[发明专利]车辆用电源装置及具备该装置的车辆、车辆用电源装置的容量均匀化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种串联连接多个电池来提高输出电压的车辆用电源装置及具备该装置的车辆、以及车辆用电源装置的容量均匀化方法。 

背景技术

为了提高输出，车辆用电源装置通过串联连接多个电池来提高电压。该电源装置以相同的充电电流对串联连接的电池进行充电，并以相同的电流放电。因此，若所有电池都具有相同的特性，则不会在电池电压和剩余容量中发生不平衡。但是，实际上，不能制造出完全相同特性的电池。电池的不平衡在反复进行充放电时，会成为电压和剩余容量的不平衡。此外，电池电压的不平衡成为使特定的电池过充电或过放电的原因。为了防止这样的弊端，开发了检测各个电池的电压来消除不平衡的车辆用电源装置(参照专利文献1等)。 

【专利文献1】(日本)特开2004-31013号公报 

【专利文献2】(日本)特开2004-229391号公报 

如图8所示，在专利文献1所记载的车辆用电源装置中，对串联连接了多组并联模块81a～81d的电池模块，以并联模块为单位调整电池模块的充电容量时，通过单位(cell)电压检测部83检测电池模块的各个并联模块的单位开放电压，并从预先存储的相对于单位开放电压的放电深度(depth of discharge)的特性数据中读出与各个并联模块的单位开放电压相对应的放电深度，在存在放电深度为规定值以下的并联模块的情况下，禁止电池模块的以并联模块为单位的容量调整，其中，并联模块81a～81d是并联连接了多个电池单位11而成。根据这个方法，只能在将并联连接电池单位的模块串联连接的方式这一前提下使用。 

但是，实际上，还利用并联连接多个电池单元(unit)的方式，其中， 电池单元通过串联连接多个电池单位而构成，上述方法不能应用于这样的连接方式。除此之外，如图9所示，在并联连接了电池单元10的车辆用电源装置中，进行各个电池单元10所包含的电池单位11之间的均匀化时，有时在并联连接的各个电池单元10的单元电压会有差异。此时，在车辆的启动时将各个电池单元10的开关SW设为关闭状态时，有时从单元电压高的电池单元10向单元电压低的电池单元10流过对应于电位差的突入电流(inrush current)。尤其是，因为电池单元10间的连接电阻是低电阻，所以存在突入电流也变大的倾向。存在这样的较大的突入电流会对开关或电池单位产生恶劣影响的隐患。 

发明内容

本发明鉴于以往的这样的问题点而完成。本发明的主要目的在于，提供在并联连接了多个电池单元的电池模块中，能够有效地消除电池单元之间的不平衡的车辆用电源装置及具备该装置的车辆、以及车辆用电源装置的容量均匀化方法，其中，电池单元通过串联连接多个电池单位而构成。 

为了达到上述目的，根据本发明的第1方面的车辆用电源装置，包括：多个电池单元，其串联连接了多个电池单位；电池模块，其并联连接了所述多个电池单元；单元开关，其串联连接到各个电池单元；单位电压检测电路，其检测构成所述电池单元的所述电池单位的单位电压；单位容量均匀化电路，其基于由所述单位电压检测电路检测出的单位电压，抑制构成所述电池单元的所述电池单位之间的电池剩余容量的偏差；单元电压检测电路，其检测作为所述电池单元的总电压的单元电压；单元容量均匀化电路，其基于由所述单元电压检测电路检测出的单元电压，抑制电池单元之间的电池剩余容量偏差；和电源控制器，其用于控制所述单位容量均匀化电路从而对各个电池单元分别进行单位剩余容量均匀化之后，控制单元容量均匀化电路从而对电池模块整体进行电池单元之间的单元剩余容量均匀化。由此，能够在将串联连接了电池单位的电池单元并联连接的电池模块中，实现单位之间的剩余容量的不平衡的消除以及单元之间的不平衡的消除。 

此外，根据第2方面的车辆用电源装置，也可以是所述电源控制器能 够接收来自车辆侧的启动信号，并且所述电源控制器检测来自车辆侧的启动信号处于无效状态的情况，并将所述单元开关全部关断之后，通过所述单位容量均匀化电路进行所述电池单元中的电池单位之间的均匀化。由此，能够实现电池单位之间的均匀化，并且能够对各电池单元的每一个独立地进行单元剩余容量均匀化处理，能够避免进行该均匀化时在一部分电池单位中流过过大的突入电流的情况。