[發(fā)明專利]電源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110216974.X
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102347629A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 古川公彥
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會社
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備串聯(lián)連接多個電池單體(cell)的電池串(組電池)的電源裝置，特別涉及檢測各個電池單體的電壓來進(jìn)行安全的充放電的電源裝置。

背景技術(shù)

要求大輸出的電池串串聯(lián)連接多個電池單體來提高輸出電壓。由于該電池串串聯(lián)連接電池單體，因此所有的電池單體的充電電流和放電電流相同。但是，串聯(lián)連接多個電池單體的電池串無法使所有的電池單體的特性完全相同，因此，由于電特性的不均衡，有時特定的電池單體會過充電或者過放電。電池單體會由于過充電或過放電而顯著劣化，進(jìn)而有時將處于危險狀態(tài)。為了防止該弊端，串聯(lián)連接多個電池單體的電池串檢測各個電池單體的電壓來控制充放電。例如，在對電池串進(jìn)行充電的狀態(tài)下，當(dāng)特定電池單體的電壓高于規(guī)定的最高電壓時停止充電，此外，在伴隨放電的充電中，當(dāng)特定電池單體的電壓低于規(guī)定的最低電壓時停止放電，從而保護(hù)電池的同時進(jìn)行充放電。

保護(hù)各個電池單體的同時進(jìn)行充放電的電源裝置具備檢測各個電池單體電壓的電壓檢測電路，基于由該電壓檢測電路檢測的電池單體的電壓，控制充放電。電壓檢測電路經(jīng)由電壓檢測線連接在電池單體的正極側(cè)與負(fù)極側(cè)之間。連接多個電池單體的電源裝置經(jīng)由多個電壓檢測線連接于電池單體，因此，當(dāng)某個電壓檢測線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象時，無法正常檢測電池單體的電壓。

如圖1所示，串聯(lián)連接多個電池單體的電源裝置由多個電池單元(unit)90構(gòu)成(參照專利文獻(xiàn)1)。電池單元90具備串聯(lián)連接多個電池單體93的電池塊92、檢測構(gòu)成電池塊92的電池單體93的電壓的電壓檢測電路94、以及對電壓檢測電路94的電源進(jìn)行供電的電源電路95。多個電池塊92串聯(lián)連接形成電池串91。

在該圖1所示的電源裝置中，各個電池單元90具備對構(gòu)成電池塊92的電池單體92的電壓進(jìn)行檢測的電壓檢測電路94。從各個電池塊92提供使各電壓檢測電路94處于工作狀態(tài)的電源。從電池塊92向電壓檢測電路94提供工作電力的電源電路95使用DC/DC轉(zhuǎn)換器。如該圖1所示，串聯(lián)連接多個電池塊92形成電池串91的電源裝置，在各個電池塊92中產(chǎn)生剩余容量的不均衡。剩余容量的不均衡導(dǎo)致特定電池塊92進(jìn)行過充電或過放電的概略變高，成為使電池劣化的原因。因此，為了消除不均衡，在各個電池塊92上連接有均等化電路97。也就是說，現(xiàn)有的電源裝置被設(shè)計成進(jìn)一步減少電池塊92的不均衡。

但是，在串聯(lián)連接多個電池塊92來形成電池串91的電源裝置中，各個電池單元90的電源電路95的電流的不均衡將阻礙電壓檢測線96的斷路檢測。在正常狀態(tài)下，當(dāng)流過電流的電壓檢測線96出現(xiàn)斷線現(xiàn)象時，不會再流過電流，由電壓檢測電路94檢測出的檢測電壓會變化。因此，在正常狀態(tài)下處于電流流過狀態(tài)的電壓檢測線96能夠判定斷路。但是，在正常狀態(tài)下沒有電流流過的電壓檢測線96即便出現(xiàn)斷路，由于電流值不會變化，因此由電壓檢測電路94檢測出的電壓不會變化，因此無法判定電壓檢測線96的斷路。之所以正常狀態(tài)下沒有電流流過的電壓檢測線96無法判斷其斷路，是因為沒有電流流過的狀態(tài)與連接有無限大的電阻的狀態(tài)相同。

如圖1所示，串聯(lián)連接多個電池塊92的電源裝置因電池塊92的電源電路95的消耗電流，有時會處于某個電壓檢測線96中沒有電流流過的狀態(tài)，因此會處于無法檢測沒有電流流過的電壓檢測線96的斷路的狀態(tài)。

圖2和圖3表示其原理。圖2的電源裝置串聯(lián)連接6個電池單體73形成了電池塊72，并且串聯(lián)連接3組的電池塊72形成了電池串71。在圖2的電路結(jié)構(gòu)中，由于各電池單體73連接了輸入電阻79，因此通過輸入電阻79，輸入電流Id流過電池單體73。再有，在電池塊72中流過對電壓檢測電路74供電的電源電路75的消耗電流Ip。由于電源電路75使用DC/DC轉(zhuǎn)換器，因此電源電路75的消耗電流成為DC/DC轉(zhuǎn)換器的消耗電流Ip。DC/DC轉(zhuǎn)換器無法使消耗電流成為完全相同的電流，從而出現(xiàn)消耗電流不均衡現(xiàn)象。

圖3(1)表示第1電池單元70A和第2電池單元70B的各電源電路75的消耗電流Ip與10mA相等的狀態(tài)下流過電池單體73的電流值，圖3(2)表示在第1電池單元70A的電源電路75的消耗電流Ip為10mA、第2電池單元70B的電源電路75的消耗電流Ip為10.05mA的不均衡狀態(tài)下，流過電池單體73的電流值。流過電壓檢測線76的電流是在相鄰的電池單體73中流過的電流的電流差。這是因為，通過流過電壓檢測線76的電流，能夠使流過相鄰的電池單體73的電流出現(xiàn)電流差。據(jù)此，當(dāng)相鄰的電池單體73中流過的電流的值相同時，則電壓檢測線76將處于沒有電流流過的狀態(tài)。