CN103518303A - 电池系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

第一电池（10）被配置为与第二电池（20）相比以更大的电流被充电和放电。与所述第一电池相比，所述第二电池具有更高的存储容量。当所述第二电池的电压低于所述第一电池的电压时，控制器（53）允许通过第二继电器（42）对所述第二电池充电，同时禁止通过第一继电器对所述第一电池充电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压。

Description

电池系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及具有相互并联电连接的高功率电池和高容量电池的电池系统及其控制方法。
背景技术
公开号为11-332023的日本专利申请（JP11-332023A）和公开号为2008-041620的日本专利申请（JP2008-041620A）描述了一种系统，在该系统中，高功率电池和高容量电池相互并联电连接。高功率电池与高容量电池相比可以更大的电流被充电和放电，而高容量电池与高功率电池相比具有更高的存储容量。
在此类具有相互并联电连接的高功率电池和高容量电池的系统中，电流（循环电流）有时从高功率电池流到高容量电池。为了阻止这种循环电流，可以构想使高容量电池的电压保持在与高功率电池的电压相比更高的电平上。
但是，当高容量电池的电压被保持在与高功率电池相比更高的电平上时，用于控制高容量电池的充电和放电的充电状态（SOC）的可用范围可能受到限制。换言之，可能很难有效地使用高容量电池中存储的电能。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种电池系统，包括：第一电池；第二电池，其与所述第一电池并联连接；第一继电器，其在允许对所述第一电池充电和放电的状态与禁止对所述第一电池充电和放电的状态之间切换；第二继电器，其在允许对所述第二电池充电和放电的状态与禁止对所述第二电池充电和放电的状态之间切换；控制器，其控制所述第一继电器和所述第二继电器；以及电压传感器，其检测所述第一电池和第二电池中每一者的电压并将检测结果输出到所述控制器。所述第一电池被配置为与所述第二电池相比以更大的电流被充电和放电。与所述第一电池相比，所述第二电池具有更高的存储容量。当所述第二电池的电压低于所述第一电池的电压时，所述控制器允许通过所述第二继电器对所述第二电池充电，同时禁止通过所述第一继电器对所述第一电池充电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压。
根据本发明的第一方面，所述第一电池和所述第二电池在所述第一电池和所述第二电池处于相同电压上的状态下相互并联连接。这样可以抑制在所述第一电池与所述第二电池之间流动的循环电流。当所述第二电池的电压低于所述第一电池的电压时，可使得用于控制第二电池的充电和放电的第二电池的SOC的可用范围宽于用于控制第一电池的充电和放电的第一电池的SOC的可用范围。
当所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压时，所述控制器可以允许所述第一电池通过所述第一继电器而被充电。这样可以在抑制循环电流的同时对所述第一电池和所述第二电池充电。当所述第一电池的SOC通过所述第一电池的充电而达到基准值时，所述控制器可以禁止通过所述第一继电器对所述第一电池充电。此时，当所述第一电池的SOC低于所述基准值时，所述第一电池的SOC可返回到所述基准值。所述基准值可以是等于或低于作为所述第一电池的SOC上限的第一上限并且等于或高于作为第一电池的SOC下限的第一下限的值。所述基准值可以适当地进行设定。
在禁止对所述第一电池充电之后，所述控制器可以允许对所述第二电池充电，直到所述第二电池的SOC达到作为所述第二电池的SOC上限的第二上限。这样可以在所述第二电池的SOC达到所述第二上限的状态下对所述第二电池放电，从而有效地使用可以存储在所述第二电池中的能量。
所述第二上限可以高于所述第一上限，而用于所述第二电池的充电和放电控制的SOC的第二下限可以低于所述第一下限。这表示：用于控制所述第二电池的充电和放电的SOC的范围可以宽于用于控制所述第一电池的充电和放电的SOC的范围。
所述电池系统进一步包括使所述第一电池的输出电压升高的升压电路。进一步地，所述电池系统可以进一步包括将电力从外部电源提供给所述第一电池和所述第二电池的充电电路。所述第一电池和所述第二电池中的每一者可以是由串联连接的多个电池单体形成的电池组。
当所述第二电池的电压高于所述第一电池的电压时，所述控制器可以允许所述第二电池通过所述第二继电器而放电，同时禁止通过所述第一继电器对所述第一电池放电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压。此时，所述第一电池和所述第二电池在所述第一电池和所述第二电池处于相同电压上的状态下并联连接。因此，可以抑制在所述第一电池与所述第二电池之间流动的循环电流。当所述第二电池的电压高于所述第一电池的电压时，用于控制所述第二电池的充电和放电的SOC的可用范围可以宽于用于控制所述第一电池的充电和放电的SOC的可用范围。
本发明的第二方面涉及一种电池系统，包括：第一电池；第二电池，其与所述第一电池并联连接；第一继电器，其在允许对所述第一电池充电和放电的状态与禁止对所述第一电池充电和放电的状态之间切换；第二继电器，其在允许对所述第二电池充电和放电的状态与禁止对所述第二电池充电和放电的状态之间切换；控制器，其控制所述第一继电器和所述第二继电器；以及电压传感器，其检测所述第一电池和第二电池中每一者的电压并将检测结果输出到所述控制器。所述第一电池被配置为与所述第二电池相比以更大的电流被充电和放电。与所述第一电池相比，所述第二电池具有更高的存储容量。当所述第二电池的电压高于所述第一电池的电压时，所述控制器允许通过所述第二继电器对所述第二电池放电，同时禁止通过所述第一继电器对所述第一电池放电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压。
根据本发明的第二方面，所述第一电池和所述第二电池在所述第一电池和所述第二电池处于相同电压上的状态下相互并联连接。这样可以抑制在所述第一电池与所述第二电池之间流动的循环电流。当所述第二电池的电压高于所述第一电池的电压时，可使得用于控制该第二电池的充电和放电的第二电池的SOC的可用范围宽于用于控制该第一电池的充电和放电的第一电池的SOC的可用范围。
本发明的第三方面涉及一种电池系统的控制方法，包括：当第二电池的电压低于第一电池的电压时，允许对所述第二电池充电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压；以及当所述第二电池的电压低于所述第一电池的电压时，禁止对所述第一电池充电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压。所述第一电池被配置为与所述第二电池相比以更大的电流被充电和放电；并且与所述第一电池相比，所述第二电池具有更高的存储容量。本发明的该第三方面还提供与本发明的第一方面相同的有利效果。
本发明的第四方面涉及一种电池系统的控制方法，包括：当第二电池的电压高于第一电池的电压时，允许对所述第二电池放电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压；以及当所述第二电池的电压高于所述第一电池的电压时，禁止对所述第一电池放电，直到所述第二电池的电压达到所述第一电池的电压。所述第一电池被配置为与所述第二电池相比以更大的电流被充电和放电；并且与所述第一电池相比，所述第二电池具有更高的存储容量。本发明的该第四方面还提供与本发明的第二方面相同的有利效果。
附图说明
通过下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，在所述附图中，相同的附图标记用于表示相同的部件，其中：
图1是示出根据第一实施例的电池系统的配置的电路图；
图2是用于解释高功率电池组和高容量电池组的SOC的可用范围的图；
图3是示出高功率电池组和高容量电池组的总电压的图；
图4是示出根据第一实施例的电池系统中的充电控制的流程图；以及
图5是示出高功率电池组和高容量电池组的总电压的变化的图。
具体实施方式
现在描述本发明的示例性实施例。
第一实施例
现在描述根据本发明的第一实施例的电池系统。图1是示出根据该实施例的电池系统的配置的电路图。该实施例的电池系统可以安装在车辆上。
根据第一实施例的电池系统包括高功率电池组（充当第一电池）10和高容量电池组（充当第二电池）20。高功率电池组10和高容量电池组20相互并联电连接。高功率电池组10是被配置为与高容量电池组20相比以更大的电流充电和放电的电池组。与高功率电池组10相比，高容量电池组20是具有更高存储容量的电池。
高功率电池组10具有多个串联电连接的电池单体11。高容量电池组20也具有多个串联电连接的电池单体21。电池单体11和21可以是诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池之类的二次电池。形成高功率电池组10的电池单体11的数量和形成高容量电池组20的电池单体21的数量可以被适当地确定。电池单体11的数量或电池单体21的数量至少可以是一个。高功率电池组10和高容量电池组20中的至少一者可以包括并联电连接的电池单体。
当锂离子电池被用作电池单体11和21时，例如可以使用硬碳（非石墨化碳材料）作为电池单体11的阳极活性材料。此时，可以使用锂锰复合氧化物作为电池单体11的阴极活性材料。可以使用石墨作为电池单体21的阳极活性材料。此时，可以使用锂锰复合氧化物作为电池单体21的阴极活性材料。
当相互比较时，高功率电池组10的电池单体11和高容量电池组20的电池单体21展现出下面的表1中所示的关系。
[表1]
Figure BDA0000402135470000061
在表1中，电池单体11和21的输出例如可以通过电池单体11和21的每单位质量的功率（[W/kg]）表示，或者通过电池单体11和21的每单位体积的功率（[W/L]）表示。电池单体11的输出高于电池单体21的输出。当此处假设电池单体11和21具有相同的质量或体积时，电池单体11的输出[W]高于电池单体21的输出[W]。
电池单体11和21的容量例如可以通过电池单体11和21的每单位质量的容量（[Wh/kg]）表示，或者通过电池单体11和21的每单位体积的容量（[Wh/L]）表示。电池单体21的容量高于电池单体11的容量。当此处假设电池单体11和21具有相同的质量或体积时，电池单体21的容量[Wh]高于电池单体11的容量[Wh]。
在表1中，电池单体11和21的电极的输出例如可以通过电极的每单位面积的电流值（[mA/cm2]）表示。电池单体11的电极的输出高于电池单体21的电极的输出。当此处假设电极具有相同的面积时，流过电池单体11的电极的电流的值大于流过电池单体21的电极的电流的值。
电池单体11和21的电极的容量例如可以通过电极的每单位质量的容量（[mAh/g]）表示，或者通过电极的每单位体积的容量（[mAh/cc]）表示。电池单体21的电极的容量高于电池单体11的电极的容量。当此处假设电极具有相同的质量或体积时，电池单体21的电极的容量高于电池单体11的电极的容量。
第一电压传感器31检测高功率电池组10的端到端电压（第一总电压V1）并将检测结果输出到控制器53。第二电压传感器32检测高容量电池组20的端到端电压（第二总电压V2）并将检测结果输出到控制器53。（第一电压传感器31和第二电压传感器32充当电压传感器）。
升压电路60设置在高功率电池组10与高容量电池组20之间。升压电路60使高功率电池组10的输出电压升高并将升高的电压输出到高容量电池组20。另外，升压电路60使高容量电池组20输出的电压降低并将降低的电压输出到高功率电池组10。
升压电路60包括电抗器61、二极管62和63，以及充当开关元件的晶体管（npn型晶体管）64和65。电抗器61的一端连接到继电器（充当第一继电器）41，其另一端连接到晶体管64和65的连接点。
晶体管64和65串联连接。来自控制器53的控制信号被输入到晶体管64和65的基极。二极管62和63分别连接在晶体管64和65的集电极与发射极之间，以便电流从发射极流到集电极。
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）例如可用作晶体管64和65。可以使用诸如功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）之类的电力开关元件替代npn型晶体管。
平滑电容器（未示出）可以与高功率电池组10并联连接，以便使高功率电池组10的正极线PL1与负极线NL之间的电压变化变得平滑。另外，平滑电容器（未示出）可以与高容量电池组20并联连接，以便使高容量电池组20的正极线PL2与负极线NL之间的电压变化变得平滑。
升压电路60使通过高功率电池组10的正极线PL1提供的直流（DC）电压升高。升高的电压被输出到高容量电池组20的正极线PL2。具体而言，控制器53使晶体管65导通，同时关断晶体管64。这使得电流从高功率电池组10流到电抗器61，从而在电抗器61中累积对应于电流量的磁场能量。
控制器53然后将晶体管65从导通状态切换到关断状态，从而使得电流通过二极管62从电抗器61流到高容量电池组20的正极线PL2。这使累积在电抗器61中的能量被释放以升高电压。
另一方面，升压电路60使从逆变器51（将在下面描述）提供的DC电压降低到高功率电池组10的电压电平。具体而言，控制器53使晶体管64导通，同时关断晶体管65。这使得来自逆变器51的电力被提供给高功率电池组10以对高功率电池组10充电。
控制器53将继电器41从关断状态切换到接通状态，以将高功率电池组10连接到逆变器51。高功率电池组10的输出电压在被升压电路60升高之后，被提供给逆变器51。控制器53将继电器（充当第二继电器）42从关断状态切换到接通状态，以将高容量电池组20连接到逆变器51。
逆变器51将来自高功率电池组10和高容量电池组20的DC电力转换为交流（AC）电力，并且将转换的AC电力输出到电动发电机52。可以使用三相电动机作为电动发电机52。电动发电机52被提供来自逆变器51的AC电力并产生用于驱动车辆的动能。电动发电机52产生的动能被传输到轮子。
当车辆减速或停止时，电动发电机52可以将车辆制动期间产生的动能转换为电能。电动发电机52产生的AC电力被逆变器51转换为DC电力，然后被提供给高功率电池组10和高容量电池组20。通过此方式，可以将再生能量存储在高功率电池组10和高容量电池组20中。
在根据该实施例的电池系统中，充电电路54连接到高容量电池组20的正极线PL2和负极线NL。充电电路54被提供来自外部电源的电力以对高功率电池组10和高容量电池组20充电。例如，家用电源可用作外部电源。当使用家用电源时，充电电路54将从家用电源提供的AC电力转换为DC电力，并将转换的DC电力提供给高功率电池组10和高容量电池组20。
图2是用于解释高功率电池组10和高容量电池组20的充电状态（SOC）的可用范围的图。在高功率电池组10中，高功率电池组10的充电和放电被控制，以使SOC被包含在第一下限SOCmin1与第一上限SOCmax1之间的范围内。在高容量电池组20中，高容量电池组20的充电和放电被控制，以使SOC被包含在第二下限SOCmin2与第二上限SOCmax2之间的范围内。
第二下限SOCmin2的值低于第一下限SOCmin1。第二上限SOCmax2的值高于第一上限SOCmax1。在高容量电池组20中，用于充电和放电控制的SOC的可用范围宽于高功率电池组10中的用于充电和放电控制的SOC的可用范围。因此，当高容量电池组20被从第二上限SOCmax2放电到第二下限SOCmin2时，通过使用高容量电池组20的输出能量，允许车辆行驶更长的距离。
图3是示出高功率电池组10和高容量电池组20的总电压的图。满充电状态下的高功率电池组10的总电压低于满充电状态下的高容量电池组20的总电压。
如参照图2描述的那样，高功率电池组10的充电和放电被控制在第一下限SOCmin1与第一上限SOCmax1之间的范围内。因此，第一总电压V1在下限电压Vmin1与上限电压Vmax1之间的范围内变化。下限电压Vmin1对应于第一下限SOCmin1，并且上限电压Vmax1对应于第一上限SOCmax1。
高容量电池组20的充电和放电被控制在第二下限SOCmin2与第二上限SOCmax2之间的范围内。因此，第二总电压V2在下限电压Vmin2与上限电压Vmax2之间的范围内变化。下限电压Vmin2对应于第二下限SOCmin2，并且上限电压Vmax2对应于第二上限SOCmax2。如图3所示，高容量电池组20的下限电压Vmin2低于高功率电池组10的下限电压Vmin1。高容量电池组20的上限电压Vmax2高于高功率电池组10的上限电压Vmax1。
在根据第一实施例的电池系统中，高容量电池组10可被从第二上限SOCmax2放电到第二下限SOCmin2，从而使用该放电能量驱动车辆。当响应于驾驶员的加速器操作而需要高电流时，可以使用高功率电池组10的输出作为对高容量电池组20的输出的补充。
在高容量电池组20已被放电到第二下限SOCmin2之后，可以使用高功率电池组10的输出驱动车辆。此时，通过使用高容量电池组20的输出能量以及高功率电池组10的输出能量，增加车辆的行驶距离。如果根据该实施例的车辆配备有内燃机或燃料电池，则该内燃机或燃料电池所产生的能量可以与从高功率电池组10输出的能量一起用于驱动车辆。
在高容量电池组20已被放电，直到第二总电压V2达到下限电压Vmin2时，需要对高容量电池组20充电。具体而言，在高功率电池组10和高容量电池组20并联连接之前，需要使用充电电路54对高容量电池组20充电。
尽管在该实施例中，来自充电电路54的充电电流被提供给高功率电池组10和高容量电池组20，但是本发明的各方面不限于此，可以替代地使用能够将电力提供给高功率电池组10和高容量电池组20的另一系统。例如，内燃机所产生的动能可被转换为电能，并且该电能可用于对高功率电池组10和高容量电池组20充电。进一步地，燃料电池所产生的电能可用于对高功率电池组10和高容量电池组20充电。
图4是示出解释用于对高容量电池组20充电的处理的流程图。图4所示的处理由控制器53执行。用于使控制器53（CPU）执行图4所示的处理的计算机程序可以预先存储在存储器（未示出）中。
在步骤S101，控制器53开始对高容量电池组20充电。具体而言，控制器53将继电器42从关断状态切换到接通状态，以使来自充电电路54的充电电流被提供给高容量电池组20。在此过程中，控制器53使继电器41保持其关断状态。
在步骤S102，控制器53基于第二电压传感器32的输出检测第二总电压V2。在步骤S103，控制器53判定在步骤S102检测到的第二总电压V2是否已达到第一总电压V1。
可以基于在继电器41被从接通状态切换到关断状态时的第一电压传感器31的输出而指定第一总电压V1。这表示当继电器41被从接通状态切换到关断状态时，控制器53可以将基于第一电压传感器31的输出而获得的第一总电压V1存储在存储器中。
当在步骤S102检测到的第二总电压V2尚未达到第一总电压V1时，该控制器返回到步骤S102的处理。当第二总电压V2达到第一总电压V1时，该控制器进行到步骤S104的处理。如图5所示，在从高容量电池组20的充电开始时到时刻t1，第二总电压V2持续升高。另一方面，第一总电压V1不发生变化。这表示第一总电压V1保持在禁止高功率电池组10的充电和放电时的电压上。
在步骤S104，控制器53开始对高功率电池组10充电。具体而言，控制器53将晶体管64从关断状态切换到导通状态，同时将继电器41从关断状态切换到接通状态。在此过程中，晶体管65保持其关断状态。因此，来自充电电路54的充电电流也被提供给高功率电池组10。来自充电电路54的电压通过升压电路60而被降低，然后被提供给高功率电池组10。
在步骤S105，控制器53计算高功率电池组10的SOC1。可使用常规的适当方法作为计算SOC1的方法。
例如，可通过对高功率电池组10的充电和放电电流进行累计来计算高功率电池组1的SOC1。此时，需要电流传感器以检测高功率电池组10的充电和放电电流。另选地，可通过测量高功率电池组10的开路电压（OCV）而指定高功率电池组10的SOC1。由于OCV和SOC1具有对应关系，因此可使用预先获得的示出对应关系的映射，基于OCV指定SOC1。
在步骤S106，控制器53判定在步骤S105计算出的SOC1是否达到基准值SOCref。基准值SOCref是等于或低于第一上限SOCmax1并且等于或高于第一下限SOCmin1的值，并且可以被适当地设定。当SOC1尚未达到基准值SOCref时，该控制器返回到步骤S105以继续高功率电池组10和高容量电池组20的充电。当SOC1达到基准值SOCref时，该控制器进行到步骤S107的处理。
在步骤S107，控制器53停止高功率电池组10的充电。具体而言，控制器53将继电器41从接通状态切换到关断状态，同时将晶体管64从导通状态切换到关断状态。此时，仅继续高容量电池组20的充电。
如图5所示，第二总电压V2和第一总电压V1在从时刻t1到时刻t2的时段内升高。当第一总电压V1在时刻t2达到电压Vref时，停止高功率电池组10的充电，并且使第一总电压V1保持在电压Vref上。电压Vref是对应于基准值SOCref的值。
在步骤S108，控制器53计算高容量电池组20的SOC2。可以与计算高功率电池组10的SOC1相同的方式计算SOC2。
在步骤S109，控制器53判定在步骤S108计算出的SOC2是否达到第二上限SOCmax2。当SOC2尚未达到第二上限SOCmax2时，该控制器返回到步骤S108并继续高容量电池组20的充电。当SOC2达到第二上限SOCmax2时，该控制器进行到步骤S110的处理。
在步骤S110，控制器53停止高容量电池组20的充电。具体而言，控制器53将继电器42从接通状态切换到关断状态。
如图5所示，在从时刻t2到时刻t3的时段内，只有第二总电压V2升高。第一总电压V1保持在电压Vref上。当第二总电压V2在时刻t3达到上限电压Vmax2时，停止高容量电池组20的充电，并且第二总电压V2保持在上限电压Vmax2上。
根据图4所示的控制，当继电器41处于关断状态时，换言之，在禁止高功率电池组10的充电和放电的状态下，开始高容量电池组20的充电。如果继电器41被切换到接通状态，则循环电流将从高功率电池组10流到高容量电池组20。由于高功率电池组10的充电和放电期间的电流值高于高容量电池组20的充电和放电期间的电流值，因此，从高功率电池组10流到高容量电池组20的电流的电流值可能超过高容量电池组20的允许电流值。
因此，根据该实施例，当在第二总电压V2低于第一总电压V1的状态下对高容量电池组20充电时，继电器41保持其关断状态，从而可以抑制从高功率电池组10到高容量电池组20的电流流动。
如果高容量电池组20的下限电压Vmin2保持高于高功率电池组10的总电压V1，则可以阻止从高功率电池组10到高容量电池组20的电流流动。但是，此时，高容量电池组20的SOC的可用范围受到限制，因此无法有效地使用高容量电池组20。
另一方面，根据该实施例，在第二总电压V2达到第一总电压V1之后，可通过对高容量电池组20和高功率电池组10充电，使高功率电池组10的SOC1更接近基准值SOCref。在高功率电池组10的SOC1达到基准值SOCref之后，可通过仅对高容量电池组20充电，使高容量电池组20的SOC2升高到第二上限SOCmax2。
根据该实施例，如上所述，在高容量电池组20被放电直到高容量电池组20的SOC2达到第一下限SOCmin2之后，可以对高容量电池组20充电，直到SOC2达到第二上限SOCmax2。通过此方式，可在第二上限SOCmax2与第二下限SOCmin2之间的范围内使用高容量电池组20。
尽管在该实施例中设置了升压电路60，但是可省略升压电路60。这表示高功率电池组10和高容量电池组20可以相互并联地电连接，中间无需插入升压电路60。
尽管依据对高功率电池组10和高容量电池组20充电的情况描述了该实施例，但是该实施例并不限于此。具体而言，当高功率电池组10和高容量电池组20要被放电时，可以执行下面描述的控制。
当执行参照图4描述的充电控制时，高功率电池组10的SOC1变得等于基准值SOCref，并且高容量电池组20的SOC2变得等于第二上限SOCmax2。控制器53然后可以将继电器42切换到接通状态，以对高容量电池组20放电。这样，可通过使用高容量电池组20输出的电力产生动能以驱动车辆。此时，控制器53将继电器41切换到关断状态，以禁止高功率电池组10的放电。
当仅对高容量电池组20放电时，将只有第二总电压V2下降。当第二总电压V2达到第一总电压V1时，控制器53可以将继电器41从关断状态切换到接通状态，从而也对高功率电池组10放电。
当高功率电池组10和高容量电池组20并联电连接时，第二总电压V2等于第一总电压V1。这样阻止循环电流在高功率电池组10与高容量电池组20之间流动。
当对并联连接的高功率电池组10和高容量电池组20放电时，高功率电池组10的SOC1变得低于基准值SOCref，同时高容量电池组20的SOC2也下降。在高功率电池组10的SOC1达到第一下限SOCmin1之前，控制器53通过将继电器41从接通状态切换到关断状态，禁止高功率电池组10的放电。另选地，控制器53可以在SOC1达到第一下限SOCmin1的同时将继电器41从接通状态切换到关断状态。
另一方面，控制器53使继电器42保持其接通状态，以继续高容量电池组20的放电。控制器53可以对高容量电池组20放电，直到高容量电池组20的SOC2达到第二下限SOCmin2。一旦高容量电池组20的SOC2达到第二下限SOCmin2，控制器53便通过将继电器42从接通状态切换到关断状态，禁止高容量电池组20的放电。
在高功率电池组10和高容量电池组20的放电停止之后，高功率电池组10和高容量电池组20可以像参照图4描述的那样被充电。尽管在该变型例中也设置了升压电路60，但是可省略升压电路60，并且高功率电池组10和高容量电池组20可以相互并联连接。

Claims (20)

1.一种电池系统，包括：
第一电池（10）；
第二电池（20），其与所述第一电池并联连接；
第一继电器（41），其在允许对所述第一电池充电和放电的状态与禁止对所述第一电池充电和放电的状态之间切换；
第二继电器（42），其在允许对所述第二电池充电和放电的状态与禁止对所述第二电池充电和放电的状态之间切换；
控制器（53），其控制所述第一继电器和所述第二继电器；以及
电压传感器（31，32），其检测所述第一电池和第二电池中每一者的电压并将检测结果输出到所述控制器，其中：
所述第一电池（10）被配置为与所述第二电池（20）相比以更大的电流被充电和放电；
与所述第一电池（10）相比，所述第二电池（20）具有更高的存储容量；并且
当所述第二电池（20）的电压低于所述第一电池（10）的电压时，所述控制器允许通过所述第二继电器（42）对所述第二电池（20）充电，同时禁止通过所述第一继电器（41）对所述第一电池（10）充电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压。
2.根据权利要求1的电池系统，其中当所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压时，所述控制器（53）允许通过所述第一继电器（41）对所述第一电池（10）充电。
3.根据权利要求2的电池系统，其中当所述第一电池（10）的充电状态通过所述第一电池（10）的充电而达到基准值时，所述控制器（53）禁止通过所述第一继电器（41）对所述第一电池（10）充电。
4.根据权利要求3的电池系统，其中所述基准值是等于或低于所述第一电池（10）的充电状态的第一上限并且等于或高于其第一下限的值。
5.根据权利要求4的电池系统，其中在禁止对所述第一电池（10）充电之后，所述控制器（53）允许对所述第二电池（20）充电，直到所述第二电池（20）的充电状态达到作为所述第二电池（20）的充电状态的上限的第二上限。
6.根据权利要求1至5中任一项的电池系统，其中所述第二上限高于所述第一上限，并且作为所述第二电池（20）的充电状态的下限的第二下限低于所述第一下限。
7.根据权利要求1至6中任一项的电池系统，进一步包括使所述第一电池（10）的输出电压升高的升压电路（60）。
8.根据权利要求1至7中任一项的电池系统，进一步包括将电力从外部电源提供给所述第一电池（10）和所述第二电池（20）的充电电路（54）。
9.根据权利要求1至8中任一项的电池系统，其中所述第一电池（10）和所述第二电池（20）中的每一者是电池组，在该电池组中，多个电池单体（11，21）串联地连接。
10.根据权利要求1至9中任一项的电池系统，其中当所述第二电池（20）的电压高于所述第一电池（10）的电压时，所述控制器（53）允许通过所述第二继电器（42）对所述第二电池（20）放电，同时禁止通过所述第一继电器（41）对所述第一电池（10）放电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压。
11.一种电池系统，包括：
第一电池10）；
第二电池（20），其与所述第一电池（10）并联连接；
第一继电器（41），其在允许对所述第一电池（10）充电和放电的状态与禁止对所述第一电池（10）充电和放电的状态之间切换；
第二继电器（42），其在允许对所述第二电池（20）充电和放电的状态与禁止对所述第二电池（20）充电和放电的状态之间切换；
控制器（53），其控制所述第一继电器和所述第二继电器（42）；以及
电压传感器（31，32），其检测所述第一电池（10）和第二电池（20）中每一者的电压并将检测结果输出到所述控制器（53），其中：
所述第一电池（10）被配置为与所述第二电池（20）相比以更大的电流被充电和放电；
与所述第一电池（10）相比，所述第二电池（20）具有更高的存储容量；并且
当所述第二电池（20）的电压高于所述第一电池（10）的电压时，所述控制器（53）允许通过所述第二继电器（42）对所述第二电池（20）放电，同时禁止通过所述第一继电器（41）对所述第一电池（10）放电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压。
12.一种电池系统的控制方法，包括：
当第二电池（20）的电压低于第一电池（10）的电压时，允许对所述第二电池（20）充电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压；以及
当所述第二电池（20）的电压低于所述第一电池（10）的电压时，禁止对所述第一电池（10）充电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压，其中：
所述第一电池（10）被配置为与所述第二电池（20）相比以更大的电流被充电和放电；并且
与所述第一电池（10）相比，所述第二电池（20）具有更高的存储容量。
13.根据权利要求12的电池系统的控制方法，进一步包括：当所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压时，允许对所述第一电池（10）充电。
14.根据权利要求13的电池系统的控制方法，进一步包括：当所述第一电池（10）的充电状态通过所述第一电池（10）的充电而达到基准值时，禁止对所述第一电池（10）充电。
15.根据权利要求14的电池系统的控制方法，其中所述基准值是等于或低于所述第一电池（10）的充电状态的第一上限并且等于或高于其第一下限的值。
16.根据权利要求13至15中任一项的电池系统的控制方法，进一步包括：在禁止对所述第一电池（10）充电之后，允许对所述第二电池（20）充电，直到所述第二电池（20）的充电状态达到作为所述第二电池（20）的充电状态的上限的第二上限。
17.根据权利要求12至16中任一项的电池系统的控制方法，其中所述第二上限高于所述第一上限，并且作为所述第二电池（20）的充电状态的下限的第二下限低于所述第一下限。
18.根据权利要求12至17中任一项的电池系统的控制方法，其中所述第一电池（10）和所述第二电池（20）通过被从外部电源提供电力而被充电。
19.根据权利要求12至18中任一项的电池系统的控制方法，进一步包括：当所述第二电池（20）的电压高于所述第一电池（10）的电压时，允许对所述第二电池（20）放电，同时禁止对所述第一电池（10）放电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压。
20.一种电池系统的控制方法，包括：
当第二电池（20）的电压高于第一电池（10）的电压时，允许对所述第二电池（20）放电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压；以及
当所述第二电池（20）的电压高于所述第一电池（10）的电压时，禁止对所述第一电池（10）放电，直到所述第二电池（20）的电压达到所述第一电池（10）的电压，其中：
所述第一电池（10）被配置为与所述第二电池（20）相比以更大的电流被充电和放电；并且
与所述第一电池（10）相比，所述第二电池（20）具有更高的存储容量。
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