蓄电装置、蓄电装置的控制方法、车辆与流程

文档序号:13687344阅读:229来源:国知局
蓄电装置、蓄电装置的控制方法、车辆与流程

本发明涉及蓄电装置。



背景技术:

为了提高安全性,蓄电装置内置有继电器或半导体开关元件等开关,防止蓄电元件成为过放电状态或过充电状态。这样的蓄电装置被用作例如车辆用的电源,成为利用车辆的交流发电机进行充电的结构。另外,下述专利文献1中记载了如下方面,将交流发电机产生的电压利用电压转换器降压,并向蓄电装置等负载进行电力供给。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-166020公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

但是,构成电池组的各蓄电元件存在电压的不均,因此,优选抑制各蓄电元件过充电。但是,有时搭载于车辆的交流发电机、充电器从蓄电装置得不到各蓄电元件的信息。另外,搭载于车辆的交流发电机、充电器为廉价的结构,有时不具有充电控制功能。因此,要求通过使蓄电装置内部具有充电电流的调整功能,抑制或延迟搭载于车辆的交流发电机等从蓄电装置得不到各蓄电元件的信息的情况、构成电池组的蓄电元件与交流发电机等的性能无关地成为过电压。

本发明是鉴于上述那样的情况而完成的,其目的在于,通过在蓄电装置内部调整充电电流,抑制或延迟蓄电装置成为过电压。

用于解决课题的手段

由本说明书公开的蓄电装置具备:多个蓄电元件;开关,其设于至所述多个蓄电元件的通电路径上;电压检测部,其检测所述多个所述蓄电元件的各电压;以及控制部,所述控制部在充电中切换所述开关的占空比,使所述多个蓄电元件的电压不会到达上限电压或延迟到达。

由本说明书公开的蓄电装置的控制方法,在充电中切换配置于所述多个蓄电元件的通电路径的开关的占空比,使构成所述蓄电装置的多个蓄电元件的电压不会到达上限电压或延迟到达。

发明效果

根据由本说明书公开的蓄电装置,通过占空比的切换,能够通过蓄电装置单独切换充电电流,能够抑制搭载于车辆的交流发电机等从蓄电装置得不到各蓄电元件的电压的信息的情况、多个蓄电元件与交流发电机等的性能无关地到达上限电压。或者,能够延迟多个蓄电元件到达上限电压。

附图说明

图1是应用于实施方式1的车辆的侧面图;

图2是电池的立体图;

图3是电池的分解立体图;

图4是电池的电路图;

图5是表示二次电池的soc-ocv特性的图表;

图6是放电电路的电路图;

图7是充电电流控制的流程图;

图8是表示二次电池的充电特性的图表;

图9是表示实施方式2中二次电池的最高电压与半导体开关的占空比的关系的图;

图10是应用于实施方式3的电池的电路图;

图11是表示输出抑制处理的流程的流程图;

图12是表示充电中对半导体开关进行开关时的交流发电机的输出电压vs的推移的图表;

图13是表示其它实施方式的电池的电路图。

标记说明

1...车辆

10...车辆负载

15...交流发电机(本发明的“车辆发电机”的一例)

20...电池

30...电池组

31...二次电池(本发明的“蓄电元件”的一例)

41...电流检测电阻

45...放电电路

50...管理装置

60...电压检测部

70...控制部

q1...半导体开关(本发明的“开关”的一例)

具体实施方式

首先,对本实施方式中公开的蓄电装置的概要进行说明。

蓄电装置具备:多个蓄电元件、设于至上述多个蓄电元件的通电路径上的开关、检测上述多个上述蓄电元件的各电压的电压检测部、以及控制部,上述控制部切换上述开关的接通时间和断开时间的占空比,使上述多个蓄电元件的电压不会超过上限电压。该结构中,通过占空比的切换,能够通过蓄电装置单独切换充电电流,能够抑制搭载于车辆的交流发电机等从蓄电装置得不到各蓄电元件的电压的信息的情况、多个蓄电元件与交流发电机等的性能无关地到达上限电压。或者,能够延迟多个蓄电元件到达上限电压。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,在上述多个蓄电元件的最高电压超过阈值的情况下,将上述开关控制成以规定周期反复进行接通断开的开关状态。该结构中,多个蓄电元件的最高电压超过阈值时,开关控制成开关状态,因此,其以后,能够抑制包含电压较高的蓄电元件的所有蓄电元件的电压上升。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,上述控制部中,上述多个蓄电元件的最高电压越高,越缩小上述开关的占空比。该结构中,多个蓄电元件的最高电压越高,越降低充电电流。因此,能够进一步抑制蓄电元件的电压上升,能够延迟蓄电元件到达上限电压。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,上述阈值是上述多个蓄电元件的总电压的充电目标值即充电目标电压除以元件数的电压与上限电压之间的数值。该结构中,如果所有蓄电元件的电压均等,则不执行开关控制,就能够将蓄电元件充电至充电目标电压。即,不降低充电电流就能够充电,因此,充电速度不会下降。另一方面,当多个蓄电元件的最高电压超过阈值时,执行开关控制,因此,其以后,能够抑制蓄电元件的电压上升,并抑制或延迟蓄电元件到达上限电压。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,具备与上述多个蓄电元件并联地连接且将上述蓄电元件进行放电的多个放电电路,上述控制部在上述放电电路的动作中,上述多个蓄电元件的最高电压超过阈值的情况下,与上述放电电路的电压均等化处理同时进行,将上述开关控制成上述开关状态。该结构中,使蓄电元件的电压均等化,且能够抑制蓄电元件的电压上升。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,上述多个蓄电元件是磷酸铁类的锂离子二次电池。磷酸铁类的锂离子二次电池在充电末期,ocv相对于soc的变化急剧上升,因此,特定的二次电池容易到达上限电压。通过将本技术应用于磷酸铁类的锂离子二次电池,能够抑制电压上升,因此,能够抑制特定的锂离子二次电池在充电末期到达上限电压。或者,能够延迟到达上限电压。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,上述开关是具有将放电方向设为正方向的寄生二极管的fet。该结构中,通过断开fet,能够遮断充电,并继续放电。

另外,作为本实施方式中公开的蓄电装置的一个实施方式,上述控制部在断开上述开关后,上述蓄电装置的外部端子的端子间电压超过设定电压的情况下,接通上述开关。该结构中,通过接通开关,流过充电电流,因此,能够抑制车辆发电机的电压上升。

<实施方式1>

通过图1~图8说明本发明的实施方式1。

1.电池的说明

图1是车辆的侧面图,图2是电池的立体图,图3是电池的分解立体图。

如图1所示,车辆1具备电子控制装置13、交流发电机15、电池20。此外,图1虽然省略,但车辆1中,除了电子控制装置13以外,还搭载有空调、头灯等车辆负载10,此外,电池20相当于本发明的“蓄电装置”,交流发电机相当于本发明的“车辆发电机”。

电池20对包含电子控制装置13的车辆负载10供给电力,并且与由电子控制装置13控制的交流发电机15连接。交流发电机15具备调整输出的调整部(省略图示),进行反馈控制以使输出电压成为一定。因此,该例子中,电池20利用交流发电机15以恒压进行充电。此外,交流发电机15不限定于本实施方式的例子,例如,也可以是具有输出电压的调整功能、脉冲充电功能的高性能的交流发电机。另外,也可以是仅伴随车辆的驱动进行发电的简单的结构的交流发电机。

如图2所示,电池20具有块状的电池壳体21,在电池壳体21内收纳有由多个二次电池31构成的电池组30、电路基板28。此外,以下的说明中,在参照图2及图3的情况下,将电池壳体21相对于设置面不倾斜地水平放置时的电池壳体21的上下方向设为y方向,将沿着电池壳体21的长边方向的方向设为x方向,将电池壳体21的进深方向设为z方向进行说明。

如图3所示,电池壳体21具备:向上方开口的箱型的壳体主体23、定位多个二次电池31的定位部件24、安装于壳体主体23的上部的中盖25、安装于中盖25的上部的上盖26而构成。在壳体主体23内,如图3所示,单独收纳各二次电池31的多个电池室23a在x方向上并排设置。

定位部件24如图3所示,多个总线27配置于上表面,定位部件24在配置于壳体主体23内的多个二次电池31的上部配置,从而多个二次电池31被定位,并且利用多个总线27串联地连接。

中盖25如图2所示形成平面看大致矩形状,且设为y方向上附加高低差的形状。在中盖25的x方向两端部设有连接未图示的束线端子的一对端子部22p、22n。一对端子部22p、22n由例如铅合金等金属构成,22p为正极端子,22n为负极端子。此外,正极端子22p、负极端子22n为本发明的“外部端子”的一例。

另外,中盖25如图3所示,在内部能够收纳电路基板28,中盖25安装于壳体主体23,从而二次电池31与电路基板28连接。

2.电池20的电结构

图4是表示电池20的电结构的电路图。电池20中,经由作为外部端子的正极端子22p、负极端子22n,连接有车辆负载10和交流发电机15。电池20具有:电池组30、电流检测电阻41、温度传感器43、半导体开关q1、放电电路45、管理电池组30的管理装置50。

电池组30、电流检测电阻41、半导体开关q1经由通电路径l串联地连接。本例中,将电流检测电阻41配置于负极侧,将半导体开关q1配置于正极侧。

电池组30由串联连接的多个(本例中,4个)锂离子二次电池(本发明的“蓄电元件”的一例)31构成。二次电池31设为例如正极活性物质使用了磷酸铁锂(lifepo4)、负极活性物质使用了碳(石墨)的磷酸铁类的锂离子二次电池。

此外,“磷酸铁类”的锂离子二次电池是正极活性物质使用了磷酸铁锂(lifepo4)的锂离子二次电池,负极活性物质除了碳以外,也可以是钛酸锂、硅。图5中表示磷酸铁类的锂离子二次电池31的soc-ocv相关特性。

磷酸铁类的锂离子二次电池31如图5所示,具有ocv的变化量相对于soc的变化量相对较低的低变化区域和相对较高的高变化区域。具体而言,soc低于10%的充电初期(放电末期)是ocv相对于soc的变化量急剧变化的高变化区域。另外,soc为90%以上的充电末期(图5所示的上升区域f)也是ocv相对于soc的变化量急剧变化的高变化区域。另外,soc为10%以上、且低于90%的充电中期(放电中期)是ocv相对于soc大致一定的平坦区域(plateau区域)。此外,soc(stateofcharge)是指充电状态,ocv(opencircuitvoltage)是指开放电压。

电流检测电阻41发挥检测流过二次电池31的电流的功能。温度传感器43以接触式或非接触式发挥测定二次电池31的温度[℃]的功能。

电流检测电阻41和温度传感器43成为如下结构:利用信号线与管理装置50电连接,且电流检测电阻41、温度传感器43的检测值被获取到管理装置50。

半导体开关q1是n沟道的fet(场效应晶体管)。半导体开关q1将漏极与正极端子22p连接,将源极与电池组30的正极连接。在半导体开关q1的栅极连接有驱动器47。就驱动器47而言,成为被输入来自控制部70的控制信号的结构,半导体开关q1发挥响应于来自控制部70的指令(控制信号),对正极侧的通电路径l进行开闭的功能。

另外,半导体开关q1具有寄生二极管37。寄生二极管37中,电池组30的放电方向成为正方向,当将半导体开关q1控制成保持断开的状态时,向电池组30的充电电流被遮断,但来自电池组30的放电电流通过寄生二极管37流动。

放电电路45与各二次电池31对应设置。如图6所示,放电电路45具备放电电阻r和放电开关sw,相对于二次电池31并联地连接。通过从控制部70赋予指令,并接通放电开关sw,能够将二次电池31单独放电。

管理装置50具备电压检测部61和控制部70。电压检测部61经由检测线与各二次电池31的两端分别连接,发挥测定各二次电池31的电压及电池组30的总电压的功能。

控制部70包含作为中央处理装置的cpu71、存储器73和通信部75。cpu71根据电流检测电阻41、电压检测部61、温度传感器43的输出,监视二次电池31的电流、电压、温度。另外,控制部70执行后述的电压均等化处理、充电电流控制。存储器73储存有电压均等化处理、充电电流控制的执行所需要的数据(例如,第一电压、第二电压、上限电压的数据等)。

存储器73中储存有用于监视电池20的信息。另外,除此以外,还储存有用于进行后述的二次电池31的均等化处理、充电电流控制的数据。通信部75与搭载于车辆的电子控制装置13进行通信。

管理装置50、半导体开关q1、放电电路45、电流检测电阻41搭载于电路基板28,并设于电池20的内部。另外,温度传感器43也设于电池20的内部。

此外,控制部70能够基于电流检测电阻41的检测值,检测来自交流发电机15的充电。具体而言,能够根据电流检测电阻41中产生的电压的正、负,检测是充电状态,还是放电状态。另外,除此以外,能够根据与电子控制装置13的通信,检测来自交流发电机15的充电。

3.放电电路45进行的电压均等化处理

控制部70根据电流检测电阻41的检测值,检测来自交流发电机15的充电时,进行将由电压检测部61测量的各二次电池31的电压与第二电压(作为一例,3.5v)比较的处理。而且,第二电压是决定电压均等化处理的执行的可否的判定值,使与超过第二电压的二次电池31对应的放电电路45全部动作,并将超过第二电压的二次电池31进行电阻放电。

由此,电压较高的二次电池31的电压降低,能够使各二次电池31的电压均等化。另外,电压的均等化中,也继续充电,因此,各二次电池31的电压一边均等化一边上升。而且,电池组30的总电压到达充电目标电压(作为一例,14.4v)时,从电池20侧向车辆侧的电子控制部13发送该信息。由此,根据电子控制部13的指令,交流发电机15停止发电,因此,电池20的充电结束。而且,随着充电结束,均等化处理也结束。

此外,本实施方式中,电池组30的充电目标电压为14.4v,电池组30通过将四个二次电池31串联地连接而构成,因此,充电目标电压除以电池数(元件数)4的电压(将充电目标电压换算成单电池的电压)为3.6v。另外,电池是指1个二次电池。

4.充电电流控制

但是,如之前进行的说明,当超过第二电压(作为一例,3.5v)时,执行放电电路45进行的均等化处理,因此,在充电开始时刻,即使在各二次电池间存在电压的不均,在充电中也能够抑制电压不均。

但是,锂离子二次电池31如图5所示,充电末期的电压曲线陡峭,因此,放电电路45进行的电压均等化追不上电压上升,有时特定的二次电池31的电压上升。由此,担心特定的二次电池31超过使用界限的上限电压(作为一例,4.0v),而成为过电压。

因此,控制部70根据电流检测电阻41的检测值检测充电时,充电检测后,进行充电电流控制(图7),从而抑制二次电池31的电压上升,并抑制成为过电压。

交流发电机15进行的充电开始后,电压检测部61测量各二次电池31的电压,及继续测量电池组30的总电压(s10)。

控制部70进行比较所测量的各二次电池31的电压且检测最高电压vm(s20),并将二次电池31的最高电压vm与第一电压进行比较的处理(s30)。此外,作为一例,第一电压为3.7v,设定成电池组30的充电目标电压除以电池数的电压3.6v与二次电池31的上限电压4.0v之间的数值。另外,第一电压相当于本发明的“阈值”。

二次电池31的最高电压vm低于第一电压时(s30:是),控制部70经由驱动器47,将半导体开关q1控制成保持接通的状态(s50)。

此外,本例中,半导体开关q1的开关频率为100hz~几khz,保持接通是指,以比半导体开关q1的开关周期长的时间(例如,至少几周期以上),将半导体开关q1保持成占空比100%的状态。

即,如果二次电池31的电压不均较小,二次电池31的最高电压vm低于第一电压,则半导体开关q1保持接通,且半导体开关q1导通的状态下,进行电池20的充电。而且,电池组30的总电压到达充电目标电压(作为一例,14.4v)时,交流发电机15停止发电,因此,电池20的充电结束,随之,充电电流控制也结束(s80:是)。

另一方面,当二次电池31的电压不均较大,在充电中二次电池31的最高电压vm超过第一电压时(s30:否),控制部70进行将二次电池31的最高电压vm与上限电压比较的处理(s40)。

在二次电池31的最高电压vm低于上限电压的情况下(s40:是),控制部70经由驱动器47,将半导体开关q1从保持接通的导通状态(占空比dy为100%),控制成以规定周期反复进行接通断开的开关状态(s60)。以下,将控制成开关状态称为开关控制。

半导体开关q1切换成开关控制时,向二次电池31的充电电流减少。具体而言,本例中,将半导体开关q1的占空比dy设定成50%,因此,向二次电池31的充电电流大致降低至切换前的约50%。

dy=ton/(ton+toff)■■■■(1)式

ton是半导体开关q1的接通时间,toff是半导体开关q1的断开时间。

因此,能够抑制二次电池31的电压上升,二次电池31的电压上升速度变慢。因此,放电电路45的均等化处理追上电压上升,二次电池间的电压不均变小。因此,能够抑制特定的二次电池31的电压上升,且进行充电。

而且,电池组30的总电压到达充电目标电压(作为一例,14.4v)时,交流发电机15停止发电,因此,电池20的充电结束,随之,充电电流控制也结束(s80:是)。

另外,即使对半导体开关q1进行开关控制来节约充电量,在二次电池31的最高电压vm超过上限电压的情况下(s40:否),控制部70经由驱动器47将半导体开关q1控制成保持断开的状态(s70)。

此外,保持断开的状态是占空比dy为0%的状态持续比半导体开关q1的开关周期长的时间(例如,至少几周期以上)的状态,半导体开关q1成为遮断状态(开放通路路径的状态)。由此,向二次电池31的充电被遮断,因此,能够抑制二次电池31超过上限电压而成为过电压。

图8表示将电池组以规定速率充电时的充电特性(t-v),横轴表示时间t,纵轴表示二次电池(单电池)31的电压v。图8的例子中,在时刻t1,二次电池31的电压到达第二电压(3.5v),在时刻t2,二次电池31的电压到达第一电压(3.7v),在时刻t4,二次电池31的电压到达上限电压(4.0v)。

因此,图8的例子中,在时刻t1以后的期间t1,进行放电电路45的均等化处理,另外,在时刻t2以后的期间t2,同时进行放电电路45的均等化处理和半导体开关q1的开关控制。

此外,本实施方式中,电池组30的充电目标电压14.4v除以电池数4的电压为“3.6v”。另外,开始开关控制的第一电压为“3.7v”,执行均等化处理的第二电压为“3.5v”。即,“第一电压”和“第二电压”设定成接近“电池组30的充电目标电压除以电池数(元件数)的电压的值。

因此,在电池组30的电压接近目标充电电压的充电末期,与放电电路45的电压均等化处理同时进行,执行半导体开关q1的开关控制。因此,在充电末期,能够抑制构成电池组30的各二次电池31的电压不均,且抑制特定的二次电池31电压上升的情况。

5.效果说明

本实施方式中,通过占空比dy的切换,能够通过电池单独切换充电电流。因此,能够抑制搭载于车辆1的交流发电机15从电池20得不到各二次电池31的电压的信息的情况、与交流发电机15的性能无关地在电池20侧电压较高的特定的二次电池31到达上限电压。或能够延迟电压较高的特定的二次电池31到达上限电压。

另外,通过同时进行放电电路45的均等化处理和半导体开关q1的开关控制,能够抑制二次电池31的电压不均,且抑制二次电池31进行电压上升。因此,能够抑制电压较高的特定的二次电池31到达上限电压。或,能够延迟电压较高的特定的二次电池31到达上限电压。

另外,本实施方式中,当二次电池31的最高电压vm超过上限电压时,将半导体开关q1控制成保持断开的状态,因此,向电池20的充电电流被遮断。但是,在能够经由寄生二极管37进行放电,遮断向电池20的充电后,也能够从电池20对车辆负载10供给电力。

另外,磷酸铁类的锂离子二次电池31的充电末期的电压曲线陡峭,因此,当容量不均比设想大时,特定的二次电池31的电压变高,存在超过上限电压的顾虑。从该点来看,本实施方式中,在充电末期,与电压均等化处理同时进行而执行开关控制,因此,能够抑制特定的二次电池31超过上限电压而成为过电压。或,能够延迟到达上限电压。

另外,第一电压(3.7v)设定成电池组30的充电目标电压除以电池数的电压(3.6v)与上限电压(4.0v)之间的数值。因此,如果二次电池31的电压均等,则不执行开关控制,能够将电池组30充电至充电目标电压。即,不降低充电电流,就能够充电,因此,充电速度不会下降。

另一方面,二次电池31的最高电压vm超过第一电压(3.7v)时,执行开关控制,因此,其以后,抑制二次电池31的电压上升,能够抑制电压较高的特定的二次电池31到达上限电压。或能够延迟到达上限电压。

<实施方式2>

接着,通过图9说明本发明的实施方式2。

实施方式1中,表示了在开关控制中,将半导体开关q1的占空比设为50%的固定值的例子。实施方式2中,根据二次电池31的最高电压vm,切换半导体开关q1的占空比dy。

具体而言,如图9所示,二次电池31的最高电压vm为3.7v~3.8v时,将半导体开关q1的占空比dy设为50%,二次电池31的最高电压vm为3.8v~3.9v时,将半导体开关q1的占空比dy设为30%,二次电池31的最高电压vm为3.9~4.0[v]时,将半导体开关q1的占空比dy设为10%。

这样,二次电池31的最高电压vm越高,通过较小地切换半导体开关q1的占空比dy,二次电池31的最高电压vm接近上限电压,随之,充电量下降。因此,电压的上升速度变慢,二次电池31难以到达上限电压。

<实施方式3>

接着,通过图10~图12说明本发明的实施方式3。图10是表示实施方式3中的电池120的电结构的块图,图11是表示输出抑制处理的流程的流程图。

实施方式1中,表示在二次电池31的最高电压vm在充电中超过第一电压(作为一例,3.7v)的情况下,将半导体开关q1从导通状态切换成以规定周期反复进行接通断开的开关状态的例子。

充电中,将半导体开关q1切换成开关控制时,半导体开关q1断开的期间,电池20成为从交流发电机15断开的状态。因此,交流发电机15由于电池量的负载减轻,因此,处于输出电压上升的倾向。交流发电机15通过调整流过励磁线圈(省略图示)的励磁电流等进行反馈控制,以使输出电压成为一定。

但是,当反馈控制的响应速度较慢时,交流发电机15的输出电压vs超过设定电压vt,担心对与交流发电机15连接的其它车辆负载(例如,电子控制装置13等)施加高电压。此外,设定电压vt是例如交流发电机15的输出电压vs的适当范围(允许范围)的上限值。

因此,实施方式3的电池120如图10所示,检测交流发电机15的输出电压vs,因此,设置测量正极端子22p与负极端子22n的端子间电压vs的电压检测部65。

而且,控制部70在开关控制的执行中,端子间电压vs超过设定电压时,执行降低交流发电机15的输出电压的输出抑制处理。

具体而言,如图11所示,控制部70断开半导体开关q1时,然后,利用电压检测部65,测量端子间电压vs(s110、s120)。

而且,控制部70进行将交流发电机15的输出电压vs与设定电压vt比较的处理(s130)。交流发电机15的输出电压vs为设定电压vt以上时,控制部70将半导体开关q1从断开切换成接通(s140:输出抑制处理)。

接通半导体开关q1时,交流发电机15与电池120成为导通状态,从交流发电机15向电池120流过充电电流。即,电池120通过充电而接收交流发电机15产生的发电量的剩余量,因此,能够减轻负载,降低交流发电机15的输出电压vs。因此,能够抑制对与交流发电机15连接的其它车辆负载(例如,电子控制装置13等)施加高电压。本实施方式中,在半导体开关q1的开关控制的执行中,执行输出抑制处理。

图12表示在充电中,关于通过二次电池31的最高电压vm超过第一电压,在时刻t2对于将半导体开关q1从保持接通的导通状态切换成以规定周期反复进行接通断开的开关控制的情况,表示交流发电机15的输出电压(端子间电压)vs的波形。

如图12所示,半导体开关q1刚切换成开关控制之后(紧接时刻t2之后),从交流发电机15切断电池120,因此,交流发电机15的输出电压vs急剧上升,且在时刻t3到达设定电压vt。

于是,控制部70将半导体开关q1从断开切换成接通,因此,电池120通过充电而接收交流发电机15产生的发电量的剩余量,因此,负载减轻,交流发电机15的输出电压vs降低。

然后,半导体开关q1以规定周期t反复进行接通断开,因此,半导体开关q1从接通切换成断开时,交流发电机15的输出电压vs上升。但是,反馈控制追上电压的上升,交流发电机15的输出电压vs的峰值逐渐降低。如果是图12的例子,则第二个周期以后,交流发电机15的输出电压vs的峰值抑制在设定电压vt以下。因此,第二个周期以后,半导体开关q1以占空比50%进行开关,仅第一个周期,占空比成为50%以上。

<其它实施方式>

本发明不限定于通过上述叙述及附图说明的实施方式,例如下面那样的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

(1)实施方式1中,示出了将电池20搭载于汽车的例子,但电池20的使用用途不限定于汽车,例如也可以应用于摩托车。另外,也可以用于ups等这以外的使用用途。另外,充电器不需要是交流发电机等车辆发电机,也可以是非车载的专用充电器。

(2)实施方式1中,作为开关的一例,示出了半导体开关q1,但也可以变更半导体开关q1而使用继电器。另外,即使在使用半导体开关的情况下,也可以使用功率晶体管等fet以外的元件。

(3)上述实施方式1中,示出了将四个磷酸铁类的锂离子二次电池31串联地连接而设为电池组30的例子,但二次电池31的连接数当然也可以是4个以外。

(4)上述实施方式1中,作为蓄电元件的一例,示例了磷酸铁类的锂离子二次电池31,但还能够适用于例如三元锂离子二次电池。此外,三元锂离子二次电池是使用正极活性物质中含有co、mn、ni的元素的含锂金属氧化物、负极活性物质使用了石墨或碳等的电池。另外,蓄电元件也可以是铅酸蓄电池等其它二次电池或电容器。

(5)实施方式1中,成为如下结构,通过将半导体开关q1从保持接通的状态(占空比为100%)切换成开关控制(占空比为50%),切换对于二次电池31的充电电流。除此以外,也可以如例如图13所示,在电池内部设置降压电路,并附加充电电压的降压功能。

图13的电池220中,将降压电路由电抗器re和半导体开关q2构成。电抗器re与半导体开关q1串联地连接,将一端与半导体开关q1的源极连接,将另一端与电池组的正极连接。另外,半导体开关q2是fet(场效应晶体管),将源极与负极侧的通电路径连接,将漏极连接于半导体开关q1与电抗器re的中间连接点。在半导体开关q2的栅极连接驱动器48,从控制部70发送指令,从而能够对半导体开关q2进行接通断开控制。同电路通过对半导体开关q2进行开关,能够降低充电电压,通过对半导体开关q1进行开关,能够控制充电电流。

(6)实施方式1中,示出了在充电末期,同时进行放电电路45的二次电池31的电压均等化处理和半导体开关q1的开关控制的例子。放电电路45进行的电压均等化处理不是必须的,也可以仅进行半导体开关q1的开关控制。在该情况下,通过开关控制的执行,也能够在电池侧降低充电电流。因此,能够延迟二次电池31的电压上升,能够延迟直至二次电池31的最高电压vm到达上限电压的时间。因此,电池20能够较长地确保直至遮断来自交流发电机15的充电的时间。

(7)实施方式3中,示出了在开关控制的执行中进行输出抑制处理(图11:s40)的例子。如果输出抑制处理的执行时期是半导体开关q1从接通切换成断开之时,则也可以在开关控制的执行中以外的定时进行。例如,也可以对半导体开关q1,在从保持接通的状态切换成断开状态时,进行输出抑制处理。

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