均衡补正装置以及蓄电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及均衡补正装置以及蓄电装置，该均衡补正装置能够均衡复数个蓄电池 单体串联组成的电池组中的蓄电池单体之间的电压或者复数个蓄电池单体组成的蓄电模 块之间的电压。
【背景技术】
[0002] 对于由复数个蓄电池单体串联组成的电池组，为了防止放电能力的下降和寿命的 减缩，需要抑制蓄电池单体之间的电压不均衡。尤其像用于电动汽车等设备上的蓄电装置， 对于这种由很多蓄电池单体组成的电池组，要求严密地控制蓄电池单体之间的电压不均 衡。
[0003] 作为均衡蓄电池单体间电压的方法，例如有专利文献1公开的均衡补正方式。这 种方式将电感L的一端接在串联的二次电池 Bl和B2的连接点上，将电感L的另一端与电 池 Bl的另一端相连接形成第1闭合回路，并将电感L的另一端与电池 B2的另一端相连接 形成第2闭合回路。以短小的时间间隔反复交替地接通第1闭合回路和第2闭合回路，并 将这种切换动作执行适当的时间，从而均衡电池 Bl和电池 B2的电压。（以下，将专利文献 1公开的均衡补正方式称为转换器式）。
[0004] 另外，专利文献2公开了在笔记本电脑等使用的封装式电池。为了减少在小负荷 电流的情况下封装式电池内的损耗并均衡蓄电池单体的电压，该封装式电池串联复数个蓄 电池单体，其具有将这些蓄电池的输出电压连接在输入端，并将输出端连接在每个蓄电池 单体充电方向的开关式整流回路，以及根据负荷电流的大小调节初级电流的电流控制回 路。（以下，将专利文献2公开的均衡补正方式称为变压器式）。
[0005] <专利文献>
[0006] 专利文献1 :日本专利公报特开2001-185229号
[0007] 专利文献2 :日本专利公报特开平11-176483号
【发明内容】
[0008] <本发明所要解决的技术问题>
[0009] 图6作为用于实现电池组中蓄电池单体均衡的均衡补正装置的一个例子，表示了 转换器式均衡补正回路6。如图6所示，蓄电池单体Bl和B2串联组成电池组3。在电池组 3的正负端子31、32之间，连接为电池组3提供充电电流的电流源（例如，充电器、再生回 路），或者连接利用电池组3电力的负载（例如，马达、用户负载、电子回路等）。
[0010] 在连接蓄电池单体Bl的负极和蓄电池单体B2的正极的线路上接有电感L的一 端。在连接电感L的另一端和蓄电池单体Bl正极的线路上，设有开关元件S1。在连接电感 L的另一端和蓄电池单体B2负极的线路上，设有开关元件S2。
[0011] 开关元件Sl和S2例如由金属-氧化物-半导体场效应晶体管（M0SFET:Metal_0 xide-Semiconductor Field-Effect Transistor)构成。开关元件 Sl 和 S2 在概极驱动器 Dl和D2的驱动下，当其中一个接通时另一个切断，交替地进行互补的开关动作。栅极驱动 器Di和D2由控制回路30发出的控制信号-φ 1和Ιφ 2控制。
[0012] 如图6所示，在电感L的一端和蓄电池单体Bl的正极之间设有电容C1，而在电感 L的一端和蓄电池单体Β2的负极之间设有电容C2。设置电容Cl和C2的目的，是为了减低 开关元件的开关动作所引起的噪音，缓解开关动作所造成的蓄电池单体Bl和B2的电压变 化。另外，当开关元件S1、S2是MOSFET的时候，电容C1、C2也可以是开关元件S1、S2的寄 生电容。
[0013] 在上述的均衡补正回路中，控制回路10通过控制信号控制开关元件Sl和S2按照 规定的占空比交替开关。从而使蓄电池单体Bl和B2之间发生电力的授受，实现蓄电池单 体Bl和B2的电压均衡。
[0014] 控制回路10通过电压传感器（电压计等）分别实时地监视蓄电池单体Bl和B2 的电压（例如，图6中节点J4-J3之间的电压、节点J3-J5之间的电压）。当控制电路10检 测到蓄电池单体Bl和B2的电压近乎一致（即已经达到了充分的均衡）时，便停止开关元 件SI、S2的开关动作。
[0015] 但是，在上述均衡补正回路6进行上述开关控制过程中，即使在如图7所示的断线 部位71发生断线，蓄电池单体B2也会向电容Cl供应能量，从而导致节点J4的电压几乎不 发生变化，所以控制回路10不能检测出在断线部位71发生断线。此后均衡补正回路6如 果继续进行开关控制，其结果可能加大蓄电池单体Bl和B2之间电压的不均衡。如果在蓄 电池单体Bl的负极和节点J3之间的线路上发生断线，情况亦同。
[0016] 本发明的目的就是解决上述问题，提供一种能够准确地检测出回路发生断线的均 衡补正装置以及蓄电装置。
[0017] <解决问题的技术方案>
[0018] 为了达到上述目的，本发明的均衡补正装置均衡复数个蓄电池单体串联组成的电 池组中的所述蓄电池单体之间的电压、或者该电池组中的复数个所述蓄电池单体组成的蓄 电模块之间的电压。其特征在于具有：开关控制部，其通过对向各个所述蓄电模块提供的电 流用第1占空比进行开关控制，使所述蓄电模块之间通过所述蓄电模块共同连接的元件发 生电力授受，从而均衡所述蓄电模块之间的电压；占空比控制部，其生成用不同于第1占空 比的第2占空比进行所述开关控制的期间；电压检测部，其检测加在连接于所述蓄电池单 体端子之间的电容的电压；以及，断线检测部，其根据在所述期间内加在所述电容的所述电 压的变化，判断连接所述电容和所述蓄电池单体的线路是否有断线。
[0019] 本发明的另一个技术方案是对上述均衡补正装置的改进。其特征在于：在所述期 间内，当加在所述电容的所述电压的时间变化率超过了规定阈值，所述断线检测部判定连 接所述电容和所述蓄电池单体的线路上发生断线。
[0020] 本发明的另一个技术方案是对上述均衡补正装置的改进。其特征在于具有：在前 后连接的第1蓄电模块和第2蓄电模块的连接点上连接有一端的电感；在所述第1蓄电模 块的正负端子之间与所述电感串联连接的第1开关元件；以及，在所述第2蓄电模块的正负 端子之间与所述电感串联连接的第2开关元件。所述开关控制部通过对所述第1开关元件 和所述第2开关元件交替地进行开关控制，使所述蓄电模块之间通过所述电感发生电力授 受，从而均衡所述蓄电模块之间的电压。
[0021] 本发明的另一个技术方案是对上述均衡补正装置的改进。其特征在于：所述第3 开关装置和所述第2开关元件是金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET:Metal-Oxi de-Semiconductor Field-Effect Transistor)，所述电容是所述第1开关装置或者所述第 2开关元件中存在的寄生电容。
[0022] 本发明的另一个技术方案是对上述均衡补正装置的改进。其特征在于：具有变压 器和开关元件。所述变压器具有：连接在由复数个所述蓄电模块串联组成的电池组的正负 端子之间的初级线圈，以及分别连接在各个所述蓄电模块的正负端子之间的复数个次级线 圈。所述开关元件在含有所述电池组以及所述初级线圈的回路中，与所述电池组串联连接。 所述开关控制部，通过对所述开关元件进行开关控制，使所述蓄电模块之间通过所述变压 器发生电力授受，从而均衡所述蓄电模块之间的电压。
[0023] 本发明的另一个技术方案是一种蓄电装置，其包括复数个串联的蓄电池单体以及 上述的均衡补正装置，
[0024] 另外，本申请所公开的技术方案将在【具体实施方式】及附图中说明。
[0025] 〈本发明的效果〉
[0026] 本发明能够以简单的结构准确地检测出回路中发生的断线。
【附图说明】
[0027] 图1表示转换器式均衡补正回路1的一个例子。
[0028] 图2是说明均衡补正回路1动作的示意图。（a)是控制回路10在第1期间输出的 控制信号φ 1、φ 2的波形，（b)-(d)是在第1期间内流过电感L的电流的波形。
[0029] 图3是说明通过均衡补正回路1检测断线的示意图。（a)是第2期间的控制信号 ?φ: 1、φ 2的波形，（b)表示在没有发生断线的情况下均衡补正回路1中规定位置的电压 变化及电流变化的曲线，（c)表示在发生断线的情况下均衡补正回路1中规定位置的电压 变化及电流变化的曲线。
[0030] 图4表示断线部位41的示意图。
[0031] 图5表示变压器式均衡补正回路2的一个例子。
[0032] 图6表示转换器式均衡补正回路6的一个例子。
[0033] 图7表示断线部位71的示意图。
【具体实施方式】<