并联蓄电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术的并联蓄电系统包括：多根母线(4A、4B)；由一个或者多个能进行充放电的电池单元(12)串联连接而构成的、组数比母线(4A、4B)的数量要多的电池组(2(21、22、…、2n))；在每一个电池组(2)都有设置，且与电池组(2)串联连接，并对电池组(2)与直流母线(4A、4B)之间的连接进行切换的切换器(3(31、32、…、3n))；经由母线(4A、4B)对各电池组(2)进行充电，或者将经由母线(4A、4B)而接收到的来自各电池组(2)的放电电力提供给负载装置(9)，且数量与母线(4A、4B)的数量相同的DCDC转换器(5A、5B)；对各电池组(2)的电压进行检测的电压检测器(6(61、62、…、6n))；以及至少基于电压检测器(6)的检测电压对切换器(3)进行控制的控制器(7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
以往，例如在下述专利文献1中公开了如下技术：将一个或者多个能进行充放电 的蓄电元件串联连接来作为蓄电元件列，在并联连接多个蓄电元件列而得到的并联连接蓄 电系统中，为各个蓄电元件列设置断路开关，当电压监视单元检测到的电压差在规定值以 内的蓄电元件列存在一个或者多个时，仅接通该蓄电元件列的开关，从而能防止因并联接 通时较大的横流电流而引起的过电流、异常发热等不合适的情况发生（例如，下述专利文 献1)。 此外，下述专利文献2中公开了如下技术：在由单位电池与充放电电路构成的单 元串联连接而构成的充电电池中，为每个单位电池设置作为充放电电路进行动作的DC/DC 转换器，放电时，通过将与S0C较高的单位电池相连接的DC/DC转换器的输出电压设定得比 S0C较低的单位电池高，从而能向S0C偏差变小的方向进行放电，充电时，通过将与S0C较高 的单位电池相连接的DC/DC转换器的输出电压设定地比S0C较低的单位电池低，从而能向 S0C偏差变小的方向进行充电。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利特开2009 - 33936号公报 专利文献2 :日本专利特开2011 - 55592号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 然而，上述专利文献1的技术存在如下问题：即适用于低输出的并联蓄电系统象， 而无法适用于高输出的并联蓄电系统。也就是说，专利文献1的系统在操作开关时需要切 断电流，在切断比较大的电流的情况下，在操作开关时需要停止整个系统。 此外，上述专利文献2中存在如下问题：即每个单位电池需要一台DC/DC转换器， 因此在用于为了高输出化而需要并联连接多个单位电池的高输出的并联蓄电系统时，系统 会变得大规模且高成本。 本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使在用于高输出的系统 时也能抑制系统变得大规模且高成本的。 解决技术问题所采用的技术方案 为了解决上述问题，达到目的，本专利技术的特征在于，包括：多根直流母线；电池组， 该电池组由一个或者多个能进行充放电的电池单元串联连接而构成，且组数比所述直流母 线的数量要多；切换器，该切换器在每一个所述电池组都有设置，且与该电池组串联连接， 并对该电池组与所述各直流母线之间的连接进行切换；充放电电路，该充放电电路经由所 述直流母线对所述各电池组进行充电，或者将经由所述直流母线而接收到的来自所述各电 池组的放电电力提供给负载装置，所述充放电电路的数量与所述直流母线的数量相同；电 压检测器，该电压检测器对所述各电池组的电压进行检测；以及控制器，该控制器至少基于 所述电压检测器的检测电压对所述切换器进行控制。 专利技术效果 根据本专利技术能起到即使在用于高输出系统的情况下也能抑制系统变得大规模且 高成本的效果。 【附图说明】 图1是表示并联蓄电系统的结构的框图。 图2是用于说明第一方法的简要结构图。 图3是表示采用第一方法时各电池组（bank)的状态的时序图。 图4是表示采用第二方法时各电池组（bank)的状态的时序图。 图5是用于说明第三方法的简要结构图。 图6是表不米用第二方法时各电池组（bank)的状态的时序图。 图7是表示采用第四方法时各电池组（bank)的状态的时序图。 图8是表示采用第四方法时各母线的电压变化的时序图。 【具体实施方式】 下面，参照附图，对本专利技术的实施方式所涉及的进行 说明。另外，本专利技术并不局限于以下所示的实施方式。 图1是表示本专利技术实施方式所涉及的并联蓄电系统的结构的框图。如图1所示， 本实施方式所涉及的并联蓄电系统1包括：由一个或多个能进行充放电的电池单元12串联 连接而构成的η组的电池组2(2i、2 2、…、2n);分别成为第一、第二直流母线的母线4A、4B; 在每一个电池组2都有设置，且与各电池组2串联连接并对各电池组2与母线4A、4B之间 的连接进行切换的一电路二接点的切换器3 (3p32、…、3n);经由母线4A与各切换器3的第 一接点K侧电连接，对各电池组2进行充电或者将来自各电池组2的放电电力提供给负载 装置9的作为第一充放电电路的ECDC转换器5A ;经由母线4B与各切换器3的第二接点L 侧电连接，对各电池组2进行充电或者将来自各电池组2的放电电力提供给负载装置9的 作为第二充放电电路的DCDC转换器5B ;检测各电池组2的电压的电压检测器6(6^62^··、 6n);以及基于各电压检测器6的检测值和规定信号（图1中，对电池组交换信号、电池组异 常信号进行例示）来控制DCDC转换器5A、5B的动作的控制器7。 此处，对本实施方式所涉及的并联蓄电系统的结构进行补充说明。首先，DCDC转 换器的数量与母线的数量相同。因而，在DCDC转换器的数量为m个（m为2以上的整数） 的情况下，母线的数量为m根，切换器3变为一电路m接点的具有切换功能的切换器。另一 方面，D⑶C转换器的数量与电池组的组数相比，D⑶C转换器的数量较少。即，在电池组的组 数η与DCDC转换器的数量m之间存在有m < η的关系。例如，在如图1所示那样具有2个 DCDC转换器的情况下，成为具有2根直流母线且3组以上电池组相连接的结构，此外，在具 有3个DCDC转换器的情况下，成为具有3根直流母线且4组以上电池组相连接的结构。 另外，虽未图示出负载装置9的结构要素，但其包含例如用于存储直流电力的平 滑电容器、将直流电转换成交流电的逆变器装置、驱动车辆的电动机等。 接着，参照图2?图8对能用于如图1所示那样构成的并联蓄电系统的电池组 (bank)切换控制的一个示例即第一?第五方法进行说明。 (第一方法） 图2是用于说明本实施方式所涉及的第一方法的简要结构图，图3是表示采用第一方 法时各电池组（以下简称为电池组）的状态的时序图。另外，图2是在图1的结构中将 电池组2的组数设为3组，将DCDC转换器的数量设为2个的结构，将3个电池组分别表示 为电池组A、B、C，将2个D⑶C转换器5A、5B分别表示为ECDC1、2,将母线4A、4B分别表示为 母线1、2。 (第一方法） 首先，各电池组的初始状态如图所示，设为 ?电池组A-母线1(接点K侧） ?电池组B-母线1 (接点K侧） ?电池组C-母线2 (接点L侧）。 各电池组的目标状态为将电池组B切换到母线2-侧（电池组A、C保持不变）。 另外，将电池组B切换到母线2 -侧的意图在于，例如在电池组B的状态（根据充电状态 (SOC :State Of Charge)、使用时间、劣化状态等区分的状态，以下简称为状态)相比于电 池组A更接近电池组C时，将相同状态的电池组彼此合并成小组，并与相同的母线相连接。 (1)首先，停止Draci，并增加 IX：DC2的电流，以使得系统的输出保持不变（序列 11)。 (2) 接着，将切换器Ba切换到母线2 (接点L) 一侧（序列12)。在采用不具有电流切 断功能的切换器的情况下，难以切断大电流，但能接通大电流。在本例的情况下，由于DCDC1 已停止，因此能将切换器Ba从接点K切断。此外，虽然DCDC2在进行动作，但切换到母线2 是与接点L接通的动作，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联蓄电系统，其特征在于，包括：多根直流母线；电池组，该电池组由一个或者多个能进行充放电的电池单元串联连接而构成，且组数比所述直流母线的数量要多；切换器，该切换器在每一个所述电池组都有设置，且与该电池组串联连接，并对该电池组与所述各直流母线之间的连接进行切换；充放电电路，该充放电电路经由所述直流母线对所述各电池组进行充电，或者将经由所述直流母线而接收到的来自所述各电池组的放电电力提供给负载装置，且所述充电电路的数量与所述直流母线的数量相同；电压检测器，该电压检测器对所述各电池组的电压进行检测；以及控制器,该控制器至少基于所述电压检测器的检测电压对所述切换器进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种并联蓄电系统，其特征在于，包括： 多根直流母线； 电池组，该电池组由一个或者多个能进行充放电的电池单元串联连接而构成，且组数 比所述直流母线的数量要多； 切换器，该切换器在每一个所述电池组都有设置，且与该电池组串联连接，并对该电池 组与所述各直流母线之间的连接进行切换； 充放电电路，该充放电电路经由所述直流母线对所述各电池组进行充电，或者将经由 所述直流母线而接收到的来自所述各电池组的放电电力提供给负载装置，且所述充电电路 的数量与所述直流母线的数量相同； 电压检测器，该电压检测器对所述各电池组的电压进行检测；以及 控制器，该控制器至少基于所述电压检测器的检测电压对所述切换器进行控制。2. 如权利要求1所述的并联蓄电系统，其特征在于， 还包括开关，该开关与平衡电阻并联连接，且插入在所述各电池组与所述各切换器之 间。3. -种并联蓄电系统的控制方法，该并联蓄电系统包括：由一个或多个能进行充放电 的电池单元串联连接而构成的电池组；以及经由直流母线对所述各电池组进行充电、或者 将经由所述直流母线接收到的来自所述各电池组的放电电力提供给负载装置的充放电电 路，所述并联蓄电系统的控制方法的特征在于， 所述并联蓄电系统中的所述直流母线有多根，并且所述充放电电路的数量与所述直流 母线的数量相同，所述电池组的组数设置得比所述直流母线的数量要多，并且，设置有与所 述电池组串联连接并对该电池组与所述各直流母线之间的连接进行切换的切换器，对于该 结构，所述并联蓄电系统的控制方法包括如下步骤： 第一步骤，在该第一步骤中，使作为切换对象的第一电池组所电连接的连接源充放电 电路即第一充放电电路的动作停止，并增加除了所述第一充放电电路以外的至少一个充放 电电路的动作电流，以使得系统的输出保持不变； 第二步骤，在该第二步骤中，将所述第一电池组所连接的第一切换器切换为与所述第 一充放电电路以外的充放电电路电连接；以及 第三步骤，在该第三步骤中，将包含所述第一充放电电路在内的充放电电路的动作电 流恢复到切换前的状态。4. 如权利要求3所述的并联蓄电系统的控制方法，其特征在于， 在所述第一步骤与所述第二步骤之间，还包括： 第一子步骤，在该第一子步骤中，将所述第一切换器切换成中立状态；以及 第二子步骤，在该第二子步骤中，停止切换目的地充放电电路即第二充放电电路的动 作，并且增加除了所述第二充放电电路以外的充放电电路以外的至少一个充放电电路的动 作电流，以使得系统的输出保持不变。5. 如权利要求4所述的并联蓄电系统的控制方法，其特征在于， 所述并联蓄电系统还具有开关，该开关与平衡电阻并联连接，且插入在所述各电池组 与所述各切换器之间， 在所述第二子步骤与所述第二步骤之间包含第三子步骤，在该第三子步骤中，切断所 述第一电池组连接的第一开关，将该第一电池组与所述第一切换器经由平衡电阻相连接， 在所述第二步骤与所述第三步骤之间包含第四子步骤，在该第四子步骤中，在等到流 过所述第一电池组的电流稳定之后，接通所述第一开关。6. -种并联蓄电系统的控制方法，该并联蓄电系统包括：由一个或多个能进行充放电 的电池单元串联连接而构成的电池组；以及经由直流母线对所述各电池组进行充电、或者 将经由所述直流母线接收到的来自所述各电池组的放电电力提供给负载装置的充放电电 路，所述并联蓄电系统的控制方法的特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田敏裕，山崎尚德，畠中启太，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP