CN110462968B - 蓄电装置以及蓄电元件的控制方法 - Google Patents

蓄电装置以及蓄电元件的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蓄电装置以及蓄电元件的控制方法。由本说明书公开的蓄电装置(10)具备：被串联连接的多个蓄电元件(21)、对多个蓄电元件(21)的电压进行检测的电压检测电路(31)、将蓄电元件(21)单独放电的放电电路(44)、和具有控制部(32)的BMU(30)，控制部(32)仅使多个蓄电元件(21)之中的电压最高的蓄电元件(21)放电。此外，在电压最高的所述蓄电元件(21)的单电池电压超过第1电压阈值的状态下经过了第1持续时间的情况下使充电停止，或者，在电压最高的所述蓄电元件(21)的单电池电压超过第2电压阈值的状态下经过了第2持续时间的情况下使充电停止。

Description

蓄电装置以及蓄电元件的控制方法
技术领域
由本说明书公开的技术涉及蓄电装置以及蓄电元件的控制方法。
背景技术
以往，存在将多个蓄电元件串联连接使得获得给定电压的蓄电装置。被串联连接的多个蓄电元件由于电气特性的不平衡的原因而在蓄电元件间产生充电容量的偏差。在下述专利文献1记载的充电装置中，与蓄电元件并联地具有放电电路(旁路电路)。充电装置将各蓄电元件的电压进行比较，使用放电电路将与最低电压的电压差超过第1给定值的蓄电元件放电，由此抑制了充电容量的偏差。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-19188号公报
发明内容
发明要解决的课题
在多个蓄电元件间有充电容量的偏差的情况下，充电率高的蓄电元件的电压在充电中发生不良状况的情况下容易超过某个阈值。若充电率高的蓄电元件的电压在发生不良状况的情况下超过某个阈值，则会通过电流切断装置等切断充电电流，变得无法持续充电。在通过电流切断装置突然切断了充电的情况下，由于电感分量对反电动势的影响，施加于蓄电装置的电压会大幅上升。因而，有时对蓄电装置进行管理的管理装置会破损。
在本说明书中，公开一种在蓄电元件中不发生不良状况地持续充电的技术。
用于解决课题的手段
蓄电装置具备：被串联连接的多个蓄电元件、对所述多个蓄电元件的电压进行检测的电压检测部、将所述蓄电元件放电的放电电路、和控制部，所述控制部执行：放电处理，通过所述放电电路仅使所述多个蓄电元件之中的电压最高的蓄电元件放电；和停止处理，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过第1电压阈值的状态下经过了第1持续时间的情况下使充电停止，或者，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过比所述第1电压阈值大的第2电压阈值的状态下经过了比所述第1持续时间短的第2持续时间的情况下使充电停止。
发明效果
在多个蓄电元件被串联连接的情况下，各蓄电元件的电压的总和与充电电压变得相同。控制部通过仅将电压最高的蓄电元件放电，使其他的多个蓄电元件持续充电，由此相对地提高其他的多个蓄电元件的充电电流值。于是，其他的多个蓄电元件的电压变得容易上升，从而电压最高的蓄电元件的电压变得容易下降。由此，能够使电压最高的蓄电元件的电压迅速地下降，能够持续对蓄电元件的充电。
在放电不及时而电压最高的蓄电元件的电压超过第1电压阈值的状态持续了第1持续时间的期间的情况下，控制部停止充电。或者，在电压最高的蓄电元件的电压超过第2电压阈值的状态经过了第2持续时间的情况下，由于控制部停止对蓄电元件的充电，因此能够防止蓄电元件发生不良状况。
由此，能够在电压最高的蓄电元件中不发生不良状况地持续充电。
附图说明
图1是表示实施方式1中的车辆的图。
图2是蓄电装置的立体图。
图3是蓄电装置的分解立体图。
图4是表示蓄电装置的电气结构的框图。
图5是放电电路的电路图。
图6是充电控制处理的流程图。
图7是在单电池电压与时间的关系中示出充电容许区域和充电不容许区域的图。
图8是示出实施方式1的蓄电装置中的充电时的各单电池电压的时间推移的图。
图9是示出比较用的蓄电装置中的充电时的各单电池电压的时间推移的图。
图10是实施方式2中的充电控制处理的流程图。
具体实施方式
(本实施方式的概要)
首先，对由本实施方式公开的蓄电装置的概要进行说明。
蓄电装置具备：被串联连接的多个蓄电元件、对所述多个蓄电元件的电压进行检测的电压检测部、将所述蓄电元件放电的放电电路、和控制部，所述控制部执行：放电处理，通过所述放电电路仅使所述多个蓄电元件之中的电压最高的蓄电元件放电；和停止处理，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过第1电压阈值的状态下经过了第1持续时间的情况下使充电停止，或者，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过比所述第1电压阈值大的第2电压阈值的状态下经过了比所述第1持续时间短的第2持续时间的情况下使充电停止。
在将多个蓄电元件的总电压作为指标来进行充电管理的恒压充电中，仅以蓄电元件的电压超过阈值为条件而使充电停止。于是，尽管其他蓄电元件的充电率不充分，由于一部分的蓄电元件的电压超过阈值，充电也会被停止。
本发明人们关于是否无法在电压最高的蓄电元件中不发生不良状况地持续充电，进行了专心研究。以往是如下的控制，即，在对被串联连接的多个蓄电元件进行恒压充电的情况下，使超过规定电压的所有蓄电元件、或者、电压最低的蓄电元件以外的蓄电元件放电。在该情况下，由于各蓄电元件的电压的总和与充电电压变得相同，因此电压最高的单电池的电压的下降速度会变慢。
本发明人们进行了专心研究，结果发现了如下内容，即，仅使电压最高的蓄电元件放电。发现了如下内容，即，若仅使电压最高的蓄电元件放电，则其他的多个蓄电元件的充电电流值变高，其他蓄电元件的电压上升。发现了如下内容，即，电压最高的蓄电元件的电压变得容易下降。
本发明人们达成如下结论，即，在充电中通过放电电路仅使电压最高的蓄电元件放电。由此，能够使电压最高的蓄电元件的电压迅速地下降，能够持续对蓄电元件的充电。
虽然仅使电压最高的蓄电元件放电，但在放电不及时而电压最高的蓄电元件的电压超过第1电压阈值的状态持续第1持续时间的期间的情况下，控制部停止对蓄电元件的充电。或者，在放电不及时而在电压最高的蓄电元件的电压超过第2电压阈值的状态下经过第2持续时间的情况下，停止对蓄电元件的充电。
由此能够在抑制电压最高的蓄电元件发生不良状况的同时持续充电。
也可以是，在所述多个蓄电元件之中的电压最高的所述蓄电元件超过所述第1电压阈值的情况下，所述控制部进行所述放电处理。
也可以是，在所述多个蓄电元件的电压之差大于电压差阈值的情况下，所述控制部将比第1持续时间短的第3持续时间设定为第1持续时间。
在多个蓄电元件的电压之差大于电压差阈值的情况下，蓄电元件间的充电容量的偏差过大，无法通过放电电路消除蓄电元件间的充电容量的偏差。因此，控制部判断为无法使电压最高的蓄电元件的电压低于第1电压阈值。然后，控制部将第3持续时间设定为第1持续时间，因此能够不等待当初设定的第1持续时间的经过而在经过了第3持续时间的时候停止充电。即便使放电电路动作，在判断为电压最高的蓄电元件的电压的下降需要长时间的情况下，控制部也不等待当初设定的第1持续时间的经过而停止充电。由此，能够抑制蓄电元件发生劣化等不良状况。
也可以是，所述蓄电元件为锂离子单电池，所述多个蓄电元件能够通过铅蓄电池用的外部充电器来充电。
即使由具有比多个锂离子单电池的总电压高的充电电压的铅蓄电池用的外部充电器充电，在电压最高的蓄电元件超过第1电压阈值的情况下，控制部也仅使电压最高的蓄电元件放电。由此，能够使电压最高的蓄电元件的电压迅速地下降。在放电不及时而判断为蓄电元件发生不良状况的可能性高的情况下，控制部停止对蓄电元件的充电。由此，即使由铅蓄电池用的外部充电器充电，也能够在防止锂离子单电池发生不良状况的同时进行锂离子单电池的充电。
蓄电装置具备：被串联连接的多个蓄电元件、对所述多个蓄电元件的电压进行检测的电压检测部、将所述蓄电元件放电的放电电路、和控制部，在所述多个蓄电元件被充电器充电时，所述控制部通过所述放电电路仅使所述多个蓄电元件之中的电压最高的蓄电元件放电。
在由充电器对多个蓄电元件进行充电的情况下，控制部仅使电压最高的蓄电元件放电，使其他蓄电元件持续充电。其他蓄电元件的充电电流相对地变高，其他蓄电元件的电压变得容易上升，电压最高的蓄电元件的电压变得容易下降。由此，能够使电压最高的蓄电元件的电压迅速地下降，从而能够持续对蓄电元件的充电。
本技术能够应用于蓄电元件的控制方法、蓄电元件的控制程序。
(实施方式1)
参照图1至图9来说明实施方式1。
如图1所示，例示设置于汽车等车辆1的发动机起动用的蓄电装置10。蓄电装置10与搭载于车辆1的发动机起动用的起动电动机、电气部件等车辆负载3、交流发电机等车辆发电机4、车辆ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)5等连接。
如图2所示，蓄电装置10具有块状的电池壳体11。如图3所示，在电池壳体11内容纳有电池组20、控制基板18等。电池组20由被串联连接的多个(在本实施方式中为4个)蓄电元件21构成。
在以下的说明中，在参照图2以及图3的情况下，上下方向以电池壳体11相对于设置面不倾斜地水平放置时的电池壳体11的上下方向为基准。前后方向以沿着电池壳体11的短边部分的方向(进深方向)为基准，将图示左近前侧设为前侧。左右方向以沿着电池壳体11的长边部分的方向为基准，将图示右近前侧作为右方向来进行说明。
电池壳体11是合成树脂制的，如图3所示，具备：在上方开口的箱型的壳体主体13、对多个蓄电元件21进行定位的定位构件14、装配在壳体主体13的上部的中盖15、和装配在中盖15的上部的上盖16。
在壳体主体13内，单独容纳多个(在本实施方式中为4个)蓄电元件21的4个单电池室13A在左右方向上排列设置。
蓄电元件21是使用了石墨、易石墨化碳、难石墨化碳等石墨系材料的负极活性物质、和磷酸铁锂等磷酸铁系的正极活性物质的锂离子单电池，通常使用中的上限电压被设定为3.5[V]。
如图3所示，定位构件14在上表面配置有多个汇流条17。定位构件14配置在壳体主体13内所配置的多个蓄电元件21的上部，从而对各蓄电元件21进行定位。各蓄电元件21通过多个汇流条17而4个蓄电元件21被串联连接。4个蓄电元件21构成电池组20。将4个蓄电元件21串联连接而成的电池组20的上限电压为14.0[V]。
中盖15在俯视时呈大致矩形状。在中盖15的内部能够容纳控制基板18。若中盖15装配在壳体主体13，则电池组20和控制基板18被连接。
如图2以及图3所示，在中盖15的左右方向两端部，设置有与设置于车辆1的未图示的蓄电池端子连接的一对外部端子部12。一对外部端子部12以埋设于中盖15的状态来设置。一对外部端子部12由铅合金等金属构成。一对外部端子部12之中的一个为正极端子部12P，另一个为负极端子部12N。
在一对外部端子部12，能够连接使用了商用电源的外部充电器CH。外部充电器CH在充电初期以恒流来充电。外部充电器CH在电池组20的电池电压上升至设定电压时，执行维持该电池电压地持续充电的所谓的恒流恒压充电。这样，外部充电器CH以恒流恒压充电的方式对电池组20充电。
其次，参照图4来说明蓄电装置10的电气结构。
如图4所示，蓄电装置10具备：电池组20、电池管理装置(以下称为“BMU”)30、电流传感器41、电流切断装置42、温度传感器43、和放电电路44。电池组20、BMU30、电流传感器41、电流切断装置42、温度传感器43、放电电路44被配置在电池壳体11内。
电池组20、电流传感器41和电流切断装置42经由通电路径L而被串联连接。电池组20的正极经由电流切断装置42而与正极端子部12P连接，负极经由电流传感器41而与负极端子部12N连接。若蓄电装置10搭载于车辆1，则正极端子部12P和负极端子部12N通过电源线缆等而与车辆负载3、车辆发电机4、车辆ECU5等电连接。
电流传感器41是对通电路径L中流动的电流进行测量的传感器。电流传感器41通过信号线L1而与BMU30连接。由电流传感器41测量的电流测量值通过信号线L1而取入到BMU30。
电流切断装置42是FET等半导体开关、继电器。电流切断装置42响应于来自BMU30的控制信号来切断电池组20与正极端子部12P之间的电流。
温度传感器43是接触式或非接触式的，对电池组20的温度进行测量。温度传感器43通过信号线L2而与BMU30连接，由温度传感器43测量的温度测量值通过信号线L2而取入到BMU30。
如图4以及图5所示，放电电路44分别与蓄电元件21并联连接地设置于各蓄电元件21。放电电路44是放电电阻R和放电开关S被串联连接而成的电路。放电电路44根据来自BMU30的指令，使放电开关S为闭合状态，从而将蓄电元件21单独放电。
BMU30具备电压检测电路31和控制部32。电压检测电路31和控制部32被搭载在控制基板18上。BMU30通过与通电路径L连接，由此从电池组20接受电力的供给。
电压检测电路31经由电压检测线L4而分别与各蓄电元件21的两端连接。电压检测电路31响应于来自CPU33的指示，对各蓄电元件21的单电池电压以及电池组20的电池电压(多个蓄电元件21的总电压)进行检测。
控制部32具备作为中央处理装置的CPU33、存储器34、和通信部35。
存储器34例如为闪存、EEPROM等非易失性存储器。在存储器34中，在蓄电装置10搭载于车辆1时，存储有对各蓄电元件21或者电池组20的充电状态进行管理的车载时控制程序、将蓄电元件间的电压均衡化的均衡化程序、蓄电装置10被外部充电器CH充电时的充电控制程序等各种程序、执行各种程序所需的数据(容许电位差、第1电压阈值、第1持续时间、第2电压阈值、第2持续时间、电压差阈值)等。
通信部35能够经由设置于电池壳体11的未图示的连接用连接器而与车辆ECU5连接。通信部35和车辆ECU5能够通过LIN通信或CAN通信进行通信。
CPU33执行存储于存储器34的车载时控制程序、均衡化程序、充电控制程序等各种程序。
关于车载时控制程序，在蓄电装置10搭载于车辆1时，包含根据电流传感器41、电压检测电路31、温度传感器43等的输出信号来始终或定期地监视蓄电元件21的电流、电压等的处理。关于车载时控制程序，在检测到异常的情况下，包含向电流切断装置42输出控制信号，由电流切断装置42切断电池组20与正极端子部12P之间的电流，由此防止电池组20发生不良状况的处理。
均衡化程序包含根据各蓄电元件21的单电池电压来始终或定期地监视蓄电装置10的各蓄电元件21间的充电容量的偏差的处理。均衡化程序在各蓄电元件21的电压之差超过给定值的情况下，包含通过放电电路44将充电量相对多的蓄电元件21放电，消除各蓄电元件21间的充电容量的偏差的处理。
充电控制程序被始终或定期地执行，包含对各蓄电元件21的单电池电压进行监视的处理。充电控制程序在通过使用商用电源的外部充电器CH进行充电等使得蓄电元件21的单电池电压上升的情况下，包含对各蓄电元件21或者电池组20的充电状态进行控制的处理(充电控制处理)。
近年来，伴随着发动机起动用蓄电池所使用的铅蓄电池被置换为锂离子电池组，要求铅蓄电池用的外部充电器CH对锂离子电池组充电。铅蓄电池用的外部充电器CH进行14.8[V]程度(一个例子)的充电。若通过铅蓄电池用的外部充电器CH以最大电压对蓄电装置10进行充电，则在各蓄电元件21的充电容量均衡的情况下，各蓄电元件21的单电池电压成为3.7[V]。由对于正极活性物质使用了磷酸铁系的锂离子单电池构成的蓄电元件，如果每个单电池为4.0[V]程度的充电电压，则没有问题。若在各蓄电元件间充电容量有偏差，则有时电压最高的蓄电元件会超过4.0[V]，从而达到蓄电元件发生不良状况的电压。
本发明人们专心研究的结果，关注于在如蓄电装置10的电池组20那样多个蓄电元件21被串联连接的情况下各蓄电元件21的单电池电压的总和与充电电压变得相同。而且，发明人们发现了如下见解，即，通过仅使电压最高的蓄电元件(以下也称为“最高电压蓄电元件”)21U放电，使最高电压蓄电元件21U以外的其他蓄电元件21持续充电，从而最高电压蓄电元件21U的电压具有变得容易下降的倾向。由此，较之于使超过第1电压阈值的所有蓄电元件放电的情况、使比电压最低的蓄电元件高出给定值以上电压的所有蓄电元件放电的情况，最高电压蓄电元件21U的电压变得容易下降。
参照图6来进行说明。
关于充电控制处理，在蓄电装置10的电池组20被外部充电器CH等进行恒流恒压充电的情况下，始终或定期地由CPU33执行。在充电控制处理中，CPU33判定各蓄电元件21的单电池电压是否超过存储于存储器34的第1电压阈值(811)。“第1电压阈值”是指，在持续历经两小时以上等长时间时蓄电元件21有可能发生不良状况的电压值。
在任一蓄电元件21的单电池电压均未超过第1电压阈值的情况下(S11：否)，CPU33结束充电控制处理。在任意蓄电元件21的单电池电压超过第1电压阈值的情况下(S11：是)，CPU33通过放电电路44进行只有超过第1电压阈值的最高电压蓄电元件21U的放电(S12)。详细而言，在通过均衡化程序而多个蓄电元件21被放电电路44放电的情况下，CPU33从将多个蓄电元件21放电的状态切换为只有最高电压蓄电元件21U的放电。在所有蓄电元件21的放电未开始的情况下，CPU33开始只有最高电压蓄电元件21U的放电。S12中的只有最高电压蓄电元件21U的放电相当于放电处理。
此外，与S12的放电的开始几乎同时地，CPU33判定最高电压蓄电元件21U的单电池电压是否超过存储于存储器34的第2电压阈值(S13)。
在S13的判定结果是最高电压蓄电元件21U的单电池电压未超过第2电压阈值的情况下(S13：否)，CPU33执行S14的处理。在S14中，CPU33计算(测量)最高电压蓄电元件21U的单电池电压属于第1电压阈值至第2电压阈值的范围的时间。CPU33判定计算出的时间是否持续超过第1持续时间(S14)。
在S14的判定结果是最高电压蓄电元件21U的单电池电压属于第1电压阈值至第2电压阈值的范围的时间未超过第1持续时间的情况下(S14：否)，CPU33结束充电控制处理。在最高电压蓄电元件21U的单电池电压属于第1电压阈值至第2电压阈值的范围的时间持续超过第1持续时间的情况下(S14：是)，CPU33向电流切断装置42输出控制信号。输入了控制信号的电流切断装置42切断电池组20与正极端子部12P之间的电流(S15)。由此，充电被停止，充电控制处理结束。S15的处理(在最高电压蓄电元件21U的单电池电压属于第1电压阈值至第2电压阈值的范围的时间超过第1持续时间的情况下，由电流切断装置42停止充电)相当于停止处理。
在S13的判定结果是最高电压蓄电元件21U的单电池电压超过第2电压阈值的情况下(S11：是)，CPU33判定最高电压蓄电元件21U的单电池电压是否持续超过第2持续时间(S16)。
在最高电压蓄电元件21U的单电池电压未持续超过第2持续时间的情况下(S16：否)，CPU33在S14中判定最高电压蓄电元件21U的单电池电压属于第1电压阈值至第2电压阈值的范围的时间是否超过第1持续时间。
在S16的判定结果是最高电压蓄电元件21U的单电池电压持续超过第2持续时间的情况下(S16：是)，CPU33向电流切断装置42输出控制信号。通过输入了控制信号的电流切断装置42来切断电池组20与正极端子部12P之间的电流。由此，充电被停止，充电控制处理结束。
图7是在单电池电压与时间的关系中表示能够容许充电的充电容许区域A1和无法容许充电的充电不容许区域A2的图表。图7的X轴表示最高电压蓄电元件21U的单电池电压[V]，Y轴表示时间[min]。Y轴的时间[min]表示从放电开始起的时间。
在图7中，将单电池电压未超过作为第1电压阈值的4.0[V]的区域设为第1容许区域A11。将单电池电压超过作为第1电压阈值的4.0[V]、且放电时间超过作为第1持续时间的两小时之前的区域设为第2容许区域A12。能够容许充电的充电容许区域A1是将第1容许区域A11和第2容许区域A12合起来的区域。单电池电压超过作为第2电压阈值的4.6[V]、且放电时间超过作为第2持续时间的2秒之前的区域也包含于能够容许充电的充电容许区域A1。单电池电压超过作为第2电压阈值的4.6[V]、且放电时间超过作为第2持续时间的2秒之前的区域是非常小的区域，因此在图7中进行了省略。将单电池电压超过作为第2电压阈值的4.6[V]、且放电时间超过作为第2持续时间的2秒的区域设为第1不容许区域A21。将单电池电压超过作为第1电压阈值的4.0[V]、且放电时间超过作为第1持续时间的两小时的区域设为第2不容许区域A22。无法容许充电的充电不容许区域A2是将第1不容许区域A21和第2不容许区域A22合起来的区域。
图8示出由铅蓄电池用的外部充电器CH对蓄电装置10进行充电时的各蓄电元件21的单电池电压(电池组20的电池电压)的时间推移。在图8中，用时间[min]来表示X轴，用蓄电元件21的单电池电压[V]以及电池组20的电池电压(多个蓄电元件21的总电压)来表示Y轴。X轴的时间表示从充电开始起的时间。
如图8所示，若开始蓄电装置10的电池组20的充电，则各蓄电元件21的单电池电压以及电池组20的电池电压上升，各蓄电元件21间的充电容量产生偏差。在充电开始后，若经过了约3分钟，则电压最低的蓄电元件(以下也称为“最低电压蓄电元件”)21L即第1蓄电元件α的电压与其他三个蓄电元件21的电压差变大。若电压差变大，则通过均衡化程序，CPU33开始通过各放电电路44将最低电压蓄电元件21L即第1蓄电元件α以外的蓄电元件21放电的处理。
若电压最高的最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β与其他蓄电元件21之间的单电池电压的偏差成为给定值以上，则如图8所示，第4蓄电元件β与其他蓄电元件21之间的单电池电压的偏差变大。其结果，最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β的单电池电压急剧上升。
在S11中，CPU33判定蓄电元件21的单电池电压是否未超过第1电压阈值(4.0[V])。在充电后约4分钟的时间点，第4蓄电元件β的单电池电压成为约4.3[V]，超过了第1电压阈值(4.0[V])(参照图8)。CPU33在S12中停止第4蓄电元件β以外的蓄电元件21的放电，切换为只有第4蓄电元件β的放电。
与此同时，CPU33在S13中判定第4蓄电元件β的单电池电压是否未超过第2电压阈值(4.6[V])。在图8中，第4蓄电元件β的单电池电压未超过第2电压阈值(4.6[V])，因此在S14中，CPU33计算(测量)第4蓄电元件β的单电池电压属于第1电压阈值(4.0[V])至第2电压阈值(4.6[V])的范围的时间。也就是说，CPU33测量从单电池电压超过第1电压阈值起单电池电压维持第1电压阈值与第2电压阈值之间的电压的时间。然后，CPU33判定计算出的时间是否超过第1持续时间(两小时)。
在判定结果是第4蓄电元件β的单电池电压属于第1电压阈值(4.0[V])至第2电压阈值(4.6[V])的范围的时间超过第1持续时间(两小时)的情况下，CPU33通过电流切断装置42来切断充电电流。
在充电控制处理中，在蓄电元件21的单电池电压超过第1电压阈值的情况下，在S12中，CPU33从将最低电压蓄电元件即第1蓄电元件α以外的第2蓄电元件～第4蓄电元件全部放电的状态切换为只有第4蓄电元件β的放电。其结果，如图8所示，第4蓄电元件β的单电池电压属于第1电压阈值(4.0[V])至第2电压阈值(4.6[V])的范围的时间在第1持续时间以内。因此，各蓄电元件21的电压的偏差在第1持续时间以内被消除，因此能够持续后续的充电。
图9示出不停止第4蓄电元件β1以外的蓄电元件21的放电的比较用的蓄电装置中的各蓄电元件的时间推移。在图9中，用时间[min]来表示X轴，用蓄电元件21的单电池电压[V]以及电池组20的电池电压(多个蓄电元件21的总电压)来表示Y轴。
在将最低电压蓄电元件即第1蓄电元件α以外的第2蓄电元件～第4蓄电元件全部放电的情况下，如图9所示，在最低电压蓄电元件21L即第1蓄电元件α1的电压与其他三个蓄电元件21的电压差变大的时间点，CPU33进行如下的处理。CPU33通过均衡化程序，开始通过各放电电路44将第1蓄电元件α1以外的蓄电元件21放电的处理。在放电开始后，即便是最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β1的单电池电压超过第1电压阈值(4.0[V])的情况，也持续最低电压蓄电元件21L即第1蓄电元件α1以外的所有蓄电元件21的放电。
在持续最低电压蓄电元件21L即第1蓄电元件α1以外的所有蓄电元件21的放电的情况下，第4蓄电元件β难以被放电。因而，如图9所示，第4蓄电元件β1的单电池电压属于第1电压阈值(4.0[V])至第2电压阈值(4.6[V])的范围的时间超过第1持续时间(2时间)。若第4蓄电元件β1的单电池电压属于第1电压阈值至第2电压阈值的范围的时间超过第1持续时间(两小时)，则视为存在蓄电元件21发生不良状况的情况，CPU33通过电流切断装置42来切断充电电流。
根据蓄电装置10，在最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β的单电池电压超过第1电压阈值(4.0[V])的情况下，CPU33停止第4蓄电元件β以外的蓄电元件21的放电，切换为只有最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β的放电。由此，第4蓄电元件β变得容易被放电，能够使最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β的单电池电压迅速地下降。
通过切换为只有最高电压蓄电元件21U的放电，从而较之于使超过第1电压阈值的所有蓄电元件放电、或者将比电压最低的最低电压蓄电元件高出给定值以上电压的所有蓄电元件放电的情况，能够使最高电压蓄电元件21U的单电池电压下降。能够在抑制各蓄电元件21发生不良状况的同时持续蓄电装置10的充电。
假设在第4蓄电元件3的单电池电压属于第1电压阈值(4.0[V])至第2电压阈值(4.6[V])的范围的时间超过第1持续时间(两小时)的情况下，CPU33通过电流切断装置42来切断充电电流。此外，在第4蓄电元件β的单电池电压超过第2电压阈值(4.6[V])的情况下，CPU33通过电流切断装置42来切断充电电流。通过充电电流的切断，能够抑制最高电压蓄电元件21U即第4蓄电元件β、电池组20、蓄电装置10发生不良状况。
(实施方式2)
参照图10来说明实施方式2。
实施方式2的充电控制处理相对于实施方式1的充电控制处理而变更了一部分的处理。在以下的说明中，关于与实施方式1相同的结构、作用以及效果，由于重复，因此省略其说明。此外，关于与实施方式1相同的结构，使用相同的符号。
在实施方式2的充电控制处理中，如图10所示，CPU33判定蓄电元件21的单电池电压是否未超过第1电压阈值(4.0[V])(S11)。在S11的处理中，在最高电压蓄电元件21U的单电池电压超过第1电压阈值的情况下(S11：是)，CPU33计算最高电压蓄电元件21U的单电池电压与最低电压蓄电元件21L的单电池电压的电压差。CPU33判定计算出的电压差是否超过存储于存储器34的电压差阈值(S21)。“电压差阈值”是指电压差的容许值，作为一例是600[mV]。“电压差阈值”是即便使放电电路44动作也会使得用于消除蓄电元件21间的充电容量(单电池电压)的偏差的时间变长从而超过蓄电元件21不发生劣化等不良状况的范围的电压差。
在S21的结果是最高电压蓄电元件21U的单电池电压与最低电压蓄电元件21L的单电池电压的电压差未超过电压差阈值的情况下(S21：否)，CPU33执行S12以后的处理。在电压差超过电压差阈值的情况下(S21：是)，CPU33将比第1持续时间(两小时)短的第3持续时间(10秒)设定为第1持续时间(S22)，执行S12以后的处理。
在蓄电元件21间的单电池电压之差大于电压差阈值的情况下，CPU33判断为蓄电元件21间的充电容量的偏差过大。即便通过放电电路44进行放电，消除蓄电元件21间的充电容量的偏差也会需要长时间。因而，将第3持续时间设定为第1持续时间。由此，不等待当初设定的第1持续时间的经过，能够在经过了第3持续时间的时候停止充电。
在即便使放电电路44动作也会使得用于消除蓄电元件21间的充电容量(单电池电压)的偏差的时间变长的电压差的情况下，缩短第1持续时间。由此，能够避免对最高电压蓄电元件21U、电池组20进行负担大的充电。
(其他实施方式)
由本说明书公开的技术并非限定于通过上述记述以及附图而说明的实施方式，例如，也包含如下的各种各样的方式。
(1)在上述实施方式中，在通过铅蓄电池用的外部充电器CH对蓄电装置10进行充电的情况下，执行了充电控制处理。关于充电控制处理，也可以在通过锂离子电池用的外部充电器对蓄电装置10进行充电的情况下执行。
(2)在上述实施方式中，将第1电压阈值设定为4.0[V]，将第2电压阈值设定为4.6[V]，将第1持续时间设定为两小时，将第2持续时间设定为2秒，将第3持续时间设定为10秒，将电压差阈值设定为600[mV]。第1电压阈值、第2电压阈值、第1持续时间、第2持续时间、第3持续时间、电压差阈值并不限于实施方式的数值例，也可以根据蓄电元件的特性来适当变更。
(3)在上述实施方式中，CPU33始终或定期地执行充电控制处理。关于充电控制处理，也可以在开始基于外部充电器的充电的情况下进行。例如，也可以在BMU以不与车辆进行LIN通信的状态检测到充电电流的情况下，判断为开始基于外部充电器的充电，执行充电控制处理。
(4)在上述实施方式2中，在判断为最高电压蓄电元件21U的单电池电压超过第1电压阈值的情况下，CPU33计算最高电压蓄电元件21U的单电池电压与最低电压蓄电元件21L的单电池电压的电压差。进而，CPU33基于计算出的电压差来判定蓄电元件间的充电容量(单电池电压)的偏差。CPU33电可以基于从上次的放电电路的动作起的时间来判定充电容量(单电池电压)的偏差。也可以基于蓄电装置出厂时的充电容量的偏差来判定充电容量(单电池电压)的偏差。
(5)在上述实施方式中，蓄电元件21为锂离子单电池。蓄电元件也可以为锂离子单电池以外的电池单电池、蓄电器。
(6)在上述实施方式中，用外部充电器CH对搭载于车辆1的蓄电装置10进行了充电。外部充电器CH在以恒流充电后，在电池组20的总电压达到设定电压的时间点切换为恒压充电。外部充电器CH例如在充电电流成为阈值以下时停止充电。在不监视各蓄电元件21的电压而仅监视电池组20的总电压、充电电流的同时控制蓄电装置10的充电的充电方式的情况下，即便在蓄电元件间单电池电压有差异，只要总电压维持设定电压，就也持续充电。由于无法根据各蓄电元件的单电池电压来控制充电，因此在蓄电元件间单电池电压有差异时，一部分的单电池电压容易上升。本发明在对蓄电装置进行充电的装置仅监视电池组20的总电压、充电电流的同时进行充电的情况下，能够广泛地应用于该蓄电装置。充电蓄电装置的装置只要是在仅监视电池组20的总电压、充电电流的同时进行充电的装置，就不限于外部充电器CH，也可以是搭载于车辆1的交流发电机。
在BMU30不具有与车辆1的通信功能的情况下，即便BMU30监视各蓄电元件21的电压，该信息也不会传递至车辆1。因而，车辆1的交流发电机不监视各蓄电元件21的电压，在仅监视电池组20的总电压、充电电流的同时对蓄电装置10进行充电。因此，还能够将本发明应用于不具有与BMU30的通信功能的车辆1中搭载的蓄电装置10。
(7)在上述实施方式中，将蓄电装置10搭载于自动四轮车，但也可以搭载于自动两轮车。搭载于自动两轮车的交流发电机一般在仅监视电池组20的总电压、充电电流的同时对蓄电装置10进行充电。通过将本技术应用到搭载于自动两轮车的蓄电装置10，从而能够在抑制电压最高的蓄电元件的电压上升的同时持续充电。
(8)在上述实施方式中，将蓄电装置10搭载于车辆1。本发明并不限定于车辆用的蓄电装置10，也可以应用到用于工业用的蓄电装置。例如，也可以应用到无停电电源装置用的蓄电装置、太阳能发电系统用的蓄电装置、或电力系统的需求设备(负载设备)所设置的需求控制用(抑制使用电力量的峰值的控制用)的蓄电装置。工业用的蓄电装置较之于车辆用，电池组20的总电压高，蓄电元件21的串联数多。若串联数多，则各蓄电元件的电压偏差积攒。积攒的电压偏差会施加于充电率最高的单电池，因此即便各蓄电元件的电压偏差小，也存在充电率最高的单电池达到异常的电压的情况。通过将本发明应用到工业用的蓄电装置，从而能够在抑制电压最高的蓄电元件的电压上升的同时持续充电。
(9)在上述实施方式中，在充电中任意蓄电元件21的单电池电压超过第1电压阈值的情况下(S11：是)，CPU33通过放电电路44仅使超过第1电压阈值的最高电压蓄电元件21U放电。CPU33也可以在充电中任意蓄电元件21的单电池电压超过任意的电压阈值的情况下，通过放电电路44仅使最高电压蓄电元件21U放电。例如，CPU33也可以在任意蓄电元件21的单电池电压超过小于第1电压阈值4V的电压阈值(作为一例是3.5V)的情况下，通过放电电路44仅使最高电压蓄电元件21U放电。此外，CPU33也可以在任意蓄电元件21的单电池电压超过比第1电压阈值4V大且比第2电压阈值4.6V小的电压阈值(作为一例是4.1V)的情况下，通过放电电路44仅使最高电压蓄电元件21U放电。
符号说明
10：蓄电装置；
21：蓄电元件；
30：BMU(“控制部”的一例)；
31：电压检测电路(“电压检测部”的一例)；
32：控制部；
44：放电电路；
CH：外部充电器。

Claims (7)

1.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
多个蓄电元件，被串联连接；
电压检测部，对所述多个蓄电元件的电压进行检测；
放电电路，将所述蓄电元件放电；和
控制部，
所述控制部执行：
放电处理，在所述多个蓄电元件的充电中，通过所述放电电路仅使所述多个蓄电元件之中的电压最高的蓄电元件放电，由此使其他蓄电元件的电压上升；和
停止处理，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过第1电压阈值的状态下经过了第1持续时间的情况下使充电停止，或者，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过比所述第1电压阈值大的第2电压阈值的状态下经过了比所述第1持续时间短的第2持续时间的情况下使充电停止。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，
在所述多个蓄电元件之中的电压最高的所述蓄电元件超过所述第1电压阈值的情况下，所述控制部进行所述放电处理。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，
在所述多个蓄电元件的电压之差大于电压差阈值的情况下，所述控制部将比第1持续时间短的第3持续时间设定为第1持续时间。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，
所述蓄电元件为锂离子单电池，
所述多个蓄电元件能够通过铅蓄电池用的外部充电器来充电。
5.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
多个锂离子单电池，被串联连接；
电压检测部，对所述多个锂离子单电池的电压进行检测；
放电电路，将所述锂离子单电池放电；和
控制部，
所述多个锂离子单电池能够通过铅蓄电池用的外部充电器来充电，在铅蓄电池用的外部充电器的情况下，平均每个单电池的充电电压高于所述锂离子单电池的上限电压，
在所述多个锂离子单电池被所述铅蓄电池用的外部充电器充电时，所述控制部仅使所述多个锂离子单电池之中的电压最高的锂离子单电池放电，由此使其他锂离子单电池的电压上升。
6.一种蓄电元件的控制方法，其特征在于，包括：
放电处理，在被串联连接的多个蓄电元件的充电中，仅使所述多个蓄电元件之中的电压最高的所述蓄电元件放电，由此使其他蓄电元件的电压上升；和
停止处理，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过第1电压阈值的状态下经过了第1持续时间的情况下使充电停止，或者，在电压最高的所述蓄电元件的电压超过比所述第1电压阈值大的第2电压阈值的状态下经过了比所述第1持续时间短的第2持续时间的情况下使充电停止。
7.一种蓄电元件的控制方法，其特征在于，
在被串联连接的多个蓄电元件即多个锂离子单电池被铅蓄电池用的外部充电器充电时，仅使所述多个锂离子单电池之中的电压最高的锂离子单电池放电，由此使其他锂离子单电池的电压上升，在铅蓄电池用的外部充电器的情况下，平均每个单电池的充电电压高于所述锂离子单电池的上限电压。
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