CN112534672A - 电源***和管理装置 - Google Patents

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Abstract

在串联地连接的多个单体间的均等化处理中，为了在抑制部件结构的复杂化的同时提高电力效率，在电源***(1)中，控制电路(50)对多个串联单体组(M1‑M3)间进行被动均衡，使用多个单体主动均衡电路(14、24、34)来对多个串联单体组(M1‑M3)中分别包括的多个单体(E1‑E5、E6‑E10、E11‑E15)间进行主动均衡。通过被动均衡被进行电力消耗中的串联单体组的电压检测电路(13、23、33)从第一电源电路(11、21、31)接受电源供给。通过单体主动均衡电路(14、24、34)被进行单体主动均衡中的串联单体组(M1‑M3)的电压检测电路(13、23、33)从相比于第一电源电路(11、21、31)为高效率的第二电源电路(12、22、32)接受电源供给。

Description

电源***和管理装置
技术领域
本发明涉及一种具备串联地连接的多个单体的电源***和管理装置。
背景技术
近年，混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)、电动汽车(EV)越来越普及。在这些车中，搭载有作为关键设备的二次电池。作为车载用二次电池，主要普及有镍氢电池和锂离子电池。预想能量密度高的锂离子电池今后会加速普及。
锂离子电池的常用区域与使用禁止区域接近，因此与其它种类的电池相比需要更严格的电压管理。一般地，在锂离子电池中，从维持电力效率和确保安全性的观点出发，执行在被串联地连接的多个单体间将容量均等化的均等化处理(例如参照专利文献1)。
作为均等化处理的方式，被动方式是主流。在被动方式中，对串联地连接的多个单体分别连接放电电阻，对除电压最低的单体以外的其它单体进行放电，以使其它单体的电压与电压最低的单体的电压一致。
作为均等化处理的其它方式，有主动方式。在主动方式中，具备充电电路，对串联地连接的多个单体中的、除电压最高的单体以外的其它单体进行充电，以使其它单体的电压与电压最高的单体的电压一致。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-61340号公报
发明内容
发明要解决的问题
在被动方式中，需要废弃单体中蓄积的一部分能量以进行均等化，导致电力效率下降。另外，放电电阻在有电流流过时会发热。另一方面，在主动方式中，需要用于对各单体进行充电的充电电路，因此部件结构复杂化，成本也变高。
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种在串联地连接的多个单体间的均等化处理中、在抑制部件结构的复杂化的同时提高电力效率的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明的某个方式的电源***具备：多个串联单体组，所述多个串联单体组串联地连接，各串联单体组包括串联地连接的多个单体；多个电压检测电路，所述多个电压检测电路与所述多个串联单体组分别连接，各电压检测电路检测作为对象的串联单体组中包括的多个单体的各电压；多个第一电源电路，所述多个第一电源电路与所述多个串联单体组分别连接，各第一电源电路将作为对象的串联单体组的两端电压降压，来向作为对象的电压检测电路供给电源；多个主动单体平衡电路，所述多个主动单体平衡电路与所述多个串联单体组分别连接，并构成为各主动单体平衡电路能够使用作为对象的串联单体组的两端电压来选择性地对该串联单体组中包括的多个单体中的任意一个单体进行充电；多个第二电源电路，所述多个第二电源电路与所述多个串联单体组分别连接，各第二电源电路将作为对象的串联单体组的两端电压降压，来向作为对象的主动单体平衡电路供给电源；以及控制电路，其从所述多个电压检测电路获取各单体的电压值，对所述多个串联单体组间进行被动平衡，使用所述多个主动单体平衡电路来对所述多个串联单体组中分别包括的多个单体间进行主动平衡。所述第二电源电路相比于所述第一电源电路为高效率的电源电路，也能够对所述电压检测电路供给电源，通过所述被动平衡被进行电力消耗中的串联单体组的电压检测电路从所述第一电源电路接受电源供给，通过所述主动单体平衡电路被进行主动单体平衡中的串联单体组的电压检测电路从所述第二电源电路接受电源供给。
此外，以上的构成要素的任意组合、将本发明的表述在方法、装置、***等之间进行变换得到的方式作为本发明的方式也是有效的。
发明的效果
根据本发明，在串联地连接的多个单体间的均等化处理中，能够在抑制部件结构的复杂化的同时提高电力效率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的电源***的结构的图。
图2是表示第一子管理部的结构例1的图。
图3是表示第一子管理部的结构例2的图。
图4的(a)-图4的(c)是表示本发明的实施方式所涉及的电源***中的均等化处理的一例的图。
图5是对各状态下成为电压检测电路和单体主动均衡电路的电源供给源的电源电路进行总结的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式所涉及的电源***1的结构的图。电源***1具备多个蓄电模块(在图1中为第一蓄电模块M1-第三蓄电模块M3)、多个子管理部(在图1中为第一子管理部10-第三子管理部30)、以及主管理部50。
第一蓄电模块M1是将多个单体(在图1中为第一单体E1-第五单体E5)串联地连接而形成的，第二蓄电模块M2是将多个单体(在图1中为第六单体E6-第十单体E10)串联地连接而形成的，第三蓄电模块M3是将多个单体(在图1中为第十一单体E11-第十五单体E15)串联地连接而形成的。此外，将图1所示的蓄电模块M1-M3的结构进行了简化，以简化说明，大多数情况下，实际的结构为根据电源***1所要求的电压来将更多的单体串联地连接的结构。
各单体能够使用锂离子电池单体、镍氢电池单体、铅电池单体、双电层电容器单体、锂离子电容器单体等。下面，在本说明书中，假定使用锂离子电池单体(公称电压：3.6V-3.7V)的例子。
第一蓄电模块M1与第一子管理部10构成一个蓄电块。第一子管理部10包括第一电源电路11、第二电源电路12、电压检测电路13以及单体主动均衡电路14，它们被安装在一个电路基板上。
同样，第二蓄电模块M2与第二子管理部20也构成一个蓄电块，第二子管理部20包括第一电源电路21、第二电源电路22、电压检测电路23以及单体主动均衡电路24。同样，第三蓄电模块M3与第三子管理部30也构成一个蓄电块，第三子管理部30包括第一电源电路31、第二电源电路32、电压检测电路33以及单体主动均衡电路34。
第一子管理部10-第三子管理部30与主管理部50通过通信线40进行菊花链连接。菊花链连接是指多个设备连接为一列这样的连接方法，是在相邻的设备间传播信号的连接方式。此外，第一子管理部10-第三子管理部30与主管理部50的连接方式不限于菊花链型连接，也可以为环型、总线型、星型连接等。此外，在本说明书中，将第一子管理部10-第三子管理部30和主管理部50统称为管理装置。
第一子管理部10-第三子管理部30与主管理部50之间分别经由绝缘电路来连接。作为绝缘电路，能够使用隔直流电容器、变压器、光电耦合器等。由于需要检测串联地连接的多个单体的电压，第一子管理部10-第三子管理部30的电压检测电路13、23、33需要进行高电压化。另一方面，主管理部50通常由12V的铅电池进行电源供给来进行动作。为了吸收该电压差，需要将第一子管理部10-第三子管理部30与主管理部50之间分别绝缘。
第一子管理部10-第三子管理部30与主管理部50之间的通信能够使用规定的串行通信方式。例如，能够使用SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)、I2C(Inter-Integrated Circuit：集成电路总线)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter：通用异步收发传输器)。另外，也可以使用厂商自有的通信方式。
在第一子管理部10中，第一电源电路11与第一蓄电模块M1的两端连接，将第一蓄电模块M1的两端电压进行降压，并将降压后的电压作为电源电压供给至电压检测电路13。第二电源电路12与第一蓄电模块M1的两端连接，将第一蓄电模块M1的两端电压进行降压，并将降压后的电压作为电源电压供给至单体主动均衡电路14。
第二电源电路12使用相比于第一电源电路11为高效率的电源电路。例如，第一电源电路11由线性方式的DC/DC转换器构成，第二电源电路12由开关方式的降压型DC/DC转换器构成。代表性的线性方式的DC/DC转换器为线性稳压器。在线性稳压器中，LDO(Low DropOut：低压差输出)是主流。
线性稳压器为通过以使输出电压维持目标电压的方式使***于输入输出间的可变电阻(例如功率MOSFET的接通电阻)进行电力消耗、来输出作为目标的稳定电压的稳压器。在线性稳压器中，基于输入电压与输出电压之差的能量被上述可变电阻转换为热，因此，输入电压与输出电压之差越大，发热变得越大，转换效率越下降。
开关方式的降压型DC/DC转换器为通过以使输出电压维持目标电压的方式控制开关元件的占空比、来输出作为目标的稳定电压的DC/DC转换器。作为开关方式的降压型DC/DC转换器，能够使用降压斩波器、绝缘型反激DC/DC转换器、绝缘型正激DC/DC转换器、绝缘型推挽DC/DC转换器等。
在开关方式的降压型DC/DC转换器中，在输入电力没有被供给至负载的期间，能量被蓄积在电感器、电容器中，之后被供给至负载。因而，能够进行高效率的电力转换。只要能够使开关损失、二极管损失等在理想上接近0％，就能够使转换效率无限地接近100％。
像这样，开关方式的降压型DC/DC转换器相比于线性稳压器为高效率的转换器。尤其是在输入电压与输出电压之差大的情况下，该差别变得明显。然而，线性稳压器的电路结构简单、成本低。另一方面，开关方式的降压型DC/DC转换器的电路结构相比于线性稳压器而言相对地复杂，成本也高。
电压检测电路13大多一般由ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)构成。作为该ASIC的电源，大多一般使用线性稳压器(LDO)。大多还会在ASIC芯片内内置线性稳压器。由于IC的消耗电力低，因此大多使用廉价且小型的线性稳压器。此外，线性稳压器也可以设置于ASIC芯片外。
单体主动均衡电路14使用单体主动均衡方式将第一蓄电模块M1中包括的多个单体E1-E5的电压/容量均等化。单体主动均衡电路14能够使用第一蓄电模块M1的两端电压来选择性地对第一蓄电模块M1中包括的多个单体E1-E5中的任意一个单体进行充电。
单体主动均衡电路14可以一体化地构成在上述ASIC芯片内，也可以封装为与上述ASIC芯片不同的IC芯片。在电压检测电路13使用通用的ASIC芯片的情况下，单体主动均衡电路14被封装为不同的IC芯片。此外，构成单体主动均衡电路14的一部分的电路元件也有时会连接于封装外。
与在上述ASIC内流动的电流相比较，单体主动均衡电路14流过更大的充电电流。因而，不使用线性稳压器而使用发热小且效率高的开关方式的降压型DC/DC转换器，来作为单体主动均衡电路14的电源电路。在单体主动均衡电路14被封装为与上述ASIC芯片不同的IC芯片的情况下，开关方式的降压型DC/DC转换器可以设置于该IC芯片内，也可以设置于该IC芯片外。
在单体主动均衡电路14被一体化地构成在上述ASIC芯片内的情况下，上述线性稳压器和上述开关方式的降压型DC/DC转换器可以设置于该ASIC芯片内，也可以设置于该ASIC芯片外。像这样，第一电源电路11、第二电源电路12、电压检测电路13和单体主动均衡电路14能够采用各种安装方法。
图2是表示第一子管理部10的结构例1的图。电压检测电路13通过多条电压线来与串联地连接的多个单体E1-E5的各节点连接，分别检测相邻的两根电压线间的电压，由此检测各单体E1-E5的电压。电压检测电路13包括未图示的多路转接器、A/D转换器和通信电路。
多路转接器将多个单体E1-E5的各电压值以规定的顺序输出至AD转换器。AD转换器将从多路转接器输入的模拟信号转换为数字值并输出至通信电路。通信电路将多个单体E1-E5的电压值经由通信线40发送至主管理部50。此外，通信电路也可以独立地设置于电压检测电路13(ASIC)外。
单体主动均衡电路14包括DC/DC转换器14a、单体选择电路14b以及开关控制电路14c。单体选择电路14b具备多个开关S11-S20。
DC/DC转换器14a将第一蓄电模块M1的两端电压降压来对多个单体E1-E5中的一个单体进行充电。在图2中示出由绝缘型反激DC/DC转换器构成DC/DC转换器14a的例子。绝缘型反激DC/DC转换器具备变压器T1、开关S10以及二极管D1。在绝缘型反激DC/DC转换器中，变压器T1的初级绕组与次级绕组以相反极性进行连接。
此外，DC/DC转换器14a不限于绝缘型反激DC/DC转换器，只要为能够将第一蓄电模块M1的两端电压降压地输出的DC/DC转换器，可以为任意的结构。作为该种DC/DC转换器，除了上述的绝缘型反激DC/DC转换器以外，还已知有绝缘型正激DC/DC转换器等。
变压器T1的初级绕组的两端与第一蓄电模块M1的两端连接。在初级绕组的一端与蓄电模块M1的一端之间***有开关S10。在变压器T1的次级绕组的一端连接有整流用的二极管D1。
变压器T1的次级绕组与多个单体E1-E5中的任一个单体的两端之间经由多个开关S11-S20连接。在多个单体E1-E5的各节点连接有电压线。第一电压线、第三电压线以及第五电压线通过正极用布线Lp1结合，第二电压线、第四电压线以及第六电压线通过负极用布线Lm1结合。在第一电压线-第六电压线分别***有开关S11-S16。
变压器T1的次级绕组的电流输出侧的端子与正极用布线Lp1之间经由开关S17连接，次级绕组的电流输出侧的端子与负极用布线Lm1之间经由开关S18连接。变压器T1的次级绕组的电流输入侧的端子与正极用布线Lp1之间经由开关S20连接，次级绕组的电流输入侧的端子与负极用布线Lm1之间经由开关S19连接。
开关控制电路14c基于经由通信线40和电压检测电路13从主管理部50输入来的均等化处理的控制信号，来控制绝缘型反激DC/DC转换器的开关S10、以及单体选择电路14b的多个开关S11-S20的接通/断开。
在图2中示出电压检测电路13和单体主动均衡电路14中只有电压检测电路13搭载有通信功能的例子。关于该点，在单体主动均衡电路14也搭载有通信功能的情况下，单体主动均衡电路14能够不经由电压检测电路13地接收均等化处理的控制信号。
开关控制电路14c将开关S17/S18、开关S19/S20、以及被***于与作为充电对象的单体的两端的节点连接的两根电压线的两个开关控制为接通状态。例如，在对单体E1进行充电的情况下，将开关S11、开关S12、开关S17以及开关S19控制为接通状态。另外，在对单体E2进行充电的情况下，将开关S12、开关S13、开关S18以及开关S20控制为接通状态。各单体的接通时间按照从主管理部50接收到的均等化处理的控制信号中包括的各单体的充电时间。
开关控制电路14c可以设为对开关S10进行PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制的结构。此外，根据电路结构，有时开关控制电路14c的接地电位与包括开关S10的电路的接地电位不同。在为这样的结构的情况下，要借助绝缘电路将来自开关控制电路14c的控制信号绝缘。
绝缘型反激DC/DC转换器将第一蓄电模块M1的两端电压降压来输出充电电压。当对绝缘型反激DC/DC转换器的输出侧连接了单体时，与单体的电压相应地流过充电电流，但是能够通过对开关S10进行PWM控制，来调整该充电电流的电流量。像这样，能够通过变压器T1的初级绕组与次级绕组的匝数比和开关S10的占空比来调整绝缘型反激DC/DC转换器的输出。
此外，充电控制能够采用各种方式。作为充电控制，典型地，已知有恒流恒压方式(CC-CV)等，但只要为能够利用从第一蓄电模块M1供给来的直流电压来对作为对象的单体进行充电的方式即可，可以为任意的结构。
第一子管理部10包括串联地连接的放电开关S2和放电电阻R1来作为放电电路。串联地连接的放电开关S2和放电电阻R1连接在第一蓄电模块M1的两端之间。放电电阻R1为用于使第一蓄电模块M1中蓄积的容量放电的电阻。放电开关S2连接在第一蓄电模块M1与放电电阻R1之间，在接通状态下，能够使第一蓄电模块M1中蓄积的容量放电至放电电阻R1。
该放电电路被使用于第一蓄电模块M1-第三蓄电模块M3之间的被动均衡。电压检测电路13基于从主管理部50经由通信线40接收到的均等化处理的控制信号来控制放电开关S2的接通/断开。
在第二电源电路12的输出端子与电压检测电路13的电源输入端子之间连接有电源切换开关S1。在电源切换开关S1为接通状态下，电压检测电路13能够从第二电源电路12接受电源供给。像这样，电压检测电路13能够选择性地从第一电源电路11和第二电源电路12这两方接受电源供给。
返回图1。第二子管理部20及第三子管理部30的结构与第一子管理部10的结构相同，因此省略说明。此外，在各蓄电块内至少搭载有一个用于检测各蓄电模块中包括的多个单体的温度的温度传感器(例如热敏电阻)。第一子管理部10-第三子管理部30的各通信电路(未图示)除了向主管理部50发送多个单体的电压值以外，还发送多个单体的温度值。
第一蓄电模块M1-第三蓄电模块M3串联地连接来形成一个蓄电部。在图1所示的例子中，各蓄电模块M1-M3包括串联地连接的5个单体，因此形成总计15个单体的串联电路。此外，在使用高电压的马达的情况下，单体的串联数增加。例如，在使用需要高电压(例如400V左右)的马达的情况下，还有时形成总计100个单体的串联电路。典型地，将8个以上包括串联地连接的5-20个单体的蓄电模块串联地连接来形成一个蓄电部。
此外，在本实施方式中，示出包括串联地连接的5个单体的蓄电模块的例子，但优选的是，根据ASIC、电源电路的耐压来设计蓄电模块中包括的单体的数量。
主管理部50具备微型计算机和非易失存储器(例如EEPROM、闪存)。在非易失存储器内包括SOC(State Of Charge：荷电状态)-OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)对应表。主管理部50从第一子管理部10-第三子管理部30经由通信线40获取多个单体E1-E15的电压值和温度值。另外，主管理部50获取由未图示的电流检测部检测出的流过多个蓄电模块M1-M3的电流值。
主管理部50基于多个单体E1-E15的电压值、温度值、电流值来估计多个单体E1-E15的SOC、SOH(State Of Health：健康状态)。SOC例如能够通过OCV法或电流积分法来估计。OCV法是基于检测出的单体的OCV、非易失存储器内保持的SOC-OCV曲线的特性数据来估计SOC的方法。电流积分法是基于检测出的单体开始充放电时的OCV和检测出的电流的积分值来估计SOC的方法。
SOH是通过当前的满充电容量相对于初始的满充电容量的比率来规定的，数值越低(越接近0％)，表示劣化越严重。二次电池的劣化能够通过保存劣化与循环劣化之和来近似。
保存劣化与是否正在充放电无关，是与二次电池在各时间点的温度、在各时间点的SOC相应地随时间加剧的劣化。在各时间点的SOC越高(越接近100％)、或在各时间点的温度越高，则保存劣化速度越是增加。
循环劣化是随着充放电的次数增加而加剧的劣化。循环劣化取决于SOC使用范围、温度、电流率(日语：電流レート)。SOC使用范围越大、温度越高、或电流率越高，则循环劣化速度越是增加。像这样，二次电池的劣化很大地取决于使用环境，随着使用期间变长，多个单体E1-E15的容量的偏差变大。
主管理部50从多个电压检测电路13、23、33获取各单体E1-E15的电压值，来执行均等化处理。主管理部50使用多个单体主动均衡电路14、24、34分别对多个蓄电模块M1-M3中分别包括的多个单体E1-E5、E6-E10、E11-E15间进行主动均衡。另外，主管理部50对多个蓄电模块M1-M3间进行被动均衡。
下面，对第一蓄电模块M1中包括的多个单体E1-E5的主动均衡进行说明。在主动均衡的第一方法中，将多个单体E1-E5中的容量最少的单体的容量充电至容量最多的单体的容量。此外，在充电过程中，除被充电的单体以外的单体的容量下降。当充电中的单体的容量达到容量最多的单体的容量时，结束该单体的充电。通过重复以上的控制，能够使全部的单体的容量实质上一致。
主管理部50获取/估计多个单体E1-E5的OCV/SOC，来确定OCV/SOC最低的单体。主管理部50向开关控制电路14c发送控制信号，以对该单体进行充电。通过重复如以上那样对OCV/SOC最低的单体进行充电来充电至OCV/SOC最高的单体的OCV/SOC的控制，主管理部50能够使多个单体E1-E5间的OCV/SOC实质上一致。
在主动均衡的第二方法中，主管理部50通过将第一蓄电模块M1的OCV/SOC除以单体数来计算多个单体E1-E5的OCV/SOC的目标值。此外，当将从第一蓄电模块M1的OCV/SOC减去伴随由单体主动均衡电路14进行的充电的预计损失量而得到的值除以单体数时，能够计算更高精度的目标值。
主管理部50将OCV/SOC比目标值低的单体依次充电至目标值。此外，充电的顺序可以按OCV/SOC从低到高的顺序，也可以为任意的顺序。由此，主管理部50能够使多个单体E1-E5间的OCV/SOC在实质上一致。此外，作为主动均衡的目标值，可以使用可充电量/可放电量来代替OCV/SOC。
其它的蓄电模块M2-M3也执行以上的主动均衡。此外，在多个单体的OCV/SOC实质上一致的蓄电模块中，无需执行主动均衡。
在被动均衡中，主管理部50获取/估计多个蓄电模块M1-M3的OCV/SOC，来确定OCV/SOC最低的蓄电模块。主管理部50决定除OCV/SOC最低的蓄电模块以外的其它多个蓄电模块的各放电时间，以使其它多个蓄电模块的OCV/SOC与OCV/SOC最低的蓄电模块一致。主管理部50基于各蓄电模块的当前的OCV/SOC与应该设为均等化的目标的OCV/SOC之差来计算放电容量。主管理部50基于计算出的各放电容量和由各蓄电块的第一电源电路及放电电阻R1引起的消耗电力量来决定各放电时间。各蓄电块的消耗电力量越大，则越能够缩短放电时间。
主管理部50基于决定出的各放电时间来控制其它多个蓄电模块的各放电开关S2的接通/断开。在放电开关S2为接通状态的蓄电块中，从蓄电模块向放电电阻R1流过电流，蓄电模块的OCV/SOC下降。当多个蓄电模块的全部的OCV/SOC实质上一致时，被动均衡结束。此外，被动均衡的目标值也可以使用可充电量/可放电量来代替OCV/SOC。
多个蓄电模块M1-M3间的被动均衡可以在多个蓄电模块M1-M3中分别包括的多个单体E1-E5、E6-E10、E11-E15间的上述的主动均衡全部结束后执行，也可以是上述被动均衡与上述主动均衡同时并行地执行。
上述的主动均衡为各蓄电模块内的单体间的能量移动，因此各蓄电模块的两端电压在主动均衡的执行过程中基本上不变动。严格地说，会下降由单体主动均衡电路14引起的损失量。
在使用主动均衡的第二方法的情况下，主管理部50能够在主动均衡的开始时间点决定上述多个蓄电模块M1-M3间的被动均衡的目标值。在需要主动均衡的蓄电块中执行主动均衡，在不需要主动均衡的蓄电块中执行被动均衡。在被执行主动均衡的蓄电块中，当主动均衡结束时，切换为被动均衡。
主动均衡是以尽可能抑制由单体均衡引起的损失为目的的处理，因此要求在主动均衡的执行过程中尽可能不消耗蓄电模块的电力。另一方面，被动均衡为通过放电来使多个蓄电模块M1-M3间的OCV/SOC一致的处理，因此增大蓄电模块的电力消耗能够使被动均衡提前结束。
因此，在本实施方式中，主管理部50针对被动均衡中的蓄电块的子管理部，使第一电源电路和第二电源电路这两方均运行，并发送将电源切换开关S1设为断开状态的控制信号。由此，在被动均衡中的蓄电块中，从第一电源电路向电压检测电路供给电源，从第二电源电路向单体主动均衡电路供给电源。第一电源电路为低效率的电源电路，因此能够增大蓄电模块的电力消耗。由此，能够使蓄电模块的OCV/SOC提前下降。
尤其在蓄电模块中包括的单体数多的情况下，蓄电模块的电力消耗变得更大。例如，在蓄电模块的两端电压为80V左右、电压检测电路的电源电压为5V左右的情况下，从蓄电模块输出至第一电源电路的电力的相当于15/16的电力被转换为热。
另一方面，主管理部50针对主动均衡中的蓄电块的子管理部，使第一电源电路停止，使第二电源电路运行，并发送将电源切换开关S1设为接通状态的控制信号。由此，在主动均衡中的蓄电块中，从第二电源电路向电压检测电路和单体主动均衡电路这两方供给电源。第二电源电路为高效率的电源电路，因此能够抑制蓄电模块的电力消耗。
图3是表示第一子管理部10的结构例2的图。在结构例2中，相比于图2所示的结构例1，省略了放电开关S2和放电电阻R1。在由第一电源电路11引起的电力消耗足够作为被动均衡的放电负载的情况下，能够省略放电开关S2和放电电阻R1。在为能够延长放电时间的应用程序的情况下，容易采用结构例2。此外，相比于结构例2，结构例1的放电负载大，因此能够缩短放电时间。
图4的(a)-(c)是表示本发明的实施方式所涉及的电源***1中的均等化处理的一例的图。图4的(a)是表示均等化处理前的单体E1-E15的容量的状态的图。在图4的(a)所示的图中，第八单体E8的容量下降。由于逐年劣化、个体偏差等，有时产生自放电量变大的单体。第八单体E8相比于其它单体E1-E7、E9-E15为自放电量大的单体。主管理部50执行第二蓄电模块M2中包括的多个单体E6-E10间的主动均衡。
图4的(b)是表示第二蓄电模块M2中包括的多个单体E6-E10间的主动均衡结束后的单体E1-E15的容量的状态的图。由于主动均衡是在第二蓄电模块M2内完结的，因此伴随第八单体E8的充电，第二蓄电模块M2内的其它单体E6-E7、E9-E10的容量下降。
主管理部50执行第一蓄电模块M1-第三蓄电模块M3间的被动均衡。具体地说，主管理部50指示第一蓄电模块M1的电压检测电路13和第三蓄电模块M3的电压检测电路33将第一蓄电模块M1和第三蓄电模块M3的容量进行放电，直到成为第二蓄电模块M2的容量为止。
图4的(c)是表示第一蓄电模块M1-第三蓄电模块M3间的被动均衡结束后的单体E1-E15的容量的状态的图。在图4的(c)中，成为全部的单体E1-E15的容量实质上一致的状态。此外，在只使用通常的被动均衡来执行单体E1-E15的均等化处理的情况下，需要使其它单体E1-E7、E9-E15的容量放电至图4的(a)的第八单体E8的容量，相比于本实施方式所涉及的均等化处理，效率差。
图5是对各状态下成为电压检测电路和单体主动均衡电路的电源供给源的电源电路进行总结的图。在没有进行均等化处理的通常状态下，电压检测电路从第二电源电路接受电源供给。在通常时，无需增大蓄电模块的电力消耗，因此从第二电源电路而不从第一电源电路接受电力供给能够抑制作为蓄电块整体的浪费的电力消耗。在通常时，单体主动均衡电路无需进行动作而处于停止。
在执行主动均衡的过程中，电压检测电路从第二电源电路接受电源供给。由于在执行主动均衡的过程中也无需增大蓄电模块的电力消耗，因此从第二电源电路而不从第一电源电路接受电力供给能够抑制作为蓄电块整体的浪费的电力消耗。单体主动均衡电路从第二电源电路接受电源供给。
在执行被动均衡的过程中，电压检测电路从第一电源电路接受电源供给。由此，能够增大蓄电模块的电力消耗，从而能够使蓄电模块的容量提前下降。单体主动均衡电路处于停止。
如以上说明的那样，根据本实施方式，执行各蓄电模块内的多个单体间的主动均衡，并且执行多个蓄电模块间的被动均衡。由此，能够在抑制部件结构的复杂化的同时提高电力效率。
在执行被动均衡的过程中，电压检测电路从电力消耗大的第一电源电路接受电源供给，除了执行被动均衡的过程中以外，电压检测电路从电力消耗小的第一电源电路接受电源供给。由此，能够提前完成被动均衡，并且能够提高除被动均衡以外的期间的电力效率。
另外，如果采用图3所示的结构例2，则能够省略放电电阻R1和放电开关S2，因此能够削减电路面积和成本。
以上，基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员应理解的是，实施方式是例示，能够对它们的各构成要素、各处理过程的组合实施各种变形例，另外这样的变形例也在本发明的范围内。
在上述的实施方式中，说明了针对一个蓄电模块设置一个电压检测电路的例子。关于该点，还能够构成为针对一个蓄电模块设置多个电压检测电路。例如，还能够构成为针对包括串联地连接的20个单体的蓄电模块设置两个电压检测电路，各电压检测电路检测10个单体的电压。在该情况下，按照由一个电压检测电路管理的多个单体(在该例中为10个)执行单体主动均衡。在该例中，在一个蓄电块内执行独立的两个主动均衡。
另外，在上述图2所示的结构例1中，说明了针对每个蓄电块设置一个放电电阻的例子。关于该点，放电电阻的数量并不限于一个，也并不排除针对每个单体追加放电电阻的结构。
此外，可以通过下面的项目来确定实施方式。
[项目1]
一种电源***(1)，其特征在于，具备：
多个串联单体组(M1-M3)，所述多个串联单体组(M1-M3)串联地连接，各串联单体组(M1-M3)包括串联地连接的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)；
多个电压检测电路(13、23、33)，所述多个电压检测电路(13、23、33)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，各电压检测电路(13、23、33)检测作为对象的串联单体组(M1-M3)中包括的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)的各电压；
多个第一电源电路(11、21、31)，所述多个第一电源电路(11、21、31)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，各第一电源电路(11、21、31)将作为对象的串联单体组(M1-M3)的两端电压降压，来向作为对象的电压检测电路(13、23、33)供给电源；
多个单体主动均衡电路(14、24、34)，所述多个单体主动均衡电路(14、24、34)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，并构成为各单体主动均衡电路(14、24、34)使用作为对象的串联单体组(M1-M3)的两端电压来选择性地对该串联单体组(M1-M3)中包括的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)中的任意一个单体进行充电；
多个第二电源电路(12、22、32)，所述多个第二电源电路(12、22、32)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，各第二电源电路(12、22、32)将作为对象的串联单体组(M1-M3)的两端电压降压，来向作为对象的单体主动均衡电路(14、24、34)供给电源；以及
控制电路(50)，其从所述多个电压检测电路(13、23、33)获取各单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)的电压值，对所述多个串联单体组(M1-M3)间进行被动均衡，使用所述多个单体主动均衡电路(14、24、34)来对所述多个串联单体组(M1-M3)中分别包括的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)间进行主动均衡，
其中，所述第二电源电路(12、22、32)相比于所述第一电源电路(11、21、31)为高效率的电源电路，也能够对所述电压检测电路(13、23、33)供给电源，
通过所述被动均衡被进行电力消耗中的串联单体组的电压检测电路(13、23、33)从所述第一电源电路(11、21、31)接受电源供给，
通过所述单体主动均衡电路(14、24、34)被进行单体主动均衡中的串联单体组(M1-M3)的电压检测电路(13、23、33)从所述第二电源电路(12、22、32)接受电源供给。
据此，能够实现在抑制部件结构的复杂化的同时提高电力效率的均等化处理。另外，能够缩短被动均衡所花费的时间，并且能够提高主动均衡中的电力效率。
[项目2]
根据项目1所记载的电源***(1)，其特征在于，
所述第一电源电路(11、21、31)为线性方式的DC/DC转换器，
所述第二电源电路(12、22、32)为开关方式的DC/DC转换器。
据此，在被动均衡过程中，能够增大蓄电模块(M1-M3)的电力消耗，从而缩短被动均衡所花费的时间，并且在主动均衡过程中，能够抑制蓄电模块(M1-M3)的电力消耗。
[项目3]
根据项目1或2所记载的电源***(2)，其特征在于，
还具备多个放电电路(R1、S2)，所述多个放电电路(R1、S2)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，所述多个放电电路(R1、S2)构成为各放电电路(R1、S2)能够使作为对象的串联单体组(M1-M3)中蓄积的容量放电，
所述控制电路(50)使用所述多个放电电路(R1、S2)来对所述多个串联单体组(M1-M3)间进行被动均衡。
据此，能够使放电负载增加，从而能够缩短被动均衡所花费的时间。
[项目4]
根据项目3所记载的电源***(1)，其特征在于，
所述放电电路(R1、S2)包括：
一个电阻(R1)，其用于使所述串联单体组(M1)中蓄积的容量放电；以及
开关(S2)，其连接于所述串联单体组(M1)与所述电阻(R1)之间。
据此，能够减少放电用的电阻和开关的数量。
[项目5]
根据项目1至4中的任一项所记载的电源***(1)，其特征在于，
除了通过所述被动均衡被进行电力消耗中时，串联单体组(M1-M3)的电压检测电路(13、23、33)从所述第二电源电路(12、22、32)接受电源供给。
据此，能够缩短被动均衡所花费的时间，并且能够提高除被动均衡以外的期间的电力效率。
[项目6]
一种管理装置(10-30、50)，用于管理多个串联单体组(M1-M3)，所述多个串联单体组(M1-M3)串联地连接，各串联单体组(M1-M3)包括串联地连接的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)，所述管理装置(10-30、50)的特征在于，具备；
多个电压检测电路(13、23、33)，所述多个电压检测电路(13、23、33)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，各电压检测电路(13、23、33)检测作为对象的串联单体组(M1-M3)中包括的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)的各电压；
多个第一电源电路(11、21、31)，所述多个第一电源电路(11、21、31)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，各第一电源电路(11、21、31)将作为对象的串联单体组(M1-M3)的两端电压降压，来向作为对象的电压检测电路(13、23、33)供给电源；
多个单体主动均衡电路(14、24、34)，所述多个单体主动均衡电路(14、24、34)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，所述多个单体主动均衡电路(14、24、34)构成为各单体主动均衡电路(14、24、34)能够使用作为对象的串联单体组(M1-M3)的两端电压来选择性地对该串联单体组(M1-M3)中包括的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)中的任意一个单体进行充电；
多个第二电源电路(12、22、32)，所述多个第二电源电路(12、22、32)与所述多个串联单体组(M1-M3)分别连接，各第二电源电路(12、22、32)将作为对象的串联单体组(M1-M3)的两端电压降压，来向作为对象的单体主动均衡电路(14、24、34)供给电源；以及
控制电路(50)，其从所述多个电压检测电路(13、23、33)获取各单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)的电压值，对所述多个串联单体组(M1-M3)间进行被动均衡，使用所述多个单体主动均衡电路(14、24、34)来对所述多个串联单体组(M1-M3)中分别包括的多个单体(E1-E5、E6-E10、E11-E15)间进行主动均衡，
其中，所述第二电源电路(12、22、32)相比于所述第一电源电路(11、21、31)为高效率的电源电路，也能够向所述电压检测电路(13、23、33)供给电源，
通过所述被动均衡被进行电力消耗中的串联单体组(M1-M3)的电压检测电路(13、23、33)从所述第一电源电路(11、21、31)接受电源供给，
通过所述单体主动均衡电路(14、24、34)被进行单体主动均衡中的串联单体组(M1-M3)的电压检测电路(13、23、33)从所述第二电源电路(12、22、32)接受电源供给。
据此，能够实现在抑制部件结构的复杂化的同时提高电力效率的均等化处理。另外，能够缩短被动均衡所花费的时间，并且能够提高主动均衡中的电力效率。
附图标记说明
1：电源***；M1-M3：蓄电模块；10：第一子管理部；20：第二子管理部；30：第三子管理部；40：通信线；50：主管理部；E1-E15：单体；11、21、31：第一电源电路；12、22、32：第二电源电路；13、23、33：电压检测电路；14、24、34：单体主动均衡电路；14a：DC/DC转换器；14b：单体选择电路；14c：开关控制电路；R1：放电电阻；S1：电源切换开关；S2：放电开关；T1：变压器；D1：二极管；S10-S20：开关。

Claims (6)

1.一种电源***，其特征在于，具备：
多个串联单体组，所述多个串联单体组串联地连接，各串联单体组包括串联地连接的多个单体；
多个电压检测电路，所述多个电压检测电路与所述多个串联单体组分别连接，各电压检测电路检测作为对象的串联单体组中包括的多个单体的各电压；
多个第一电源电路，所述多个第一电源电路与所述多个串联单体组分别连接，各第一电源电路将作为对象的串联单体组的两端电压降压，来向作为对象的电压检测电路供给电源；
多个单体主动均衡电路，所述多个单体主动均衡电路与所述多个串联单体组分别连接，并构成为各单体主动均衡电路使用作为对象的串联单体组的两端电压来选择性地对该串联单体组中包括的多个单体中的任意一个单体进行充电；
多个第二电源电路，所述多个第二电源电路与所述多个串联单体组分别连接，各第二电源电路将作为对象的串联单体组的两端电压降压，来向作为对象的单体主动均衡电路供给电源；以及
控制电路，其从所述多个电压检测电路获取各单体的电压值，对所述多个串联单体组间进行被动均衡，使用所述多个单体主动均衡电路来对所述多个串联单体组中分别包括的多个单体间进行主动均衡，
其中，所述第二电源电路相比于所述第一电源电路为高效率的电源电路，也能够对所述电压检测电路供给电源，
通过所述被动均衡被进行电力消耗中的串联单体组的电压检测电路从所述第一电源电路接受电源供给，
通过所述单体主动均衡电路被进行单体主动均衡中的串联单体组的电压检测电路从所述第二电源电路接受电源供给。
2.根据权利要求1所述的电源***，其特征在于，
所述第一电源电路为线性方式的直流-直流转换器，
所述第二电源电路为开关方式的直流-直流转换器。
3.根据权利要求1或2所述的电源***，其特征在于，
还具备多个放电电路，所述多个放电电路与所述多个串联单体组分别连接，所述多个放电电路构成为各放电电路能够使作为对象的串联单体组中蓄积的容量放电，
所述控制电路使用所述多个放电电路来对所述多个串联单体组间进行被动均衡。
4.根据权利要求3所述的电源***，其特征在于，
所述放电电路包括：
一个电阻，其用于使所述串联单体组中蓄积的容量放电；以及
开关，其连接于所述串联单体组与所述电阻之间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电源***，其特征在于，
除了通过所述被动均衡被进行电力消耗中时，串联单体组的电压检测电路从所述第二电源电路接受电源供给。
6.一种管理装置，用于管理多个串联单体组，所述多个串联单体组串联地连接，各串联单体组包括串联地连接的多个单体，所述管理装置的特征在于，具备：
多个电压检测电路，所述多个电压检测电路与所述多个串联单体组分别连接，各电压检测电路检测作为对象的串联单体组中包括的多个单体的各电压；
多个第一电源电路，所述多个第一电源电路与所述多个串联单体组分别连接，各第一电源电路将作为对象的串联单体组的两端电压降压，来向作为对象的电压检测电路供给电源；
多个单体主动均衡电路，所述多个单体主动均衡电路与所述多个串联单体组分别连接，所述多个单体主动均衡电路构成为各单体主动均衡电路能够使用作为对象的串联单体组的两端电压来选择性地对该串联单体组中包括的多个单体中的任意一个单体进行充电；
多个第二电源电路，所述多个第二电源电路与所述多个串联单体组分别连接，各第二电源电路将作为对象的串联单体组的两端电压降压，来向作为对象的单体主动均衡电路供给电源；以及
控制电路，其从所述多个电压检测电路获取各单体的电压值，对所述多个串联单体组间进行被动均衡，使用所述多个单体主动均衡电路来对所述多个串联单体组中分别包括的多个单体间进行主动均衡，
其中，所述第二电源电路相比于所述第一电源电路为高效率的电源电路，也能够向所述电压检测电路供给电源，
通过所述被动均衡被进行电力消耗中的串联单体组的电压检测电路从所述第一电源电路接受电源供给，
通过所述单体主动均衡电路被进行单体主动均衡中的串联单体组的电压检测电路从所述第二电源电路接受电源供给。
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