电源系统以及电池集合体的控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种电源系统，包括：将串联连接有多个第１单位电池的第１组电池和串联连接有多个第２单位电池的第２组电池并联连接的电池集合体；对所述电池集合体进行充电的发电机，其中，所述电池集合体被设定成，使作为所述第１组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压Ｖ１，小于作为所述第２组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压Ｖ２。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由组合了多个单位电池的电池集合体构成的电源系统以及该电池集合体的控制方法，更详细而言，涉及在不让作为二次电池的单位电池过充电的情况下，使电 池集合体作为电源发挥功能的技术。
技术介绍
f臬氧蓄电池(nickel-hydrogen battery)或 f臬韦鬲蓄电池(nickel-cadmium battery)等碱性蓄电池以及锂离子二次电池(lithium ion secondary battery)或锂聚 合物二次电池(lithium-polymer secondary battery)等非水电解质二次电池的单位重 量的能量密度高于铅蓄电池，所以作为车辆或便携式设备等移动体中配备的电源而备受瞩 目。尤其，如果将多个采用非水电解质二次电池的单位电池串联连接，构成单位重量的能量 密度较高的电池集合体，来取代铅蓄电池作为电池启动(cell starter)电源(所谓的不是 车辆驱动源的电源)搭载于车辆中，可认为在竞赛用途等方面将有所作为。车辆用电源在启动时作为电池启动器(cell starter)以大电流放电，另一方面， 在车辆行使时接收从发电机(恒压充电器)发送的电流而被充电。铅蓄电池具有适合于以 比较大的电流进行充放电的反应机构，而上述的二次电池由于反应机构的关系，难说适合 大电流的充放电。具体而言，这些二次电池在充电末期分别存在如下的弱点。首先，在镍氢蓄电池或镍镉蓄电池等碱性蓄电池的情况下，在充电末期会从 正极产生氧气，若环境温度升高，则伴随使氧气从正极产生的电压即氧过电压(oxygen overvoltage)的下降，电池的充电电压也随之下降。假设当用恒压充电器(额定充电电压 V2)对电池的充电电压下降至V1的η个碱性蓄电池进行充电时，如果满足V2 > IiV1的关系， 则充电不会结束且持续产生氧气，存在构成组电池的各个二次电池(单位电池)因电池内 压上升而变形的可能性。另外，在锂离子二次电池或锂聚合物二次电池等非水电解质二次电池的情况下， 在充电末期包含非水电解质的电解液容易分解，且环境温度越高该倾向越显著，存在构成 组电池的单位电池因电池内压上升而变形的可能性。为解决这样的问题，如日本专利公开公报特开平07-059266号(以下称作“专利文 献1”)所示，一般认为在作为电源而使用的组电池完成充电的时刻，使多余的电流从其他 电路(旁流电路(lateral flow circuit))通过的方法较为有效。将专利文献1转用于车载技术时，旁流电路可以具体化为以下两种方式。第一方 式是以向车载的其他电动设备(灯、车载收音机、车载空调等)提供电流的方式构成旁流电 路。第二方式是以向单纯消耗电流的电阻(resistor)提供电流的方式构成旁流电路。但是，若采用第一方式，则存在恒压充电器向上述的电动设备提供过度的电流，使 这些电动设备发生故障的可能性。另外，若采用第二方式，则由于电阻消耗电流时产生的 热量会提高上述的二次电池的环境温度，因此无法消除单位电池变形的可能性。即使使用 这样的单位重量的能量密度高的二次电池任意地构成电池集合体，也难以与恒压充电器组合.
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在使用单位重量的能量密度较高的二次电池的情况 下，即使将来自发电机的电流全部作为充电电流而接收，也能够抑制该二次电池的变形的、 安全性高的电源系统。为实现上述目的，本专利技术所涉及的电源系统包括将串联连接有多个第1单位电 池的第1组电池和串联连接有多个第2单位电池的第2组电池并联连接的电池集合体；对 所述电池集合体进行充电的发电机，其中，所述电池集合体被设定成，使作为所述第1组电 池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压VI，小于作为所述第2 组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压V2。为实现上述目的，本专利技术提供电池集合体的控制方法，其中，所述电池集合体将串 联连接有多个第1单位电池的第1组电池和串联连接有多个第2单位电池的第2组电池并 联连接，且所述第1组电池的平均充电电压Vl被设定成小于所述第2组电池的平均充电电 压V2，该电池集合体的控制方法包括测量所述第1组电池的电压的工序a ；当在所述工序 a测量的第1组电池的电压达到上限电压Va时，控制停止对所述第1组电池的充电的工序 b0根据上述结构，包含将串联连接有多个第1单位电池的第1组电池和串联连接有 多个第2单位电池的第2组电池这两种组电池并联连接的电池集合体，且被设定成所述第 1组电池的平均充电电压Vl小于所述第2组电池的平均充电电压V2。因此，通常时(达到 被设定成比满充电电压稍低的强制放电开始电压之前)，主要由第1组电池接收来自发电 机的充电电流，当第1组电池接近满充电时，由作为旁流电路的第2组电池接收来自发电机 的充电电流。根据该方式，由于不使用伴随有过度的发热的电阻，因此不会提高电池集合体 (尤其是作为主电源的第1组电池)的环境温度。因此，能够回避因热引起单位电池变形的 问题。因此，即使在使用镍氢蓄电池、镍镉蓄电池等碱性蓄电池或锂离子二次电池、锂聚 合物二次电池等非水电解质二次电池等单位重量的能量密度高的二次电池时，也不会导致 二次电池的变形等问题，可实现能够将来自发电机的电流全部作为充电电流而接收的、安 全性高的电源系统。因此，如电池启动电源那样，需要不间断地接收来自发电机的充电电流的情况下， 如采用本专利技术的电源系统，即使将来自发电机的电流全部作为充电电流接收，也能抑制该 二次电池的变形。本专利技术例如在使用需要不间断地接收来自发电机的充电电流的电池启动电源时 尤其有效。本专利技术的目的、特征及优点可通过以下的详细说明与附图将进一步明确。 附图说明图1是用于说明本专利技术的一实施方式所涉及的电源系统的结构的方框图。图2是表示作为单位电池的一例的锂离子二次电池在常温下的初期的充放电动(charge/discharge behavior)的图。图3是表示本专利技术的一实施方式所涉及的电源系统的功能方框图。图4是用于说明本专利技术的另一实施方式所涉及的电源系统的结构的方框图。具体实施例方式以下，使用附图说明本专利技术的实施方式。图1是表示本实施方式所涉及的电源系统的结构的方框图。如图1所示，电源系统50包括发电机1、电池集合体20及控制部30。发电机1是用于对电池集合体20进行充电的装置，例如是搭载在车辆上，通过发动机的转动运动进行 发电的恒压规格的发电机。电池集合体20包含串联连接有多个(图1的结构中为4个)单 位电池(cell) α (第1单位电池)的第1组电池2a和串联连接有多个(图1的结构中为 12个)单位电池β (第2单位电池)的第2组电池2b，第1组电池2a与第2组电池2b并 联连接。而且，从发电机1向第1组电池2a与第2组电池2b不定期地供给充电电流。并 且，在所述电池集合体20的并联电路中设置有基于来自控制部30的指令，接通/断开发电 机1与第1组电池2a的连接的开关4。在电源系统50连接有作为负载的一例的车载设备 6。车载设备6例如是用于使车辆的发动机启动的电池启动器(cell starter)、车灯或汽车 导航装置等负载装置。并且，第1组电池2a的正极连接于车载设备6，第1组电池2a的放 电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，其特征在于包括：电池集合体，将串联连接有多个第１单位电池的第１组电池和串联连接有多个第２单位电池的第２组电池并联连接；发电机，对所述电池集合体进行充电，其中，所述电池集合体被设定成，使作为所述第１组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压Ｖ１，小于作为所述第２组电池达到满充电容量的一半的充电容量时的端子电压的平均充电电压Ｖ２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山茂行，青木护，铃木刚平，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]