与电池组件1连接，将温度检测单元5同时被用作检测电池组件1的电压的引线。
温度检测单元5的构成可以是将配设在相邻且平行地配设的两个电池组件1的表面上的多个温度元件4串联连接，也可以是将配设在一个电池组件1的表面上的多个温度元件4串联连接。
另外，本发明的电源装置，可以将相互平行排列的电池组件1通过母线棒7相互串联连接，并且将温度检测单元5的一端与母线棒7连接。
另外，本发明的电源装置还包括：绝对温度检测电路8、和与所述绝对温度检测电路8连接并配设在蓄电池2的表面的绝对温度传感器9，可以通过绝对温度传感器9和绝对温度检测电路8检测电池温度。
另外，本发明的电源装置，其特征在于，将配设在电池组件1的表面的温度元件4，与绝对温度传感器9串联连接作为第2温度检测单元10，将第2温度检测单元10与绝对温度检测电路8连接，将温度检测单元5与电压检测电路3连接，通过绝对温度检测电路8和电压检测电路3双方检测电池温度。并且，本发明的电源装置，可以通过在相邻配设的电池组件1的一方配设温度检测单元5，而在另一方的电池组件1上配设第2温度检测单元10来检测电池组件1的温度。
附图说明
图1是本发明一实施例的电源装置的概略构成图。
图2是本发明另一实施例的电源装置的概略构成图。
图3是本发明另一实施例的电源装置的概略构成图。
图4是表示电压检测电路检测电池电压和温度元件的电阻的状态的电路图。
其中：1-电池组件；2-蓄电池；3-电压检测电路；3a-输入端子；4-温度元件；5-温度检测单元；6-保护电阻；7-母线棒；8-绝对温度检测电路；9-绝对温度传感器；10-第2温度检测单元；11-外壳。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。但是，下面的实施例是将本发明的技术方案具体化的电源装置的例子，并不局限于下面的电源装置。
并且，在本说明书中，为了便于理解权利要求的范围，将对应实施例中的各部分的序号，表记在“权利要求书”及“发明内容”中的相应部分。但决不是将权利要求书中的各部分限定于实施例的各部分。
图1～图3所示的电源装置包括：内置在外壳11中的多个蓄电池2、检测电池组件1的电压的电压检测电路3、以及检测电池温度的温度元件4。图1～图3中的电压检测电路3只检测电池组件1的电压，而不检测各个蓄电池2的电压。但本发明的电源装置也可以通过电压检测电路检测各个电池的电压。温度元件4具有当电池温度较低时其电阻较小，而当电池温度高于规定温度时其电阻会增加的温度特性。PTC最适合作为这种温度元件4。由于PTC在其温度比规定温度高时其电阻会急剧增加，所以它具有可以正确地检测出“电池温度超过了规定温度”的特点。但作为温度元件也可以采用PTC之外的元件。
电压检测电路3，检测电池组件1的电压，并且通过温度元件4也检测电池温度。电压检测电路3通过检测电池组件1的电压而检测出电池温度，或者，通过检测流入输入端子3a的电流而检测出电池温度。电压检测电路3具有用于检测电压或电流的一对输入端子3a。输入端子3a中的一个端子连接到电池组件1的一端。输入端子3a中的另一个端子经温度元件4连接到电池组件1的另一端。
图4示出了电压检测电路3检测电池电压和温度元件4的电阻的电路图。该图所示的电压检测电路3的输入电阻Ri，与电池温度低于规定温度时的温度元件4的PTC的电阻R1、R2、…、Rn相比足够大。换句话说，与输入电阻Ri相比，由于温度元件4的电阻R1、R2、…、Rn足够小，所以电压检测电路3可以忽略温度元件4的两端所产生的电压降来检测电池电压。也就是说，温度元件4的电阻R1、R2、…、Rn不会使在电压检测电路3的输入端子3a所检测出的检测电压下降。因此，当电池温度低于规定温度时，电压检测电路3可以通过温度元件4而准确地检测出电池组件1的电压。
当电池温度高于规定温度时，温度元件4的PTC电阻R1、R2、…、Rn显著增加。处于这种状态时，温度元件4的PTC电阻R1、R2、…、Rn会大于电压检测电路3的输入电阻Ri，或者与输入电阻Ri相比不是足够小的值。因此，在电阻R1、R2、…、Rn变大的温度元件4的PTC上产生电压降。温度元件4的电压的降低，使检测电池组件1的电压的电压检测电路3的检测电压降低并且被输入到电压检测电路3的输入端子3a中。因此，当电池温度变得小于规定温度时，电压检测电路3的检测电压会降低。
温度元件4的PTC的电阻R1、R2、…、Rn，由于当电池温度高于规定温度时会急剧变大，所以检测电池组件1的电压的电压检测电路3的检测电压会变得相当小并被输入到电压检测电路3的输入端子3a中。因此，当电压检测电路3的检测电压变得相当低时，电压检测电路3作出电池温度高于规定温度的判断。
但电池组件1的电压下降，也使电压检测电路3的检测电压下降。因此，在电压检测电路3的检测电压降低时，需要判断究竟是电池组件1的电压下降还是电池温度升高。电池组件1的电压下降与电池温度的上升可以通过检测电压下降的幅度进行判断。这是因为与电池组件1的电压下降时的检测电压的下降相比，电池温度高于规定温度时的检测电压的下降更大。当电池温度高于规定温度时，由于温度元件4的PTC的电阻R1、R2、…、Rn会显著增加，所以当电池温度高于规定温度时，电压检测电路3的输入电压会显著下降。而电池组件1的电压下降并不会使电压急剧下降。因此，当电压检测电路3的检测电压仅下降一点时可以检测出电池组件1的电压，而当检测电压急剧下降时可以作出电池温度高于规定温度的判断。
图1～图3的电源装置，在相互平行排列地放置在外壳11中的各个电池组件1的表面，固定有与多个温度元件4串联连接的温度检测单元5。在这些图中的温度检测单元5中，每两个蓄电池2配设一个温度元件4。在图中的电源装置中，10个蓄电池2串联连接组成一个电池组件1。因此，温度检测单元5对应一个电池组件1配设有5个温度元件4。温度检测单元5中的各个温度元件4，被固定在相互邻接的蓄电池2的交界部分，形成由一个温度元件4检测两个蓄电池2的温度。这样配置多个温度元件4的构造，具有用蓄电池2的数量的一半数量的温度元件4，可以检测全部蓄电池2的温度的优点。但也可以使温度元件的数量少于或多于蓄电池数量的一半。在配置少于蓄电池的数量的一半的温度元件时，可检测特定的蓄电池的温度。在配置多于蓄电池的数量的一半的温度元件时最好配置成可以检测所有的蓄电池的温度。
在图1所示的电源装置中，在各个电池组件1上设有温度检测单元5。在该温度检测单元5中，是将配设在一个电池组件1表面上的多个温度元件4串联连接的。在图2所示的电源装置中，每两个电池组件1上设有一个温度检测单元5。在该温度检测单元5中，是将配设在相邻地平行配设的两个电池组件1的表面上的多个温度元件4交替地串联连接的。这样，将多个温度元件4交替地连接的温度检测单元5，具有可以使配设在相邻的两个电池组件1上的多个温度元件4的连接最短的优点。
温度检测单元5与电池组件1连接，并被用作检测电池组件1的电压的引线。因此，温度检测单元5的一端与电池组件1的一端连接，另一端与电压检测电路3的输入端子3a连接。图1～图3所示的电源装置，用母线棒7将相互平行排列的电池组件1相互串联连接，并将温度检测单元5的一端连接在该母线棒7上。并且，图中的电源装置经保护电阻6将电池组件1和温度检测单元5连接在电压检测电路3的输入端子3a上。保护电阻6可以防止当连接温度检测单元5的电路发生短路时而产生大电流。保护电阻6的电阻值是既可以限制短路电流，又远小于电压检测电路3的输入电阻，从而可以准确地检测电池组件1的电压值。但是，保护电阻并非必需，也可以将温度检测单元和电池组件直接连接在电压检测电路上。
另外，图1～图3所示的电源装置，还具有绝对温度检测电路8和与该绝对温度检测电路8连接并检测蓄电池2的温度的绝对温度传感器9。绝对温度传感器9被配设在蓄电池2的表面，用于检测电池温度。图中的装置是通过由绝对温度传感器9和绝对温度检测电路8组成的检测温度的电路、和由温度元件4和电压检测电路3组成的电路的两个电路来检测电池温度。绝对温度传感器9是类似热敏电阻的电阻值随温度而变化的元件。绝对温度传感器9和温度元件4，虽然同样是检测电池温度的元件，但检测温度的状态不同。绝对温度传感器9是正确地检测电池的绝对温度的元件，例如是检测电池的温度究竟为多少℃的元件。而温度元件4是检测电池温度是否高于规定温度、也就是检测相对规定温度的相对温度的元件。
图3中的电源装置，将配设在电池组件1的表面上的温度元件4，与绝对温度传感器9串联连接作为第2温度检测单元10。该第2温度检测单元10连接在绝对温度检测电路8上。该电源装置通过温度检测单元5和第2温度检测单元10检测电池组件1的温度。图中的装置是通过在相邻配设的电池组件1的一方设置温度检测单元5，而在另一方的电池组件1上设置第2温度检测单元10来检测电池温度。该电源装置通过由电压检测电路3和绝对温度检测电路8来检测电池温度，可以检测出任一电池组件1的温度是否高于规定温度。
绝对温度检测电路8通过检测第2温度检测单元10的电阻，检测出电池的绝对温度和相对温度双方。温度元件4的电阻在电池温度低于规定温度时，远小于绝对温度传感器9的电阻。因此，当第2温度检测单元10的电阻较小时，通过检测绝对温度传感器9的电阻而检测出电池的绝对温度。当电池的温度高于规定温度时，温度元件4的电阻急剧增大，变得远大于绝对温度传感器9的电阻。因此，当第2温度检测单元10的电阻变大时，检测出电池的温度已高于规定温度。
绝对温度传感器9和温度元件4，在电池温度较低时它们的电阻不同，当电阻温度较低时，温度元件4的PTC的电阻远小于绝对温度传感器9的电阻。因此，绝对温度检测电路8，在电池温度低于规定温度时，通过检测第2温度检测单元10的电阻，可以正确地检测电池组件1的温度。
图中的电源装置，为了检测多个电池组件1的电压，具有检测各个电池组件1的电压的电压检测电路3和绝对温度检测电路8，也可以在电压检测电路3的输入端一侧设置切换电路，按顺序检测电池组件1的电压，并检测第2温度检测单元10的电阻。
本发明的电源装置具有可以简化用于检测电池温度和电池电压的布线的优点。这是因为本发明的电源装置，将检测蓄电池温度的温度元件同时用作用于检测蓄电池或电池组件的电压的引线，在电压检测电路中既检测电池电压或电池组件的电压也检测电池温度的原故。这种构造的电源装置，由于将检测电池温度的温度元件同时用作用于检测电压的引线，所以不需要分别配设用于检测电池温度的布线和用于检测电池电压的布线，因而可以极其简单地进行布线。因此，即使是内置多个电池的电源装置也可以使布线简洁并降低制造成本。并且，本发明的电源装置，在检测电池电压的布线发生短路时，由于可以通过温度元件限制流过的电流，所以可以有效地防止因大电流流过电池而造成的危险状态，因而具有安全性高的优点。

Claims (9)

1.一种电源装置，包括：多个蓄电池(2)；检测各个蓄电池(2)、或将蓄电池(2)串联连接的多个电池组件(1)的电压的电压检测电路(3)；以及检测蓄电池(2)温度的温度元件(4)，其特征在于，
温度元件(4)具有当电池温度较低时其电阻较小，而当电池温度高于规定温度时其电阻会增加的温度特性，
电压检测电路(3)将所述温度元件(4)同时用作用于检测电压的引线，既检测电池的电压或电池组件(1)的电压也检测电池温度。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，电压检测电路(3)将温度元件(4)用作引线，检测电池的电压或电池组件(1)的电压，同时通过检测电压检测出电池温度。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，包括相互平行地排列的多个电池组件(1)，在电池组件(1)的表面上设有将多个温度元件(4)相互串联连接的温度检测单元(5)，所述温度检测单元(5)与电池组件(1)连接，温度检测单元(5)同时被用作检测电池组件(1)的电压的引线。
4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，温度检测单元(5)具有将配设在相邻且平行地配设的两个电池组件(1)的表面上的多个温度元件(4)串联连接的构造。
5.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，温度检测单元(5)具有将配设在一个电池组件(1)的表面上的多个温度元件(4)串联连接的构造。
6.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，相互平行排列的电池组件(1)通过母线棒(7)相互串联连接，并且使温度检测单元(5)的一端与母线棒(7)连接。
7.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括绝对温度检测电路(8)和与所述绝对温度检测电路(8)连接并配设在蓄电池(2)表面上的绝对温度传感器(9)，通过绝对温度传感器(9)和绝对温度检测电路(8)检测电池温度。
8.根据权利要求3或7所述的电源装置，其特征在于，将配设在电池组件(1)表面上的温度元件(4)与绝对温度传感器(9)串联连接而作为第2温度检测单元(10)，将第2温度检测单元(10)与绝对温度检测电路(8)连接，将温度检测单元(5)与电压检测电路(3)连接，通过绝对温度检测电路(8)和电压检测电路(3)双方检测电池温度。
9.根据权利要求3或8所述的电源装置，其特征在于，通过在相邻配设的电池组件(1)的一方配设温度检测单元(5)，而在另一方的电池组件(1)上配设第2温度检测单元(10)来检测电池组件(1)的温度。
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