[发明专利]能量移动电路以及蓄电系统在审

专利信息
申请号: 201980069502.0 申请日: 2019-10-17
公开(公告)号: CN112956101A 公开(公告)日: 2021-06-11
发明(设计)人: 仓贯正明 申请(专利权)人: 松下知识产权经营株式会社
主分类号: H02J7/00 分类号: H02J7/00;B60L58/22;H01M10/44;H01M10/48
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 柯瑞京
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 能量 移动 电路 以及 系统
【说明书】:

本发明提供一种能量移动电路以及蓄电系统。控制部(13)从下述第1状态向下述第2状态转移,第1状态,将与n个电池单体(C1‑C4)中作为放电对象的放电电池单体(C1)的两侧的节点连接的第1布线侧开关(S1)和第2布线侧开关(S4)控制为接通状态,将钳位开关(Sc)控制为断开状态,第2状态,将与放电电池单体(C1)的两侧的节点连接的第1布线侧开关(S1)和第2布线侧开关(S4)控制为断开状态,将钳位开关(Sc)控制为接通状态。控制部(13)在第1状态与第2状态之间插入空载时间,在空载时间内,将与放电电池单体(C1)的两侧的节点连接的第1布线侧开关(S1)和第2布线侧开关(S4)控制为断开状态,将钳位开关(Sc)控制为断开状态。

技术领域

本发明涉及对串联连接的多个电池单体、模块之间的能量进行移动的能量移动电路以及蓄电系统。

背景技术

近年来,锂离子电池、镍氢电池等二次电池被用于各种用途。例如,被用于以向EV(Electric Vehicle,电动车辆)、HEV(Hybrid Electric Vehicle,混合电动车辆)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle,插电式混合动力车辆)的行驶用电机供给电力为目的的车载(包括电动车)用途、以峰值偏移、备用为目的的蓄电用途、以系统的频率稳定化为目的的FR(Frequency Regulation,频率调节)用途等。

一般而言,在锂离子电池等二次电池中,从电力效率的维持以及安全性保证的观点出发,执行在串联连接的多个电池单体之间将容量均等化的均等化处理。在均等化处理中有无源方式和有源方式。无源方式是如下方式:在串联连接的多个电池单体分别连接放电电阻,对其他电池单体进行放电以使其他电池单体的电压与电压最低的电池单体的电压匹配,从而使多个电池单体之间的容量一致。有源方式是通过在串联连接的多个电池单体之间进行能量移动而使多个电池单体之间的容量一致的方式。有源方式的电力损耗更少,能够抑制发热量,但目前电路结构简单且低成本的无源方式为主流。

近年来,特别是在车载用途中,电池组的能量容量和输出增加。即,电池组内的各电池单体的容量和电池单体的串联数增加。伴随于此,在多个电池单体之间变得不均衡的能量的量增大。因此,通过均等化处理来消除多个电池单体之间的不均衡所需要的时间也增大。

对此,特别是在车载用途中,要求缩短均等化处理所需要的时间。为了在短时间内消除大量的能量不均衡,需要流动大电流来进行均等化。在无源方式中,通过利用电阻来消耗电压较高的电池单体的容量来消除能量不均衡,因而如果流经电阻的电流变大则发热量也变大。如上述那样,如果电池单体的串联数增加,则难以在基板上确保针对电阻发热的散热面积。

因此,不是将能量变换为热来使其消耗,而是使能量向容量少的电池单体移动的有源方式的必要性提高。作为有源方式的均等化电路的结构,有在2个电池单体的中点与并联连接于2个电池单体的2个开关的中点之间连接电感器的结构(例如,参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-322516号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述电路结构是用于在相邻的2个电池单体之间进行能量移动的电路,但在设为使3个以上的电池单体串联连接并能够在任意的2个电池单体之间进行能量移动的结构的情况下,电路结构复杂化。需要设置能够任意选择多个电池单体之一的电池单体选择电路、或串联地排列多个上述电路结构并斗链式地使能量移动。在前者的情况下,用于构成电池单体选择电路的布线、开关的数量增加。在后者的情况下,电感器的数量与电池单体的串联数相应地增加。

此外,在2个电池单体之间进行能量移动时,有时由于对应的多个开关的接通/断开定时的偏差而产生电池单体的外部短路、开关的过电压。

本发明是鉴于这样的状况而完成的发明,其目的在于,提供一种安全地实现使用了电感器的能量移动电路的技术。

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