蓄电池系统技术方案

本发明专利技术为了提供一种能够在并用功率型电池(13)及容量型电池(13)时，将充放电电流适当地分担给两电池的复合蓄电系统，提供一种并联连接容量型电池(14)与功率型电池(13)而构成的蓄电池系统，在该蓄电池系统中，容量型电池(14)的使用电压范围和功率型电池(13)的使用电压范围具有共同的部分，以使在容量型电池(14)中流动的电流的响应时间以及在功率型电池(13)中流动的电流的响应时间变得比规定时间大的方式，容量型电池(14)与功率型电池(13)被组合起来而构成。

Battery system

In order to provide a composite storage system which can properly distribute charge and discharge current to two batteries when using power type batteries (13) and capacity type batteries (13), the present invention provides a battery system consisting of parallel connection capacity type batteries (14) and power type batteries (13). In this storage battery system, the voltage range of capacity type batteries (14) and the power type batteries (13) are used. In a way that the response time of the current flowing in the capacity battery (14) and the response time of the current flowing in the power battery (13) become larger than the prescribed time, the capacity battery (14) and the power battery (13) are combined to form a common part of the voltage range.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电池系统
本专利技术涉及蓄电池系统。
技术介绍
在电动汽车中，使用单独一种电池来供给电能。使用重视容量(Ah)性能的容量型电池来作为该电池。然而，仅使用容量型电池，在电动汽车加速时以及减速时会流过大电流，并且负载会被施加至电池，因此存在电池寿命变短的倾向。对此，已知专利文献1以及专利文献2所述的现有技术。在专利文献1中，公开了如下构成：将重视功率性能的功率型电池经由DCDC转换器(直流－直流转换器)并联连接至容量型电池。进一步地，在专利文献2中，公开了使功率型电池直接并联连接至容量型电池的构成。像这样，通过并用容量型电池以及功率型电池的复合蓄电系统，功率型电池分担急剧的电流变化，容量型电池的负载得到降低。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2012－235610号公报专利文献2：日本专利特开平11－332023号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1中，容量型电池被直接连接至逆变器。在该情况下，需要将逆变器以及电动机的电压范围限于容量型电池的动作电压范围内。然而，一般来说容量型电池的动作电压范围较窄，因此需要降低电动机的转矩常数(转矩和电流的转换常数)，从而电动机特性会受到制限。另外，当降低转矩常数时，再生电压会变低，并且电动汽车的效率会变低。另外，由于功率型电池被连接至DCDC转换器，因此需要增大DCDC转换器的电力容量，从而DCDC转换器的成本增加。在专利文献2中，没有DCDC转换器，因此虽然成本增加得到抑制，但当功率型电池的容量小时，功率型电池的电量由于大电流的充放电而减少。然后，当达到无法分担充放电的程度时，容量型电池就不得不负担充放电电流。因此在专利文献2的方法中，有时未必能在行驶中的所有状况下降低容量型电池的电流，并降低对容量型电池的负担。因此，本专利技术提供一种复合蓄电系统，能够在并用功率型电池及容量型电池时，将充放电电流适当地分担给两电池。用于解决问题的技术手段用于解决上述问题的本专利技术的特征例如如下文所述。并联连接容量型电池与功率型电池而构成的蓄电池系统作为如下的蓄电池系统而构成：容量型电池的使用电压范围和功率型电池的使用电压范围具有共同的部分，以使在容量型电池中流动的电流的响应时间以及在功率型电池中流动的电流的响应时间变得比规定时间大的方式，容量型电池与功率型电池被组合起来而构成。另外，并联连接容量型电池与功率型电池而构成的蓄电池系统作为如下的蓄电池系统而构成：容量型电池的使用电压范围和功率型电池的使用电压范围具有共同的部分,以使容量型电池的容量与功率型电池的容量的比变得比规定值大的方式，容量型电池与功率型电池被组合起来而构成。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种复合蓄电系统，能够在并用功率型电池及容量型电池时，将充放电电流适当地分担给两电池。根据以下实施方式的说明，上述以外的问题、构成以及效果变得清楚。附图说明图1示出作为本专利技术的实施例1的复合蓄电系统以及搭载该系统的电动汽车的构成。图2示出本专利技术的实施例1中的复合蓄电系统的电路模型。图3示出本专利技术的实施例1中的复合蓄电系统的电路模型中的、相对于充放电电流的各电池的电流特性的一例。图4示出本专利技术的实施例1中的复合蓄电系统的构成条件的一例。图5示出本专利技术的实施例2中的复合蓄电系统的电路模型中的、相对于充放电电流的各电池的电流特性的一例。图6示出本专利技术的实施例2中的复合蓄电系统的构成条件的1例。图7示出作为本专利技术的实施例3的复合蓄电系统以及搭载该系统的电动汽车的构成。图8示出作为本专利技术的实施例3的复合蓄电系统的控制流程的一例。具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下的说明示出本专利技术的内容的具体例。因此，本专利技术不限定于这些说明，本领域技术人员能够在本说明书所公开的技术构思的范围内进行各种变更以及修正。另外，在用于对本专利技术进行说明的全部附图中，具有同一功能的构件附上同一符号，并且有时省略其重复的说明。实施例1在本专利技术中，功率型电池与容量型电池并联地连接。容量型电池与功率型电池在使用电压范围内有重叠，并且各电池的特性被确定，以使相对于电流变化的各电池的电流的响应时间变为预先确定的规定时间以上。由此，尽管搭载最小限的功率型电池，但与单独使用容量型电池的情况相比，即使在多种多样的行驶条件下也能使容量型电池的充放电电流降低。因此，能够关系到容量型电池的寿命提高。图1是示出作为本专利技术的实施例1的复合蓄电系统(蓄电池系统)以及搭载该系统的电动汽车的构成。如图1所示，电动汽车10具备包含功率型电池13和容量型电池14的复合蓄电系统，该容量型电池14被并联连接至功率型电池13。复合蓄电系统经由逆变器12与电动发电机11相连。此外，逆变器12、功率型电池13、容量型电池14由ECU15(“ECU”是“ElectronicControlUnit”的缩写)控制。也就是说，复合蓄电系统具有逆变器12、功率型电池13、容量型电池14以及ECU15。这里，电动发电机11是交流发电机，例如是感应电动机、同步电动机。从功率型电池13以及容量型电池14向逆变器12输出直流电。逆变器12将供给自功率型电池13及容量型电池14的直流电转换为三相交流电。通过逆变器12输出的三相交流电，电动发电机11作为电动机被旋转驱动。由此，电动汽车10行驶。例如在电动汽车10加速时等、仅靠容量型电池14对电动发电机11的供给电力不足的情况下，也从功率型电池13经由逆变器12向电动发电机11供给电力。在电动汽车10减速时或制动时等、即电动发电机11再生时，通过使逆变器12作为整流装置运作，由电动发电机11发出的交流电被转换为直流电。然后，转换后的电力被存储在功率型电池13以及容量型电池14中。在电动汽车10停车时，容量型电池14以及功率型电池13由未图示的充电装置进行充电。此外，图1中的电动发电机11也可以由分别不同的电动机以及发电机构成。功率型电池13在输出密度上优于容量型电池14，但容量(Ah)小。作为像这样的功率型电池13，例如可以适用锂离子电池、镍氢电池等。另外，也可以使用与此具有同样的高输出特性的锂离子电容器、双电层电容器等蓄电装置(可以说是功率型蓄电装置)来代替功率型电池13。此外，以下，将这些电池以及电容器统称为“功率型电池”。虽然容量型电池14的输出密度劣于功率型电池13，但能量密度优于功率型电池13并且容量(Ah)大。作为像这样的容量型电池14，可以适用锂离子电池、半固态锂离子电池、固态锂电池、铅电池、镍锌电池等。此外，作为功率型电池13而使用的锂离子电池、与作为容量型电池14而使用的锂离子电池的电极材料等构成不同。如上所述，根据本实施例，能够并用功率型电池13及容量型电池14来作为使用的整个电池，并在确保电池容量的同时提高电池输出，或者在确保电池输出的同时提高电池容量。然而，功率型电池13与容量型电池14相连接而不经由DCDC转换器等电流控制元件。于是，充放电时的电流根据功率型电池13和容量型电池14的特性而唯一地确定。因此，需要最佳地组合这些特性的组合，以使蓄电池系统发挥所期望的特性。使用图2对其理由进行说明。图2是对功率型电池13与容量型电池14并联连接后的状态进行了模型化的图。在电容器部模拟由充放电引起的电池的电压的变动，并用电阻模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电池系统，其并联连接容量型电池与功率型电池而构成，所述蓄电池系统的特征在于，所述容量型电池的使用电压范围和所述功率型电池的使用电压范围具有共同的部分，以使在所述容量型电池中流动的电流的响应时间以及在所述功率型电池中流动的电流的响应时间变得比规定时间大的方式，所述容量型电池与所述功率型电池被组合起来而构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.17 JP 2016-2039431.一种蓄电池系统，其并联连接容量型电池与功率型电池而构成，所述蓄电池系统的特征在于，所述容量型电池的使用电压范围和所述功率型电池的使用电压范围具有共同的部分，以使在所述容量型电池中流动的电流的响应时间以及在所述功率型电池中流动的电流的响应时间变得比规定时间大的方式，所述容量型电池与所述功率型电池被组合起来而构成。2.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其特征在于，以使在所述容量型电池中流动的电流的响应时间以及在所述功率型电池中流动的电流的响应时间变得大于60秒的方式，所述容量型电池与所述功率型电池被组合起来而构成。3.根据权利要求2所述的蓄电池系统，其特征在于，所述容量型电池以及所述功率型电池满足以下的式1m(n+1)C1R1/(m+1)≧60···式1m：容量型电池与功率型电池的容量比，即、容量型电池/输出型电池n：容量型电池与功率型电池的电阻比，即、容量型电池/输出型电池C1：功率型电池的容量R1：功率型电池的电阻值。4.一种蓄电池系统，其并...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内晋，井上健士，小松大辉，牧野茂树，坪内繁贵，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP