蓄电装置、蓄电控制装置和蓄电控制方法_6

文档序号:9794315阅读:来源:国知局
-科尔图中,将采用AC阻抗法得到的对于每个频率的单元电池的内阻抗绘制在复平面上,复平面的水平轴代表内阻抗的实数部分,且复平面的垂直轴代表内阻抗的虚数部分。
[0276]科尔-科尔图的例子示于图24中。图24的水平轴代表单元电池的内阻抗的实部,且图24的垂直轴代表单元电池的内阻抗的虚部。在图24中,当内阻抗的虚部分变为O时的频率为fmin[Hz]。在这种情况下,可以设计串联谐振电路120,使得fmin充当谐振频率。具体地,优选预先选择电抗器121的自感L和电容器122的静电电容C以满足fmin = l/{2Ji X (LX C)1/2}。注意fmin可以是lk[Hz]至10k[Hz]的值。
[0277]在本实施方案的蓄电装置100中,相对于在单元电池与串联谐振电路120之间流动的电流,单元电池的内阻抗变得最小。因此,可以有效地转移能量。
[0278]〈15.第七实施方案的第一修改实施例〉
[0279]本修改实施例的蓄电装置100具有与参考图24描述的蓄电装置100不同的串联谐振电路120的谐振频率设置。
[0280]用于描述本修改实施例的蓄电装置100的科尔-科尔图的例子示意性地示于图25中。图25的水平轴Z’代表单元电池的内阻抗的实部,且图25的垂直轴Z”代表单元电池的内阻抗的虚部。在图25中,显示相应的充电状态(SOC) [%]的科尔-科尔图作为单元电池的充电率的实施例。图25的科尔-科尔图是基于通过频率响应分析器(FRA)测量单元电池的内阻抗的结果绘制的。图25中的具体数值仅仅是例子,并不限制本公开的范围。
[0281]如图25中所示,科尔-科尔图可根据SOC不同。当在科尔-科尔图中的虚数部分为O时的频率fmin根据SOC不同时,对于每个SOC得到fmin,并且考虑每个SOC得到的fmin可以综合地设定串联谐振电路120的谐振频率。例如,可以设计串联谐振电路120,使得得到SOC的fmin的平均值,并将平均值设定到谐振频率。
[0282]根据本修改实施例,考虑到改变的SOC可有效地转移能量。
[0283]〈16.第八实施方案〉
[0284]相对于第一至第七实施方案的蓄电装置100,本实施方案的蓄电装置100具有特定的单元电池。
[0285]具体地,本实施方案的单元电池具有这样的放电特性,其中在跨越0%至100%的充电率区间的50%或更多的一系列区间中电压的改变为0.25V或更低。
[0286]作为这种放电特性的例子,图26显示当以IC对锂离子二次电池(其正电极的材料为橄榄石型磷酸铁)放电得到的放电曲线。关于图26的放电曲线,水平轴代表作为放电率的实施例的S0C[%],且垂直轴代表单元电池的端电压[V]。在图26的放电曲线中,在跨越0%至100%的放电率区间的50%或更多的一系列区间中电压的改变为0.25V或更低。更具体地,图26的放电曲线显示在20 %至90 %的放电率区间中电压的改变为约0.1V。虽然在放电开始之后图26的放电曲线立即显示出可归因于内电阻的显著电压降,但此后其连续地显示出平坦的特性,并且因此按串联连接配置的电池组内的电压不均匀性变小。单元电池不限于使用橄榄石型磷酸铁的锂离子二次电池。
[0287]这里,蓄电装置100在其中具有相对均匀的温度分布,并且与汽车等相比负载电流波动很小,并且因此单元电池之间的电压不均匀性小。因此,在蓄电装置100中,可取的是在电压均等化处理中无浪费地以低电流确保单元电池平衡,而不是使用高电流快速解决单元电池之间的电压不均匀性。此外,如果应用如在本实施方案中的具有平坦放电特性的单元电池,则可以低电流确保电压均等化处理的有效性。
[0288]可以将上述实施方案及修改实施例适当地组合。
[0289]实施方案及修改实施例中描述的效果仅仅是示例性的,并非具有限制意义,并且可以表现出其它效果。本公开内容可表现出实施方案及修改实施例中描述的多种效果中的任一种效果。
[0290]此外,本技术也可配置如下。
[0291](I)
[0292]一种蓄电装置,其包括:
[0293]串联连接的多个单元电池;
[0294]串联谐振电路,其配置成包括电抗器和电容器;以及
[0295]蓄电控制装置,其配置成控制所述单元电池和所述串联谐振电路的连接状态,
[0296]其中所述蓄电控制装置经由所述串联谐振电路使能量在相等数目的单元电池之间转移。
[0297](2)
[0298]根据(I)的蓄电装置,其中在所述蓄电控制装置将包括至少一个单元电池的第一单元电池连接到所述串联谐振电路之后,所述蓄电控制装置将包括与所述第一单元电池数目相等的单元电池且具有比所述第一单元电池低的总电压的第二单元电池连接到所述串联谐振电路。
[0299](3)
[0300]根据(2)的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置选择多个连续的单元电池作为所述第一单元电池,并选择与所述第一单元电池数目相等的连续的单元电池作为所述第二单元电池。
[0301](4)
[0302]根据(2)或(3)的蓄电装置,其中当将所述第一单元电池连接到所述串联谐振电路且然后在所述串联谐振电路中流动的电流方向改变时,所述蓄电控制装置将所述第一单元电池与所述串联谐振电路断开连接。
[0303](5)
[0304]根据(4)的蓄电装置,其中当将所述第二单元电池连接到所述串联谐振电路且然后在所述串联谐振电路中流动的电流方向改变时,所述蓄电控制装置将所述第二单元电池与所述串联谐振电路断开连接。
[0305](6)
[0306]根据(5)的蓄电装置,其中在将所述第一和/或第二单元电池与所述串联谐振电路断开连接之后的设定时段期间,所述蓄电控制装置维持其中所有的所述单元电池与所述串联谐振电路断开连接的状态,并基于在所述设定时段期间所述单元电池的电压来确定是否要结束能量的转移。
[0307](7)
[0308]根据(I)和(4)至(6)中任一项的蓄电装置,
[0309]其中所述串联谐振电路包括电阻,且
[0310]其中所述蓄电控制装置基于所述电阻两端的电位差来检测在所述串联谐振电路中流动的电流的方向。
[0311](8)
[0312]根据(I)至(3)中任一项的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置利用所述串联谐振电路的谐振频率来切换所述串联谐振电路和所述单元电池的连接。
[0313](9)
[0314]根据(I)至(8)中任一项的蓄电装置,其中所述串联谐振电路的谐振频率是当利用AC阻抗法测量的所述单元电池的内阻抗的科尔-科尔图中虚部分变为O时的频率。
[0315](10)
[0316]根据(2)至(9)中任一项的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置使具有最大电压的单元电池包括在所述第一单元电池中。
[0317](11)
[0318]根据(2)至(10)中任一项的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置使具有最小电压的单元电池包括在所述第二单元电池中。
[0319](12)
[0320]根据(I)至(11)中任一项的蓄电装置,其进一步包括:
[0321]开关,其配置成将所述单元电池和所述串联谐振电路连接或断开连接,
[0322]其中所述蓄电控制装置通过控制所述开关的操作来控制所述单元电池和所述串联谐振电路的连接状态。
[0323](13)
[0324]根据(I)至(12)中任一项的蓄电装置,其中所述单元电池具有这样的放电特性,SP在跨越0%至100%的充电率区间的50%或更多的一系列区间中电压的改变为0.25V或更低。
[0325](14)
[0326]—种蓄电程序,其用于使计算机起到如下装置的作用,该装置控制串联连接的多个单元电池和包括电抗器及电容器的串联谐振电路的连接状态,并经由所述串联谐振电路使能量在相等数目的单元电池之间转移。
[0327]附注标记列表
[0328]100蓄电装置
[0329]110a、110b 单元电池
[0330]120串联谐振电路
[0331]121电抗器
[0332]122电容器
[0333]130蓄电控制装置
【主权项】
1.一种蓄电装置,其包括: 串联连接的多个单元电池; 串联谐振电路,其配置成包括电抗器和电容器;以及 蓄电控制装置,其配置成控制所述单元电池和所述串联谐振电路的连接状态, 其中所述蓄电控制装置经由所述串联谐振电路使能量在相等数目的单元电池之间转移。2.根据权利要求1所述的蓄电装置,其中在所述蓄电控制装置将包括至少一个单元电池的第一单元电池连接到所述串联谐振电路之后,所述蓄电控制装置将包括与所述第一单元电池数目相等的单元电池且具有比所述第一单元电池低的总电压的第二单元电池连接到所述串联谐振电路。3.根据权利要求2所述的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置选择多个连续的单元电池作为所述第一单元电池,并选择与所述第一单元电池数目相等的连续的单元电池作为所述第二单元电池。4.根据权利要求2所述的蓄电装置,其中当将所述第一单元电池连接到所述串联谐振电路且然后在所述串联谐振电路中流动的电流方向改变时,所述蓄电控制装置将所述第一单元电池与所述串联谐振电路断开连接。5.根据权利要求4所述的蓄电装置,其中当将所述第二单元电池连接到所述串联谐振电路且然后在所述串联谐振电路中流动的电流方向改变时,所述蓄电控制装置将所述第二单元电池与所述串联谐振电路断开连接。6.根据权利要求5所述的蓄电装置,其中在将所述第一和/或第二单元电池与所述串联谐振电路断开连接之后的设定时段期间,所述蓄电控制装置维持其中所有的所述单元电池与所述串联谐振电路断开连接的状态,并基于在所述设定时段期间所述单元电池的电压来确定是否要结束能量的转移。7.根据权利要求1所述的蓄电装置, 其中所述串联谐振电路包括电阻,且 其中所述蓄电控制装置基于所述电阻的两端的电位差来检测在所述串联谐振电路中流动的电流的方向。8.根据权利要求1所述的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置利用所述串联谐振电路的谐振频率来切换所述串联谐振电路和所述单元电池的连接。9.根据权利要求1所述的蓄电装置,其中所述串联谐振电路的谐振频率是当利用AC阻抗法测量的所述单元电池的内阻抗的科尔-科尔图中虚部分变为O时的频率。10.根据权利要求2所述的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置使具有最大电压的单元电池包括在所述第一单元电池中。11.根据权利要求10所述的蓄电装置,其中所述蓄电控制装置使具有最小电压的单元电池包括在所述第二单元电池中。12.根据权利要求2所述的蓄电装置,进一步包括: 开关,其配置成将所述单元电池和所述串联谐振电路连接或断开连接, 其中所述蓄电控制装置通过控制所述开关的操作来控制所述单元电池和所述串联谐振电路的连接状态。13.根据权利要求2所述的蓄电装置,其中所述单元电池具有这样的放电特性,即在跨越0%至100%的充电率区间的50%或更多的一系列区间中电压的改变为0.25V或更低。14.一种蓄电控制装置,其配置成控制串联连接的多个单元电池和包括电抗器及电容器的串联谐振电路的连接状态,并经由所述串联谐振电路使能量在相等数目的单元电池之间转移。15.—种控制装置的蓄电控制方法,所述控制装置控制串联连接的多个单元电池和包括电抗器及电容器的串联谐振电路的连接状态,以经由所述串联谐振电路使能量在相等数目的单元电池之间转移。
【专利摘要】本公开提供用于当使单元电池的电压均等化时抑制对单元电池造成负担的蓄电装置、蓄电控制装置和蓄电控制方法。蓄电装置包括:串联连接的多个单元电池;串联谐振电路,其配置成包括电抗器和电容器;以及蓄电控制装置,其配置成控制单元电池和串联谐振电路的连接状态。蓄电控制装置经由串联谐振电路使能量在相等数目的单元电池之间转移。
【IPC分类】H01M10/48, H02J7/02, H01M10/44
【公开号】CN105556794
【申请号】CN201480051609
【发明人】中村和夫, 小泽淳史
【申请人】索尼公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年8月12日
【公告号】CA2923589A1, WO2015045660A1
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