CN106463985A - 平衡校正控制装置、平衡校正系统及蓄电系统 - Google Patents

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Abstract

存在即便对蓄电单元间的电压进行了校正，蓄电单元间的SOC也会产生偏差的情况。本发明是一种控制基于第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件而对串联连接的第1蓄电单元及第2蓄电单元的电压的平衡进行校正的平衡校正装置的平衡校正控制装置，且包括：电池特性获取部，获取选自由第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的劣化状态、电池电容及温度所组成的群中的至少一个电池特性；以及设定条件决定部，基于利用电池特性获取部所获取的至少一个电池特性，而决定第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件。

Description

平衡校正控制装置、平衡校正系统及蓄电系统
技术领域
本发明涉及一种平衡校正控制装置、平衡校正系统及蓄电系统。
背景技术
提出了对串联连接的多个蓄电单元间的电压进行校正的平衡校正电路(参照专利文献1～4)。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2006-067742号公报
[专利文献2]日本专利特开2008-017605号公报
[专利文献3]日本专利特开2009-232660号公报
[专利文献4]日本专利特开2012-210109号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
存在如下情况：即便对蓄电单元间的电压进行了校正，在蓄电单元间的SOC也会产生偏差。
[解决问题的手段]
在本发明的第1方案中，提供一种平衡校正控制装置，该平衡校正控制装置控制基于第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件而对串联连接的第1蓄电单元及第2蓄电单元的电压的平衡进行校正的平衡校正装置。所述平衡校正控制装置可包括电池特性获取部，该电池特性获取部获取选自由第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的劣化状态、电池电容及温度所组成的群中的至少一个电池特性。所述平衡校正控制装置可包括设定条件决定部，该设定条件决定部基于利用电池特性获取部所获取的至少一个电池特性，决定第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件。
在所述平衡校正控制装置中，设定条件决定部能以如下方式决定设定条件，即，第1蓄电单元或第2蓄电单元的劣化状态越发展、或者第1蓄电单元或第2蓄电单元的温度越低、或者第1蓄电单元或第2蓄电单元的电池电容越小，则第1蓄电单元或第2蓄电单元的SOC越大。在所述平衡校正控制装置中，第1蓄电单元及第2蓄电单元各自可产生脉冲状的放电电流。
在所述平衡校正控制装置中，设定条件决定部能以如下方式决定设定条件，即，第1蓄电单元或第2蓄电单元的劣化状态越发展、或者第1蓄电单元或第2蓄电单元的温度越低、或者第1蓄电单元或第2蓄电单元的电池电容越小，则第1蓄电单元或第2蓄电单元的SOC越小。在所述平衡校正控制装置中，第1蓄电单元及第2蓄电单元各自可施加脉冲状的充电电流。
在所述平衡校正控制装置中，设定条件决定部在利用电池特性获取部所获取的至少一个电池特性满足预先规定的第1条件的情况下，可基于利用电池特性获取部所获取的至少一个电池特性、及第1对应信息，而决定第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件。在所述平衡校正控制装置中，设定条件决定部在利用电池特性获取部所获取的至少一个电池特性满足预先规定的第2条件的情况下，可基于利用电池特性获取部所获取的至少一个电池特性、及第2对应关系，而决定第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件。
在所述平衡校正控制装置中，第1对应信息可为针对各个第1蓄电单元及第2蓄电单元，表示至少一个电池特性、与SOC的设定条件的第1对应关系的信息。在所述平衡校正控制装置中，第2对应信息可为针对各个第1蓄电单元及第2蓄电单元，表示至少一个电池特性、与SOC的设定条件的第2对应关系的信息。
在本发明的第2方案中，提供一种平衡校正系统，该平衡校正系统包括：所述平衡校正控制装置；SOC获取部，获取第1蓄电单元及第2蓄电单元的SOC；以及控制部，以使利用SOC获取部所获取的第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC满足利用设定条件决定部所决定的第1蓄电单元及第2蓄电单元各自的SOC的设定条件的方式，控制平衡校正装置。所述平衡校正系统可进而包括平衡校正装置。
在本发明的第3方案中，提供一种蓄电系统，该蓄电系统包括第1蓄电单元及第2蓄电单元、以及所述平衡校正系统。所述蓄电系统可进一步包括：SOC获取部，获取第1蓄电单元及第2蓄电单元的SOC；开关元件，串联连接于负载与第1蓄电单元之间、或负载与第2蓄电单元之间；以及管理部，基于利用SOC获取部所获取的第1蓄电单元及第2蓄电单元中的至少一者的SOC，管理开关元件的ON(接通)动作及OFF(断开)动作。
此外，所述发明的内容并非列举了本发明的全部特征。另外，这些特征群的子组合也能变成发明。
附图说明
图1概略性地表示蓄电系统100的内部构成的一例。
图2概略性地表示平衡校正部164的内部构成的一例。
图3概略性地表示校正控制信号22及校正控制信号24的一例。
图4概略性地表示模块控制部150的内部构成的一例。
图5概略性地表示数据表500的一例。
图6概略性地表示蓄电系统600的一例。
图7概略性地表示蓄电系统700的一例。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式并不限定权利要求书的发明。实施方式中说明的特征的组合未必全部为发明的解决方法所必需的。另外，参照附图，对实施方式进行说明，但在附图的记载中，存在对相同或类似的部分标注相同的参照序号而省略重复的说明的情况。
图1概略性地表示蓄电系统100的内部构成的一例。蓄电系统100电连接于马达等负载(未图示)，对该负载供给电力(有时称为蓄电系统的放电)。蓄电系统100电连接于充电装置(未图示)，存储电能(有时称为蓄电系统的充电)。蓄电系统100例如被用于电动汽车、油电混合车、电动二轮车、轨道车辆、飞机、升降机、起重机等运输装置、或PC(PersonalComputer，个人计算机)、手机等电气设备。
在本实施方式中，蓄电系统100包括：外部端子112，外部端子114，蓄电单元120、蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128，状态监视部140，模块控制部150，以及平衡校正模块160。平衡校正模块160具有：平衡校正部162、平衡校正部164、平衡校正部166、平衡校正部168。
蓄电单元120～蓄电单元128可为多个蓄电单元或N个(N为3以上的整数)蓄电单元的一例。蓄电单元120～蓄电单元128各自可为第1蓄电单元或第2蓄电单元的一例。状态监视部140可为电池特性获取部的一例。模块控制部150可为平衡校正控制装置或平衡校正系统的一例。模块控制部150可为管理部的一例。
包括模块控制部150及平衡校正模块160的系统可为平衡校正系统的一例。平衡校正模块160及平衡校正部162～平衡校正部168各自可为平衡校正装置的一例。平衡校正部162～平衡校正部168可为多个平衡校正部或N个(N为2以上的整数)平衡校正部的一例。
此外，所谓“电连接”并不限定于特定的要素与其它要素直接连接的情况。在特定的要素与其它要素之间也可介有第三要素。另外，并不限定于特定的要素与其它要素物理连接的情况。例如，变压器的输入绕组与输出绕组虽未物理连接，但电连接。进而，不仅包含特定的要素与其它要素现实地电连接的情况，而且也包含在蓄电单元与平衡校正部电连接时，特定的要素与其它要素电连接的情况。另外，所谓“串联连接”是表示特定的要素与其它要素串联地电连接的情况，所谓“并联连接”是表示特定的要素与其它要素并联地电连接的情况。
外部端子112及外部端子114将负载、充电装置等系统外部的装置、与蓄电系统100电连接。蓄电单元120～蓄电单元128串联连接。蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一个可为二次电池或电容器。蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一个可为锂离子电池。蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一个也可在该蓄电单元的内部进一步包含串联或并联连接的多个蓄电单元。
在本实施方式中，状态监视部140对蓄电单元120～蓄电单元128各自的状态进行监视。状态监视部140可针对各个蓄电单元120～蓄电单元128，收集与蓄电单元的状态相关的信息。状态监视部140可将收集到的信息传送到模块控制部150。
作为与蓄电单元的状态相关的信息，可例示蓄电单元的电压值、在蓄电单元流动的电流值、蓄电单元的电池电容、蓄电单元的温度、蓄电单元的劣化状态、蓄电单元的SOC(State Of Charge，充电状态)等。蓄电单元的状态可为电池特性的一例。
作为蓄电单元的电池电容，可例示满充电状态下的电池电容、蓄电单元的额定电池电容(有时称为额定电容)等。蓄电单元的温度可为蓄电单元的内部或表面的温度，也可为蓄电单元的周围的空间或配置于蓄电单元的周围的部件的温度。测定蓄电单元的温度的传感器可配置于每个蓄电单元，也可将利用一个传感器所测得的温度作为多个蓄电单元的温度而进行处理。
蓄电单元的劣化状态例如可利用SOH(State Of Health，健康状态)来表示。蓄电单元的SOH[％]可表示为劣化时的满充电电容[Ah]÷初始的满充电电容[Ah]×100。蓄电单元的SOH的计算方法或推算方法并无特别限定，例如，状态监视部140基于蓄电单元的直流电阻值而决定蓄电单元的SOH。状态监视部140也可基于蓄电单元的开路电压值而决定蓄电单元的SOH。
蓄电单元的SOC[％]可表示为剩余电容[Ah]÷满充电电容[Ah]×100。蓄电单元的SOC的计算方法或推算方法并无特别限定，例如，状态监视部140基于蓄电单元的电压的测定结果而决定蓄电单元的SOC。状态监视部140也可基于蓄电单元的电压的I-V特性数据而决定蓄电单元的SOC。状态监视部140也可基于蓄电单元的电流值的累计值而决定蓄电单元的SOC。
在本实施方式中，状态监视部140与外部端子112、外部端子114、连接点132、连接点134、连接点136及连接点138电连接。状态监视部140可与平衡校正模块160形成于同一芯片，也可与平衡校正模块160形成于不同的芯片。
模块控制部150控制平衡校正模块160、或平衡校正部162～平衡校正部168各自的动作。在本实施方式中，模块控制部150从状态监视部140接收与蓄电单元120～蓄电单元128各自的状态相关的信息。模块控制部150基于与蓄电单元120～蓄电单元128各自的状态相关的信息，决定蓄电单元120～蓄电单元128各自的SOC的设定条件。作为设定条件，可例示设定值(有时称为目标值)、设定值的范围(有时称为设定范围)等。
在本实施方式中，模块控制部150基于所决定的SOC的设定条件，生成用来控制平衡校正部162～平衡校正部168各自的模块控制信号12～18。模块控制信号12～18各自可包含表示成为相对应的平衡校正部的校正动作的对象的两个蓄电单元(有时称为动作对象单元)的电压差或电压比的信号、控制相对应的平衡校正部进行动作的时序的信号、表示SOC的设定条件的信号、控制相对应的平衡校正部的电荷的移动速度的信号及规定相对应的平衡校正部的动作模式的信号中的至少一个。
作为平衡校正部的动作模式，可例示：(1)使电荷从动作对象单元中的电压或SOC的值大的蓄电单元移动到另一蓄电单元的普通模式、(2)使电荷从动作对象单元中的外部端子112侧的蓄电单元移动到另一蓄电单元的正向模式及(3)使电荷从动作对象单元中的外部端子114侧的蓄电单元移动到另一蓄电单元的反向模式、以及(4)停止校正动作的停止模式。
模块控制部150可通过硬件来实现，也可通过软件来实现。另外，也可通过硬件与软件的组合来实现。例如，模块控制部150可通过在包括具有CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、通讯接口等的数据处理装置等的通常的信息处理装置中，执行用来控制平衡校正模块160等的程序来实现。
安装于计算机、且使计算机作为本实施方式的模块控制部150的一部分而发挥功能的程序可包括规定模块控制部150的各部分的动作的模块。这些程序或模块作用于CPU等，而使计算机作为模块控制部150的各部分而分别发挥功能。
这些程序所记载的信息处理是通过被读入到计算机，而作为软件与上述各种硬件资源协动的具体的方法而发挥功能。通过利用这些具体的方法，来实现与本实施方式的计算机的使用目的对应的信息的演算或加工，可构筑与使用目的对应的特有的装置。程序可存储于计算机能够读取的媒体，也可存储于连接于网络的存储装置。
平衡校正模块160是在蓄电系统100的充电循环及放电循环中的至少一者的期间内，基于来自模块控制部150的信号，使电荷在蓄电单元120～蓄电单元128之间移动。平衡校正模块160可由一个芯片构成，也可由多个芯片构成。
平衡校正部162～平衡校正部168各自对动作对象单元的电压或SOC的平衡进行校正。平衡校正部162～平衡校正部168各自可基于该两个蓄电单元各自的SOC的设定条件而对两个蓄电单元的电压或SOC的平衡进行校正。
平衡校正部162～平衡校正部168的动作原理并无特别限定，但平衡校正部162～平衡校正部168各自例如为主动式平衡校正装置。主动式平衡校正部可为像在日本专利特开2006-067742号公报中记载那样在两个蓄电单元之间经由电感器使电荷移动的平衡校正部，也可为像在日本专利特开2012-210109号公报中记载那样使用电容器使电荷移动的平衡校正部。平衡校正部162～平衡校正部168各自也可为被动式平衡校正装置。被动式平衡校正装置例如使用外部电阻将多余的电荷释出。
平衡校正部162基于模块控制信号12而进行动作，对蓄电单元120及蓄电单元122的电压或SOC的平衡进行校正。例如，在平衡校正部162为经由电感器使电荷移动的电路的情况下，平衡校正部162可具有第1端子、第2端子及第3端子、以及信号输入端子。第1端子与蓄电单元120的外部端子112侧的端子电连接，第2端子与蓄电单元122的外部端子114侧的端子电连接，第3端子与蓄电单元120和蓄电单元122的连接点132电连接。另外，对信号输入端子，输入来自模块控制部150的模块控制信号12。
同样地，平衡校正部164基于模块控制信号14而进行动作，对蓄电单元122及蓄电单元124的电压或SOC的平衡进行校正。平衡校正部166基于模块控制信号16而进行动作，对蓄电单元124及蓄电单元126的电压或SOC的平衡进行校正。平衡校正部168基于模块控制信号18而进行动作，对蓄电单元126及蓄电单元128的电压进行校正。
在本实施方式中，对配置于平衡校正部的外部的模块控制部150决定多个平衡校正部的SOC的设定值的情况进行了说明。在另一实施方式中，多个平衡校正部各自可具有与模块控制部150相同的部件，而决定该平衡校正部的SOC的设定值。
图2概略性地表示平衡校正部164的内部构成的一例。此外，平衡校正部162、平衡校正部166及平衡校正部168也可具有与平衡校正部164相同的内部构成。
在本实施方式中，平衡校正部164包括校正控制部210、及校正驱动部220。校正驱动部220具有：电感器250、开关元件252、开关元件254、二极管262、及二极管264。此外，平衡校正部164也可包括侦测蓄电单元122及蓄电单元124各自的电压的电压侦测部(未图示)。校正控制部210可为控制部的一例。校正驱动部220可为平衡校正装置的一例。
在本实施方式中，平衡校正部164电连接于蓄电单元122的正极侧、蓄电单元122的负极侧与蓄电单元124的正极侧的连接点134、以及蓄电单元124的负极侧。由此，可形成包含蓄电单元122、开关元件252、及电感器250的第1开闭电路。另外，可形成包含蓄电单元124、电感器250、及开关元件254的第2开闭电路。蓄电单元122及蓄电单元124可为相邻的两个蓄电单元的一例。
校正控制部210控制校正驱动部220的动作。校正控制部210将控制开关元件252的接通、断开动作的校正控制信号22供给到开关元件252。校正控制部210将控制开关元件254的接通、断开动作的校正控制信号24供给到开关元件254。
校正控制部210可利用产生预先规定的周期的脉冲串的脉冲发生器，生成校正控制信号22及校正控制信号24。脉冲发生器也可为可变脉冲发生器，该可变脉冲发生器对校正控制信号22及校正控制信号24中的至少一者的占空比进行可变控制。占空比可设为ON期间相对于矩形波的周期的比例而算出。
校正控制部210能以使开关元件252及开关元件254重复交替地进行接通、断开动作的方式供给校正控制信号22及校正控制信号24。由此，可重复进行交替地切换在第1开闭电路中电流流动的状态、与在第2开闭电路中电流流动的状态的切换动作。
校正控制部210能以使平衡校正部164以预先规定的周期重复进行切换动作的方式，对开关元件252及开关元件254供给校正控制信号22及校正控制信号24。于此，所谓“预先规定的周期”不仅包含预先设定了切换动作的重复的周期的情况，而且包含通过某种控制使该周期变动的情况。例如，也包含基于特定的算法决定下一循环的周期的情况。
在本实施方式中，切换动作可包含：第1动作，开关元件252及开关元件254中的一个开关元件进行接通动作、另一个开关元件进行断开动作；以及第2动作，该其中一个开关元件进行断开动作、该另一个开关元件进行接通动作。切换动作除了包含第1动作及第2动作以外，可包含开关元件252及开关元件254两者进行断开动作的第3动作。第1动作、第2动作及第3动作的顺序可任意决定，但优选为继第1动作之后实施第2动作。此外，切换动作也可包含其它动作。
校正控制部210从模块控制部150接收模块控制信号14。校正控制部210可基于模块控制信号14而决定校正动作的开始及停止中的至少一者。
在一实施方式中，模块控制信号14包含规定平衡校正部164的动作模式的信号(有时称为模式选择信号)。例如，在通过模式选择信号，选择了普通模式、正向模式或反向模式的情况下，校正控制部210以使平衡校正部164在通过模式选择信号所选择的动作模式下进行动作的方式生成校正控制信号22及校正控制信号24，而使平衡校正部164的校正动作开始。例如，在通过模式选择信号，选择了停止模式的情况下，校正控制部210生成用来使开关元件252进行断开动作的校正控制信号22、及用来使开关元件254进行断开动作的校正控制信号24，而使平衡校正部164的校正动作停止。
在另一实施方式中，模块控制信号14包含蓄电单元122的SOC或电压的设定条件、及蓄电单元124的SOC或电压的设定条件。蓄电单元122的电压的设定条件也可基于蓄电单元122的SOC的设定条件而决定。由此，可通过调整蓄电单元122的电压，而调整蓄电单元122的SOC。校正控制部210例如从状态监视部140获取蓄电单元122的SOC或电压、及蓄电单元124的SOC或电压。校正控制部210是在从状态监视部140获取的蓄电单元122的SOC或电压满足模块控制信号14所包含的蓄电单元122的SOC或电压的设定条件、且从状态监视部140获取的蓄电单元124的SOC或电压满足模块控制信号14所包含的蓄电单元124的SOC或电压的设定条件的情况下，使平衡校正部164作动，在除此以外的情况下，使平衡校正部164停止。
校正控制部210可基于模块控制信号14，生成校正控制信号22及校正控制信号24。例如，校正控制部210基于模块控制信号14，决定校正控制信号22及校正控制信号24的占空比，生成具有该占空比的校正控制信号22及校正控制信号24。
在一实施方式中，模块控制信号14包含蓄电单元122的SOC的设定条件、及蓄电单元124的SOC的设定条件。例如，校正控制部210是以蓄电单元122的SOC满足模块控制信号14所包含的蓄电单元122的SOC的设定条件、且蓄电单元124的SOC满足模块控制信号14所包含的蓄电单元124的SOC的设定条件的方式，决定校正控制信号22及校正控制信号24的占空比。
在另一实施方式中，模块控制信号14包含蓄电单元122的电压的设定条件、及蓄电单元124的电压的设定条件。校正控制部210是以蓄电单元122的电压满足模块控制信号14所包含的蓄电单元122的电压的设定条件、且蓄电单元124的SOC满足蓄电单元124的电压的设定条件的方式，决定校正控制信号22及校正控制信号24的占空比。
蓄电单元122的电压的设定条件可为校正动作结束的时点的蓄电单元122的电压值或该电压的范围，也可为校正动作结束的时点的蓄电单元122及蓄电单元124的电压差或电压比。同样地，蓄电单元124的电压的设定条件可为校正动作结束的时点的蓄电单元124的电压值或该电压的范围，也可为校正动作结束的时点的蓄电单元122及蓄电单元124的电压差或电压比。
在另一实施方式中，模块控制信号14包含表示校正控制信号22及校正控制信号24的占空比的信息。校正控制部210基于表示模块控制信号14所包含的校正控制信号22及校正控制信号24的占空比的信息，而决定校正控制信号22及校正控制信号24的占空比。
电感器250是在蓄电单元122与开关元件252之间，串联连接于蓄电单元122及开关元件252，使电荷于蓄电单元122与蓄电单元124之间移动。在本实施方式中，电感器250的一端电连接于蓄电单元122与蓄电单元124的连接点134。电感器250的另一端电连接于开关元件252与开关元件254的连接点245。
开关元件252及开关元件254通过重复交替地进行接通动作及断开动作(有时称为接通、断开动作)，而在电感器250产生电感器电流IL。由此，可在蓄电单元122与蓄电单元124之间经由电感器而授受电能。结果，可对蓄电单元122及蓄电单元124的电压或SOC的平衡进行校正。
开关元件252电连接于电感器250的另一端与蓄电单元122的正极侧之间。开关元件252从校正控制部210接收校正控制信号22，并基于校正控制信号22进行接通动作或断开动作。由此，将第1开闭电路开闭。开关元件252可为MOSFET等晶体管。
开关元件254电连接于电感器250的另一端与蓄电单元124的负极侧之间。开关元件254从校正控制部210接收校正控制信号24，并基于校正控制信号24而进行接通动作或断开动作。由此，将第2开闭电路开闭。开关元件254可为MOSFET等晶体管。
二极管262与开关元件252并联地配置，在从电感器250的另一端向蓄电单元122的正极侧的方向上流通电流。二极管264与开关元件254并联地配置，在从蓄电单元124的负极侧向电感器250的另一端的方向上流通电流。二极管262及二极管264可为等效地形成于MOSFET的源极、漏极间的寄生二极管。
通过设置二极管262及二极管264，即便于在开关元件252及开关元件254一起变成断开状态的期间内残留电感器电流IL的情况下，也可使该电感器电流IL通过二极管262或二极管264而继续流动。由此，可不浪费地利用在电感器250暂时产生的电感器电流IL。另外，可抑制在阻断电感器电流IL的情况下产生浪涌电压。
在本实施方式中，对平衡校正部164的校正控制部210生成校正控制信号22及校正控制信号24的情况进行了说明。但是，平衡校正部164并不限定于本实施方式。在另一实施方式中，平衡校正部164也可不具有校正控制部210。在该情况下，也可为例如模块控制部150生成校正控制信号22及校正控制信号24，并将所生成的校正控制信号22及校正控制信号24传送到开关元件252及开关元件254。
在本实施方式中，对模块控制部150生成模块控制信号14，校正控制部210基于模块控制信号14生成校正控制信号22及校正控制信号24的情况进行了说明。但是，平衡校正部164并不限定于本实施方式。在另一实施方式中，可通过使校正控制部210从状态监视部140接收信息，并对所接收到的信息执行与模块控制部150相同的处理，而生成校正控制信号22及校正控制信号24。
在本实施方式中，对平衡校正部164校正蓄电单元122及蓄电单元124的电压的情况进行了说明。但是，平衡校正部164并不限定于本实施方式。在另一实施方式中，平衡校正部164也可对像蓄电单元122及蓄电单元128那样不相邻的两个蓄电单元的电压进行校正。在该情况下，电感器250的一端与蓄电单元122和蓄电单元128的连接点连接。另外，开关元件254电连接于电感器250的另一端与蓄电单元128的负极侧之间。
在另一实施方式中，平衡校正部164可校正蓄电单元122及蓄电单元124的串联电压、以及蓄电单元124及蓄电单元126的串联电压。在该情况下，电感器250的一端与蓄电单元122及蓄电单元124的连接点134连接。另外，开关元件252电连接于电感器250的另一端与蓄电单元120的正极侧之间，开关元件254电连接于电感器250的另一端与蓄电单元126的负极侧之间。
图3概略性地表示校正控制信号22及校正控制信号24的一例。如图3所示，校正控制信号22及校正控制信号24是以开关元件252及开关元件254重复交替地进行接通、断开动作的方式提供。在本实施方式中，校正控制信号22的占空比表示为ON时间T2相对于时钟周期T1的比(T2/T1)。另外，校正控制信号24的占空比表示为ON时间(T1－T2)相对于时钟周期T1的比((T1－T2)/T1)。
图4概略性地表示模块控制部150的内部构成的一例。在本实施方式中，模块控制部150包括：控制条件存储部412、电池特性获取部414、设定条件决定部416、SOC获取部418、再生信息获取部422、启动信息获取部424、及控制信号生成部426。模块控制部150的各部分可相互收发信息。控制信号生成部426可为控制部或管理部的一例。在本实施方式中，主要以模块控制部150生成用来控制平衡校正部164的模块控制信号14的情况为例，对模块控制部150的各部分进行说明。
控制条件存储部412存储控制条件。控制条件可为表示在控制信号生成部426生成各种控制信号的情况下的判断基准的信息。在一实施方式中，控制条件包含针对各个蓄电单元120～蓄电单元128，表示蓄电单元120～蓄电单元128各自的蓄电单元的状态、与蓄电单元120～蓄电单元128各自的SOC的设定条件的对应关系的信息(有时称为对应信息)。控制条件可包含多个对应信息。对应信息可为数据表，也可为函数。
电池特性获取部414针对各个动作对象单元，获取与蓄电单元的状态相关的信息。在本实施方式中，电池特性获取部414从状态监视部140，获取选自由蓄电单元122及蓄电单元124各自的劣化状态、电池电容及温度所组成的群中的至少一个电池特性。电池特性获取部414也可通过基于从状态监视部140获取的与蓄电单元的状态相关的信息，算出选自由蓄电单元122及蓄电单元124各自的劣化状态、电池电容及温度所组成的群中的至少一个电池特性，而获取该至少一个电池特性。
设定条件决定部416针对各个动作对象单元，决定对应的平衡校正部的SOC的设定条件。在本实施方式中，设定条件决定部416基于利用电池特性获取部414所获取的至少一个电池特性，决定校正控制部210的蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC的设定条件。例如，设定条件决定部416基于利用电池特性获取部414而获取的至少一个电池特性、及存储于控制条件存储部412的控制条件，决定校正控制部210的蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC的设定条件。
在一实施方式中，设定条件决定部416首先参照存储着对应信息的数据表，提取与利用电池特性获取部414所获取的蓄电单元122的电池特性吻合的蓄电单元122的SOC的设定条件。在在数据表中未存储与利用电池特性获取部414所获取的蓄电单元122的电池特性吻合的蓄电单元122的SOC的设定条件的情况下，设定条件决定部416可通过执行恰当的插值处理，而决定蓄电单元122的SOC的设定条件。接着，设定条件决定部416按照相同的顺序，决定蓄电单元124的SOC的设定条件。
此外，在对应信息为一个以上的电池特性的函数的情况下，设定条件决定部416首先通过将利用电池特性获取部414所获取的蓄电单元122的一个以上的电池特性代入到该函数中，而决定蓄电单元122的SOC的设定条件。接着，设定条件决定部416按照相同的顺序，决定蓄电单元124的SOC的设定条件。
在另一实施方式中，设定条件决定部416基于选自存储于控制条件存储部412的多个对应信息中的对应信息，决定蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC的设定条件。
例如，在利用电池特性获取部414所获取的至少一个电池特性满足预先规定的第1条件的情况下，基于利用电池特性获取部414所获取的至少一个电池特性、及第1对应信息，而决定蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC的设定条件。另一方面，在利用电池特性获取部414所获取的至少一个电池特性满足预先规定的第2条件的情况下，基于利用电池特性获取部414所获取的至少一个电池特性、及第2对应信息，而决定蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC的设定条件。此外，可为与第1条件、及第2条件不同的条件。
作为预先规定的第1条件，可例示利用电池特性获取部414所获取的蓄电单元122及蓄电单元124的特定的电特性中的至少一者大于或小于预先规定的第1值的条件。同样地，作为预先规定的第2条件，可例示利用电池特性获取部414所获取的蓄电单元122及蓄电单元124的特定的电特性中的至少一者大于或小于预先规定的第2值的条件。
设定条件决定部416可基于蓄电系统100的用途而决定蓄电单元122或蓄电单元124的SOC的设定条件。在一实施方式中，设定条件决定部416能以蓄电单元122或蓄电单元124的劣化状态越发展，则蓄电单元122或蓄电单元124的SOC越大的方式，决定设定条件。设定条件决定部416能以蓄电单元122或蓄电单元124的温度越低，则蓄电单元122或蓄电单元124的SOC越大的方式，决定设定条件。设定条件决定部416能以蓄电单元122或蓄电单元124的电池电容越小，则蓄电单元122或蓄电单元124的SOC越大的方式，决定设定条件。
例如，在将蓄电系统100用作电动汽车或油电混合车的电源的情况下，在开动电动汽车或油电混合车时，蓄电系统100产生与稳定运转时相比更大的脉冲状的放电电流。例如，在油电混合车中，在开动时通过利用马达而使燃料效率大幅度提高。像这样，在蓄电系统100被用于利用蓄电系统100所包含的蓄电单元产生脉冲状的放电电流的用途的情况下，设定条件决定部416可像所述实施方式那样决定蓄电单元的设定条件。
在另一实施方式中，设定条件决定部416能以蓄电单元122或蓄电单元124的劣化状态越发展，则蓄电单元122或蓄电单元124的SOC越小的方式，决定设定条件。设定条件决定部416能以蓄电单元122或蓄电单元124的温度越低，则蓄电单元122或蓄电单元124的SOC越小的方式，决定设定条件。设定条件决定部416能以蓄电单元122或蓄电单元124的电池电容越小，则蓄电单元122或蓄电单元124的SOC越小的方式，决定设定条件。
例如，在蓄电系统100被用于使货物升降的起重机(crane)的再生能量的回收的情况下，在货物下降时，对蓄电系统100，施加与货物上升时相比更大的脉冲状的再生电流。通过使蓄电系统100回收再生能量，并将所回收的能量利用于下次货物的上升，而使能量效率大幅度提高。像这样，在蓄电系统100被用于对蓄电系统100所包含的蓄电单元施加脉冲状的再生电流的用途的情况下，设定条件决定部416可像所述实施方式那样决定蓄电单元的设定条件。
SOC获取部418获得蓄电单元122及蓄电单元124的SOC。例如，SOC获取部418从状态监视部140获取蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC。
再生信息获取部422获取来自负载的表示再生电流的产生的再生信息。再生信息获取部422可通过从负载接收表示再生电流产生的信号，而获取再生信息。再生信息获取部422可通过检测在再生时产生的脉冲状的电流的产生，而获取再生信息。
启动信息获取部424获取表示负载的启动的启动信息。启动信息获取部424可通过从负载接收表示启动负载的信号，而获取启动信息。启动信息获取部424可通过检测在启动负载的情况下脉冲状的电流的产生，而获取启动信息。
控制信号生成部426生成模块控制信号12～模块控制信号18。各个模块控制信号12～模块控制信号18控制各个平衡校正部162～平衡校正部168的动作。例如，模块控制信号14以使利用SOC获取部418所获取的蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC满足利用设定条件决定部416所决定的蓄电单元122及蓄电单元124各自的SOC的设定条件的方式，控制平衡校正部164。
在本实施方式中，控制信号生成部426生成对将蓄电系统100与负载电连接的开关元件的开通动作及关断动作进行控制的连接控制信号。控制信号生成部426通过生成连接控制信号，来管理所述开关元件的开通动作及关断动作。控制信号生成部426可基于蓄电单元120～蓄电单元128的至少一个SOC，来管理所述开关元件的开通动作及关断动作。
在一实施方式中，控制信号生成部426在再生信息获取部422获取了再生信息的情况下，生成使所述开关元件进行关断动作的连接控制信号。控制信号生成部426可在蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一者的SOC大于预先规定的值的情况下，生成使所述开关元件进行关断动作的连接控制信号。由此，可抑制蓄电系统100所包含的蓄电单元的过充电。
在另一实施方式中，控制信号生成部426在启动信息获取部424获取了启动信息的情况下，生成使所述开关元件进行关断动作的连接控制信号。控制信号生成部426可在蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一者的SOC小于预先规定的值的情况下，生成使所述开关元件进行关断动作的连接控制信号。由此，可抑制蓄电系统100所包含的蓄电单元的过放电。
图5概略性地表示数据表500的一例。数据表500可为存储于控制条件存储部412中的对应信息的一例。在本实施方式中，数据表500是针对各个一个以上的蓄电单元，将该蓄电单元的蓄电单元ID(Identification Code，识别码)510、该蓄电单元的额定电容520、该蓄电单元的SOH530、该蓄电单元的温度540、及平衡校正处理中的该蓄电单元的SOC的设定值550配对存储。蓄电单元ID510可为识别各个一个以上的蓄电单元的蓄电单元识别信息的一例。额定电容520可为电池电容的一例。SOH530可为劣化状态的一例。
在一实施方式中，额定电容520的值越小，则SOC的设定值550的值越大。SOH530的值越小，则SOC的设定值550的值越大。另外，温度540的值越小，则SOC的设定值550的值越大。在另一实施方式中，额定电容520的值越小，则SOC的设定值550的值越小。SOH530的值越小，则SOC的设定值550的值越小。另外，温度540的值越小，则SOC的设定值550的值越小。
此外，数据表500并不限定于本实施方式。在另一实施方式中，数据表500是针对各个一个以上的蓄电单元，将该蓄电单元的蓄电单元ID510、选自该蓄电单元的额定电容520、该蓄电单元的SOH530及该蓄电单元的温度540中的至少一个、以及平衡校正处理中的该蓄电单元的SOC的设定值550配对存储。
图6概略性地表示蓄电系统600的一例。蓄电系统600与负载60电连接。蓄电系统600对负载60供给电力。另外，蓄电系统600存储来自负载60的再生电流。
在本实施方式中，负载60包括传送部62。传送部62将信号64传送到蓄电系统100。在一实施方式中，传送部62在有可能因负载的动作而产生再生电流的情况下，传送包含表示再生电流的产生的再生信息的信号64。在另一实施方式中，传送部62在有可能启动负载的情况下，传送包含表示启动负载的启动信息的信号64。
在本实施方式中，蓄电系统600包括：蓄电系统100、发热模块604、开关元件612、及开关元件614。在本实施方式中，蓄电系统100的模块控制部150在蓄电系统100对负载60供给电力的情况下，传送用来使开关元件612进行开通动作、且使开关元件614进行关断动作的连接控制信号66。
在本实施方式中，模块控制部150在接收到包含再生信息的信号64的情况下，对开关元件612及开关元件614，传送用来使开关元件612进行关断动作、且使开关元件614进行开通动作的连接控制信号66。模块控制部150也可在蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一者的SOC大于预先规定的值的情况下传送连接控制信号66。
发热模块604将电流转换成热。在本实施方式中，发热模块604为电阻元件，其中一个端部经由开关元件614而连接于负载60，另一个端部接地。
开关元件612串联配置于蓄电系统100与负载60之间。开关元件612基于连接控制信号66，而切换蓄电系统100与负载60的电连接关系。开关元件614串联配置于发热模块604与负载60之间。开关元件614基于连接控制信号66，而切换发热模块604与负载60的电连接关系。
根据蓄电系统600，可抑制过量的再生电流流入到蓄电系统100所包含的蓄电单元。结果，可防止蓄电系统100所包含的蓄电单元的过充电。
例如，在蓄电系统搭载于混合动力车的情况下，随机产生再生电流。为了尽可能多地回收再生电流，必须一边将蓄电系统所包含的蓄电单元的SOC维持得相对较小，一边运用该蓄电系统。但是，如果蓄电系统所包含的蓄电单元的SOC变得过小，则在混合动力车起动时，难以对马达供给充分的电力。在无法对马达供给充分的电力的情况下，会发动引擎而进行起动，从而燃料效率下降。
根据本实施方式，可防止过量的再生电流向蓄电系统100的流入，所以可一边将蓄电系统100所包含的蓄电单元的SOC维持得相对较大，一边运用蓄电系统600。由此，在混合动力车起动时，可对马达供给充分的电力。在油电混合车中，通过在开动时利用马达而使燃料效率大幅度提高。另一方面，即便在不回收一部分的再生能量的情况下，也不会对燃料效率产生大的影响。因此，通过使用蓄电系统600作为混合动力车的电源，可使混合动力车的燃料效率大幅度提高。另外，即便在构成蓄电系统600的蓄电单元中的一部分与其他蓄电单元相比劣化的情况下，也可更有效地利用蓄电系统600。
图7概略性地表示蓄电系统700的一例。蓄电系统700与负载70电连接。蓄电系统700对负载70供给电力。另外，蓄电系统700存储来自负载70的再生电流。在本实施方式中，负载70包括传送部62。
在本实施方式中，蓄电系统700包括：蓄电系统100、开关元件612、开关元件614、及电源704。在本实施方式中，电源704与负载70连接，对负载70供给电力。在本实施方式中，开关元件614串联配置于电源704与负载60之间。开关元件614基于连接控制信号66，而切换电源704与负载60的电连接关系。
在本实施方式中，蓄电系统100的模块控制部150在蓄电系统100对负载70供给电力的情况下，传送用来使开关元件612进行开通动作、且使开关元件614进行关断动作的连接控制信号66。在本实施方式中，模块控制部150在接收到包含再生信息的信号64的情况下，对开关元件612及开关元件614，传送用来使开关元件612进行开通动作、且使开关元件614进行关断动作的连接控制信号66。
由此，蓄电系统700可回收再生电流。此外，模块控制部150也可在蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一者的SOC大于预先规定的值的情况下，对开关元件612及开关元件614，传送用来使开关元件612进行关断动作、且使开关元件614进行开通动作的连接控制信号66。
在本实施方式中，蓄电系统700一边将蓄电系统100所包含的蓄电单元的SOC维持得相对较小一边运用。由此，可回收更多的再生电流。在本实施方式中，模块控制部150在蓄电系统100对负载70供给电力的情况下，且在蓄电单元120～蓄电单元128中的至少一者的SOC小于预先规定的值的情况下，对开关元件612及开关元件614，传送用来使开关元件612进行关断动作、且使开关元件614进行开通动作的连接控制信号66。由此，可从电源704对负载70供给电力。
例如，在蓄电系统搭载于起重机的情况下，蓄电系统越是回收再生电流，起重机的能量效率越提高。另一方面，关于起重机使货物上升的情况下使用的电力，无论是从蓄电系统供给，还是从其他电源供给，都不会影响起重机的能量效率。根据本实施方式，蓄电系统700是一边将蓄电系统100所包含的蓄电单元的SOC维持得相对较小一边运用。由此，可回收更多的再生电流。结果，可使起重机的能量效率提高。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术性范围并不限定于所述实施方式中记载的范围。业者应明白在所述实施方式中，能够添加多种变更或改良。另外，在技术上不矛盾的范围内，可将针对特定的实施方式所说明的事项应用于其他实施方式。根据权利要求书的记载可明白，施加了此种变更或改良的方式也可包含在本发明的技术性范围内。
在权利要求书、说明书、及附图中表示的装置、系统、程序、以及方法的动作、顺序、步骤、及阶段等各处理的执行顺序并未特别明确表达为“在……之前”、“先于……”等，另外，应注意只要并非将上一处理的输出在下一处理中使用，则能以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书、及附图中的动作流程，即便为了方便起见，使用“首先，”、“接着，”等进行了说明，也不意味着必须以该顺序实施。
符号的说明
12：模块控制信号
14：模块控制信号
16：模块控制信号
18：模块控制信号
22：校正控制信号
24：校正控制信号
60：负载
62：传送部
64：信号
66：连接控制信号
70：负载
100：蓄电系统
112：外部端子
114：外部端子
120：蓄电单元
122：蓄电单元
124：蓄电单元
126：蓄电单元
128：蓄电单元
132：连接点
134：连接点
136：连接点
138：连接点
140：状态监视部
150：模块控制部
160：平衡校正模块
162：平衡校正部
164：平衡校正部
166：平衡校正部
168：平衡校正部
210：校正控制部
220：校正驱动部
245：连接点
250：电感器
252：开关元件
254：开关元件
262：二极管
264：二极管
412：控制条件存储部
414：电池特性获取部
416：设定条件决定部
418：SOC获取部
422：再生信息获取部
424：启动信息获取部
426：控制信号生成部
500：数据表
510：蓄电单元ID
520：额定电容
530：SOH
540：温度
550：设定值
600：蓄电系统
604：发热模块
612：开关元件
614：开关元件
700：蓄电系统
704：电源

Claims (10)

1.一种平衡校正控制装置，控制基于所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的SOC的设定条件对串联连接的第1蓄电单元及第2蓄电单元的电压的平衡进行校正的平衡校正装置，且包括：
电池特性获取部，获取选自由所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的劣化状态、电池电容及温度所组成的群中的至少一个电池特性；以及
设定条件决定部，基于利用所述电池特性获取部所获取的所述至少一个电池特性，而决定所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的SOC的所述设定条件。
2.根据权利要求1所述的平衡校正控制装置，其中：
所述设定条件决定部以如下方式决定所述设定条件，即：所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的劣化状态越发展、或者所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的温度越低、或者所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的电池电容越小，则所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的SOC越大。
3.根据权利要求2所述的平衡校正控制装置，其中：
所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自产生脉冲状的放电电流。
4.根据权利要求1所述的平衡校正控制装置，其中：
所述设定条件决定部以如下方式决定所述设定条件，即：所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的劣化状态越发展、或者所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的温度越低、或者所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的电池电容越小，则所述第1蓄电单元或所述第2蓄电单元的SOC越小。
5.根据权利要求4所述的平衡校正控制装置，其中：
所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自被施加脉冲状的充电电流。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的平衡校正控制装置，其中：
所述设定条件决定部是：
在利用所述电池特性获取部所获取的所述至少一个电池特性满足预先规定的第1条件的情况下，基于利用所述电池特性获取部所获取的所述至少一个电池特性、及第1对应信息，而决定所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的SOC的所述设定条件；
在利用所述电池特性获取部所获取的所述至少一个电池特性满足预先规定的第2条件的情况下，基于利用所述电池特性获取部所获取的所述至少一个电池特性、及第2对应信息，而决定所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的SOC的所述设定条件；且
所述第1对应信息是针对各个所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元，表示所述至少一个电池特性、与所述SOC的设定条件的第1对应关系的信息；
所述第2对应信息是针对各个所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元，表示所述至少一个电池特性、与所述SOC的设定条件的第2对应关系的信息。
7.一种平衡校正系统，其包括：
根据权利要求1至6中任一项所述的平衡校正控制装置；
SOC获取部，获取所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元的SOC；以及
控制部，以使利用所述SOC获取部所获取的所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的SOC满足利用所述设定条件决定部所决定的所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元各自的SOC的所述设定条件的方式，控制所述平衡校正装置。
8.根据权利要求7所述的平衡校正系统，其
还包括所述平衡校正装置。
9.一种蓄电系统，其包括：
所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元；以及
根据权利要求7或8所述的平衡校正系统。
10.根据权利要求9所述的蓄电系统，其还包括：
SOC获取部，获取所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元的SOC；
开关元件，串联连接于负载与所述第1蓄电单元之间、或所述负载与所述第2蓄电单元之间；以及
管理部，基于利用所述SOC获取部所获取的所述第1蓄电单元及所述第2蓄电单元中的至少一者的SOC，而管理所述开关元件的开通动作及关断动作。
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Denomination of invention: Balance correction control device, balance correction system, and power storage system

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Pledgee: Wuding Road Sub branch of Bank of Shanghai Co.,Ltd.

Pledgor: NEXT-E SOLUTIONS Inc.

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