電池單元、電動車輛、移動體、電源裝置及電池控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的電池系統(tǒng)(1)具備多個電池單元(10)，該電池單元具有由多個電池單體構(gòu)成的電池模塊(11)、單元控制部(12)以及連接器(13)，由主控制部(20)統(tǒng)一控制各電池單元(10)的動作。能將外部單元(50)選擇性地連接到多個電池單元的連接器(13)上，利用外部單元(50)，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個電池單體間或者多個電池模塊(11)間的電壓偏差進(jìn)行抑制的電壓調(diào)整。通過是否需要調(diào)整電壓的判定，外部單元(50)被連接到需要進(jìn)行電壓調(diào)整的電池單元(10)上。
【專利說明】電池單元、電動車輛、移動體、電源裝置及電池控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池單元、電動車輛、移動體、電源裝置以及電池控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括多個電池單體(cell)的電池模塊中，存在單體電壓產(chǎn)生偏差的情況。并不希望存在這種偏差。鑒于這一點，提出了通過單體電壓的均等化處理來抑制單體電壓的偏差的電壓調(diào)整技術(shù)(例如參照對比文件I)。對比文件I中，在具備組電池的組電池系統(tǒng)的充電器側(cè)具有電壓調(diào)整的功能，在將充電器與組電池系統(tǒng)連接時實現(xiàn)電壓調(diào)整。此外，為了得到大的輸出，有時還形成組裝了多個電池模塊的電池系統(tǒng)。在具備多個電池模塊的電池系統(tǒng)中，有時會在多個電池模塊間產(chǎn)生電壓偏差。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文件
[0005]專利文件I JP特開2008—125297號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](發(fā)明所要解決的問題)
[0007]在避免電池系統(tǒng)的大型化和成本增加的同時實現(xiàn)上述那樣的電壓偏差的抑制是有益的。
[0008]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種兼顧必要的電壓調(diào)整的實現(xiàn)和系統(tǒng)小型化等的電池系統(tǒng)以及電池控制裝置。
[0009](用于解決課題的手段)
[0010]本發(fā)明的電池系統(tǒng)具備多個電池單元，該電池單元具有由多個電池單體構(gòu)成的電池模塊、和可與外部單元連接的連接器，該外部單元可被連接到上述電池模塊且具有進(jìn)行電壓調(diào)整的功能，該電池系統(tǒng)具備:是否需要調(diào)整電壓判定部，該是否需要調(diào)整電壓判定部按每個上述電池單元判定是否需要進(jìn)行用于抑制上述電池模塊或者上述電池單體的電壓偏差的上述電壓調(diào)整，基于上述是否需要調(diào)整電壓判定部的判定結(jié)果，允許上述外部單元與需要上述電壓調(diào)整的電池單元的連接，或者，使上述外部單元與需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整的電池單元相連，在各電池單元中，當(dāng)上述外部單元被連接到上述連接器時，能夠進(jìn)行上述電壓調(diào)整。
[0011](發(fā)明的效果)
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種兼顧必要的電壓調(diào)整的實現(xiàn)和系統(tǒng)小型化等的電池系統(tǒng)以及電池控制裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1(a)、(b)為與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的表示電池系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)的整體框圖和表示多個電池單元的圖。[0014]圖2(a)、(b)為表示電池模塊中的多個二次電池的連接方法例的圖。
[0015]圖3為表示電池模塊的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0016]圖4(a)、(b)為表示多個電池模塊的連接方法例的圖。
[0017]圖5為表示從電池單元傳遞到主控制部的信息的內(nèi)容例的圖。
[0018]圖6為與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的外部單元的示意結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖7為與本發(fā)明的第I實施例相關(guān)，用于承擔(dān)判定電壓調(diào)整的需要與否的部位的框圖。
[0020]圖8為表示電池模塊的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0021]圖9為與本發(fā)明的第2實施例相關(guān)的電池單元的外觀立體圖。
[0022]圖10為與本發(fā)明的第3實施例相關(guān)，表示電壓調(diào)整的實現(xiàn)動作過程的流程圖。
[0023]圖11為與本發(fā)明的第4實施例相關(guān)，表示電池單元的更換順序的流程圖。
[0024]圖12(a)、(b)為表示多個電池模塊、開關(guān)以及開關(guān)控制部的關(guān)系的圖。
[0025]圖13為與本發(fā)明的第5實施例相關(guān)的電池單元以及外部單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖14為與本發(fā)明的第6實施例相關(guān)的電池單元的外觀立體圖。
[0027]圖15 (a)、(b)為從背面以及表面觀察與本發(fā)明的第6實施例相關(guān)的電池單元的俯視圖。
[0028]圖16(a)、(b)為與本發(fā)明的第6實施例相關(guān)的電池單元的截面圖。
[0029]圖17為與本發(fā)明的第6實施例相關(guān)，表示電池單元的連接器以及外部單元的連接器的構(gòu)造的俯視圖。
[0030]圖18為與本發(fā)明的第6實施例相關(guān)的、電池單元的連接器以及外部單元的連接器的部分結(jié)構(gòu)影像圖。
[0031]圖19為與本發(fā)明的第6實施例相關(guān)，表示多個電池單元的連接結(jié)構(gòu)例的圖。
[0032]圖20為與本發(fā)明的第7實施例相關(guān)的電池系統(tǒng)的部分框圖。
[0033]圖21為與表示本發(fā)明的第7實施例相關(guān)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖22為表示在與本發(fā)明的第8實施例相關(guān)的架子中容納多個電池單元的狀態(tài)的圖。
[0035]圖23為表示與本發(fā)明的第10實施例相關(guān)的電動車輛的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0036]圖24為表示與本發(fā)明的第11實施例相關(guān)的電源裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0037]圖25(a)、(b)為表示在電池系統(tǒng)中內(nèi)置的電池控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖具體說明本發(fā)明的實施方式的例。在所參照的各圖中，對相同部分賦予相同的符號，原則上省略與相同部分相關(guān)的重復(fù)的說明。在本說明書中，為了簡化敘述，有時通過記載對信息、信號、物理量、狀態(tài)量或者部件等進(jìn)行參照的記號或者符號來省略或者簡記與該記號或者符號相對應(yīng)的信息、信號、物理量、狀態(tài)量或者部件等的名稱。
[0039]圖1(a)為表示與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的電池系統(tǒng)I的示意結(jié)構(gòu)的整體框圖。電池系統(tǒng)I具備多個電池單元10、主控制部20、以及一對系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及so(-)。電池系統(tǒng)I的電池單元10的個數(shù)為n(n為2以上的整數(shù))。在以下的說明中，有時將電池系統(tǒng)I中的第I?第η個電池單元10分別稱作電池單元10[1]?10[η](參照圖1(b))。[0040]各電池單元10具備電池模塊11、單元控制部12以及連接器13。能夠?qū)⒒诟麟姵貑卧?0的電池模塊11的輸出電壓的電力經(jīng)由系統(tǒng)輸出端子so(+)以及so(-)提供給未圖示的負(fù)載(可包括DC / DC變換器等電力變換器)。電池模塊11與單元控制部12及連接器13連接。連接器13可與外部單元50連接。各電池單元10和主控制部20是經(jīng)由通信線路等而連接的，在各電池單元10與主控制部20之間能進(jìn)行任意的信息以及信號的通?目。
[0041]能夠由多個二次電池(例如鋰離子二次電池、鎳氫二次電池)構(gòu)成電池模塊11。在電池模塊11的多個二次電池內(nèi)，施加最高電位的二次電池的正極端子與正輸出端子Ilp連接，施加最低電位的二次電池的負(fù)極端子與負(fù)輸出端子IIn連接。形成電池模塊11的二次電池的種類是任意的。電池模塊11中的多個二次電池也可如圖2(a)所示那樣互相被串聯(lián)連接，也可如圖2(b)所示那樣互相被并聯(lián)連接。此外，在電池模塊11中，二次電池的串聯(lián)連接電路和并聯(lián)連接電路也可共存，也可將二次電池的并聯(lián)連接電路串聯(lián)連接多個。
[0042]以下，為了具體說明，只要沒有特別記載就假設(shè)電池模塊11如圖3那樣構(gòu)成。即，假設(shè)電池模塊11由多個二次電池、即多個電池單體31的串聯(lián)連接電路構(gòu)成。此外，設(shè)為用于檢測在多個電池單體31中流動的電流的值的電流傳感器32被設(shè)置于電池模塊11中。電流傳感器32也可設(shè)置于電池模塊11的外側(cè)。將多個電池單體并聯(lián)連接所得到的部分也可以是一個電池單體31。
[0043]在電池系統(tǒng)I中，多個電池單元10中的多個電池模塊11也可如圖4(a)所示那樣被互相串聯(lián)連接。為了便于說明，將多個電池模塊11被串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)稱作串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，多個電池模塊11的串聯(lián)連接電路經(jīng)由主電力線LLa與系統(tǒng)輸出端子SO⑴以及 S0(_)連接。在端子SO⑴以及S0(_)內(nèi)，對端子SO⑴方施加更高電位。在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，能夠在與系統(tǒng)輸出端子S0(+)連接的主電力線LLa和最高電位側(cè)的電池模塊11的正輸出端子IIp之間設(shè)置開關(guān)SWA。代替該情況或者除此之外，也可在與系統(tǒng)輸出端子S0(_)連接的主電力線LLa和最低電位側(cè)的電池模塊11的負(fù)輸出端子11,之間設(shè)置開關(guān)SWA，也可在相鄰的電池模塊11間設(shè)置開關(guān)SWA。在接通開關(guān)SWa時，電池模塊11的串聯(lián)連接電路和系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及S0(_)導(dǎo)通，在斷開開關(guān)SWa時，電池模塊11的串聯(lián)連接電路和系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及S0(_)處于不導(dǎo)通。
[0044]在電池系統(tǒng)I中，多個電池單元10中的多個電池模塊11也可如圖4(b)所示那樣被互相并聯(lián)連接。為了便于說明，將多個電池模塊11被并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)稱作并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，多個電池模塊11的并聯(lián)連接電路經(jīng)由主電力線LLb與系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及S0(_)連接。在采用了并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的情況下，電池系統(tǒng)I按每個電池模塊11 (換句話說按每個電池單元10)設(shè)置開關(guān)SWb，各電池模塊11經(jīng)由對應(yīng)的開關(guān)SWb與主電力線LLb以及系統(tǒng)輸出端子SO(+)以及S0(_)連接。圖4(b)的例中，在與系統(tǒng)輸出端子SO⑴連接的主電力線LLb和各電池模塊11的正輸出端子Ilp之間設(shè)置開關(guān)SWB。但是，也可代替這種情況或者除此之外，在與系統(tǒng)輸出端子S0(_)連接的主電力線LLb和各電池模塊11的負(fù)輸出端子IIn之間設(shè)置開關(guān)SWB。對于某電池模塊11而言，對應(yīng)的開關(guān)SWb接通時，該電池模塊11與系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及S0(_)導(dǎo)通，在斷開開關(guān)SWb時，該電池模塊11與系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及S0(_)處于不導(dǎo)通。
[0045]另外，電池系統(tǒng)I中，電池模塊11的串聯(lián)連接電路和并聯(lián)連接電路也可共存,也可將兩個以上的電池模塊11的并聯(lián)連接電路串聯(lián)連接多個。此外，能夠由任意的半導(dǎo)體開關(guān)元件(場效應(yīng)晶體管等)或者機(jī)械式開關(guān)等形成包括開關(guān)SWa以及SWb且設(shè)置于電池系統(tǒng)I中的任意的開關(guān)。
[0046]各電池單元10中的單元控制部12能夠檢測出作為各電池單體31的輸出電壓的單體電壓、作為電池模塊11的輸出電壓的模塊電壓、作為各電池單體31的S0C(state ofCharge)的單體SOC以及作為電池模塊11的SOC的模塊SOC內(nèi)的至少一個。各單元控制部12能夠向主控制部20輸出表示各電池單體31的單體電壓的檢測值的單體電壓信息、表示模塊電壓的檢測值的模塊電壓信息、表示單體SOC的檢測值的單體SOC信息以及表示模塊SOC的檢測值的模塊SOC信息內(nèi)的至少一個以上的信息(參照圖5)。主控制部20能夠采用從各單元控制部12輸入的信息來進(jìn)行通過接通或者斷開開關(guān)SWa或者SWb所引起的各電池模塊11的充電或者放電的許可或者禁止，或者進(jìn)行后述的模塊內(nèi)電壓調(diào)整以及判定模塊間電壓調(diào)整的需要與否(詳細(xì)內(nèi)容后述)。
[0047]所謂單體電壓是指電池單體31的正極端子以及負(fù)極端子間的電壓，可為電池單體31的開路電壓。所謂模塊電壓是指電池模塊11的端子Ilp以及IIn間的電壓，可為電池模塊11的開路電壓(電池模塊11內(nèi)的電池單體31的開路電壓總值)。所謂與某電池單體31相關(guān)的單體SOC是指電池單體31的實際剩余容量相對于電池單體31處于滿充電狀態(tài)時的電池單體31的蓄電容量(即電池單體31的滿充電容量)的比例。所謂與某電池模塊11相關(guān)的模塊SOC是指電池模塊11的實際剩余容量相對于電池模塊11處于滿充電狀態(tài)時的電池模塊11的蓄電容量的比例。因此，單體SOC信息為與電池單體31的剩余容量相應(yīng)的信息(剩余容量信息)的一種，模塊SOC信息為與電池模塊11的剩余容量相應(yīng)的信息(剩余容量信息)的一種。
[0048]單元控制部12能夠利用公知的任意方法(例如，國際公開WO / 2011 / 105083號公報，以下稱作對比文件2)來檢測針對各電池單體31的單體電壓、單體S0C、模塊電壓以及模塊S0C。在該檢測中，能夠采用例如對比文件2的圖1中的處理部210，還能采用該圖的電壓值更新部260。如圖5所示，能夠在單元控制部12中預(yù)先設(shè)置用于檢測對各電池單體31的單體電壓以及模塊電壓的電壓檢測部35、和用于檢測對各電池單體31的單體SOC以及模塊SOC的SOC檢測部36。
[0049]電壓檢測部35也可由對單體電壓以及模塊電壓進(jìn)行直接檢測的電壓傳感器構(gòu)成，也可利用如對比文件2那樣的電流傳感器32的檢測結(jié)果，通過基于電池模塊11的輸出電流值的運(yùn)算來檢測(計算)單體電壓以及模塊電壓。
[0050]SOC檢測部36在例如第I定時下的單體電壓或者單體SOC已知這樣的條件下，基于電池單體31的滿充電容量和第I及第2定時之間的電池單體31的通過總電流量，能夠計算出第2定時下的單體SOC (第2定時為比第I定時靠后的定時)。同樣地，SOC檢測部36在例如第I定時下的模塊電壓或者模塊SOC已知這樣的條件下，基于電池模塊11的滿充電容量和第I及第2定時之間的電池模塊11的通過總電流量，能夠計算出第2定時下的模塊S0C。電池單體31的通過總電流量由對電池單體31的充電電流以及來自電池單體31的放電電流構(gòu)成，電池模塊11的通過總電流量由對電池模塊11的充電電流以及來自電池模塊11的放電電流構(gòu)成，能夠從電流傳感器32得到任一個的電流值。
[0051]但是，在圖3的結(jié)構(gòu)中，即使對多個電池單體31在共同的條件下進(jìn)行了充電以及放電，有時在多個電池單體31之間單體電壓會產(chǎn)生偏差。在產(chǎn)生了這種偏差的狀態(tài)下，有可能會在部分電池單體31中產(chǎn)生過充電或者過放電。或者，為了避免部分電池單體31的過充電，需要停止還能充電的其他電池單體31的充電，或者為了避免部分電池單體31的過放電，需要停止還能放電的其他電池單體31的放電。在電池系統(tǒng)I中，作為對電池模塊11內(nèi)的多個電池單體31間的單體電壓的偏差(可將其稱作“電池單體的電壓偏差”)進(jìn)行抑制的處理，可利用模塊內(nèi)電壓調(diào)整。電池單體的電壓偏差例如也可為多個單體電壓的最大值及最小值間的差，也可為多個單體電壓的方差或者標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0052]同樣地，圖4(a)的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，即使對多個電池模塊11在共同的條件下進(jìn)行了充電以及放電，有時在多個電池模塊11間，模塊電壓也會產(chǎn)生偏差。圖4(b)的并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，在多個電池模塊11之間，有時開路電壓會有偏差。因模塊電壓(可為開路電壓)產(chǎn)生偏差而引起的不利與單體電壓的不利相同。電池系統(tǒng)I中，作為對多個電池模塊11間的模塊電壓的偏差(可將其稱作“電池模塊的電壓偏差”)進(jìn)行抑制的處理，能利用模塊間電壓調(diào)整。電池模塊的電壓偏差例如也可為多個模塊電壓的最大值以及最小值間的差，也可為多個模塊電壓的方差或者標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0053]在以下的說明中，為了簡化說明，只將模塊內(nèi)電壓調(diào)整以及模塊間電壓調(diào)整稱作電壓調(diào)整。電壓調(diào)整以可以理解為模塊內(nèi)電壓調(diào)整以及模塊間電壓調(diào)整中的任一方。
[0054]作為用于實現(xiàn)電壓調(diào)整的裝置，能夠?qū)D6的外部單元50與各電池單元10連接。外部單元50具備模塊電壓調(diào)整部51、單體電壓調(diào)整部52和能與各電池單元10的連接器13連接的連接器53。也能從外部單元50刪除調(diào)整部51以及52中的一方。
[0055]以下，有時只將外部單元50的連接器53與作為任意的電池單元10的電池單元10 [i]的連接器13之間的連接表現(xiàn)為外部單元50與電池單元10 [i]的連接(i為整數(shù))。在外部單元50與電池單元10 [i]被連接時，在外部單元50與電池單元10 [i]間能進(jìn)行任意的信息以及信號的通信，此外，能實現(xiàn)對電池單元10[i]的電壓調(diào)整。外部單元50以及電池單元10[i]間的連接也可通過電池系統(tǒng)I的使用者或者管理者(包括所謂的維修人員)所進(jìn)行的手動操作來實現(xiàn)，也可不經(jīng)由這種手動操作而是通過主控制部20的控制來實現(xiàn)。在使單元50以及電池單元10[i]間的連接依賴于手動操作的情況下，電池系統(tǒng)I能夠?qū)﹄姵叵到y(tǒng)I的使用者等完成用于促使與需要電壓調(diào)整的電池單元10[i]連接外部單元50的通知(后述的第2實施例的判定結(jié)果通知為上述通知的一例)。在使外部單元50以及電池單元10[i]間的連接不依賴于手動操作的情況下，電池系統(tǒng)I也可采用驅(qū)動機(jī)構(gòu)等來實現(xiàn)使需要電壓調(diào)整的電池單元10[i]與外部單元50連接的操作(在第7實施例等中后述實現(xiàn)例)。電池系統(tǒng)I能夠采用后述的是否需要調(diào)整電壓判定部21 (參照圖7)來判定是否需要進(jìn)行電壓調(diào)整，基于該判定結(jié)果能夠完成上述的通知以及連接操作。
[0056]為了實現(xiàn)調(diào)整部51以及52，需要相應(yīng)的電路規(guī)模以及成本，若將這些調(diào)整部設(shè)置于各電池單元10中，則會導(dǎo)致各電池單元10以及電池系統(tǒng)I的大型化以及成本的增加。此夕卜，并不是要頻繁地進(jìn)行電壓偏差抑制用的電壓調(diào)整。考慮到這種情況，如上所述，能夠采用將調(diào)整部51以及52設(shè)置于外部單元50中并在必要時將外部單元50與任一個電池單元10連接這樣的結(jié)構(gòu)。由此，能夠確保實現(xiàn)必要的電壓調(diào)整，能夠以小型且低成本實現(xiàn)電池系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)。
[0057]適用于電池系統(tǒng)I的外部單元50的個數(shù)也可為兩個以上。在利用多個外部單元50的情況下，也能對需要電壓調(diào)整的多個電池單元10同時連接多個外部單元50。但是，在以下的說明中，假設(shè)主要利用一個外部單元50的情況。
[0058]以下，在多個實施例中，說明以上述結(jié)構(gòu)為基本結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)I的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例、變形例或者應(yīng)用例。只要不矛盾，也可將由2個以上的實施例所示的事項組合起來實施。
[0059]〈〈第I實施例》
[0060]說明第I實施例。在第I實施例中，對是否需要調(diào)整電壓的判定方法進(jìn)行說明。如圖7所示，能夠在主控制部20中預(yù)先設(shè)置是否需要調(diào)整電壓判定部21以及存儲部22。但是，是否需要調(diào)整電壓判定部21也可由王控制部20和各單?？刂撇?2構(gòu)成。存儲部22存儲從各單元控制部12發(fā)送的單體電壓信息、模塊電壓信息、單體SOC信息以及模塊SOC信息。判定部21參照存儲部22的存儲內(nèi)容，采用單體電壓信息、模塊電壓信息、單體SOC信息以及模塊SOC信息內(nèi)的至少一個以上的信息，能夠按每個電池單元10(換句話說按每個電池模塊11)判定是否需要進(jìn)行電壓調(diào)整。通過采用這些信息能夠正確地判定是否需要進(jìn)行電壓調(diào)整。
[0061 ]—是否需要調(diào)整模塊間電壓的判定一
[0062]判定部21能夠基于由模塊電壓信息所示的各電池模塊11的模塊電壓Vmod[I]~Vmod[n]，判定是否需要調(diào)整模塊間電壓。模塊電壓Vmod[l]~Vmod[n]分別為電池單元10[1]~10[n]的模塊電壓，優(yōu)選為電池單元10[1]~10[n]的電池模塊11的開路電壓(但是，在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，也可以不是開路電壓)。通過在使開關(guān)SWa或者SWb斷開的狀態(tài)下進(jìn)行各模塊電壓的檢測，從而各單元控制部12能夠得知各電池模塊11的開路電壓。各單元控制部12也可基于各模塊SOC來推測各電池模塊11的開路電壓(此時，在每次檢測開路電壓時，不需要斷開開關(guān)SWa或者開關(guān)SWb)。
[0063]或者，判定部21能夠基于模塊SOC信息所包含的信息SOCmod[I]~SOCmod[η]，判定是否需要調(diào)整模塊間電壓。S0Cmod[l]~S0Cmod[n]分別為電池單元10[I]~10[η]的電池模塊11的模塊SOC。
[0064]判定部21采用Vmod[l]~Vmod[n]或者S0Cmod[l]~S0Cmod[n]作為判定用物理量Pmod[I]~Pmod[η],能夠基于判定用物理量Pmod[I]~Pmod[η]的偏差,判定是否需要調(diào)整模塊間電壓。
[0065]具體地來說，例如，判定部21求出判定用物理量Pmod[l]~Pmod[n]的平均值PmodAw，來判定不等式“|Pm0d[i]-Pm0dAw|≤TH/’是否成立(TH1X))。例如，判定部21可在不等式“|Pm0d[i]-Pm0dAw|≤TH/’成立的情況下，判定為需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整，在不成立的情況下，判定為不需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整。判定部21能夠?qū)γ總€電池單元10完成這種判定。
[0066]或者，例如，判定部21求出判定用物理量Pmod[l]~Pmod[n]內(nèi)的最大值Pmodmx以及最小值PmodMIN，判定不等式“Pm0dmx-Pm0dMIN≤TH2"是否成立(ΤΗ2>0)。例如，判定部21可在不等式“Pmodmx-PmodMIN≤TH2”成立的情況下,判定為對具有最大值Pmodmx作為模塊電壓或者模塊SOC的電池單元10、或者具有最小值PmodMIN作為模塊電壓或模塊SOC的電池單元10需要進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整，在不成立的情況下，判定為不需要對各電池單元10進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整。[0067]另外，判定部21也可采用模塊電壓信息和模塊SOC信息這兩者來判定是否需要調(diào)整模塊間電壓。也可將上述或者后述的任意的不等式中的不等號置換為不等號“〉”。TH1以及TH2、后述的TH3以及TH4為規(guī)定的閾值。
[0068]—是否需要調(diào)整模塊內(nèi)電壓的判定一
[0069]判定部21能夠按每個電池單元10判定是否需要調(diào)整模塊內(nèi)電壓。判定部21能夠基于由電池單元10[i]的單體電壓信息所示的各電池單體31的單體電壓Vcl[l]~Vcl [m]，判定是否需要對電池單元10 [i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整。在此，如圖8所示，假設(shè)各電池單元10的電池模塊11由m個電池單體31構(gòu)成，將m個電池單體31分別稱作電池單體31 [I]~31[m] (m為2以上的整數(shù))。單體電壓Vcl [I]~Vcl[m]分別為電池單體31 [I]~31 [m]的單體電壓，也可為電池單體31 [I]~31[m]的開路電壓，也可以不是開路電壓。通過在使開關(guān)SWa或者SWb斷開的狀態(tài)下進(jìn)行各單體電壓的檢測，各單元控制部12能夠得知各電池單體31的開路電壓。各單元控制部12也可基于各單體SOC來推測各電池單體31的開路電壓(這種情況下，在每次檢測開路電壓時，不需要斷開開關(guān)SWa或者SWb)。
[0070]或者，判定部21能夠基于電池單元10 [i]的單體SOC信息所包含的信息SOCcl [I]~SOCcl [m]，判定是否需要對電池單元10 [i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整。針對電池單元10[i]的SOCcl [I]~S0Ccl[m]分別為電池單元10 [i]中的電池單體31 [I]~31[m]的單體SOC。
[0071]判定部21采用電池單元10 [i]中的Vcl [I]~Vcl[m]或者SOCcl [I]~SOCcl [m]作為判定用物理量Pcl [I]~Pel [m]，能夠基于判定用物理量Pcl [I]~Pcl[m]的偏差，判定是否需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整。
[0072]具體地來說，例如，判定部21求出電池單元10 [i]中的判定用物理量Pcl [I]~Pd [m]的平均值PcIave，判定不等式“I Pel [j]-PcIave I≥TH3 ”是否成立(TH3>0，j為整數(shù))。例如，判定部21可在不等式“ IPcl [j]-PcIaveI≥TH/’對I以上m以下的任意整數(shù)j成立的情況下，判定為需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整，在不成立的情況下，判定為不需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整。判定部21能夠按每個電池單元10完成這種判定。
[0073]或者，例如判定部21求出電池單元10 [i]中的判定用物理量Pcl [I]~Pcl[m]的內(nèi)的最大值PcImax以及最小值PcImin，判定不等式“PclMX—PcImin ^ TH/’是否成立(ΤΗ4>0)。例如，判定部21可在不等式“Pclmx — PcImin ^ TH/’成立的情況下，判定為需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整，在不成立的情況下，判定為不需要對電池單元10[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整。
[0074]或者，例如判定部21求出電池單元10 [i]中的判定用物理量Pcl [I]~Pcl[m]的方差，可在方差為規(guī)定值以上的情況下，判定為需要對電池單元io[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整，在方差不是規(guī)定值以上的情況下，判定為不需要對電池單元io[i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整ο
[0075]另外，判定部21也可采用單體電壓信息和單體SOC信息這兩者，來判定是否需要調(diào)整模塊內(nèi)電壓。
[0076]〈〈第2實施例>>
[0077]說明第2實施例。能夠在電池系統(tǒng)I中預(yù)先設(shè)定用于將判定部21的判定結(jié)果對電池系統(tǒng)I的使用者或者管理者(包括所謂維修人員)進(jìn)行通知的通知部。為了便于說明，將該通知稱作判定結(jié)果通知。判定結(jié)果通知包括允許對通過判定部21判定為需要調(diào)整電壓的電池單元10連接外部單元50之意(詳細(xì)地來說,允許為了該電池單元10的各電池單體31的充電或者放電而連接外部單兀50之意)的輸出。作為該輸出的一個方式，能夠在判定結(jié)果通知中包括對電池系統(tǒng)I的使用者等催促對例如通過判定部21判定為需要進(jìn)行電壓調(diào)整的電池單元10連接外部單元50的通知(以下稱作“催促通知”)，這種情況下，也可將通知部稱為基于判定部21的判定結(jié)果進(jìn)行催促通知的部位。
[0078]例如，如圖9所示，可預(yù)先在各電池單元10中設(shè)置由LED (Light Emitting Diode)等構(gòu)成的發(fā)光部LDl以及LD2，由發(fā)光部LDl以及LD2形成通知部。各電池單元10中的單元控制部12能夠按照判定部21的判定結(jié)果，完成發(fā)光部LDl以及LD2的發(fā)光控制。可由主控制部20直接完成發(fā)光部LDl以及LD2的發(fā)光控制。例如，電池單元10 [i]的單元控制部12或者主控制部20原則上預(yù)先熄滅發(fā)光部LDl，在判定為需要對電池單元10 [i]進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整的情況下，接受該判定結(jié)果并使發(fā)光部LDl點亮或者閃爍。同樣地，例如電池單元10 [i]的單元控制部12或者主控制部20原則上預(yù)先熄滅發(fā)光部LD2，在判定為需要對電池單元10 [i]進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整的情況下，接受該判定結(jié)果，并使發(fā)光部LD2點亮或者閃爍。根據(jù)發(fā)光部LDl以及LD2的發(fā)光狀態(tài)，完成判定結(jié)果通知。
[0079]也可代替發(fā)光部LDl以及LD2，在各電池單元10中設(shè)置液晶顯示裝置等顯示裝置，通過該顯示裝置實現(xiàn)判定結(jié)果通知(該顯示裝置也可以是與電池單元10連接的外部顯示裝置)。此外，也可對電池系統(tǒng)I設(shè)置液晶顯示裝置等顯示裝置，通過該顯示裝置實現(xiàn)判定結(jié)果通知(該顯示裝置也可以是與電池系統(tǒng)I連接的外部顯示裝置)。
[0080]判定結(jié)果通知的實現(xiàn)方法不限于上述的方法，可通過借助于人的五官的任意方法來實現(xiàn)判定結(jié)果通知。例如，判定結(jié)果通知也可為采用上述例子所代表的圖像顯示或者發(fā)光等的任意的視覺通知，也可為采用聲音輸出或者蜂鳴器等的任意的聽覺通知。另外，主控制部20也可經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)等，將判定部21所得到的判定結(jié)果傳遞到遠(yuǎn)程服務(wù)計算機(jī)等。
[0081]電池系統(tǒng)I的管理者等通過對發(fā)光部LDl以及LD2的發(fā)光狀態(tài)等的判定結(jié)果通知進(jìn)行確認(rèn)，從而能夠容易判斷有無調(diào)整電壓的必要性。尤其在需要通過手動操作實現(xiàn)外部單元50以及電池單元10[i]間的連接的情況下，電池系統(tǒng)I的管理者等通過發(fā)光部LDl以及LD2的發(fā)光等來識別需要調(diào)整電壓的電池單元10，進(jìn)行外部單元50的連接作業(yè)。
[0082]〈〈第3實施例》
[0083]說明第3實施例。特別將電池系統(tǒng)I的電池單元10內(nèi)的成為電壓調(diào)整對象的電池單元稱作調(diào)整對象電池單元,將調(diào)整對象電池單元中的電池模塊11稱作調(diào)整對象電池模塊。通過圖7的是否需要調(diào)整電壓判定部21判定為需要進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整或者模塊內(nèi)電壓調(diào)整的電池單元10被包括在調(diào)整對象電池單元中。也可認(rèn)為判定部21基于是否需要調(diào)整電壓的判定結(jié)果來設(shè)定調(diào)整對象電池單元。
[0084]圖10為表示第3實施例的電壓調(diào)整的實現(xiàn)動作過程的流程圖。步驟Sll中，首先，經(jīng)由手動操作或者不經(jīng)由手動操作將外部單元50連接到調(diào)整對象電池單元10 (不經(jīng)由手動操作的方法將后述)。接下來，在步驟S12中，調(diào)整對象電池單元10的單元控制部12或者主控制部20對該連接進(jìn)行檢驗，從主電力線(LLa或者LLb)以及系統(tǒng)輸出端子(S0(+)以及S0(-))分離調(diào)整對象電池單元10的電池模塊11。該分離相當(dāng)于在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中斷開開關(guān)SWa，相當(dāng)于在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中斷開調(diào)整對象電池模塊11與主電力線LLb之間的開關(guān)swB。
[0085]在連接了外部單元50和調(diào)整對象電池單元10時，外部單元50的模塊電壓調(diào)整部51以及單體電壓調(diào)整部52經(jīng)由連接器53以及調(diào)整對象電池單元10的連接器13與調(diào)整對象電池單元10的電池模塊11相連。在該狀態(tài)下，執(zhí)行步驟S13中的電壓調(diào)整。
[0086]在判定為調(diào)整對象電池單元10中需要調(diào)整模塊間電壓的情況下，在步驟S13中執(zhí)行采用了調(diào)整部51的模塊間電壓調(diào)整。步驟S13的模塊間電壓調(diào)整中，調(diào)整部51進(jìn)行調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電，以使調(diào)整對象電池模塊11的模塊電壓VmodTC與目標(biāo)模塊電壓一致?；蛘?，步驟S13的模塊間電壓調(diào)整中，調(diào)整部51也可進(jìn)行調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電，以使調(diào)整對象電池模塊11的模塊SOCJP S0CmodTC與目標(biāo)模塊SOC一致。為了使模塊SOC的調(diào)整伴隨模塊電壓的變化，將使S0CmodTC與目標(biāo)模塊SOC —致作為目的的充電或者放電也是一種電壓調(diào)整。調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電電流經(jīng)由連接器53而流向外部單元50。在調(diào)整部51進(jìn)行調(diào)整對象電池模塊11的充電的情況下，如后所述那樣，調(diào)整部51所包括的充電部與充電電力提供用的電力源相連。
[0087]例如，圖7的是否需要調(diào)整電壓判定部21基于用在是否需要進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整的判定中的各模塊電壓，設(shè)定目標(biāo)模塊電壓(例如，將針對調(diào)整對象電池模塊11以外的電池模塊11的模塊電壓的平均值設(shè)定為目標(biāo)模塊電壓)、或者、基于用在是否需要進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整的判定中的各模塊SOC設(shè)定為目標(biāo)模塊SOC (例如，將針對調(diào)整對象電池模塊11以外的電池模塊11的模塊SOC的平均值設(shè)定為目標(biāo)模塊S0C)，將所設(shè)定的目標(biāo)模塊電壓或者目標(biāo)模塊SOC傳遞到調(diào)整對象電池單元10。在執(zhí)行模塊間電壓調(diào)整的過程中，通過主控制部20或者調(diào)整對象電池單元10的單元控制部12來監(jiān)視調(diào)整對象電池模塊11的VmodTC或者S0CmodTC。調(diào)整部51在模塊電壓VmodTC達(dá)到目標(biāo)模塊電壓的時刻、或者、調(diào)整對象電池模塊11的S0CmodTC達(dá)到目標(biāo)模塊SOC的時刻，停止對調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電，由此結(jié)束模塊間電壓調(diào)整。
[0088]判定為在調(diào)整對象電池單元10中需要進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整的情況下，在步驟S13中執(zhí)行采用了調(diào)整部52的模塊內(nèi)電壓調(diào)整。在步驟S13的模塊內(nèi)電壓調(diào)整中，調(diào)整部52進(jìn)行各單體電壓的調(diào)整，以使調(diào)整對象電池模塊11的各電池單體31的單體電壓均勻、即調(diào)整對象電池模塊11的各電池單體31的單體電壓互相相同。此處的所謂相同包括實質(zhì)上相同的狀態(tài)，包括多個單體電壓間的差在規(guī)定值以下的狀態(tài)。作為用于使單體電壓均等化的結(jié)構(gòu)以及方法，可以采用公知的結(jié)構(gòu)以及方法(例如對比文件2中的結(jié)構(gòu)以及方法)。
[0089]另外，在步驟S13中，也可進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整和模塊內(nèi)電壓調(diào)整這兩者。此外，在步驟S13中只進(jìn)行了模塊內(nèi)電壓調(diào)整的情況下，在步驟S12中，不一定需要使調(diào)整對象電池單元10的電池模塊11與主電力線(LLa或者LLb)以及系統(tǒng)輸出端子(S0(+)以及S0(-))分離。
[0090]電壓調(diào)整已完成這一情況被調(diào)整對象電池單元10的單元控制部12以及主控制部20識別或者被傳遞到調(diào)整對象電池單元10的單元控制部12以及主控制部20，在電壓調(diào)整完成后的步驟S14中，調(diào)整對象電池單元10的單元控制部12或者主控制部20使調(diào)整對象電池單元10的電池模塊11與主電力線(LLa或者LLb)以及系統(tǒng)輸出端子(S0(+)以及S0(-))的連接復(fù)原，即在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中接通開關(guān)SWa，在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中接通調(diào)整對象電池模塊11以及主電力線LLb間的開關(guān)SWB。此后，在步驟S15中，經(jīng)由手動操作或者不經(jīng)由手動操作，從調(diào)整對象電池單元10移除外部單元50 (不經(jīng)由手動操作的方法將后述)。步驟S14以及S15的執(zhí)行順序也可與上述的情況相反。
[0091]如上所述，在電池系統(tǒng)I中，按照基于模塊電壓信息或者模塊SOC信息的每個電池單元是否需要進(jìn)行模塊間電壓調(diào)整的判定結(jié)果、或者、基于單體電壓信息或單體SOC信息的每個電池單元是否需要進(jìn)行模塊內(nèi)電壓調(diào)整的判定結(jié)果，設(shè)定調(diào)整對象電池單元，對調(diào)整對象電池單元執(zhí)行用于抑制多個電池模塊11間的模塊電壓的偏差的處理(模塊間電壓調(diào)整)、或者、用于抑制多個電池單體31間的單體電壓的偏差的處理(模塊內(nèi)電壓調(diào)整)。由此，對需要調(diào)整電壓的電池單元10適當(dāng)?shù)貓?zhí)行電壓調(diào)整。
[0092]在執(zhí)行電壓調(diào)整時，通過開關(guān)SWa或者SWb的斷開，從主電力線(LLa或者LLb)分離調(diào)整對象電池單元10，從而能夠?qū)崿F(xiàn)期望的電壓調(diào)整。在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，即使斷開了與調(diào)整對象電池單元10對應(yīng)的開關(guān)SWB，也能由(η-1)個電池單元10繼續(xù)對電池系統(tǒng)I的負(fù)載供電。
[0093]〈〈第4實施例》
[0094]說明第4實施例。通過反復(fù)的充電以及放電，各電池模塊11會逐漸劣化。應(yīng)將具有一定程度以上的劣化度的電池模塊11更換為新的電池模塊11?；蛘?，例如，應(yīng)將帶有一些故障的電池模塊11或者電池單元10更換為新的電池模塊11或者電池單元10。該更換也可以將電池模塊11作為對象來完成，也可以將包括電池模塊11在內(nèi)的電池單元10整體作為對象來完成。主控制部20也可利用公知的劣化判定方法和故障判定方法，將某個電池模塊11或者某個電池單元10設(shè)定為更換對象。在此，某個電池單元10被設(shè)定為更換對象。
[0095]電池系統(tǒng)I (例如主控制部20)可通過圖像顯示或聲音輸出等對電池系統(tǒng)I的使用者或者管理者(包括所謂維修人員)通知更換對象的存在以及更換對象為哪個電池單元
10。接收到該信息后，電池系統(tǒng)I的管理者等能夠完成更換作業(yè)。
[0096]圖11為表示更換過程的流程圖。首先，在步驟S21中，進(jìn)行更換的操作者通過操作電池系統(tǒng)I的操作面板等，對電池系統(tǒng)I傳遞開始更換作業(yè)的信息。在該傳遞內(nèi)容中，還包括要更換哪個電池單元10的信息。對該傳遞進(jìn)行響應(yīng)，主控制部20在步驟S22中，從主電力線(LLa或者LLb)以及系統(tǒng)輸出端子(S0(+)以及S0(-))中，分離更換對象、即當(dāng)前組裝到電池系統(tǒng)I中的電池單元10 (以下稱作舊電池單元10)。該分離在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中相當(dāng)于斷開開關(guān)SWa，在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中相當(dāng)于斷開舊電池單元10的電池模塊11與主電力線LLb之間的開關(guān)SWB。在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，即使斷開了與舊電池單元10對應(yīng)的開關(guān)SWb，也能由(η-1)個電池單元10繼續(xù)對電池系統(tǒng)I的負(fù)載供電。另外，也可不通過主控制部20的開關(guān)控制，而是操作者手動斷開開關(guān)SWa或者SWB。這種情況下，不需要步驟S21中的傳遞。
[0097]在接著步驟S22的步驟S23中，操作者將應(yīng)與舊電池單元10進(jìn)行更換的新的電池單元10 (以下稱作新電池單元10)組裝到電池系統(tǒng)I中，并將外部單元50與新電池單元10進(jìn)行連接。該連接后，在步驟S24中，新電池單元10被當(dāng)作調(diào)整對象電池單元10，通過外部單元50對新電池單元10執(zhí)行電壓調(diào)整。因此，也可將新電池單元10的電池模塊11稱作調(diào)整對象電池模塊11。在步驟S23的階段，可進(jìn)行新電池單元10以及主控制部20間的通信，但開關(guān)SWa、或者新電池單元10的電池模塊11與主電力線LLb之間的開關(guān)SWb維持?jǐn)嚅_狀態(tài)。[0098]在步驟S24的模塊間電壓調(diào)整中，調(diào)整部51可進(jìn)行調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電以使調(diào)整對象電池模塊11的模塊電壓VmodTC與目標(biāo)模塊電壓一致，或者也可進(jìn)行調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電以使作為調(diào)整對象電池模塊11的模塊SOC的S0CmodTG與目標(biāo)模塊SOC —致。在該充電或者放電之前，主控制部20基于步驟S24的即將執(zhí)行電壓調(diào)整的各模塊電壓，設(shè)定目標(biāo)模塊電壓，或者基于步驟S24的即將執(zhí)行電壓調(diào)整之前的各模塊S0C，設(shè)定目標(biāo)模塊S0C，能夠?qū)⑺O(shè)定的目標(biāo)模塊電壓或者目標(biāo)模塊SOC傳遞到新電池單元10。例如，主控制部20能夠?qū)⑿码姵貑卧?0以外的電池單元10 (B卩(n-1)個電池單元10)的模塊電壓的平均值設(shè)定為目標(biāo)模塊電壓，能夠?qū)⑿码姵貑卧?0以外的電池單元10 (即(η-1)個電池單元10)的模塊SOC的平均值設(shè)定目標(biāo)模塊S0C。
[0099]在模塊間電壓調(diào)整的執(zhí)行中，通過主控制部20或者調(diào)整對象電池單元10的單元控制部12監(jiān)視調(diào)整對象電池模塊11的VmodTC或者S0CmodTC。調(diào)整部51在模塊電壓VmodTC達(dá)到目標(biāo)模塊電壓的時刻、或者調(diào)整對象電池模塊11的S0CmodTC達(dá)到目標(biāo)模塊SOC的時亥Ij,停止對調(diào)整對象電池模塊11的充電或者放電，由此結(jié)束模塊間電壓調(diào)整。在步驟S24中，也可與模塊間電壓調(diào)整一起執(zhí)行對新電池單元10的模塊內(nèi)電壓調(diào)整。
[0100]步驟S24的電壓調(diào)整已結(jié)束這一情況被新電池單元10的單元控制部12以及主控制部20識別或者被傳遞到新電池單元10的單元控制部12以及主控制部20，在完成電壓調(diào)整后的步驟S25中，新電池單元10的單元控制部12或者主控制部20使新電池單元10的電池模塊11與主電力線(LLa或者LLb)以及系統(tǒng)輸出端子(S0(+)以及S0(-))相連，即在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中接通開關(guān)SWa，在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中接通新電池單元10的電池模塊11以及主電力線LLb間的開關(guān)SWB。另外，操作者也可手動進(jìn)行開關(guān)SWa或者SWb從斷開到接通的切換。
[0101]根據(jù)上述的說明能夠理解，在電池系統(tǒng)I中除了用于將各電池模塊11的輸出電力導(dǎo)入到負(fù)載側(cè)的系統(tǒng)輸出端子(so(+)，so(-))之外，還可設(shè)置對介于各電池模塊11與系統(tǒng)輸出端子之間的開關(guān)部以及對開關(guān)部進(jìn)行控制的開關(guān)控制部SWCNT(參照圖12(a)以及(b))。在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中開關(guān)部包括開關(guān)SWa，在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中開關(guān)部包括多個開關(guān)SWB?？烧J(rèn)為進(jìn)行開關(guān)SWa或者各開關(guān)SWb的接通或者斷開的切換控制的開關(guān)控制部SWcmt內(nèi)置于單元控制部12或者主控制部20中、或者由單元控制部12以及主控制部20內(nèi)的至少一方實現(xiàn)。
[0102]而且，在將某個電池模塊11或者電池單元10作為更換對象來更換為新的電池模塊11或者新的電池單元10時，開關(guān)控制部SWcmt能夠控制開關(guān)部來切斷更換對象以及系統(tǒng)輸出端子間的連接(步驟S22)，在對新的電池模塊進(jìn)行電壓調(diào)整之后(步驟S24)，能夠控制開關(guān)部來將新的電池模塊連接到系統(tǒng)輸出端子(步驟S25)。通過履行包括電壓調(diào)整在內(nèi)的這種過程，能夠在取得電壓平衡的狀態(tài)下重新開始電池系統(tǒng)I的運(yùn)行。
[0103]另外，在搬運(yùn)電池單元10時，考慮到安全性，期望將電池單元10的模塊SOC設(shè)置成低SOC(換句話說期望預(yù)先使電池單元10的模塊電壓成為低電壓)。在搬運(yùn)時的新電池單元10的模塊SOC以及模塊電壓足夠低的情況下，在步驟S24中，作為模塊間電壓調(diào)整，對新電池單元10的電池模塊11進(jìn)行充電。因此，在規(guī)定為搬運(yùn)時的新電池單元10的模塊SOC以及模塊電壓足夠低的情況下，只要模塊電壓調(diào)整部51 (參照圖6)具有充電功能就足以。[0104]〈〈第5實施例》
[0105]說明第5實施例。圖13表示作為電池單元10的例的電池單元IOA以及作為外部單元50的例的外部單元50A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。外部單元50A具有作為充電器的功能，也可將外部單元50A稱作充電器。圖13中，與電池單元IOA連接了外部單元50A。
[0106]電池單元IOA中除了電池模塊11、單元控制部12以及連接器13之外，還設(shè)置有開關(guān)160和170、以及一對單元輸出端子UO⑴和U0(-)。電池單元IOA的單元控制部12具有可根據(jù)符號101?105參照的各部位，處理部101具備可由符號111?114參照的各部位。外部單元50A除了連接器53之外，還具備充電控制裝置200以及充電部210。充電部210與商用交流電等電力源220相連。充電控制裝置200具備可由符號201?205參照的各部位。在圖13的結(jié)構(gòu)例中，電池模塊11內(nèi)的電池單體31的個數(shù)m為3個，但m只要是2以上的數(shù)即可，可以是好幾個。
[0107]電池單元IOA的連接器13中設(shè)置有(m+1)個均等化用的端子Ta1、通信用的端子Ta2、和電池模塊11的充放電用的端子Ta3以及Ta4。外部單元50A的連接器53中設(shè)置有(m+1)個均等化用的端子Tb1、通信用的端子TB2、電池模塊11的充放電用的端子Tb3以及TB4。通過連接器13和連接器53的連接，將外部單元50A連接到電池單元IOA0連接了連接器13及53之間時，(m+1)個端子Tai和(m+1)個端子Tbi分別呈導(dǎo)通狀態(tài)，并且端子Ta2?Ta4與端子Tb2?Tb4分別呈導(dǎo)通狀態(tài)。
[0108]電池單元IOA中，(m+1)個端子Tai內(nèi)的m個端子Tai分別與m個電池單體31的正極端子相連，剩余的一個端子Tai與最低電位側(cè)的電池單體31(即圖8的電池單體31 [m])的負(fù)極端子相連。通信用的端子Ta2與通信部102以及連接判別部103相連。端子Ta3以及Ta4分別與電池單元IOA內(nèi)的布線162以及172相連。外部單元50A中，m個端子Tbi與均等化部201以及電壓檢測部202相連，通信用的端子Tb2與通信部203相連。端子Tb3以及Tb4經(jīng)由充電部210而被互相連接。
[0109]在對開關(guān)160以及170的切換控制下，電池模塊11的正輸出端子Ilp經(jīng)由開關(guān)160而選擇性地與布線161或者162連接，電池模塊11的負(fù)輸出端子IIn經(jīng)由開關(guān)170而選擇性地與布線171或者172連接。單元控制部12能夠完成對開關(guān)160以及170的切換控制。但是，也可在與電池單元IOA連接的主控制部20的控制下，進(jìn)行該切換控制。布線161以及171分別與單元輸出端子U0(+)以及UO(-)連接，可將單元輸出端子U0(+)以及UO(-)直接或者經(jīng)由一個以上的其他電池模塊11而與系統(tǒng)輸出端子S0(+)以及S0(_)連接。
[0110]在參照了圖4(a)的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的說明中，敘述了也可在相鄰的電池模塊11間設(shè)置開關(guān)SWa，采用串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)時的開關(guān)160以及170成為相鄰的電池模塊11間的開關(guān)SWa的構(gòu)成要素。采用并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)時，開關(guān)160以及170成為開關(guān)SWb的構(gòu)成要素。通過將端子IIp以及IIn與布線161以及171連接，電池單元IOA的電池模塊11與主電力線LLa或者LLb相連，通過將端子Ilp以及I In與布線162以及172相連，從而從主電力線LLa或者LLb分離電池單元10A。因此，在判斷為需要對電池單元IOA進(jìn)行上述的電壓調(diào)整的情況下、或者、電池單元IOA成為更換對象的情況下，單元控制部12在主控制部20的控制下控制開關(guān)160以及170，由此能夠?qū)⒍俗覫lp以及IIn與布線162以及172相連。將端子Ilp以及IIn與布線162以及172連接的處理相當(dāng)于圖10的步驟S12或者圖11的步驟S22的處理。此后，將與端子IIp以及IIn相連的布線從布線162以及172恢復(fù)到布線161以及171的處理相當(dāng)于圖10的步驟S14或者圖11的步驟S25的處理。
[0111]連接外部單元50A與電池單元IOA時，電壓檢測部202能夠檢測多個端子Tbi間的電壓，由此能夠檢測各電池單體31的單體電壓。在連接了外部單元50A和電池單元IOA時，控制部204利用電壓檢測部202的檢測結(jié)果，檢測到電池單元IOA與外部單元50A連接的情況，接收到該情況后，通信部203能夠?qū)⒈硎倦姵貑卧狪OA與外部單元50A相連的情況的連接信號發(fā)送到電池單元IOA的連接判別部103。連接判別部103可根據(jù)有沒有接收到連接信號，來判別外部單元50A是否與電池單元IOA連接。另外，也可預(yù)先在外部單元50A或者電池單元IOA中設(shè)置當(dāng)電池單元IOA以及外部單元50A間被連接時工作的機(jī)械式或電方式的開關(guān)，對該開關(guān)的動作進(jìn)行響應(yīng)，完成連接判別部103所進(jìn)行的上述判別。
[0112]單元控制部12通常能夠預(yù)先使端子Ilp以及IIn與布線161以及171連接，在連接判別部103中判別為外部單元50A與電池單元IOA已連接的情況下，根據(jù)需要，能夠使端子IIp以及IIn與布線162以及172連接。
[0113]在第5實施例的以下的說明中，假設(shè)外部單元50A與電池單元IOA連接。在通信部203以及102之間能夠?qū)θ我獾男畔⒁约靶盘栠M(jìn)行通信。
[0114]對外部單元50A的充電控制裝置200進(jìn)行說明。均等化部201將電池單元IOA當(dāng)作調(diào)整對象電池單元，能夠執(zhí)行使電池模塊11內(nèi)的各電池單體31的單體電壓均勻的均等化處理。作為用于該均等化處理的結(jié)構(gòu)以及方法，能利用公知的結(jié)構(gòu)以及方法(例如，對比文件2的結(jié)構(gòu)以及方法)。例如，預(yù)先在均等化部201中設(shè)置經(jīng)由電阻以及開關(guān)將相鄰的端子TB1間連接的電路。然后，例如，在均等化處理中，控制部204對均等化部201的開關(guān)進(jìn)行控制，由此經(jīng)由均等化部201使I個以上的電池單體31放電，直到電壓檢測部202檢測到的各單體電壓的檢測值互相相同為止。通信部203能夠?qū)㈦妷簷z測部202檢測到的各單體電壓的檢測值作為更新用電壓信息而發(fā)送給通信部102。輸出部205包括液晶顯示裝置等顯示裝置?？刂撇?04能夠使各單體電壓顯示于輸出部205中。
[0115]對電池單元IOA的單元控制部12進(jìn)行說明。電流檢測部111基于與電池模塊11的充電或者放電電流值相應(yīng)的電流傳感器32的輸出信號，計算出在電池模塊11中流動的電流值。電壓范圍判定部112判定各單體電壓屬于預(yù)先確定的多個電壓范圍(voltagerange)內(nèi)的哪一個電壓范圍。判定部112能夠采用公知的方法(包括對比文件2的方法)來完成該判定，例如，能夠基于各單體電壓與I個以上的規(guī)定基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果，來完成該判定。判定部112也是電壓檢測部的一種。本例中，判定部112的電壓檢測中的最小檢測單位(分辨率)大于電壓檢測部202的最小檢測單位。
[0116]電壓值算出部113能夠采用公知的方法(包括對比文件2的方法)，基于由電流檢測部111計算出的電流值以及該電流值的累計值，計算出或者推測各電池單體31的S0C、開路電壓以及單體電壓，并且能夠基于電壓范圍判定部112的判定結(jié)果來校正所推測的各單體電壓，并且能夠基于所校正的各單體電壓來校正各電池單體31的SOC以及開路電壓。存儲部114能夠存儲在電壓值算出部113中求出的SOC等。輸出部105能夠在單體電壓信息以及單體SOC信息中包括所校正的各電池單體31的單體電壓或者開路電壓以及所校正的各電池單體31的S0C，并將它們輸出到主控制部20 (參照圖5)。此外，輸出部105根據(jù)所校正的各電池單體31的單體電壓或者開路電壓求出模塊電壓，并且根據(jù)所校正的各電池單體31的SOC求出模塊S0C，能在模塊電壓信息以及模塊SOC信息中包含所求出的模塊電壓以及模塊SOC而輸出給主控制部20 (參照圖5)。
[0117]作為具體例，能夠使電流檢測部111、電壓范圍判定部112、電壓值算出部113以及存儲部114進(jìn)行如下動作。
[0118]若開始電池模塊11的充電或者放電，則電壓值算出部113使由電流檢測部111計算出的電流值的累計值、即電流累計值復(fù)位(即，在電流累計值中代入零)，從存儲部114讀出各電池單體31的S0C。在此讀出的SOC相當(dāng)于即將開始電池模塊11的充電或者放電的各電池單體31的S0C。開始電池模塊11的充電或者放電后，電壓值算出部113能夠基于所讀出的各電池單體31的SOC和電流累計值，計算出各電池單體31的當(dāng)前時刻的S0C，進(jìn)而能夠基于計算出的各S0C，推測各電池單體31的當(dāng)前時刻的開路電壓，進(jìn)一步能夠基于所推測的各開路電壓和電流檢測部111的計算電流值，推測各電池單體31的當(dāng)前時刻的單體電壓。
[0119]電壓范圍判定部112按每個電池單體31將電池單體31的正極端子以及負(fù)極端子間的電壓、和包括基準(zhǔn)電壓Vrefl以及Vref2的多個規(guī)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從而能夠判定各單體電壓屬于哪個電壓范圍(Vref l〈Vref2)。基準(zhǔn)電壓Vrefl以及Vref2為某一個電壓范圍(以下稱作特定電壓范圍)的下限電壓以及上限電壓。電壓值算出部113能夠基于電壓范圍判定部112的判定結(jié)果，校正推測或者計算出的各單體電壓、各開路電壓以及各S0C，在完成了該校正時，能夠使電流累計值復(fù)位。
[0120]例如，在電池單體31的正極端子以及負(fù)極端子間的電壓小于基準(zhǔn)電壓Vrefl時，電壓值算出部113在小于基準(zhǔn)電壓Vrefl的電壓范圍內(nèi)，基于電流累計值來推測電池單體31的單體電壓。然后，假設(shè)在某特定定時下電池單體31的正極端子以及負(fù)極端子間的電壓從小于基準(zhǔn)電壓Vrefl的狀態(tài)變?yōu)榛鶞?zhǔn)電壓Vrefl以上時(B卩、從小于Vrefl的電壓范圍轉(zhuǎn)移到特定電壓范圍時)，電壓值算出部113從電壓范圍判定部112接收表示這一情況的信息，能夠?qū)⒃撾姵貑误w31的當(dāng)前時刻的單體電壓校正為基準(zhǔn)電壓Vrefl，能夠基于所校正的單體電壓來校正當(dāng)前時刻的開路電壓以及S0C。進(jìn)而，在上述的特定定時，電壓值算出部113使電流累計值復(fù)位，能夠利用以特定定時為起點的電流累計值，在特定電壓范圍內(nèi)重新開始各單體電壓的推測等。
[0121]在特定定時以后，即使電池單體31的正極端子以及負(fù)極端子間的電壓從小于基準(zhǔn)電壓Vref2的狀態(tài)變成了基準(zhǔn)電壓Vref2以上的狀態(tài)、或者、在特定定時以后電池單體31的正極端子以及負(fù)極端子間的電壓從處于基準(zhǔn)電壓Vrefl以上的狀態(tài)再次變成了小于基準(zhǔn)電壓Vrefl的狀態(tài)時，也能完成包括單體電壓的校正以及電流累計值的復(fù)位在內(nèi)的與上述相同的處理。若通過電池系統(tǒng)I的負(fù)載的動作停止等而停止電池模塊11的充電以及放電，則存儲部114能夠存儲在該時刻電壓值算出部113計算出的各電池單體31的S0C。
[0122]此外，在通信部102從通信部203接收到更新用電壓信息的情況下，電壓值更新部104能夠基于更新用電壓信息所包含的各單體電壓來更新由電壓值算出部113求出的各單體電壓(是能完成上述校正的各單體電壓)(簡單地來說，根據(jù)更新用電壓信息所包含的各單體電壓進(jìn)行置換)。能夠利用公知的方法(包括對比文件2的方法)作為該更新的方法。在完成了該更新時，電壓值算出部113能采用所更新的各單體電壓來更新各電池單體31的開路電壓以及S0C。進(jìn)而，在完成了該更新時，電壓值算出部113使上述電流累計值復(fù)位，以完成了更新的時刻作為起點，能夠重新開始采用了電流累計值的各單體電壓的推測等。能夠在每次外部單元50與電池單元IOA相連時執(zhí)行這種更新處理。輸出部105也可將所更新的各電池單體31的單體電壓或者開路電壓以及所更新的各電池單體31的SOC包含在單體電壓信息以及單體SOC信息中后輸出給主控制部20 (參照圖5)。此外，輸出部105根據(jù)所更新的各電池單體31的單體電壓或者開路電壓求出模塊電壓，并且根據(jù)所更新的各電池單體31的SOC求出模塊S0C，可在模塊電壓信息以及模塊SOC信息中包含求出的模塊電壓以及模塊SOC而輸出到主控制部20 (參照圖5)。
[0123]說明對電池單元IOA的模塊間電壓調(diào)整的方法例。在對電池單元IOA完成模塊間電壓調(diào)整的情況下，主控制部20對電池單元IOA的單元控制部12輸出規(guī)定的第I請求信號。第I請求信號中包括如上那樣確定的目標(biāo)模塊電壓或者目標(biāo)模塊SOC的值。單元控制部12通過接收第I請求信號并對開關(guān)160以及170進(jìn)行控制，從而將端子Ilp以及IIn與布線162以及172相連，另一方面，經(jīng)由通信部102以及203將第2請求信號輸出到外部單元50A的控制部204。控制部204接受第2請求信號來控制充電部210，在該控制下、充電部210以基于電力源220的輸出電力的直流電對電池模塊11進(jìn)行充電。此時，單元控制部12監(jiān)視基于采用處理部101或者電壓檢測部202求出的各單體電壓或者各單體SOC的模塊電壓或者模塊S0C，在模塊電壓達(dá)到目標(biāo)模塊電壓的時刻或者模塊SOC達(dá)到目標(biāo)模塊SOC的時刻，經(jīng)由通信部102、通信部203以及控制部204，停止充電部210所進(jìn)行的充電(根據(jù)該停止，模塊間電壓調(diào)整結(jié)束)。
[0124]在圖13的例中，假設(shè)成為模塊間電壓調(diào)整對象的電池單元IOA的模塊電壓或者模塊SOC始終比目標(biāo)模塊電壓或者目標(biāo)模塊SOC低。在假設(shè)成為模塊間電壓調(diào)整對象的電池單元IOA的模塊電壓或者模塊SOC始終比目標(biāo)模塊電壓或者目標(biāo)模塊SOC高的情況下，也可將充電部210置換為用于使電池模塊11放電的放電部，在成為模塊間電壓調(diào)整對象的電池單元IOA的模塊電壓或者模塊SOC與目標(biāo)模塊電壓或者目標(biāo)模塊SOC的高低關(guān)系不確定的情況下，只要在外部單元50A中設(shè)置充電部210以及放電部即可。
[0125]電池單元IOA的包括處理部101以及電壓值更新部104的部位為圖5的電壓檢測部35以及SOC檢測部36的例。若采用處理部101，則電壓檢測精度比較低，但能夠以簡單的結(jié)構(gòu)檢測各單體電壓。另一方面，外部單元50A的電壓檢測部202所進(jìn)行的電壓檢測精度高于處理部101的電壓檢測精度。因此，若在必要時將外部單元50A與電池單元IOA連接來進(jìn)行上述更新，則能夠抑制電池單元10個體的電壓檢測誤差的累計。
[0126]外部單元50A的包括充電部210或者放電部(未圖示)的部位為圖6的模塊間電壓調(diào)整部51的例，外部單元50A的包括均等化部201的部位為圖6的模塊內(nèi)電壓調(diào)整部52的例。可從圖6的外部單元50去除調(diào)整部51以及52中的一方，也可從圖13的外部單元50A去除充電部210或者放電部，或者可從圖13的外部單元50A去除均等化部201。
[0127]另外，特別關(guān)注模塊內(nèi)電壓調(diào)整以及模塊間電壓調(diào)整的方法來說明了圖13結(jié)構(gòu)的動作例，但也可以與有沒有執(zhí)行這些電壓調(diào)整無關(guān)地，通過將外部單元50A與電池單元IOA連接并將端子Ilp以及IIn與布線162以及172連接，從而通過充電部210對電池模塊11按照需要進(jìn)行充電。
[0128]〈〈第6實施例》
[0129]說明第6實施例。第6實施例中，對電池單元10的構(gòu)造等進(jìn)行說明。圖14為電池單元10的外觀立體圖。電池單元10具有大概為長方體形狀的框體300 (但是，框體300的形狀是任意的)。在框體300內(nèi)或者框體300上設(shè)置形成電池單元10的電氣部件。在作為框體300的長方體的6個面上包括互相對置的表面以及背面。
[0130]圖15(a)以及(b)為分別從與框體300的背面以及表面正對的方向看到的電池單元I的俯視圖。在框體300的背面設(shè)有連接器插入部301以及I個以上的外部通信端子302 (圖15(a)的例中是兩個)，而且設(shè)有上述的發(fā)光部LDl以及LD2(參照圖9)和應(yīng)與電池模塊11串聯(lián)連接的單元輸出端子U0(+)以及U0(-)。圖16(a)為沿著圖15(a)的A-A線的電池單元10的截面圖。另外，在圖16(a)以及(b)的截面圖中，僅圖示了電池單元10的部分構(gòu)成要素。連接器插入部301起到防止露出連接器13的蓋子的功能，通常處于關(guān)閉狀態(tài)。如圖16(b)所示，通過在從背面朝向表面的方向上按壓連接器插入部301，從而蓋子(連接器插入部301)會被打開，電池單元10的連接器13和外部單元50的連接器53能被連接。通過經(jīng)由通信線路(未圖示)將外部通信端子302與其他模塊(例如主控制部20)相連，從而能夠進(jìn)行單元控制部12以及其他模塊(例如主控制部20)間的通信。
[0131]如圖15(b)所不,在框體300的表面設(shè)置有與發(fā)光部LDl以及LD2相同的發(fā)光部LD3以及LD4，并且設(shè)置有由7段顯示器等構(gòu)成的顯示部305。在判斷為需要對包括自身在內(nèi)的電池單元10進(jìn)行某種維修(例如第4實施例中所述的更換作業(yè))的情況下，單元控制部12使發(fā)光部LD3點亮，從而能夠輸出允許將外部單元50與包括自身在內(nèi)的電池單元10連接的主旨(作為該輸出的一個方式，例如能夠?qū)⒃摼S修的必要性通知給外部)。此外，單元控制部12通過發(fā)光部LD4的發(fā)光等，向外部通知使與自身對應(yīng)的電池模塊11進(jìn)行充電或者放電的情況。進(jìn)而，單元控制部12能夠在顯示部305顯示與自身對應(yīng)的電池模塊11的SOC等。
[0132]圖17為表示電池單元10的連接器13以及外部單元50的連接器53的結(jié)構(gòu)的俯視圖。在大致長方體形狀的樹脂基底13base中設(shè)置多個孔部，通過在該多個孔部內(nèi)設(shè)置與端子Ta2?Ta4和2個以上的端子Tai相當(dāng)?shù)亩鄠€金屬筒，從而形成連接器13。另一方面，連接器53具有大致長方體形狀的樹脂基底53BASE、從樹脂基底53base開始向連接器53的插入方向突出的多個金屬棒、和覆蓋多個金屬棒的罩部320，該多個金屬棒相當(dāng)于端子Tb2?Tb4和兩個以上的端子TB1。圖18為一個金屬筒和一個金屬棒的周邊結(jié)構(gòu)影像圖。在不對連接器53施加外力的情況下，端子Tbi?Tb4被罩部320覆蓋，因此不會露出，但若對連接器53施加用于將連接器53與連接器13相連的外力，則通過未圖示的彈簧機(jī)構(gòu)，端子Tbi?Tb4從罩部320露出，端子Tbi?Tb4與端子Tai?Ta4連接。
[0133]另外，在采用串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的情況下，也能將開關(guān)SWa預(yù)先容納于電池單元10的內(nèi)部，但也能將開關(guān)SWaS置于電池單元10的外部。這種情況下，如圖19所示，經(jīng)由電纜而串聯(lián)連接電池單元10[1]?10[n]，以使電池單元10[i]的單元輸出端子UO(-)與電池單元10[i+l]的單元輸出端子UO⑴被連接，且在電池單元10[I]的端子UO⑴與系統(tǒng)輸出端子(+)之間或者電池單元10[n]的端子UO(-)與系統(tǒng)輸出端子(_)之間設(shè)置一個開關(guān)SWa(圖19中采用前者)即可。由此，能夠?qū)㈤_關(guān)SWa的所需數(shù)量抑制為一個。但是，當(dāng)然也可在電池單元10 [i]的端子UO(-)與電池單元10[i+l]的端子U0(+)之間設(shè)置開關(guān)SWA。在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，可在各電池單元10的內(nèi)部設(shè)置開關(guān)SWb，也可在各電池單元10的外部設(shè)置開關(guān) SWB。
[0134]〈〈第7實施例》[0135]說明第7實施例。對實現(xiàn)外部單元50以及電池單元10間的連接的其他結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。在該其他結(jié)構(gòu)例中，不經(jīng)由手動操作就能實現(xiàn)這種連接。例如，如圖20所示，可在電池系統(tǒng)I中設(shè)置使外部單元50移動以使η個電池單元10內(nèi)的任意電池單元10的連接器13與外部單元50的連接器53相連(換句話說驅(qū)動外部單元50)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)71、和基于是否需要調(diào)整電壓判定部21的判定結(jié)果控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)71的驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72 (也可將驅(qū)動機(jī)構(gòu)稱作移動機(jī)構(gòu))。能夠?qū)Ⅱ?qū)動機(jī)構(gòu)控制部72預(yù)先設(shè)置于主控制部20中。由此，不需要進(jìn)行手動操作，就能夠?qū)⑼獠繂卧?0與期望的電池單元10連接。更具體地來說，例如，驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72能夠按照在由圖7的判定部21判定為需要進(jìn)行電壓調(diào)整的電池單元10的連接器13上連接外部單元50的連接器53的方式來控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72。由此，不需要手動操作，就能在每天的運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)需要而自動執(zhí)行采用了外部單元50的電壓調(diào)整。結(jié)果，能夠在不對電池系統(tǒng)I的管理者等帶來負(fù)擔(dān)的情況下保證多個電池模塊11間的電壓平衡以及多個電池單體31間的電壓平衡。
[0136]在圖21中表示具體的一個結(jié)構(gòu)例。圖21表示驅(qū)動機(jī)構(gòu)71的構(gòu)成要素的例子、即軌道351、可動臺352、驅(qū)動部353以及驅(qū)動部354，并且表示從上方觀察到的電池單元10[1]?10[η]的外觀。X軸以及Y軸在水平方向上平行且互相正交。Z軸與垂直方向(鉛垂方向)平行。Z軸方向相當(dāng)于高度方向。在圖21的例子中，電池單元10[1]?10[η]沿著X軸方向被排列，并且外部單元50以外部單元50的連接器53向電池單元10側(cè)突出的方式被固定于可動臺352的滑動工作臺355上。此時，高度方向上的連接器13以及53的配置位置在電池單元10[1]?10[η]以及外部單元50間被設(shè)為相同。Y軸的正方向與連接器53對連接器13的插入方向一致，Y軸的負(fù)方向與從連接器13拔出連接器53的方向一致。驅(qū)動部353由使可動臺352在X軸方向上移動的電機(jī)等構(gòu)成。設(shè)置于可動臺352的滑動工作臺355可在可動臺352上沿著Y軸方向移動。驅(qū)動部354由使滑動工作臺355在Y軸方向上移動的電機(jī)等構(gòu)成。
[0137]驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72在想要使外部單元50與電池單元10[i]連接時，通過對驅(qū)動部353輸出移動指令信號，從而不經(jīng)由人手(手動操作)就能使外部單元50的X軸位置移動至電池單元10[i]的X軸位置，此后，通過對驅(qū)動部354輸出連接指令信號，從而不經(jīng)由人手(手動操作)就能使連接器53與電池單元10[i]的連接器13連接。在不需要該連接的情況下，驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72通過對驅(qū)動部354輸出連接解除指令信號，從而能夠從電池單元10 [i]的連接器13拔出連接器53。
[0138]另外，尤其在電池系統(tǒng)I的電力容量較小的情況下(例如在住宅等電力提供用途下使用電池系統(tǒng)I的情況下)等，使外部單元50的構(gòu)成要素內(nèi)的連接器53和除此之外的構(gòu)成要素分開，也可經(jīng)由電纜連接連接器53和除此之外的構(gòu)成要素。在上述的結(jié)構(gòu)例中，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)71使外部單元50整體移動，但驅(qū)動機(jī)構(gòu)71也可只使外部單元50的一部分、即移動對象部移動。由此，期待移動所需的電力的降低以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)71的小型化。移動對象部至少包括連接器53。能夠經(jīng)由電纜等將外部單元50的構(gòu)成要素內(nèi)的移動對象部以外的電路與移動對象部相連。
[0139]〈〈第8實施例》
[0140]說明第8實施例。電池單元10的排列方向不限于水平方向，也可沿著垂直方向排列電池單元10。這種情況下，例如，準(zhǔn)備圖22所示的、具有多個支架381以及多個電池單元容納部382的架子380，也可在多個電池單元容納部382中容納多個電池單元10。若按照多個容納部382沿著垂直方向(Z軸方向)排列的方式形成架子380，則多個電池單元10沿著垂直方向(Z軸方向)被排列。在將多個電池單元10沿著垂直方向排列的情況下，按照外部單元50除了 Y軸方向外還能在Z軸方向上移動的方式形成驅(qū)動機(jī)構(gòu)71。S卩，將第7實施例的驅(qū)動機(jī)構(gòu)71作為基準(zhǔn)，也可將外部單元50在X軸方向的移動置換為外部單元50在Z軸方向的移動。
[0141]也可組合第7以及第8實施例的構(gòu)造來在水平以及垂直方向上排列多個電池單元
10。這種情況下，按照外部單元50能移在X軸、Y軸以及Z軸方向上動的方式形成驅(qū)動機(jī)構(gòu)71即可。
[0142]〈〈第9實施例》
[0143]說明第9實施例。在上述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)71以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72被設(shè)置于電池系統(tǒng)I中的情況下，驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72也可按照多個電池單元10的連接器13以規(guī)定的程序依次與外部單元50的連接器53相連的方式控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)71。例如，驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72也可周期性地進(jìn)行將外部單元50與電池單元10[I]?10[η]依次連接的循環(huán)連接處理。在循環(huán)連接處理的執(zhí)行進(jìn)程中，連接了外部單元50與電池單元10[i]時，是否需要調(diào)整電壓判定部21也可對電池單元10 [i]進(jìn)行是否需要調(diào)整電壓的判定，此時若判定為需要對電池單元10[i]進(jìn)行電壓調(diào)整，則也可對電池單元10[i]完成上述的電壓調(diào)整。如上那樣，驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72在循環(huán)連接處理的執(zhí)行進(jìn)程中，能夠?qū)⑼獠繂卧?0與需要進(jìn)行電壓調(diào)整的電池單元10連接。
[0144]通過能夠預(yù)先進(jìn)行這種循環(huán)連接處理，從而不需要進(jìn)行手動操作也能在每天的運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)需要自動執(zhí)行采用了外部單元50的電壓調(diào)整。結(jié)果，能夠在不對電池系統(tǒng)I的管理者等帶來負(fù)擔(dān)的情況下，保證多個電池模塊11間的電壓平衡以及多個電池單體31間的電壓平衡。
[0145]另外，在循環(huán)連接處理的執(zhí)行進(jìn)程中，假定圖7的是否需要調(diào)整電壓判定部21判定為需要對某個電池單元10進(jìn)行電壓調(diào)整的情況下，驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部72也可中斷循環(huán)連接處理，利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)71來將外部單元50與判定為需要進(jìn)行電壓調(diào)整的電池單元10連接。
[0146]此外，在各電池單元10具有圖13的電池單元IOA的結(jié)構(gòu)并且外部單元50具有圖13的外部單元50A的結(jié)構(gòu)的前提下，在循環(huán)連接處理的執(zhí)行進(jìn)程中外部單元50與電池單元10[i]被連接時，也可以是電池單元10[i]從外部單元50A接收上述的更新用電壓信息，電池單元10[i]的電壓值更新部104進(jìn)行上述的電壓值的更新。圖13的電池單元IOA中，與電壓檢測結(jié)構(gòu)的簡化相反，電壓檢測精度較低，存在檢測誤差被累計的可能性，但是，若例如周期性地收取來自外部單元50A的更新用電壓信息，則能夠抑制這種檢測誤差的累計。但是，當(dāng)然，也可在電池單元10中設(shè)置具有所需檢測精度的電壓檢測部35 (參照圖5)，這種情況下，不需要進(jìn)行如上述那樣的更新。
[0147]〈〈第10實施例》
[0148]說明第10實施例。能夠?qū)㈦姵叵到y(tǒng)I搭載于各種設(shè)備上，例如能夠形成將各電池模塊11的輸出電力作為驅(qū)動源而行駛的電動車輛500。圖23表示電動車輛500的結(jié)構(gòu)例。圖23的電動車輛500具備電池系統(tǒng)I，并且具備:車體510、將電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的放電所產(chǎn)生的直流電變換為其他電力(交流電等)的電力變換部501、將該其他電力變換為動力的電動機(jī)502、通過該動力而旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪503、包括加速踏板504a和加速器檢測部504b并用于指示車體510的加速的加速部504、包括制動踏板505a以及制動檢測部505b并用于指示車體510的減速的制動部505、用于檢測電動機(jī)506的轉(zhuǎn)速或者磁極位置的傳感器506、統(tǒng)一控制電動車輛500內(nèi)的各部位的動作的車輛控制部507、和蓄積上述動力的發(fā)生用途以外的電力的非動力用電池508。在電動車輛500中，可認(rèn)為電動機(jī)502為電池系統(tǒng)I的負(fù)載。
[0149]電池系統(tǒng)I適當(dāng)參照單體電壓信息、模塊電壓信息、單體SOC信息以及模塊SOC信息等，對車輛控制部507輸出放電許可信號、放電禁止信號等電池狀態(tài)信號。車輛控制部507基于電池狀態(tài)信號、從加速部504提供的表示上述加速指示狀態(tài)的加速指示信號、表示從制動部505提供的表示上述減速指示狀態(tài)的減速指示信號、和傳感器506的檢測結(jié)果，控制電力變換部501的電力變換動作。另外，也能通過再生，對電池系統(tǒng)I內(nèi)的電池模塊11進(jìn)行充電。如上所述，在電動車輛500中，電動機(jī)502接收來自電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的電力，并將該電力變換為動力，通過該動力使驅(qū)動輪503旋轉(zhuǎn)，從而車體510移動。認(rèn)為在電動車輛500中，車體510相當(dāng)于移動主體部，電動機(jī)502相當(dāng)于動力源，驅(qū)動輪503相當(dāng)于驅(qū)動部。
[0150]電動車輛500為搭載有電池系統(tǒng)I的移動體的例子，也可在船舶、航空器、電梯或者雙腿機(jī)器人等其他移動體中搭載電池系統(tǒng)I。
[0151]搭載有電池系統(tǒng)I的船舶例如具備電動機(jī)502，并且代替電動車輛500的車體510、驅(qū)動輪503、加速部504以及制動部505而分別具備船體、螺旋槳、加速輸入部以及減速輸入部。駕駛者在使船體加速時，代替加速部504而操作加速輸入部，在使船體減速時，代替制動部505而操作減速輸入部(后述的航空器等中也是同樣的)。但是，也可構(gòu)成沒有設(shè)置減速輸入部的船舶。在這種船舶中，電動機(jī)502接收來自電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的電力并將該電力變換為動力，通過該動力使螺旋槳旋轉(zhuǎn)來使船體移動。可認(rèn)為在上述船舶中，船體相當(dāng)于移動主體部，電動機(jī)502相當(dāng)于動力源，螺旋槳相當(dāng)于驅(qū)動部。
[0152]搭載有電池系統(tǒng)I的航空器例如具備電動機(jī)502，并且代替電動車輛500的車體510、驅(qū)動輪503、加速部504以及制動部505而分別具備機(jī)身、螺旋推進(jìn)器、加速輸入部以及減速輸入部。但是，也可構(gòu)成沒有設(shè)置減速輸入部的航空器。在這種航空器中，電動機(jī)502接收來自電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的電力并將該電力變換為動力，通過該動力使螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)，從而使移動機(jī)身。認(rèn)為在上述的航空器中，機(jī)身相當(dāng)于移動主體部，電動機(jī)502相當(dāng)于動力源，螺旋推進(jìn)器相當(dāng)于驅(qū)動部。
[0153]搭載有電池系統(tǒng)I的電梯例如具備電動機(jī)502，并且代替電動車輛500的車體510、驅(qū)動輪503、加速部504以及制動部505而分別具有轎廂、安裝于轎廂的升降用纜繩、加速輸入部以及減速輸入部。在這種電梯中，電動機(jī)502接收來自電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的電力并將該電力變換為動力，升降用纜繩通過該動力而被卷繞，從而轎廂進(jìn)行升降?？烧J(rèn)為在上述電梯中，轎廂相當(dāng)于移動主體部，電動機(jī)502相當(dāng)于動力源，升降用纜繩相當(dāng)于驅(qū)動部。
[0154]搭載有電池系統(tǒng)I的雙腿機(jī)器人例如具備電動機(jī)502，并且代替電動車輛500的車體510、驅(qū)動輪503、加速部504以及制動部505而分別具備身體、腿部、加速輸入部以及減速輸入部。在這種雙腿機(jī)器人中，電動機(jī)502接收來自電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的電力并將該電力變換為動力，通過該動力驅(qū)動腿部，從而使身體移動。可以認(rèn)為在上述雙腿機(jī)器人中，身體相當(dāng)于移動主體部，電動機(jī)502相當(dāng)于動力源，腿部相當(dāng)于驅(qū)動部。
[0155]如上所述，在搭載有電池系統(tǒng)I的移動體中，動力源將來自電池系統(tǒng)I內(nèi)的各電池模塊11的電力變換為動力，并且驅(qū)動部利用通過動力源得到的動力使移動主體部移動。通過將電池系統(tǒng)I應(yīng)用于移動體(包括電動車輛500)中，從而在移動體中也能實現(xiàn)由電池系統(tǒng)I帶來的作用以及效果。
[0156]〈〈第11實施例》
[0157]說明第11實施例。圖24為表示第11實施例的電源裝置600的結(jié)構(gòu)的框圖。電源裝置600具備能稱作電力儲存裝置的電池系統(tǒng)I和電力變換裝置(電力變換部)620。
[0158]由端子SO⑴以及S0(_)構(gòu)成的一對系統(tǒng)輸出端子經(jīng)由電力線631而與電力變換裝置620連接。電力變換裝置620具備DC / DC變換器621以及DC / AC變換器622。DC / DC變換器621具備輸入輸出端子621a以及621b，DC / AC變換器622具備輸入輸出端子622a以及622b。DC / DC變換器621的輸入輸出端子621a經(jīng)由電力線631而與系統(tǒng)輸出端子(S0(+)以及S0(-))連接。輸入輸出端子621b以及622a被互相連接并且與電力輸出部PUl相連。輸入輸出端子622b與電力輸出部PU2連接并且電源裝置600可與作為其他電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)632相連。另外，電力變換裝置600與電力輸出部PUl以及的連接不是必須的。
[0159]作為外部設(shè)備的例子的電力輸出部I3Ul以及PU2包括插座。電力輸出部PUl以及PU2與例如各種負(fù)載連接。也可認(rèn)為電力輸出部PUl以及PU2分別是負(fù)載。電力系統(tǒng)632包括商用電源或者太陽能電池?？蓪⑻柲茈姵嘏c輸入輸出端子621b連接，這種情況下，能夠?qū)⒒谔柲茈姵氐陌l(fā)電所得到的直流電壓提供給輸入輸出端子621b。在將具備太陽能電池以及功率調(diào)節(jié)器的太陽能電池系統(tǒng)用作電力系統(tǒng)632的情況下，能將功率調(diào)節(jié)器的AC輸出部(交流輸出部)與輸入輸出端子622b連接。
[0160]主控制部20參照各電池單元10的單體電壓信息、模塊電壓信息、單體SOC信息以及模塊SOC信息等，通過對變換器621以及622進(jìn)行控制，從而對電池單元10 [I]?10 [η]內(nèi)的各電池模塊11的充電以及放電進(jìn)行控制。電力變換裝置620在主控制部20所進(jìn)行的控制下，采用變換器621以及622，在電池單元10 [I]?10 [η]內(nèi)的各電池模塊11與電力輸出部I3Ul以及PU2或者電力系統(tǒng)632之間進(jìn)行電力變換。
[0161]例如，在主控制部20所進(jìn)行的控制下，DC / DC變換器621將基于各電池模塊11的輸出電力的來自系統(tǒng)輸出端子(so(+)以及so(-))的輸出直流電變換為其他的直流電，并將該其他的直流電從輸入輸出端子621b中輸出，DC / AC變換器622將來自輸入輸出端子621b的直流電變換為交流電并將該交流電從輸入輸出端子622b中輸出?；蛘?，例如，在主控制部20所進(jìn)行的控制下，DC / AC變換器622將來自電力系統(tǒng)632的交流電變換為直流電并將該直流電從輸入輸出端子622a中輸出，DC / DC變換器621將來自輸入輸出端子622a的直流電變換為其他直流電，并將該其他直流電從輸入輸出端子621a中輸出。由此，能夠以來自輸入輸出端子621a的直流電對各電池模塊11進(jìn)行充電。
[0162]〈〈變形等》
[0163]在權(quán)利要求書所示的技術(shù)思想范圍內(nèi)，可適當(dāng)?shù)貙Ρ景l(fā)明的實施方式進(jìn)行各種變更。以上的實施方式只不過是本發(fā)明的實施方式的例，本發(fā)明乃至各構(gòu)成要件的用語的意義并不限于以上實施方式所記載的內(nèi)容。上述的說明書所示的具體的數(shù)值僅是例示，當(dāng)然也能將該數(shù)值變更為各種數(shù)值。以下記載了注釋I?注釋3作為能應(yīng)用于上述實施方式的注釋事項。各注釋所記載的內(nèi)容只要沒有矛盾的情況下，可任意組合。
[0164][注釋I]
[0165]在上述的例中，從各電池單元向主控制部20輸入了在各電池單元10中檢測到的單體電壓、單體S0C、模塊電壓以及模塊SOC的信息，但也可使主控制部20具備單元控制部12的功能，主控制部20自身檢測單體電壓、單體S0C、模塊電壓以及模塊S0C。
[0166][注釋2]
[0167]也可將外部單元50稱作調(diào)整單元。也可認(rèn)為作為外部單元50的調(diào)整單元包含在電池系統(tǒng)I的構(gòu)成要素中。
[0168][注釋3]
[0169]也可將從電池系統(tǒng)I中除去了電池單元10[1]?10[n]之后剩余的部分、或者、除去電池單元10[1]?10[n]的各電池模塊11之后剩余的部分稱作電池控制裝置。電池控制裝置作為構(gòu)成要素至少包括主控制部20，也可包括各單元控制部12作為構(gòu)成要素(參照圖 25(a)以及(b))。
[0170]符號說明
[0171]I電池系統(tǒng)
[0172]10 電池單元
[0173]11電池模塊
[0174]12連接器
[0175]13單元控制部
[0176]20主控制部
[0177]31電池單體
[0178]35電壓檢測部
[0179]36 SOC 檢測部
[0180]50外部單元
[0181]51模塊電壓調(diào)整部
[0182]52單體電壓調(diào)整部
[0183]53連接器
[0184]71驅(qū)動機(jī)構(gòu)
[0185]72驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部
[0186]500 電動車輛
[0187]600電源裝置
[0188]SffA, SWb 開關(guān)
[0189]SWcnt開關(guān)控制部
[0190]S0(+)、S0(_)系統(tǒng)輸出端子
[0191]U0(+)、U0(_)單元輸出端子
【權(quán)利要求】
1.一種電池系統(tǒng)，具備多個電池單元，該電池單元具有由多個電池單體構(gòu)成的電池模塊、和與外部單元連接的連接器，上述外部單元能被連接到上述電池模塊且具有進(jìn)行電壓調(diào)整的功能， 該電池系統(tǒng)具備:是否需要調(diào)整電壓判定部，按每個上述電池單元判定是否需要進(jìn)行用于抑制上述電池模塊或者上述電池單體的電壓偏差的上述電壓調(diào)整， 基于上述是否需要調(diào)整電壓判定部的判定結(jié)果，允許上述外部單元與需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整的電池單元的連接，或者，使上述外部單元與需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整的電池單元相連， 在各電池單元中，當(dāng)上述外部單元被連接到上述連接器時，能夠進(jìn)行上述電壓調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，還具備: 驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使上述外部單的元整體或者一部分移動以使任一個電池單元的連接器與上述外部單元連接；和 驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部，控制上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，其中， 上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制部執(zhí)行對上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的循環(huán)連接處理以使上述多個電池單元的連接器與上述外部單元依次連接，在上述循環(huán)連接處理的執(zhí)行過程中，將上述外部單元連接到需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整的電池單元上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任一項所述的電池系統(tǒng)，其中， 上述是否需要調(diào)整電壓判定部基于各電池模塊的電壓信息、各電池模塊內(nèi)的各電池單體的電壓信息、與各電池模塊的剩余容量對應(yīng)的剩余容量信息以及與各電池模塊內(nèi)的各電池單體的剩余容量對應(yīng)的剩余容量信`息內(nèi)的至少一個信息，按每個上述電池單元判定是否需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任一項所述的電池系統(tǒng)，還具備: 系統(tǒng)輸出端子，用于將各電池模塊的輸出電力導(dǎo)入到負(fù)載側(cè)； 開關(guān)部，介于各電池模塊與上述系統(tǒng)輸出端子之間；和 開關(guān)控制部，控制上述開關(guān)部， 在將上述多個電池模塊中的任一個或者上述多個電池單元中的任一個作為更換對象而更換為新的電池模塊或者新的電池單元時，上述開關(guān)控制部控制上述開關(guān)部，切斷上述更換對象與上述系統(tǒng)輸出端子的連接，對上述新的電池模塊進(jìn)行上述電壓調(diào)整之后，控制上述開關(guān)部，將上述新的電池模塊與上述系統(tǒng)輸出端子連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項所述的電池系統(tǒng),其中， 上述電池系統(tǒng)包括上述外部單元。
7.—種電動車輛,具備: 權(quán)利要求1~權(quán)利要求6中的任一項所述的電池系統(tǒng)； 電動機(jī),通過上述電池系統(tǒng)內(nèi)的各電池模塊的電力來驅(qū)動該電動機(jī)；和 驅(qū)動輪，通過上述電動機(jī)的動力而使該驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)。
8.—種移動體，具備: 權(quán)利要求1~權(quán)利要求6中的任一項所述的電池系統(tǒng)； 移動主體部；動力源，將來自上述電池系統(tǒng)內(nèi)的各電池模塊的電力變換為動力；和 驅(qū)動部，利用來自上述動力源的上述動力而使上述移動主體部移動。
9.一種電源裝置，能與外部設(shè)備或者電力系統(tǒng)相連，該電源裝置具備: 權(quán)利要求1~權(quán)利要求6中的任一項所述的電池系統(tǒng)；和 電力變換裝置，在上述電池系統(tǒng)內(nèi)的各電池模塊與外部設(shè)備之間或者上述電池系統(tǒng)內(nèi)的各電池模塊與上述電力系統(tǒng)之間進(jìn)行電力變換。
10.一種電池控制裝置，具備:是否需要調(diào)整電壓判定部，其對多個電池單元，按每個上述電池單元判定是否需要進(jìn)行用于抑制電池模塊或者電池單體的電壓偏差的電壓調(diào)整，其中，多個電池單元分別具有由多個上述電池單體構(gòu)成的電池模塊、和能與外部單元連接的連接器，該外部單元能被連接到上述電池模塊且具有進(jìn)行電壓調(diào)整的功能， 基于上述是否需要調(diào)整電壓判定部的判定結(jié)果，允許上述外部單元對需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整的電池單元的連接，或者，使上述外部單元與需要進(jìn)行上述電壓調(diào)整的電池單元相連， 在各電池單元中，當(dāng)`上述外部單元被連接到上述連接器時，能夠進(jìn)行上述電壓調(diào)整。
【文檔編號】H02J7/02GK103782476SQ201280040834
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月27日
【發(fā)明者】岸本圭司, 村尾浩也 申請人:三洋電機(jī)株式會社