电池组以及用于控制电池组的方法技术

本发明专利技术提供一种电池组以及用于控制电池组的方法。本公开内容的一个方面中的电池组包括多个电池块、多个导通/中断单元以及控制单元。控制单元基于从状态检测单元获得的检测结果从多个电池块中选择要与外部装置电连接的一个电池块，并且将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及包括多个电池块的电池组。
技术介绍
日本未审查专利申请公布N0.2014-38816公开了一种背包电池组，该背包电池组向外部负载(如电力工具等)提供电力。电池组被配置成能够在一个外壳中容纳多个电池块以增加电池组中的可存储的电能(即，电池组容量)。此外，电池组被配置成使得电池块的充电和放电能够通过将多个所容纳的电池块并联互连来同时执行。
技术实现思路
然而，上面提到的多个并联互连的电池块会产生以下问题:电池块中的充电量的变化导致电流从指定的电池块到另外的电池块的流动，从而降低电池组的可靠性。例如，在多个电池块中的特定电池块已经发生了异常(如短路)的情况下，剩余的电池块可以通过该特定电池块被放电。此外，在电池组包括多个并联互连的电池块的情况下，可以减小整个电池组的内部电阻。因此，例如，在使用电池组驱动电力工具的电动机的情况下，施加至电动机的电压的减少小于从单个电池块向电动机提供电力的情况下的电压的减少。施加至电动机的电压的较小的减少会产生高电压，这使得大电流能够在电动机中流动，由于电动机的高温而导致对电动机的损害，并且从而降低电池组的可靠性。在本公开内容的一个方面中，期望可以安全地执行对多个电池块中的每一个进行充电或从多个电池块中的每一个进行放电，并且从而可以实现电池组的可靠性的改进。根据本公开内容的一个方面的电池组包括多个电池块、多个导通/中断单元以及控制单元。多个电池块中的每一个包括电池。多个导通/中断单元中的每一个与多个电池块之一对应，被配置成能够选择性地设置成导通状态和中断状态之一，并且被设置在要与电池组连接的外部装置与对应的电池块之间。控制单元基于从状态检测单元获得的检测结果从多个电池块中选择要与外部装置电连接的一个电池块，以及将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态。状态检测单元检测多个电池块中的每一个电池块的状??τ ο根据如上所配置的电池组，抑制多个电池块的同时充电或放电，并且从而可以在充电或放电期间抑制从具有较高的输出电压的电池块到具有较低的输出电压的电池块的电流流动。此外，可以在向外部装置的放电期间抑制外部装置的退化，外部装置的退化可以由以下导致:由于电池块的并联互连导致的整个电池组的减小的内部电阻以及因而产生的从电池组到外部装置的增加的输出电压。因此，上述电池组可以提供改进的可靠性。控制单元还可以被配置成使得:在外部装置与所选择的电池块电连接之后，当所选择的电池块的剩余电能与多个电池块中的至少一个其他电池块的剩余电能之间的差异变得等于或大于指定值时，控制单元将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成中断状态，而将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态。在这种情况下，可以以均衡方式对电池块进行充电或放电，以使得电池块之间的剩余电能的差异不会变得等于或大于指定值。在对每个电池块进行充电时，相对于电池块被充满电的100%电能的相对容量可以被用作电池块的剩余电能。在从每个电池块放电时，电池块的实际电能可以被用作电池块的剩余电能。如果电池块处于充满电状态或在充电时电池块发生了任何异常，则对电池块的充电会被禁止。此外，如果电池块的剩余电能小，或在放电时电池块发生了任何异常，则从电池块放电会被禁止。为此，控制单元还可以被配置成:当要将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态时，除非至少一个其他电池块的充电和放电之一可行，否则禁止将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态。在这种情况下，可以抑制通过改变电池块而导致的该电池块的正常充电或放电的障碍以对其他电池块进行充电或放电，从而实现充电或放电期间电池组的安全性的改进。此外，控制单元可以被配置成:当要将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态时，将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态而保持与所选择的电池块对应的导通/中断单元被设置成导通状态，并且随后将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成中断状态。在这种情况下，当改变向外部装置放电的电池块时，可以抑制由于当前所选择的电池块的放电路径和接下来要选择的电池块的放电路径的同时中断而导致的到外部装置的电力供应的临时停止(所谓的瞬间中断)的发生。控制单元可以被配置成:基于所选择的电池块的输出电压和放电电流来估计所选择的电池块的空载电压，并且当所估计出的空载电压低于至少一个其他电池块的空载电压时，将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成中断状态，而将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态。在这种情况下，在完成从电池组放电之前，可以抑制该电池组的输出电压的显著变化；从而，可以提供能够以连续且稳定的方式驱动外部装置的电池组。控制单元还可以被配置成:当从电池组到外部装置的放电电流的电流值和从电池组到外部装置的输出电压的变化量等于或大于各自的阈值时，禁止将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态。S卩，如果至外部装置的放电电流的电流值以及至外部装置的输出电压的变化大，则通过禁止改变向外部装置放电的电池块，可以以稳定的方式向外部装置供电。电池组可以包括负载状态监视单元，负载状态监视单元包括多个过载计数器，每一个过载计数器与多个电池块之一对应，并且被配置成通过根据从多个电池块中的每一个电池块流出的放电电流使多个过载计数器中的每一个过载计数器递增来监视多个电池块中的每一个电池块的负载状态。在这种情况下，控制单元可以被配置成:当与所选择的电池块对应的过载计数器已达到过载计数值时，禁止将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态，过载计数值表示对应的电池块的过载状态。根据如上所配置的电池组，当向外部装置放电的电池块已经达到过载值时，禁止从电池块向外部装置放电；从而，可以抑制由于放电而导致的电池组的退化。控制单元还可以被配置成:当与所选择的电池块对应的过载计数器已达到过载计数值时，如果与至少一个其他电池块对应的过载计数器表示放电使能计数值，则将与所选择的电池块对应的导通/中断单元设置成中断状态，而将与至少一个其他电池块对应的导通/中断单元设置成导通状态，放电使能计数值表示对应的电池块可放电。根据如上所配置的控制单元，当向外部装置放电的电池块已经达到过载状态时，可以使用另外的电池块继续向外部装置放电；从而，可以以稳定的方式向外部装置供电而电池块中的任意电池块不退化。当从电池块向外部装置放电被禁止时，电池块的过载计数器可以根据放电被禁止或过载计数器可以被清零的时间周期被向下计数。在这种情况下，可以重新开始从曾经禁止从其放电的电池块向外部装置放电。因此，通过改变电池块用于如上进行放电，可以延长从电池组向外部装置的电力供应有效的时间周期。电池组可以包括多组彼此并联连接的整流器元件和开关元件。多组彼此并联互连的整流器元件和开关元件中的每一组可以与多个导通/中断单元中之一对应，每一个整流器元件与对应的导通/中断单元串联地设置，以使得至外部装置的放电电流的方向是整流器元件的正方向，并且每一个开关元件被配置成能够选择性地设置成导通状态和中断状态之一Ο在这种情况下，当多个电池块之一被选择用于向外部装置放电并且对应的导通/中断单元被设置成导通状态时，可以借助于整流器元件抑制从所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：多个电池块，每一个电池块包括电池；多个导通/中断单元，每一个导通/中断单元与所述多个电池块之一对应，被配置成能够选择性地设置成导通状态和中断状态之一，并且被设置在要与所述电池组连接的外部装置与对应的电池块之间；以及控制单元，被配置成：基于从状态检测单元获得的检测结果从所述多个电池块中选择要与所述外部装置电连接的一个电池块，以及将与所选择的电池块对应的所述导通/中断单元设置成所述导通状态，所述状态检测单元被配置成检测所述多个电池块中的每一个电池块的状态。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：榊原和征，
申请(专利权)人：株式会社牧田，
类型：发明
国别省市：日本;JP