用于进行电池均衡的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于进行电池均衡的装置和方法。具体地，本发明专利技术涉及一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的装置，其包括电池单元堆分离器和电池单元平衡器。电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆。每个电池单元堆包括串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。每个电池单元堆分离器适于在电池单元堆中的电池单元的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下将对应的电池单元堆与供电系统分离。每个电池单元平衡器适于针对所分离的电池单元堆中的电池单元实施电池均衡控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对下述电池组进行电池均衡的装置并且还涉及用于这种电池均衡的方法，该电池组用在车辆中并且包括并联连接的多个电池单元堆。
技术介绍
除了具有车辆发动机之外还具有电动机作为动力源的车辆例如混合动力车、插电式混合动力车、混合动力车辆和混合动力电动车辆以及运输机械(下文中简称为车辆)已经投入实际使用。另外，仅由电动机而不使用发动机来驱动的电动车辆也已经投入实际使用。电池例如小型的并且具有大容量的锂离子电池已经被用作用于驱动用于这种车辆的电动机的动力源。针对车辆应用，可以将电池构造成下述电池组，该电池组由并联连接的多个电池单元堆组成并且每个电池单元堆具有串联连接的多个电池单元。电池单元的串联连接使得能够供给驱动用于车辆的电动机所需的电压，而电池单元堆的并联连接使得能够供给所需容量的电流。锂离子电池的特性大大地取决于温度而变化，并且锂离子电池的剩余容量和充电效率大大地受锂离子电池的使用环境中的温度的影响。这里，更实际的是，车辆的使用环境大大地影响锂离子电池。因此，每个电池单元堆中的各个电池单元的剩余电量和输出电压产生大的不同。在此情况下，当电池单元中的任何一个电池单元的电压降低到阈值以下时，需要停止或者抑制整个电池的电力供应，伴随的结果是降低了电源效率。在这种情况下，需要实施用于均衡电池单元的电压和容量的电池均衡控制。通常，在车辆的点火开关处于其关断状态下电池的电压稳定时，实施电池均衡控制。当电池的电压不稳定时，难以成功地实施电池均衡控制。因此，优选地应该在车辆的点火钥匙关断之时进行电池均衡控制。因此，在车辆正在行驶的同时会不能实施电池单元均衡控制，因而，实施电池均衡控制的耗时较长。另外，在相邻的电池单元堆中产生了劣化程度的差异，伴随的结果是在电池单元堆中引起了内部电阻的差异并且在电池单元堆中产生了循环电流。如果产生了任何循环电流，过电流在特定电池单元堆中流动，从而恐怕会加速该电池单元堆的劣化或者会发生损坏。因此，有需要进行控制以阻止环流。通常，使用下述保险丝，该保险丝适于切断多个电池单元堆中的循环电流从而将有问题的电池单元堆与电池分离。当预定数量的这种保险丝熔断时，在操作者的平台中发起告警。如果通过保险丝将任何电池单元堆与电池分离，尽管该分离的电池单元堆本身仍是可用的，但是该分离的电池单元堆变成了不被使用的，这影响了车辆的行驶性能并且也影响了电池的使用效率。本专利技术的致力于提供一种包括并联连接的多个电池单元堆的电池组，根据该电池组，可以有效实施用于使设置在电池组的每个电池单元堆中的电池单元均衡的电池均衡控制以及用于使在电池单元堆中流动的电流平衡的电流平衡控制。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的装置包括电池单元堆分离器和电池单元平衡器。电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆。每个电池单元堆包括串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。每个电池单元堆分离器适于在电池单元堆中的电池单元的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下将对应的电池单元堆与供电系统分离。每个电池单元平衡器适于针对所分离的电池单元堆中的电池单元实施电池均衡控制。根据本专利技术，一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的装置包括电流测量器件和电池单元堆电阻控制器。电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆。每个电池单元堆包括输出端子和串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。每个电流测量器件适于测量在对应的电池单元堆中流动的电流。每个电池单元堆电阻控制器包括电阻单元。每个电池单元堆电阻控制器适于根据所测量的电流值而控制与对应的电池单元堆的输出端子可串联连接的电阻单元的电阻值，使得在电池单元堆中流动的电流变得相同。根据本专利技术，一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的装置包括电池单元堆分离器、电池单元平衡器、电流测量器件和电池单元堆电阻控制器。电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆。每个电池单元堆包括输出端子和串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。每个电池单元堆分离器适于在电池单元堆中的电池单元的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下将对应的电池单元堆与供电系统分离。每个电池单元平衡器适于针对所分离的电池单元堆中的电池单元实施电池均衡控制。每个电流测量器件适于测量在对应的电池单元堆中流动的电流。每个电池单元堆电阻控制器包括电阻单元。每个电池单元堆电阻控制器适于根据所测量的电流值而控制与对应的电池单元堆的输出端子可串联连接的电阻单元的电阻值，使得在电池单元堆中流动的电流变得相同。根据本专利技术，电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆，多个电池单元堆中的每个电池单元堆包括串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的方法包括下述步骤:在电池单元堆中的电池单元的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下，将电池单元堆与供电系统分离；以及针对所分离的电池单元堆中的电池单元实施电池均衡控制。根据本专利技术，电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆，多个电池单元堆中的每个电池单元堆包括输出端子和串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的方法包括下述步骤:测量在电池单元堆中流动的电流；以及根据所测量的电流值而控制各自与对应的电池单元堆的输出端子可串联连接的电阻单元的电阻值，使得在电池单元堆中流动的电流变得相同。根据本专利技术，电池组包括供电系统、多个电池单元和多个电池单元堆，多个电池单元堆中的每个电池单元堆包括输出端子和串联连接的多个电池单元。电池单元堆并联连接以形成电池组。一种用于对在车辆中使用的电池组进行电池均衡的方法包括下述步骤:在电池单元堆中的电池单元的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下，将电池单元堆与供电系统分离；针对所分离的电池单元堆中的电池单元实施电池均衡控制；测量在电池单元堆中流动的电流；以及根据所测量的电流值而控制各自与对应的电池单元堆的输出端子可串联连接的电阻单元的电阻值，使得在电池单元堆中流动的电流变得相同。本专利技术的其他方面和优点将从结合附图的、以示例的方式示出本专利技术的原理的以下描述中变得清晰。附图说明本专利技术及其目的和优点可以通过参照对目前优选的实施方式的以下描述以及参照附图而被最佳地理解，在附图中:图1是示出了根据本专利技术的优选实施方式的电池系统的示意图；图2是图1的电池系统的局部示意配置图，该图示出了电池系统的电池单元堆平衡器件、电流测量器件和一部分电池单元堆；以及图3是示出了用于图1的电池系统的电池单元堆中的电池单元的电池均衡控制的过程的流程图。具体实施例方式以下将参照图1到图3描述本专利技术的优选实施方式。图1以示意图的方式示出了根据本专利技术的优选实施方式的电池系统，并且该电池系统以附图标记100来表示。参照图1，电池系统100由下述电池组设置，该电池组适于在车辆中使用并且由分别以附图标记101 (#1)到101 (#7)表示且并联连接的多个电池单元堆101组成。每个电池单元堆101包括串联连接的多个电池单元112或者包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对在车辆中使用的电池组（100）进行电池均衡的装置，所述电池组（100）包括供电系统、多个电池单元（112）以及多个电池单元堆（101），每个电池单元堆（101）包括串联连接的多个所述电池单元（112），所述电池单元堆（101）并联连接以形成所述电池组（100），所述装置包括：电池单元堆分离器（203），所述电池单元堆分离器（203）中的每个电池单元堆分离器适于在所述电池单元堆（101）中的所述电池单元（112）的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下将对应的所述电池单元堆（101）与所述供电系统分离；以及电池单元平衡器（102），所述电池单元平衡器（102）中的每个电池单元平衡器适于针对所分离的所述电池单元堆（101）中的所述电池单元（112）实施电池均衡控制。

【技术特征摘要】
2011.11.02 JP 2011-2411761.一种用于对在车辆中使用的电池组(100)进行电池均衡的装置，所述电池组(100)包括供电系统、多个电池单元(112)以及多个电池单元堆(101)，每个电池单元堆(101)包括串联连接的多个所述电池单元(112)，所述电池单元堆(101)并联连接以形成所述电池组(100)，所述装置包括: 电池单元 堆分离器(203)，所述电池单元堆分离器(203)中的每个电池单元堆分离器适于在所述电池单元堆(101)中的所述电池单元(112)的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下将对应的所述电池单元堆(101)与所述供电系统分离；以及 电池单元平衡器(102)，所述电池单元平衡器(102)中的每个电池单元平衡器适于针对所分离的所述电池单元堆(101)中的所述电池单元(112)实施电池均衡控制。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，并联连接的所述电池单元堆(101)的数量被设定成远远满足车辆所需要的电力容量的程度。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每个电池单元(112)的内部电阻是基于每个电池单元堆(101)中的所述电池单元(112)的电压、电流和温度而计算的。4.一种用于对在车辆中使用的电池组(100)进行电池均衡的装置，所述电池组(100)包括供电系统、多个电池单元(112)以及多个电池单元堆(101)，每个电池单元堆(101)包括输出端子以及串联连接的多个所述电池单元(112)，所述电池单元堆(101)并联连接以形成所述电池组(100)，所述装置包括: 电流测量器件(103)，所述电流测量器件(103)中的每个电流测量器件适于测量在对应的所述电池单元堆(101)中流动的电流；以及 电池单元堆电阻控制器(104)，所述电池单元堆电阻控制器(104)中的每个电池单元堆电阻控制器包括电阻单元，每个电池单元堆电阻控制器(104)适于根据所测量的电流值而控制与对应的所述电池单元堆(101)的所述输出端子能够串联连接的所述电阻单元的电阻值，使得在所述电池单元堆(101)中流动的电流变得相同。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电池单元堆电阻控制器包括下述电阻单元，所述电阻单元包括具有不同电阻值的多个电阻器(Rl、R2、R3)和下述开关(204)，所述开关(204)根据在所述电池单元堆(101)中流动的电流的测量值选择性地能够操作而闭合，以根据所测量的电流值而将所述电阻器(R1、R2、R3)中的任何之一串联连接至对应的所述电池单元堆(101)的所述输出端子，使得在所述电池单元堆(101)中流动的电流变得相同。6.一种用于对在车辆中使用的电池组(100)进行电池均衡的装置，所述电池组(100)包括供电系统、多个电池单元(112)以及多个电池单元堆(101)，每个电池单元堆(101)包括输出端子以及串联连接的多个所述电池单元(112)，所述电池单元堆(101)并联连接以形成所述电池组(100)，所述装置包括: 电池单元堆分离器(203)，所述电池单元堆分离器(203)中的每个电池单元堆分离器适于在所述电池单元堆(101)中的所述电池单元(112)的计算的内部电阻的最大值与最小值之间的差大于预定阈值的情况下将对应的所述电池单元堆(101)与所述供电系统分离； 电池单元平衡器(102)，所述电池单元平衡器(102)中的每个电池单元平衡器适于针对所分离的所述电池单元堆(101)中的所述电池单元(112)实施电...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木正彰，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：