[发明专利]电源设备

说明书

本申请涉及电源设备。提供了一种电源设备，其包括多个电池模块，每个电池模块具有二次电池，并且其中电池模块根据来自控制器的栅极驱动信号彼此串联连接。根据能够用于串联连接的电池模块的数量改变SOC控制目标值，该SOC控制目标值是用于电池模块的充电状态的目标值。

技术领域

本发明涉及具有串联连接的电池模块并且供应电力的电源设备。

背景技术

使用了具有串联连接的多个电池模块并向负载供应电力(对负载供电)的电源设备。当电池模块中包括的电池是二次电池时，电源设备还能够从负载侧对这些电池充电(使电力再生)。

对于这种电源设备，已经提出了包括切换电路的配置，该切换电路基于栅极驱动信号使电池模块连接到负载以及与负载隔离。在该电路配置中，电压控制由经由延迟电路通过栅极驱动信号驱动每个电池模块的切换电路来执行(日本专利申请公开No.2018-074709)。

发明内容

在传统的电源设备中，相等的电流流过串联连接的电池模块中的每一个。一个问题是，在电池模块性能不同的条件下，具有较小电池容量的电池模块的充电状态(state-of-charge，SOC)比其他电池模块的充电状态更快地变低。另一个问题是，当电池模块的SOC降低到下限阈值时，该电池模块变得不可用。而且，已经变得不可用的电池模块的数量的增加有时导致电源设备本身需要被停止的情形。

本发明的一个方面涉及一种电源设备，包括：多个电池模块，每个电池模块具有二次电池；以及控制器，被配置为根据栅极驱动信号将电池模块彼此串联连接以及根据能够用于串联连接的电池模块的数量来改变SOC控制目标值，该SOC控制目标值是用于电池模块的充电状态的目标值。

这里，控制器可以被配置为在能够用于串联连接的电池模块的数量变得较小时将SOC控制目标值设置得较高。

电源设备还可以包括不管栅极驱动信号如何都将电池模块从串联连接强制隔离的断开设备。控制器可以被配置为从能够用于串联连接的电池模块中排除已被断开设备从串联连接强制隔离的电池模块。

控制器可以被配置为通过使用示出电池模块的状态的状态信息来确定电池模块是否处于故障状态。断开设备可以将已被确定为处于故障状态的电池模块从串联连接强制隔离。

控制器可以被配置为：基于状态信息估计每个电池模块的SOC；将其SOC已经降低到或低于阈值的电池模块确定为处于故障状态；以及设置SOC控制目标值，使得除了已被断开设备强制隔离的电池模块之外的能够用于串联连接的电池模块的电压的总值变得等于或大于目标输出电压值。

栅极驱动信号可以从上游侧向下游侧传输到电池模块，同时在每个电池模块中包括的栅极驱动信号处理电路中被延迟。

本发明使得具有串联连接的电池模块并供应电力的电源设备能够通过根据能够用于连接的电池模块的数量改变作为电池模块的目标的SOC控制目标值，来维持电力输出电压并继续操作。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1是示出本发明的实施例中的电源设备的配置的图；

图2是图示本发明的实施例中的电池模块的控制的时间图；

图3A是示出本发明的实施例中的电池模块的操作的图；

图3B是示出本发明的实施例中的电池模块的操作的图；

图4是图示本发明的实施例中的电源设备的控制的时间图；

图5是本发明的实施例中的供电状态中的强制断开控制的流程图；

图6是本发明的实施例中的再生状态中的强制断开控制的流程图；