电池单元均衡装置制造方法及图纸

一种电池单元均衡装置，包括：多个串联连接的电池模块、外部发电机、包括第一线圈和多个第二线圈的变压器、设置在外部发电机与第一线圈之间的开关、电池单元均衡电路和电池ECU，其中，多个第二线圈并联连接至电池单元中的每个电池单元，电池ECU用于当电池模块的输出电压之间的差等于或超过阈值时通过接通和断开开关来使第一线圈与第二线圈中的每个第二线圈电磁耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种用于抑制多个电池模块中的每个电池模块的输出电压的变化的电池单元均衡装置，其中，电池模块包括一个或更多个对装载到车辆中的电池进行配置的可再充电电池。
技术介绍
装载到诸如混合动カ车辆、电动车辆等车辆中的电池可以由多个串联连接的可再充电电池来配置，以实现高的输出电压(例如，专利文献I)。对于具有上述配置的电池，需要通过使由重复充电和放电引起的每个可再充电电池的输出电压的变化最小化来抑制整体劣化。例如，作为使每个可再充电电池的输出电压均等的方法(下文中被称为电池单元均衡)，如图I所示，存在一种所谓的无源系统中的电池单元均衡，其中，开关52和电阻器53连接至对电池50进行配置的多个可再充电电池51 (51-1至51-n)中的每个可再充电电池。在无源系统中的电池单元均衡中，通过依次接通和断开每个开关52以将每个可再充电电池51的输出电压调节至指示最低劣化电平和最低输出电压的可再充电电池51的输出电压，来对每个可再充电电池51放电。例如，假定在使用电池50或对电池50充电之后，在可再充电电池51-2的劣化电平最低、即可再充电电池51-2的内部电阻最小的情况下，可再充电电池51-2的输出电压最低。在这种情况下，通过依次接通和断开连接至可再充电电池51中的每个可再充电电池的开关52，来依次对除可再充电电池51-2之外的每个可再充电电池51放电。接着，如图2所示，将除可再充电电池51-2之外的每个可再充电电池51的输出电压调节至可再充电电池51-2的输出电压。然而，由于无源系统中的电池单元均衡被配置为使得能够以将每个可再充电电池的输出电压调节到最低输出电压，来对除具有最低输出电压的可再充电电池之外的每个可再充电电池放电,所以在电池单元均衡之后整个电池中可用的能量减少。作为另ー种电池单元均衡技术，存在一种所谓的有源系统中的电池单元均衡，其中，通过用变压器对每个可再充电电池充电和放电来使每个可再充电电池的输出电压均等(例如，专利文献2)。因而，有源系统中的电池单元均衡可以抑制整个电池中可用的能量的減少。然而，串联连接有多个可再充电电池的用于驱动车辆的主电池的电カ被消耗用于对辅助机器电池充电，并且被消耗用于驱动空调，其中，辅助机器电池用于向诸如汽车导航系统等电气设备提供电力。因此，用于驱动车辆的主电池要向除驱动电动机之外的设备提供电力。所以，当提供到除驱动电动机之外的设备的电量增加时，整个电池中可用能量的量減少，这可能引起行驶距离的缩短。日本专利公开特许公报第2008-042970号日本专利公开特许公报第2001-339865号
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种电池单元均衡装置，该电池单元均衡装置能够抑制对用于驱动车辆的主电池进行配置的多个电池単元中的每个电池単元的输出电压的变化，并且抑制整个电池中可用能量的減少。电池单元均衡装置包括电池，设置有多个电池模块，其中电池模块具有一个或更多个可再充电电池；电池监视电路，用于监视电池模块的输出电压；电池单元均衡电路，用于使电池模块的输出电压均等；外部发电机，用于向电池単元均衡电路提供电力；以及控制电路，用于控制电池单元均衡电路上的电池单元均衡，使得当由电池监视电路检测到的电池模块的输出电压之间的差等于或超过阈值时，能够通过由外部发电机提供的电カ来使姆个电池模块的输出电压逐步升尚。因而，使每个电池模块的输出电压均等，并且输出电压随着从外部电源提供的电カ而上升，从而抑制每个电池模块的输出电压的变化，并且抑制电池单元均衡之后整个电池中可用能量的減少。 根据本专利技术的电池单元均衡装置还可以由如下电池单元均衡电路和控制电路来配置，该电池単元均衡电路包括连接至外部电源的第一线圈、变压器耦合至第一线圈并且与电池模块中的每个电池模块并联连接的第二线圈以及设置在外部电源与第一线圈之间的第一开关，该控制电路用于当电池単元的输出电压之间的差等于或超过阈值时，通过接通和断开第一开关来使第一线圈与第二线圈电磁耦合。当电池模块的输出电压之间的差等于或超过阈值时，控制电路还可被配置为控制电池单元均衡电路上的电池单元均衡，直到电池模块的输出电压中的较低输出电压被调节为较闻输出电压。因而，可以将电池模块的输出电压调节为较高输出电压，并且可以使每个电池模块的输出电压均等。此外，电池单元均衡电路包括多个第二开关。电池监视电路包括电压检测电路和电池单元均衡执行确定电路，电池単元均衡执行确定电路用于在由电压检测电路检测到的每个电压的电压差等于或超过阈值时接通和断开第一开关。控制电路还可被配置为当每个电池模块的输出电压被检测时，对多个第二开关的驱动进行控制，从而将电池模块依次连接至电压检测电路并且将每个电池模块的输出电压依次输出到电压检测电路，以及控制电路还可被配置为当由电压检测电路检测到的每个电压的最高电压和最低电压之间的差等于或超过阈值吋，对多个第二开关中的每个开关的驱动进行控制，从而将每个电池模块和第二线圈并联连接并且通过接通和断开第一开关来使第一线圈与第二线圈电磁耦合。因此，由于不需要为每个电池模块提供电压检测电路，所以可以减小电路的尺寸。根据本专利技术的电池单元均衡装置包括主电池，具有由一个或更多个电池单元配置的多个电池模块；发电机；电池单元均衡电路，用于通过使电流从输出高于平均电压的电压的电池模块流向输出低于该平均电压的电压的电池模块，来使多个电池模块中的每个电池模块的输出电压均等，其中，平均电压为多个电池模块中的每个电池模块的输出电压的平均电压；直流/交流变换电路，用于将从主电池提供的直流电カ变换成交流电カ；以及控制电路，用于控制电池单元均衡电路和直流/交流变换电路中的每个的操作。当由直流/交流变换电路将直流电カ变换成交流电カ时，控制电路通过电池单元均衡电路将电カ从发电机提高到多个电池模块中的每个电池模块。因此，从发电机提供到主电池的电カ可用于由直流/交流变换电路变换的交流电力。因此，由于能够抑制主电池的电カ消耗，所以可以延长可能的行驶距离。此外，主电池包括第一电池模块和第二电池模块。电池单元均衡电路包括具有第一线圈和第二线圈的第一变压器、设置在第一电池模块与第一线圈之间的第一开关、具有第三线圈和第四线圈的第二变压器、设置在第二电池模块与第三线圈之间的第二开关、以及设置在第二和第四线圈与发电机之间的第三开关。当直流/交流变换电路将直流电カ变换成交流电カ时，控制电路分别接通和断开第一开关和第二开关，并且恒定地接通第三开关。此外，控制电路可被配置为控制电池单元均衡电路的操作，使得可以通过电池单元均衡电路将从主电池提供的电カ提供到辅助机器电池。此外，电池单元均衡电路包括设置在第二和第四线圈与辅助机器电池之间的第四开关，并且控制电路可被配置为当通过电池単元均衡电路将从主电池提供的电カ提供到 辅助机器电池时，分别接通和断开第一开关和第二开关，并且恒定地接通第四开关。附图说明图I是无源系统中的电池单元均衡的说明性视图；图2示出在无源系统的电池单元均衡期间每个电池模块的输出电压的变化；图3示出根据本专利技术实施例的电池单元均衡装置；图4是电池监视电路和电池单元均衡电路的示例；图5是接通/断开状态下的每个开关的时序图的示例的示意图；图6示出根据本专利技术实施例的在电池单元均衡期间每个电池模块的输出电压的变化；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池单元均衡装置，包括：电池，其设置有多个电池模块，所述电池模块具有一个或更多个可再充电电池；电池监视电路，其监视所述电池模块中的每个电池模块的输出电压；电池单元均衡电路，其使所述电池模块中的每个电池模块的所述输出电压均等；外部发电机，其向所述电池单元均衡电路提供电力；以及控制电路，其控制所述电池单元均衡电路上的电池单元均衡，使得当由所述电池监视电路检测到的所述电池模块中的每个的所述输出电压之间的差等于或超过阈值时，能够在使所述电池模块中的每个的所述输出电压均等的同时，通过由所述外部发电机提供的电力来使所述电池模块中的每个的所述输出电压逐步升高。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仓石守，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：