专利名称：：电源系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及具备多个二次电池的电池系统。
背景技术：
：以往，在二轮车、三轮车及四轮以上的车辆中，搭载有动力系统启动用、以及电路、电器驱动用的铅蓄电池。铅蓄电池虽然价格低，但由于蓄电能量密度小，因此，搭载重量、体积大。从车辆的耗油量、动力性能等角度出发，要求其重量、体积的轻量、小型化。作为改善方案，提出有采用蓄电能量密度较大的镍-镉二次电池(nickel-cadmiumsecondarybattery)、H:M二次电池(nickel-hydrogensecondarybattery)、f|离子二次电池(lithiumionsecondarybattery)、锂聚合物二次电池(lithium-polymersecondarybattery)的方案。此外，为解决用一种电池构成组电池时的各种问题，还提出有组合不同种类电池的组电池(例如，参照日本专利公开公报特开平9-180768号(专利文献1))。铅蓄电池的充电，例如采用以恒压充电的恒压充电方式、恒流充电后进行恒压充电的恒流恒压(CCCV:ConstantCurrentConstantVoltage)充电方式等。在进行恒压充电的情况下，向二次电池施加一定的电压并检测流经二次电池的充电电流，当充电电流达到预先设定的充电终止电流值以下时，结束充电。然而，镍-镉二次电池、镍氢二次电池等水溶液二次电池(aqueoussecondarybattery)，当以恒压充电时，由于伴随接近满充电时的副反应、即因氧气的产生导致温度上升，单位电池(cell)的开路电压(opencircuitvoltage)下降，充电电流转为增大，充电电流无法降至充电终止电流值以下，因此，无法结束恒压充电，充电持续，从而处于过充电状态。其结果，因过充电而发生漏液，电池功能会劣化。因此，在具备铅蓄电池用的充电电路的车辆中，无法用水溶液二次电池取代铅蓄电池。此外，锂离子二次电池、锂聚合物二次电池等非水二次电池(non-aqueoussecondarybattery)，可按与铅蓄电池同样的恒流恒压(CCCV)充电方式进行充电。然而，若在具备铅蓄电池用的充电电路的车辆中搭载此类非水二次电池来代替铅蓄电池，则存在由于铅蓄电池和非水二次电池的充电电压不同，无法充分充电的问题。例如，输出DC12V的铅蓄电池以14.5V进行恒压充电。这样，采用此类铅蓄电池充电用的充电电路对由多个锂离子二次电池串联连接而构成的组电池进行充电时，每个锂离子二次电池的充电电压如为14.5V除以锂离子二次电池的个数所得的电压。例如，在由三个锂离子二次电池串联连接而构的组电池中，每个锂离子二次电池的充电电压，为14.5V/3=4.83V。另一方面，作为对锂离子二次电池进行恒压充电时的充电电压，采用锂离子二次电池的满充电状态的开放电压(openvoltage)4.2V0这样，用铅蓄电池用的充电电路对由三个锂离子二次电池串联连接而构成的组电池进行充电时，充电电压过高，有可能因过充电导致特性劣化或故障，或带来安全上的问题。此外，在串联连接四个锂离子二次电池而构成的组电池中，每个锂离子二次电池的充电电压为14.5V/4=3.63V，相对于4.2V充电电压过低，充电深度(SOC:StateOfCharge)仅达50%左右或其以下，存在难以有效利用二次电池的电池容量的问题。此外，在专利文献1记载的技术中，利用水溶液二次电池的在满充电附近发热增大的性质，对将水溶液二次电池和非水二次电池混合在一起的组电池，可通过温度来判定是否达到了满充电。然而，在如铅蓄电池用的充电电路那样的恒压充电用的充电电路中，由于基于充电电流判定满充电，并结束充电。因此，若用此类恒压充电用的充电电路对专利文献1所述的组电池进行充电，则可能无法结束充电，会导致因过充电的特性劣化或故障，或带来安全上的问题。此外，由于水溶液二次电池在满充电附近发热，存在与水溶液二次电池组合在一起的非水二次电池会因被加热而劣化的问题。
发明内容本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种即使通过恒压充电用的充电电路进行充电的情况下，也能够容易地降低变成过充电的可能性并且增大充电结束时的充电深度的组电池、以及使用此类组电池的电池系统。本发明所涉及的电源系统包括至少一个水溶液二次电池以及每个电池的电池容量小于所述水溶液二次电池的至少一个非水二次电池，其中，所述水溶液二次电池和所述非水二次电池串联连接，所述电源系统还包括可分别使所述非水二次电池强制放电的至少一个强制放电部；以及分别测量所述非水二次电池及所述水溶液二次电池的电压，当所述非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用所述强制放电部分别让所述非水二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb的控制部。根据此结构，当通过恒压充电对包括水溶液二次电池和非水二次电池的该组电池进行充电时，由于流过水溶液二次电池的充电电流和流过非水二次电池的充电电流相等，因此电池容量小的非水二次电池先接近满充电，充电电流减小，恒压充电结束。这样，在充电结束时，由于电池容量比非水二次电池大的水溶液二次电池还未达到满充电，因此处于过充电的可能性降低。并且，与串联连接多个同一种类的二次电池的情况相比，组合电池特性不同的水溶液二次电池和非水二次电池，更容易使整个组电池的充电特性适宜于指定的充电电压并增大充电结束时的充电深度。并且，在本发明的电源系统中，控制部分别测量非水二次电池及水溶液二次电池的电压，当非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用强制放电部分别使非水二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb。另外，当构成组电池的水溶液二次电池由于短路等而电压下降时，若继续向组电池恒压充电，则构成组电池的非水二次电池有可能过充电。根据本发明的电源系统，即使发生这样的问题，也能控制为非水二次电池不超过强制放电开始电压Va，因此能够保证更高的安全性。本发明的目的、特征及优点可通过以下的详细说明和附图将更明确。图1是表示将本发明的一实施方式所涉及的电源系统实用化的一个例子的方框图。图2是表示对组电池进行恒流恒压充电时的充电时间、各锂离子二次电池以及各镍氢二次电池的端子电压、合计电压Vc的一个例子的曲线图。具体实施例方式下面，基于本发明所涉及的实施方式。本发明所涉及的电源系统包括水溶液二次电池以及每个电池的电池容量小于所述水溶液二次电池的非水二次电池，其中，所述水溶液二次电池和所述非水二次电池串联连接，所述电源系统还包括可分别使所述非水二次电池强制放电的多个强制放电部；以及分别测量所述非水二次电池及所述水溶液二次电池的电压，当所述非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用所述强制放电部分别使所述非水二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb的控制部。图1是表示作为将本发明的电源系统实用化的一个例子的包括三个非水二次电池和两个水溶液二次电池的车载用的电池启动(cellstarter)电源的结构的方框图。电源系统7如图1所示，包括发电机1；由锂离子二次电池(非水二次电池)2a、2b、2c和镍氢二次电池(水溶液二次电池)2d、2e构成的组电池；可分别使锂离子二次电池2a、2b和2c强制放电的多个强制放电部；以及分别测量锂离子二次电池2a、2b和2c的电压，并在这些锂离子二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时利用强制放电部分别使锂离子二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb的控制部6。此处，每个锂离子二次电池2a、2b和2c的电池容量小于镍氢二次电池2d和2e。另外，强制放电部包括强制放电电路以及基于来自控制部6的指令将锂离子二次电池2a、2b或2c与强制放电电路分别连接的开关3a、3b或3c。并且，强制放电电路包括电阻4a、4b或4c和二极管5a、5b或5c。下面，详细说明使用恒压规格的发电机1的情况。发电机1例如是通过恒流恒压(CCCV)对车载用铅蓄电池进行充电的发电机，例如由车载用E⑶(ElectricControlUnit)等构成。发电机1例如包括电压传感器、电流传感器、充电电流供给电路、以及发电机用控制部(未图示)。充电电流供给电路包括例如从车辆发出的电力生成用于对铅蓄电池进行充电的充电电流、充电电压的整流电路、开关电源电路(switchingpowersupplycircuit)等。而且，充电电流供给电路通过电流传感器及电线与连接端子连接。所述电压传感器例如使用分压阻抗(dividingresistor)、A/D转换器等构成。而且，电压传感器经由电线检测连接端子间的电压、即组电池的充电电压，并将其电压值向发电机用控制部输出。电流传感器例如使用分流阻抗(shuntresistor)、霍尔元件(Hallelement)、A/D转换器等构成。而且，电流传感器检测从充电电流供给电路向组电池供给的充电电流，并将其电流值向发电机用控制部输出。发电机用控制部包括例如执行指定的运算处理的CPU(CentralProcessingUnit)、存储指定的控制程序的ROM(ReadOnlyMemory)、临时存储数据的RAM(RandomAccessMemory)以及它们的周边电路等，是通过执行存储在ROM的控制程序从而基于从电压传感器得到的充电电压、以及从电流传感器得到的充电电流，来控制充电电流供给电路的输出电流以及输出电压，从而执行恒流恒压(CCCV)充电的控制电路。通过恒压充电对铅蓄电池进行充电时的充电电压一般为14.5V至15.5V。因此，发电机用控制部在进行恒压充电时，将充电电流供给电路的输出电流、电压控制为使电压传感器的检测电压为14.5V至15.5V。锂离子二次电池的满充电状态的开放电压为约4.2V。锂离子二次电池等非水二次电池的充电深度伴随充电而增大，随之正极电位增大，负极电位减小。锂离子二次电池的端子电压表现为正极电位与负极电位之差。而且，已知随着充电深度增大，负极电位会下降，当负极电位达到OV时的正极电位与负极电位之差、即正极电位尽管会受到充电电流值、温度、正极和负极的活性物质的组成的不均(variance)的影响，但在使用钴酸锂(lithiumcobaltoxide)作为正极活性物质时为约4.2V，在使用锰酸锂(lithiummanganeseoxide)作为正极活性物质时为约4.3V。这样，负极电位为OV时达到满充电，通过将此时的端子电压、例如4.2V作为恒压充电的充电电压，能够使锂离子二次电池满充电(充电深度100%)。另一方面，镍氢二次电池等水溶液二次电池具有相对于充电深度的变化表现出大致一定的端子电压的特性，例如在镍氢二次电池中，满充电状态的开放电压为约1.4V。这样，在电源系统7中，例如将充电电压设为14.5V对组电池进行恒压充电时，每个锂离子二次电池2a、2b和2c的充电电压为(14.5V-(1.4VX2))/3=3.9V。因此，与如上所述的串联连接四个锂离子二次电池时的每个锂离子二次电池的充电电压3.63V相比，能够提高锂离子二次电池2a、2b和2c的充电电压。S卩，将锂离子二次电池的满充电状态的开放电压即4.2V乘以3的电压和将镍氢二次电池的满充电状态的开放电压1.4V乘以2的电压的合计电压即15.4V与铅蓄电池用充电电压14.5V之差，小于将锂离子二次电池的满充电状态的开放电压即4.2V乘以4得到的电压16.8V与铅蓄电池用充电电压14.5V之差。此时，充电结束时的锂离子二次电池2a、2b和2c的充电深度为约73%，能够增大充电结束时的锂离子二次电池2a、2b和2c的充电深度。另外，由于上述合计电压在铅蓄电池用充电电压14.5V以上，因此当铅蓄电池用充电电压施加于连接端子间时，施加于每个锂离子二次电池的充电电压为4.2V以下。其结果，能够降低锂离子二次电池的劣化，并且能够降低安全性受损的可能性。另外，铅蓄电池的输出电压有如12V、24V、42V这样的12V的倍数的输出电压，对这样的铅蓄电池进行充电的充电电路的充电电压也为14.5V至15.5V的倍数。因此，较为理想的是，将两个镍氢电池和三个电池容量比镍氢电池小的锂离子二次电池串联连接的组电池作为一个单元(一个单位)，通过与充电电路的充电电压相对应地增减该单元数量，从而使镍氢二次电池的个数和锂离子二次电池的个数的比率为2比3。据此，与铅蓄电池的输出电压为12V时相同，能够使组电池的充电电压适合于充电电路的输出电压，能够提高利用这样的充电电路对组电池1进行充电时的充电结束时充电深度。也可以将如上构成的单元作为基本单位，根据电动势(electromotiveforce)或者电池容量等方面的需求，将多个单元串联、并联、或者串并联混合地连接，来作为组电池。接下来，说明如上所述地构成的电源系统7的动作。图2是表示利用图1所示的发电机1对组电池进行恒流恒压(CCCV)充电时的充电时间、各锂离子二次电池以及各镍氢二次电池的端子电压、连接端子间的电压、即合计电压(Vc)的一个例子的曲线图。横轴表示充电时间，右侧纵轴表示锂离子二次电池2a、2b和2c及镍氢二次电池2d和2e的单个电池的端子电压，左侧纵轴表示合计电压Vc。首先，根据来自发电机用控制部的控制信号，从充电电流供给电路经由电线向组电池输出2A的充电电流，组电池以2A被恒流充电。这样，各锂离子二次电池2a、2b和2c、及各镍氢二次电池2d和2e的端子电压伴随充电而上升，合计电压Vc也上升。此时，镍氢二次电池2d和2e的端子电压仅上升一点，几乎保持一定地被进行充电。另一方面，锂离子二次电池2a、2b和2c的端子电压伴随充电呈上升曲线(curve)增大。于是，合计电压Vc与锂离子二次电池2a、2b和2c的端子电压的增大而相应地增大。然后，当电压传感器检测出的合计电压Vc达到14.5V(时刻Tl)时，由发电机用控制部从恒流充电切换至恒压充电。然后，根据来自发电机用控制部的控制信号，通过充电电流供给电路，在连接端子间施加14.5V的一定的电压，执行恒压充电。这样，通过恒压充电，随着锂离子二次电池2a、2b和2c的充电深度增大，充电电流减小。然后，当电流传感器检测出的充电电流达到预先设定为恒压充电的结束条件的充电终止电流以下时，由发电机用控制部判断为锂离子二次电池2a、2b和2c被充电至接近在14.5V的恒压充电中可充电的最大充电深度的充电深度。然后，根据来自发电机用控制部的控制信号，使充电电流供给电路的输出电流为零，充电结束(时刻T2)。另外，由于三个锂离子二次电池2a、2b和2c与两个镍氢二次电池2d和2e串联连接，因此，供给至各单位电池的充电电流相等。这样，由于电池容量较小的锂离子二次电池2a、2b和2c，比电池容量较大的镍氢二次电池2d和2e先接近满充电，因此在时刻T2，镍氢二次电池2d和2e的充电深度比锂离子二次电池2a、2b和2c浅。例如，锂离子二次电池2a、2b和2c的电池容量为镍氢二次电池2d和2e的80%的情况下，例如在锂离子二次电池2a、2b和2c的充电深度为100%时，镍氢二次电池2d和2e的充电深度为80%。这样，通过使锂离子二次电池2a、2b和2c的电池容量小于镍氢二次电池2d和2e的电池容量，在锂离子二次电池2a、2b和2c被充电至接近满充电(充电深度100%)从而恒压充电结束的时刻T2，镍氢二次电池2d和2e不会超过满充电(充电深度100%)，因此能够降低镍氢二次电池2d和2e过充电的可能性，并且增大充电结束时的锂离子二次电池2a、2b和2c的充电深度。另外，由于在镍氢二次电池2d和2e在满充电附近发热之前结束充电，因此能够降低由于镍氢二次电池2d和2e在满充电附近的发热而使锂离子二次电池2a、2b和2c劣化的可能性。另外，镍氢二次电池2d和2e具有若恒压充电则在满充电附近充电电流增大的特性。因此，若假设镍氢二次电池2d和2e的电池容量比锂离子二次电池2a、2b和2c的电池容量小，则在锂离子二次电池2a、2b和2c接近满充电从而充电电流减小，由电流传感器检测出的充电电流达到充电终止电流以下之前，镍氢二次电池2d和2e接近满充电，而充电电流增大。因此，充电电流不会下降至充电终止电流以下。其结果，恒压充电不会结束，充电会继续，锂离子二次电池2a、2b、2c与镍氢二次电池2d、2e处于过充电，会导致电池特性的劣化，或安全性受损。然而，本实施方式所涉及的组电池，由于锂离子二次电池2a、2b和2c的电池容量比镍氢二次电池2d和2e小，因此能够在镍氢二次电池2d和2e接近满充电，充电电流增大之前，结束恒压充电。其结果，能够降低电池的劣化或安全性受损的可能性。另外，已知镍氢二次电池2d和2e的自放电(selfdischarge)电流大于锂离子二次电池2a、2b和2c。因此，若在充电后搁置组电池，则镍氢二次电池2d和2e的残存容量会比锂离子二次电池2a、2b和2c的残存容量少。而且，若从镍氢二次电池2d和2e的残存容量比锂离子二次电池2a、2b和2c的残存容量少的状态开始对组电池1进行充电，则充电结束时的镍氢二次电池2d和2e的充电容量减少了充电前由于自放电而减少的容量，因此整个组电池1的充电容量会减少。在此，本发明的发明者们通过实验发现，若在镍氢二次电池2d和2e的充电深度较低的状态下结束充电，则镍氢二次电池2d和2e的自放电会减少。这样，在对组电池进行恒压充电时，在镍氢二次电池2d和2e的充电深度为低位的状态下，在充电电流增大之前锂离子二次电池2a、2b和2c会接近满充电。据此，由于充电电流减小并因下降至充电终止电流以下而结束充电，因此自动在镍氢二次电池2d和2e的充电深度较低的状态下结束充电。结果能够使镍氢二次电池2d和2e的自放电减少。而且，若镍氢二次电池2d和2e的自放电减少，则可降低因镍氢二次电池2d和2e的自放电引起的整个组电池的充电容量的减少。在如上所述地组合锂离子二次电池2a、2b和2c和镍氢二次电池2d和2e之外，本实施方式所涉及的电源系统7还包括可分别使锂离子二次电池2a、2b和2c强制放电的多个强制放电部(包括开关3a、3b或3c、电阻4a、4b或4c，和二极管5a、5b或5c)；以及分别测量锂离子二次电池2a、2b和2c的电压，当锂离子二次电池2a、2b和2c的电压达到强制放电开始电压Va时，利用强制放电部分别使锂离子二次电池2a、2b和2c强制放电至强制放电结束电压Vb的控制部6。锂离子二次电池2a、2b和2c的充电深度(S0C)根据发电机1的额定电压而变化。表1是基于图2，表示作为单位电池的每个锂离子二次电池的S0C与发电机1的额定电压之间的关系。[表1]每个单位电池的额定电压(V)4.24.154.14.054.03.953.93.853.8S0C(%)10095.59186.58277.57368.564例如，当发电机1的额定电压为使每个锂离子二次电池的电压达到3.9V时，则S0C(将每个单位电池的额定电压3.9V的充电容量除以每个单位电池的额定电压4.2V的充电容量所得的值)为73%，当发电机1的额定电压为使每个锂离子二次电池的电压达到4.IV时，则S0C为91%。锂离子二次电池如果充电后的S0C接近100%，则包含非水电解质的电解液成分(主要为碳酸盐(carbonate))容易分解。针对此种状态的锂离子二次电池，为了避免从发电机1进一步供给充电电流，将强制放电开始电压Va设定在稍低于充电后的S0C示出100%附近的电压的区域，并且控制部6分别逐次测量锂离子二次电池2a、2b和2c的电压，当锂离子二次电池2a、2b和2c的其中之一电压通过来自发电机1的充电而达到强制放电开始电压Va时，基于控制部6的指令，利用强制放电部进行强制放电，直至该锂离子二次电池2a、2b或2c的电压达到强制放电结束电压Vb为止。接下来，以锂离子二次电池2a最先达到强制放电开始电压Va的情况为例，说明本发明的电源系统7的动作。控制部6逐次分别测量锂离子二次电池2a、2b和2c的电压。从发电机1向组电池不定期地供给充电电流。在此，如果因为某些原因(例如电池中所含的活性物质的重量差等)，锂离子二次电池2a的S0C高于锂离子二次电池2b及2c而快速达到强制放电开始电压Va时，基于来自控制部6的指令，开关3b及3c仍断开而开关3a接通，组电池自身仍被供给充电电流，而只有电位电池2a通过由电阻4a和二极管5a构成的强制放电电路被进行强制放电直至达到强制放电结束电压Vb为止。当强制放电结束时，基于控制部6的指令，开关3a断开，锂离子二次电池2a处于能够接收来自发电机1的充电的状态。而且，在锂离子二次电池2a被强制放电的期间，由锂离子二次电池2b、2c以及镍氢二次电池2d、2e构成的组电池可接收来自发电机1的充电，因此充电电流不会过剩地供给至车载设备8。进而，在锂离子二次电池2a的强制放电结束之后，即使锂离子二次电池2b或2c达到强制放电开始电压Va而开始强制放电，至少锂离子二次电池2a处于可接收来自发电机1的充电的状态，因此充电电流不会被过剩地供给至车载设备8。S卩，锂离子二次电池2a、2b、2c和镍氢二次电池2d、2e分别串联连接。另外，所述强制放电部针对锂离子二次电池2a、2b和2c分别设置，是连接各锂离子二次电池的正极端子与负极端子的电路。而且，控制部6在所述组电池的充电中进行各开关的动作控制，使开关3a、3b和3c均处于切断状态，直至锂离子二次电池2a、2b和2c中的其中之一达到强制放电开始电压Va为止。另外，控制部6在锂离子二次电池2a、2b和2c中的其中之一达到强制放电开始电压Va时，仅将与达到强制放电开始电压Va的锂离子二次电池相对应的所述开关接通，开始强制放电；另一方面，维持其他所述开关的切断状态。即，控制部6进行各开关的动作控制，使得即使在对锂离子二次电池2a、2b和2c中的其中之一进行强制放电的期间，也使未进行强制放电的锂离子二次电池及镍氢二次电池2d和2e的充电继续。这样，由于本电源系统7的组电池可始终接收来自发电机1的充电，因此能够避免车载设备8等与本电源系统7连接的负载中流过过电流，起到能够防止该负载的故障的效果。另外，较为理想的是，锂离子二次电池2a、2b、2c与镍氢二次电池2d、2e的满充电状态的端子电压互不相同。根据此结构，组合满充电状态的端子电压互不相同的两种电池，构成组电池。在恒压充电中，由于满充电状态的端子电压被用作为每个电位电池的充电电压，因此组合有满充电状态的端子电压互不相同的两种电池的组电池容易使整个组电池的充电电压适合于指定的充电电压，并增大充电结束时的充电深度。另外，较为理想的是，在串联连接有锂离子二次电池2a、2b、2c和镍氢二次电池2d、2e的串联电路的两端，设置有用于从输出预先设定的一定的充电电压并进行恒压充电的发电机1接收充电电压的连接端子，镍氢二次电池2d和2e的满充电状态的端子电压乘以串联电路所含的镍氢二次电池2d和2e的个数的电压和锂离子二次电池2a、2b和2c的满充电状态的端子电压乘以串联电路所含的锂离子二次电池2a、2b和2c的个数的电压的合计电压与所述充电电压之差，小于锂离子二次电池2a、2b和2c的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中最接近所述充电电压的电压与所述充电电压之差。根据此结构，镍氢二次电池2d和2e的满充电状态的端子电压乘以串联电路所含的镍氢二次电池2d和2e的个数的电压和锂离子二次电池2a、2b和2c的满充电状态的端子电压乘以串联电路所含的锂离子二次电池2a、2b和2c的个数的电压的合计电压，即本来用于使该组电池满充电所需的充电电压与从发电机1供给的充电电压之差，小于锂离子二次电池2a、2b和2c的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中最接近从发电机1供给的充电电压的电压与从发电机1供给的充电电压之差。因此，在通过发电机1对该组电池进行恒压充电时，与通过发电机1对仅使用锂离子二次电池2a、2b和2c构成的组电池进行恒压充电时相比，能够将组电池充电至接近满充电的电压，即能够增大充电结束时的充电深度。另外，较为理想的是，所述合计电压在所述充电电压以上，且所述合计电压与所述充电电压之差，小于锂离子二次电池的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中的、在所述充电电压以上且最接近所述充电电压的电压与所述充电电压之差。根据此结构，由于所述合计电压、即本来用于使该组电池满充电所需的充电电压在从发电机1供给的充电电压以上，因此在用该发电机1对该组电池进行恒压充电时，能够降低对组电池施加过电压的可能性。另外，较为理想的是，发电机1是铅蓄电池用发电机，所述串联电路所含的镍氢二次电池的个数和锂离子二次电池的个数的比率为2比3。根据此结构，能够减小从铅蓄电池用发电机供给的充电电压与用于使该组电池满充电所需的充电电压之差，能够增大充电结束时的充电深度。另外，也可以将包括两个所述水溶液二次电池和三个所述非水二次电池的所述结构的单元作为基本单位，将多个该单元串联、并联、或者串并联混合连接。另外，如使用含钴的锂复合氧化物作为锂离子二次电池的正极活性物质，则锂离子二次电池的充电电压的倾斜变大，容易进行基于电压的控制，因此较为理想。另外，若由包括电阻4a、4b、4c和二极管5a、5b、5c的强制放电电路，以及基于来自控制部6的指令，将锂离子二次电池2a、2b和2c与该强制放电电路连接的开关3a、3b和3c构成强制放电部，则能够限制放电电流，安全地放电。另外，较为理想的是，将强制放电开始电压Va设定在每个锂离子二次电池为4.05V以上且4.15V以下。若将强制放电开始电压Va设定成不足4.05V,则锂离子二次电池的可接受充电的量过少，因而不理想；若设定成超过4.15V，则直至接近过充电区域，锂离子二次电池的强制放电也不会开始，因而也不理想。另外，较为理想的是，将强制放电结束电压Vb设定在每个锂离子二次电池为3.85V以上且3.95V以下。若将强制放电结束电压Vb设定为不足3.85V，则强制放电的电量会过剩(每次的强制放电时间变长)，来自发电机1的充电电流始终由数量较少的锂离子二次电池接收，因而不理想；若设定为超过3.95V，则锂离子二次电池的可接受充电的量过少，因而也不理想。另外，较为理想的是，以一定的电流值进行一定时间的强制放电，使该放电电量成为从强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb算出的强制放电所需的电量。在锂离子二次电池2a、2b或者2c达到强制放电开始电压Va时，与在逐次测量电压并强制放电至该锂离子二次电池2a、2b或者2c达到强制放电结束电压Vb的情况相比，以一定的电流值进行一定时间的强制放电，使得电量为通过从强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb之差算出充电深度之差得到的、用于使锂离子二次电池2a、2b或者2c强制放电所需的电量的情况下，能够更简便且准确地使锂离子二次电池强制放电。具体而言，设将强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb换算得到的充电深度为Sa、Sb，每个锂离子二次电池2a、2b或者2c的满充电容量为Fcc，考虑到发热量的安全性而预先设定的放电电流为Id时，放电时间Td(秒)可由下式⑴得到。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>另外，发电机1不限于铅蓄电池用发电机。通过适当设定锂离子二次电池和镍氢二次电池的个数，可适合用作由以任意的充电电压进行恒压充电的发电机充电的组电池。实施例使用松下电池工业株式会社制造的CGR18650DA(电池容量2.45Ah)作为锂离子二次电池，使用松下电池工业株式会社制造的HHR260SCP(电池容量2.6Ah)或者松下电池工业株式会社制造的HHR200SPC(电池容量2.lAh)作为镍氢二次电池，制成如下所示的实施例1至3、参考例1以及比较例2的组电池。另外，比较例1使用松下电池工业株式会社制造的LC-P122R2J(电池容量2.2Ah)作为铅蓄电池。(实施例1)使用串联连接三个CGR18650DA(电池容量2.45Ah)和两个HHR260SCP(电池容量2.6Ah)共五个单位电池的组电池，构成与图1相同的包含强制放电部及控制部的电源系统，作为实施例1。在此，只让CGR18650DA(电池容量2.45Ah)中的其中之一单位电池残存lAh的充电容量，而让其他四个单位电池处于完全放电状态来构成组电池，强制放电开始电压Va设定为4.IV，强制放电结束电压Vb设定为3.9V。(实施例2)使用串联连接三个CGR18650DA(电池容量2.45Ah)和三个HHR260SCP(电池容量2.6Ah)共六个单位电池的组电池，构成与实施例1相同的电源系统，作为实施例2。在此，只让CGR18650DA(电池容量2.45Ah)中的其中之一单位电池残存lAh的充电容量，而让其他五个单位电池处于完全放电状态来构成组电池，强制放电开始电压Va设定为4.IV，强制放电结束电压Vb设定为3.9V。(实施例3)使用串联连接两个CGR18650DA(电池容量2.45Ah)和五个HHR260SCP(电池容量2.6Ah)共七个单位电池的组电池，构成与实施例1相同的电源系统，作为实施例3。在此，只让CGR18650DA(电池容量2.45Ah)中的其中之一单位电池残存lAh的充电容量，而让其他六个单位电池处于完全放电状态来构成组电池，强制放电开始电压Va设定为4.IV，强制放电结束电压Vb设定为3.9V。(参考例1)从实施例1的电源系统去除与图1相同的强制放电部及控制部后构成电源系统，作为参考例1。(比较例1)将一个LC_P122R2J(电池容量2.2Ah)作为比较例1的组电池。(比较例2)串联连接三个CGR18650DA(电池容量2.45Ah)和两个HHR200SPC(电池容量2.lAh)共五个单位电池，作为比较例2的组电池。对这些实施例1至3、参考例1以及比较例1、2，测量了以恒流充电的充电电流为1A、恒压充电的充电电压为5V、充电终止电流为0.1A的条件进行恒流恒压充电后，再以恒流1A放电到10V时的组电池的单位体积的电池能量密度、单位重量的电池能量密度。另外，测量将所述充放电重复300次之后的组电池的单位体积的电池能量密度、单位重量的电池能量密度。另外，对于实施例1至3及参考例1，观察将所述充放电重复300次之后的过度充电的CGR18650DA(电池容量2.45Ah)的外观。结果如表2所示。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>如表2所示，将镍氢二次电池和容量比镍氢二次电池的电池容量小的锂离子二次电池组合而成的本发明的实施例1至3及参考例1，相对于比较例1的铅蓄电池，组电池的单位体积的电池能量密度、单位重量的电池能量密度充分大，能够实现轻量、小型化。另外，在参考例1中，观察到在300次循环后从过度充电的CGR18650DA(电池容量2.45Ah)漏出电解液，但在本发明的实施例1至3中，未观察到外观上的异常。在本发明的实施例1至3中，由于控制部分别测量锂离子二次电池的电压，可在其中之一锂离子二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用强制放电部使相应的锂离子二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb，因此认为，即使将特定的锂离子二次电池过度充电而故意使S0C出现偏差，也没有产生像参考例1这样的问题。因为还具有该效果，可知本发明的实施例1至3的300次循环后的组电池的单位体积的电池能量密度、单位重量的电池能量密度不仅比参考例1大，与比较例1、2相比也充分大，能够降低因重复使用导致的劣化。另外，上述的具体实施方式主要包含具有以下结构的发明。本发明所涉及的电源系统包括至少一个水溶液二次电池以及每个电池的电池容量小于所述水溶液二次电池的至少一个非水二次电池，其中，所述水溶液二次电池和所述非水二次电池串联连接，所述电源系统还包括可分别让所述非水二次电池强制放电的至少一个强制放电部；以及分别测量所述非水二次电池及所述水溶液二次电池的电压，当所述非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用所述强制放电部分别使所述非水二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb的控制部。根据此结构，当通过恒压充电对包括水溶液二次电池和非水二次电池的该组电池进行充电时，由于流过水溶液二次电池的充电电流和流过非水二次电池的充电电流相等，因此电池容量小的非水二次电池先接近满充电，充电电流减小，恒压充电结束。这样，在充电结束时，由于电池容量比非水二次电池大的水溶液二次电池还未到达满充电，因此处于过充电的可能性降低。并且，与串联连接多个同一种类的二次电池时相比，组合电池特性不同的水溶液二次电池和非水二次电池，更容易使整个组电池的充电特性适宜于指定的充电电压并增大充电结束时的充电深度。并且，在本发明的电源系统中，控制部分别测量非水二次电池及水溶液二次电池的电压，当非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用强制放电部分别使非水二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb。另外，当构成组电池的水溶液二次电池由于短路等而电压下降时，若继续向组电池恒压充电，则构成组电池的非水二次电池有可能过充电。根据本发明的电源系统，即使发生这样的问题，也能控制为非水二次电池不超过强制放电开始电压Va，因此能够保证更高的安全性。在上述结构中，较为理想的是，所述水溶液二次电池和所述非水二次电池的满充电状态的端子电压互不相同。根据此结构，组合满充电状态的端子电压不同的两种电池构成组电池。在恒压充电中，由于满充电状态的端子电压被用作为每个单位电池的充电电压，因此组合了满充电状态的端子电压不同的两种电池的组电池容易使整个组电池的充电电压适合于指定的充电电压，增大充电结束时的充电深度。在上述结构中，较为理想的是，在串联连接所述水溶液二次电池和所述非水二次电池的串联电路的两端，设置有用于从输出预先设定的一定的充电电压并进行恒压充电的发电机接收所述充电电压的连接端子，所述水溶液二次电池的满充电状态的端子电压乘以所述串联电路所含的该水溶液二次电池的个数所得的电压和所述非水二次电池的满充电状态的端子电压乘以所述串联电路所含的该水溶液二次电池(应为非水二次电池)的个数所得的电压的合计电压与所述充电电压之差，小于所述非水二次电池的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中的最接近所述充电电压的电压与所述充电电压之差。根据该结构，水溶液二次电池的满充电状态的端子电压乘以串联电路所含的该水溶液二次电池的个数的电压和非水二次电池的满充电状态的端子电压乘以串联电路所含的该水溶液二次电池(应为非水二次电池)的个数的电压的合计电压，即本来用于使该组电池满充电所需的充电电压与从发电机供给的充电电压之差，小于非水二次电池的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中最接近从充电电路提供的充电电压的电压与从发电机供给的充电电压之差。因此，在通过发电机对该组电池进行恒压充电时，与通过发电机对仅使用非水二次电池构成的组电池进行恒压充电时相比，能够将组电池充电至接近满充电的电压，即能够增大充电结束时的充电深度。在上述结构中，较为理想的是，所述合计电压在所述充电电压以上，所述合计电压与所述充电电压之差，小于所述非水二次电池的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中的、在所述充电电压以上且最接近所述充电电压的电压与所述充电电压之差。根据该结构，由于所述合计电压、即本来用于使该组电池满充电所需的充电电压在从发电机供给的充电电压以上，因此在用该发电机对该组电池进行恒压充电时，能够降低对组电池施加过电压的可能性。在上述结构中，较为理想的是，所述发电机是铅蓄电池用发电机，所述串联电路所含的所述水溶液二次电池的个数和所述非水二次电池的个数的比率为2比3。根据此结构，能够减小从铅蓄电池用发电机供给的充电电压与用于使该组电池满充电所需的充电电压之差，能够增大充电结束时的充电深度。另外，所述水溶液二次电池优选镍氢二次电池。由于镍氢二次电池在水溶液二次电池中能量密度较高，因此能够使组电池进一步轻量、小型化。另外，所述非水二次电池优选锂离子二次电池。由于锂离子二次电池在非水二次电池中也属于能量密度较高的种类，因此能够使组电池进一步轻量、小型化。另外，如使用含钴的锂复合氧化物作为所述非水二次电池的正极活性物质，则非水二次电池的充电电压的倾斜变大，容易进行基于电压的控制，因此较为理想。在上述结构中，较为理想的是，由采用了电阻和二极管的强制放电电路，以及基于来自所述控制部的指令，将所述非水二次电池与该强制放电电路连接的开关构成所述强制放电部。根据此结构，能够限制放电电流，安全地放电。在上述结构中，较为理想的是，所述非水二次电池和所述水溶液二次电池分别串联连接，所述强制放电部针对所述非水二次电池分别设置，是连接各非水二次电池的正极端子与负极端子的电路，所述控制部进行各开关的动作控制，即在充电中使所述开关均处于切断状态，直至所述非水二次电池中的其中之一达到强制放电开始电压Va;当所述非水二次电池中的其中之一达到强制放电开始电压Va时，仅将与达到强制放电开始电压Va的非水二次电池相对应的所述开关接通而开始强制放电；另一方面，维持其他所述开关的切断状态，即使在进行该强制放电的期间，也使未进行强制放电的所述非水二次电池及所述水溶液二次电池的充电继续。根据上述结构，所述控制部进行各开关的动作控制，以即使在对所述非水二次电池中的其中之一进行强制放电的期间，也使未进行强制放电的非水二次电池及所述水溶液二次电池的充电继续。据此，由于电源系统的组电池可始终接收来自发电机的充电，因此能够避免与电源系统连接的负载中流过过电流，起到可防止该负载的故障的效果。在上述结构中，较为理想的是，将强制放电开始电压Va设定在每个非水二次电池为4.05V以上且4.15V以下。若将强制放电开始电压Va设定为不足4.05V，则非水二次电池的可接受充电的量过少，因而不理想；若设定为超过4.15V，则直至接近过充电区域，非水二次电池的强制放电也不会开始，因而也不理想。在上述结构中，较为理想的是，将强制放电结束电压Vb设定在每个非水二次电池为3.85V以上且3.95V以下。若将强制放电结束电压Vb设定为不足3.85V，则强制放电的电量会过量(每次的强制放电时间变长)，来自充电器(应为发电机)的充电电流始终由数量较少的非水二次电池接受，因而不理想；若设定为超过3.95V，则非水二次电池的可接受充电的量过少，因而也不理想。在上述结构中，较为理想的是，设从强制放电开始电压Va换算得到的充电深度为Sa、从强制放电结束电压Vb换算得到的充电深度为Sb、每个所述非水二次电池的满充电容量为Fee、所述非水二次电池的强制放电中流过的一定的放电电流为Id、放电时间为Td时，以满足下式(1)的方式，以一定的放电电流Id进行一定的放电时间Td(秒)的强制放电。Td=FccX(Sa-Sb)/Id......(1)根据上述结构，当非水二次电池达到强制放电开始电压Va时，与在逐次测量电压的同时强制放电至该非水二次电池达到强制放电结束电压Vb的情况相比，从强制放电开始电压Va和强制放电结束电压Vb之差算出充电深度之差，来掌握使非水二次电池强制放电的电量，并以一定的电流值进行一定时间的强制放电的情况下，能够更简便且准确地使非水二次电池强制放电。如上所述，根据本发明，例如代替铅蓄电池，能够提供无需变更发电机就能够容易地搭载于车辆，且轻量、小型、重复使用时的劣化较少的电源系统。产业上的可利用性本发明可适合用于作为二轮车、四轮车或其他工程车辆等的车载用电池而使用的组电池、或作为便携式个人计算机、数码照相机、移动电话等电子设备、电动汽车或混合动力车等车辆等的电源而使用的组电池。另外，适合用作使用这样的组电池的电池系统。权利要求一种电源系统，其特征在于包括至少一个水溶液二次电池；至少一个非水二次电池，每个该非水二次电池的电池容量小于所述水溶液二次电池；至少一个强制放电部，可分别让所述非水二次电池强制放电；以及控制部，分别测量所述非水二次电池的电压，当所述非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用所述强制放电部分别让所述非水二次电池强制放电至强制放电结束电压Vb。2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于所述水溶液二次电池和所述非水二次电池的满充电状态的端子电压互不相同。3.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于在串联连接所述水溶液二次电池和所述非水二次电池的串联电路的两端，设置有用于从输出预先设定的一定的充电电压并进行恒压充电的发电机接收所述充电电压的连接端子，所述水溶液二次电池的满充电状态的端子电压乘以所述串联电路所含的该水溶液二次电池的个数所得的电压和所述非水二次电池的满充电状态的端子电压乘以所述串联电路所含的该水溶液二次电池的个数所得的电压的合计电压与所述充电电压之差，小于所述非水二次电池的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中的最接近所述充电电压的电压与所述充电电压之差。4.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于所述合计电压在所述充电电压以上，所述合计电压与所述充电电压之差，小于所述非水二次电池的满充电状态的端子电压的整数倍的电压中的、在所述充电电压以上且最接近所述充电电压的电压与所述充电电压之差。5.根据权利要求3或4所述的电源系统，其特征在于所述发电机是铅蓄电池用发电机，所述串联电路所含的所述水溶液二次电池的个数和所述非水二次电池的个数的比率为2比3。6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于将包括两个所述水溶液二次电池和三个所述非水二次电池的单元作为基本单位，将多个该单元串联、并联、或者串并联混合连接。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源系统，其特征在于所述水溶液二次电池是镍氢二次电池。8.根据权利要求1至6中任一项所述的电源系统，其特征在于所述非水二次电池是锂离子二次电池。9.根据权利要求8所述的电源系统，其特征在于所述非水二次电池的正极活性物质采用含钴的锂复合氧化物。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电源系统，其特征在于，所述强制放电部包括采用了电阻和二极管的强制放电电路；以及基于来自所述控制部的指令，将所述非水二次电池与该强制放电电路连接的开关。11.根据权利要求10所述的电源系统，其特征在于所述非水二次电池和所述水溶液二次电池分别串联连接，所述强制放电部针对所述非水二次电池分别设置，是连接各非水二次电池的正极端子和负极端子的电路，所述控制部进行各开关的动作控制，即在充电中使所述开关均处于切断状态，直至所述非水二次电池中的其中之一达到强制放电开始电压Va;当所述非水二次电池中的其中之一达到强制放电开始电压Va时，仅将与达到强制放电开始电压Va的非水二次电池相对应的所述开关接通而开始强制放电，另一方面，维持其他所述开关的切断状态，即使在进行该强制放电的期间，也使未进行强制放电的所述非水二次电池及所述水溶液二次电池的充电继续。12.根据权利要求1至11中任一项所述的电源系统，其特征在于所述强制放电开始电压Va被设定在每个所述非水二次电池为4.05V以上且4.15V以下。13.根据权利要求1至12中任一项所述的电源系统，其特征在于所述强制放电结束电压Vb被设定在每个所述非水二次电池为3.85V以上且3.95V以下。14.根据权利要求1至13中任一项所述的电源系统，其特征在于设从强制放电开始电压Va换算所得的充电深度为Sa、从强制放电结束电压Vb换算所得的充电深度为Sb、每个所述非水二次电池的满充电容量为Fee、在所述非水二次电池的强制放电中流过的一定的放电电流为Id、放电时间为Td时，以满足下式⑴的方式，以一定的放电电流Id进行一定的放电时间Td的强制放电，Td=FccX(Sa-Sb)/Id......(1)。全文摘要本发明提供一种电源系统，包括至少一个水溶液二次电池；每个电池的电池容量小于所述水溶液二次电池的至少一个非水二次电池；可分别使非水二次电池强制放电的至少一个强制放电部；以及分别测量所述非水二次电池的电压，当所述非水二次电池的电压达到强制放电开始电压Va时，利用所述强制放电部分别使所述非水二次电池强制放电至强制放电结束电压的控制部。文档编号H01M10/44GK101803144SQ20088010807公开日2010年8月11日申请日期2008年7月16日优先权日2007年9月18日发明者杉山茂行,青木护申请人:松下电器产业株式会社