[发明专利]电池单元均衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抑制多个电池模块中的每个电池模块的输出电压的变化的电池单元均衡装置，其中，电池模块包括一个或更多个对装载到车辆中的电池进行配置的可再充电电池。

背景技术

装载到诸如混合动力车辆、电动车辆等车辆中的电池可以由多个串联连接的可再充电电池来配置，以实现高的输出电压（例如，专利文献1）。

对于具有上述配置的电池，需要通过使由重复充电和放电引起的每个可再充电电池的输出电压的变化最小化来抑制整体劣化。

例如，作为使每个可再充电电池的输出电压均等的方法（下文中被称为电池单元均衡），如图1所示，存在一种所谓的无源系统中的电池单元均衡，其中，开关52和电阻器53连接至对电池50进行配置的多个可再充电电池51（51-1至51-n）中的每个可再充电电池。在无源系统中的电池单元均衡中，通过依次接通和断开每个开关52以将每个可再充电电池51的输出电压调节至指示最低劣化电平和最低输出电压的可再充电电池51的输出电压，来对每个可再充电电池51放电。例如，假定在使用电池50或对电池50充电之后，在可再充电电池51-2的劣化电平最低、即可再充电电池51-2的内部电阻最小的情况下，可再充电电池51-2的输出电压最低。在这种情况下，通过依次接通和断开连接至可再充电电池51中的每个可再充电电池的开关52，来依次对除可再充电电池51-2之外的每个可再充电电池51放电。接着，如图2所示，将除可再充电电池51-2之外的每个可再充电电池51的输出电压调节至可再充电电池51-2的输出电压。

然而，由于无源系统中的电池单元均衡被配置为使得能够以将每个可再充电电池的输出电压调节到最低输出电压，来对除具有最低输出电压的可再充电电池之外的每个可再充电电池放电，所以在电池单元均衡之后整个电池中可用的能量减少。

作为另一种电池单元均衡技术，存在一种所谓的有源系统中的电池单元均衡，其中，通过用变压器对每个可再充电电池充电和放电来使每个可再充电电池的输出电压均等（例如，专利文献2）。

因而，有源系统中的电池单元均衡可以抑制整个电池中可用的能量的减少。

然而，串联连接有多个可再充电电池的用于驱动车辆的主电池的电力被消耗用于对辅助机器电池充电，并且被消耗用于驱动空调，其中，辅助机器电池用于向诸如汽车导航系统等电气设备提供电力。因此，用于驱动车辆的主电池要向除驱动电动机之外的设备提供电力。所以，当提供到除驱动电动机之外的设备的电量增加时，整个电池中可用能量的量减少，这可能引起行驶距离的缩短。

[专利文献1]日本专利公开特许公报第2008-042970号

[专利文献2]日本专利公开特许公报第2001-339865号

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池单元均衡装置，该电池单元均衡装置能够抑制对用于驱动车辆的主电池进行配置的多个电池单元中的每个电池单元的输出电压的变化，并且抑制整个电池中可用能量的减少。

电池单元均衡装置包括：电池，设置有多个电池模块，其中电池模块具有一个或更多个可再充电电池；电池监视电路，用于监视电池模块的输出电压；电池单元均衡电路，用于使电池模块的输出电压均等；外部发电机，用于向电池单元均衡电路提供电力；以及控制电路，用于控制电池单元均衡电路上的电池单元均衡，使得当由电池监视电路检测到的电池模块的输出电压之间的差等于或超过阈值时，能够通过由外部发电机提供的电力来使每个电池模块的输出电压逐步升高。

因而，使每个电池模块的输出电压均等，并且输出电压随着从外部电源提供的电力而上升，从而抑制每个电池模块的输出电压的变化，并且抑制电池单元均衡之后整个电池中可用能量的减少。

根据本发明的电池单元均衡装置还可以由如下电池单元均衡电路和控制电路来配置，该电池单元均衡电路包括连接至外部电源的第一线圈、变压器耦合至第一线圈并且与电池模块中的每个电池模块并联连接的第二线圈以及设置在外部电源与第一线圈之间的第一开关，该控制电路用于当电池单元的输出电压之间的差等于或超过阈值时，通过接通和断开第一开关来使第一线圈与第二线圈电磁耦合。

当电池模块的输出电压之间的差等于或超过阈值时，控制电路还可被配置为控制电池单元均衡电路上的电池单元均衡，直到电池模块的输出电压中的较低输出电压被调节为较高输出电压。

因而，可以将电池模块的输出电压调节为较高输出电压，并且可以使每个电池模块的输出电压均等。