TW201304352A - 二次電池充電裝置 - Google Patents

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豐田自動織機股份有限公司
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Abstract

提供在判定二次電池單元電壓為非均等的情況下執行充放電平衡之二次電池充電裝置。為一種二次電池充電裝置，其係將裝載於車輛中之二次電池單元進行充放電之二次電池充電裝置，具備：充放電平衡部，其係具備計測二次電池單元各個的電壓值之電壓計，並進行充電或放電以使二次電池單元各個的電壓值為均等之充放電平衡；及電池控制部，其係若檢測出二次電池單元各個非為充放電中的情形，則取得電壓計所測定之電壓值，判定二次電池單元各個的電壓值之差是否為閾值以內，並進行如下控制：在閾值以內時不使充放電平衡部進行充放電平衡，在超過閾值時使充放電平衡部進行充放電平衡。

Description

二次電池充電裝置
本發明有關於對於裝載在車輛中之二次電池進行充電之二次電池充電裝置。
以往，混合動力車或電動車等之車輛中，對於裝載於車輛中之具備複數個二次電池單元的二次電池模組在未充放電之期間以一定周期進行充放電平衡。然而，為了以一定周期進行充放電平衡，即使是二次電池單元各個的電壓一致的情況，仍會為了使充放電平衡相關之電路動作而白耗電力。充放電平衡係用於抑制因經歷每個二次電池單元所存在的充放電特性之相異所發生之充放電而擴大之二次電池單元的充放電時之電壓值或用於抑制劣化之變異，以延長二次電池模組之充放電循環壽命。此外，充放電平衡係用於抑制僅特定之二次電池單元過度放電或過度充電之狀態持續所造成之事故。
作為關聯之技術，已知例如使二次電池單元各個的充電能量不會白費並使二次電池單元電壓或二次電池模組電壓均等之技術。根據此技術，複數個電路係線圈與開關串聯且與二次電池單元並聯而成，該電路之線圈與其他線圈各自電磁耦合，並藉由驅動設置於各個電路之開關的驅動部，驅動各個開關。結果，藉由在開關驅動時因線圈相互間之電磁感應而產生於各個線圈之電動勢，使二次電池單元充電或放電，而使二次電池單元間之電壓均等。(例如，參照專利文獻1)。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1 特開2001-339865號公報
本發明係鑑於如上述之實際情況而作成，目的在於提供一種二次電池充電裝置，其係僅在判定為二次電池單元電壓非均等的情況才使充放電平衡執行。
為本發明之一個態様之將裝載於車輛中之二次電池單元充放電之二次電池充電裝置係具備充放電平衡部、電池控制部。
充放電平衡部係具備計測上述二次電池單元各個的電壓值之電壓計，並進行充電或放電以使上述二次電池單元各個的電壓值為均等之充放電平衡。
電池控制部係若檢測出上述二次電池單元各個非為充放電中的情形，則取得上述電壓計所測定之電壓值，判定上述二次電池單元各個的電壓值之差是否為閾值以內。然後，進行如下控制：在上述閾值以內時不使上述充放電平衡部進行充放電平衡，在超過上述閾值時使上述充放電平衡部進行充放電平衡。
根據本實施形態，可發揮如下效果：藉由在判定為二次電池單元電壓非均等之情況下執行充放電平衡，以抑止充放電平衡所耗費之電力。
以下基於圖式針對本發明之實施形態說明細節。
圖1係顯示包含二次電池充電裝置之系統的一實施例之圖。
圖1所示之二次電池充電裝置1係裝載於混合動力車或電動車等之車輛，並具備二次電池組2、充放電平衡部3、電池控制部4、記憶部5。此外，二次電池充電裝置1被裝載於推高機等之車輛。
二次電池組2係複數個二次電池單元串聯，此串聯之二次電池單元的組各個並聯。此外，二次電池組2係為了將電力供給至負載6而供給電力。負載6係例如馬達之發電機等。二次電池單元係例如鋰離子二次電池或鎳氫二次充電池等。此外，二次電池組2可從外部之電力源充電。例如，可利用充電座、家用電源插座等而充電。
充放電平衡部3係將二次電池單元間之輸出電壓之變異盡可能消除之電路。此外，充放電平衡部3係具有：計測二次電池單元各個的電壓而將電壓值傳送至電池控制部4的複數個電壓計；及在進行充放電平衡之際根據送自電池控制部4之切換控制信號而受控之複數個開關。再者，充放電平衡部3係具有後述之被動型或主動型或進階主動型的充放電平衡電路。另外，電壓計可為一個，可利用開關切換電壓計與二次電池單元各個之連接而依序計測電壓。
電池控制部4係電池Electronic Control Unit(ECU)等。電池控制部4係在未充放電之期間取得充放電平衡部3之電壓計各個所測定之各個電壓值。隨後，電池控制部4係利用該測定之電壓值各個與充放電平衡閾值而判定是否執行充放電平衡，要執行的情況，對於充放電平衡部3傳送執行充放電平衡之充放電平衡許可信號。此處，未充放電之期間可考慮例如車輛停止而點火開關為OFF之狀態等。此外，可考慮怠速熄火中未充放電之期間。另外，電池控制部4可考慮使用Central Processing Unit(CPU)或可編程裝置(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable LogicDevice(PLD)等)。電池控制部4亦可具有記憶部5。關於電池控制部4之動作於後說明。
記憶部5係記憶有電池控制部4所執行之程式或充放電平衡閾值、各種表等之資料。此外，記憶部5可考慮Read Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)等之記憶體或硬體。另外，記憶部5中可記錄參數值、變數值等之資料，亦可用作執行時之工作區。
控制部7係電池控制部4之上位的ECU，控制裝載於車輛之各種ECU或各部，並將告知點火開關之打開/關閉或者是否為充放電中的信號傳送至電池控制部4。
針對充放電平衡部作說明。
圖2係顯示具有被動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。圖2之二次電池模組中雖為了使說明容易瞭解而顯示由兩個二次電池單元構成之二次電 池組2，但實際上是複數個二次電池單元串聯，此串聯之二次電池單元之組各個並聯。但是，亦可不並聯。
二次電池單元21a、21b係串聯，二次電池單元21a之+端子與-端子之間連接有電壓計22a，二次電池單元21b之+端子與-端子之間連接有電壓計22b。電壓計22a之輸出端子係連接於電池控制部4之輸入端子，將電壓計22a所測定的電壓值Vdet1傳送至電池控制部4。電壓計22b之輸出端子係連接於電池控制部4之輸入端子，將電壓計22b所測定的電壓值Vdet2傳送至電池控制部4。
此外，二次電池單元21a之+端子連接著開關SW1之其中一個端子，二次電池單元21a之-端子連接著開關SW2之其中一個端子，二次電池單元21b之-端子連接著開關SW3之其中一個端子。開關SW1之另一個端子連接著電阻R1之其中一個端子，電阻R1之另一個端子連接著開關SW2之另一個端子與電阻R2。電阻R2之另一個端子連接著開關SW3之另一個端子與接地(GND)端子(或者車輛之FC等)。開關SW1~SW3可考慮例如Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(MOSFET)、繼電器等之可控制的開關。電阻R1、R2係為了使二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值為均等而使用的放電用之電阻。例如，在二次電池單元21a之電壓值比二次電池單元21b之電壓值大時，於使二次電池單元21a之電壓值與二次電池單元21b之電壓值相同的情況，使開關SW1導通，使開關SW2、3斷 開而以電阻R1、R2消耗電力。之後，若二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值成為充放電平衡閾值以內，則使開關SW1為斷開狀態。另外，開關SW1~SW3係在進行充放電平衡之際根據輸出自電池控制部4之切換控制信號而受控。另外，被動型之充放電平衡並非限定於上述。
採用被動型之充放電平衡部之情況，檢測出電壓值為最小之二次電池單元，值以使其他二次電池單元之電壓值與該二次電池單元之最小值匹配的方式進行充放電平衡。
針對其他之具有被動型之充放電平衡部的二次電池模組作說明。圖8係顯示具有被動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。圖8之電路雖為電阻R2之另一個端子與開關SW3之另一個端子連接，但與圖2之電路不同的是並未與接地(GND)端子(或車輛之FC等)連接。
此外，圖8之二次電池單元21a之電壓值比二次電池單元21b之電壓值還大時，要將二次電池單元21a之電壓值調成與二次電池單元21b之電壓值相同的情況，使開關SW1、SW2導通，並使開關SW3斷開而以電阻R1消耗電力。隨後，若二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值成為充放電平衡閾值以內，則將開關SW1、SW2調成斷開狀態。
此外，圖8之二次電池單元21b之電壓值比二次電池單元21a之電壓值還大時，要將二次電池單元21b之 電壓值調成與二次電池單元21a之電壓值相同的情況，使開關SW2、SW3導通，並使開關SW1斷開而以電阻R2消耗電力。隨後，若二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值成為充放電平衡閾值以內，則將開關SW2、SW3調成斷開狀態。
圖3係顯示具有主動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。圖3之二次電池模組雖為了使說明容易瞭解而顯示由兩個二次電池單元構成之二次電池組2，但實際上係複數個二次電池單元串聯，此串聯之二次電池單元之組各個並聯。但是，亦可不並聯。
二次電池單元21a、21b係串聯，二次電池單元21a之+端子與-端子之間連接有電壓計22a，二次電池單元21b之十端子與-端子之間連接有電壓計22b。電壓計22a之輸出端子係連接於電池控制部4之輸入端子，將電壓計22a所測定的電壓值Vdet1傳送至電池控制部4。電壓計22b之輸出端子係連接於電池控制部4之輸入端子，將電壓計22b所測定的電壓值Vdet2傳送至電池控制部4。
此外，二次電池單元21a之+端子連接著開關SW4之其中一個端子，二次電池單元21a之-端子連接著開關SW5之其中一個端子。二次電池單元21b之+端子連接著開關SW8之其中一個端子，二次電池單元21a之-端子連接著開關SW9之其中一個端子。
開關SW4之另一個端子連接著電晶體T1之第1線圈之其中一個端子，開關SW5之另一個端子連接著電晶 體T1之第1線圈之另一個端子。開關SW8之另一個端子連接著電晶體T2之第1線圈之其中一個端子，開關SW9之另一個端子連接著電晶體T2之第1線圈之另一個端子。電晶體T1之第2線圈之其中一個端子連接著開關SW6之其中一個端子，電晶體T1之第2線圈之另一個端子連接著開關SW7之其中一個端子。電晶體T2之第2線圈之其中一個端子連接著開關SW10之其中一個端子，電晶體T2之第2線圈之另一個端子連接著開關SW11之其中一個端子。
開關SW6之另一個端子連接著開關SW10之另一個端子，開關SW7之另一個端子連接著開關SW11之另一個端子。
開關SW4~SW11可考慮例如MOSFET、繼電器等之可控制的開關等。例如，二次電池單元21a之電壓值比二次電池單元21b之電壓值還大時，要將二次電池單元21a之電壓值調成與二次電池單元21b之電壓值相同的情況，使開關SW4~SW11導通。隨後，為了使二次電池單元21a之電荷移動至二次電池單元21b，使開關SW4、5打開/關閉而產生交流，使電荷從電晶體T1經由電晶體T2移動；之後，若二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值成為充放電平衡閾值以內，則使開關SW4~SW11成為斷開狀態。另外，開關SW4~SW11係依在進行充放電平衡之際從電池控制部4所輸出之切換控制信號而受控。
電晶體T1、T2係為了使二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值均等而使用的電晶體。另外，電晶體各個的第1線圈的線圈數與第2線圈之線圈數之比較佳為1：1，但並不限定為此。
使用主動型之充放電平衡部的情況，藉由將電荷從電壓值高之二次電池單元移動至電壓值低之二次電池單元，使二次電池單元之電壓值匹配。因此，與被動型相異，因為從電壓值高之二次電池單元不只進行放電，故可抑制充放電平衡時之電力消耗。另外，主動型之充放電平衡並非限定為上述者。例如，亦可不使用電晶體而使用線圈。
圖4係顯示具有進階主動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。與圖3之主動型之充放電平衡部之差別在於從外部供給電力。電力源41之+端子係與開關SW6之另一個端子及開關SW10之另一個端子連接，電力源41之-端子係與開關SW7之另一個端子及開關SW11之另一個端子連接。
圖4之開關SW4~SW11可考慮例如MOSFET、繼電器等之可控制的開關。圖4之電晶體T1、T2係為了使二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值均等而使用之電晶體。例如，二次電池單元21a之電壓值比二次電池單元21b之電壓值大時，要將二次電池單元21a之電壓值調成與二次電池單元21b之電壓值相同的情況，使開關SW8~SW11。隨後，為了經由電晶體T2而從電力源41對於二次電池單元21b進行充電，使開關SW10、 SW11打開/關閉而產生交流，經由電晶體T2而使電力源41之電荷移動至二次電池單元21b。之後，若二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值成為充放電平衡閾值以內，則使開關SW8~SW11成為斷開狀態。另外，開關SW4~SW11係依在進行充放電平衡之際從電池控制部4所輸出之切換控制信號而受控。
使用進階主動型之充放電平衡部之情況，檢測出電壓值高之二次電池單元，從設置於外部之電力源41對於電壓值低之二次電池單元進行充電直到成為所檢測出之電壓值，以與電壓值高之二次電池單元之電壓值匹配。另外，進階主動型之充放電平衡並非限定於上述者。
針對電池控制部4之動作作說明。
圖5係顯示電池控制部之動作的一實施例之流程圖。在步驟S1，電池控制部4係取得顯示二次電池單元為未充放電中之信號(充放電平衡許可信號)。顯示二次電池單元為未充放電中之信號係顯示點火開關之狀態的信號、顯示二次電池單元是否為充放電中之信號、及顯示進行充放電平衡處理之周期的信號。顯示點火開關之狀態的信號係在車輛停止、引擎停止之情況顯示關閉之信號，從控制部7傳送至電池控制部4。顯示二次電池單元是否為充放電中之信號係如下之信號：電池控制部4或控制部7從各部取得在對於二次電池單元進行充放電之際會變動之資料，利用所取得之資料判定是否為充放電中之結果。變動之資料係指顯示例如馬達之扭力或電流指令值等之狀態的資料。顯示進行充放電平衡處理 之周期的信號係以電池控制部4或控制部7所產生之顯示充放電平衡處理之開始的信號，為顯示在例如引擎停止之期間30分鐘、一小時等之一定時間的信號。其中，周期並非特定限定者。
在步驟S2，電池控制部4判定是否執行充放電平衡處理，在符合執行充放電平衡處理之條件的情況移至步驟S3(Yes〉，未符合之情況移至步驟S12(No)。執行之條件可考慮例如：顯示點火開關之狀態的信號係顯示關閉；顯示二次電池單元是否為充放電中之信號係顯示非充放電中之狀態；顯示進行充放電平衡處理之周期的信號係顯示開始充放電平衡處理。此時，電池控制部4係將充放電平衡即將開始告知控制部7。
在步驟S3，電池控制部4取得從測定二次電池單元各個的電壓之電壓計各個所測定的電壓值，並將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。電池控制部4係例如從圖2~圖4所示之電壓計22a、22b取得二次電池單元21a、21b之電壓值Vdet1、Vdet2，將二次電池單元21a與電壓值Vdet1賦予關聯，將二次電池單元21b與電壓值Vdet2賦予關聯。另外，較佳為測定二次電池單元各個的電壓時二次電池組與負載6並未連接。此外，較佳為一個二次電池單元不與另一個二次電池單元連接。
圖6係顯示被動型、主動型、進階主動型之判定表之資料構造的一實施例之圖。圖6之被動型之判定表61係具有「二次電池單元No」「電壓值」「差」之資料。「二 次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中係記憶著識別編號「1」「2」「3」「4」...「n」。「電壓值」中係被記憶成在步驟S3、後述之步驟S5所取得之電壓值與二次電池單元No產生關聯。本例中係記憶著電壓值「Vdet1」「Vdet2」「Vdet3」「Vdet4」...「Vdetn」。「差」中係被記憶成在後述之步驟S4所取得之最小值及在後述之步驟S5所取得之電壓值之差與二次電池單元No產生關聯。本例中係記憶著電壓值之差「Vsub1」「Vsub2」「Vsub3」「Vsub4」...「Vsubn」。
圖6之主動型之判定表62係具有「二次電池單元No」「電壓值」「差」之資料。「二次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中係記憶著識別編號「1」「2」「3」「4」...「n」。「電壓值」中係被記憶成在步驟S3所取得之電壓值與二次電池單元No產生關聯。本例中係記憶著電壓值「Vdet1」「Vdet2」「Vdet3」「Vdet4」...「Vdetn」。「差」中係記憶著在後述之步驟S4所取得之最大值與最小值之差。本例中係記憶著最大值與最小值之差「Vsub」。
圖6之進階主動型之判定表63係具有「二次電池單元No」「電壓值」「差」之資料。「二次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中係記憶著識別編號「1」「2」「3」「4」...「n」。「電壓值」中係被記憶成在步驟S3所取得之電壓值與二次電池單元No產生關聯。本例中係記憶著電壓值「Vdet1」「Vdet2」「Vdet3」「Vdet4」...「Vdetn」。「差」中係被記憶成在 後述之步驟S4所取得之最大值及在後述之步驟S5所取得之電壓值之差與二次電池單元No產生關聯。本例中係記憶著電壓值之差「Vsub1b」「Vsub2b」「Vsub3b」「Vsub4b」...「Vsubnb」。
在步驟S4，電池控制部4求得基準值。
在充放電平衡部3為被動型之情況，從電池控制部4所取得之電壓值之中檢測出最小值，以最小值作為基準值。例如，從圖6之被動型之判定表61之「電壓值」之中檢測出最小值而作為基準值。另外，基準值係記憶於記憶部5。
在充放電平衡部3為主動型之情況，從電池控制部4所取得之電壓值之中檢測出最小值與最大值，求出最小值與最大值之差而作為基準值。例如，從圖6之主動型之判定表62的「電壓值」之中檢測出最小值與最大值而作為基準值。另外，基準值係記憶於記憶部5。
在充放電平衡部3為進階主動型之情況，從電池控制部4所取得之電壓值之中檢測出最大值，以最大值作為基準值。例如，從圖6之進階主動型之判定表63的「電壓值」之中檢測出最大值而作為基準值。另外，基準值係記憶於記憶部5。
在步驟S5，電池控制部4依序控制切換各個開關而測定各個二次電池單元的電壓，從各個電壓計取得所測定之電壓值，將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。
就步驟S5針對被動型之一實施例作說明。
圖2之被動型之情況，電池控制部4係輸出切換控制信號而控制切換開關SW1~SW3。二次電池單元21b之電壓值為基準值(最小值)之情況，使開關SW1導通而以電阻R1、R2消耗電力。隨後，若檢測出二次電池單元21a之電壓值成為與基準值相同之值，則電池控制部4使開關SW1成為斷開狀態。下一步，電池控制部4從電壓計取得所測定之電壓值，將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。
另外，於存在兩個以上之二次電池單元的情況，從圖6之被動型之判定表61的上面之行依序選擇二次電池單元，二次電池單元電池控制部4輸出切換控制信號至與所選擇之二次電池單元對應之開關而控制切換對應之各個開關。
圖8之被動型之情況，電池控制部4係輸出切換控制信號而控制切換開關SW1~SW3。二次電池單元21b之電壓值為基準值(最小值)的情況，使開關SW1、SW2導通而以電阻R1消耗電力。隨後，若檢測出二次電池單元21a之電壓值成為與基準值相同之值，則電池控制部4使開關SW1、SW2成為斷開狀態。下一步，電池控制部4從電壓計取得所測定之電壓值，將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。
此外，二次電池單元21a之電壓值為基準值(最小值)之情況，使開關SW2、SW3導通而以電阻R2消耗電力。隨後，若檢測出二次電池單元21b之電壓值成為 與基準值相同之值，則電池控制部4使開關SW2、SW3成為斷開狀態。下一步，電池控制部4從電壓計取得所測定之電壓值，將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。
另外，存在兩個以上之二次電池單元的情況，從圖6之被動型之判定表61的上面之行依序選擇二次電池單元，二次電池單元電池控制部4輸出切換控制信號至與所選擇之二次電池單元對應之開關而控制切換對應之各個開關。
圖7係顯示被動型、主動型、進階主動型之開關表之資料構造的一實施例之圖。圖7之被動型之開關表71係具有「二次電池單元No」「開關」之資料。「二次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中係記憶著識別編號「1」「2」...。「開關」中係記憶著識別在對二次電池單元進行放電之際所控制的開關之記號。本例中係記憶著識別開關之記號「SW1」「SW2」...。例如，「SW1」係表示開關SW1為導通時開關SW2、SW3之兩個開關為斷開。「SW2」係表示開關SW2為導通時開關SW1、SW3之兩個開關為斷開。
此外，圖7之被動型之開關表74係具有「二次電池單元No」「開關」之資料。「二次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中記憶著識別編號「1」「2」...。「開關」中係記憶著識別在對於二次電池單元進行放電之際所控制之開關的記號。本例中係記憶著識別開關之記號「SW1、SW2」「SW2、SW3」...。 例如，「SW1、SW2」係表示開關SW1、SW2為導通時，開關SW3之開關為斷開。「SW2、SW3」係表示開關SW2、SW3為導通時，開關SW1之開關為斷開。
就步驟S5針對主動型之一實施例作說明。
圖3之主動型之情況，電池控制部4係輸出切換控制信號而控制切換開關SW4~SW11。例如，二次電池單元21a之電壓值比二次電池單元21b之電壓值大時，要使二次電池單元21a之電壓值與二次電池單元21b之電壓值相同之情況，使開關SW4~SW11導通。隨後，使開關SW4、5打開/關閉而產生交流，從電晶體T1經由T2使二次電池單元21a之電荷移動至二次電池單元21b。隨後，若檢測出二次電池單元21a與二次電池單元21b之電壓值成為相同之值，則電池控制部4使開關SW4~SW11成為斷開狀態。
隨後，電池控制部4係從電壓計取得所測定之電壓值，將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。
圖7之主動型之開關表72係具有「二次電池單元No」「開關」之資料。「二次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中係記憶著識別編號「1」「2」...。「開關」係記憶著識別在對二次電池單元進行充電之際所控制之開關的記號。本例中係記憶著識別開關之記號「SW4、SW5」「SW8、SW9」...。例如，「SW4、SW5」係表示在使開關SW4、SW5之兩個開關打開/關閉的期間使開關SW6~SW11之開關導通。「SW8，SW9」 係表示在使開關SW8、SW9之兩個開關打開/關閉的期間使開關SW4~SW7、SW10、SW11之開關導通。
就步驟S5針對進階主動型之情況作說明。
圖4之進階主動型之情況，電池控制部4係輸出切換控制信號而控制切換開關SW4~SW11。例如在二次電池單元21a之電壓值比二次電池單元21b之電壓值大時，要使二次電池單元21a之電壓值與二次電池單元21b之電壓值相同的情況，使開關SW8、SW9導通。隨後，使開關SW10、11打開/關閉而產生交流，經由電晶體T2使電力源41之電荷移動至二次電池單元21b。結果，經由電晶體T2而從電力源41對於二次電池單元21b進行充電。隨後，監視電壓值，並在二次電池單元21b之電壓值成為基準值(最大值)時，使開關SW8~SW11成為斷開狀態。隨後，電池控制部4係從電壓計取得所測定之電壓值，並將所測定之電壓值與二次電池單元賦予關聯而記憶於記憶部5。
另外，在存在兩個以上之二次電池單元的情況，從圖6之進階主動型之判定表63的上面之行依序選擇二次電池單元，電池控制部4輸出切換控制信號至與所選擇之二次電池單元對應之開關而控制對應之開關。
圖7之進階主動型之開關表73係具有「二次電池單元No」「開關」之資料。「二次電池單元No」中係記憶著識別二次電池單元之識別編號。本例中係記憶著識別編號「1」「2」...。「開關」中係記憶著識別在對於二次電池單元進行充電之際所控制之開關的記號。本例係記 憶著識別開關之記號「SW6、SW7」「SW10、SW11」...。例如，「SW6、SW7」係表示在使開關SW6、SW7之兩個開關打開/關閉的期間使開關SW4、SW5之兩個開關導通。「SW10、SW11」係表示在使開關SW10、SW11之兩個開關打開/關閉的期間使開關SW8、SW9之兩個開關導通。
在步驟S6，電池控制部4求出差而記憶於判定表。
被動型之情況係求出二次電池單元各個的電壓值與最小值(基準值)之差而記憶於判定表61之「差」。
主動型之情況係從充放電後之二次電池單元之電壓值之中選擇最大值與最小值，求出最大值與最小值之差，記憶於判定表62之「差」。
進階主動型之情況係求出二次電池單元各個的電壓值與最大值(基準值)之差而記憶於判定表63之「差」。
在步驟S7，電池控制部4比較在步驟S6所取得之差與充放電平衡閾值，判定是否為充放電平衡閾值以內。充放電平衡閾值以內的情況係移至步驟S11(Yes)，非充放電平衡1閾值以內的情況係移至步驟S8(No)。較佳為充放電平衡閾值係依例如二次電池單元之特性而決定。被動型之情況，電池控制部4針對與二次電池單元各個對應之差依序進行判定。主動型之情況，電池控制部4針對最大值與最小值之差進行判定。進階主動型之情況，電池控制部4針對與二次電池單元各個對應之差依序進行判定。
在步驟S8，電池控制部4比較計數值n與既定的次數N，若計數值n=既定次數N則移至步驟S10(Yes)，若比計數值n小則移至步驟S9(No)。在步驟S9，即使電池控制部4正執行充放電平衡處理，在電壓值未落入充放電平衡閾值以內的情況，仍會計算執行充放電平衡處理之次數n。亦即，求計數值n=n+1。此外，在步驟S8移至步驟S10(Yes)之情況，在步驟S10將計數值n恢復成初始值。本例的情況係設計數值n為0。另外，本例中係在求計數值n之際採增加計數的方式，但亦可採從既定次數減少計數。
在步驟S11，電池控制部4針對所有的二次電池單元判定是否進行充放電平衡，若已完成則移至步驟S12(Yes)，若未完成則移至步驟S5(No)。此時，電池控制部4係將充放電平衡已完成告知控制部7。移至步驟S5(No)的情況，於被動型、進階主動型之情況，例如選擇判定表之次行。
在步驟S12，電池控制部4開始計數。例如，利用計數器或時鐘功能等而開始計數。或者，重置計數而設為初始值。
在步驟S13，電池控制部4比較計數閾值(相當於既定時間之值)與在步驟S12開始之計數值，若超越計數閾值時則移至步驟S1(Yes)，若為計數閾值以下的情況則移至步驟S12(No)。計數閾值可考慮例如相當於30分鐘或一小時等之計數值。但計數值並非限定為相當於30分鐘或一小時者。
根據本實施形態，在可實施充放電平衡處理之情況，於「二次電池單元各個的電壓為均等(二次電池單元各個的電壓差為既定閾值以內)時，不執行充放電平衡處理，在二次電池單元電壓為非均等之情況，執行充放電平衡處理。結果，可抑止充放電平衡所消耗之電力。
此外，本發明並非限定於上述實施形態者，在未悖離本發明之要旨的範圍內可作各種改良、變更。
1‧‧‧二次電池充電裝置
2‧‧‧二次電池組
21‧‧‧二次電池單元
21a,21b‧‧‧二次電池單元
22a,22b‧‧‧電壓計
3‧‧‧平衡充放電部
4‧‧‧電池控制部
41‧‧‧電力源
5‧‧‧記憶部
6‧‧‧負載
61,62,63‧‧‧判定表
7‧‧‧控制部
71,72,73,74‧‧‧開關表
R1,R2‧‧‧電阻
SW1~SW11‧‧‧開關
T1,T2‧‧‧電晶體
Vdet1~Vdetn‧‧‧電壓值
Vsub1~Vsubn‧‧‧電壓值之差
Vsub1b~Vsubnb‧‧‧電壓值之差
圖1係顯示包含二次電池充電裝置之系統的一實施例之圖。
圖2係顯示具有被動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。
圖3係顯示具有主動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。
圖4係顯示具有進階主動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。
圖5係顯示電池控制部之動作的一實施例之流程圖。
圖6係顯示被動型、主動型、進階主動型之判定表之資料構造的一實施例之圖。
圖7係顯示被動型、主動型、進階主動型之開關表之資料構造的一實施例之圖。
圖8係顯示具有被動型之充放電平衡部之二次電池模組的一實施例之圖。
1‧‧‧二次電池充電裝置
2‧‧‧二次電池組
3‧‧‧平衡充放電部
4‧‧‧電池控制部
5‧‧‧記憶部
6‧‧‧負載
7‧‧‧控制部

Claims (4)

  1. 一種二次電池充電裝置，其係將裝載於車輛中之複數個二次電池單元充放電之二次電池充電裝置，其特徵在於具備：充放電平衡部，其係具備計測前述複數個二次電池單元各個的電壓值之電壓計，並進行充電或放電以使前述複數個二次電池單元各個的電壓值均等；及電池控制部，其係若檢測出前述複數個二次電池單元各個非為充放電中的情形，則取得前述電壓計所測定之電壓值，判定前述複數個二次電池單元各個的電壓值之差是否為閾值以內，並進行如下控制：在前述閾值以內時不使前述充放電平衡部將前述複數個二次電池單元各個的電壓值均等化，在超過前述閾值時使前述充放電平衡部進行均等化。
  2. 如申請專利範圍第1項之二次電池充電裝置，其中在前述充放電平衡部為被動型充放電平衡電路的情況，前述電池控制部係從前述複數個二次電池單元之電壓值之中檢測出最小值，求得前述複數個二次電池單元各個的電壓值與該最小值之差，判定前述差是否為前述閾值以內，並進行如下控制：在超過前述閾值時使前述充放電平衡部對電壓值超過前述閾值之前述複數個二次電池單元各個進行放電，直到成為前述最小值。
  3. 如申請專利範圍第1項之二次電池充電裝置，其中在前述充放電平衡部為主動型充放電平衡電路的情況， 前述電池控制部係從前述複數個二次電池單元之電壓值之中檢測出最小值與最大值，求得前述最小值與前述最大值之差，判定前述差是否為前述閾值以內，並進行如下控制：在超過前述閾值時使前述充放電平衡部在前述複數個二次電池單元間進行放電或充電，直到前述複數個二次電池單元各個的電壓值在平均值成為均等。
  4. 如申請專利範圍第1項之二次電池充電裝置，其中在前述充放電平衡部為進階主動型充放電平衡電路的情況，前述電池控制部係從前述複數個二次電池單元之電壓值之中檢測出最大值，求得前述複數個二次電池單元各個的電壓值與該最大值之差，判定前述差是否為前述閾值以內，並進行如下控制：在超過前述閾值時使前述充放電平衡部從外部電力源對電壓值超過前述閾值之前述複數個二次電池單元各個進行充電，直到成為前述最大值。
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