[發明專利]電源裝置和電源切換方法

有效

• 申請號: 201310192684.5
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103457342B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 熊谷英治
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H02J7/36
• 分類號: H02J7/36
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種使用電池的電源裝置和電源切換方法。

背景技術

近年來，諸如鋰離子電池這樣的二次電池已經迅速被廣泛應用在與諸如太陽能電池和風力發電系統這樣的新能源系統相結合的用于存儲電力的蓄電裝置、用于交通工具的蓄電池等等中。為了產生高輸出電力，當多個蓄電元件，例如，多個單元電池（也稱為電池單元、電單元或單元）被使用時，采用其中多個蓄電模塊被串聯連接的配置。電池塊被配置為使多個電池單元（例如，四個電池單元）被并聯和/或串聯連接。蓄電模塊（也稱為組裝電池）被配置為使多個電池塊被容納在外殼中。

存在這樣一種蓄電系統，在該系統中，多個蓄電模塊被連接，并且設置了多個蓄電模塊共用的控制裝置。提供了一種配置，其中每個蓄電模塊具有一個模塊控制器，并且在模塊控制器與控制裝置之間通過通信設備進行通信。

在某些情況下，當蓄電系統被用作電源時，即使在電流流過期間，蓄電模塊也必須被切換到備用蓄電模塊。由于例如，應急電源或用于移動電話的基站的電源難以斷開，蓄電模塊之間的切換在電流流動過程中進行。然而，當充電量不同的電池相互連接時，超過額定值的大電流從具有大充電量的電池流到具有小充電量的電池，而這樣的電流可能會損壞蓄電模塊。

在將電源切換到備用電源方面，日本未經審查專利申請公開號2002-095173和2005-176461所公開的技術已經在相關技術中被提出。在日本未經審查專利申請公開號2002-095173所公開的技術中，通過場效應晶體管，兩個電池的輸出被各自連接到共用電源電路。當電池在從電池向負載供電的狀態下被意外斷開時，狀態被切換到從其他電池向負載供電的狀態。

在日本未經審查專利申請公開號2005-176461所公開的技術中，當在由直流電力操作的負載設備中發生電源故障時，提供了直流備用電力。提供了電池組，該電池組各自包括串聯連接的多個二次電池以便獲得負載設備所需的電壓。判定每個電池組的壽命，并且當判定電池組達到其壽命結束時，僅取下和更換該電池組。

發明內容

在日本未經審查專利申請公開號2002-095173所公開的技術中，在進行連接的情況下，當電池被斷開時，其他正在工作的電池立即進行備用操作。使用一直在工作的電池。對于日本未經審查專利申請公開號2002-095173所公開的技術，難以解決發生在非工作蓄電模塊剛被連接到工作蓄電模塊的情況中的故障。在日本未經審查專利申請公開號2005-176461所公開的技術中，設置在每個電池組輸出側的直流到直流（DC-DC）轉換器被使用以調節電壓。DC-DC轉換器與電池組的數量必須是相同的，且電路配置規模大，從而導致在成本方面的缺點。

因此，在本公開中，希望提供一種電源裝置和電源切換方法，該裝置和方法在并未正在工作的備用蓄電模塊被連接到在電流流動期間的蓄電模塊時防止過大的電流流動。

根據本公開的一個實施方式，提供了一種電源裝置。電源裝置包括并聯連接的多個蓄電模塊，以及與多個蓄電模塊并聯連接的備用蓄電模塊。當蓄電模塊中至少一個蓄電模塊無法進行充電或放電時，限制其他蓄電模塊的充電，允許備用蓄電模塊放電，檢測備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電狀態，并且根據所檢測到的充電狀態來允許備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電。

根據本公開的實施方式，提供了一種電源切換方法。電源切換方法包括：從系統中分離出被并聯連接的多個蓄電模塊中的至少一個；添加備用蓄電模塊以使備用蓄電模塊與其他蓄電模塊并聯連接；當添加備用蓄電模塊時，禁止其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的充電；檢測其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的各個充電狀態；以及根據所檢測到的充電狀態來允許其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的充電。

在本公開中，在電流流過期間，蓄電模塊可以被切換到備用蓄電模塊。在這些蓄電模塊的充電狀態顯著不同的情況下，當進行切換時充電被禁止。因此，可以防止超過額定值的大電流流入蓄電模塊并損壞系統。

附圖說明

圖1是根據本公開的實施方式的蓄電模塊的方框圖；

圖2是根據本發明的實施方式的其中使用了三個蓄電模塊的蓄電系統的方框圖；

圖3是用來說明在本公開的實施方式中執行的操作的方框圖；

圖4是用來說明在本公開的實施方式中執行的操作的方框圖；

圖5是用來說明在本公開的實施方式中執行的操作的流程圖；

圖6是用來說明在本公開的實施方式中執行的操作的時序（timing）圖；

圖7是示出了根據本公開的實施方式的蓄電系統的第一應用例的方框圖；