CN112913107A - 蓄电系统以及充电控制方法 - Google Patents

Abstract

在具有多并联蓄电池的蓄电系统中，以更简单的构成来抑制均衡充电导致的蓄电池组间的充电状态的偏差。蓄电系统(100)具备：将多个包含至少一个铅蓄电池单元(200)的蓄电池组(20_1～20_n)并联连接而得到的多并联蓄电池(2)、与每个所述蓄电池组对应设置且在对应的所述蓄电池组与交直流变换装置(3)之间串联连接的第一开关(4A_1～4A_n)、与阻抗电路(5_1～5_n)串联连接且与该阻抗电路一起和第一开关并联连接的第二开关(4B_1～4B_n)、以及控制装置(1)，控制装置在第二开关已断开的状态下将第一开关接通而进行均衡充电，在判定为均衡充电已完成的蓄电池组的第二开关已接通的状态下将第一开关断开。

Description

蓄电系统以及充电控制方法

技术领域

本发明涉及蓄电系统以及充电控制方法，例如涉及对铅蓄电池的充电进行控制的蓄电系统、以及对铅蓄电池的充电进行控制的充电控制方法。

背景技术

铅蓄电池因长期间的充放电的反复，容量下降从而劣化。在采用铅蓄电池的蓄电系统中，为了去除作为铅蓄电池的劣化的原因之一的硫酸盐，定期进行使铅蓄电池成为满充电状态的均衡充电。

近年，由于铅蓄电池的大容量化的要求，不断普及具备将多个蓄电池组(串)并联连接而成的多并联蓄电池的蓄电系统，蓄电池组将单个铅蓄电池单元(单电池)或多个铅蓄电池单元串联连接而成。

在现有的具备多并联蓄电池的蓄电系统中，通过多并联蓄电池整体管理均衡充电。因此，存在如下问题：由于各蓄电池组的铅蓄电池单元自身的特性(内部电阻)、温度等引起在均衡充电时流动于蓄电池组间的充电电流产生偏差，从而导致蓄电池组过充电、充电不足，并加剧多并联蓄电池的劣化。

作为用于解决该问题的现有技术，已知如下技术：在交直流变换装置(PCS：PowerConditioning System，下文中也称为“PCS”)与蓄电池组之间连接控制充放电量的充放电控制设备(斩波器)，并通过调整与各蓄电池组连接的充放电控制设备所对应的蓄电池组的充放电量，从而防止在均衡充电时导致过充电或充电不足(参照专利文献1)。

(在先技术文献)

(专利文献)

专利文献1：专利第6247039号公报。

发明内容

(发明要解决的问题)

然而，在上述专利文献1所公开的现有技术中，存在如下课题：需要针对每个蓄电池组设置用于调整各蓄电池组的充放电量的充放电控制设备，蓄电系统的成本变高。

为了解决上述问题，本申请发明人研究了新的充电控制方法。

图9是用于说明本申请发明人在本申请之前研究的充电控制方法的图。

本充电控制方法是如下方法：在具有多个并联连接的蓄电池组90_1～90_10的蓄电系统900中，通过在各蓄电池组90_1～90_10与PCS91之间设置开关92_1～92_10，并从PCS91切断已完成均衡充电的蓄电池组90_1～90_10，从而防止各蓄电池组90_1～90_10的过充电。

需要说的是，在以下说明中，当不特别区分蓄电池组90_1～90_10以及开关92_1～92_10时，会省略参考标记的后缀，例如表述为“蓄电池组90”。

例如，如图9所示，在具有10组蓄电池组90_1～90_10的蓄电系统中，在各蓄电池组90_1～90_10与PCS91之间分别配置开关92_1～92_10。当进行蓄电池组90_1～90_10的均衡充电时，首先将所有开关92_1～92_10接通而对所有蓄电池组90_1～90_10进行充电。在充电过程中，监视各蓄电池组90_1～90_10的充电状态。然后，将连接在判定为均衡充电已完成的蓄电池组90的开关92断开，而将该蓄电池组90与PCS91断开。

根据该方法，可以防止各蓄电池组的过充电。但是，很明显，该方法存在以下所示的新问题。

图10是表示通过本申请发明人在本申请之前研究的充电控制方法来控制均衡充电时的各蓄电池组的电压变化的图。

针对图9所示的具有10组蓄电池组90_1～90_10的蓄电系统900，在均衡充电的恒定电压充电(CV充电)过程中控制开关92_1～92_10，从而以恒定的时间间隔将蓄电池组90_1～蓄电池组90_9从PCS91解除连接，此时的各蓄电池组90_1～90_10的电压波形示于图10中。参考标记901～909表示解除连接后的蓄电池组90_1～90_9各自的电压，参考标记910表示连接在PCS91的其余的蓄电池组90_1～90_10的电压。

根据图10可以理解，当一个蓄电池组90解除连接时，连接在PCS91的其余的蓄电池组90的电压发生变动，暂时超过蓄电池组90的上限电压而变成过电压。然后，随着连接与PCS91的蓄电池组90数量不断减少，蓄电池组90解除连接时产生的其余的蓄电池组90的电压变动幅度增大，最终远远超出上限电压而变成过电压。

本申请发明人认为，出现该现象的原因是，在蓄电池组90解除连接的前后，从PCS91侧观察到的蓄电池整体的阻抗发生了变化。

本发明鉴于上述课题而提出，本发明的目的在于，在具备多并联蓄电池的蓄电系统中，以更简单的构成来抑制均衡充电导致的蓄电池组间的充电状态的偏差，并且实现可靠性更高的均衡充电。

(用于解决问题的方案)

本发明的代表性的实施方式所涉及的蓄电系统具备：多并联蓄电池，其将蓄电池组多个并联连接而成，所述蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；交直流变换装置，其控制所述多并联蓄电池的电力的送受；第一开关，其与每个所述蓄电池组对应设置，并串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间；阻抗电路，其与每个所述蓄电池组对应设置，并在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间与所述第一开关并联连接，且具有给定的阻抗；第二开关，其与每个所述蓄电池组对应设置，并与所述阻抗电路串联连接，且与该阻抗电路一起和所述第一开关并联连接；以及控制装置，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述第一开关以及所述第二开关的接通和断开，所述控制装置通过在所述第二开关已断开的状态下将所述第一开关接通而从所述交直流变换装置向所述蓄电池组供给电力，从而进行用于使所述蓄电池组成为满充电状态的均衡充电，同时针对每个所述蓄电池组判定是否已完成所述均衡充电，并在判定为已完成所述均衡充电的所述蓄电池组的所述第二开关已接通的状态下将该蓄电池组的所述第一开关断开。

发明效果

根据具有本发明所涉及的多并联蓄电池的蓄电系统，能以更简单的构成来抑制均衡充电导致的蓄电池组间的充电状态的偏差的同时，实现可靠性更高的均衡充电。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的蓄电系统的构成的图。

图2A是表示阻抗电路构成的一例的图。

图2B是表示阻抗电路构成的另一例的图。

图3是表示实施方式所涉及的蓄电系统中的均衡充电时的充电控制方法的流程的流程图。

图4A是用于说明实施方式所涉及的蓄电系统中的均衡充电时的充电控制方法的图。

图4B是用于说明实施方式所涉及的蓄电系统中的均衡充电时的充电控制方法的图。

图4C是用于说明实施方式所涉及的蓄电系统中的均衡充电时的充电控制方法的图。

图4D是用于说明实施方式所涉及的蓄电系统中的均衡充电时的充电控制方法的图。

图5是表示均衡充电时的蓄电池组(铅蓄电池)的充电电流以及放电电流的时序图。

图6是表示在通过恒定电压－恒定电流充电方式或者恒定功率－恒定电流充电方式进行均衡充电时的恒定电压充电期间中的蓄电池组的充电电流与充电状态(SOC)的关系的图。

图7是表示在通过恒定电流－恒定电压充电方式进行均衡充电时的流动于各蓄电池组的充电电流随时间变化的一例的图。

图8是表示在均衡充电中的恒定电压充电时，一个蓄电池组的内部阻抗的经时变化的图。

图9是用于说明本申请发明人在本申请之前研究的充电控制方法的图。

图10是表示通过本申请发明人在本申请之前研究的充电控制方法来控制均衡充电时的各蓄电池组的电压变化的图。

具体实施方式

1.实施方式的概要

首先，对本申请公开的发明的代表性实施方式的概要进行说明。需要说的是，在以下说明中，作为一个示例，将附图中与发明的组成部分对应的参考标记加上括号而进行记载。

〔1〕本发明的代表性实施方式的蓄电系统(100)的特征在于，具备：多并联蓄电池(2)，其将多个包含至少一个铅蓄电池单元(200)的蓄电池组(20、20_1～20_n)并联连接；交直流变换装置(3)，其控制所述多并联蓄电池的电力的送受；第一开关(4A_1～4A_n)，其与每个所述蓄电池组对应设置，并且串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间；阻抗电路(5、5_1～5_n)，其与每个所述蓄电池组对应设置，并在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间与所述第一开关并联连接，且具有给定的阻抗；第二开关(4B_1～4B_n)，其与每个所述蓄电池组对应设置，并与所述阻抗电路串联连接，且与该阻抗电路一起和所述第一开关并联连接；以及控制装置(1)，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述第一开关及所述第二开关的接通和断开，所述控制装置通过在所述第二开关已断开的状态下将所述第一开关接通并从所述交直流变换装置向所述蓄电池组供给电力，从而进行用于使所述蓄电池组成为满充电状态的均衡充电，而且针对每个所述蓄电池组判定是否已完成所述均衡充电，并在判定为所述均衡充电已完成的所述蓄电池组的所述第二开关已接通的状态下，将该蓄电池组的所述第一开关断开。

〔2〕在上述蓄电系统中，可以是，所述阻抗电路包含电阻(R、R1、R2)。

〔3〕在上述蓄电系统中，可以是，所述阻抗电路包含电容器(C)。

〔4〕本发明的代表性实施方式的充电控制方法是蓄电系统中的多并联蓄电池的充电控制方法，该蓄电系统具备：多并联蓄电池(2)，其将多个包含至少一个铅蓄电池单元(200)的蓄电池组(20、20_1～20_n)并联连接；交直流变换装置(3)，其控制所述多并联蓄电池的电力的送受；第一开关(4A_1～4A_n)，其与每个所述蓄电池组对应设置，并且串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间；阻抗电路(5、5_1～5_n)，其与每个所述蓄电池组对应设置，并在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间与所述第一开关并联连接，且具有给定的阻抗；第二开关(4B_1～4B_n)，其与每个所述蓄电池组对应设置，并与所述阻抗电路串联连接，且与该阻抗电路一起和所述第一开关并联连接；以及控制装置(1)，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述第一开关及所述第二开关的接通和断开，该充电控制方法的特征在于，包含：第一步骤(S1)，其中，所述控制装置通过在所述第二开关已断开的状态下将所述第一开关接通并从所述交直流变换装置向所述蓄电池组供给电力，从而开始用于使所述蓄电池组成为满充电状态的均衡充电；第二步骤(S2)，其中，所述控制装置针对每个所述蓄电池组判定是否已完成所述均衡充电；以及第三步骤(S3、S4)，其中，所述控制装置在判定为所述均衡充电已完成的所述蓄电池组的所述第二开关已接通的状态下将所述第一开关断开。

〔5〕在上述充电控制方法中，可以是，所述阻抗电路包含电阻(R、R1、R2)。

〔6〕在上述充电控制方法中，可以是，所述阻抗电路包含电容器(C)。

2.实施方式的具体例

以下，参照附图对本发明的实施方式的具体例进行说明。此外，在以下的说明中，对各实施方式中的共同组成部分赋予同一标号，并省略重复的说明。另外，需要留意：附图只是示意性的，存在各要素的尺寸的关系、各要素的比率等与现实不同的情况。且存在如下情况：即使附图相互之间也含有彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。

《实施方式1》

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的蓄电系统的构成的图。

同图所示的蓄电系统100例如是具备循环利用的铅蓄电池的蓄电系统。蓄电系统100例如通常从电力供给部7(商用电源)向负载6供电，并在停电的发生时，从电源备份用的铅蓄电池向负载6供电。

电力供给部7是向蓄电系统100以及负载6供给电力的功能部。电力供给部7例如是商用电源。此外，电力供给部7除了商用电源以外，还可以具有基于太阳能发电(PV：Photovoltaics)等可再生能源产生电力的发电设备。

蓄电系统100具备蓄电池模块2、交直流变换装置3、开关4A_1～4A_n(n为2以上的整数)、开关4B_1～4B_n、阻抗电路5_1～5_n以及控制装置1。

以下，当不特别区分开关4A_1～4A_n、开关4B_1～4B_n、以及阻抗电路5_1～5_n等时，有时省略参考标记的后缀，例如表述为“开关4A”等。

蓄电池模块2包含构成为能够将电力充放电的铅蓄电池。蓄电池模块2是将多个蓄电池组并联连接而成的多并联蓄电池，蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元。

具体而言，蓄电池模块2如图1所示，具有将多个蓄电池组20_1～20_n并联连接的结构，蓄电池组20_1～20_n串联连接有m(m为1以上的整数)个铅蓄电池单元200。以下，将蓄电池模块2也称为“多并联蓄电池2”。

另外，在蓄电池模块2中，每个蓄电池组20_1～20_n具有：对各蓄电池组20_1～20_n的输出电压(蓄电电压)进行计测的电压传感器201、以及对各蓄电池组20_1～20_n的充电电流和放电电流进行计测的电流传感器202

交直流变换装置(以下，也称为“PCS(Power Conditioning System，功率调解系统)”)3是由后述的控制装置1进行控制的电力变换部，在电力供给部7、蓄电池模块2以及负载6之间相互交换电力，并且在电力供给部7、蓄电池模块2以及负载6之间控制电力的送受

例如，PCS3将来自电力供给部7的交流电力(AC)变换成直流电力(DC)并供给至蓄电池模块2。PCS3例如构成为包含DC/DC转换器、AC/DC转换器(AC/DC)以及开关电路等。

开关4A_1～4A_n(第一开关)是对PCS3和多并联蓄电池2之间的连接与切断进行切换的零件。如图1所示，开关4A_1～4A_n与每个蓄电池组20_1～20_n对应设置，且串联连接在对应的蓄电池组20_1～20_n与PCS3之间。开关4A_1～4A_n例如是电磁开关(继电器)。

开关4B_1～4B_n(第二开关)是对PCS3与多并联蓄电池2之间的阻抗电路5的连接和断开进行切换的零件。

如图1所示，开关4B_1～4B_n与每个蓄电池组20_1～20_n对应设置，并串联连接在对应的蓄电池组20_1～20_n与PCS3之间。具体而言，开关4B_1～4B_n与对应的阻抗电路5_1～5_n串联连接，且与对应的阻抗电路5_1～5_n一起和对应的开关4A_1～开关4A_n并联连接。开关4B_1～4B_n例如是电磁开关(继电器)。

阻抗电路5_1～5_n是具有给定阻抗的电路。阻抗电路5_1～5_n与每个蓄电池组20_1～20_n对应设置。阻抗电路5_1～5_n在对应的蓄电池组20_1～20_n与PCS3之间与对应的开关4B_1～4B_n串联连接，并与开关4B_1～4B_n一起和开关4A_1～4A_n并联连接。

阻抗电路5只要是具有给定阻抗的电路即可，其电路构成并无特别限定。例如，阻抗电路5被设计成包含电阻、电容器、及电感器中的至少一个，并使阻抗电路5整体的阻抗变为给定值。

图2A及图2B是表示阻抗电路5的一个构成示例的图。

如图2A所示，阻抗电路5可以由电阻(元件)R构成，如图2B所示，也可以包含电阻、至少一个电容器。在此，电容器与电阻并联连接。例如，在图2B中示出阻抗电路5具有电阻R1、并联连接在电阻R1的电容器C、以及串联连接在电阻R1及电容器C的电阻R2。

控制装置1是对蓄电系统100整体进行综合性控制的装置。控制装置1针对每个蓄电池组20_1～20_n监视各蓄电池组20_1～20_n的状态，并能够分别控制开关4A_1～4A_n以及开关4B_1～4B_n的接通和断开。

如图1所示，控制装置1具有监视部11、蓄电池管理部12以及开关控制部13。

监视部11是逐次获取由多并联蓄电池2的电压传感器201以及电流传感器202计测的物理量，并基于该物理量监视多并联蓄电池2的状态的数据处理装置。监视部11例如是BMU(Battery Management Unit，电池管理单元)。

蓄电池管理部12是对蓄电系统100的各组成部分进行综合性控制的装置。蓄电池管理部12例如是EMS(Energy Management System)。

具体而言，蓄电池管理部12通过驱动PCS3来进行多并联蓄电池2的充放电控制。例如，蓄电池管理部12基于由监视部11得到的多并联蓄电池2的监视结果，以恒定电流－恒定电压充电(CCCV)方式、恒定功率－恒定电压充电方式等各种充电方式执行多并联蓄电池2的均衡充电

在此，恒定电流－恒定电压充电(CCCV)方式是指如下充电方式：以恒定电流开始蓄电池组20_1～20_n的充电，在蓄电池组20_1～20_n的电压达到规定的电压后以恒定电压对蓄电池组20_1～20_n进行充电。

另外，恒定功率－恒定电压充电方式是指如下充电方式：以恒定功率开始蓄电池组20_1～20_n的充电，在蓄电池组20_1～20_n的电压达到规定的电压后以恒定电压对蓄电池组20_1～20_n进行充电。

开关控制部13是按照来自监视部11或者蓄电池管理部12的指示，对开关4A_1～4A_n以及开关4B_1～4B_n的接通与断开进行切换的功能部。

例如，在开关4A_1～4A_n以及开关4B_1～4B_n是继电器的情况下，开关控制部13是按照来自监视部11或者蓄电池管理部12的指示，生成用于切换继电器的接通与断开的驱动信号的信号生成电路。

监视部11以及蓄电池管理部12例如通过以下方式实现：在作为硬件资源具有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)等处理器、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等存储装置、以及I/F电路等周边电路的数据处理装置(电脑)中，上述处理器按照存储于上述存储装置的程序执行各种运算来控制周边电路等。

控制装置1为了防止构成多并联蓄电池2的铅蓄电池的劣化，定期执行使多并联蓄电池2的蓄电池组20_1～20_n成为满充电状态的均衡充电。

控制装置1通过在将开关4B_1～4B_n断开的状态下将开关4A_1～4A_n接通并从PCS3向蓄电池组20_1～20_n供给电力，从而进行用于使蓄电池组20_1～20_n成为满充电状态的均衡充电，同时针对每个蓄电池组20_1～20_n判定是否已完成均衡充电，并在将判定为已完成均衡充电的蓄电池组20_1～20_n的开关4B_1～4B_n接通的状态下将该蓄电池组20_1～20_n开关4A_1～4A_n断开。

以下，使用附图对蓄电系统100中的均衡充电时的充电控制方法进行详细说明。

图3是表示蓄电系统100中的均衡充电时的充电控制方法的流程的流程图。图4A～图4D是用于说明蓄电系统100中的均衡充电时的充电控制方法的图。

在此，如图4A～图4D所示，蓄电系统100中的多并联蓄电池2具有将3个蓄电池组20_1～20_3并联连接的结构，以该情况为例进行说明，其中，蓄电池组具有串联连接的4个(m＝4)铅蓄电池单元200。

另外，在图4A～图4D中，将均衡充电中的各蓄电池组20_1～20_3的充电电流分别设为I1、I2、I3，且因各蓄电池组20_1～20_3的特性等的偏差而设为I2＞I1＞I3。此外，在图4A～图4D中，省略了电压传感器201以及电流传感器202的图示。

首先，如图4A所示，控制装置1通过控制开关4A_1～4A_3以及开关4B_1～4B_3并从PCS3向蓄电池组20_1～20_3供给电力，从而开始蓄电池组20_1～20_3的均衡充电(步骤S1)。

例如，监视部11对蓄电池管理部12请求均衡充电的执行。蓄电池管理部12根据来自监视部11的请求，首先，通过开关控制部13使开关4B_1～4B_3断开(或者，确认已断开)。其次，蓄电池管理部12通过开关控制部13使开关4A_1～4A_3接通(或者，确认已接通)。然后蓄电池管理部12以按照规定的充电方式(例如，恒定电流－恒定电压充电方式)进行均衡充电的方式驱动PCS3，从而开始对蓄电池组20_1～20_3进行电力供给。

接下来，控制装置1判定是否存在已完成均衡充电的蓄电池组20_1～20_3(步骤S2)。具体而言，监视部11基于从各蓄电池组20_1～20_3的电压传感器201以及电流传感器202获取到的各蓄电池组20_1～20_3的电压(输出电压)以及电流的计测结果，来判定是否已完成蓄电池组20_1～20_3的均衡充电。此外，具体的判定方法将后述。

在步骤S2中，在不存在已完成均衡充电的蓄电池组20_1～20_3的情况下，控制装置1继续进行各蓄电池组20_1～20_3的均衡充电。

另一方面，在步骤S2中，在存在已完成均衡充电的蓄电池组20_1～20_3的情况下，控制装置1将已完成均衡充电的蓄电池组20_1～20_3的开关4B_1～4B_3接通(步骤S3)。

例如，在上述示例的情况下，均衡充电中的各蓄电池组20_1～20_3的充电电流处于I2＞I1＞I3的关系，因此，最大的充电电流I2的蓄电池组20_2最先成为满充电，并结束均衡充电。监视部11在判定为已完成蓄电池组20_2的均衡充电的情况下，对蓄电池管理部12通知该情况。接受到该通知的蓄电池管理部12对开关控制部13进行指示以使其对开关4B_2进行闭路控制(接通)，并如图4B所示，开关控制部13对开关4B_2进行闭路控制，使阻抗电路5连接在蓄电池组20_2与PCS3之间。

接下来，控制装置1将均衡充电已完成的蓄电池组20_1～20_3的开关4A_1～4A_3断开(步骤S4)。例如，在上述示例的情况下，蓄电池管理部12在确认开关4B_2是接通状态后，对开关控制部13进行指示以使其对开关4A_2进行开路控制(断开)，并如图4B所示，开关控制部13对开关4A_2进行开路控制。

此时，由于蓄电池组20_2经由阻抗电路5_2与PCS3连接，因此从PCS3侧观察的蓄电池组20_2的阻抗值高于其它蓄电池组20_1、20_3的阻抗值。因此，通过将阻抗电路5_2的阻抗设为适当的值，从而可以将流过蓄电池组20_2的电流I2基本上抑制为0A。即，可以停止对蓄电池组20_2的充电。

此外，与如上述现有研究例(参考图9)那样将蓄电池组20_2与PCS3完全分离的情况相比，此时从PCS3侧观察的蓄电池整体(多并联蓄电池2)的参数(阻抗)并无较大变化。即，通过将阻抗电路5_2的阻抗设为适当的值，从而可以在蓄电池组20_2的解除连接前后(开关4A_2、4B_2的切换前后)，抑制从PCS3观察的蓄电池整体的阻抗变化。由此，可以良好地调整尚未满充电的其余的蓄电池组20_1、20_3的均衡充电时的电压及电流。

接下来，控制装置1判定是否已完成全部的蓄电池组20_1～20_3的均衡充电(步骤S5)。在未完成全部的蓄电池组20_1～20_3的均衡充电的情况下，返回步骤S2，并再次执行从上述步骤S2到步骤S5的处理。

例如，在完成蓄电池组20_2的均衡充电，并且蓄电池组20_2从PCS3解除连接后，均衡充电中的蓄电池组20_1、20_3的充电电流处于I1＞I3的关系。因此，蓄电池组20_1在蓄电池组20_2之后成为满充电。监视部11在判定为已完成蓄电池组20_1的均衡充电的情况下，对蓄电池管理部12通知该情况。接受到该通知的蓄电池管理部12对开关控制部13进行指示以使其进行开关4B_1的闭路控制(接通)，并如图4C所示，接受到该通知的开关控制部13进行开关4B_1的闭路控制，从而在蓄电池组20_1与PCS3之间连接阻抗电路5_1。

接下来，蓄电池管理部12在确认开关4B_1是接通状态后，对开关控制部13进行指示以使其对开关4A_1进行开路控制(断开)，并如图4C所示，开关控制部13对开关4A_1进行开路控制。

此时，由于蓄电池组20_1经由阻抗电路5_1与PCS3连接，因此与上述蓄电池组20_2的情况相同，从PCS3侧观察的蓄电池组20_1的阻抗高于其它蓄电池组20_3的阻抗，且能够在蓄电池组20_1的解除连接前后(开关4A_1、4B_1的切换前后)，抑制从PCS3侧观察的蓄电池整体的阻抗变化。

因此，通过将阻抗电路5_1的阻抗设为适当的值，可以将流过蓄电池组20_1的电流I1基本上抑制为0A，从而防止蓄电池组20_3的过充电，并且可以良好地调整尚未满充电的其余的蓄电池组20_3的均衡充电时的电压及电流。

在这之后，由于还继续进行蓄电池组20_3的均衡充电，因此再次返回到步骤S2。

在蓄电池组20_3变为满充电的情况下，监视部11对蓄电池管理部12通知蓄电池组20_3的均衡充电已完成。收到该通知的蓄电池管理部12对开关控制部13进行指示以使其对开关4B_3进行闭路控制(接通)，并如图4D所示，开关控制部13对开关4B_3进行闭路控制，使阻抗电路5_3连接在蓄电池组20_3与PCS3之间。

接下来，蓄电池管理部12在确认开关4B_3是接通状态后，对开关控制部13指示以使其对开关4A_3进行开路控制(断开)，并如图4D所示，开关控制部13对开关4A_3进行开路控制，并解除蓄电池组20_3与PCS3的连接。

由此，所有蓄电池组20_1～20_3的均衡充电均完成。

在步骤S5中，控制装置1在判定为所有的蓄电池组20_1～20_3的均衡充电已完成的情况下，结束多并联蓄电池2的均衡充电的控制(步骤S6)。

以上，在本实施方式的蓄电系统100中，按照上述顺序进行多并联蓄电池2的均衡充电。在均衡充电结束后，控制装置1对各蓄电池组20_1～20_3的开关4A_1～4A_3进行闭路控制(接通)，然后对各蓄电池组20_1～20_3的开关4B_1～4B_3进行开路控制(断开)，从而控制蓄电系统100，使其恢复初始状态。

接下来，对均衡充电的完成的判定方法进行说明。

下文中，示出2个例子作为本实施方式所涉及的均衡充电的完成的判定方法。

首先，对蓄电系统100所执行的均衡充电的完成的判定方法的第一例进行说明。

作为第一例，控制装置1在前次实施的均衡充电完成后的蓄电池组20的充电电流的累计值与前次实施的均衡充电完成后的蓄电池组20的放电电流的累计值的比率成为规定值的情况下，判定为已完成蓄电池组20的均衡充电。

图5是表示均衡充电时的蓄电池组20(铅蓄电池)的充电电流以及放电电流的时序图。在图5中，纵轴表示电流，横轴表示时间。另外，标号302表示蓄电池组20的充电电流，标号303表示蓄电池组20的放电电流。

首先，控制装置1的监视部11在完成均衡充电时，针对每个蓄电池组20_1～20_n开始充电电流以及放电电流的累计。例如，在图5中，在完成均衡充电的时刻t31，监视部11开始各蓄电池组20_1～20_n的充电电流的累计，并且开始各蓄电池组20_1～20_n的放电电流的累计。

接下来，监视部11针对每个蓄电池组20_1～20_n计算充电电流的累计值与放电电流的累计值的比率。具体而言，计算充电电流的累计值相对于放电电流的累计值的比率。

接下来，监视部11针对每个蓄电池组20_1～20_n判定计算出的上述比率是否达到比率基准值。

在此，比率基准值是指，成为用于判定均衡充电中的恒定电压充电期间的末期的基准的值。一般而言，在均衡充电中，以相对于放电容量而成为100％以上(例如，104％)的方式进行过充电。因此，比率基准值优选设定为超过100％的值，例如设定为101％～104％的范围的值。

监视部11在不存在上述比率达到比率基准值的蓄电池组20的情况下，继续进行每个蓄电池组20_1～20_n的充电电流以及放电电流的累计。另一方面，在存在计算出的比率达到比率基准值的蓄电池组20的情况下，监视部11对计算出的比率达到比率基准值的蓄电池组20判定为均衡充电已完成。监视部11反复执行上述处理，直到针对全部的蓄电池组20_1～20_n得到表示已完成均衡充电的判定结果为止。

通过按照以上工序执行数据处理，从而能够针对每个蓄电池组20_1～20_n判定均衡充电是否完成。

接下来，对蓄电系统100所执行的均衡充电的完成的判定方法的第二例进行说明。

作为第二例，在以均衡充电中的恒定电压来对蓄电池组20进行充电的恒定电压充电期间，在蓄电池组20的充电电流下降成为规定值的情况下，控制装置1判定为已完成蓄电池组20的均衡充电。

图6是表示在通过恒定电压－恒定电流充电方式或者恒定功率－恒定电流充电方式来进行均衡充电时的恒定电压充电期间中的蓄电池组20的充电电流与充电状态(SOC：State of Charge)的关系的图。

如图6所示，蓄电池在恒定电压充电时，具有越接近满充电充电电流越小的趋势。因此，在均衡充电中的恒定电压充电期间，通过监视每个蓄电池组20的充电电流，从而能够检测均衡充电的完成。例如，监视部11在恒定电压充电期间，在各蓄电池组20_1～20_n的充电电流下降并达到规定的阈值Ith时，判定为已完成均衡充电。

图7是表示在通过恒定电流－恒定电压充电方式进行均衡充电时在各蓄电池组中流动的充电电流随时间的变化的一例的图。

如上所述，蓄电池组20_1～20_3由于温度、铅蓄电池单元200自身的特性(内部电阻)，而有可能在恒定电流充电时的充电电流中发生偏差。例如，如上述例子I2＞I1＞I3的情况。

控制装置1的监视部11监视各蓄电池组20_1～20_3的充电电流。在上述例子的情况下，由于I2＞I1＞I3，因此蓄电池组20_2的充电电流I2首先达到阈值Ith。监视部11在检测到蓄电池组20_2的充电电流I2达到阈值Ith的情况下，判定为已完成蓄电池组20_2的均衡充电。

接下来，由于I1＞I3，因此蓄电池组20_1的充电电流I1接着达到阈值Ith。监视部11在检测到蓄电池组20_1的充电电流I1达到阈值Ith的情况下，判定为已完成蓄电池组20_1的均衡充电。

最后，蓄电池组20_3的充电电流I3接着达到阈值Ith。监视部11在检测到蓄电池组20_3的充电电流I3到达阈值Ith的情况下，判定为已完成蓄电池组20_3的均衡充电。

如此，通过针对每个蓄电池组20监视均衡充电时的恒定电压充电期间中的充电电流，从而能够针对每个蓄电池组20判定均衡充电是否完成。

此外，在恒定功率－恒定电压充电方式的情况下，也能够通过相同的方法，针对每个蓄电池组20判定均衡充电是否完成。

以上，本实施方式的蓄电系统100具备：多并联蓄电池2，其将多个蓄电池组20_1～20_n并联连接，蓄电池组20_1～20_n包含至少一个铅蓄电池单元200；开关4A_1～4A_n，其与每个蓄电池组20_1～20_n对应设置，并串联连接在对应的蓄电池组20与PCS3之间；开关4B_1～4B_n，其与每个蓄电池组20_1～20_n对应设置，并与阻抗电路5_1～5_n串联连接，且与该阻抗电路5_1～5_n一起和开关4A_1～4A_n分别并联连接；以及控制装置1。在蓄电系统100中，控制装置1在开关4B已断开的状态下将开关4A接通来进行均衡充电，而且在判定为均衡充电已完成的蓄电池组20的开关4B已接通的状态下将开关4A断开。

由此，可以针对每个蓄电池组20_1～20_n控制均衡充电时从PCS3向各蓄电池组20_1～20_n的电力供给。即，通过在开关4B_1～4B_n已断开的状态下将开关4A_1～4A_n接通，从而从PCS3向各蓄电池组20_1～20_n供给电力，因此，可进行各蓄电池组20_1～20_n的均衡充电。另一方面，在进行均衡充电时，通过在判定为满充电的蓄电池组20的开关4B已接通的状态下将该蓄电池组20的开关4A断开，从而该蓄电池组20经由阻抗电路5_3与PCS3连接。此时，若将阻抗电路5_3的阻抗设置成适当的值，就能将流过蓄电池组20_3的电流I3基本上抑制为0A，因此可使蓄电池组20的充电实质上停止，并防止均衡充电已完成的蓄电池组20的过充电。

因此，根据本实施方式的蓄电系统100，即使在由于各蓄电池组20_1～20_n的铅蓄电池单元200的自身特性(内部电阻)、温度等，导致均衡充电时流过各蓄电池组20_1～20_n的充电电流出现偏差的情况下，也能使各个蓄电池组20_1～20_n成为满充电状态，且能够分别停止成为满充电状态的蓄电池组20的充电。由此，可防止蓄电池组20_1～20_n因均衡充电时的充电电流的偏差导致过充电或充电不足，因此可抑制多并联蓄电池2的劣化。

此外，蓄电系统100通过开关4A_1～4A_n以及开关4B_1～4B_n来切换均衡充电时从PCS3向各蓄电池组20_1～20_n的电力的供给与断开，因此无需如上述专利文献1的现有技术那样，针对每个蓄电池组另行设置复杂的充放电控制设备来调整各蓄电池组的充放电量，并且与现有技术相比可以抑制蓄电系统的成本增加。

此外，根据本实施方式的蓄电系统100，在均衡充电已完成的蓄电池组20停止充电的情况下，通过在蓄电池组20的开关4B已接通的状态下将开关4A断开，从而蓄电池组20经由阻抗电路5与PCS3连接。

此时，如上所述，通过将阻抗电路5的阻抗设置成适当的值，从而能够在均衡充电已完成的蓄电池组20解除连接后(开关4A与开关4B切换后)，将均衡充电已完成的蓄电池组中的充电电流基本上抑制为0A。

此外，通过将阻抗电路5的阻抗设置成适当的值，从而能够在均衡充电已完成的蓄电池组20解除连接前后，抑制从PCS3侧观察的蓄电池整体(多并联蓄电池2)的参数(阻抗)变化。由此，PCS3可以适当地控制均衡充电中的蓄电池组20的电压及充电电流。即，有效抑制如上述图10所示的蓄电池组解除连接时产生的电压变动，并将电压控制得不超过上限电压。

在此，阻抗电路5的阻抗优选为基于均衡充电中以恒定电压充电时的蓄电池组20的电压值及电流值而设置的值。以下，详细进行说明。

图8是表示均衡充电中以恒定电压充电时的一个蓄电池组的内部阻抗的经时变化的图。在该图中，将均衡充电中以恒定电压充电时的一个蓄电池组的电压值除以流过该蓄电池组的电流值而得到的值，设为该蓄电池组的内部阻抗的值，并用参考标记800来表示该内部阻抗的时间变化。

一般来说，在均衡充电的恒定电压充电时，若随着时间经过而蓄电池组不断接近满充电状态，则该蓄电池组的充电电流会减少。因此，如图8所示，蓄电池组的内部阻抗随着时间经过而趋于上升。

因此，将判定为均衡充电已完成的蓄电池组与PCS之间连接的阻抗电路5的阻抗值，设置成基于均衡充电中以恒定电压充电时的蓄电池组的电压值及电流值的值(电压值除以电流值而得到的值)。

例如，如图8所示，可在恒定电压充电的开始时刻ts～恒定电压充电的结束时刻(恒定电压充电末期的时刻)te期间内的蓄电池组20的内部阻抗范围(Zs～Ze)中，根据PCS3的控制条件选择适当的值，并将该值设置为阻抗电路5的阻抗。或者，考虑到蓄电池组20是多个并联的，也可以将恒定电压充电开始时的一个蓄电池组20的内部阻抗值或恒定电压充电结束时(恒定电压充电末期)的一个蓄电池组20的内部阻抗值乘以系数后的值设置为阻抗电路5的阻抗。

像这样，通过将阻抗电路5的阻抗设置成适当的值，在切换开关4A、4B后，可以将流过均衡充电已完成的蓄电池组的充电电流基本上抑制为0A，并且可以抑制蓄电池组20解除连接前后(阻抗电路5连接前后)从PCS3侧观察的蓄电池整体的阻抗变化，并可以通过PCS3适当地控制均衡充电中的蓄电池组的电压及电流。

综上，根据本实施方式所涉及的蓄电系统100，能够通过更简单的构成来抑制利用均衡充电的蓄电池组间的充电状态的偏差，并能够抑制多并联蓄电池的劣化，并且实现可靠性更高的均衡充电。

另外，在蓄电系统100中，控制装置1在前次实施的均衡充电完成后的蓄电池组20_1～20_n的充电电流的累计值与前次实施的均衡充电完成后的蓄电池组20_1～20_n的放电电流的累计值的比率成为规定值的情况下，即可判定为已完成蓄电池组20_1～20_n的均衡充电。

据此，无论何种均衡充电的充电方式，都能够更准确地针对每个蓄电池组20判定均衡充电是否完成。

另外，在蓄电系统100中，在以均衡充电中的恒定电压来对蓄电池组20_1～20_n进行充电的恒定电压充电期间，在蓄电池组20_1～20_n的充电电流下降成为规定值的情况下，控制装置1即可判定为已完成蓄电池组20_1～20_n的均衡充电。

据此，在采用如恒定电流－恒定电压充电方式、恒定功率－恒定电压充电方式那样在均衡充电即将结束之前进行恒定电压充电的均衡充电方式的蓄电系统中，能够更简单且准确地针对每个蓄电池组20判定均衡充电是否完成。

《实施方式的扩展》

虽然以上基于实施方式具体说明了本发明者们所执行的发明，但本发明不限于此，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，作为均衡充电的具有恒定电压充电期间的充电方式，例示了恒定电流－恒定电压充电方式以及恒定功率－恒定电压充电方式，但不限于此。

例如，还可以是如下的多段充电方式：首先，进行恒定电流充电，在蓄电池电压达到规定的阈值后，重复多次以比前次的电流值更低的电流值进行的恒定电流充电，最后，以规定的电压进行恒定电压充电，从而使铅蓄电池恢复至满充电状态。

例如，在多段充电方式的恒定电压充电期间，在蓄电池组20_1～20_n的充电电流下降成为规定值的情况下，控制装置1判定为已完成蓄电池组20_1～20_n的均衡充电，从而能够与恒定电流－恒定电压充电方式以及恒定功率－恒定电压充电方式的情况同样地，更简单且准确地针对每个蓄电池组20判定均衡充电是否完成。

标记的说明

1 控制装置；2 蓄电池模块(多并联蓄电池)；3 交直流变换装置(PCS)；4A_1～4A_n 开关(第一开关)；4B_1～4B_n 开关(第二开关)；5、5_1～5_n 阻抗电路；6 负载；7 电力供给部；11 监视部；12 蓄电池管理部；13 开关控制部；20、20_1～20_n 蓄电池组；100 蓄电系统；200 铅蓄电池单元；201 电压传感器；202 电流传感器；Ith 阈值(给定值)；R、R1、R2电阻(元件)；C 电容器。

Claims (6)

1.一种蓄电系统，其特征在于，具备：

多并联蓄电池，其将多个蓄电池组并联连接，所述蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；

交直流变换装置，其控制所述多并联蓄电池的电力的送受；

第一开关，其与每个所述蓄电池组对应设置，并串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间；

阻抗电路，其与每个所述蓄电池组对应设置，并在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间与所述第一开关并联连接，且具有给定的阻抗；

第二开关，其与每个所述蓄电池组对应设置，并与所述阻抗电路串联连接，且与该阻抗电路一起和所述第一开关并联连接；以及

控制装置，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述第一开关及所述第二开关的接通和断开，

所述控制装置通过在所述第二开关断开的状态下将所述第一开关接通并从所述交直流变换装置向所述蓄电池组供给电力，从而进行用于使所述蓄电池组成为满充电状态的均衡充电，并且针对每个所述蓄电池组判定是否已完成所述均衡充电，并在将判定为所述均衡充电已完成的所述蓄电池组的所述第二开关接通的状态下，将该蓄电池组的所述第一开关断开。

2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，所述阻抗电路包含电阻。

3.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，所述阻抗电路包含电容器。

4.一种充电控制方法，其是蓄电系统中的多并联蓄电池的充电控制方法，该蓄电系统具备：多并联蓄电池，其将多个蓄电池组并联连接，所述蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；交直流变换装置，其控制所述多并联蓄电池的电力的送受；第一开关，其与每个所述蓄电池组对应设置，并串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间；阻抗电路，其与每个所述蓄电池组对应设置，并在对应的所述蓄电池组与所述交直流变换装置之间与所述第一开关并联连接，且具有给定的阻抗；第二开关，其与每个所述蓄电池组对应设置，并与所述阻抗电路串联连接，且与该阻抗电路一起和所述第一开关并联连接；以及控制装置，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述第一开关及所述第二开关的接通和断开，该充电控制方法的特征在于，包含：

第一步骤，其中，所述控制装置通过在所述第二开关断开的状态下将所述第一开关接通，并从所述交直流变换装置向所述蓄电池组供给电力，从而开始用于使所述蓄电池组成为满充电状态的均衡充电；

第二步骤，其中，所述控制装置针对每个所述蓄电池组判定所述均衡充电是否已完成；以及

第三步骤，其中，所述控制装置在将判定为所述均衡充电已完成的所述蓄电池组的所述第二开关接通的状态下，将所述第一开关断开。

5.根据权利要求4所述的充电控制方法，其中，所述阻抗电路包含电阻。

6.根据权利要求4所述的充电控制方法，其中，所述阻抗电路包含电容器。

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