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電源裝置和電源切換方法與流程

文檔序號(hào):12926967閱讀:228來源:國(guó)知局
電源裝置和電源切換方法與流程
本發(fā)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(shù):
近年來,諸如鋰離子電池這樣的二次電池已經(jīng)迅速被廣泛應(yīng)用在與諸如太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)這樣的新能源系統(tǒng)相結(jié)合的用于存儲(chǔ)電力的蓄電裝置、用于交通工具的蓄電池等等中。為了產(chǎn)生高輸出電力,當(dāng)多個(gè)蓄電元件,例如,多個(gè)單元電池(也稱為電池單元、電單元或單元)被使用時(shí),采用其中多個(gè)蓄電模塊被串聯(lián)連接的配置。電池塊被配置為使多個(gè)電池單元(例如,四個(gè)電池單元)被并聯(lián)和/或串聯(lián)連接。蓄電模塊(也稱為組裝電池)被配置為使多個(gè)電池塊被容納在外殼中。存在這樣一種蓄電系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,多個(gè)蓄電模塊被連接,并且設(shè)置了多個(gè)蓄電模塊共用的控制裝置。提供了一種配置,其中每個(gè)蓄電模塊具有一個(gè)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(shè)備進(jìn)行通信。在某些情況下,當(dāng)蓄電系統(tǒng)被用作電源時(shí),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(yīng)急電源或用于移動(dòng)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(dòng)過程中進(jìn)行。然而,當(dāng)充電量不同的電池相互連接時(shí),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(huì)損壞蓄電模塊。在將電源切換到備用電源方面,日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-095173和2005-176461所公開的技術(shù)已經(jīng)在相關(guān)技術(shù)中被提出。在日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-095173所公開的技術(shù)中,通過場(chǎng)效應(yīng)晶體管,兩個(gè)電池的輸出被各自連接到共用電源電路。當(dāng)電池在從電池向負(fù)載供電的狀態(tài)下被意外斷開時(shí),狀態(tài)被切換到從其他電池向負(fù)載供電的狀態(tài)。在日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2005-176461所公開的技術(shù)中,當(dāng)在由直流電力操作的負(fù)載設(shè)備中發(fā)生電源故障時(shí),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(lián)連接的多個(gè)二次電池以便獲得負(fù)載設(shè)備所需的電壓。判定每個(gè)電池組的壽命,并且當(dāng)判定電池組達(dá)到其壽命結(jié)束時(shí),僅取下和更換該電池組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-095173所公開的技術(shù)中,在進(jìn)行連接的情況下,當(dāng)電池被斷開時(shí),其他正在工作的電池立即進(jìn)行備用操作。使用一直在工作的電池。對(duì)于日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-095173所公開的技術(shù),難以解決發(fā)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(jīng)審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2005-176461所公開的技術(shù)中,設(shè)置在每個(gè)電池組輸出側(cè)的直流到直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器被使用以調(diào)節(jié)電壓。DC-DC轉(zhuǎn)換器與電池組的數(shù)量必須是相同的,且電路配置規(guī)模大,從而導(dǎo)致在成本方面的缺點(diǎn)。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(dòng)期間的蓄電模塊時(shí)防止過大的電流流動(dòng)。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式,提供了一種電源裝置。電源裝置包括并聯(lián)連接的多個(gè)蓄電模塊,以及與多個(gè)蓄電模塊并聯(lián)連接的備用蓄電模塊。當(dāng)蓄電模塊中至少一個(gè)蓄電模塊無法進(jìn)行充電或放電時(shí),限制其他蓄電模塊的充電,允許備用蓄電模塊放電,檢測(cè)備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電狀態(tài),并且根據(jù)所檢測(cè)到的充電狀態(tài)來允許備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電。根據(jù)本公開的實(shí)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(tǒng)中分離出被并聯(lián)連接的多個(gè)蓄電模塊中的至少一個(gè);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(lián)連接;當(dāng)添加備用蓄電模塊時(shí),禁止其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的充電;檢測(cè)其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的各個(gè)充電狀態(tài);以及根據(jù)所檢測(cè)到的充電狀態(tài)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(tài)顯著不同的情況下,當(dāng)進(jìn)行切換時(shí)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(tǒng)。附圖說明圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的蓄電模塊的方框圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的其中使用了三個(gè)蓄電模塊的蓄電系統(tǒng)的方框圖;圖3是用來說明在本公開的實(shí)施方式中執(zhí)行的操作的方框圖;圖4是用來說明在本公開的實(shí)施方式中執(zhí)行的操作的方框圖;圖5是用來說明在本公開的實(shí)施方式中執(zhí)行的操作的流程圖;圖6是用來說明在本公開的實(shí)施方式中執(zhí)行的操作的時(shí)序(timing)圖;圖7是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的蓄電系統(tǒng)的第一應(yīng)用例的方框圖;圖8是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的蓄電系統(tǒng)的第二應(yīng)用例的方框圖。具體實(shí)施方式下面說明的實(shí)施方式是本公開適宜的具體示例,并且技術(shù)上適宜的各種限制被施加于本實(shí)施方式。然而,本公開的范圍并不限于該實(shí)施方式,除非在以下的說明中給出限制本公開的具體說明。將按以下順序進(jìn)行下面的說明。1.實(shí)施方式2.應(yīng)用例3.修改1.實(shí)施方式蓄電模塊為了產(chǎn)生高輸出電力,當(dāng)使用多個(gè)蓄電元件,例如,多個(gè)電池單元時(shí),采用一種配置,其該配置中,多個(gè)蓄電單元(以下被稱為蓄電模塊)被例如串聯(lián)連接,并設(shè)置了共用地控制多個(gè)蓄電模塊的控制設(shè)備(以下適當(dāng)簡(jiǎn)稱為控制器)??刂破鲌?zhí)行充電管理、放電管理、劣化(degradation)抑制管理等等。這樣的配置被稱為蓄電系統(tǒng)。該控制器由微型計(jì)算機(jī)組成。作為示例,蓄電模塊被配置為多個(gè)電池單元被容納在由金屬制成的外殼中。用于連接的正端子和負(fù)端子從外殼伸出。此外,用于通信的連接器被設(shè)置在上述外殼中。蓄電系統(tǒng)被配置為分別具有這種配置的多個(gè)蓄電模塊被連接。例如,多個(gè)蓄電模塊被布置在機(jī)架中。例如,每個(gè)蓄電模塊具有16個(gè)電池塊并輸出51.2V(16×3.2V)。圖1示出了蓄電模塊MOD的示意性配置。蓄電模塊MOD是其中多個(gè)電池塊與一個(gè)控制器相結(jié)合的單元。如圖1所示,串聯(lián)連接的n個(gè)電池塊B1到Bn的兩端的電壓和每個(gè)電池塊的電壓被供應(yīng)至多路復(fù)用器1。雖然電池塊B1到Bn被分別示出為單個(gè)的電池,但是電池塊B1到Bn分別是其中例如多個(gè)鋰離子二次電池并聯(lián)連接的電池組。多路復(fù)用器1順序地輸出電池塊B1到Bn兩端的電壓和每個(gè)電池塊的電壓。電池單元可以用于替代電池塊B1到Bn。多路復(fù)用器1根據(jù)例如某一控制信號(hào)來在信道之間切換,并且從n個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)之中選擇一個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)。由多路復(fù)用器1選擇的一個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)被供應(yīng)給模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器(在圖1中標(biāo)示為ADC)2。A/D轉(zhuǎn)換器2將從多路復(fù)用器1供應(yīng)的模擬電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓數(shù)據(jù)。例如,模擬電壓數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成14位至18位的數(shù)字電壓數(shù)據(jù)。檢測(cè)電阻器4被連接以檢測(cè)放電電流,并且電阻器4兩端之間的電壓被供應(yīng)給A/D轉(zhuǎn)換器3。A/D轉(zhuǎn)換器3將檢測(cè)電阻器4兩端之間的電壓轉(zhuǎn)換成14位至18位的數(shù)字電流數(shù)據(jù)。,可以使用諸如逐次逼近法和三角積分(ΔΣ)法這樣的多種方法來作為A/D轉(zhuǎn)換器2和3的方法。如被虛線包圍所示,電池塊B1到Bn、多路復(fù)用器1和A/D轉(zhuǎn)換器2和3被統(tǒng)稱為電池單元BAT。A/D轉(zhuǎn)換器2和3的數(shù)字輸出通過串行接口被供應(yīng)至微控制器單元(MCU)5。在必要時(shí),兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器2和3的輸出通過多路復(fù)用器被多路復(fù)用。MCU5具有作為控制單元和通信單元的功能。個(gè)體電路塊可以分別具有這些功能。用于充電的開關(guān)元件SW1和用于放電的開關(guān)元件SW2被串聯(lián)插入到從電池塊B1到Bn的正極側(cè)延伸到輸出端子V+的線路中。正向?yàn)榉烹姺较虻亩O管D1與開關(guān)元件SW1并聯(lián)連接,而正向?yàn)槌潆姺较虻亩O管D2與開關(guān)元件SW2并聯(lián)連接。充電電流通過二極管D2和處于閉合狀態(tài)的開關(guān)元件SW1流向電池單元BAT,而放電電流通過二極管D1和處于閉合狀態(tài)的開關(guān)元件SW2從電池單元BAT流出。根據(jù)從MCU5輸出的控制信號(hào)來控制開關(guān)元件SW1和SW2的閉合和斷開狀態(tài)。通常使用金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為開關(guān)元件SW1和SW2。MCU5的通信單元通過串行接口被連接到隔離單元6。隔離單元6的一個(gè)端子被連接到通信端子COM??刂普麄€(gè)蓄電系統(tǒng)的控制器被連接到通信端子COM。MCU5與控制器之間的隔離通信是交互式通信。隔離單元6具有將蓄電模塊MOD與控制器彼此隔離的功能,并且具有作為交互式通信的傳輸介質(zhì)的功能。隔離單元6可以具有將電源電壓供應(yīng)到MCU5的功能。例如,可以使用控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)標(biāo)準(zhǔn)作為通過隔離單元6執(zhí)行的交互式的通信方案。當(dāng)電力傳輸通過隔離單元6進(jìn)行時(shí),電磁感應(yīng)方案、磁場(chǎng)諧振方案、無線電波接收方案等也可以被使用。蓄電系統(tǒng)如圖2所示,蓄電系統(tǒng)包括分別如上述蓄電模塊MOD那樣工作的蓄電模塊MOD1、MOD2和MOD3。蓄電模塊MOD1具有電池單元BAT1、開關(guān)元件SW11和SW21、以及MCU51。MCU51從電池單元BAT1接收電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)。二極管D11與開關(guān)元件SW11并聯(lián)連接,而二極管D21與開關(guān)元件SW21并聯(lián)連接。蓄電模塊MOD2具有電池單元BAT2、開關(guān)元件SW12和SW22、以及MCU52。二極管D12與開關(guān)元件SW12并聯(lián)連接,而二極管D22與開關(guān)元件SW22并聯(lián)連接。MCU52從電池單元BAT2接收電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)。蓄電模塊MOD3具有電池單元BAT3、開關(guān)元件SW13和SW23、以及MCU53。二極管D13與開關(guān)元件SW13并聯(lián)連接,而二極管D23與開關(guān)元件SW23并聯(lián)連接。MCU53從電池單元BAT3接收電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)。蓄電模塊MOD1、MOD2和MOD3并聯(lián)連接。也就是說,這些蓄電模塊的正側(cè)輸出端子V+1、V+2和V+3被連接在一起,而這些蓄電模塊的負(fù)側(cè)輸出端子V-1、V-2、V-3被連接在一起。輸出端子V+4和V-4連接到上述連接的相應(yīng)的共用連接點(diǎn)。蓄電模塊MOD1、MOD2和MOD3的通信端子COM1、COM2和COM3通過總線被連接到控制器的通信端子(在圖2中標(biāo)示為ECU)。,也可以使用上述的這樣的串行接口作為總線。在控制器CNT與蓄電模塊MOD1、MOD2和MOD3中的每個(gè)MCU之間進(jìn)行通信。也就是說,控制器CNT接收關(guān)于每個(gè)蓄電模塊內(nèi)部狀態(tài)的信息,即,電池信息,并且每個(gè)蓄電模塊的充電過程和放電過程被管理。具體而言,電池單元BAT1、BAT2和BAT3的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制器CNT??刂破鰿NT將用于控制各開關(guān)元件的控制信號(hào)發(fā)送給每個(gè)MCU。在本實(shí)施方式中,如圖2所示,蓄電模塊MOD1的開關(guān)元件SW11和SW21處于閉合狀態(tài),并且蓄電模塊MOD2的開關(guān)元件SW12和SW22處于閉合狀態(tài)。蓄電模塊MOD3的開關(guān)元件SW13和SW23處于斷開狀態(tài)。也就是說,三個(gè)蓄電模塊之中的兩個(gè)蓄電模塊MOD1和MOD2正在工作,由并聯(lián)連接的兩個(gè)蓄電模塊產(chǎn)生的輸出在輸出端子V+4和V-4被采集,并被供應(yīng)給負(fù)載。該一個(gè)蓄電模塊MOD3作為備用并處于非工作狀態(tài)。在蓄電模塊之間切換的過程將參照?qǐng)D3、4、5和6說明切換過程,其中,進(jìn)行切換以使蓄電模塊MOD2和MOD3從圖2中所示的狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài),并使蓄電模塊MOD1從圖2中所示的狀態(tài)進(jìn)入非工作狀態(tài)。在圖6中,高電平H表示開關(guān)元件處于閉合狀態(tài),而低電平L表示開關(guān)元件處于斷開狀態(tài)。例如,在圖6的時(shí)序(timing)T0,下面的開關(guān)元件處于以下狀態(tài)。開關(guān)元件SW11:閉合,開關(guān)元件SW21:閉合開關(guān)元件SW12:閉合,開關(guān)元件SW22:閉合開關(guān)元件SW13:斷開,開關(guān)元件SW23:斷開切換過程從時(shí)序T1開始。在時(shí)序T1,執(zhí)行步驟S1、S2和S3的處理。步驟S1:如圖3和圖6所示,根據(jù)來自MCU51的控制信號(hào),開關(guān)元件SW11和SW21被斷開,蓄電模塊MOD1的電池單元BAT1的充電和放電被禁止。這將蓄電模塊MOD1從蓄電系統(tǒng)中分離。步驟S2:如圖3和圖6所示,根據(jù)來自MCU52的控制信號(hào),開關(guān)元件SW12被斷開。開關(guān)元件SW22保持閉合。因此,蓄電模塊MOD2電池單元BAT2的充電被禁止,而蓄電模塊MOD2的電池單元BAT2的放電不被禁止。步驟S3:如圖3和圖6所示,根據(jù)來自MCU53的控制信號(hào),開關(guān)元件SW13保持?jǐn)嚅_,而開關(guān)元件SW23被閉合。因此,蓄電模塊MOD3的電池單元BAT3的充電被禁止,而僅允許蓄電模塊MOD3的電池單元BAT3的放電。步驟S4:由此,蓄電模塊MOD2的電池單元BAT2和蓄電模塊MOD3的電池單元BAT3的放電被執(zhí)行。電池單元BAT2的放電電流I1通過MCU52被供應(yīng)給控制器CNT,而電池單元BAT3的放電電流I2通過MCU53被供應(yīng)給控制器CNT??刂破鰿NT判斷這些放電電流I1和I2是否基本上是相等的,并將判定結(jié)果發(fā)送到MCU52和MCU53。放電電流I1與放電電流I2大致相等指的是,即使存在例如高達(dá)±20%的差異,也會(huì)判定該放電電流I1與放電電流I2也是相等的。步驟S5:當(dāng)在步驟S4中判定放電電流I1與放電電流I2大致相等(在圖6中的時(shí)序T2)時(shí),如圖4和圖6所示,根據(jù)MCU52的控制信號(hào),開關(guān)元件SW12被閉合,從而允許充電。步驟S6:當(dāng)在步驟S4中判定放電電流I1與放電電流I2大致相等(在圖6中的時(shí)序T2)時(shí),如圖4和圖6所示,根據(jù)MCU53的控制信號(hào),開關(guān)元件SW13被閉合,從而允許充電。根據(jù)上述切換過程,如圖4所示,蓄電模塊MOD1從蓄電系統(tǒng)分離,而蓄電模塊MOD3被連接到蓄電系統(tǒng)。在本公開的實(shí)施方式中,在第一階段,如圖3所示,執(zhí)行對(duì)正在工作的蓄電模塊MOD1的分離,并且還執(zhí)行對(duì)非工作蓄電模塊MOD3的連接。因此,到負(fù)載的供電不會(huì)被中斷。之后,蓄電模塊MOD2和MOD3的充電被禁止,直到放電電流I1與放電電流I2變?yōu)榇笾孪嗟?。因此,即使?dāng)這些蓄電模塊在充電量方面不同時(shí),也可以防止大的充電電流從蓄電模塊的一個(gè)(例如,蓄電模塊MOD3)流入其他的蓄電模塊(例如,蓄電模塊MOD2),從而可以防止損壞電路元件和電池。2.應(yīng)用例作為應(yīng)用例的房屋蓄電系統(tǒng)將參考圖7說明本公開被應(yīng)用于房屋蓄電系統(tǒng)的示例。例如,在用于房屋101的蓄電系統(tǒng)100中,電力從諸如火力發(fā)電系統(tǒng)102a、核電系統(tǒng)102b、或水力發(fā)電系統(tǒng)102c這樣的集中化電力系統(tǒng)102,通過電力網(wǎng)絡(luò)109、信息網(wǎng)絡(luò)112、智能電表107、電力樞紐108等等被供應(yīng)給蓄電設(shè)備103。與此同時(shí),電力從諸如室內(nèi)發(fā)電裝置104這樣的獨(dú)立電源被供應(yīng)給蓄電裝置103。供應(yīng)給蓄電裝置103的電力被存儲(chǔ)。通過使用蓄電裝置103來供應(yīng)要用在房屋101中的電力。類似的蓄電系統(tǒng)也可以被用于高層建筑,而不是房屋101。在房屋101中,設(shè)置有發(fā)電裝置104、耗電設(shè)備105、蓄電裝置103、控制裝置和設(shè)備的控制設(shè)備110、智能電表107、以及獲得各類信息的傳感器111。這些裝置和設(shè)備通過電力網(wǎng)絡(luò)109和信息網(wǎng)絡(luò)112彼此相連。使用太陽(yáng)能電池、燃料電池等作為發(fā)電裝置104,所產(chǎn)生的電力被供應(yīng)給耗電設(shè)備105和/或蓄電裝置103。耗電設(shè)備105的示例包括冰箱105a、空調(diào)105b、電視接收器105c和浴室設(shè)備105d。此外,耗電設(shè)備105的示例還包括電動(dòng)交通工具106。電動(dòng)交通工具106是電力汽車106a、混合動(dòng)力汽車106b和電力摩托車106c。根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電源裝置被應(yīng)用于蓄電裝置103。蓄電裝置103由二次電池或電容器構(gòu)成。蓄電裝置103由例如鋰離子電池構(gòu)成。鋰離子電池可以是固定電池或用在電動(dòng)交通工具106中的電池。智能電表107具有測(cè)量商業(yè)用電量并將所測(cè)得的量發(fā)送到電力公司的功能。電力網(wǎng)絡(luò)109可以被用于直流(DC)電源、交流(AC)電源、和非接觸式電源中的任意一個(gè)、或兩個(gè)以上的組合。各種傳感器111的示例包括人體檢測(cè)傳感器、照度傳感器、對(duì)象檢測(cè)傳感器、耗電傳感器、振動(dòng)傳感器、接觸傳感器、溫度傳感器、以及紅外傳感器。由各種傳感器111獲得的信息被發(fā)送到控制設(shè)備110。通過使用來自傳感器111的信息,天氣狀況、人的狀況等被掌握,并且耗電設(shè)備105被自動(dòng)控制以使能耗可以被最小化。此外,控制設(shè)備110可以通過互聯(lián)網(wǎng)將關(guān)于房屋101的信息發(fā)送至外部電力公司等。通過使用電力樞紐108來執(zhí)行諸如將電力線分支和DC/AC轉(zhuǎn)換這樣的處理。連接到控制設(shè)備110的信息網(wǎng)絡(luò)112的通信方案的示例包括:其中使用諸如通用異步收發(fā)器(UART)這樣的通信接口的方案、以及其中使用基于諸如藍(lán)牙(注冊(cè)商標(biāo))、ZigBee或Wi-Fi這樣的無線通信標(biāo)準(zhǔn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的方案。藍(lán)牙方案被應(yīng)用于多媒體通信,并允許一對(duì)多的連接通信。在ZigBee中,使用電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.15.4的物理層。IEEE802.15.4是一種被稱為個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)或無線(W)PAN的短距離無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的名稱??刂圃O(shè)備110被連接到外部服務(wù)器113。服務(wù)器113可以由房屋101、電力公司和服務(wù)提供商中的任何一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行管理。由服務(wù)器113發(fā)送和接收的信息的示例包括耗電量信息、生活模式信息、電費(fèi)、天氣信息、自然災(zāi)害信息、關(guān)于電力交易的信息。這些信息可以從家中的耗電設(shè)備(例如,電視接收器)發(fā)送和接收,或者可選地可以從家以外的設(shè)備(例如,移動(dòng)電話)發(fā)送和接收。這些信息可以被顯示在具有顯示功能的設(shè)備上,例如,電視接收器、移動(dòng)電話、或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)??刂泼總€(gè)單元的控制設(shè)備110包括中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)等。在這個(gè)示例中,控制設(shè)備110被容納在蓄電裝置103中。控制設(shè)備110通過信息網(wǎng)絡(luò)112連接到蓄電裝置103、室內(nèi)發(fā)電裝置104、耗電設(shè)備105、各種傳感器111、以及服務(wù)器113,并且具有例如調(diào)整商業(yè)用電量和發(fā)電量的功能。此外,控制設(shè)備110可以具有允許在電力市場(chǎng)等中進(jìn)行電力交易的功能。如上所述,不僅從諸如火力發(fā)電系統(tǒng)102a、核電系統(tǒng)102b或水力發(fā)電系統(tǒng)102c這樣的集中化電力系統(tǒng)102中供應(yīng)的電力、而且室內(nèi)發(fā)電裝置104(太陽(yáng)能發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電)所產(chǎn)生的電力也可以被存儲(chǔ)在蓄電裝置103中。因此,即使當(dāng)室內(nèi)發(fā)電裝置104所產(chǎn)生的電力變化時(shí),也可以執(zhí)行使向外傳送的電量保持恒定或僅放出必要量的電力的控制。例如,通過太陽(yáng)能發(fā)電獲得的電力被存儲(chǔ)在蓄電裝置103中,夜間評(píng)級(jí)(rate)較低的夜間電力也被存儲(chǔ)在蓄電裝置103中,已由存儲(chǔ)裝置103存儲(chǔ)的電力被放電,并用于其中日間評(píng)級(jí)高的時(shí)間段。在這個(gè)示例中,說明了控制設(shè)備110被容納在蓄電裝置103中的示例;可選地,控制設(shè)備110可以被容納在智能電表107中,或者也可以被單獨(dú)提供。此外,電力存儲(chǔ)系統(tǒng)100可以被用于公寓樓中的多個(gè)住戶或可以被用于多個(gè)獨(dú)立式房屋。作為應(yīng)用例的交通工具中的蓄電系統(tǒng)將參考圖8說明本公開被應(yīng)用于交通工具的蓄電系統(tǒng)的示例。圖8示意性地示出了采用應(yīng)用本公開的串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合動(dòng)力交通工具的配置的一個(gè)示例。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)是一種汽車,這種汽車?yán)秒娏︱?qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備,通過使用由發(fā)動(dòng)機(jī)(engine)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電力或通過使用已被臨時(shí)儲(chǔ)存在電池中的電力來運(yùn)行。在混合動(dòng)力交通工具200上,安裝有發(fā)動(dòng)機(jī)201、發(fā)電機(jī)202、電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203、驅(qū)動(dòng)輪204a、驅(qū)動(dòng)輪204b、車輪205a、車輪205b、電池208、交通工具控制設(shè)備209、各種傳感器210、以及充電口211。根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電源裝置被應(yīng)用于電池208。混合動(dòng)力交通工具200利用電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203作為動(dòng)力源來運(yùn)行。電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203的一個(gè)示例是馬達(dá)(motor)。電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203被電池208激活,并且電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203的旋轉(zhuǎn)力被轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)輪204a和204b。在必要的地方使用DC-AC轉(zhuǎn)換或反向轉(zhuǎn)換(AC-DC轉(zhuǎn)換),由此電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203被應(yīng)用于AC馬達(dá)或DC馬達(dá)。各種傳感器210通過交通工具控制設(shè)備209來控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或圖中未示出的節(jié)流閥的開度(節(jié)流閥開度)。各種傳感器210的示例包括速度傳感器、加速度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)201的旋轉(zhuǎn)力被轉(zhuǎn)移到發(fā)電機(jī)202,而且通過使用旋轉(zhuǎn)力由發(fā)電機(jī)202所產(chǎn)生的電力可以被存儲(chǔ)在電池208中。當(dāng)混合動(dòng)力汽車200通過未在圖中示出的制動(dòng)機(jī)構(gòu)減速時(shí),減速過程中的阻力被作為旋轉(zhuǎn)力添加到電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203。然后,通過使用旋轉(zhuǎn)力由電力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203產(chǎn)生的再生電力被存儲(chǔ)在電池208中。電池208被連接到混合動(dòng)力交通工具200的外部電源,通過作為輸入端口的充電口211,從外部電源接收電力,并且可以存儲(chǔ)接收到的電力。雖然未在圖8中示出,但可提供一種基于關(guān)于二次電池的信息來執(zhí)行關(guān)于交通工具控制的信息處理的信息處理設(shè)備。例如,這樣的信息處理設(shè)備是一種基于關(guān)于電池剩余容量信息來顯示電池的剩余容量的信息處理設(shè)備。在上面的說明中,串聯(lián)式混合動(dòng)力交通工具被作為這樣的一種示例,這種示例利用馬達(dá),通過使用由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電力或通過使用已被臨時(shí)儲(chǔ)存在電池中的電力來運(yùn)行。然而,本公開有效地適用于并聯(lián)式混合動(dòng)力交通工具,在這種并聯(lián)式混合動(dòng)力交通工具中,發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)的輸出被用作驅(qū)動(dòng)源,并在僅使用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行、僅使用馬達(dá)運(yùn)行、以及使用發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)運(yùn)行的三種模式之間適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行切換。此外,本分開可有效地適用于在不使用發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下只用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力運(yùn)行的所謂的電動(dòng)交通工具。本公開可以具有以下配置。(1)一種電源裝置,包括:并聯(lián)連接的多個(gè)蓄電模塊;以及備用蓄電模塊,與多個(gè)蓄電模塊并聯(lián)連接;其中,當(dāng)蓄電模塊中的至少一個(gè)無法充電或放電時(shí),其他蓄電模塊的充電被禁止,并且其中,允許備用蓄電模塊的放電,備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電狀態(tài)被檢測(cè),并且根據(jù)所檢測(cè)的充電狀態(tài)來允許備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電。(2)根據(jù)項(xiàng)目(1)的電源裝置,其中,根據(jù)相應(yīng)的放電電流檢測(cè)備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電狀態(tài)。(3)根據(jù)項(xiàng)目(2)的電源裝置,其中,在相應(yīng)的放電電流變?yōu)榇笾孪嗟群?,允許備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電。(4)根據(jù)項(xiàng)目(3)的電源裝置,其中,在相應(yīng)的放電電流之間的差異變?yōu)椤?0%后允許充電。(5)根據(jù)項(xiàng)目(1)的電源裝置,其中,根據(jù)相應(yīng)的輸出電壓檢測(cè)備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電狀態(tài)。(6)根據(jù)項(xiàng)目(1)的電源裝置,其中,多個(gè)蓄電模塊各自包括電池單元、充電開關(guān)、放電開關(guān)、以及控制充電開關(guān)和放電開關(guān)的控制單元;其中,備用蓄電模塊包括電池單元、充電開關(guān)、放電開關(guān)、以及控制充電開關(guān)和放電開關(guān)的控制單元;其中,當(dāng)蓄電模塊中的至少一個(gè)無法充電或放電時(shí),其他蓄電模塊的充電開關(guān)被斷開;并且其中,在其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的放電電流變?yōu)榇笾孪嗟群?,備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電開關(guān)被閉合。(7)根據(jù)項(xiàng)目(6)的電源裝置,其中,在其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的放電電流之間的差異變?yōu)椤?0%之后,充電開關(guān)被閉合。(8)根據(jù)項(xiàng)目(6)或(7)的電源裝置,還包括:控制器,與多個(gè)蓄電模塊的控制單元和備用蓄電模塊的控制單元進(jìn)行通信;其中,控制器通過多個(gè)蓄電模塊的控制單元和備用蓄電模塊的控制單元來控制充電開關(guān)和放電開關(guān)。(9)根據(jù)項(xiàng)目(6)、(7)、和(8)中的任意一個(gè)項(xiàng)目的電源裝置,其中,備用蓄電模塊的充電開關(guān)和放電開關(guān)在正常情況下都是斷開的。(10)根據(jù)項(xiàng)目(1)的電源裝置,其中,多個(gè)蓄電模塊的數(shù)量是N個(gè)(N=2,3,4,……);以及其中,備用蓄電模塊的數(shù)量是一個(gè)。(11)根據(jù)項(xiàng)目(1)的電源裝置,其中,多個(gè)蓄電模塊的數(shù)量是N個(gè)(N=2,3,4,……);其中,備用蓄電模塊的數(shù)量是兩個(gè)以上;并且其中,選擇性地使用備用蓄電模塊中的一個(gè)。(12)一種電源切換方法,包括:從系統(tǒng)中分離并聯(lián)連接的多個(gè)蓄電模塊中的至少一個(gè);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(lián)連接;當(dāng)添加備用蓄電模塊時(shí),禁止其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的充電;檢測(cè)其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的相應(yīng)的充電狀態(tài);以及根據(jù)所檢測(cè)的充電狀態(tài),允許其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的充電。(13)根據(jù)項(xiàng)目(12)的電源切換方法,其中,多個(gè)蓄電模塊各自包括電池單元、充電開關(guān)、放電開關(guān),以及控制充電開關(guān)和放電開關(guān)的控制單元;其中,備用蓄電模塊包括電池單元、充電開關(guān)、放電開關(guān),以及控制充電開關(guān)和放電開關(guān)的控制單元;并且其中,電源切換方法包括:利用控制單元,通過閉合或斷開充電開關(guān)來控制充電的允許或禁止;利用控制單元,通過閉合或斷開放電開關(guān)來控制放電的允許或禁止;當(dāng)從系統(tǒng)中分離蓄電模塊中的至少一個(gè)時(shí),斷開其他蓄電模塊的充電開關(guān);以及在其他蓄電模塊和備用蓄電模塊的放電電流變?yōu)榇笾孪嗟群?,閉合備用蓄電模塊和其他蓄電模塊的充電開關(guān)。3.修改以上具體說明了本公開的實(shí)施方式;然而,本公開不限于前述實(shí)施方式,可以進(jìn)行基于本公開技術(shù)概念的各種修改。例如,在前述實(shí)施方式中說明的配置、方法、過程、形狀、材料、數(shù)值等等僅僅是示例,必要時(shí)也可以使用與上述不同的配置、方法、過程、形狀、材料、數(shù)值等等。在不脫離本公開主旨的情況下,前述實(shí)施方式中所說明的配置、方法、過程、形狀、材料、數(shù)值等等也可以相互組合。例如,蓄電模塊的數(shù)量并不限于如前述實(shí)施方式那樣的三個(gè)。使用五個(gè)蓄電模塊,并且這些蓄電模塊中的兩個(gè)可以用作備用。也就是說,當(dāng)三個(gè)蓄電模塊在工作時(shí),三個(gè)蓄電模塊之一進(jìn)入非工作狀態(tài),并與其余兩個(gè)蓄電模塊分離,則備用蓄電模塊之一被連接到這兩個(gè)模塊。同樣地,在這種情況下,在判定從一開始已經(jīng)處于工作狀態(tài)的兩個(gè)蓄電模塊的相應(yīng)的放電電流與新連接的蓄電模塊的放電電流變?yōu)榇笾孪嗟群?,允許這些蓄電模塊的充電。此外,在前述實(shí)施方式中,檢測(cè)的是放電電流大致相等的情況;可選地,可以根據(jù)蓄電模塊的輸出電壓檢測(cè)每個(gè)蓄電模塊的充電狀態(tài)(SOC)。本公開包括涉及2012年6月1日提交至日本專利局的日本在先專利申請(qǐng)JP2012-125661中所公開的主題,其全部?jī)?nèi)容據(jù)此通過引用并入本文。
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