[发明专利]具有平衡电路的蓄电器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电系统，其特征在于具备有：蓄电模块(storage module)，由1个蓄电组(storage bank)或串联连接的多个蓄电组所构成的蓄电单元串联连接多个而构成；以及平衡电路，连接到所述蓄电模块。

背景技术

电容器(电性双层电容器、混合(hybrid)电容器、氧化还原(redox)电容器)与先前技术的二次电池比较时，具有端子电压依照充放电状态而会大幅变动的特性。一般而言，电子机器类各自的动作电压具有某种程度的幅度，但是在该动作电压范围外时会造成动作不稳定或不动作。因此在以电压变动较大的电容器作为电子机器类的电源时，需要将电容器的电压变动抑制在某一定范围内。

使输出电压保持一定的手段可以考虑使用图1所示的DC-DC(直流-直流)转换器进行电压转换的方法，但是使DC-DC转换器在宽广的电压范围进行动作时，其损失会显著变大，会发生电路的大型化等的问题。对电容器进行充电的情况时亦同。充电器亦是一种DC-DC转换器，所以在宽广的电压范围进行充电的情况时，充电器的损失会增大且尺寸会大型化。电容器的能量密度与先前技术的二次电池比较时显著变低，所以最好有比先前技术的DC-DC转换器高效率的电压转换方式。

因此，提案有如图2所示的电容器电源器件(专利文献1)，在由多个电容器串联连接所构成的电容器模块中，具有多个分接头(tap)，经由切换连接到负载的电容器的串联连接数(分接头)而使输出电压的变动幅度变小。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2000-209775

[专利文献2]日本特开2008-219964

[非专利文献]

[非专利文献1]K.Z.Guo，et.al.，：“串联电池的充电等化的比较和评估(Comparison and evaluation of charge equalization technique for series connectedbatteries)”IEEE PESC′06会刊，第1-6页(2006)

发明内容

(发明所欲解决的问题)

图3表示使用该器件进行电容器模块的放电的情况时的输出电压(上图)以及电容器的电压曲线(下图)。如图3所示存在下述问题点：随着串联连接数的切换，各个电容器的连接到负载的时间不同，所以在各个电容器间会发生充放电状态不均匀差异，一部分的电容器(在图2中为C_y1至C_ym)的能量不能有效活用。另外，以放电完成时的各个电容器的电压成为相等的方式，采用不同电容值的电容器时可以解决所述的问题，但是在此种情况时需要准备电容值不同的多种类的电容器。

本发明是针对此种状况而研创者，其目的是提供一种在蓄电系统中当充放电时均一利用蓄电组的方法，该蓄电系统的特征在于具备有：蓄电模块，由1个蓄电组或串联连接的多个蓄电组所构成的蓄电单元串联连接多个而构成；以及平衡电路，连接到所述蓄电模块。另外，本发明的另一目的是在充放电时均一地利用蓄电组并将来自充电器的输入电压或对负载的输出电压的变动抑制在任意的范围内。

(解决问题的手段)

本发明的第1态样提供一种蓄电系统，其特征在于具备有：蓄电模块，由1个蓄电组或串联连接的多个蓄电组所构成的蓄电单元串联连接多个而成；充电器，用来对所述蓄电组进行充电；平衡电路，连接到所述蓄电模块，用来修正所述蓄电组的充放电状态的不均匀差异；电压检测部，用来检测一个或一个以上的所述蓄电组的电压及/或所述充电器的电压；多个分接头，从所述蓄电模块的一方的端子及/或所述多个蓄电单元的串联连接点的一个或一个以上的各者经由开关取出；以及开关控制部，以使所述多个分接头中的一个与所述充电器的一方的端子连接的方式切换所述开关；所述开关控制部因应在充电期间中的充电的进行，根据所述电压检测部的检测结果依序切换所述开关而控制成不经由所述平衡电路而从所述充电器直接充电的所述多个蓄电单元的数量。