蓄电单元以及蓄电系统技术方案

为了在抑制电路规模和成本的增大的同时使蓄电单元间的电压或剩余容量均等化，在蓄电单元(10)中，电压检测电路(14)对串联连接的多个电池(VC1‑VC8)的电压进行检测。电压检测电路(14)从多个电池(VC1‑VC8)的两端接受电源电压的提供。DC‑DC转换器(15)将多个电池(VC1‑VC8)的两端电压变换为另外的直流电压(VCC)。调整电路(16)对多个电池(VC1‑VC8)的消耗电力进行调整。调整电路(16)以与DC‑DC转换器(15)生成的直流电压(VCC)为电源电压来进行动作。

Power storage unit and power storage system

In order to suppress the increase of circuit size and cost while equalizing the voltage or residual capacity between storage cells, the voltage detection circuit (14) detects the voltage of a series connected multiple batteries (VC1_VC8) in the storage unit (10). The voltage detection circuit (14) receives the supply voltage from both ends of a plurality of batteries (VC1 VC8). The DC/DC converter (15) converts the voltages at both ends of a plurality of batteries (VC1/VC8) to another DC voltage (VCC). The adjustment circuit (16) adjusts the consumption power of a plurality of batteries (VC1 VC8). The adjusting circuit (16) operates with a DC voltage (VCC) generated with the DC_DC converter (15) as the power supply voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电单元以及蓄电系统
本专利技术涉及一种对串联连接的多个电池进行管理的蓄电单元以及具备多个蓄电单元的蓄电系统。
技术介绍
近年来，混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)、电动汽车(EV)正在普及。这些车搭载有二次电池来作为关键设备。作为车载用二次电池，主要普及了镍氢电池和锂离子电池。预测今后能量密度高的锂离子电池的普及会加速。锂离子电池的常用区域和使用禁止区域相接近，因此需要比其它种类的电池更严格的电压管理。在使用将多个锂离子电池串联连接而成的电池组的情况下，设置电压检测电路以对各电池的电压进行检测。由电压检测电路检测出的各电池的电压被使用于充放电控制和电池间的均等化控制等。为了高电压化、高容量化，有时将多个电池组串联或并联地连接来使用，在该情况下，需要在多个电池组的整体中实现电池平衡。在对某个电池组进行管理的电压检测电路与对另外的电池组进行管理的电压检测电路之间产生通信。另外，在电压检测电路与控制电路之间也产生通信。它们的通信负荷通常按电压检测电路而不同，成为电压检测电路间的消耗电力产生偏差的原因。在从所管理的电池组得到电压检测电路的电源的情况下，当电压检测电路间的消耗电力产生偏差时，电池组间的电压和剩余容量也会产生偏差。因此，想到了追加以下结构的方法：在各电池组上连接用于调整消耗电力的放电电路，使电池组的电压或剩余容量均等化(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2006-50716号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题一般来说，该放电电路由电阻与开关的串联电路构成，连接于电池组的两端来调整该电池组的消耗电力。然而，在电池组的两端电压高的情况下，该电阻所消耗的电力变高，该电阻中的发热变大。因而，需要考虑耐压保护、耐热保护来设计该放电电路，搭载电池组的蓄电单元的电路规模和成本增加。本专利技术是鉴于这种状况而完成的，其目的在于提供一种在抑制电路规模和成本的增大的同时使蓄电单元间的电压或剩余容量均等化的技术。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的某个方式的蓄电单元具备：电压检测电路，其检测串联连接的多个电池的电压，该电压检测电路从所述多个电池的两端接受电源电压的提供；DC-DC转换器，其将所述多个电池的两端电压变换为另外的直流电压；以及调整电路，其用于调整所述多个电池的消耗电力，该调整电路以由所述DC-DC转换器生成的直流电压为电源电压来进行动作。此外，将以上的结构要素的任意的组合、本专利技术的表达在方法、装置、系统等之间进行变换后也作为本专利技术的方式而有效。专利技术的效果根据本专利技术，能够在抑制电路规模和成本的增大的同时使蓄电单元间的电压或剩余容量均等化。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的蓄电单元的结构的图。图2是表示将多个图1的蓄电单元串联连接的蓄电系统的结构的图。图3是表示比较例所涉及的蓄电单元的结构的图。具体实施方式图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的蓄电单元10的结构的图。图2是表示将多个图1的蓄电单元10串联连接而成的蓄电系统1的结构的图。如图1所示，蓄电单元10具备电池组11和电池控制器12。电池组11是将多个单电池VC1-VC8串联连接而形成的。单电池是将一个或多个单体电池并联连接而构成的。作为单电池，能够使用锂离子电池、镍氢电池、双电层电容器电池等，种类可以是任意的。下面，在本实施方式中设想使用锂离子电池的例子。锂离子电池的公称电压为3.6V-3.7V。在图1所示的例子中，串联连接有8个单电池VC1-VC8，因此电池组11的两端电压变为28.8V-29.6V。此外，串联数不限于8个。电池控制器12包括电池再平衡电路13、电压检测/再平衡控制电路14、DC-DC转换器15以及单元再平衡电路16。单电池VC1的上侧的节点、单电池VC1-VC8间的各节点以及单电池VC8的下侧的节点分别经由电压检测线来与电压检测/再平衡控制电路14的各端子C1-C9连接。在各电压检测线上分别插入有电阻RC1-RC8。电压检测/再平衡控制电路14能够基于各端子C1-C9的电位来检测各单电池VC1-VC8的电压。电池组11的两端的节点与电压检测/再平衡控制电路14的电源端子C0、接地端子CG分别连接。电压检测/再平衡控制电路14能够从电池组11的两端接受电源电压的提供，并且检测电池组11的两端电压(下面称为电池组电压)。电池再平衡电路13是包括放电电阻RB1-RB9和放电开关SW1-SW8、用于利用放电电阻RB1-RB9的电力损耗来实施单电池VC1-VC8间的再平衡控制的电路。放电电阻RB1-RB9的一端与单电池VC1的上侧的节点、单电池VC1-VC8间的各节点以及单电池VC8的下侧的节点分别连接，放电电阻RB1-RB9的另一端与放电开关SW1-SW8分别连接。放电开关SW1-SW8被串联连接。放电开关SW1-SW8的控制端子分别与电压检测/再平衡控制电路14的各端子B1-B8连接。作为放电开关SW1-SW8，能够使用半导体开关(MOSFET、IGBT等)、继电器。在使用半导体开关的情况下，各半导体开关的各栅极端子与电压检测/再平衡控制电路14的各端子B1-B8分别利用驱动信号线连接。电压检测/再平衡控制电路14能够通过接通放电开关SW1-SW8中的特定的放电开关来从特定的单电池向放电电阻流通电流，从而使该单电池的剩余容量下降。在最简单的再平衡控制中，在单电池VC1-VC8中，使除电压最低的单电池以外的其余的单电池放电，以使其余的单电池的电压与该电压最低的单电池的电压一致。此外，在图1所示的电路结构中，进行控制使得作为对象的放电开关SWn与其两边相邻的放电开关SW(n-1)、SW(n+1)不同时接通。使用图1所示的电路结构的电池再平衡方式被分类为以下的被动方式：从电压或剩余容量相对高的单电池向电阻等阻抗元件流通电流，由此使其产生电力损耗，使单电池间的容量再平衡。此外，电池再平衡方式不限定于被动方式，也可以利用电容器等的主动方式，用于电池再平衡的方式可以是任意的。主动方式与被动方式相比，能够抑制电力损耗但是电路规模变大。DC-DC转换器15是将电池组电压变换为另外的直流电压的稳定化电源。作为该稳定化电源，既可以使用线性调节器，也可以使用开关调节器，其结构、方式可以是任意的。下面，在本实施方式中，设想使用3端子调节器IC。在将电池组11的正极与DC-DC转换器15的输入端子连接的供电线上插入有开关SW0。通过关断开关SW0，能够切断从电池组11向DC-DC转换器15的电力供给。此外，也可以在该供电线上配置用于抑制涌流、噪声的电阻器、EMC(ElectroMagneticCompatibility：电磁兼容)滤波器等。DC-DC转换器15降低电池组电压来生成稳定电压VCC(例如，5.0V)，并提供到单元再平衡电路16。单元再平衡电路16是包括放电电阻RB10和放电开关SW9、利用放电电阻RB10的电力损耗来调整电池组11的消耗电力的电路。放电电阻RB10的一端与DC-DC转换器15的输出连接，放电电阻RB10的另一端与放电开关SW9的一端连接。放电开关SW9的另一端与本蓄电单元10的地连接。作为放电开关SW9，也能够使用半导体开关(MOSFET、IGBT等)、继电器。在使用半导体开关的情况下，半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电单元，其特征在于，具备：电压检测电路，其检测串联连接的多个电池的电压，该电压检测电路从所述多个电池的两端接受电源电压的提供；DC‑DC转换器，其将所述多个电池的两端电压变换为另外的直流电压；以及调整电路，其用于调整所述多个电池的消耗电力，该调整电路以由所述DC‑DC转换器生成的直流电压为电源电压来进行动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.30 JP 2015-2138051.一种蓄电单元，其特征在于，具备：电压检测电路，其检测串联连接的多个电池的电压，该电压检测电路从所述多个电池的两端接受电源电压的提供；DC-DC转换器，其将所述多个电池的两端电压变换为另外的直流电压；以及调整电路，其用于调整所述多个电池的消耗电力，该调整电路以由所述DC-DC转换器生成的直流电压为电源电压来进行动作。2.根据权利要求1所述的蓄电单元，其特征在于，所述DC-DC转换器将所述多个电池的两端电压降低后提供到所述调整电路。3.根据权利要求1或2所述的蓄电单元，其特征在于，所述调整电路包括电阻和开关，所述电压检测电路对所述开关进行控制来调整所述多个电池的消耗电力。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的蓄电单元，其特征在于，所述电压检测电路将所述多个电池的两端电压作为单元电压或单元剩余容量通知给控制电路，所述控制电路从所述蓄电单元以及与所述蓄电单元串联或并联地连接的至少1个其它蓄电单元分别获取单元电压或单元剩余容量，向各蓄电单元通知控制信号以使获取到的单元电压或单元剩余容量均等化，所述电压检测电路基于来自所述控制电路的控制信号来控制所述调整电路。5.根据权利要求4所述的蓄电单元，其特征在于，还具备用于使所述多个电池的电压或剩余容量均等化的均等化电路，所述电压检测电路将所述多个电池的各电压或各剩余容量通知给控制电路，所述控制电路从所述蓄电单元以及与所述蓄电单元串联或并联地连接的至少1个其它蓄电单元分别获取多个电池的各电压或各剩余容量，向各蓄电单元通知控制信号以使获取到的各电压或各剩余容量均...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野凖也，松原智之，迎秀嗣，朝仓淳，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP