[发明专利]组合电池单元和车辆

说明书

技术领域

于此描述的实施例总体涉及包括蓄电池的组合电池(assembled battery)单元和装备有该组合电池单元的车辆。特别是，本发明的实施例涉及对构成组合电池单元的单元电池芯(cell)的充电量(charge amount)的调整。

背景技术

单元电池芯的输出电压由构成电池芯的材料系确定。在蓄电池中，假定不替换单元电池芯，提出了一种组合电池单元，其中，多个单元电池芯串联电连接并且不可分地组合成一个单元以获得高电压。

可以单独使用改组合电池单元。以各种形式组合多个组合电池单元，并且它们广泛地用作电源，用于驱动叉车和电动车中的电机，或者例如用作太阳能光伏发电系统中的功率调节器。

在组合电池单元中，公知的是，作为蓄电池中充电/放电中的改变或温度变化的结果，连接的单元电池芯的状态变得不一致(uneven)。假定存储在单元电池芯中的电荷的量不一致时，或充电状态(SOC：相对电池芯的充电容量的充电比率)不一致时，充电和放电受到控制，以防止组合电池单元中的任何电池过渡充电和过渡放电。从而，组合电池单元的充电或放电要满足首先达到充电或放电极限的电池芯，并且不达到理想的充电量。

考虑到上述问题，通常，在串联连接的组合电池中，选择并组合连接具有类似容量的单元电池芯。

在该组合电池单元中，作为均衡呈现出不平衡的电池芯的充电量的一种方法，已知一种电阻器放电方法(例如，日本专利申请特开No.11-150877)。作为确定待放电的蓄电池的方法，已知一种探测电池之间的电压差并基于电压差确定放电电池芯的方法(例如，日本专利申请特开No.2001-218376和No.2003-219572)。

日本专利申请特开No.11-150877公开了一种探测电池的电压或容量的改变并通过电阻器对高能电池进行充电的方法。

日本专利申请特开No.2001-218376公开了一种对单元电池芯进行充电的方法，其使电压差的改变在容许的范围内。该方法设定最小单元电池电压，并且在阈值电压以上对单元电池芯进行放电。

日本专利申请特开No.2003-219572公开了一种探测充电状态(SOC)的差异并按充电量的顺序对电池芯进行放电的方法。该方法通过电池电压的差异确定SOC的差异。

上述两种方法均假定每个电池芯的SOC调整为一致的。SOC的估计依赖于电池芯的SOC和电压之间的紧密相关性，并包括测量每个电池芯的绝对SOC和电压的步骤。

在上述估计中，电压用于估计SOC。在电压随SOC的变化发生大的变化的系统中，该估计在一定程度上是有效的，但是在包括电压不发生变化或变化很小的区域的系统中，精度不能预料，并且满意的均衡是困难的。

即使电池芯的特性与以上不同，通常，电池芯的输出电压曲线或电压和SOC之间的相关性曲线会因为诸如模块中的不一致温度的环境因素而发生变化，并且仅通过检查电池芯的输出电压，至SOC的完全转换是困难的。因此，在常规均衡处理中，甚至在均衡之后，SOC也没有得到满意的均衡。

附图说明

图1是本发明的实施例的范例框图；

图2是示出电池芯的电压和充电比率(SOC)之间的关系的曲线图；

图3是示出在对蓄电池组进行充电时，时间和每个单元电池芯中的电池芯电压变化之间的关系的曲线图；

图4是解释对存储在电池芯中的能量进行释放的实施例单元的操作的范例电路图；

图5是解释正在对实施例单元进行均衡时，与其它功能的协同操作的范例的透视图；

图6是示出充电期间，时间和电池芯电压变化之间的关系的另一范例的曲线图；

图7是示出放电期间，时间和电池芯电压变化之间的关系的范例的曲线图；

图8是本发明的单元的另一实施例的透视图；

图9是解释图8的单元的操作范例的图示；以及

图10是装备有本发明的组合电池单元的车辆的透视图。

具体实施方式

大体上，根据一个实施例，以下将参照附图描述本发明。

本发明的实施例提供组合电池单元和车辆，该组合电池单元适用于各种电池芯并能够调整充电量，无需提高传感器的精度和分辨率，该车辆从该组合电池单元获得驱动力。

根据实施例，通过对每个电池芯以不同于具有最小充电量的参考电池芯的充电量的量进行放电，来调整串联电连接的电池芯的充电量。通过增加施加至电池芯的预定电流，获得参考电池芯和其它电池芯之间的充电量差异，其中通过基于参考电池和其它电池芯之间在施加电流的时间段内达到预定电压的时间差来增加该预定电流。