DE102013217767A1

DE102013217767A1 - Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013217767A1
Application number: DE201310217767
Authority: DE
Inventors: Ryuichi MIYANO; Satoshi Ito; Tomoaki Morikawa
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2033-09-06
Also published as: JP2014060868A; DE102013217767B4; CN103683377A; CN103683377B

Abstract

Es wird eine Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung bereitgestellt, bei der durch passendes Ausführen des Ausgleichsvorgangs je nach dem Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes wenig Verlust auftritt. Es handelt sich um eine Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung 10 zum Ausgleichen einer Ladungsmenge für jede Einzelbatterie einer Batterie (eines Batteriesatzes) 103, worin mehrere Einzelbatterien 103a1 bis 103a3, die geladen und entladen werden können, in Reihe verbunden sind, die eine Ladestromdetektionseinheit 11 zur Detektion eines gesamten Ladestroms der Batterie als Ganzes, eine Schwellendetektionseinheit 12 zur Detektion verschiedener Ladungszustandsschwellen je nach dem gesamten Ladestrom der Batterie als Ganzes, eine Kennzahldetektionseinheit 13 zur Detektion einer höchsten Differenzspannung, die eine Inhomogenität eines Einzel-Ladestroms (einer Spannung) für jede von mehreren Einzelbatterien feststellt, und eine Ausgleichssteuereinheit 14 zur Ausführung eines Vorgangs des Ausgleichs des Ladestroms für jede Einzelbatterie, wenn eine Ladungszustandsschwelle je nach dem gesamten Ladestroms erreicht wird und bestätigt wird, dass die höchste Differenzspannung größer als diese Ladungszustandsschwelle oder dieser gleich geworden ist, aufweist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 18. September 2012 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-204763 , deren gesamter Inhalt hier durch Nennung aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung und genauer eine Vorrichtung, die den Ladungszustand jeder Einzelbatterie, die in dem Batteriesatz in Reihe verbunden ist, ausgleicht.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Was eine Batterie betrifft, gibt es Fälle, bei denen ein Batteriesatz verwendet wird, der durch Verbinden einzelner Einzelbatterien in Reihe fähig ist, an einer Lastseite elektrische Ströme mit einer gewünschten Spannung zu liefern. Für diesen Batteriesatz (diese Batterie) ist eine häufig verwendete Art jene, die durch Einsetzen aufladbarer Einzelbatterien wiederholt verwendet werden kann, indem sie je nach der Abnahme der Ladungsmenge (des Ladestroms) wiederaufgeladen wird. Es ist zu beachten, dass in den letzten Jahren häufig eine Li-Ionen-Batterie als Einzelbatterie dieser Art von Batteriesatz verwendet wurde.
Nun neigt der Batteriesatz dazu, dass im Ladungszustand der einzelnen Einzelbatterien eine Inhomogenität verursacht wird, wenn das Laden und Entladen wiederholt vorgenommen wird; und wie in 8 gezeigt gibt es selbst dann, wenn die Vorgangsweise eingesetzt wird, durch Anwenden des Ladens auf die Einzelbatterien 1 bis 3 als Ganzes einen vollständig geladenen Zustand zu erreichen, Fälle, bei denen unter den Ladeströmen (den Ladungsmengen) C1 bis C3 in den einzelnen Einzelbatterien 1 bis 3 eine Inhomogenität verursacht wird. Im Wesentlichen wurde die Einzelbatterie 1 erfolgreich vollständig auf den Ladestrom C1 = 100% geladen, doch wurde der Ladevorgang für die Einzelbatterien 2 und 3 in einem Zustand beendet, in dem die Ladeströme C2, C3 geringer als 100% waren, so dass eine verbleibende Kapazität vorhanden ist, die immer noch geladen werden kann.
Wenn bei diesem Batteriesatz die Inhomogenität unter den Ladeströmen C1 bis C3 der Einzelbatterien erzeugt ist, werden in den Einzelbatterien 1, 2 mit höheren Ladeströmen C1, C2 Restladungen (die Ladeströme R1, R2) vorhanden sein, die immer noch entladen werden können, wenn das Entladen von der Einzelbatterie 3 mit dem geringsten Ladestrom C3 abgeschlossen ist (Ladestrom R3 = 0%). Doch beim Wiederaufladen dieses Batteriesatzes würde der vollständig geladene Zustand durch Aufbringen der zusätzlichen Ladung auf die Restmenge einer jeden der Einzelbatterien 1 bis 3 erreicht werden, so dass der Ladevorgang bei der Ladungsmenge beendet sein würde, die etwa ausreicht, um die Einzelbatterie 1 mit der größten Restmenge vollständig zu laden, und die Einzelbatterien 2, 3 mit geringeren Restmengen nicht bis zu dem vollständig geladenen Zustand geladen würden.
Aus diesem Grund wurde eine Schaltung zur Ausführung eines Ausgleichsvorgangs an der ungleichmäßigen Ladungsmenge der einzelnen Einzelbatterien (eine Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung) in den Batteriesatz aufgenommen.
Für diese Art von Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen ( Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-246645 , Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-328642 ), die die ungleichmäßige Ladungsmenge der einzelnen Einzelbatterien ausgleicht, indem zum Beispiel Ladungen zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Unterschied zwischen dem größten Ladestrom und dem geringsten Ladestrom der einzelnen Einzelbatterien größer als ein bestimmter Wert oder diesem gleich wird, über einen Kondensator bewegt werden. Was diese Inhomogenität der Ladungsmengen der einzelnen Einzelbatterien betrifft, gibt es neben dem Schema der Benutzung eines Kondensators Fälle ( Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-38876 ), bei denen ein Ausgleichsvorgang eingesetzt wird, der die elektrischen Ströme durch Leiten der elektrischen Ströme durch einen wärmeerzeugenden Widerstand verbraucht. Es ist zu beachten, dass die Inhomogenität der Ladungsmenge der einzelnen Einzelbatterien gewöhnlich durch Feststellen einer Spannung einer Einzelbatterie oder durch Berechnen des Ladestroms und dergleichen geprüft wird.
Es ist zu beachten, dass der Ausgleichsvorgang bei dieser Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-38876 zur Ausführung gebracht wird, wenn ein Spannungsunterschied in Bezug auf eine Bezugsspannung wie etwa eine niedrigste Spannung unter den Einzelbatterien größer als ein Schwellenwert oder diesem gleich wird, und die Geschwindigkeit der Abnahme der Ladungsmenge zu diesem Zeitpunkt sehr rasch größer werden wird, während die Ladungsmenge einer Einzelbatterie geringer wird (während sie mehr verbraucht wird), so dass vorgeschlagen wurde, die zu verwendende Schwelle höher anzusetzen.
Wenn der Ausgleichsvorgang bei einer derartigen Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung ohne Berücksichtigung der Ladungsmenge des Batteriesatzes als Ganzes abhängig davon ausgeführt wird, ob ein Unterschied der Ladungsmenge (der Spannung oder des Ladestroms) unter den Einzelbatterien eine Schwelle überschritten hat, oder nicht, würde dieser Ausgleichsvorgang häufig ausgeführt werden, wenn zum Beispiel die vollständige Menge an Ladung unter den Einzelbatterien ungleichmäßig gestaltet wird. Es ist zu beachten, dass diese Inhomogenität im Hinblick auf die vollständig Menge an Ladung unter den Einzelbatterien anfänglich durch Selektion zur Zeit der Herstellung kleiner gemacht werden kann, was aber Zeit und Mühe erfordern würde, und dass diese Inhomogenität dazu neigt, größer zu werden, während das Laden und Entladen wiederholt wird, so dass es sich dabei nicht um eine grundlegende Lösung handeln würde.
Bei diesem Ausgleichsvorgang an dem Batteriesatz wird es durch das Leiten der elektrischen Ströme durch einen Kondensator oder einen wärmeerzeugenden Widerstand zu einem Energieverlust kommen, und der geladene Strom wird verschwenderisch verbraucht, so dass sein häufiges Ausführen zu einer Zunahme der Ladetätigkeiten und einem verschwenderischen Verbrauch des Stroms führen würde.
Genauer kann es wie zum Beispiel in 9 gezeigt dann, wenn der Ausgleichsvorgang an dem Batteriesatz zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem die Ladungsmenge gering ist, und danach die Tätigkeit zum Laden dieses Batteriesatzes ausführt wird, Fälle geben, in denen der Ladevorgang in einem Zustand beendet würde, in dem eine Einzelbatterie vor dem Erreichen des vollständig geladenen Zustands vorhanden ist (gestrichelter Linienbereich in der Zeichnung). Als Ergebnis besteht das Problem, dass ein Batteriesatz entstehen würde, der die Eigenschaft aufweist, dass das Entladen beendet wird, während eine gewisse Ladekapazität zurückbleibt.
Im Gegensatz dazu kann es wie zum Beispiel in 10 gezeigt dann, wenn der Ausgleichsvorgang an dem Batteriesatz zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem sich der Satz dicht an dem vollständig geladenen Zustand befindet, Fälle geben, in denen das Entladen in einem Zustand beendet würde, in dem eine Einzelbatterie mit einer Restmenge an Ladung vorhanden ist (gestrichelter Linienbereich in der Figur). Als Ergebnis besteht das Problem, dass ein Batteriesatz entstehen würde, der die Eigenschaft aufweist, dass das Entladen beendet wird, während eine gewisse Menge an Ladung zurückbleibt.
Doch bei einem Batteriesatz, der an einem Motorfahrzeug angebracht werden soll, stellt dies kein großes Problem dar, wenn die Durchführung des Ausgleichsvorgangs wie während der Durchführung des Ladevorgangs so eingerichtet ist, dass ein vorherbestimmter Ladestrom erzielt wird. Genauer genügt es bei einem Hybridelektrofahrzeug (HEV), das während der Fahrt durch den Verbrennungsmotor geladen werden kann, zum Beispiel, wenn die Einstellung so erfolgt, dass die Benutzung bei einem Ladestrom von etwa 50% erfolgen wird, so dass das Laden und das Entladen während der Fahrt vorgenommen werden können, und die Einstellung so erfolgt, dass eine Schwelle, die mit einem Unterschied der Ladungsmengen (des Ladungsstroms) unter den Einzelbatterien verglichen werden soll, groß ist, so dass der Ausgleichsvorgang nicht häufig vorgenommen wird. Auch bei einem Elektrofahrzeug (EV), das nicht mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet ist, zum Beispiel, wird jede Einzelbatterie zur Zeit des Ladens vollständig geladen, so dass häufige Ausführungen des Ausgleichsvorgangs vermieden werden können, indem der Ausgleichsvorgang zur Zeit des Ladens vorgenommen wird.
Doch in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHV), das ein Aufladen an jedem Wohnsitz ermöglicht, ist eine Batterie (ein Batteriesatz) mit einer größeren Kapazität als bei einem HEV angebracht; und es wird eine Benutzung in einer Verwendungsform ermöglicht, die jener bei einem Elektrofahrzeug (EV) nahekommt, bis die Ladungsmenge auf ein Ausmaß abgenommen hat, das ein Aufladen erfordert. Aus diesem Grund wird erwartet, dass sich der an dem PHV angebrachte Batteriesatz in einem Ladungszustand befindet, der der Häufigkeit des Ladens durch den Benutzer entspricht, so dass zum Beispiel die Häufigkeit des Vorhandenseins einer geringen Ladungsmenge gering sein wird, wenn oft geladen wird, und im Fall eines Benutzers, der das Aufladen nur dann vornimmt, wenn es nötig ist, auch die Häufigkeit eines vollständig geladenen Zustands gering sein wird.
Aus diesen Umständen ergibt sich, dass der Ausgleichsvorgang dann, wenn der Zeitpunkt des Ausgleichsvorgangs zum Beispiel auf nahe an 50% beschränkt ist, nicht ausgeführt werden würde, da im Fall eines Benutzers, der das Aufladen häufig vornimmt, nicht viel Gelegenheit für eine geringe Ladungsmenge besteht. Auch wenn der Zeitpunkt für den Ausgleichsvorgang auf nahe an den vollständig geladenen Zustand eingerichtet wird, besteht die Möglichkeit, dass der Ausgleichsvorgang nicht ausgeführt wird, da im Fall eines Benutzers, der im Hinblick auf das Laden zurückhaltend ist (das Laden nicht ausreichend ist oder das Laden unterbrochen wird), nicht viel Gelegenheit für ein Laden bis zu dem vollständig geladenen Zustand besteht. Dieses Problem kann sogar im Fall einer Anbringung an einem EV bestehen. Aus diesem Grund würde es wie oben beschrieben zu einer häufigen Ausführung des Ausgleichsvorgangs kommen, wenn die Beschränkungen hinsichtlich der Gelegenheit für den Ausgleichsvorgang beseitigt würden.
Es ist zu beachten, dass bei der Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung, die in der oben genannten Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-38876 beschrieben ist, eine Schwelle, die mit dem Unterschied zwischen den Einzelbatterien verglichen werden soll, mit der niedrigsten Spannung in einer einzelnen Einzelbatterie als Bezug eingestellt ist, so dass es Fälle geben kann, in denen diese niedrigste Spannung mit der Ladungsmenge in dem Batteriesatz als Ganzes kompatibel ist, und Fälle geben kann, in denen es nicht möglich ist, den Zeitpunkt zur Ausführung des Ausgleichsvorgangs zu optimieren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Daher hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung bereitzustellen, bei der durch passendes Ausführen des Ausgleichsvorgangs je nach dem Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes wenig Verlust besteht.
Die erste Form der Erfindung gemäß der Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung, die die oben genannten Probleme löst, ist eine Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleichen einer Ladungsmenge für jede Einzelbatterie eines Batteriesatzes, in dem mehrere Einzelbatterien, die geladen und entladen werden können, in Reihe verbunden sind, die Folgendes umfasst: eine Ladungszustandsdetektionseinheit, um einen gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes festzustellen; eine Schwelleneinstelleinheit, in der je nach dem gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes unterschiedliche Ladungszustandsschwellen eingestellt sind; eine Kennzahldetektionseinheit, um einen Inhomogenitätskennzahl festzustellen, der eine Inhomogenität eines Einzel-Ladungszustands für jede der mehreren Einzelbatterien angibt; und eine Ausgleichssteuereinheit, um einen Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie des Batteriesatzes auszuführen, wenn die Ladungszustandsschwelle je nach dem gesamten Ladungszustand erreicht wird und bestätigt wird, dass der Inhomogenitätskennzahl größer als diese Ladungszustandsschwelle oder dieser gleich geworden ist.
Die zweite Form der Erfindung gemäß der Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung, die die oben genannten Probleme löst, ist eine Form, bei der zusätzlich zu den Festlegungen der oben angegebenen ersten Form der gesamte Ladungszustand je nach der Ladungsmenge des Batteriesatzes als Ganzes in mehrere Bereiche geteilt wird und in der Schwelleneinstelleinheit für jeden der Bereiche eine entsprechende Ladungszustandsschwelle eingestellt ist.
Die dritte Form der Erfindung gemäß der Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung, die die oben genannten Probleme löst, ist eine Form, bei der zusätzlich zu den Festlegungen der oben angegebenen zweiten Form in der Schwelleneinstelleinheit ein Ausgleichsbeschränkungsbereich eingestellt ist, um eine Ausführung des Ausgleichsvorgangs durch die Ausgleichssteuereinheit auf wenigstens einen Bereich, der Grenzen der Bereiche des gesamten Ladungszustands entspricht, zu beschränken.
Die vierte Form der Erfindung gemäß der Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung, die die oben genannten Probleme löst, ist eine Form, bei der zusätzlich zu den Festlegungen der oben angegebenen ersten Form in der Schwelleneinstelleinheit eine Ladungszustandsschwelle eingestellt ist, die sich in Übereinstimmung mit dem sich fortlaufend verändernden gesamten Ladungszustand fortlaufend verändert.
Die fünfte Form der Erfindung gemäß der Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung, die die oben genannten Probleme löst, ist eine Form, bei der zusätzlich zu den Festlegungen einer aus der oben angegebenen ersten bis vierten Form der Batteriesatz die Funktion aufweist, von einer externen elektrischen Stromquelle geladen zu werden, und die Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung zusammen mit dem Batteriesatz an einem Plug-In-Hybridfahrzeug angebracht ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Kraftquellen aufweist.
Somit wird der Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge der Einzelbatterie nach der oben angegebenen ersten Form der vorliegenden Erfindung ausgeführt, wenn der Inhomogenitätskennzahl des Einzel-Ladungszustands für jede Einzelbatterie größer als die Ladungszustandsschwelle je nach dem gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes oder dieser gleich geworden ist. Aus diesem Grund kann dieser Ausgleichsvorgang zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden, zu dem der Einzel-Ladungszustand dieser Einzelbatterie bis zu einem solchen Ausmaß ungleichmäßig geworden ist, dass der Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge der Einzelbatterie gemäß dem gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes ausgeführt werden sollte. Daher ist es möglich, zu vermeiden, dass der Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge der Einzelbatterie unnötig ausgeführt wird, und ist es möglich, zu verhindern, dass der in den Batteriesatz geladene elektrische Strom verschwenderisch verbraucht wird.
Nach der oben angegebenen zweiten Form der vorliegenden Erfindung kann der Zeitpunkt der Ausführung des Vorgangs des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie durch einen einfachen Vorgang beurteilt werden, indem der gesamte Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes in mehrere Bereiche geteilt wird und die Ladungszustandsschwelle und der Inhomogenitätskennzahl des Einzel-Ladungszustands für jede Einzelbatterie für jeden dieser mehreren Bereiche eingestellt wird. Daher ist es möglich, die Gestaltung der Vorrichtung einfach zu machen und sie billig auszuführen.
Nach der oben angegebenen dritten Form der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie auf einen Bereich nahe an Grenzen, die den gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes in mehrere Bereiche teilen, zu beschränken. Daher ist es möglich, zu vermeiden, dass der Ausgleichsvorgang als Ergebnis einer Erstreckung über die Bereiche infolge einer Schwankung des gesamten Ladungszustands des Batteriesatzes als Ganzes fortlaufend ausgeführt wird.
Nach der oben angegebenen vierten Form der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Ausführungszeitpunkt für den Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie mit hoher Genauigkeit zu beurteilen, indem ihre Ladungszustandsschwelle gemäß dem gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes, der sich fortlaufend verändert, fortlaufend verändert wird und sie mit dem Inhomogenitätskennzahl des Einzel-Ladungszustands für jede Einzelbatterie verglichen wird. Daher ist es möglich, den Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie zu einem optimalen Zeitpunkt auszuführen.
Nach der oben angegebenen fünften Form der vorliegenden Erfindung ist es selbst bei einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHV) möglich, den Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie zu einem optimalen Zeitpunkt durchzuführen, der dem gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes je nach der Häufigkeit seines Ladens durch den Benutzer entspricht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der ersten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt, wobei es sich um ein funktionales Blockdiagramm handelt, das ihren schematischen Gesamtaufbau zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau dieser Batterie (dieses Batteriesatzes) zeigt.
3 ist ein Diagramm, das eine Schwelle für einen Grad der Inhomogenität von Einzelbatterien zeigt, die den Ausgleichsvorgang entsprechend dem Ladestrom dieser Batterie zur Ausführung bringt.
4 ist ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der Ausführung des Ausgleichsvorgangs entsprechend dem Ladestrom dieser Batterie.
5 ist eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der zweiten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt, wobei es sich um ein Diagramm handelt, das eine Schwelle für einen Grad der Inhomogenität von Einzelbatterien zeigt, die den Ausgleichsvorgang entsprechend dem Ladestrom dieser Batterie zur Ausführung bringt.
6 ist eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der dritten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt, wobei es sich um ein Diagramm handelt, das eine Schwelle für einen Grad der Inhomogenität von Einzelbatterien zeigt, die den Ausgleichsvorgang entsprechend dem Ladestrom dieser Batterie zur Ausführung bringt.
7 ist eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der vierten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt, wobei es sich um ein Diagramm handelt, das eine Schwelle für einen Grad der Inhomogenität von Einzelbatterien zeigt, die den Ausgleichsvorgang je nach dem Ladestrom dieser Batterie zur Ausführung bringt.
8 ist ein Diagramm zur Erklärung des Ladestroms für jede Einzelbatterie in dem Batteriesatz und seine Verwendung.
9 ist ein Diagramm zur Erklärung von Problemen des Ausgleichsvorgangs bei diesem Batteriesatz.
10 ist ein Diagramm zur Erklärung von Problemen aufgrund des Ausgleichsvorgangs bei dem Batteriesatz zu einem anderen Zeitpunkt als dem von 9.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. 1 bis 4 sind Figuren, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der ersten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigen.
In 1 ist ein Motorfahrzeug 100 als Hybridelektrofahrzeug (HEV: Hybrid Electric Vehicle) aufgebaut, das durch Anbringen eines Verbrennungsmotors 101 und eines Elektromotors 102 als Kraftquellen fährt. Der Verbrennungsmotor 101 gibt durch Liefern von flüssigem Kraftstoff wie etwa Benzin, der in einem nicht in der Figur gezeigten Tank gespeichert ist und den Verbrennungsmotor antreibt, eine Antriebskraft aus, um das Motorfahrzeug 101 zum Fahren zu bringen, wohingegen der Elektromotor 102 durch Liefern von elektrischem Strom, der in einer Batterie 103 gespeichert ist und den Elektromotor antreibt, eine Antriebskraft ausgibt, um das Motorfahrzeug 100 zum Fahren zu bringen. Außerdem arbeitet die Batterie 103 als Energiequelle, um elektrischen Strom zu elektrischen Geräten 104, die im Fahrzeug angebracht sind, zu liefern, wie etwa einer Klimaanlage, um das Fahrzeuginnere auf einen angenehmen Raum zu klimatisieren, wie auch um die elektrischen Geräte anzutreiben. Es ist zu beachten, dass hier bei der Beschreibung des Verbrennungsmotors 101 beispielhaft ein flüssiger Kraftstoff verwendet wird; doch selbstverständlich kann es sich um eine Art handelt, die durch Verbrennen eines gasförmigen Kraftstoffs wie etwa CDG (komprimiertes Erdgas) läuft.
Diese Batterie 103 ist so ausgeführt, dass sie durch Benutzen der regenerativen Energie, die beim verlangsamenden Bremsen durch einen elektrischen Generator erzeugt wird, geladen wird, oder durch Antreiben des Verbrennungsmotors 101 geladen wird, wenn der Ladestrom unter eine voreingestellte Grenze fällt.
Außerdem ist das Motorfahrzeug 100 mit einer Schaltung 105 zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle ausgerüstet, um eine externe elektrische Stromquelle wie etwa eine Haushaltsstromquelle anzuschließen, und ist als sogenanntes Plug-In-Hybridfahrzeug (PHV: Plug-in Hybrid Vehicle) aufgebaut, bei dem die Batterie 103 durch Liefern von elektrischem Strom von der externen elektrischen Stromquelle geladen wird. Bei diesem Motorfahrzeug 100 ist zum Beispiel eine Batterie 103 mit großer Kapazität angebracht, um eine Strecke, die wie bei einem Elektrofahrzeug nur unter Verwendung des Elektromotors 102 gefahren werden kann, während die Aktivierung des Verbrennungsmotors 101 unterdrückt wird, so lang als möglich zu machen.
Dieses Motorfahrzeug 100 ist so ausgeführt, dass die in dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtungen wie etwa der Verbrennungsmotor 101, der Elektromotor 102, die Batterie 103, die elektrischen Geräte 104 und die Schaltung 105 zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle durch eine Steuerungsvorrichtung 10 (ECU: Electronic Control Unit) koordiniert und gesteuert werden. Die Steuerungsvorrichtung 10 ist so aufgebaut, dass eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU: Central Processing Unit) ein vorab in einem Speicher gespeichertes Programm ausliest und gemäß verschiedenen Arten von Sensorsignalen, gespeicherten Parametern und dergleichen verschiedene Arten von Steuerverarbeitungen ausführt. Es ist zu beachten, dass die Steuerungsvorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform so beschrieben werden wird, dass sie die in dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtungen als Ganzes kollektiv koordiniert und steuert, doch ist es im Fall ihrer Ausführung im Fahrzeug selbstverständlich möglich, mehrere Steuerschaltungen passend so einzurichten, dass die mehreren Steuerschaltungen eine verteilte Steuerung vornehmen werden.
Nun ist die Batterie 103 dieses Motorfahrzeugs 100, wie zum Beispiel in 2 gezeigt, durch Verbinden von mehreren Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 (in 2 sind beispielhaft drei gezeigt) in Reihe als Batteriesatz zum Liefern von elektrischem Strom mit einer gewünschten Ausgangsspannung an eine Last EL, wie den Elektromotor 102 und die elektrischen Geräte 104, aufgebaut. Jede der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 dieser Batterie 103 wird durch ein Batteriemanagementsystem 20, das die Steuerungsvorrichtung 10 umfasst, koordiniert und gesteuert. Hier, bei der vorliegenden Ausführungsform, wird beispielhaft eine Batterie 103, die als ein einzelner Körper eines Batteriesatzes zum Liefern von elektrischem Strom zu den gesamten im Fahrzeug angebrachten Vorrichtungen aufgebaut ist, beschrieben werden, doch besteht keine Beschränkung darauf und es können mehrere Batteriesätze verteilt an dem Fahrzeug angebracht sein und es reicht aus, die vorliegende Ausführungsform je nach Notwendigkeit anzuwenden.
Genauer ist das Batterieverwaltungssystem 20 so aufgebaut, dass eine Spannungsfeststellschaltung 21 und eine Ausgleichsverarbeitungsschaltung 22 an die Steuerungsvorrichtung 10 angeschlossen sind, und es arbeitet als Ladestromdetektionseinheit 11, Schwelleneinstelleinheit 12, Kennzahldetektionseinheit 13 und Ausgleichssteuerungseinheit 14, während die Steuerungsvorrichtung 10 das oben erwähnte Steuerprogramm unter Benutzung eines Speichers als Arbeitsbereich ausführt. Auf diese Weise wird die Steuerungsvorrichtung 10 dazu gebracht, aus den detektierten Spannungen der Spannungsfeststellschaltung 21 jeden Ladestrom (Ladungszustand) der Batterie (des Batteriesatzes) 103 als Ganzes und jeder der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 zu detektieren und die Ausgleichsvorgangsschaltung 22 eine regulierende Steuerung ausführen zu lassen, um den Ladungszustand für jede dieser Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 auszugleichen.
Die Spannungsfeststellschaltung 21 ist so ausgeführt, dass sie fähig ist, die Spannung zwischen einer positiven und einer negativen Klemme der Batterie 103 als Ganzes, bei der es sich um den Batteriesatz handelt, zu detektieren, indem sie so angeschlossen ist, dass sie die Spannung zwischen der positiven und der negativen Klemme für jede der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 feststellen kann.
Die Ausgleichsvorgangsschaltung 22 setzt einen Schaltungsaufbau ein, um die Anpassungssteuerung zum Ausgleich der Spannungen zwischen den Klemmen der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 auszuführen. Zum Beispiel ist die Ausgleichsvorgangsschaltung 22 so aufgebaut, dass sie fähig ist, die Ladungsmenge auszugleichen, indem die gespeicherte Ladung in jeder der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 über einen Kondensator ausgeglichen wird oder Ladungen, die verglichen mit den anderen übermäßig sind, zu einem wärmeerzeugenden Widerstand geleitet und verbraucht werden. Es ist zu beachten, dass es für diesen Ausgleichsvorgang genügt, je nach den Kosten für den Aufbau der Schaltung, den Kosten für das Speichern von Ladungen und dergleichen passend das Schema eines Kondensators oder das Schema eines wärmeerzeugenden Widerstands zu wählen.
Die Ladestromfeststelleinheit 11 stellt (erfasst) aus der Spannung zwischen der positiven und der negativen Klemme bei jeder der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3, die durch die Spannungsfeststellschaltung 21 festgestellt wurde, jeden Ladestrom (Einzel-Ladungszustand) fest, und stellt aus der Spannung zwischen der positiven und der negativen Klemme der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 auch den Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes fest.
In der Schwelleneinstelleinheit 12 ist eine Ladungszustandsschwelle zur Beurteilung, ob die Regulierungssteuerung zum Ausgleichen des Ladestroms (des Ladungszustands) unter den jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 der Batterie 103 ausgeführt werden soll, oder nicht, gespeichert und in einem Speicher gehalten, und es ist eine Ladungszustandsschwelle je nach dem Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes eingestellt. Zum Beispiel ist der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes in dieser Schwelleneinstelleinheit 12 wie in 3 gezeigt in mehrere Bereiche geteilt und es ist für jeden dieser Bereiche eine entsprechende Ladungszustandsschwelle eingestellt. Zum Beispiel ist für einen Ladestrom von mehr als oder gleich 25% bis weniger als 65% eine höhere Ladungszustandsschwelle V2 eingestellt und für einen Ladestrom von mehr als oder gleich 65% bis weniger als 100% entsprechend eine niedrigere Ladungszustandsschwelle V1 eingestellt. Außerdem ist durch Detektieren einer Ladungszustandsschwelle V0, die die Spannung zwischen den Klemmen der Einzelbatterie überschreitet, auf einen Ladestrom von mehr als oder gleich 0% bis weniger als 25% oder dergleichen ein Ausgleichsbeschränkungsbereich eingerichtet, um die Ausführung des Ausgleichsvorgangs bei der nachstehend beschriebenen Steuerverarbeitung zu verhindern (zu vermeiden).
Die Kennzahldetektionseinheit 13 berechnet einen Unterschied des Einzel-Ladestroms (eine Differenzspannung) für jede der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 der Batterie 103, die durch die Ladestromdetektionseinheit 11 detektiert werden, und stellt diesen als Kennzahl fest, der eine Inhomogenität unter den jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 angibt.
Die Ausgleichssteuerungseinheit 14 liest die Ladungszustandsschwelle in der Schwelleneinstelleinheit (dem Speicher) 12, die dem durch die Ladestromdetektionseinheit 11 detektierten Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes entspricht, aus und bringt die Ausgleichsvorgangsschaltung 22 zur Ausführung des Ausgleichsvorgangs (der Anpassungssteuerung), um den Ladestrom (die Spannung zwischen den Klemmen) unter den jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 auszugleichen, wenn ein durch die Kennzahldetektionseinheit detektierter Höchstunterschied (eine Inhomogenitätskennzahl) des Einzel-Ladestroms unter den jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 größer als die Ladungszustandsschwelle oder dieser gleich ist.
Im Einzelnen wird die Steuerungsvorrichtung 10 durch Ausführen einer Steuerverarbeitung (eines Verfahrens), die (das) in dem Ablaufdiagramm von 4 gezeigt ist, dazu gebracht, die Anpassungssteuerung zum Ausgleich jedes Ladestroms für jede der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 der Batterie 103 passend auszuführen.
Zuerst, wenn eine Zündung des Motorfahrzeugs eingeschaltet wird, detektiert die Steuerungsvorrichtung 10 (das Batterieverwaltungssystem 20) die Spannungen zwischen den Klemmen der Batterie 103 als Ganzes und der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 (Schritt S11) und berechnet durch Subtrahieren der geringsten Spannung von der höchsten Spannung der festgestellten Spannungen dieser Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 die höchste Differenzspannung (Schritt S12).
Außerdem wird aus der früher festgestellten Spannung in der Batterie 103 als Ganzes der Ladestrom erfasst (detektiert) (Schritt S13) und nach dem entsprechenden Festlegen der Ladezustandsschwelle je nach diesem detektierten Ladestrom (Schritt S14) geprüft, ob die berechnete höchste Differenzspannung größer als die detektierte Ladungszustandsschwelle oder dieser gleich ist (Schritt S15).
Danach erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S11 und die gleiche Verarbeitung wird wiederholt, ohne irgendetwas anders zu machen, sofern die berechnete höchste Differenzspannung geringer als die eingestellte Ladungszustandsschwelle ist, oder es erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S11 und wird die gleiche Verarbeitung wiederholt, nachdem der Vorgang zum Ausgleich des Ladestroms (der Spannung zwischen den Klemmen) für jede der jeweiligen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 ausgeführt wurde, falls die berechnete höchste Differenzspannung größer als die eingestellte Ladungszustandsschwelle oder dieser gleich ist (Schritt S16).
Folglich ist es dann, wenn der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes dicht an dem vollständig geladenen Zustand liegt, auch in einem Fall, in dem in dem Ladestrom eine Inhomogenität mit einem Ausmaß verursacht wird, das zwischen den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 einen kleinen Spannungsunterschied V1 verursacht, möglich, den Vorgang zum Ausgleich des Ladestroms unter diesen Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 durchzuführen. Außerdem erfolgt selbst dann, wenn bei einem Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes, der etwa die Hälfte beträgt, danach eine Inhomogenität mit dem Ausmaß des Spannungsunterschieds V1 verursacht wird, keine neuerliche Wiederholung des Ausgleichsvorgangs.
Außerdem ist es dann, wenn der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes etwa die Hälfte beträgt, möglich, den Vorgang zum Ausgleich des Ladestroms unter diesen Einzelbatterien 103a1 bis 103a auszuführen, wenn in dem Ladestrom eine Inhomogenität mit einem Ausmaß verursacht wird, das zwischen den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 einen großen Spannungsunterschied V2 verursacht, so dass der Ausgleichsvorgang in dem Fall, in dem das Aufladen wiederholt werden soll, ohne den vollständig geladenen Zustand zu erreichen, nicht häufig ausgeführt werden wird, sondern gemäß Notwendigkeit ausgeführt werden wird.
Überdies ist es möglich, das Ausführen des Vorgangs zum Ausgleich des Ladestroms unter den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 selbst in dem Fall, in dem der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes dicht an dem Leerzustand liegt, zu vermeiden.
Somit ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, zu vermeiden, dass der Ladevorgang in einem Zustand ausgeführt wird, in dem unter den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 eine große Inhomogenität im Ladestrom verursacht ist, da der Ausgleichsvorgang infolge eines häufigen Aufladens durch den Benutzer nicht ausgeführt wird wie in dem Fall, in dem die große Schwelle so eingestellt ist, dass der Ausgleichsvorgang nur erfolgt, wenn die Inhomogenität groß ist, und es ist möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem eine effektive Nutzung der Ladekapazitäten der jeweiligen Einzelbatterien unmöglich wird.
Außerdem ist es dann, wenn der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes etwa die Hälfte beträgt, möglich, zu verhindern, dass der gespeicherte elektrische Strom durch willkürliches (unnötiges) Ausführen verschwenderisch verbraucht wird, wie in dem Fall, in dem die kleine Schwelle so eingestellt ist, dass der Ausgleichsvorgang selbst dann vorgenommen wird, wenn die Inhomogenität klein ist.
Überdies ist es möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem es unmöglich wird, die Ladekapazität effektiv zu nutzen, da ein Unterschied in der gespeicherten Menge zu der Zeit des vollständig geladenen Zustands der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 mit nicht gleichmäßigen Ladungsspeichereigenschaften aufgrund der Ausführung des Ausgleichsvorgangs, wenn der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes dicht an dem Leerzustand liegt, verursacht wird.
Folglich ist es möglich, den Ausgleichsvorgang der Ladungsmenge für jede der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 so auszuführen, dass diese in einem Bereich von Ladeeigenschaften verwendet werden, in dem kein Problem besteht, ohne dass es zu einem Einfluss durch die Häufigkeit des Aufladens zum Beispiel des Plug-In-Hybridfahrzeugs (PHV) durch den Benutzer kommt.
Als nächstes ist 5 eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der zweiten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt. Da die vorliegende Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführungsform annähernd ähnlich gestaltet ist, werden die charakteristischen Bereiche hier unter Ableitung der Zeichnungen durch Zuweisung identischer Bezugszeichen zu gleichartigen Aufbauten beschrieben (dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen, die im Folgenden beschrieben werden sollen).
Wie in 5 gezeigt, ist der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes in der Schwelleneinstelleinheit 12 in mehr Bereiche (mehr Schritte) als bei der oben beschriebenen Ausführungsform geteilt, und ist für jeden dieser Bereiche eine entsprechende Ladungszustandsschwelle eingestellt. Entsprechend ist zum Beispiel für einen Ladestrom von größer als oder gleich 25% bis weniger als 50% eine höhere Ladungszustandsschwelle V3 eingestellt, ist für einen Ladestrom von mehr als oder gleich 50% bis weniger als 80% eine mittlere Ladungszustandsschwelle V2 festlegt, und ist für einen Ladestrom von mehr als oder gleich 80% bis weniger als 100% eine niedrigere Ladungszustandsschwelle V1 eingestellt.
Folglich ist es möglich, den Ausgleichsvorgang unter den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 durch feineres Teilen des Ladestroms der Batterie 103 als Ganzes passender auszuführen. Es ist zu bemerken, dass bei der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein Fall des Festlegens der Bereiche in drei Stufen beschrieben wird, aber keine Beschränkung darauf besteht und selbstverständlich ein Teilen in vier oder mehr Schritte möglich ist.
Somit ist bei der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den Wirkungen aufgrund der oben beschriebenen Ausführungsform eine derartige Detektion möglich, dass der Ausgleichsvorgang der Ladungsmenge für jede der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 je nach der Ladungsmenge der Batterie 103 als Ganzes und ihrer Benutzung durch den Nutzer zum optimalen Zeitpunkt ausgeführt wird.
6 ist eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der dritten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt.
Wie in 6 gezeigt, ist die Ladungszustandsschwelle, die mit dem Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes und der höchsten Differenzspannung zwischen den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 verglichen werden soll, in der Schwelleneinstelleinheit 12 entsprechend als fortlaufende Linie (eine gerade Linie oder eine Kurve) eingestellt, die sanft fortlaufend ist. Zum Beispiel ist sie so eingestellt, dass sie näher an die höhere Ladungszustandsschwelle V2 gelangt, während sie sich einem Ladestrom von 25% nähert, und näher an die kleine Ladungszustandsschwelle V1 gelangt, während sie sich einem Ladestrom von 100% nähert.
Folglich ist durch Beurteilen, ob der Ausgleichsvorgang nötig ist, oder nicht, eine passendere Ausführung möglich, wobei die Ladungszustandsschwelle einem Ausmaß der Inhomogenität unter den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 je nach dem Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes entspricht.
Somit ist bei der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den Wirkungen aufgrund der oben beschriebenen Ausführungsform eine derartige Einstellung möglich, dass der Ausgleichsvorgang der Ladungsmenge für jede der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 je nach der Ladungsmenge der Batterie 103 als Ganzes und ihrer Benutzung durch den Nutzer zu einem optimaleren Zeitpunkt ausgeführt wird.
Als nächstes ist 7 eine Figur, die ein Beispiel des Falls der Anbringung der vierten Ausführungsform der Batterieausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an einem Motorfahrzeug zeigt.
Wie in 7 gezeigt, ist der Ladestrom der Batterie 103 als Ganzes in mehr Bereiche (mehr Schritte) als bei der oben beschriebenen Ausführungsform geteilt, und es ist für jeden dieser Bereiche eine entsprechende Ladungszustandsschwelle eingestellt.
Entsprechend ist zum Beispiel für einen Ladestrom von größer als oder gleich 25% bis weniger als 50% eine höhere Ladungszustandsschwelle V3 eingestellt, und für einen Ladestrom von größer als oder gleich 65% bis weniger als 100% eine niedrigere Ladungszustandsschwelle V1 eingestellt. Durch Einstellen einer Ladungszustandsschwelle V0, die die Spannung zwischen den Klemmen der Einzelbatterie überschreitet, auf einen Ladestrom von größer als oder gleich 50% bis weniger als 65% und dergleichen wird ein Ausgleichsbeschränkungsbereich zur Verhinderung (Beschränkung) der Ausführung des Ausgleichsvorgangs eingestellt.
Folglich ist es möglich, den Ausgleichsvorgang unter den Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 durch feineres Teilen des Ladestroms der Batterie 103 als Ganzes passender auszuführen, und es ist auch möglich, zu vermeiden, dass der Ausgleichsvorgang jedes Mal ausgeführt wird, wenn ein Ladestrom von 50% oder 65% überschritten oder nicht überschritten (überspannt) wird. Es ist zu beachten, dass der Fall der Beschränkung des Ausgleichsvorgangs in einem Bereich des Ladestroms von 50% bis 65% bei der vorliegenden Ausführungsform als Beispiel beschrieben ist, aber keine Beschränkung darauf besteht, und dass selbstverständlich durch Verengen des Beschränkungsbereichs zum Beispiel auf 50% bis 55% und dergleichen eine passende Einstellung möglich ist.
Somit ist es bei der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den Wirkungen aufgrund der oben beschriebenen Ausführungsform möglich, zu vermeiden, dass der Ausgleichsvorgang der Ladungsmenge für jede der Einzelbatterien 103a1 bis 103a3 unnötig wiederholt wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass der gespeicherte elektrische Strom in der Batterie 103 verschwenderisch verbraucht wird.
Hier, bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Ladestrom als Kennzahl zur Angabe des Ladungszustands der Batterie 103 als Beispiel beschrieben, doch besteht keine Beschränkung darauf und die Inhomogenität kann anstelle durch Feststellen des Ladestroms aus der Spannung zwischen den Klemmen zum Beispiel durch direktes Benutzen der Spannung zwischen den Klemmen bewertet werden oder die Ladungsmenge kann aus den Ladungen, die der Batterie 103 zu liefern sind, erfasst werden.
Außerdem ist der Ausgleich des Ladestroms unter den Einzelbatterien, die die Batterie zur Anbringung an dem Motorfahrzeug bilden, als Beispiel beschrieben, doch besteht keine Beschränkung darauf und ist selbstverständlich eine passende Anwendung möglich, sofern es sich um eine Batterie handelt, die durch Verbinden der Einzelbatterien in Reihe aufgebaut ist.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die beispielhaften Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt und beschrieben sind, beschränkt und umfasst auch alle Ausführungsformen, die Wirkungen hervorbringen können, welche jenen, auf die die vorliegende Erfindung abzielt, gleichwertig sind. Überdies ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf Kombinationen der Merkmale der Erfindung, die durch jeden Anspruch bestimmt werden, beschränkt, sondern kann er durch jede beliebige gewünschte Kombination der bestimmten Merkmale unter allen offenbarten jeweiligen Merkmalen bestimmt werden.
Obwohl bis hierher eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann sie innerhalb des Bereichs ihrer technischen Ideen selbstverständlich in verschiedenen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-204763 [0001]
JP 2006-246645 [0007]
JP 2005-328642 [0007]
JP 2009-38876 [0007, 0008, 0016]

Claims

Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleichen einer Ladungsmenge für jede Einzelbatterie eines Batteriesatzes, in dem mehrere Einzelbatterien, die geladen und entladen werden können, in Reihe verbunden sind, wobei die Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Ladungszustandsdetektionseinheit, um einen gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes festzustellen; eine Schwelleneinstelleinheit, in der je nach dem gesamten Ladungszustand des Batteriesatzes als Ganzes unterschiedliche Ladungszustandsschwellen eingestellt sind; eine Kennzahldetektionseinheit, um eine Inhomogenitätskennzahl festzustellen, die eine Inhomogenität eines Einzel-Ladungszustands für jede der mehreren Einzelbatterien angibt; und eine Ausgleichssteuereinheit, um einen Vorgang des Ausgleichs der Ladungsmenge für jede Einzelbatterie des Batteriesatzes ausführen, wenn die Ladungszustandsschwelle je nach dem gesamten Ladungszustand erreicht wird und bestätigt wird, dass die Inhomogenitätskennzahl größer als diese Ladungszustandsschwelle oder dieser gleich geworden ist.
Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der gesamte Ladungszustand je nach der Ladungsmenge des Batteriesatzes als Ganzes in mehrere Bereiche geteilt wird und in der Schwelleneinstelleinheit für jeden der Bereiche eine entsprechende Ladungszustandsschwelle eingestellt ist.
Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei in der Schwelleneinstelleinheit ein Ausgleichsbeschränkungsbereich eingestellt ist, um eine Ausführung des Ausgleichsvorgangs durch die Ausgleichssteuereinheit auf wenigstens einen Bereich, der Grenzen der Bereiche des gesamten Ladungszustands entspricht, zu beschränken.
Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Schwelleneinstelleinheit eine Ladungszustandsschwelle eingestellt ist, die sich in Übereinstimmung mit dem sich fortlaufend verändernden gesamten Ladungszustand fortlaufend verändert.
Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Batteriesatz die Funktion aufweist, von einer externen elektrischen Stromquelle geladen zu werden, und die Batteriesatz-Ausgleichsvorrichtung zusammen mit dem Batteriesatz an einem Plug-In-Hybridfahrzeug angebracht ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Kraftquellen aufweist.