专利名称：二次电池系统的电压平衡装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及二次电池系统，尤其涉及能够调节包括串联连接的二次电池的单元的电压平衡的二次电池系统。
背景技术：
近年来，为了应对空气污染和全球变暖，响应于减少二氧化碳排放量的要求，汽车产业不断研发电动车辆(EV)和混合电动内燃车辆以引入市场。还努力研发足以驱动电动马达的二次电池，这是使得这类车辆实际可用的关键。在这类车辆所使用的二次电池中，通常串联配置有多个二次电池。然而，如果串联连接的二次电池在电压上有差异，则电压与其它二次电池的电压相比较小的二次电池不能完全充电，这导致单元的整体性能劣化。由于该原因，尽可能均勻地对这些电池充电很重要。日本特开2001-268815公开了一种使串联连接的二次电池均勻充电的想法。其中，通过使用借助于电力变压器所产生的电流，通过开关对各二次电池间歇充电，并且根据检测到的各二次电池的充电状态来改变开关的速率，以实现对所有的二次电池均勻充电。
发明内容
然而，在日本特开2001-268815中，由于使用了电力变压器，所制造的二次电池系统的重量和成本不能令人满意。为了解决前述问题，本发明提供了一种二次电池系统，其包括串联连接的多个二次电池；多个第一二极管，分别具有阳极(anode)和阴极(cathode)，其中，阳极连接至相应的二次电池的负电极(negative electrode)；多个第二二极管，分别具有阳极和阴极，其中，阴极连接至相应的二次电池的正电极(positive electrode)，并且阳极连接至相应的第一二极管的阴极；多个电容器，分别连接至第一二极管的阴极和相应的第二二极管的阳极之间的连接部；以及交流电源，其通过各电容器连接至各连接部，其中，该交流电源能够选择性地工作以产生交流电压。在本发明的二次电池系统中，在无需使用电力变压器的情况下利用简单的电路来进行二次电池的电压平衡调节，从而实现了二次电池系统的重量和成本令人满意。
参考附图来进行本文说明，其中，所有附图中相同的附图标记指代相同的部件，并且图1是示出本发明第一实施例的二次电池系统的结构的电路的示意图；图2是示出双极型锂离子二次电池的结构的横截面图；图3是包括安装有二极管安装基板的外壳的电池模块的立体图；图4是示出本发明第一实施例的二次电池系统的第一变形例的电路的示意图；图5是示出本发明第一实施例的二次电池系统的第二变形例的电路的示意图；图6是用于模拟本发明第一实施例的二次电池系统的电路的示意图；图7A是示出图6所示电路的电压相对于充电电流变化的二次电池的电压依赖性的模拟结果的图形；图7B是示出图6所示电路的电压相对于充电电流相等的二次电池的电压依赖性的模拟结果的图形；图8A 8C是示出图6所示电路的电压相对于充电电流变化的二次电池的脉冲频率依赖性的模拟结果的图形；图9是示出图6所示电路使用1 μ F电容器的模拟结果的图形；图10是示出应用于机动车辆时本发明第一实施例的二次电池系统的控制单元所执行的操作步骤的流程图；图11是示出电池模块和逆变器之间的关系的示意图；图12是示出应用于机动车辆时本发明第一实施例的二次电池系统的变形例的控制单元所执行的操作步骤的流程图；图13是示出根据本发明第二实施例的二次电池系统的结构的电路的示意图；图14是示出本发明第二实施例的二次电池系统的能量流的流程图；图15Α是示出二次电池的V-I特性的图形；图15Β是示出电压V1和二次电池的电压Vb之间的关系的图形；图16是示出对利用串联连接的32个电解电容器来代替第二实施例的二次电池系统中串联连接的二次电池的电路进行充电的实验的结果的图形；图17是示出根据本发明第三实施例的二次电池系统的结构的电路的示意图；图18是示出第三实施例的二次电池系统的结构的第一变形例的电路的示意图， 其中，在第一二极管的阴极和第二二极管的阳极之间的连接部与电容器之间分别配置有开关；以及图19是示出第三实施例的二次电池系统的结构的第二变形例的电路的示意图， 其中，在第二二极管的阴极和各二次电池的正电极之间分别配置有开关。
具体实施例方式以下参考附图来详细说明包括本发明的二次电池系统的实施例。第一实施例的二次电池系统包括电压为Vl Vn的二次电池20_1 20_η、二极管101、电容值为Cl Cn的电容器10_1 10_η、电容器Ccom_noiz、电阻值为R的电阻器 30和AC电源102。由于电容器Cconuioiz表示通常用于去除由逆变器产生的共模噪声的电容器，因此省略了对该电容器的详细说明。来自AC电源102的上端子的电流通过电容器 Ccom_noiz最终流入AC电源102的下端子。当电路的布线长时，可以将电容器Cconuioiz安装在电池系统100中以降低噪声。各个二次电池20_1 20_n是例如构成电池的最小单位的、为诸如图2所示双极型二次电池的单电池(cell)。然而，在本发明中，二次电池不限于所公开的电池。即，可以使用包括串联连接的多个单电池的任何类型的二次电池。换言之，可以使用各种类型的二次电池。如图2所示，双极型锂离子二次电池200包括彼此堆叠的多个单电池(二次电池)210。更具体地，双极型锂离子二次电池200具有各自包括集电体214的多个电极，其中，集电体214的一面形成有正极活性物质层212并且另一面形成有负极活性物质层211。 这些电极被配置为一个电极上形成的正极活性物质层212面对另一电极上形成的负极活性物质层211。在正极活性物质层212和负极活性物质层213之间配置有离子导电层213， 结果是这些电极和离子导电层213交替地彼此堆叠。利用层压膜230气密密封包括堆叠的单电池210的发电单元220。二极管101是具有整流功能的电子元件。二极管101具有阳极(输入端子)和阴极(输出端子)，并且其特征在于，当施加有小于预定阈值的正向偏压时，二极管101不导通，而当施加有大于预定阈值的正向偏压时(即，当阳极的电位高于阴极的电位时)，二极管101导通(S卩，电流从阳极流向阴极)。此外，当导通时，二极管101展现低阻抗，并且其输出电压固定为阈值电压。硅二极管可用作二极管101。如图所示的，各二极管101包括二极管 IOlaUOlb0各电容器10_1 10_n是利用电容累积并释放电荷的无源元件。当在高频下工作时，电容器展现低阻抗，而当在低频下工作时，电容器展现高阻抗。因而，电容器10_1 10_n可用作用于阻隔直流(即，DC)的元件。对于各电容器10_1 10_n，优选使用陶瓷电容器、铝电解电容器和/或塑料膜电容器。即，如果使用在故障时诱发短路的一类电容器， 则图1所示的第一实施例的二次电池系统往往会示出由于电容器10_1 10_n中的至少一个电容器在故障期间短路，因此对AC电源102施加二次电池20_1 20_n的高DC电压 Vl Vn中的相应的高DC电压，由此导致系统的普遍故障。因此，优选使用在故障时诱发开路的一类电容器。通过使用这种电容器，提供了可靠的二次电池系统。电阻器30是向电路提供阻抗以限制该电路中流动的电流并降低施加至该电路的电压的无源元件。由镀铬金属薄膜层构成的片式电阻器可用作电阻器30。AC电源102是能够至少输出通过将完全充电的单电池的电压与两个二极管IOla 和IOlb的阈值电压相加所提供的电压幅度的脉冲的装置。例如，如果完全充电的单电池 10_1的电压Vl是4. 2V、并且两个二极管IOla和IOlb的阈值电压分别为0. 6V和0. 6V，则 AC电源102应该是能够输出电压幅度为5. 4V的脉冲的装置。可以将二极管101、电容器10_1 10_n、电阻器30和AC电源102配置在层压膜 230的外侧。即，例如，可以将这些元件安装在电池模块的外壳(金属壳)，在该电池模块中安装有各自均利用层压膜230进行了气密密封的多个发电单元220。图3是示出具有外壳301的电池模块300的示意图，在外壳301上安装了布置有二极管101的基板310。在图3中，各二极管101与电池模块300的外壳301隔开了与基板 310的厚度d相对应的距离。优选将厚度d确定为小于10mm，结果使得所有的二极管101 均配置在相对于电池模块300的外壳301小于IOmm的距离内。由于二极管101的阈值电压(即，由二极管所引起的压降)的温度依赖性较高，因此该阈值电压影响调节二次电池的电压平衡的准确度。即，如后面将说明的，在第一实施例的二次电池系统中，二次电池的电压根据二极管101的阈值电压的分散精度而平衡。因此，二极管101配置在电池模块300 的金属外壳301附近热导率大且温度分布小的位置处，结果使得二极管101的温度分布小。 通过将所有的二极管101都配置在相对于外壳301约IOmm的距离内，可以提高二次电池的电压平衡的准确度。优选将二极管101配置为尽可能彼此靠近。如图1所示，二极管101、电容器10_1 10_n、电阻器30和AC电源102构成了对二次电池充电以调节各二次电池的电压平衡的电路(以下将被称为充电电路100)。为了利用充电电路100对各单电池(即，各二次电池)充电，使各单电池210的电极端子(即，集电体214)露出到层压膜230的外侧并且连接至充电电路100。对于使各单电池210的电极端子露出到层压膜230的外侧，存在各种方法。例如，方法之一是使用包括齿部和柄部的梳状柔性布线基板。为了制造梳状柔性布线基板，制备既具有以下的结构又具有以下的布线的构造在该结构中，各齿从柄部的末端延伸至各齿的前端，各单电池210 的集电体214通过该布线与各齿的前端接触，并且该布线引向露出到层压膜230的外侧的柄部的端部。即，在层压膜230的内侧，柔性布线基板的各齿的前端被配置为固定接触各单电池210的集电体214，并且通过柔性布线基板的柄部的端部露出到层压膜230的外侧，发电单元220可以保持被层压膜230气密密封。利用该配置，各单电池210的电极端子可以露出到层压膜230的外侧以与充电电路100相连接。如图1所示，充电电路100连接至各二次电池20_1 20_n。即，各第一二极管IOla 的阳极分别连接至二次电池20_1 20_n的负电极，各第二二极管IOlb的阴极分别连接至二次电池20_1 20_n的正电极，并且第一二极管IOla和第二二极管IOlb的各连接部分别经由电容器10_1 10_n连接至AC电源102。在电容器10_1 10_n和AC电源102之间，配置有共用的电阻器30。由于如此配置了电阻器30，因此电流流过电阻器30以选择性地对电容器10_1 10_n充电和放电。由于设置了电阻器30，因此可对流过二极管101的电流进行控制，由此可以使用小型二极管(即，容许电流值小的二极管)。由于使用这种小型二极管，因此可以使二次电池系统的大小紧凑并使成本降低。如图1所示的充电电路100那样，可以在全部的电容器10_1 10_11和AC电源 102之间设置共用的电阻器30。然而，如果需要，则如图4所示，可以在各个电容器10_1 10_n和AC电源102之间放置电阻值为Rl 1 的各个电阻器30_1 30_n。由于在AC电源102和全部的电容器10_1 10_n之间设置了电阻器30_1 30_n，因此电流流过电阻器 30_1 30_n以对电容器10_1 10_n进行充电和放电。在该配置中，各电阻器30_1 30_ η的电阻值Rl 1 为图1的充电电路100所使用的电阻器30的电阻值R的“η”倍。艮口， 各电阻值Rl 1 是通过将电阻器30的电阻值R与串联连接的二次电池的数量“η”相乘所提供的。据此，对图4的充电电路100中的各个电容器10_1 10_η进行充电的时间常数(即，通过将电容值与电阻值相乘所提供的数值)等于图1的充电电路的时间常数。因此，图4的充电电路100与图1的充电电路具有相同的效果。在图1的充电电路100中，仅使用一个电阻器30，因而与图4的充电电路100相比较，图1的充电电路100的优点在于无需考虑电阻器30_1 30_η的电阻值Rl Ι η的相对分散。如图5所示，如果需要，则可以采用以下的变形例在各第一二极管IOla的阳极和各个二次电池20_1 20_n的负电极之间，或者在各第二二极管IOlb的阴极和各个二次电池20_1 20_n的正电极之间配置电阻值为Rl Rm(其中，m = n+1)的各个电阻器40_1 40_m。在该配置中布置电阻器40_1 40_m使电流流过电阻器40_1 40_m，以对电容器 10_1 10_n充电和放电。此外，在该配置中，各电阻器40_1 40_m的各电阻值Rl Rm 为图1的充电电路100所使用的电阻器30的电阻值R的“η”倍。S卩，各电阻值Rl Rm是通过将电阻器30的电阻值R与串联连接的二次电池的数量“η”相乘所提供的。据此，对各个电容器10_1 10_η进行充电的时间常数等于图1的充电电路的时间常数。因此，图5 的充电电路与图1或图4的充电电路具有相同的效果。以下将说明图1所示的本发明第一实施例的二次电池系统的操作。在初始状态、 即从AC电源102输出电压脉冲的时刻之前的状态下，二极管IOla和IOlb未导通，因而第一二极管IOla的阴极和第二二极管IOlb的阳极之间的二极管连接部P处于高阻抗状态。 然而，由于漏电流流过二极管IOla和101b，因此二极管连接部P处的电位通常为二次电池 20_1 20_n的正电极的电位和同一二次电池的负电极的电位之间的值。来自AC电源102的输出电压在短时间内从Hi变为Lo。由于各电容器10_1 10_ η在高频下工作时导通，因此二极管连接部P处的电位快速下降。据此，第一二极管IOla被施加了正向电压，并且当该电压达到其阈值电压时，第一二极管IOla导通。由于已导通的第一二极管IOla的压降固定为阈值电压，因此二极管连接部P处的电位被钳位(即，该电位保持为给定值)。利用从各个二次电池20_1 20_η的负电极流向第一二极管IOla和电阻器30的电流对各电容器10_1 10_η进行充电。来自AC电源102的输出电压在短时间内从Lo变为Hi。由于各电容器10_1 10_ η在高频下工作时导通，因此二极管连接部P处的电位快速上升。据此，第二二极管IOlb被施加了正向电压，并且当该电压达到其阈值电压时，第二二极管IOlb导通。由于已导通的第二二极管IOlb的压降固定为阈值电压，因此各二次电池的正电极处的电位被钳位为通过使二极管连接部P处的“Hi”电位下降与阈值电压相对应的电压所提供的电位。利用流过各个第二二极管IOlb和电阻30的电流对各电容器10_1 10_11进行放电，并且利用从各个电容器10_1 10_n通过第二二极管IOlb流向各二次电池20_1 20_n的正电极的电流对各二次电池20_1 20_n进行充电。在这种状态下，当将AC电源102的输出幅度设置为通过将第一二极管IOla和第二二极管IOlb的阈值电压与完全充电的二次电池的电压(以下称为“充电完成电压”)相加所提供的值时，各二次电池被施加了充电完成电压。例如，当充电完成电压为4. 2V并且二极管IOla和IOlb的阈值电压均为0. 6V时，将AC电源102的输出幅度设置为5. 4V。据此，即使电池由于充电率低而具有较低的电压或者由于充电率高而具有较高的电压，也可以向各二次电池施加大小相同的充电完成电压。大小与二次电池的电压和充电完成电压之间的差成比例的电流从各电容器10_1 10_n流向相应的二次电池20_1 20_n，结果是各二次电池20_1 20_11被充电。因此，利用高的充电电流对充电率低的二次电池进行充电， 并且利用低的充电电流对充电率高的二次电池进行充电，从而二次电池20_1 20_n的电压Vl Vn根据二极管101的阈值电压的分散精度而平衡。因此，第一实施例的二次电池系统以高精度平衡二次电池的电压。在本实施例中，电容器10_1 10_n用于对二次电池20_1 20_n充电并且阻隔或滤除直流(DC)。S卩，由于电容器10_1 10_n阻隔功能，因此通过仅使用一个AC电源102使得电压不同的那些二次电池20_1 20_n可以共同地仅被施加了电压脉冲的交流成分。因而，在本实施例的二次电池系统中，通过调节二次电池的电压平衡，可以实现二次电池系统的轻量化和低成本化。以下将说明模拟第一实施例的二次电池系统的结果。图6是示出用于模拟的二次电池系统的电路的示意图。该模拟电路是图5所示的二次电池系统的略微变形。如图6所示，在模拟中，二次电池20a由于充电率低而具有较低的电压VI，并且二次电池20d的电压V4和充电率均高于二次电池20a的电压Vl和充电率。二次电池20b和 20c分别具有固定的电压100V和50V。二次电池20b和20c是完全充电的二次电池，并且它们串联连接。固定二次电池20b和20c的电压表示在电池20b、20c中不可能进行进一步充电。即，认为AC电源102所施加的电压幅度与二次电池20b和20c的电压是平衡的。AC 电源102的电压幅度为5. 5V，并且脉冲的频率为500kHz。电阻器30a 30d的电阻值Rl R4均为5 Ω。电容器IOa和IOb的电容值Cl和C2均为0. 1 μ F。图7Α是示出图6的模拟电路在二次电池20a的电压Vl为3. 5V并且二次电池20d 的电压V4为3. 7V的情况下的模拟结果的图形。由于充电率为100%的二次电池的电压约为4. 2V，因此二次电池20a、20d的充电率低于充电率为100%的二次电池的充电率。由菱形和正方形所标记的波形分别示出流过图6的电阻器30a和30b的电流。由圆形和三角形所标记的波形分别示出流过图6的电阻器30c和30d的电流。从图7A的图形可看出，通过电阻器30a和30b流向具有较低的电压Vl的二次电池20a的充电电流的值高于通过电阻器30c和30d流向具有较高的电压V4的二次电池20d的充电电流。这表示以各个电压VI、 V4变得平衡的方式对二次电池20a和20d进行充电。图7B是示出图6的模拟电路在二次电池20a的电压Vl和二次电池20d的电压 V4均为3. 5V的情况下的模拟结果的图形。与图7A的情况不同，在图7B的情况下，通过电阻器30a和30b流向二次电池20a的充电电流示出与通过电阻器30c和30d流向二次电池 20d的充电电流相同的值。即，在这种情况下，在保持各个电压Vl和V4的平衡值的状态下对二次电池20a和20d进行充电。图8A是示出图6的模拟电路在二次电池20a的电压Vl为3. 3V、二次电池20d的电压V4为3. 5V并且AC电源102的脉冲频率为500kHz的情况下的模拟结果的图形。图8B 是示出图6的电路在除了 AC电源102的脉冲频率为IOOkHz以外、其它条件均与图8A的情况相同的情况下的模拟结果的图形。图8C是示出图6的电路在除了 AC电源102的脉冲频率为IOkHz以外、其它条件均与图8A的情况相同的情况下的模拟结果的图形。当将图8A、8B和8C的图形彼此进行比较时，显然，流过电阻器30a和30b (或者电阻器30c和30d)的电流的平均值在图8C的情况下最低。该平均值在图8B的情况下较大， 并且该平均值在图8A的情况下最大。图8C的模拟所使用的IOkHz的脉冲频率与100μ s 的周期相对应。该周期(即，IOOys)比与电阻器30a 30d和电容器10a、10b的时间常数相对应的频率大100倍以上。如果来自AC电源102的AC电流的周期相对于时间常数过大，则与充电电流具有峰值水平的时间段相比较，充电电流具有较低水平的时间段延长，并因而平衡二次电池20a、20d的电压V1、V4需要更长的时间。即，如果AC电源提供周期相对于时间常数过大的交流电流，则充电电流的平均值下降，并因而对二次电池进行充电的效
率变低。因此，期望将来自AC电源102的交流电压的周期设置为比以下的时间常数小100 倍的水平该时间常数是通过将电阻器30a 30d的电阻值Rl R4与电容器10a、10b的电容值C1、C2相乘所获得的。利用该限制，可以在更短的时间内对二次电池进行充电，并且平滑地实现二次电池的电压平衡。图9是示出在电容器10a、10b的电容值Cl、C2均为1 μ F的情况下在图6的模拟电路中执行模拟的结果的图形。即，在图9的情况下，除了电容器10a、10b的电容值C1、C2 均从为0. IyF变为IyF以外，其它条件与图8C的条件相同。当将图8C和图9的图形进行比较时，显然，通过使电容器10a、10b的电容值Cl、C2均从0. IyF增加至1 μ F，二次电池20a、20d的充电电流的平均值增大了。图9的图形示出在除了电容器10a、10b的电容值C1、C2均从0. 1 μ F变为1 μ F并且脉冲频率从IOOkHz变为IOkHZ以外、与图8Β的条件相同的条件下获得的结果。当将图 9和图8Β的图形进行比较时，显然，二次电池20a、20d的充电电流的平均值大致相同。这表示，如果电容器IOaUOb的电容值C1、C2均从0. 1 μ F增加至1 μ F，则脉冲频率从IOOkHz 缩减到1/10倍的IOkHz将得到大致相同的充电电流的平均值。以下参考图10的流程图来说明将本发明实施例的二次电池系统应用于机动车辆的情况。以下将借助于操作步骤来说明该流程图。要注意，可以通过使用存储在控制装置的存储器中的程序来自动执行S1000 S1008的操作步骤。例如，这种控制装置或控制器可以是以下的微型计算机，该微型计算机包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和中央处理单元(CPU)以及用以接收监测值和/或测量值并输出由软件指示的相关命令的各种输入和输出连接。通过由CPU执行通常作为软件程序存储在ROM中的程序来进行这些操作步骤。尽管将该程序描述为是利用软件实现的，但可以利用硬件组件来实现该程序的全部或部分。另外，代替单机型控制装置，当在机动车辆中实施时，可以将该程序并入到标准引擎控制单元中。在步骤S1000中，测量所有的二次电池的电压。将测量出的电压存储在控制装置的存储装置中，或存储在利用程序可存取的存储装置中。在引擎启动之前(即，在接通(Key ON)点火开关之前)执行操作步骤SlOOO和后一操作步骤S1001。由于各二次电池的电压缓慢恢复或下降，因此在停止机动车辆之后，执行引擎启动前的电压的诊断。在步骤S1001中，如果二次电池的最高检测电压和二次电池的最低检测电压之间的差大于阈值，则设置电压调节标志。该阈值是基于二次电池的电压的测量准确度所确定的。即，由于二次电池的电压测量准确度针对5V约为1%，因此将该阈值设置为50mV。因而，如果检测到大于50mV的电压差，则期望设置判断为二次电池的电压实质上不平衡的电压调节标志。当二次电池的电压不平衡非常小时，二次电池系统不工作。由此有效地实现了二次电池的电压调节。当设置了电压调节标志时，在步骤S1005中，在车辆的引擎停止之后再次测量各二次电池的电压，并且在步骤S1006中，接通(ON)AC电源以向各二次电池施加电压脉冲。在步骤S1002中，在接通点火开关(ignition key)之后，车辆变为可运行。如以下将说明的，在逆变器工作期间，即在车辆运行中，不执行电压的测量和二次电池的充电。
在步骤S1003中，判断是否断开(OFF) 了点火开关。如果判断为断开了点火开关，则在检测到逆变器的工作由于开关断开(Key OFF)状况而已停止之后，程序进入步骤
51004。图11是示出电池模块300和逆变器(例如，三相逆变器)1100之间的关系的说明图。如上所述，在电池模块300中安装有各自利用层压膜进行了气密密封的多个发电单元。 电池模块300用于向逆变器1100馈给DC电压。逆变器1100包括包含U相上开关、V相上开关和W相上开关的上臂以及包含U相下开关、V相下开关和W相下开关的下臂。利用从控制电路1120输出的控制信号，以接通/断开(0N/0FF)的方式控制上臂和下臂的6个开关，以在直流和交流(AC)之间执行转换。U相上开关和U相下开关之间的连接部、V相上开关和V相下开关之间的连接部以及W相上开关和W相下开关之间的连接部分别构成向三相 AC马达供电以驱动该三相AC马达的U相输出端子、V相输出端子和W相输出端子。这种逆变器结构是本领域的常识，因此在图11中没有详细示出该结构。此外，也可以采用其它的逆变器设计。控制电路1120可以是执行如参考图10所述的程序的控制装置。可选地，控制电路120可以是单独的控制装置。在根据车辆停止运行而停止逆变器1100之前，构成电池模块300的二次电池的电压由于利用逆变器1100产生的大电流的充电/放电影响而大幅变化。例如，如果在电压保持下降的放电期间利用本发明实施例的二次电池系统对二次电池进行充电，则电压平衡效果趋于不充分。因此，通过停止逆变器1100的工作、并通过在二次电池的电压保持固定的期间进行电池充电，可以有效地实现电压平衡。在步骤S1004中，判断电压调节标志是否是Hi。如果电压调节标志不是Hi，则程序进入步骤S1008以关闭二次电池系统。相反，如果电压调节标志是Hi，则程序进入步骤
51005。在步骤S1005中，系统等待2分钟，并然后测量二次电池的电压。等待2分钟的原因是2分钟是使二次电池达到充分稳定状态所需的近似时间量。因此，该等待时间可以根据二次电池的特性而适当变化，即该等待时间可以通过执行用于找出二次电池达到充分稳定状态所需的时间的实验来确定。将测量出的各二次电池的电压存储在控制装置的存储装置中，或存储在利用程序可存取的存储装置中。在步骤S1006中，接通(ON)AC电源。为了将各二次电池的电压设置为测量出的电压中的最大值，强制AC电源输出通过将1.2V与电池的最大电压相加所提供的电压幅度的脉冲。将这些输出脉冲馈入二次电池。要注意，1.2V的值是通过考虑由图1、图4和图5所示的二极管101的阈值电压引起的压降所确定的。来自AC电源的电压脉冲的周期是以下的值，该值与通过将电阻器30 (或者30_1 30_n)的电阻值R (或者Rl 1 或Rm)与电容器10_1 10_n的电容值Cl Cn相乘所获得的时间常数相比小了 100倍。在步骤S1007中，判断是否已经过去了预定时间。优选地，该预定时间是按以下方式确定的。首先，将参考表存储在存储装置中，其中，该表表示二次电池的最大电压和二次电池的最小电压之间的差与AC电源的工作时间之间的最佳关系。然后，将实际测量出的二次电池的最大电压和二次电池的最小电压之间的差应用于该参考表以查找出最佳的预定时间。优选在每次需要时确定时间，这是因为，如果二次电池的电压差异大，则电压较低的二次电池与其它电池相比需要更长的时间来达到较高的电压。因而，优选根据二次电池的最大电压和二次电池的最小电压之间的差来改变AC电源的工作时间。如果充电时间过长， 则充电效率低。如果充电时间过短，则不能充分校正电压差异。在步骤S1008中，关闭二次电池系统。图10是将本发明第一实施例的二次电池系统应用于机动车辆的例子。然而，本文所述的二次电池系统还可以以其它的方式应用于机动车辆。图12是将本文所述的二次电池系统应用于机动车辆的第二实施例所使用的流程图。图12的流程图与图10的流程图的不同之处在于，图12的流程图不具有与图10的流程图中的步骤S1003和S1005相对应的操作步骤。即，在图10的流程图中，在断开开关(图10 的步骤S1003)之后，在步骤S1006中使AC电源工作。在图12的流程图中，在不断开开关的情况下(即，在驱动逆变器时)使AC电源工作(图12的步骤S1006)。利用这种处理，无需等待图10的流程图中二次电池的电压达到稳定状态所需的时间(图10的步骤S1005)。 因此，可以缩短二次电池的充电时间。省略了对图12的流程图中与图10的流程图的步骤相对应的步骤的解释。可以将本文所述的电池模块(二次电池)300安装在位于电动车辆的车体中央的座椅下方。当该系统安装于这种位置时，车室(vehicle cabin)和行李箱(trunk room)可以具有更大的自由空间。然而，电池模块(二次电池)300的位置不限于这种位置。S卩，可以将本文公开的本发明实施例的二次电池系统安装至行李箱中的下部位置或设置在车辆前部的机舱(engine room)中的下部位置。通过在混合电动内燃车辆和/或电动车辆中使用本发明的实施例，车辆可以持续很长时间并且可以作为高可靠性的车辆。前面已经说明了本发明第一实施例的二次电池系统和安装有该系统的机动车辆。现在说明第一实施例的二次电池系统的优点。通过调节配置在串联电路中的二次电池的电压平衡，二次电池系统的轻量化和低成本化效果显著。另外，可以以高准确度平衡二次电池的电压。以下参考图13 16来详细说明本发明的二次电池系统的第二实施例。省略了对与第一实施例的基本部分相对应的基本部分的详细论述。第二实施例和第一实施例的不同之处在于在第一实施例中，从二次电池系统的外部向AC电源102供电，而在第二实施例中，由二次电池系统的二次电池向AC电源102A 供电。此外，在第二实施例中，与第一实施例的情况不同，测量各二次电池20_1 20_n的电压值Vl Vn，并且基于该测量结果来对各二次电池20_1 20_n进行充电。图13所示的第二实施例的二次电池系统包括电压值为Vl Vn的二次电池 20_1 20_n、二极管101、电容值为Cl Cn的电容器10_1 10_n、DC/DC转换器105、可变电压电源106、单相逆变器108、电流表107、电池控制集成电路(IC) 104和开关109_1 109_n。DC/DC转换器105、可变电压电源106和单相逆变器108构成AC电源102A。与第一实施例不同，图13的电路不具有电阻器。这是因为，用于对电容器10_1 10_11进行充电/放电的电流所流经的布线必然具有可用作电阻器的阻抗。然而，如果需要， 可如第一实施例那样使用电阻器。二次电池20_1 20_n在输出规格方面与第一实施例的二次电池20_1 20_n相同，并且构成联合电池(即，包括被配置为彼此连接的多个电池模块的电池单元)。然而，二次电池20_1 20_n可以是多个电池元件(即，串联连接的双极型单电池)、多个单电池单元(即，分别利用层压膜进行了密封的叠层式二次电池或双极型二次电池)或者多个电池模块(即，被配置为彼此连接的多个单电池单元)。AC电源102A是能够至少输出通过将各完全充电的二次电池20_1 20_n的电压与二极管IOla和IOlb的阈值电压相加所提供的电压幅度的脉冲的装置。施加至DC/DC转换器105的电压是串联连接的所有二次电池20_1 20_n的输出电压，并且DC/DC转换器105用于将该输出电压降低至可变电压电源106的电压水平。例如，DC/DC转换器105将由串联连接的二次电池20_1 20_n所提供的400V的电压水平转换成12V的水平。可变电压电源106用于根据来自电池控制IC 104的控制信号将DC/DC转换器105 输出的电压(例如，12V)转换成期望的电压。该期望的电压是通过将两个二极管IOla和 IOlb的阈值电压与完全充电的二次电池20_1 20_n的电压相加所提供的电压(例如， 4V)。单相逆变器108用于将来自可变电压电源106的DC电压转换成AC电压脉冲。单相逆变器108包括串联连接的上开关108H和下开关108L。上开关108H和下开关108L 分别根据来自电池控制IC 104的控制信号而接通/断开(0N/0FF)。通过采用“先开后合 (break before make) ”的控制，以一旦一个开关断开则另一个开关接通的方式来进行这两个开关108H和108L的切换。当上开关108H处于接通状态并且下开关108L处于断开状态时，单相逆变器108输出与从可变电压电源106输出的电压相等的Hi电压。当下开关108L 处于接通状态并且上开关108H处于断开状态时，单相逆变器108输出与串联连接的二次电池20_1 20_n的负电极的电压相等的Lo电压。因此，单相逆变器108用于向各电容器 10_1 10_n馈给包括Hi电压和Lo电压的AC电压。单相逆变器08用于将来自可变电压电源106的DC电压转换成AC电压。可变电压电源106还能够改变其输出电压。因此，包括单相逆变器108和可变电压电源106的组合的AC电源102A构成可以输出可变输出电压的可变电压AC电源。优选地，来自AC电源102A的AC电压的周期是比以下的时间常数小100倍的周期， 该时间常数是由各电容器10_1 10_n的电容值Cl Cn和用于对电容器10_1 10_n进行充电/放电的电流所流经的电路具有的电阻确定的。在升高充电电流之后，可以缩短使充电电流保持下降的时间。因此，可以减小充电电流的平均值和峰电流之间的差，并由此可以缩短充电时间。在可变电压电源106和单相逆变器108之间串联配置有电流表107。通过测量来自AC电源102A的输出电流(即，来自单相逆变器108的输出电流)，电流表107能够测量对串联连接的二次电池20_1 20_11进行充电的充电电流。S卩，电流表107用于测量对二次电池20_1 20_n中的一个或多个二次电池进行充电的充电电流。更具体地，当接通单相逆变器108的上开关108H时，即当单相逆变器108输出Hi电压时，测量流过单相逆变器 108和二次电池20_1 20_n的充电电流。在各电容器10_1 10_n和单相逆变器108之间分别串联配置有开关109_1 109_n。通过选择开关109_1 109_n之一并使所选择的开关处于接通状态，仅使二次电池20_1 20_n之一通过所选择的开关进入要充电状态。以下将进入要充电状态的二次电池称为所选择的二次电池20。当然，可以使用两个或更多个所选择的二次电池。例如， 各开关109_1 109_n可以是在硅半导体基板上形成的MOSFET开关。如果测量二次电池 20_1 20_n的电压Vl Vn和对二次电池20_1 20_n进行充电无需分开，则可以移除开关 109_1 109_n。电池控制IC 104用于控制可变电压电源106、电流表107、单相逆变器108和开关 109_1 109_n。电池控制IC 104可以由例如ASIC (专用集成电路)或FPGA (现场可编程门阵列)构成。电池控制IC 104内具有可以由R0M(只读存储器)或RAM(随机存取存储器)构成的存储装置。在第二实施例中，从二次电池系统中二次电池20_1 20_n的整体电路提供对二次电池20_1 20_n进行充电的AC电力。在这种连接关系下，参考图14来说明第二实施例的二次电池系统中的能量流。串联连接的二次电池20_1 20_n的整体电路的诸如400V等的输出电压由于DC/ DC转换器105和可变电压电源106的功能而被转换成例如4V。由此转换成的DC电压由于单相逆变器108的功能而被转换成AC电压。由于电容器10_1 10_n的DC阻隔或滤除， 将电力馈入保持彼此电绝缘的二次电池20_1 20_n(即，绝缘电力传输)。由于各二极管 101的整流功能，AC电压转换成DC电压，并且将充电电流馈入二次电池20_1 20_n。与连接至电压较高的二次电池的二极管101相比较，连接至电压较低的二次电池的另一二极管 101被施加了大的电压。由于各二极管101的电压-电流特性呈指数，因此大量的能量从施加有高电压的二极管101返回至施加有较小电压的另一二极管101。从串联连接的二次电池20_1 20_n的整体电路向DC/DC转换器105提供电力(S卩，能量)。由于第二实施例的二次电池系统使用这样的能量流，因此无需外部电源。即，通过使二次电池20_1 20_n的整体电路放电，产生用于对低电压电池进行充电需要消耗的能量。因而，无需借助于外部电源，可以仅利用二次电池系统(例如，仅利用车辆)来有效地进行二次电池的电压平衡。以下将解释用于测量根据第二实施例的串联连接的各二次电池20_1 20_n的电压Vl Vn的方法和用于对电压低的二次电池进行充电的方法。当在以下说明中不指定具体的二次电池20_1 20_n作为针对测量所选择的电池时，则将所选择的电池的电压称为电压Vb0通过借助于电池控制IC 104使开关109_1 109_n之一处于接通状态，使要测量的二次电池20_1 20_n之一进入要充电状态。可变电压电源106的电压V以恒定速度增大，并且使单相逆变器108工作。在此期间，对电流表107测量出的电流I进行采样以得到电压V和电流I之间的关系(以下被称为V-I特性)，并将该关系存储在电池控制IC 104 中。如果需要，则电压V可以是从电池控制IC 104提供给可变电压电源106的控制电压。从图15A的图形可看出，V-I特性根据电池电压Vb而变化。电流表107测量出的电流I是用于对各二次电池20_1 20_n进行充电的充电电流，并且将该充电电流通过相应的二极管IOlb馈入二次电池中所选择的二次电池。由于连接至所选择的二次电池的二极管IOlb被施加有大的电压，因此无论电池电压Vb如何，流过二极管IOlb的充电电流都增大。根据由此得到的V-I特性，检查给定电流I1处的电压V1，并且将电压V1与预先制备的示出电压V1和二次电池的电压Vb之间的关系的数据表进行比较，以找出所选择的二次电池的电压Vb。图15B是示出电压V1和二次电池的电压Vb之间的关系的图形。如上述那样，测量所有的二次电池20_1 20_n的电压Vl Vn。然后，仅使二次电池20_1 20_n中电压Vb低的一个二次电池进入要充电状态。即，仅接通开关109_1 109_n中与二次电池20_1 20_n中所选择的二次电池相关联的一个开关。利用电池控制 IC 104，预先确定保持进行充电操作的充电时间，并且将可变电压电源106的电压预先确定为适当的值。然后，通过使单相逆变器108工作，开始对所选择的二次电池进行充电。利用这些步骤，可以仅对电压下降了的所选择的二次电池进行充电。如上所述，在第二实施例中，在对所选择的二次电池进行充电期间，测量其它的二次电池20_1 20_11的电压。并且，如果电池控制IC 104判断为完成了对所选择的二次电池的充电，则断开开关109_1 109_n中位于所选择的二次电池的充电线路中的那个开关。 之后，以大致相同的方式执行其它的二次电池的充电。即，在本实施例中，二次电池的电压平衡的控制准确度决定于电池控制IC 104的精度而不是充电电路的精度，由此提高了充电准确度。通过仅对电压Vb较低的所选择的二次电池进行充电，可以实现二次电池20_1 20_n的电压平衡。在改变各二次电池的充电电压时，测量充电电流，从而根据各二次电池的V-I特性找出用于有效地对电池进行充电所需的电压。因而，电池控制电路无需提供用于测量二次电池的电压的功能，并由此可以实现二次电池系统的低成本化。如果测量出的V-I特性示出异常现象，即如果测量出的V-I特性与(倾向于当不存在充电电流时发生的)图15A的图形所示的V-I特性大不同，则可以判断为从可变电压电源106延伸至各二次电池20_1 20_n的电路存在问题。因此，在第二实施例中，可以检测到在从可变电压电源106至各二次电池20_1 20_n的电路中可能发生的任何问题，从而提高了本发明的二次电池系统的可靠性。图16是示出对利用串联连接的32 (三十二)个电解电容器替换这里所述的串联连接的二次电池的电路进行充电的实验的结果的图形。电解电容器在累积电荷时改变电压，这与各二次电池相同。因此，可以通过利用电解电容器替换二次电池来考虑本发明的效^ ο利用小电流对电压高的电容器进行充电，并且串联连接的电容器执行整体放电， 由此作为结果，电压高的电容器被放电。以及作为结果，电压低的电容器被充电。因此，在本发明的第二实施例中，如图16的图形所示，可以快速平衡电解电容器的电压。除第一实施例具有的优点以外，第二实施例的二次电池系统具有以下优点。当放电时，串联连接的二次电池变为可以对电压低的电池进行充电的电力源。因此，无需将二次电池与外部电源相连接，并由此仅利用二次电池系统(即，仅利用车辆)就有效地实现了二次电池的充电状态平衡。在充电期间测量各二次电池的电压，并且当电池控制IC判断为二次电池的充电完成时，断开被充电的二次电池的充电电路中的开关，由此完成对二次电池的充电。由于二次电池的电压平衡的控制准确度决定于电池控制IC的精度而不是充电电路的精度，因此可以提高充电准确度。电流表可以检测到充电电路的问题，由此提高了二次电池系统的可靠性。可以通过改变各二次电池的充电电压来测量充电电流，并且根据各二次电池的V-I特性，可以找出所选择的二次电池的电压。利用该测量，可以将用于测量二次电池的电压的功能从电池控制电路移除，从而降低了二次电池系统的成本。以下参考图17 19来详细说明本发明的二次电池系统的第三实施例。在本实施例中，将串联连接的二次电池划分成用于对块进行充电的几个块。如图17所示，第三实施例的二次电池系统包括串联连接且被划分成第一电池块 160a和第二电池块160b的二次电池20_1 20_n。第一电池块160a和第二电池块160b 分别设置有第一电池控制IC 10 和第二电池控制IC 104b。第一电池控制IC 10 和第二电池控制IC 104b被配置为分别从第一电池块160a和第二电池块160b馈入电力。第一电池控制IC 10 控制第一可变电压电源106a、第一电流表107a、第一单相逆变器108a和第一开关109a。而第二电池控制IC 104b控制第二可变电压电源106b、第二电流表107b、 第二单相逆变器108b和第二开关109b。DC/DC转换器105、第一可变电压电源106a和第一单相逆变器108a构成第一 AC 电源102Aa。DC/DC转换器105向第一可变电压电源106a和第二可变电压电源10 馈给共用的电压。例如，向可变电压电源106a和106b均馈给通过对串联连接的二次电池20_1 20_n的输出电压进行转换所提供的电压12V。第一可变电压电源106a用于根据来自第一电池控制IC 104a的控制信号将来自 DC/DC转换器105的电压转换成期望的电压。该期望的电压是通过将两个二极管IOla和 IOlb的阈值电压与完全充电的各二次电池20_1 20_n的电压相加所提供的电压(例如， 4V)。该期望的电压还基于第一电池控制IC 10 的电源。即，第一可变电压电源106a的输出电压的基准电位等于第一电池控制IC 10 的基准电位(例如，第一电池控制IC 104a 的负电极的电位)。第一单相逆变器108a用于将来自第一可变电压电源106a的DC电压转换成AC电压脉冲。第一单相逆变器108a的输出电压脉冲的基准电位等于第一电池控制IC 10 的基准电位。由于第一单相逆变器108a的输出电压脉冲的基准电位等于第一电池控制IC 104a的基准电位，因此施加至各电容器Ca的电位不低于第一电池控制IC 104a的基准电位。施加至各电容器Ca的其它电位不高于通过将二极管101的阈值电压与第一电池控制 IC 10 的电位(S卩，第一电池块160a的正电极的电位)相加所提供的电位。据此，施加至配置在第一单相逆变器108a和第一电池控制IC 10 之间的各电容器Ca的电压变得等于第一电池控制IC 10 的电源电压(更具体地，通过将二极管101的阈值电压与电源电压相加所提供的电压)。可以通过将串联连接的二次电池划分成块来降低第一电池控制IC 104a的电源电压。因此，在本实施例中，用于DC阻隔或滤除的各电容器Ca的特性(例如，电容器类型、 介电常数、板间距等)可被控制为第一电池块160a的输出电压的范围。因而，可以降低各电容器的大小，并由此实现了系统的低成本化。如上述那样，DC/DC转换器105、第二可变电压电源106b和第二单相逆变器108b 构成第二 AC电源102Ab。第二可变电压电源106b根据来自第二电池控制IC 104b的控制信号将来自DC/DC转换器105的电压转换成期望的电压。该期望的电压是通过将两个二极管IOla和IOlb的阈值电压与完全充电的各二次电池20_1 20_n的电压相加所提供的电压(例如，4V)。该期望的电压还基于第二电池控制IC 104b的电源。即，第二可变电压电源106b的输出电压的基准电位等于第二电池控制IC 104b的基准电位(例如，第二电池控制IC 104b的负电极的电位)。当然，第二电池控制IC 104b的基准电位不同于第一电池控制IC 10 的基准电位。第二单相逆变器108b用于将来自第二可变电压电源106b的DC电压转换成AC电压脉冲。第二单相逆变器108b的输出电压脉冲的基准电位等于第二电池控制IC 104b的基准电位。由于第二单相逆变器108b的输出电压脉冲的基准电位等于第二电池控制IC 104b的基准电位，因此施加至各电容器Cb的电位不低于第二电池控制IC 104b的基准电位。施加至各电容器Cb的其它电位不高于通过将二极管101的阈值电压与第二电池控制 IC 104b的电位(S卩，第二电池块160b的正电极的电位)相加所提供的电位。据此，施加至配置在第二单相逆变器108b和第二电池控制IC 104b之间的电容器Cb的电压变得等于第二电池控制IC 104b的电源电压(更具体地，通过将二极管101的阈值电压与电源电压相加所提供的电压)。可以通过将串联连接的二次电池划分成块来降低第二电池控制IC 104b的电源电压。因此，用于DC阻隔或滤除的各电容器Cb的特性可被控制为第二电池块160b的输出电压的范围。在图17所示的二次电池系统中，在各电容器Ca和第一 AC电源102Aa之间分别配置有第一开关109a。与此相同，在各电容器Cb和第二 AC电源102Ab之间分别配置有第二开关109b。通过在用于DC阻隔或滤除的各电容器Ca或Cb与AC电源之间配置开关109a 或109b，开关109a或109b的驱动信号的电位变化范围可以共同用作与电池控制电路的基准电位相同的电压信号。据此，无需产生具有针对电平移位电路等的多个电位变化范围的驱动信号。因而，可以实现系统的低成本化。要注意，各开关109a或109b的位置不限于所述位置，只要开关109a或109b布置在各二次电池和各AC电源之间即可。图18是在第一二极管IOla的阴极和第二二极管IOlb的阳极之间的连接部与各电容器Ca或Cb之间分别配置开关109a或109b的情况下二次电池系统的结构。图19是在第二二极管IOlb的阴极和各二次电池的正电极之间分别配置开关109a 或109b的情况下二次电池系统的结构。在图18和图19所示的二次电池系统中，在二次电池和AC电源之间分别配置有开关109a或109b。由于对这些二次电池系统的解释与对图17的二次电池系统的解释重叠， 因此省略了相关解释。在第三实施例中，对二次电池20_1 20_n串联连接并被划分成第一电池块160a 和第二电池块160b的结构进行了说明。然而，如果需要，还可以将二次电池20_1 20_n 划分成三块或更多块。除第二实施例具有的优点以外，第三实施例的二次电池系统还具有以下优点。将串联连接的多个二次电池划分成多个块，并且在电池块的输出电压的范围内执行充电操作。因而，用于DC阻隔或滤除的各电容器Ca、Cb的特性可被控制为电池块的输出电压的范围。从而，可以缩小电容器的大小，并由此实现了系统的低成本化。通过在用于DC阻隔或滤除的电容器Ca、Cb和AC电源之间分别配置开关，可以将这些开关的驱动信号共同用作与电池控制电路的基准电位相同的电压信号。因而，无需产生具有针对电平移位电路等的多个电位变化范围的驱动信号。从而，可以实现系统的低成本化。描述上述实施例旨在使本发明易于理解，而无意限制本发明。相反，本发明意图明涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种变形和等同配置，其中，所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含法律所许可的所有修改和等同结构。
权利要求
1.一种二次电池系统，其包括串联连接的至少两个二次电池，所述二次电池系统还包括多个第一二极管，分别具有阳极和阴极，其中，所述第一二极管的阳极连接至串联连接的所述至少两个二次电池中的相应二次电池的负电极；多个第二二极管，分别具有阳极和阴极，其中，所述第二二极管的阴极连接至相应二次电池的正电极，并且所述第二二极管的阳极连接至所述多个第一二极管中的相应第一二极管的阴极；多个电容器，其连接至多个连接部，所述多个连接部分别是所述多个第一二极管中的第一二极管的阴极和所述多个第二二极管中的第二二极管的阳极之间的接点；以及交流电源，其通过所述多个电容器与所述多个连接部相连接，其中，所述交流电源选择性地工作以产生交流电压。
2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，还包括至少一个电阻器，其中， 电流流过所述至少一个电阻器以对所述多个电容器进行充电和放电。
3.根据权利要求2所述的二次电池系统，其特征在于，所述至少一个电阻器布置在所述多个电容器和所述交流电源之间。
4.根据权利要求2所述的二次电池系统，其特征在于，所述交流电源的交流电压的周期比通过将所述至少一个电阻器的电阻值与所述多个电容器各自的电容值相乘所提供的时间常数小100倍。
5.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述多个电容器分别是从包括陶瓷电容器、铝电解电容器和塑料膜电容器的组中选择的。
6.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，当串联连接的所述至少两个二次电池的最高检测电压和最低检测电压之间的差高于50mV时，所述交流电源输出交流电压。
7.根据权利要求6所述的二次电池系统，其特征在于，所述交流电源的工作时间根据所述最高检测电压和所述最低检测电压之间的差而改变。
8.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，还包括逆变器，从串联连接的所述至少两个二次电池将电力馈入该逆变器，其中，当该逆变器停止工作时，所述交流电源工作以产生交流电压。
9.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，还包括金属外壳，所述金属外壳包裹串联连接的所述至少两个二次电池，其中，所述多个第一二极管和所述多个第二二极管布置在相距所述金属外壳IOmm内的位置处。
10.一种二次电池系统，包括串联连接的多个二次电池，分别具有正电极和负电极；多个第一二极管，分别具有阳极和阴极，其中，所述第一二极管的阳极连接至相应二次电池的负电极；多个第二二极管，分别具有阳极和阴极，其中，所述第二二极管的阴极连接至相应二次电池的正电极，并且所述第二二极管的阳极连接至所述多个第一二极管中的相应第一二极管的阴极；多个电容器，其连接至多个连接部，所述多个连接部分别是所述多个第一二极管中的第一二极管的阴极和所述多个第二二极管中的第二二极管的阳极之间的接点；以及交流电源，其通过所述多个电容器连接至所述多个连接部，其中，所述交流电源选择性地工作以产生交流电压；其中，所述交流电源使用所述多个二次电池作为电源。
11.根据权利要求10所述的二次电池系统，其特征在于，串联连接的所述多个二次电池被划分成多个电池块，并且使用所述多个电池块中的相应电池块作为电源的多个电池控制电路；并且，所述交流电源根据来自各所述电池控制电路的控制信号工作，以产生使用所述电源作为基准电位的交流电压。
12.根据权利要求10所述的二次电池系统，其特征在于，还包括位于所述多个二次电池和所述交流电源之间的多个开关。
13.根据权利要求12所述的二次电池系统，其特征在于，所述多个开关分别设置在所述多个电容器至少之一和所述交流电源之间。
14.根据权利要求10所述的二次电池系统，其特征在于，还包括电流表，所述电流表测量来自所述交流电源的输出电流。
15.根据权利要求10所述的二次电池系统，其特征在于，所述交流电源是输出电压能够改变的可变电压交流电源。
全文摘要
提供了一种轻量化和低成本化的二次电池系统，该二次电池系统包括串联连接的多个二次电池。多个第一二极管的阳极分别与相应二次电池的负电极相连接。多个第二二极管的阴极分别与相应二次电池的正电极相连接。多个电容器各自连接至第一二极管的阴极和第二二极管的阳极之间的连接部。交流电源通过这些电容器与这些连接部均相连接。
文档编号H01M10/44GK102257668SQ200980151668
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月15日 优先权日2008年12月19日
发明者下井田良雄, 木下拓哉 申请人:日产自动车株式会社