[发明专利]电源系统及组电池的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及由组合了多个电池的组电池构成的电源系统以及该组电池的控制方法。

背景技术

镍氢蓄电池(nickel-hydrogen battery)或镍镉蓄电池(nickel-cadmium battery) 等碱蓄电池以及锂离子二次电池(lithium ion secondary battery)或锂聚合物二次电池 (lithium-polymer secondary battery)等非水电解质二次电池(non-aqueous electrolyte  secondary battery)的每单位重量的能量密度要高于铅蓄电池，所以作为车辆或便携式设 备等移动体中配备的电源而备受瞩目。尤其，如果采用将由多个非水电解质二次电池构成 的电池串联连接，构成每单位重量的能量密度较高的组电池来取代铅蓄电池作为电池启动 (cell starter)电源(即，不是车辆的驱动源的电源)搭载于车辆中，可认为在赛车用途 等方面将有所作为。

这样的电池启动电源在启动时以大电流放电，另一方面，在车辆行使时，接收来自发 电机的电流被进行充电。而且，例如当发动机的转速较高，而发电机的发电量多于负载电 路的电力消耗时，组电池被充电以吸收剩余电力，由此防止过剩的电力供给到负载电路而 对负载电路造成损伤。

另一方面，例如当踩下刹车等而发动机转速下降，发电机的发电量少于负载电路的电 力消耗时，通过组电池进行放电补充电力的不足，维持对负载电路的电力供给。

如上，用作车辆用电源的蓄电池是通过车辆中搭载的发电机进行充电。并且，车辆中 搭载的发电机的发电量会根据车辆的行驶状态有所变动。因此，作为车辆用电源的蓄电池 必须始终保持将剩余电力可充的状态。

以往，作为此种车辆用电源而普遍采用的铅蓄电池具有即使不规则地被充放电也不会 对电池性能造成较大的损伤的机构。但是，例如锂离子二次电池等非水电解质二次电池由 于反应机构的关系，并不适合过充电。具体而言，当在充电深度(SOC)接近100％的所 谓满充电的状态下接收来自发电机的充电而达到过充电时，会因含有非水电解质的电解液 的分解或由于过充电造成的正极活性物质的不稳定化等，会处于安全方面有问题的状态。

使用非水电解质二次电池作为车辆用电源的技术有以电动汽车(也包括混合动力型汽 车)的驱动源为中心而开发的经纬。在电动汽车用的驱动源中，构成组电池的电池间的充 电深度(SOC)的偏差，即所谓的不均衡的发生会成为问题。而且，此种不均衡的发生并 不限于用作电动汽车用驱动源的组电池，在将非水电解质二次电池等蓄电池串联连接而成 的组电池中也成为问题。

具体而言，将多个电池串联构成电压较高的组电池。于是，作为组电池而言，即便是 继续充电也不会有问题的SOC区域，当发生不均衡时，与其他电池相比SOC较大的电池 也有可能会陷入过充电。因此，已知有如日本专利公开公报特开2000-092732号(以下称 作“专利文献1”)所示，检测出多个电池的SOC的偏差，将偏差较大的特定电池放电以 减小电池间的SOC的偏差的技术。

在专利文献1的技术中，存在检测多个电池的SOC的偏差的过程和对偏差较大的特 定电池进行放电的过程。在检测SOC的偏差的过程中，在OCV(Open circuit voltage， 开路电压)相对于SOC的变化率变大的区域检测偏差，即在SOC为100％的附近时检测 偏差，对偏差较大的特定电池进行放电以减小电池间的SOC的偏差。

然而，在如专利文献1的技术那样当SOC达到100％附近后检测偏差的方式中，在消 除偏差之前，必然存在SOC达到100％附近的状态。当在SOC达到100％附近的状态下 将剩余电力充电到非水电解质二次电池时，SOC会超过100％而处于过充电。

或者，当因SOC达到100％附近，组电池的OCV上升而与发电机的输出电压相等， 或者为了防止组电池的过充电而阻断组电池的充放电路径时，由于组电池无法吸收发电机 的剩余电力，所以来自发电机的电流会被过度地供给至车载的其他电动设备(车灯、汽车 音响或汽车空调等)，存在导致这些电动设备发生故障的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电源系统及组电池的控制方法，在由多个电池构成的组电 池中，能够确保每个电池都不至于处于过充电，从而能可靠地防止过充电。