控制装置、平衡校正装置、蓄电系统及装置的制作方法

文档序号:15231876发布日期:2018-08-21 19:38阅读:165来源:国知局

本发明涉及一种控制装置、平衡校正装置、蓄电系统及装置。



背景技术:

在使用串联连接的多个蓄电单元时,如果蓄电单元间的电压产生偏差,那么存在无法有效地使用蓄电单元的容量而可利用的电量减少的情况。因此,提出使用平衡校正电路使蓄电单元间的电压均匀化(参照专利文献1~4)。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2006-067742号公报

[专利文献2]日本专利特开2008-017605号公报

[专利文献3]日本专利特开2009-232660号公报



技术实现要素:

[发明要解决的问题]

例如当使用电感器及使流经该电感器的电流(有时称为电感器电流)增减的开关元件,使蓄电单元间的电压均匀化时,根据蓄电单元的电压、构成平衡校正电路的零件的规格等,有在平衡校正电路的工作时间中电感器电流大幅度地增减的情况。

[解决问题的手段]

在本发明的第一方面中,提供一种控制装置。所述控制装置例如对使串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的电压均匀化的平衡校正装置加以控制。所述平衡校正装置可包括电感器,该电感器的一端电连接于第一蓄电单元的一端与第二蓄电单元的一端的连接点。所述平衡校正装置可包括第一开关元件,该第一开关元件电连接于电感器的另一端与第一蓄电单元的另一端之间。所述平衡校正装置可包括电连接于电感器的另一端与第二蓄电单元的另一端之间的(i)第二开关元件及(ii)整流器中的至少一者。所述整流器中例如流通从第二蓄电单元的负极侧向正极侧的方向流动的电流,但不允许流通从第二蓄电单元的正极侧向负极侧的方向流动的电流。所述控制装置可包括电流信息获取部,该电流信息获取部获取与流经电感器的电流的电流值相关的信息。所述控制装置可包括控制信号供给部,该控制信号供给部是在平衡校正装置工作的时间中的至少一部分时间,基于电流信息获取部所获取的与电流值相关的信息,以电流值的绝对值的谷值满足预定条件的方式,将用于控制平衡校正装置的控制信号供给至平衡校正装置。

所述控制信号供给部可以如下方式供给控制信号,即:(i)谷值与预定的第一值相等;(ii)谷值大于第一值;或(iii)谷值落在包含第一值的预定范围内。所述控制信号供给部可以如下方式供给控制信号,即:(i)谷值与基于第一蓄电单元及第二蓄电单元中的至少一者的电压或soc的值而确定的第一值相等;(ii)谷值大于第一值;或(iii)谷值落在包含第一值的范围且基于第一蓄电单元及第二蓄电单元中的至少一者的电压或soc的值而确定的范围内。

所述控制信号供给部例如(a)在平衡校正装置至少包括第二开关元件的情况下,以如下方式将控制第一开关元件及第二开关元件的接通/断开动作的控制信号供给至第一开关元件及第二开关元件,即,在平衡校正装置工作的时间,平衡校正装置重复包含第一动作及第二动作的开关动作,所述第一动作是指(i)第一开关元件进行接通动作且第二开关元件进行断开动作,所述第二动作是指(ii)第一开关元件进行断开动作且第二开关元件进行接通动作。所述控制信号供给部例如(b)在平衡校正装置包括并联配置的第二开关元件及整流器的情况下,以如下方式将控制第一开关元件及第二开关元件的接通/断开动作的控制信号供给至第一开关元件及第二开关元件,即,在平衡校正装置工作的时间,平衡校正装置重复包含第一动作、第二动作及第三动作中的至少一者的开关动作,所述第一动作是指(i)第一开关元件进行接通动作且第二开关元件进行断开动作,所述第二动作是指(ii)第一开关元件进行断开动作且第二开关元件进行接通动作,所述第三动作是指(iii)第一开关元件进行断开动作且第二开关元件进行断开动作。所述控制信号供给部例如(c)在平衡校正装置至少包括整流器的情况下,以如下方式将控制第一开关元件的接通/断开动作的控制信号供给至第一开关元件,即,在平衡校正装置工作的时间,平衡校正装置重复包含第一动作及第二动作的开关动作,所述第一动作是指(i)第一开关元件进行接通动作,所述第二动作是指(ii)第一开关元件进行断开动作。

所述控制信号供给部可包括第一时刻决定部,该第一时刻决定部确定供给用于使第一开关元件进行接通动作的第一控制信号的时刻。所述控制信号供给部可包括第二时刻决定部,该第二时刻决定部确定供给用于使第一开关元件进行断开动作的第二控制信号的时刻。所述控制信号供给部可包括控制信号生成部,该控制信号生成部是在第一时刻决定部所确定的时刻生成第一控制信号,在第二时刻决定部所确定的时刻生成第二控制信号。例如,(a)在平衡校正装置至少包括第二开关元件的情况下,第一控制信号可为用于使第一开关元件进行接通动作且使第二开关元件进行断开动作的信号,第二控制信号可为用于使第一开关元件进行断开动作且使第二开关元件进行接通动作的信号。例如,(b)在平衡校正装置包括并联配置的第二开关元件及整流器的情况下,第一控制信号可为用于使第一开关元件进行接通动作且使第二开关元件进行断开动作的信号,第二控制信号可为(i)用于使第一开关元件进行断开动作且使第二开关元件进行接通动作的信号、或(ii)用于使第一开关元件进行断开动作且使第二开关元件进行断开动作的信号。例如,(c)在平衡校正装置至少包括整流器的情况下,第一控制信号可为用于使第一开关元件进行接通动作的信号,第二控制信号可为用于使第一开关元件进行断开动作的信号。

在所述控制装置中,第一时刻决定部在使电荷从第一蓄电单元移动到第二蓄电单元的情况下,可确定以预定周期供给第一控制信号。在所述控制装置中,第二时刻决定部在使电荷从第一蓄电单元移动到第二蓄电单元的情况下,可确定在电流值的绝对值超过(i)第一值及(ii)基于第二动作中的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的参照值的时刻,供给第二控制信号。在所述控制装置中,第二时刻决定部在具有预定的第一电压波形的第一参照电压与用于检测电流的检测电压一致的情况下,可确定供给第二控制信号。在所述控制装置中,参照电压可包含具有与电流值的绝对值的减小速度的估算值相应的斜率的三角波、锯齿波或梯形波。在所述控制装置中,第二时刻决定部于在预定的第一时间内电流值的绝对值未超过参照值的情况下,可确定在经过第一时间的时刻,供给第二控制信号。

在所述控制装置中,平衡校正装置可包括第二开关元件。在所述控制装置中,第一时刻决定部在使电荷从第二蓄电单元移动到第一蓄电单元的情况下,可确定在电流值的绝对值超过(i)第一值及(ii)基于第一动作中的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的参照值的时刻,供给第一控制信号。在所述控制装置中,第二时刻决定部在使电荷从第二蓄电单元移动到第一蓄电单元的情况下,可确定以预定周期供给第二控制信号。在所述控制装置中,第一时刻决定部在具有预定的第二电压波形的第二参照电压与用于检测电流的检测电压一致的情况下,可确定供给第一控制信号。在所述控制装置中,参照电压可包含具有与检测电压的减小速度的估算值相应的斜率的三角波、锯齿波或梯形波。在所述控制装置中,第一时刻决定部于在预定的第二时间内电流值的绝对值未超过参照值的情况下,可确定在经过第二时间的时刻,供给第一控制信号。

所述控制装置可包括检测电流的电流检测部。所述控制装置可包括确定电荷移动的方向的方向决定部。所述控制装置可包括动作决定部,该动作决定部确定是否使平衡校正装置工作、及是否使平衡校正装置停止工作中的至少一个。所述控制装置可包括移动电荷量估算部,该移动电荷量估算部是基于(i)平衡校正装置的工作时间、(ii)电流信息获取部所获取的与电流值相关的信息、及与电流值的绝对值的谷值相关的预定条件中的至少一者,而估算在第一蓄电单元及第二蓄电单元之间移动的电荷量。所述控制装置中,第一蓄电单元及第二蓄电单元中的至少一者可包括锂离子电池,该锂离子电池包含含有铁成分的锂化合物作为正极物质。

在本发明的第二方面中,提供一种平衡校正装置。所述平衡校正装置例如使串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的电压均匀化。所述平衡校正装置可包括电感器,该电感器的一端电连接于第一蓄电单元的一端与第二蓄电单元的一端的连接点。所述平衡校正装置可包括第一开关元件,该第一开关元件电连接于电感器的另一端与第一蓄电单元的另一端之间。所述平衡校正装置可包括电连接于电感器的另一端与第二蓄电单元的另一端之间的(i)第二开关元件及(ii)整流器中的至少一者。所述平衡校正装置可包括所述控制装置。在所述平衡校正装置中,整流器中例如流通从第二蓄电单元的负极侧向正极侧的方向流动的电流,但不允许流通从第二蓄电单元的正极侧向负极侧的方向流动的电流。

在本发明的第三方面中,提供一种蓄电系统。所述蓄电系统可包括串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元。所述蓄电系统可包括所述平衡校正装置。

在本发明的第四方面中,提供一种装置。所述装置可包括所述蓄电系统。所述装置可包括(i)消耗从蓄电系统供给的电力的负载、及(ii)用于从蓄电系统对其它机器供给电力的充电设备中的至少一者。

此外,所述发明的概要并未列举本发明的所有特征。另外,这些特征群的子组合也可构成发明。

附图说明

图1示意性地表示包括蓄电系统110的装置100的一例。

图2示意性地表示蓄电系统210的一例。

图3示意性地表示均匀化控制部270的一例。

图4示意性地表示模块控制部290的一例。

图5示意性地表示未控制谷值电流值的情况下的电感器电流il的一例。

图6示意性地表示已控制谷值电流值的情况下的电感器电流il的一例。

图7示意性地表示驱动信号供给部350的一例。

图8示意性地表示驱动信号生成部354的一例。

图9示意性地表示谷值电流值的控制方法的一例。

图10示意性地表示蓄电模块220的动作的一例。

图11示意性地表示蓄电模块220的动作的一例。

图12示意性地表示参照信号φ33的电压波形的一例。

图13示意性地表示蓄电模块220的动作的一例。

图14示意性地表示驱动信号供给部350的一例。

具体实施方式

以下,通过发明的实施方式说明本发明,但以下实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。实施方式中所说明的特征的组合并非全部是发明的解决手段所必需的。另外,参照附图对实施方式进行说明,但在附图的记载中,有对相同或类似的部分附上相同的参照编号并省略重复的说明的情况。

图1示意性地表示包括蓄电系统110的装置100的一例。使用图1对装置100及蓄电系统110的构成及动作进行说明。在本实施方式中,装置100包括马达102和蓄电系统110。马达102电连接到蓄电系统110,且消耗从蓄电系统110供给的电力。马达102也可被用作再生制动器(regenerativebrake)。马达102可为负载的一例。

在一实施方式中,蓄电系统110与马达102电连接,且对马达102供给电力(有时称为蓄电系统的放电)。在另一实施方式中,蓄电系统110与未图示的充电装置电连接,蓄积从该充电装置供给的电能(有时称为蓄电系统的充电)。

此外,装置100并不限定于本实施方式。装置100例如具备(i)消耗从蓄电系统110供给的电力的负载、及(ii)用于从蓄电系统110对其它机器供给电力的充电设备中的至少一者。装置100可为电动汽车、混合动力汽车、电动二轮车、轨道车辆、升降机等运输装置,装置100也可为pc(personalcomputer,个人计算机)、手机等电气机器,装置100还可为充电装置。

如图1所示,在本实施方式中,蓄电系统110具备端子112、端子114、保护电路116、及蓄电模块120。蓄电模块120可包括:多个串联连接的蓄电单元,包含蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128;以及多个平衡校正电路,包含平衡校正电路132、平衡校正电路134及平衡校正电路136。平衡校正电路132、平衡校正电路134及平衡校正电路136可为平衡校正装置的一例。

此处,所谓“电连接”,并不限定于某一元件与另一元件直接连接的情况。也可在某一元件与另一元件之间设置第三元件。另外,所谓“电连接”,并不限定于某一元件与另一元件物理连接的情况。例如,变压器的输入绕组与输出绕组虽然未物理连接,但电连接。进而,所谓“电连接”,不仅包含某一元件与另一元件实际地电连接的情况,也包含当蓄电单元与平衡校正电路电连接时,将某一元件与另一元件电连接的情况。

此外,所谓“串联连接”,表示某一元件与另一元件串联地电连接。另外,只要未特别说明,则蓄电单元间的“电压差”表示将2个蓄电单元的电压(有时称为端子间电压)加以比较,从电压高的蓄电单元的电压减去电压低的蓄电单元的电压所得的值。

端子112及端子114是将马达102、充电装置等系统外部的机器或装置与蓄电系统110电连接。保护电路116保护蓄电模块120使它免受过电流、过电压及过放电中的至少一种。作为保护电路116,例如可利用如日本专利特开2009-183141号中所公开的公知的过电流/过电压保护电路。

在本实施方式中,蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128串联连接。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128可为二次电池或电容器。作为二次电池的种类,可为锂电池、锂离子电池、锂硫电池、钠硫电池、铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、氧化还原液流电池、金属空气电池等。锂离子电池的种类并无特别限定。作为锂离子电池的种类,可为磷酸铁系、锰系、钴系、镍系、三元系等。

蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128中的至少一个也可还包含多个蓄电单元。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128中的至少一个也可包含串联连接的多个蓄电单元。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128中的至少一个也可包含并联连接的多个蓄电单元。蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126及蓄电单元128中的至少一个也可包含呈矩阵状连接的多个蓄电单元。

在本实施方式中,对蓄电模块120包括串联连接的多个蓄电单元的情况进行说明。然而,蓄电模块120并不限定于本实施方式。在另一实施方式中,蓄电模块120也可包括并联连接的多个蓄电单元。

在本实施方式中,平衡校正电路132使蓄电单元122及蓄电单元124的电压均匀化。平衡校正电路132电连接于蓄电单元122的端子112侧的一端(有时称为正极侧)。平衡校正电路132电连接于蓄电单元122的端子114侧的一端(有时称为负极侧)与蓄电单元124的正极侧的连接点143。平衡校正电路132电连接于蓄电单元124的负极侧与蓄电单元126的正极侧的连接点145。

在一实施方式中,平衡校正电路132可具有与连接点143电连接的电感器(未图示)。通过将平衡校正电路132与蓄电单元122及蓄电单元124以如上方式电连接,而形成包含蓄电单元122及所述电感器的第一电路、及包含蓄电单元124及所述电感器的第二电路。平衡校正电路132使电流交替地流向第一电路及第二电路。由此,能够在蓄电单元122与蓄电单元124之间经由电感器而收发电能。这样,能够使蓄电单元122及蓄电单元124的电压均匀化。

在本实施方式中,对平衡校正电路132使邻接的两个蓄电单元的电压均匀化的情况进行了说明。然而,平衡校正电路132并不限定于本实施方式。在另一实施方式中,平衡校正电路132也可使串联连接的三个以上的蓄电单元中的任意两个蓄电单元的电压均匀化。例如,通过将平衡校正电路132与连接点145电连接来代替与连接点143电连接,且与连接点147电连接来代替与连接点145电连接,能够使用平衡校正电路132使蓄电单元122及蓄电单元126的电压均匀化。

在本实施方式中,平衡校正电路134使蓄电单元124及蓄电单元126的电压均匀化。平衡校正电路134电连接于连接点143、连接点145、以及蓄电单元126的负极侧与蓄电单元128的正极侧的连接点147。平衡校正电路136使蓄电单元126及蓄电单元128的电压均匀化。平衡校正电路136电连接于连接点145、连接点147、及蓄电单元128的负极侧。平衡校正电路134及平衡校正电路136可具有与平衡校正电路132相同的构成。

如上所述,根据本实施方式的蓄电模块120,即使在多个蓄电单元的电压产生偏差的情况下,也能够通过平衡校正电路的动作而使多个蓄电单元的电压均匀化。这样,能够提高蓄电系统110的利用效率。

例如,当在蓄电单元122与蓄电单元124之间,制造品质、劣化的程度等不同时,存在蓄电单元122及蓄电单元124的电池特性产生差异的情况。作为电池特性,可例示电池容量、或表示电池电压相对于放电时间的关系的放电电压特性。例如,随着蓄电单元的劣化加重,电池电压会在更短的放电时间内降低。

当蓄电单元122及蓄电单元124的电池特性不同时,即使在蓄电系统110的充电完成时蓄电单元122及蓄电单元124的电压大致相同,蓄电单元122及蓄电单元124的电压也会随着蓄电系统110的放电进行而产生偏差。另外,即使在蓄电系统110的充电开始时蓄电单元122及蓄电单元124的电压大致相同,蓄电单元122及蓄电单元124的电压也会随着蓄电系统110的充电进行而产生偏差。

在利用蓄电单元122及蓄电单元124的情况下,有时预先确定可利用的充电水平(有时称为stateofcharge(充电状态),soc)的范围。在这种情况下,如果蓄电单元122及蓄电单元124的电压产生偏差,那么蓄电系统110的利用效率变差。然而,通过使蓄电单元122及蓄电单元124的电压均匀化,能够提高蓄电系统110的利用效率。

使用图2对蓄电系统的详情进行说明。在图1中,对蓄电系统110的蓄电模块120具备三个以上的蓄电单元及两个以上的平衡校正电路的情况进行了说明。另一方面,在图2中,为简化与蓄电系统相关的说明,以蓄电系统具备两个蓄电单元及一个平衡校正电路的情况为例,对蓄电系统的详情进行说明。然而,只要是接触到结合图2所说明的实施方式的详情的本领域技术人员,则也能够理解具备三个以上的蓄电单元、及两个以上的平衡校正电路的蓄电系统的构成及动作。

图2示意性地表示蓄电系统210的一例。在本实施方式中,蓄电系统210包括端子212、端子214、保护电路216、及蓄电模块220。在本实施方式中,蓄电模块220包括串联连接的蓄电单元222及蓄电单元224、以及使蓄电单元222及蓄电单元224的电压均匀化的平衡校正电路232。

在本实施方式中,平衡校正电路232包括电感器250、开关元件252、开关元件254及均匀化控制部270。平衡校正电路232也可包括二极管262及二极管264。二极管262及二极管264中的至少一者也可为等效地形成于mosfet(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等的源极-漏极间的寄生二极管。平衡校正电路232也可包括电压监视部280。电压监视部280例如包含电压检测部282、电压检测部284、及差分检测部286。平衡校正电路232也可包括模块控制部290。

均匀化控制部270、以及开关元件252及开关元件254既可形成于同一基板上,也可形成于不同基板上。均匀化控制部270及模块控制部290既可形成于同一基板上,也可形成于不同基板上。

在本实施方式中,对平衡校正电路232具有均匀化控制部270及模块控制部290的情况进行说明。然而,平衡校正电路232并不限定于本实施方式。在另一实施方式中,均匀化控制部270也可具有模块控制部290的功能的至少一部分,模块控制部290也可具有均匀化控制部270的功能的至少一部分。

在本实施方式中,对如下情况进行说明,即,利用(i)设置在包含蓄电单元222、电感器250、及开关元件252或二极管262的第一电路的适当的位置的电阻器、及(ii)设置在包含蓄电单元224、电感器250、及开关元件254或二极管264的第二电路的适当的位置的电阻器,作为用于检测流经电感器250的电感器电流的电流检测部。所述电阻器可为分流电阻器。然而,电流检测部并不限定于本实施方式。

在另一实施方式中,也可利用开关元件252的内部电阻及开关元件254的内部电阻作为电流检测部。在又一实施方式中,电流检测部也可为电流计,该电流计检测流经电感器250的电流,并将包含表示电感器250的电流值的信息的信号传输到均匀化控制部270。

蓄电单元222及蓄电单元224中的一个可为第一蓄电单元的一例。蓄电单元222及蓄电单元224中的另一个可为第二蓄电单元的一例。平衡校正电路232可为平衡校正装置的一例。开关元件252及开关元件254中的一个可为第一开关元件的一例。开关元件252及开关元件254中的另一个可为第二开关元件的一例。二极管262及二极管264中的一个可为整流部或第二整流部的一例。二极管262及二极管264中的另一个可为第一整流部的一例。均匀化控制部270可为控制装置的一例。模块控制部290可为方向决定部、动作决定部或移动电荷量估算部的一例。

在蓄电系统210的各部的说明中,有对与蓄电系统110的各部相同的构成省略说明的情况。例如,端子212及端子214可分别具有与端子112及端子114相同的构成。保护电路216也可具有与保护电路116相同的构成。蓄电模块220也可具有与蓄电模块120相同的构成。蓄电单元222及蓄电单元224各自也可具有与蓄电单元122、蓄电单元124、蓄电单元126或蓄电单元128相同的构成。另外,结合图1所说明的蓄电系统110的至少一部分也可具有与蓄电系统210的对应的部件相同的构成。

在本实施方式中,平衡校正电路232电连接于蓄电单元222的正极侧、蓄电单元222的负极侧与蓄电单元224的正极侧的连接点243、及蓄电单元224的负极侧。由此,形成包含蓄电单元222、开关元件252及电感器250的第一开闭电路。另外,形成包含蓄电单元224、电感器250及开关元件254的第二开闭电路。连接点243可为第一蓄电单元的一端与第二蓄电单元的一端的连接点的一例。

在本实施方式中,电感器250是在蓄电单元222与开关元件252之间串联连接于蓄电单元222及开关元件252,调整蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压。在本实施方式中,电感器250的一端电连接于连接点243。电感器250的另一端电连接于开关元件252与开关元件254的连接点245。

在本实施方式中,通过开关元件252及开关元件254交替地重复接通动作及断开动作(有时称为接通/断开动作),而在电感器250产生电感器电流il。由此,能够在蓄电单元222与蓄电单元224之间经由电感器而收发电能。结果,能够使蓄电单元222及蓄电单元224的电压均匀化。

在本实施方式中,开关元件252电连接于电感器250的另一端与蓄电单元222的正极侧之间。开关元件252从均匀化控制部270接收驱动信号φ22,并基于驱动信号φ22进行接通动作或断开动作。由此,将第一开闭电路开闭。开关元件252可为mosfet。

在本实施方式中,开关元件254电连接于电感器250的另一端与蓄电单元224的负极侧之间。开关元件254从均匀化控制部270接收驱动信号φ24,并基于驱动信号φ24进行接通动作或断开动作。由此,将第二开闭电路开闭。开关元件254可为mosfet。

在本实施方式中,二极管262电连接于电感器250的另一端与蓄电单元222的正极侧之间。二极管262与开关元件252并联地配置。二极管262在从电感器250的另一端朝蓄电单元222的正极侧的方向上流通电流。另一方面,二极管262不允许从蓄电单元222的正极侧朝电感器250的另一端的方向上流通电流。也就是说,二极管262中可流通从蓄电单元222的负极侧向蓄电单元222的正极侧的方向流动的电流,但不能流通从蓄电单元222的正极侧向蓄电单元222的负极侧的方向流动的电流。

在本实施方式中,二极管264电连接于电感器250的另一端与蓄电单元224的负极侧之间。二极管264与开关元件254并联地配置。二极管264在从蓄电单元224的负极侧朝电感器250的另一端的方向上流通电流。另一方面,二极管264不允许从电感器250的另一端朝蓄电单元224的负极侧的方向上流通电流。也就是说,二极管264中可流通从蓄电单元224的负极侧向蓄电单元224的正极侧的方向流动的电流,但不能流通从蓄电单元224的正极侧向蓄电单元224的负极侧的方向流动的电流。

通过设置二极管262及二极管264,即使于在开关元件252及开关元件254均成为断开状态的时间残留有电感器电流il的情况下,该电感器电流il也可通过二极管262或二极管264而继续流动。由此,能够不浪费地利用电感器250暂时产生的电感器电流il。另外,能够抑制在将电感器电流il阻断的情况下发生的浪涌电压的产生。

在本实施方式中,均匀化控制部270控制开关元件252及开关元件254中的至少一者,而控制平衡校正电路232。例如,均匀化控制部270是基于来自模块控制部290的动作控制信号φ28而控制开关元件252及开关元件254中的至少一者。

在本实施方式中,均匀化控制部270对开关元件252供给用于控制开关元件252的接通/断开动作的驱动信号φ22。另外,均匀化控制部270对开关元件254供给用于控制开关元件254的接通/断开动作的驱动信号φ24。

在一实施方式中,均匀化控制部270是以开关元件252及开关元件254交替地(或互补地)重复接通/断开动作的方式供给驱动信号φ22及驱动信号φ24。由此,在平衡校正电路232工作的时间,重复交替地切换电流流向第一开闭电路的状态与电流流向第二开闭电路的状态的开关动作。

在另一实施方式中,均匀化控制部270是以开关元件252及开关元件254中的一个重复接通/断开动作,且开关元件252及开关元件254中的另一个维持断开状态的方式,供给驱动信号φ22及驱动信号φ24。由此,在平衡校正电路232工作的时间,重复交替地切换电流流向第一开闭电路的状态与电流流向第二开闭电路的状态的开关动作。

例如,在动作控制信号φ28表示使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,均匀化控制部270是以开关元件252重复接通/断开动作且开关元件254维持断开状态的方式,供给驱动信号φ22及驱动信号φ24。在该情况下,电感器电流经由二极管264流向第二开闭电路。另一方面,在动作控制信号φ28表示使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,均匀化控制部270是以开关元件254重复接通/断开动作且开关元件252维持断开状态的方式,供给驱动信号φ22及驱动信号φ24。在该情况下,电感器电流经由二极管262流向第一开闭电路。

均匀化控制部270可通过驱动信号φ22及驱动信号φ24的组合而生成用来控制平衡校正电路232的各种控制信号。在一实施方式中,均匀化控制部270生成用于使开关元件252进行接通动作且使开关元件254进行断开动作的第一控制信号。在另一实施方式中,均匀化控制部270生成用于使开关元件252进行断开动作且使开关元件254进行接通动作的第二控制信号。在又一实施方式中,均匀化控制部270生成用于使开关元件252进行断开动作且使开关元件254进行断开动作的第三控制信号。第一控制信号、第二控制信号及第三控制信号可分别包含驱动信号φ22及驱动信号φ24。

在本实施方式中,均匀化控制部270是以在平衡校正电路232的工作状态下,平衡校正电路232重复下述开关动作的方式控制平衡校正电路232。另外,均匀化控制部270是以在平衡校正电路232的停止状态下,平衡校正电路232停止开关动作的方式控制平衡校正电路232。

例如,均匀化控制部270是以在平衡校正电路232的工作时间中,平衡校正电路232以预定周期重复开关动作的方式,将驱动信号φ22及驱动信号φ24供给至开关元件252及开关元件254。此处,所谓“预定周期”,不仅包含预先设定开关动作的重复周期的情况,还包含该周期因预定的某些控制或模拟电路而变动的情况。

例如,即使在下一循环的周期根据当前循环的某些信息、及预定的特定的算法或特定的模拟电路而决定的情况下,该周期也可为“预定周期”的一例。另外,即使在将开关动作中所包含的第一动作、第二动作及第三动作中的至少一个动作切换为另一动作的时刻根据特定的算法或特定的模拟电路而决定的情况下,该开关动作的周期也可为“预定周期”的一例。所述周期例如可基于(i)蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者、(ii)流经电感器250的电流的电流值、及(iii)所述(i)与(ii)的组合来决定。

开关动作可包含:(i)第一动作,开关元件252进行接通动作且开关元件254进行断开动作;及(ii)第二动作,开关元件252进行断开动作且开关元件254进行接通动作。开关动作除包含第一动作及第二动作以外,还可包含开关元件252及开关元件254这两者进行断开动作的第三动作。第一动作、第二动作及第三动作的顺序可任意地决定,但优选继第一动作之后实施第二动作。开关动作还可包含与所述第一动作、第二动作及第三动作不同的其它动作。

在本实施方式中,电压监视部280对蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压进行监视。在本实施方式中,电压监视部280是利用电压检测部282及电压检测部284而检测蓄电单元222的电压及蓄电单元224的电压。电压监视部280是将蓄电单元222的电压及蓄电单元224的电压输入到差分检测部286,以检测蓄电单元222及蓄电单元224的电压差。电压监视部280生成表示所检测出的电压差的信号φ26,并发送到模块控制部290。信号φ26也可包含表示蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压中的哪一个电压大的信息。

在本实施方式中,模块控制部290对平衡校正电路232加以控制。模块控制部290可经由均匀化控制部270而控制平衡校正电路232。

在一实施方式中,模块控制部290确定电荷移动的方向。例如,模块控制部290是基于蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc,确定是(i)使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224,还是(ii)使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222。模块控制部290可将包含表示使电荷移动的方向的信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。

在另一实施方式中,模块控制部290对在蓄电单元222与蓄电单元224之间移动的净电荷量(有时称为电荷的移动量)进行估算。例如,模块控制部290是基于(i)平衡校正电路232的工作时间、及(ii)流经电感器250的电流值的实测值或推测值,估算电荷的移动量。模块控制部290也可基于电荷的移动量的估算值来控制平衡校正电路232。模块控制部290也可将包含表示电荷的移动量的估算值的信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。模块控制部290可为移动电荷量估算装置的一例,该移动电荷量估算装置是基于平衡校正装置的工作时间、及平衡校正装置的工作时间的电感器电流的电流值的绝对值的谷值或其目标条件,估算在平衡校正装置的工作时间中在两个蓄电单元之间移动的净电荷量。

模块控制部290也可估算平衡校正电路232从工作至停止为止的时间。例如,模块控制部290是基于平衡校正电路232即将工作之前或刚工作后的蓄电单元222及蓄电单元224的电压差、及电荷的移动量的估算值,估算平衡校正电路232从工作至停止为止的时间。模块控制部290可为作业时间估算装置的一例,该作业时间估算装置是基于成为平衡校正装置的动作对象的两个蓄电单元的电压差、及平衡校正装置的工作时间的电感器电流的电流值的绝对值的谷值或其目标条件,估算直至平衡校正装置停止为止的时间或时刻。

在又一实施方式中,模块控制部290确定是否使平衡校正电路232工作、及是否使平衡校正电路232停止中的至少一个。模块控制部290将动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270,该动作控制信号φ28包含表示是否使平衡校正电路232工作、及是否使平衡校正电路232停止中的至少一个的信息。

[使平衡校正电路232工作的时刻]

在本实施方式中,模块控制部290将包含表示使停止的平衡校正电路232工作的信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。例如,模块控制部290是在使平衡校正电路232工作的时刻,将所述动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。模块控制部290也可将包含如下信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270,所述信息是指表示使平衡校正电路232工作的时刻的信息、及表示在该时刻使平衡校正电路232工作的信息。

模块控制部290可基于蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc来决定使停止的平衡校正电路232工作的时刻。例如,模块控制部290是当蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc满足预定的第一条件时,确定使平衡校正电路232工作。作为所述第一条件,可例示如下条件等,即:(i)蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc的差大于预定的第一值;(ii)蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc与根据蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc而确定的值一致。

[使平衡校正电路232停止的时刻]

在本实施方式中,模块控制部290是将包含表示使工作的平衡校正电路232停止的信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。例如,模块控制部290是在使平衡校正电路232停止的时刻,将所述动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。模块控制部290也可将包含如下信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270,所述信息是指表示使平衡校正电路232停止的时刻的信息、及表示在该时刻使平衡校正电路232停止的信息。

[确定使平衡校正电路232停止的时刻的第1实施方式]

模块控制部290可基于两个蓄电单元之间的电荷的移动量来确定使平衡校正电路232停止的时刻。例如,模块控制部290是估算蓄电单元222及蓄电单元224之间的电荷的移动量,并基于该电荷的移动量的估算值来估算蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的soc。模块控制部290是当soc的估算值满足预定的第二条件时,决定使平衡校正电路232停止。作为所述第二条件,可例示如下条件等,即:(i)蓄电单元222或蓄电单元224的soc与预定的第二值一致;(ii)蓄电单元222或蓄电单元224的soc在预定的数值范围内;(iii)蓄电单元222或蓄电单元224的soc与根据蓄电单元222及蓄电单元224的soc而确定的值一致。

例如,使用包含铁成分的锂化合物作为正极物质的锂离子电池的充电特性描绘出如下曲线,即,从充电初期到中期出现的电压平坦部处的电压上升非常平缓,另一方面,在充电末期电池电压急剧上升。因此,在蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者具有含有包含铁成分的锂化合物作为正极物质的锂离子电池的情况下,难以基于蓄电单元的端子间电压来管理该蓄电单元的soc。然而,通过模块控制部290基于所估算出的电荷的移动量来决定使平衡校正电路232停止的时刻,即使在这种情况下,模块控制部290也可在适当的时刻使平衡校正电路232停止。作为包含铁成分的锂化合物,可例示磷酸铁系的锂化合物。作为磷酸铁系的锂化合物,可例示磷酸铁锂。

[确定使平衡校正电路232停止的时刻的第2实施方式]

模块控制部290也可基于蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc来确定使平衡校正电路232停止的时刻。例如,模块控制部290是当蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc满足预定的第三条件时,确定使平衡校正电路232停止。作为所述第三条件,可例示如下条件等,即:(i)蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc的差小于预定的第三值;(ii)蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc与根据蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc而确定的值一致。第三值可小于第一值。

根据一实施方式,例如,模块控制部290接收来自电压监视部280的信号φ26而获取表示蓄电单元222及蓄电单元224的电压差的信息。关于模块控制部290,(i)在蓄电单元222及蓄电单元224的电压差与预定值相等的情况下或小于预定值的情况下,确定使平衡校正电路232停止,(ii)将包含表示使平衡校正电路232停止的信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。

均匀化控制部270是当接收动作控制信号φ28时,以开关元件252及开关元件254这两者进行断开动作的方式供给驱动信号φ22及驱动信号φ24,而使平衡校正电路232停止。由此,在蓄电单元222及蓄电单元224的均匀化大致结束的状态下,平衡校正电路232停止。这样,能够防止平衡校正电路232的振荡,从而能够抑制平衡校正电路232的功耗。

根据另一实施方式,例如,模块控制部290接收来自电压监视部280的信号φ26,而获取表示蓄电单元222及蓄电单元224的电压差的信息。关于模块控制部290,(i)在蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压的大小关系逆转的时刻附近,确定使平衡校正电路232停止,(ii)将包含表示使平衡校正电路232停止的信息的动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。模块控制部290例如当在平衡校正电路232的工作时间中蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压的大小关系逆转之后,平衡校正电路232工作的状态下的蓄电单元222及蓄电单元224的电压差的绝对值与第一阈值相等时或小于第一阈值时,确定使平衡校正电路232停止。根据本实施方式,在蓄电单元222及蓄电单元224的电压差变得极小的状态下,平衡校正电路232停止。

在想要使蓄电单元222及蓄电单元224的电压均匀化的情况下,通常来说,本领域技术人员尝试以开关元件252的接通时间与开关元件254的接通时间变得相等的方式控制驱动信号φ22及驱动信号φ24。但是,因开关元件252、开关元件254及平衡校正电路232的精度、制造误差等,而导致难以使开关元件252的接通时间与开关元件254的接通时间高精度地一致。

因此,难以通过以开关元件252的接通时间与开关元件254的接通时间变得相等的方式控制驱动信号φ22及驱动信号φ24,来使蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压高精度地均匀化。其中,即使在邻接的两个蓄电单元之间的电压差较小的情况下,蓄电系统中所包含的蓄电单元的个数越是增加,邻接的两个蓄电单元间的电压差越是累积,系统整体上也变得无法忽视。

根据本实施方式,在蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压的大小关系逆转之后使平衡校正电路232停止,因此,和以开关元件252的接通时间与开关元件254的接通时间变得相等的方式控制驱动信号φ22及驱动信号φ24的情况相比,能够更精确地确定蓄电单元222及蓄电单元224的电压差变为0的时刻。由此,能够提高蓄电单元222的电压及蓄电单元224的均匀化的精度。这样,能够防止平衡校正电路232的振荡,而能够抑制平衡校正电路232的功耗。

另外,例如,当蓄电单元222的电压高于蓄电单元224的电压时,在平衡校正电路232停止之后,蓄电单元222的电压的测定值因由蓄电单元222的内部电阻等引起的电压降低而增加(有时称为表观上的电压变动)。另一方面,蓄电单元224的电压的测定值因由蓄电单元224的内部电阻等引起的电压降低而减小(有时称为表观上的电压变动)。

因此,当模块控制部290在蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压的大小关系逆转之前使平衡校正电路232停止时,蓄电单元222及蓄电单元224的电压差的绝对值在平衡校正电路232停止之后,随着时间推移而扩大。与此相对,当模块控制部290在蓄电单元222的电压与蓄电单元224的电压的大小关系逆转之后使平衡校正电路232停止时,蓄电单元222及蓄电单元224的电压差的绝对值在平衡校正电路232停止之后,随着时间推移而缩小。这样,能够使平衡校正电路232停止的状态下的蓄电单元222及蓄电单元224的电压差的绝对值更小。

第一阈值可考虑在平衡校正电路232停止的情况下产生的蓄电单元222的表观上的电压变动而确定。第一阈值可基于电感器250的电流值、及蓄电单元222的直流电阻(有时称为dcr)的值而确定。第一阈值也可假设蓄电单元222及蓄电单元224的直流电阻值大致相等,通过将电感器250的电流值与蓄电单元222的直流电阻值相乘而确定。

第一阈值可考虑在平衡校正电路232停止的情况下产生的蓄电单元222及蓄电单元224的表观上的电压变动而确定。第一阈值可基于电感器250的电流值、蓄电单元222的直流电阻值、及蓄电单元224的直流电阻值而确定。第一阈值也可通过将蓄电单元222的直流电阻值与蓄电单元224的直流电阻值的和与电感器250的平均电流值相乘所得的值除以2而确定。

蓄电单元222的直流电阻值根据蓄电单元222的温度及劣化状况而变化。因此,第一阈值也可考虑蓄电单元222的温度及劣化状况中的至少一者而确定。蓄电单元224的直流电阻值根据蓄电单元224的温度及劣化状况而变化。因此,第一阈值也可考虑蓄电单元224的温度及劣化状况中的至少一者而确定。例如,第一阈值可使用蓄电单元222及蓄电单元224的出厂时的直流电阻值乘以预定的系数所得的值而确定。预定的系数可为1以上且3以下,优选大于1且为2以下。

第一阈值也可以如下方式确定:当假设在均匀化控制部270使平衡校正电路232停止之后,维持平衡校正电路232的停止状态时,平衡校正电路232停止后,经过预定时间后的时间点的蓄电单元222及蓄电单元224电压差的绝对值成为第二阈值以下。第二阈值的绝对值可小于第一阈值的绝对值。预定时间可考虑由电压降低所致的电压变动的变动幅度及该电压变动的持续时间中的至少一者而确定。

所述预定时间也可为由电压降低所致的电压变动的变动幅度达到电压变动大致结束的时间点的最终变动幅度的60%(优选75%,进而优选80%)为止的时间。此外,由电压降低所致的电压变动通常在30分钟至1小时左右结束。所述预定时间可为0.5秒以上且5分钟以内,优选1秒以上且2分钟以内,更优选1秒以上且1分钟以内。

第一阈值可为0.5mv以上且100mv以下。第一阈值更优选为0.5mv以上且10mv以下,进而优选为0.5mv以上且5mv以下。如果为通常的使用状态,那么通过将第一阈值设定在所述范围内,能够使由电压降低所致的电压变动大致结束的时间点的蓄电单元222及蓄电单元224电压差的绝对值小于使平衡校正电路232停止的时间点的蓄电单元222及蓄电单元224电压差的绝对值。这样,能够提高利用平衡校正电路232的均匀化的精度。另外,能够抑制平衡校正电路232的振荡。

模块控制部290优选在平衡校正电路232停止之后,在预定时间内使平衡校正电路232停止工作。由此,能够更有效地防止平衡校正电路232的振荡。所述预定时间可为0.5秒以上且5分钟以内,优选为1秒以上且2分钟以内,更优选为1秒以上且1分钟以内。

[确定使平衡校正电路232停止的时刻的第3实施方式]

作为基于蓄电单元222的电压及蓄电单元224的电压来确定使平衡校正电路232停止的时刻的第3实施方式,可例示以下内容。在本实施方式中,开关动作包含第一动作、第二动作及第三动作。在本实施方式中,均匀化控制部270是以蓄电单元222及蓄电单元224的电压差越小,第三动作的时间相对于开关动作的周期的比率越大的方式,供给驱动信号φ22及驱动信号φ24。

均匀化控制部270也可基于蓄电单元222及蓄电单元224的电压差,按照预定方法来确定第三动作的时间。在动作开始时,第三动作的时间也可为0秒。第一动作的时间及第二动作的时间也可相等。第一动作的时间及第二动作的时间也可以与第2实施方式相同的方式确定。

在本实施方式中,模块控制部290是在第三动作的时间或第三动作的时间相对于开关动作的周期的比率与预定值相等或大于预定值的情况下,决定使平衡校正电路232停止。根据本实施方式,均匀化控制部270是在蓄电单元222及蓄电单元224的电压差变得足够小的时刻,使平衡校正电路232停止。这样,能够防止平衡校正电路232的振荡,从而能够抑制平衡校正电路232的功耗。

[确定使平衡校正电路232停止的时刻的第4实施方式]

作为基于蓄电单元222的电压及蓄电单元224的电压来确定使平衡校正电路232停止的时刻的第4实施方式,可例示以下内容。在本实施方式中,均匀化控制部270是以蓄电单元222及蓄电单元224的电压差越小,开关动作的周期越短的方式,供给驱动信号φ22及驱动信号φ24。

均匀化控制部270也可基于蓄电单元222及蓄电单元224的电压差,按照预定方法来确定开关动作的周期。第一动作的时间及第二动作的时间也可相等。第一动作的时间及第二动作的时间也可以与第2实施方式相同的方式决定。开关动作既可包含第三动作,也可不包含第三动作。第三动作的时间相对于开关动作的周期的比率也可以与第3实施方式相同的方式决定。

在本实施方式中,模块控制部290是在开关动作的周期与预定值相等或小于预定值的情况下,确定使平衡校正电路232停止。根据本实施方式,在蓄电单元222及蓄电单元224的电压差变得足够小的时刻,平衡校正电路232停止。另外,在均匀化结束的时间点,平衡校正电路232停止,所以能够抑制平衡校正电路232的功耗。

[均匀化控制部270的具体构成]

图3示意性地表示均匀化控制部270的一例。在本实施方式中,均匀化控制部270包括接收部310、检测电压获取部320、参照信号生成部330、脉冲信号生成部340、及驱动信号供给部350。在本实施方式中,驱动信号供给部350具有驱动时刻决定部352、及驱动信号生成部354。

检测电压获取部320可为电流信息获取部的一例。驱动信号供给部350可为控制信号供给部的一例。驱动时刻决定部352可为第1时刻决定部或第2时刻决定部的一例。驱动信号生成部354可为控制信号生成部的一例。

在本实施方式中,接收部310接收来自模块控制部290的动作控制信号φ28。在一实施方式中,接收部310将动作控制信号φ28传送到驱动信号供给部350。在另一实施方式中,接收部310基于动作控制信号φ28而生成信号φ31及信号φ32中的至少一者。信号φ31包含表示使平衡校正电路232工作的信息、或表示使平衡校正电路232停止的信息。信号φ32包含表示使电荷移动的方向的信息。例如,接收部310将信号φ31发送到驱动信号生成部354,并将信号φ32发送到驱动时刻决定部352。

在本实施方式中,检测电压获取部320获取与流经电感器250的电流的电流值相关的信息。例如,检测电压获取部320获取表示用于检测流经电感器250的电流(有时称为电感器电流)的电流值的电流检测电阻的电压降低的信息。在本实施方式中,检测电压获取部320获取(i)表示配置在第一开闭电路的任意位置的电流检测电阻的电压降低的程度的信息、及(ii)表示配置在第二开闭电路的任意位置的电流检测电阻的电压降低的程度的信息。电感器电流的电流值也可根据流经第一开关元件、第二开关元件的电流的电流值而算出。

在本实施方式中,参照信号生成部330生成参照信号。参照信号生成部330将参照信号发送到驱动时刻决定部352。参照信号是在驱动时刻决定部352基于电感器电流的电流值或电感器电流的检测电压确定供给驱动信号φ22及驱动信号φ24的时刻时被参照。参照信号可用于供驱动时刻决定部352确定第一控制信号、第二控制信号及第三控制信号中的至少一个控制信号被供给的时刻。

在一实施方式中,参照信号生成部330生成在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下加以利用的参照信号φ33。在另一实施方式中,参照信号生成部330生成在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下加以利用的参照信号φ34。

参照信号例如以参照电压的形式被输入到驱动时刻决定部352。参照电压可具有预定的电压波形。参照电压也可具有根据蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压而确定的电压波形。参照信号可包含三角波、锯齿波或梯形波,它们具有与电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值相应的斜率。

例如,参照信号φ33包含三角波、锯齿波或梯形波,它们具有与当开关元件252为断开状态时流经第二开闭电路的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值相应的斜率。另一方面,参照信号φ34包含三角波、锯齿波或梯形波,它们具有与当开关元件254为断开状态时流经第一开闭电路的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值相应的斜率。

参照信号也可包含与供给驱动信号φ22或驱动信号φ24的时刻的电感器电流的电流值的估算值相关的信息。例如,在参照信号以参照电压的形式被输入到驱动时刻决定部352的情况下,参照电压也可为与所述电感器电流的电流值的估算值相应的电压。另外,参照电压也可具有如下脉冲波形,该脉冲波形具有与所述电感器电流的电流值的估算值相应的峰值。脉冲波形的形状可为矩形形状,可为梯形形状,也可为三角形状,还可为锯齿形状。脉冲的产生位置可设定在应供给驱动信号φ22或驱动信号φ24的时刻的附近。

供给驱动信号φ22或驱动信号φ24的时刻的电感器电流的电流值例如基于电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而算出。供给驱动信号φ22或驱动信号φ24的时刻例如基于电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而算出。

电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值例如利用任意的电压值v、及电感器250的电感l而表示为v/l。参照电压的三角波或锯齿波的斜率是利用电流检测用电阻器的电阻值r(在本实施方式中为开关元件252或开关元件254的内部电阻的电阻值)、任意的电压值v、及电感器250的电感l而表示为r×v/l。

作为任意的电压值v,可例示(i)开关动作的开始时间点的蓄电单元222或蓄电单元224的电压值、(ii)开关动作的开始时间点的蓄电单元222及蓄电单元224的电压值的平均值、(iii)开关动作中的任意时间点的蓄电单元222或蓄电单元224的电压值、(iv)开关动作中的任意时间点的蓄电单元222及蓄电单元224的电压值的平均值、(v)蓄电单元222或蓄电单元224的充放电曲线的电压平坦区域的任意值、(vi)蓄电单元222或蓄电单元224的代表电压等。作为代表电压,可例示(i)标称电压、(ii)预定利用的电压范围的上限值、下限值或平均值等。

参照信号生成部330可对具有与电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值相应的斜率的三角波或锯齿波的偏移进行调整,并将调整后的信号供给至驱动时刻决定部352。参照信号生成部330也可存储多种参照信号。参照信号生成部330可从多种参照信号中选择一个,并将所选择的信号供给至驱动时刻决定部352。

在本实施方式中,脉冲信号生成部340生成脉冲信号。脉冲信号可为预定周期的脉冲串。在一实施方式中,脉冲信号生成部340生成用于确定开关动作的周期的置位信号φ35。在另一实施方式中,生成用于确定驱动信号φ22或驱动信号φ24的占空比的最大值的复位信号φ36。

脉冲信号生成部340的脉冲产生器也可为对驱动信号φ22及驱动信号φ24中的至少一者的占空比进行可变控制的可变脉冲产生器。驱动信号φ22的占空比例如设为驱动信号φ22的接通时间相对于开关动作的周期的比率而算出。同样地,驱动信号φ24的占空比是设为驱动信号φ24的接通时间相对于开关动作的周期的比率而算出。

在本实施方式中,驱动信号供给部350是以在平衡校正电路232的工作时间中,平衡校正电路232重复开关动作的方式,将驱动信号φ22及驱动信号φ24供给至开关元件252及开关元件254。例如,驱动信号供给部350是在平衡校正电路232的工作时间中的至少一部分时间内,基于检测电压获取部320所获取的与电感器电流的电流值相关的信息,以该电流值的绝对值的谷值(有时称为谷值电流值)满足预定条件的方式,将驱动信号φ22及驱动信号φ24供给至开关元件252及开关元件254。

在一实施方式中,驱动信号供给部350是以如下方式供给驱动信号φ22及驱动信号φ24,即:(i)谷值电流值与第一值相等;(ii)谷值电流值大于所述第一值;或(iii)谷值电流值落在包含所述第一值的数值范围内。所述第一值既可为预定值,也可为基于蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc的值而确定的值。所述数值范围既可为预定范围,也可为基于蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc的值而确定的范围。

在本实施方式中,驱动时刻决定部352确定供给驱动信号φ22及驱动信号φ24的时刻。在一实施方式中,驱动时刻决定部352确定供给用于使开关元件252进行接通动作且使开关元件254进行断开动作的第一控制信号的时刻。在另一实施方式中,驱动时刻决定部352确定供给用于使开关元件252进行断开动作且使开关元件254进行接通动作的第二控制信号的时刻。在又一实施方式中,驱动时刻决定部352确定供给用于使开关元件252进行断开动作且使开关元件254进行断开动作的第三控制信号的时刻。

[使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下的第1实施方式]

在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,驱动时刻决定部352例如确定以预定周期供给第一控制信号。驱动时刻决定部352也可确定以根据蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc、或两者的电压差或soc的差而确定的周期,供给第一控制信号。另外,驱动时刻决定部352确定在(i)电感器电流的电流值的绝对值超过基于第二动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的参照值的时刻、或(ii)驱动信号φ22的接通时间超过预定时间的时刻,供给第二控制信号。所述参照值也可基于电感器电流的谷值电流值的目标值、及第二动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。

例如,驱动时刻决定部352从检测电压获取部320获取电感器电流的检测电压。驱动时刻决定部352从参照信号生成部330接收参照信号。由参照信号表示的电压波形是基于第二动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。驱动时刻决定部352将参照信号的电压波形与检测电压加以比较,在两者一致的情况下,决定供给第二控制信号。

驱动时刻决定部352于在预定的第一时间内电感器电流的电流值的绝对值未超过由参照信号表示的参照值的情况下,可确定在经过该第一时间的时刻供给第二控制信号。例如,驱动时刻决定部352是从脉冲信号生成部340接收用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的脉冲信号。驱动时刻决定部352可基于所述脉冲信号来判断所述第一时间的经过。

[使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下的第2实施方式]

在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,驱动时刻决定部352例如确定以预定周期供给第一控制信号。驱动时刻决定部352也可确定以根据蓄电单元222及蓄电单元224的电压或soc、或两者的电压差或soc的差而确定的周期,供给第一控制信号。另外,驱动时刻决定部352确定在电感器电流的电流值的绝对值超过基于第三动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的参照值的时刻,供给第三控制信号。另外,驱动时刻决定部352确定在驱动信号φ22的接通时间超过预定时间的时刻,供给第二控制信号或第三控制信号。

例如,驱动时刻决定部352从检测电压获取部320获取电感器电流的检测电压。驱动时刻决定部352从参照信号生成部330接收参照信号。由参照信号表示的电压波形是基于第三动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。驱动时刻决定部352将参照信号的电压波形与检测电压加以比较,在两者一致的情况下,决定供给第三控制信号。

驱动时刻决定部352于在预定的第一时间内电感器电流的电流值的绝对值未超过由参照信号表示的参照值的情况下,可决定在经过该第一时间的时刻供给第二控制信号或第三控制信号。例如,驱动时刻决定部352是从脉冲信号生成部340接收用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的脉冲信号。驱动时刻决定部352可基于所述脉冲信号来判断所述第一时间的经过。

[使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下的第1实施方式]

在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,驱动时刻决定部352例如决定以预定周期供给第二控制信号。驱动时刻决定部352也可确定以根据蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc、或两者的电压差或soc的差而确定的周期,供给第二控制信号。另外,驱动时刻决定部352确定在(i)电感器电流的电流值的绝对值超过基于第一动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的参照值的时刻、或(ii)驱动信号φ24的接通时间超过预定时间的时刻,供给第一控制信号。所述参照值也可基于电感器电流的谷值电流值的目标值、及第一动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。

例如,驱动时刻决定部352从检测电压获取部320获取电感器电流的检测电压。驱动时刻决定部352从参照信号生成部330接收参照信号。由参照信号表示的电压波形是基于第一动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。驱动时刻决定部352将参照信号的电压波形与检测电压加以比较后,在两者一致的情况下,决定供给第一控制信号。

驱动时刻决定部352于在预定的第二时间内电感器电流的电流值的绝对值未超过由参照信号表示的参照值的情况下,可决定在经过该第二时间的时刻供给第一控制信号。例如,驱动时刻决定部352是从脉冲信号生成部340接收用于确定驱动信号φ24的占空比的最大值的脉冲信号。驱动时刻决定部352可基于所述脉冲信号来判断所述第二时间的经过。

[使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下的第2实施方式]

在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,驱动时刻决定部352例如确定以预定周期供给第二控制信号。驱动时刻决定部352也可确定以根据蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压或soc、或两者的电压差或soc的差而确定的周期,供给第二控制信号。另外,驱动时刻决定部352确定在电感器电流的电流值的绝对值超过基于第三动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的时刻,供给第三控制信号。另外,驱动时刻决定部352确定在驱动信号φ24的接通时间超过预定时间的时刻,供给第一控制信号或第三控制信号。所述参照值也可基于电感器电流的谷值电流值的目标值、及第三动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。

例如,驱动时刻决定部352从检测电压获取部320获取电感器电流的检测电压。驱动时刻决定部352从参照信号生成部330接收参照信号。由参照信号表示的电压波形是基于第三动作中的电感器电流的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。驱动时刻决定部352将参照信号的电压波形与检测电压加以比较,在两者一致的情况下,决定供给第三控制信号。

驱动时刻决定部352于在预定的第二时间内电感器电流的电流值的绝对值未超过由参照信号表示的参照值的情况下,可确定在经过该第二时间的时刻供给第一控制信号或第三控制信号。例如,驱动时刻决定部352是从脉冲信号生成部340接收用于确定驱动信号φ24的占空比的最大值的脉冲信号。驱动时刻决定部352可基于所述脉冲信号来判断所述第二时间的经过。

在本实施方式中,驱动信号生成部354是在驱动时刻决定部352决定供给第一控制信号的时刻,生成包含驱动信号φ22及驱动信号φ24的第一控制信号,并将第一控制信号发送到开关元件252及开关元件254。驱动信号生成部354是在驱动时刻决定部352决定供给第二控制信号的时刻,生成包含驱动信号φ22及驱动信号φ24的第二控制信号,并将第二控制信号发送到开关元件252及开关元件254。驱动信号生成部354是在驱动时刻决定部352决定供给第三控制信号的时刻,生成包含驱动信号φ22及驱动信号φ24的第三控制信号,并将第三控制信号发送到开关元件252及开关元件254。

在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,在从平衡校正电路232开始或恢复工作后,直至驱动时刻决定部352确定供给第二控制信号或第三控制信号为止的时间,驱动信号生成部354可以驱动信号φ22的占空比大于驱动信号φ24的占空比的方式,生成包含驱动信号φ22及驱动信号φ24的第一控制信号。同样地,在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,在从平衡校正电路232开始或恢复工作后,直至驱动时刻决定部352决定供给第一控制信号或第三控制信号为止的时间,驱动信号生成部354可以驱动信号φ24的占空比大于驱动信号φ22的占空比的方式,生成包含驱动信号φ22及驱动信号φ24的第二控制信号。

图4示意性地表示模块控制部290的一例。在本实施方式中,模块控制部290包括电压信息获取部410、动作控制信号生成部420、移动电荷量累计部430、及输入输出部440。动作控制信号生成部420可为方向决定部或动作决定部的一例。移动电荷量累计部430可为移动电荷量估算部的一例。

在本实施方式中,电压信息获取部410获取与蓄电单元222及蓄电单元224中的至少一者的电压相关的信息。例如,电压信息获取部410接收来自差分检测部286的信号φ26。

在本实施方式中,动作控制信号生成部420确定使电荷移动的方向。例如,动作控制信号生成部420从电压信息获取部410获取与蓄电单元222及蓄电单元224的电压相关的信息。动作控制信号生成部420是基于从电压信息获取部410获取的信息,而确定使电荷从作为平衡校正电路232的操作对象的两个蓄电单元中的电压或soc较大的蓄电单元移动到电压或soc较小的蓄电单元。

动作控制信号生成部420确定是否使平衡校正电路232工作。动作控制信号生成部420确定是否使平衡校正电路232停止。例如,动作控制信号生成部420是从电压信息获取部410获取与蓄电单元222及蓄电单元224的电压相关的信息。动作控制信号生成部420是基于从电压信息获取部410获取的信息来确定是否使平衡校正电路232工作。另外,动作控制信号生成部420是基于从电压信息获取部410获取的信息来确定是否使平衡校正电路232停止。

动作控制信号生成部420生成包含表示由动作控制信号生成部420确定的事项的信息的动作控制信号φ28。动作控制信号生成部420将动作控制信号φ28发送到均匀化控制部270。

在本实施方式中,移动电荷量累计部430将在平衡校正电路232的工作时间中在蓄电单元222与蓄电单元224之间移动的电荷量累计。移动电荷量累计部430也可基于(i)平衡校正电路232的工作时间、(ii)检测电压获取部320所获取的与电感器电流的电流值相关的信息、及驱动时刻决定部352中使用的与电感器电流的谷值电流值相关的条件中的至少一者,来估算在蓄电单元222与蓄电单元224之间移动的电荷量。

在本实施方式中,输入输出部440接收来自使用者的输入。另外,输入输出部440对使用者输出信息。作为输入输出部440,可例示(i)键盘、定点设备、触摸面板、麦克风等输入装置、(ii)各种显示器、扬声器等输出装置、(iii)在与其它通信终端之间收发信息的通信装置或通信接口等。

图5示意性地表示未控制谷值电流值的情况下的电感器电流il的一例。在图5中,tsw表示开关动作的周期。tsw1表示驱动信号φ22的接通时间。tsw2表示驱动信号φ24的接通时间。驱动信号φ22的占空比表示为tsw1/tsw。驱动信号φ24的占空比表示为tsw2/tsw。

如图5所示,在未控制谷值电流值的情况下,电感器电流il的增减较大。另外,根据情况不同,电感器电流il的正负逆转。因此,必须使构成平衡校正电路232的零件的规格具有裕度,而使成本及安装面积增加。另外,有实际的电感器电流值脱离能够高效率地实施均匀化的范围的情况,均匀化的效率降低。进而,难以高精度地推测均匀化所需的时间。

图6示意性地表示已控制谷值电流值的情况下的电感器电流il的一例。使用图6,对使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下的电感器电流il的控制方法的概要进行说明。在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,也能以相同的方式控制电感器电流il。在图6中,tsw表示开关动作的周期。tsw1表示驱动信号φ22的接通时间。tsw1max表示驱动信号φ22的接通时间的最大值。tsw2表示驱动信号φ24的接通时间。is表示谷值电流值的目标值。

在图6的实施方式中,如果模块控制部290决定使平衡校正电路232工作,那么驱动时刻决定部352决定供给第一控制信号。而且,通过开关元件252进行接通动作且开关元件254进行断开动作,而电感器电流il的电流值的绝对值随着时间经过而增加。在电感器电流il的电流值的绝对值达到某种程度的大小之前的时间,驱动时刻决定部352决定在开关元件252进行接通动作之后且经过时间tsw1max时,供给第二控制信号。在此时间,电感器电流il的谷值电流值小于谷值电流值的目标值is。

当平衡校正电路232重复开关动作,而电感器电流il的电流值的绝对值达到某种程度的大小时,驱动时刻决定部352决定在开关元件252进行接通动作之后且经过时间tsw1max之前,供给第二控制信号。更具体来说,驱动时刻决定部352决定在电感器电流il的电流值的绝对值超过基于第二动作或第三动作中的电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定的参照值的时刻,供给第二控制信号或第三控制信号。由此,以电感器电流il的谷值电流值与目标值is大致相等的方式加以控制。

根据本实施方式,能够将电感器电流il的电流值控制在固定的范围内。这样,能够使构成平衡校正电路232的零件的规格最佳化。因此,成本及安装面积减少。另外,均匀化的效率提高。进而,能够高精度地估算均匀化所需的时间。

使用图7及图8,对驱动信号供给部350的电路构成的一例进行说明。图7示意性地表示驱动信号供给部350的一例。图8示意性地表示驱动信号生成部354的一例。

在本实施方式中,驱动信号供给部350包括端子702、端子704、端子712、端子714、端子722、及端子724。在本实施方式中,驱动时刻决定部352包括比较器732、比较器734、多路复用器740、or(或)电路750、置位/复位电路760、及多路复用器770。在本实施方式中,驱动信号生成部354具备or电路812、放大器822、and(与)电路814、及放大器824。

端子702与蓄电单元222的正极侧的端子电连接。端子702可与电源电压vdd电连接。端子704与蓄电单元224的负极侧的端子电连接。端子704可与接地电压vss电连接。端子712与开关元件252的栅极电连接。端子712输出控制开关元件252的动作的驱动信号φ22。端子714与开关元件254的栅极电连接。端子714输出控制开关元件254的动作的驱动信号φ24。

对端子722输入表示电流检测电阻742的电压降低的程度的信息。电流检测电阻742例如一端与端子702及蓄电单元222的正极侧电连接,另一端与端子722电连接。对端子724输入表示电流检测电阻744的电压降低的程度的信息。电流检测电阻744例如一端与端子704及蓄电单元224的负极侧电连接,另一端与端子724电连接。输入到端子722及端子724的电压可为用于检测电感器电流的检测电压的一例。端子722及端子724可为检测电压获取部320的一例。

对于比较器732的一方的输入,输入参照信号φ33。对于比较器732的另一方的输入,输入来自端子722的检测电压。在由参照信号φ33表示的电压大于检测电压的情况下,比较器732输出h逻辑作为输出信号φ72。在由参照信号φ33表示的电压小于检测电压的情况下,比较器732输出l逻辑作为输出信号φ72。由此,能够检测由参照信号φ33表示的电压与检测电压一致的时刻。

对于比较器734的一方的输入,输入参照信号φ34。对于比较器734的另一方的输入,输入来自端子724的检测电压。在由参照信号φ34表示的电压小于检测电压的情况下,比较器734输出h逻辑作为输出信号φ74。在由参照信号φ34表示的电压大于检测电压的情况下,比较器734输出l逻辑作为输出信号φ74。由此,能够检测由参照信号φ34表示的电压与检测电压一致的时刻。

对于多路复用器740的一方的输入,输入比较器732的输出信号φ72。对于多路复用器740的另一方的输入,输入比较器734的输出信号φ74。对于多路复用器740的选择控制输入,输入信号φ32。多路复用器740是根据信号φ32而将输出信号φ72或输出信号φ74中的任一者作为输出信号φ76输出。

例如,在信号φ32表示使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,多路复用器740将比较器732的输出信号φ72作为输出信号φ76输出。另一方面,在信号φ32表示使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,多路复用器740将比较器734的输出信号φ74作为输出信号φ76输出。

对于or电路750的一方的输入,输入多路复用器740的输出信号φ76。对于or电路750的另一方的输入,输入来自脉冲信号生成部340的复位信号φ36。脉冲信号生成部340例如(i)在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,生成用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的复位信号φ36,(ii)在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,生成用于确定驱动信号φ24的占空比的最大值的复位信号φ36。

对于置位/复位电路760的置位侧的输入s,输入来自脉冲信号生成部340的置位信号φ35。对于置位/复位电路760的复位侧的输入r,输入or电路750的输出。脉冲信号生成部340例如(i)在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,生成用于确定驱动信号φ22的产生周期的置位信号φ35,(ii)在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,生成用于确定驱动信号φ24的产生周期的置位信号φ35。

在对输入s输入l逻辑,且对输入r输入l逻辑的情况下,例如,置位/复位电路760的一方的输出q及另一方的输出qb保持当前状态。在对输入s输入l逻辑,且对输入r输入h逻辑的情况下,例如,置位/复位电路760的一方的输出q输出l逻辑,另一方的输出qb输出h逻辑。在对输入s输入h逻辑,且对输入r输入l逻辑的情况下,例如,置位/复位电路760的一方的输出q输出h逻辑,另一方的输出qb输出l逻辑。此外,可禁止或者不定义对输入s及输入r这两者输入h逻辑。

对于多路复用器770的一方的输入,输入置位/复位电路760的一方的输出q。对于多路复用器770的另一方的输入,输入置位/复位电路760的另一方的输出qb。对于多路复用器770的选择控制输入,输入信号φ32。多路复用器770是根据信号φ32而输出输出信号φ78。

例如,在信号φ32表示使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,多路复用器770将来自置位/复位电路760的一方的输出q的信号作为输出信号φ78输出。另一方面,在信号φ32表示使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,多路复用器770将来自置位/复位电路760的另一方的输出qb的信号作为输出信号φ78输出。

驱动信号生成部354是根据输出信号φ78而输出驱动信号φ22及驱动信号φ24。驱动信号生成部354也可根据输出信号φ78及信号φ31而输出驱动信号φ22及驱动信号φ24。在信号φ31包含表示使平衡校正电路232工作的信息的情况下,驱动信号生成部354输出驱动信号φ22及驱动信号φ24。在本实施方式中,在信号φ31为h逻辑的情况下,平衡校正电路232工作,在信号φ31为l逻辑的情况下,平衡校正电路232停止工作。

例如,在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,根据一实施方式,在用于确定开关元件252的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件252进行接通动作的驱动信号φ22、及用于使开关元件254进行断开动作的驱动信号φ24。另外,在来自端子722的检测电压小于参照电压的时刻或用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件252进行断开动作的驱动信号φ22、及用于使开关元件254进行接通动作的驱动信号φ24。

在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,根据另一实施方式,在用于确定开关元件252的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件252进行接通动作的驱动信号φ22。另外,在来自端子722的检测电压小于参照电压的时刻、或用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件252进行断开动作的驱动信号φ22。在该情况下,开关元件254维持断开状态。此外,也可在供给驱动信号φ22的时刻,供给用于使开关元件254进行断开动作的驱动信号φ24。

同样地,在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,根据一实施方式,在用于确定开关元件254的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件254进行接通动作的驱动信号φ24、及用于使开关元件252进行断开动作的驱动信号φ22。另外,在来自端子724的检测电压大于参照电压的时刻、或用于确定驱动信号φ24的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件254进行断开动作的驱动信号φ24、及用于使开关元件252进行接通动作的驱动信号φ22。

在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,根据另一实施方式,在用于确定开关元件254的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件254进行接通动作的驱动信号φ24。另外,在来自端子724的检测电压大于参照电压的时刻、或用于确定驱动信号φ24的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑的时刻,供给用于使开关元件254进行断开动作的驱动信号φ24。在该情况下,开关元件252维持断开状态。此外,也可在供给驱动信号φ24的时刻,供给用于使开关元件252进行断开动作的驱动信号φ22。

图9示意性地表示谷值电流值的控制方法的一例。例如,在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,如果在时刻t1,开关元件252进行接通动作且开关元件254进行断开动作,那么电感器电流il的电流值的绝对值随着时间t的经过而单调递增。此处,可知为了在开关动作的下一周期tsw的开始时刻即时刻t2使电感器电流il的谷值电流值成为目标值is,只要以如下方式决定时刻tc便可,即:(i)在时刻t1开关元件252进行接通动作后至在时刻tc开关元件252进行断开动作为止的时间增加的电流值(图9的δi)与(ii)在时刻tc开关元件252进行断开动作后至时刻t2为止的时间减少的电流值大致相等。由此,能够以在平衡校正装置工作的时间中的至少一部分时间,电感器电流的电流值的绝对值的谷值满足预定条件的方式,控制平衡校正装置。

由于开关动作的周期tsw足够短,所以电感器电流il的电流值的变化可近似为直线状。如上所述,电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度可利用任意的电压值v及电感器250的电感l,设为v/l而算出。因此,可知例如在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,只要在电感器电流il成为is+v/l×(t2-tc)时,使开关元件252进行断开动作便可。

此外,在本实施方式中,驱动时刻决定部352是通过将对电感器电流il的电流值的变化的估算值进行电压转换所得的参照电压与电感器电流的检测电压进行比较,来确定使开关元件252进行断开动作的时刻。由此,能够利用相对简单的电路,控制电感器电流il的电流值的绝对值的谷值。

如果在开始电感器电流il的谷值电流值的控制之后,tc变得比tsw1max大,那么有可能难以控制电感器电流il的谷值电流值。另外,电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度是根据该时间点的蓄电单元222及蓄电单元224的电压而变化。因此,在优选实施方式中,(i)基于平衡校正电路232的规格及构成平衡校正电路232的零件的规格中的至少一者,算出电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度的误差的程度,(ii)以即使考虑所算出的误差的程度,tc也不会超过tsw1max的方式,设定tsw1max。

在本实施方式中,平衡校正电路232是通过控制电感器电流的电流值增加的时间的长度,而控制电感器电流的谷值电流值。然而,电感器电流的谷值电流值的控制方法并不限定于本实施方式。根据另一实施方式,平衡校正电路232是通过控制电感器电流的电流值减少的时间的长度,而控制电感器电流的谷值电流值。例如,平衡校正电路232是在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,使用任意手段监视电感器电流的电流值,在电感器电流的电流值超过目标值is地增加之前,基于初期设定来重复平衡校正动作。在电感器电流的电流值超过目标值is之后,平衡校正电路232在电感器电流减少为与该目标值is相等的时刻或小于该目标值is的时刻,确定使开关元件252进行接通动作。此时,平衡校正电路232也可确定使开关元件254进行断开动作。

使用图10及图11,说明蓄电模块220的动作的一例。图10示意性地表示使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下的蓄电模块220的动作的一例。图11示意性地表示使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下的蓄电模块220的动作的一例。

如图10所示,当用于确定开关元件252的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑时,开关元件252进行接通动作,且开关元件254进行断开动作。当开关元件252进行接通动作时,电感器电流il的绝对值随着时间经过而单调递增。电感器电流il的检测电压的值相应于电流检测电阻742的电压降低而变得比电源电压vdd的电压小,所以,如果电感器电流il的绝对值单调递增,那么输入到端子722的电感器电流il的检测电压单调递减。

另一方面,参照信号φ33的电压波形例如包含随着时间经过而单调递增的区域。另外,所述区域的电压波形的斜率例如基于开关元件252进行断开动作且开关元件254进行接通动作的情况下的电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。在开关元件252进行接通动作之后,随着时间经过,而输入到端子722的电感器电流il的检测电压接近由参照信号φ33表示的电压。而且,在输入到端子722的电感器电流il的检测电压与参照信号φ33的电压波形交叉的时刻,比较器732输出h逻辑。

在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,多路复用器740的输出信号φ76的逻辑与比较器732的输出信号φ72的逻辑相等,所以输出信号φ76也成为h逻辑。在图10的例子中,在用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑之前,输出信号φ76成为h逻辑,所以,在输出信号φ76成为h逻辑的时刻,开关元件252进行断开动作,且开关元件254进行接通动作。

当开关元件252进行断开动作时,电感器电流il的绝对值随着时间经过而单调递减。如上所述,使开关元件252进行断开动作的时刻是以如下方式决定,即:(i)从开关元件252进行接通动作后至开关元件252进行断开动作为止的时间的电感器电流的电流值的绝对值的增加量与(ii)从开关元件252进行断开动作后至置位信号φ35接下来成为h逻辑为止的时间的电感器电流的电流值的绝对值的减少量大致相等。因此,在置位信号φ35接下来成为h逻辑的时刻,电感器电流的电流值与目标值is大致相等。

如图11所示,当用于确定开关元件254的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑时,开关元件252进行断开动作,开关元件254进行接通动作。当开关元件254进行接通动作时,电感器电流il的绝对值随着时间经过而单调递增。电感器电流il的检测电压的值相应于电流检测电阻744的电压上升而变得比接地电压vss的电压大,所以,如果电感器电流il的绝对值单调递增,那么输入到端子724的电感器电流il的检测电压单调递增。

另一方面,参照信号φ34的电压波形例如包含随着时间经过而单调递减的区域。另外,所述区域的电压波形的斜率例如基于开关元件252进行接通动作且开关元件254进行断开动作的情况下的电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。在开关元件254进行接通动作之后,随着时间经过,而输入到端子724的电感器电流il的检测电压接近由参照信号φ34表示的电压。而且,在输入到端子724的电感器电流il的检测电压与参照信号φ34的电压波形交叉的时刻,比较器734输出h逻辑。

在使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下,多路复用器740的输出信号φ76的逻辑与比较器734的输出信号φ74的逻辑相等,所以输出信号φ76也成为h逻辑。在图11的例子中,在用于确定驱动信号φ24的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑之前,输出信号φ76成为h逻辑,所以,在输出信号φ76成为h逻辑的时刻,开关元件252进行接通动作,且开关元件254进行断开动作。

当开关元件254进行断开动作时,电感器电流il的绝对值随着时间经过而单调递减。而且,在置位信号φ35接下来成为h逻辑的时刻,电感器电流的电流值与目标值is大致相等。此外,在图11中,tsw2max表示驱动信号φ24的接通时间的最大值。

图12示意性地表示参照信号φ33的电压波形的一例。图12的实施方式可为使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下的参照信号的一例。在本实施方式中,参照信号φ33的电压波形具有包含随着时间经过而单调递增的区域的脉冲波形。另外,所述区域的电压波形的斜率例如基于开关元件252进行断开动作且开关元件254进行接通动作的情况下的电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。另外,脉冲宽度是以包含预期的参照信号φ33与输入到端子722的检测电压交叉的时刻的方式确定。

图13示意性地表示蓄电模块220的动作的一例。图13的实施方式可为使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下的蓄电模块220的动作的一例。图13的实施方式与图10的实施方式的不同之处在于,在平衡校正电路232的作动中,开关元件254维持断开状态。另外,伴随所述差异,参照信号φ33的电波波形的斜率也不同。关于除这些不同点以外的构成要素,图13的实施方式可具有与图10的实施方式相同的特征。此外,只要是接触到与图13的实施方式相关的说明的本领域技术人员,参考该记载及与图11有关的记载,便能够理解使电荷从蓄电单元224移动到蓄电单元222的情况下的蓄电模块220的动作。

如图13所示,当用于确定开关元件252的产生周期的置位信号φ35成为h逻辑时,开关元件252进行接通动作。当开关元件252进行接通动作时,电感器电流il的绝对值随着时间经过而单调递增。电感器电流il的检测电压的值相应于电流检测电阻742的电压降低而变得比电源电压vdd的电压小,所以,如果电感器电流il的绝对值单调递增,那么输入到端子722的电感器电流il的检测电压单调递减。

另一方面,参照信号φ33的电压波形例如包含随着时间经过而单调递增的区域。另外,在本实施方式中,所述区域的电压波形的斜率例如基于开关元件252进行断开动作且开关元件254为断开状态的情况下的电感器电流il的电流值的绝对值的减小速度的估算值而确定。在开关元件252进行接通动作之后,随着时间经过,而输入到端子722的电感器电流il的检测电压接近由参照信号φ33表示的电压。而且,在输入到端子722的电感器电流il的检测电压与参照信号φ33的电压波形交叉的时刻,比较器732输出h逻辑。

在使电荷从蓄电单元222移动到蓄电单元224的情况下,多路复用器740的输出信号φ76的逻辑与比较器732的输出信号φ72的逻辑相等,所以输出信号φ76也成为h逻辑。在图13的例子中,在用于确定驱动信号φ22的占空比的最大值的复位信号φ36成为h逻辑之前,输出信号φ76为h逻辑,所以,在输出信号φ76成为h逻辑的时刻,开关元件252进行断开动作,且开关元件254进行接通动作。

当开关元件252进行断开动作时,电感器电流il的绝对值随着时间经过而单调递减。如上所述,使开关元件252进行断开动作的时刻是以如下方式决定,即:(i)从开关元件252进行接通动作后至开关元件252进行断开动作为止的时间的电感器电流的电流值的绝对值的增加量与(ii)从开关元件252进行断开动作后至置位信号φ35接下来成为h逻辑为止的时间的电感器电流的电流值的绝对值的减少量大致相等。因此,在置位信号φ35接下来成为h逻辑的时刻,电感器电流的电流值与目标值is大致相等。

图14示意性地表示驱动信号供给部350的一例。图14的实施方式与图7的实施方式的不同之处在于,作为电感器电流的电流检测电阻,利用开关元件252的内部电阻而代替电流检测电阻742,且利用开关元件254的内部电阻而代替电流检测电阻744。除所述不同点以外的构成要素可具有与图7的实施方式相同的特征。

在本实施方式中,驱动信号供给部350具有端子1420代替端子722及端子724。对端子1420输入连接点245的电压。连接点245的电压可为与电感器电流的电流值相关的信息的一例。连接点245的电压可为用于检测电感器电流的检测电压的一例。端子1420可为检测电压获取部320的一例。

在本实施方式中,驱动信号供给部350具有配置在端子1420与比较器732之间的开关元件1432。开关元件1432的一端与端子1420电连接,开关元件1432的另一端与比较器732电连接。驱动信号供给部350具有配置在电源电压vdd与比较器732之间的开关元件1434。开关元件1434的一端与电源电压vdd电连接。开关元件1434的另一端与开关元件1432的另一端电连接。

开关元件1432例如以在开关元件252进行接通动作时进行接通动作,且在开关元件252进行断开动作时进行断开动作的方式被控制。开关元件1434例如以在开关元件252进行断开动作时进行接通动作,且在开关元件252进行接通动作时进行断开动作的方式被控制。由此,能够调整向比较器732的输入。

在本实施方式中,驱动信号供给部350具有配置在端子1420与比较器734之间的开关元件1442。开关元件1442的一端与端子1420电连接,开关元件1442的另一端与比较器734电连接。驱动信号供给部350具有配置在接地电压vss与比较器734之间的开关元件1444。开关元件1444的一端与接地电压vss电连接。开关元件1444的另一端与开关元件1442的另一端电连接。

开关元件1442例如以在开关元件254进行接通动作时进行接通动作,且在开关元件254进行断开动作时进行断开动作的方式被控制。开关元件1444例如以在开关元件254进行断开动作时进行接通动作,且在开关元件254进行接通动作时进行断开动作的方式被控制。由此,能够调整向比较器734的输入。

以上,使用实施方式对本发明进行了说明,但本发明的技术范围并不限定于所述实施方式所记载的范围。本领域技术人员显然清楚,可对所述实施方式施加各种变更或改良。另外,可在技术上不矛盾的范围内,将关于特定的实施方式所说明的事项应用于其它实施方式。根据权利要求书的记载显然可知,施加了这种变更或改良的方式也可包含在本发明的技术范围内。

应当注意的是,权利要求书、说明书、及附图中所示的装置、系统、程序及方法中的动作、次序、步骤及阶段等各处理的执行顺序只要未特别明示“之前”、“先于”等,或者,除非在后面的处理中使用前面的处理的输出,则能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书、及附图中的动作流程,即使为方便起见而使用“首先,”、“其次,”等进行了说明,也不意味着必须按照该顺序来实施。

本申请说明书中公开有下述项目。

[项目a]

一种控制装置,对使串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的电压均匀化的平衡校正装置加以控制,且

所述平衡校正装置包括:

电感器,一端电连接于所述第一蓄电单元的一端与所述第二蓄电单元的一端的连接点;

第一开关元件,电连接于所述电感器的另一端与所述第一蓄电单元的另一端之间;及

(i)第二开关元件及(ii)第二整流器中的至少一者,电连接于所述电感器的另一端与所述第二蓄电单元的另一端之间;

所述第二整流器中流通从所述第二蓄电单元的负极侧向正极侧的方向流动的电流,但不允许流通从所述第二蓄电单元的所述正极侧向所述负极侧的方向流动的电流,且

所述控制装置包括:

电流信息获取部,获取与流经所述电感器的电流的电流值相关的信息;及

控制信号供给部,在所述平衡校正装置工作的时间中的至少一部分时间,基于所述电流信息获取部所获取的与所述电流值相关的信息,以所述电流值的绝对值的谷值满足预定条件的方式,将用于控制所述平衡校正装置的控制信号供给至所述平衡校正装置。

[项目b]

一种控制装置,对使串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的电压均匀化的平衡校正装置加以控制,且

所述平衡校正装置包括:

电感器,一端电连接于所述第一蓄电单元的一端与所述第二蓄电单元的一端的连接点;

(i)第一开关元件及(ii)第一整流部中的至少一者,电连接于所述电感器的另一端与所述第一蓄电单元的另一端之间;及

第二开关元件,电连接于所述电感器的另一端与所述第二蓄电单元的另一端之间;

所述第一整流器中流通从所述第一蓄电单元的负极侧向正极侧的方向流动的电流,但不流通从所述第一蓄电单元的所述正极侧向所述负极侧的方向流动的电流,且

所述控制装置包括:

电流信息获取部,获取与流经所述电感器的电流的电流值相关的信息;及

控制信号供给部,在所述平衡校正装置工作的时间中的至少一部分时间,基于所述电流信息获取部所获取的与所述电流值相关的信息,以所述电流值的绝对值的谷值满足预定条件的方式,将用于控制所述平衡校正装置的控制信号供给至所述平衡校正装置。

[项目c]

一种控制装置,对使串联连接的第一蓄电单元及第二蓄电单元的电压均匀化的平衡校正装置加以控制,且

所述平衡校正装置具备:

电感器,一端电连接于所述第一蓄电单元的一端与所述第二蓄电单元的一端的连接点;

(i)第一开关元件及(ii)第一整流部中的至少一者,电连接于所述电感器的另一端与所述第一蓄电单元的另一端之间;及

(i)第二开关元件及(ii)第二整流器中的至少一者,电连接于所述电感器的另一端与所述第二蓄电单元的另一端之间;

所述平衡校正装置具备所述第一开关元件及所述第二开关元件中的至少一者,

所述第一整流器中流通从所述第一蓄电单元的负极侧向正极侧的方向流动的电流,但不允许流通从所述第一蓄电单元的所述正极侧向所述负极侧的方向流动的电流,

所述第二整流器中流通从所述第二蓄电单元的负极侧向正极侧的方向流动的电流,但不允许流通从所述第二蓄电单元的所述正极侧向所述负极侧的方向流动的电流,且

所述控制装置包括:

电流信息获取部,获取与流经所述电感器的电流的电流值相关的信息;

控制信号供给部,在所述平衡校正装置工作的时间中的至少一部分时间,基于所述电流信息获取部所获取的与所述电流值相关的信息,以所述电流值的绝对值的谷值满足预定条件的方式,将用于控制所述平衡校正装置的控制信号供给至所述平衡校正装置。

[符号的说明]

100装置

102马达

110蓄电系统

112端子

114端子

116保护电路

120蓄电模块

122蓄电单元

124蓄电单元

126蓄电单元

128蓄电单元

132平衡校正电路

134平衡校正电路

136平衡校正电路

143连接点

145连接点

147连接点

210蓄电系统

212端子

214端子

216保护电路

220蓄电模块

222蓄电单元

224蓄电单元

232平衡校正电路

243连接点

245连接点

250电感器

252开关元件

254开关元件

262二极管

264二极管

270均匀化控制部

280电压监视部

282电压检测部

284电压检测部

286差分检测部

290模块控制部

310接收部

320检测电压获取部

330参照信号生成部

340脉冲信号生成部

350驱动信号供给部

352驱动时刻决定部

354驱动信号生成部

410电压信息获取部

420动作控制信号生成部

430移动电荷量累计部

440输入输出部

702端子

704端子

712端子

714端子

722端子

724端子

732比较器

734比较器

740多路复用器

742电流检测电阻

744电流检测电阻

750or电路

760置位/复位电路

770多路复用器

812or电路

814and电路

822放大器

824放大器

1420端子

1432开关元件

1434开关元件

1442开关元件

1444开关元件

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