均衡电路和使用其的电池单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对各二次电池间的均衡状态进行校正的均衡电路和使用其的电池单
J L.ο
【背景技术】
[0002]近年来，不断进行使用了蓄电池的大型蓄电系统的开发。大型蓄电系统的开发的目的在于，例如作为由于当前的电力需求的迫切引起的峰值漂移、紧急时的备用电源的手段，或者以太阳光发电为首的不稳定的环境能源的稳定利用。
[0003]作为在这样的种类的蓄电系统中使用的蓄电池，一直以来采用铅蓄电池。但是，近年来，在小型、省体积和省重量方面具有优点的锂离子电池的采用变得活跃。
[0004]在使用锂离子电池的蓄电系统中，利用一个单电池(二次电池)来确保大电容的情况，因制造上、安全上的原因而大多存在困难。因此，一般来讲，使用将1Ah?20Ah左右的中型单电池串联或并联地组合的多个单电池来构成电池组，该电池组用于蓄电系统。
[0005]另一方面，当使用多个锂离子电池时，无论如何在各单电池间都产生若干的特性偏差。因此，以校正各单电池间的电压、电容差为目的，存在使用均衡电路的情况。图5表示设置有这样的均衡电路的电池单元的结构例。
[0006]图5所示的电池单元101包括使各单电池(121?123)串联连接而成的电池组102和校正各单电池间的均衡状态(电压的均衡状态)的均衡电路103。另外，均衡电路103包括振荡器131、开关部132和各电容元件(133a、133b)。
[0007]开关部132构成为使电容元件133a的两端的连接状态在包括与单电池123的两端连接的状态和与单电池122的两端连接的状态的各状态之间切换。另外，开关部132构成为使电容元件133b的两端的连接状态在包括与单电池122的两端连接的状态和与单电池121的两端连接的状态的各状态之间切换。
[0008]均衡电路103执行反复进行该切换的开关动作。通过该开关动作，进行经由各电容元件(133a、133b)的电荷的移动，使得各单电池(121?123)的电压的偏差变小，以校正单电池间的均衡状态。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2010 - 166800号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的技术问题
[0013]上述那样的均衡电路的动作越多(尤其是开关动作的周期越短)其消耗电力变得越大。当均衡电路的消耗电力增大时，产生以下不良情况:与该消耗电力增大量相应地导致电池单元的自身放电被加速，作为蓄电池的功能发生劣化。
[0014]为了极力抑制这样的不良情况，考虑根据单电池间的均衡状态来控制开关动作。作为一个例子，单电池间的均衡状态比较好时(均衡状态校正的必要性小时)，考虑抑制均衡电路的消耗电力，使得开关动作停止或者以较长的周期(即缓慢地)进行。
[0015]根据这样的缘故，期望均衡电路具有检测各单电池间的均衡状态的功能。本发明鉴于上述的问题，其目的在于，提供一种能够通过执行开关动作来校正各二次电池间的均衡状态并且能够检测该均衡状态的均衡电路和具有其的电池单元。
[0016]用于解决技术课题的技术方案
[0017]本发明的均衡电路与使多个二次电池串联连接而成的电池组连接，包括:电容元件；和开关部，其使上述电容元件的两端的连接状态在包括与任一个上述二次电池的两端连接的状态和与另一个上述二次电池的两端连接的状态的各状态之间切换，上述均衡电路通过执行反复进行上述切换的开关动作，对上述多个二次电池间的电压的均衡状态进行校正，上述均衡电路包括通过检测与上述电容元件相连的部位的电压波形中的过冲成分的大小来检测上述均衡状态的检测部。
[0018]根据本结构，能够通过执行开关动作来校正各二次电池间的均衡状态(均衡好坏的程度)，并且能够检测该均衡状态。
[0019]另外，作为上述结构，更具体而言也可以构成为，上述电容元件是具有与该电容元件的电极相连的引线的部件，上述检测部具有:被上述引线穿过的铁氧体磁珠磁芯；和与上述引线一起穿过上述铁氧体磁珠磁芯的电线，上述检测部基于从上述电线输出的电压信号来检测上述均衡状态。
[0020]另外，作为上述结构，更具体而言也可以构成为，基于上述均衡状态的检测结果，控制上述开关动作。另外，作为上述结构，更具体而言也可以构成为，基于上述均衡状态的检测结果，调节上述开关动作的周期。
[0021]另外，本发明的电池单元包括:使多个二次电池串联连接而成的电池组；和对该多个二次电池间的电压的均衡状态进行校正的上述结构的均衡电路。根据本结构，能够具有上述结构的均衡电路的优点。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明的均衡电路，能够通过执行开关动作来校正各二次电池间的均衡状态，并且能够检测该均衡状态。另外，根据本发明的电池单元，能够具有本发明的均衡电路的优点。
【附图说明】
[0024]图1是本实施方式的电池单元的结构图。
[0025]图2是关于本实施方式的均衡电路的一部分的安装方式的说明图。
[0026]图3是表示定点TPl中的电压波形的图表。
[0027]图4是关于过冲成分的大小的检测的说明图。
[0028]图5是现有例的电池单元的结构图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照各附图对本发明的实施方式进行说明。
[0030][电池单元的结构]
[0031]图1是本实施方式所涉及的电池单元I的结构图。如该图所示，电池单元I包括电池组(电池组模块)2和均衡电路3。另外，图2示意地表示均衡电路3的一部分的安装方式。
[0032]电池组2为使多个单电池(21?23)串联连接的方式，与用于进行电池组2的充电、放电的直流电源电路(不图示)连接。更具体来说，单电池21的正极与单电池22的负极连接，单电池22的正极与单电池23的负极连接。而且，单电池21的负极与上述直流电源电路的负极P -(为接地电位)连接，单电池23的正极与上述直流电源电路的正极P+连接。
[0033]各单电池(21?23)为能够反复充放电的二次电池(例如，锂离子电池)。电池组2可以固定地设置在电池单元I，也可以自由装卸。
[0034]均衡电路3包括振荡器31、开关部32、各电容元件(33a、33b)、各铁氧体磁珠磁芯(34a、34b)、电线35、积分电路36、二极管37和安装基板38等。
[0035]振荡器31向开关部32持续地输出脉冲信号SI (H电平和L电平交替出现的信号)。另外，振荡器31根据从积分电路36侧输入的控制信号S2使脉冲信号SI的频率变更。对于脉冲信号SI的频率如何变更，根据后述的说明将变得明确。
[0036]开关部32具有各开关(32a?32c)。另外，各开关(32a?32c)例如使用FET器件构成，具有端子P、端子Q和端子X的各端子。
[0037]另外，各开关(32a?32c)构成为能够在P — X连接状态Sp (端子X与端子P连接，端子Q不与任何的端子连接的状态)、Q — X连接状态Sq (端子X与端子Q连接，端子P不与任何的的端子连接的状态)和非连接状态Sn (任何的端子均不与其它的端子连接的状态)的各状态之间切换。
[0038]此外，开关32a的端子P与单电池23的正极连接。另外，开关32a的端子Q和开关32b的端子P与单电池23的负极和单电池22的正极连接。另外，开关32b的端子Q和开关32c的端子P与单电池22的负极和单电池21的正极连接。另外，开关32c的端子Q与单电池21的负极连接。
[0039]各电容元件(33a、33b)是具有规定电容的元件，例如为电解电容器。另外，各电容元件(33a、33b)是从内置有其两个电极的主体部分延伸出2根引线(端子足部)的方式的部件。这些引线是与一方的电极相连的引线和与另一方的电极相连的引线。各电容元件(33a,33b)通过将该2根引线安装于安装基板38而形成均衡电路3的一部分。<