CN105556792B - 电力存储装置、电力存储控制装置和电力存储控制方法 - Google Patents

电力存储装置、电力存储控制装置和电力存储控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电力存储装置、电力存储控制装置和利用简单的配置快速使电池电压均衡的电力存储控制方法。一种电力存储装置，包括：串联的多个电池；串联的多个电抗元件；多条连接线，其被配置成将各电池与各电抗元件一一对应地并联；多个开关元件，其被配置成独立地打开和闭合所述连接线的每一条；和电力存储控制装置，其被配置成控制所述开关元件以使能量在所述电池之间转移。

Description

电力存储装置、电力存储控制装置和电力存储控制方法
技术领域
本公开涉及一种电力存储装置、一种电力存储控制装置和一种电力存储控制方法。更具体地说，本公开涉及一种电力存储装置、一种电力存储控制装置和一种将电存储在电池内的电力存储控制方法。
背景技术
相关技术中已提出了使串联的多个电池的电压均衡的技术。例如，专利文献1提出了一种电压均衡电路，其设置有：配置有n个串联电力存储电池的第一串联电路、配置有n-1个串联电力存储电池的第二串联电路和第三串联电路，以及第一开关组和第二开关组。
引文列表
专利文献
专利文献：JP 2012-257440A
发明内容
技术问题
这种用于使串联的多个电池的电压均衡的配置简单，且适于快速使每一个电池的电压均衡。
本公开提供了电力存储装置、电力存储控制装置和利用简单的配置快速使电池电压均衡的电力存储控制方法。
问题的解决方案
根据本公开，一种电力存储装置包括：多个串联的电池；多个串联的电抗元件；多条连接线，其被配置成将各电池与各电抗元件一一对应地并联；多个开关元件，其被配置成独立地打开和闭合所述连接线的每一条；和电力存储控制装置，其被配置成控制所述开关元件以使能量在所述电池之间转移。
所述电力存储控制装置可闭合设置在所述多个电池中的一串电池两端的第一对连接线，然后打开所述第一对连接线并闭合设置在一串电池中的目标电池两端的第二对连接线。
在这种情况下，电力存储控制装置可选择所述多个电池的全部或某些作为所述串联电池并选择多个目标电池。
作为另一种选择，所述电抗元件的每一者均可具有相同常数。在这种情况下，所述电抗元件的每一者均可包括电容器。在这种情况下，所述电抗元件的每一者均可包括电抗器。在这种情况下，所述电力存储控制装置可以所述电抗元件的谐振频率切换所述电抗元件与所述电池的连接。
所述电抗元件的谐振频率可以是当使用AC阻抗法测得的所述电池的内阻抗的科尔-科尔图中的虚数部分为0时的频率。
所述开关元件的数目以及所述连接线的数目可以是将所述电池的数目加1得到的数目。
所述电力存储控制装置可选择所述目标电池，然后闭合所述第一对连接线。在这种情况下，所述电力存储控制装置可选择包括具有最小电压的电池的所述目标电池。
根据本公开，一种电力存储控制装置被配置成控制多个开关元件以独立地打开和闭合将串联的多个电池与串联的多个电抗元件一一对应地并联的多条连接线，串联的多个电池串联的多个电抗元件以使能量在所述电池之间转移。
根据本公开，一种控制装置的电力存储控制方法是用于控制多个开关元件以独立地打开和闭合多条连接线以使能量在电池之间转移的方法，所述多条连接线将串联的多个电池与串联的多个电抗元件一一对应地并联。
本发明的有益效果如下：
根据本公开，可利用简单的配置快速使电池的电压均衡。
附图说明
图1是示意性地示出本公开第一实施例的电力存储装置的配置实例的视图。
图2是示意性地示出本公开第一实施例的电力存储装置的操作实例的视图，其中A示出开关元件的第一控制状态，B示出开关元件的第二控制状态，C示出开关元件的第三控制状态。
图3是示意性地示出根据本公开第一实施例的第一修改实例的电力存储装置的配置的视图。
图4是示意性地示出本公开第一实施例的第一修改实例的电力存储装置的操作实例的视图，其中A示出开关元件的第一控制状态，B示出开关元件的第二控制状态，C示出开关元件的第三控制状态。
图5是示出本公开第二实施例的电力存储装置的操作实例的流程图。
图6是示意性地示出本公开第二实施例的第一修改实例的电力存储装置的操作实例的视图，其中A示出第一对连接线的闭合状态，B示出第一对连接线的打开状态，C示出第二对连接线的闭合状态。
图7是示意性地示出本公开第二实施例的第二修改实例的电力存储装置的操作实例的视图，其中A示出第一对连接线的闭合状态，B示出第一对连接线的打开状态，C示出第二对连接线的闭合状态。
图8是示意性地示出本公开第三实施例的电力存储装置的配置实例的视图。
图9是示出本公开第三实施例的电力存储装置的操作实例的流程图。
图10是示出本公开第三实施例的第一修改实例的电力存储装置的操作实例的流程图。
图11是示意性地示出本公开第四实施例的电力存储装置的配置实例的视图。
图12是示意性地示出本公开第四实施例的第一比较实例的电力存储装置的配置的视图。
图13是示意性地示出本公开第四实施例的第二比较实例的电力存储装置的配置的视图。
图14是示意性地示出本公开第四实施例的第一修改实例的电力存储装置的操作实例的视图，其中A示出第一对连接线的闭合状态，B示出第二对连接线的闭合状态。
图15是示意性地示出本公开第五实施例的电力存储装置的配置实例的视图。
图16是示出本公开第五实施例的电力存储装置的操作实例的时间图。
图17是示出本公开第五实施例的第一修改实例的电力存储装置的操作实例的流程图。
图18是用于描述本公开第五实施例的第二修改实例的电力存储装置的配置实例的电池放电曲线图。
图19是用于描述本公开第六实施例的电力存储装置的配置实例的科尔-科尔图的视图。
图20是用于描述本公开第六实施例的第一修改实例的电力存储装置的配置实例的科尔-科尔图的视图。
具体实施方式
下文将参考附图描述用于实现本公开的示例性实施例。以下描述的多个实施例是为了示出本公开的实施例的代表性实例，因此不应根据这些实施例狭义地解释本公开的范围。此外，在每一个实施例中，彼此对应的组成元件被赋予相同的附图标记以省去重复性描述。将按以下顺序进行描述。
1.第一实施例
(具有多条连接线的电力存储装置的实例，其中所述多条连接线将串联的多个电池和多个电抗元件一一对应地连接)
2.第一实施例的第一修改实例
(具有更多数目的串联电池的电力存储装置的实例)
3.第二实施例
(经由电抗元件将能量从串联电池提供至目标电池的电力存储装置的实例)
4.第二实施例的第一修改实例
(选择所有电池作为串联电池并选择多个目标电池的电力存储装置的实例)
5.第二实施例的第二修改实例
(选择某些电池作为串联电池并选择多个目标电池的电力存储装置的实例)
6.第三实施例
(其中选择了目标电池且然后闭合第一对连接线的电力存储装置的实例)
7.第三实施例的第一修改实例
(目标电池中包括具有最小电压的电池的电力存储装置的实例)
8.第四实施例
(其中电抗元件为电容器的电力存储装置的实例)
9.第四实施例的第一修改实例
(其中相应电抗元件的常数相同的电力存储装置的实例)
10.第五实施例
(其中电抗元件为串联的电抗器和电容器的电力存储装置的实例)
11.第五实施例的第一修改实例
(其中以电抗元件的谐振频率切换电池与电抗元件的连接的电力存储装置的实例)
12.第五实施例的第二修改实例
(放电特性基本平坦的电池应用于其中的电力存储装置的实例)
13.第六实施例
(其中电抗元件的谐振频率自适应科尔-科尔图的电力存储装置的实例)
14.第六实施例的第一修改实例
(考虑到每个充电率的科尔-科尔图而为其设置了DC谐振电路的谐振频率的电力存储装置的实例)
<1.第一实施例>
[装置配置实例]
图1是示意性地示出本实施例的电力存储装置100的配置实例的总体视图。如图1所示，电力存储装置100包括：多个电池110a和110b，多个电抗元件120a和120b，多条连接线160a、160b和160c，多个开关元件140a、140b和140c，以及电力存储控制装置130。电抗元件120a和120b的数目与电池110a和110b的数目相同。开关元件140a至140c的数目与连接线160a至160c的数目相同。
[电池110a和110b]
电池110a和110b串联，如图1所示。所有电池110a和110b均可充电和放电。换言之，电池110a和110b的每一者均可在充电期间将从充电装置(图未示出)提供的充电电流积聚为电荷，且可在放电期间将积聚的电荷作为放电电流提供给负载(图未示出)。此处，从全体电池的正极侧一端(即，从正极端子)开始计数，将处于第i个位置(此处，i为从1至电池总数的值)的电池定义为第i个电池。在图1的实例中，电池110a和110b二者通过将第一电池110a的负极连接至第二电池110b的正极而串联。
电池110a和110b的数目并不限于如图1所示的两个，只要为多个即可。电池110a和110b可根据相同标准或不同标准来配置。电池110a和110b的每一者可以是单个电池或电池组。当电池110a和110b为电池组时，电池组内部的连接可形成串联、并联或串并联。
[电抗元件120a和120b]
电抗元件120a和120b串联，如图1所示。电抗元件120a和120b可具有电容性电抗、有感电抗或二者。不排除具有电阻分量的电抗元件120a和120b。此处，从整体电抗元件的正极侧一端开始计数，将处于第j个位置(此处，j为从1至电抗元件总数的值)的电抗元件定义为第j个电抗元件。在图1的实例中，电抗元件120a和120b二者通过将第一电抗元件120a的负极连接至第二电抗元件120b的正极而串联。
[连接线160a至160c]
连接线160a至160c将电池110a和110b与电抗元件120a和120b一一对应地并联。此处，从正极侧开始计数，将处于第k个位置(在这里，k为从1至连接线总数的值)的连接线定义为第k条连接线。
如图1所示，第一连接线160a的处于电池侧的一端连接至第一电池110a的正极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第一电抗元件120a的处于正极侧的一端。第二连接线160b的处于电池侧的一端连接至第一电池110a的负极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第一电抗元件120a的处于负极侧的一端。换言之，第一电池110a和与之对应的第一电抗元件120a通过一对连接线160a和160b一一对应地并联。
此外，第二连接线160b的处于电池侧的一端连接至第二电池110b的正极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第二电抗元件120b的处于正极侧的一端。第三连接线160c的处于电池侧的一端连接至第二电池110b的负极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第二电抗元件120b的处于负极侧的一端。换言之，第二电池110b和与之对应的第二电抗元件120b通过一对连接线160b和160c一一对应地并联。
[开关元件140a至140c]
如图1所示，开关元件140a至140c的每一者均设置在与之对应的连接线160a至160c的每一条上。当开关元件140a至140c的每一者处于关断状态或接通状态时，相应的连接线160a至160c打开或闭合，即打开连接或连接。相应连接线160a至160c的每一条的打开和闭合从开关元件140a至140c的每一者单独进行。此处，从正极侧开始计数，将处于第k个位置的开关元件定义为第k个开关元件。
开关元件140a至140c的形式不受限制，且开关元件140a至140c可被配置成具有例如半导体元件等。这种半导体元件可以是晶体管等。晶体管可以是场效应晶体管等。场效应晶体管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等。通过利用场效应晶体管，可抑制电力消耗。
[电力存储控制装置130]
电力存储控制装置130控制开关元件140a至140c的每一者的操作以使能量在电池110a和110b之间转移。在图1中，电力存储控制装置130控制开关元件140a至140c的操作的配置由围绕开关元件140a至140c的虚线框和从电力存储控制装置130指向该虚线框的虚线箭头表示。电力存储控制装置130可通过向开关元件140a至140c的每一者输出控制信号来控制开关元件140a至140c的每一者的操作。控制信号可包括场效应晶体管的栅电压等。
电力存储控制装置130可被配置成具有电子装置等。在这种情况下，电子装置可包括运算处理装置例如中央处理器(CPU)或微处理单元(MPU)、存储装置例如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。ROM可存储用于实现电力存储控制装置130的功能的程序，即用于使计算机用作电力存储控制装置130的程序。此外，ROM可存储运算处理装置执行程序时引用的数据。通过执行存储在ROM中的程序，运算处理装置可实现电力存储控制装置130的功能。RAM可用作运算处理装置的工作区等。然而，上述组成元件并不局限于上述配置。
[装置操作实例]
以下将描述电力存储装置100的操作实例。以下操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。然而，根据本公开的电力存储控制方法可通过与电力存储装置100的配置不同的配置实现。
在本实施例中，当电力存储控制装置130如图2A至2C所示控制开关元件140a至140c时，能量在电池110a和110b之间转移。
具体而言，图2A示出了开关元件140a至140c的第一控制状态。在第一控制状态下，第一开关元件140a和第三开关元件140c受控处于接通状态，而第二开关元件140b受控处于关断状态。换言之，在第一控制状态下，第一连接线160a和第三连接线160c闭合，即处于连接状态，而第二连接线160b打开，即处于打开连接状态。因此，所有电池110a和110b(即，串联电池组)以及所有电抗元件120a和120b(即，串联电抗元件组)经由处于闭合状态的连接线160a和160c并联。在上述第一控制状态下，能量从所有电池110a和110b移动至所有电抗元件120a和120b，且移动的能量在电抗元件120a和120b的每一者中积聚。
图2B示出了开关元件140a至140c的第二控制状态。在第二控制状态下，所有开关元件140a至140c均受控处于关断状态。与第一控制状态的不同之处在于：在第一控制状态下处于接通状态的第一开关元件140a和第三开关元件140c切换至关断状态。换言之，在第二控制状态下，所有连接线160a至160c均打开。因此，在第二控制状态下，所有电池110a和110b以及所有电抗元件120a和120b均打开连接。电抗元件120a和120b的每一者在第一控制状态下积聚的能量在第二控制状态下仍保持积聚在电抗元件120a和120b的每一者中。
图2C示出了开关元件140a至140c的第三控制状态。在第三控制状态下，第二开关元件140b和第三开关元件140c受控处于接通状态，而第一开关元件140a受控处于关断状态。与第二控制状态的不同之处在于：在第二控制状态下处于关断状态的第二开关元件140b和第三开关元件140c切换至接通状态。换言之，在第三控制状态下，第二连接线160b和第三连接线160c闭合，而第一连接线160a打开。因此，第二电池110b和第二电抗元件120b在第三控制状态下并联。第二电抗元件120b中积聚的能量在第三控制状态下移动至第二电池110b。此时，第一电抗元件120a中积聚的能量无变化。
总之，在图2A至2C中，在能量从所有电池110a和110b移动至所有电抗元件120a和120b之后，能量从第二电抗元件120b移动至第二电池110b。换言之，在所有电池110a和110b的能量被分配至电抗元件120a和120b之后，能量从第二电抗元件120b提供给所保持的能量少于第一电池110a的第二电池110b。提供能量之后，电池110a与电池110b之间的能量不均匀性降低或得以解决。然而，上述操作仅仅为实例，并不限制本公开的范围。例如，即便当第二电池110b所保持的能量大于第一电池110a所保持的能量时，电力存储装置100仍可有效地操作。
根据本实施例，通过使用开关元件140a至140c打开和闭合将电池与电抗元件120a和120b以一一对应的方式彼此独立地并联的连接线160a至160c，能量可在电池110a和110b之间转移。根据本实施例，保持大量能量的电池以及保持少量能量的电池的所有能量可被分配至多个电抗元件，且分配的能量可被提供至保持少量能量的电池。因此，可以利用简单的配置快速进行电压均衡过程，即电池主动平衡过程。应注意，存在以下情况：特别是在相邻电池之间转移能量的配置中，尤其是当存在许多电池时，电压均衡过程会变得缓慢；然而，根据本公开，可防止该问题。此外，根据本公开，基于所有多个电池的能量被分配至多个电抗元件，且分配的能量被提供至目标电池的思想，可利用开关元件数目减少的低成本电路配置来实现快速的电压均衡过程。
<2.第一实施例的第一修改实例>
[装置配置实例]
图3是示意性地示出根据本实施例的第一修改实例的电力存储装置100的配置的总体视图。本修改实例的电力存储装置100具有的电池、电抗元件、连接线和开关元件的数目与图1中的电力存储装置100不同。以下将详细描述不同之处。
[电池110a至110f]
除了第一电池110a和第二电池110b之外，本修改实例的电力存储装置100还包括第三电池110c、第四电池110d、第五电池110e和第六电池110f。电池110a至110f以数字顺序串联。
[电抗元件120a至120f]
除了第一电抗元件120a和第二电抗元件120b之外，本修改实例的电力存储装置100还包括第三电抗元件120c、第四电抗元件120d、第五电抗元件120e和第六电抗元件120f。电抗元件120a至120f以数字顺序串联。
[连接线160a至160g]
除了第一连接线160a至第三连接线160c之外，本修改实例的电力存储装置100还包括第四连接线160d、第五连接线160e、第六连接线160f和第七连接线160g。
第三连接线160c的处于电池侧的一端连接至第三电池110c的正极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第三电抗元件120c的处于正极侧的一端。第四连接线160d的处于电池侧的一端连接至第三电池110c的负极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第三电抗元件120c的处于负极侧的一端。换言之，第三电池110c以及与之对应的第三电抗元件120c通过一对连接线160c和160d一一对应地彼此并联。
第四连接线160d的处于电池侧的一端连接至第四电池110d的正极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第四电抗元件120d的处于正极侧的一端。第五连接线160e的处于电池侧的一端连接至第四电池110d的负极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第四电抗元件120d的处于负极侧的一端。换言之，第四电池110d以及与之对应的第四电抗元件120d通过一对连接线160d和160e一一对应地彼此并联。
第五连接线160e的处于电池侧的一端连接至第五电池110e的正极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第五电抗元件120e的处于正极侧的一端。第六连接线160f的处于电池侧的一端连接至第五电池110e的负极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第五电抗元件120e的处于负极侧的一端。换言之，第五电池110e以及与之对应的第五电抗元件120e通过一对连接线160e和160f一一对应地彼此并联。
第六连接线160f的处于电池侧的一端连接至第六电池110f的正极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第六电抗元件120f的处于正极侧的一端。第七连接线160g的处于电池侧的一端连接至第六电池110f的负极，而其处于电抗元件侧的一端连接至第六电抗元件120f的处于负极侧的一端。换言之，第六电池110f以及与之对应的第六电抗元件120f通过一对连接线160f和160g一一对应地彼此并联。
[开关元件140a至140g]
除了第一开关元件140a至第三开关元件140c之外，本修改实例的电力存储装置100还包括第四开关元件140d、第五开关元件140e、第六开关元件140f和第七开关元件140g。
第四开关元件140d设置在第四连接线160d上，并且当该元件处于关断状态或接通状态时，会使第四连接线160d打开或闭合。第五开关元件140e设置在第五连接线160e上，并且当该元件处于关断状态或接通状态时，会使第五连接线160e打开或闭合。第六开关元件140f设置在第六连接线160f上，并且当该元件处于关断状态或接通状态时，会使第六连接线160f打开或闭合。第七开关元件140g设置在第七连接线160g上，并且当该元件处于关断状态或接通状态时，会使第七连接线160g打开或闭合。
[电力存储控制装置130]
电力存储控制装置130控制开关元件140a至140g的操作以使能量在电池110a至110f之间转移。电力存储控制装置130可通过向开关元件140a至140g输出控制信号来控制开关元件140a至140g的操作。
[装置操作实例]
以下将描述根据本修改实例的电力存储装置100的操作实例。以下操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。
在本修改实例中，当电力存储控制装置130控制开关元件140a至140g时，能量在电池110a至110f之间转移，如图4A至4C所示。
具体而言，图4A示出了开关元件140a至140g的第一控制状态。在第一控制状态下，第一开关元件140a和第七开关元件140g受控处于接通状态，而第二开关元件140b至第六开关元件140f受控处于关断状态。换言之，在第一控制状态下，第一连接线160a和第七连接线160g闭合，而第二连接线160b至第六连接线160f打开。因此，在第一控制状态下，所有电池110a至110f以及所有电抗元件120a至120f经由处于闭合状态的连接线160a和160g并联。在第一控制状态下，能量从所有电池110a至110f移动至所有电抗元件120a至120f，且移动的能量在电抗元件120a至120f的每一者中积聚。
图4B示出了开关元件140a至140g的第二控制状态。在第二控制状态下，所有开关元件140a至140g均受控处于关断状态。与第一控制状态的不同之处在于：在第一控制状态下处于接通状态的第一开关元件140a和第七开关元件140g切换至关断状态。换言之，在第二控制状态下，所有连接线160a至160g均打开。因此，在第二控制状态下，所有电池110a至110f以及所有电抗元件120a至120f均打开连接。电抗元件120a至120f的每一者在第一控制状态下积聚的能量在第二控制状态下仍保持积聚在电抗元件120a至120f的每一者中。
图4C示出了开关元件140a至140g的第三控制状态。在第三控制状态下，第六开关元件140f和第七开关元件140g受控处于接通状态，而第一开关元件140a至第五开关元件140e受控处于关断状态。与第二控制状态的不同之处在于：在第二控制状态下处于关断状态的第六开关元件140f和第七开关元件140g切换至接通状态。换言之，在第三控制状态下，第六连接线160f和第七连接线160g闭合，而第一连接线160a至第五连接线160e打开。因此，第六电池110f和第六电抗元件120f在第三控制状态下并联。第六电抗元件120f中积聚的能量在第三控制状态下移动至第六电池110f。
总之，在本修改实例中，能量从所有电池110a至110f移动至所有电抗元件120a至120f之后，能量从第六电抗元件120f移动至第六电池110f。换言之，全体电池110a至110f的能量被分配至电抗元件120a至120f之后，分配至第六电抗元件120f的能量被提供至所保持的能量相对较少的第六电池110f。然而，上述操作仅仅为实例，并不限制本公开的范围。例如，即便当除第六电池110f之外的其它电池保持的能量相对较少时，电力存储装置100仍可有效地操作。
根据本修改实例，可表现出与图1中的电力存储装置100相同的效果，且可利用简单的配置快速进行串联的多个电池之间的电压均衡过程，或可提高电压均衡过程方面的自由度。
<3.第二实施例>
[装置配置实例]
与图1和图3中的电力存储装置100相比，根据本实施例的电力存储装置100已指定了电力存储控制装置130的控制内容。
具体而言，本实施例的电力存储控制装置130被配置成闭合设置在多个电池中的串联电池两端的第一对连接线。此处，串联电池并不限于所有电池，只要是两个或更多个连续的电池即可。因此，第一对连接线并不限于处于图4A所示两端的连接线160a和160g。此外，本实施例的电力存储控制装置130被配置成闭合第一对连接线，然后打开第一对连接线并闭合设置在串联电池中的目标电池两端的第二对连接线。目标电池为接收能量的电池，即向其提供电力的电池。通过控制设置在第一对连接线的每一条连接线上的开关元件，电力存储控制装置130打开和闭合第一对连接线。通过控制设置在第二对连接线的每一条连接线上的开关元件，电力存储控制装置130打开和闭合第二对连接线。
电力存储控制装置130可根据预设选择标准来选择串联电池。为了确保向目标电池提供能量的有效性，理想的是该串联电池包括电压高于目标电池电压的电池。如果电力存储控制装置130选择的串联电池中包括其电压在所有电池中最高的电池，则电力存储控制装置130可更有效地进行电压均衡过程。电力存储控制装置130可将与电池的识别信息(例如，电池的编号等)有关的串联电池选择结果记录在电力存储控制装置130的存储区中。
当闭合第一对连接线时，电力存储控制装置130可基于例如预先存储在存储区中的指示电池与开关元件之间的对应关系的信息以及串联电池选择结果来决定要切换至接通状态的开关元件。电池与开关元件之间的对应关系可以是电池与连接至电池的正极和负极的开关元件之间的关系。此外，指示电池与开关元件之间的对应关系的信息可以是通过将电池的识别信息与和电池对应的开关元件的识别信息联系起来而获得的信息。
目标电池可以是根据选择标准选择的电池。当闭合第二对连接线时，电力存储控制装置130可基于例如预先存储在存储区中的电池与开关元件之间的对应关系以及目标电池的识别信息来决定要切换至接通状态的开关元件。
[装置操作实例]
图5是示出根据本实施例的电力存储装置100的操作实例的流程图。图5中的操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。
为了便于描述，在图5中的初始状态下，所有开关元件均设为关断状态，即所有连接线均设为打开状态，以使所有电池均与电抗元件打开连接。
然后，首先在图5的步骤51(S51)中从初始状态开始，电力存储控制装置130选择串联电池。
接下来，在步骤52(S52)中，电力存储控制装置130通过将与第一对连接线对应的开关元件切换至接通状态而闭合与在步骤51(S51)中选择的串联电池对应的第一对连接线。
通过步骤52(S52)，串联电池经由第一对闭合的连接线并联至与串联电池对应的串联电抗元件。然后，电流从串联电池流动至串联电抗元件，因此能量从串联电池移动至串联电抗元件。移动的能量根据电抗元件的常数在每一个电抗元件中积聚。
接下来，在步骤53(S53)中，电力存储控制装置130通过将与第一对连接线对应的开关元件切换至关断状态而打开在步骤52(S52)中闭合的第一对连接线。此时，串联电抗元件在步骤52(S52)中积聚的能量仍保持积聚在每一个电抗元件中。
接下来，在步骤54(S54)中，电力存储控制装置130通过将与第二对连接线对应的开关元件切换至接通状态而闭合与串联电池中的目标电池对应的第二对连接线。
通过步骤54(S54)，仅目标电池经由第二对闭合的连接线并联至与目标电池对应的电抗元件。然后，电流从与目标电池对应的电抗元件流动至目标电池，因此能量移动。
接下来，在步骤55(S55)中，电力存储控制装置130通过将与第二对连接线对应的开关元件切换至关断状态而打开在步骤54(S54)中闭合的第二对连接线。然后，电压均衡过程结束，或者如果必要的话，该过程返回至步骤51(S51)或步骤52(S52)。
根据本实施例的电力存储装置100，在能量转移至与串联电池对应的一组电抗元件并被分配至每一个电抗元件之后，目标电池可从相应电抗元件接收分配至该电抗元件的能量。因此，有可能通过简单的打开和闭合连接线的操作而快速实现电压均衡过程。
<4.第二实施例的第一修改实例>
[装置配置实例]
与图5中描述的电力存储装置100相比，本修改实例的电力存储装置100已指定了电力存储控制装置130的控制内容。
具体而言，在本修改实例的电力存储控制装置130的配置中，选择了所有电池作为串联电池且选择了多个目标电池。换言之，本修改实例的电力存储控制装置130被配置成使能量从所有电池移动至所有电抗元件，然后打开第一对连接线，且然后闭合多个第二对连接线。在位置关系上，多个目标电池可彼此相邻、彼此相隔或两种位置关系混合。
[装置操作实例]
以下将描述根据本修改实例的电力存储装置100的操作实例。以下操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。
在本修改实例中，当电力存储控制装置130控制开关元件140a至140g以闭合和打开连接线160a至160g时，能量在串联电池与多个目标电池之间转移，如图6A至6C所示。
具体而言，图6A示出处于闭合状态的第一对连接线。更具体地说，图6A中的状态为第一连接线160a和第七连接线160g组成的一对(即，组)闭合作为第一对连接线的状态。在图6A中的状态下，能量从第一电池110a至第六电池110f移动至第一电抗元件120a至第六电抗元件120f，且移动的能量积聚在电抗元件120a至120f的每一者中。
图6B示出了图6A中闭合的第一对连接线的打开状态。电抗元件120a至120f的每一者在图6A中的状态下积聚的能量在图6B中的状态下仍保持积聚在电抗元件120a至120f的每一者中。
图6C示出了第二对连接线的闭合状态。图6C中的状态为第二连接线160b和第三连接线160c组成的一对闭合作为第二对连接线的状态。此外，图6C中的状态为第五连接线160e和第七连接线160g组成的一对也闭合作为另一个第二对连接线的状态。在图6C中的状态下，第二电抗元件120b中积聚的能量移动至第二电池110b。此外，在图6C中的状态下，第五电抗元件120e和第六电抗元件120f中积聚的能量移动至第五电池110e和第六电池110f。
然而，上述操作仅仅是本修改实例的一个方面，并不限制本修改实例的范围。例如，即便当除第二电池110b、第五电池110e和第六电池110f之外的多个电池为目标电池时，电力存储装置100仍可有效地操作。
当第一对连接线和第二对连接线无共用连接线等时，电力存储控制装置130可同时打开第一对连接线并闭合第二对连接线。当第一对连接线和第二对连接线共用连接线时，共用的连接线可保持闭合状态，而无需经历打开状态。
根据本修改实例的电力存储装置100，可表现出与图5中描述的电力存储装置100相同的效果，或者有可能进行放宽了对目标电池的位置和数目限制的灵活电压均衡过程。作为另一种选择，根据本修改实例的电力存储装置100，能量可同时移动至多个目标电池，因此可有效地确保电压均衡过程的快速性。
<5.第二实施例的第二修改实例>
[装置配置实例]
与图6中描述的电力存储装置100相比，本修改实例的电力存储装置100的电力存储控制装置130的控制内容不同。
具体而言，在本修改实例的电力存储控制装置130的配置中，选择了所有电池选中的某些电池作为串联电池且选择了多个目标电池。换言之，本修改实例的电力存储控制装置130的配置使得能量从某些连续电池移动至某些连续电抗元件，然后使得第一对连接线打开，且然后使得多个第二对连接线闭合。选择所有电池中的某些电池作为串联电池的情况可以是将基于电池电压确定不需要电压均衡过程的电池从串联电池中排除的情况等等。更具体地说，例如可排除不在具有最大电压的电池与具有最小电压的电池之间的电池；然而，这种选择并不局限于此。
[装置操作实例]
以下将描述本修改实例的电力存储装置100的操作实例。以下操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。
在本修改实例中，当电力存储控制装置130控制开关元件140a至140g以打开和闭合连接线160a至160g时，能量在串联电池与多个目标电池之间转移，如图7A至7C所示。
具体而言，图7A示出了与选作串联电池的某些电池对应的第一对连接线闭合的状态。更具体地说，图7A中的状态为选择第二电池110b至第六电池110f作为串联电池的状态。此外，图7A中的状态为闭合第二连接线160b和第七连接线160g作为第一对连接线的状态。
在图7A中的状态下，能量从串联电池110b至110f移动至作为整体的第二电抗元件120b至第六电抗元件120f，且移动的能量积聚在电抗元件120b至120f的每一者中。
图7B示出了图7A中闭合的第一对连接线的打开状态。在图7B中的状态下，串联电抗元件120a至120f在图7A中的状态下积聚的能量仍保持积聚在电抗元件120b至120f的每一者中。
图7C示出了第二对连接线的闭合状态。图7C中的状态为第三连接线160c和第四连接线160d组成的一对闭合作为第二对连接线的状态。此外，图7C中的状态为第六连接线160f和第七连接线160g组成的一对也闭合作为另一个第二对连接线的状态。在图7C中的状态下，第三电抗元件120c中积聚的能量移动至第三电池110c，且第六电抗元件120f中积聚的能量移动至第六电池110f。
然而，上述操作仅仅是本修改实例的一个方面，并不限制本修改实例的范围。例如可选择除距负极侧最近的电池之外的串联电池，或除距正极侧和负极侧最近的电池之外的串联电池作为串联电池。
根据本修改实例的电力存储装置100，可表现出与图6中的电力存储装置100相同的效果，或者有可能进行放宽了对串联电池的位置和数目限制的灵活电压均衡过程。
<6.第三实施例>
[装置配置实例]
图8是示意性地示出本实施例的电力存储装置100的配置实例的总体视图。本实施例的电力存储装置100的电力存储控制装置130的配置与第二实施例的电力存储装置100的电力存储控制装置130的配置不同。换言之，在电力存储控制装置130的配置中，选择了目标电池，然后闭合了第一对连接线。
具体而言，电力存储装置100包括电池电压监测单元150，如图8所示。此外，电力存储控制装置130还包括目标电池选择单元131和开关驱动决策单元132，如图8所示。
[电池电压监测单元150]
电池电压监测单元150被配置成监测电池110a至110f的电压。电池电压监测单元150被配置成连接至电池110a至110f的正极和负极，并监测电池110a至110f的各个端子间电压，如图8所示。连接电池110a至110f与电池电压监测单元150的线170的数目可与连接线160a至160g的数目相同，如图8所示。
电池电压监测单元150将电池110a至110f的电压监测结果(即，检测到的电池电压)输出至电力存储控制装置130。监测结果可以电力存储控制装置130侧可指定与监测结果对应的电池110a至110f的形式输出。例如，监测结果可输出至电力存储控制装置130的用于电池110a至110f的每一者的输入端子，或者可与电池110a至110f的识别信息关联。
电池电压监测单元150方面并不受限制，可利用各种可监测电池110a至110f的电压的电子装置。这种电子装置可包括集成电路等。
[电力存储控制装置130]
[目标电池选择单元131]
目标电池选择单元131被配置成选择目标电池。目标电池选择单元131接收从电池电压监测单元150输出的监测结果作为输入。目标电池选择单元131基于来自电池电压监测单元150的监测结果输入来选择目标电池。
目标电池选择单元131选择目标电池的标准并不受限制。例如，目标电池选择单元131可优先选择电池电压相对较小(换言之，相对较低)的电池作为目标电池。此外，目标电池选择单元131可根据低电压电池的数目或位置决定目标电池的数目或位置。
[开关驱动决策单元132]
开关驱动决策单元132被配置成决定开关元件140a至140g的驱动方法，例如开关元件140a至140g的打开操作或关闭操作的分配、顺序等。此外，开关驱动决策单元132被配置成根据所决定的开关元件140a至140g的驱动方法来驱动开关元件140a至140g。
开关驱动决策单元132接收目标电池选择单元131的目标电池选择结果以决定开关元件140a至140g的驱动方法。也就是说，开关驱动决策单元132被配置成在目标电池被选定之后，将与串联电池对应的开关元件(即，与第一对连接线对应的开关元件)切换至接通状态。当决定开关元件140a至140g的驱动方法时，开关驱动决策单元132可确定电池110a至110f中的哪些应被选作串联电池。也可基于电池电压监测单元150的监测结果来确定。当开关驱动决策单元132被配置成始终选择所有电池作为串联电池时，开关驱动决策单元132可不用确定要选作串联电池的电池。开关驱动决策单元132可根据决定的驱动方法将控制信号输出至开关元件140a至140g。
目标电池选择单元131和开关驱动决策单元132可实现为硬件、软件或二者。
[装置操作实例]
图9是示出本实施例的电力存储装置100的操作实例的流程图。图9中所示的操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。
为了便于描述，假设在图9中的初始状态下电压均衡过程未开始，且所有开关元件140a至140g均处于关断状态，换言之，所有电池110a至110f均与电抗元件120a至120f打开连接。
然后，首先在图9的步骤91(S91)中从初始状态开始，电池电压监测单元150监测电池电压。
然后，在步骤92(S92)中，电力存储控制装置130基于步骤91(S91)的电池电压监测结果确定是否应继续进行电压均衡过程。然后，当在步骤92(S92)中已获得肯定的确定结果时，过程进行至步骤93(S93)，而当已获得的确定结果为否定时，过程返回至步骤91(S91)。
然后，在步骤93(S93)中，目标电池选择单元131基于步骤91(S91)的电池电压监测结果选择目标电池。
然后，在步骤94(S94)中，开关驱动决策单元132决定开关元件140a至140g的驱动方法。该决策基于步骤93(S93)的目标电池选择结果。
然后，从步骤95(S95)开始，开关驱动决策单元132根据步骤94(S94)中决定的开关元件140a至140g的驱动方法来驱动开关元件140a至140g。具体而言，在步骤95(S95)中，通过将与串联电池对应的开关元件切换至接通状态而闭合第一对连接线。
然后，在步骤96(S96)中，通过将与串联电池对应的在步骤95(S95)中被切换至接通状态的开关元件切换至关断状态，打开第一对连接线。
然后，在步骤97(S97)中，通过将与在步骤93(S93)中选择的目标电池对应的开关元件切换至接通状态，闭合第二对连接线
然后，在步骤98(S98)中，通过将与目标电池对应的在步骤97(S97)中被切换至接通状态的开关元件切换至关断状态，打开第二对连接线。然后，过程返回至步骤91(S91)。
根据本实施例的电力存储装置100，可表现出与第二实施例的电力存储装置100相同的效果。作为另一种选择，根据本实施例，在开关驱动决策单元132确定要选作串联电池的电池的配置中，开关驱动决策单元132可适当地选择串联电池，以便通过预先选择目标电池而在串联电池中包括目标电池。
作为另一种选择，根据本实施例的电力存储装置100，通过预先选择目标电池，可快速进行切换以闭合第一对连接线或闭合第二对连接线，而无需在打开第一对连接线之后等待选择目标电池。确保如上所述的打开和闭合连接线操作的连续性还可与确保以下将描述的<11.第五实施例的第一修改实例>的有效性联系起来。
<7.第三实施例的第一修改实例>
[装置配置实例]
与图8中的电力存储装置100相比，本修改实例的电力存储装置100具有用于选择目标电池的指定配置。
具体而言，本修改实例的电力存储控制装置130被配置成使得目标电池中包括具有最小电压的电池。本修改实例的目标电池选择单元131被配置成基于电池电压监测单元150的监测结果检测具有最小电压的电池。此外，本修改实例的目标电池选择单元131被配置成选择包括具有最小电压的电池的目标电池。
仅具有最小电压的电池可以是目标电池，或者目标电池中也可包括除具有最小电压的电池之外的电池。除此之外，选择目标电池方面并不受限制。例如，当存在具有最小电压的第一电池和一个或两个或更多个与第一电池的电势差在预定值内的第二电池时，目标电池选择单元131可选择第一电池和第二电池二者作为目标电池。在这种情况下，第一电池和第二电池可处于相邻位置关系，或处于彼此远离的位置关系。
[装置操作实例]
图10是示出本修改实例的电力存储装置100的操作实例的流程图。图10所示的操作实例包括根据本公开的电力存储控制方法的实施例。
如图10所示，在本修改实例中，图9中的步骤93(S93)通过步骤931(S931)和步骤932(S932)实现。
具体而言，在步骤931(S931)中，目标电池选择单元131基于电池电压监测单元150的监测结果检测具有最小电压的电池。
在步骤932(S932)中，目标电池选择单元131选择包括步骤931(S931)中检测到的具有最小电压的电池的目标电池。在选择了目标电池之后，过程进行至步骤94(S94)。
根据本修改实例的电力存储装置100，可表现出与图8的电力存储装置100相同的效果，或者通过使具有最小电压的电池接收能量，有可能更有效地进行电压均衡过程。
<8.第四实施例>
[装置配置实例]
图11是示意性地示出本实施例的电力存储装置100的配置实例的总体视图。与第一实施例至第三实施例的电力存储装置100相比，本实施例的电力存储装置100具有指定的电抗元件和开关元件配置。以下将详细描述其细节。
[电抗元件120a和120b]
本实施例的电抗元件120a至120f为电容器121。电抗元件120a至120f将从串联电池移动的能量积聚为电荷。
[开关元件140a至140g]
开关元件140a至140g的每一者均被配置成具有一对MOSFET 141，MOSFET具有彼此相对取向的寄生二极管，如图11所示。每一个MOSFET 141均连接至开关驱动决策单元132，而且当对其施加栅电压(即，栅源电压，其为来自开关驱动决策单元132的控制信号的实例)时，其会处于接通状态或关断状态。构成同一开关元件的MOSFET 141彼此串联。构成同一开关元件的MOSFET 141的漏极相互连接。利用这些配置，可以防止由寄生二极管引起的电流流动，从而相对于单向电流表现出切换功能。MOSFET 141并不限于如图11所示的P-沟道型，而可以是n-沟道型。此外，构成同一开关元件的MOSFET 141的源电极可相互连接。
[装置操作实例]
在本实施例的电力存储装置100中，当开关驱动决策单元132向与串联电池对应的开关元件提供例如栅电压(绝对值)，即栅极阈值电压(绝对值)或更高的电压时，与串联电池对应的开关元件切换至接通状态。因此，电流(即，放电电流)经由第一对连接线从串联电池流动至串联电抗元件，且电荷在构成每一个电抗元件的电容器中积聚。在能量从串联电池移动至串联电抗元件之后，如上所述，开关驱动决策单元132将例如栅电压(绝对值)设定至低于栅极阈值电压(绝对值)的电压，从而将与串联电池对应的开关元件切换至关断状态。然后，开关驱动决策单元132将与目标电池对应的开关元件切换至接通状态。因此，电抗元件中积聚的电荷作为电流(即，充电电流)经由第二对连接线流动至目标电池。如上所述，能量从电抗元件移动至目标电池。
根据本实施例的电力存储装置100，可表现出与第一实施例至第三实施例的电力存储装置100相同的效果，或者有可能实现这样一种电压均衡过程，其中防止电池110a至110f发生短路的能力(即，安全性)通过电容器得以提高。
接下来，图12和图13示出了电力存储装置的比较实例，其中开关元件应用了MOSFET，如在本实施例中那样。图12中所示的第一比较实例的电力存储装置200被配置成使得能量经由电容器220在相邻电池210之间转移。图13中所示的第二比较实例的电力存储装置300被配置成使得能量经由电容器320在任意电池310之间转移，无论电池是否相邻。通过将图12和图13与图11进行比较可知，与本实施例的电力存储装置100相比，比较实例的电力存储装置200和300的开关元件240和340的数目增多。具体而言，本实施例的电力存储装置100的开关元件140a至140g的数目为7，而比较实例的电力存储装置200和300的开关元件240和340的数目增加至12个。此外，与本实施例的电力存储装置100相比，比较实例的电力存储装置200和300中的连接线260和360的数目也增加了。
换言之，在本实施例的电力存储装置100中，开关元件140a至140g以及连接线160a至160g的数目是通过将电池110a至110f的数目加1得到的数目，且开关元件和连接线的数目可比比较实例减少更多。因此，可比比较实例削减更多成本。此外，根据本实施例的电力存储装置100，与能量重复在相邻电池之间转移以进行电压均衡过程的情况相比，可快速进行电压均衡过程。
<9.第四实施例的第一修改实例>
[装置配置实例]
与图11中的电力存储装置100相比，本修改实例的电力存储装置100的电抗元件160a至160f具有特定常数。
具体而言，在本修改实例中，电抗元件160a至160f的每一者的常数(即，电容器的静电电容)设定为相同。
[装置操作实例]
图14示意性地示出了本修改实例的电力存储装置100的操作实例。具体而言，图14A示出第一开关元件140a和第七开关元件140g处于接通状态。换言之，在图14A中，第一连接线160a和第七连接线160g显示处于闭合状态，作为第一对连接线的闭合状态。图14B示出第六开关元件140f和第七开关元件140g处于接通状态。换言之，在图14B中，第六连接线160f和第七连接线160g显示处于闭合状态，作为第二对连接线的闭合状态。
如图14A所示，当将电池110a至110f的电压设定为V1至V6时，由于电抗元件120a至120f的常数均相同，所以电抗元件120a至120f的每一者的电压Vc为(V1+V2+V3+V4+V5+V6)/6。换言之，电抗元件120a至120f的每一者的电压为电池110a至110f的平均电压。在图14中，假设V6小于Vc。
如图14B所示，当电压低于电抗元件120a至120f的第六电池110f连接至第六电抗元件120f时，能量从电抗元件120f移动至电池110f。此时，能量移动至其的电池110f可以是具有最小电压的电池，或者可以是除具有最小电压的电池之外的电池，只要该电池的电压低于电抗元件120a至120f的电压即可。
根据本修改实例的电力存储装置100，可表现出与图11的电力存储装置100相同的效果，或者可通过使电池的平均能量转移而有效地进行电压均衡过程。
<10.第五实施例>
图15是示意性地示出本实施例的电力存储装置100的配置实例的总体视图。本实施例的电力存储装置100具有与图11的电力存储装置100不同的电抗元件配置。以下将详细描述其细节。
[电抗元件120a和120b]
根据本实施例的电抗元件120a至120f的每一者均为电容器121和电抗器122，即感应器。电抗元件120a至120f构成LC串联谐振电路。本实施例的电力存储装置100被配置成使得能量不仅在电容器121中积聚，而且还在电抗器122中积聚。本实施例的电力存储装置100被配置成利用因电抗元件120a至120f的串联谐振现象而生成的谐振电流进行电压均衡过程。
[装置操作实例]
在本实施例的电力存储装置100中，第一对连接线处于闭合状态时，谐振电流(即，放电电流)从串联电池流动至串联电抗元件，因此能量移动至串联电抗元件。当电抗元件120a至120f的常数相同时，已移动至串联电抗元件的能量均匀分配至串联电抗元件。第二对连接线处于闭合状态时，谐振电流(即，充电电流)从电抗元件流动至目标电池，因此能量移动至目标电池。
图16示意性地示出了谐振电流的实例。图16中的横轴表示时间t，而图16中的纵轴表示谐振电流的电流值i。在图16中，将放电电流的电流值设定为正，而将充电电流的电流值设定为负。在图16中的周期T1，第一对连接线闭合，且以正弦波方式随时间变化的放电电流发生流动。在图16中的周期T2，第二对连接线闭合，且以正弦波方式随时间变化的充电电流发生流动。
根据本实施例的电力存储装置100，可表现出与图11中的电力存储装置100相同的效果，或者即便电池之间的电势差很小时，能量也可经由电抗器122在电池之间快速转移。作为另一种选择，根据本实施例的电力存储装置100，能量可利用电抗元件的串联谐振现象有效地在电池之间转移。
<11.第五实施例的第一修改实例>
[装置配置实例]
本修改实例的电力存储装置100的用于切换电池110a至110f与电抗元件120a至120f的连接的配置与图15中的电力存储装置100不同。以下将详细描述其细节。
本修改实例的电力存储控制装置130被配置成以电抗元件120a至120f的谐振频率切换电抗元件120a至120f与电池110a至110f的连接。换言之，电力存储控制装置130被配置成以谐振频率切换串联电池与串联电抗元件的连接以及目标电池与和目标电池对应的电抗元件的连接。
此处，当将电容器121的静电电容设定为C[F]，且将电抗器122的自感设为L[H]时，电抗元件的谐振频率为1/{2π(L×C)1/2}[Hz]。当电抗元件120a至120f的常数(即，L和C)相同时，连接至串联电池的串联电抗元件的谐振频率等于连接至目标电池的电抗元件的谐振频率。当将串联电抗元件的串联数目设定为n时，合成电感为nL，合成电容为C/n。因此，串联电抗元件的谐振频率为1/{2π(L×C)1/2}，由于n×L与C/n的乘积消除了n，因此其与单个电抗元件的谐振频率1/{2π(L×C)1/2}无差异。
当将电池连接至电抗元件然后从电抗元件打开连接的周期定义为连接切换周期Sc时，连接切换周期Sc为π(L×C)1/2[s]。还可以说，本修改实例的电力存储控制装置130被配置成在每个连接切换周期Sc切换电抗元件与电池的连接。
电力存储控制装置130可被配置成通过存储谐振频率和连接切换周期Sc的信息并基于存储的信息计算连接的切换定时而进行操作。
[装置操作实例]
图17是示出本修改实例的电力存储装置100的操作实例的流程图。在图17中，首先在步骤171(S171)中，电力存储控制装置130使串联电池连接至串联电抗元件。
接下来，在步骤172(S172)中，电力存储控制装置130确定是否已达到基于电抗元件的谐振频率的连接切换定时。然后，当在步骤172(S172)中获得肯定的确定结果时，过程进行至步骤173(S173)，而当获得的确定结果为否定时，重复步骤172(S172)。
然后，在步骤173(S173)中，电力存储控制装置130使串联电池与串联电抗元件打开连接。
然后，在步骤174(S174)中，电力存储控制装置130使目标电池连接至与其对应的电抗元件。
然后，在步骤175(S175)中，电力存储控制装置130确定是否已达到基于电抗元件的谐振频率的连接切换定时。然后，当在步骤175(S175)中获得肯定的确定结果时，过程进行至步骤176(S176)，而当获得的确定结果为否定时，重复步骤175(S175)。
然后，在步骤176(S176)中，电力存储控制装置130使目标电池与电抗元件打开连接。
然后，在步骤177(S177)中，当应该结束电压均衡过程时，电力存储控制装置130结束该电压均衡过程，而当电压均衡过程需继续时，则返回到步骤171(S171)。可在步骤177(S177)之前确定是否要结束电压均衡过程。当过程返回到步骤171(S171)时，可基于电池电压的监测结果等再次选择目标电池、串联电池或二者。
根据本修改实例的电力存储装置100，可表现出与图15的电力存储装置100相同的效果，或者可在适当的定时切换电池的连接以转移能量。
<12.第五实施例的第二修改实例>
与图15中的电力存储装置100相比，本修改实例的电力存储装置100已指定了电池。
具体而言，本修改实例的电池为具有基本平坦的放电特性的电池。
作为基本平坦的放电特性的实例，图18示出了当正极材料为橄榄石型磷酸铁的锂离子二次电池在1C处放电时得到的放电曲线。就图18中的放电曲线而言，横轴表示作为放电率实例的SOC[％]，而纵轴表示电池的端子电压[V]。在图18的放电曲线中，在跨越0％至100％的放电率曲线段中的50％或更高区间的一系列曲线段中，电压的变化为0.25V或更低。更具体地说，图18中的放电曲线示出在20％至90％的放电率曲线段中的电压变化大约为0.1V。尽管图18中的放电曲线示出了在开始放电之后，电压因内电阻而立刻显著下降，但此后示出了连续的平坦特性，因此以串联方式配置的电池组内的电压不均匀性变小。电池不限于使用橄榄石型磷酸铁的锂离子二次电池。
在这里，电力存储装置100内的温度分布相对均匀，且与汽车等相比，几乎无负载电流波动，因此电池之间的电压不均匀性很小。因此，在电力存储装置100中，理想的是在电压均衡过程中利用低电流确保电池平衡而不浪费电流，而非使用高电流快速解决电池之间的电压不均匀。如果应用如本修改实例中的具有这种平坦放电特性的电池，则可利用LC串联谐振电路以低电流快速进行电压均衡过程，电池的负载会因电流低而降低。使用具有基本平坦的放电特性的电池并不限于电抗元件构成LC串联谐振电路的情况。
<13.第六实施例>
本实施例的电力存储装置100表现出的电抗元件谐振频率与第一实施例至第五实施例的电力存储装置100不同。
具体而言，根据本实施例的电抗元件的谐振频率为当使用AC阻抗法测得的电池的内阻抗的科尔-科尔图中的虚数部分为0时的频率。
在这里，在AC阻抗法中，在通过对电池施加交流电来改变频率的同时，测量每一个频率的内阻抗。科尔-科尔图是一种图示AC阻抗法的测量结果的方法。在科尔-科尔图中，利用AC阻抗法获得的电池的每一个频率的内阻抗被绘制在复平面上，复平面的横轴表示内阻抗的实数部分，其纵轴表示内阻抗的虚数部分。
图19示出了科尔-科尔图的实例。在图19中，将内阻抗的虚数部分为0时的频率设定为fmin[Hz]。在这种情况下，电抗元件可设计成使fmin成为谐振频率。具体而言，可将电抗器122的自感L和电容器121的静电电容C选择成满足fmin＝1/{2π×(L×C)1/2}。
根据本实施例的电力存储装置100，可表现出与第一实施例至第五实施例的电力存储装置100相同的效果，或者可通过使电池的内阻抗最小化而使能量更有效地转移。
<14.第六实施例的第一修改实例>
本修改实例的电力存储装置100的电抗元件谐振频率设置与参考图19描述的电力存储装置100不同。
图20示意性地示出了用于描述本修改实例的电力存储装置100的科尔-科尔图的实例。图20中的横轴Z'表示电池的内阻抗的实部，而图20中的纵轴Z”表示电池的内阻抗的虚部。在图20中，示出的相应充电状态(SOC)[％]的科尔-科尔图为电池充电率的实例。图20中的科尔-科尔图是基于频率响应分析仪(FRA)得出的电池内阻抗测量结果绘制的图。图20中的具体数值只是实例，并不限制本公开的范围。
如图20所示，根据SOC，科尔-科尔图可以不同。当科尔-科尔图中的虚数部分为0时的频率fmin根据SOC而不同时，获得每一个SOC的fmin，且可将获得的每一个SOC的fmin考虑在内而综合地设定电抗元件的谐振频率。例如，电抗元件可设计成使得获取SOC的fmin的平均值，且将该平均值设定为谐振频率。
根据本修改实例，由于SOC不断变化，因此能量可有效地转移。
上述实施例和修改实例可适当地加以组合。
实施例和修改实例中描述的效果仅仅是说明性而非限制性的，也可表现出其它效果。本公开可表现出实施例和修改实例中描述的多种效果的任何一种效果。
此外，本技术也可如下配置。
(1)
一种电力存储装置，包括：
串联的多个电池；
串联的多个电抗元件；
多条连接线，其被配置成将各电池与各电抗元件一一对应地并联；
多个开关元件，其被配置成独立地打开和闭合所述连接线的每一条；和
电力存储控制装置，其被配置成控制所述开关元件以使能量在所述电池之间转移。
(2)
根据(1)所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成闭合设置在从所述多个电池中选择的一串电池两端的第一对连接线，然后打开所述第一对连接线并闭合设置在所述一串电池中的目标电池两端的第二对连接线。
(3)
根据(2)所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成选择所述多个电池的全部或某些作为所述一串电池并选择多个目标电池。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的每一者均具有相同常数。
(5)
根据(1)至(4)中任一项所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的每一者均包括电容器。
(6)
根据(5)所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的每一者均包括电抗器。
(7)
根据(6)所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成以所述电抗元件的谐振频率切换所述电抗元件与所述电池的连接。
(8)
根据(1)至(7)中任一项所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的谐振频率是当使用AC阻抗法测得的所述电池的内阻抗的科尔-科尔图中的虚数部分为0时的频率。
(9)
根据(1)至(8)中任一项所述的电力存储装置，其中所述开关元件的数目以及所述连接线的数目是将电池的数目加1得到的数目。
(10)
根据(2)所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成选择所述目标电池，然后闭合所述第一对连接线。
(11)
根据(10)所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成选择包括具有最小电压的电池的目标电池。
(12)
一种电力存储控制程序，使计算机用作被配置成控制多个开关元件以独立地打开和闭合多条连接线的机构，所述多条连接线将串联的多个电池与串联的多个电抗元件一一对应地并联以使能量在所述电池之间转移。
附图标记列表
100 电力存储装置
110a、110b 电池
120a、120b 电抗元件
130 电力存储控制装置
140a、140b、140c 开关元件
160a、160b、160c 连接线

Claims (11)

1.一种电力存储装置，包括：
串联的多个电池；
串联的多个电抗元件；
多条连接线，其被配置成将各电池与各电抗元件一一对应地并联；
多个开关元件，其被配置成独立地打开和闭合所述连接线的每一条；和
电力存储控制装置，其被配置成控制所述开关元件以使能量在所述电池之间转移，
其中所述电力存储控制装置被配置成闭合设置在所述多个电池中的一串电池两端的第一对连接线，然后打开所述第一对连接线并闭合设置在所述一串电池中的目标电池两端的第二对连接线，
其中所述开关元件的数目以及所述连接线的数目是将所述电池的数目加1得到的数目。
2.根据权利要求1所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成选择所述多个电池的全部或某些作为所述一串电池并选择多个目标电池。
3.根据权利要求1所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的每一者均具有相同常数。
4.根据权利要求3所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的每一者均包括电容器。
5.根据权利要求4所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的每一者均包括电抗器。
6.根据权利要求5所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成以所述电抗元件的谐振频率切换所述电抗元件与所述电池的连接。
7.根据权利要求1所述的电力存储装置，其中所述电抗元件的谐振频率为当使用AC阻抗法测得的所述电池的内阻抗的科尔-科尔图中的虚数部分为0时的频率。
8.根据权利要求1所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成选择所述目标电池，然后闭合所述第一对连接线。
9.根据权利要求8所述的电力存储装置，其中所述电力存储控制装置被配置成选择包括具有最小电压的电池的所述目标电池。
10.一种电力存储控制装置，所述电力存储控制装置被配置成控制多个开关元件，以独立地打开和闭合将串联的多个电池与串联的多个电抗元件一一对应地并联的多条连接线，以使能量在所述电池之间转移，
其中所述电力存储控制装置被配置成闭合设置在所述多个电池中的一串电池两端的第一对连接线，然后打开所述第一对连接线并闭合设置在所述一串电池中的目标电池两端的第二对连接线，
其中所述开关元件的数目以及所述连接线的数目是将所述电池的数目加1得到的数目。
11.一种控制装置的电力存储控制方法，所述方法用于控制多个开关元件，以独立地打开和闭合将串联的多个电池与串联的多个电抗元件一一对应地并联的多条连接线，以使能量在电池之间转移，
其中所述方法还包括控制闭合设置在所述多个电池中的一串电池两端的第一对连接线，然后打开所述第一对连接线并闭合设置在所述一串电池中的目标电池两端的第二对连接线，
其中所述开关元件的数目以及所述连接线的数目是将所述电池的数目加1得到的数目。
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