状态管理装置、蓄电元件的均衡化方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供对多个二次电池均衡地充电的技术。BMS(20)是对串联连接的多个二次电池(50)的状态进行管理的装置，具备：对二次电池(50)的电压值V单独进行测量的电压计(24)、对从任意一个二次电池(50)的电压值V的时间变化率达到基准值K起至其他的二次电池(50)的电压值V的时间变化率达到基准值K为止的时间差进行计时的计时部(42)、对二次电池(50)单独进行放电的放电电路(26)、以及利用该时间差来对放电电路(26)进行控制的均衡化控制部(44)。根据该BMS(20)，即使在不能根据蓄电元件的电压值来对蓄电元件中所充电的SOC进行均衡化的情况下，也能基于蓄电元件的电压的时间变化率来对蓄电元件中所充电的SOC进行均衡化。

【技术实现步骤摘要】

本说明书所公开的专利技术涉及对多个蓄电元件中所充放电的容量进行均衡化的技术。
技术介绍
从以往起，利用了可反复使用的蓄电元件。蓄电元件能通过反复充电及放电来屡次使用，较之于不可充放电的电池，更有利于环保，且目前通过应用于电动车等扩展了其使用领域。在使用多个蓄电元件的装置中，因各蓄电元件的初始容量或劣化速度的参差不齐等，蓄电元件的容量有时变得不均衡。若蓄电元件的容量变得不均衡，则有时在充电时，I个或几个蓄电元件的电压会先于或晚于其他的蓄电元件达到满充电电压从而充电结束，不能对全部的蓄电兀件充分地充电。另外，有时在放电时，I个或几个蓄电兀件的电压先于或晚于其他的蓄电元件达到放电结束电压从而放电结束，不能用尽在全部的蓄电元件中所充电的电力。如此，若蓄电元件的容量变得不均衡，则不能最大限度地发挥出蓄电元件的容量。现有技术中，使用电阻等放电电路对容量不均衡的二次电池进行放电来使二次电池的容量均衡化的技术是公知的(例如，引用文献I)。在该技术中，通过根据在无电流状态下所得到的二次电池的电压信息求取二次电池的剩余能量容量，并基于其容量差对各二次电池进行放电，来均衡化二次电池的容量。专利文献1:日本特开2011-19329号公报近年，铁橄榄石系锂离子二次电池(以下，铁橄榄石系电池)作为电动车等的二次电池受到关注。铁橄榄石系电池是锂离子电池的一种，在正极使用了橄榄石型磷酸铁，负极例如使用了石墨系材料等。故而，在铁橄榄石系电池中，无需使用钴系的电极材料作为电极，较之于使用钴系的电极材料的二次电池，具有成本便宜且安全性高的优点。铁橄榄石系电池具有电压相对于剩余容量的增加而急剧增加的区域(以下，称为“变化区域”)，例如在利用石墨系材料作为负极的情况下，在表示二次电池的剩余容量的SOC为10%以下的区域中、以及为90%以上的区域中成为变化区域，这是公知的。若变化区域存在于SOC较高或者SOC较低的区域，则即使想根据变化区域中的蓄电元件的电压信息来对蓄电元件的容量进行均衡化，在对蓄电元件的容量进行均衡化之前，蓄电元件的SOC也几乎达到100%或者几乎达到0%，从而导致蓄电元件的充放电结束。若蓄电元件的充放电结束，则蓄电元件的容量的均衡化也结束，因此，难以对蓄电元件的容量充分地进行均衡化。故而，期望利用变化区域以外的区域来对蓄电元件的容量进行均衡化的技术。另一方面，铁橄榄石系电池通过与负极之间的组合而具有稳定(plateau)区域，例如在利用石墨系材料作为负极的情况下，具有表示二次电池的剩余容量的SOC从10%到90%的宽的稳定区域，这是公知的。在此，“稳定区域”是指，即使二次电池的SOC发生变化，二次电池的电压也大致恒定的区域。故而，对于具有稳定区域的二次电池等蓄电元件，在充电中难以根据该稳定区域中所取得的蓄电元件的电压信息来对蓄电元件的容量进行估计，从而难以对蓄电元件的容量进行均衡化。
技术实现思路
在本说明书中，公开对多个蓄电元件中所充电的容量进行均衡化的技术。本说明书中所公开的状态管理装置是对串联连接的多个蓄电元件的状态进行管理的状态管理装置，其中，所述状态管理装置具备电压测量部，其对各蓄电元件的电压单独进行测量；计时部，其对从任意一个蓄电元件的电压的时间变化率达到基准值起至其他的蓄电元件的电压的时间变化率达到基准值为止的时间差进行计时；放电部，其对所述各蓄电元件单独进行放电；以及均衡化控制部，其利用所述时间差来对所述放电部进行控制。在该状态管理装置中，对各蓄电元件的电压进行测量，利用至该电压的时间变化率达到基准值为止的时间差来对各蓄电元件的放电进行控制。根据该状态管理装置，蓄电元件具有稳定区域，即使在难以基于电压来对均衡化进行控制的情况下，也能够基于蓄电元件的电压的时间变化率来对放电进行控制，从而能够对蓄电元件中所充放电的容量进行均衡化。在上述的状态管理装置中，可以构成为所述多个蓄电元件包括第I蓄电元件与第2蓄电元件，所述均衡化控制部取得从所述第I蓄电元件的时间变化率达到基准值起至所述第2蓄电元件的时间变化率达到基准值为止的第I时间差，并具有基准时间。并且，既可以构成为在所述多个蓄电元件处于充电中且所述第I时间差为所述基准时间以上的情况下，利用所述第I时间差使所述第I蓄电元件放电，在所述第I时间差小于所述基准时间的情况下，使所述第I蓄电元件以及所述第2蓄电元件不放电，还可以构成为在所述多个蓄电元件处于放电中且所述第I时间差为所述基准时间以上的情况下，利用所述第I时间差使所述第2蓄电元件放电，在所述第I时间差小于所述基准时间的情况下，使所述第I蓄电元件以及所述第2蓄电元件不放电。在该状态管理装置中，在第I时间差为基准时间以上的情况下，使第I蓄电元件或者第2蓄电元件放电。一般而言，表示从蓄电元件开始充电或者放电起达到一定状态为止的时间的达到时间之差示出了因劣化而产生的蓄电元件的容量之差。根据该状态管理装置，在作为达到时间之差的第I时间差为基准时间以上的情况下，通过使第I蓄电元件或者第2蓄电元件放电，能够将第I蓄电元件与第2蓄电元件中所充放电的容量之差保持在与基准时间对应的一定的容量差以内。在上述的状态管理装置中，既可以构成为所述状态管理装置还具备对所述蓄电元件的劣化进行判断的劣化判断部，在所述多个蓄电元件处于充电中、且在所述第2蓄电元件的电压的时间变化率达到所述基准值之前所述多个蓄电元件的充电完成从而所述第2蓄电元件的充电已结束的情况下，所述劣化判断部判断为所述第2蓄电元件发生了劣化，也可以构成为在所述多个蓄电元件处于放电中、且在所述第2蓄电元件的电压的时间变化率达到所述基准值之前所述多个蓄电元件的放电完成从而所述第2蓄电元件的放电已结束的情况下，所述劣化判断部判断为所述第I蓄电元件发生了劣化。在蓄电元件的充电时，在第2蓄电元件的电压的时间变化率超过基准值地进行变化之前第I蓄电元件的充电已结束的情况下，可解释为因劣化而导致第I蓄电元件与第2蓄电元件之间的容量差不同了与基准时间对应的一定的容量差以上。另外，在蓄电元件的放电时，在第2蓄电元件的电压的时间变化率超过基准值地进行变化之前第I蓄电元件的放电已结束的情况下，可解释为因劣化而导致第I蓄电元件与第2蓄电元件之间的容量差不同了与基准时间对应的一定的容量差以上。根据该状态管理装置，通过在上述的情况下判断为第I蓄电元件或者第2蓄电元件发生了劣化，能够针对这些多个蓄电元件采取蓄电元件的容量的均衡化或该多个蓄电元件的使用禁止等必要的措施。在上述的状态管理装置中，既可以构成为所述状态管理装置还具备对所述蓄电元件的劣化进行判断的劣化判断部，在所述多个蓄电元件处于充电中、且在所述第2蓄电元件的电压的时间变化率达到所述基准值之前从所述第I蓄电元件的电压的时间变化率达到所述基准值起的经过时间已达到规定时间的情况下，所述劣化判断部判断为所述第2蓄电元件发生了劣化，也可以构成为在所述多个蓄电元件处于放电中、且在从所述第2蓄电元件的电压的时间变化率达到所述基准值之前从所述第I蓄电元件的电压的时间变化率达到所述基准值起的经过时间已达到规定时间的情况下，所述劣化判断部判断为所述第I蓄电元件发生了劣化。在第2蓄电元件的电压的时间变化率超过基准值地进行变化之前从第I蓄电元件的电压的时间变化率达到基准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种状态管理装置，对串联连接的多个蓄电元件的状态进行管理，其中，所述状态管理装置具备：电压测量部，其对各蓄电元件的电压单独进行测量；计时部，其对从任意一个蓄电元件的电压的时间变化率达到基准值起至其他的蓄电元件的电压的时间变化率达到基准值为止的时间差进行计时；放电部，其对所述各蓄电元件单独进行放电；以及均衡化控制部，其利用所述时间差来对所述放电部进行控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：白石刚之，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：