CN104303390B - 均衡装置 - Google Patents

Abstract

一种微型计算机(3)，通过基于来自电压检测电路(21)的输出识别各单元电池(CL1到CLn)中的变化量，并且当单元电池(CL1到CLn)的两端电压中的变化量至少为规定值时，控制FET(Q11到Q1n)以将具有高的两端电压的单元电池(CL1到CLn)连接到放电电阻(Rd1到Rdn)并且放电，该微型计算机(3)实施均衡。当该变化量小于规定值时，通过控制FET对(51到5n)以将充电电容(C1到Cn‑1)依次连接到各单元电池(CL1到CLn)，微型计算机(3)实施均衡。

Description

均衡装置

技术领域

本发明涉及一种均衡装置，并且更具体地涉及一种使互相串联连接的多个单元电池的两端电压均衡的均衡装置。

背景技术

近年来，一种使用发动机和电动马达这两者来行驶的混合动力汽车(以下称为HEV)已经普及。HEV设置有两种类型的电池，即，用于启动发动机的大约12V的低压电池和作为用于驱动电动马达的电池组的高压电池。上述高压电池通过使用诸如镍氢电池或锂电池的二次电池作为单元电池并串联连接多个单元电池来提供高压。

在高压电池重复地充电放电的同时，各单元电池的两端电压，即充电状态(SOC)变化。关于电池的充电和放电，出于每个单元电池的耐久性或确保安全的考虑，当具有最高SOC(或两端电压)的单元电池已经达到设定的上限SOC(或上限两端电压值)时，必须禁止充电，并且当具有最低SOC(或两端电压)的单元电池已经达到设定的下限SOC(或下限两端电压值)时，必须禁止放电。因此，当各单元电池的SOC变化时，电池的可用容量实际上减少。因此，在HEV中，在上坡行驶过程中，通过汽油补充电池能量，或在下坡行驶过程中，通过电池产生能量，即，所谓的辅助再生变得不足，并且车辆动力性能或燃料消耗变得更低。因此，提出了一种均衡装置，该均衡装置通过对各单元电池充电或放电使各单元电池的两端电压均衡(如，专利文献1)。

在专利文献1中公开的一种均衡装置获得每个单元电池的两端电压并且通过使用电阻对具有最高两端电压的单元电池进行放电，以执行均衡至最低的两端电压。在该放电式均衡装置中，由于对每个单元电池的容量放电，每个单元的容量被浪费。此外，均衡的执行判定是基于检测到的单元电池的两端电压。因此，存在以下问题：均衡的能力是依赖每个单元电池的两端电压的检测准确性，并且提高均衡准确性是困难的。此外，还存在以下问题：仅能在每个单元电池的两端电压稳定时的车辆停止期间(点火器关闭时)实施均衡。

因此，还提出了一种充电泵式均衡装置，该充电泵式均衡装置将一个电容依次地且周期性地连接到每个单元电池的两端，由此通过电容器将电荷从具有高的两端电压的单元电池移动到具有低的两端电压的单元电池(专利文献2)。然而，虽然充电泵式均衡装置能够高精确度地均衡，但是具有以下问题：由于存在使用电容器限值启动充电泵的充电量而使均衡速度低，并且当单元电池中的变化量相当大时，均衡需要大量时间。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本的未审专利公开号：2010-263733

专利文献2：日本的未审专利公开号：平10-225005

发明内容

本发明要解决的问题

因此，本发明的目的是提供一种能以高准确性快速执行均衡的均衡装置。

解决问题的方案

为了解决上述问题，根据权利要求1的本发明提供一种均衡装置，该均衡装置均衡彼此串联连接的多个单元电池的两端电压，该均衡装置包括：电压检测器，该电压检测器用于分别检测所述单元电池的所述两端电压；放电电阻；多个第一开关，该多个第一开关分别将所述单元电池连接到所述放电电阻；第一均衡器，该第一均衡器用于通过控制所述第一开关，并将所述单元电池中具有高的两端电压的每个单元电池连接到所述放电电阻，以执行放电，从而实施均衡；充电电容；多个第二开关，该多个第二开关将所述充电电容依次地连接到各个所述单元电池；第二均衡器，该第二均衡器用于通过控制所述第二开关，并且将所述充电电容依次地连接到各个所述单元电池，从而实施所述均衡；以及均衡选择器，该均衡选择器用于：当所述单元电池的两端电压中的变化量等于或大于规定值时，选择所述第一均衡器来实施所述均衡，或者当所述单元电池的两端电压中的所述变化量小于所述规定值时，选择所述第二均衡器来实施所述均衡。

根据权利要求2的本发明提供根据权利要求1的均衡装置，还包括：均衡判定器，该均衡判定器用于基于由所述电压检测器检测的各个所述单元电池的两端电压中的所述变化量，判定是否需要实施所述均衡，其中，每当所述均衡判定器判定需要进行所述均衡时，所述均衡选择器选择均衡器用于实施所述均衡，并且在由所述均衡选择器选择的所述均衡器实施的所述均衡结束之后，所述均衡判定器利用所述电压检测器再次检测所述单元电池的两端电压，并且基于所检测的所述两端电压中的变化量再次执行判定。

根据权利要求3的本发明提供根据权利要求1或2的均衡装置，其中，在安装有所述装置的车辆的点火器接通期间、或在所述单元电池的充电/放电期间，所述均衡选择器选择所述第二均衡器来实施所述均衡，或者在安装有所述装置的所述车辆的点火器断开期间、或在所述单元电池的非充电/非放电期间，所述均衡选择器基于所述单元电池的两端电压中的所述变化量选择所述第一均衡器或者所述第二均衡器。

根据权利要求4的本发明通过根据权利要求1或3的任一项的均衡装置，其中，所述第一均衡器将通过所述电压检测器检测到的两端电压等于或大于阈值的所有的单元电池连接到所述放电电阻，该阈值基于多个所述两端电压确定。

根据权利要求5的本发明提供根据权利要求1或4的任一项的均衡装置，其中，设置n(n≥3)个单元电池，置m(2≤m≤n-1)个充电电容，所述第二开关设置成使每个充电电容的两极依次地连接到彼此相邻的(n-m+1)个单元电池，所述第二均衡器导通/关断所述第二开关，使得每个充电电容的两极从低位到高位或从该高位到该低位依次且反复地连接到彼此相邻的所述(n-m+1)个单元电池，并且与每个充电电容连接的所述(n-m+1)个单元电池的最低位是彼此不同的单元电池。

根据权利要求6的本发明提供根据权利要求1或5的任一项的均衡装置，其中，驱动所述第一开关和所述第二开关导通/关断的驱动电路基于从与所述单元电池不同的电源接收电力而运行。

发明的效果

如上所述，根据本发明的权利要求1或2，当各单元电池的两端电压中的变化量大时，通过使用放电电阻使该变化量迅速减小，随后能够通过使用充电电容非常精确地执行均衡，并且因此能够以高准确性迅速地执行均衡。

根据本发明的权利要求3，在每个单元电池的两端电压不稳定的点火器接通期间或在每个单元电池的充电/放电期间，能过通过使用充电电容执行均衡，并且在每个单元电池的两端电压稳定的点火器断开期间或在每个单元电池的非充电/非放电期间，能够基于每个单元电池的两端电压选择使用放电电阻的均衡或使用充电电容的均衡。

根据本发明的权利要求4，由于第一均衡器将通过电压检测器检测到的两端电压等于或大于由多个两端电压确定的阈值的所有的单元电池连接到放电电阻，所以能够进一步迅速减小变化量。

所述本发明的权利要求5，由于第二均衡器导通/关断所述切换开关，以使充电电容的两极从低位到高位或从高位到低位依次地连接到互相相邻的所述(n-m+1)个单元电池，因此通过使用多个充电电容移动电荷，并且因此均衡能够快速地实施。此外，由于能够实施均衡而不执行电压检测而实施均衡，因此均衡能够在车辆行驶或停止时(点火开关接通时)实施。

根据本发明的权利要求6，由于不是从单元电池输出电力以驱动所述驱动电路，因此能够均衡单元电池的容量而不浪费单元电池的容量。此外，能够消除在单元电池的两端电压中变化量的产生。

附图说明

图1是示出根据本发明的均衡装置的实施例的框图。

图2是示出构成图1中描绘的均衡装置的均衡实施部分的细节的电路图。

图3是构成图1中描绘的均衡实施部分的任意充电电容器的外围电路图。

图4是用于说明图2中描绘的均衡实施部分的运行的示意电路图。

图5是用于说明图2中描绘的电平位移电路的细节的电路图。

图6是示出构成图1描绘的均衡装置的微型计算机的均衡处理步骤的流程图。

图7是对应于FET Q21和Q22的导通信号的时序图。

图8是示出另一个实施例的均衡实施部分的细节的电路图。

图9是用于说明另一个实施例中的均衡实施部分的运行的示意电路图。

附图标记说明

1 均衡装置

3 微型计算机(第一均衡器、第二均衡器、均衡选择器、均衡判定器)

21 电压检测电路(电压检测器)

61 到6n电平位移电路(驱动电路)

71 到7n电平位移电路(驱动电路)

81 到8n电平位移电路(驱动电路)

C1 到Cn-1充电电容

CL1 到CLn单元电池

Q11 到Q1n FET(第一开关)

Q21 FET(第二开关)

Q22 FET(第二开关)

Rd1 到Rdn放电电阻

Vcc0 电源(不同的电源)

Vp 不同的电源

具体实施方式

将参考图1和图2描述根据本发明的均衡装置。图1是示出根据本发明的均衡装置的实施例的框图。图2是示出图1中描绘的均衡装置的细节的电路图。如图所示，均衡装置1是使n(n≥3)个单元电池CL1到CLn的两端电压均衡的装置，该n个单元电池CL1到CLn构成高压电池BH并且串联连接。在本实施例中，单元电池CL1到CLn中的每一个由一个二次电池构成，但是其可以由多个二次电池构成。高压电池BH用作于，例如，在采用发动机和电动马达两者(两者均未示出)作为行驶驱动源的混合动力汽车中的电动马达的电源，按照需要，将电动马达作为负载连接到高压电池BH的两端，并且如果需要，交流发电机等(未示出)也作为充电器连接。

如图1所示，均衡装置1包括：均衡实施部分2，该均衡实施部分2执行n(n≥3)个单元电池CL1到CLn的均衡；以及微型计算机3，该微型计算机3作为用于控制该均衡实施部分2的第一均衡器、第二均衡器、均衡选择器以及均衡判定器。如图2所示，均衡实施部分2包括：电压检测电路21，该电压检测电路21作为用于检测各个单元电池CL1到CLn的两端电压的电压检测器；n个放电电阻Rd1到Rdn；场效应晶体管(FET)Q11到Q1n，该场效应晶体管Q11到Q1n作为将单元电池CL1到Cln连接到放电电阻Rd1到Rdn的n个第一开关；n-1(＝m)个充电电容C1到Cn-1；n(＝m+1)个FET对51到5n，该n个FET对51到5n设置成每个充电电容Cp(p为满足1≤p≤n-1的任意整数)的两极都依次连接到彼此相邻的两(＝n-m+1)个单元电池CLp和CLp+1；以及作为驱动电路的电平位移电路61到6n、71到7n和81到8n。连接有各充电电容C1到Cn-1的两个单元电池CL1到CLn的最低位是互相不同的单元电池CL1到CLn。

电压检测电路21包括：电阻R11到R1n、电容Cd1到Cdn、分压电阻R31到R3n等。每个电容Cd1到Cdn都具有通过电阻R11到R1n连接到每个单元电池CL1到CLn的正极侧的一端以及连接到地GND0的另一端。电阻R11到R1n和电容Cd1到Cdn用作滤波器。电压检测电路21利用分压电阻R31到R3n经由滤波器将单元电池CL1到CLn的两端电压分压，并将获得的电压输入到微型计算机3。

即，参考任意的电容Cdp，该任意的电容Cdp的两端电压等于最低位单元电池CL1的两端电压加上通过电阻R1p在其正极侧上与任意的电容Cdp连接的单元电池CLp的两端电压而获得的值。在图2中，虽然电容Cd1到Cdn的两端电压直接地提供到微型计算机3，但是实际上通过使用未图示的分压电路而分压的电容Cd1到Cdn的两端电压被提供到微型计算机3，该未图示的分压电路由电阻等形成。此外，通过算术运算，微型计算机3从所提供的电容Cd1到Cdn的两端电压获得各单元电池CL1到CLn的两端电压。

n个放电电阻Rd1到Rdn的每一个连接到每个单元电池CL1到CLn的两端。FET Q11到Q1n串联地连接到各单元电池CL1到CLn的相对端之间的各个放电电阻Rd1到Rdn。因此，放电电阻Rd1到Rdn连接到单元电池CL1到CLn，并且当FET Q11到Q1n导通时，单元电池CL1到CLn放电，并且当FET Q11到Q1n关断时，单元电池CL1到CLn从放电电阻Rd1到Rdn关断并且单元电池CL1到CLn的放电停止。

n个FET对51到5n中的每个都连接到每个单元电池CL1到CLn的两端。每个FET对51到5n由串联连接的两个FET Q21和Q22构成(相当于权利要求中的第二开关)。在上述FETQ21和Q22中，负极侧上的FET Q21是N通道，并且正极侧上的FET Q22是P通道。此外，上述FETQ21和Q22具有互相连接的漏极，FET Q21的源极通过电阻R001到R00n连接到单元电池CL1到CLn的负极侧，并且FET Q22的源极通过电阻R002到R00n+1连接到单元电池CL1到CLn的正极侧。

充电电容C1连接在构成FET对51的FET Q21和Q22的连接点和构成FET对52的FETQ21和Q22的连接点之间，FET对51连接到作为彼此相邻的单元电池CL1和CL2中的一个的单元电池CL1的两端，FET对52连接到作为彼此相邻的单元电池CL1和CL2中的另一个的单元电池CL2的两端。如图3所示，其他任意的充电电容Cp也同样连接在构成FET对5p的FET Q21和Q22的连接点和构成FET对5p+1的FET Q21和Q22的连接点之间，FET对5p连接到作为彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的一个的单元电池CLp的两端，FET对5p+1连接到作为彼此相邻的单元电池CL1和CLp+1中的另一个的单元电池CLp+1的两端。上述充电电容C1到Cn-1通过电阻R011到电阻R01n连接到连接点。

根据上述配置，如图4(A)所示，当所有FET对51到5n的FET Q21导通并且所有FET对51到5n的FET Q22关断时，任意的充电电容Cp连接到彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的负极侧电池单元电池CLp。另一方面，如图4(B)所示，当所有FET对51到5n的FET Q21关断并且所有FET对51到5n的FET Q22导通时，充电电容Cp连接到彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的正极侧单元电池CLp+1。即，当FET Q21和FETQ22交替地导通时，充电电容Cp交替地连接到彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的一个。

n个FET对51到5n的FET Q21的门极(控制端子)通过稍后描述的电平位移电路61到6n连接到一起并进一步连接到微型计算机3。另外，n个FET对51到5n的FET Q22的门极通过稍后描述的电平位移电路71到7n连接到一起并进一步连接到微型计算机3。n个FET Q11到Q1n的门极通过稍后描述的电平位移电路81到8n连接到微型计算机3。

n个电平位移电路61到6n根据各个FET对51到5n而设置。如图2和图5所示，各个电平位移电路61到6n由作为N通道的FET Q3、电阻R2、NPN型晶体管Tr1、电阻R101到Rn01和电阻R102到Rn02、以及齐纳二极管D2到Dn(未包括在电平位移电路61中)构成。

对代表性的任意的电平位移电路6p(p是满足2≤p≤n的任意整数)进行说明，FETQ3具有：通过电阻R2连接到不同于单元电池CL1到CLn的电源Vp(见图5)的正极侧的漏极，连接到作为对应的单元电池CLp的负电势的地GNDp-1的源极，以及通过电阻Rp01连接到最低位单元电池CL1的地GND0并连接到稍后描述的晶体管Tr1的发射极的门极。不同的电源Vp是与单元电池CL1到CLn或电源8不同的电源，n个电源Vp根据各个电平位移电路61到6n而设置。此外，电阻R2和FET Q3的连接点连接到构成FET对5p的FET Q21的门极。

晶体管Tr1具有连接到最低位单元电池CL1的地GND0的发射极和通过齐纳二极管Dp和电阻Rp02连接到电源Vcc0的集电极。应注意，在电平位移电路61中，晶体管Tr1的集电极仅通过电阻Rp02而不使用齐纳二极管Dp连接到电源Vcc0。此外，晶体管Tr1的基极连接到微型计算机3。电源Vcc0是不同于单元电池CL1到CLn或电源8的电源，并且电源Vcc0共同连接到各个电平位移电路61到6n。此外，FET Q3和电阻Rp01的连接点连接到齐纳二极管Dp和电阻Rp02的连接点。在电平位移电路61中，FET Q3和电阻R101的连接点连接到晶体管Tr1和电阻R102的连接点。

现在将描述电平位移电路61到6n的运行。将首先考虑电平位移电路61。当L电平(e.g.，0V)的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，晶体管Tr1关断。当晶体管Tr1关断时，利用电阻R102和电阻R101将电源Vcc0分压获得的所分电压提供到FET Q3的门极。由于电阻R102和电阻R101中的每个设定成其所分电压变得高于FET Q3的源极(＝GND0)，所以使FET Q3导通。当FET Q3导通时，由于地GND0提供到FET Q21的门极，所以在FET Q21的门极和源极之间不再产生电势差，并且使FET Q21关断。

另一方面，当H电平(e.g.，5V)的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，使晶体管Tr1导通。当晶体管Tr1导通时，在电平位移电路61中，地GND0提供到FET Q3的门极，FET Q3的门极和源极之间不再产生电势差，并且使FET Q3关断。当FET Q3关断时，不同的电源V1的正电势Vcc1提供到FET Q21的门极，FET Q21的门极变得高于FET Q21的源极，并且使FET Q21导通。

现在将考虑一个任意的电平位移电路6p(2≤p≤n)。当L电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，使晶体管Tr1关断。当晶体管Tr1关断时，利用电阻Rp02和电阻Rp01将电源Vcc0分压获得的所分电压提供到FET Q3的门极。由于电阻Rp02和电阻Rp01中的每个设定成其所分电压变得高于FET Q3的源极(＝GNDp-1)，所以使FET Q3导通。当FET Q3导通时，由于GNDp-1提供到FET Q21的门极，所以在FET Q21的门极和源极之间的电势差消除，并且使FET Q21关断。

另一方面，当H电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，使晶体管Tr1导通。当晶体管Tr1导通时，FET Q3的门极低于齐纳二极管Dp的齐纳电压。由于齐纳二极管Dp设定成其齐纳电压变为稍低于FET Q3的源极的电压，因此FET Q3的门极和源极之间的电势差消除，并且使FET Q3关断。当FET Q3关断时，不同的电源V1的正电势Vcc1提供到FETQ21的门极，FET Q21的门极变得高于FET Q21的源极，并且使FET Q21导通。

应注意，在图2所示的实例中，齐纳二极管Dp设置在电阻Rp02和晶体管之间，但本发明不限于此，并且例如，电阻可以代替齐纳二极管Dp使用。

n个电平位移电路71到7n根据各个FET对51到5n设置。如图2和图5所示，与电平位移电路61到6n类似，各个电平位移电路71到7n由作为N通道的FET Q3、电阻R2、NPN晶体管Tr1、电阻R101到Rn01和电阻R102到Rn02、以及齐纳二极管D2到Dn(未包括在电平位移电路71中)构成。由于电平位移电路71到7n具有与电平位移电路61到6n相同的构造，此处将省略其详细说明。

现在将说明电平位移电路71到7n的运行。将首先考虑一个任意的电平位移电路7p。与电平位移电路61到6n类似，当L电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，使FET Q3导通。当FET Q3导通时，单元电池CLp的负极GNDp-1提供到FET Q22的门极，并且因此使FET Q22导通。另一方面，与电平位移电路61到6n类似，当H电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，FET Q3关断。当FET Q3关断时，不同的电源Vp的正电势Vcc1提供到FET Q22的门极，并且因此使FET Q22关断。

n个电平位移电路81到8n根据各个FET Q11到Q15n设置。如图2和图5所示，与电平位移电路61到6n类似，各个电平位移电路81到8n由作为N通道的FET Q3、电阻R2、NPN晶体管Tr1、电阻R101到Rn01和电阻R102到Rn02、以及齐纳二极管D2到Dn(未包括在电平位移电路71中)构成。由于电平位移电路71到7n具有与电平位移电路61到6n相同的构造，此处将省略其详细说明。电平位移电路81到8n的运行与电平位移电路61到6n的运行相同，当L电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，FET Q1p导通，并且当H电平的信号提供时，FET Q1p关断。

微型计算机3由已知的微型计算机构成，并且其依靠从不同于高压电池BH的电源8接收的电力而运行。微型计算机3的地GND0连接到高压电池BH的地GND0。

现在将参考图6描述如此配置的均衡装置1的运行。当微型计算机3自身判定需要均衡或当由未示出的主机根据诸如点火开关的接通/断开的触发器输出均衡指令时，微型计算机3启动均衡操作。首先，微型计算机3获得从电压检测电路21提供的电容Cd1到Cdn的两端电压并检测各单元电池CL1到CLn中的变化量(步骤S1)。如上所述，将通过(由电阻R11到R1n和电容Cd1到Cdn形成的)滤波器分压的单元电池CL1到CLn的两端电压从电压检测电路21输入到微型计算机3。在步骤S1，微型计算机3基于算术运算根据从电压检测电路21输入的电压计算单元电池CL1到CLn的两端电压并获得所述变化量。此处，可以设想例如单元电池CL1到CLn的两端电压的最大值和最小值之间的差值、单元电池CL1到CLn的两端电压的标准差等作为所述变化量。

然后，微型计算机3充当均衡判定器并基于获得的变化量判定是否需要实施均衡(步骤S2)。当微型计算机3判定所述变化量小于均衡判定阈值并且不需要实施均衡(步骤S2中的否)时，其立即终止均衡处理。另一方面，当微型计算机3判定所述变化量等于或大于均衡判定阈值并且需要执行均衡(步骤S2中的是)时，其充当均衡选择器并判定所获得的变化量是否小于均衡方法判定阈值(规定值)(步骤S3)。

当所述变化量小于均衡方法判定值(步骤S3中的是)时，微型计算机3进行到步骤S4并执行充电泵式均衡(步骤S4)。在步骤S4中，微型计算机3充当第二均衡器并将例如H电平的5V或L电平的0V脉冲信号输出到电平位移电路61到6n和71到7n的晶体管Tr1。当脉冲信号在各个电平位移电路61到6n和71到7n中经历电平位移，并且作为导通信号交替地提供到FET Q21和Q22的门极时，使FET Q21和Q22交替地导通。当FET Q21和Q22交替地导通时，如图4(A)和(B)所示，每个电容CLp交替地连接到彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的一个和另一个，并且使单元电池CL1到CLn均衡。

此时，如图7所示，死区时间dt能够设置到在用于导通FET Q21的导通信号和用于导通FET Q22的导通信号，使得FET Q21和Q22不同时导通。

另一方面，当所述变化量等于或大于均衡方法判定阈值(步骤S3中的否)时，微型计算机3进行到步骤S5并执行放电电阻式均衡(步骤S5)。在步骤S5中，微型计算机3充当第一均衡器，设定由多个两端电压确定的阈值(例如，将单元电池CL1到CLn的平均值设定为该阈值)，并且将L电平的信号输出到电平位移电路81到8n的晶体管Tr1，该电平位移电路81到8n对应于提供大于或等于该阈值的两端电压的单元电池CL1到CLn。所述信号在电平位移电路81到8n中经历电平位移并提供到FET Q11到Q1n的门极，并且使FET Q11到Q1n导通。结果，所有的两端电压大于或等于阈值的单元电池CL1到CLn利用放电电阻Rd1到Rdn而受到放电。两端电压小于阈值的单元电池CL1到CLn不受到放电。

随后，当在步骤S4或S5中实施均衡后经过预定的均衡规定时间时，微型计算机3将H电平的信号输出到电平位移电路61到6n和81到8n中晶体管Tr1，并将L电平的信号输出到电平位移电路71到7n中的晶体管Tr1，关断FET Q11到Q1n和FET对51到5n中的FET Q21和Q22以停止均衡(步骤S5)，然后进行到步骤S1，再次利用电压检测电路21检测单元电池CL1到CLn的两端电压，并且基于两端电压中检测的变化量判定是否需要再次执行均衡。

根据前述实施例，由于当单元电池CL1到CLn的两端电压中的变化量等于或大于均衡方法判定阈值时，微型计算机3选择放电电阻式并实施均衡，或者当单元电池CL1到CLn的两端电压中的变化量小于均衡方法判定阈值时，微型计算机3选择充电泵式并实施均衡，所以能够在当变化量大时，在通过放电电阻Rd1到Rdn快速减小单元电池CL1到CLn的两端电压中的变化量后，利用充电电容C1到Cp来非常准确地实施均衡，并且因此能够高准确性地快速执行均衡。

此外，根据前述实施例，在放电电阻式均衡中，由于微型计算机3将所有的、由电压检测电路21检测出两端电压等于或大于阈值的单元电池连接到放电电阻Rd1到Rdn，该阈值基于多个单元电池CL1到CLn中的两端电压确定，所以能够进一步快速地减小变化量。

此外，根据前述实施例，在充电泵式均衡中，由于微型计算机3导通或关断FET对51到5n，以使每个充电电容C1到Cn-1的两极从低位到高位或从高位到低位依次连接到单元电池CL1到CLn中的两个相邻的单元电池，通过使用多个充电电容C1到Cn-1而移动电荷，并且因此能够快速实施均衡。另外，由于能够执行均衡不需要检测电压，因此甚至能够在车辆行驶或停止期间(点火开关接通时)实施均衡。

此外，根据前述实施例，由于电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n基于从作为不同于单元电池CL1到CLn的电源的不同电源V1到Vn、和电源Vcc0接收电力来运行，该电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n驱动FET对51到5n和FET Q11到Q1n导通/关断，所以电力不从单元电池CL1到CLn输出以驱动电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n，并且因此能够实施均衡而不浪费单元电池CL1到CLn的容量。此外，能够消除在单元电池CL1到CLn的两端电压中变化量的产生。

应注意，根据前述实施例，来自电压检测电路21的输出直接地提供到微型计算机3，并且微型计算机3直接地将信号提供到电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n，但本发明不限于此。例如，如图8所示，在使微型计算机3与单元电池CL1到CLn绝缘的情况中，可以设置能通过绝缘元件5与微型计算机3连通的监控IC4，并且将来自电压检测电路21的输出输入或将单元电池CL1到CLn的两端电压输出的电路、或电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n可以包括在监控IC4中。在此情况下，电容Cd1到Cdn的两端电压能够直接提供到监控IC4。此外，当如上所述电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n包括在监控IC4中时，能够容易地实施放电电阻式均衡或充电泵式均衡。

此外，根据前述实施例，虽然FET Q21、FET Q22和FET Q11到Q1n用作为第一开关和第二开关，但本发明不限于此。作为每个第一开关和第二开关，能够使用例如光电开关等，并且当使用光电开关时，不需要电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n。

另外，根据前述实施例，微型计算机3通过两个信号线连接到FET对51到5n的每个中的FET Q21和Q22，但本发明不限于此。此外，可以在FET Q21的门极和FET Q22的门极之间进行共同连接，并且这些部件可以通过一个信号线连接。

此外，根据前述实施例，FET Q21和FET Q22同时进行导通/关断切换，但本发明不限于此。当FET Q21和Q22同时进行导通/关断切换时，在一些情况下，单元电池CL1到CLn短路并且不能适当地操作，并且因此可以在将FET Q21从导通切换到关断稍后将FET Q22从关断状态切换为导通，并且可以在FET Q22从导通切换到关断稍后将FET Q21从关断状态切换为导通。为了形成延迟，存在在控制软件中形成延迟的方法和在硬件设计中形成延迟的方法。根据在控制软件中形成延迟的方法，使从微型计算机3输出的信号延迟。根据在硬件设计中形成延迟的方法，在从微型计算机3引出的信号线上安装电容是适用的。例如，能够采用将电容连接到在需要延迟的FET Q21和Q22之一的门极前的点。

此外，根据前述实施例，虽然各个电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n基于从不同于单元电池CL1到CLn的n个不同的电源V1到Vn和电源Vcc0接收电力而运行，但本发明不限于此。其可以基于从单元电池CL1到CLn接收电力来运行。

此外，根据前述实施例，虽然通过使用n-1个充电电容C1到Cn-1来执行均衡，但本发明不限于此。可以仅设置单个充电电容，并且该单个充电电容可以依次连接到所有的单元电池CL1到CLn。另外，充电电容的数量m可以是2≤m≤n-1。例如，现在将参考图9描述通过使用n-2个充电电容C1到Cn-2来执行均衡的情况。

此时，如图9(A)到(C)所示，设置未图示的切换开关部以使任意的充电电容Cp的两极依次地连接到三个彼此相邻的单元电池CLp、CLp+1和CLp+2。此外，微型计算机3导通/关断该未图示的切换开关部，以使充电电容Cp的两极能够从低位到高位或从高位到低位依次地连接到彼此相邻的三个单元电池CLp、CLp+1和CLp+2。同样，在使用例如m个充电电容C1到Cm执行均衡的情况中，设置未图示的切换开关部，以使任意的充电电容Cp的两端能够从低位到高位或从高位到低位依次地连接到彼此相邻的(n-m+1)个单元电池CLp到CLp+(n-m+1)，并且导通/关断该切换开关部，以使微型计算机3能够将充电电容Cp的两极从低位到高位或从高位到低位依次地连接到彼此相邻的(n-m+1)个单元电池CLp到CLp+(n-m+1)。此时，与各个充电电容C1到Cm连接的(n-m+1)个单元电池的最低位是互相不同的单元电池。

此外，在前述实施例中，当点火器断开期间，单元电池CL1到CLn的两端电压中的变化量小于均衡判定阈值时，不执行均衡，并且当单元电池CL1到CLn的两端电压中的变化量等于或大于均衡判定阈值时，执行均衡，但本发明不限于此。例如，可以考虑以下情况：在车辆中的单元电池CL1到CLn的两端电压不稳定的行驶期间(点火器接通)或单元电池CL1到CLn的充电/放电的期间，总是运行充电泵式均衡而不检测单元电池CL1到CLn的两端电压；以及在点火器关或单元电池CL1到CLn的非充电/非放电期间，在单元电池CL1到CLn稳定的状态下检测单元电池CL1到CLn的两端电压，并且如果变化量大于均衡方法判定值的情况下，使单元电池CL1到CLn放电。

此外，在图2或图7所示的本实施例中，构成电压检测电路21的电容Cd1到Cdn设置在电路和地GND0之间，但是电容Cd1到Cdn可以设置在电路和单元电池CL1到CLn之间。

另外，已经描述了前述实施例以仅作为本发明的典型的方式，并且本发明不限于该实施例。即，能够在不背离本发明的主旨的情况下以各种方法修改和实施本发明。

Claims (6)

1.一种均衡装置，该均衡装置均衡彼此串联连接的多个单元电池的两端电压，该均衡装置的特征在于，该均衡装置包括：

电压检测器，该电压检测器用于分别检测所述单元电池的所述两端电压；

放电电阻；

多个第一开关，该多个第一开关分别将所述单元电池连接到所述放电电阻；

第一均衡器，该第一均衡器用于通过控制所述第一开关，并将所述单元电池中具有高的两端电压的每个单元电池连接到所述放电电阻，以执行放电，从而实施均衡；

充电电容；

多个第二开关，该多个第二开关将所述充电电容依次地连接到各个所述单元电池；

第二均衡器，该第二均衡器用于通过控制所述第二开关，并且将所述充电电容依次地连接到各个所述单元电池，从而实施所述均衡；以及

均衡选择器，该均衡选择器用于：当所述单元电池的两端电压中的变化量等于或大于规定值时，选择所述第一均衡器来实施所述均衡，或者当所述单元电池的两端电压中的所述变化量小于所述规定值时，选择所述第二均衡器来实施所述均衡。

2.根据权利要求1所述的均衡装置，其特征在于，

还包括：均衡判定器，该均衡判定器用于基于由所述电压检测器检测的各个所述单元电池的两端电压中的所述变化量，判定是否需要实施所述均衡，

其中，每当所述均衡判定器判定需要进行所述均衡时，所述均衡选择器选择用于均衡器用于实施所述均衡，并且

在由所述均衡选择器选择的所述均衡器实施的所述均衡结束之后，所述均衡判定器利用所述电压检测器再次检测所述单元电池的两端电压，并且基于所检测的所述两端电压中的变化量再次执行判定。

3.根据权利要求1或2所述的均衡装置，其特征在于，

在安装有所述装置的车辆的点火器接通期间、或在所述单元电池的充电/放电期间，所述均衡选择器选择所述第二均衡器来实施所述均衡，或者

在安装有所述装置的所述车辆的点火器断开期间、或在所述单元电池的非充电/非放电期间，所述均衡选择器基于所述单元电池的两端电压中的所述变化量，选择所述第一均衡器或者所述第二均衡器。

4.根据权利要求1或2所述的均衡装置，其特征在于，

所述第一均衡器将通过所述电压检测器检测到的两端电压等于或大于阈值的所有的单元电池连接到所述放电电阻，该阈值基于多个所述两端电压确定。

5.根据权利要求1或2所述的均衡装置，其特征在于，

设置n个单元电池，其中n≥3，

设置m个充电电容，其中2≤m≤n-1，

所述第二开关设置成使每个充电电容的两极依次地连接到彼此相邻的n-m+1个单元电池，

所述第二均衡器导通/关断所述第二开关，使得每个充电电容的两极从低位到高位或从该高位到该低位依次且反复地连接到彼此相邻的所述n-m+1个单元电池，并且

与每个充电电容连接的所述n-m+1个单元电池的最低位是彼此不同的单元电池。

6.根据权利要求1或2所述的均衡装置，其特征在于，

驱动所述第一开关和所述第二开关导通/关断的驱动电路基于从与所述单元电池不同的电源接收电力而运行。