CN103430419B - 平衡校准装置、蓄电系统以及输送装置 - Google Patents

Abstract

抑制由平衡校准电路使电荷从电压低的蓄电单元向电压高的蓄电单元移动。包括：电感器；第一开关元件；第二开关元件；控制信号发生部，将控制第一开关元件及第二开关元件的闭合断开动作的控制信号提供给第一开关元件及第二开关元件，使第一开关元件及第二开关元件交替地进行闭合动作和断开动作；控制信号发生部在蓄电系统的动作中当接收到表示蓄电系统的状态临时被切换到充电状态的状态迁移信号时，停止产生控制信号。

Description

平衡校准装置、蓄电系统以及输送装置

技术领域

本发明涉及一种平衡校准装置及蓄电系统。

背景技术

当使用串联连接的多个蓄电单元时，如果蓄电单元间的电压产生偏差，则会使蓄电单元的寿命变短。因此，提出一种平衡校准电路，该平衡校准电路包括电感器、开关元件及开关元件的驱动电路，使蓄电单元间的电压均等化（参照专利文献1～3）。

专利文献1：特开2006─067742号公报

专利文献2：特开2008─017605号公报

专利文献3：特开2009─232660号公报

发明内容

发明要解决的问题

平衡校准电路通过使电荷从电压高的蓄电单元向电压低的蓄电单元移动，从而使蓄电单元间的电压均等化。然而，发明人们发现，平衡校准电路有的时候也会使电荷从电压低的蓄电单元向电压高的蓄电单元移动。当电荷从电压低的蓄电单元向电压高的蓄电单元移动时，蓄电单元间的电压均等化所花费的时间变长。因此，在本发明的一个侧面中，其目的是提供一种能够解决上述问题的平衡校准装置及蓄电系统。该目的通过权利要求书中的独立权利要求所记载的特征组合实现。另外，从属权利要求限定了本发明进一步的较佳具体例。

用于解决问题的方案

在本发明第一方式中提供一种平衡校准装置，在具有串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的蓄电系统中，使第一蓄电单元与第二蓄电单元的电压均等化，平衡校准装置包括：电感器，一端电连接于第一蓄电单元的一端与第二蓄电单元的一端的连接点；第一开关元件，电连接于电感器的另一端与第一蓄电单元的另一端之间；第二开关元件，电连接于电感器的另一端与第二蓄电单元的另一端之间；控制信号发生部，将控制第一开关元件及第二开关元件的闭合断开动作的控制信号提供给第一开关元件及第二开关元件，使第一开关元件及第二开关元件交替地进行闭合动作和断开动作；控制信号发生部在蓄电系统的运行中当接收到表示蓄电系统的状态临时被切换到充电状态的状态迁移信号时，停止产生控制信号。

在上述平衡校准装置中可以包括第三开关元件，电连接于第一蓄电单元的另一端或第二蓄电单元的另一端与控制信号发生部之间，根据状态迁移信号限制对控制信号发生部的电力供应。

在上述平衡校准装置中，第三开关元件可以为双极结型晶体管。上述平衡校准装置可以进一步包括：状态迁移信号输入端子，输入状态迁移信号；第一电阻元件，电连接于双极结型晶体管的基极与状态迁移信号输入端子之间；第二电阻元件，一端电连接于双极结型晶体管的基极与第一电阻元件之间，另一端电连接于第一蓄电单元的另一端或第二蓄电单元的另一端与第三开关元件之间。

在本发明第二方式中提供一种蓄电系统，包括：串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元；以及上述平衡校准装置，使第一蓄电单元与第二蓄电单元的电压均等化。

在本发明第三方式中提供一种输送装置，包括：上述蓄电系统；电动机，与蓄电系统电连接，当输送装置制动时，将输送装置的动能及输送装置的势能的至少一方转换为电能；制动信号发生部，产生表示使输送装置制动或者输送装置正在制动的制动信号；及状态迁移信号发生部，当接收到制动信号时，将状态迁移信号通知给平衡校准装置。

另外，上述发明内容并未列举出本发明的全部可能特征，所述特征组的子组合也有可能构成发明。

附图说明

图1示意性地显示了具有蓄电系统110的装置100的一例。

图2示意性地显示了蓄电系统210的一例。

图3示意性地显示了蓄电系统210的动作的一例。

图4示意性地显示了蓄电系统410的一例。

图5示意性地显示了蓄电系统510的一例。

具体实施方式

以下通过发明实施方式对本发明的一个侧面进行了说明，但以下实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定。并且，实施方式中说明的特征组合也并非全部为本发明的解决方案所必要。另外，虽然参照附图对实施方式进行了说明，但在附图的记载中，为相同或近似的部分标注相同的参考标记，并可能会省略重复的说明。

图1示意性地显示了具有蓄电系统110的装置100的一例。装置100包括：电动机102、制动信号发生部104、状态迁移信号发生部106和蓄电系统110。装置100可以是电动汽车、混合动力汽车、电动摩托车、铁道车辆、升降机等输送装置。装置100也可以为PC、手机等电器。

蓄电系统110包括：端子112、端子114、包含蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128的串联连接的多个蓄电单元、以及包含平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136的多个平衡校准电路。平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136可以为平衡校准装置的一例。

“电连接”并不限于某个元件与另一元件直接连接的情形。某个元件与另一元件之间也可以间隔有第三元件。另外，也并不限于某个元件与另一元件物理连接的情形。例如，变压器的输入绕组与输出绕组虽然没有物理连接，但也是电连接。进一步地，并不仅仅是某个元件与另一元件实际已电连接的情形，也包含当蓄电单元与平衡校准电路电连接时，某个元件才与另一元件电连接的情形。另外，“串联连接”是指某个元件与另一元件串联电连接。

电动机102与蓄电系统110电连接，并利用蓄电系统110供应的电力。电动机102可以为电力负载的一例。电动机102也可以用作再生制动器。当装置100进行制动时，电动机102可以将装置100的动能及装置100的势能中的至少一方转换为电能。

制动信号发生部104可以产生表示使装置100制动的刹车信号φ12。制动信号发生部104当检测出由用户等进行制动操作时可以产生刹车信号φ12。制动信号发生部104当检测出使电动机102产生驱动力的操作被解除时可以产生刹车信号φ12。当装置100为电动汽车等车辆时，使电动机102产生驱动力的操作可以为加速操作。制动信号发生部104当检测出加速放缓或者检测出用户抬离加速器时，可以产生刹车信号φ12。

制动信号发生部104可以产生表示装置100正在制动的再生信号φ14。制动信号发生部104与电动机102电连接，可以检测出流经电动机102的电流。制动信号发生部104可以在检测出电动机102产生再生电流时，产生再生信号φ14。

制动信号发生部104可以将刹车信号φ12及再生信号φ14中的至少之一通知给平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136中的至少之一。刹车信号φ12及再生信号φ14可以为制动信号的一例。

状态迁移信号发生部106接收由制动信号发生部104产生的刹车信号φ12及再生信号φ14中的至少之一。状态迁移信号发生部106当接收到刹车信号φ12及再生信号φ14中的至少之一时，将状态迁移信号φ16通知给平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136中的至少之一。

状态迁移信号φ16可以是表示在蓄电系统110的运行中蓄电系统110的状态临时被切换为充电状态的信号。状态迁移信号φ16可以是表示电动机102正在产生再生电流或者表示电动机102有可能会产生再生电流的信号。“表示……被切换”并不仅指从现在开始被切换的情形，也包含已经被切换的情形。“从现在开始被切换”并不仅仅是结果上被切换的情形，也包含有可能被切换的情形。

蓄电系统110可以具有：为电动机102供应电力的放电状态、蓄积电能的充电状态、在装置100的运行中既不充电也不放电的待机状态、随着将装置100的电源断开或者切断对电动机102的电力供应而形成的停止状态。蓄电系统110处于“运行中”是指蓄电系统110的状态不是停止状态。当蓄电系统110的状态处于放电状态、充电状态及待机状态时，蓄电系统110可以处于运行中。

蓄电系统110可以在执行了将装置100的电源断开或者切断对电动机102的电力供应的操作之后，当满足预定条件时转移到停止状态。将装置100的电源断开或者切断对电动机102的电力供应的操作可以是将点火开关断开的操作。预定条件可以是在执行上述操作后经过预定时间。预定条件也可以是相邻蓄电单元间的电压差小于预定值。

例如，当电动机102利用由蓄电系统110供应的电力驱动电动汽车时，如果用户执行制动操作，则电动机102产生再生电流。此后，如果用户执行加速操作，则电动机102利用由蓄电系统110供应的电力再次驱动电动汽车。

这样一来，在产生再生电流的期间，虽然蓄电系统110正处于运行中，蓄电系统110的状态也会临时地从放电状态切换到充电状态。此时，状态迁移信号发生部106可以将状态迁移信号φ16通知给平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136中的至少之一。

另一方面，当蓄电系统110与外部的充电装置电连接来对蓄电系统110进行充电时，在蓄电系统110的停止状态下，蓄电系统110的状态切换为充电状态。因此，此时，状态迁移信号发生部106可以不将状态迁移信号φ16通知给平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136中的至少之一。

状态迁移信号φ16也可以为表示在平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136中的至少之一的运行中蓄电系统110的状态临时被切换为充电状态的信号。此时，平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136最好在作为各自校准对象的蓄电单元间的电压差小于预定值时，停止平衡校准功能。

状态迁移信号发生部106可以基于接收到的信号产生状态迁移信号φ16。状态迁移信号发生部106可以将接收到的信号与产生或不产生状态迁移信号φ16或者停止相关联地保存为信号发生条件。状态迁移信号发生部106可以根据接收到的信号和信号发生条件确定产生或不产生状态迁移信号φ16或者停止。

状态迁移信号发生部106可以当接收到刹车信号φ12及再生信号φ14中的至少一方时产生状态迁移信号φ16。从而能够在电动机102产生再生电流之前产生状态迁移信号φ16。另外，当电动机102正在产生再生电流时能够可靠地产生状态迁移信号φ16。上述条件可以为信号发生条件的一例。

例如，当作为装置100的一例的电动汽车遇红灯而停车时，即使用户踩下了制动器，电动机102也不会产生再生电流。因此，当装置100的速度及加速度小于预定值时，状态迁移信号发生部106即使接收到刹车信号φ12也可以不产生状态迁移信号φ16。状态迁移信号发生部106可以从图中未示出的速度检测装置及加速度检测装置获得表示装置100的速度及加速度的信号。状态迁移信号发生部106也可以当相邻蓄电单元间的电压差小于预定值时不产生状态迁移信号φ16。上述条件可以为信号发生条件的一例。

状态迁移信号发生部106也可以在接收到刹车信号φ12后经过预定时间也没有收到再生信号φ14时，停止产生状态迁移信号φ16。状态迁移信号发生部106可以当再生电流的电流值小于预定值时，停止产生状态迁移信号φ16。移信号发生部106可以当接收到表示蓄电系统110的状态切换到放电状态的信号时，停止产生状态迁移信号φ16。状态迁移信号发生部106可以当接收到使装置100及蓄电系统110中的至少一方停止的信号时，停止产生状态迁移信号φ16。上述条件可以为信号发生条件的一例。

在本实施方式中，针对装置100具有状态迁移信号发生部106并将状态迁移信号φ16从状态迁移信号发生部106通知给蓄电系统110的情形进行了说明。但状态迁移信号并不限于此。

制动信号发生部104可以将刹车信号φ12及再生信号φ14的至少一方通知给平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136中的至少之一。此时，制动信号发生部104可以为状态迁移信号发生部106的一例。刹车信号φ12及再生信号φ14可以为状态迁移信号φ16的一例。另外，检测出由用户等进行制动操作的信号、检测出使电动机102产生动力的操作被解除的信号、检测出电动机102正在产生再生电流的信号等可以为制动信号的一例。

蓄电系统110与电动机102电连接，为电动机102供应电力。蓄电系统110与图中未示出的充电装置电连接，蓄积电能。

端子112及端子114将电动机102、充电装置等系统外部的装置与蓄电系统110电连接。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128串联连接。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128可以为二次电池或电容器。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128可以为锂离子电池或锂聚合物电池。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128中的每一个也可以包含多个蓄电单元。

例如，当在蓄电单元122与蓄电单元124之间制造质量、老化程度等不同时，有时会在蓄电单元122及蓄电单元124的电池特性上产生差异。电池特性例如可以举出：电池容量、或者表示电池电压相对于放电时间的关系的放电电压特性。例如，随着蓄电单元的老化，电池电压会以更短的放电时间下降。

当蓄电单元122与蓄电单元124的电池特性不同时，即便在蓄电系统110的充电结束时蓄电单元122与蓄电单元124的电压大致相同，但随着蓄电系统110的放电的进行，会在蓄电单元122与蓄电单元124之间产生电压差。而且，即便在蓄电系统110的充电开始时蓄电单元122与蓄电单元124的电压大致相同，但随着蓄电系统110的充电的进行，在蓄电单元122与蓄电单元124之间产生电压差。

由于蓄电单元122及蓄电单元124可利用的充电电平（有时称为荷电状态，StateofCharge，SOC）的范围是预先确定的，因此当在蓄电单元122与蓄电单元124之间产生电压差时，蓄电系统110的利用效率就会恶化。因此，通过使蓄电单元122与蓄电单元124的电压均等化，便能够提高蓄电系统110的利用效率。

平衡校准电路132具有电感器，使蓄电单元122与蓄电单元124的电压均等化。平衡校准电路132电连接于：蓄电单元122的位于端子112侧的一端（有时称为正极侧）、以及蓄电单元122的位于端子114侧的一端（有时称为负极侧）与蓄电单元124的正极侧的连接点143。从而形成包含蓄电单元122及电感器的电路。平衡校准电路132电连接于：连接点143、以及蓄电单元124的负极侧与蓄电单元126的正极侧的连接点145。从而形成包含蓄电单元124及电感器的电路。

平衡校准电路132使电流交替地流过：包含蓄电单元122和电感器的电路、以及包含蓄电单元124和电感器的电路。从而在蓄电单元122与蓄电单元124之间，通过电感器来收发电能。这样一来，便能够使蓄电单元122与蓄电单元124的电压均等化。

发明人们发现，平衡校准装置有时会使电荷从电压低的蓄电单元向电压高的蓄电单元移动。随着蓄电单元的老化，蓄电单元的内部电阻也增大。因此可以认为，如果在正常的蓄电单元与老化的蓄电单元之间产生电压差的状态下使平衡校准装置动作的同时进行充电，则根据充电电流的大小，老化的蓄电单元中的电压降比正常的蓄电单元中的电压降更大。

因此，在本实施方式中，平衡校准电路132可以在接收到状态迁移信号φ16时停止功能。从而能够防止由平衡校准电路132使电荷从电压低的蓄电单元向电压高的蓄电单元移动。

平衡校准电路134使蓄电单元124与蓄电单元126的电压均等化。平衡校准电路134电连接于：连接点143、连接点145、以及蓄电单元126的负极侧与蓄电单元128的正极侧的连接点147。平衡校准电路136使蓄电单元126与蓄电单元128的电压均等化。平衡校准电路136电连接于：连接点145、连接点147、以及蓄电单元128的负极侧。平衡校准电路134及平衡校准电路136可以具有与平衡校准电路132相同的结构。

图2示意性地显示了蓄电系统210的一例。蓄电系统210包括：端子212、端子214、串联连接的蓄电单元222和蓄电单元224、以及平衡校准电路232。平衡校准电路232可以为平衡校准装置的一例。蓄电单元222可以为第一蓄电单元的一例。蓄电单元224可以为第二蓄电单元的一例。

端子212及端子214可以分别具有与蓄电系统110的端子112及端子114相同的结构。蓄电单元222及蓄电单元224可以具有与蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126或蓄电单元128相同的结构。蓄电系统110可以具有与蓄电系统210相同的结构。平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136可以具有与平衡校准电路232相同的结构。

平衡校准电路232使蓄电单元222与蓄电单元224的电压均等化。平衡校准电路232包括：电感器250、开关元件252、开关元件254、控制信号发生部272、二极管282、二极管284、以及控制用电源开关电路290。开关元件252可以为第一开关元件的一例。开关元件254可以为第二开关元件的一例。

平衡校准电路232电连接于蓄电单元222的正极侧以及蓄电单元222的负极侧与蓄电单元224的正极侧的连接点243。从而形成包含有蓄电单元222、开关元件252以及电感器250的第一开关电路。平衡校准电路232电连接于连接点243以及蓄电单元224的负极侧。从而形成包含有蓄电单元224、电感器250以及开关元件254的第二开关电路。连接点243可以为第一蓄电单元的一端与第二蓄电单元的一端的连接点的一例。

电感器250的一端电连接于连接点243。电感器250的另一端可以电连接于开关元件252与开关元件254的连接点263。当开关元件252及开关元件254交替地反复进行闭合（ON）动作及断开（OFF）动作（有时称为闭合·断开动作）时，在电感器250上产生电感器电流IL。

开关元件252电连接于电感器250的另一端与蓄电单元222的正极侧之间。开关元件252从控制信号发生部272接收控制信号φ22，并基于控制信号φ22执行闭合动作或断开动作。从而将第一开关电路进行开闭。开关元件252可以为MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）。开关元件252可以为在没有接收到控制信号φ22时执行断开动作的元件。

开关元件254电连接于电感器250的另一端与蓄电单元224的负极侧之间。开关元件254从控制信号发生部272接收控制信号φ24，并基于控制信号φ24执行闭合动作或断开动作。从而将第二开关电路进行开闭。开关元件254可以为MOSFET。开关元件254可以为在没有接收到控制信号φ24时执行断开动作的元件。

控制信号发生部272产生用于控制开关元件252的闭合·断开动作的控制信号φ22以及用于控制开关元件254的闭合·断开动作的控制信号φ24。控制信号发生部272将控制信号φ22提供给开关元件252。控制信号发生部272将控制信号φ24提供给开关元件254。

控制信号发生部272可以产生控制信号φ22及控制信号φ24，以使开关元件252及开关元件254交替地反复执行闭合·断开动作。从而能够使开关元件252及开关元件254交替地执行闭合·断开动作。控制信号φ22及控制信号φ24分别可以为占空比为50%的方形波。占空比可以作为闭合期间相对于方形波周期的比例进行计算。

控制信号发生部272可以为产生预定周期的脉冲列的脉冲发生器。控制信号发生部272也可以为可变地控制控制信号φ22及控制信号φ24的至少一方的占空比的可变脉冲发生器。控制信号发生部272可以与开关元件252及开关元件254形成于同一基板上。

控制信号发生部272可以当平衡校准电路232接收到状态迁移信号φ16时，停止产生控制信号φ22及φ24。据此，通过由状态迁移信号发生部106将状态迁移信号φ16通知给蓄电系统110，便能够停止平衡校准电路232的功能。因此能够防止由平衡校准电路132使电荷从电压低的蓄电单元向电压高的蓄电单元移动。

控制信号发生部272可以与蓄电单元222的正极侧及蓄电单元224的负极侧电连接。控制信号发生部272可以将蓄电单元222及蓄电单元224用作基准电压的电源。

二极管282与开关元件252并行设置，使电流沿着从电感器250的另一端向蓄电单元222的正极侧的方向流动。二极管284与开关元件254并行设置，使电流沿着从蓄电单元224的负极侧向电感器250的另一端的方向流动。二极管282及二极管284可以为等效地形成于MOSFET的源漏极之间的寄生二极管。

通过设置二极管282及二极管284，即使在开关元件252及开关元件254都处于断开状态的期间残留有电感器电流IL时，该电感器电流IL仍然能够经由二极管282或二极管284进行持续流动。从而能够对电感器250上曾经产生的电感器电流IL毫无浪费地加以利用。并且能够抑制当阻断电感器电流IL时所产生的浪涌电压。

控制用电源开关电路290设置于蓄电单元222的正极侧与控制信号发生部272之间。控制用电源开关电路290当接收到状态迁移信号φ16时，限制对控制信号发生部272的电力供应。从而能够停止平衡校准电路232的功能。

在本实施方式中，当状态迁移信号φ16为“L”电平时，控制用电源开关电路290向控制信号发生部272供应电力。另一方面，当状态迁移信号φ16为“H”电平时，控制用电源开关电路290限制对控制信号发生部272的电力供应。

控制用电源开关电路290具有信号输入端子292、开关元件294、电阻296以及二极管297。状态迁移信号φ16输入到信号输入端子292。信号输入端子292可以为状态迁移信号输入端子的一例。

开关元件294电连接于蓄电单元222的正极侧与控制信号发生部272之间开关元件294根据状态迁移信号φ16限制对控制信号发生部272的电力供应开关元件294可以为MOSFET、双极结型晶体管等晶体管。开关元件294可以为PNP型双极结型晶体管。开关元件294可以为第三开关元件的一例。

电阻296可以电连接于开关元件294与信号输入端子292之间。当开关元件294为双极结型晶体管时，电阻296可以电连接于开关元件294的基极与信号输入端子292之间。二极管297可以电连接于信号输入端子292与电阻296之间。

图3示意性地显示了蓄电系统210的动作的一例。图3与控制信号φ22及控制信号φ24的波形的一例相对应地显示了曲线图302、曲线图304及曲线图306。在曲线图302、曲线图304及曲线图306中，横轴表示时间的经过。而纵轴表示电感器电流IL的大小。在图3中，电感器电流IL的大小以从连接点263向连接点243流动的电流（在图2中由实线箭头表示）为正进行表示。

曲线图302示意性地显示了当蓄电单元222的电压E2大于蓄电单元224的电压E4时的电感器电流IL随时间变化的一例。曲线图304示意性地显示了当蓄电单元222的电压E2小于蓄电单元224的电压E4时的电感器电流IL随时间变化的一例。曲线图306示意性地显示了当蓄电单元222的电压E2与蓄电单元224的电压E4大致相同时的电感器电流IL随时间变化的一例。

在图3中，控制信号φ22及控制信号φ24是占空比为50%的方形波。如图3所示，控制信号φ22及控制信号φ24具有彼此互补的逻辑或相位极性，以使当开关元件252及开关元件254的一方处于闭合状态的期间，另一方处于断开状态。

如曲线图302所示，在蓄电单元222的电压E2大于蓄电单元224的电压E4的情况下，当开关元件252处于闭合状态时，电流沿着蓄电单元222的正极侧─开关元件252─连接点263─电感器250─连接点243─蓄电单元222的负极侧这样的电流路径进行流动。此时，电感器电流IL沿图2中的实线箭头方向对电感器250充电。

然后，当开关元件252变为断开状态而开关元件254变为闭合状态时，对电感器250充电的电感器电流IL沿电感器250的一端─连接点243─蓄电单元224─开关元件254─连接点263─电感器250的另一端这样的电流路径进行放电。该放电与对蓄电单元224的充电同时进行。如图3所示，电感器电流IL通过放电而随着时间减少，当放电电流变为0时，与放电电流反方向的充电电流会流经电感器250。

如曲线图304所示，在蓄电单元222的电压E2小于蓄电单元224的电压E4的情况下，当开关元件254为闭合状态时，电流沿着蓄电单元224的正极侧─连接点243─电感器250─连接点263─开关元件254─蓄电单元224的负极侧这样的电流路径流动。此时，电感器电流IL沿图2中的虚线箭头方向对电感器250充电。

然后，当开关元件254变为断开状态而开关元件252变为闭合状态时，对电感器250充电的电感器电流IL沿着电感器250的另一端─连接点263─开关元件252─蓄电单元222─连接点243─电感器250的一端这样的电流路径进行放电。该放电与对蓄电单元222的充电同时进行。

如上所述，通过由平衡校准电路232使电流交替地流经第一开关电路和第二开关电路，从而能够通过电感器250在蓄电单元122与蓄电单元124之间收发电能。因此能够使蓄电单元122与蓄电单元124的电压均等化。

如曲线图306所示，当蓄电单元222的电压E2与蓄电单元224的电压E4大致相同时，在开关元件252或开关元件254处于闭合状态的期间，电感器电流IL的放电和充电大致等量地实施。因此能够维持电压大致平衡的状态。

此处，由于随着蓄电单元的老化而电池电压以更短的放电时间下降，因此，在蓄电系统210的放电状态下，越老化的蓄电单元的电池电压越容易下降。另一方面，随着蓄电单元的老化，蓄电单元的内部电阻也增大。因此，当在正常的蓄电单元与老化的蓄电单元之间产生电压差的状态下蓄电系统210的状态切换到充电状态时，根据充电电流的大小，老化的蓄电单元中的电压降比正常的蓄电单元中的电压降更大。

其结果是，尽管老化的蓄电单元实际上所蓄积的电能较少，但从表象上看，老化的蓄电单元的电池电压较高。当此状态下使平衡校准电路232运行时，便会使电荷从老化的蓄电单元向正常的电池单元移动。

因此，在本实施方式中，平衡校准电路132在信号输入端子292被输入状态迁移信号φ16而开关元件294的基极电压大于预定值时，开关元件294限制对控制信号发生部272的电力供应。从而能够停止平衡校准电路232的功能。

在本实施方式中，为了简化说明，针对控制信号φ22及控制信号φ24的占空比为50%的情形进行了说明。然而，控制信号φ22及控制信号φ24并不限于此。控制信号φ22及控制信号φ24的占空比可以对应于蓄电单元222及蓄电单元224的电压差进行更改。

图4示意性地显示了蓄电系统410的一例。蓄电系统410包括：端子212、端子214、串联连接的蓄电单元222及蓄电单元224以及平衡校准电路432。平衡校准电路432可以为平衡校准装置的一例。

平衡校准电路432使蓄电单元222与蓄电单元224的电压均等化。平衡校准电路432包括：电感器250、开关元件252、开关元件254、控制信号发生部272、二极管282、二极管284以及控制用电源开关电路490。

平衡校准电路432与平衡校准电路232相比，在控制用电源开关电路490设置于蓄电单元224的负极侧与控制信号发生部272之间这一点上不同。在本实施方式中，当状态迁移信号φ16为“H”电平时，控制用电源开关电路490向控制信号发生部272供应电力。另一方面，当状态迁移信号φ16为“L”电平时，控制用电源开关电路290限制对控制信号发生部272的电力供应。在其他方面，可以具有与平衡校准电路232相同的结构。

对与平衡校准电路232的各部分相同或相似的部分标注相同的参考符号并省略重复的说明。蓄电系统110可以具有与蓄电系统410相同的结构。平衡校准电路132、平衡校准电路134及平衡校准电路136可以具有与平衡校准电路432相同的结构。

控制用电源开关电路490具有信号输入端子292、开关元件494、电阻296以及二极管297。开关元件494电连接于蓄电单元224的负极侧与控制信号发生部272之间。开关元件494根据状态迁移信号φ16限制对控制信号发生部272的电力供应。

开关元件494可以为MOSFET、双极结型晶体管等晶体管。开关元件494可以为NPN型双极结型晶体管。开关元件494可以为第三开关元件的一例。

图5示意性地显示了蓄电系统510的一例。蓄电系统510包括：信号输入端子502、开关元件504、电阻506、二极管507、端子512、端子514、蓄电单元522、蓄电单元524、蓄电单元526、蓄电单元528、平衡校准电路532、平衡校准电路534以及平衡校准电路536。平衡校准电路532、平衡校准电路534及平衡校准电路536可以为平衡校准装置的一例。

端子512可以具有与端子112或端子212相同的结构。端子514可以具有与端子114或端子214相同的结构。蓄电单元522、蓄电单元524、蓄电单元526及蓄电单元528可以分别具有与蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126、蓄电单元128、蓄电单元222或蓄电单元224相同的结构。

蓄电系统510与蓄电系统210及蓄电系统410相比，在具有信号输入端子502、开关元件504、电阻506及二极管507这一点上不同。平衡校准电路532、平衡校准电路534及平衡校准电路536与平衡校准电路232及平衡校准电路432相比，在具有控制用电源开关电路590这一点上不同。在其他方面，可以具有与平衡校准电路232相同的结构。对与平衡校准电路232的各部分相同或类似的部分标注相同的参考符号并省略重复的说明。

蓄电系统110、蓄电系统210及蓄电系统410可以具有与蓄电系统510相同的结构。平衡校准电路132、平衡校准电路134、平衡校准电路136可以具有与平衡校准电路532相同的结构。控制用电源开关电路290及控制用电源开关电路490可以具有与控制用电源开关电路590相同的结构。

另外，在本实施方式中，为了简化说明，平衡校准电路532、平衡校准电路534及平衡校准电路536不具有二极管282及二极管284。然而，平衡校准电路532、平衡校准电路534及平衡校准电路536可以与平衡校准电路232同样地具有二极管282及二极管284。

状态迁移信号φ16输入到信号输入端子502。信号输入端子502可以为状态迁移信号输入端子的一例。

开关元件504根据状态迁移信号φ16限制对控制信号发生部272的电力供应。开关元件504可以电连接于控制用电源开关电路590、端子512或端子514。开关元件504可以为MOSFET、双极结型晶体管等晶体管。

在本实施方式中，开关元件504为NPN型的双极结型晶体管，与端子514电连接。也就是说，开关元件504电连接于平衡校准电路532、平衡校准电路534及平衡校准电路536的控制用电源开关电路590的每一个与蓄电单元528的负极侧之间。

据此，当状态迁移信号φ16为“H”电平时，开关元件504变为闭合状态。另一方面，当状态迁移信号φ16为“L”电平时，开关元件504变为断开状态。当开关元件504为闭合状态时，平衡校准电路534及平衡校准电路536的开关元件294的每一个也变为闭合状态，由控制用电源开关电路590向控制信号发生部272供应电力。另一方面，当开关元件504为断开状态时，平衡校准电路534及平衡校准电路536的开关元件294的每一个也变为断开状态，由控制用电源开关电路590限制对控制信号发生部272的电力供应。

电阻506可以电连接于信号输入端子502与开关元件504之间。当开关元件504为双极结型晶体管时，电阻506可以电连接于开关元件504的基极与信号输入端子502之间。二极管507可以电连接于信号输入端子502与电阻506之间。

控制用电源开关电路590具有开关元件294、电阻296、二极管297以及电阻595。电阻595可以为第二电阻元件的一例。

在本实施方式中，开关元件294为PNP型双极结型晶体管，电阻595的一端电连接于开关元件294的基极与电阻296之间。电阻595的另一端电连接于蓄电单元522的正极与开关元件294之间。

通过调整电阻296的电阻值及电阻595的电阻值，便能够将开关元件294的基极电流的电流值设定于合适的范围。据此，即使蓄电系统510具有多个平衡校准电路，通过单个状态迁移信号φ16也能控制多个平衡校准电路。

另外，当开关元件294为NPN型双极结型晶体管时，电阻595的一端可以电连接于开关元件294的基极与电阻296之间。电阻595的另一端可以电连接于蓄电单元522的正极侧与开关元件294之间。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。另外，本领域技术人员应当清楚，在上述实施方式的基础上可加以增加各种变更或改进。此外，由权利要求的记载可知，这种加以变更或改进的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

应当注意的是，权利要求书、说明书及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤及阶段等各个处理的执行顺序，只要没有特别明示“更早”、“早于”等，或者只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书及附图中的动作流程，为方便起见而使用“首先”、“然后”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。

附图标记说明

100装置、102电动机、104制动信号发生部、106状态迁移信号发生部、110蓄电系统、112端子、114端子、122蓄电单元、124蓄电单元、126蓄电单元、128蓄电单元、132平衡校准电路、134平衡校准电路、136平衡校准电路、143连接点、145连接点、147连接点、210蓄电系统、212端子、214端子、222蓄电单元、224蓄电单元、232平衡校准电路、243连接点、250电感器、252开关元件、254开关元件、263连接点、272控制信号发生部、282二极管、284二极管、290控制用电源开关电路、292信号输入端子、294开关元件、296电阻、297二极管、302曲线图、304曲线图、306曲线图、410蓄电系统、432平衡校准电路、490控制用电源开关电路、494开关元件、502信号输入端子、504开关元件、506电阻、507二极管、510蓄电系统、512端子、514端子、522蓄电单元、524蓄电单元、526蓄电单元、528蓄电单元、532平衡校准电路、534平衡校准电路、536平衡校准电路、590控制用电源开关电路、595电阻。

Claims (5)

1.一种平衡校准装置，在具有串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的蓄电系统中，使所述第一蓄电单元与所述第二蓄电单元的电压均等化，所述平衡校准装置包括：

电感器，一端电连接于所述第一蓄电单元的一端与所述第二蓄电单元的一端的连接点；

第一开关元件，电连接于所述电感器的另一端与所述第一蓄电单元的另一端之间；

第二开关元件，电连接于所述电感器的另一端与所述第二蓄电单元的另一端之间；

控制信号发生部，将控制所述第一开关元件及所述第二开关元件的闭合断开动作的控制信号提供给所述第一开关元件及所述第二开关元件，使所述第一开关元件及所述第二开关元件交替地进行闭合动作和断开动作；及

第三开关元件，电连接于所述第一蓄电单元的另一端或所述第二蓄电单元的另一端与所述控制信号发生部之间，

当所述第三开关元件接收到表示在所述蓄电系统的运行中所述蓄电系统的状态临时被切换到充电状态的状态迁移信号时，所述控制信号发生部停止产生所述控制信号，

所述第三开关元件根据所述状态迁移信号限制对所述控制信号发生部的电力供应，由此停止所述平衡校准装置的功能。

2.根据权利要求1所述的平衡校准装置，其中，所述第三开关元件为双极结型晶体管，所述平衡校准装置进一步包括：

状态迁移信号输入端子，输入所述状态迁移信号；

第一电阻元件，电连接于所述双极结型晶体管的基极与所述状态迁移信号输入端子之间；及

第二电阻元件，一端电连接于所述双极结型晶体管的基极与所述第一电阻元件之间，另一端电连接于所述第一蓄电单元的另一端或所述第二蓄电单元的另一端与所述第三开关元件之间。

3.一种蓄电系统，包括：

串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元；及

根据权利要求1或2所述的平衡校准装置，使所述第一蓄电单元与所述第二蓄电单元的电压均等化。

4.一种输送装置，包括：

根据权利要求3所述的蓄电系统；

电动机，与所述蓄电系统电连接，当所述输送装置制动时，将所述输送装置的动能及所述输送装置的势能的至少一方转换为电能；

制动信号发生部，产生表示使所述输送装置制动或者所述输送装置正在制动的制动信号；及

状态迁移信号发生部，当接收到所述制动信号时，将所述状态迁移信号通知给所述平衡校准装置。

5.根据权利要求4所述的输送装置，其中，

在产生所述状态迁移信号之后即使经过预定时间也没有检测出上述电动机产生再生电流的情况下，或者

在上述输送装置制动时上述电动机所产生的再生电流的电流值小于预定值的情况下，

上述状态迁移信号发生部停止产生上述状态迁移信号。