CN101682091A - 电源系统及组电池的控制方法 - Google Patents

电源系统及组电池的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101682091A
CN101682091A CN200780053266A CN200780053266A CN101682091A CN 101682091 A CN101682091 A CN 101682091A CN 200780053266 A CN200780053266 A CN 200780053266A CN 200780053266 A CN200780053266 A CN 200780053266A CN 101682091 A CN101682091 A CN 101682091A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
electric discharge
forced electric
depth
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200780053266A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101682091B (zh
Inventor
青木护
杉山茂行
铃木刚平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101682091A publication Critical patent/CN101682091A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101682091B publication Critical patent/CN101682091B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种电源系统以及组电池的控制方法。电源系统包括：串联连接有多个电池，从该电池的串联电路向设备供电的组电池；被发电的电力并列地供给到并联连接的所述组电池及所述设备的发电机；对所述多个电池分别进行强制放电的多个强制放电部；检测所述各电池的状态的电池状态检测部；以及当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，通过所述强制放电部，让被检测出处于该第1状态的电池放电，直至通过所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的控制部。

Description

电源系统及组电池的控制方法
技术领域
本发明涉及由组合了多个电池的组电池构成的电源系统以及该组电池的控制方法。
背景技术
镍氢蓄电池(nickel-hydrogen battery)或镍镉蓄电池(nickel-cadmium battery)等碱蓄电池以及锂离子二次电池(lithium ion secondary battery)或锂聚合物二次电池(lithium-polymer secondary battery)等非水电解质二次电池(non-aqueous electrolytesecondary battery)的每单位重量的能量密度要高于铅蓄电池，所以作为车辆或便携式设备等移动体中配备的电源而备受瞩目。尤其，如果采用将由多个非水电解质二次电池构成的电池串联连接，构成每单位重量的能量密度较高的组电池来取代铅蓄电池作为电池启动(cell starter)电源(即，不是车辆的驱动源的电源)搭载于车辆中，可认为在赛车用途等方面将有所作为。
这样的电池启动电源在启动时以大电流放电，另一方面，在车辆行使时，接收来自发电机的电流被进行充电。而且，例如当发动机的转速较高，而发电机的发电量多于负载电路的电力消耗时，组电池被充电以吸收剩余电力，由此防止过剩的电力供给到负载电路而对负载电路造成损伤。
另一方面，例如当踩下刹车等而发动机转速下降，发电机的发电量少于负载电路的电力消耗时，通过组电池进行放电补充电力的不足，维持对负载电路的电力供给。
如上，用作车辆用电源的蓄电池是通过车辆中搭载的发电机进行充电。并且，车辆中搭载的发电机的发电量会根据车辆的行驶状态有所变动。因此，作为车辆用电源的蓄电池必须始终保持将剩余电力可充的状态。
以往，作为此种车辆用电源而普遍采用的铅蓄电池具有即使不规则地被充放电也不会对电池性能造成较大的损伤的机构。但是，例如锂离子二次电池等非水电解质二次电池由于反应机构的关系，并不适合过充电。具体而言，当在充电深度(SOC)接近100％的所谓满充电的状态下接收来自发电机的充电而达到过充电时，会因含有非水电解质的电解液的分解或由于过充电造成的正极活性物质的不稳定化等，会处于安全方面有问题的状态。
使用非水电解质二次电池作为车辆用电源的技术有以电动汽车(也包括混合动力型汽车)的驱动源为中心而开发的经纬。在电动汽车用的驱动源中，构成组电池的电池间的充电深度(SOC)的偏差，即所谓的不均衡的发生会成为问题。而且，此种不均衡的发生并不限于用作电动汽车用驱动源的组电池，在将非水电解质二次电池等蓄电池串联连接而成的组电池中也成为问题。
具体而言，将多个电池串联构成电压较高的组电池。于是，作为组电池而言，即便是继续充电也不会有问题的SOC区域，当发生不均衡时，与其他电池相比SOC较大的电池也有可能会陷入过充电。因此，已知有如日本专利公开公报特开2000-092732号(以下称作“专利文献1”)所示，检测出多个电池的SOC的偏差，将偏差较大的特定电池放电以减小电池间的SOC的偏差的技术。
在专利文献1的技术中，存在检测多个电池的SOC的偏差的过程和对偏差较大的特定电池进行放电的过程。在检测SOC的偏差的过程中，在OCV(Open circuit voltage，开路电压)相对于SOC的变化率变大的区域检测偏差，即在SOC为100％的附近时检测偏差，对偏差较大的特定电池进行放电以减小电池间的SOC的偏差。
然而，在如专利文献1的技术那样当SOC达到100％附近后检测偏差的方式中，在消除偏差之前，必然存在SOC达到100％附近的状态。当在SOC达到100％附近的状态下将剩余电力充电到非水电解质二次电池时，SOC会超过100％而处于过充电。
或者，当因SOC达到100％附近，组电池的OCV上升而与发电机的输出电压相等，或者为了防止组电池的过充电而阻断组电池的充放电路径时，由于组电池无法吸收发电机的剩余电力，所以来自发电机的电流会被过度地供给至车载的其他电动设备(车灯、汽车音响或汽车空调等)，存在导致这些电动设备发生故障的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源系统及组电池的控制方法，在由多个电池构成的组电池中，在某个电池达到满充电而无法再吸收发电机的剩余电力之前，使该电池放电以确保能够吸收剩余电力的余裕。
本发明所涉及的电源系统包括：串联连接有多个电池，从该电池的串联电路向设备供电的组电池；被发电的电力并列地供给到并联连接的所述组电池及所述设备的发电机；对所述多个电池分别进行强制放电的多个强制放电部；检测所述各电池的状态的电池状态检测部；以及当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，通过所述强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至通过所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的控制部。
而且，本发明所涉及的组电池的控制方法，从串联连接有多个电池的组电池向设备供电，其包括以下步骤：将发电机发出的电力并列地供给到所述组电池及所述设备的步骤；用多个强制放电部对所述多个电池分别进行强制放电的步骤；用电池状态检测部检测所述各电池的状态的步骤；当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，控制部让强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的放电步骤。
根据此结构，组电池及所述设备并联连接，发电机发出的电力被并列供给至组电池及设备，由此进行组电池的充电和向设备的驱动电力供给。并且，发电机超过设备的电力消耗而发出的剩余电力被充入组电池，当通过电池状态检测部检测出各电池中的任一个处于未达到满充电的第1状态时，通过强制放电部进行放电，直至该电池达到充电深度低于第1状态的第2状态为止。
因而，在各电池达到满充电的状态下被进一步充以发电电力而达到过充电，或者电池达到满充电而无法再吸收发电机的剩余电力之前，可使电池放电以确保能够吸收剩余电力的余裕。
而且，由于是对每个电池进行第1状态的检测，因此即使在因构成组电池的各电池间的不均衡，导致作为组电池整体而言未达到满充电的状态下，对于每个电池，在各电池达到满充电的状态下被进一步充以发电电力而达到过充电之前，或者在电池达到满充电而无法再吸收发电机的剩余电力之前，通过使电池放电，从而可以在所有的电池中确保能够吸收剩余电力的余裕。
附图说明
图1是用于说明本发明的一实施方式所涉及的电源系统的一例的方框图。
图2是图1所示的电源系统中的组电池、开关、电阻、二极管及控制部的放大图。
图3是表示作为电池的一例的锂离子二次电池在常温下的初始充放电动作的一例的说明图。
图4是另一实施方式所涉及的电源系统中的组电池、开关、电阻、二极管、电流检测用阻抗及控制部的放大图。
具体实施方式
以下，使用附图说明用于实施本发明的最佳方式。
第1实施方式所涉及的电源系统包括：串联连接有多个电池，从该电池的串联电路向设备供电的组电池；被发电的电力并列地供给到并联连接的所述组电池及所述设备的发电机；对所述多个电池分别进行强制放电的多个强制放电部；检测所述各电池的状态的电池状态检测部；以及当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，通过所述强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的控制部。
根据该结构，组电池及所述设备并联连接，发电机发出的电力被并列供给至组电池及设备，由此进行组电池的充电和向设备的驱动电力供给。并且，发电机超过设备的电力消耗而发出的剩余电力被充入组电池，当通过电池状态检测部检测出各电池中的任一个处于未达到满充电的第1状态时，通过强制放电部进行放电，直至该电池达到充电深度低于第1状态的第2状态为止。
因而，在各电池达到满充电的状态下被进一步充以发电电力而达到过充电，或者电池达到满充电而无法再吸收发电机的剩余电力之前，可使电池放电以确保能够吸收剩余电力的余裕。
而且，由于是对每个电池进行第1状态的检测，因此即使在因构成组电池的各电池间的不均衡，导致作为组电池整体而言未达到满充电的状态下，对于每个电池，在各电池达到满充电的状态下被进一步充以发电电力而达到过充电，或者电池达到满充电而无法再吸收发电机的剩余电力之前，通过让电池放电，从而可以在所有的电池中确保能够吸收剩余电力的余裕。
而且，所述电池状态检测部检测各电池的电压来作为所述各电池的状态，所述第1状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于该电池达到满充电时的电压的强制放电开始电压Va的状态，所述第2状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于所述强制放电开始电压Va的电压的强制放电结束电压Vb的状态。
即，具有将多个电池组合而成的组电池及可对该组电池进行充电的发电机的电源系统包括：可对电池分别进行强制放电的多个强制放电部；以及当分别测定出的电池的电压达到强制放电开始电压Va时，使用强制放电部对电池分别进行强制放电，直至达到强制放电结束电压Vb的控制部。
根据该结构，强制放电开始电压Va被预先设定为低于电池达到满充电时的端子电压的电压。并且，发电机超过设备的电力消耗而发出的剩余电力被充入组电池，当通过电池状态检测部检测出电池的端子电压达到强制放电开始电压Va时，通过强制放电部对该端子电压达到强制放电开始电压Va的电池进行放电，直至端子电压下降到强制放电结束电压Vb。
此时，电池状态检测部能够通过各电池的端子电压检测出第1及第2状态，因此容易将电池状态检测部精简化。
第2实施方式所涉及的电源系统是如下的电源系统，即、在第1实施方式所涉及的电源系统中，由强制放电电路和开关构成强制放电部，所述强制放电电路由电阻和二极管构成，所述开关基于来自控制部的指令将电池与该强制放电电路连接。
所述各强制放电部包括：让电阻和二极管的串联电路与所述各电池并联连接，并且该二极管以该各电池的放电电流的方向为所述二极管的顺方向的方式连接的强制放电电路；以及与所述强制放电电路串联连接，基于来自所述控制部的指令，接通或断开所述强制放电电路与所述电池的连接的开关。
根据该结构，控制部通过使与各电池并联连接的强制放电部中的开关接通，能够使各电池分别放电。而且，通过将二极管连接在分别对应的电池的放电电流所流动的方向上，从而能够获得以下的效果。
首先，作为二极管的第1效果，当通过将开关接通从而使某个电池强制放电时，阻止从其他电池供给到设备的电流流入该开关接通的强制放电电路。假设强制放电电路不具备二极管，则当开关接通时，从其他电池供给至设备的电流将流经强制放电电路，结果会因该强制放电电路的电阻而产生电力损耗。然而，强制放电电路通过具备二极管，即使开关接通，也能够抑制从其他电池供给至设备的电力因电阻而被消耗。
其次，作为二极管的第2效果，假设强制放电电路不具备二极管，则当控制部或开关发生故障，而无法将开关断开时，与包括该开关的强制放电电路并联连接的电池会强制放电至端子电压为0V，处于过放电状态。然而，通过强制放电电路具备二极管，即使无法将开关断开，该电池的放电也会被二极管的顺方向电压下降而被限制。由于二极管能获得0.4V至1.0V左右的顺方向电压下降，因此通过适当设定二极管的顺方向电压下降，能够降低当开关因故障无法断开时，电池因过放电而劣化的可能性。
第3实施方式所涉及的电源系统是如下的电源系统，即、在第1或第2实施方式所涉及的电源系统中，作为电池使用非水电解质二次电池。非水电解质二次电池的每单位重量的能量密度要比铅蓄电池高，所以容易实现电源系统的小型化、高容量化。另一方面，非水电解质二次电池在达到过充电时的缺点比铅蓄电池大。然而，根据第3实施方式所涉及的电源系统，用作电池的非水电解质二次电池在达到满充电之前便会被放电，所以既能降低非水电解质二次电池达到过充电的可能性，又能容易实现电源系统的小型化、高容量化。
图1是用于说明上述的第1至第3实施方式及后述的第4至第15实施方式所涉及的电源系统的结构的一例的说明图。图1所示的电源系统7例如是车载用的电池启动电源(cell starter power supply)。图2是图1所示的电源系统7中的组电池、开关、电阻、二极管及控制部的放大图。
电源系统7包括：发电机1；由电池2a、2b及2c串联连接而构成的组电池20；能够对电池2a、2b及2c分别进行强制放电的多个强制放电部；分别测定电池2a、2b及2c的电压，当这些电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用强制放电部让电池分别强制放电直至其达到强制放电结束电压Vb为止的控制部6。另外，上述各电池也可以是多个电池并联连接的电池。
控制部6例如是采用电压检测电路61(电池状态检测部)、微电脑及逻辑电路等而构成的控制电路。电压检测电路61例如采用检测电池2a、2b、2c的端子电压的AD(模拟数字)转换器(converter)、比较器(comparator)等而构成。
而且，强制放电部包括强制放电电路以及基于来自控制部6的指令将电池2a、2b、2c与强制放电电路连接的开关3a、3b、3c。进一步，强制放电电路包括电阻4a、4b、4c以及二极管5a、5b、5c。开关3a、3b、3c例如由FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)等开关元件构成。
另外，电池的数量并不限于3个，电阻、二极管及开关也只要与电池为相同数量即可。
并且，开关3a、电阻4a和二极管5a的串联电路与电池2a并联连接。开关3b、电阻4b和二极管5b的串联电路与电池2b并联连接。开关3c、电阻4c和二极管5c的串联电路与电池2c并联连接。而且，二极管5a、5b、5c的方向被分别设为阴极(cathode)连接于电池2a、2b、2c的负极的方向。
而且，作为负载的一例的车载设备8连接于电源系统7。车载设备8例如是用于使车辆的发动机启动的电池启动器(cell starter)、车灯或汽车导航装置等负载装置。并且，组电池20的正极，即电池2a的正极连接于车载设备8，组电池20的放电电流被供给到车载设备8。
发电机1例如是搭载于车辆上，通过发动机的转动运动进行发电的恒压规格的发电机。并且，发电机1的电压输出端子连接于电池2a的正极及车载设备8。此时，从发电机1看来，组电池与车载设备8并联连接。并且，由发电机1发出的电压被并列供给至组电池20及车载设备8。
由此，当发电机1的发电电力有剩余时，由发电机1发出的电压被施加于组电池20的两端，组电池20被恒压充电。而且，当发电机1的发电电力不足时，则从组电池向车载设备8供电。
以下，详细叙述使用恒压规格的发电机作为发电机1，且使用非水电解质二次电池(具体而言为锂离子二次电池)作为电池2a、2b及2c的情况。
图3是表示用恒压规格的发电机对使用钴酸锂作为正极活性物质、使用石墨作为负极活性物质的锂离子二次电池进行充电时的充电动作的图。在图中，将表示每个电池的额定电压为3.8V时的曲线标注为符号A，表示电压为3.9V时的曲线标注为符号B，表示电压为4.0V时的曲线标注为符号C，表示电压为4.1V时的曲线标注为符号D，表示电压为4.2V时的曲线标注为符号E。
发电机1以指定电流将锂离子二次电池充电至达到额定电压为止，然后使电流逐渐降低并对锂离子二次电池进行恒压充电。例如图3的符号B所示的曲线所示，当发电机1的输出额定电压为使每个锂离子二次电池的电压达到3.9V时，则每个锂离子二次电池的SOC(将每个电池的额定电压3.9V的充电容量除以每个电池的额定电压4.2V的充电容量所得的值)为73％，但如符号D表示的曲线所示，当发电机的额定电压为使每个锂离子二次电池的电压达到4.1V时，则SOC为91％。表1是基于图3，表示每个锂离子二次电池(电池)相对于发电机的额定电压的各电池的端子电压与SOC的关系。
(表1)
  每个电池的发电机的额定电压(V)   4.2   4.15   4.1   4.05   4.0   3.95   3.9   3.85   3.8
  SOC(％)   100   95.5   91   86.5   82   77.5   73   68.5   64
锂离子二次电池如果充电后的SOC达到100％附近，则含非水电解质的电解液的成分(主要为碳酸盐(carbonate))将变得易分解。在第3实施方式中，针对此种状态的锂离子二次电池，为了避免从发电机1进一步供给充电电流，将强制放电开始电压Va设定在稍低于充电后的SOC示出100％附近的电压的区域，并且控制部6逐次测定各个锂离子二次电池的电压，当任一个锂离子二次电池的电压通过来自发电机1的充电而达到强制放电开始电压Va时，基于控制部6的指令，使用强制放电部进行强制放电，直至该锂离子二次电池的电压达到强制放电结束电压Vb为止。
接下来，以电池2a最先达到强制放电开始电压Va的情况为例，说明本发明所涉及的电源系统的动作的一例。
控制部6通过电压检测电路61逐次分别测定构成组电池20的电池2a、2b及2c的电压。从发电机1向组电池20不定期地供给充电电流。在此，如果因为某些原因(例如电池中所含的活性物质的重量差等)，电池2a的SOC高于电池2b及2c而快速达到强制放电开始电压Va时，基于来自控制部6的指令，开关3b及3c仍断开而开关3a接通。于是，组电池20自身仍维持被供给充电电流的状态，仅电池2a通过由电阻4a和二极管5a构成的强制放电电路进行强制放电，直至达到强制放电结束电压Vb为止，SOC降低。当强制放电结束时，基于控制部6的指令，开关3a断开，电池2a处于能够接收来自发电机1的充电的状态。
而且，在电池2a强制放电的期间，电池2b及2c也处于端子电压不足强制放电开始电压Va且电池容量尚有余裕的状态，处于可接收来自发电机1的充电的状态，因此不会发生充电电流无法被组电池20吸收而过剩地供给至车载设备8的情况。进而，在电池2a的强制放电结束之后，即使电池2b或2c达到强制放电开始电压Va而开始强制放电，至少电池2a因先前的强制放电而电池容量产生余裕，因此处于能够接收来自发电机1的充电的状态，结果不会发生充电电流被过剩地供给至车载设备8的情况。
第4实施方式所涉及的电源系统是在第3实施方式所涉及的电源系统中，对于非水电解质二次电池的正极的活性物质采用含钴的锂复合氧化物。通过将钴酸锂等含钴的锂复合氧化物用于正极的活性物质，非水电解质二次电池的放电电压变高，容易提高能量密度。
第5实施方式所涉及的电源系统是在第3或第4实施方式所涉及的电源系统中，将强制放电开始电压Va(表示第1状态的电压)设定成每个电池为4.05V以上且4.15V以下。由图3及表1也可以明确，当将强制放电开始电压Va设定成每个电池不足4.05V时，电池的可接受充电的量过少，因而不理想。而且，当设定成每个电池超过4.15V时，直到接近过充电区域，电池不会开始强制放电，因而不理想。
第6实施方式所涉及的电源系统是在第3至第5实施方式中任一实施方式所涉及的电源系统中，将强制放电结束电压Vb(表示第2状态的电压)设定成每个电池为3.85V以上且3.95V以下。由图3及表1也可明确，当将强制放电结束电压Vb设定为每个电池不足3.85V时，强制放电的电量会过剩(每一次的强制放电时间变长)，始终用数量较少的电池接收来自充电器(应为发电机)1的充电电流，因而不理想。而且，当设定为每个电池超过3.95V时，电池的可接受充电的量过少，因而不理想。
如表1所示，当每个电池的端子电压为4.15V时，SOC为95.5％，当每个电池的端子电压为4.05V时，SOC为86.5％。因而，所述第1状态是指所述电池的充电深度处于86.5％以上且95.5％以下的范围的状态，所述第2状态是指所述电池的充电深度处于68.5％以上且77.5％以下的范围的状态。
第7实施方式所涉及的电源系统是在第1至第6实施方式中任一实施方式所涉及的电源系统中，根据强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb算出强制放电所需的电量，并以指定电流值进行指定时间的强制放电。
当由所述电池状态检测部检测出的所述多个电池中的至少其中之一的电压达到所述强制放电开始电压Va时，控制部通过所述强制放电部，将预先设定的设定放电电量，从达到所述强制放电开始电压Va的电池，以预先设定的指定电流值放电预先设定的指定时间，其中，所述预先设定的设定放电电量是作为使所述电池的电压从所述强制放电开始电压Va下降到所述强制放电结束电压Vb所需的放电电量而被预先设定的放电电量。
根据该结构，在电池的强制放电中，即使产生对设备的大电流放电而电池的电压下降至强制放电结束电压Vb时，由于强制放电与电池的电压下降无关地继续进行，因此能够使充电深度大于其他电池的电池比其他电池额外地释放出设定放电电量，从而更可靠地降低不均衡。
而且，根据图1所示的电源系统7，通过使开关3a、3b、3c接通，能够使电池2a、2b、2c经由电阻4a、4b、4c以大致一定的电流进行放电。
而且，所述电池状态检测部检测各电池的电压来作为所述各电池的状态，所述第1状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于该电池达到满充电时的电压的强制放电开始电压Va的状态，所述第2状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于所述强制放电开始电压Va的电压的强制放电结束电压Vb的状态，当由所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一的电压达到所述强制放电开始电压Va时，所述控制在预先设定的设定时间期间，让与达到强制放电开始电压Va的电池并联连接的强制放电电路中的开关接通，其中，该预先设定的设定时间是作为通过将所述开关接通而使所述电池的电压从所述强制放电开始电压Va下降到所述强制放电结束电压Vb所需的时间而被预先设定的设定时间。
当使开关3a、3b、3c接通时，电池2a、2b、2c虽以大致一定的电流放电，但因伴随放电的电压下降，放电电流会下降，所以严格来讲放电电流并不一定。因此，例如预先通过实验测定出将开关3a、3b、3c接通而使电池2a、2b、2c的电压从强制放电开始电压Va下降至强制放电结束电压Vb所需的时间，并使用该时间来作为设定时间，由此能够更高精度地进行强制放电。
以下，基于图3及表1，假设将强制放电开始电压Va设定为4.1V，将强制放电结束电压Vb设定为3.9V的情况，详细叙述第7实施方式所涉及的电源系统。当电池2a、2b及2c中的任一个的电压达到4.1V时，与一边逐次测定电压一边强制放电至该电池的电压达到3.9V的情况相比，使控制部6预先掌握表1所示的关系，根据SOC之差掌握使电池强制放电的电量(此时为18％)，并与来自发电机的充电或对车载设备的放电无关地，控制部6例如以5时间率(Hour rate)强制放电54分钟的方式进行时间控制，由此能够更简便且更准确地使电池强制放电。
本实施方式在以大电流对车载设备8放电而闭路电压极度下降(与电池的电阻相应地，呈现出比与实际的电池的SOC相对应的开路电压还要极度低的电压)等情况下有效。
即，在一边逐次测定电压一边强制放电至电池的电压达到3.9V的情况下，如果在电池的强制放电中产生对车载设备8的大电流放电从而端子电压下降至3.9V，则无论是否已使该电池充分地强制放电，也会存在强制放电均会结束的可能性。
然而，根据第7实施方式所涉及的电源系统，一旦开始强制放电，便会通过时间控制来释放作为使该电池的电压从强制放电开始电压Va下降至强制放电结束电压Vb所需的放电电量而被预先设定的设定放电电量，因此无论有无对车载设备8的放电，都能释放设定放电电量从而确保可接受充电的电容量的余裕。
第8实施方式所涉及的电源系统包括：串联连接有多个电池，从该电池的串联电路向设备供电的组电池；被发电的电力并列地供给到并联连接的所述组电池及所述设备的发电机；对所述多个电池分别进行强制放电的多个强制放电部；检测所述各电池的状态的电池状态检测部；以及当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，通过所述强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的控制部。
而且，具有将多个电池组合而成的组电池及可对该组电池进行充电的发电机的电源系统包括：可对电池分别进行强制放电的多个强制放电部；以及当分别掌握的电池的充电深度达到强制放电开始深度Ca时，使用强制放电部对电池分别进行强制放电，直至达到强制放电结束深度Cb的控制部。
并且，所述电池状态检测部检测各电池的充电深度来作为所述各电池的状态，所述第1状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的未达到满充电的充电深度的强制放电开始深度Ca的状态，所述第2状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的低于所述强制放电开始深度Ca的充电深度的强制放电结束深度Cb的状态。
根据该结构，强制放电开始深度Ca被预先设定为未达到满充电的充电深度。并且，由发电机超过设备的电力消耗而发出的剩余电力被充入组电池，当通过电池状态检测部检测出电池的充电深度达到强制放电开始深度Ca时，通过强制放电部对达到强制放电开始深度Ca的电池进行放电，直至下降至强制放电结束深度Cb。
此时，电池状态检测部并非间接地从各电池的端子电压检测各电池的充电深度，而是能够直接检测各电池的充电深度，因此控制部能够提高强制放电部的放电动作的控制精度。
第9实施方式所涉及的电源系统是在第8实施方式所涉及的电源系统中，基于初始的充电动作算出电池的充电深度。并且，所述电池状态检测部包括：检测流经所述各电池的充放电电流的电流检测部；以及针对该各电池，通过累积地进行由所述电流检测部检测出的充电电流的加算和放电电流的减算，从而算出所述各电池的充电深度的充电深度算出部。
根据该结构，针对每个各电池，通过累积地进行充电电流的加算和放电电流的减算，算出实际上充电到各电池中的电荷量，能够算出各电池的充电深度，因此能够提高充电深度的检测精度。
而且，所述电流检测部包括分别与所述多个电池串联连接的多个电流检测用阻抗；以及将所述各电流检测用阻抗的两端电压作为表示流经所述各电池的充放电电流的信号而取得的电流信号检测部，其中，所述各强制放电电路分别与电池和电流检测用阻抗的所述多个串联电路并联连接。
根据该结构，当充放电电流流经各电池时，在各电流检测用阻抗中产生与充放电电流相应的电压下降。此时，各强制放电电路由于与电池和电流检测用阻抗的串联电路并联连接，所以通过强制放电电路释放的电流仅会流经各电流检测用阻抗中的与通过该强制放电电路强制放电的电池串联连接的电流检测用阻抗。
由此，各电流检测用阻抗中产生的电压下降，即、各电流检测用阻抗的两端电压成为表示分别流经各电池的充放电电流的信号。因此，电流信号检测部通过取得各电流检测用阻抗的两端电压来作为表示流经各电池的充放电电流的信号，从而能够检测流经各电池的充放电电流。
第10实施方式所涉及的电源系统是在第8或第9实施方式所涉及的电源系统中，由强制放电电路和开关构成强制放电部，其中，所述强制放电电路由电阻和二极管构成，所述开关基于来自控制部的指令将电池与该强制放电电路连接。
第11实施方式所涉及的电源系统是在第8至第10实施方式中的任一实施方式所涉及的电源系统中，使用非水电解质二次电池作为电池。
图4是第8至第15实施方式中的任一实施方式所涉及的电源系统中的组电池20a、开关3a、3b、3c、电阻4a、4b、4c、二极管5a、5b、5c、电流检测用阻抗Ra、Rb、Rc及控制部6a的放大图。
图4所示的组电池20a及控制部6a的结构与图2所示的组电池20及控制部6不同。第8至第15实施方式所涉及的电源系统中的其他结构与图1所示的电源系统7相同，因此省略其说明。
图4所示的组电池20a中，电流检测用阻抗Ra与电池2a串联连接，电池2a经由电流检测用阻抗Rb而与电池2b串联连接。并且，电池2b经由电流检测用阻抗Rc而与电池2c串联连接。电流检测用阻抗Ra、Rb、Rc是所谓的分流阻抗(shunt resistor)。
并且，电流检测用阻抗Ra和电池2a的串联电路与开关3a、电阻4a及二极管5a的串联电路并联连接。而且，电流检测用阻抗Rb和电池2b的串联电路与开关3b、电阻4b及二极管5b的串联电路并联连接。另外，电流检测用阻抗Rc和电池2c的串联电路与开关3c、电阻4c及二极管5c的串联电路并联连接。
图4所示的控制部6a与图2所示的控制部6的不同之处在于还包括电流信号检测部62和充电深度算出部63。此时，电流检测用阻抗Ra、Rb、Rc及电流信号检测部62相当于电流检测部的一例。
电流信号检测部62例如采用将电流检测用阻抗Ra、Rb、Rc的两端电压分别转换为数字值的AD转换器而构成。而且，例如控制部6a所具备的微电脑通过执行规定的控制程序，而起到充电深度算出部63的作用。
而且，控制部6a例如采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)等存储元件来存储如表1所示将电池2a、2b、2c每一个的端子电压与SOC相对应的LUT(Look UpTable，查阅表)。
并且，例如当在制造时将组电池20a与控制部6a连接而启动控制部6a时，控制部6a取得通过电压检测电路61所检测的电池2a、2b、2c的各端子电压。接着，控制部6a参考上述LUT，将电池2a、2b、2c的各端子电压转换为电池2a、2b、2c的SOC。
充电深度算出部63将以此方式取得的SOC作为电池2a、2b、2c的SOC的初始值而存储到例如RAM(Random Access Memory)或EEPROM(Electrically Erasable andProgrammable Read Only Memory)等存储元件中。并且，充电深度计算部63之后分别针对电池2a、2b、2c，通过累积地进行由电流信号检测部62检测出的充电电流的加算和放电电流的减算，从而算出电池2a、2b、2c的充电深度。
锂离子二次电池等非水电解质二次电池存在下述倾向，即、如果反复进行充放电，则会因正极或负极的活性物质的劣化等，而导致充电电压与SOC的关系发生变化。因此，如果像上述的控制部6一样，基于强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb来控制强制放电的开始和结束，则存在会以与预想的充电深度不同的充电深度进行强制放电的开始和结束的可能性。
因此，如上所述，与表1相对应地将电池2a、2b、2c的初始SOC存储到控制部6a中，以后基于从该初始值积算的充放电电量来逐次求出电池2a、2b及2c的SOC。并且，当电池2a、2b及2c的充电深度达到强制放电开始深度Ca时，使用开关3a、3b、3c及电阻4a、4b、4c(强制放电部)，对电池2a、2b及2c分别进行强制放电，直至达到强制放电结束深度Cb。
由此，能够基于与反复充放电引起的端子电压与SOC的关系变化无关地算出的SOC，进行电池2a、2b、2c的充放电，因此能够提高将电池2a、2b、2c的充电深度维持为预想的充电深度，即维持为留有用于接收来自发电机1的充电的余裕的充电深度的精度。
另外，第8至第10实施方式所涉及的电源系统的结构及动作，除了控制部6与控制部6a在控制上的差异(利用SOC值来设定开始或结束强制放电的时机)和增加有电流检测用阻抗Ra、Rb、Rc以外，与第1至第2实施方式所涉及的电源系统的结构及动作相同。而且，作为SOC的算出方法，可列举如下方法：从分别对应于电池2a、2b及2c的分流阻抗逐次读取充放电电流值并发送给控制部6a，积算充放电电量并换算成SOC。
第12实施方式所涉及的电源系统是在第11实施方式所涉及的电源系统中，对于非水电解质二次电池的正极的活性物质采用含钴的锂复合氧化物。第12实施方式所涉及的电源系统的结构及效果与在第4实施方式所涉及的电源系统所述的相同。
第13实施方式所涉及的电源系统是在第8至第12实施方式中的任一实施方式所涉及的电源系统中，将强制放电开始深度Ca设定成每个电池为86.5％以上且95.5％以下。由表1也可明确，当将强制放电开始深度Ca设定为低于86.5％时，电池的可接受充电的量会过少，因而不理想，而当设定为超过95.5％时，直到接近过充电区域为止电池也不会开始强制放电，因而也不理想。
第14实施方式所涉及的电源系统是在第8至第13实施方式中的任一实施方式所涉及的电源系统中，将强制放电结束深度Cb设定成每个电池为68.5％以上且77.5％以下。由表1也可明确，当将强制放电结束深度Cb设定为低于68.5％时，强制放电的电量将过剩(每一次的强制放电时间变长)，始终用数量较少的电池接收来自充电器(应为发电机)1的充电电流，因而不理想，而当设定为超过77.5％时，电池的可接受充电的量会过少，因而不理想。
第15实施方式所涉及的电源系统是在第8至第14实施方式中的任一实施方式所涉及的电源系统中，由强制放电开始深度Ca和强制放电结束深度Cb算出强制放电所需的电量，并以指定电流值进行指定时间的强制放电。
而且，当由所述电池状态检测部检测出的所述多个电池中的至少其中之一的充电深度达到所述强制放电开始深度Ca时，所述控制部通过所述强制放电部，将预先设定的设定放电电量，从达到强制放电开始深度Ca的电池，以预先设定的指定电流值放电预先设定的指定时间，其中，所述预先设定的设定放电电量是作为使所述电池的充电深度从所述强制放电开始深度Ca下降到强制放电结束深度Cb所需的放电电量而被预先设定的放电电量。
根据该结构，在电池的强制放电中，产生对设备大电流放电的电池的电压即使下降至强制放电开始深度Ca，由于强制放电与电池的充放电量无关地继续进行，因此能够使充电深度大于其他电池的电池比其他电池额外地释放出设定放电电量，更可靠地降低不均衡。
此时，通过使图4所示的开关3a、3b、3c接通，能够使电池2a、2b、2c经由电阻4a、4b、4c而以大致一定的电流进行放电。
而且，所述电池状态检测部检测各电池的充电深度来作为所述各电池的状态，所述第1状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的未达到满充电的充电深度的强制放电开始深度Ca的状态，所述第2状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的低于所述强制放电开始深度Ca的充电深度的强制放电结束深度Cb的状态，当由所述电池状态检测部检测出所述多个电池中至少其中之一的充电深度达到所述强制放电开始深度Ca时，所述控制部在预先设定的设定时间期间，让与达到强制放电开始深度Ca的电池并联连接的强制放电电路中的开关接通，其中，所述预先设定的设定时间是作为通过接通所述开关从而使所述电池的充电深度从所述强制放电开始深度Ca下降到所述强制放电结束深度Cb所需的时间而被预先设定的设定时间。
当使开关3a、3b、3c接通时，电池2a、2b、2c虽以大致一定的电流放电，但因伴随放电的电压下降，放电电流会下降，所以严格来讲放电电流并不一定。因此，例如预先通过实验测定出将开关3a、3b、3c接通从而使电池2a、2b、2c的充电深度从强制放电开始深度Ca下降至强制放电结束深度Cb所需的时间，并使用该时间来作为设定时间，由此能够更高精度地进行强制放电。
以下，基于表1，假设将强制放电开始深度Ca设定为91％，将强制放电结束深度Cb设定为73％的情况，详细叙述第15实施方式所涉及的电源系统。当电池2a、2b及2c中的任一个的SOC达到91％时，与一边逐次掌握SOC一边强制放电至该电池的SOC达到73％的情况相比，根据SOC之差掌握使电池强制放电的电量(此时为18％)，并与来自发电机的充电或对车载设备的放电无关地，控制部6例如以5时间率强制放电54分钟的方式进行时间控制，由此能够更简便且更准确地使电池强制放电。
第16实施方式所涉及的组电池的控制方法，是针对由多个电池组合而构成的组电池的控制方法，当分别测定出的电池的电压达到强制放电开始电压Va时，使电池分别强制放电，直至达到强制放电结束电压Vb。
即，一种组电池的控制方法，从由多个电池串联连接而构成的组电池向设备供电，其包括以下步骤：将发电机发出的电力并列地供给到所述组电池及所述设备的步骤；用电池状态检测部检测所述各电池的状态的步骤；当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，控制部让强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的放电步骤。
第16实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第1实施方式中所述的相同。
第17实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第16实施方式所涉及的组电池的控制方法中，使用由电阻和二极管构成的强制放电电路、以及基于强制放电的指令将电池与该强制放电电路连接的开关来进行强制放电的方法。第17实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第2实施方式中所述的相同。
第18实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第16或第17实施方式所涉及的组电池的控制方法中，使用非水电解质二次电池作为电池的方法。第18实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第3实施方式中所述的相同。
第19实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第18实施方式所涉及的组电池的控制方法中，对于非水电解质二次电池的正极的活性物质采用含钴的锂复合氧化物的方法。第19实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第4实施方式中所述的相同。
第20实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第18或第19实施方式所涉及的组电池的控制方法中，将强制放电开始电压Va设定成每个电池为4.05V以上且4.15V以下的方法。第20实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第5实施方式中所述的相同。
第21实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第18至第20实施方式中的任一实施方式所涉及的组电池的控制方法中，将强制放电结束电压Vb设定成每个电池为3.85V以上且3.95V以下的方法。第21实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第6实施方式中所述的相同。
第22实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第16至第21实施方式中的任一实施方式所涉及的组电池的控制方法中，根据强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb算出强制放电所需的电量，并以指定电流值强制放电指定时间的方法。第22实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第7实施方式中所述的相同。
第23实施方式所涉及的组电池的控制方法，是对由多个电池组合而构成的组电池的控制方法，当分别掌握的电池的充电深度达到强制放电开始深度Ca时，将电池分别强制放电，直至达到强制放电结束深度Cb的方法。第23实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第8实施方式中所述的相同。
第24实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第23实施方式所涉及的组电池的控制方法中，基于初始的充电动作算出电池的充电深度的方法。第24实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第9实施方式中所述的相同。
第25实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第23或第24实施方式所涉及的组电池的控制方法中，使用由电阻和二极管构成的强制放电电路、以及基于强制放电的指令将电池与该强制放电电路连接的开关来进行强制放电的方法。第25实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第10实施方式中所述的相同。
第26实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第23至第25实施方式中的任一实施方式所涉及的组电池的控制方法中，使用非水电解质二次电池作为电池的方法。第26实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第11实施方式中所述的相同。
第27实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第26实施方式所涉及的组电池的控制方法中，对于非水电解质二次电池的正极的活性物质采用含钴的锂复合氧化物的方法。第27实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第12实施方式中所述的相同。
第28实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第23至第27实施方式中的任一实施方式所涉及的组电池的控制方法中，将强制放电开始深度Ca设定成每个电池为86.5％以上且95.5％以下的方法。第28实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第13实施方式中所述的相同。
第29实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第23至第28实施方式中的任一实施方式所涉及的组电池的控制方法中，将强制放电结束深度Cb设定成每个电池为68.5％以上且77.5％以下的方法。第29实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第14实施方式中所述的相同。
第30实施方式所涉及的组电池的控制方法是在第23至第29实施方式中的任一实施方式所涉及的组电池的控制方法中，由强制放电开始深度Ca和强制放电结束深度Cb算出强制放电所需的电量，并以指定电流值强制放电指定时间的方法。第30实施方式所涉及的组电池的控制方法的结构及效果与在第15实施方式中所述的相同。
另外，此处示出了使用非水电解质二次电池(具体而言为锂离子二次电池)作为电池的例子，但理所当然，不管是使用非水电解质二次电池中电解液为胶状的锂聚合物二次电池，还是使用镍氢蓄电池或镍镉蓄电池等碱蓄电池作为电池，都能获得相同的结果。
本发明所涉及的电源系统包括：将多个电池组合而构成的组电池；可对该组电池进行充电的发电机；可对电池分别进行强制放电的多个强制放电部；以及当分别测定出的电池的电压达到强制放电开始电压Va(或者分别掌握的电池的充电深度达到强制放电开始深度Ca)时，通过强制放电部让电池分别强制放电，直至达到强制放电结束电压Vb(或者强制放电结束深度Cb)的控制部。
而且，本发明所涉及的控制方法是对由多个电池组合而构成的组电池的控制方法，当分别测定出的电池的电压达到强制放电开始电压Va(或者分别掌握的电池的充电深度达到强制放电开始深度Ca)时，使用强制放电部对电池分别进行强制放电，直至达到强制放电结束电压Vb(或者强制放电结束深度Cb)。
在如电池启动电源一样，必须不断地接收来自发电机的充电电流的组电池中，多个电池中的任一个必须处于可接受充电的状态。另一方面，如果各电池分别处于能够避免过充电的控制下，则无须再担心SOC的偏差。本发明是以在这样的环境下使用的组电池为前提而完成的，当电池的电压达到强制放电开始电压Va(或者分别掌握的电池的充电深度达到强制放电开始深度Ca)时，让该电池放电至达到能够可接受充电的状态(电压处于强制放电结束电压Vb附近，或者SOC处于强制放电结束深度Cb附近)，为来自发电机的充电作好准备。
产业上的可利用性
本发明所涉及的电源系统及组电池的控制方法能够用于使用组电池的各种设备，尤其作为赛车用车辆的电池启动电源的可利用性较高。

Claims (18)

1.一种电源系统，其特征在于包括：
组电池，串联连接有多个电池，从该电池的串联电路向设备供电；
发电机，被发电的电力并列地供给到并联连接的所述组电池及所述设备；
多个强制放电部，对所述多个电池分别进行强制放电；
电池状态检测部，检测所述各电池的状态；以及
控制部，当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，通过所述强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至通过所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述各强制放电部包括：
强制放电电路，电阻和二极管的串联电路与所述各电池并联连接，并且所述二极管以所述各电池的放电电流的方向为所述二极管的顺方向的方式连接；以及
开关，与所述强制放电电路串联连接，基于来自所述控制部的指令，接通或断开所述强制放电电路与所述电池的连接。
3.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于：
所述第1状态是指所述电池的充电深度处于86.5％以上且95.5％以下的范围的状态，
所述第2状态是指所述电池的充电深度处于68.5％以上且77.5％以下的范围的状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源系统，其特征在于：
所述电池状态检测部检测各电池的电压来作为所述各电池的状态，
所述第1状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于该电池处于满充电时的电压的强制放电开始电压Va的状态，
所述第2状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于所述强制放电开始电压Va的电压的强制放电结束电压Vb的状态。
5.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于：
所述控制部，当由所述电池状态检测部检测的所述多个电池中的至少其中之一的电压达到所述强制放电开始电压Va时，通过所述强制放电部，将预先设定的设定放电电量，从达到所述强制放电开始电压Va的电池，以预先设定的指定电流值放电预先设定的指定时间，其中，所述预先设定的设定放电电量是作为使所述电池的电压从所述强制放电开始电压Va下降到所述强制放电结束电压Vb所需的放电电量而被预先设定的放电电量。
6.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于：
所述电池状态检测部检测各电池的电压来作为所述各电池的状态，
所述第1状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于该电池达到满充电时的电压的强制放电开始电压Va的状态，
所述第2状态是所述电池的电压达到被预先设定为低于所述强制放电开始电压Va的电压的强制放电结束电压Vb的状态，
所述控制部，当由所述电池状态检测部检测出的所述多个电池中的至少其中之一的电压达到所述强制放电开始电压Va时，在预先设定的设定时间期间，让与达到强制放电开始电压Va的电池并联连接的强制放电电路中的开关接通，其中，所述预先设定的设定时间是作为通过将所述开关接通从而使所述电池的电压从所述强制放电开始电压Va下降到所述强制放电结束电压Vb所需的时间而被预先设定的设定时间。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述电池为非水电解质二次电池。
8.根据权利要求7所述的电源系统，其特征在于：所述非水电解质二次电池的正极活性物质采用含钴的锂复合氧化物。
9.根据权利要求7或8所述的电源系统，其特征在于：所述强制放电开始电压Va被设定在每个所述电池为4.05V以上且4.15V以下的范围。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述强制放电结束电压Vb被设定在每个所述电池为3.85V以上且3.95V以下的范围。
11.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于：
所述电池状态检测部检测各电池的充电深度来作为所述各电池的状态，
所述第1状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的未达到满充电的充电深度的强制放电开始深度Ca的状态，
所述第2状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的低于所述强制放电开始深度Ca的充电深度的强制放电结束深度Cb的状态。
12.根据权利要求11所述的电源系统，其特征在于：
所述控制部，当由所述电池状态检测部检测出的所述多个电池中的至少其中之一的充电深度达到所述强制放电开始深度Ca时，通过所述强制放电部，将预先设定的设定放电电量，从达到所述强制放电开始深度Ca的电池，以预先设定的指定电流值放电预先设定的指定时间，其中，所述预先设定的设定放电电量是作为使所述电池的充电深度从所述强制放电开始深度Ca下降到强制放电结束深度Cb所需的放电电量而被预先设定的放电电量。
13.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于：
所述电池状态检测部检测各电池的充电深度来作为所述各电池的状态，
所述第1状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的未达到满充电的充电深度的强制放电开始深度Ca的状态，
所述第2状态是所述电池的充电深度达到被预先设定的低于所述强制放电开始深度Ca的充电深度的强制放电结束深度Cb的状态，
所述控制部，当由所述电池状态检测部检测出的所述多个电池中的至少其中之一的充电深度达到所述强制放电开始深度Ca时，在预先设定的设定时间期间，让与达到强制放电开始深度Ca的电池并联连接的强制放电电路中的开关接通，其中，所述预先设定的设定时间是作为通过将所述开关接通从而使所述电池的充电深度从所述强制放电开始深度Ca下降到所述强制放电结束深度Cb所需的时间而被预先设定的设定时间。
14.根据权利要求13所述的电源系统，其特征在于，所述电池状态检测部包括：
电流检测部，检测流经所述各电池的充放电电流；以及
充电深度算出部，按照该各电池，通过累积地进行由所述电流检测部检测出的充电电流的加算和放电电流的减算，从而算出所述各电池的充电深度。
15.根据权利要求14所述的电源系统，其特征在于，所述电流检测部包括：
多个电流检测用阻抗，分别与所述多个电池串联连接；以及
电流信号检测部，将所述各电流检测用阻抗的两端电压作为表示流经所述各电池的充放电电流的信号而取得，其中，
所述各强制放电电路，分别与电池和电流检测用阻抗的所述多个串联电路并联连接。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述强制放电开始深度Ca被设定在每个所述电池为86.5％以上且95.5％以下的范围。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述强制放电结束深度Cb被设定在每个所述电池为68.5％以上且77.5％以下的范围。
18.一种组电池的控制方法，从串联连接有多个电池的组电池向设备供电，其特征在于包括以下步骤：
将发电机发出的电力并列地供给到所述组电池及所述设备的步骤；
用电池状态检测部检测所述各电池的状态的步骤；以及
当通过所述电池状态检测部检测出所述多个电池中的至少其中之一处于表示该电池未达到满充电的第1状态时，控制部让强制放电部对被检测出处于该第1状态的电池进行放电，直至所述电池状态检测部检测出其已达到充电深度低于所述第1状态的第2状态为止的放电步骤。
CN2007800532660A 2007-06-08 2007-10-01 电源系统及组电池的控制方法 Expired - Fee Related CN101682091B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP152305/2007 2007-06-08
JP2007152305 2007-06-08
PCT/JP2007/069162 WO2008149475A1 (ja) 2007-06-08 2007-10-01 電源システムおよび組電池の制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101682091A true CN101682091A (zh) 2010-03-24
CN101682091B CN101682091B (zh) 2012-07-25

Family

ID=40093310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800532660A Expired - Fee Related CN101682091B (zh) 2007-06-08 2007-10-01 电源系统及组电池的控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100253284A1 (zh)
EP (1) EP2157657A4 (zh)
JP (1) JPWO2008149475A1 (zh)
KR (1) KR20100033509A (zh)
CN (1) CN101682091B (zh)
WO (1) WO2008149475A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916412A (zh) * 2012-10-15 2013-02-06 张从峰 电池/电容组串联逃逸电路
CN103427651A (zh) * 2013-07-25 2013-12-04 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 一种车用供电系统及其工作方法
CN103430418A (zh) * 2011-03-25 2013-12-04 Nec能源元器件株式会社 功率储存系统和二次电池控制方法
CN103580106A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 罗伯特·博世有限公司 蓄电池模块、蓄电池管理系统、驱动装置供电系统和机动车
CN105978065A (zh) * 2016-05-12 2016-09-28 Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 一种移动终端反向供电输出电流设置方法及装置
CN104052095B (zh) * 2013-03-15 2017-07-18 罗伯特·博世有限公司 蓄电池单池单元以及用于监控蓄电池单池的方法
CN108550926A (zh) * 2018-04-26 2018-09-18 奇瑞汽车股份有限公司 电池系统和电动汽车
CN109496197A (zh) * 2016-06-28 2019-03-19 通力股份公司 电力装置
CN112655131A (zh) * 2018-09-07 2021-04-13 Fdk株式会社 蓄电装置和充电方法
CN112823462A (zh) * 2019-02-21 2021-05-18 株式会社Lg化学 Ess的稳定系统及其方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8354824B2 (en) * 2009-05-08 2013-01-15 Robert Bosch Gmbh System and method for charging and discharging a Li-ion battery pack
JP2011090873A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Hitachi Vehicle Energy Ltd 扁平形二次電池モジュール
JP2011130551A (ja) * 2009-12-16 2011-06-30 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこれを備える車両
US20120274284A1 (en) * 2010-01-05 2012-11-01 A123 Systems, Inc. System and Method for Controlling Voltage of Individual Battery Cells Within a Battery Pack
CN105048012B (zh) * 2010-02-04 2018-12-18 株式会社杰士汤浅国际 充电方法
US9991551B2 (en) * 2010-02-04 2018-06-05 Gs Yuasa International Ltd. Assembled battery, method of charging an assembled battery, and charging circuit which charges an assembled battery
IT1399313B1 (it) 2010-04-07 2013-04-16 Ferrari Spa Impianto elettrico di un veicolo stradale con propulsione elettrica e relativo metodo di controllo
JP5664032B2 (ja) * 2010-09-02 2015-02-04 日産自動車株式会社 双極型二次電池
US8593110B2 (en) * 2010-11-19 2013-11-26 General Electric Company Device and method of battery discharge
JP5801605B2 (ja) 2011-05-16 2015-10-28 ラピスセミコンダクタ株式会社 比較回路、半導体装置、電池監視システム、充電禁止方法、及び充電禁止プログラム
JP6106991B2 (ja) 2011-09-09 2017-04-05 株式会社Ｇｓユアサ 状態管理装置、蓄電素子の均等化方法
EP2762346A1 (en) * 2011-09-26 2014-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery processing device, vehicle, battery processing method, and battery processing program
JP2013230003A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置、電源装置を備える車両及び蓄電装置並びに組電池の放電方法
GB201216127D0 (en) * 2012-09-11 2012-10-24 Jaguar Cars A method for determining the change in a vehicle battery
JP6026226B2 (ja) * 2012-10-30 2016-11-16 株式会社日立情報通信エンジニアリング 蓄電システム及び電源システム
KR101587472B1 (ko) * 2013-05-08 2016-01-21 주식회사 엘지화학 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법
JP2015002662A (ja) * 2013-06-18 2015-01-05 Fdk株式会社 二次電池の放電回路、バランス補正回路、及び蓄電装置
US11901747B2 (en) * 2013-07-23 2024-02-13 Altria Client Services Llc Charger for an electronic cigarette
EP2879266A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-03 Dialog Semiconductor GmbH Power management method for a stacked cell rechargeable energy storage and stacked cell rechargeable energy storage device
JP6237425B2 (ja) * 2014-04-09 2017-11-29 トヨタ自動車株式会社 車両
JP2015217692A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 電源制御装置
WO2015186517A1 (ja) * 2014-06-05 2015-12-10 ソニー株式会社 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
KR102523045B1 (ko) * 2016-01-12 2023-04-17 삼성전자주식회사 고장 셀 검출 장치 및 방법
US20200303732A1 (en) * 2016-03-31 2020-09-24 Kaneka Corporation Method for producing battery pack and method for manufacturing electricity storage device
KR102319239B1 (ko) * 2016-12-21 2021-10-28 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP6973213B2 (ja) * 2018-03-16 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム、及び二次電池制御方法
JP7100002B2 (ja) * 2019-09-10 2022-07-12 矢崎総業株式会社 電池制御ユニットおよび電池システム
JP7051776B2 (ja) * 2019-09-30 2022-04-11 矢崎総業株式会社 電池制御ユニットおよび電池システム
US20220355140A1 (en) * 2021-05-05 2022-11-10 Oshkosh Corporation Operational modes for a driveline of an electrified fire fighting vehicle

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3997830A (en) * 1974-11-27 1976-12-14 Rca Corporation Satellite battery reconditioning system and method
US4313080A (en) * 1978-05-22 1982-01-26 Battery Development Corporation Method of charge control for vehicle hybrid drive batteries
FR2438934A1 (fr) * 1978-10-09 1980-05-09 Accumulateurs Fixes Dispositif de regulation de la charge d'une batterie d'accumulateurs
US5504415A (en) * 1993-12-03 1996-04-02 Electronic Power Technology, Inc. Method and apparatus for automatic equalization of series-connected batteries
US6022640A (en) * 1996-09-13 2000-02-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state rechargeable lithium battery, stacking battery, and charging method of the same
JPH11122840A (ja) * 1997-10-13 1999-04-30 Toyota Motor Corp 二次電池制御装置
JP3989107B2 (ja) * 1998-07-27 2007-10-10 三洋電機株式会社 二次電池の充電量をバランスさせる方法
JP3870577B2 (ja) * 1998-09-14 2007-01-17 株式会社デンソー 組電池のばらつき判定方法及びバッテリ装置
JP3676134B2 (ja) * 1998-11-30 2005-07-27 三洋電機株式会社 充放電制御方法
JP2000166103A (ja) * 1998-12-01 2000-06-16 Sanyo Electric Co Ltd 充放電制御方法
JP4022797B2 (ja) * 1999-03-29 2007-12-19 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 群電池の容量平準化回路
JP3331201B2 (ja) * 1999-12-22 2002-10-07 株式会社日立製作所 組電池の電池電圧補正装置
JP4187942B2 (ja) * 2001-03-21 2008-11-26 株式会社デンソー 充電状態制御装置
WO2002080332A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-10 Designline Limited Battery management unit, system and method
JP3620517B2 (ja) * 2002-06-12 2005-02-16 日産自動車株式会社 組電池の電圧制御装置
JP4065232B2 (ja) * 2003-12-11 2008-03-19 三洋電機株式会社 電池の充電方法
JP2005224013A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Honda Motor Co Ltd 電源装置
JP4400536B2 (ja) * 2004-12-27 2010-01-20 日産自動車株式会社 組電池の容量調整装置および容量調整方法
US20070080664A1 (en) * 2005-07-29 2007-04-12 Ford Global Technologies, Llc System and method for rebalancing a battery during vehicle operation

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103430418B (zh) * 2011-03-25 2016-08-24 Nec能源元器件株式会社 功率储存系统和二次电池控制方法
CN103430418A (zh) * 2011-03-25 2013-12-04 Nec能源元器件株式会社 功率储存系统和二次电池控制方法
US9368992B2 (en) 2011-03-25 2016-06-14 Nec Energy Devices, Ltd. Power storage system and secondary battery control method
CN103580106A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 罗伯特·博世有限公司 蓄电池模块、蓄电池管理系统、驱动装置供电系统和机动车
CN102916412A (zh) * 2012-10-15 2013-02-06 张从峰 电池/电容组串联逃逸电路
CN102916412B (zh) * 2012-10-15 2016-01-20 艾维新能源科技南京有限公司 电池/电容组串联逃逸电路
CN104052095B (zh) * 2013-03-15 2017-07-18 罗伯特·博世有限公司 蓄电池单池单元以及用于监控蓄电池单池的方法
CN103427651A (zh) * 2013-07-25 2013-12-04 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 一种车用供电系统及其工作方法
CN105978065A (zh) * 2016-05-12 2016-09-28 Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 一种移动终端反向供电输出电流设置方法及装置
CN109496197A (zh) * 2016-06-28 2019-03-19 通力股份公司 电力装置
CN109496197B (zh) * 2016-06-28 2022-01-04 通力股份公司 电力装置
CN108550926A (zh) * 2018-04-26 2018-09-18 奇瑞汽车股份有限公司 电池系统和电动汽车
CN112655131A (zh) * 2018-09-07 2021-04-13 Fdk株式会社 蓄电装置和充电方法
CN112655131B (zh) * 2018-09-07 2023-11-03 Fdk株式会社 蓄电装置和充电方法
CN112823462A (zh) * 2019-02-21 2021-05-18 株式会社Lg化学 Ess的稳定系统及其方法
CN112823462B (zh) * 2019-02-21 2024-03-15 株式会社Lg新能源 Ess的稳定系统及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20100253284A1 (en) 2010-10-07
WO2008149475A1 (ja) 2008-12-11
EP2157657A1 (en) 2010-02-24
EP2157657A4 (en) 2011-09-28
JPWO2008149475A1 (ja) 2010-08-19
KR20100033509A (ko) 2010-03-30
CN101682091B (zh) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101682091B (zh) 电源系统及组电池的控制方法
CN101803144B (zh) 电源系统
US8450974B2 (en) Electric vehicle extended range hybrid battery pack system
EP2269262B1 (en) Leadless starting accumulator battery, processing method and its use, particularly for combustion engines and motor vehicles
CN101816082A (zh) 电源系统
US20100188054A1 (en) Battery internal short-circuit detecting device and method, battery pack, and electronic device system
CN101809803A (zh) 电源系统以及电池集合体的控制方法
CN101611525A (zh) 充电系统、充电装置以及电池组件
CN101809804A (zh) 电源系统以及电池集合体的控制方法
CN103403565A (zh) 剩余寿命判定方法
CN101523659A (zh) 放电控制装置
CN101504977A (zh) 多电池电源系统
JP5705046B2 (ja) 電源システム
CN101663791B (zh) 电源系统及组电池的充电方法
KR20160063757A (ko) 배터리 충전방법 및 이를 이용한 배터리 팩
CN117301955B (zh) 电池包切换电路、动力电池系统及电池包切换方法
US20230369874A1 (en) Method for increasing the discharge capacity of a battery cell and charge system adapted to such method
JP5626756B2 (ja) リチウムイオン組電池の管理方法および管理装置
CN107978810A (zh) 一种牵引蓄电池包
US20220006300A1 (en) Electrical energy store, device and method for operating an electrical energy store
KR20240030924A (ko) 리튬황 전지용 가스 억제 장치 및 억제 방법
CN112776668A (zh) 用于给电蓄能器系统充电的方法、电蓄能器系统和车辆
CN116061670A (zh) 电池系统和用于控制电池系统的方法
Keller et al. Lithium-ion batteries for hybrid and electric vehicles
JP2000253509A (ja) 電動車

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120725

Termination date: 20151001

EXPY Termination of patent right or utility model