[发明专利]电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及由组合了多个单位电池的电池集合体构成的电源系统，更详细而言，涉及在不让作为二次电池的电池过充电的情况下，使电池集合体作为电源发挥功能的技术。

背景技术

镍氢蓄电池(nickel-hydrogen battery)或镍镉蓄电池(nickel-cadmium battery)等碱性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的单位重量的能量密度高于铅蓄电池，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，如果将多个采用非水电解质二次电池的单位电池串联连接，构成单位重量的能量密度较高的电池集合体，来取代铅蓄电池作为电池启动(cell starter)电源(所谓的不是车辆驱动源的电源)搭载于车辆中，可认为在竞赛用途等方面将有所作为。

车辆用电源在启动时作为电池启动器(cell starter)以大电流放电，另一方面，在车辆行使时接收从发电机(恒压充电器)发送的电流而被充电。铅蓄电池具有适合于以比较大的电流进行充放电的反应机构，而上述的二次电池由于反应机构的关系，难说适合大电流的充放电。具体而言，这些二次电池在充电末期分别存在如下的弱点。

首先，在镍氢蓄电池或镍镉蓄电池等碱性蓄电池的情况下，在充电末期会从正极产生氧气，若环境温度升高，则伴随使氧气从正极产生的电压即氧过电压(oxygen overvoltage)的下降，单位电池的充电电压也随之下降。假设当用恒压充电器(额定充电电压V₂)对单位电池的充电电压降至V₁的n个碱性蓄电池进行充电时，如果满足V₂＞nV₁的关系，则充电不会结束且持续产生氧气，存在构成组电池的各个二次电池(单位电池)因电池内压上升而变形的可能性。

另外，在锂离子二次电池或锂聚合物二次电池等非水电解质二次电池的情况下，在充电末期包含非水电解质的电解液容易分解，且环境温度越高该倾向越显著，存在构成组电池的单位电池因电池内压上升而变形的可能性。

为解决这样的问题，如日本专利公开公报特开平07-059266号(以下称作“专利文献1”)所示，一般认为在作为电源而使用的组电池完成充电的时刻，使多余的电流从其他电路(旁流电路(lateral flow circuit))通过的方法较为有效。

将专利文献1转用于车载技术时，旁流电路可以具体化为以下两种方式。第一方式是以向车载的其他电动设备(灯、车载收音机、车载空调等)提供电流的方式构成旁流电路。第二方式是以向单纯消耗电流的电阻(resistor)提供电流的方式构成旁流电路。

但是，若采用第一方式，则存在恒压充电器向上述的电动设备提供过度的电流，使这些电动设备发生故障的可能性。另外，若采用第二方式，则由于电阻消耗电流时产生的热量会提高上述的二次电池的环境温度，因此无法消除单位电池变形的可能性。即使使用这样的单位重量的能量密度高的二次电池任意地构成电池集合体，也难以与恒压充电器组合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在使用单位重量的能量密度高的二次电池的情况下，即使将来自发电机的电流全部作为充电电流接收也能容易抑制该二次电池的变形的、安全性高的电源系统。

本发明所涉及的电源系统，包括：将串联连接有多个第1单位电池的第1组电池和串联连接有多个第2单位电池的第2组电池并联连接的电池集合体；对所述电池集合体进行充电的发电机，其中，所述电池集合体被设定成，使作为所述第1组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压V1，小于作为所述第2组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压V2，所述第1组电池上串联连接有电阻。

根据上述结构，所述第1组电池的平均充电电压V1被设定为小于所述第2组电池的平均充电电压V2。因此，通常时(到达被设定得比满充电电压稍低的强制放电开始电压之前)，主要由第1组电池接收来自发电机的充电电流，当第1组电池接近满充电后，由作为旁流电路的第2组电池接收来自发电机的充电电流。