[发明专利]电动车辆用蓄电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动车辆用蓄电系统，特别涉及并联连接有多个蓄电元件列的电动车辆用蓄电系统。

背景技术

使用电机作为汽车的驱动源的一部分的电动车辆（混合动力汽车、电动汽车等）中，搭载有高容量的电池作为电力供给源。为了减少环境负荷，要求不是使用内燃机，而是仅利用电机的驱动距离的延长。因此需要进行电池的高容量化。在将电池单元（以后称为蓄电元件）高容量化、串联连接而成为蓄电元件列的情况下，产生下述问题：在该蓄电元件列的蓄电元件之间发生温度不均，或者即使蓄电元件列的电池单元仅有一个发生故障而使输出降低时，考虑到安全性，要切断对电机的电力供给。于是，为了高容量化而开发了并联连接有多个蓄电元件列的系统（以后称为并联连接蓄电系统）。

并联连接蓄电系统在一部分蓄电元件发生故障时，通过仅切断发生故障的蓄电元件所属的蓄电元件列，就能够应对向电机的电力供给被切断的问题。此外，因为仅更换包括发生故障的蓄电元件的蓄电元件列，所以能够降低更换电池时的电池的成本。

但是，在并联连接有蓄电元件列的并联连接蓄电系统中，会因为配线异常所引起的漏电流、更换为新电池等而在蓄电元件之间发生电荷量、内部电阻的不均，由此会在蓄电元件列之间产生电压差，与电压差相应地在蓄电元件列之间流过电流（横流）。产生由蓄电元件决定的允许电流以上的横流的情况下，会发生异常发热、寿命劣化。此外，在蓄电元件列之间存在电荷量的不均时，每个蓄电元件列达到蓄电元件使用范围的下限值的时刻不同，因此也会发生由于输出最低的蓄电元件列而限制了向电机的电力供给等问题。

为了解决上述课题，在专利文献1中，采用下述方法：按每个蓄电元件列设置电流控制元件，控制蓄电元件列的电流，使得不会发生蓄电元件列之间的过大的横流、不会发生蓄电元件的温度不均，但需要设置与蓄电元件列的数量相应的电流控制元件，因此系统成本上升。此外，专利文献2中，记载了下述内容：按每个蓄电元件列设置开关，仅接通蓄电元件列之间的电压差为一定值以下的蓄电元件列的开关，由此防止连接时发生的横流引起的问题。但是，专利文献2中，在多个蓄电元件列中，蓄电剩余量比其他蓄电元件列低规定值以上的蓄电元件列，与并联蓄电元件列系统断开，由此对电机能够供给的电力被限制，存在行驶中发生驱动力不足等的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-29015号公报

专利文献2：日本特开2009-33936号公报

发明内容

发明要解决的问题

现有的并联蓄电系统中，不能够以与根据电动车辆行驶中的驾驶员的加速操作计算出的车辆要求电力对应地，并且基于各蓄电元件列的电压、剩余量和能够充放电的电力地仅连接必要数量的蓄电元件列的方式，控制各蓄电元件列中设置的连接开关。

根据本发明的第一方面，提供一种电动车辆用蓄电系统，其具备多个串联连接多个蓄电元件而构成的蓄电元件列，搭载在电动车辆上，该电动车辆用蓄电系统包括：并联连接开关，其选择蓄电元件列将它们并联地连接，按每个蓄电元件列进行与搭载于电动车辆的电负载的连接和断开；并联连接开关控制部，其控制并联连接开关；车辆要求电力计算部，其计算车辆要求电力；剩余量检测部，其检测蓄电元件列的剩余量；电压检测部，其检测蓄电元件列的电压；和蓄电系统控制装置，其基于车辆要求电力、蓄电元件列的剩余量和蓄电元件列的电压控制并联连接开关。

根据本发明的第二方面，在第一方面的电动车辆用蓄电系统中，优选：并联连接开关控制部，在车辆要求电力为零以上的情况下，从剩余量较大的蓄电元件列起依次与电负载连接，车辆要求电力低于零的情况下，从剩余量较小的蓄电元件列起依次与电负载连接。

根据本发明的第三方面，在第二方面的电动车辆用蓄电系统中，优选：要与电负载连接的蓄电元件列，从已经与电负载连接的蓄电元件列的整体电压与蓄电元件列的电压的差低于规定值的蓄电元件中选择。

根据本发明的第四方面，在第三方面的电动车辆用蓄电系统中，优选：要与电负载连接的蓄电元件列，在车辆要求电力大于零的情况下，从要连接的蓄电元件列的剩余量大于规定的下限值的蓄电元件列中选择，在车辆要求电力小于零的情况下，从要连接的蓄电元件列的剩余量小于规定的上限值的蓄电元件列中选择。

根据本发明的第五方面，在第一方面的电动车辆用蓄电系统中，优选：并联连接开关控制部，在车辆要求电力为零以外的值、并且车辆速度为零以外的值的情况下，基于车辆要求电力和蓄电元件列的能够充放电的电力，使蓄电元件列必要连接数量以下的蓄电元件列与电负载连接。