[发明专利]电力储备装置、电力系统和电动车

说明书

公开了一种电力储备装置。在一个实施例中，电力储备装置包括：第一模块，该第一模块包括第一组电池单元和被配置为使用无源平衡以减少第一组电池单元之中的电压差异的第一单元间平衡调整部。电力储备装置还包括第二模块，该第二模块包括第二组电池单元和被配置为使用无源平衡以减少第二组电池单元之中的电压差异的第二单元间平衡调整部。电力储备装置进一步包括被配置为使用有源平衡以减少第一模块与第二模块之中的电压差异的模块间平衡调整部。

技术领域

本发明涉及一种电力储备装置、电力系统和使用来自电力储备装置的电力的电动车。

背景技术

近年来，诸如锂离子电池的二次电池的使用迅速扩展至用于储备电力的电力存储装置和用于与诸如太阳能电池或风力发电等新能源系统结合的汽车的电力存储电池中。当将大量诸如单元电池(也称为电动电池或单元；在下面描述中，必要时称为电池单元)的电力存储元件用于生成高电力时，采用多个电力存储模块相互串联的配置。在电力存储模块中，多个电池单元，即，例如四个电池单元相互并联和/或串联来配置电池块。大量的电池块被存储在保护箱内以配置电力存储模块(也称为组装电池)。

此外，已知的是其中多个电力存储模块相互连接并且为这些模块设置共用控制装置的电池系统。在这种配置中，每个电力存储模块包括模块控制器，模块控制器和共用控制装置通过通信装置相互通信。

在使用多个电池单元的情况下，由于电池单元等之间自放电的差异，即使当多个电池单元中的一个在放电过程中达到工作电压的下限时，其他电池单元仍可能没有达到工作电压的下限。当在这种状态下再次对电池单元充电时，其中一些电池单元不能充满，从而造成其中不能完全利用这些电池单元的能力的问题。

为了校正在多个电池单元之间的电压上的变化，执行用于控制电池单元之间的平衡的均等化处理。因为在车载电池、家用电力储备装置等的箱子内，电力储备装置包括非常大的数量的电池单元，存在的问题是均等化所有电池单元的电压需要很长的时间。

通过其中对每个电力存储模块执行用于电池单元的电压均等化处理的模块内均等化(单元间电压调整)和其中执行用于均等化电力存储模块电压处理的模块内均等化(模块间电压调整)可减少完成均等化所需的时间。

作为用于均等化其中多个电池单元相互连接的电力存储模块内的多个电池单元电压的配置，已知的是电压平衡电路(称为无源平衡调整电路)，其中，电阻器和开关元件相互并联并使电压高的电池单元放电。此外，在其中多个电力存储模块相互连接的电力储备装置中，与上述示例一样，已知的配置是电阻器元件和开关元件被用于均等化电力存储模块的电压。

然而，当通过电阻器均等化电压时，电池单元和电力存储模块的电压整体不合需要的降低，并且因此，需要重复多次用于调整电压的充电和放电，从而把这些电压设置成目标值。因此，完成电力储备装置电压调整的时间很长。尤其是当正/负活性材料出现循环退化、温度条件变化或电池单元中的电量根据内部电阻降低时，电池单元中的电量之间的失衡很大，完成电压调整的时间较长。此外，电池单元的变化在模块之间不能调整，并且难以保持平衡。

另一方面，提出了通过线圈和开关元件均等化电压的电路(称为有源平衡调整电路)。在通过使用线圈移动电荷来均等化电压的电路配置中，可在相对短的时段内均等化电压，但是线圈和开关元件的布置以及控制开关元件都很复杂，而且需要以能够平稳传递电力的方式布置大量线圈。

例如，在专利文献1中，大量的电池单元被分成多个串联单元组，同时为每个单元组和组内电压平衡校正电路设置单元内电压平衡校正电路。单元间平衡校正电路通过电感器和开关元件均等化每个单元组内单元的电压。组内电压平衡校正电路具有其中通过变压器线圈和开关电路形成的交流耦合校正单元组的串联电压的配置。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未经审核专利申请公开第2008-035680号

发明内容