車輛用電池組均衡化系統以及車輛用電池組均衡化方法技術方案

一種通過使對搭載在車輛中的多個單位電池（11）進行串聯連接而成的電池組（10）的各單位電池（11）放電來使各單位電池（11）的電壓或者剩余容量（SOC）均衡化的車輛用電池組均衡化系統（100），各單位電池（11）的均衡化處理時間被設定成即將進行均衡化處理之前從電池組（10）放電的放電時間與從各單位電池（11）放電的電流之差相對均衡化放電電流的比率相乘得到的時間。由此，能夠抑制均衡化處理時的消耗電力。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及使將電池串聯組合而成的電池組的各電池的電壓均衡化的系統以及其方法。
技術介紹
近年來，使用了由電動機驅動的電動汽車、通過發動機和電動機驅動車輛的混合動力車輛。在這樣的電動車輛中，以鎳氫二次電池、鋰離子二次電池等作為單位電池(cell)，將這些單位電池串聯連接多個而成的電池組大多被作為電源使用。這樣的電池組在反復充放電中會因各單位電池的充電狀態(剩余容量(SOC))的不同而使得其兩端電壓產生偏差，如果對此置之不理地進行充電或放電，則一部分單位電池容易成為電池電壓的上下限，使得電池組的使用范圍變窄，有時導致電動車輛能夠行駛的距離變短。 鑒于此，提出了一種在車輛的點火開關斷開(off)時，判斷為多個單位電池沒有以平衡狀態極化，而開始使單位電池的兩端電壓均衡化的方案(例如參照專利文獻I )。在專利文獻I中記載了單位電池的均衡化在反復進行了一定時間的下述動作后將均衡化結束的方案，所述動作是指從多個單位電池中的兩端電壓為最大的最大單位電池向電容器移動了電荷之后，從電容器向兩端電壓最小的單位電池移動電荷的動作。另外，檢測出單位電池間的電池特性，并根據需要強制消耗處于過充電狀態的單位電池的電力來實現單位電池的均衡化的均衡化電路消耗動作電力。因此，提出了一種如果從搭載有電池組的車輛的運行停止起經過了規定的時間，則停止向均衡化電路供給的電力，來抑制均衡化電路中的電力消耗的方案(例如參照專利文獻2)。在專利文獻2中記載了均衡化花費長時間(幾小時到I天程度)緩慢地進行，在經過了預定的規定時間的情況下停止均衡化的內容。而且，記載有根據用戶的指示或者車輛的周圍溫度來變更進行均衡化的規定時間的內容。另外，如果在車輛的點火開關斷開的狀態下進行單位電池的均衡化，則由于車輛用電源的一部分被消耗，所以提出了一種檢測出電池組中的溫度的偏差，在溫度的偏差處于規定的范圍內時不進行單位電池的均衡化處理，來抑制均衡化處理所需要的電力的方案(例如參照專利文獻3)。而且，在專利文獻3中記載有將進行均衡化處理的規定處理間隔設定給計時器，每當達到設定處理間隔時，便監視電池組的電壓狀態來判斷是否需要進行均衡化用的放電，當判斷為需要進行均衡化用的放電時，進行均衡化處理的內容。專利文獻I:日本特開2006 - 246646號公報專利文獻2:日本特開2008 - 054416號公報專利文獻3:日本特開2007 - 325458號公報由于如專利文獻1、2所記載那樣，單位電池的均衡化花費時間，所以大多設定規定的時間，并僅以該時間進行均衡化。但是，如果總是以規定的時間進行單位電池的均衡化，則會將均衡化進行必要程度以上，有時導致均衡化時的電力消耗變大。另外，在專利文獻I所記載的現有技術中，由于在點火開關斷開的狀態下進行單位電池的均衡化，所以如果在經過規定的時間之前點火開關被接通，則在單位電池的均衡化沒有結束的狀態下進行下次的充放電。因此，有時無法進行單位電池的均衡化而使得單位電池的電壓的偏差不斷蓄積。在專利文獻3所記載的現有技術中，記載了按由計時器設定的每個時間對組電池的電壓狀態進行監視，根據需要來進行均衡化處理的方案，但由于預先對計時器設定的時間為一定時間，所以在設定時間長的情況下，存在會消耗必要以上的電力這一問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，在車輛用電池組均衡化系統中抑制均衡化處理的消耗電力。本專利技術的車輛用電池組均衡化系統通過使對搭載在車輛中的多個電池進行串聯連接而成的電池組的各電池放電來使各電池的電壓或者剩余容量(SOC)均衡化，各電池的均衡化處理時間被設定成即將進行均衡化處理之前從電池組放電的放電時間與從各電池放電的電流之差相對均衡化放電電流的比率相乘得到的時間。 在本專利技術的車輛用電池組均衡化系統中，當在均衡化處理過程中均衡化處理被中斷時，下次的各電池的均衡化處理時間被設定成即將進行下次均衡化處理之前從電池組放電的放電時間與從各電池放電的電流之差相對均衡化放電電流的比率相乘得到的時間，加上上次的均衡化處理時的實際的均衡化處理時間與上次設定的均衡化處理時間之差而得到的時間。另外，在本專利技術的車輛用電池組均衡化系統中，車輛包含使車輛啟動或停止的點火開關，在點火開關斷開的情況下開始設定均衡化處理時間，在設定了均衡化處理時間之后，開始均衡化處理，當點火開關在所設定的均衡處理時間經過之前接通時，將均衡化處理中斷。本專利技術的車輛用電池組均衡化方法通過使對搭載在車輛中的多個電池進行串聯連接而成的電池組的各電池放電來使各電池的電壓或者剩余容量(SOC)均衡化，在將各電池的均衡化處理時間設定為即將進行均衡化處理之前從電池組放電的放電時間與從各電池放電的電流之差相對均衡化放電電流的比率相乘得到的時間之后，開始均衡化處理。在本專利技術的車輛用電池組均衡化方法中，當在均衡化處理過程中均衡化處理被中斷時，下次的各電池的均衡化處理時間被設定成即將進行下次均衡化處理之前從電池組放電的放電時間與從各電池放電的電流之差相對均衡化放電電流的比率相乘得到的時間，加上上次的均衡化處理時實際的均衡化處理時間與上次設定的均衡化處理時間之差而得到的時間。在本專利技術的車輛用電池組均衡化方法中，車輛包含使車輛啟動或停止的點火開關，在點火開關斷開的情況下開始設定均衡化處理時間，當點火開關在所設定的均衡處理時間經過之前接通時，將均衡化處理中斷。本專利技術起到能夠在車輛用電池組均衡化系統中抑制均衡化處理的消耗電力這一效果。附圖說明圖I是表示本專利技術的實施方式中的車輛用電池組均衡化系統的構成的系統圖。圖2是表示本專利技術的實施方式中的車輛用電池組均衡化系統的動作的流程圖。圖3是表示本專利技術的實施方式中的單位電池的放電特性的說明圖。具體實施方式 以下，參照附圖對本專利技術的實施方式進行說明。在以下的說明中，對均衡化處理對象的電池組10是將鎳氫二次電池或鋰離子二次電池的單位電池11串聯連接多個而成為高壓電池的情況進行說明，但也可以將除此以外的種類的電池的單位電池組合。該情況下，各單位電池11構成權利要求I所述的各電池。另外，電池組10也可以是將多個單位電池串聯連接而成的電池塊串聯連接多個而成的電池組。該情況下，各電池塊構成權利要求I所述的各電池。如圖I所示，本實施方式的車輛用電池組均衡化系統100包括電壓檢測部20，其測定將單位電池11串聯連接多個而成的電池組10的各單位電池11的電壓；均衡化電路40，其使各單位電池11的電壓均衡化；和均衡化控制部30，其根據來自電壓檢測部的輸入來輸出均衡化電路40的動作的指令。其中，在圖I中單點劃線表示信號線。電池組10是將鎳氫二次電池或鋰離子二次電池的單位電池11串聯連接多個而成為高壓電池的電池組，其兩端例如經由逆變器等與車輛驅動用的馬達等負載62連接。另夕卜，在負載62與電池組10之間設有將負載62與電池組10之間斷開的系統繼電器63。檢測各單位電池11的各電壓的電壓檢測部20包括與各單位電池11并聯連接的各分壓電阻21、以及連接著各分壓電阻21的負側端和各單位電池11的負側端的各運算放大器22。各分壓電阻21具有相同的電阻值，相互串聯配置，其兩端分別與電池組10的正側電路12和負側電路13連接。另外，各運算放大器22的輸出經由未圖示的接口與均衡化控制部30連接，構成為其信號向均衡化本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：落合清惠，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：