儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路、儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)裝置和蓄電池組的制作方法
【專利說明】儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路、儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)裝置和蓄電池組
[0001]發(fā)明背景
1.發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本技術(shù)涉及一種儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路(storage status adjusting circuit)、儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)裝置和涉及調(diào)節(jié)蓄電裝置(electric storage device)的儲能狀態(tài)的蓄電池組(storage battery pack)。
[0003]2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說明
[0004]已知一種蓄電池組，其具有串聯(lián)連接的多個二次電池(secondary battery)(電池(cell))，其具有平均電池(cell)的電池電壓的電子電路。對于平均電池電壓，其中在電池間傳輸電力的有源方法越來越引起人們的注意。
[0005]采用有源方法的電子電路具有變壓器和用于激活變壓器的開關(guān)元件，電子電路在開關(guān)元件被接通期間在初級線圈中蓄積電力，并且當(dāng)開關(guān)元件被關(guān)斷時將蓄積在初級線圈中的電力輸出至次級線圈。
[0006]此外，在這樣的電子電路中，提出了一種平均抽頭(tap)的電壓的技術(shù)，其中，多個二次電池被分組以構(gòu)成各抽頭。
[0007]具體而言，例如，已知在每一個抽頭中安置一個變壓器以形成多個變壓器，或變壓器被用于平均抽頭的電壓，同時轉(zhuǎn)換器被用于平均每個抽頭中的電池電壓(例如，公開號為 2013-187930，2013-183555，2013-219994，2013-207906 的日本特開專利)。
[0008]然而，在采用有源方法的電子電路中，變壓器的能量損失非常大。
[0009][相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0010][專利文獻(xiàn)]
[0011][專利文獻(xiàn)I]:公開號為2013-187930的日本特開專利
[0012][專利文獻(xiàn)2]:公開號為2013-183555的日本特開專利
[0013][專利文獻(xiàn)3]:公開號為2013-219994的日本特開專利
[0014][專利文獻(xiàn)4]:公開號為2013-207906的日本特開專利

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本技術(shù)的公開的一個目的是減少能量損失。
[0016]采用下面的配置以實(shí)現(xiàn)上述目的。
[0017]在實(shí)施例的一個方面中，一種儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路包括:η (η是大于2的自然數(shù))個開關(guān)單元，其被配置為在各η個線圈中的能量蓄積和從各η個線圈至組件蓄電裝置中的任意一個的能量釋放之間切換，η個開關(guān)單元被分別包括在η個組裝蓄電裝置中，η個組裝蓄電裝置分別包括多個組件蓄電裝置；以及η個改變單元，其被配置為分別改變η個線圈的兩端之間的電勢差；其中，當(dāng)在η個線圈中積蓄能量時，改變單元基于η個組裝蓄電裝置的儲能狀態(tài)來改變η個線圈的兩端之間的電勢差中的至少任意一個。
[0018]結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明時，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。
[0019]附圖的簡要說明
[0020]圖1是蓄電池組的圖示；
[0021]圖2是用于示出儲能模塊和儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路的圖示；
[0022]圖3是用于示出電流限制電路和邏輯電路的一個示例的圖示；
[0023]圖4是用于示出儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路的操作的時序圖；
[0024]圖5是用于示出由參考電壓控制單元執(zhí)行的過程的處理圖；
[0025]圖6是用于示出電流限制電路和邏輯電路的另一示例的圖示；以及
[0026]圖7是用于示出儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路的操作的另一時序圖。
[0027]優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明
[0028]下文，將參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1是蓄電池組的圖示。
[0029]本實(shí)施例的蓄電池組100包括B+端子、B-端子、線圈L1、L2、L3和L4、電流限制電路 111、112、113 和 114、儲能模塊 110A、110B、IlOC 和 IlOD 和開關(guān)元件 SLU SL2、SL3 和
SL4。
[0030]在本實(shí)施例中的蓄電池組100中，儲能模塊110A、110B、110C和IlOD分別具有相同的配置。在本實(shí)施例中的儲能模塊110A、110B、110C和IlOD分別包括組裝電池120、開關(guān)元件Sll、S12、S21、S22、S31、S32、S41和S42、電池電壓檢測電路130以及控制器140。通過串聯(lián)連接二次電池B1、B2、B3和B4而組成組裝電池120。
[0031]盡管本實(shí)施例針對其中組裝電池120具有四個二次電池B1-B4的配置，但這并非限制性的示例。二次電池可以被配置為具有例如電雙層電容器(electric double-layercapacitor)等。盡管本實(shí)施例針對其中組裝電池120包括四個二次電池的配置，但這并非限制性的示例。包含在組裝電池120中的二次電池的數(shù)目可以是兩個或更多的任何數(shù)目。
[0032]本實(shí)施例的蓄電池組100將蓄積在組裝電池120中的電力提供給通過B+端子和B-端子連接的負(fù)載。另外，本實(shí)施例的蓄電池組100由通過B+端子和B-端子連接的電池充電器對組裝電池120中的二次電池進(jìn)行充電。
[0033]本實(shí)施例的蓄電池組100通過儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路200來調(diào)節(jié)各二次電池中的電儲能狀態(tài)(即儲能狀態(tài))，儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路200由包括在每個儲能I旲塊中的開關(guān)兀件，電流限制電路111、112、113和114以及開關(guān)元件SL1、SL2、SL3和SL4組成。
[0034]更具體地，在每個儲能模塊中，儲能調(diào)節(jié)電路200在每個儲能模塊中執(zhí)行組裝電池120中包括的二次電池B1-B4的電池電壓的平均，并進(jìn)一步執(zhí)行各儲能模塊中包括的組裝電池120的電壓的平均。可以說，在每個儲能模塊中，各組裝電池120的電壓是二次電池BI的正極處的電勢和二次電池B4的負(fù)極處的電勢之間的電勢差。
[0035]在下文中將描述在各儲能模塊中包括的組裝電池120的電壓平均。
[0036]在本實(shí)施例的電池組100中，在各儲能模塊中的控制器140能夠相互通信。在本實(shí)施例中，與四個儲能模塊相對應(yīng)的四個控制器中的控制器140被設(shè)置為作為最高級別(highest order)控制器，其以比其他控制器更高級別地執(zhí)行控制處理。最高級別控制器比較與各儲能模塊相對應(yīng)的組裝電池120的電壓(二次電池BI的正極處的電勢和二次電池B4的負(fù)極處的電勢之間的電勢差)。
[0037]然后，最高級別控制器改變在與各儲能模塊相對應(yīng)的線圈中蓄積的能量，從而執(zhí)行各儲能模塊中包括的組裝電池120的電壓平均?？衫缤ㄟ^改變各線圈的線圈電流值來執(zhí)行能量的改變。
[0038]另外，雖然本實(shí)施例針對其中四個控制器140中的任意一個被設(shè)置以用作最高級別的控制器的配置，但這并非限制性的示例。在本實(shí)施例中，也可設(shè)置各儲能模塊中包括的除了控制器140以外的如下控制器，該控制器與下面描述的最高級別的控制器具有相似的功能。并且，盡管本實(shí)施例針對其中蓄電池組100包括四個儲能模塊的配置，但這并非限制性的示例。在蓄電池組100中可以包括任意數(shù)目的儲能模塊。
[0039]在下文中，將描述蓄電池組100中的部件之間的連接。
[0040]本實(shí)施例的儲能狀態(tài)調(diào)節(jié)電路200中的每個開關(guān)元件是例如MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等。
[0041]在本實(shí)施例中，開關(guān)元件SLl、SL2、SL3和SL4的一端分別與B+端子相連。
[0042]開關(guān)元件SLl的另一端與線圈LI的一端連接。圖1中，線圈LI和開關(guān)元件SLl之間連接點(diǎn)被示出為連接點(diǎn)Lai。線圈LI的另一端與電流限制電路111的一端相連。在圖1中，線圈LI的另一端和電流限制電路111的一端之間的連接點(diǎn)被示為連接點(diǎn)Lbl。電流限制電路111的另一端與B-端子相連。
[0043]開關(guān)元件SL2的另一端與線圈L2的一端連接。圖1中，線圈L2和開關(guān)元件SL2之間的連接點(diǎn)被示出為連接點(diǎn)La2。線圈L2的另一端與電流限制電路112的一端相連。圖1中，線圈L2的另一端和電流限制電路112的一端之間的連接點(diǎn)被示為連接點(diǎn)Lb2。電流限制電路112的另一端與B-端子相連。
[0044]開關(guān)元件SL3的另一端與線圈L3的一端連接。圖1中，線圈L3和開關(guān)元件SL3之間的連接點(diǎn)被示出為連接點(diǎn)La3。線圈L3的另一端與電流限制電路113的一端相連。圖1中，線圈L3的另一端和電流限制電路113的一端之間的連接點(diǎn)被示為連接點(diǎn)Lb3。電流限制電路113的另一端與B-端子相連。
[0045]開關(guān)元件SL4的另一端與線圈L4的一端連接。圖1中，線圈L4和開關(guān)元件SL4之間的連接點(diǎn)被示出為連接點(diǎn)La4。線圈L4的另一端與電流限制電路114的一端相連。圖1中，線圈L4的另一端和電流限制電路114的一端之間的連接點(diǎn)被示為連接點(diǎn)Lb4。電流限制電路114的另一端與B-端子相連。
[0046]此外，電流限制電路111、112、113和114的詳細(xì)描述將在后面給出。
[0047]在本實(shí)施例中，在儲能模塊110A、110B、1 1C和IlOD中包括的二次電池B1-B4分別在B+端子和B-端子之間被串聯(lián)連接。更具體地，儲能模塊IlOA中的二次電池BI的正極與B+端子相連，而儲能模塊IlOD中的二