均等化装置的制作方法

本发明涉及一种均等化装置。

背景技术：

1、在相关技术中，在收集多个旧电池并整合旧电池以构成大型车辆的蓄电池的级联利用中，经常出现各电池的劣化状态不同的情况。在此，一般来说，由于劣化电池的电池容量减小，所以其可充放电的电力容量小于未劣化电池的。为此，在具有不同容量的电池混合并串联连接的级联利用中，在充放电期间，劣化的电池首先处于完全充电状态或完全放电状态。因此，即使在其他电池中有剩余容量，并且所有电池的电池容量不能用完时，也需要停止充放电。

2、该问题不限于上述级联利用。例如，安装在大型ev车辆上的电池组的尺寸也增加，因此即使在同一电池组中，均匀的温度增加也是困难的，并且在电池组中出现温度的不均匀性。在这种状态下，长时间使用的车辆的各电池单元根据温度环境显示劣化，因此劣化状态(容量)不同。此外，在设置有多个电池组的ev车辆的情况下，难以在电池组之间保持相同的温度环境，因此劣化状态(容量)不同。此外，即使在使用新电池的情况下，由于制造中的偏差，电池的容量也可能不同。

3、此外，由于具有不同状态的电池之间的充放电效率(放电容量与充电容量之比)不同，通过重复充放电，电池之间的充电状态(soc)出现较大偏差，可用作电池系统的电池容量降低。

4、图3是表示当具有不同劣化状态的多个(三个)电池串联连接时重复充放电的情况的示例的概念图。在图3中，电池b1至b3中的每一个的阴影部分的上端表示完全充电状态下的soc，阴影部分的下端表示完全放电状态下的soc。

5、首先，假设三个电池b1至b3串联连接。假设在三个电池b1至b3中，第三电池b3最劣化，第二电池b2其次劣化，而第一电池b1未劣化。

6、在这种情况下，第三电池b3具有比第一和第二电池b1和b2低的充放电效率，且相对于充电容量而言，具有较小的可放电的容量。因此，当重复充放电时，第一和第二电池b1和b2在soc增加的方向上移动。作为示例，在第三电池b3造成的影响下，第一和第二电池b1和b2相对于充电100可以仅放电90，并且通过重复充放电移动到高soc侧。这种移动最终导致不能在所有多个电池b1至b3中进行充放电的状态。

7、即，从重复充放电的充放电循环的初期到中期，第一和第二电池b1和b2移动到高soc侧。此外，在充放电循环的后期，第一和第二电池b1和b2接近soc 100％，并且仅少量的容量能充电。因此，第三电池b3也无法充电至soc 100％，并且最终达到既不能充电也不能放电的状态。

8、为了解决问题，已提出一种检测电池的端子间电压，并基于检测到的端子间电压进行均等化的均等化装置(见专利文献1)。然而，基于检测到的电池的端子间电压的均等化控制是复杂的，且控制负载增加。

9、因此，已提出一种电容器能够与串联连接的多个电池分开地并联连接，且各电容器被切换为与串联连接的相邻电池相互连接的均等化装置(见专利文献2)。根据该均等化装置，能够在不需要复杂控制的情况下进行均等化。然而，专利文献2中描述的均等化装置需要与电池相同数量的用于电压均等化的电容器，从而无法避免成本的增加。

10、另一方面，已提出在多个电池和一个电容器之间重复充放电的均等化装置(见专利文献3和4)。因为在这些均等化装置中电容器的数量是一个，所以能够抑制成本的增加。

11、引文列表

12、专利文献

13、专利文献1：jp3858893b

14、专利文献2：jp2019-75862a

15、专利文献3：jp2000-166113a

16、专利文献4：jp2001-178008a

技术实现思路

1、技术问题

2、然而，在专利文献3和4所述的均等化装置中，由于其开关构造，可能在电池中发生外部短路，从而导致装置故障。例如，在专利文献3所公开的均等化装置中，当开关sw1和开关sw3同时接通时，电池1处于短路状态。

3、本发明的目的之一在于提供一种无需复杂控制就能够抑制成本增加并降低装置故障的可能性的均等化装置。

4、问题的解决方案

5、为了实现上述目的，根据本发明的均等化装置具有以下特征。

6、一种均等化装置，包括：

7、单个充放电单元，能够经由正极侧的第一开关和负极侧的第二开关，选择性地连接到串联连接的多个电池中的每一个；以及

8、控制单元，控制所述第一开关和所述第二开关的连接状态，其中，

9、所述第一开关将所述充放电单元的所述正极侧连接到与所述多个电池的正极分别连接的多个接点之一，

10、所述第二开关将所述充放电单元的所述负极侧连接到与所述多个电池的负极分别连接的多个接点之一，且

11、所述控制单元被配置为根据预定顺序，从所述多个电池中选择一个电池，并控制所述第一开关和所述第二开关的连接状态，以便连接所述充放电单元的所述正极侧和与所选择的所述电池的所述正极连接的所述接点，并连接所述充放电单元的所述负极侧和与所选择的电池的所述负极连接的所述接点。

技术特征：

1.一种均等化装置，包括：

2.根据权利要求1所述的均等化装置，还包括：

技术总结一种均等化装置(2)，包括：单个充电/放电单元(Ce)，能够经由正极侧的第一开关(Sa)和负极侧的第二开关(Sb)，选择性地连接到多个电池(B1‑B5)中的每一个；以及控制单元(30)，用于控制第一开关(Sa)和第二开关(Sb)的连接状态。根据预定的顺序，控制单元(30)从多个电池中选择一个电池，并控制第一开关(Sa)和第二开关(Sb)的连接状态，使得连接到所选择的电池的接点(Sa1‑Sa5)与充电/放电单元(Ce)的正极侧连接，且连接到所选择的电池的负极的接点与充电/放电单元(Ce)的负极侧连接。技术研发人员：庄田隆博受保护的技术使用者：矢崎总业株式会社技术研发日：技术公布日：2024/10/17