蓄电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种充电放电能力较高的蓄电池装置。实施方式的蓄电池装置具有：至少一个电池模块，具有包括多个电池单元的电池组、检测所述电池单元的电压及温度的电池监视电路、和调整多个电池单元的温度的温度调整部；加热部，将供给温度调整部的介质加热并将其输出；冷却部，将供给温度调整部的介质冷却并将其输出；以及具有温度检测器和电池温度控制部的电池管理电路，温度检测器能够与电池监视电路及外部进行通信并检测介质的温度，电池温度控制部根据与从电池监视电路接收到的电池单元的温度及电压的值对应的内部电阻的值，控制加热部及冷却部而调整介质的温度进行电池单元的温度控制，使得多个电池单元的内部电阻达到规定的范围。

Battery device

【技术实现步骤摘要】
蓄电池装置
本专利技术的实施方式涉及蓄电池装置。
技术介绍
近年来正在研发一种车辆用蓄电池装置，将具有蓄电池和安保装置的蓄电池装置搭载于车辆中，以车辆的燃料费改进作为目标，并且在来自架线等外部的给电被中断的紧急状况时，能够借助由蓄电池装置供给的电力将乘客运送到安全的场所。车辆用蓄电池装置具有多个电池组。多个电池组相互被串联连接或者并联连接，以便能够输出期望的电流和电压。车辆用蓄电池装置往往被安装于已有车辆的有限的空间中，为了通过蓄电池装置搭载较多的电池组，需要将多个电池组紧密配置。作为表示电池单元的输入输出能力的指标，有时使用C速率(Crate)。C速率是表示相对于电池单元的额定电流可以充电(输入)及放电(输出)的电流的比例的指标，例如在电池单元的额定电流是10[Ah]、C速率是4C时，电池单元的输入输出能力达到40[A]。例如，通过增加电池单元的并联数量，能够降低每单位单元的电流任务。另外，通过降低电池单元的C速率，还能够降低每单位单元的发热量，因而容易进行冷却系统的设计。另一方面，通过电池单元的并联数量增加，电池单元的搭载个数增加，蓄电池装置的重量增加。并且，与所增加的电池单元的量相对应地，难以将蓄电池装置的成本抑制为较低成本。并且，在所搭载的电池单元的数量增多时，蓄电池装置的外形增大，难以实现节省空间。鉴于上述的情况，期望在蓄电池装置搭载的电池单元较少。但是，在进行急速充电或急速放电时电流升高，因而SOC(充电率：stateofcharge，充电状态)有可能短时间地在10％～90％这样宽的范围内变化。当SOC这样短时间地大幅变化时，例如在SOC10％或SOC90％附近的电池单元的内部电阻较高的状态下由于也要使用，因而电池单元的电压达到上限或者下限，难以在较宽范围中利用电池单元的SOC。
技术实现思路
本专利技术的实施方式正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种充电放电能力较高的蓄电池装置。有关实施方式的蓄电池装置具有：至少一个电池模块，具有包括多个电池单元的电池组、检测所述电池单元的电压及温度的电池监视电路、和调整多个所述电池单元的温度的温度调整部；加热部，将供给所述温度调整部的介质加热并将其输出；冷却部，将供给所述温度调整部的介质冷却并将其输出；以及电池管理电路，具有：温度检测器，能够与所述电池监视电路及外部进行通信，并检测所述介质的温度；以及电池温度控制部，根据与从所述电池监视电路接收到的所述电池单元的温度及电压的值对应的内部电阻的值，控制所述加热部及所述冷却部而调整所述介质的温度进行所述电池单元的温度控制，以使得多个所述电池单元的内部电阻达到规定的范围。根据上述实施方式的结构，能够提供充电放电能力较高的蓄电池装置。附图说明图1是概略地表示第1实施方式的蓄电池装置的结构例的图。图2是表示电池单元的充电功率及放电功率与电压的关系的一例的图。图3是按照电池单元的温度表示电池单元的SOC与充电时的内部电阻的值的关系的一例的图。图4是按照电池单元的温度表示电池单元的SOC与放电时的内部电阻的值的关系的一例的图。图5是用于说明一实施方式的蓄电池装置的电池温度控制部的动作的一例的流程图。图6是表示多个电池模块的充电及放电计划和电池单元的温度变化的一例的图。图7是用于说明一实施方式的蓄电池装置的电池温度控制部的动作的一例的流程图。图8是表示存储与电池单元的温度和SOC对应的内部电阻的值的表格的一例的图。图9是表示电池组中的温度较高的电池单元和温度较低的电池单元的配置位置的一例的图。图10是表示在包括多个电池组的电池模块中，温度较高的电池单元和温度较低的电池单元的配置位置的一例的图。图11是用于说明第2实施方式的蓄电池装置的电池单元的温度控制的一例的图。图12是用于说明第2实施方式的蓄电池装置的电池单元的温度控制的一例的图。图13是用于说明第3实施方式的蓄电池装置的动作的一例的流程图。图14是表示多个电池模块的充电功率及放电功率与电池单元的温度变化的一例的图。具体实施方式下面，参照附图对实施方式的蓄电池装置进行说明。在下面的实施方式中，对被搭载于车辆的蓄电池装置的结构的一例进行说明。例如在铁道车辆中搭载的蓄电池装置可以预先根据每条路线的运行路径设定充电放电计划。例如，当铁道车辆在较长的上坡中行驶时，在铁道车辆中搭载的蓄电池装置持续输出踏面转矩，因而放电C速率较高的时间将一直持续到驶完上坡为止。此时，如果蓄电池装置的电池单元的温度不适合，则电池单元的内部电阻提高，有可能不能进行充足的放电。另外，例如在由于灾害使从架线等外部对铁道车辆的电源供给消失时，铁道车辆需要借助来自蓄电池装置的电源供给进行紧急行驶来输出期望的踏面转矩，一直到到达安全的场所为止。但是，例如当冬季在通常行驶时不被通电、蓄电池装置的温度较低时，处于电池单元的内部电阻较高的状态。在从该状态进行通电而从蓄电池装置开始放电时，有可能在从放电开始的短时间内电池单元的电压达到使用下限值或者使用上限值，而不能进行期望的放电。另外，被搭载于在部分无架线路线或者无架线路线中行驶的铁道车辆的蓄电池装置，可以充电的区间或者可以充电的车站停车时间被限定。因此，需要在车站停车时间等有限的时间内完成蓄电池的急速充电，并需要在没有架线的区间使蓄电池持续放电。但是，在电池单元的SOC较低、而且温度较低时，即使是想要进行蓄电池装置的急速充电，也有可能因电池单元的电压达到使用上限值而不能完成急速充电。在如上所述的状况下，在为了能够进行蓄电池装置的充电及放电而增加所搭载的电池单元的数量而降低每单位单元的充电放电任务时，蓄电池装置的重量增加，并且牵涉到成本增加。移动体按照每种车辆被设定了可以装备、搭载的重量上限，在超过重量上限的情况下，将不能在移动体搭载蓄电池装置。因此，在本实施方式中说明的蓄电池装置，能够在SOC例如从10％到充满电附近的范围中最大限度地利用所搭载的电池单元，抑制蓄电池装置的重量及外形变大，并且能够抑制成本的增加。图1是概略地表示第1实施方式的蓄电池装置的结构例的图。本实施方式的蓄电池装置例如是车上电源，可以搭载在铁道车辆内地板下或者地板上，如果是机车，则可以搭载在机械室内。在本实施方式的蓄电池装置中，为了应对如上所述的范围较广的应用例，例如进行调整电池单元的温度的控制，使得在接近规定的充电放电模式前或接近电池单元的SOC大幅波动的模式前，电池单元的内部电阻达到规定的范围。本实施方式的蓄电池装置具有多个电池模块MDL、电池管理电路(BMU：batterymanagementunit)10、加热部20、冷却部(冷却系统)30。多个电池模块MDL分别具有电池组BT、电池监视电路(CMU：cellmonitoringunit)2、温度调整部4。电池组BT包括多个电池单元。电池单元优选是可以急速充电及急本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电池装置，具有：/n至少一个电池模块，具有包括多个电池单元的电池组、检测所述电池单元的电压及温度的电池监视电路、和调整多个所述电池单元的温度的温度调整部；/n加热部，将供给所述温度调整部的介质加热并将其输出；/n冷却部，将供给所述温度调整部的所述介质冷却并将其输出；以及/n电池管理电路，具有：温度检测器，能够与所述电池监视电路及外部进行通信，并检测所述介质的温度；以及电池温度控制部，根据与从所述电池监视电路接收到的所述电池单元的温度及电压的值对应的内部电阻的值，控制所述加热部及所述冷却部而调整所述介质的温度进行所述电池单元的温度控制，以使得多个所述电池单元的内部电阻达到规定的范围。/n

【技术特征摘要】
20181009 JP 2018-1909301.一种蓄电池装置，具有：
至少一个电池模块，具有包括多个电池单元的电池组、检测所述电池单元的电压及温度的电池监视电路、和调整多个所述电池单元的温度的温度调整部；
加热部，将供给所述温度调整部的介质加热并将其输出；
冷却部，将供给所述温度调整部的所述介质冷却并将其输出；以及
电池管理电路，具有：温度检测器，能够与所述电池监视电路及外部进行通信，并检测所述介质的温度；以及电池温度控制部，根据与从所述电池监视电路接收到的所述电池单元的温度及电压的值对应的内部电阻的值，控制所述加热部及所述冷却部而调整所述介质的温度进行所述电池单元的温度控制，以使得多个所述电池单元的内部电阻达到规定的范围。


2.根据权利要求1所述的蓄电池装置，
所述电池管理电路能够从外部接收规定期间的运行计划，
所述电池温度控制部根据所述运行计划，设定进行多个所述电池单元的温度控制的时刻，在到达所述时刻时进行所述电池单元的所述温度控制。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤敦美，萩原敬三，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP