电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及适用于电动车辆等的电池系统。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]因此，例如专利文献I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系统。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2003-174734号公报
[0008]专利文献2:日本特开2004-25979号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]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。
[0011]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系统。
[0012]解决问题的方案
[0013]本发明的电池系统是将第一电池与第二电池组合而成的电池系统，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。
[0014]发明效果
[0015]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系统。
【附图说明】
[0016]图1是表示一例一般的电池的放电特性的图。
[0017]图2是表示一例本发明的电池系统的概略结构的图。
[0018]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。
[0019]图4是表示一例本发明的电池系统中的电压和各电池的放电状态之间的关系的图。
[0020]图5是表示一例本发明的电池系统的放电特性和充放电模式之间的关系的图。
[0021]图6是表示一例本发明的电池系统中的第一电池和第二电池的组合条件的图。
[0022]图7是表示本发明一实施方式的电池系统的结构的方框图。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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】
[0028]以下，参照附图，详细地说明本发明一实施方式。
[0029]首先，说明本发明的概要。
[0030]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(S0C:State Of Charge) [%]，纵轴表示电压[V] ο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。
[0031]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”)。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]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。
[0037]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。
[0038]因此，本发明的电池系统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。
[0039]而且，例如，本发明的电池系统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。
[0040]这样的电池系统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。
[0041]另外，本发明的电池系统中，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’
[0042]这样的电池系统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。
[0043]S卩，本发明的电池系统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。
[0044]这里，更详细地说明本发明的电池系统中每个电池的使用状态被优化的理由。
[0045]图2是表示一例本发明的电池系统的概略结构的图。
[0046]图2中，将第一电池100和第二电池200组合来构成电池系统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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]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。
[0053]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“Al”及记号“Al’”)。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Al和不稳定区域Al’之间)具有稳定区域(使用记号“BI”)。
[0054]另外，第二电池200的放电曲线321也同样地具有放