CN102939682A - 电池电源装置以及电池电源*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供的电池电源装置包括：电池块，由多个二次电池和切断元件的串联电路并联连接而成，该切断元件能切断二次电池的充放电路径而处于切断状态；电流限制值设定部，用于设定表示作为流过所述电池块的电流的电流值的整体电流值的允许值的上限的电流限制值；以及有效电池数检测部，检测所述电池块所具有的多个所述切断元件中未处于所述切断状态的切断元件的数目作为有效电池数，其中，所述电流限制值设定部设定所述电流限制值，使所述电流限制值随着由所述有效电池数检测部检测出的有效电池数的减少而减小。

Description

电池电源装置以及电池电源***
技术领域
本发明涉及一种具备多个二次电池并联连接的电池块的电池电源装置、以及使用该电池电源装置的电池电源***。
背景技术
一直以来，在使用二次电池向负载电路供电的电池电源装置中，由于必须确保负载电路所需要的输出电流量，因此并联连接多个二次电池的电池块已得到广泛利用。
在这种电池电源装置中，当电池块所具有的部分二次电池发生过电流或过热等异常时，如果与正常时同样对这种电池块进行充放电，则可能致使二次电池劣化。
因此，已知一种技术，检测电池块所具有的部分二次电池的异常、例如脱落或断线等异常，在发生这种异常时使开关元件或保护元件断开(OFF)，以禁止电池电源装置整体的充放电(例如，参照专利文献1、2)。
但是，像上述技术那样，当电池块所具有的部分二次电池发生了异常时禁止电池电源装置整体的充放电有时并不理想。
例如，对于使用发动机(engine)和电动机(moter)的混合动力车(HEV；HybridElectric Vehicle)，当利用电动机而行驶时，通过来自电池电源装置的放电电流驱动电动机，使电池块放电。另一方面，当来自发动机的输出功率大于HEV行驶所需要的动力时，HEV用剩余的发动机输出功率驱动发电机对电池电源装置的电池块进行充电。另外，在车辆制动或减速时，HEV利用电动机作为发电机，通过其再生电力对电池电源装置的电池块进行充电。
因此，在电池电源装置被用于HEV这样的用途时，如果当电池块所具有中的部分二次电池发生异常时禁止电池电源装置的充放电，则可能导致行驶中的车辆停车，或电池电源装置无法吸收由发电机发电的电力或再生电力而导致产生过电压。
专利文献1：日本专利公开公报特开2008-27658号
专利文献2：日本专利公开公报特开2008-71568号
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池电源装置，即使在电池块所具有的部分二次电池发生了异常时，也不会禁止电池电源装置整体的充放电，容易降低二次电池劣化的危险，并且提供使用该电池电源装置的电池电源***。
本发明所提供的电池电源装置，包括：电池块，由多个二次电池和切断元件的串联电路并联连接而成，该切断元件能切断所述二次电池的充放电路径而处于切断状态；电流限制值设定部，用于设定表示流过所述电池块的电流的电流值即整体电流值的允许值的上限的电流限制值；以及有效电池数检测部，检测所述电池块所具有的多个所述切断元件中未处于所述切断状态的切断元件的数目作为有效电池数，其中，所述电流限制值设定部设定所述电流限制值，使所述电流限制值随着由所述有效电池数检测部检测出的有效电池数的减少而减小。
另外，本发明所提供的电池电源***包括：上述的电池电源装置以及对所述电池电源装置进行充放电的外部装置，其中，所述外部装置具备：接受来自所述电池块的放电电流的供应的负载电路；向所述电池块供应充电电流的电流供应部；以及调节从所述电池块向所述负载电路供应的放电电流、以及从所述电流供应部向所述电池块供应的充电电流，以使流过所述电池块的电流不超过从所述电流控制部发送的所述电流限制值的充放电控制部。
附图说明
图1是表示具备本发明的第1实施方式所涉及的电池电源装置的电池电源***的一例的方框图。
图2是表示图1所示的电池电源装置的动作的一例的流程图。
图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的电池电源***的结构的一例的方框图。
图4是表示图3所示的电池电源装置的动作的一例的流程图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明所涉及的实施方式。此外，在各图中标注有同一符号的结构表示同一结构，并省略其说明。
(第1实施方式)
图1是表示具备本发明的第1实施方式所涉及的电池电源装置的电池电源***的一例的方框图。
图1所示的电池电源***3组合有电池电源装置1和外部装置2。图1所示的电池电源装置1包括：m个(例如10个)电池块BB1至BBm、整体电流检测部AA、控制部10、通信部11以及连接端子15、16、17。
m个电池块BB1至BBm串联连接。电池块BB1至BBm的串联电路中的正极经由整体电流检测部AA与连接端子15连接。另外，电池块BB1至BBm的串联电路中的负极与连接端子16连接。另外，连接端子17与通信部11连接。
此外，电池块BB1至BBm在图1中由一条导线连接，但也可以由多条导线连接。
图1所示的外部装置2包括：充放电控制部21、发电装置22(电流供应部)、负载装置23(负载电路)、通信部24以及连接端子25、26、27。而且，连接端子25、26与充放电控制部21连接，连接端子27经由通信部24与充放电控制部21连接。另外，发电装置22和负载装置23与充放电控制部21连接。
而且，如果组合电池电源装置1与外部装置2，则连接端子15、16、17分别与连接端子25、26、27连接。
由于电池块BB1至BBm为同样的结构，因此以第i个电池块BBi作为电池块BB1至BBm的代表对其结构进行说明。
电池块BBi由n个(例如50个)作为切断元件的一例的保险丝F和二次电池B的串联电路并联连接而成。以下，在图1记载的电池块BBi中，将各串联电路所具有的保险丝F和二次电池B从图中左侧起用按顺序标注的编号j表记为保险丝Fi-j、二次电池Bi-j。
首先，电池块BBi中的第1个串联电路由保险丝Fi-1、第1单独电流检测部Axi、以及二次电池Bi-1串联连接构成。另外，电池块BBi中的编号j为2至(n-1)的串联电路由保险丝Fi-j和二次电池Bi-j串联连接构成。电池块BBi中的第n个串联电路由保险丝Fi-n、第2单独电流检测部Ayi、以及二次电池Bi-n串联连接构成。
下面，将电池块BB1至BBm总称为电池块BB，将保险丝Fi-1至Fi-n(i为电池块的编号1至m)总称为保险丝F，将二次电池Bi-1至Bi-n(i为电池块的编号1至m)总称为二次电池B，将第1单独电流检测部Ax1至Axm总称为第1单独电流检测部Ax，将第2单独电流检测部Ay1至Aym总称为第2单独电流检测部Ay。
在图1中示出了第1单独电流检测部Axi设在第1个串联电路中，第2单独电流检测部Ayi设在第n个串联电路中的例子，但第1和第2单独电流检测部也可以设在任一个串联电路中，并且也不限于设置在保险丝F与二次电池B之间的例子。另外，示出了在电池块BB中设置有两个单独电流检测部的例子，但也可以是不设置第2单独电流检测部的结构，也可以设置三个以上的单独电流检测部。
整体电流检测部AA、第1单独电流检测部Ax、以及第2单独电流检测部Ay，例如用霍尔元件(hall element)、分流电阻(shunt resistor)、电流互感器(current transformer)等构成。此外，分流电阻或电流互感器会产生电压损失。因此，如果将分流电阻或电流互感器作为仅与电池块BB内并联连接的各二次电池B的部分连接的第1单独电流检测部Ax和第2单独电流检测部Ay来使用，施加于各二次电池B的电压(电流)的平衡会崩溃。
另一方面，与分流电阻或电流互感器相比，霍尔元件的电压损失较少。因此，如果将霍尔元件作为第1单独电流检测部Ax和第2单独电流检测部Ay来使用，能够降低施加于各二次电池B的电压(电流)的平衡崩溃的危险。因此，霍尔元件适合作为第1单独电流检测部Ax和第2单独电流检测部Ay。
而且，控制部10通过例如由模拟数字转换器将整体电流检测部AA、第1单独电流检测部Ax、以及第2单独电流检测部Ay产生的电压转换为数字值，从而获得流经整体电流检测部AA、第1单独电流检测部Ax、以及第2单独电流检测部Ay的电流值。
由此，整体电流检测部AA检测流过电池块BB1至BBm的整体电流值IAA，第1单独电流检测部Axi检测流过电池块BBi中从左侧起的第1个串联电路的第1单独电流值IAxi，第2单独电流检测部Ayi检测流过电池块BBi中从左侧起的第n个串联电路的第2单独电流值IAyi。
作为二次电池B，例如可以使用锂离子二次电池或镍氢二次电池等各种二次电池。此外，二次电池B可以是单电池，也可以是单电池串联、并联、或串联和并联组合构成的组电池。
保险丝F例如在与该保险丝F串联连接的二次电池B短路等发生异常时而变成切断状态，以切断将流过该二次电池B的电流。此外，作为切断元件，也可以使用例如PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)等其他保护元件来取代保险丝F。
通信部11、24为通信接口电路。通过连接端子17与连接端子27连接，能够在通信部11、24之间进行数据收发。经由通信部11、24，控制部10与充放电控制部21能够互相发送接收数据。这里，通信部11相当于电流控制部的一例。
控制部10包括例如执行指定的运算处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储有指定的控制程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、临时存储数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、模拟数字转换器以及其周边电路等。然后，控制部10例如通过执行存储在ROM中的控制程序，作为有效电池数推定部101和电流限制值设定部102而发挥功能。
这里，由整体电流检测部AA、第1单独电流检测部Axi、第2单独电流检测部Ayi以及有效电池数推定部101构成有效电池数检测部的一例。
有效电池数推定部101针对电池块BBi(i：1至m)，将由第1单独电流检测部Axi检测出的第1单独电流值IAxi作为单独电流值IAi来使用。另外，有效电池数推定部101将由整体电流检测部AA检测出的整体电流值IAA除以单独电流值IAi而得到的商、例如将小数点以下四舍五入所得的值作为有效电池数Eni。有效电池数ENi表示电池块BBi中的保险丝Fi-1至Fi-n中未切断(断线)的、即不处于切断状态的保险丝的数目。
另外，在由第1单独电流检测部Axi检测出的第1单独电流值IAxi实质上为零时，有效电池数推定部101将由第2单独电流检测部Ayi检测出的第2单独电流值IAyi作为单独电流值IAi来使用。另外，有效电池数推定部101将由整体电流检测部AA检测出的整体电流值IAA除以单独电流值IAi而得到的商、例如将小数点以下四舍五入所得的值，作为有效电池数ENi。
此外，实质上为零不仅是指完全为零，还包含第1单独电流检测部Axi的电流的检测误差程度的电流范围看做零的意思。
电流限制值设定部102设定表示流过电池块BB的电流的允许值的上限的电流限制值Iu。具体而言，对于电池块，当该电池块所具有的保险丝F都没有切断时，该电池块可充放电的上限值作为标准电流限制值Is而被预先设定。
此外，标准电流限制值Is在充电时和放电时也可以使用不同的值。或者，也可以根据电池的充电状态(SOC)或温度等，改变标准电流限制值Is的值。
例如在高温时，因为与放电相比充电更容易促使劣化，因此可以将充电时使用的标准电流限制值Is(充)设定得小于放电时使用的标准电流限制值Is(放)。
另外，也可以在电池的SOC增大而越接近满充电时，将充电时使用的标准电流限制值Is(充)设定为越小的值以便接近零，在电池的SOC减小而越接近过放电时，将放电时使用的标准电流限制值Is(放)设定为越小的值以便接近零。
而且，电流限制值设定部102选择电池块BB1至BBm的有效电池数EN1至ENm中的最小值作为有效电池数ENmin。然后，电流限制值设定部102基于下述式(1)，计算设定电流限制值Iu并向通信部11输出。
Iu＝Is×ENmin/n      ……(1)
式(1)中，Enmin/n与有效电池比率相应。
通信部11经由通信部24向充放电控制部21发送从电流限制值设定部102接收到的电流限制值Iu，从而充放电控制部21进行控制以使流过电流块BB的整体电流值IAA不超过电流限制值Iu。
下面对外部装置2进行说明。发电装置22例如为太阳光发电装置(太阳能电池)、或通过如风力、水力等自然能源或发动机等人工动力驱动的发电机等。此外，充放电控制部21例如也可以与商用电源连接来代替发电装置22。
负载装置23可以是通过从电池电源装置1供应的电力而被驱动的各种负载，例如电动机、备用对象的负载设备。
充放电控制部21用来自于发电装置22的剩余电力或由负载装置23产生的再生电力对电池电源装置1的电池块BB1至BBm充电。另外，当负载装置23的消耗电流急剧增大、或者发电装置22的发电量下降导致负载装置23要求的电力超过发电装置22的输出时，充放电控制部21从电池电源装置1的电池块BB1至BBm向负载装置23供应不足的电力。
进而，充放电控制部21从电流限制值设定部102经由通信部11、24接收电流限制值Iu。然后，充放电控制部21控制电池块BB1至BBm的充放电电流值，以便如上所述在使电池块BB1至BBm充放电时的整体电流值IAA不超过电流限制值Iu。
下面，对如此构成的电池电源***3的动作进行说明。图2是表示图1所示的电池电源装置1的动作的一例的流程图。首先，当电池块BB1至BBm的各二次电池B未出现异常，保险丝F都未切断(熔断)时，电流限制值设定部102设定标准电流限制值Is作为电流限制值Iu的初始值，并将该电流限制值Iu通知给充放电控制部21。
由此，流过电池块BB1至BBm的整体电流值IAA的绝对值通过充放电控制部21而受限制，以不超过标准电流限制值Is。
接着在步骤S1，由整体电流检测部AA检测整体电流值IAA。然后，有效电池数推定部101将1代入表示电池块BB的编号的变量i(步骤S2)。
然后，通过第i个电池块BB中的第1单独电流检测部Axi检测第1单独电流值IAxi(步骤S3)。进而，由有效电池数推定部101比较第1单独电流值IAxi与阈值Iz(步骤S4)。这里，阈值Iz为用于判断第1单独电流值IAxi实质上是否为零的判定阈值。例如预先设定使第1单独电流检测部Axi的电流的检测误差具有某种程度的充裕的值作为阈值Iz。
然后，如果第1单独电流值IAxi超过阈值Iz，即第1单独电流值IAxi不为零(在步骤S4中为是)，则由有效电池数推定部101设定第1单独电流值IAxi作为单独电流值IAi(步骤S5)。
另一方面，如果第1单独电流值IAxi为阈值Iz以下，即第1单独电流值IAxi实质上为零(在步骤S4中为否)，则认为保险丝Fi-1切断电流没有流过二次电池Bi-1。这样就无法基于第1单独电流值IAxi推定有效电池数ENi。
因此，通过第i个电池块BB中的第2单独电流检测部Ayi检测第2单独电流值IAyi(步骤S6)。然后，由有效电池数推定部101设定第2单独电流值IAyi作为单独电流值IAi(步骤S7)。
由此，即使在与第1单独电流检测部Axi串联连接的保险丝Fi-1切断的情况下，也能够推定第i个电池块BB中的有效电池数ENi。
接着，通过有效电池数推定部101将整体电流值IAA除以单独电流值IAi，并例如将小数点以下四舍五入，从而计算出第i个电池块BB中的有效电池数ENi(步骤S8)。即，流过电池块BBi的电流的整体电流值IAA几乎平均分配在保险丝F未被切断的各二次电池Bi中，其分配的一份电流值作为单独电流值IAi。因此，通过将整体电流值IAA除以单独电流值IAi，能够计算出有效电池数ENi。
接着，由有效电池数推定部101比较变量i与电池块数m(步骤S9)，如果变量i未达到电池块数m(在步骤S9中为否)，则为了针对下一个电池块BB计算有效电池数Eni而将变量i加上1(步骤S10)，再次重复步骤S3至S9。
然后，如果变量i为电池块数m以上(在步骤S9中为是)，由于针对所有的电池块BB有效电池数EN1至ENm已计算完毕，因此转移至步骤S11。
在步骤S11中，由有效电池数推定部101设定有效电池数EN1至ENm中的最小值作为有效电池数ENmin。通过基于该有效电池数ENmin设定电流限制值Iu，能够按照切断的保险丝F的数目最多因而可充放电的电流值最少的电池块设定电流限制值Iu。
接着，由电流限制值设定部102用上述式(1)来计算电流限制值Iu(步骤S12)。根据式(1)来设定电流限制值Iu，以使电流限制值Iu随着由有效电池数推定部101检测出的有效电池数Enmin的减少而减小。
具体而言，根据式(1)能够设定电流限制值Iu，使保险丝F切断一个或多个时流过与未被切断的保险丝F串联连接的一个二次电池B的电流值不超过以下电流值，即，保险丝F都未切断时标准电流限制值Is的电流流过电池块BBi时流过该电池块中的二次电池Bi1至Bin的其中之一的电流值。
接着，电流限制值Iu通过电流限制值设定部102被输出至通信部11，由通信部11经由通信部24向充放电控制部21发送(步骤S13)。
由此，由于通过充放电控制部21限制流过电池电源装置1的电池块BB1至BBm的电流值不超过电流限制值Iu，因此，即使因电池块BB所具有的保险丝F的一部分切断使一部分二次电池B断开，也能够降低因流过剩余的二次电池B的电流增加而致使剩余的二次电池B发生劣化的可能性。
此外，虽然示出了多个电池块BB串联连接的例子，但电池块BB也可以为一个。此时，省略步骤S9、S10、S11，使用在步骤S8得到的有效电池数ENi代替有效电池数ENmin即可。
另外，未必一定要具备第2单独电流检测部Ay，也可以仅使用第1单独电流检测部Ax，省略步骤S4、S6、S7。但是，如果具备第2单独电流检测部Ay并执行步骤S4、S6、S7，则即使在与第1单独电流检测部Ax串联连接的保险丝F切断时也能够计算有效电池数，这点更为理想。
另外，虽然示出了具备两个单独电流检测部(individual current detector)的例子，但也可以具备三个以上的单独电流检测部，当某个单独电流检测部的检测电流值实质上为零时，将其他的单独电流检测部的检测电流值作为单独电流值来使用。
另外，并不限于由整体电流检测部AA、第1单独电流检测部Axi、第2单独电流检测部Ayi、以及有效电池数推定部101构成有效电池数检测部的例子。例如，也可以是检测多个二次电池B并联连接的电池块BB的内阻，由于保险丝F熔断时其内阻增大，因此基于其内阻的变化量来计算有效电池数。但是，例如在内阻值为Ri的电池块BB中，n个并联连接的二次电池B的其中之一因保险丝F的切断而被切离时的内阻值的变化量小于Ri/n。
对此，根据由图1所示的整体电流检测部AA、第1单独电流检测部Axi、第2单独电流检测部Ayi、以及有效电池数推定部101构成的有效电池数检测部，由于n个并联连接的二次电池B的其中之一因保险丝F的切断而被切离时的第1单独电流值IAxi及第2单独电流值IAyi的变化量分别为IAxi/n、IAyi/n，因此，与基于内阻值时相比，针对被切断的电池数得到的检测值的变化量增大，其结果是可提高基于其变化量的有效电池数ENi的计算精度，这点更为理想。
另外，示出了充放电控制部21设置在外部装置2中，通过由通信部11发送电流限制值Iu，由充放电控制部21限制充放电电流值的例子，但也可以采用例如电池电源装置1具备充放电控制部21的结构。此时，充放电控制部21相当于电流限制部的一例。
(第2实施方式)
下面对本发明的第2实施方式所涉及的电池电源***3a进行说明。图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的电池电源***3a的结构的一例的方框图。在图3所示的电池电源***3a与图1所示的电池电源***3中，电池电源装置1a的结构在下述方面不同。
图3所示的电池电源装置1a具备电池块BBa代替电池电源装置1中的电池块BB，具备控制部10a代替控制部10。电池块BBa具备开关元件SW代替电池块BB中的保险丝F。开关元件SW例如为FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)或继电器开关等开关元件。
另外，其结构与第1单独电流检测部Axi同样的电流检测部A与电池块BBa所具有的所有的二次电池B串联连接，能够分别检测流过各二次电池B的电流值。
控制部10a具备异常检测部103、开闭控制部104以及有效电池数检测部105来代替控制部10中的有效电池数推定部101。
当由各电流检测部A检测出的电流值超过例如作为表示过电流的电流值而预先设定的异常判定值时，异常检测部103判断与检测出该电流值的电流检测部A串联连接的二次电池B发生异常。
此外，异常检测部103并不限于基于流过各二次电池B的电流值来检测异常的例子。例如，也可以是各电池块BBa具备检测各二次电池B的温度的温度传感器代替各电流检测部A，当由各温度传感器检测出的温度超过预先设定的异常判定值时，异常检测部103判断与检测出该温度的温度传感器串联连接的二次电池B发生异常。
当异常检测部103检测出异常时，开闭控制部104使与检测出该异常的二次电池B串联连接的开关元件SW断开(开)。另外，开闭控制部104向有效电池数检测部105发送表示各开关元件SW的接通、断开状态的开关元件信息。
有效电池数检测部105根据从开闭控制部104发送的开关元件信息，检测各电池块B(应为BBa)所具有的多个开关元件SW中开闭控制部104让闭合的开关元件的数目作为有效电池数。
由于其他结构与图1所示的电池电源***3相同，因此省略其说明。下面对图3所示的电池电源装置1a的动作进行说明。图4是表示图3所示的电池电源装置1a的动作的一例的流程图。此外，在图4中，对与图2所示的流程图相同的动作标注相同的步骤编号并省略其说明。
首先，由异常检测部103将1代入表示电池块BBa的编号的变量i(步骤S2)。接着，由电池块BBai中的各电流检测部A分别检测流过电池块BBai所具有的各二次电池Bi的电流。然后，该检测出的电流值例如通过模拟数字转换器被转换为数字值，由异常检测部103获取(步骤S21)。
然后，通过异常检测部103将如此得到的流过各二次电池Bi的电流值分别与异常判定值比较，如果为异常判定值以下则判断检测出该电流的二次电池Bi没有异常，如果超过异常判定值则判断检测出该电流的二次电池Bi有异常(步骤S22)。
接着，开闭控制部104使与被异常检测部103判断为有异常的二次电池Bi连接的开关元件SWi断开。然后，开闭控制部104向有效电池数检测部105输出表示各开关元件SWi的接通、断开状态的开关元件信息(步骤S23)。
接着，有效电池数检测部105根据开关元件信息，检测出电池块BBai中的各开关元件SWi中由开闭控制部104控制成接通(闭)的开关元件的数目作为有效电池数ENi(步骤S24)。
这样，通过使用可开闭控制的开关元件作为切断元件，利用开闭控制部104控制开关元件的接通、断开，在切断流过被检测出异常的二次电池B的电流时，能够利用开闭控制部104的控制信息(开关元件信息)获取有效电池数ENi。
接着，由有效电池数检测部105比较变量i与电池块数m(步骤S9)，如果变量i未达到电池块数m(在步骤S9中为否)，则为了针对下一个电池块BBa计算有效电池数ENi而将变量i加上1(步骤S10)，再次重复步骤S21至S24。
然后，如果变量i为电池块数m以上(在步骤S9中为是)，由于针对所有的电池块BBa有效电池数EN1至ENm已计算完毕，因此转移至步骤S11。下面由于步骤S11至S13的动作与图2所示的流程图同样，因此省略其说明。
即，本发明所提供的电池电源装置包括：电池块，由多个二次电池和切断元件的串联电路并联连接而成，该切断元件能切断所述二次电池的充放电路径而处于切断状态；电流限制值设定部，用于设定表示作为流过所述电池块的电流的电流值的整体电流值的允许值的上限的电流限制值；以及有效电池数检测部，检测所述电池块所具有的多个所述切断元件中未处于所述切断状态的切断元件的数目作为有效电池数，其中，所述电流限制值设定部设定所述电流限制值，使所述电流限制值随着由所述有效电池数检测部检测出的有效电池数的减少而减小。
根据该结构，多个并联连接的二次电池各自分别串联连接有用于切断充放电路径的切断元件。因此，当电池块所具有的部分二次电池发生了异常时，能够仅对发生异常的部分二次电池通过切断元件切断充放电路径，其结果，不用禁止电池电源装置本身的充放电，从而能够降低发生了异常的部分二次电池劣化的危险。
此时，如果将部分切断元件设为切断状态，则要流向被这些切断元件切断的二次电池的电流被分配给充放电路径未被切断的剩余的二次电池。因此，流过充放电路径未被切断的剩余的二次电池的电流增大。因此，假如表示流过电池块的电流的允许值的上限的电流限制值保持在切断元件都未被切断时的电流值不变，则在根据该电流限制值进行电池电源装置的充放电的情况下，即使对于电池块单位而言为电流限制值以下、即允许范围内的电流值，流过充放电路径未被切断的剩余的二次电池的电流也可能超过二次电池单个的允许电流值。其结果是可能致使二次电池劣化。
因此，由有效电池数检测部检测出电池块所具有的多个切断元件中未处于切断状态的切断元件的数目作为有效电池数。然后，由电流限制值设定部设定该电流限制值使电流限制值随着有效电池数的减少而减小。由此，部分切断元件变成切断状态时，由于有效电池数减少并且电流限制值减小，因此基于该电流限制值进行电池电源装置的充放电，使流过充放电路径未被切断的剩余的二次电池的电流减少。因此，容易降低未切断的剩余的二次电池劣化的危险。
另外，较为理想的是，所述电流限制值设定部将所述电池块所具有的所有所述切断元件都不处于所述切断状态时的所述整体电流值的允许值的上限设定为标准电流限制值，将相对于所述电池块所具有的二次电池的数目的所述有效电池数的比率设定为有效电池比率，将所述标准电流限制值与所述有效电池比率的乘积设定为所述电流限制值。
根据该结构，通过限制流过电池块的电流值不超过由电流限制值设定部设定的限制电流值，从而能够限制该流过电池块的电流值不超过当切断元件都未变成切断状态时，标准电流限制值的电流流向电池块时被分配流过各二次电池的电流值、即各二次电池的允许电流值。因此，容易降低二次电池劣化的危险。
另外，较为理想的是，所述有效电池数检测部具备：整体电流检测部，检测所述整体电流值；第1单独电流检测部，检测表示流过所述电池块所具有的多个二次电池中的一个二次电池的电流的第1单独电流值；以及有效电池数推定部，将由所述第1单独电流检测部检测出的第1单独电流值作为单独电流值，基于由所述整体电流检测部检测出的整体电流值和所述单独电流值来推定所述有效电池数。
根据该结构，由第1单独电流检测部检测出流过电池块所具有的多个二次电池的其中之一电池的电流值作为第1单独电流值。而且，该第1单独电流值为整体电流检测部检测出的整体电流值的电流被分配给未被切断的有效的二次电池的电流值。这样，由于一部分切断元件被切断，随着有效电池数减少第1单独电流值增大，因此有效电池数推定部能够根据整体电流值与第1单独电流值来推定有效电池数。
另外，较为理想的是，所述第1单独电流检测部为霍尔元件。
由于第1单独电流检测部与电池块所具有的多个二次电池的其中之一连接，因此，如果第1单独电流检测部的电压损失(电压降)较大，则在连接有第1单独电流检测部的二次电池与其他二次电池之间施加电压或充电电流产生差异而导致各二次电池的状态不均匀。另一方面，由于霍尔元件的电压损失极小，因此使用霍尔元件作为第1单独电流检测部时，能够降低在连接有第1单独电流检测部的二次电池与其他二次电池之间的施加电压或充电电流的差异，其结果是能够降低各二次电池的状态变得不均匀的危险。
另外，较为理想的是，所述有效电池数检测部还具备：第2单独电流检测部，检测表示流过所述电池块所具有的多个二次电池中除了被所述第1单独电流检测部检测出电流的二次电池以外的其中之一的电流的第2单独电流值，在由所述第1单独电流检测部检测出的第1单独电流值实质上为零时，所述有效电池数推定部将由所述第2单独电流检测部检测出的第2单独电流值作为单独电流值，基于由所述整体电流检测部检测出的整体电流值和所述单独电流值来推定所述有效电池数。
如果与连接有第1单独电流检测部的二次电池串联连接的切断元件被切断，则由于第1单独电流值变成零，所以根据该第1单独电流值无法推定有效电池数。因此，有效电池数推定部在由第1单独电流检测部检测出的第1单独电流值实质上为零时，将由第2单独电流检测部检测出的第2单独电流值作为单独电流值，从而即使与连接有第1单独电流检测部的二次电池串联连接的切断元件被切断时，也能够基于由整体电流检测部检测出的整体电流值与该单独电流值来推定有效电池数。
另外，较为理想的是，所述有效电池数推定部通过将所述整体电流值除以所述单独电流值，推定所述有效电池数。
根据该结构，由于有效电池数检测部(应为推定部)通过将整体电流值除以单独电流值的简单运算就能够推定有效电池数，因此能够以简易的结构构成有效电池数检测部(应为推定部)。
另外，还可以是，所述切断元件为能开闭的开关元件，所述电池电源装置还包括：异常检测部，检测所述各二次电池的异常；以及开闭控制部，使与被所述异常检测部检测出异常的二次电池串联连接的开关元件打开，所述有效电池数检测部检测所述电池块所具有的多个开关元件中由所述开闭控制部控制闭合的开关元件的数目作为所述有效电池数。
根据该结构，与被异常检测部检测出异常的二次电池串联连接的开关元件通过开闭控制部而断开，从而该二次电池得以保护。此时，由于根据开闭控制部的开关元件的控制内容判断开关元件的开闭状态，因此有效电池数检测部能够检测电池块所具有的多个开关元件中通过开闭控制部而闭合的开关元件的数目作为有效电池数。因此，容易检测有效电池数。
另外，较为理想的是，所述各切断元件为保护元件，在与该各切断元件串联连接的二次电池发生异常时处于所述切断状态。
根据该结构，由于即使不具备上述的异常检测部和开闭控制部，也能够通过各保护元件保护二次电池，因此能够以简易的结构进行二次电池的保护。
另外，较为理想的是，多个所述电池块串联连接，所述有效电池数检测部分别检测所述各电池块所具有的所述多个切断元件中未切断的切断元件的数目作为所述各电池块中的单独有效电池数，所述电流限制值设定部将由所述有效电池数检测部检测出的多个所述单独有效电池数中的最小值作为所述有效电池数。
根据该结构，在多个二次电池并联连接的电池块多个串联连接时，即使在各电池块中有效电池数最少因而被分配给一个二次电池的电流最多的电池块中，也能够设定电流限制值，以使流过一个二次电池的电流不超过该二次电池的允许电流值。
另外，较为理想的是，上述的电池电源装置还包括：电流控制部，控制流过所述电池块的电流，以使所述整体电流值不超过由所述电流限制值设定部设定的电流限制值。
根据该结构，通过电流控制部进行控制以使流过电池块的电流不超过由电流限制值设定部设定的电流限制值。其结果是即使部分切断元件被切断时，也能够降低流过未被切断的剩余的二次电池的电流增大的危险，因此能够降低二次电池劣化的危险。
另外，也可以是，所述电流控制部通过向对所述电池块进行充放电的外部装置发送由所述电流限制值设定部设定的电流限制值，让所述外部装置进行控制以使流过所述电池块的电流不超过该电流限制值。
根据该结构，即使在通过设置在电池电源装置外部的外部装置控制电池块的充放电时，也能够由电流控制部向外部装置发送电流限制值，通过所述外部装置进行控制以使流过电池块的电流不超过该电流限制值。因此，即使一部分切断元件被切断时，也能够降低流过未被切断的剩余的二次电池的电流增大的危险，其结果是能够降低二次电池劣化的危险。
另外，本发明所提供的电池电源***包括：上述的电池电源装置；以及对所述电池电源装置进行充放电的外部装置，其中，所述外部装置包括：接受来自于所述电池块的放电电流的供应的负载电路；向所述电池块供应充电电流的电流供应部；以及调节从所述电池块向所述负载电路供应的放电电流、以及从所述电流供应部向所述电池块供应的充电电流，以使流过所述电池块的电流不超过从所述电流控制部发送的所述电流限制值的充放电控制部。
根据该结构，在包括上述的电池电源装置、接受来自于该电池电源装置的电池块的放电电流的供应的负载电路、以及向该电池块供应充电电流的电流供应部的电池电源***中，即使电池块所具有的部分二次电池发生了异常时，也不会禁止电池电源装置整体的充放电，从而能够降低二次电池劣化的危险。
这种结构的电池电源装置、以及使用该电池电源装置的电池电源***，由于用于切断充放电路径的切断元件与多个并联连接的二次电池的各二次电池串联连接，因此当电池块所具有的部分二次电池发生了异常时，能够仅对该发生异常的部分二次电池通过切断元件切断充放电路径，其结果是并不禁止电池电源装置本身的充放电，就能够降低发生了异常的部分二次电池劣化的危险。
进而，由有效电池数检测部检测电池块所具有的多个切断元件中未切断的切断元件的数目作为有效电池数，通过电流限制值设定部设定该电流限制值使电流限制值随着有效电池数的减少而减小。由此，部分切断元件切断时，由于有效电池数减少导致电流限制值减小，因此通过基于该电流限制值进行电池电源装置的充放电，使流过未被切断的剩余的二次电池的电流减少，其结果容易降低未被切断的剩余的二次电池劣化的危险。
本申请以2009年11月6日提出的日本专利申请特愿2009-255000为基础，其内容包含在本申请中。
此外，在具体实施方式的项目中描述的具体实施方式或实施例只是为了明确本发明的技术内容，不应仅限定于这样的具体例而狭义解释，在本发明的精神与技术方案的范围内，能够进行各种变更并实施。
产业上的可利用性
本发明所涉及的电池电源装置、以及使用该电池电源装置的电池电源***能够适合用于便携式个人计算机或数码相机、移动电话等电子设备、电动车或混合动力汽车等车辆、混合动力电梯、太阳能电池或发电装置与二次电池组合的电源***、不间断电源装置等电池搭载装置、***中。

Claims (12)

1.一种电池电源装置，其特征在于包括：
电池块，由多个二次电池和切断元件的串联电路并联连接而成，该切断元件能切断所述二次电池的充放电路径而处于切断状态；
电流限制值设定部，用于设定表示作为流过所述电池块的电流的电流值的整体电流值的允许值的上限的电流限制值；以及
有效电池数检测部，检测所述电池块所具有的多个所述切断元件中未处于所述切断状态的切断元件的数目作为有效电池数，其中，
所述电流限制值设定部，设定所述电流限制值，使所述电流限制值随着由所述有效电池数检测部检测出的有效电池数的减少而减小。
2.根据权利要求1所述的电池电源装置，其特征在于：
所述电流限制值设定部，将所述电池块所具有的所有所述切断元件不处于所述切断状态时的所述整体电流值的允许值的上限设定为标准电流限制值，将相对于所述电池块所具有的二次电池的数目的所述有效电池数的比率设定为有效电池比率，将所述标准电流限制值与所述有效电池比率的乘积设定为所述电流限制值。
3.根据权利要求1或2所述的电池电源装置，其特征在于，所述有效电池数检测部具备：
整体电流检测部，检测所述整体电流值；
第1单独电流检测部，检测表示流过所述电池块所具有的多个二次电池的其中之一电池的电流的第1单独电流值；以及
有效电池数推定部，将由所述第1单独电流检测部检测出的第1单独电流值作为单独电流值，基于由所述整体电流检测部检测出的整体电流值和所述单独电流值来推定所述有效电池数。
4.根据权利要求3所述的电池电源装置，其特征在于：所述第1单独电流检测部为霍尔元件。
5.根据权利要求3或4所述的电池电源装置，其特征在于，所述有效电池数检测部还具备：
第2单独电流检测部，检测表示流过所述电池块所具有的所述多个二次电池中除了被所述第1单独电流检测部检测出电流的二次电池以外的其中之一电池的电流的第2单独电流值，其中，
在由所述第1单独电流检测部检测出的第1单独电流值实质上为零时，所述有效电池数推定部，将由所述第2单独电流检测部检测出的第2单独电流值作为单独电流值，基于由所述整体电流检测部检测出的整体电流值和所述单独电流值来推定所述有效电池数。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的电池电源装置，其特征在于：所述有效电池数推定部，通过将所述整体电流值除以所述单独电流值，推定所述有效电池数。
7.根据权利要求1或2所述的电池电源装置，其特征在于：
所述切断元件为能开闭的开关元件，
所述电池电源装置还包括：
异常检测部，检测所述各二次电池的异常；以及
开闭控制部，使与被所述异常检测部检测出异常的二次电池串联连接的开关元件打开，其中，
所述有效电池数检测部，将所述电池块所具有的多个开关元件中所述开闭控制部控制闭合的开关元件的数目作为所述有效电池数而检测。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池电源装置，其特征在于：所述各切断元件为保护元件，在与该各切断元件串联连接的二次电池发生异常时处于所述切断状态。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池电源装置，其特征在于：
所述电池块为多个，它们之间串联连接，
所述有效电池数检测部，分别检测所述各电池块所具有的所述多个切断元件中未切断的切断元件的数目作为所述各电池块的单独有效电池数，
所述电流限制值设定部，将由所述有效电池数检测部检测出的多个所述单独有效电池数中的最小值作为所述有效电池数。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池电源装置，其特征在于还包括：
电流控制部，控制流过所述电池块的电流，使所述整体电流值不超过由所述电流限制值设定部设定的电流限制值。
11.根据权利要求10所述的电池电源装置，其特征在于：所述电流控制部，通过向对所述电池块进行充放电的外部装置发送由所述电流限制值设定部设定的电流限制值，利用所述外部装置进行控制以使流过所述电池块的电流不超过该电流限制值。
12.一种电池电源***，其特征在于包括：
如权利要求1至11中任一项所述的电池电源装置；以及
对所述电池电源装置进行充放电的外部装置，其中，
所述外部装置具备，
接受来自于所述电池块的放电电流的供应的负载电路；
向所述电池块供应充电电流的电流供应部；以及
调节从所述电池块向所述负载电路供应的放电电流、以及从所述电流供应部向所述电池块供应的充电电流，以使流过所述电池块的电流不超过从所述电流控制部发送的所述电流限制值的充放电控制部。
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