CN105075058A

CN105075058A - 电池***

Info

Publication number: CN105075058A
Application number: CN201480018722.8A
Authority: CN
Inventors: 杉山茂行; 青木护; 中北学; 角谷和重; 饭田琢磨
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-11-18
Also published as: US20160049814A1; EP2983268A4; JP6222581B2; JPWO2014162686A1; JP2018007557A; US9837834B2; EP2983268B1; JP6406533B2; WO2014162686A1; EP2983268A1

Abstract

本发明提供能够以低价地高容量化、充电接收性能高且性能不易降低的电池***。电池***是将第一电池和第二电池组合而成的电池***，第一电池的放电曲线(放电特性)(311)具有稳定区域(B1)，第二电池的放电曲线(放电特性)(321)在比第一电池的稳定区域(B1)的电压低的电压范围内具有稳定区域(B2)，且在与第一电池的稳定区域(B1)的电压重复的电压范围内具有不稳定区域(A2)，将第一电池与第二电池并联连接，以在放电过程中，使得电池整体的放电状态从第一电池的稳定区域(B1)向第二电池的稳定区域(B2)转移。

Description

电池***

技术领域

本发明涉及适用于电动车辆等的电池***。

背景技术

以往，例如作为电动汽车用的电源，广泛地使用价格便宜且使用实际效果好的铅蓄电池。另外，近年来，作为这样的电源，也逐渐开始使用能够得到高电压且能量密度高的锂离子电池。

然而，由于铅蓄电池的充电接收性能较低，因此难以高效地对在电动汽车等车辆(以下，简称为“车辆”)的制动时所得到的再生能量进行蓄电。另外，另外，由于锂离子电池的制造成本高且难以增大容量，所以难以充分地确保在车辆的发动机起动时所需要的电力。

因此，例如专利文献1及专利文献2中记载了将内部电阻小的锂离子电池和容量大的铅蓄电池并联连接的技术。根据这样的技术，能够低价地实现充电接收性能高且容量大的电池***。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-174734号公报

专利文献2：日本特开2004-25979号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，这样的以往技术难以维持由多个二次电池构成的电池整体的、包含充电接收性能及容量在内的作为二次电池的性能(以下，简称为“性能”)。原因在于，通常，由于过充电及过放电等产生劣化，或由于保存状态不同而使容量恢复性不同等，铅蓄电池及锂离子电池等二次电池根据使用状态而性能有可能降低。而且，原因在于，若每个二次电池的性能降低，则电池整体的性能也降低。

本发明的目的在于，提供能够低价地高容量化、充电接收性能高且性能不易降低的电池***。

解决问题的方案

本发明的电池***是将第一电池与第二电池组合而成的电池***，所述第一电池的放电特性，具有电压相对于放电容量的变化率小的稳定区域，所述第二电池的放电特性，在比所述第一电池的所述稳定区域的电压低的电压的范围内，具有电压相对于放电容量的变化率小的稳定区域，且在与所述第一电池的所述稳定区域的电压重复的电压的范围内，具有相对于放电容量的电压变化率大的不稳定区域，将所述第一电池与所述第二电池并联连接，以在由所述第一电池和所述第二电池构成的电池整体的放电过程中，使得该电池整体的放电状态从所述第一电池的稳定区域向所述第二电池的稳定区域转移。

发明效果

根据本发明，能够得到可以低价地高容量化、充电接收性能高且性能不易降低的电池***。

附图说明

图1是表示一例一般的电池的放电特性的图。

图2是表示一例本发明的电池***的概略结构的图。

图3是表示一例本发明中的第一电池的放电特性和第二电池的放电特性之间的关系的图。

图4是表示一例本发明的电池***中的电压和各电池的放电状态之间的关系的图。

图5是表示一例本发明的电池***的放电特性和充放电模式之间的关系的图。

图6是表示一例本发明的电池***中的第一电池和第二电池的组合条件的图。

图7是表示本发明一实施方式的电池***的结构的方框图。

图8是表示本实施方式中的第一电池及第二电池的第一具体例子的图。

图9是表示本实施方式中的第一电池及第二电池的第二具体例子的图。

图10是表示本实施方式中的第一电池及第二电池的第三具体例子的图。

图11是用于说明本实施方式中的断续器的控制的一例的图。

图12是用于说明本实施方式中的断续器的控制的另一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明一实施方式。

首先，说明本发明的概要。

图1是表示一例一般的二次电池(以下称为“电池”)的放电特性的图。图1中，横轴表示100％～0％的范围内的充电状态(SOC：StateOfCharge)[％]，纵轴表示电压[V]。另外，以下的说明中，以放电进展的方向为基准，而使用“初期”、“末期”、“始期”及“终期”的用语。

如图1所示，一般的电池的放电曲线301中，若连续放电，则充电状态降低(也就是，充电剩余容量降低)，与此同时，电压降低。而且，在放电曲线301的放电初期部分和放电末期部分存在不稳定区域(分别使用记号“A”及记号“A’”)。而且，在放电曲线301的中间部分存在稳定区域(使用记号“B”)。

不稳定区域A、A’是因微小的充电状态的变化而电压极大变化的区域，也就是说，相对于放电容量的电压变化率大的区域。换言之，是放电曲线301急剧地变化的区域。

具体而言，不稳定区域A是，在从充满电开始的放电初期中的、因微小的充电状态的降低而电压较大程度降低的区域。另外，不稳定区域A’是，在向完全放电的放电末期中的、因微小的充电状态的降低而电压较大程度地降低的区域。

另外，稳定区域B是，即使充电状态变化，电压的变化也少的、变化率小的区域，也就是，相对于放电容量的电压变化率小的区域。换言之，是放电曲线301平缓变化的区域。

这样，电池的放电曲线301描绘了如下的曲线：从不稳定区域A向稳定区域B的始期部分转移，接着，从稳定区域B的终期部分向不稳定区域A’转移。

存在实际的设备等中所使用的电压范围比电池的标称电压范围302宽的情况。从而，在实际的使用中，可能发生充电至电压高于标称电压范围302的过充电，或发生放电至电压低于标称电压范围302的过放电。

在不稳定区域A容易产生过充电，在不稳定区域A’容易产生过放电。另外，过充电及过放电加快电池的劣化。因而，优选的是，在存在不稳定区域A、A’的情况下，以尽可能避免不稳定区域A、A’那样的放电状态来使用电池。

因此，本发明的电池***例如将第一电池和第二电池组合，该第二电池在比第一电池的稳定区域B的电压低的电压的范围内具有稳定区域B，且在与第一电池的稳定区域B的电压重复的电压的范围内具有不稳定区域A。

而且，例如，本发明的电池***将这些电池并联连接以在该电池整体的放电过程中，使得由第一电池及第二电池构成的电池整体的放电状态从第一电池的稳定区域向第二电池的稳定区域转移。

这样的电池***能够用第一电池的稳定区域B覆盖第二电池的放电初期侧的不稳定区域A的至少一部分。由此，能够防止由第二电池的过充电引起的劣化。

另外，本发明的电池***中，例如，进一步，第一电池还在与第二电池的稳定区域B的电压重复的电压的范围内具有不稳定区域A’

这样的电池***能够用第二电池的稳定区域B覆盖第一电池的末期侧的不稳定区域A’的至少一部分。由此，能够防止由第一电池的过放电引起的劣化。

即，本发明的电池***能够将每个电池的使用状态优化，以使电池整体的性能不易降低。

这里，更详细地说明本发明的电池***中每个电池的使用状态被优化的理由。

图2是表示一例本发明的电池***的概略结构的图。

图2中，将第一电池100和第二电池200组合来构成电池***10。该第一电池100和第二电池200并联地电连接。更具体而言，第一电池100的正极端子和第二电池200的正极端子连接，第一电池100的负极端子和第二电池200的负极端子连接。

此外，以下的说明中，设为第一电池100是锂离子电池，第二电池200是铅蓄电池。

锂离子电池是非水类的二次电池的一种，是由电解质中的锂离子承担电传导的二次电池。在代表性的电池单元的结构中，正极使用钴酸锂等含有锂的金属氧化物，负极使用碳材料，电解液使用有机电解液。另外，将这些正极及负极隔着隔板卷绕而成的卷绕式的电极主体在浸于非水电解液中的状态下容纳于圆筒状的电池筒。

锂离子电池具有能够得到高电压、能量密度高、充放电能量的效率高、能够快速充放电这样的特性。另一方面，锂离子电池具有不耐过充电及过放电的特性、及若以充满电状态保存则劣化急剧地加重的特性。并且，锂离子电池具有放电保存的容量恢复性优于充电保存的容量恢复性的特性。这里，容量恢复性是指，在保存后进行了充放电时与初始容量相比，恢复到怎样程度的性质。

铅蓄电池是水溶液类的二次电池，正极使用二氧化铅，负极使用海绵状的铅，使用稀硫酸作为电解液。各电池单元室中容纳了将多个正极板和负极板隔着玻璃纤维的隔板层叠而成的电极组。

由于铅蓄电池比较便宜，因此作为大容量电池的实际使用效果较好。另一方面，铅蓄电池具有若进行过放电则劣化提前的特性。并且，铅蓄电池具有与充电保存的容量恢复性优于放电保存的容量恢复性的特性。

图3是表示一例第一电池100的放电特性和第二电池200的放电特性之间的关系的图。图3A表示第一电池100的放电特性，图3B表示第二电池200的放电特性。图3A及图3B分别与图1对应。另外，图3A及图3B中以纵轴对应的方式来配置。

与图1所示的一般的电池的放电曲线301同样，第一电池100的放电曲线311具有放电始期部分的不稳定区域及放电末期部分的不稳定区域(分别使用记号“A1”及记号“A1’”)。而且，与图1所示的一般的电池的放电曲线301同样，第一电池100的放电曲线311在中间部分(也就是不稳定区域A1和不稳定区域A1’之间)具有稳定区域(使用记号“B1”)。

另外，第二电池200的放电曲线321也同样地具有放电始期部分的不稳定区域及放电末期部分的不稳定区域(分别使用记号“A2”及记号“A2’”)、和稳定区域(使用记号“B2”)。

但是，第一电池100的放电曲线311和第二电池200的放电曲线321不同。

具体而言，如下所述。

(1)第一电池100的稳定区域B1中的电压高于第二电池200的稳定区域B2中的电压。换言之，第二电池200的稳定区域B2中的电压低于第一电池100的稳定区域B1中的电压。这样，在稳定区域B1、B2中存在电压的高低差。

(2)第一电池100的不稳定区域A1中的电压的高低幅度窄，相对于此，第二电池200的不稳定区域A2中的电压的高低幅度宽。也就是，第二电池200的不稳定区域A2中，电压因微小的充电状态的变化而较大程度地降低。

(3)第一电池100的不稳定区域A1’中的电压的高低幅度宽，相对于此，第二电池200的不稳定区域A2’中的电压的高低幅度窄。也就是，第一电池1的不稳定区域A1’中，电压因微小的充电状态的变化而急剧地较大程度地降低。

并且，第一电池100及第二电池、200的放电特性构成为，第一电池100的稳定区域B1的终期部分的电压Vt和第二电池200的稳定区域的始期部分的电压Vc大致一致。即，第一电池100的稳定区域B1的电压的最小值和第二电池200的稳定区域B2的电压的最大值大致一致。

例如，能够通过调整第一电池100及第二电池200的电池单元的串联连接数来实现这样的电压Vt、Vc的大致一致。即，第一电池100及第二电池200的至少一个由串联连接的多个电池单元构成。

以下，为了方便说明，设为使第一电池100的稳定区域B1的终期部分的电压Vt和第二电池200的稳定区域的始期部分的电压Vc，作为电压值Vm而一致。

另外，使第一电池100的标称电压范围312和第二电池200的标称电压范围322大致一致。即，第一电池100的上限电压Vh1及下限电压V11分别与第二电池200的上限电压Vh2及下限电压V12大致一致。

以下，为了方便说明，作为电池***10的上限电压Vh而设为第一电池100的上限电压Vh1和第二电池200的上限电压Vh2一致。另外，作为电池***10的上限电压V1而设为第一电池100的下限电压V11和第二电池200的下限电压V12一致。

图4是表示一例电池***10中进行放电时的、电压和各电池的放电状态之间的关系的图。在此，顺着从充满电状态开始连续放电时的时间过程进行说明。

如图4所示，首先，在从放电开始到第一电池100的稳定区域B1的终期部分的电压Vt为止的区域(电压Vh～Vm)331中，主要由第一电池100放电。即，在该区域331中，第二电池200几乎不放电。这是基于如下的关系，即：第二电池200的稳定区域B2中的电压低于第一电池100的稳定区域B1中的电压的、第一电池100的放电特性和第二电池200的放电特性之间的关系。

另一方面，在电压Vh～Vm的区域331中，第二电池200的电压追随第一电池100的电压的变化而变化。这是基于如下情况，即：第一电池100和第二电池200被并联连接，各电池的电压相等。

接着，在电池***10的电压在到达了第一电池100的稳定区域B1的终期的电压Vm之后到放电结束为止的区域(电压Vm～V1)332中，主要由第二电池200放电。即，电池***10的放电状态从第一电池100的稳定区域B1向第二电池200的稳定区域B2转移，最终向第二电池200的不稳定区域A2’转移。如上所述，这是基于稳定区域B1的终期部分的电压Vt和稳定区域B2的始期部分的电压Vc大致一致的情况。

第二电池200的不稳定区域A2的电压范围的至少一部分与第一电池100的稳定区域B1的电压范围的至少一部分重复。从而，即使进行快速的充电，第二电池200的放电状态也与第一电池的稳定区域B1的电压的变化相应地进行变化。因此，在不稳定区域A2中平缓地变化，产生第二电池200的过充电的机会被抑制。

另外，第一电池100的不稳定区域A1’的电压范围的至少一部分与第二电池200的稳定区域B2的电压范围的至少一部分重复。从而，即使进行了放电，第一电池100的放电状态也与第二电池的稳定区域B2的电压的变化相应地进行变化。因此，在不稳定区域A1’中平缓地变化，容易避开过放电，产生第一电池100的过放电的机会被抑制。

此外，在成为完全放电之前，电池常常被充电。因此，优选第一电池100的容量恢复性在放电保存时较高，第二电池200的容量恢复性在充电保存时较高。

对于这一点，列举充放电模式的具体例进行说明。

图5是表示一例电池***10的放电特性和充放电模式之间的关系的图。图5A表示电池***10(将第一电池100和第二电池200并联连接的***)的放电特性。即，图5A表示将图3所示的第一电池100的放电特性与第二电池200的放电特性合成后的放电特性。图5B表示充电状态中的、第一电池100为主地放电的区域、和第二电池200为主地放电的区域。图5C～图5F表示将电池***10作为电动汽车的驱动电源而利用的情况下的、1天的充放电模式的一例子。此外，这里，为了方便说明，忽略了由来自电动汽车的电机的再生能量产生的充电，但是，即使是突然的较大的电流，也利用第一电池的稳定区域抑制第二电池的过充电，该情况与上述的内容相同。

此外，图5A与图2～图4对应。另外，图5A～图5F中以使横轴对应的方式来配置。另外，图5C～图5F中，向右的箭头表示放电，向左的箭头表示充电，并且，各箭头的长度与充放电的容量的大小对应。

如图5A所示，电池***10的放电曲线341具有将图3所示的第一电池100的放电曲线311和第二电池200的放电曲线321合成后的形状。即，在电池***10的放电曲线341中，第一电池100的稳定区域B1与第二电池200的稳定区域B2以连续的状态被连接，与每个电池相比，成为稳定区域B变宽的状态。

而且，如图5A及图5B所示，在电压Vh～Vm的区域331，第一电池100为主地充放电，在电压Vm～V1的区域332，第二电池200为主地充放电。这里，区域331与区域332的边界与充电状态50％基本大致一致。

例如，设为电动汽车的用户在上午使用了充满电后的电动汽车。在该情况下，如图5C所示，进行电池***10的放电，充电状态(充电剩余容量)例如降低至约50％。这里，主要进行第一电池100的放电。

而且，设为用户在午休时不使用电动汽车而将电池***10与外部电源连接。在该情况下，如图5D所示，进行电池***10的充电，充电状态(充电剩余容量)例如恢复至约100％。这里，第二电池200基本上未放电，所以主要进行第一电池100的充电。

而且，设为用户在下午时长时间使用再次充满电后的电动汽车。在该情况下，如图5E所示，长时间进行电池***10的放电，充电状态(充电剩余容量)例如降低至约25％。在此，在放电初期进行第一电池100的放电，在充电状态成为50％之后，进行第二电池200的放电。

而且，设为用户在夜间不使用电动汽车，而将电池***10与外部电源连接。在该情况下，如图5F所示，进行电池***10的充电，充电状态(充电剩余容量)例如恢复至约100％。在此，进行第一电池100和第二电池200两者的充电。

这样，在实际的充放电模式中，第一电池100以较高的频度被充放电。即，第二电池200被充放电的频度低于第一电池100。换言之，鉴于被使用的实际的环境，第一电池100被放电保存的机会较多，第二电池200被充电保存的机会较多。

因此，通过将第一电池100设为放电保存时的容量恢复性优于充电保存时的容量恢复性的电池，能够使电池整体的性能提高。另外，通过将第二电池200设为充电保存时的容量恢复性优于放电保存时的容量恢复性的电池，能够使电池整体的性能提高。

换言之，在使用具有这样的容量恢复性的第一电池100及第二电池200的情况下，电池***10能够高效地灵活利用它们的特性。

另外，在使用具有过放电使劣化提前的特性的第二电池200的情况下，电池***10能够防止由于该过放电引起的第二电池200的劣化。

在这样的电池***10中，例示了能够在防止电池整体的性能降低的同时，灵活利用每个电池的特性的、第一电池100与第二电池200的组合条件。

图6是表示一例第一电池100和第二电池200的组合条件的图。

如图6所示，就电压高于电压稳定部B的电压不稳定部A的高低幅度351来说，第二电池200更宽，就电压低于电压稳定部B的电压不稳定部A’的高低幅度353来说，第一电池100更宽。另外，如上所述，就电压稳定部B的电压352来说，第一电池100更高。而且，在标称电压范围内，就充电状态保持特性354来说，第二电池200更好，就放电状态保持特性355来说，第一电池100更好。

而且，对于实现这样的各项目的组合的具体电池的种类356，是作为第一电池100的锂离子电池和作为第二电池200的铅蓄电池。此外，作为锂离子电池，三元类、Ni类、Fe类、或者Ti类的锂离子电池是适合的，作为铅蓄电池，开放型的铅蓄电池是适合的。开放型的铅蓄电池之所以是适合的，是因为与密闭型的铅蓄电池相比能够充电至较高的充电电压，以及因为能够补水而比较耐过充电。

如上所述，本发明的电池***能够优化每个电池的使用状态。

以下，说明本发明的实施方式。

图7是表示本发明的实施方式的电池***的结构的框图。图8～图10是表示第一电池及第二电池的具体例子的图。

如图7所示，在电池***10a中，第一电池100及第二电池200并联地连接。而且，第一电池100及第二电池200各自的两端通过控制电路400连接到负载500。另外，根据需要，第一电池100及第二电池200各自的两端连接到电源600而被充电。另外，在所述第一电池100和第二电池200之间配置有断续器700。

第一电池100及第二电池200例如是图8所示的电池。

如图8所示，第一电池100例如是标称电压57.6V的LiFePO4型的锂离子电池，具有将18个标称电压3.2V的电池单元串联连接而成的结构。另外，在该情况下，为了确保安全，优选在第一电池100中设置监视充放电的保护电路800(参照图7)。

另一方面，第二电池200例如是标称电压48V的开放型的铅蓄电池，具有将24个标称电压2V的电池单元串联连接而成的结构。

或者，第一电池100及第二电池200例如是图9所示的电池。

另外，如图9所示，第一电池100例如是标称电压57.6V的NCR18650A(LiNiO2)型的锂离子电池，具有将16个标称电压3.6V的电池单元串联连接而成的结构。另外，在该情况下，也优选在第一电池100中设置保护电路800(参照图7)。另一方面，第二电池200与图8所示的例子是同样的。

另外，如图10所示，第一电池100例如是标称电压57.6V的钛酸锂离子电池，具有将24个标称电压2.4V的电池单元串联连接而成的结构。另外，在该情况下，也优选在第一电池100中设置保护电路800(参照图7)。另一方面，第二电池200与图8及图9所示的例子是同样的。

图7的控制电路400执行***整体的控制，具有控制第一电池100和第二电池200的充放电状态或电压、电流等的功能。负载500例如是电动汽车的电机。电源600例如是商用电源，通过插座(未图示)等连接到第一电池100及第二电池200。此外，电源600也可以包括电动汽车的电机，在该情况下，再生能量被供给至第一电池100及第二电池200。

断续器700具有根据规定时间、从第一电池100向第二电池200持续流动电流的情况等的从第一电池100朝向第二电池200的电流的流入状态、及第二电池200的电压的变化状态中的至少一个，来切断该电流的功能。更具体而言，例如，在从第一电池100向第二电池200在规定时间以上连续流入规定值以上的电流时，或上述电流为规定值以下时、或者第二电池200的电压为某规定值以下时等，断续器700切断上述电流。设置断续器700的理由如下。

例如，设为将第一电池100和第二电池200充电至相同的电压，之后停止充电，在连接了第一电池100和第二电池200的状态下放置。在该情况下，电流从第一电池100向第二电池200流动。

如上所述，第一电池100的放电保存的容量恢复性优于充电保存的容量恢复性。因此，从第一电池100的长寿命方面考虑，优选在充电后，第一电池100向第二电池200放电。另外，如上所述，第二电池200的充电保存的容量恢复性优于放电保存的容量恢复性。因此，从第二电池200的长寿命方面考虑，优选在充电后，将第二电池200的电压维持得较高。

因此，电池***10a能够使第一电池100和第二电池200双方维持良好的特性。

另外，例如，在刚进行充电后进行放电的情况下，第一电池100的电压因放电而降低。因此，从第一电池100向第二电池200的电流的流入少。

另一方面，在充电后停止充电而放置的情况下，第一电池的电压被维持得较高而不变，第二电池的电压也被维持在不稳定区域A2的状态。因此，连续从第一电池100向第二电池200流入电流。因此，尽管进行了充电，但是所充电的电力在第一电池100和第二电池200之间被消耗。

因此，在能够产生充电后的放置期间较长的状况的情况下，优选切断从第一电池100向第二电池200流动的电流。设置断续器700就是因为这样的理由。此外，也可以不是在第一电池100侧，而是在第二电池200侧配置该断续器700。

另外，在电池***10a中，如上所述，第一电池100的电压追随第二电池200的稳定区域B2中的平缓的电压变化，因此不会在不稳定区域A1’急剧地降低至下限电压V1。因此，控制电路400能够精度良好地监视电池整体的电压，能够更可靠地抑制第一电池100的过放电的危险性。

如上所述，本实施方式的电池***10a，通过将第一电池100与第二电池200组合，能够以低价进行高容量化，另外，能够长寿命而实现使用状态的优化。即，本实施方式的电池***10a具有能够以低价进行高容量化，充电接收性能较高，且性能不易降低的特征。另外，如上所述，本发明能够适用于电池单元电压不同的各种锂离子电池。

此外，在第二电池200为铅蓄电池的情况下，如上所述，存在放电(过放电)至较低的充电状态时劣化加重，循环寿命降低的特性。

因此，上述电池***10a中，与第二电池200相比，也可以将第一电池100设为更高输出且更高容量。由此，能够使得在第一电池100放电后，第二电池200进行放电，能够将第二电池200尽可能保持较高的充电状态。

作为这样的第一电池100，虽然特别优选采用相对于铅蓄电池容易在输出及容量这两者出现差异的锂离子电池，但是也可以采用镍氢电池。

在此，所谓高输出是指，相比比较对象的电池，以1It放电时的额定容量比率较高。铅蓄电池的这样的额定容量比率为约50％。另一方面，锂离子电池或镍氢电池的这样的额定容量比率为约90％。因此，通过将第一电池100设为锂离子电池或者镍氢电池，将第二电池200设为铅蓄电池，能够将第一电池100的输出设定得比第二电池200高。

另外，所谓高容量是指，相比比较对象的电池，体积能量密度或重量能量密度较高。

例如，作为开放型铅蓄电池，存在对于标称电压48V及容量725Ah的性能、即能量34800Wh，总重量为约1175kg及体积为约13.2L的开放型铅蓄电池。这样的开放型铅蓄电池的重量能量密度为约30Wh/kg(体积能量密度109Wh/L)，即使在铅蓄电池之中也是最大级的容量。即，假定其他铅蓄电池的能量密度不超过这样的开放型铅蓄电池的能量密度程度。

另一方面，作为锂离子电池，例如存在对于标称电压3.6V及容量2Ah的性能、即能量7.2Wh，总重量为约0.045kg及体积为约0.0165L的锂离子电池。这样的锂离子电池的重量能量密度为约160Wh/kg(体积能量密度435Wh/L)。

另外，作为镍氢电池，例如存在对于标称电压1.2V及容量5Ah的性能、即能量6Wh，总重量为约0.15kg及体积为约0.0424L的镍氢电池。这样的镍氢电池的重量能量密度为40Wh/kg(体积能量密度141Wh/L)左右。

即，若将高容量的阈值设定为例如重量能量密度为35Wh/kg(体积能量密度120Wh/L)左右，则锂离子电池或镍氢电池相对于铅蓄电池为高容量。因此，通过将第一电池100设为重量能量密度35Wh/kg以上的锂离子电池或者镍氢电池，将第二电池200设为铅蓄电池，能够将第一电池100的容量设定得比第二电池200高。

另外，在图7中的电池***的说明中，虽然说明了由断续器700进行的第一电池100和第二电池200之间的切断，但是进行切断的条件不限于上述例子。

一般地，若充电与放电之间的停机时间(保管)越长，则锂离子电池的循环寿命特性越恶化。这是因为，若以充电状态放置，则被维持电压较高的状态，从而，电池单元内部的电解液受到电池自身的高电压的影响而劣化，对电池单元的特性带来不良影响。

因此，可以考虑以下对策，例如如小型的电池组那样，为了避免长期的充电保管时的劣化，在电池中设置电阻，对该电阻放电来降低电压。但是，在EV(ElectricVehicle：电动车)用途等大容量电池中，所需要的电阻变大，其设置困难并且能量损失大。

因此，在使用锂离子电池作为第一电池100的情况下，优选控制电路400(参照图7)控制断续器700的动作以使上述停机时间尽可能短。

图11是用于说明这样的断续器700的控制的一例子的图。在图11中，纵轴表示电池电压，横轴表示时间。

在此，假定如图5D中说明的午休那样的、在一小时左右的比较短的时间内连续进行充电的状况，也就是，在充满电前的中途结束充电的状况。

在充电时，控制电路400将断续器700连接，使第一电池100和第二电池200之间导通。在该情况下，如图11的线910所示，首先，进行对第一电池100(锂离子电池)和第二电池200(铅蓄电池)这两者的充电(区间911)。而且，连续进行充电，在时间s₁第一电池100及第二电池200被充电至规定的电压Va₁的阶段，充电器停止，或者由用户将充电停止。

控制电路400在时间s₁以后也维持断续器700的连接，使电流从第一电池100流入第二电池200(区间912)。而且，若第一电池100及第二电池200的电压降低至即使长期保存对循环寿命特性的影响也十分少的规定的阈值Vth₁，则控制电路400将断续器700切断。即，控制电路400使电流不从第一电池100向第二电池200流入。

此外，在充电后，存在若第一电池100及第二电池200的电压一下子降低至即使长期保存对循环寿命特性的影响也十分少的规定的阈值Vth₁，则有在下次使用时电池整体的容量减少过多的情况。因此，控制电路400也可以断续地反复进行断续器700的切断和重新连接，直至达到阈值Vth₁为止。

这样，通过缩短第一电池100的停机时间，能够更长且稳定地使用作为锂离子电池的第一电池100。

或者，控制电路400也可以控制断续器700的动作，以将第一电池100的充电结束时的电压抑制得低。

图12是用于说明断续器700的控制的另一例子的图，与图11对应。

这里，假定如图5F中说明过的夜间那样，在比较长的时间连续进行充电的状况、即充满电完成的状况。

在充电时，控制电路400将断续器700连接，使第一电池100与第二电池200之间导通。在该情况下，如图12的线920所示，首先，进行第一电池100(锂离子电池)和第二电池200(铅蓄电池)这两者的充电(区间921)。

而且，若连续进行充电，且第一电池100及第二电池200被充电至规定的电压Vb，则控制电路400将断续器700切断，停止向第一电池100充电。该电压Vb是第一电池100的被预先设定的充满电电压。

而且，若连续充电而第二电池200被充电至规定的电压Vab(Vb＜Vab＜Va)，则控制电路400切换至基于恒定电流的充电控制，仅将第二电池200充电至规定的电压Va(区间922)。电压Va是第二电池200的被预先设定的充满电电压。

此外，这期间，第一电池100维持在充满电电压Vb不变，与图11所示的情况相比，连续地维持在相对较高的电压。因此，有可能劣化的程度相对地高于图11所示的情况。

之后，若经过一定时间，在时间s停止充电，则在不稳定区域内的第二电池的电压快速降低。在此，如图12所示，设为与第一电池100的电压Vb相比，第二电池200的电压在时间t进一步降低，并到达阈值Vth₂。这时，控制电路400将断续器700重新连接，使电流从第一电池100向第二电池200流动(区间923)。

这样，通过适当地控制断续器700，能够将第二电池200作为第一电池100的放电用的电阻来利用。即，不用对第一电池100新设置放电用的电阻，而能够在停机时间将第一电池100的电压抑制得较低。并且，通过对第二电池200的自放电进行补偿，能够使第二电池200吸收由第一电池100放电的能量，能够抑制作为整体的能量损失。

而且，若第一电池100的电压降低至即使长期保存对循环寿命特性的影响也十分少的规定的阈值Vth₃，则控制电路400再次将断续器700切断。即，控制电路400使电流不从第一电池100流入到第二电池200。由此，能够防止长时间连续从第一电池100向第二电池200流入电流而使第一电池100的容量减少。

此外，本发明不限于上述构成，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变形。另外，将上述实施方式作为一例提出，无意限定发明的范围。

例如，本发明涉及的电池***不限于电动汽车，也能够适用于电动摩托车或叉车等电动车辆。另外，本发明的适用范围不限于电动车辆，本发明也能够适用于其他各种设备及各种装置。

本发明的电池***是将第一电池和第二电池组合而成的电池***，所述第一电池的放电特性，具有电压相对于放电容量的变化率小的稳定区域，所述第二电池的放电特性，在比所述第一电池的所述稳定区域的电压低的电压的范围内，具有电压相对于放电容量的变化率小的稳定区域，且在与所述第一电池的所述稳定区域的电压重复的电压的范围内，具有相对于放电容量的电压变化率较大的不稳定区域，将所述第一电池与所述第二电池并联连接，以在该电池整体的放电过程中，使得由所述第一电池及所述第二电池构成的电池整体的放电状态从所述第一电池的稳定区域向所述第二电池的稳定区域转移。

此外，也可以在上述电池***中，所述第一电池的放电特性，在与所述第二电池的所述稳定区域的电压重复的电压范围内，具有相对于放电容量的电压变化率较大的不稳定区域。

另外，也可以在上述电池***中，所述第一电池的所述稳定区域的电压的最小值与所述第二电池的所述稳定区域的电压的最大值大致一致。

另外，也可以在上述电池***中，所述第一电池和所述第二电池中的至少一个由串联连接的多个电池单元构成。

另外，也可以在上述电池***中，所述第一电池是放电保存时的容量恢复性优于充电保存时的容量恢复性的电池，所述第二电池是充电保存时的容量恢复性优于放电保存时的容量恢复性的电池。

另外，也可以在上述电池***中，所述第一电池是锂离子电池，所述第二电池是铅蓄电池。

另外，也可以在上述电池***中，所述第二电池是开放型铅蓄电池。

另外，也可以在上述电池***中，所述第二电池是铅蓄电池，所述第一电池相比所述第二电池为高输出且高容量。

另外，也可以，在上述电池***的基础上，所述第一电池是锂离子电池。

另外，也可以在上述电池***中，还具有断续器，该断续器配置在所述第一电池与所述第二电池之间，根据从所述第一电池向所述第二电池的电流的流入状态、及电压的变化状态中的至少一个，切断该电流。

另外，也可以在上述电池***中，在所述第二电池的电压低于所述第一电池的电压的情况下，所述断续器进行重新连接。

另外，也可以在上述电池***中，在所述第一电池的电压低于规定的阈值的情况下，所述断续器切断从所述第一电池向所述第二电池的电流。

在2013年4月3日提交的日本专利申请特愿2013-077888号所包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。

工业实用性

本发明作为能够低价地高容量化、充电接收性能高且性能不易降低的电池***是有用的。

标号说明

10、10a电池***

100第一电池(锂离子电池)

200第二电池(铅蓄电池)

400控制电路

500负载

600电源

700断续器

800保护电路

Claims

1.一种电池***，其为第一电池和第二电池组合而成，

所述第一电池的放电特性，具有电压相对于放电容量的变化率小的稳定区域，

所述第二电池的放电特性，在比所述第一电池的所述稳定区域的电压低的电压的范围内，具有电压相对于放电容量的变化率小的稳定区域，且在与所述第一电池的所述稳定区域的电压重复的电压的范围内，具有相对于放电容量的电压变化率大的不稳定区域，

将所述第一电池与所述第二电池并联连接，以在由所述第一电池和所述第二电池构成的电池整体的放电过程中，使得该电池整体的放电状态从所述第一电池的稳定区域向所述第二电池的稳定区域转移。

2.根据权利要求1所述的电池***，

所述第一电池的放电特性，在与所述第二电池的所述稳定区域的电压重复的电压范围内，具有相对于放电容量的电压变化率大的不稳定区域。

3.根据权利要求1所述的电池***，

所述第一电池的所述稳定区域的电压的最小值与所述第二电池的所述稳定区域的电压的最大值大致一致。

4.根据权利要求3所述的电池***，

所述第一电池和所述第二电池中的至少一个由串联连接的多个电池单元构成。

5.根据权利要求1所述的电池***，

所述第一电池是放电保存时的容量恢复性优于充电保存时的容量恢复性的电池，

所述第二电池是充电保存时的容量恢复性优于放电保存时的容量恢复性的电池。

6.根据权利要求5所述的电池***，

所述第一电池是锂离子电池，

所述第二电池是铅蓄电池。

7.根据权利要求6所述的电池***，

所述第二电池是开放型铅蓄电池。

8.根据权利要求1所述的电池***，

所述第二电池是铅蓄电池，

所述第一电池相比所述第二电池为高输出且高容量。

9.根据权利要求8所述的电池***，

所述第一电池是锂离子电池。

10.根据权利要求1所述的电池***，

还具有断续器，该断续器配置在所述第一电池和所述第二电池之间，根据从所述第一电池向所述第二电池的电流的流入状态、以及电压的变化状态中的至少一个，将该电流切断。

11.根据权利要求10所述的电池***，

在所述第二电池的电压低于所述第一电池的电压的情况下，所述断续器进行重新连接。

12.根据权利要求11所述的电池***，

在所述第一电池的电压低于规定的阈值的情况下，所述断续器切断从所述第一电池向所述第二电池的电流。