[发明专利]均等化电路以及蓄电系统

说明书

在均等化电路中，电池单元选择电路设置在n个电池单元与电感器间，能够将n个电池单元中任意电池单元的两端和电感器的两端导通。能量保持/消耗电路能够在电池单元选择电路没有选择任何电池单元的状态下，形成包括电感器的闭环。能量保持/消耗电路能够形成闭环的电阻成分小的第1模式的闭环和闭环的电阻成分大的第2模式的闭环。

技术领域

本发明涉及将被串联连接的多个电池单元、模块间的电容均等化的均等化电路以及蓄电系统。

背景技术

近年，将锂离子电池、镍氢电池等二次电池使用在各种用途中。例如，在以向EV(Electric Vehicle，电动车)、HEV(Hybrid Electric Vehicle，混合动力汽车)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle，插电式混合动力车)的行驶用电动机供给电力为目的的车载(包括电动自行车)用途、以错峰、备用为目的的蓄电用途、以电网(系统)的频率稳定化为目的的FR(Frequency Regulation，频率调节)用途等中使用。

一般，在锂离子电池等二次电池中，根据电力效率的维持以及安全性担保的观点，在被串联连接的多个电池单元间执行使电容均等化的均等化处理。均等化处理具有无源方式和有源方式。无源方式是将放电电阻分别与被串联连接的多个电池单元连接，为了使其他电池单元的电压匹配电压最低的电池单元的电压而将其他电池单元放电，使多个电池单元间的电容一致的方式。有源方式是通过在被串联连接的多个电池单元间进行能量移动从而使多个电池单元间的电容一致的方式。有源方式的电力损耗少，能够抑制发热量，但当前的电路结构是简单且低成本的无源方式为主流。

近年，特别是在车载用途中，电池组的能量电容和输出逐渐增加。即，电池组内的各电池单元的电容和电池单元的串联数逐渐增加。相伴于此，在多个电池单元间变得不均衡的能量的量逐渐增大。因此，通过均等化处理来消除多个电池单元间的不均衡所需的时间也逐渐增大。

相对于此，特别是在车载用途中，要求均等化处理所需的时间缩短。要在短时间内消除大的能量不均衡，需要流过大电流来进行均等化。在无源方式中，由于通过用电阻来消耗电压高的电池单元的电容来消除能量不均衡，因此若流过电阻的电流变大则发热量也变大。如上所述，若电池单元的串联数增加，则很难在基板上确保针对电阻发热的散热面积。

因此，并不是将能量转换成热来将其消耗，而是将能量移动到电容少的电池单元的有源方式的必要性提高。作为有源方式的均等化电路，有使用电感器来进行电池单元间的能量移动的方式(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平7-322516号公报

发明内容

发明想要解决的课题

如上所述，有源方式能够在多个电池单元间抑制发热的同时使能量移动，因此对大的能量移动可发挥大的效果。相对于此，在多个电池单元间的不均衡小，仅需要小的能量移动的情况下，有时有源方式无法充分发挥效果。

例如，在仅1个电池单元的电压高而其他多个电池单元的电压一致的情况下，即使使能量从电压高的电池单元向其他哪个电池单元移动，其他多个电池单元也会失去平衡。虽然也考虑将能量分割而使其移动到其他多个电池单元，但在分割后的能量比能进行能量移动的最小的控制单位小的情况下，即使使分割后的能量移动，也无法使多个电池单元间的电容一致。

在这样的情况下，在无源方式中，仅通过使电压高的1个电池单元放电，就能够简单地使多个电池单元间的电容一致。但是，在同时使用有源方式的均等化电路和按每个电池单元设置电阻及开关的已有的无源方式的均等化电路的情况下，电路面积会增大，设计上的浪费也多。

本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于，在有源方式的均等化电路中，提供可在抑制电路面积增大的同时容易地进行多个电池单元间的电容的微调整的技术。