[发明专利]电池组的充电率调整电路

说明书

技术领域

本发明涉及对于以作为在混合车等电瓶车中的行驶用电机的电源等使用的高压电池组为对象来构成电池组的多个电池的充电率进行调整的电路。

背景技术

迄今，在混合车等电瓶车中，作为行驶用电机的电源安装了把多个蓄电池串联连接而构成的电池组。通常，由于在这样的电池组中需要产生200～300伏的高压，故例如把60～80个单元的每个单元输出约3.6伏的锂系蓄电池串联连接，或者把约200个单元的每个单元输出约1.2伏的NiMH系蓄电池串联连接来构成电池组。

希望在这样的电池组中，全部蓄电池的充电状态均等。例如在1个蓄电池的充电率为70％、另一个蓄电池的充电率为50％的情况下，由于可以充电的电量相当于充电率为70％的蓄电池直到全充电的30％，故假定如果超过所相当的30％来进行充电则充电率为70％的蓄电池的充电率超过了100％，其寿命大幅度地缩短。其结果，作为电池组的寿命也缩短了。因此，构成了如图4所示的电压监视装置，对各蓄电池的电压进行监视。在该装置中，把多个蓄电池串联连接来构成电池模块(11)，进而把多个电池模块(11)串联连接来构成电池组(1)。

从电池组(1)的两端及电池模块(11)相互间的连结点分别引出电压检测线，把这些电压检测线与电压检测电路连接起来。把由电压检测电路(7)检测出的各电池模块(11)的电压输入到整体控制电路(8)。此外，由温度检测电路(81)检测电池温度，与此同时由电流检测电路(82)检测流经电池的电流，把这些检测结果输入到整体控制电路(8)。整体控制电路(8)基于上述输入数据计算电池的剩余量，与此同时监视在电池中是否发生了异常，把监视结果经过通信线供给控制系统(图示省略)。再有，在镍氢系蓄电池中，可以每5～10个单元来进行电压的监视，但在锂系蓄电池的情况下，由于这充电或过放电显著地缩短其寿命故每1个单元来进行电压的监视。

可是，电池组剩余量的离散性依赖于各蓄电池效率(充放电效率)的离散性。例如，在假定构成电池组的蓄电池的充电效率一律是100％、放电效率是99.0～99.5％的情况下，如果充电10Ah的电荷则在全部蓄电池中存储10Ah的电荷。其次，如果进行10Ah电荷的放电，则放电效率99.0％的单元进行10.1Ah(＝10Ah/0.990)电荷的放电，放电效率99.5％的单元进行10.05Ah(＝10Ah/0.995)电荷的放电。此时，放电效率好的99.5％的蓄电池中多剩余0.05Ah的电荷。因而，通过反复进行充放电，在蓄电池间剩余量逐渐离散开来。特别是在充放电效率极高的锂离子蓄电池中，因少量充放电效率的离散性而使剩余量的离散性积累的倾向显著。

因此，为了解决该问题，(日本公开专利公报平8-19188号、平10-322925号等)提出了使用放电电阻从电荷多的蓄电池进行放电，使其剩余量与电荷少的蓄电池一致的方法。图5表示用于实现上述方法的基本电路，把图示的电路与电池组(1)的各电池模块(11)连接。在该电路中，当使光耦合器(54)导通时，由MOSFET构成的通断开关(31)闭合，来自电池模块(11)的电流在放电电阻(21)中流动。由此，可以降低电池模块(11)的充电率。因而，利用如图4所示的电压监视装置来测定各电池模块(11)的充电率，根据其结果，确定充电率高的电池模块(11)，使与该电池模块(11)连接起来的光耦合器(54)导通，由此，可以降低该电池模块(11)的充电率，使全部电池模块(11)的充电率在一定范围内均等化。

可是，把汽车的控制系统构成为在点火开关导通的状态下工作，在该开关断开的情况下只允许备用等电流消耗极小的工作，由此，把铅蓄电池的消耗缩小到最低限度。这是因为，当在其后使点火开关导通时为了使发动机起动在铅蓄电池中必须剩余必要的电力。

由于图5的电路利用电池模块(11)的电压而工作，故必须对用于使通断开关(31)工作的控制信号进行电绝缘，为此装备了光耦合器(54)。在该电路中，为了使放电继续进行，必须使光耦合器(54)保持导通。通常，由于电瓶车在行驶状态(点火开关导通的状态)下比在等待状态(点火开关断开的状态)下短得多，故为了在限定了的时间内使某种程度的容量放电，把放电电阻(21)设定成尽可能低的电阻值，必须以大的电流值进行放电。因而，放电电阻(21)的散热如何进行便成了问题。