CN104160580A - 电池盒以及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

具备：多个电池组(BT)；BMU(21)，检测各电池组(BT)中流过的电流、多个电池单元的电压以及温度；端子(TA1)，与电池组(BT)的正极端子连接；端子(TA2)，与电池组(BT1～BT3)的负极端子连接；多个端子(TB1)，与各电池组(BT)的正极端子连接；端子(TB2)，与各电池组(BT)的负极端子连接；接触器(22)，切换电池组(BT)的正极端子和端子(TA1)以及电池组(BT)的负极端子和端子(TA2)的连接；接触器(23A～23C)，切换各电池组(BT)的正极端子和端子(TA1)的连接；和接触器(25A～25F)，切换各电池组(BT)的正极端子和端子(TB1)以及各电池组(BT)的负极端子和端子(TB2)的连接。

Description

电池盒以及电动汽车
技术领域
本发明的实施方式涉及电池盒(battery pack)以及电动汽车。
背景技术
近年来，伴随着通过削减CO2排放来防止全球变暖的意识的提高，电动汽车的市场投入变得活跃，除了以往的普通乘用车、自动2轮车以外，还研究了巴士、卡车等大型车辆的电动化。
搭载在电动汽车上的电池盒要求在短时间内完成充电。作为实现它的技术，以往提出了快速充电器。如果是能够以最大50kW进行充电的快速充电器，则只要是24kWh程度的车载电池盒，约30分钟就能够充电至接近满充电。
专利文献1：日本特开2008-278635号公报
发明内容
但是，在大型车辆中行驶所需的能量大于普通乘用车，所以所搭载的电池盒的容量必然变大。在对这样的大容量的车载电池盒进行充电时，在使用了以往的快速充电器的情况下，由于最大输出电力、电流的制约，难以在短时间内充电。例如在搭载了50kWh的电池盒的情况下，利用上述快速充电器进行充电需要约1小时。
巴士、卡车等大型车辆有时以按照规定的循环调度而行驶的方式被使用，但在所搭载的电池盒的充电需要长时间的情况下，沿着以往的循环调度在行驶与行驶的间歇期间难以对电池盒进行充分充电。在该情况下，为了实现以往的循环调度，需要更大量的大型车辆，运用效率降低。
本发明的实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够在短时间内充电的电池盒以及电动汽车。
根据实施方式，电池盒具备：多个电池组，包括多个电池单元，所述多个电池组相互并联地连接；电池管理装置，检测各电池组中流过的电流、所述多个电池单元的电压以及温度，并输出到外部；第一充放电用端子，与所述多个电池组的正极端子分别串联连接；第二充放电用端子，与所述多个电池组的负极端子分别串联连接；多个第一充电用端子，与所述多个电池组各自的正极端子连接；第二充电用端子，与所述多个电池组各自的负极端子连接；第一主接触器，切换所述多个电池组的正极端子与所述第一充放电用端子之间的连接/切断；第二主接触器，切换所述多个电池组的负极端子与第二充放电用端子之间的连接/切断；子接触器，切换所述多个电池组各自的正极端子与所述第一充放电用端子的连接；第一充电用子接触器，切换所述多个电池组各自的正极端子与所述第一充电用端子之间的连接/切断；以及第二充电用子接触器，切换所述多个电池组各自的负极端子与所述第二充电用端子之间的连接。
附图说明
图1是概要地示出实施方式的电池盒以及电动汽车的一个结构例的框图。
图2是概要地示出实施方式的电动汽车与充电器之间的接口的连接结构的一个例子的图。
图3A是说明实施方式的电动汽车以及电池盒的充电方法的一个例子的流程图。
图3B是说明实施方式的电动汽车以及电池盒的充电方法的一个例子的流程图。
图4A是用于说明图2所示的流程图的子例程A的一个例子的流程图。
图4B是用于说明图2所示的流程图的子例程A的一个例子的流程图。
图5是示出图3A以及图3B所示的流程图的子例程B的一个例子的流程图。
图6是示出根据内部电阻值来调整了充电电流时的电池组BT1～BT3的电压的时间经过的一个例子的图。
图7是概要地示出第二实施方式的电池盒以及电动汽车的一个结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明实施方式的电池盒以及电动汽车。图1是概要地示出第一实施方式的电池盒以及电动汽车的一个结构例的框图。
本实施方式的电动汽车具有马达M、逆变器INV、车辆ECU10、充电ECU30、电池盒20、多个充电端口401～403、动力传递装置50、以及驱动轮WL。
逆变器INV依照从车辆ECU(electric control unit，电控单元)10接收到的转矩指令，将电池盒20的直流电力变换为三相交流电力而输出到马达M。
马达M是例如永磁电动机，通过从逆变器INV输出了的三相交流电力而进行动作。
动力传递装置50是将马达M的转矩传递到车轴以及驱动轮WL的装置，包括减速齿轮、差动齿轮等。
电池盒20具备相互并联连接了的多个电池组BT1、BT2、BT3、电池管理装置(BMS：battery management system(电池管理系统))21A、21B、21C、主接触器22、子接触器23A～23C、预充电子接触器24A～24C、充电用子接触器25A～25F、第一充放电用端子TA1、第二充放电用端子TA2、第一充电用端子TB1、以及第二充电用端子TB2。另外，主接触器22包括第一主接触器22A、第二主接触器22B、以及第三主接触器22C。
多个电池组BT1、BT2、BT3分别具备多个电池单元(未图示)，分别具备正极端子PT2和负极端子MT2。多个正极端子PT2相互并联连接，并且分别与正极端子PT1串联连接，另外多个负极端子MT2相互并联连接，并且分别与负极端子MT1串联连接。在各电池组BT1、BT2、BT3中，多个电池单元是例如锂离子二次电池，例如串联连接了几百个电池单元。
电池管理装置21A、21B、21C在电池组BT1、BT2、BT3的各自中安装了1个。电池管理装置21A、21B、21C具备从电池组BT1、BT2、BT3接收电池单元的电压、充放电电流、以及电池单元附近的温度、并运算电池组BT1、BT2、BT3的剩余容量(SOC：state of charge(充电状态))、健康性(SOH：state of health(健康状态))、内部电阻值的部件(未图示)，并且监视电压、温度等来进行电池单元的保护。
电池管理装置21A、21B、21C向车辆ECU10以及充电ECU30通知电池组BT1、BT2、BT3的剩余容量、健康性、电池单元的电压、电池单元附近的温度、充放电电流、电池单元的内部电阻值等状态。在本实施方式中，电池管理装置21A、21B、21C和车辆ECU10以及充电ECU30经由基于CAN(control area network，控制局域网)通信标准的通信线路来进行通信。
第一充放电用端子TA1经由正极端子PT1而与电池组BT1～BT3的正极端子PT1连接。第二充放电用端子TA2经由负极端子MT1而与电池组BT1～BT3的负极端子MT2连接。第一充放电用端子TA1以及第二充放电用端子TA2将来自多个电池组BT1～BT3的放电电流输出到逆变器INV，并且将来自逆变器INV的充电电流(再生电流)输入到多个电池组BT1～BT3。
第一充电用端子TB1与多个电池组BT1～BT3各自的正极端子PT2连接。在本实施方式中，电池盒20具有与3个电池组BT1～BT3分别对应的3个第一充电用端子TB1。第二充电用端子TB2与多个电池组BT1～BT3各自的负极端子MT2连接。在本实施方式中，电池盒20具有与3个电池组BT1～BT3全部的负极端子连接的1个第二充电用端子TB2。第一充电用端子TB1以及第二充电用端子TB2是为了将来自与充电端口401～403连接了的充电器CH1～CH3的充电电流输入到电池组BT1～BT3而设置的。
第一主接触器22A切换逆变器INV的正极侧的输入端子和电池盒20的连接/切断。换言之，第一主接触器22A切换第一充放电用端子TA1和电池组BT1～BT3的正极端子PT1的连接/切断。第二主接触器22B是串联连接于与第一主接触器22A并联连接了的电阻器、并对将逆变器INV和电池组BT1～BT3进行了连接的主电路、具体而言在正极端子PT1和逆变器INV之间连接了的电路与电阻器的连接/切断进行切换的预充电接触器，为了防止向电池组BT1、BT2、BT3流入大的电流，先于第一主接触器22A而被连接。第三主接触器22C切换逆变器INV的负极侧的输入端子和电池盒20的连接/切断。换言之，第三主接触器22C切换第二充放电用端子TA2和电池组BT1～BT3的负极端子MT1的连接/切断。主接触器22的动作由车辆ECU10来控制。
子接触器23A～23C切换多个电池组BT1～BT3各自的正极端子PT2和第一充放电用端子TA1的连接/切断。换言之，子接触器23A切换电池组BT1的正极端子PT2和逆变器INV的正极侧的输入端子的连接。子接触器23B切换电池组BT2的正极端子PT2和逆变器INV的正极侧的输入端子的连接。子接触器23C切换电池组BT3的正极端子PT2和逆变器INV的正极侧的输入端子的连接。
子接触器23A～23C通过车辆ECU10而被控制动作，使得在点火IGN成为接通(ON)时连接、在点火IGN成为断开(OFF)时切断。
预充电子接触器24A是串联连接于与子接触器23A并联连接了的电阻器、并切换与主电路的连接/切断的接触器，为了防止在电池组BT1～BT3分别被电连接时在电池组BT1中流过大的电流，先于子接触器23A而被连接。预充电子接触器24B是串联连接于与子接触器23B并联连接了的电阻器、并切换与主电路的连接/切断的接触器，为了防止在电池组BT1～BT3分别被电连接时在电池组BT2中流过大的电流，先于子接触器23B而被连接。预充电子接触器24C是串联连接于与子接触器23C并联连接了的电阻器、并切换与主电路的连接/切断的接触器，为了防止在电池组BT3中流过大的电流，先于子接触器23C而被连接。预充电子接触器24A～24C的动作由车辆ECU10来控制。
充电用子接触器25A～25F切换多个电池组BT1～BT3各自的正极端子PT2与第一充电用端子TB1之间、以及多个电池组BT1～BT3各自的负极端子MT2与第二充电用端子TB2之间的连接/切断。
换言之，充电用子接触器25A切换电池组BT1的正极端子PT2和充电端口401的连接/切断。充电用子接触器25B切换电池组BT1的负极端子MT2和充电端口401以及逆变器INV的负极侧的输入端子的连接/切断。
充电用子接触器25C切换电池组BT2的正极端子PT2和充电端口402的连接/切断。充电用子接触器25D切换电池组BT2的负极端子MT2和充电端口402以及逆变器INV的负极侧的输入端子的连接/切断。
充电用子接触器25E切换电池组BT3的正极端子PT2和充电端口403的连接/切断。充电用子接触器25F切换电池组BT3的负极端子MT2和充电端口403以及逆变器INV的负极侧的输入端子的连接/切断。
充电用子接触器25A～25F的动作由充电ECU30来控制。另外，在电动汽车的点火是断开时，充电用子接触器25A～25F成为切断了电连接的状态。
充电ECU30检测是否对充电端口401、402、403连接了充电连接器CN1、CN2、CN3，并且依照来自车辆ECU10的充电控制指令来控制向电池组BT1～BT3的充电电流。
充电ECU30具备多个CAN接口32A～32C和模拟接口34A～34C(第一接口电路)，这些接口电路与充电器一对一地连接。充电ECU30具备CAN接口电路32A、32B、32C、模拟接口电路34A、34B、34C、CAN接口电路(第二接口电路)36、接触器驱动电路38、以及MPU(micro processing unit，微处理单元)39。
CAN接口电路32A、32B、32C经由各自的充电端口401、402、403以及充电连接器CN1、CN2、CN3，与充电器CH1、CH2、CH3通信充电器CH1、CH2、CH3的信息、充电电流的指令值等。
模拟接口电路34A、34B、34C经由各自的充电端口401、402、403以及充电连接器CN1、CN2、CN3，通信充电开始、充电禁止的控制信号等。
CAN接口电路36与电池管理装置21A、21B、21C的各个以及车辆ECU10通信。CAN接口电路36从电池管理装置21A、21B、21C接收各电池组BT1、BT2、BT3中包含的电池单元的电压、温度、充放电电流、剩余容量等信息。另外，CAN接口电路36向车辆ECU10发送充电开始以及充电停止等信息，并且从车辆ECU接收充电禁止的控制信号等。
接触器驱动电路38对切换电池组BT1、BT2、BT3和充电端口401、402、403的连接/切断的充电用子接触器25进行驱动控制。
MPU39根据从各接口电路接收的信息，控制接触器驱动电路38的动作，并且输出充电开始和停止以及充电电流指令值等控制信号。
车辆ECU10具备作为运算单元的主CPU(central processingunit，中央处理单元)、存储器、数字接口(未图示)、以及模拟接口(未图示)。车辆ECU10使搭载于电动汽车上的各种设备进行协调，而控制电动汽车整体。车辆ECU10在用户以电动汽车的出发为目的进行了起动时，从电池管理装置21A、21B、21C取得电池盒20的各电池组BT1、BT2、BT3的信息，如后所述控制主接触器22、子接触器23、预充电子接触器24的连接/切断。
对多个充电端口401～403分别连接充电器CH1～CH3。在本实施方式中，充电器CH1～CH3是与依照例如CHAdeMO(注册商标)的快速充电方法对应的快速充电器，充电端口401～403以及充电连接器CN1～CN3与快速充电器对应。
图2是概要地示出本实施方式的电动汽车与充电器之间的接口的连接结构的一个例子的图。在本实施方式中，充电器CH1～CH3和电动汽车的接口一对一地连接。在图2中，示出了充电端口401和充电连接器CN1连接了的状态，但与充电端口402～403经由充电连接器CN2～CN3连接的充电器CH2～CH3以及模拟接口电路34B～34C也是同样的结构。
连接在充电器CH1与模拟接口电路34A之间的充电模拟线路具有第一充电开始信号线路L1、第二充电开始信号线路L2、连接器连接确认信号L3、以及充电许可禁止信号线路L4。
充电ECU30的模拟接口电路34A具备第一绝缘开关342、第二绝缘开关344、第三绝缘开关346、以及开关348。
第一绝缘开关342是例如光耦合器，阳极侧(集电极侧)经由充电器CH1的充电启动按钮，通过第一充电开始信号线路L1而与充电器CH1的电源(12V)连接，并且阴极侧(发射极侧)接地。
第二绝缘开关344是例如光耦合器，阳极侧(集电极侧)经由充电器CH1的充电启动按钮，通过第一充电开始信号线路L1而与充电器CH1的电源(12V)连接，并且阴极侧(发射极侧)与第二充电开始信号线路L2连接。第二充电开始信号线路L2经由充电器CH1的接触器接通继电器CO而接地。
第三绝缘开关346是例如光耦合器，阳极侧(集电极侧)与车载电源(例如12V的铅蓄电池)连接，并且阴极侧(发射极侧)与连接器连接确认信号线路L3连接。连接器连接确认信号线路L3在充电器CH1中接地。
开关348是例如晶体管，集电极与充电许可禁止信号线路L4连接。充电许可禁止信号线路L4经由充电器CH的光耦合器PC而与电源(12V)电连接。开关348的发射极接地。开关348的基极电位由MPU39来控制。
充电器CH1具备电源(12V)、充电启动按钮ST、接触器接通继电器CO、以及光耦合器PC。
充电启动按钮ST切换充电器CH1的电源(12V)、与第一绝缘开关342以及第二绝缘开关344的阳极之间的连接。
预充电子接触器25A、25B通过第一充电开始信号线路L1与第二充电开始信号线路L2之间的电位差、以及接触器驱动电路38导通，由此连接状态被切换。接触器驱动电路38通过MPU39，切换连接以及解除。
如果用户按下充电启动按钮ST，则充电器CH1的电源(12V)和第一绝缘开关342连接，连接(接通)第一绝缘开关342。充电ECU30的MPU39通过连接第一绝缘开关342，从而检测从用户处有充电开始要求的情形(检测充电开始信号)。
进而，如果连接了接触器接通继电器CO，则充电器CH1的电源(12V)和第二绝缘开关344连接，连接(接通)第二绝缘开关344，向第二充电开始信号L2供给充电开始信号。根据从充电ECU30的MPU39输出的控制信号，充电器CH1控制接触器接通继电器CO的连接以及解除。
如果充电器CH1连接了接触器接通继电器CO，则第一充电开始信号线路L1和第二充电开始信号线路L2接地，充电用子接触器25A、25B连接。
此处，充电ECU30的MPU39判断所连接的第一绝缘开关342的数量和所连接的第三绝缘开关346的数量是否相同，在判断为相同的情况下，MPU39通过CAN通信而向充电器CH1～CH3侧发送车载电池信息(最大电压、电池组的容量、最大充电时间等)。在判断为所连接的第一绝缘开关342的数量和所连接的第三绝缘开关346的数量不相同的情况下，MPU39在等待一定的时间之后，通过CAN通信对充电器CH1～CH3发送充电错误信号，并且经由车辆ECU10对用户通知是充电错误。
图3A以及图3B是说明实施方式的电动汽车以及电池盒的充电方法的一个例子的流程图。
首先，用户对车辆侧的多个充电端口401～403一对一地连接充电器CH1～CH3的连接器CN1～CN3(步骤ST1)。
如果连接了充电连接器CN1～CN3，则充电ECU30的模拟接口电路34A～34C的第三绝缘开关346(图2所示)连接，电动汽车起动(步骤ST2)。
另外，充电ECU30的MPU39检测第三绝缘开关346(图2所示)的连接状态，检测与电动汽车连接了的充电连接器CN1～CN3的数量(步骤ST3)。
如果用户按下充电器CH1～CH3的充电启动按钮ST，则第一绝缘开关342(图2所示)连接，充电ECU30的MPU39检测从用户处有充电开始要求的情形(步骤ST4)。
此处，充电ECU30的MPU39判断所连接的第一绝缘开关342的数量和所连接的第三绝缘开关346的数量是否相同(步骤ST5)。在相同的情况下，MPU39判断所连接的第一绝缘开关342的数量是否为1(步骤ST6)。另外，在步骤ST5中，即使经过预先决定的时间，所连接的第一绝缘开关342的数量和所连接的第三绝缘开关346的数量仍不相同的情况下，也可以与以下的步骤ST8的处理同样地，进行充电错误信号的发送和经由车辆ECU30向用户的通知。
在所连接的第一绝缘开关342的数量是1的情况下，MPU39执行图4A以及图4B所示的子例程A。
在所连接的第一绝缘开关342的数量并非是1的情况下，MPU39判断所连接的第一绝缘开关342的数量是否与电动汽车的电池组BT1～BT3的数量相同(步骤SAT7)。
在所连接的第一绝缘开关342的数量和电池组BT1～BT3的数量相同的情况下，MPU39通过CAN通信而向充电器CH1～CH3发送车载电池信息(最大电压、组的电池容量、最大充电时间等)(步骤ST9)。
在不相同的情况下，在等待一定的时间之后，MPU39对充电器CH1～CH3发送充电错误信号，并且经由车辆ECU10对用户通知是充电错误，结束处理(步骤ST8)。
充电器CH1～CH3根据接收到的车载电池信息，判断电池组BT1～BT3是否适合于充电器CH1～CH3(步骤ST10)。
在电池组BT1～BT3不适合于充电器CH1～CH3的情况下，充电器CH1～CH3通过CAN通信对充电ECU30发送充电错误信号，经由车辆ECU10向用户通知充电错误，结束处理(步骤ST11)。
在电池组BT1～BT3适合于充电器CH1～CH3的情况下，充电器CH1～CH3通过CAN通信将充电器CH1～CH3的信息(最大电压、最大电流等)发送到充电ECU30(步骤ST12)。
充电ECU的MPU39根据接收到的充电器CH1～CH3的信息，判断电池组BT1～BT3是否适合于充电器CH1～CH3(步骤ST13)。
在电池组BT1～BT3不适合于充电器CH1～CH3的情况下，MPU39通过CAN通信对充电器CH1～CH3发送充电错误信号，经由车辆ECU10向用户通知充电错误，结束处理(步骤ST14)。
接下来，MPU39设为n＝1(步骤ST15)。
接下来，MPU39连接开关348(图2所示)，对与电池组BTn对应的充电器CHn发送充电许可信号(步骤ST16)。
接下来，接收到充电许可信号的充电器CHn锁定充电连接器CNn(步骤ST17)。
接下来，MPU39判断电池组BTn和主电路的绝缘状态是否健康(步骤ST18)。检测到充电许可信号的充电器CH1～CH3锁定充电连接器CN1～CN3，实施主电路的绝缘确认试验(短路、接地等)来确认是否确保了主电路的健康性。另外，从上述充电许可信号发送至绝缘确认试验的流程是为了防止绝缘确认的误检测，所以优选针对每台充电器都进行。
接下来，MPU39判断n是否为电池组BT1～BT3的总数(步骤ST20)。在n并非是电池组BT1～BT3的总数的情况下，对n加上1，再次执行步骤ST16至步骤ST20(步骤ST21)。
在n是电池组BT1～BT3的总数的情况下，根据来自MPU39的控制信号，充电器CH1～CH3连接(接通)接触器接通继电器CO，连接(接通)将充电器CH1～CH3和电池组BT1～BT3进行连接的充电用子接触器25A～25F，连接各电池组BT1～BT3和充电器CH1～CH3的主电路(步骤ST22)。
接下来，MPU39依照后述的子例程B进行电池组BT1～BT3的充电。
在MPU39中，如果电池组BT1～BT3达到充电终止电压(步骤ST23)，则MPU39使开关348断开，向充电器CH1～CH3停止充电许可信号(步骤ST24)。
如果充电许可信号停止，则充电器CH1～CH3使充电启动按钮ST和接触器继电器CO断开。另外，此时MPU39经由接触器驱动电路38来切断充电用子接触器25A～25F(步骤ST25)。
接下来，充电器CH1～CH3解除充电连接器CN1～CN3的锁定(步骤ST26)，用户从充电端口401～403拆卸充电连接器CN1～CN3(步骤ST27)。
图4A以及图4B是用于说明图3A以及图3B所示的流程图的子例程A的一个例子的流程图。子例程A是在与电动车辆连接了的充电器的数量少于电池组的总数时，通过所连接的一个或者多个充电器对多个电池组BT1～BT3进行充电的方法的一个例子。此处，说明例如仅连接了充电器CH1的情况。
首先，MPU39经由CAN接口电路36对车辆ECU10发出要求使得连接各电池组BT1～BT3的子接触器23A～23C(步骤STA1)。
车辆ECU10如果接收到子接触器23A～23C的连接要求，则从电池管理装置21A～21C通过CAN通信，接收各电池组BT1～BT3的电压(步骤STA2)。
接下来，车辆ECU10比较接收到的电池组BT1～BT3的电压，判断电池组BT1～BT3之间的电位差是否为规定值以下(步骤STA3)。另外，在本实施方式中，判断电池组BT1～BT3之间的电位差是否为例如1V以下。
在电池组BT1～BT3之间的电位差大于1V的情况下，车辆ECU10连接预充电子接触器24A～24C(步骤STA4)。
接下来，车辆ECU10从电池管理装置21A～21C，取得电池组BT1～BT3中流过的电流的值(步骤STA5)。
车辆ECU10判断从电池管理装置21A～21C取得的电流的值是否为规定值以下(步骤STA6)。在本实施方式中，车辆ECU10判断从电池管理装置21A～21C取得的电流的值是否为例如10mA以下。
车辆ECU10直至从电池管理装置21A～21C取得的电流的值成为10mA以下为止重复步骤STA6，如果从电池管理装置21A～21C取得的电流的值成为10A以下，则切断预充电子接触器24A～24C(步骤STA7)。
在步骤STA3中电池组BT1～BT3之间的电位差是1V以下的情况、以及步骤STA结束之后，车辆ECU10连接电池组BT1～BT3各自的子接触器23A～23C，并且将连接了子接触器23A～23C的情形通知给充电ECU30(步骤STA8)。
接下来，充电器CH1以及MPU39根据车载电池信息、充电器信息，判断电池组BT1～BT3和充电器CH1是否相互适合、以及是否确保了健康性(步骤STA9)。
充电器CH1以及MPU39在判断为电池组BT1～BT3和充电器CH1相互不适合、或者健康性未被确保的情况下，经由车辆ECU10向用户通知充电错误(步骤STA10)。
接下来，充电器CH1连接接触器继电器CO，MPU39连接接触器驱动电路38来连接充电用子接触器25A～25F(步骤STA11)。
充电器CH1以及MPU39在判断为电池组BT1～BT3和充电器CH1相互适合、且健康性被确保的情况下，MPU39将最大输出电流作为电流指令值而发送到充电器CH1(步骤STA12)。
充电器CH1依照接收到的电流指令值来开始充电。MPU39从电池管理装置21A～21C接收电池组BT1～BT3的电池单元的电压，监视电池单元的电压是否成为充电终止电压(步骤STA13)。
如果电池组BT1～BT3的电池单元中的某一个达到充电终止电压，则MPU39使开关348断开，停止向充电器CH1的充电许可信号(步骤STA14)。
如果停止充电许可信号，则充电器CH1解除充电启动按钮ST和接触器继电器CO的连接，切断充电用子接触器25A～25F(步骤STA15)。
接下来，充电器CH1解除充电连接器CN1的锁定(步骤STA16)。
接下来，车辆ECU10切断电池组BT1～BT3各自的子接触器23A～23C(步骤STA17)。
最后，用户从充电端口401～403拆卸充电连接器CN1，充电完成(步骤STA18)。
另外，在上述子例程A的说明中，说明了仅充电器CH1连接到充电连接器CN1的情况，但即使在其他充电器CH2、CH3分别仅连接了1个的情况下也成为同样的动作。另外，在子例程A中与充电连接器CN1～CN3连接的充电器的数量也可以并非是1个，即使连接了2个以上的充电器CH1～CH3，也能够通过同样的动作对电池组BT1～BT3进行充电。
图5是示出图3A以及图3B所示的流程图的子例程B的一个例子的流程图。此处，说明从充电ECU30针对充电器CH1～CH3的充电电流指令的决定方法的一个例子。该控制用于消除依赖于充电完成时的各电池单元的内部电阻的偏差的、各电池组之间的电压不均衡。
首先，电池管理装置21A～21C在充电开始之前，测量电池组BT1～BT3的全部电池单元的电压(充电前的单元电压V1)，在电池管理装置21A～21C的存储器等中保存全部的电池单元的电压。在全部的电池单元的电压的保存结束之后，电池管理装置21A～21C通过CAN通信而向充电ECU30发送充电开始许可信号(步骤STB1)。
接收到充电开始许可信号的充电ECU的MPU39对充电器CH1～CH3分别发送充电电流指令。在本实施方式中，以完成例如30分钟左右的充电为目标，将充电电流指令设为2C(步骤STB3)。
接下来，MPU39通知充电器CH1～CH3使得连接接触器继电器CO，连接充电用子接触器25A～25F。充电器CH1～CH3依照接收到的电流指令值，开始充电。
电池管理装置21A～21C将在流过充电电流并经过规定时间之后所测量的全部的电池单元电压(充电开始后的单元电压V2)以及电池组BT1～BT3中流过的电流I保存到存储器等中(步骤STB3)。
接下来，电池管理装置21A～21C针对全部电池单元，通过下述运算来计算内部电阻值(步骤STB4)。
内部电阻值R＝(充电开始后的单元电压V2-充电前的单元电压V1)/I
接下来，电池管理装置21A～21C在电池组BT1～BT3的各个中，将电池单元的内部电阻值R的最大值发送到充电ECU30(步骤STB5)。
接收到电池单元的内部电阻值R的最大值的充电ECU30的MPU39将接收到的电池单元的内部电阻值R中的最小值作为基准(＝100[％])，计算其他内部电阻值R的比例，判断与作为基准的内部电阻值R的比例之差的绝对值是否为规定值以下(步骤STB6)。
例如，将电池组BT1的全部的电池单元的内部电阻值R的最大值设为R1，将电池组BT2的全部的电池单元的内部电阻值R的最大值设为R2，将电池组BT3的全部的电池单元的内部电阻值R的最大值设为R3，说明成为R1<R2<R3的情况。
在该情况下，MPU39将内部电阻值R1作为基准(100[％])，计算其他内部电阻值R2、R3相对内部电阻值R1的比例(R2/R1×100[％]、R3/R1×100[％])。接下来，判断所计算的比例与基准值(100[％])之差的绝对值是否为1[％]以下。
在绝对值之差是1[％]以下的情况下，MPU39不变更电流指令值。因此，直至某一个电池单元成为充电终止电压为止，通过2C进行充电(步骤ST7)。
在绝对值之差大于1[％]的情况下，MPU39监视电池组BT1～BT3的SOC(充电状态：state of charge)[％]，判断电池组BT1～BT3的SOC[％]是否达到规定值(例如90％)(步骤ST8)。此时，MPU39根据例如从电池管理装置21A～21C接收到的电池单元的电压，计算SOC[％]。另外，此时MPU39所监视的SOC[％]是将电池组BT1～BT3的目标充电容量设为100[％]时的比例，不限于将满充电的充电容量设为100[％]的值。另外，MPU39也可以监视电池组BT1～BT3的电压，判断电压是否达到规定值。
如果电池组BT1～BT3的SOC达到规定值，则MPU39根据之前计算出的内部电阻值的比例，来计算电池组达到了接近充电终止(例如SOC90％程度)时的充电电流指令值。
在例如Rmin(内部电阻值R的最小值)：R1＝1：1的情况下，向电池组BT1的充电电流指令值成为I×(1/1)。
在例如Rmin(内部电阻值R的最小值)：R2＝1：1.015的情况下，向电池组BT2的充电电流指令值成为I×(1/1.015)。
在例如Rmin(内部电阻值R的最小值)：R3＝1：1.018的情况下，向电池组BT3的充电电流指令值成为I×(1/1.018)。
如上所述，计算关于各电池组BT1～BT3的充电电流指令值，向对应的充电器CH1～CH3发送计算出的充电电流指令值(步骤STB9)。
之后，直至成为充电终止电压为止对各电池组BT1～BT3进行充电(步骤ST22)，依照图3A以及图3B所示的流程，完成充电。
如上所述，通过利用与针对主电路并联地连接的多个电池组BT1～BT3分别对应的充电器CH1～CH3进行充电，能够缩短在电动汽车上所搭载的电池的充电时间。
而且，在如上所述通过对应的充电器CH1～CH3对电池组BT1～BT3分别进行充电时，根据电池单元的内部电阻值R来调整充电电流指令值，从而能够减小充电完成了时的电池组BT1～BT3之间的电位差。
图6是示出根据内部电阻值来调整了充电电流时的电池组BT1～BT3的电压的时间经过的一个例子的图。
在充电至充电终止电压(＝开路电压OCV：Open CircuitVoltage+RI)之后，电池组BT1～BT3的电压下降将内部电阻R和充电电流I相乘而得到的值。因此，如果在电池组BT1～BT3的内部电阻不同的情况下以相同的充电电流对电池组BT1～BT3进行充电，则有时会产生充电后的电池组BT1～BT3间的电位差。在本实施方式中，根据电池组BT1～BT3的电池单元的内部电阻值，调整充电电流使得充电之后下降的电压相等(使得成为R1×I1＝R2×I2＝R3×I3)。由此，在充电后的电池组BT1～BT3之间产生的电位差变小，能够避免在将电池组BT1～BT3并联地连接了时在电池组BT1～BT3中流过大的电流，并且在充电之后无需通过预充电等来减小电位差，能够进一步缩短充电时间。
另外，如果根据搭载于电动汽车的电池的容量而使充电器大容量化，则有可能连接器、电缆等的重量以及尺寸增加，导致用户的操作性变差，并且有时需要大容量化的充电器的导入成本。但是，根据本实施方式，即使在电池的容量变大的情况下，通过使用多台以往的充电器，也能够在短的时间内完成充电。
因此，根据本实施方式，能够提供可在短时间内充电的电池盒以及电动汽车。
接下来，参照附图，以下说明第二实施方式的电池盒以及电动汽车。另外，在以下的说明中，关于与上述第一实施方式同样的结构，附加同一符号而省略说明。是在本实施方式的电池盒以及电动汽车中车载电池的额定电压是充电器的最大电压(例如500V)以上的情况。
图7是概要地示出第二实施方式的电池盒以及电动汽车的一个结构例的图。在上述第一实施方式中，电池组BT1～BT3针对主电路并联地连接，但在本实施方式中，电池组BT1～BT3针对主电路串联地连接。
第一主接触器22A切换第一充放电端子TA1和电池组BT3的正极端子PT2的连接。第三主接触器22C切换第二充放电端子TA2和电池组BT1的负极端子MT2的连接。即，在本实施方式中，多个电池组BT1～BT3的正极端子PT1与电池组BT3的正极端子PT2是共同的端子，多个电池组BT1～BT3的负极端子MT2与电池组BT1的负极端子MT2是共同的端子。
子接触器23A切换电池组BT1的正极端子PT2和电池组BT2的负极端子MT2的电连接。子接触器23B切换电池组BT2的正极端子PT2和电池组BT3的负极端子MT2的电连接。子接触器23C切换电池组BT3的正极端子PT2和主电路的电连接。电池组BT1的负极端子MT2和主电路的电连接通过充电用子接触器25B来切换。
充电用子接触器25A～25F切换电池组BT1～BT3的正极端子PT2以及负极端子MT2和充电端口401～403的电连接。
在本实施方式中，电池盒20具有与3个电池组BT1～BT3各自的正极端子PT2连接的3个第一充电用端子TB1、以及与3个电池组BT1～BT3各自的负极端子MT2连接的3个第二充电用端子TB2。
另外，在本实施方式中，电池组BT1～BT3相互串联地连接，所以不需要预充电子接触器
上述以外的结构与上述第一实施方式的电池盒以及电动汽车相同。
在对本实施方式的电池盒以及电动汽车进行充电的动作中，不需要在图4A以及图4B中的步骤STA3～步骤STA7中进行的电池组BT1～BT3的预充电，无需如图5所示根据内部电阻值来调整电池组BT1～BT3的充电电流指令值。
根据本实施方式的电池盒以及电动汽车，与上述第一实施方式同样地，通过利用与针对主电路并联地连接的多个电池组BT1～BT3分别对应的充电器CH1～CH3进行充电，能够缩短搭载于电动汽车的电池的充电时间。
另外，如果根据搭载于电动汽车的电池的容量而使充电器大容量化，则有可能连接器、电缆等的重量以及尺寸增加，导致用户的操作性变差，并且有时需要大容量化的充电器的导入成本。但是，根据本实施方式，即使在电池的容量变大的情况下，通过使用多台以往的充电器，也能够在短的时间内完成充电。
因此，根据本实施方式，能够提供可在短时间内充电的电池盒以及电动汽车。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅为例示，并非限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种方式来实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨内，并且包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围内。

Claims (6)

1.一种电池盒，其特征在于，具备：
多个电池组，包括多个电池单元，所述多个电池组相互并联地连接；
电池管理装置，检测各电池组中流过的电流、所述多个电池单元的电压以及温度，并输出到外部；
第一充放电用端子，与所述多个电池组的正极端子分别串联连接；
第二充放电用端子，与所述多个电池组的负极端子分别串联连接；
多个第一充电用端子，与所述多个电池组各自的正极端子连接；
第二充电用端子，与所述多个电池组各自的负极端子连接；
第一主接触器，切换所述多个电池组的正极端子与所述第一充放电用端子之间的连接/切断；
第二主接触器，切换所述多个电池组的负极端子与第二充放电用端子之间的连接/切断；
子接触器，切换所述多个电池组各自的正极端子与所述第一充放电用端子的连接；
第一充电用子接触器，切换所述多个电池组各自的正极端子与所述第一充电用端子之间的连接/切断；以及
第二充电用子接触器，切换所述多个电池组各自的负极端子与所述第二充电用端子之间的连接。
2.一种电池盒，其特征在于，具备：
多个电池组，包括多个电池单元，所述多个电池组相互串联地连接；
电池管理装置，检测各电池组中流过的电流、所述多个电池单元的电压以及温度，并输出到外部；
第一充放电用端子，与串联地连接的所述多个电池组的一端侧的电池组的正极端子连接；
第二充放电用端子，与串联地连接的所述多个电池组的另一端侧的电池组的负极端子连接；
多个第一充电用端子，与所述多个电池组各自的正极端子连接；
多个第二充电用端子，与所述多个电池组各自的负极端子连接；
第一主接触器，切换所述一端侧的电池组的正极端子与所述第一充放电用端子之间的连接/切断；
第二主接触器，切换所述另一端侧的电池组的负极端子与第二充放电用端子之间的连接；
子接触器，切换所述多个电池组之间以及所述一端侧的电池组的正极端子与所述第一充放电用端子的连接/切断；
第一充电用子接触器，切换所述多个电池组各自的正极端子与所述第一充电用端子之间的连接/切断；以及
第二充电用子接触器，切换所述多个电池组各自的负极端子与所述第二充电用端子之间的连接/切断。
3.一种电动汽车，其特征在于，具备：
权利要求1所述的电池盒；
多个充电端口，与所述第一充电用端子以及所述第二充电用端子连接；
充电ECU，该充电ECU具备：经由所述多个充电端口而与连接于所述充电端口的多个充电器的各个充电器进行通信的多个第一接口电路、对所述充电用子接触器的动作进行控制的接触器驱动电路、与所述电池管理装置进行通信的第二接口电路、以及经由所述第一接口电路而与所述多个充电器进行通信并且经由所述第二接口而与所述电池管理装置进行通信的MPU；
逆变器，与所述第一充放电用端子以及所述第二充放电用端子连接，将从所述多个电池组输出的直流电力变换为交流电力；
马达，通过从所述逆变器输出的交流电力来驱动；
动力传递装置，将所述马达的动力传递给车轴以及驱动轮；以及
车辆ECU，控制所述主接触器以及所述子接触器的动作，
所述电池管理装置根据所述电池单元的电压，计算所述电池单元的内部电阻值，
所述MPU在对所述多个充电端口连接了多个充电器时，连接所述充电用子接触器而将所述多个电池组和所述多个充电器一对一地连接，判断从所述电池管理装置接收到的所述电池单元的内部电阻值之中的、各电池组中的最大值的差的绝对值是否为规定值以上，在所述绝对值是规定值以上的情况下，针对每个所述电池组，调整充电电流指令值。
4.根据权利要求3所述的电动汽车，其特征在于，
所述充电ECU比较所述多个电池组各自的多个电池单元的内部电阻值中的最大值，将最小的内部电阻值作为基准来计算其他内部电阻的比例，在多个电池组各自的充电状态达到了规定值时，将对充电电流指令值乘以与所述比例对应的系数而进行了调整的充电电流指令发送到所述多个充电器中的各个充电器。
5.一种电动汽车，其特征在于，具备：
权利要求2所述的电池盒；
多个充电端口，与所述第一充电用端子以及所述第二充电用端子连接；
充电ECU，该充电ECU具备：经由所述多个充电端口而与连接于所述充电端口的多个充电器的各个充电器进行通信的多个第一接口电路、对所述充电用子接触器的动作进行控制的接触器驱动电路、与所述电池管理装置进行通信的第二接口电路、以及经由所述第一接口电路而与所述多个充电器进行通信并且经由所述第二接口而与所述电池管理装置进行通信的MPU；
逆变器，将从所述多个电池组输出的直流电力变换为交流电力；
马达，与所述第一充放电用端子以及所述第二充放电用端子连接，通过从所述逆变器输出的交流电力来驱动；
动力传递装置，将所述马达的动力传递给车轴以及驱动轮；以及
车辆ECU，控制所述主接触器以及所述子接触器的动作。
6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的电动汽车，其特征在于，
所述车辆ECU在接收到点火的断开信号时，解除所述子接触器的连接。
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