CN103580094B - 蓄电***以及用于蓄电***的控制方法 - Google Patents
蓄电***以及用于蓄电***的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103580094B CN103580094B CN201310303292.1A CN201310303292A CN103580094B CN 103580094 B CN103580094 B CN 103580094B CN 201310303292 A CN201310303292 A CN 201310303292A CN 103580094 B CN103580094 B CN 103580094B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrical storage
- storage device
- battery pack
- storage element
- soc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 14
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 99
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
提供了包括蓄电装置、继电器(R-1到R-10)和控制器(40)的蓄电***及用于该蓄电***的控制方法。当蓄电装置(B-1到B-n)被放电时,控制器(40)利用对应的旁路电路将完全放电的蓄电元件(10)从电流路径隔离,并且利用对应的继电器(R-1到R-n)将完全放电的蓄电装置(B-1到B-n)从电流路径隔离。当蓄电装置(B-1到B-n)被充电时,利用对应的旁路电路将完全充电的蓄电元件(10)从电流路径隔离,并且利用对应的继电器(R-1到R-n)将完全充电的蓄电装置(B-1到B-n)从电流路径隔离。当蓄电装置(B-1到B-n)在放电之后被充电时,通过累加电流值直到从电流路径隔离,来计算每一个蓄电元件(10)的满充电容量和每一个蓄电装置(B-1到B-n)的满充电容量。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电***以及用于该蓄电***的控制方法,所述蓄电***包括多个蓄电装置,在每一个所述蓄电装置中多个蓄电元件串联连接,该蓄电***能够有效地对每一个所述蓄电元件和每一个所述蓄电装置进行充电或放电。
背景技术
存在通过串联连接多个单电池(single cell)而形成的电池组(batterypack)。这里,当电池组被连续使用时,由于例如多个单电池之间劣化的差异,可能发生多个单电池之间的SOC的差异。此外,当通过使用多个用过的单电池形成电池组时,容易在该多个单电池之间发生充电状态(SOC)的差异。
当在构成电池组的多个单电池之间存在充电状态(SOC)的差异时,以具有最低SOC的单电池为基准限制电池组的放电,或者以具有最高SOC的单电池为基准限制电池组的充电。当如上所述地限制电池组的放电时,可能在电池组中留下尚未完全放电的单电池。此外,当如上所述地限制电池组的充电时,可能在电池组中留下尚未完全充电的单电池。
发明内容
本发明提供了一种蓄电***和用于该蓄电***的控制方法,所述蓄电***对每个蓄电装置和每个蓄电元件充分地进行充电或放电并且精确地获取(acquire)每个蓄电装置的满充电容量和每个蓄电元件的满充电容量。
本发明的一个方面提供了一种蓄电***,该蓄电***包括:多个并联连接的蓄电装置;多个继电器,每一个所述继电器被设置为与所述多个蓄电装置中的对应的一个相对应;以及控制器,其控制所述多个蓄电装置的充电或放电。每一个所述蓄电装置包括多个串联连接的蓄电元件以及旁路电路,每一个所述旁路电路与所述蓄电元件中对应的一个并联连接。每一个所述继电器在所述蓄电装置中的所述对应的一个连接到用于充电或放电的电流路径的状态与所述蓄电装置中的对应的一个从所述电流路径隔离的状态之间切换。
所述控制器被配置为,当所述多个蓄电装置被放电时,利用所述旁路电路中的对应的一个将完全放电的蓄电元件从所述电流路径隔离,并且利用所述继电器中的对应的一个将完全放电的蓄电装置从所述电流路径隔离。所述控制器被配置为,当所述多个蓄电装置被充电时,利用所述旁路电路中的对应的一个将完全充电的蓄电元件从电流路径隔离,并且利用所述继电器中的对应的一个将完全充电的蓄电装置从所述电流路径隔离。当所述多个蓄电装置在放电之后被充电时,所述控制器通过累加流过每一个所述蓄电元件和每一个所述蓄电装置的电流值直到对应的所述蓄电元件或对应的所述蓄电装置从所述电流路径隔离,来计算每一个所述蓄电元件的满充电容量和每一个所述蓄电装置的满充电容量。
利用如此配置的蓄电***,可以利用旁路电路对包含在每一个蓄电装置中的每一个蓄电元件充分地充电或充分地放电。此处,即使存储在蓄电元件中特定的一个中的电能通过对应的蓄电装置的放电而被充分输出,电能也仍有可能被存储在其它蓄电元件中。在这种情况下,可以利用旁路电路中的对应的一个,仅对其它蓄电元件进行放电而不对蓄电元件中的所述特定的一个放电。因此,可以对包含在对应的蓄电装置中的所有蓄电元件进行充分地放电。
此外,即使蓄电元件中的特定的一个通过对应的蓄电装置的充电而被设定为满充电状态(full charge state),其它蓄电元件也有可能不处于满充电状态。在这种情况下,可以利用旁路电路中的对应的一个,仅对其它蓄电元件进行充电而不对蓄电元件中的所述特定的一个充电。因此,可以将包含在对应的蓄电装置中的所有蓄电元件设定为满充电状态。
此外,可以通过驱动继电器对所述多个蓄电装置中的每一个进行充分地放电或充分地充电。即使存储在蓄电装置中的特定的一个中的电能通过所述多个蓄电装置的放电而被充分放电,电能也仍有可能存储在其它蓄电装置中。在这种情况下,可以利用继电器中的对应的一个,仅对其它蓄电装置进行放电而不对蓄电装置中的所述特定的一个放电。由此,可以对所有蓄电装置进行充分地放电。
此外,即使蓄电装置中的特定的一个通过所述多个蓄电装置的充电而被设定为满充电状态,其它蓄电装置也有可能不被设定为满充电状态。在这种情况下,可以利用继电器中的对应的一个,仅对其它蓄电装置进行充电而不对蓄电装置中的所述特定的一个充电。由此,可以将所有蓄电装置设定为满充电状态。
如上所述,通过对包含在每一个蓄电装置中的每一个蓄电元件进行充分放电或充分充电,可以精确地计算每一个蓄电元件的满充电容量。即,通过在每一个蓄电元件已经被完全放电之后将每个蓄电元件充电到满充电状态,可以测量每一个蓄电元件的满充电容量。
类似地,通过对每一个蓄电装置进行充分放电或充分充电,可以精确地计算每一个蓄电装置的满充电容量。即,通过在每一个蓄电装置已经被完全放电之后将每个蓄电装置充电到满充电状态,可以测量每一个蓄电装置的满充电容量。
此处,当判定所述蓄电元件中的任何一个的SOC已经达到0%时,可以利用所述旁路电路中的对应的一个将其SOC已经达到0%的所述蓄电元件中的所述任何一个从所述电流路径隔离。此处,第一开关可以分别与所述蓄电元件串联连接,第二开关可以分别被设置在所述旁路电路中,并且所述控制器可以被配置为,通过关断所述第一开关中的对应的一个并且接通所述第二开关中的对应的一个,将所述蓄电元件从所述电流路径隔离。由此,可以通过不对其SOC已经达到0%的蓄电元件放电而仅对其它蓄电元件放电。可以对包含在每一个蓄电装置中的所有蓄电元件放电直到SOC达到0%。
通过关注每预定时间段所述蓄电元件的电压变化量或者所述蓄电元件的放电终止电压,可以判定所述蓄电元件的SOC是否已经达到0%。当蓄电元件的SOC已经达到0%时,与该情形对应的电压变化量可被呈示(exhibit),因此可以通过认识出(recognize)该电压变化量来判定所述蓄电元件的SOC已经达到0%。此外,当所述蓄电元件的SOC已经达到0%时,该蓄电元件的电压已经达到放电终止电压。因此,通过认识出所述蓄电元件的电压值已经达到放电终止电压这一事实,可以判定该蓄电元件的SOC已经达到0%。
基于SOC达到0%这一事实,将包含在每一个蓄电装置中的每一个蓄电元件从电流路径隔离。因此,当构成所述蓄电装置中的任何一个的所有蓄电元件从电流路径隔离时,可以判定对应的蓄电装置已经被完全放电。即,可以判定对应的蓄电装置的SOC已经达到0%。
此处,当判定所述蓄电元件中的任何一个的SOC已经达到100%时,可以利用所述旁路电路中的对应的一个将其SOC已经达到100%的所述蓄电元件中的所述任何一个从所述电流路径隔离。由此,可以对包含在每一个所述蓄电装置中的所有蓄电元件进行充电直到SOC达到100%。
通过关注每预定时间段所述蓄电元件的电压变化量、每预定时间段所述蓄电元件的电阻变化量或者每预定时间段所述蓄电元件的温度变化量,可以判定该蓄电元件的SOC是否已经达到100%。当所述蓄电元件的SOC已经达到100%时,与该情形对应的电压变化量(电阻变化量或温度变化量)可被呈示。因此,通过认识出所述电压变化量(电阻变化量或温度变化量),可以判定所述蓄电元件的SOC已经达到100%。
基于SOC达到100%这一事实,将包含在每一个所述蓄电装置中的每一个所述蓄电元件从所述电流路径隔离。因此,当构成蓄电装置中的任何一个的所有蓄电元件从电流路径隔离时,可以判定对应的蓄电装置已经被完全充电。即,可以判定对应的蓄电装置的SOC已经达到100%。
本发明的另一方面提供了一种控制多个并联连接的蓄电装置的充电或放电的控制方法。如上所述,每一个所述蓄电装置包括多个蓄电元件和多个旁路电路。此处,在所述控制方法中,当所述多个蓄电装置被放电时,利用所述旁路电路中的对应的一个将完全放电的蓄电元件从所述电流路径隔离,并且利用继电器中的对应的一个将完全放电的蓄电装置从所述电流路径隔离,每一个所述继电器被设置为与所述蓄电装置中的对应的一个相对应。
当所述多个蓄电装置被充电时,利用所述旁路电路中的对应的一个将完全充电的蓄电元件从所述电流路径隔离,并且利用所述继电器中的对应的一个将完全充电的蓄电装置从所述电流路径隔离。当所述多个蓄电装置在放电之后被充电时,通过累加流过每一个所述蓄电元件和每一个所述蓄电装置的电流值直到对应的所述蓄电元件或对应的所述蓄电装置从所述电流路径隔离,来计算每一个所述蓄电元件的满充电容量和每一个所述蓄电装置的满充电容量。利用如此配置的控制方法,可以获得与上发明的那些有益效果相似的有益效果。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性,在附图中相似的附图标记表示相似的元件,其中:
图1是示出根据本发明的实施例的电池***的配置的示意图;
图2是主要示出该电池***中的每个监视单元的配置的图;
图3是示出该电池***中的用于对每个单电池进行旁路的电路的图;
图4是示出当电流流过图3中的所有单电池时的电路配置的图;
图5是示出当图3中单电池中的选定的一个被旁路时的电路配置的图;
图6是示出对该电池***中所有单电池和所有电池组进行放电的处理的流程图;
图7是示出判定该电池***中单电池的SOC是否已经达到0%的处理的流程图;
图8是示出该电池***中放电期间单电池的电压的变化的图;
图9是示出判定该电池***中电池组的SOC是否已经达到0%的处理的流程图;
图10是示出判定该电池***中是否所有电池组的SOC都已经达到0%的处理的流程图;
图11是示出对该电池***中的所有单电池和所有电池组进行充电的处理的流程图;
图12是示出判定该电池***中单电池的SOC是否已经达到100%的处理的流程图;
图13是示出在该电池***中进行充电期间单电池的电压的变化的图;
图14是示出判定该电池***中单电池的SOC是否已经达到100%的处理的流程图;
图15是示出在该电池***中进行充电期间单电池的电阻的变化的图;
图16是示出判定该电池***中单电池的SOC是否已经达到100%的处理的流程图;
图17是示出在该电池***中进行充电期间单电池的温度的变化的图;以及
图18是示出判定该电池***中电池组的SOC是否已经达到100%的处理的流程图。
具体实施方式
在下文中,将描述本发明的实施例。将参考图1描述根据本发明的实施例的电池***(其对应于蓄电***)。图1是示出根据本实施例的电池***的配置的示意图。
图1所示的电池***是所谓的固定式电池***,并被安装在家庭、商业设施等的特定位置处。该电池***包括多个并联连接的电池组(其对应于蓄电装置)B-1到B-n。电池组的数目n可以按需要设定。
通过将所述多个电池组B-1到B-n彼此并联连接,可以确保该电池***的满充电容量。即,在所述多个电池组B-1到B-n彼此并联连接的情况下的满充电容量大于在所述多个电池组B-1到B-n彼此串联连接的情况下的满充电容量。
电池组B-1包括多个串联连接的单电池(其对应于蓄电元件)10。此处,构成电池组B-1的单电池10的数目可以按需要设定。每个单电池10可以是诸如镍金属氢化物和锂离子电池的二次电池。替代二次电池,可以使用电双层电容器。
电池组B-1可以是新制造的电池组B-1,或者可以是用过的电池组B-1。用过的电池组B-1可以是例如已经在车辆中使用过的电池组B-1。
当电池组B-1被安装在车辆上并且包含在电池组B-1中的单电池10中的任何一个已经劣化时,可以从车辆上拆除该电池组B-1。根据本实施例,电池组B-1可以用在电池***中。此外,电池组B-1可以通过组合多个用过的单电池10而形成,并且这样配置的电池组B-1可以用在根据本实施例的电池***中。
电池组B-2到B-n的每一个同样具有与电池组B-1相似的配置。即,电池组B-2到B-n的每一个都具有多个串联连接的单电池10。此处,构成所述多个电池组B-1到B-n中每一个的单电池10的数目可以彼此相等或者可以彼此不同。此外,电池组B-2到B-n可以分别是新制造的电池组B-2到B-n,或者可以分别是用过的电池组B-2到B-n。
所述多个电池组B-1到B-n通过正电极线PL和负电极线NL而彼此并联连接。正电极线PL以电池组B-1到B-n的数目被分支,并且支线分别被连接到电池组B-1到B-n的正电极端子。负电极线NL以电池组B-1到B-n的数目被分支,并且支线分别被连接到电池组B-1到B-n的负电极端子。
监视单元20被设置为与电池组B-1到B-n的每一个相对应,检测电池组B-1到B-n中对应的一个的电压值,并且将检测结果输出到控制器40。此处,每个监视单元20检测电池组B-1到B-n中对应的一个的电压值,并检测构成电池组B-1到B-n中对应的一个的单电池10的电压值。如图2所示,每个监视单元20包括多个电压监视集成电路(IC)20a,并且电压监视IC20a的数目等于在电池组B-1到B-n的每一个中包含的单电池10的数目。
每个电压监视IC20a检测单电池10中对应的一个的电压值,并且将检测结果输出到控制器40。当由电压监视IC20a分别检测到的单电池10的电压值被加在一起时,可以计算出电池组B-1到B-n的每一个的电压值。
此处,当构成电池组B-1到B-n的每一个的多个单电池10被分成多个电池块(其对应于蓄电元件)时,可以检测每个电池块的电压值。每个电池块由多个串联连接的单电池10形成。通过使所述多个电池块彼此串联连接,形成所述电池组B-1到B-n的每一个。当检测每一个电池块的电压值时,每个电压监视IC20a被设置为与电池块的对应的一个相对应。
温度传感器21被设置为与电池组B-1到B-n中的每一个相对应,检测电池组B-1到B-n中对应的一个的温度,并且将检测结果输出到控制器40。此处,单个温度传感器21可以被设置为与电池组B-1到B-n的每一个相对应,或者多个温度传感器21可以被设置为与电池组B-1到B-n的每一个相对应。当多个温度传感器21被设置为与电池组B-1到B-n的每一个相对应时,可以检测每个单电池10的温度。
电流传感器22被设置为与电池组B-1到B-n中的每一个相对应,并且电流传感器22的数目等于电池组B-1到B-n的数目。每个电流传感器22检测流过电池组B-1到B-n中对应的一个的电流值(充电电流或放电电流),并且将检测结果输出到控制器40。此处,在对电池组B-1到B-n的每一个放电时的电流值可以由正值表示,并且在电池组B-1到B-n的每一个充电时的电流值可以由负值表示。
在本实施例中,每个电流传感器22都被设置在负电极线NL中;然而,不限于这种配置。即,仅要求能够利用电流传感器22中对应的一个检测流过电池组B-1到B-n中的每一个的电流值。例如,每个电流传感器22可以被设置在电池组B-1到B-n中对应的一个的正电极线PL中。
另一方面,继电器R-1到R-n分别被设置在对应的电池组B-1到B-n的负电极线NL中,并且继电器R-1到R-n的数目等于电池组B-1到B-n的数目。在从控制器40接收到控制信号时,继电器R-1到R-n中的每一个在接通状态和关断状态之间切换。例如,当继电器R-1处于接通状态时,可以对电池组B-1进行充电或放电。此外,当继电器R-1处于关断状态时,电池组B-1从用于充电或放电的电流路径隔离,并且电池组B-1不被充电或放电。
在本实施例中,继电器R-1到R-n中的每一个都被设置在电池组B-1到B-n中对应的一个的负电极线NL中;然而,不限于这种配置。具体而言,继电器R-1到R-n中的每一个可以被设置在电池组B-1到B-n中对应的一个的正电极线PL和负电极线NL中的至少一者中。当继电器R-1到R-n分别被设置为与电池组B-1到B-n对应时,可以通过对继电器R-1到R-n中对应的一个执行驱动控制,仅对所述多个电池组B-1到B-n中的选定的一个电池组进行充电或放电。
所述多个电池组B-1到B-n通过正电极线PL和负电极线NL而被连接到DC/DC转换器31。DC/DC转换器31将电池组B-1到B-n的输出电压转换成另一电压值。逆变器32将从DC/DC转换器31输出的直流电力转换成交流电力。从逆变器32输出的交流电力被供应到负载33。负载33仅需要能够在接收到逆变器32的输出电力时工作。例如,家用电器可以用作负载33。
此外,逆变器32被连接到电源34,并且将从电源34输出的交流电力转换成直流电力。例如,商用电源可以用作电源34。DC/DC转换器31将逆变器32的输出电压转换成另一电压值。允许将DC/DC转换器31的输出电力供应到电池组B-1到B-n并且对电池组B-1到B-n进行充电。
控制器40包括存储器41。存储器41存储当控制器40执行预定处理(特别地,本实施例中描述的处理)时使用的信息。在本实施例中,存储器41被并入到处理器40中;替代地,存储器41可以被设置在控制器40外部。
接下来,将参考图3描述根据本实施例的电池组B-1的电路配置。图3示出了电池组B-1的一部分中的电路配置。此处,电池组B-2到B-n中的每一个也具有图3所示的配置。
与构成电池组B-1的每一个单电池10对应地连接旁路电路11。每个旁路电路11在对电池组B-1充电或放电时的电流不流到单电池10中对应的一个时被使用。在每个旁路电路11的一端与单电池10的负电极端子之间设置开关12。此外,在每个旁路电路11中设置开关13。在从控制器40接收到控制信号时,开关12、13中的每一个在接通状态和关断状态之间切换。
在图3所示的配置中,开关12被连接到单电池10的负电极端子;然而,不限于这种配置。具体而言,开关12可以被连接到单电池10的正电极端子。
当电流流到构成电池组B-1的所有单电池10时,所有的开关12处于接通状态,并且所有的开关13处于关断状态,如图4所示。由此,可以对所有单电池10充电或放电。图4中示出的箭头表示在电池组B-1被充电或放电时电流流动的方向。
另一方面,当电流不流到单电池10中的仅特定的一个时,如图5所示,对于单电池10中的该特定的一个(图5中位于中间的单电池10),对应的开关12关断并且对应的开关13接通。此处,对于位于图5右侧和左侧的单电池10中的每一个,开关12接通并且开关13关断,与图4的情况下一样。
因此,电流流过位于图5中右侧和左侧的单电池10,并且没有电流流过位于图5中间的单电池10。图5中示出的箭头表示在电池组B-1被充电或放电时电流流动的方向。对于位于图5中间的单电池10,电流流过旁路电路11。这样,不使电流流过单电池10而使电流流过旁路电路11被称为旁路。
在图3所示的配置中,利用对应的旁路电路11和开关12、13,使电流流过单电池10或者使电流不流过单电池10;然而,不限于这种配置。即,可以利用预定的机制对单电池10中选定的一个进行旁路。例如,可以利用在日本专利申请公开No.2012-69406(JP2012-69406A)中描述的机制,对单电池10中选定的一个进行旁路。
在本实施例中,如下文中将描述的,即使在所述多个电池组B-1到B-n之间存在充电状态(SOC)的差异,也可以对电池组B-1到B-n进行放电,直到所有电池组B-1到B-n的充电状态(SOC)变为0%,并且可以对电池组B-1到B-n充电,直到所有电池组B-1到B-n的SOC变为100%。此处,SOC是当前充电量相对于满充电容量的百分比。
此外,在本实施例中,如下文中将描述的,即使在构成电池组B-1到B-n中的每一个的多个单电池10之间存在SOC的差异,也可以对所有单电池10进行放电,直到所有单电池10的SOC变为0%,以及可以对所有单电池10进行充电,直到所有单电池10的SOC变为100%。此处,当每个单电池10都是镍金属氢化物电池时,可以通过将单电池10的SOC从0%变到100%来消除记忆效果。
通过对所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10放电直到所有电池组B-1到B-n或所有单电池10的SOC变为0%,可以完全利用存储在所有电池组B-1到B-n中的电能或者存储在所有单电池10中的电能。即,可以用完存储在所有电池组B-1到B-n或所有单电池10中的电能。
此外,通过对所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10充电直到所有电池组B-1到B-n或所有单电池10的SOC变为100%,可以在所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10中存储电能。即,可以利用所有电池组B-1到B-n或所有单电池10回收电能而没有浪费。
首先,参考图6所示的流程图描述对所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10放电直到所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10的SOC变为0%的处理。图6所示的流程图由控制器40执行。在本实施例中,SOC达到0%的情形不仅包括SOC完全达到0%的情形还包括SOC基本上达到0%的形状。
在步骤S100中,控制器40对所有电池组B-1到B-n放电。具体而言,控制器40通过将与电池组B-1到B-n对应地设置的继电器R-1到R-n中的每一个从关断状态切换到接通状态,将所有电池组B-1到B-n连接到负载33。由此,可以对所有电池组B-1到B-n放电。
在步骤S101中,控制器40判定是否电池组B-1到B-n中的任何一个包含已经完全放电的单电池10。具体而言,控制器40判定是否电池组B-1到B-n中的任何一个包含其SOC已经达到0%的单电池10。
电池组B-1到B-n中的每一个由多个串联连接的单电池10形成,并且在所述多个串联连接的单电池10之间存在SOC的差异。当存在SOC的差异时,通过对电池组B-1到B-n的放电在具有最低SOC的单电池10中SOC最早达到0%。将在下文中描述判定单电池10的SOC是否已经达到0%的处理。
当存在其SOC已经达到0%的单电池10时,该处理进行到步骤S102。当没有其SOC已经达到0%的单电池10时,该处理返回到步骤S100。
在步骤S102中,控制器40识别出其SOC已经达到0%的单电池10。通过提前将识别信息分配给构成电池组B-1到B-n中每一个的所有单电池10,控制器40能够基于所述识别信息识别出其SOC已经达到0%的单电池10。
此处,所述识别信息可以是例如编号。此外,控制器40能够将其SOC已经达到0%的单电池10的识别信息存储在存储器41中。由此,控制器40能够获取电池组B-1到B-n中的每一个中的其SOC已经达到0%的单电池10。
在步骤S103中,控制器40对其SOC已经达到0%的单电池10进行旁路。具体而言,如参考图3到图5所描述的,在其SOC已经达到0%的单电池10中,开关12被关断并且开关13被接通。由此,可以防止对其SOC已经达到0%的单电池10进行放电,并且仅对其SOC尚未达到0%的单电池10进行放电。此处,当开始图6所示的处理时,在每一个单电池10中,开关12处于接通状态并且开关13处于关断状态。
在步骤S104中,控制器40判定是否存在其中所有单电池10都被旁路的电池组。随着电池组B-1到B-n中的每一个都继续被放电,构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10的SOC都下降。如上所述,其SOC已经达到0%的单电池10被旁路。因此,随着电池组B-1到B-n中的每一个都被继续放电,被旁路的单电池10的数目增加。
最终,构成电池组B-1到B-n中的每一个的所有单电池10都被旁路。在步骤S104的处理中,判定是否存在其中所有单电池10都被旁路的电池组。如上所述,其SOC已经达到0%的每个单电池10的识别信息被存储在存储器40中,因此控制器40能够通过参考存储在存储器41中的识别信息,判定是否电池组B-1到B-n中每一个中的所有单电池10都被旁路。
当存在其中所有单电池10都被旁路的电池组时,该处理进行到步骤S105;否则,该处理返回到步骤S100。
在步骤S105中,控制器40识别出其中所有单电池10都被旁路的电池组。通过提前将识别信息分配给电池组B-1到B-n,控制器40能够基于所述识别信息识别出其中所有单电池10都被旁路的电池组。此处,所述识别信息可以是例如编号。此外,控制器40能够将其中所有单电池10都被旁路的电池组的识别信息存储在存储器41中。
在步骤S106中,控制器40将其中所有单电池10都被旁路的电池组从负载33隔离。具体而言,控制器40将与从负载33隔离的电池组对应的继电器从接通状态切换到关断状态。由此,可以停止对预定的(intended)电池组的放电。此处,包括未被旁路的单电池10的每个电池组继续被放电。
在步骤S107中,控制器40判定是否所有电池组B-1到B-n都从负载33隔离。具体而言,控制器40能够通过参考存储在存储器41中的电池组B-1到B-n的识别信息,判定是否所有电池组B-1到B-n都从负载33隔离。当所有电池组B-1到B-n都从负载33隔离时,图6所示的处理结束。当至少一个电池组被连接到负载33时,该处理返回到步骤S100。
利用图6所示的处理,可以对构成电池组B-1到B-n中每一个的所有单电池10进行放电,直到单电池10中的每一个的SOC变为0%。此外,可以对所有电池组B-1到B-n放电,直到电池组B-1到B-n中的每一个的SOC变为0%。由此,当图6所示的处理结束时,在构成所有电池组B-1到B-n的单电池10中的任何一个中都没有存储电能。
接下来,将参考图7的流程图描述判定单电池10的SOC是否已经达到0%的处理(图6中的步骤S101的处理)。图7所示的处理由控制器40执行。
在步骤S200中,控制器40检测当电池组B-1到B-n中的每一个正被放电时构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10的电流值和电压值。
例如,控制器40能够基于与电池组B-1对应地设置的电流传感器22的输出,检测流过构成电池组B-1的单电池10的电流值(放电电流)。此外,控制器40能够基于与电池组B-1对应地设置的监视单元20的输出,检测构成电池组B-1的单电池10中的每一个的电压值。也可以通过类似的方法检测构成电池组B-2到B-n中的每一个的单电池10中的每一个的电流值和电压值。
在步骤S201中,控制器40计算每预定时间段的电压变化量(dV/dt)。针对构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10,计算电压变化量dV/dt。当电池组B-1到B-n被放电时,构成电池组B-1到B-n中每一个的每个单电池10的电压值随着时间流逝而降低,如图8所示。
图8示出了在一个单电池10被放电时的电压行为(一个例子)。在图8中,纵轴代表单电池10的电压值,横轴代表时间。图8所示的电压Vmin是单电池10的放电终止电压。
如在图8中的被虚线围绕的区域中所示,当单电池10的SOC已经达到0%时,根据单电池10的类型,单电池10的电压值具有以恒定变化量dVa减小的趋势。因此,通过检查电压变化量dVa,可以判定单电池10的SOC是否已经达到0%。可以通过实验等提前获得电压变化量dVa,并且与电压变化量dVa有关的信息可以存储在存储器41中。
具体而言,在步骤S201中,控制器40判定是否满足由下面的数学表达式(1)表示的条件。在图7所示的处理中,每个单电池10正被放电,因此由下面的数学表达式(1)表示的电压变化量dV/dt由负值表示。
dV/dt≤-dVa (1)
当满足由数学表达式(1)表示的条件时,该处理进行到步骤S202。当不满足由数学表达式(1)表示的条件时,该处理返回到步骤S200。在步骤S202中,控制器40判定满足由数学表达式(1)表示的条件的单电池10中的SOC已经达到0%。由此,如在图6中的步骤S103的处理中所述,控制器40能够将其SOC已经达到0%的单电池10进行旁路。
在步骤S203中,控制器40为其SOC已经达到0%的单电池10计算累加电流值ΣI_cell(SOC=0)。在步骤S200的处理中,控制器40检测在电池组B-1到B-n正被放电时每个单电池10的电流值。因此,通过累加从放电开始时到执行旁路时这一时间段期间检测到的电流值,可以计算所述累加电流值ΣI_cell(SOC=0)。
为每一个单电池10计算累加电流值ΣI_cell(SOC=0)。关于累加电流值ΣI_cell(SOC=0)的信息可以与对应单电池10的识别信息相关联地存储在存储器41中。
在图7所示的处理中,基于电压变化量dV/dt判定单电池10的SOC已经达到0%;然而,不限于这种配置。例如,通过判定单电池10的电压值是否已经达到图8所示的电压值(放电终止电压),可以判定单电池10的SOC是否已经达到0%。当单电池10的SOC达到0%时,单电池10的电压值已经达到电压值Vmin,因此可以通过认识出单电池10的电压值已经达到电压值Vmin的情形,来判定单电池10的SOC已经达到0%。
接下来,将参考图9所示的流程图来描述图6所示的步骤S104的处理。图9所示的处理由控制器40执行。
如在图6中的步骤S103的处理中所述,控制器40将其SOC已经达到0%的单电池10进行旁路。当已经执行了旁路时,控制器40在步骤S300使旁路数目Nbp递增。旁路数目Nbp表示单电池10已经被旁路的次数,换言之,被旁路的单电池10的数目。关于旁路数目Nbp的信息被存储在存储器41中。针对电池组B-1到B-n中的每一个设定旁路数目Nbp。
在步骤S301中,控制器40判定旁路数目Nbp是否大于或等于构成电池组B-1到B-n中每一个的单电池10的总数Ntotal_cell。该总数Ntotal_cell可以提前获得,并且关于该总数Ntotal_cell的信息可被存储在存储器41中。当旁路数目Nbp大于或等于总数Ntotal_cell时,处理进行到步骤S302。当旁路数目Nbp小于总数Ntotal_cell时,图9所示的处理结束。
在步骤S302中,控制器40判定在其旁路数目Nbp大于或等于总数Ntotal_cell的电池组中,SOC已经达到0%。当旁路数目Nbp已经达到总数Ntotal_cell时,构成该电池组的所有单电池10都被旁路。此外,因为其SOC已经达到0%的单电池10被旁路,因此在其旁路数目Nbp已经达到总数Ntotal_cell的电池组中,SOC已经达到0%。
在步骤S303中,控制器40为其SOC已经达到0%的电池组计算累加电流值ΣI_pack(SOC=0)。控制器40基于在电池组B-1到B-n正被放电时对应的电流传感器22的输出,检测电池组B-1到B-n中每一个的电流值。
因此,通过累加从电池组B-1到B-n中每一个开始被放电时到电池组B-1到B-n中每一个的SOC达到0%时这一时间段期间检测到的电流值,可以计算对应的累加电流值ΣI_pack(SOC=0)。此处,累加电流值ΣI_pack(SOC=0)等于电池组B-1到B-n中的每一个中其SOC最后达到0%的单电池10的累加电流值ΣI_cell(SOC=0)。
为电池组B-1到B-n中的每一个计算累加电流值ΣI_pack(SOC=0)。关于累加电流值ΣI_pack(SOC=0)的信息可以与电池组B-1到B-n的识别信息相关联地存储在存储器41中。
接下来,将参考图10所示的流程图详细描述图6中所述的步骤S107的处理。图10所示的处理由控制器40执行。
如在图6中的步骤S106的处理所述,控制器40将其SOC已经达到0%的电池组从负载33隔离。当将电池组从负载33隔离时,控制器40在步骤S400中使被隔离的电池组的数目Npack递增。被隔离的电池组的数目Npack表示未被连接到负载33的电池组的数目并且在0-n的范围内。
此处,每次使电池组中的任何一个从负载33隔离时,就使被隔离的电池组的数目Npack增加。关于被隔离的电池组的数目Npack的信息被存储在存储器41中。
在步骤S401中,控制器40判定被隔离的电池组的数目Npack是否大于或等于电池组B-1到B-n的总数Ntotal_pack。当被隔离的电池组的数目Npack大于或等于总数Ntotal_pack时,处理进行到步骤S402。当被隔离的电池组的数目Npack小于总数Ntotal_pack时,图10所示的处理结束。
在步骤S402中,控制器40判定在图1所示的电池***中所有电池组B-1到B-n的SOC均已达到0%。当所有电池组B-1到B-n的SOC已达到0%时,从负载33隔离电池组B-1到B-n中的每一个。因此,当被隔离的电池组的数目Npack达到总数Ntotal_pack时,所有电池组B-1到B-n的SOC已经达到0%。由此,控制器40能够认识到所有电池组B-1到B-n已经被完全放电。
在所有电池组B-1到B-n已经被放电之后,执行对所有电池组B-1到B-n充电的处理,这将在下文中描述。
将参考图11所示的流程图描述对所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10充电直到所有电池组B-1到B-n或者所有单电池10的SOC达到100%的处理。图11所示的流程图由控制器40执行。
在步骤S500中,控制器40对所有电池组B-1到B-n充电。具体而言,控制器40通过将与电池组B-1到B-n对应地设置的继电器R-1到R-n中的每一个从关断状态切换到接通状态,将所有电池组B-1到B-n连接到电源34。由此,可以从电源34向所有电池组B-1到B-n供应电力,并且可以对所有电池组B-1到B-n充电。
当电池组B-1到B-n被充电时,可以执行例如恒定电流和恒定电压充电(CCCV充电)。在恒定电流和恒定电压充电中,首先,以恒定电流对电池组B-1到B-n充电,并且当电池组B-1到B-n中的每一个(每个单电池10)的电压已经达到预定电压(充电终止电压)时,以恒定电压对电池组B-1到B-n充电。
在步骤S501中,控制器40判定是否在电池组B-1到B-n中的任何一个中包含已经被完全充电的单电池10。具体而言,控制器40判定是否电池组B-1到B-n中的任何一个中包含其SOC已经达到100%的单电池10。
电池组B-1到B-n中的每一个由多个串联连接的单电池10形成,并且在所述多个串联连接的单电池10之间存在SOC的差异。当存在SOC的差异时,通过对电池组B-1到B-n的充电在具有最高SOC的单电池10中SOC最早达到100%。将在下文中描述判定单电池10的SOC是否已经达到100%的处理。
当存在其SOC已经达到100%的单电池10时,该处理进行到步骤S502。当没有其SOC已经达到100%的单电池10时,该处理返回到步骤S500。
在步骤S502中,控制器40识别出其SOC已经达到100%的单电池10。通过提前将识别信息分配给构成电池组B-1到B-n中每一个的所有单电池10,控制器40能够基于所述识别信息识别出其SOC已经达到100%的单电池10。此处,控制器40能够将其SOC已经达到100%的单电池10的识别信息存储在存储器41中。
在步骤S503中,控制器40对其SOC已经达到100%的单电池10进行旁路。具体而言,如参考图3到图5所描述的,在其SOC已经达到100%的单电池10中,开关12被关断并且开关13被接通。
由此,可以防止其SOC已经达到100%的单电池10被充电,并且可以仅对其SOC尚未达到100%的单电池10进行充电。此处,当开始图11所示的处理时,在每一个单电池10中开关12处于接通状态并且开关13处于关断状态。
在步骤S504中,控制器40判定是否存在其中所有单电池10都被旁路的电池组。随着电池组B-1到B-n中的每一个都继续被充电,构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10的SOC都增加。如上所述,其SOC已经达到100%的单电池10被旁路。因此,随着电池组B-1到B-n中的每一个都继续被充电,被旁路的单电池10的数目增加。
最终,构成电池组B-1到B-n中的每一个的所有单电池10都被旁路。在步骤S504的处理中,判定是否存在其中所有单电池10都被旁路的电池组。如上所述,其SOC已经达到100%的每个单电池10的识别信息被存储在存储器40中,因此控制器40能够通过参考存储在存储器41中的识别信息来判定是否电池组B-1到B-n中每一个中的所有单电池10都被旁路。
当存在其中所有单电池10都被旁路的电池组时,该处理进行到步骤S505;否则,该处理返回到步骤S500。
在步骤S505中,控制器40识别出其中所有单电池10都被旁路的电池组。通过提前将识别信息分配给电池组B-1到B-n,控制器40能够基于所述识别信息识别出其中所有单电池10都被旁路的电池组。此处,控制器40能够将其中所有单电池10都被旁路的电池组的识别信息存储在存储器41中。
在步骤S506中,控制器40将其中所有单电池10都被旁路的电池组从电源34隔离。具体而言,控制器40将与从电源34隔离的电池组对应的继电器从接通状态切换到关断状态。因此,可以停止对预定的电池组的充电。此处,包括未被旁路的单电池10的每个电池组继续被充电。
在步骤S507中,控制器40判定是否所有电池组B-1到B-n都从电源34隔离。即,控制器40判定是否所有电池组B-1到B-n都已经被完全充电。
具体而言,控制器40能够通过参考存储在存储器41中的电池组B-1到B-n的识别信息,判定是否所有电池组B-1到B-n都从电源34隔离。当所有电池组B-1到B-n都从电源34隔离时,图11所示的处理结束。当至少一个电池组被连接到电源34时,该处理返回到步骤S500。
利用图11所示的处理,可以对构成电池组B-1到B-n中每一个的所有单电池10进行充电,直到单电池10中的每一个的SOC变为100%。可以对所有电池组B-1到B-n进行充电直到SOC变为100%。由此,当图11所示的处理结束时,所有电池组B-1到B-n都处于满充电状态,并且构成电池组B-1到B-n中每一个的所有单电池10都处于满充电状态。
接下来,将参考图12的流程图描述判定单电池10的SOC是否已经达到100%的处理(图11中的步骤S501的处理)。图12所示的处理由控制器40执行。
在步骤S600中,控制器40检测当电池组B-1到B-n中的每一个正被充电时构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10的电流值和电压值。
例如,控制器40能够基于与电池组B-1对应地设置的电流传感器22的输出,检测流过构成电池组B-1的单电池10的电流值(充电电流)。此外,控制器40能够基于与电池组B-1对应地设置的监视单元20的输出,检测构成电池组B-1的每个单电池10的电压值。也可以通过类似的方法检测构成电池组B-2到B-n中的每一个的每个单电池10的电流值和电压值。
在步骤S601中,控制器40计算每预定时间段的电压变化量(dV/dt)。为构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10计算电压变化量dV/dt。当电池组B-1到B-n被充电时,构成电池组B-1到B-n中每一个的每个单电池10的电压值随着时间流逝而增加,如图13所示。
图13示出了在三个单电池10被充电时的电压行为(一个例子)。在图13中,纵轴代表每个单电池10的电压值,横轴代表时间。如图13所示,当SOC接近100%时,每个单电池10的电压值难以改变。
如在图13中的被虚线围绕的区域中所示,在单电池10的SOC已经达到100%时,根据单电池10的类型,单电池10的电压值具有减小的趋势。因此,通过检查此时的电压变化量dVb,可以判定单电池10的SOC是否已经达到100%。可以通过实验等提前获得电压变化量dVb,并且与电压变化量dVb有关的信息可以存储在存储器41中。
具体而言,在步骤S601中,控制器40判定是否满足由下面的数学表达式(2)表示的条件。
dV/dt≤-dVb (2)
当满足由数学表达式(2)表示的条件时,该处理进行到步骤S602。当不满足由数学表达式(2)表示的条件时,该处理返回到步骤S600。在步骤S602中,控制器40判定在满足由数学表达式(2)表示的条件的单电池10中SOC已经达到100%。由此,如在图11中的步骤S503的处理中所述,控制器40能够对其SOC已经达到100%的单电池10进行旁路。
在步骤S603中,控制器40为其SOC已经达到100%的单电池10计算累加电流值ΣI_cell(SOC=100)。控制器40基于在电池组B-1到B-n正被充电时对应电流传感器22的输出,检测每一个单电池10的电流值。因此,通过累加从电池组B-1到B-n中每一个开始被充电时到每一个单电池10的SOC达到100%时这一时间段期间检测到的电流值,可以计算对应的累加电流值ΣI_cell(SOC=100)。
在步骤S604中,控制器40计算单电池10的满充电容量Qcell。具体而言,控制器40能够通过从在步骤S603的处理中计算出的累加电流值ΣI_cell(SOC=100)减去在图7的步骤S203的处理中计算出的累加电流值ΣI_cell(SOC=0),计算满充电容量Qcell。
此处,为同一单电池10获取的值被用作所述累加电流值ΣI_cell(SOC=100)、ΣI_cell(SOC=0)。此处,每一个单电池10的上述识别信息可被用于判定是否是同一单电池10。
在已经执行了图6所示的处理之后,执行图11所示的处理和图12所示的处理。因此,当已经计算出累加电流值ΣI_cell(SOC=100)时,已经获得了累加电流值ΣI_cell(SOC=0)。因此,通过使用这两个累加电流值ΣI_cell(SOC=100)、ΣI_cell(SOC=0),可以计算单电池10的满充电容量Qcell。
在图11所示的处理中,对电池组B-1到B-n进行充电直到所有电池组B-1到B-n变成满充电状态,并且构成电池组B-1到B-n中每一个的所有单电池10都变成满充电状态。因此,可以为所有单电池10计算满充电容量Qcell。
在步骤S605中,控制器40将在步骤S604的处理中计算出的每一个单电池10的满充电容量Qcell存储在存储器41中。例如,控制器40能够与每一个单电池10的识别信息相关联地在存储器41中存储该单电池10的满充电容量Qcell。由此,控制器40能够获取每一个单电池10的满充电容量Qcell。
如果可以获取每一个单电池10的满充电容量Qcell,则可以在对电池组B-1到B-n(单电池)放电时基于每一个单电池10的满充电容量Qcell判定每个单电池10的SOC是否已经达到0%。
在图12所示的处理中,基于电压变化量dV/dt判定单电池10的SOC是否已经达到100%;然而,不限于这种配置。例如,可以通过将在下文中参考图14和图16描述的本实施例的第一备选实施例和第二备选实施例,判定单电池10的SOC是否已经达到0%。
首先,将描述根据第一备选实施例的处理。根据图14所示的第一备选实施例的处理由控制器40执行。在图14中,相同的附图标记表示与参考图12描述的处理相同的处理,并且省略详细描述。
在图14所示的处理中,替代图12所示的步骤S601的处理,执行步骤S606的处理。在步骤S606中,控制器40计算每预定时间段的电阻变化量(dR/dt)。为构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10计算电阻变化量dR/dt。
可以根据每一个单电池10的电流值和电压值计算构成电池组B-1到B-n中每一个的每个单电池10的电阻值。即,通过执行步骤S600的处理,可以计算每个单电池10的电阻值。通过在每个单电池10正被充电时监视该单电池10的电阻值,可以计算所述电阻值变化量dR/dt。
图15示出了三个单电池10的电阻值的变化(一个例子)。在图15中,纵轴代表每个单电池10的电阻值,横轴代表时间。
如在图15中的被虚线围绕的区域中所示,在单电池10的SOC已经达到100%后,根据单电池10的类型,单电池10的电阻值具有以恒定变化量dRa增加的趋势。因此,通过检查电阻变化量dRa,可以判定单电池10的SOC是否已经达到100%。可以通过实验等提前获得电阻变化量dRa,并且与电阻变化量dRa有关的信息可以存储在存储器41中。
具体而言,在步骤S606中,控制器40判定是否满足由下面的数学表达式(3)表示的条件。
dR/dt≥dRa (3)
当满足由数学表达式(3)表示的条件时,该处理进行到步骤S602。当不满足由数学表达式(3)表示的条件时,该处理返回到步骤S600。在步骤S602中,控制器40判定在满足由数学表达式(3)表示的条件的单电池10中的SOC已经达到100%。
接下来,将描述根据第二备选实施例的处理。根据图16所示的第二备选实施例的处理由控制器40执行。在图16中,相同的附图标记表示与参考图12描述的处理相同的处理,并且省略详细描述。
在图16所示的处理中,替代图12所示的步骤S600和步骤S601的处理,执行步骤S607和步骤S608的处理。在步骤S607中,控制器40基于对应电流传感器22的输出检测每一个单电池10的电流值,并且基于对应的温度传感器21的输出检测每一个单电池10的温度。此处,每一个温度传感器21能够检测包含在电池组B-1到B-n中的每一个中的每个单电池10的温度。
在步骤S608中,控制器40计算每预定时间段的每个单电池10中的温度变化量(dT/dt)。为构成电池组B-1到B-n中的每一个的每个单电池10计算温度变化量dT/dt。控制器40能够通过监视在每个单电池10正被充电时该单电池10的温度,计算所述温度变化量dT/dt。
图17示出了单电池10中的温度变化。在图17中,纵轴代表每个单电池10的温度,横轴代表时间。图17示出了三个单电池10的温度变化(一个例子)。
如在图17中的被虚线围绕的区域中所示,在单电池10的SOC已经达到100%后,根据单电池10的类型,单电池10的温度具有以恒定变化量dTa增加的趋势。因此,通过检查温度变化量dTa,可以判定单电池10的SOC是否已经达到100%。可以通过实验等提前获得温度变化量dTa,并且与温度变化量dTa有关的信息可以存储在存储器41中。
具体而言,在步骤S608中,控制器40判定是否满足由下面的数学表达式(4)表示的条件。
dT/dt≥dTa (4)
当满足由数学表达式(4)表示的条件时,该处理进行到步骤S602。当不满足由数学表达式(4)表示的条件时,该处理返回到步骤S607。在步骤S602中,控制器40判定在满足由数学表达式(4)表示的条件的单电池10中SOC已经达到100%。
接下来,将参考图18所示的流程图详细描述图11中所述的步骤S504的处理。图18所示的处理由控制器40执行。
如在图11中的步骤S503的处理中所述,控制器40对其SOC已经达到100%的单电池10进行旁路。当已经执行了旁路时,控制器40在步骤S700中使旁路数目Nbp递增。关于旁路数目Nbp的信息被存储在存储器41中。为电池组B-1到B-n中的每一个设定旁路数目Nbp。
在步骤S701中,控制器40判定旁路数目Nbp是否大于或等于构成电池块B-1到B-n中每一个的单电池10的总数Ntotal_cell。当旁路数目Nbp大于或等于总数Ntotal_cell时,处理进行到步骤S702。当旁路数目Nbp小于所述总数Ntotal_cell时,图18所示的处理结束。
在步骤S702中,控制器40判定在其旁路数目Nbp大于或等于总数Ntotal_cell的电池组中SOC已经达到100%。当旁路数目Nbp已经达到所述总数Ntotal_cell时,构成该电池组的所有单电池10都被旁路。此外,因为其SOC已经达到100%的单电池10被旁路,因此在其旁路数目Nbp已经达到所述总数Ntotal_cell的电池组中,SOC已经达到100%。
在步骤S703中,控制器40为其SOC已经达到100%的电池组计算累加电流值ΣI_pack(SOC=100)。控制器40基于在电池组B-1到B-n正被充电时对应的电流传感器22的输出,检测电池组B-1到B-n中每一个的电流值。
因此,通过累加从电池组B-1到B-n中每一个开始被充电时到电池组B-1到B-n中每一个的SOC达到100%时这一时间段期间检测到的电流值,可以计算对应的累加电流值ΣI_pack(SOC=100)。此处,累加电流值ΣI_pack(SOC=100)等于电池组B-1到B-n中的每一个中其SOC最后达到100%的单电池10的累加电流值ΣI_cell(SOC=100)。
在步骤S704中,控制器40计算电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack。具体而言,控制器40能够通过从在步骤S703的处理中计算出的累加电流值ΣI_pack(SOC=100)减去在图9的步骤S303的处理中计算出的累加电流值ΣI_pack(SOC=0),计算满充电容量Qpack。此处,为电池组B-1到B-n中的同一个获取的值被用作所述累加电流值ΣI_pack(SOC=100)、ΣI_pack(SOC=0)。此处,电池组B-1到B-n中每一个的上述识别信息可被用于判定是否是电池组B-1到B-n中的同一个电池组。
在已经执行了图6所示的处理之后,执行图11所示的处理。因此,当已经计算出累加电流值ΣI_pack(SOC=100)时,已经获得了累加电流值ΣI_pack(SOC=0)。因此,通过使用这两个累加电流值ΣI_pack(SOC=100)、ΣI_pack(SOC=0),可以计算电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack。
在图11所示的处理中,所有电池组B-1到B-n变成满充电状态。因此,可以为所有电池组B-1到B-n计算满充电容量Qpack。
在步骤S705中,控制器40在存储器41中存储在步骤S704的处理中计算出的电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack。例如,控制器40能够与电池组B-1到B-n中每一个的识别信息相关联地在存储器41中存储电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack。由此,控制器40能够获取电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack。
如果可以获取电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack,则可以在对电池组B-1到B-n放电时基于电池组B-1到B-n中每一个的满充电容量Qpack判定是否电池组B-1到B-n中每一个的SOC已经达到0%。
Claims (11)
1.一种蓄电***,其特征在于包括:
多个蓄电装置(B-1到B-n),每一个所述蓄电装置包括多个蓄电元件(10)和旁路电路(11),每一个所述旁路电路(11)与所述蓄电元件(10)中的对应的一个并联连接,所述多个蓄电装置(B-1到B-n)彼此并联连接,并且所述多个蓄电元件(10)串联连接;
多个继电器(R-1到R-n),每一个所述继电器被设置为与所述多个蓄电装置(B-1到B-n)中的对应的一个相对应,所述多个继电器(R-1到R-n)中的每一个被配置为在所述蓄电装置(B-1到B-n)中的所述对应的一个连接到用于充电或放电的电流路径的状态与所述蓄电装置(B-1到B-n)中的所述对应的一个从所述电流路径隔离的状态之间切换;以及
控制器(40),其被配置为控制所述多个蓄电装置(B-1到B-n)的充电或放电,其中
所述控制器(40)被配置为,开始对所有所述多个蓄电装置(B-1到B-n)的放电,利用所述旁路电路(11)中的对应的一个将完全放电的蓄电元件(10)从所述电流路径隔离,之后,利用所述继电器(R-1到R-n)中的对应的一个将完全放电的蓄电装置(B-1到B-n)从所述电流路径隔离,
所述控制器(40)被配置为,开始对所有所述多个蓄电装置(B-1到B-n)的充电,利用所述旁路电路(11)中的对应的一个将完全充电的蓄电元件(10)从所述电流路径隔离,之后,利用所述继电器(R-1到R-n)中的对应的一个将完全充电的蓄电装置(B-1到B-n)从所述电流路径隔离,并且
所述控制器(40)被配置为,当所有所述多个蓄电装置(B-1到B-n)在放电之后被充电时,通过累加流过每一个所述蓄电元件(10)和每一个所述蓄电装置(B-1到B-n)的电流值直到对应的所述蓄电元件(10)或对应的所述蓄电装置(B-1到B-n)从所述电流路径隔离,来计算每一个所述蓄电元件(10)的满充电容量和每一个所述蓄电装置(B-1到B-n)的满充电容量。
2.根据权利要求1所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,当所述控制器(40)已经判定所述蓄电元件(10)中的任何一个的SOC已经达到0%时,利用所述旁路电路(11)中的对应的一个将其SOC已经达到0%的所述蓄电元件(10)中的所述任何一个从所述电流路径隔离。
3.根据权利要求2所述的蓄电***,其特征在于还包括:
第一开关(12),其分别与所述蓄电元件(10)串联连接;以及
第二开关(13),其分别被设置在所述旁路电路(11)中,其中
所述控制器(40)被配置为,通过关断所述第一开关中的对应的一个并接通所述第二开关中的对应的一个,隔离所述蓄电元件(10)。
4.根据权利要求2所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,基于每预定时间段所述蓄电元件(10)的电压变化量或者所述蓄电装置(10)的放电终止电压,判定所述蓄电元件(10)的SOC已经达到0%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,当所述多个蓄电装置(B-1到B-n)被放电时,基于包含在所述蓄电装置(B-1到B-n)中的所有所述蓄电元件(10)从所述电流路径隔离这一事实,判定所述蓄电装置(B-1到B-n)已经被完全放电。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,当所述控制器(40)已经判定所述蓄电元件(10)中的任何一个的SOC已经达到100%时,利用所述旁路电路(11)中的对应的一个将其SOC已经达到100%的所述蓄电元件(10)中的所述任何一个从所述电流路径隔离。
7.根据权利要求6所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,基于每预定时间段所述蓄电元件(10)的电压变化量,判定所述蓄电元件(10)的SOC已经达到100%。
8.根据权利要求6所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,基于每预定时间段所述蓄电元件(10)的电阻变化量,判定所述蓄电元件(10)的SOC已经达到100%。
9.根据权利要求6所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,基于每预定时间段所述蓄电元件(10)的温度变化量,判定所述蓄电元件(10)的SOC已经达到100%。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的蓄电***,其特征在于,
所述控制器(40)被配置为,当所述多个蓄电装置(B-1到B-n)被充电时,基于包含在所述蓄电装置(B-1到B-n)中的所有所述蓄电元件(10)从所述电流路径隔离这一事实,判定所述蓄电装置(B-1到B-n)已经被完全充电。
11.一种控制多个蓄电装置(B-1到B-n)的充电或放电的控制方法,每一个所述蓄电装置包括多个蓄电元件(10)和旁路电路(11),每一个所述旁路电路(11)与所述蓄电元件(10)中的对应的一个并联连接,所述多个蓄电装置(B-1到B-n)彼此并联连接,并且所述多个蓄电元件(10)串联连接,该控制方法的特征在于包括:
开始对所有所述多个蓄电装置(B-1到B-n)的放电,利用所述旁路电路(11)中的对应的一个将完全放电的蓄电元件(10)从电流路径隔离,之后,利用继电器(R-1到R-n)中的对应的一个将完全放电的蓄电装置(B-1到B-n)从所述电流路径隔离,每一个所述继电器(R-1到R-n)被设置为与所述蓄电装置(B-1到B-n)中的对应的一个相对应,
开始对所有所述多个蓄电装置(B-1到B-n)的充电,利用所述旁路电路(11)中的对应的一个将完全充电的蓄电元件(10)从所述电流路径隔离,之后,利用所述继电器(R-1到R-n)中的对应的一个将完全充电的蓄电装置(B-1到B-n)从所述电流路径隔离,以及
当所有所述多个蓄电装置(B-1到B-n)在放电之后被充电时,通过累加流过每一个所述蓄电元件(10)和每一个所述蓄电装置(B-1到B-n)的电流值直到对应的所述蓄电元件(10)或对应的所述蓄电装置(B-1到B-n)从所述电流路径隔离,来计算每一个所述蓄电元件(10)的满充电容量和每一个所述蓄电装置(B-1到B-n)的满充电容量。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012162002A JP5605401B2 (ja) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 蓄電システムおよび制御方法 |
JP162002/2012 | 2012-07-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103580094A CN103580094A (zh) | 2014-02-12 |
CN103580094B true CN103580094B (zh) | 2015-09-02 |
Family
ID=49946009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310303292.1A Expired - Fee Related CN103580094B (zh) | 2012-07-20 | 2013-07-18 | 蓄电***以及用于蓄电***的控制方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140021923A1 (zh) |
JP (1) | JP5605401B2 (zh) |
CN (1) | CN103580094B (zh) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120032513A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Energy Pass, Inc. | Battery management circuit, battery module and battery management method |
JP5682708B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-03-11 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム |
JP6196466B2 (ja) * | 2013-05-10 | 2017-09-13 | Fdk株式会社 | 電源装置 |
JP5867483B2 (ja) * | 2013-11-08 | 2016-02-24 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム |
CN103972990B (zh) * | 2014-04-08 | 2017-04-12 | 江苏博强新能源科技股份有限公司 | 磷酸铁锂电池储能*** |
FR3039313B1 (fr) * | 2015-07-23 | 2019-07-26 | Blue Solutions | Dispositif reconfigurable de stockage d'energie par effet capacitif, systeme d'alimentation et vehicule electrique integrant ce dispositif |
KR20180044374A (ko) | 2015-08-25 | 2018-05-02 | 옥시스 에너지 리미티드 | 배터리 센서 |
WO2017054049A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Relectrify Pty Ltd | Battery system |
JP6387940B2 (ja) * | 2015-10-22 | 2018-09-12 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用電源装置 |
US9764703B2 (en) | 2016-01-22 | 2017-09-19 | International Business Machines Corporation | Power source element detection and monitoring |
US9714012B1 (en) | 2016-01-22 | 2017-07-25 | International Business Machines Corporation | Power source element replacement during vehicle operation |
KR20170120000A (ko) * | 2016-04-20 | 2017-10-30 | 엘에스산전 주식회사 | 전기자동차 충전 시스템 제어장치 |
JP6369510B2 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の診断装置および診断方法 |
JP6883396B2 (ja) * | 2016-08-25 | 2021-06-09 | 矢崎総業株式会社 | 急速充電装置 |
JP6531745B2 (ja) | 2016-10-27 | 2019-06-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 電源装置及び電源装置の制御方法 |
US10992144B2 (en) * | 2017-05-17 | 2021-04-27 | Galley Power LLC | Battery balancing and current control with bypass circuit for load switch |
WO2019060665A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-28 | Urban Electric Power Inc. | SYSTEM FOR CHARGING CELLS ASSEMBLED IN A BATTERY |
CN107991618A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-04 | 惠州市蓝微电子有限公司 | 一种soc估算方法及装置 |
JPWO2019188889A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2021-03-25 | 古河電気工業株式会社 | 蓄電システムおよび充電制御方法 |
EP3813006B1 (en) * | 2018-06-14 | 2023-12-20 | GS Yuasa International Ltd. | Communication device, information processing system, information processing method, and computer program |
CN108899964A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-11-27 | Oppo(重庆)智能科技有限公司 | 电池组充电控制***、方法及装置 |
JP6867987B2 (ja) * | 2018-10-09 | 2021-05-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 電源装置の満充電容量推定装置 |
JP6898904B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2021-07-07 | 株式会社豊田中央研究所 | 電源装置 |
JP6960898B2 (ja) | 2018-10-31 | 2021-11-05 | 株式会社豊田中央研究所 | 電源装置 |
JP7145391B2 (ja) * | 2018-11-28 | 2022-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システム |
JP7022346B2 (ja) | 2018-11-28 | 2022-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システム |
JP7089673B2 (ja) * | 2018-11-29 | 2022-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システム |
JP7100002B2 (ja) * | 2019-09-10 | 2022-07-12 | 矢崎総業株式会社 | 電池制御ユニットおよび電池システム |
JP7295750B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2023-06-21 | 矢崎総業株式会社 | 電池制御ユニットおよび電池システム |
JP7051776B2 (ja) * | 2019-09-30 | 2022-04-11 | 矢崎総業株式会社 | 電池制御ユニットおよび電池システム |
JP7168541B2 (ja) * | 2019-10-16 | 2022-11-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 水電解システム |
CN110970969B (zh) * | 2019-11-01 | 2021-10-15 | 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) | 一种电动船用锂离子动力电池轮休平衡拓扑及控制方法 |
JP7160862B2 (ja) * | 2020-06-19 | 2022-10-25 | 矢崎総業株式会社 | 電池制御ユニット及び電池システム |
JP7189182B2 (ja) * | 2020-09-07 | 2022-12-13 | 矢崎総業株式会社 | 充電制御装置、バッテリシステム、及び充電制御方法 |
CN113036880A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-06-25 | Oppo广东移动通信有限公司 | 充电装置、电子设备及充电方法 |
JP7421524B2 (ja) | 2021-08-24 | 2024-01-24 | 矢崎総業株式会社 | 蓄電池制御装置、蓄電システム、及び蓄電池制御方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1906824A (zh) * | 2003-10-29 | 2007-01-31 | 株式会社Ntt设施 | 充电装置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3013136B2 (ja) * | 1993-12-17 | 2000-02-28 | 富士通電装株式会社 | 充放電装置 |
JP3607105B2 (ja) * | 1999-01-26 | 2005-01-05 | 本田技研工業株式会社 | バッテリ残容量検出装置 |
JP2002152984A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-24 | Hitachi Ltd | 二次電池の充放電装置および充放電方法 |
JP2003132955A (ja) * | 2001-10-23 | 2003-05-09 | Nec Yonezawa Ltd | 非水電解質二次電池の充放電方法 |
JP3469228B2 (ja) * | 2002-02-13 | 2003-11-25 | 三菱重工業株式会社 | 蓄電装置の充放電制御装置及び充放電制御方法並びに電力貯蔵システム |
JP4074596B2 (ja) * | 2004-03-18 | 2008-04-09 | 日立マクセル株式会社 | 充電電池あるいは充電電池パック |
US7382110B2 (en) * | 2004-04-23 | 2008-06-03 | Sony Corporation | Method of charging secondary battery, method of calculating remaining capacity rate of secondary battery, and battery pack |
JP4641862B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2011-03-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | リチウムイオン二次電池の充放電回路 |
US8872474B2 (en) * | 2006-02-09 | 2014-10-28 | Karl F. Scheucher | Fail safe serviceable high voltage battery pack |
TW200913433A (en) * | 2007-09-10 | 2009-03-16 | J Tek Inc | Scattered energy storage control system |
US20100164437A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-07-01 | Mckinley Joseph P | Battery formation and charging system and method |
KR101091387B1 (ko) * | 2008-11-14 | 2011-12-07 | 주식회사 엘지화학 | 만충전 용량 비교를 통한 배터리 보호 장치 및 방법 |
JPWO2011118112A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2013-07-04 | パナソニック株式会社 | 充電状態検出回路、電池電源装置、及び電池情報モニター装置 |
-
2012
- 2012-07-20 JP JP2012162002A patent/JP5605401B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-07-16 US US13/943,135 patent/US20140021923A1/en not_active Abandoned
- 2013-07-18 CN CN201310303292.1A patent/CN103580094B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1906824A (zh) * | 2003-10-29 | 2007-01-31 | 株式会社Ntt设施 | 充电装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5605401B2 (ja) | 2014-10-15 |
CN103580094A (zh) | 2014-02-12 |
JP2014023361A (ja) | 2014-02-03 |
US20140021923A1 (en) | 2014-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103580094B (zh) | 蓄电***以及用于蓄电***的控制方法 | |
CN103779620B (zh) | 蓄电*** | |
US9201118B2 (en) | Control system for a battery assembly and corresponding method of determining whether a battery assembly can be reused | |
EP1837944B1 (en) | Electric power supply control apparatus | |
EP2418751B1 (en) | Battery charger and battery charging method | |
JP5274110B2 (ja) | 車両用の電源装置 | |
JP6206317B2 (ja) | 蓄電システム | |
CN108490302A (zh) | 接地故障检测器 | |
CN110018349A (zh) | 接地故障检测装置 | |
JP6391619B2 (ja) | 劣化特定装置および劣化特定方法 | |
CN112557941A (zh) | 接地故障检测装置 | |
JP6146332B2 (ja) | リレーの固着判別システム | |
CN104104128A (zh) | 电动设备***及电池组 | |
US9863993B2 (en) | Storage battery monitoring device with wiring disconnection detection | |
CN105993106B (zh) | 电储能装置和用于运行电储能装置的方法 | |
CN107889526B (zh) | 电池***监视装置 | |
EP2869074A1 (en) | Device and method for calculating pre-charge resistance of battery pack | |
JPWO2017043238A1 (ja) | 電池監視装置 | |
KR20140042540A (ko) | 전기자동차 및 그의 pra 프리차지 저항 상태 측정방법 | |
EP2713174A1 (en) | Method and apparatus for diagnosing faults in a battery pack, and power relay assembly using same | |
JP2014223003A (ja) | 蓄電システム | |
US20130201587A1 (en) | Method and apparatus for detecting a fault of a battery pack and a power relay assembly | |
JP2014233183A (ja) | 蓄電システム及び制御方法 | |
CN103688438A (zh) | 蓄电***以及用于判别蓄电块的状态的方法 | |
JP2016133405A (ja) | 監視装置、及び電池監視システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150902 Termination date: 20160718 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |