專利名稱：放電系統(tǒng)和電動車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于校正形成電池組的電池塊之間的剩余電容的 偏差的放電系統(tǒng)，及裝備了所述放電系統(tǒng)的電動車輛。
背景技術：
電動車輛，例如從電動機獲得車輛驅動力的純電動車輛(PEV) 或混合電動車輛(HEV)，具有已安裝的蓄電池，并且所述電動機由存 儲在所述蓄電池中的電力驅動。這種電動車輛具備再生制動，即，在 車輛的動能轉換為電能的車輛制動過程中，將所述電動機用作發(fā)電機 的制動功能。所述轉換的電能被存儲到蓄電池中并且當執(zhí)行加速時再 使用。安裝在上述電動車輛中的蓄電池經常被配置為多個電池塊串聯(lián)連 接的電池組。例如，所述電池塊由多個單電池或者多個單電池(cell) 串聯(lián)連接其中的多個電池模塊配置而成。在以這種方式配置的蓄電池 中，例如由于操作環(huán)境，在電池塊間可能發(fā)生電池電容或電池電壓的偏差。公開號為H11-234917的日本專利公開了這樣一種技術當混合電 動車輛停止時，執(zhí)行形成電池組的電池的平均無負荷電壓和預定參考 電壓之間的對比，以及基于所述對比結果來執(zhí)行偏差校正。公開號為2002-354698的日本專利7>開了這樣一種4支術當以旁路 電阻執(zhí)行電池組的電容調整時，通過從微機輸出的高電平信號將電源部控制為開啟狀態(tài)，以及甚至在電池組完成充電/放電之后，通過連續(xù) 地從電源部供應電力到整個控制電路，來執(zhí)行電容調整直到無中斷的完成。公開號為2003-189490的日本專利公開了這樣一種技術在通過從 輔助裝置電源供應電力來驅動控制旁路電路的控制裝置，來執(zhí)行平衡 過程以校正電池中的偏差的系統(tǒng)中，當輔助裝置電源的電源或剩余電 容小于或等于預定值時，停止所有旁路電路的操作。發(fā)明內容如果輔助裝置電源用于供應電力到放電電路，來校正形成電池組 的電池塊間的電壓或剩余電容的偏差，則取決于電源的剩余電容，例 如當電源的剩余電容小于或等于預定值時，所述放電電路可能不能正常操作。因此本發(fā)明的 一個目的是更可靠地執(zhí)行待使用的放電裝置的操 作，例如，用于校正形成電池組的電池塊間的電壓或剩余電容的偏差。放電系統(tǒng)包括放電部，其連接到形成在電池組的電池塊中的待 放電的電池塊，用于使所述待放電的電池塊放電；放電控制單元，其 以來自所述待放電的電池塊的電力供應操作，并響應電力供應的開始 而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放電的電池塊;改電；以及放 電請求部，如果在形成所述電池組的電池塊之間的剩余電容的偏差量 大于預定值，則至少以在所述電池塊中具有最大剩余電容的電池塊作 為所述待放電的電池塊，所述放電請求部用于開始從所述待放電的電 池塊到所述放電控制單元的電力供應。根據(jù)涉及本發(fā)明的放電系統(tǒng)的一個方案，如果所述待放電的電池 塊的剩余電容小于預定值，則所述放電控制單元將命令發(fā)布到所述放 電部，以停止所述待放電的電池塊的放電，并進一步停止來自所述待 放電的電池塊的電力供應。涉及本發(fā)明的放電系統(tǒng)，包括放電部，其連接到在形成電池組 的電池塊中的待放電的電池塊，用于使所述待放電的電池塊放電；放 電控制單元，其以來自所述待放電的電池塊的電力供應操作，并響應 電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放電的電池 塊放電；以及放電請求部，如果檢測到具有超過預定第一參考電壓的 端電壓的電池塊，則至少以檢測到的電池塊作為待;故電的電池塊，所 述放電請求部用于開始從所述待放電的電池塊到所述放電控制單元的 電力供應。根據(jù)涉及本發(fā)明的放電系統(tǒng)的一個方案，如果所述待放電的電池 塊的端電壓小于預定第二參考電壓，則所述放電控制單元將命令發(fā)布 到所述放電部，以停止所述待放電的電池塊的放電，并進一步停止來 自所述待放電的電池塊的電力供應。涉及本發(fā)明的電動車輛包括電動機/發(fā)電機，其作為驅動源；電 池組，其由向所述電動機/發(fā)電機供應電力的多個電池塊組成；放電部， 其連接到形成所述電池組的電池塊中的待放電的電池塊，用于執(zhí)行所 述待放電的電池塊的放電；放電控制單元，其以來自所述待放電的電 池塊的電力供應而操作，用于響應電力供應的開始而將命令發(fā)布到所 述放電部，以使所述待;改電的電池塊放電；以及方文電請求部，其用于 當沒有正在執(zhí)行從所述電池組到所述電動機/發(fā)電才幾的電力供應時，以 及當形成所述電池組的電池塊中的剩余電容的偏差量大于預定值時，判斷放電條件被滿足；并至少以具有電池塊中最大剩余電容的電池塊作為待放電的電池塊，用于開始從所述待放電的電池塊到所述放電控 制單元的電力供應。根據(jù)涉及本發(fā)明的電動車輛的 一 個方案，如果所述待放電的電池 塊的剩余電容小于預定參考值，則所述放電控制單元將命令發(fā)布到所 述放電部，以停止所述待放電的電池塊的放電，并進一步停止來自所 述待放電的電池塊的電力供應。涉及本發(fā)明的電動車輛，包括電動機/發(fā)電機，其作為驅動源；電 池組，其由向所述電動機/發(fā)電機供應電力的多個電池塊組成；放電部， 其連接到形成所述電池組的電池塊中的待放電的電池塊，用于執(zhí)行所 述待放電的電池塊的放電；放電控制單元，其以來自所述待放電的電 池塊的電力供應而操作，用于響應電力供應的開始而將命令發(fā)布到所 述放電部，以使所述待放電的電池塊放電；以及放電請求部，其用于 當沒有正在執(zhí)行從所述電池組到所述電動機/發(fā)電機的電力供應時，以 及當檢測到具有超過預定第 一參考電壓的端電壓的電池組時，判斷放 電條件被滿足；并至少以檢測到的電池塊作為待放電的電池塊，用于 開始從所述待放電的電池塊到所述放電控制單元的電力供應。根據(jù)涉及本發(fā)明的電動車輛的一個方案，所述;^文電控制單元將命 令發(fā)布到所述放電部，以停止所述待放電的電池塊的放電，并進一步 停止來自所述待放電的電池塊的電力供應。根據(jù)涉及本發(fā)明的電動車輛的一個方案，設置有輔助設備電池， 命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放電的電池塊放電；當所述放電條件滿足時，以及當所述輔助設備電池的剩余電容大于或等于預定值 時，所述放電請求部開始從所述輔助設備電池到所述放電控制單元的電力供應；并且當所述放電條件滿足時，以及當所述輔助設備電池的剩余電容小于預定值時，開始從所述待放電的電池塊到所述放電控制 單元的電力供應。根據(jù)涉及本發(fā)明的電動車輛的一個方案，當所述放電控制單元響 應來自所述輔助設備電池的電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電 部，以使所述待放電的電池塊放電時，所述放電部通過使所述輔助設 備電池充入來自所述待放電的電池塊的電力而使所述待放電的電池塊放電。根據(jù)本發(fā)明，例如，當更可靠地執(zhí)行形成電池組的電池塊中的電 壓或剩余電容的偏差的校正時，可以利用放電設備的操作。


圖1示出了涉及第一實施方式的混合電動車輛的框圖；圖2示出了涉及第一實施方式的修改實例的混合電動車輛的框圖；圖3示出了涉及第二實施方式的混合電動車輛的框圖。
具體實施方式
將結合附圖舉例說明為混合電動車輛的特別示出了實施本發(fā)明的 最佳方式的第一實施方式。應該注意雖然以混合電動車輛作為第一實 施方式中的電動車輛的一類，但是第一實施方式也適用于其它配備了 電動機/發(fā)電機作為驅動源的電動車輛。圖1示出了涉及第一實施方式的混合電動車輛的框圖。在圖1中，電池電子控制單元(下文將稱為電池ECU) 20從電池組10中接收諸 如電池電壓和電池溫度的信息，并估計電池組10隨著時間的SOC,將 諸如估計的SOC、電池電壓以及電池溫度的信息傳送到混合電子控制 單元(下文中將稱為HV-ECU) 30。所述HV-ECU30控制變換器40、 驅動力分配機構46和發(fā)動機48。通過電壓、電流和溫度傳感器(未圖 示)，電池ECU20以預定周期從電池組IO獲得電池信息。這里，例如， 和供應電力的周期相比，在沒有從電池組10供應電力到電動機/發(fā)電機 42的周期中，電池組10的電壓和電流逐漸變化。因此，可以設定電池 信息的獲得周期，使得沒有從電池組10供應電力到電動機/發(fā)電機42 的周期比供應電力的周期長。結果，通過獲得電池信息的電池ECU20， 可以減少電力消耗。例如，響應于接收電動機/發(fā)電機42的停止信號， 電池ECU 20可以將電池信息的獲得周期切換為比電動機/發(fā)電機42被 激活的周期長的周期。此外，電池ECU 20包括放電請求部22。放電請求部22通過傳感 器從電池組10獲得每個電池塊的諸如電池電壓、充電/放電電流和電池 溫度的電池信息，并測量電池塊之間剩余電容的偏差量。例如，放電 請求部22從電池塊中識別具有最大剩余電容的電池塊，和具有最小剩 余電容的電池塊，并且如果它們的差值大于或等于預定值，則判斷在 所述電池塊中的剩余電容中存在偏差。判斷之后，如果偏差存在，則 放電請求部22將放電請求傳送到與具有最大電容的電池塊相應的放電 設備50。放電設備50將在后文中詳細描述。當電池組執(zhí)行放電時，從 放電操作中產生熱量。在另一方面，如果混合電動車輛通過從電池組 10接收電力供應并且驅動電動機/發(fā)電機42來行駛，則在電池組10和ECU中產生熱。存在所述熱產生可能降低電池組10的充電/》丈電性能 的風險。因此，優(yōu)選地存在抑制熱產生的例子。此外，當A/v電池組10 接收到電力供應并且電動機/發(fā)電機42被驅動時，電池塊的端電壓的波 動相對較大，且充電/放電電流相對較大。另一方面，當從電池組10 接收到電力供應并且電動機/發(fā)電機42未被驅動時，電池塊的端電壓相 對穩(wěn)定，且充電/放電電流也相對較小。當從電池組IO接收到電力供應 并且電動機/發(fā)電機42未被驅動時，例如，當車輛停止或僅通過發(fā)動機 48行駛時，可以傳送》丈電請求部22的放電請求。例如，所述放電請求部22從HV-ECU 30接收與變換器40的驅動 有關的控制信號，并且基于所述控制信號，能檢測是否從電池組10收 到電力供應以及電動機/發(fā)電機42是否被驅動?；谒隹刂菩盘?，放 電請求部22判斷電動機/發(fā)電機42是否執(zhí)行了充電或放電，并且如果 電動機/發(fā)電機42沒有執(zhí)行充電或放電，則判斷沒有從電池組10收到 電力供應。此外，放電請求部22通過電流傳感器獲得電池組10的充 電/放電電流，并且可以基于所述充電/放電電流的大小來執(zhí)行檢測。即， 如果所述充電/放電電流小于預定值，則所述放電請求部22可以判定電 動機/發(fā)電機42沒有正在從電池組10接收電力供應。電池組10通過串耳關連接多個電池塊B配置而成。每個電池塊B 是通過將兩個電池模塊電串聯(lián)配置而成。此外，每個電池模塊是通過 將六個單電池電串聯(lián)配置而成。電池塊、電池才莫塊以及單電池的數(shù)量不特別局限于任何數(shù)量。所述電池組的結構也不局限于上述實例。更 確切地，所述電池組IO是金屬氫化物鎳蓄電池或是鋰離子蓄電池。電池組10通過變換器40連接到電動機/發(fā)電機(M/G) 42。電動 機/發(fā)電機42通過包括行星齒輪機構的驅動力分配機構46與發(fā)動機(內 燃才幾)48連4妾。此外，在第一實施方式中，為每個電池塊設置了用于校正電池塊 中的電壓或剩余電容的偏差的放電設備50。如上所述，放電設備50接收從放電請求部22傳輸?shù)姆烹娬埱螅?并執(zhí)行其本身所連接到的電池塊B的放電。放電設備50包括放電控制單元52、放電部54以及電壓傳感器V。 放電控制單元52和放電部54并聯(lián)到待放電的電池塊的兩端。放電控 制單元52由微處理器配置，例如，通過電源線L連接到電池塊的兩端， 通過接收來自所述電池塊的電力供應而被驅動。在電源線L中設置開 關SWb,用于控制來自電池塊的電力供應的開關狀態(tài)。當接收到來自 放電請求部22的放電請求時，所述開關SWb開啟。當開關SWb開啟且來自電池塊的電力供應開始時，放電控制單元 52激活系統(tǒng)。當激活完成時，將放電命令輸出到放電部54。放電部54并聯(lián)到電池塊，并由放電元件R和開關SWa形成。放 電部54接收來自放電控制單元52的放電命令，并開啟開關SWa。當 開關SWa開啟時，電流自電池塊流到^:電元件R,并^Vf亍所述電池塊 的放電。放電控制單元52通過電壓傳感器V檢測所述電池塊的端電壓，并 且當所述電池塊的端電壓小于預定電壓值或者所述電池塊的剩余電容 小于預定參考值時，輸出放電停止命令到放電部54,并斷開開關SWb, 切斷來自電池塊的電力供應，并停止所述系統(tǒng)。在上文，描述了為每個電池塊提供放電設備50的結構。然而，例如，如圖2所示，可以通過將至少兩個電池塊經由多路復用器 (multiplexer )58連接到一個放電設備50,來減小放電設備50的數(shù)量。 圖2示出了設置一個多路復用器58以及形成電池組10的所有電池塊 連接到一個放電設備50的結構。然而，可以設置多個多路復用器，電 池塊可以分成多個組，并且可以為每個組設置》文電"i殳備。根據(jù)所述第 一實施方式，放電設備50直接接收來自待放電的電池 塊的電力供應，并執(zhí)行所述電池塊的放電。根據(jù)以上描述，來自放電 請求部22的放電命令傳輸?shù)脚c其它電池塊相比具有額外的剩余電容的 電池塊。例如，如果放電設備50通過接收來自輔助設備電池的電力供 應而運行，那么取決于輔助設備電池的剩余電容，存在操作可能不正 常的風險。然而，根據(jù)所述第一實施方式，因為從具有額外剩余電容 的電池塊接收電力供應，所以放電設備50不會由于不能接收電力供應 而操作失敗。因此，根據(jù)所述第一實施方式，能可靠地執(zhí)行放電設備 的操作，來校正形成電池組的電池塊之間的剩余電容的偏差。接下來，將結合附圖描述第二實施方式。圖3示出了涉及第二實施方式的混合電動車輛的框圖。在所述涉 及第二實施方式的混合電動車輛中，通過電源線IZ ，放電設備50與 供應電力的諸如電池ECU 20和HV _ ECU 30的輔助i殳備電池60連接。 在電源線1/中設置有用于開啟和關閉來自輔助設備電池6 0的電力供 應的開關SWc。第二實施方式與第一實施方式的不同在于，放電設備 50可以通過開啟開關SWc來接收來自輔助設備電池60的電力供應。 圖3中與圖1所示相同的部分用相同的附圖標記標識，并且將省略它 們的描述。當在第二實施方式中傳輸方文電請求時，放電請求部22首先從輔助設備電池60獲得關于輔助設備電池60的剩余電容的信息，并且判斷 所述剩余電容是否大于預定值。例如，放電請求部22可以檢測輔助設 備電池60的端電壓，并基于所述檢測結果計算剩余電容。作為判斷的 結果，如果所述剩余電容大于預定值，則放電請求部22為連接到待放 電電池塊的放電設備50開啟開關SWc，并且開始/人輔助設備電池60 到放電設備50的電力供應。之后，放電設備50以與第一實施方式類 似的方式執(zhí)行電池塊的放電。在另一方面，如果輔助設備電池60的剩余電容小于或等于預定值， 則放電請求部22為連接到待放電電池塊的放電設備50開啟開關SWb, 并且開始從所述電池塊到放電設備50的電力供應。之后，放電設備50 以與第 一 實施方式類似的方式執(zhí)行所述電池塊的》丈電。根據(jù)所述第二實施方式，放電設備50能直接接收來自電池塊的電 力供應，并還能接收來自輔助設備電池60的電力供應。因此，能更可 靠地執(zhí)行所述放電設備的運行。根據(jù)所述第二實施方式，即使直接從電池塊接收電力供應，也能 通過使得電流流到放電元件R而執(zhí)行電池塊的放電。然而，代替使得 電流流到放電元件R，可以通過將來自電池塊的電力供應到輔助設備 電池60以及對輔助設備電池60充電，來執(zhí)行所述電池塊的》文電。結 果，抑制了電池塊之間的剩余電容的偏差，并還能執(zhí)行所述輔助設備 電池60的充電。此外，在上述實施方式中，描述了如果剩余電容的偏差在電池塊 之間增長，則放電請求部22請求與其它電池塊相比具有額外的剩余電容的電池塊放電的實例。然而，請求放電操作的條件不局限于上述實 例。例如，即使其它電池塊的剩余電容的偏差較小以及即使電池塊的 端電壓較高，也可能不利地影響所述電池塊。例如，當鋰離子電池組 電池用于電池塊時，并且如果電池塊的端電壓超過預定第 一參考電壓(例如，4.2V),在電池塊的陽極處可能發(fā)生金屬鋰沉積。如果放電請 求部22監(jiān)視每個電池塊的端電壓，并檢測具有超過預定第一參考電壓 的端電壓的電池組，則可以開啟所述待放電的電池塊的開關SWb，所 述放電設備50連接到所述電池塊，并且可以開始從電池塊到放電設備 50的電力供應。在該情況下同樣，如果放電控制單元52檢測待放電的 電池塊的端電壓小于預定第二參考電壓(其可能與第一參考電壓一 樣)，則輸出放電停止命令到放電部54,斷開所述開關SWb，切斷來 自所述電池塊的電力供應，并停止所述系統(tǒng)。雖然已經描述了本發(fā)明的當前視為優(yōu)選的實施例，但是應該理解 可以做出各種修改，并且附加的權利要求意圖覆蓋所有落入本發(fā)明的 真實精神和范圍的修改。
權利要求
1、一種放電系統(tǒng)，包括放電部，其連接到在形成電池組的電池塊中的待放電的電池塊，用于使所述待放電的電池塊放電；放電控制單元，其以來自所述待放電的電池塊的電力供應而操作，并且響應電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放電的電池塊放電；以及放電請求部，如果在形成所述電池組的電池塊之間的剩余電容的偏差量大于預定值，則至少以在電池塊中具有最大剩余電容的電池塊作為所述待放電的電池塊，所述放電請求部用于開始從所述待放電的電池塊到所述放電控制單元的電力供應。
2、 如權利要求1所迷的放電系統(tǒng)，其中如果所述待放電的電池塊的剩余電容小于預定值，則所述放電控 制單元將命令發(fā)布到所述放電部，以停止所述待放電的電池塊的放電， 并進一步停止來自所述待放電的電池塊的電力供應。
3、 一種i文電系統(tǒng)，包括放電部，其連接到形成電池組的電池塊中的待放電的電池塊，用 于使所述待放電的電池塊;改電；放電控制單元，其以來自所述待放電的電池塊的電力供應而操作， 并且響應電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待》丈 電的電池塊;改電；以及放電請求部，如果檢測到具有超過預定第一參考電壓的端電壓的 電池塊，則至少以檢測到的電池塊作為待放電的電池塊，所述放電請 求部開始從所述待放電的電池塊到所述放電控制單元的電力供應。
4、 如權利要求3所述的放電系統(tǒng)，其中如果所述待放電的電池塊的端電壓小于預定第二參考電壓，則所 述放電控制單元將命令發(fā)布到所述放電部，以停止所述待放電的電池 塊的放電，并進一步停止來自所述待放電的電池塊的電力供應。
5、 一種電動車輛，包括 電動機/發(fā)電機，其作為驅動源；電池組，其由向所述電動機/發(fā)電機供應電力的多個電池塊組成；放電部，其連接到形成所述電池組的電池塊中的待放電的電池塊， 用于執(zhí)行所述待放電的電池塊的放電；放電控制單元，其以來自所述待放電的電池塊的電力供應而操作， 用于響應電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放 電的電池塊》文電；以及池組的電力供應時，以及當形成所述電池組的電池塊中的剩余電容的 偏差量大于預定值時，判斷放電條件被滿足；并用于至少以具有電池 塊中最大剩余電容的電池塊作為待放電的電池塊，開始從所述待放電 的電池塊到所述放電控制單元的電力供應。
6、 如權利要求5所述的電動車輛，其中如果所述待放電的電池塊的剩余電容小于預定參考值，則所述放 電控制單元將命令發(fā)布到所述放電部，以停止所述待放電的電池塊的 放電，并進一步停止來自所述待放電的電池塊的電力供應。
7、 一種電動車輛，包括 電動機/發(fā)電才幾，其作為驅動源；電池組，其由向所述電動機/發(fā)電才幾供應電力的多個電池塊組成；放電部，其連接到形成所述電池組的電池塊中的待放電的電池塊， 用于執(zhí)行所述待放電的電池塊的放電；放電控制單元，其以來自所述待放電的電池塊的電力供應而操作， 用于響應電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放 電的電池塊;改電；以及放電請求部，其用于當沒有正在向所述電動機/發(fā)電機執(zhí)行來自所 述電池組的電力供應時，以及當檢測到具有超過預定第一參考電壓的 端電壓的電池組時，判斷放電條件被滿足；并用于至少以檢測到的電 池塊作為待放電的電池塊，開始從所述待放電的電池塊到所述放電控 制單元的電力供應。
8、 如權利要求7所述的電動車輛，其中所述放電控制單元將命令發(fā)布到所述放電部，以停止所述待放電 的電池塊的放電，并進一步停止來自所述待放電的電池塊的電力供應。
9、 如權利要求5所述的電動車輛，進一步包括輔助設備電池，其中所述放電控制單元響應來自所述輔助設備電池的電力供應的開始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放電的電池塊放電；當所述放電條件被滿足時，以及當所述輔助設備電池的剩余電容 大于或等于預定值時，所述放電請求部開始從所述輔助設備電池到所 述放電控制單元的電力供應；并且當所述放電條件被滿足時，以及當 所述輔助設備電池的剩余電容小于預定值時，所述放電請求部開始從 所述待放電的電池塊到所述放電控制單元的電力供應。
10、如權利要求9所述的電動車輛，其中當所述放電控制單元響應來自所述輔助設備電池的電力供應的開 始而將命令發(fā)布到所述放電部，以使所述待放電的電池塊放電時，所力而使所述待放電的電池塊放電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放電系統(tǒng)和電動車輛。更可靠地執(zhí)行放電設備的操作，所述放電設備用于校正形成電池組的電池塊中的電壓和剩余電容的偏差。當沒有執(zhí)行從電池組到電動機/發(fā)電機的電力供應時，以及當在形成電池組的電池塊中的剩余電容的偏差量大于預定值時，放電請求部發(fā)布命令，以開始從電池塊到至少與具有電池塊間最大剩余電容的電池塊相對應的放電控制單元的電力供應。放電控制單元接收來用于自電池塊的電力供應的開始命令，并發(fā)布命令到放電部，以響應來自電池塊的電力供應的開始使電池塊放電。
文檔編號B60L11/18GK101244697SQ20081000591
公開日2008年8月20日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權日2007年2月13日
發(fā)明者中西利明 申請人:松下電動車輛能源股份有限公司