组电池及电池系统技术方案

本发明专利技术提供一种组电池以及电池系统，包括水溶液二次电池以及每个电池的电池容量小于上述水溶液二次电池的非水二次电池。其中，将上述水溶液二次电池和上述非水二次电池串联连接构成了组电池。

【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具备多个二次电池的组电池，及具备该组电池的电池系统。
技术介绍
以往，在二轮车、三轮车及四轮以上的车辆中，搭载有动力系统启动用、以及电路、 电器驱动用的铅蓄电池。铅蓄电池虽然价格低，但由于蓄电能量密度小，因此，搭载重量、 体积大。从车辆的耗油量、动力性能等角度出发，要求其重量、体积的轻量、小型化。作 为改善方案，提出有采用蓄电能量密度较大的镍-镉二次电池(nickel-cadmium secondary battery )、镍氢二次电池(nickel-hydrogen secondary battery )、锂离子二次电池(lithium ion secondary battery)、锂聚合物二次电池(lithium-polymer secondary battery)的 方案。此外，为解决用一种电池构成组电池时的各种问题，还提出有组合不同种类电池的 组电池(例如，参照日本专利公开公报特开平9-180768号(专利文献l))。铅蓄电池的充电，采用恒流充电后进行恒压充电的恒流恒压(CCCV)充电方式。在 进行恒压充电的情况下，向二次电池施加一定的电压并检测流经二次电池的充电电流，当 充电电流达到预先设定的充电终止电流值以下时，结束充电。然而，镍-镉二次电池、镍氢 二次电池等水溶液二次电池(aqueous secondary battery),当以恒压充电时，由于伴随 接近满充电时的副反应、即因氧气的产生导致温度上升，单位电池(cell)的开路电压(open circuit voltage)下降，充电电流转为增大，充电电流无法降至充电终止电流值以下，因 此，无法结束恒压充电，充电持续，从而处于过充电状态。其结果，因过充电而发生漏液， 电池功能劣化。因此，在具备铅蓄电池用的充电电路的车辆中，无法用水溶液二次电池取 代铅蓄电池。此外，锂离子二次电池、锂聚合物二次电池等非水二次电池(non-aqueous secondary battery),可按与铅蓄电池同样的恒流恒压(CCCV)充电方式进行充电。然而，若在具 备铅蓄电池用的充电电路的车辆中搭载此类非水二次电池来代替铅蓄电池，则由于铅蓄电 池和非水二次电池的充电电压不同，无法充分充电。例如，输出DC12V的铅蓄电池，一般以14.0V至14.5V进行恒压充电。特别是在赛车中，用14.5V作为铅蓄电池的充电电压的情况较多。这样，采用此类铅蓄电池充电用的充电电路对由多个锂离子二次电池串联连接而构成 的组电池进行充电时，每个锂离子二次电池的充电电压，例如为14.5V除以锂离子二次电 池的个数所得的电压。例如，在由三个锂离子二次电池串联连接而构成的组电池中，每个 锂离子二次电池的充电电压，为14.5V/3=4.83V。另一方面，作为对锂离子二次电池进行恒压充电时的充电电压，采用锂离子二次电池 的满充电状态的开放电压(open voltage) 4.2V。这样，用铅蓄电池用的充电电路对由三 个锂离子二次电池串联连接而构成的组电池进行充电时，充电电压过高，有可能因过充电 导致特性劣化或故障，或带来安全上的问题。此外，在串联连接四个锂离子二次电池而构成的组电池中，每个锂离子二次电池的充 电电压为14.5V/4=3.63V，相对于4.2V充电电压过低，充电深度(SOC)仅达50°/。左右， 难以有效利用二次电池的电池容量。此外，在专利文献l记载的技术中，利用水溶液二次电池的在满充电附近发热增大的 性质，对将水溶液二次电池和非水二次电池混合在一起的组电池，可通过温度来判定是否 达到了满充电。然而，在如铅蓄电池用的充电电路那样的恒压充电用的充电电路中，由于 基于充电电流判定满充电，并结束充电，因此，若用此类恒压充电用的充电电路对专利文 献l所述的组电池进行充电，则可能无法结束充电，会导致因过充电的特性劣化或故障， 或带来安全上的问题。此外，由于水溶液二次电池在满充电附近发热，存在与水溶液二次 电池组合在一起的非水二次电池会因被加热而劣化的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题，其目的在于提供一种即使在用恒压充电用的充电电路进行充电 的情况下，也能够容易地降低过充电的可能性，并且增大充电结束时的充电深度的组电池， 以及使用此类组电池的电池系统。本专利技术提供的组电池，包括水溶液二次电池、和每个电池的电池容量小于上述水溶液 二次电池的非水二次电池，其中，上述水溶液二次电池和上述非水二次电池串联连接。此外，本专利技术提供的电池系统，包括上述组电池和上述充电电路。在上述结构的组电池和电池系统中，若以恒压充电的方式对该组电池进行充电，贝抽 于流经水溶液二次电池的充电电流和流经非水二次电池的充电电流相等，电池容量较小的 非水二次电池先接近满充电，充电电流减小，恒压充电结束。这样，由于充电结束时，电池容量大于非水二次电池的水溶液二次电池尚未达到满充电，因此，降低过充电的可能性。 另外，由于与串联连接多个同一种类的二次电池的情况相比，组合特性不同的水溶液二次 电池S]非水二次电池，经组合所得到的充电特性的选择幅度扩大，故可容易地使组电池整 体的充电特性适合于规定的充电电压，增大充电结束时的充电深度。Ji匕外，本专利技术提供的一种电池系统，包括上述组电池，开关元件，开闭所述组电池向 所述负载装置的放电通路；电压检测部，检测所述组电池的两端电压；以及控制部，当所 述电压检测部测出的电压低于放电终止检测电压时，断开所述开关元件，其中，放电终止 检测电压被预先设定为低于所述水溶液二次电池的平均放电电压乘以所述串联电路所含 的该水溶液二次电池的个数所得的电压和所述非水二次电池的平均放电电压乘以所述串 联电路所含的该非水二次电池的个数所得的电压的合计电压，且高于所述水溶液二次电池 的平均放电电压乘以所述串联电路所含的该水溶液二次电池的个数所得的电压和所述非水二^:电池的所述放电终止电压乘以所述串联电路所含的该非水二次电池的个数所得的电压的合计电压。采用该结构，当由电压检测部检测出的组电池的两端电压低于放电终止检测电压时， 则通过控制部断开开关元件，切断组电池的放电电流。而且，放电终止检测电压被设定为低于水溶液二次电池的平均放电电压乘以该水溶液 二次电池的个数所得的电压和非水二次电池的平均放电电压乘以该非水二次电池的个数 所得的电压的合计电压。因此，水溶液二次电池和非水二次电池分别输出平均放电电压， 当未达到^^电末期时，组电池的两端电压不会低于放电终止检测电压，因此，在控制部的 作用下开关元件不断开，继续放电。-另夕卜，放电终止检测电压被设定为高于水溶液二次电池的平均放电电压乘以该水溶液 二次电池的个数所得的电压和非水二次电池的放电终止电压乘以该非水二次电池的个数 所得的电压的合计电压。因此，电池容量小于水溶液二次电池的非水二次电池先达到放电 末期，非水二次电池的端子电压下降，则在非水二次电池的端子电压低于放电终止电压之 前，乡且电池的两端电压低于放电终止检测电压。这样，通过控制部，开关元件被断开，组 电池的放电电流被切断，故可抑制非水二次电池和水溶液二次电池处于过放电状态。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式所涉及的组电池的外观的一个例子的立体图。图2是表示本专利技术的一实施方式所涉及的电池系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组电池，其特征在于包括：　水溶液二次电池；和　每个电池的电池容量小于所述水溶液型二次电池的非水二次电池，其中，　所述水溶液二次电池和所述非水二次电池串联连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛琢也，青木护，杉山茂行，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]