專利名稱：電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)容納多個(gè)電池單元且可進(jìn)行充放電的結(jié)構(gòu)的電池模塊而構(gòu)成的電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在將串聯(lián)連接了多個(gè)二次電池的串聯(lián)電池的兩端電壓一直充電到額定電壓的情況下，由于各個(gè)二次電池的充電速度不同，使得兩端電壓不均等，混合產(chǎn)生兩端電壓低的二次電池和兩端電壓高的二次電池。但是指出了如下問(wèn)題由于在形成兩端電壓達(dá)到設(shè)定值的二次電池的時(shí)刻，串聯(lián)電池的充電終止，所以與兩端電壓高的二次電池相比，兩端電壓低的二次電池被充電的電荷減少，與所有二次電池均等地進(jìn)行充電的情形相比，未滿足串聯(lián)電池的充電量。即存在串聯(lián)電池未能達(dá)到滿充電這樣的問(wèn)題。作為解決該問(wèn)題的方法，例如提出了如下的方法，S卩在串聯(lián)連接了多個(gè)二次電池單元(電池單元)的電池包中，在各個(gè)電池單元上并聯(lián)連接電阻，兩端電壓高的電池單元經(jīng)由該電阻釋放電荷，由此使兩端電壓下降，使得構(gòu)成電池包的各個(gè)二次電池單元的端子電壓相同，實(shí)現(xiàn)改善(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1JP特開(kāi)平11-2；34916號(hào)公報(bào)但是，在上述現(xiàn)有方法中，由于通過(guò)電阻使對(duì)二次電池進(jìn)行充電的電荷放電，以熱的方式來(lái)消耗，從而降低端子電壓高的二次電池單元的端子電壓，并使電池包內(nèi)的各個(gè)二次電池的端子電壓相同，所以存在電能(電荷)以熱方式被損失這樣的問(wèn)題。此外，在端子電壓大的情況下，由于經(jīng)由電阻的發(fā)熱量變大，所以需要構(gòu)成對(duì)應(yīng)于此發(fā)熱量的散熱構(gòu)造， 并且還擔(dān)心因高溫引起二次電池單元的性能劣化。雖然也有加大電阻來(lái)減少每單位時(shí)間的發(fā)熱量的方法，但此時(shí)會(huì)產(chǎn)生電池包到達(dá)滿充電為止的時(shí)間變長(zhǎng)這樣的新的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，在連接了多個(gè)二次電池的結(jié)構(gòu)中， 抑制電能的損失和發(fā)熱的同時(shí)，能夠進(jìn)行各個(gè)二次電池的端子電壓的平衡調(diào)整。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng)，其電串聯(lián)連接了多個(gè)電池模塊，該電池模塊容納多個(gè)電池單元且能夠經(jīng)由正極端子和負(fù)極端子進(jìn)行充放電，所述電池系統(tǒng)的特征在于，包括充電控制部，其連接在這些串聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊的兩端電極間，且能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)電池模塊進(jìn)行充電；和電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子間的端子間電壓，將從上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的端子間電壓比其它電池模塊的端子間電壓高的上述電池模塊放電的電荷升壓到規(guī)定的電壓之后，同時(shí)提供給上述多個(gè)電池模塊。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于，在上述電池系統(tǒng)中，在上述電池模塊的各自的正極和負(fù)極間設(shè)置以正極端子和負(fù)極端子作為輸入側(cè)的DC/DC轉(zhuǎn)換器，向上述多個(gè)電池模塊同時(shí)提供由該DC/DC轉(zhuǎn)換器升壓后的輸出。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng)，其電串聯(lián)連接了多個(gè)電池模塊，該電池模塊容納多個(gè)電池單元且能夠經(jīng)由正極端子和負(fù)極端子進(jìn)行充放電，所述電池系統(tǒng)的特征在于，對(duì)連接在這些串聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊的兩端電極間的多個(gè)電池模塊同時(shí)進(jìn)行充電，并且在各個(gè)上述電池模塊上連接以正極端子和負(fù)極端子間為初級(jí)側(cè)的DC/DC 轉(zhuǎn)換器，在經(jīng)由與各個(gè)電池模塊的端子間電壓比其它電池模塊的端子間電壓高的上述電池模塊對(duì)應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器，將從電池模塊放電的電荷升壓到規(guī)定的電壓后，施加給具有比該電池模塊的端子間電壓低的電壓的電池模塊。本發(fā)明的特征在于，在上述電池系統(tǒng)中，從具有比上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的端子間電壓的平均值、或基于該平均值求出的值、或預(yù)先確定的值高的端子間電壓的電池模塊中釋放電荷。此外，本發(fā)明的特征在于，在上述電池系統(tǒng)中，上述DC/DC轉(zhuǎn)換器至少使用具有初級(jí)側(cè)線圈和次級(jí)側(cè)線圈的變壓器，使初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)絕緣。此外，本發(fā)明的特征在于，在上述電池系統(tǒng)中，根據(jù)各個(gè)上述電池模塊的正極端子及負(fù)極端子的端子間電壓求出端子間電壓的平均電壓，使上述DC/DC轉(zhuǎn)換器工作到經(jīng)由上述DC/DC轉(zhuǎn)換器提供電力的上述電池模塊的正極端子及負(fù)極端子間的電壓接近設(shè)定值。此外，本發(fā)明的特征在于，在上述電池系統(tǒng)中，上述DC/DC轉(zhuǎn)換器至少使用具有初級(jí)側(cè)線圈和次級(jí)側(cè)線圈的變壓器，使初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)絕緣。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng)，其組合多個(gè)電池單元來(lái)構(gòu)成電池模塊，并構(gòu)成為經(jīng)由設(shè)置在該電池模塊中的正極端子和負(fù)極端子能夠進(jìn)行充放電，并且串聯(lián)連接了多個(gè)該電池模塊，所述電池系統(tǒng)的特征在于，具有連接在各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子上的充電電路，按照各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子間的電壓相等的方式，從與該電壓低的上述電池模塊對(duì)應(yīng)的充電電路向該電池模塊進(jìn)行充電。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，可在抑制電力的損失和發(fā)熱的同時(shí)，調(diào)整多個(gè)串聯(lián)連接的電池模塊的端子間電壓的平衡。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蓄電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示電池模塊的兩端電壓和容量的相互關(guān)系的圖表。圖3是表示電池系統(tǒng)的充電動(dòng)作的流程圖。圖4是表示第二實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示第二實(shí)施方式的動(dòng)作的流程圖。圖6是表示第三實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表示第四實(shí)施方式的充電電路部的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示第五實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖中1、認(rèn)、100-蓄電系統(tǒng)；2-電池系統(tǒng)；8、41 45、61 65-00/1)(轉(zhuǎn)換器；9-充電電路部；10-商用交流電源系統(tǒng)；11-充電器；15-平衡控制部(電壓檢測(cè)器)；16-通用線；18-負(fù)載；21 25-電池模塊；26-正極端子；27-負(fù)極端子；31-電池單元；32-正極端子；33-負(fù)極端子；34-控制器。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蓄電系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的圖。此圖1所示的蓄電系統(tǒng)1是在可進(jìn)行充放電的結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)2中儲(chǔ)備電力，并根據(jù)需要向負(fù)載18提供電力的系統(tǒng)。作為負(fù)載18，有直流負(fù)載、將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的轉(zhuǎn)換電路和與該轉(zhuǎn)換電路連接的交流負(fù)載，或者向系統(tǒng)提供從該轉(zhuǎn)換電路輸出的交流電力的情形下，該轉(zhuǎn)換電路相當(dāng)于負(fù)載18。蓄電系統(tǒng)2例如包括將商用交流電源系統(tǒng)10 的交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流的AC/DC轉(zhuǎn)換器及內(nèi)置了面向電池的充電控制部(恒定電流充電-恒定電壓充電)等的充電器11，通過(guò)該充電器11輸出的直流電流對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電。此外，也可以代替商用交流電源系統(tǒng)10，構(gòu)成使用從太陽(yáng)能電池、風(fēng)力發(fā)電裝置、自家發(fā)電裝置等獲得的電力或電力的一部分對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)。串聯(lián)連接五個(gè)電池模塊21 25來(lái)構(gòu)成電池系統(tǒng)2。電池模塊21 25內(nèi)置多個(gè)由鋰離子二次電池或鎳氫二次電池構(gòu)成的電池單元31，在這些多個(gè)電池單元31中儲(chǔ)備電力。對(duì)于電池系統(tǒng)2所具備的電池模塊的數(shù)量沒(méi)有限制，在本實(shí)施方式中作為一例，說(shuō)明設(shè)置五個(gè)電池模塊21 25的結(jié)構(gòu)。此外，電池模塊21 25的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是共通的，所以在此僅圖示及說(shuō)明電池模塊21的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概況。電池模塊21串聯(lián)和/或并聯(lián)連接并內(nèi)置多個(gè)電池單元31，經(jīng)由電池模塊21的正極端子32和負(fù)極端子33對(duì)電池單元31進(jìn)行充放電。例如，電池模塊21串聯(lián)連接13個(gè)并聯(lián)連接了 M個(gè)電池單元31的塊，如果電池單元31的電壓為4V，則該電池模塊的正極端子和負(fù)極端子的端子間電壓為52V。因此，串聯(lián)連接了該電池模塊21 25的電池系統(tǒng)1的輸出電壓為^K)V。再有，此電壓是按照電池系統(tǒng)所要求的規(guī)格適當(dāng)設(shè)定的。電池模塊21還包括控制器34，其檢測(cè)該模塊內(nèi)(電池單元31整體)的溫度，在檢測(cè)出的溫度超過(guò)了規(guī)定值的情況下，使充放電停止，進(jìn)行多個(gè)電池單元31的兩端電壓的檢測(cè)等；和ECU35，其根據(jù)控制器34檢測(cè)出的電壓值或電流值，計(jì)算RSOC (剩余容量比率)， 并經(jīng)由輸入輸出接口 36，輸出RSOC的數(shù)據(jù)和其它的各種檢測(cè)數(shù)據(jù)等。在電池模塊21所具有的多個(gè)電池單元31的兩端，即正極端子32和負(fù)極端子33之間，經(jīng)由開(kāi)關(guān)37連接有電阻38。該開(kāi)關(guān)37在正極端子32和負(fù)極端子33的端子間電壓比其它電池模塊22 25的端子間電壓高的情況下，為了使電壓與其它電池模塊22 25 — 致，從外部的控制部向ECU35輸入控制信號(hào)來(lái)工作，進(jìn)行向電阻38的通電。對(duì)多個(gè)電池單元31即電池模塊21進(jìn)行充電的電荷流過(guò)電阻38，并轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫环烹?、消耗。由于電池模塊21的電荷減少，因此兩端電壓下降。在本發(fā)明中，雖然利用后述的外帶電路使蓄積在電池模塊中的電荷在電池模塊間移動(dòng)，來(lái)進(jìn)行電池模塊間的平衡調(diào)整，但在該平衡調(diào)整存在延遲的情況下或超過(guò)調(diào)整范圍時(shí)等，根據(jù)需要輸入該調(diào)整信號(hào)。電池系統(tǒng)2的正極端子沈與通用線16連接的同時(shí)，還經(jīng)由充電開(kāi)關(guān)12，與充電器11的正極側(cè)以可連接或斷開(kāi)的方式連接，另一方面，與負(fù)載18經(jīng)由放電開(kāi)關(guān)13以可連接或斷開(kāi)的方式連接，按照充放電控制部14的控制，開(kāi)或關(guān)充電開(kāi)關(guān)12及放電開(kāi)關(guān)13。再有，既可以從電池系統(tǒng)2將充電器11連接在正極端子沈上，并打開(kāi)放電開(kāi)關(guān)13。此外，在通過(guò)電池系統(tǒng)2向負(fù)載18供電(放電)的情況下，打開(kāi)充電開(kāi)關(guān)12，閉合放電開(kāi)關(guān)13，將正極端子連接在負(fù)載18上。蓄電系統(tǒng)1具備檢測(cè)電池模塊21 25各自的正極端子32和負(fù)極端子33的端子間電壓的平衡控制部15(電壓檢測(cè)器)。平衡控制部15包括分別連接在電池模塊21的正極端子32、電池模塊21和電池模塊22的連接端子(相當(dāng)于電池模塊21的負(fù)極端子及電池模塊22的正極端子)、電池模塊22和電池模塊23的連接端子、電池模塊23和電池模塊 24的連接端子、電池模塊M和電池模塊25的連接端子、以及電池模塊25的負(fù)極端子上的兩端電壓檢測(cè)線15A，經(jīng)由這些兩端電壓檢測(cè)線15A，檢測(cè)電池模塊21 25各自的正極端子和負(fù)極端子的端子間電壓。為了在各電池模塊的正極端子沈和負(fù)極端子27間的端子間電壓產(chǎn)生偏差的情況下調(diào)整電壓平衡，在各個(gè)電池模塊21 25上連接DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45。DC/DC轉(zhuǎn)換器 41 45的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，所以在此僅圖示及說(shuō)明DC/DC轉(zhuǎn)換器41的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。DC/DC轉(zhuǎn)換器41具備初級(jí)側(cè)連接在電池模塊21的正極端子32和負(fù)極端子33上， 且次級(jí)側(cè)連接在通用線16上的變壓器51。變壓器51的初級(jí)線圈的一端經(jīng)由二極管52連接在正極端子32上，另一端經(jīng)由光電耦合器的開(kāi)關(guān)元件53連接在電池模塊21的負(fù)極端子 33上。通過(guò)點(diǎn)亮連接在平衡控制部15輸出控制用脈沖電壓的控制電流線15B上的光電耦合器的LED54，使開(kāi)關(guān)元件53成為導(dǎo)通狀態(tài)。通過(guò)間斷地點(diǎn)亮/熄滅LED54，在變壓器51 的次級(jí)側(cè)感應(yīng)電流，向變壓器51的次級(jí)側(cè)提供電池模塊21的電力。在變壓器51的次級(jí)線圈中，構(gòu)成連接了整流用二極管55及電容器56的整流/平滑電路，電容器56的一端經(jīng)由防止逆流用的二極管59連接在通用線16上，另一端連接在充電器11的負(fù)極側(cè)。由于通用線16連接在正極端子沈上，在充電器11的負(fù)極上連接了負(fù)極端子27， 所以在變壓器51的次級(jí)線圈上感應(yīng)出的電流被二極管55及電容器56進(jìn)行整流、平滑后， 施加到電池系統(tǒng)2的正極端子32和負(fù)極端子27，同時(shí)對(duì)電池模塊21 25進(jìn)行充電。此外，在電容器56的兩端設(shè)置分壓用的電阻57、58，在該電阻57、58的中間點(diǎn)連接平衡控制部 15用于檢測(cè)電壓的輸出電壓檢測(cè)線15C。平衡控制部15經(jīng)由輸出電壓檢測(cè)線15C檢測(cè)變壓器51的次級(jí)側(cè)的電壓，根據(jù)檢測(cè)出的次級(jí)側(cè)電壓與設(shè)定電壓之差進(jìn)行點(diǎn)亮LED54的接通占空比(duty)的控制。S卩，進(jìn)行 PWM控制。將設(shè)定電壓設(shè)定為比經(jīng)由兩端電壓檢測(cè)線15A得到的電池系統(tǒng)2的正極端子 26 (正極端子32)的電壓高。DC/DC轉(zhuǎn)換器42 45也以同樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。如上所述，平衡控制部15經(jīng)由兩端電壓檢測(cè)線15A檢測(cè)電池模塊21 25的兩端電壓，在兩端電壓的偏差例如兩端電壓高的電池模塊與兩端電壓低的電池模塊之差超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范圍的情況下，或存在比各電池模塊的平均兩端電壓高出規(guī)定電壓的電池模塊的情況下，通過(guò)該兩端電壓高的電池模塊的電力對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電來(lái)調(diào)整電壓平衡。例如，詳細(xì)而言，平衡控制部15通過(guò)控制電流線15B向連接在兩端電壓最高的電池模塊上的DC/DC轉(zhuǎn)換器的LED輸出脈沖電壓，使該電池模塊輸出電力，并且將輸出電壓轉(zhuǎn)換成比當(dāng)前的電池系統(tǒng)2的正極端子沈和負(fù)極端子27的端子間電壓高出規(guī)定電平(例如IV)的電壓。由此，使電壓高的電池模塊放電來(lái)降低兩端電壓的一方面，還對(duì)兩端電壓低的其它電池模塊進(jìn)行追加充電而使兩端電壓上升，所以能改善電池模塊21 25的電壓平衡。圖2是表示電池模塊21 25的兩端電壓與蓄電容量的相互關(guān)系的一例的圖表。 圖中，縱軸表示電池的容量，橫軸表示兩端電壓。以容量為100%時(shí)的兩端電壓當(dāng)作電壓值為100%時(shí)的百分率表示了橫軸的兩端電壓。如圖2所示，由于包括鋰離子電池在內(nèi)的多數(shù)二次電池具有兩端電壓和容量的相關(guān)，所以可基于兩端電壓求出容量。特別地，如圖2所示，在接近容量為100 %的范圍中，與電壓值之差對(duì)應(yīng)的容量之差比較顯著。因此，在電池系統(tǒng)2中，在各個(gè)電池模塊21 25上連接DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45，通過(guò)平衡控制部15的控制，個(gè)別檢測(cè)各電池模塊21 25的兩端電壓，使與其它電池模塊相比兩端電壓高的電池模塊放電，由DC/DC轉(zhuǎn)換器使放電的電力升壓后用于電池模塊21 25 的充電中，因此不會(huì)浪費(fèi)電力，能夠迅速地調(diào)整電壓平衡。下面，參照流程圖說(shuō)明該動(dòng)作。圖3是表示電池系統(tǒng)2的充電所涉及的動(dòng)作的流程圖。與電池系統(tǒng)2的充電一起開(kāi)始該圖3的動(dòng)作。在充電開(kāi)關(guān)12及放電開(kāi)關(guān)13被打開(kāi)的狀態(tài)下，通過(guò)充放電控制部14閉合充電開(kāi)關(guān)12，充電器11開(kāi)始輸出直流電流，開(kāi)始電池系統(tǒng)2的充電(步驟Si)。平衡控制部15待機(jī)到電池系統(tǒng)2的充電終止(步驟S2)，若充電結(jié)束(步驟S2:是)，則判別是否進(jìn)行對(duì)負(fù)載18的放電(步驟S3)。在進(jìn)行對(duì)負(fù)載18的放電的情況下(步驟S3 是)，通過(guò)充放電控制部14打開(kāi)充電開(kāi)關(guān)12，并且將放電開(kāi)關(guān)13閉合，向負(fù)載18輸出電池系統(tǒng)2的電力(步驟S4)。平衡控制部15在該狀態(tài)下結(jié)束本次工作。另一方面，在電池系統(tǒng)2的充電結(jié)束后不進(jìn)行對(duì)負(fù)載18的放電的情況下(步驟 S3 否)，平衡控制部15經(jīng)由兩端電壓檢測(cè)線15A檢測(cè)電池模塊21 25各自的兩端電壓 (步驟S5)，計(jì)算檢測(cè)出的各電池模塊21 25的兩端電壓的平均值(步驟S6)。在此，平衡控制部15基于各電池模塊21 25的兩端電壓、或基于在步驟S6中計(jì)算出的平均值和各電池模塊21 25的兩端電壓，判別是否存在超過(guò)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)的偏差(步驟S7)。該基準(zhǔn)例如是針對(duì)各電池模塊21 25的兩端電壓與平均值之差、或者兩端電壓最低的電池模塊與兩端電壓最高的電池模塊的電壓差等決定允許的范圍的基準(zhǔn)。在各電池模塊21 25的兩端電壓中存在超過(guò)基準(zhǔn)的偏差的情況下(步驟S7 是)，平衡控制部15選擇兩端電壓最高的電池模塊(步驟S8)，開(kāi)始基于選擇出的電池模塊的電力的充電(步驟S9)。在此步驟S9中，平衡控制部15對(duì)連接在選擇出的電池模塊上的 DC/DC轉(zhuǎn)換器，通過(guò)控制電流線15B輸出脈沖電壓，并進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件53的PWM控制，利用選擇出的電池模塊的電力向電池系統(tǒng)2的正極端子沈和負(fù)極端子27之間施加充電用電壓。 開(kāi)始基于該電池模塊的充電后，平衡控制部15經(jīng)由兩端電壓檢測(cè)線15A檢測(cè)選擇出的電池模塊的兩端電壓。平衡控制部15繼續(xù)充電到選擇出的電池模塊的兩端電壓變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的終止范圍內(nèi)的值(步驟S10)。終止范圍是作為基于由步驟S6計(jì)算出的平均值結(jié)束充電的基準(zhǔn)而決定的電壓的范圍，例如，是平均值 平均值+2伏特的范圍(數(shù)值可任意變更)。在選擇出的電池模塊的兩端電壓變?yōu)榻K止范圍內(nèi)的值的情況下(步驟SlO 是)，
7平衡控制部15結(jié)束基于電池模塊的電力的充電(步驟S11)，返回步驟S5。由此，調(diào)整電壓平衡直到所有的電池模塊21 25的電壓變?yōu)榻咏骄档慕K止范圍內(nèi)的值為止。此外，在經(jīng)由兩端電壓檢測(cè)線15A檢測(cè)出的各電池模塊21 25的兩端電壓中不存在超過(guò)基準(zhǔn)的偏差的情況下(步驟S7 否)，平衡控制部15結(jié)束本次處理。雖然在圖3所示的流程圖中，選擇單一的電池模塊，使對(duì)應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器工作， 但即使是同時(shí)使多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器工作來(lái)使多個(gè)電池模塊同時(shí)放電的結(jié)構(gòu)，也能夠得到同樣的作用效果。如上所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電池系統(tǒng)2中，串聯(lián)連接多個(gè)電池模塊 21 25構(gòu)成電池系統(tǒng)，按照各個(gè)電池模塊的端子間電壓平衡成大致相同的電壓的方式，從端子間電壓高的電池模塊進(jìn)行放電，并利用該放電電荷對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行再次充電，因此能夠利用經(jīng)由現(xiàn)有電阻消耗的電荷進(jìn)行再次充電，可提高充電效率。此外，通過(guò)利用DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)從電池模塊放電的電荷進(jìn)行升壓，從而抑制再次充電時(shí)的效率降低。此外，通過(guò)在DC/DC轉(zhuǎn)換器中使用變壓器，能夠使該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)絕緣。(第二實(shí)施方式)圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖。該DC/DC轉(zhuǎn)換器代替上述第一實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45，而設(shè)置了 DC/DC 轉(zhuǎn)換器61 65。因此，除DC/DC轉(zhuǎn)換器61 65以外的共同的各部是相同的。DC/DC轉(zhuǎn)換器61具備次級(jí)側(cè)連接在電池模塊21的正極端子32和負(fù)極端子33上， 且初級(jí)側(cè)連接在通用線16上的變壓器71。變壓器71的初級(jí)線圈的一端經(jīng)由二極管72、通用線16連接在電池系統(tǒng)的正極端子沈上，另一端經(jīng)由光電耦合器的開(kāi)關(guān)元件73連接在電池系統(tǒng)的負(fù)極端子33上。通過(guò)點(diǎn)亮連接在平衡控制部15輸出控制用脈沖電壓的控制電流線15B上的光電耦合器的LED74，從而使開(kāi)關(guān)元件73成為導(dǎo)通狀態(tài)。通過(guò)間斷地點(diǎn)亮/熄滅LED74，在變壓器71的次級(jí)側(cè)感應(yīng)電流，并向變壓器71的次級(jí)側(cè)提供電池系統(tǒng)2的電力。在變壓器71的次級(jí)線圈中，構(gòu)成連接了整流用的二極管75及電容器76的整流/ 平滑電路，電容器76的一端經(jīng)由防止逆流用的二極管79連接在電池模塊的正極端子上，另一端連接在電池模塊的負(fù)極端子上。在變壓器71的次級(jí)線圈上感應(yīng)出的電流被二極管75及電容器76進(jìn)行整流、平滑后，施加到電池模塊的正極端子和負(fù)極端子，對(duì)電池模塊進(jìn)行充電。此外，在電容器76的兩端設(shè)置有分壓用的電阻77、78，在該電阻77、78的中間點(diǎn)連接平衡控制部15用于檢測(cè)電壓的輸出電壓檢測(cè)線15C。平衡控制部15經(jīng)由輸出電壓檢測(cè)線15C檢測(cè)施加在電池模塊上的電壓，為了使該電壓變得比電池模塊的兩端電壓高，進(jìn)行通過(guò)控制電流線15B控制施加在LED74上的電壓的接通占空比的PWM控制。將施加在電池模塊21的正極端子及負(fù)極端子上電壓調(diào)整為比電池模塊21的當(dāng)前的兩端電壓稍高的電壓值(例如+1伏特)。由此，向?qū)?yīng)于DC/DC轉(zhuǎn)換器61的電池模塊提供充電用的電流。也就是說(shuō)，本第二實(shí)施方式的平衡控制部15利用電池系統(tǒng)2的電力，經(jīng)由通用線16，對(duì)電池模塊21 25中兩端電壓低的電池模塊選擇地進(jìn)行充電，使該電池模塊的兩端電壓上升，調(diào)整電壓平衡。下面，說(shuō)明具體的動(dòng)作。圖5是表示電池系統(tǒng)2的充電所涉及的動(dòng)作的流程圖。在該圖5所示的動(dòng)作中， 對(duì)于與圖3所示的第一實(shí)施方式的動(dòng)作相同的動(dòng)作賦予相同的步驟序號(hào)，并省略說(shuō)明。在各電池模塊21 25的兩端電壓中存在超過(guò)基準(zhǔn)的偏差的情況下(步驟S7 是)，平衡控制部15選擇兩端電壓最低的電池模塊(步驟S21)，使連接在選擇出的電池模塊上的DC/DC轉(zhuǎn)換器工作，并對(duì)選擇出的電池模塊進(jìn)行充電(步驟S23)。該充電開(kāi)始后，平衡控制部15經(jīng)由兩端電壓檢測(cè)線15A檢測(cè)選擇出的電池模塊的兩端電壓。平衡控制部15繼續(xù)充電到選擇出的電池模塊的兩端電壓變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的終止范圍內(nèi)的值(步驟S24)。終止范圍是作為基于由步驟S6計(jì)算出的平均值結(jié)束充電的基準(zhǔn)而決定的電壓的范圍，例如是平均值 平均值+2伏特的范圍(數(shù)值可任意變更)。在選擇出的電池模塊的兩端電壓變?yōu)榻K止范圍內(nèi)的值的情況下(步驟S24 是)，平衡控制部15結(jié)束對(duì)選擇出的電池模塊的充電(步驟S2Q，返回步驟S5。由此，調(diào)整電壓平衡直到所有的電池模塊21 25的電壓變?yōu)榻咏骄档慕K止范圍內(nèi)的值為止。如上所述，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電池系統(tǒng)中，由于使與端子間電壓最低的電池模塊21 25對(duì)應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器工作，并經(jīng)由通用線使電池系統(tǒng)對(duì)該電池模塊進(jìn)行充電，所以不會(huì)增加發(fā)熱和電力的損失，能夠容易地調(diào)整電壓平衡。本申請(qǐng)不限于這些結(jié)構(gòu)，也可以在電池模塊21 25和通用線16之間使用可向任何方向提供電力的DC/DC轉(zhuǎn)換器。將這種情形作為第三實(shí)施方式來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。(第三實(shí)施方式)圖6是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器8的電路圖。代替上述第一實(shí)施方式中說(shuō)明的蓄電系統(tǒng)1的DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45、或代替上述第二實(shí)施方式中說(shuō)明的蓄電系統(tǒng)IA的DC/DC轉(zhuǎn)換器61 65，可使用該DC/DC轉(zhuǎn)換器8。DC/DC轉(zhuǎn)換器8包括變壓器81、兩組端子8A、8B及端子8C、8D。DC/DC轉(zhuǎn)換器8可以將端子8A、8B側(cè)作為初級(jí)側(cè)、將端子8C、8D側(cè)作為次級(jí)側(cè)來(lái)使用，相反，也可以將端子8A、 8B側(cè)作為次級(jí)側(cè)、將端子8C、8D側(cè)作為初級(jí)側(cè)來(lái)使用。在下面的說(shuō)明中，為了便于說(shuō)明，將端子8A、8B側(cè)作為初級(jí)側(cè)。在變壓器81的初級(jí)側(cè)，將由開(kāi)關(guān)元件TRl TR4(開(kāi)關(guān)元件或FET等)、分別連接在與該元件的正向方向相反的反向方向上的二極管Dl D4、以及與各個(gè)二極管并聯(lián)連接的電容器Cl C4構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路連線為單相電橋狀，從而形成初級(jí)側(cè)的反相器部，將該反相器部的各自臂的節(jié)點(diǎn)Nll和節(jié)點(diǎn)N12連接在變壓器81的初級(jí)側(cè)，此外，在反相器部的直流線間(端子8A和端子8B之間)并聯(lián)連接有電容器C5。另一方面，在變壓器81的次級(jí)側(cè)，也同樣將開(kāi)關(guān)元件TRll TR14、二極管Dll D14、以及電容器Cll C14連線為單相電橋狀，從而形成次級(jí)側(cè)的反相器部。與初級(jí)側(cè)的反相器部相同，將電容器C15連接在端子8C和端子8D間，將各自的節(jié)點(diǎn)附3、節(jié)點(diǎn)N14連接在變壓器81的次級(jí)側(cè)。將DC/DC轉(zhuǎn)換器8設(shè)置為例如，將端子8A連接在電池模塊21 (圖1)的正極端子 26上，將端子8B連接在電池模塊21的負(fù)極端子27上，將端子8C連接在通用線16上(圖 1)，將端子8D連接在充電器11(圖1)的負(fù)極側(cè)。
分別通過(guò)平衡控制部15 (圖1)的控制，使開(kāi)關(guān)元件TRl TR4及TRll TR14接通/斷開(kāi)。在圖1的結(jié)構(gòu)中，雖然平衡控制部15經(jīng)由控制電流線15B向DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45施加了脈沖電壓，但在本第三實(shí)施方式中，通過(guò)平衡控制部15，個(gè)別控制開(kāi)關(guān)元件TRl TR4及TRll TR14的控制電流。由此，能夠通過(guò)平衡控制部15來(lái)控制DC/DC轉(zhuǎn)換器8的工作/停止、以及從變壓器81的初級(jí)側(cè)向次級(jí)側(cè)提供的電壓。如第一實(shí)施方式所示，在從電池模塊21向通用線16提供電力的情況下，DC/DC轉(zhuǎn)換器8使端子8A、8B起到初級(jí)側(cè)的作用，使端子8C、8D起到次級(jí)側(cè)的作用。該情況下，在初級(jí)側(cè)通過(guò)平衡控制部15的控制，向構(gòu)成反相器部的開(kāi)關(guān)元件TRl TR4提供基于PWM邏輯的開(kāi)關(guān)信號(hào)，將提供給端子8A和端子8B間的直流電力轉(zhuǎn)換成規(guī)定頻率的偽正弦波而提供給變壓器81的初級(jí)側(cè)SlA0將偽正弦波的頻率及電壓控制為在變壓器81的次級(jí)側(cè)得到的電壓成為期望的值。再有，由于基于PWM邏輯的開(kāi)關(guān)信號(hào)的生成可通過(guò)通常已知的傳送波(例如三角波) 和調(diào)制波(例如正弦波)的調(diào)制來(lái)計(jì)算，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。通過(guò)關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件TRll TR14，使二極管Dll D14起到全波整流電路的作用， 且使電容器C15起到平滑電容器的作用，從而整流平滑在變壓器81的次級(jí)側(cè)81B感應(yīng)出的電力。通過(guò)檢測(cè)端子8C、端子8D間的電壓，并調(diào)整上述調(diào)制時(shí)的調(diào)制波的振幅，能夠?qū)⒃摱俗娱g的電壓控制為期望的值。通過(guò)該動(dòng)作，從電池模塊21向電池系統(tǒng)2的正極端子沈和負(fù)極端子27提供電力， 可得到與第一實(shí)施方式相同的作用效果。此外，在如第二實(shí)施方式那樣從通用線16向電池模塊21提供電力的情況下，與上述相同，在次級(jí)側(cè)的反相器部生成偽正弦波，通過(guò)使變壓器81的初級(jí)側(cè)81A起到全波整流電路的作用，能夠與上述同樣地調(diào)節(jié)端子8A、端子8B間的電壓。通過(guò)該動(dòng)作，能夠利用通用線16的電力對(duì)電池模塊21 25個(gè)別進(jìn)行充電，可得到與第二實(shí)施方式相同的作用效果。如此，第三實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器8通過(guò)由平衡控制部15的控制使開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從電池模塊21 25向通用線16提供電力，并且還可以向其反方向提供電力。 因此，通過(guò)使用DC/DC轉(zhuǎn)換器8來(lái)代替DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45、DC/DC轉(zhuǎn)換器61 65，能夠利用一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在上述第一及第二實(shí)施方式中說(shuō)明的動(dòng)作。而且，在使用了 DC/DC轉(zhuǎn)換器8的結(jié)構(gòu)中，使電池模塊21 25的正極端子和負(fù)極端子的端子間電壓高的電池模塊向通用線放電，使端子間電壓低的電池模塊從通用線接受充電。即，在電池模塊間，電荷的無(wú)電和充電成為可能，可迅速且容易地調(diào)整電壓平衡。(第四實(shí)施方式)圖7是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的充電電路部9的結(jié)構(gòu)的圖。充電電路部9構(gòu)成為包括分別具備線圈90A 90F的五個(gè)充電電路91 96 ；和這些各充電電路91 96的線圈90A 90F電磁耦合的變壓器90。在圖1所示的蓄電系統(tǒng)1中代替DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45而配置充電電路部9。詳細(xì)而言，充電電路91經(jīng)由通用線16連接在電池模塊的正極端子沈和負(fù)極端子27上，充電電路92 96分別連接在電池模塊21 25的正極端子和負(fù)極端子上。充電電路部9經(jīng)由變壓器90，將從充電電路92 96選擇出的一個(gè)以上的充電電路作為初級(jí)側(cè)，將除該初級(jí)側(cè)以外從充電電路92 96選擇出的一個(gè)以上的充電電路作為次級(jí)側(cè)，從初級(jí)側(cè)向次級(jí)側(cè)提供電力。由此，從電池模塊21 25中選擇兩端電壓高的電池模塊，可利用該電池模塊的電力對(duì)其它的一個(gè)或多個(gè)電池模塊進(jìn)行充電。此外，充電電路部9經(jīng)由變壓器90使從充電電路92 96選擇出的一個(gè)以上的充電電路和充電電路91電磁耦合，從而執(zhí)行選擇電池模塊21 25中兩端電壓低的電池模塊后利用通用線16的電力進(jìn)行充電的動(dòng)作、以及利用電池模塊21 25中兩端電壓高的電池模塊的電力對(duì)電池系統(tǒng)2整個(gè)進(jìn)行充電的動(dòng)作。由于充電電路92 96的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，所以在此僅圖示及說(shuō)明充電電路92的內(nèi)
部結(jié)構(gòu)。充電電路92的端子92A連接在電池模塊21 (圖1)的正極端子32上，充電電路92 的端子92B連接在電池模塊21的負(fù)極端子33上。充電電路92使用開(kāi)關(guān)元件TR31 TR34、二極管D31 D34、電容器C31 C34連線為單相電橋狀，從而形成與圖6所示的初級(jí)側(cè)的反相器部相同的結(jié)構(gòu)。電容器C35連接在端子92A和端子92B之間，各個(gè)節(jié)點(diǎn)N31、節(jié)點(diǎn)N32連接在變壓器90的次級(jí)側(cè)90B上。再有，92C是開(kāi)閉開(kāi)關(guān)，接通或關(guān)斷變壓器90的次級(jí)側(cè)90B與該反相器部的電連接。由于該反相器部的動(dòng)作與上述反相器部相同，所以省略說(shuō)明。此外，充電電路91使用開(kāi)關(guān)元件TR!35 TR38、二極管D!35 D38、和電容器C!35 C38連線為單相電橋狀，從而形成與圖6所示的次級(jí)側(cè)的反相器部相同的結(jié)構(gòu)。電容器C42 連接在端子91A和端子91B間，各個(gè)節(jié)點(diǎn)N33、節(jié)點(diǎn)N34連接在變壓器90的初級(jí)側(cè)90A上。 再有，91C是開(kāi)閉開(kāi)關(guān)，接通或關(guān)斷變壓器90的初級(jí)側(cè)90A與該反相器部的電連接。由于該反相器部的動(dòng)作與上述反相器部相同，所以省略說(shuō)明。在充電電路91起到初級(jí)側(cè)的作用的情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)元件TR35 TR38進(jìn)行接通/ 關(guān)斷控制，向變壓器90的初級(jí)側(cè)90A提供偽正弦波，在充電電路92起到次級(jí)側(cè)的作用的情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)元件TR31 TR34進(jìn)行關(guān)斷控制，利用連接成電橋狀的二極管D31 D34對(duì)流過(guò)線圈90B的感應(yīng)電流進(jìn)行全波整流，并利用電容器C41進(jìn)行平滑后，從端子92A、92B輸出，作為直流電力。在充電電路92起到初級(jí)側(cè)的作用的情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)元件TR31 TR34進(jìn)行接通/ 關(guān)斷控制，向變壓器90的次級(jí)側(cè)90B提供偽正弦波，在充電電路91起到次級(jí)側(cè)的作用的情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)元件TR35 TR38進(jìn)行關(guān)斷控制，利用連接成電橋狀的二極管D35 D38對(duì)流過(guò)線圈90A的感應(yīng)電流進(jìn)行全波整流，并利用電容器C42進(jìn)行平滑后，從端子91A、91B輸出，作為直流電力。在變壓器90中，由于線圈90A 90F全都可相互電磁耦合，所以設(shè)置有在線圈 90A 90F中選擇作為初級(jí)側(cè)及次級(jí)側(cè)進(jìn)行工作的線圈的開(kāi)關(guān)。即在線圈90A中設(shè)置有開(kāi)關(guān)91C，其連接或斷開(kāi)連接線圈90A和充電電路91的布線。通過(guò)平衡控制部15的控制接通或關(guān)斷開(kāi)關(guān)91C，在開(kāi)關(guān)91C被斷開(kāi)的狀態(tài)下，線圈90A 不導(dǎo)通，充電電路91無(wú)論是作為初級(jí)側(cè)還是作為次級(jí)側(cè)都不會(huì)工作。同樣地，在連接各個(gè)線圈90B 90F和充電電路92 96的布線上設(shè)置有通過(guò)平衡控制部15的控制進(jìn)行接通或關(guān)斷控制的開(kāi)關(guān)92C 96C，若關(guān)斷這些開(kāi)關(guān)92C 96C，則對(duì)應(yīng)的充電電路92 96無(wú)論是作為初級(jí)側(cè)還是作為次級(jí)側(cè)都不會(huì)工作。
當(dāng)平衡控制部15在充電電路91 96中選擇了作為初次側(cè)工作的充電電路和作為次級(jí)側(cè)工作的充電電路的情況下，在開(kāi)關(guān)91C 96C中，接通設(shè)置在連接選擇出的充電電路和線圈的布線上的開(kāi)關(guān)。由于接通開(kāi)關(guān)的充電電路可作為初級(jí)側(cè)或次級(jí)側(cè)工作，所以若進(jìn)行平衡控制部15選擇出的充電電路的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，則該充電電路起到初級(jí)側(cè)的作用，選擇出的其它充電電路作為次級(jí)側(cè)工作，并提供電力。如此，平衡控制部15通過(guò)適當(dāng)?shù)亟油ɑ蜿P(guān)斷開(kāi)關(guān)91C 96C，能夠從充電電路 91 96中僅使任意的充電電路工作。由此，如上所述，從電池模塊21 25中選擇兩端電壓高的電池模塊，并利用該電池模塊的電力，能夠?qū)ζ渌囊粋€(gè)或多個(gè)電池模塊進(jìn)行充電。 此外，還可以在電池模塊21 25中選擇兩端電壓低的電池模塊，并利用通用線16的電力進(jìn)行充電，也可以在電池模塊21 25中利用兩端電壓高的電池模塊的電力對(duì)電池系統(tǒng)2 整體充電。因此，通過(guò)平衡控制部15的控制，能夠迅速且容易地調(diào)整電壓平衡。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)使用第四實(shí)施方式的充電電路部9，由平衡控制部15的控制進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而能夠從電池模塊21 25向通用線16提供電力，并且還可以向其反方向提供電力。因此，通過(guò)使用充電電路部9來(lái)代替DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45、DC/DC 轉(zhuǎn)換器61 65，能夠利用一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)在上述第一及第二實(shí)施方式中說(shuō)明的動(dòng)作。此外，按照各個(gè)電池模塊21 25的正極端子和負(fù)極端子間的電壓相等的方式，從與該電壓低的電池模塊對(duì)應(yīng)的充電電路向該電池模塊21 25進(jìn)行充電，由此能夠?qū)﹄妷旱偷碾姵啬K迅速地進(jìn)行充電，并能夠容易地調(diào)整電壓平衡。(第五實(shí)施方式)圖8是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的蓄電系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的圖。蓄電系統(tǒng)100構(gòu)成為具備太陽(yáng)光發(fā)電單元106，除商用交流電源系統(tǒng)10的電力外，還可使用太陽(yáng)光發(fā)電單元106發(fā)電的電力對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電。在蓄電系統(tǒng)100中，在商用交流電源系統(tǒng)10上連接分電盤(pán)102，在分電盤(pán)102的下游連接負(fù)載104。在太陽(yáng)光發(fā)電單元106上連接分配器108，將由太陽(yáng)光發(fā)電單元106發(fā)電的電力分配并輸出給DC/AC轉(zhuǎn)換器110和/或充電器112。DC/AC轉(zhuǎn)換器110將太陽(yáng)光發(fā)電單元106 輸出的直流電流一直升壓到獲得與商用交流電源系統(tǒng)10相同或幾乎相同頻率的交流電力所需的電壓后，將其轉(zhuǎn)換為交流電力，提供給負(fù)載104。也可以從DC/AC轉(zhuǎn)換器110向充電器112輸出升壓后的直流電力。充電器112上連接有分配器108、DC/AC轉(zhuǎn)換器110、以及連接于商用交流電源系統(tǒng)10的整流器114。對(duì)于充電器112而言，直接從分配器108輸入太陽(yáng)光發(fā)電單元106發(fā)電的直流電力，并從DC/AC轉(zhuǎn)換器110輸入升壓后的直流電力，從整流器114輸入整流、平滑商用交流電源系統(tǒng)10后的直流電力。充電器112利用從這些分配器108、DC/AC轉(zhuǎn)換器 110、以及充電器112輸入的直流電力，對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電。電池系統(tǒng)2的輸出側(cè)經(jīng)由DC/AC轉(zhuǎn)換器116連接在商用交流電源系統(tǒng)10的分壓盤(pán) 102的下游側(cè)的布線上，可以與DC/AC轉(zhuǎn)換器116 —起通過(guò)磁鐵開(kāi)關(guān)(magnet switch) 118， 從商用交流電源系統(tǒng)10分離出來(lái)。DC/AC轉(zhuǎn)換器116將充電到電池系統(tǒng)2的電力轉(zhuǎn)換為交流電流，并進(jìn)行布線輸出。該蓄電系統(tǒng)100利用如上所述的商用交流電源系統(tǒng)10的電力及太陽(yáng)光發(fā)電單元106發(fā)電的電力，對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電，另一方面，利用商用交流電源系統(tǒng)10的電力、太陽(yáng)光發(fā)電單元106發(fā)電的電力、以及充電到電池系統(tǒng)2的電力，供給負(fù)載104的使用電力。蓄電系統(tǒng)100具備控制來(lái)自電池系統(tǒng)2的放電的控制裝置120。在控制裝置120 上連接檢測(cè)流過(guò)負(fù)載104的電流的電流檢測(cè)器122，基于由電流檢測(cè)器122檢測(cè)出的電流計(jì)算負(fù)載104的使用電力量，并基于該使用電力量控制DC/AC轉(zhuǎn)換器116，從而調(diào)整來(lái)自電池系統(tǒng)2的放電(輸出)。再有，如圖中所示，電流檢測(cè)器122是設(shè)置在從DC/AC轉(zhuǎn)換器110 輸入電流的連接點(diǎn)與從DC/AC轉(zhuǎn)換器116輸入電流的連接點(diǎn)之間的結(jié)構(gòu)，但例如也可以如圖中的虛線所示那樣，設(shè)置在從DC/AC轉(zhuǎn)換器116輸入電流的連接的下游。在該蓄電系統(tǒng)100中，在電池系統(tǒng)2所具備的電池模塊21 25(圖1)中設(shè)置上述的DC/DC轉(zhuǎn)換器41 45 (圖1)、DC/DC轉(zhuǎn)換器61 65 (圖4)、DC/DC轉(zhuǎn)換器8 (圖6)、 或充電電路部9 (圖7)，能夠調(diào)整各電池模塊21 25的電壓平衡。在上述第一 第四實(shí)施方式中，由于是利用商用交流電源系統(tǒng)10的電力對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)，所以具體而言，能夠基于電費(fèi)的按時(shí)間段收取不同費(fèi)用合同(時(shí)間帯別料金契約)或深夜電力合同(深夜電力契約)，在電費(fèi)低價(jià)的時(shí)間段對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電，在白天等使用電力量較多的時(shí)間段從電池系統(tǒng)2放電來(lái)供給使用電力。在第五實(shí)施方式中，在電費(fèi)低價(jià)的時(shí)間段通過(guò)商用交流電源系統(tǒng)10進(jìn)行充電，并且在其它的時(shí)間段也能利用太陽(yáng)光發(fā)電單元106發(fā)電的電力對(duì)電池系統(tǒng)2進(jìn)行充電。因此， 電池系統(tǒng)2會(huì)以高頻度進(jìn)行充放電，在構(gòu)成電池系統(tǒng)2的各電池模塊21 25的兩端電壓中容易產(chǎn)生偏差。在這樣的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使用上述第一 第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，能夠容易地調(diào)整各電池模塊21 25的電壓平衡，即便以高頻度調(diào)整電壓平衡，也不必?fù)?dān)心電力的損失和發(fā)熱。由此，能夠更高效地儲(chǔ)備電力、進(jìn)行放電，能夠提高利用了電池系統(tǒng)2的蓄電系統(tǒng)的效率。以上基于實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但上述實(shí)施方式示出的是具體的實(shí)用例，本發(fā)明并不限于此。例如，在上述的實(shí)施方式中，雖然舉例說(shuō)明了在具備電池系統(tǒng)2的系統(tǒng)中， 充放電控制部14通過(guò)接通或關(guān)斷放電開(kāi)關(guān)13來(lái)向直流負(fù)載18提供直流電力的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此，負(fù)載的種類是任意的，也可以是通過(guò)DC/AC轉(zhuǎn)換器或功率調(diào)節(jié)器(power conditioner)轉(zhuǎn)換為交流電流后將電力提供給負(fù)載的結(jié)構(gòu)。此外，控制電池系統(tǒng)2的充電的平衡控制部15，可以是為了調(diào)整電壓平衡而檢測(cè)提供給電池模塊21 25的充電用電流的電流量的結(jié)構(gòu)，此時(shí)，平衡控制部15也可以基于輸入給電池模塊21 25的電流控制對(duì)各電池模塊21 25的充電。另外，毫無(wú)疑問(wèn)，電池模塊的數(shù)量、DC/DC轉(zhuǎn)換器和充電電路部的具體的電路結(jié)構(gòu)、其外圍電路的細(xì)部結(jié)構(gòu)等也是可以任意變更的。
權(quán)利要求
1.一種電池系統(tǒng)，其電串聯(lián)連接了多個(gè)電池模塊，該電池模塊容納多個(gè)電池單元且能夠經(jīng)由正極端子和負(fù)極端子進(jìn)行充放電，所述電池系統(tǒng)的特征在于，構(gòu)成為能夠同時(shí)對(duì)連接在這些串聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊的兩端電極間的多個(gè)電池模塊進(jìn)行充電，并且具備檢測(cè)各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子間的端子間電壓的電壓檢測(cè)器；將從上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的端子間電壓比其它電池模塊的端子間電壓高的上述電池模塊放電的電荷升壓到規(guī)定的電壓之后，同時(shí)提供給上述多個(gè)電池模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，在上述電池模塊的各自的正極和負(fù)極間設(shè)置以正極端子和負(fù)極端子作為輸入側(cè)的DC/ DC轉(zhuǎn)換器，向上述多個(gè)電池模塊同時(shí)提供由該DC/DC轉(zhuǎn)換器升壓后的輸出。
3.—種電池系統(tǒng)，其電串聯(lián)連接了多個(gè)電池模塊，該電池模塊容納多個(gè)電池單元且能夠經(jīng)由正極端子和負(fù)極端子進(jìn)行充放電，所述電池系統(tǒng)的特征在于，對(duì)連接在這些串聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊的兩端電極間的多個(gè)電池模塊同時(shí)進(jìn)行充電，并且在各個(gè)上述電池模塊上連接以正極端子和負(fù)極端子間為初級(jí)側(cè)的DC/DC轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由與各個(gè)電池模塊的端子間電壓比其它電池模塊的端子間電壓高的上述電池模塊對(duì)應(yīng)的DC/ DC轉(zhuǎn)換器，將從電池模塊放電的電荷升壓到規(guī)定的電壓后，施加給具有比該電池模塊的端子間電壓低的電壓的電池模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，從具有比上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的端子間電壓的平均值、或基于該平均值求出的值、或預(yù)先確定的值高的端子間電壓的電池模塊中釋放電荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，與上述端子間電壓低的電池模塊對(duì)應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器將從與上述端子間電壓高的電池模塊對(duì)應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的直流電力作為初級(jí)側(cè)進(jìn)行工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)各個(gè)上述電池模塊的正極端子及負(fù)極端子的端子間電壓求出端子間電壓的平均電壓，使上述DC/DC轉(zhuǎn)換器工作到經(jīng)由上述DC/DC轉(zhuǎn)換器提供電力的上述電池模塊的正極端子及負(fù)極端子間的電壓接近設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，上述DC/DC轉(zhuǎn)換器至少使用具有初級(jí)側(cè)線圈和次級(jí)側(cè)線圈的變壓器，使初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)絕緣。
8.—種電池系統(tǒng)，其組合多個(gè)電池單元來(lái)構(gòu)成電池模塊，并構(gòu)成為經(jīng)由設(shè)置在該電池模塊中的正極端子和負(fù)極端子能夠進(jìn)行充放電，并且串聯(lián)連接了多個(gè)該電池模塊，所述電池系統(tǒng)的特征在于，具有連接在各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子上的充電電路，按照各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子間的電壓相等的方式，從與該電壓低的上述電池模塊對(duì)應(yīng)的充電電路向該電池模塊進(jìn)行充電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng)，其電串聯(lián)連接了多個(gè)電池模塊，該電池模塊容納多個(gè)電池單元且能夠經(jīng)由正極端子和負(fù)極端子進(jìn)行充放電，構(gòu)成為能夠同時(shí)對(duì)連接在這些串聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊的兩端電極間的多個(gè)電池模塊進(jìn)行充電，并且具備檢測(cè)各個(gè)上述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子間的端子間電壓的電壓檢測(cè)器，將從上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的端子間電壓比其它電池模塊的端子間電壓高的上述電池模塊放電的電荷升壓到規(guī)定的電壓之后，同時(shí)提供給上述多個(gè)電池模塊。因此，在連接多個(gè)二次電池的結(jié)構(gòu)中，能夠抑制電力的損失的同時(shí)調(diào)整各個(gè)二次電池的電壓平衡。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102170012SQ201110047129
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者中村由浩 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社