CN101212072A - 电池组容量调节装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于调节具有多个蓄电单元的电池组的容量的电池组容量调节装置，包括控制电路板和控制部分。控制电路板可安装在电池组中，并包括容量调节部分，其被电连接到蓄电单元以调节每个蓄电单元的容量。控制部分被配置为基于控制电路板的热辐射量和容量调节部分的发热量之间的关系，而确定其容量可一起调节的蓄电单元的数目，并控制容量调节部分调节被确定为可一起调节的数目的蓄电单元的容量。

Description

电池组容量调节装置和方法

对相关申请的交叉引用

此申请要求于2006年12月28日提交的日本专利申请第2006-354553号、以及于2007年12月4日提交的日本专利申请第2007-313132号的优先权。在此，通过引用而将日本专利申请第2006-354553号和第2007-313132号的全部公开合并于此。

技术领域

本发明一般涉及用于调节具有多个蓄电单元(secondary cell)的电池组的容量的电池组容量调节装置和方法。

背景技术

当具有连接在一起的多个单元(蓄电单元)的电池组被重复地充电和放电、以及/或者在某段时间中未被使用时，由于各单元的特性的变化，而造成在单元之间出现容量差异。如果在存在这样的容量差异的状态下使用电池组，则将会存在被过度充电或过度放电的一些单元，并且，将缩短电池组的总体的使用寿命。因此，以规定的频率调节各个单元的容量，以使它们基本上一致。

在诸如具有由锂氧化钴(lithium cobalt oxide)制成的正极和由碳制成的负极的锂离子蓄电池(secondary battery)、以及具有由锂氧化钴制成的正极和由锂金属制成的负极的锂蓄电池之类的基于锂的蓄电池中，使用例如碳酸乙烯酯(ethylene carbonate)的有机溶剂作为电解液。当基于锂的蓄电池被过度充电时，有机溶剂分解并挥发，从而造成蓄电池的包装物异常地凸出。另外，由于用作电解液的有机溶剂挥发，所以，在下次对蓄电池充电时，充电容量显著下降。

由此，针对基于锂的蓄电池而采用一种方法，其中通过对具有比其它单元更大容量的单元放电，而将各个单元的容量调节为一致。通过利用与每个单元并联连接的旁路电阻器将所述单元放电与容量调节相对应的时间量，来实现各个单元的此容量调节。

然而，当通过大量容量调节旁路电阻器来执行容量调节放电时，从所述电阻器发出的热量可能变得过多。由此，存在耦接到被安装在控制电路板上的旁路电阻器的CPU和其它电子组件将被所述热量不利地影响的可能性。为了解决此问题，日本公开专利申请公布第2006-73364号提出了：当安装了容量调节旁路电阻器的电路板的温度超过了阈值时，禁止其充电容量并非过度不均匀的那些单元的容量调节。

有鉴于此，本领域的技术人员从此公开中清楚，存在对于改进的电池组容量调节装置和方法的需要。此发明针对于现有技术中的此需要、以及本领域的技术人员将从此公开中清楚的其它需要。

发明内容

尽管在上面提及的引用文献中呈现的容量调节方法能够维持确保被安装在控制电路板上的电子组件的操作的温度，但这样的容量调节方法有时会不必要地抑制发热量，因为其不考虑冷却装置的冷却效果和旁路电阻器的发热量之间的关系。由此，有时会过晚地执行各个单元的容量调节。

因而，本发明的一个目的在于，提供电池组容量调节装置和方法，其可缩短电池组的蓄电单元的容量调节所需的时间。

为了实现以上目的，用于调节具有多个蓄电单元的电池组的容量的电池组容量调节装置包括控制电路板和控制部分。控制电路板可安装在电池组中，并包括容量调节部分，该容量调节部分被电连接到蓄电单元，以调节每个蓄电单元的容量。控制部分被配置为基于控制电路板的热辐射量和容量调节部分的发热量之间的关系，而确定其容量可一起调节的蓄电单元的数目，并控制容量调节部分调节被确定为可一起调节的数目的蓄电单元的容量。

从下面参照附图而公开了本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征、方面、以及优点对于本领域的技术人员来说将变得清楚。

附图说明

现在，参照形成此原始公开的一部分的附图：

图1是根据本发明第一实施例的包括被提供有电池组容量调节装置的电池组的电池组系统框图；

图2是图解根据本发明第一实施例、由电池组容量调节装置执行的控制处理的流程图；

图3是图解根据本发明第二实施例、由电池组容量调节装置执行的控制处理的流程图；

图4是根据本发明第二实施例、电池组容量调节装置所使用的绘出容量调节时间对蓄电单元温度的控制映射(control map)；

图5是图解根据本发明第三实施例、由电池组容量调节装置执行的控制处理的流程图；

图6是安装了本发明第一实施例的电池组系统的车辆的例子的示意性侧视图；

图7是本发明第一实施例的电池组系统的例子的截面图；以及

图8是根据本发明第一实施例的电池组系统的控制电路板的例子的简化透视图。

具体实施方式

现在，将参照附图来说明本发明的所选实施例。本领域的技术人员将从此公开中清楚，仅为了说明而不是为了限制如由所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的，提供了下面的本发明的实施例的描述。

首先参照图1、图2和图6-8，根据本发明的第一实施例图解了电池组容量调节装置。图1是第一实施例的包括电池组1和电池组容量调节装置的电池组系统100的框图。图2是图解根据第一实施例由电池组容量调节装置执行的控制处理的流程图。图6是安装了第一实施例的电池组系统100的车辆B的例子的示意性侧视图。图7是根据第一实施例的电池组系统100的结构的例子的示意性截面图。图8是根据第一实施例的电池组系统100的控制电路板15的例子的简化透视图；

现在将说明安装在车辆B中的根据第一实施例的电池组系统100的结构的例子。在图6中图解的例子中，车辆B包括被安装在车辆B的后备厢B₁内的电池组系统100。此外，在车辆B的后仓板B₂中提供开口B₃，并且，通道19从开口B₃引导至电池组系统100，使得来自乘员厢(座厢)的空气被导向电池组系统100内，以便将冷却空气引入电池组系统100。在本发明中，电池组系统100在车辆中的安装位置不限于在图6中示出的位置。例如，还可将电池组系统100安装在乘员厢内、在地板下、在发动机厢中，等等。

如图7所示，电池组系统100包括电池组1、控制电路板15和电池组外壳17。电池组1包括以层叠方式布置的多个电池单元(battery unit)11(图7中的4层堆叠)，其正端子和负端子被串联连接在一起。每个电池单元11还包括相互堆叠的多个薄型蓄电单元14(图1中示出)，其正端子和负端子被串联连接在一起。按行布置多层电池单元11(例如，图7中的三层)，并且，所述各层的正端子和负端子被串联连接在一起。电池组1还包括被置于各层电池单元11的上侧和下侧的一对上端板和下端板12、以及将上端板和下端板12固定在一起的多个螺栓13。

控制电路板15包括被配置为控制组成电池组1的各个蓄电单元14(图1)的电子组件。如图7所示，控制电路板15被装于外壳16内，外壳16被安装在上端板12上。如图8所示，控制电路板15包括印刷电路板153，在其上安装了多个集成电路151和多个容量调节电路152。集成电路151是被配置为控制组成电池组1的各个蓄电单元14(图1)的电子组件。容量调节电路152是被配置为调节蓄电单元14(图1)的容量的电子组件。更具体地，每个容量调节电路152包括：被配置和布置为选择性地对蓄电单元14中的对应一个进行放电的电阻器。

图8是控制电路板15的例子的简化透视图。如上所述，控制电路板15包括集成电路(IC芯片)151、容量调节电路152和印刷电路板153。此外，控制电路板15还包括多个连接器154和控制电路(IC芯片)155。印刷电路板153具有在其中形成的布线图案。集成电路151和容量调节电路152以类似于矩阵排列的方式被安装在印刷电路板153的前侧和后侧。为了说明的目的，图8示出了十二个集成电路151和十二个容量调节电路152。然而，本领域的技术人员将从此公开中清楚，本发明不限于在图8中图解的布置。例如，如果电池组1具有六十个薄型蓄电单元14，那么，将存在被安装在印刷电路板153上的六十个容量调节电路152和六十个集成电路151(即，各自中的一个用于调节每个蓄电单元14的容量)。此外，如图1所示，每个集成电路151包括电压检测电路151a，其被配置为检测跨越蓄电单元14中的对应一个的电压。图1图解了蓄电单元14、容量调节电路152和电压检测电路151a之间的对应关系。另外，连接器154具有输入/输出端子。控制电路155被配置为作为整体而控制整个电池组系统100。

更具体地，优选地，控制电路155包括微计算机，其具有如下面讨论的、控制集成电路151和容量调节电路152的电池组容量调节控制程序。控制电路155还可包括其它传统的组件，例如，诸如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存取存储器)装置的存储装置。控制电路155的微计算机被编程为控制集成电路151和容量调节电路152。存储器电路存储处理结果、以及由处理器电路运行的诸如用于容量调节操作的控制程序之类的控制程序。以传统方式，控制电路155可操作地耦接到电子组系统100的各种组件。控制电路155的内部RAM存储操作标志的状态、以及各种控制数据。控制电路155的内部ROM存储用于各种操作的数据和预设的映射。控制电路155能够根据该控制程序而选择性地控制该控制系统的任意组件。本领域的技术人员将从此公开中清楚，用于控制电路155的精确结构和算法可为将实现本发明的功能的硬件和软件的任意组合。

返回图7，被夹在上端板和下端板12之间的电池单元11被装于电池组外壳17内。电池组外壳17具有用于从乘员厢的内部吸气的进气口171、以及用于从电池组外壳17的内部排气的出气口172。在连接到进气口171的通道19中提供导风扇18。如图6所示，通道19的上游末端连接到车辆B的后仓板B₂的开口B₃。

由于蓄电单元14(图1)在它们被充电时发热，所以，导风扇18工作，以将来自乘员厢的空气(冷却空气)吸入电池组外壳17的内部，以便对电池组1中的电池单元11的蓄电单元14进行冷却。通过电池组外壳17的进气口171吸入的大多数空气通过电池单元11之间的间隙，并在从出气口172被排出之前对蓄电单元14进行冷却。此外，该空气的一部分用来冷却被安装在上端板12上的控制电路板15。更具体地，沿着空气流动的方向，在其中装入了控制电路板15的外壳16的两端上提供一对开口161，以使空气能够通过外壳16的内部。此空气用来冷却被安装在控制电路板15上的容量调节电路152的电阻器。然而，循环到外壳16的空气量不能被精确地控制(即，电池组1和控制电路板15的外壳16之间的引导空气的分布不能被精确地控制)。因此，控制电路155被配置为：以现在将根据本发明第一实施例而说明的方式，控制通过使用容量调节电路152的电阻器而执行的蓄电单元14的容量调节。

首先，将参照图1来说明根据第一实施例的包括电池组容量调节装置的电池组系统100的电特征。

在第一实施例的电池组1中，如图1所示，将蓄电单元14串联连接在一起。将车辆负载2(例如，用于电动汽车的启动马达或驱动马达)连接到电池组1的正端和负端两者。

电压检测电路151a中的一个和容量调节电路152中的一个连接到对应的一个蓄电单元14。电压检测电路151a中的每个被配置为检测各个蓄电单元14的电压值，并将所检测的电压值发送到控制电路155。容量调节电路152中的每个包括用于调节蓄电单元14的容量的电阻器和其它组件。例如，电压检测电路151a被构造在图8中示出的集成电路151中。电池组系统100还包括图1中示出的绝缘电路155a。绝缘电路155a是绝缘信号传送电路，其被配置为在控制电路155、以及针对于每个蓄电单元14提供的电压检测电路151a和容量调节电路152之间传送信号。绝缘电路155a使用光耦合器等来以电绝缘方式执行信号传送。例如，绝缘电路155a被构造在如图8所示的控制电路155中。

如图1所示，电池组系统10还耦接到总电压传感器4、电流传感器5、以及辅助电池3D。总电压传感器4被配置为作为整体而检测电池组1的电压值。电流传感器5被配置为作为整体而检测流过电池组1的电流。辅助电池3D被配置和布置为提供用于驱动控制电路155的电功率。

此外，优选地，第一实施例的电池组系统100耦接到各种传感器，包括冷却介质温度传感器3A、导风扇转速传感器3B、以及多个蓄电单元温度传感器3C。冷却介质温度传感器3A被提供在通道19或乘员厢内，以检测冷却空气的温度。风扇转速传感器3B被配置为检测导风扇18的转速。将由冷却介质温度传感器3A检测的冷却空气的温度和由导风扇转速传感器3B检测的转速馈送到控制电路155。

为了以间接方式确定控制电路板15的热辐射量，蓄电单元温度传感器3C被配置和布置为确定蓄电单元14的发热量。如在图7中看到的，蓄电单元温度传感器3C被提供在电池组系统100的外壳17的内部，以检测蓄电单元14的温度Tb。由蓄电单元温度传感器3C检测的温度Tb被发送到控制电路155。由蓄电单元温度传感器3C检测的温度Tb被用来确定蓄电单元14的发热量Qi。随后，通过从源自导风扇18的操作的热辐射量Q0中减去蓄电单元14的发热量Qi，获得与控制电路板15的冷却能量(热辐射量)相对应的能量Qb(即，Qb＝Q0-Qi)。

还可接受的是，提供用于直接检测控制电路板15的温度的一个或多个温度传感器Y，而不使用蓄电单元温度传感器3C。例如，可在印刷电路板153上的适当位置(见图8)中提供这样的温度传感器Y，以直接测定集成电路151和控制电路155附近的温度。在这样的情况下，可使用测定的温度来确定控制电路板15的冷却能量(热辐射量)。

在第一实施例中，基于跨越控制电路板15而流动的冷却空气的温度和流量(即，控制电路板15的热辐射量)和容量调节电路152的发热量(即，电阻器的发热量)之间的关系，而确定其容量可被同时调节的蓄电单元14的最大数目。当在容量调节期间、过多的电流通过容量调节电路152的电阻器时，容量调节电路152的电阻器发热，其可引起被安装在控制电路板15上的集成电路151和控制电路155超过限制温度。然而，如果控制电路板15的热辐射量很大(即，如果针对于控制电路板15的冷却能量很大)，则可同时调节较大数目的蓄电单元14的容量，因为可吸收所发出的热量，并且由此，可在不使集成电路151和控制电路155过热的情况下实现容量调节。另一方面，如果控制电路板15的热辐射量很小(即，如果针对于控制电路板15的冷却能量很小)，则通过调节考虑到较小冷却能力而适当的数目的蓄电单元14的容量，来防止集成电路151和控制电路155过热。

现在将说明基于冷却能量而设置其容量可被同时调节的蓄电单元的数目的方法。由于从乘员厢吸出流过控制电路板15的冷却空气，所以，使用由冷却介质温度传感器3A检测的温度作为冷却空气的温度。并且，由于流过控制电路板15的冷却空气的流量与导风扇18的转速相关，所以，基于导风扇18的转速而计算冷却空气流量。使用预设的映射来确定空气流量是可被接受的。另一方面，基于每个蓄电单元14的当前充电容量和目标值之间的偏差，计算每个蓄电单元14所需的容量调节的幅度。随后，计算作为容量调节的结果的、将在容量调节电路152的每个电阻器中生成的发热量。

随后，基于容量调节电路152的电阻器的发热量、以及空气温度和导风扇18的转速的组合，而计算其容量可被同时调节的蓄电单元14的最大数目。

例如，如果冷却空气的温度高而导风扇18的转速低，则冷却控制电路板15的能力将非常小。在这样的情况下，如果蓄电单元14的容量需要被调节的量很大，则可被同时调节的蓄电单元14的最大数目将很小。另一方面，如果蓄电单元14的容量需要被调节的量很小，则可被同时调节的蓄电单元14的最大数目不必很小，即，可同时调节相当可观数目的蓄电单元14。在已知的容量调节方法(例如，上面在背景技术中提及的引用文献中公开的方法)中，仅考虑控制电路板15的热辐射容量(即，冷却效果)，并且，在冷却效果很小时，仅调节很小数目的蓄电单元的容量。由此，容量调节时间较长。同时，利用此实施例的方法，即使冷却效果很小，当容量调节量很小时(即，当容量调节电路152的电阻器的发热量很小时)，也可同时调节较大数目的蓄电单元。因此，可在较短的时间量内实现容量调节。

除了容量调节量和针对于控制电路板15的冷却能力之间的关系之外，各个蓄电单元14的容量调节时间也影响总的容量调节时间。因此，当已确定了蓄电单元14的最大数目、并正在进行其容量将被调节的蓄电单元14的最终选择时，这样选择蓄电单元14，使得对蓄电单元14的充电容量和充电容量目标值之间的偏差较大(即，容量调节时间将很长)的那些蓄电单元14赋予优先级。换句话说，根据所述偏差量而对蓄电单元14赋予调节容量的优先级，以便对具有较大偏差的蓄电单元14赋予超过具有较小偏差的蓄电单元14的优先级。

由于可控制导风扇18的转速，所以，可仅基于用来控制导风扇18的转速的冷却介质的温度而计算控制电路板15的热辐射量。

为了计算控制电路板15的热辐射量(即，针对于控制电路板15的冷却能量)，还可被接受的是，确定源自导风扇18的操作的冷却能量以及将从蓄电单元14发出的热量，然后从导风扇18的冷却能量中减去将被用来冷却蓄电单元14的冷却能量的量。

现在参照图2的流程图，现在将说明第一实施例中由控制电路155执行的用于调节蓄电单元14的容量的控制处理。

在步骤ST10中，控制电路155被配置为确定电池组系统100是否处于容量调节模式中。对于容量调节的定时不存在具体限制，但是，例子包括在启动(开启)车辆时、以及在停止(关闭)车辆时。还有可能在车辆行进时进行容量调节。如果电池组系统100处于容量调节模式中(步骤ST10中的“是”)，则控制电路155前进到步骤ST20。

在步骤ST20中，控制电路155被配置为：以由各个电压检测电路151a检测的电压值Vc的形式，获取电池组1的每个蓄电单元14的容量。控制电路155还被配置为：从电流传感器5获取电流值I，从冷却介质温度传感器3A获取冷却空气温度Tr，并从蓄电单元温度传感器3C获取蓄电单元温度Tb。控制电路155还被配置为：获取导风扇18的风扇转速Nb。

在步骤ST30中，控制电路155被配置为：基于蓄电单元电压Vc、电流值I、以及蓄电单元温度Tb，而计算蓄电单元14的内阻R。控制电路155还被配置为：基于内阻R和电流值I来计算蓄电单元14的发热量Qi。

在步骤ST40中，控制电路155被配置为：基于冷却空气温度Tr和导风扇18的风扇转速Nb，而作为整体计算被提供到电池组系统100的冷却能量(热辐射量)Q0。

如上面讨论的，被提供到电池组系统100的冷却能量(热辐射量)Q0被用来冷却电池组1的蓄电单元14和控制电路板15两者。因此，在接下来的步骤ST50中，通过从热辐射量Q0(冷却能量)中减去蓄电单元14的发热量Qi，来计算可被用来冷却控制电路板15的冷却能量(热辐射量)Qb(Qb＝Q0-Qi)。

在步骤ST60中，控制电路155被配置为：基于在步骤ST20中获取的各个蓄电单元14的电压Vc，而确定容量调节目标电压Vct。随后，控制电路155还被配置为：通过从电压Vc中减去容量调节目标电压Vct，而计算每个蓄电单元14的电压Vc与容量调节目标电压Vct的偏差Vchn的量(Vchn＝Vc-Vct)。随后，控制电路155被配置为：通过从具有最大偏差Vchn的蓄电单元14到具有最小偏差Vchn的蓄电单元14来对蓄电单元14排序，而确定用于执行容量调节的蓄电单元的优先次序。将所排序的电压值表示为Vcnk(k＝1、2、3......)。

在步骤ST70中，控制电路155被配置为：确定其容量可被同时调节、且不超过在步骤ST50中计算的控制电路板15的热辐射量Qb的蓄电单元14的最大数目。更具体地，控制电路155被配置为：以在步骤ST60中确定的优先次序，基于容量调节电路1 52的每个电阻器的阻抗值Rb(预先获知)和对应的蓄电单元14的电压Vcnk(k＝1、2、3......)，来计算容量调节电路152的每个电阻器的发热量Qbnk(k＝1、2、3......)。随后，控制电路155被配置为：计算总和值∑Qbnk不超过在步骤ST50中计算的控制电路板15的热辐射量Qb的k(k＝1、2、3......)的最大值。换句话说，控制电路155被配置为：确定满足条件∑Qbnk≤Qb的最大值kmax。

在步骤ST75中，控制电路155被配置为：考虑到发热量Qbkmax而精细地调节或精细地调谐导风扇18的转速Nb，其中在调节在步骤ST170中确定的数目的蓄电单元14的容量时，将从容量调节电路152的电阻器生成该发热量Qbkmax。有可能省略步骤ST75中的控制过程。

在确定了将被同时调节的蓄电单元14的优先次序之后，控制电路155前进到步骤ST80。

在步骤ST80中，控制电路155被配置为：开始所选蓄电单元14的容量调节(即，调节所确定数目的蓄电单元14的容量)。通过由图1中示出的控制电路155将容量调节信号发送到所选蓄电单元14的容量调节电路152、使得电流流过容量调节电路152的电阻器规定的时间量，而完成在步骤ST80中执行的此操作。

在步骤ST90中，控制电路155被配置为：监视是否已完成了蓄电单元14中的任一个的容量调节。如果蓄电单元中的一个的容量调节已经结束(步骤ST90中的“是”)，则控制电路155前进到步骤ST100。

在步骤ST100中，控制电路155被配置为：确定是否完成了所有蓄电单元14的容量调节。如果存在尚未完成容量调节的剩余的蓄电单元14(步骤ST100中的“否”)，则控制电路155前进到步骤ST110。

在步骤ST110中，控制电路155被配置为：选择优先次序中的下一个蓄电单元14。随后，控制电路155返回到步骤ST80，并开始所选蓄电单元14的容量调节。控制电路155重复此例程，直到控制电路155在步骤ST100中确定已完成了所有蓄电单元14的容量调节为止。随后，控制电路155结束该流程的处理。

在第一实施例中，不仅基于容量调节电路152的电阻器(其产生热量)的发热量、还基于该发热量和被提供到其上安装了容量调节电路152的控制电路板15的冷却介质的温度和流量之间的关系(即，控制电路板15的冷却能量(热辐射量))，而确定其容量可被同时调节的蓄电单元14的最大数目。结果，可有效且在短时间量内执行该容量调节，而不会使控制电路板15过热。

第二实施例

现在参照图3和图4，现在将说明根据第二实施例的电池组容量调节装置和方法。考虑到第一和第二实施例之间的相似性，将对与第一实施例的部分相同的第二实施例的部分赋予与第一实施例的部分相同的附图标记。此外，可能为了简明而省略与第一实施例的部分相同的第二实施例的部分的描述。

除了在第二实施例中、控制电路155被配置为在图2中示出的控制流程的步骤ST10之前、执行图3的流程图中示出的控制处理之外，第二实施例的电池组容量调节装置与在图1和图6-8中图解的第一实施例的电池组容量调节装置相同。

当自从停止电池组系统100起已经过了规定的时间量时，控制电路板15被良好地冷却，并且，其容量可被同时调节的蓄电单元14的数目比车辆被正常驱动时大，然而，还可取决于冷却介质的温度而调节单元的数目。因此，在第二实施例中，在启动电池组系统100时，基于对电池组系统100被停止了多久的确定，而估计控制电路板15被冷却的程度。如果估计控制电路板15被充分地冷却，则可同时调节所有蓄电单元14。

图3中示出了根据第二实施例的用于一次全部调节所有蓄电单元14的容量的控制流程。如上所述，控制电路155被配置为：在开始图2中示出的控制流程的步骤ST10中的控制处理之前，执行图3中示出的控制逻辑。

在步骤ST1中，控制电路155被配置为：从蓄电单元温度传感器3C获取蓄电单元14的温度Tb，从冷却介质温度传感器3A获取冷却空气的温度Tr，并从总电压传感器4获取蓄电单元14的总电压V。在步骤ST1中的控制处理之前，控制电路155已存储了在先前的控制循环时(即，在停止电池组系统100时)存在的总电压Vm。

在步骤ST2中，控制电路155被配置为：确定先前存储的总电压Vm和对应于启动电池组系统100时的当前总电压V之间的差(即，电压差Vm-V)是否大于规定的电压V1(优选地，预先用实验方式确定电压V1)。如果电压差大于规定的电压V1(步骤ST2中的“是”)，则控制电路155确定：该电压差是在停止蓄电单元14的周期期间出现的自放电的结果，并且已经过了规定的时间量。随后，控制电路155前进到步骤ST3。另一方面，如果控制电路155在步骤ST2中确定电压差Vm-V小于规定的电压V1(步骤ST2中的“否”)，则控制电路155确定：自从已停止电池组系统100尚未经过规定的时间量(其对应于先前的控制循环)，并且，控制电路板15未被充分冷却。因此，控制电路155前进到图2中的步骤ST10，以执行容量调节控制，其包括：将要被调节的蓄电单元14的数目限制为如在第一实施例中所讨论的那样。

在步骤ST3中，控制电路155被配置为：确定用于在后续步骤中一次全部调节所有蓄电单元14的容量的时间量。更具体地，控制电路155被配置为：引用与容量调节时间Ct1对蓄电单元温度Tb关系相对应的映射，例如图4中示出的映射。容量调节时间Ct1是可以一次全部调节蓄电单元14的容量、而控制电路板15的温度不会到达极值的时间量。如图4所示，随着容量调节时间Ct1变长，蓄电单元温度Tb变低。因此，可在较长的容量调节时间Ct1的量上一次全部调节蓄电单元14的容量。

在步骤ST4中，控制电路155被配置为：一次调节所有蓄电单元14的容量。在此容量调节期间，通过蓄电单元14的容量和容量调节目标值之间的偏移量来调节每个蓄电单元14的容量。随后，控制电路155被配置为：执行控制，以从完成了其容量调节的蓄电单元14起的次序结束容量调节。

在步骤ST5中，控制电路155被配置为：将定时器值Ct递增，并随后确定该定时器值Ct是否已超过了在步骤ST3中设置的容量调节时间Ct1。重复步骤ST4的一次全部容量调节，直到已到达了容量调节时间Ct1为止。当已经过了在步骤ST3中设置的容量调节时间Ct1时，控制电路155前进到图2中的步骤ST10，并执行如在第一实施例中说明的图2的流程图中示出的控制。

通过在启动电池组系统100时执行图3中示出的控制，可使电池组1的容量保持得更一致，并且与仅在正常驱动车辆时执行容量调节相比，可显著缩短容量调节时间。

第三实施例

现在参照图5，现在将说明根据第三实施例的电池组容量调节装置和方法。考虑到第一和第三实施例之间的相似性，将对与第一实施例的部分相同的第三实施例的部分赋予与第一实施例的部分相同的附图标记。此外，可能为了简明而省略与第一实施例的部分相同的第三实施例的部分的描述。

除了在第三实施例中控制电路155被配置为执行图5的流程图中示出的控制流程、而不是图2的流程图之外，第三实施例的电池组容量调节装置和方法与在图1和图6-8中图解的第一实施例的电池组容量调节装置和方法相同。更具体地，在本发明的第三实施例中，控制电路155被配置为：根据图5的流程图，在电池组系统100停止时，执行蓄电单元14的容量调节。在第三实施例中，如果在电池组系统100停止时、对控制电路155提供电功率的辅助电池3D的电压Vb是足够的，那么，控制电路155被配置为：如果蓄电单元14的容量调节是必要的，那么，即使在电池组系统100停止之后，也执行容量调节。本领域的技术人员将从此公开中清楚，控制电路155可被配置为：除了在电池组系统100工作期间执行图2中示出的控制流程之外、或除了执行图2和3中示出的控制流程之外，还在电池组系统100停止时执行图5的流程图中示出的控制流程。

在步骤ST200中，控制电路155被配置为：确定是否存在停止电池组系统100的请求。如果存在停止电池组系统100的请求(步骤ST200中的“是”)，则控制电路155前进到如下所述的后续步骤。

更具体地，在步骤ST210中，控制电路155被配置为：获取蓄电单元14的电压Vc和辅助电池3D的电压Vb。

在步骤ST220中，控制电路155被配置为：确定在蓄电单元14的充电容量之间是否存在足以需要调节容量的变化(分散(scatter))。在第三实施例中，在蓄电单元14的电压Vc中的最大值Vcmax和容量调节目标值Vct之间的电压差大于规定值Vcs(作为需要触发容量调节的容量变化量的条件的例子)时，执行容量调节。

在步骤ST220中，如果不存在调节容量所需的容量变化(步骤ST210中的“否”)，则控制电路155被配置为：在步骤ST230中，停止执行容量调节，并且在步骤ST240中，执行停止电池组系统100的处理。

另一方面，如果控制电路155在步骤ST220中确定存在调节容量所需的容量变化(步骤ST220中的“是”)，则控制电路155前进到步骤ST250。

在步骤ST250中，控制电路155确定辅助电池3D是否具有足以执行容量调节的电压V1。如果该电压是足够的(步骤ST250中的“是”)，则控制电路155前进到步骤ST260。如果该电压不足够(步骤ST250中的“否”)，则控制电路155前进到步骤ST230，以停止容量调节，并停止电池组系统100。

在步骤ST260、ST270、ST280、ST290、ST300、以及ST310中执行的控制处理分别与在图2的步骤ST60、ST70、ST80、ST90、ST100、以及ST110中执行的容量调节的控制处理相同。

在第三实施例中，由于只要辅助电池3D具有足够的电压、便在电池组系统1 00停止时执行所需的容量调节，所以，可在下次启动电池组系统100时调节蓄电单元14的容量的状态下，操作电池组系统100。

根据所说明的本发明的实施例，电池组调节装置被配置为：基于其上被安装了容量调节部分(例如，容量调节电路152的电阻器)(其为热源)的控制电路板15的热辐射量、以及容量调节部分的发热量之间的关系，而确定其容量可被一起调节的蓄电单元14的数目。结果，可根据控制电路板15可被冷却的程度而有效地执行容量调节。换句话说，如果控制电路板15可被冷却的程度大，则一起调节大数目的蓄电单元的容量。另一方面，如果控制电路板15可被冷却的程度小，则一起调节适当的较小数目的蓄电单元的容量，其中根据控制电路板15可被冷却的程度而确定所述较小数目。这样，不会超出必要地抑制控制电路板15的温度，并且可缩短容量调节所需的时间。

术语的一般性解释

在理解本发明的范围时，如在这里使用的术语“包括”及其派生词意欲成为无终止的术语，其指定所述特征、元件、组件、组、整体和/或步骤，但不排除其它未描述的特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存在。前面的描述还适用于具有类似含义的词，如术语“包含”、“具有”及其派生词。并且，术语“部分”、“部件”、“部”、“成员”或“元件”在以单数形式使用时可具有单个部分或多个部分的双重含义。如在这里使用的用来描述由组件、部件、装置等所执行的操作或功能的术语“检测”包括不需要物理检测的组件、部分、装置等，而还包括用来执行该操作或功能的确定、测定、建模、预测或计算等。如在这里使用的用来描述装置的组件、部件或部分的术语“被配置为”包括被构造和/或编程为执行期望的功能的硬件和/或软件。

尽管已选择了一些所仅选实施例来说明本发明，但本领域的技术人员从此公开中清楚，可在这里做出各种改变和修改，而不会背离如在所附权利要求中定义的本发明的范围。例如，可根据需要和/或期望而改变各种组件的大小、形状、位置或朝向。被示出为直接连接或彼此接触的组件可具有被置于它们之间的中间结构。可通过两个元件来执行一个元件的功能，并且反之亦然。可在另一个实施例中采用一个实施例的结构和功能。在特定实施例中，不需要同时呈现所有优点。与现有技术区别的每一个特征(单独或与其它特征组合)也应被视为申请人的进一步发明的独立描述，其包括通过这样的特征实现的结构和/或功能概念。由此，仅为了说明而不是为了限制如由所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的，提供了根据本发明的实施例的以上描述。

Claims (8)

1.一种用于调节具有多个蓄电单元的电池组的容量的电池组容量调节装置，该容量调节装置包括：

控制电路板，可被安装在电池组中，该控制电路板包括容量调节部分，该容量调节部分被电连接到蓄电单元，以调节每个蓄电单元的容量；以及

控制部分，被配置为基于控制电路板的热辐射量和容量调节部分的发热量之间的关系，而确定其容量可一起调节的蓄电单元的数目，并控制容量调节部分调节被确定为可一起调节的数目的蓄电单元的容量。

2.如权利要求1所述的电池组容量调节装置，还包括：

控制电路板温度检测部分，被配置和布置为检测控制电路板的温度，

冷却介质温度检测部分，被配置和布置为检测对控制电路板提供的冷却介质的温度，以及

流量检测部分，被配置和布置为检测冷却介质的流量，

该控制部分还被配置为基于控制电路板的温度、冷却介质的温度、以及冷却介质的流量，而确定控制电路板的热辐射量。

3.如权利要求1所述的容量调节装置，还包括：

电压传感器，被配置和布置为检测每个蓄电单元的电压，

该控制部分还被配置为计算规定的目标电压和由电压传感器检测的蓄电单元的每个电压之间的偏差量，并根据所述偏差量而对用于调节容量的蓄电单元赋予优先级，使得对具有较大偏差的蓄电单元赋予超过具有较小偏差的蓄电单元的优先级。

4.如权利要求2所述的容量调节装置，其中，

该控制部分被配置为基于容量调节部分的发热量控制冷却介质的流量。

5.如权利要求1所述的电池组容量调节装置，还包括：

总电压传感器，被配置和布置为检测电池组的总电压，

该控制部分还被配置为：确定在停止电池组时的电池组的总电压和在重新启动电池组时的电池组的总电压之间的差是否大于规定值，并且当该差大于规定值时，调节所有蓄电单元的容量。

6.如权利要求1所述的电池组容量调节装置，还包括：

辅助电池，被配置和布置为向控制部分提供电功率，

该控制部分还被配置为：在接收到停止电池组的请求之后，当辅助电池的电压等于或高于规定电压时，调节蓄电单元的容量。

7.一种用于调节具有多个蓄电单元的电池组的容量的电池组容量调节方法，该电池组容量调节方法包括：

通过使用容量调节部分而选择性地调节蓄电单元的容量；

计算其上安装了该容量调节部分的控制电路板的热辐射量；

计算该容量调节部分的发热量；以及

基于该控制电路板的热辐射量和该容量调节部分的发热量之间的关系，而确定其容量可一起调节的蓄电单元的数目，

选择性地调节蓄电单元的容量包括：调节被确定为可一起调节的数目的蓄电单元的容量。

8.一种用于调节具有多个蓄电单元的电池组的容量的电池组容量调节装置，该电池组容量调节装置包括：

容量调节部件，用于选择性地调节蓄电单元的容量；

热辐射量计算部件，用于计算其上安装了该容量调节部件的电池组的控制电路板的热辐射量；

发热量计算部件，用于计算该容量调节部件的发热量；以及

控制部件，用于基于该控制电路板的热辐射量和该容量调节部件的发热量之间的关系，而确定其容量可一起调节的蓄电单元的数目，并用于控制该容量调节部件调节被确定为可一起调节的数目的蓄电单元的容量。

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