电池组容量调整装置及其容量调整方法制造方法及图纸

如果任意一电池的电压变得等于或低于低电压判断电压Ｖｃ１，并且基于电池组总电压计算的电池之间的平均电压高于预定电压电平，那么就确定在各电池之间已经发生了电压变化，并且需要进行容量调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种与由多个电池构成的电池组结合使用的容量调整装置和容量调整方法。
技术介绍
相关技术中已知存在一种为构成电池组的多个电池执行容量调整的装置，该调整是通过检测各电池的开路电压以及基于所检测的开路电压的电压分布分别对电池进行放电来进行的(参见日本公开专利，公开号No.H10-322925)。
技术实现思路
然而，在相关技术中的容量调整装置存在这样一个问题，即，需要微计算机通过算术运算来确定各电池电压的电压分布，这种容量调整装置的成本肯定是显著的。本专利技术提供一种用于通过串联连接多个电池构成的电池组的电池组的容量调整装置，包括检测在多个电池中的电池电压的电池电压检测装置；第一电压判断装置，其进行有关在由电池电压检测装置检测的电池电压中是否存在电压低于预定低电压判断电压的电池的判断；第二电压判断装置，其进行有关基于各电池的电压确定的电压值是否高于预定门限值的判断；和，容量调整判断装置，其用于如果第一电压判断装置确定存在电压低于预定低电压判断电压的电池并且第二电压判断装置确定基于各电池电压确定的电压值高于预定门限值，则确定需要对多个电池进行容量调整。本专利技术还提供一种用于通过串联连接多个电池构成的电池组的电池组容量调整方法，包括步骤检测多个电池中的电池电压；进行有关在已经检测的电池电压中是否存在电压低于预定低电压判断电压的电池的判断；进行有关基于各电池的电压确定的电压值是否高于预定门限值的判断；和，如果判断存在电压低于该预定低电压判断电压的电池，并且判断基于各电池电压确定的电压值高于该预定门限值，则确定需要对多个电池进行容量调整。附图说明图1显示了根据本专利技术的电池组容量调整装置用于混合车辆时的 具体实施例方式图1显示了根据本专利技术的电池组容量调整装置用于混合车辆时的实施例的系统结构图。电池组1是通过串联连接n(n正整数)个电池C1～Cn构成的。通过在逆变器4变换电池组1的直流电压而获得的交流电压应用于作为车辆行驶驱动源的三相交流电动机5。包括CPU 3a、ROM 3b和RAM 3c的控制单元3通过控制逆变器4来对电池组进行充电和放电。电压传感器6检测电池组1的总电压Vbat并将检测的总电压输出到控制单元3。分别相应于电池C1～Cn的每一个提供的容量调整电路A1～An在相应电池的电压超过预定旁路接合电压(bypass engaging voltage)时各自对相应电池进行放电，从而，完成对各电池的容量调整。分别相应于电池C1～Cn的每一个提供的低电池电压检测电路B1～Bn各自检查相应电池的电压以检测电压降低到等于或小于预定低电压判断电压Vc1的电平。OR电路8对从任意一个低电池电压检测电路B1～Bn输出的低电压检测信号执行OR运算并将OR(“或”)运算的结果输出到控制单元3。图2详细显示了在包括图1所示容量调整电路A1～An、低电池电压检测电路B1～Bn和OR电路8的电路中所采用的结构。为了简化解释，假设电池组1由八个电池C1～C8构成。容量调整电路A1～A8分别包括旁路电阻R1～R8、开关SW1～SW8、电压比较器IC1～IC8和电压检测电路Vt1～Vt8。电压比较器IC1～IC8分别比较由电压检测电路Vt1～Vt8检测的电池电压和预定旁路接合电压(门限电压)，并将比较结果输出到相应开关SW1～SW8。如果从电压比较器IC1～IC8的任何一个输出指示电池电压高于旁路接合电压的信号，那么相应的开关SW1～SW8就进入ON状态。如果，例如，开关SW1被接通，那么电流就从电池C1流过与开关SW1串联连接的旁路电阻R1。也就是，如果一个电池电压超过旁路接合电压，那么该电池就通过相应的旁路电阻放电。从而，降低了各电池电压中的变化程度。低电池电压检测电路B1～Bn分别包括电压比较器IC9～IC16和电压检测电路Vt1～Vt8。电压比较器IC9～IC16分别比较在电压检测电路Vt1～Vt8检测的电池电压与预定低电压判断电压Vc1，并且如果判断相应电池电压等于或低于低电压判断电压Vc1，那么各自输出指示低电池电压的信号。如果从低电池电压检测电路B1～B8的任何一个输入指示电池电压等于或低于低电压判断电压Vc1的信号，那么OR电路8就输出低电压信号到控制单元3。现在参考图3解释用来设定低电压判断电压Vc1的方法。图3显示了在电池SOC和电池开路电压之间的关系。当在后面详述的常规充/放电模式中电池组1的目标充电率(目标SOC)为50％，并且任何具有充电率40％的电池被判断为异常时，就为低电压判断电压Vc1设定相应于充电率40％的开路电压(3.60V)。图4显示了在旁路接合电压被设定为低值(3.4V)时，各电池容量调整前电压变化和容量调整后的电压变化。由于当电池组1在常规充/放电模式中以50％的目标充电率进行充/放电时电池开路电压为3.75V(参见图3)，所以所有电池的电压都超过了旁路接合电压。因此，当旁路接合电压被设定为低值时，各电池的电压就被调整为一致电平，但是需要释放太多的电能，导致了显著的能量损失。因此，在本实施例的电池组容量调整装置中，旁路接合电压被设定为相对高的值。在该例子中，该电压被设定为高于通过以常规充/放电模式参考目标充电率(50％)对电池进行充电所获得的电池电压(3.75V)的值(例如，3.9V)。图5显示了由该实施例中的电池组容量调整装置执行的容量调整过程的流程图。该处理过程在键开关(没有示出)被接通时开始于步骤S10，并由在控制单元3中的CPU 3a来执行。在步骤S10进行判断指示电池电压等于或低于低电压判断电压Vc1的信号刚好在车辆启动之后而电池组1处于非负载状态时是否已经立即通过OR电路8被输入。如果确定已经输入了指示电池电压等于或低于低电压判断电压Vc1的信号并且存在具有电压降低的电池，那么操作转到步骤S40，否则，操作转到步骤S20。在步骤S20和S30中执行的处理是常规充/放电模式处理。在步骤S20，电池组1的目标充电率被设定为50％，接着操作处理转到步骤S30。在步骤S30，进行有关键开关(没有示出)是否已经被断开的判断。如果确定键开关已经被断开，那么就结束整个处理过程，而如果判断键开关没有被断开，那么就继续执行常规充/放电模式。在步骤S40，用电压传感器6检测在无负载状态下电池组1的总电压Vbat。一旦检测出在无负载状态下电池组1的总电压Vbat，操作就转到步骤S50。在步骤S50，进行有关各电池的电压是否出现电压变化差错的判断。首先，如下面(1)所指示的那样，计算电压变化ΔV。ΔV＝(Vbat/n)-Vc1(1)如表达式(1)所指示的，电压变化ΔV是各电池C1～Cn中的平均电压与低电压判断电压Vc1之间的差。应该注意“n”代表电池的数量。如果按照表达式(1)的指示所计算的电压变化ΔV等于或大于预定值(例如，0.1V)，那么就判断已经产生电压变化差错。换句话说，如果各电池的平均电压(Vbat/n)等于或大于预定门限值(Vc1+0.1)，则确定已发生电压变化差错。也就是，如果存在其电压等于或低于低电压判断电压Vc1的电池并且各电池中的平均电压等于或大于该预定门限值，那么本实施例中的电池组容量调整装置就判断已经产生了电压变化差错。如果确定已经产生了电压变化差错，那么操作转到步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过串联连接多个电池构成的电池组的电池组容量调整装置，包括：检测多个电池的电池电压的电池电压检测装置；第一电压判断装置，用于进行有关在由电池电压检测装置所检测的电池电压中是否存在任何电压低于预定低电压判断电压的电池的判断；第二电压判断装置，用于进行有关基于各电池电压确定的电压值是否高于预定门限值的判断；和容量调整判断装置，用于如果第一电压判断装置确定存在电压低于预定低电压判断电压的电池并且第二电压判断装置确定基于各电池电压确定的电压值高于预定门限值，则确定需要对所述多个电池进行容量调整。

【技术特征摘要】
JP 2004-3-23 2004-0845871.一种用于通过串联连接多个电池构成的电池组的电池组容量调整装置，包括检测多个电池的电池电压的电池电压检测装置；第一电压判断装置，用于进行有关在由电池电压检测装置所检测的电池电压中是否存在任何电压低于预定低电压判断电压的电池的判断；第二电压判断装置，用于进行有关基于各电池电压确定的电压值是否高于预定门限值的判断；和容量调整判断装置，用于如果第一电压判断装置确定存在电压低于预定低电压判断电压的电池并且第二电压判断装置确定基于各电池电压确定的电压值高于预定门限值，则确定需要对所述多个电池进行容量调整。2.根据权利要求1的电池组容量调整装置，进一步包括计算所述多个电池之间的平均电压的平均电压计算装置，其中基于各电池电压确定的电压值是由所述平均电压计算装置计算的平均电压。3.根据权利要求2的电池组容量调整装置，进一步包括检测在无负载状态下电池组总电压的总电压检测装置，其中所述平均电压计算装置基于由总电压检测装置检测的电池组总电压来计算所述多个电池之间的平均电压。4.根据权利要求1的电池组容量调整装置，进一步包括容量调整电路，其每一个相应于所述多个电池中的一个提供，用于当相应电池的电压超过预定旁路接合电压时通过放电该相应电池来进行容量调整；和充/放电控制装置，用于如果容量判断装置确定需要进行容量调整则控制所述电池组的充/放电，以便保证所述多个电池的电压超过该预定旁路接合电压。5.根据权利要求4的电池组容量调整装置，进一步包括容量调整时间计算装置，用于基于预定低电压判断电压和各电池之间的平均电压来计算执行容量调整所需的时间长...

【专利技术属性】
技术研发人员：中田祐志，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]