电池模块的充电系统技术方案

本发明专利技术的电池模块的充电系统具备：包括用于输送交流电力的一次侧线圈（6）的送电装置；包括通过电磁感应接受从一次侧线圈输送的交流电力的二次侧线圈（7），并将接受的交流电力转换成直流电力的受电单元（70、8）；构成为以送电装置能够装卸至受电单元、并且在送电装置被安装时一次侧线圈能够与二次侧线圈电磁耦合的方式定位的定位机构（60a、70a）；构成为能够将直流电力选择性地充电至电池模块（B）的多个电池的选择电路（21、25、29），所述电池模块（B）由作为二次电池的多个电池相互串联连接构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将多个电池相互串联连接而成的电池模块的充电系统，详细地说，涉及将针对每个电池对构成电池模块的多个电池进行充电的充电系统。
技术介绍
充电式的单电池(single cell)是能够通过充电而再次使用的单体的二次电池，其能够充电的电压一般低至数伏特以下。因此，在需要高电压的二次电池时，采用将多个单电池相互串联连接而成的电池组(assembled battery)。此外，单电池有时被称为单元电池(unit cell)或者电池(cell)，本申请中，在使用这些称呼中的电池的同时，将充电式的电池简单称为电池来进行说明。另外，电池组有时被称为电池包(battery pack)、电池系统(battery system)或者电池模块(battery module),本申请中，在使用这些称呼中的电池模块的同时，将充电式的电池模块简称为电池模块来进行说明。关于构成电池模块的电池的充电系统，例如有如下专利文献I至4的提议。专利文献I中公开了关于针对每个电池对电池模块进行充电的充电装置的技术。即，将充电装置和电压监视装置同时配设在每个电池上，根据被该电压监视装置监视的充电对象电池的电压，来进行由该充电装置对该充电对象电池的充电。专利文献2中，公开了关于针对每个电池对电池模块进行充电的充电装置的技术。即，在将充电装置配设在每个电池上的同时，将电压监视装置配设在每个电池模块上，根据被该电压监视装置监视的电池模块的电压，来进行由该充电装置对充电对象电池的充电。另外，专利文献2中公开了针对每个电池模块配设充电装置的电源。但是，充电装置的电源由绝缘型DC/DC转换器构成，在一次侧和二次侧之间形成绝缘，但不是所谓非接触式充电(contactless charging)的方式。专利文献3中公开了针对每个电池配设充电装置和充电控制装置、针对每个电池进行非接触式充电的技术。专利文献4中公开了针对每个电池配设充电装置和电压监视装置、针对每个电池进行非接触式充电的技术。综上所述，专利文献I至4中公开了关于针对每个电池对构成电池模块的多个电池进行充电的充电装置的技术、关于非接触式充电的技术、以及在各电池之间进行共通的充电控制的技术。另外，这些技术并不以镍氢电池或锂离子电池等特定的二次电池为前提，即没有电池类型的限定。另外，作为这些技术中应用的电池模块的用途，专利文献I中没有任何限定，专利文献2中有面向应急电源或移动体的示例，专利文献3中有面向游戏控制器或便携电话的示例，专利文献4中有面向电动车的示例。此外，在这些用途的情况下的电池模块的端子电压最高为数十V 数百V。现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特表2005-534276号公报； 专利文献2 :日本特开2005-151720号公报； 专利文献3 :日本特开2010-206871号公报； 专利文献4 :日本特开平10-257682号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题 在对由多个电池构成的电池模块进行充电的情况下，电池模块内的充电状态(S0C ；State Of Charge)有时候会不均一。在这种情况下，电池模块内中存在充电不充分的电池时，由于电池模块整体的可使用容量减少，或者充电不充分的电池的端子电压变低，因此导致作为电池模块整体的性能降低。为了消除电池模块内的各电池的充电状态的不均一，有如下方法将电池模块整体过充电，来使电池模块内的各电池的端子电压一致的方法(将该方法称为过充电法)、从电池模块将电压低的电池卸下来对该电池进行充电的方法(将该方法称为电池充电法)、以及针对每个电池对电池模块内的各电池进行充电的方法(专利文献I至4中公开的技术)。在过充电法的情况下，存在不论是否是正常的电池也由于过充电而引起其内部电阻增加或其充电容量减少、作为电池模块的寿命变短等问题。在电池充电法的情况下，为了对充电不充分的电池进行充电而卸下充电不充分的电池，需要将电池模块强行拆开，需要精力和时间。另外，在具有密闭结构的电池模块中，有拆开时密闭结构被破坏，碱性电解液泄露的担忧。因此,过充电法和电池充电法难以作为消除电池模块内的各电池的充电状态的不均一的对策采用。另一方面，在专利文献I至4中公开的技术的情况下，每个电池都需要充电装置(专利文献I至4)，或者为了控制充电每个电池都需要控制电路(专利文献1、3、4)。如此，需要对应电池模块内的电池的个数的数量的充电装置甚至控制电路，存在由于增加构成部件、以及随着这些构成部件的增加而配线变复杂等，导致充电系统复杂并且高价的问题。另外，在镍氢电池那样，电压变化相对SOC的变动小的电池模块的情况下，存在为了对电池模块内的各电池均一充电，必须精度良好地进行充电控制的问题。本专利技术是为了解决这样的问题而作出的，其目的在于，将对构成电池模块的多个(数个)电池均一且稳定地进行充电的充电系统的构成简单化。解决问题的手段 为了解决上述问题，根据本专利技术的电池模块的充电系统，具备包括用于输送交流电力的一次侧线圈的送电装置；包括通过电磁感应接受从所述一次侧线圈输送的交流电力的二次侧线圈，并将接受的交流电力转换成直流电力的受电单元；构成为以所述送电装置能够装卸至所述受电单元、并且在所述送电装置被安装时所述一次侧线圈能够与所述二次侧线圈电磁耦合的方式定位的定位机构；以及构成为能够将所述直流电力选择性地充电至电池模块的多个电池的选择电路，所述电池模块由作为二次电池的该多个电池相互串联连接而成。根据所述构成，能够通过选择电路将电池模块内的全部电池设为充电对象电池。其结果，虽然进行一次充电的充电对象电池仅为电池模块内的一个电池，但是能够抑制对电池模块内的全部电池进行充电所需的设备的成本和占地面积，能够实现节省空间和低成本化。另外，由于送电装置的一次侧线圈和受电单元的二次侧线圈之间被电分离，因此容易确保绝缘。即，不需要考虑电池模块或多个电池模块串联连接而构成的电池堆内的各电池的对地电位。另外，通过具有以在送电装置被安装在受电单元上时一次侧线圈能够与二次侧线圈电磁耦合的方式定位的定位机构，能够使一次侧线圈中产生的磁通量没有浪费地与二次侧线圈交链，能够提高从送电装置向受电单元的电力传输效率。综上所述，能够使对构成电池模块的多个(许多)电池均一且稳定地进行充电的充电系统的构成简单化。而且，定位机构由于以送电装置能够可装卸至受电单元的方式构成，因此能够对多个电池模块实现送电装置共用化。在所述电池模块的充电系统中，也可以是多个所述电池模块相互串联连接，各所述电池模块具备所述受电单元、所述定位机构和所述选择电路，同时对于多个所述电池模块具备一个所述送电装置。根据所述构成，由于送电装置相对受电单元可装卸，因此在多个电池模块相互串联连接来构成电池堆时，没有必要针对每个电池模块设置受电单元，而针对电池堆整体只设置一个送电装置即可。因此，能够减少送电装置和向该送电装置供给电力的励磁电源的个数，因此容易实现充电系统整体的小型化和低成本化。在所述电池模块的充电系统中，也可以是所述受电单元具备配置在所述一次侧线圈和所述二次侧线圈之间的空气间隙、与所述二次侧线圈之间的绝缘材料。根据所述构成，绝缘材料例如为贴附在丙烯酸板上的高耐压的绝缘膜，通过更换该绝缘材料，容易调整任意的介电强度(die本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.29 JP 2010-2945301.一种电池模块的充电系统，具备: 包括用于输送交流电力的一次侧线圈的送电装置； 包括通过电磁感应接受从所述一次侧线圈输送的交流电力的二次侧线圈，并将接受的交流电力转换成直流电力的受电单元； 构成为以所述送电装置能够装卸至所述受电单元、并且在所述送电装置被安装时所述一次侧线圈能够与所述二次侧线圈电磁耦合的方式定位的定位机构；以及 构成为能够将所述直流电力选择性地充电至电池模块的多个电池的选择电路，所述电池模块由作为二次电池的该多个电池相互串联连接而成。2.根据权利要求1所述的电池模块的充电系统，其特征在于， 多个所述电池模块相互串联连接，各所述电池模块具备所述受电单元、所述定位机构和所述选择电路，同时对于多个所述电池模块具备一个所述送电装置。3.根据权利要求1所述的电池模块的充电系统，其特征在于， 所述受电单元具备配置在所述一次侧线圈和所述二次侧线圈之间的空气间隙、与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：驹居智之，片冈干彦，日隈克敏，林正人，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：
国别省市：