[发明专利]电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备串联连接多个电池单体(cell)的电池串(組電池)的电源装置，特别涉及检测各个电池单体的电压来进行安全的充放电的电源装置。

背景技术

要求大输出的电池串串联连接多个电池单体来提高输出电压。由于该电池串串联连接电池单体，因此所有的电池单体的充电电流和放电电流相同。但是，串联连接多个电池单体的电池串无法使所有的电池单体的特性完全相同，因此，由于电特性的不均衡，有时特定的电池单体会过充电或者过放电。电池单体会由于过充电或过放电而显著劣化，进而有时将处于危险状态。为了防止该弊端，串联连接多个电池单体的电池串检测各个电池单体的电压来控制充放电。例如，在对电池串进行充电的状态下，当特定电池单体的电压高于规定的最高电压时停止充电，此外，在伴随放电的充电中，当特定电池单体的电压低于规定的最低电压时停止放电，从而保护电池的同时进行充放电。

保护各个电池单体的同时进行充放电的电源装置具备检测各个电池单体电压的电压检测电路，基于由该电压检测电路检测的电池单体的电压，控制充放电。电压检测电路经由电压检测线连接在电池单体的正极侧与负极侧之间。连接多个电池单体的电源装置经由多个电压检测线连接于电池单体，因此，当某个电压检测线出现断线现象时，无法正常检测电池单体的电压。

如图1所示，串联连接多个电池单体的电源装置由多个电池单元(unit)90构成(参照专利文献1)。电池单元90具备串联连接多个电池单体93的电池块92、检测构成电池块92的电池单体93的电压的电压检测电路94、以及对电压检测电路94的电源进行供电的电源电路95。多个电池块92串联连接形成电池串91。

在该图1所示的电源装置中，各个电池单元90具备对构成电池块92的电池单体92的电压进行检测的电压检测电路94。从各个电池块92提供使各电压检测电路94处于工作状态的电源。从电池块92向电压检测电路94提供工作电力的电源电路95使用DC/DC转换器。如该图1所示，串联连接多个电池块92形成电池串91的电源装置，在各个电池块92中产生剩余容量的不均衡。剩余容量的不均衡导致特定电池块92进行过充电或过放电的概略变高，成为使电池劣化的原因。因此，为了消除不均衡，在各个电池块92上连接有均等化电路97。也就是说，现有的电源装置被设计成进一步减少电池块92的不均衡。

但是，在串联连接多个电池块92来形成电池串91的电源装置中，各个电池单元90的电源电路95的电流的不均衡将阻碍电压检测线96的断路检测。在正常状态下，当流过电流的电压检测线96出现断线现象时，不会再流过电流，由电压检测电路94检测出的检测电压会变化。因此，在正常状态下处于电流流过状态的电压检测线96能够判定断路。但是，在正常状态下没有电流流过的电压检测线96即便出现断路，由于电流值不会变化，因此由电压检测电路94检测出的电压不会变化，因此无法判定电压检测线96的断路。之所以正常状态下没有电流流过的电压检测线96无法判断其断路，是因为没有电流流过的状态与连接有无限大的电阻的状态相同。

如图1所示，串联连接多个电池块92的电源装置因电池块92的电源电路95的消耗电流，有时会处于某个电压检测线96中没有电流流过的状态，因此会处于无法检测没有电流流过的电压检测线96的断路的状态。

图2和图3表示其原理。图2的电源装置串联连接6个电池单体73形成了电池块72，并且串联连接3组的电池块72形成了电池串71。在图2的电路结构中，由于各电池单体73连接了输入电阻79，因此通过输入电阻79，输入电流Id流过电池单体73。再有，在电池块72中流过对电压检测电路74供电的电源电路75的消耗电流Ip。由于电源电路75使用DC/DC转换器，因此电源电路75的消耗电流成为DC/DC转换器的消耗电流Ip。DC/DC转换器无法使消耗电流成为完全相同的电流，从而出现消耗电流不均衡现象。

图3(1)表示第1电池单元70A和第2电池单元70B的各电源电路75的消耗电流Ip与10mA相等的状态下流过电池单体73的电流值，图3(2)表示在第1电池单元70A的电源电路75的消耗电流Ip为10mA、第2电池单元70B的电源电路75的消耗电流Ip为10.05mA的不均衡状态下，流过电池单体73的电流值。流过电压检测线76的电流是在相邻的电池单体73中流过的电流的电流差。这是因为，通过流过电压检测线76的电流，能够使流过相邻的电池单体73的电流出现电流差。据此，当相邻的电池单体73中流过的电流的值相同时，则电压检测线76将处于没有电流流过的状态。