TWI804503B - 蓄電系統以及電氣機器 - Google Patents

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Abstract

在不同環境下使用各電池模組，會有在複數個電池模組之間劣化狀態產生差異的情況的情形。另外，期望削減管理電池模組的工時及費用。本發明具備：均等化部，使複數個蓄電單元的電壓均等化；以及送受電部，不切斷或切換(a)複數個蓄電單元與(b-1)利用複數個蓄電單元的電力的負載之間或與(b-2)將複數個蓄電單元充電的充電裝置之間的電性地連接，而(i)將複數個蓄電單元的電力輸送到與負載以及充電裝置不同的外部機器，或(ii)從外部機器接收供給至複數個蓄電單元的電力。

Description

蓄電系統以及電氣機器
本發明有關於一種管理裝置、蓄電裝置、蓄電系統及電氣機器。
已知有具備包含串聯連接的複數個蓄電單元的組合電池、以及在組合電池的複數個蓄電單元之間使電壓均等化的均等化電路的電池模組(參照專利文獻1至專利文獻3以及非專利文獻1)。近年來，開始利用包含串聯連接的複數個電池模組的電池組。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開平11-176483號公報。
專利文獻2：日本特開2016-136599號公報。
專利文獻3：日本特開2014-112652號公報。
[非專利文獻]
非專利文獻1：LinearTechnologyCorporation，「LTC3300-1-高效率雙向多節電池的電池平衡器」，[Online]，[2017年7月13日檢索]，因特網，< URL:http://www.linear-tech.c0.jp/product/LTC3300-1>
有將電池組的各電池模組配置在電氣機器的不同位置，或使用蓄電單元的個數或額定電壓不同的電池模組構築電池組的情況。在不同環境下使用各電池模組，會有在複數個電池模組之間劣化狀態產生差異的情況的結果。另外，期望削減管理電池模組的工時及費用。
在本發明的第一態樣中，提供一種管理裝置。前述管理裝置例如係管理已串聯連接的複數個蓄電單元的充放電。前述管理裝置例如具備使複數個蓄電單元的電壓均等化的均等化部。前述管理裝置例如係具備送受電部，前述送受電部不切斷或切換(a)複數個蓄電單元與(b-1)利用複數個蓄電單元的電力的負載之間或與(b-2)將複數個蓄電單元充電的充電裝置之間的電性地連接，而(i)將複數個蓄電單元的電力輸送到與負載及充電裝置不同的外部機器，或(ii)從外部機器接收供給至複數個蓄電單元的電力。
在前述管理裝置中，外部機器可包含配置在(a)複數個蓄電單元與(b-1)負載之間或與(b-2)充電裝置之間，且與複數個蓄電單元串聯連接的一個以上的蓄電單元。在前述管 理裝置中，送受電部可具有將所送電或受電的電壓調整為任意值的電壓調整部。在前述管理裝置中，送受電部可構成為：根據接收到的用於使送電或受電開始的信號而開始送電或受電。在前述管理裝置中，送受電部可構成為：根據接收到的用於使送電或受電停止的信號而停止送電或受電。在前述管理裝置中，送受電部可包含絕緣型雙向DC-DC(Direct Current to Direct Current；直流對直流)轉換器。
前述管理裝置可具備存儲部，前述存儲部存儲對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第一識別資訊以及第二識別資訊。前述管理裝置可具備識別資訊轉換部，前述識別資訊轉換部參照存儲部中所存儲的資訊，將從外部接收的信號中所包含的第一識別資訊轉換為第二識別資訊，且將發送到外部的信號中所包含的第二識別資訊轉換為第一識別資訊。在前述管理裝置中，對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第二識別資訊可互不相同。在前述管理裝置中，對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第一識別資訊可分別(i)與所有第二識別資訊不同。在前述管理裝置中，對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第一識別資訊可分別(ii)與所有第二識別資訊一致。
在本發明的第二態樣中，提供一種蓄電裝置。前述蓄電裝置例如係具備複數個蓄電單元。前述蓄電裝置例如係 具備前述第一態樣的管理裝置。
在本發明的第三態樣中，提供一種蓄電系統。前述蓄電系統例如係具備複數個前述第二態樣的蓄電裝置。前述蓄電系統例如係具備與各蓄電裝置的送受電部電性地連接的電力線，以便能夠在任意的蓄電裝置之間傳輸電力。前述蓄電系統例如係具備控制至少一個蓄電裝置的送受電部的控制部。在前述蓄電系統中，例如係使各蓄電裝置的複數個蓄電單元串聯連接。
在前述蓄電系統中，構成複數個蓄電裝置的第一蓄電裝置的額定電壓以及第二蓄電裝置的額定電壓可互不相同。在前述蓄電系統中，構成複數個蓄電裝置的第一蓄電裝置中所包含的複數個蓄電單元的個數與構成複數個蓄電裝置的第二蓄電裝置中所包含的複數個蓄電單元的個數可互不相同。在前述蓄電系統中，第一蓄電裝置以及第二蓄電裝置中的至少一個的送受電部可包含雙向DC-DC轉換器。
在前述蓄電系統中，第一蓄電裝置可為複數個蓄電裝置中的配置在最靠負極側的蓄電裝置。在前述蓄電系統中，第一蓄電裝置的複數個蓄電單元的正極端以及負極端係與電力線物理連接，且可始終與電力線電性地連接。
在前述蓄電系統中，控制部可具備決定部，前述決定部基於複數個蓄電裝置的每個蓄電裝置所具有的複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態(State of Charge；SOC)，決定複數個蓄電裝置中的(i)對電力線送電的蓄電裝置以及(ii)從電力線受電的蓄電裝置。在前述蓄電系統中，控制部可具備命令生成部，前述命令生成部生成(i)用於使對電力線送電的蓄電裝置的送受電部開始送電動作的命令、以及(ii)用於使從電力線受電的蓄電裝置的送受電部開始受電動作的命令中的至少一個。
在前述蓄電系統中，決定部可基於複數個蓄電裝置的每個蓄電裝置所具有的複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態來決定(i)停止送電動作的蓄電裝置、以及(ii)停止受電動作的蓄電裝置中的至少一個。在前述蓄電系統中，命令生成部可生成(i)用於使停止送電動作的蓄電裝置的送受電部停止送電動作的命令、以及(ii)用於使停止受電動作的蓄電裝置的送受電部停止受電動作的命令中的至少一個。
在本發明的第四態樣中，提供一種蓄電系統。前述蓄電系統例如具備複數個蓄電裝置。前述蓄電系統例如具備控制複數個蓄電裝置的每個蓄電裝置的控制部。在前述蓄電系統中，複數個蓄電裝置例如分別具有串聯連接的複數個蓄電單元。在前述蓄電系統中，複數個蓄電裝置例如分別具有使複數個蓄電單元的電壓均等化的均等化部。在前 述蓄電系統中，複數個蓄電裝置例如分別具有存儲部，前述存儲部存儲對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第一識別資訊以及第二識別資訊。在所述蓄電系統中，複數個蓄電裝置例如分別具有識別資訊轉換部，前述識別資訊轉換部參照存儲部中所存儲的資訊，將從控制部接收到的信號中所包含的第一識別資訊轉換為第二識別資訊，且將發送到控制部的信號中所包含的第二識別資訊轉換為第一識別資訊。在前述蓄電系統中，例如各蓄電裝置的複數個蓄電單元係串聯連接。在前述蓄電系統中，例如對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第一識別資訊係互不相同。在前述蓄電系統中，例如對複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的第一識別資訊分別(i)與所有第二識別資訊不同，或(ii)與所有第二識別資訊一致。
在前述蓄電系統中，在複數個蓄電裝置中的至少一個蓄電裝置中，也可將均等化部與存儲部以及識別資訊轉換部在物理上配置在不同的殼體中。在前述蓄電系統中，在複數個蓄電裝置中的至少一個蓄電裝置中，也可將均等化部與存儲部以及識別資訊轉換部在物理上配置在不同的基板上。在前述蓄電系統中，複數個蓄電裝置中的至少二個蓄電裝置可並聯連接。在前述蓄電系統中，複數個蓄電裝置中的至少二個蓄電裝置可串聯連接。
在本發明的第五態樣中，提供一種電氣機器。前述電氣機器例如具備前述第三態樣或第四態樣的蓄電系統。前述電氣機器例如具備利用蓄電系統的電力的負載。
此外，發明內容並未列舉本發明的所有必要的特徵。另外，這些特徵群的子組合也可成為本發明。
100、900:電池組
102、104、202、204、242、244:端子
112、114、116、920、940:電池模組
122、124、126、932、934:通道選擇器
130:系統控制部
140:電力傳輸總線
142:低電位總線
144:高電位總線
210:組合電池
212、312:電壓管理部
220:平衡校正部
230:保護部
330:DC-DC轉換器
412、414、416、418:蓄電單元
432、434、436:平衡校正電路
443、445、447、545:連接點
550:電感器
552、554、622、624:開關元件
562、564、632、634:二極體
570:均等化控制部
580:電壓監控部
582、584:電壓檢測部
586:差分檢測部
590:模組控制部
610:變壓器
642:放電控制部
644:充電控制部
652、654、942、944:電流檢測部
662、664:電容器
710:模組管理部
720:模組選擇部
730:信號生成部
800:電動汽車
810:馬達
952、954:切換部
Figure 107126714-A0305-02-0049-42
32、
Figure 107126714-A0305-02-0049-43
56:信號
Figure 107126714-A0305-02-0049-44
52、
Figure 107126714-A0305-02-0049-45
54:驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0049-46
58:動作控制信號
圖1係示意性地顯示電池組100的系統構成的一例。
圖2係示意性地顯示電池模組112的內部構成的一例。
圖3係示意性地顯示電池模組114的內部構成的一例。
圖4係示意性地顯示平衡校正部220的內部構成的一例。
圖5係示意性地顯示平衡校正電路432的內部構成的一例。
圖6係示意性地顯示DC-DC轉換器330的內部構成的一例。
圖7係示意性地顯示系統控制部130的內部構成的一例。
圖8係示意性地顯示電動汽車800的系統構成的一例。
圖9係示意性地顯示電池組900的系統構成的一例。
以下，藉由發明的實施形態說明本發明，但以下實施形態並不限定申請專利範圍中的發明。實施形態中所說明的特徵的組合並非全部是發明的解決手段所必需的。另 外，參照圖式對實施形態進行說明，但在圖式的記載中，有對相同或類似的部分附上相同的元件符號並省略重複的說明的情況。
圖1係示意性地顯示電池組100的系統構成的一例。在本實施形態中，電池組100具有端子102、端子104、電池模組112、電池模組114、電池模組116、通道選擇器122、通道選擇器124、通道選擇器126、系統控制部130以及電力傳輸總線140。在本實施形態中，電力傳輸總線140具有低電位總線142以及高電位總線144。
在本實施形態中，為簡化說明，對電池組100具有三個電池模組的情況進行說明。然而，電池組100並不限定於本實施形態。在另一實施形態中，電池組100可具有二個電池模組。在又一實施形態中，電池組100可具有四個以上的電池模組。
電池組100也可不具備結合圖1所說明的至少一部分構成元件。在一實施形態中，電池組100具有電池模組112、電池模組114、電池模組116、系統控制部130以及電力傳輸總線140。在另一實施形態中，電池組100具有電池模組112、電池模組114、電池模組116、通道選擇器124、通道選擇器126以及系統控制部130。
電池組100可為蓄電系統的一例。電池模組112、電池模組114以及電池模組116各自可為蓄電裝置的一例。電池模組112、電池模組114以及電池模組116可為至少二個蓄電裝置或複數個蓄電裝置的一例。電池模組112、電池模組114以及電池模組116可為外部機器的一例。通道選擇器122、通道選擇器124以及通道選擇器126可為存儲部以及識別資訊轉換部的一例。系統控制部130可為控制部的一例。電力傳輸總線140可為電力線的一例。低電位總線142可為電力線的一例。高電位總線144可為電力線的一例。
在本實施形態中，電池組100對利用電力的外部機器(有時稱為負載)供給電力(有時稱為電池組100的放電)。電池組100儲存從外部機器供給的電力(有時稱為電池組100的充電)。例如，電池組100儲存來自負載的回充電力。電池組100也可儲存從充電裝置供給的電力。在本實施形態中，端子102以及端子104將外部機器與電池組100電性地連接。
在此，所謂「電性地連接」，並不限定於第一元件與第二元件直接連接的情況。也可在第一元件與第二元件之間設置第三元件。另外，所謂「電性地連接」，並不限定於第一元件與第二元件物理連接的情況。例如，變壓器的輸入繞線與輸出繞線雖然未物理連，但電性地連接。進而， 所謂「電性地連接」，不僅包含第一元件與第二元件實際上電性地連接的情況，也包含當蓄電單元與平衡校正電路電性地連接時，第一元件與第二元件電性地連接的情況。
此外，所謂「串聯連接」表示第一元件與第二元件串聯地電性地連接。另外，只要未特別說明，則蓄電單元間的「電壓差」表示將兩個蓄電單元的電壓(有時稱為端子間電壓)加以比較，從電壓高的蓄電單元的電壓減去電壓低的蓄電單元的電壓所得的值。
在本實施形態中，電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的至少一個具備串聯連接的複數個蓄電單元。電池模組112、電池模組114以及電池模組116也可分別具備串聯連接的複數個蓄電單元。電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的至少一個也可更包含相對於各模組中所包含的串聯連接的複數個蓄電單元而並聯連接的一個以上的蓄電單元。
在本實施形態中，電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的至少一個可具有管理各模組中所包含的複數個蓄電單元的充放電的機器或元件。電池模組112、電池模組114以及電池模組116也可分別具有管理各模組中所包含的複數個蓄電單元的充放電的機器或元件。電池模組112、電池模組114以及電池模組116也可分別具有(i) 串聯連接的複數個蓄電單元、(ii)管理前述複數個蓄電單元的充放電的機器或元件。(i)串聯連接的複數個蓄電單元以及(ii)管理前述複數個蓄電單元的充放電的機器或元件可在物理上配置在同一殼體中。
在本實施形態中，將電池模組112中所包含的複數個蓄電單元、電池模組114中所包含的複數個蓄電單元以及電池模組116中所包含的複數個蓄電單元串聯連接。在本實施形態中，以電池模組112為低電位側，且電池模組116成為高電位側的方式，將電池模組112中所包含的複數個蓄電單元、電池模組114中所包含的複數個蓄電單元以及電池模組116中所包含的複數個蓄電單元串聯連接。
在本實施形態中，電池模組112、電池模組114以及電池模組116分別配置於其他電池模組與端子102或端子104之間。藉此，在電池模組112、電池模組114以及電池模組116各自所包含的複數個蓄電單元與負載或充電裝置之間，配置其他模組中所包含的一個以上的蓄電單元。
電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的一個的額定電壓與電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的另一個的額定電壓既可相同也可互不相同。電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的一個模組中所包含的複數個蓄電單元的個數，與電池模組112、電 池模組114以及電池模組116中的另一個模組中所包含的複數個蓄電單元的個數既可相同也可互不相同。
在本實施形態中，通道選擇器122、通道選擇器124以及通道選擇器126中的至少一個例如具有存儲部，前述存儲部存儲賦予給對應的電池模組中所包含的複數個蓄電單元的各個蓄電單元的第一識別資訊以及第二識別資訊。通道選擇器122、通道選擇器124以及通道選擇器126中的至少一個例如具有識別資訊轉換部，前述識別資訊轉換部參照前述存儲部中所存儲的資訊，將從外部(例如為系統控制部130)接收到的信號中所包含的第一識別資訊轉換為第二識別資訊，將發送到外部(例如為系統控制部130)的信號中所包含的第二識別資訊轉換為第一識別資訊。
對複數個蓄電單元的各個蓄電單元賦予的第二識別資訊較佳為互不相同。在一實施形態中，對複數個蓄電單元的各個蓄電單元賦予的第一識別資訊分別與所有第二識別資訊不同。在另一實施形態中，對複數個蓄電單元的各個蓄電單元賦予的第一識別資訊分別與所有第二識別資訊一致。
第一識別資訊可為用來供系統控制部130識別電池組100中所包含的所有蓄電單元的各個蓄電單元的資訊。第二識別資訊可為用來供對應的電池模組中所包含的管理充 放電的機器或元件識別對應的電池模組中所包含的複數個蓄電單元的各個蓄電單元的資訊。
在本實施形態中，通道選擇器122、通道選擇器124以及通道選擇器126分別對應配置於電池模組112、電池模組114以及電池模組116。例如，當電池模組112、電池模組114以及電池模組116分別具有已串聯連接的十個蓄電單元時，系統控制部130對電池模組112的各蓄電單元分配一至十的編號，對電池模組114的各蓄電單元分配十一至二十的編號，對電池模組116的各蓄電單元分配二一至三十的編號。
在此情況下，通道選擇器122例如存儲一至十作為電池模組112的各蓄電單元的第一識別資訊，且存儲一至十作為電池模組112的各蓄電單元的第二識別資訊。通道選擇器124例如存儲十一至二十作為電池模組114的各蓄電單元的第一識別資訊，存儲一至十作為電池模組114的各蓄電單元的第二識別資訊。通道選擇器126例如存儲二一至三十作為電池模組116的各蓄電單元的第一識別資訊，且存儲一至十作為電池模組116的各蓄電單元的第二識別資訊。
在管理電池模組的庫存的情況下，當電池組100不具有通道選擇器時，必須將電池模組112用的庫存、電池模 組114用的庫存以及電池模組116用的庫存分別設為不同的電池模組進行管理。然而，當電池組100具有通道選擇器時，至少能夠將電池模組114用的庫存與電池模組116用的庫存設為同一電池模組進行管理。藉此，能夠推進電池模組的標準化，另外，能夠削減管理電池模組的工時及費用。
在本實施形態中，系統控制部130控制電池組100。系統控制部130也可管理電池組100的狀態。例如，系統控制部130管理電池模組112、電池模組114以及電池模組116的電壓以及充放電狀態(State of Charge，有時稱為SOC)中的至少一個。
系統控制部130可收集表示電池模組112、電池模組114以及電池模組116的電壓以及充放電狀態中的至少一個的資訊。系統控制部130可管理電池模組112、電池模組114以及電池模組116之間的電壓以及充放電狀態中的至少一個的偏差。系統控制部130可以以電池模組112、電池模組114以及電池模組116之間的電壓以及充放電狀態中的至少一個的偏差滿足預定的條件的方式控制電池組100。作為預定的條件，例如可以是前述偏差小於預定的閾值的條件、前述偏差落在預定的範圍內的條件等。
在本實施形態中，電力傳輸總線140在任意的電池模 組之間傳輸電力。當無需在任意的電池模組之間傳輸電力時，可使低電位總線142以及高電位總線144電性地絕緣。當在任意的電池模組之間傳輸電力時，低電位總線142以及高電位總線144可電性地連接。在任意的電池模組之間傳輸電力的時序例如由系統控制部130決定。
圖2係示意性地顯示電池模組112的內部構成的一例。在本實施形態中，電池模組112具備端子202、端子204、組合電池210以及電壓管理部212。在本實施形態中，電壓管理部212具有平衡校正部220、保護部230、端子242以及端子244。
電池模組112可為第一蓄電裝置的一例。端子202可為負極端的一例。端子204可為正極端的一例。組合電池210可為複數個蓄電單元的一例。電壓管理部212可為管理裝置的一例。平衡校正部220可為均等化部的一例。端子242以及端子244可為送受電部的一例。
在本實施形態中，端子202與端子102電性地連接。在本實施形態中，端子204與電池模組114的蓄電單元電性地連接。在本實施形態中，組合電池210包含複數個蓄電單元。在本實施形態中，組合電池210的負極側的一端與端子202電性地連接，組合電池210的正極側的一端與端子204電性地連接。
構成組合電池210的蓄電單元可為二次電池或電容器。作為二次電池的種類，例如可以是鋰電池、鋰離子電池、鋰硫電池、鈉硫電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、氧化還原液流電池、金屬空氣電池等。鋰離子電池的種類並無特別限定。作為鋰離子電池的種類，例如可以是磷酸鐵系、錳系、鈷系、鎳系、三元係等。
構成組合電池210的蓄電單元也可更包含複數個蓄電單元。在一實施形態中，單一個蓄電單元包含已串聯連接的複數個蓄電單元。在另一實施形態中，單一個蓄電單元包含已並聯連接的複數個蓄電單元。在又一實施形態中，單一個蓄電單元包含呈矩陣狀連接的複數個蓄電單元。
在本實施形態中，電壓管理部212管理組合電池210的充放電。在本實施形態中，平衡校正部220使組合電池210的電壓均等化。平衡校正部220可在與系統控制部130之間收發資訊。平衡校正部220也可經由通道選擇器122在與系統控制部130之間收發資訊。
平衡校正部220也可與通道選擇器122在物理上配置在同一殼體中。平衡校正部220也可與通道選擇器122在物理上配置在不同的殼體中。平衡校正部220也可與通道選擇器122在物理上配置在同一基板上。平衡校正部220 也可與通道選擇器122在物理上配置在不同的基板上。關於平衡校正部220的一實施形態的詳細將在下文進行敘述。
保護部230保護組合電池210免受過電流、過電壓以及過放電中的至少一個傷害。作為保護部230，例如能利用如日本專利特開2009-183141號中所公開的公知的過電流/過電壓保護電路。
在本實施形態中，端子242與低電位總線142電性地連接。另外，端子242與組合電池210的負極端電性地連接。在本實施形態中，端子244與高電位總線144電性地連接。另外，端子244與組合電池210的正極端電性地連接。在本實施形態中，電池模組112的組合電池210的正極端以及負極端與電力傳輸總線140物理連接。藉此，電池模組112的組合電池210的正極端以及負極端始終與電力傳輸總線140電性地連接。
藉此，電池模組112的組合電池210能夠經由端子242以及端子244、以及電力傳輸總線140，在與其他電池模組中的至少一個之間收送電力。例如，端子242以及端子244不切斷或切換(a)組合電池210與(b-1)利用組合電池210的電力的負載之間或與(b-2)將組合電池210充電的充電裝置之間的電性地連接，而(i)將組合電池210的電力輸送到電 池模組114以及電池模組116中的至少一個，或(ii)從電池模組114以及電池模組116中的至少一個接受供給至組合電池210單元的電力。
圖3係示意性地顯示電池模組114的內部構成的一例。在本實施形態中，電池模組114具有端子202、端子204、組合電池210以及電壓管理部312。在本實施形態中，電壓管理部312具有平衡校正部220、保護部230、DC-DC轉換器330、端子242以及端子244。此外，電池模組116也可具有與電池模組114相同的內部構成。
在本實施形態中，電壓管理部312與電壓管理部212的不同點在於：(i)具備DC-DC轉換器330；(ii)DC-DC轉換器330具有端子242以及端子244；(iii)端子242與組合電池210的負極端未物理連接；以及(iv)端子244與組合電池210的正極端未物理連接。在電壓管理部312中，除前述不同點以外的構成元件可具有與電壓管理部212相同的特徵。
電池模組114可為第二蓄電裝置的一例。電壓管理部312可為管理裝置的一例。DC-DC轉換器330可為送受電部的一例。DC-DC轉換器330可為電壓調整部的一例。
在本實施形態中，DC-DC轉換器330經由電力傳輸總 線140在電池模組114的組合電池210與其他電池模組中的至少一個之間收送電力。例如，DC-DC轉換器330不切斷或切換(a)組合電池210與(b-1)利用組合電池210的電力的負載之間或與(b-2)將組合電池210充電的充電裝置之間的電性地連接，而(i)將組合電池210的電力輸送到電池模組112以及電池模組116中的至少一個，或(ii)從電池模組112以及電池模組116中的至少一個接受對組合電池210單元供給的電力。DC-DC轉換器330也可將送電或受電的電壓調整為任意值。
在本實施形態中，DC-DC轉換器330可根據接收到的用於使送電或受電開始的信號而開始送電或受電。DC-DC轉換器330可根據接收到的用於使送電或受電停止的信號而停止送電或受電。例如，DC-DC轉換器330基於來自系統控制部130的信號
Figure 107126714-A0305-02-0021-1
32而開始送電或受電，或者停止送電或受電。信號
Figure 107126714-A0305-02-0021-2
32可為包含表示開始動作的資訊、以及表示應執行送電動作以及受電動作中的哪一動作的資訊的信號。信號
Figure 107126714-A0305-02-0021-3
32可為表示開始送電動作的信號。信號
Figure 107126714-A0305-02-0021-4
32也可為表示開始受電動作的信號。信號
Figure 107126714-A0305-02-0021-5
32也可為表示停止當前動作的資訊。
DC-DC轉換器330的詳細並無特別限定，DC-DC轉換器330可為絕緣型DC-DC轉換器330。DC-DC轉換器330可為雙向DC-DC轉換器。電壓管理部312也可具有複數個 DC-DC轉換器330。
DC-DC轉換器330既可為順向式DC-DC轉換器，也可為返馳式DC-DC轉換器。在電池組100中，有電池模組112、電池模組114以及電池模組116的額定電壓不同的情況。因此，DC-DC轉換器330較佳為能應對的電壓的範圍廣的返馳式DC-DC轉換器。
DC-DC轉換器330既可為自激式DC-DC轉換器，也可為他激式DC-DC轉換器。DC-DC轉換器330既可為非同步整流方式的DC-DC轉換器，也可為同步整流方式的DC-DC轉換器。DC-DC轉換器330的控制方法並無特別限定，較佳為實施定電流控制。關於DC-DC轉換器330的一實施形態的詳細將在下文進行敘述。
結合圖2所說明的電池模組112不具有DC-DC轉換器330。然而，電池模組112並不限定於前述實施形態。電池模組112也可具有與電池模組114相同的構成。較佳為電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的至少一個具備雙向DC-DC轉換器。
圖4係示意性地顯示平衡校正部220的內部構成的一例。圖4將平衡校正部220的內部構成的一例與端子202、端子204以及組合電池210一同表示出。在本實施形態中， 組合電池210包括包含蓄電單元412、蓄電單元414、蓄電單元416以及蓄電單元418的串聯連接的複數個蓄電單元。在本實施形態中，平衡校正部220具備包含平衡校正電路432、平衡校正電路434以及平衡校正電路436的複數個平衡校正電路。平衡校正電路432、平衡校正電路434以及平衡校正電路436可為平衡校正裝置的一例。
在本實施形態中，平衡校正電路432使蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓均等化。在本實施形態中，平衡校正電路432電性地連接於蓄電單元414的端子204側的一端(有時稱為正極側)。平衡校正電路432電性地連接於蓄電單元414的端子202側的一端(有時稱為負極側)與蓄電單元412的正極側的連接點443。平衡校正電路432電性地連接於蓄電單元412的負極側。
在本實施形態中，對平衡校正電路432使鄰接的二個蓄電單元的電壓均等化的情況進行說明。然而，平衡校正電路432並不限定於本實施形態。在另一實施形態中，平衡校正電路432也可使串聯連接的三個以上的蓄電單元中的任意二個蓄電單元的電壓均等化。
在本實施形態中，平衡校正電路434使蓄電單元414以及蓄電單元416的電壓均等化。平衡校正電路434電性地連接於連接點443、蓄電單元414的正極側以及蓄電單 元416的負極側的連接點445、蓄電單元416的正極側以及蓄電單元418的負極側的連接點447。平衡校正電路434可具有與平衡校正電路432相同的構成。
在本實施形態中，平衡校正電路436使蓄電單元416以及蓄電單元418的電壓均等化。平衡校正電路436電性地連接於連接點445、連接點447以及蓄電單元418的正極側。平衡校正電路436可具有與平衡校正電路432相同的構成。
圖5係示意性地顯示平衡校正電路432的內部構成的一例。圖5將平衡校正電路432的內部構成的一例與蓄電單元412以及蓄電單元414一同表示出。在本實施形態中，平衡校正電路432具有電感器550、開關元件552、開關元件554以及均等化控制部570。平衡校正電路432也可具有二極體562以及二極體564。平衡校正電路432也可具有電壓監控部580。電壓監控部580例如包含電壓檢測部582、電壓檢測部584以及差分檢測部586。平衡校正電路432也可具有模組控制部590。
均等化控制部570、以及開關元件554以及開關元件552既可物理配置在同一基板，也可配置在物理上不同基板。均等化控制部570以及模組控制部590既可物理上形成於同一基板，也可物理上形成於不同基板。
在本實施形態中，對平衡校正電路432具有均等化控制部570以及模組控制部590的情況進行說明。然而，平衡校正電路432並不限定於本實施形態。在另一實施形態中，也可為均等化控制部570具有模組控制部590的功能的至少一部分，平衡校正電路432不具有模組控制部590。在又一實施形態中，也可為模組控制部590具有均等化控制部570的功能的至少一部分，平衡校正電路432不具有均等化控制部570。
在本實施形態中，對如下情況進行說明，即，利用(i)設置在包含蓄電單元414、電感器550、以及開關元件554或二極體564的第一電路的適當位置的電阻器、以及(ii)設置在包含蓄電單元412、電感器550、以及開關元件552或二極體562的第二電路的適當位置的電阻器作為用於檢測流經電感器550的電感器電流的電流檢測部。前述電阻器也可為分流電阻器。
然而，電流檢測部並不限定於本實施形態。在另一實施形態中，也可利用開關元件552的內部電阻以及開關元件554的內部電阻中的至少一個作為電流檢測部。在又一實施形態中，電流檢測部也可為電流計，前述電流計檢測流經電感器550的電流，並將包含表示電感器550的電流值的資訊的信號傳輸到均等化控制部570。
蓄電單元412以及蓄電單元414中的一個可為構成複數個蓄電單元的第一蓄電單元的一例。蓄電單元412以及蓄電單元414中的另一個可為構成複數個蓄電單元的第二蓄電單元的一例。平衡校正電路432可為平衡校正裝置的一例。開關元件552以及開關元件554中的一個可為第一開關元件的一例。開關元件552以及開關元件554中的另一個可為第二開關元件的一例。二極體562以及二極體564中的一個可為整流部或第一整流部的一例。二極體562以及二極體564中的另一個可為整流部或第二整流部的一例。均等化控制部570可為均等化部的一例。
在本實施形態中，平衡校正電路432電性地連接於(i)蓄電單元414的正極側、(ii)蓄電單元414的負極側以及蓄電單元412的正極側的連接點443、以及(iii)蓄電單元412的負極側。藉此，形成包含蓄電單元414、開關元件554以及電感器550的第一開閉電路。另外，形成包含蓄電單元412、電感器550以及開關元件552的第二開閉電路。連接點443可為第一蓄電單元的一端與第二蓄電單元的一端的連接點的一例。
在本實施形態中，電感器550配置在蓄電單元414以及開關元件554之間，且與蓄電單元414以及開關元件554串聯連接。藉此，電感器550以及開關元件554協動，調 整蓄電單元412以及蓄電單元414中的至少一個的電壓。在本實施形態中，電感器550的一端電性地連接於連接點443。電感器550的另一端電性地連接於開關元件552以及開關元件554的連接點545。
根據本實施形態，藉由開關元件552以及開關元件554交替地重複接通動作以及斷開動作(有時稱為接通/斷開動作)，電感器550產生電感器電流IL。藉此，能夠在蓄電單元412與蓄電單元414之間經由電感器550授受電能。結果，能夠使蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓均等化。
在本實施形態中，開關元件552電性地連接於電感器550的另一端與蓄電單元412的負極側之間。開關元件552從均等化控制部570接收驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0027-6
52，並基於驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0027-7
52進行接通動作或斷開動作。第二開閉電路伴隨開關元件552的動作而開閉。開關元件552可為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Eield Effect Transistor；金屬氧化物半導體場效應電晶體)等半導體電晶體。
在本實施形態中，開關元件554電性地連接於電感器550的另一端與蓄電單元414的正極側之間。開關元件554從均等化控制部570接收驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0027-8
54，並基於驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0027-9
54進行接通動作或斷開動作。第一開閉電路伴隨開關元 件554的動作而開閉。開關元件554可為MOSFET等半導體電晶體。
在本實施形態中，二極體562電性地連接於電感器550的另一端與蓄電單元412的負極側之間。二極體562與開關元件552並聯地配置。在開關元件552為MOSFET等半導體元件的情況下，二極體562也可為等效地形成於開關元件552的源極-汲極間的寄生二極體。
在本實施形態中，二極體562在從蓄電單元412的負極側朝電感器550的另一端的方向上流通電流。另一方面，二極體562不在從電感器550的另一端朝蓄電單元412的負極側的方向上流通電流。也就是說，從蓄電單元412的負極側朝蓄電單元412的正極側的方向流動的電流能夠通過二極體562，但從蓄電單元412的正極側朝蓄電單元412的負極側的方向流動的電流無法通過二極體562。
在本實施形態中，二極體564電性地連接於電感器550的另一端與蓄電單元414的正極側之間。二極體564與開關元件554並聯地配置。在開關元件554為MOSFET等半導體元件的情況下，二極體564也可為等效地形成於開關元件554的源極一汲極間的寄生二極體。
在本實施形態中，二極體564在從電感器550的另一 端朝蓄電單元414的正極側的方向上流通電流。另一方面，二極體564不在從蓄電單元414的正極側朝電感器550的另一端的方向上流通電流。也就是說，從蓄電單元414的負極側朝蓄電單元414的正極側的方向流動的電流能夠通過二極體564，但從蓄電單元414的正極側朝蓄電單元414的負極側的方向流動的電流無法通過二極體564。
平衡校正電路432具有二極體562以及二極體564，因此即使是在開關元件552以及開關元件554均呈斷開狀態期間，在第一電路或第二電路中殘留有電感器電流IL的情況下，前述電感器電流IL也能通過二極體562或二極體564在電路內繼續流動。藉此，平衡校正電路432能夠充分利用電感器550暫時產生的電感器電流IL。另外，平衡校正電路432能夠抑制在阻斷電感器電流IL的情況下突波(surge)電壓的產生。
在本實施形態中，均等化控制部570控制開關元件552以及開關元件554中的至少一個來控制平衡校正電路432。例如，均等化控制部570基於來自模組控制部590的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0029-10
58，而控制開關元件552以及開關元件554中的至少一個。
在本實施形態中，均等化控制部570將用於控制開關元件552的接通/斷開動作的驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0029-11
52供給至開關元 件552。另外，均等化控制部570將用於控制開關元件554的接通/斷開動作的驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-12
54供給至開關元件554。
在一實施形態中，均等化控制部570以開關元件552以及開關元件554交替地(或互補地)重複接通/斷開動作的方式供給驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-13
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-14
54。藉此，在平衡校正電路432作動的期間，重複交替地切換電流流經第一電路的狀態與電流流經第二電路的狀態的開關動作。
在另一實施形態中，均等化控制部570以開關元件552以及開關元件554中的一個重複接通/斷開動作，且開關元件552以及開關元件554的另一個維持斷開狀態的方式，供給驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-15
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-16
54。藉此，在平衡校正電路432作動的期間，重複交替地切換電流流經第一電路的狀態與電流流經第二電路的狀態的開關動作。
例如，在動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-17
58表示使電荷從蓄電單元414移動到蓄電單元412的情況下，均等化控制部570以開關元件554重複接通/斷開動作且開關元件552維持斷開狀態的方式，供給驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-18
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-19
54。在該情況下，電感器電流經由二極體562流經第二電路。另一方面，在動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0030-20
58表示使電荷從蓄電單元412移動到蓄電單元414的情況下，均等化控制部570以開關元件552重複接通/斷開動作且開關元件554維持斷開狀態的 方式，供給驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-21
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-22
54。在該情況下，電感器電流經由二極體564流經第一電路。
均等化控制部570可將驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-23
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-24
54組合，生成用來控制平衡校正電路432的各種控制信號。在一實施形態中，均等化控制部570生成用於使開關元件554進行接通動作且使開關元件552進行斷開動作的第一控制信號。在另一實施形態中，均等化控制部570生成用於使開關元件554進行斷開動作且使開關元件552進行接通動作的第二控制信號。在又一實施形態中，均等化控制部570生成用於使開關元件554進行斷開動作且使開關元件552進行斷開動作的第三控制信號。第一控制信號、第二控制信號以及第三控制信號可分別由驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-25
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-26
54所構成。
均等化控制部570例如以在平衡校正電路432的作動狀態下，平衡校正電路432重複下述開關動作的方式控制平衡校正電路432。另外，均等化控制部570例如以在平衡校正電路432的停止狀態下，平衡校正電路432停止開關動作的方式控制平衡校正電路432。
例如，均等化控制部570以在平衡校正電路432的作動期間，平衡校正電路432以預定的周期重複開關動作的方式，將驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-27
52以及驅動信號
Figure 107126714-A0305-02-0031-28
54供給至開關元件 552以及開關元件554。在此，所謂「預定的周期」，不僅包含預定開關動作的重複週期的情況，還包含藉由預定的任意算法使前述週期變動的情況或藉由預先配置的任意的模擬電路使前述週期變動的情況。
例如，即使在下一循環的周期是根據當前循環的某些資訊、以及預定的特定的算法或特定的模擬電路來決定的情況下，前述週期也可為「預定的周期」的一例。另外，即使在將開關動作中所包含的第一動作、第二動作以及第三動作中的至少一個切換為另一動作的時序是根據特定的算法或特定的模擬電路來決定的情況下，前述開關動作的周期也可為「預定的周期」的一例。前述週期例如是基於(i)蓄電單元412以及蓄電單元414中的至少一個、(ii)流經電感器550的電流的電流值、以及(iii)所述(i)與(ii)的組合來決定。
開關動作可包含：(i)第一動作，開關元件554進行接通動作且開關元件552進行斷開動作；以及(ii)第二動作，開關元件554進行斷開動作且開關元件552進行接通動作。開關動作除包含第一動作以及第二動作以外，還可包含開關元件554以及開關元件552這兩者進行斷開動作的第三動作。第一動作、第二動作以及第三動作的的順序可任意地決定，但較佳為繼第一動作之後實施第二動作。開關動作也可包含與前述第一動作、第二動作以及第三動作 不同的其他動作。
在本實施形態中，電壓監控部580對蓄電單元412以及蓄電單元414中的至少一個的電壓進行監控。在本實施形態中，電壓監控部580利用電壓檢測部582以及電壓檢測部584對蓄電單元412的電壓以及蓄電單元414的電壓進行檢測。電壓監控部580將蓄電單元412的電壓以及蓄電單元414的電壓輸入到差分檢測部586，檢測蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓差。電壓監控部580生成表示所檢測出的電壓差的信號
Figure 107126714-A0305-02-0033-29
56，並發送到模組控制部590。信號
Figure 107126714-A0305-02-0033-30
56也可包含表示蓄電單元412的電壓以及蓄電單元414的電壓中哪一電壓大的資訊。信號
Figure 107126714-A0305-02-0033-31
56也可包含表示蓄電單元412的電壓以及蓄電單元414的電壓的資訊。
在本實施形態中，模組控制部590控制平衡校正電路432。模組控制部590可經由均等化控制部570控制平衡校正電路432。模組控制部590可將表示蓄電單元412的電壓以及蓄電單元414的電壓的資訊發送到系統控制部130。模組控制部590可經由對應的通道選擇器(例如為通道選擇器122、通道選擇器124或通道選擇器126)，將表示蓄電單元412的電壓以及蓄電單元414的電壓的資訊發送到系統控制部130。
在一實施形態中，模組控制部590決定使電荷移動的 方向。例如，模組控制部590基於蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓或SOC，決定(i)使電荷從蓄電單元414移動到蓄電單元412，還是(ii)使電荷從蓄電單元412移動到蓄電單元414。模組控制部590可將包含表示使電荷移動的方向的資訊的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0034-32
58發送到均等化控制部570。
在另一實施形態中，模組控制部590推測在蓄電單元412以及蓄電單元414之間移動的淨電荷量(有時稱為電荷的移動量)。例如，模組控制部590基於(i)平衡校正電路432的作動時間、以及(ii)流經電感器550的電流值的實測值或推測值，推測電荷的移動量。模組控制部590也可基於電荷的移動量的推測值來控制平衡校正電路432。模組控制部590也可將包含表示電荷的移動量的推測值的資訊的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0034-33
58發送到均等化控制部570。模組控制部590也可作為移動電荷量推測裝置的一例，前述移動電荷量推測裝置是基於平衡校正裝置的作動時間、以及平衡校正裝置的作動期間的電感器電流的電流值的絕對值的谷值或其目標條件，推測在平衡校正裝置的作動期間中在兩個蓄電單元之間移動的淨電荷量。
模組控制部590也可推測平衡校正電路432從作動至停止為止的時間。例如，模組控制部590基於平衡校正電路432即將作動之前或剛作動後的蓄電單元414以及蓄電 單元412的電壓差、以及電荷的移動量的推測值，推測平衡校正電路432從作動至停止為止的時間。模組控制部590也可作為作業時間推測裝置的一例，前述作業時間推測裝置是基於成為平衡校正裝置的動作對象的兩個蓄電單元的電壓差、以及平衡校正裝置的作動期間的電感器電流的電流值的絕對值的谷值或其目標條件，推測直至平衡校正裝置停止為止的時間或時刻。
在又一實施形態中，模組控制部590決定是否使平衡校正電路432作動、以及是否使平衡校正電路432停止中的至少一個。模組控制部590將動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0035-34
58發送到均等化控制部570，前述動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0035-35
58包含表示是否使平衡校正電路432作動、以及是否使平衡校正電路432停止中的至少一個的資訊。
[使平衡校正電路432作動的時序]
在本實施形態中，模組控制部590將包含表示使停止的平衡校正電路432作動的資訊的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0035-36
58發送到均等化控制部570。例如，模組控制部590在使平衡校正電路432作動的時序，將前述動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0035-37
58發送到均等化控制部570。模組控制部590也可將包含表示使平衡校正電路432作動的時序的資訊、以及表示在前述時序使平衡校正電路432作動的資訊的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0035-38
58發送到均等化控制部570。
模組控制部590可基於蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓或SOC，決定使停止的平衡校正電路432作動的時序。例如，模組控制部590在蓄電單元412以及蓄電單元414中的至少一個的電壓或SOC滿足預定的第一條件的情況下，決定使平衡校正電路432作動。作為前述第一條件，例如可以是如下條件等，即，(i)蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓或SOC的差大於預定的第一值；以及(ii)蓄電單元412以及蓄電單元414中的至少一個的電壓或SOC與根據蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓或SOC而規定的值一致。
[使平衡校正電路432停止的時序]
在本實施形態中，模組控制部590將包含表示使作動的平衡校正電路432停止的資訊的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0036-39
58發送到均等化控制部570。例如，模組控制部590在使平衡校正電路432停止的時序，將前述動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0036-40
58發送到均等化控制部570。模組控制部590也可將包含表示使平衡校正電路432停止的時序的資訊、以及表示在前述時序使平衡校正電路432停止的資訊的動作控制信號
Figure 107126714-A0305-02-0036-41
58發送到均等化控制部570。
在本實施形態中，對平衡校正電路432利用電感器550、開關元件552以及開關元件554使蓄電單元412以及 蓄電單元414的電壓均等化的情況進行了說明。然而，平衡校正電路432並不限定於本實施形態。平衡校正電路432可通過公知的均等化方式或未來將被開發的均等化方式，使蓄電單元412以及蓄電單元414的電壓均等化。在一實施形態中，利用使用電阻將電壓高的蓄電單元的能量釋放的平衡校正電路。在另一實施形態中，利用使用變壓器使電荷移動的平衡校正電路。
圖6係示意性地顯示DC-DC轉換器330的內部構成的一例。在本實施形態中，DC-DC轉換器330具有變壓器610。在本實施形態中，DC-DC轉換器330具有開關元件622、二極體634、放電控制部642、電流檢測部652以及電容器662。藉此，能夠將組合電池210的電力供給至其他電池模組。
在本實施形態中，DC-DC轉換器330具有開關元件624、二極體632、充電控制部644、電流檢測部654以及電容器664。藉此，能夠利用從其他電池模組供給的電力對組合電池210充電。
在本實施形態中，變壓器610具有兩個線圈。變壓器610從一個線圈向另一個線圈傳輸能量。另外，變壓器610從另一個線圈向一個線圈傳輸能量。
在本實施形態中，變壓器610的一個線圈的一端與組合電池210的正極端電性地連接。變壓器610的一個線圈的另一端與開關元件622的一端電性地連接。開關元件622的另一端與組合電池210的負極端電性地連接。
在本實施形態中，變壓器610的另一個線圈的一端與端子244電性地連接。變壓器610的另一個線圈的另一端與開關元件624的一端電性地連接。開關元件624的另一端與端子242電性地連接。
在本實施形態中，開關元件622基於來自放電控制部642的信號，進行接通動作以及斷開動作。開關元件622可為MOSFET等半導體電晶體。在本實施形態中，開關元件624可基於來自充電控制部644的信號進行接通動作以及斷開動作。開關元件622可為MOSFET等半導體電晶體。
在本實施形態中，二極體632電性地連接於變壓器610的一個線圈的另一端與組合電池210的負極端之間。二極體632與開關元件622並聯地配置。在開關元件622為MOSFET等的半導體元件的情況下，二極體632也可為等效地形成於開關元件622的源極一汲極間的寄生二極體。在本實施形態中，二極體632在從組合電池210的負極端朝組合電池210的正極端的方向流通電流。另一方面，二極體632不在從組合電池210的正極端朝組合電池210的負 極端的方向上流通電流。
在本實施形態中，二極體634電性地連接於變壓器610的另一個線圈的另一端與端子242之間。二極體634與開關元件624並聯地配置。在開關元件624為MOSFET等的半導體元件的情況下，二極體634也可為等效地形成於開關元件624的源極-汲極間的寄生二極體。在本實施形態中，二極體634在從端子242朝端子244的方向上流通電流。另一方面，二極體634不在從端子244朝端子242的方向上流通電流。
在本實施形態中，放電控制部642控制開關元件622。例如，放電控制部642生成用來控制開關元件622的接通動作以及斷開動作的信號，並將所生成的信號發送到開關元件622。放電控制部642可具有脈波寬度調變器。放電控制部642可利用脈波寬度調變器生成前述信號。
在一實施形態中，放電控制部642從電流檢測部652取得表示流經變壓器610的電流的大小的資訊。放電控制部642也可基於表示流經變壓器610的電流的大小的資訊，生成用來控制開關元件622的接通動作以及斷開動作的信號。
例如，放電控制部642以流經變壓器610的一個線圈 的電流的大小滿足預定的條件的方式，生成用來控制開關元件622的接通動作以及斷開動作的信號。作為預定的條件，可以為流經變壓器610的一個線圈的電流的大小與DC-DC轉換器330的額定電流值大致相等這種條件。
在另一實施形態中，放電控制部642以端子242以及端子244之間的電壓滿足預定的條件的方式，生成用來控制開關元件622的接通動作以及斷開動作的信號。作為預定的條件，例如可以是如下條件等，即：端子242以及端子244之間的電壓與預定的值大致相等；以及端子242以及端子244之間的電壓落在預定的範圍內。
在本實施形態中，充電控制部644控制開關元件624。例如，充電控制部644生成用來控制開關元件624的接通動作以及斷開動作的信號，並將所生成的信號發送到開關元件624。充電控制部644可具有脈波寬度調變器。充電控制部644可利用脈波寬度調變器生成前述信號。
在一實施形態中，充電控制部644從電流檢測部652取得表示流經變壓器610的電流的大小的資訊。充電控制部644也可基於表示流經變壓器610的電流的大小的資訊，生成用來控制開關元件624的接通動作以及斷開動作的信號。
例如，充電控制部644以流經變壓器610的另一個線圈的電流的大小滿足預定的條件的方式，生成用來控制開關元件624的接通動作以及斷開動作的信號。作為預定的條件，可以為流經變壓器610的另一個線圈的電流的大小與DC-DC轉換器330的額定電流值大致相等這種條件。
在另一實施形態中，充電控制部644以對組合電池210施加的電壓滿足預定的條件的方式，生成用來控制開關元件624的接通動作以及斷開動作的信號。作為預定的條件，例如可以是如下條件等，即：對組合電池210施加的電壓與預定的值大致相等；以及對組合電池210施加的電壓落在預定的範圍內。
在本實施形態中，電流檢測部652對流經變壓器610的一個線圈的電流進行檢測。電流檢測部652將表示所檢測出的電流的大小的資訊提供給放電控制部642。在本實施形態中，電流檢測部654對流經變壓器610的另一個線圈的電流進行檢測。電流檢測部652將表示所檢測出的電流的大小的資訊提供給放電控制部642。
在本實施形態中，電容器662的一端與變壓器610的一個線圈的一端電性地連接。電容器662的另一端與開關元件622的另一端電性地連接。電容器662與組合電池210並聯地配置。在本實施形態中，電容器664的一端與變壓 器610的另一個線圈的一端電性地連接。電容器662的另一端與開關元件624的另一端電性地連接。電容器664與組合電池210並聯地配置。
圖7係示意性地顯示系統控制部130的內部構成的一例。在本實施形態中，系統控制部130具備模組管理部710、模組選擇部720以及信號生成部730。模組選擇部720可為決定部的一例。信號生成部730可為命令生成部的一例。
模組管理部710管理電池組100所具備的電池模組的狀態。例如，模組管理部710收集表示電池模組112、電池模組114以電池模組116的電壓以及充放電狀態中的至少一個的資訊。模組管理部710可針對構成各模組的組合電池210的複數個蓄電單元的各者，收集表示電壓以及充放電狀態中的至少一個的資訊。模組管理部710也可將表示各電池模組的電壓以及充放電狀態中的至少一個的資訊存儲在存儲裝置。
模組管理部710可經由與各電池模組對應的通道選擇器從各電池模組的平衡校正部220獲取表示各電池模組的電壓以及充放電狀態中的至少一個的資訊。模組管理部710也可從各模組的平衡校正部220的模組控制部590獲取表示各模組的電壓以及充放電狀態中的至少一個的資訊。
在本實施形態中，模組選擇部720決定是否從一個或複數個電池模組向一個或複數個其他電池模組傳輸電力。模組選擇部720可選擇送電側的電池模組、以及受電側的電池模組。
例如，模組選擇部720基於構成電池模組112、電池模組114以電池模組116的各者的組合電池210的複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態，決定電池模組112、電池模組114以及電池模組116中的(i)對電力傳輸總線140送電的電池模組以及(ii)從電力傳輸總線140受電的電池模組。例如，模組選擇部720基於各電池模組的組合電池210的電壓或充放電狀態，決定前述電池模組。
在本實施形態中，信號生成部730生成用來控制電池模組112、電池模組114以及電池模組116的信號。信號生成部730可將所生成的信號發送到成為前述信號的對象的電池模組。
在本實施形態中，信號生成部730生成包含(i)用於使對電力傳輸總線140送電的電池模組的DC-DC轉換器330開始送電動作的命令、以及(ii)用於使從電力傳輸總線140受電的電池模組的DC-DC轉換器330開始受電動作的命令中的至少一個的信號。信號生成部730可基於構成各電池 模組的各者的組合電池210的複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態，生成前述信號。信號生成部730可基於各電池模組的各者的組合電池210的電壓或充放電狀態，生成前述信號。
在本實施形態中，信號生成部730生成包含(i)用於使對電力傳輸總線140送電的電池模組的DC-DC轉換器330停止送電動作的命令、以及(ii)用於使從電力傳輸總線140受電的電池模組的DC-DC轉換器330停止受電動作的命令中的至少一個的信號。信號生成部730可基於構成各電池模組的各者的組合電池210的複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態，生成前述信號。信號生成部730可基於各電池模組的各者的組合電池210的電壓或充放電狀態，生成前述信號。
圖8係示意性地顯示電動汽車800的系統構成的一例。在本實施形態中，電動汽車800具有電池組100以及馬達810。電動汽車800可為利用電而作動的電氣機器的一例。馬達810可為利用電池組100的電力的負載的一例。
在本實施形態中，電池模組112、電池模組114以及電池模組116配置在電動汽車800的不同位置。根據供配置電池模組的位置，電池模組周圍的環境不同。作為前述環境，例如可以是溫度、濕度、溫度變化、濕度變化等。 因此，在複數個電池模組之間，劣化狀態的偏差隨著時間經過而變大。結果，有複數個電池模組之間的電壓或SOC的平衡偏離起初的設定值的情況。
然而，根據本實施形態的電池組100，在複數個電池模組之間的電壓或SOC失去平衡的情況下，能夠在複數個電池模組之間輸收送電力。藉此使電池組100的性能恢復。另外，能夠有效率地利用電池組100。
圖9係示意性地顯示電池組900的系統構成的一例。在圖1中對如下實施形態進行說明，即：在電池組100具備系統控制部130以及複數個電池模組，各電池模組具有組合電池210以及平衡校正部220，且各電池模組的組合電池210串聯連接的情況下，電池組100具備對應於各電池模組的通道選擇器。
本實施形態的電池組900與電池組100的不同點在於複數個電池模組中的至少兩個並聯連接。在本實施形態中，電池組900具有系統控制部130、電池模組920以及電池模組940。電池模組920以及電池模組940分別具有組合電池210以及平衡校正部220。
在本實施形態中，電池組900具備對應於電池模組920的通道選擇器932、以及對應於電池模組940的通道選擇 器934。通道選擇器932以及通道選擇器934可具有與通道選擇器122、通道選擇器124或通道選擇器126相同的構成。通道選擇器932以及通道選擇器934可在與系統控制部130之間收發資訊。
在本實施形態中，電池組900具有：電流檢測部942，檢測流經電池模組920的組合電池210的電流；以及電流檢測部944，檢測流經電池模組940的組合電池210的電流。電流檢測部942以及電流檢測部944可將表示所檢測出的電流的大小的資訊發送到系統控制部130。電流檢測部942以及電流檢測部944的各者可分別經由通道選擇器932以及通道選擇器934，將表示所檢測出的電流的大小的資訊發送到系統控制部130。
在本實施形態中，電池組900具有：切換部952，切換端子104以及電池模組920的組合電池210的電性地連接關係；切換部954，切換端子104以及電池模組940的組合電池210的電性地連接關係。切換部952以及切換部954可分別基於來自系統控制部130的信號切換前述連接關係。切換部952以及切換部954的各者可分別經由通道選擇器932以及通道選擇器934，接收來自系統控制部130的信號。此外，切換部952也可配置在端子102與電池模組920的組合電池210之間。切換部954也可配置在端子102與電池模組940的組合電池210之間。
以上，使用實施形態對本發明進行了說明，但本發明的保護範圍並不限定於前述實施形態所記載的範圍。所屬技術領域中具有通常知識者顯然清楚，可對前述實施形態施加各種變更或改良。另外，可在技術上不矛盾的範圍內，將關於特定的實施形態所說明的事項應用於其他實施形態。另外，各構成元件也可具有與名稱相同且參照符號不同的其他構成要素相同的特徵。根據申請專利範圍的記載顯然可知，施加了這種變更或改良的方式也可包含在本發明的申請專利範圍內。
應當注意的是，申請專利範圍、說明書以及圖式中所示的裝置、系統、程序以及方法中的動作、順序、步驟以及階段等各處理的執行順序只要未特別明示「之前」、「先於」等，或者，除非在後面的處理中使用前面的處理的輸出，則能夠以任意的順序來實現。關於申請專利範圍、說明書以及圖式中的動作流程，亦即使為方便起見而使用「首先，」、「其次，」等進行了說明，也並不意味著必須按照前述順序來實施。
100:電池組
102、104:端子
112、114、116:電池模組
122、124、126:通道選擇器
130:系統控制部
140:電力傳輸總線
142:低電位總線
144:高電位總線

Claims (19)

  1. 一種蓄電系統，係具備：複數個蓄電裝置，係彼此串聯連接，並分別具備：管理裝置，係管理彼此串聯連接的複數個蓄電單元中的對應的複數個蓄電單元的充放電；電力線，係能夠分別與前述複數個蓄電裝置電性地連接；以及控制裝置；前述電力線係具有低電位總線以及高電位總線；前述複數個蓄電裝置中的第一蓄電裝置還具有：第一端子，係等電位地連接於前述低電位總線以及對應的前述複數個蓄電單元的負極端；以及第二端子，係等電位地連接於前述高電位總線以及對應的前述複數個蓄電單元的正極端；前述複數個蓄電裝置中之將前述第一蓄電裝置除外之一個或者複數個其他的蓄電裝置分別還具有絕緣型雙向直流對直流轉換器；前述絕緣型雙向直流對直流轉換器的一次側的兩個端子係連接於對應的前述複數個蓄電單元的正極端以及負極端，前述絕緣型雙向直流對直流轉換器的二次側的兩個端子係連接於前述低電位總線以及前述高電位總線； 前述控制裝置係構成為能夠控制前述絕緣型雙向直流對直流轉換器的動作。
  2. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中設置於前述一個或者複數個其他的蓄電裝置的每個蓄電裝置之前述絕緣型雙向直流對直流轉換器係構成為：不切斷或切換(a)前述對應的複數個蓄電單元與(b-1)利用前述對應的複數個蓄電單元的電力的負載之間或與(b-2)將前述對應的複數個蓄電單元充電的充電裝置之間的電性地連接，而(i)將前述對應的複數個蓄電單元的電力輸送到與前述負載以及前述充電裝置不同的外部機器、或(ii)從前述外部機器接收供給至前述複數個蓄電單元的電力；前述外部機器係包含：一個以上的蓄電單元，係配置於(a)前述對應的複數個蓄電單元與(b-1)前述負載或(b-2)前述充電裝置之間，且與前述對應的複數個蓄電單元串聯連接。
  3. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中設置於前述一個或者複數個其他的蓄電裝置的每個蓄電裝置之前述絕緣型雙向直流對直流轉換器係調整送電或受電的電壓。
  4. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中設置於前述一個或者複數個其他的蓄電裝置的每個蓄電裝置之前述絕緣型雙向直流對直流轉換器係構成為：根據接收到的用於使送電或受電開始的信號而開始送電或受電；或者 根據接收到的用於使送電或受電停止的信號而停止送電或受電。
  5. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中還具備：控制部，係控制前述複數個蓄電裝置之間的電力的傳送。
  6. 如請求項5所記載之蓄電系統，其中對前述複數個蓄電裝置的所有前述蓄電裝置中的前述複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予彼此不同的第一識別資訊；對前述複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予第二識別資訊，前述第二識別資訊係在各個蓄電裝置內彼此不同；當從前述控制部接收到與至少一個蓄電單元對應的第一識別資訊時，前述複數個管理裝置中的對應的一個管理裝置係基於所接收到的前述第一識別資訊來特定與前述至少一個蓄電單元對應的第二識別資訊。
  7. 如請求項6所記載之蓄電系統，其中對前述複數個蓄電單元的每個蓄電單元賦予的前述第一識別資訊分別(i)與所有前述第二識別資訊不同，或(ii)與所有前述第二識別資訊一致。
  8. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中前述第一蓄電裝置的額定電壓以及前述一個或者複數個其他的蓄電裝置中的至少一個蓄電裝置的額定電壓係互不相同。
  9. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中前述第一蓄電裝置所管理的前述對應的複數個蓄電單元的個數與前述一 個或者複數個其他的蓄電裝置中的至少一個蓄電裝置所管理的前述對應的複數個蓄電單元的個數係互不相同。
  10. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中前述第一蓄電裝置係配置於前述複數個蓄電裝置中的最靠負極側。
  11. 如請求項5所記載之蓄電系統，其中前述控制部具備：決定部，係基於前述複數個蓄電裝置的每個蓄電裝置所具有的前述複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態，決定前述複數個蓄電裝置中的(i)對前述電力線送電的蓄電裝置以及(ii)從前述電力線受電的蓄電裝置；以及命令生成部，係生成(i)用於使對前述電力線送電的蓄電裝置的前述絕緣型雙向直流對直流轉換器開始送電動作的命令、以及(ii)用於使從前述電力線受電的蓄電裝置的前述絕緣型雙向直流對直流轉換器開始受電動作的命令中的至少一個。
  12. 如請求項11所記載之蓄電系統，其中前述決定部基於前述複數個蓄電裝置的每個蓄電裝置所具有的前述複數個蓄電單元各自的電壓或充放電狀態，決定(i)停止前述送電動作的蓄電裝置、以及(ii)停止前述受電動作的蓄電裝置中的至少一個；前述命令生成部生成(i)用於使停止前述送電動作的蓄電裝置的前述絕緣型雙向直流對直流轉換器停止送電動作的命令、以及(ii)用於使停止前述受電動作的 蓄電裝置的前述絕緣型雙向直流對直流轉換器停止受電動作的命令中的至少一個。
  13. 如請求項6所記載之蓄電系統，其中當從前述控制部接收到與至少一個蓄電單元對應的第二識別資訊時，前述控制部係基於所接收到的前述第二識別資訊來特定與前述至少一個蓄電單元對應的第一識別資訊。
  14. 如請求項13所記載之蓄電系統，其中前述複數個管理裝置中的一個管理裝置係具有：存儲部，係存儲前述第一識別資訊以及前述第二識別資訊的至少一者。
  15. 如請求項10所記載之蓄電系統，其中前述第一蓄電裝置中的前述對應的複數個蓄電單元的前述正極端以及前述負極端係與前述電力線物理連接，且始終與前述電力線電性地連接。
  16. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中前述絕緣型雙向直流對直流轉換器係具有：變壓器，係具有：第一線圈，係第一端連接於對應的前述複數個蓄電單元的前述正極端；以及第二線圈，係第一端連接於前述二次側的前述兩個端子中之連接於前述高電位總線的端子；第一開關元件，係第一端連接於前述第一線圈的第二端，且第二端連接於對應的前述複數個蓄電單元的前述負極端；第一二極體，係第一端連接於前述第一線圈的前述第二端，第二端連接於對應的前述複數個蓄電單元 的前述負極端，且構成為供電流於從前述負極端朝前述正極端之方向流動；第二開關元件，係第一端連接於前述第二線圈的第二端，且第二端連接於前述二次側的前述兩個端子中之連接於前述低電位總線的端子；以及第二二極體，係第一端連接於前述第二線圈的前述第二端，第二端連接於已連接於前述低電位總線的前述端子，且構成為供電流於從連接於前述低電位總線的前述端子朝連接於前述高電位總線的前述端子之方向流動。
  17. 如請求項16所記載之蓄電系統，其中前述絕緣型雙向直流對直流轉換器為返馳式直流對直流轉換器。
  18. 如請求項1所記載之蓄電系統，其中前述第一蓄電裝置還具有用以使對應的前述複數個蓄電單元的電壓均等化之均等化部；前述一個或者複數個其他的蓄電裝置還具有用以使對應的前述複數個蓄電單元的電壓均等化之均等化部。
  19. 一種電氣機器，具備：如請求項1所記載之蓄電系統；以及負載，利用前述蓄電系統的電力。
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