电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置
阅读：529发布：2023-03-22
专利汇可以提供电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置，所述电源装置具备：并联连接的多个蓄电模 块 ，它们各自具备蓄电部和使所述蓄电部与输送设备的驱动装置之间成为导通状态或切断状态的 开关 ；以及控制装置，其基于所述蓄电部的 电压 及充电率中的至少一方，来控制多个所述蓄电模块各自的所述开关的状态。，下面是电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置专利的具体信息内容。
1.一种电源装置，其具备：
并联连接的多个蓄电模块，它们各自具备蓄电部和使所述蓄电部与输送设备的驱动装置之间成为导通状态或切断状态的开关；以及
控制装置，其基于所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方、以及预先测定出的多个所述蓄电部的电阻值之差，来控制多个所述蓄电模块各自的所述开关的状态，并且在所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方之差比基准小且不存在高电流输出要求的情况和所述电阻值之差比基准小的情况这双方的情况下，使多个所述蓄电部并联输出。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
所述控制装置基于多个所述蓄电模块各自的电压或充电率，来控制从多个所述蓄电模块各自向所述驱动装置输出的电力。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
多个所述蓄电模块各自不经由电压转换装置而与所述驱动装置连接。
4.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
多个所述蓄电模块各自相对于所述输送设备能够拆装。
5.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
多个所述蓄电模块中的所述蓄电部具备包含磷酸铁的正极。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电源装置，其中，
所述控制装置基于同时进行放电的所述蓄电模块的数量和所述蓄电模块的电压或充电率，来判断是否需要所述蓄电模块对所述驱动装置的输出限制。
7.一种输送设备，其具备：
权利要求6所述的电源装置；以及
显示装置，其显示是否需要所述输出限制。
8.根据权利要求7所述的输送设备，其中，
所述显示装置显示同时进行放电的所述蓄电模块的数量是否为多个和是否需要所述输出限制。
9.根据权利要求7或8所述的输送设备，其中，
所述显示装置显示是否同时进行放电的所述蓄电模块的数量为多个且不需要所述输出限制。
10.一种输送设备，其具备，
权利要求1至6中任一项所述的电源装置；以及
显示装置，其显示同时进行放电的所述蓄电模块的数量是否为多个。
11.一种电源控制方法，其中，
电源装置测定各自具备蓄电部和使所述蓄电部与输送设备的驱动装置之间成为导通状态或切断状态的开关的并联连接的多个蓄电模块各自的所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方，
电源装置基于测定出的多个所述蓄电模块各自的所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方、以及预先测定出的多个所述蓄电部的电阻值之差，来控制多个所述蓄电模块各自的所述开关的状态，
电源装置在所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方之差比基准小且不存在高电流输出要求的情况和所述电阻值之差比基准小的情况这双方的情况下，以使多个所述蓄电部并联输出的方式控制所述开关，来控制多个所述蓄电模块各自与输送设备的驱动装置之间的断接。
12.一种控制装置，其基于各自具备蓄电部和使所述蓄电部与输送设备的驱动装置之间成为导通状态或切断状态的开关的并联连接的多个蓄电模块各自的所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方、以及预先测定出的多个所述蓄电部的电阻值之差，来控制多个所述蓄电模块各自的所述开关的状态，其中，
所述控制装置在所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方之差比基准小且不存在高电流输出要求的情况和所述电阻值之差比基准小的情况这双方的情况下，以使多个所述蓄电部并联输出的方式控制所述开关，来控制多个所述蓄电模块各自与输送设备的驱动装置之间的断接。
电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置。
背景技术
[0002] 开发出具备能够更换的电池作为驱动电源的输送设备。例如在日本特开2014-147197号(以下，称作专利文献1)中记载有如下方法：在具备设置于电动机动车的车身的主电池和能够更换的副电池的电源系统中，使主电池和副电池顺次放电。
[0003] 在专利文献1所记载的电源系统中，仅考虑到一个副电池，未想到使用多个副电池的情况。另外，在将多个电池并联连接而利用的情况下，需要考虑上述的多个电池间的充电状态的差别。通常，在利用充电状态不同的多个电池的情况下，设置用于调节各电池的电压的电压转换器。由此，能够使多个电池的电压一致而进行并联输出。
[0004] 然而，因设置电压转换器而成本增大，且车辆中的空间及重量增大。因此，尤其在两轮机动车、带发动机的四轮车、超小型汽车等成本、空间、重量的制约大的电动车辆中，电压转换器的设置有时成为开发、实用化的障碍。
发明内容
[0005] 本发明的方案考虑这样的情况而提出，其目的之一在于提供在使用多个副电池的电源设备中能够在使设备结构简化的同时使多个副电池同时进行放电的机会增加、且使输出特性提高的电源装置、输送设备、电源控制方法及控制装置。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用以下方案。
[0007] (1)本发明的一方案的电源装置具备：并联连接的多个蓄电模块，它们各自具备蓄电部和使所述蓄电部与输送设备的驱动装置之间成为导通状态或切断状态的开关；以及控制装置，其基于所述蓄电部的电压及充电率中的至少一方，来控制多个所述蓄电模块各自的所述开关的状态。
[0008] (2)在上述(1)的方案基础上，也可以是，多个所述蓄电模块包括至少一个以上的第一蓄电模块及至少一个以上的第二蓄电模块，所述控制装置在所述第一蓄电模块与所述第二蓄电模块的电压差或充电率差比第一阈值大的情况下，使所述第一蓄电模块及所述第二蓄电模块中的电压或充电率高的蓄电模块的所述开关成为导通状态，并使所述第一蓄电模块及所述第二蓄电模块中的电压或充电率低的蓄电模块的所述开关成为切断状态。
[0009] (3)在上述(1)或(2)的方案基础上，也可以是，多个所述蓄电模块包括至少一个以上的第一蓄电模块及至少一个以上的第二蓄电模块，所述控制装置在所述第一蓄电模块与所述第二蓄电模块的电压差或充电率差为第一阈值以下的情况下，使所述第一蓄电模块及所述第二蓄电模块这双方的所述开关成为导通状态。
[0010] (4)在上述(1)至(3)中任一方案的基础上，也可以是，多个所述蓄电模块包括至少一个以上的第一蓄电模块及至少一个以上的第二蓄电模块，所述控制装置在所述第一蓄电模块及所述第二蓄电模块这双方的电压或充电率为第二阈值以下的情况下，使所述第一蓄电模块及所述第二蓄电模块这双方的所述开关成为导通状态。
[0011] (5)在上述(1)至(4)中任一方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于多个所述蓄电模块各自的电压或充电率，来控制从多个所述蓄电模块各自向所述驱动装置输出的电力量。
[0012] (6)在上述(1)至(5)中任一方案的基础上，也可以是，多个所述蓄电模块各自不经由电压转换装置而与所述驱动装置连接。
[0013] (7)在上述(1)至(6)中的任一方案的基础上，也可以是，多个所述蓄电模块各自相对于所述输送设备能够拆装。
[0015] (9)在上述(1)至(8)中任一方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于同时进行放电的所述蓄电模块的数量和所述蓄电模块的电压或充电率，来判断是否需要所述蓄电模块对所述驱动装置的输出限制。
[0016] (10)本发明的一方案的输送设备具备：上述(1)至(9)中任一方案的电源装置；以及显示装置，其显示从多个所述蓄电模块能够输出的电力量。
[0017] (11)本发明的一方案的输送设备具备：上述(9)的方案的电源装置；以及显示装置，其显示是否需要所述输出限制。
[0018] (12)在上述(11)的方案的基础上，也可以是，所述显示装置显示同时进行放电的所述蓄电模块的数量是否为多个和是否需要所述输出限制。
[0019] (13)在上述(11)或(12)的方案的基础上，也可以是，所述显示装置显示是否同时进行放电的所述蓄电模块的数量为多个且不需要所述输出限制。
[0020] (14)本发明的一方案的输送设备具备：上述(1)至(9)中任一方案的电源装置；以及显示装置，其显示同时进行放电的所述蓄电模块的数量是否为多个。
[0021] (15)在本发明的一方案的电源控制方法中，测定并联连接的多个蓄电模块各自的电压及充电率中的至少一方，基于多个所述蓄电模块各自的电压及充电率中的至少一方，来控制多个所述蓄电模块各自与输送设备的驱动装置之间的断接。
[0022] (16)本发明的一方案的控制装置基于并联连接的多个蓄电模块的电压及充电率中的至少一方，来控制多个所述蓄电模块各自与输送设备的驱动装置之间的断接。
[0023] (17)本发明的一方案的蓄电模块具备：蓄电部；开关，其使所述蓄电部与输送设备的驱动装置之间成为导通状态或切断状态；接收部，其接收基于所述蓄电部和并联连接的其他的蓄电模块的蓄电部的电压及充电率中的至少一方而决定的所述开关的控制信号；以及控制部，其基于所述控制信号来控制所述开关的状态。
[0024] 根据上述(1)的方案，通过基于蓄电部的电压及充电率中的至少一方来控制多个蓄电模块各自的开关的状态，能够在考虑上述多个蓄电模块间的电压差或充电状态的差异的基础上，增加使多个蓄电模块同时进行放电的机会，提高输出特性。另外，由于不进行基于电压转换器等的电压转换，因此能够简化系统结构，能够实现低成本化、省空间化及轻量化。另外，由于不需要电压转换，因此能够避免电子器件驱动等的转换损失。
[0025] 根据上述(2)的方案，通过基于多个蓄电模块间的电压差或充电率差来控制开关的状态，从而能够使蓄电模块之间减少电压差或充电率差。由此，能够防止在蓄电模块间存在电压差或充电率差的情况下从电压高的蓄电模块向电压低的蓄电模块流过的大电流(潜行电流(日语：回り达み電流))。
[0026] 根据上述(3)的方案，通过基于多个蓄电模块间的电压差或充电率差来控制开关的状态并进行并联输出，从而能够将蓄电模块间的电压差控制在能够并联输出的一定范围内。另外，通过继续进行对蓄电模块难以作用有负载的基于并联输出的放电，能够抑制蓄电模块的劣化。
[0027] 根据上述(4)的方案，通过基于多个蓄电模块的电压或充电率来控制开关的状态，从而能够继续进行并联输出直至放电结束。即，能够实现可续航距离的增大。
[0028] 根据上述(5)、(9)的方案，通过基于多个蓄电模块的电压或充电率来控制从蓄电模块输出的电力量，从而能够进行与充电状况相应的放电控制。另外，能够抑制蓄电模块的劣化，并且能够增大输送设备的可续航距离。
[0029] 根据上述(6)的方案，不需要电压转换装置，因此能够简化系统结构，能够实现低成本化、省空间化及轻量化。尤其是在两轮机动车、带发动机的四轮车、超小型汽车等成本、空间、重量的制约大的电动车辆中，起到使乘员的客室最大化这一独特的效果。
[0030] 根据上述(7)的方案，使蓄电模块能够相对于输送设备拆装，由此能够根据输送设备的利用者的要求来变更蓄电模块的数量。因此，能够自由地定制输送设备的可续航距离、输出特性。另外，通过进行取下后的蓄电模块的充电，能够实现蓄电模块的再利用。
[0031] 而且，能够创造出用于其他电气化产品的电源等以往的输送设备所没有的价值。这样的能够拆装的蓄电模块如前述那样，除了输送设备的驱动用的电源以外，还有各种使用方式，且该使用方式在蓄电模块间差异较大，因此与蓄电模块配置于输送设备的以往的电源装置相比，存在容易产生蓄电模块间的电压差、充电率差这一固有的课题。因此，通过组合上述(7)的方案和上述(1)至(6)中的任一方案，能够初次起到如下这样独特的效果：在具备能够拆装的蓄电模块的输送设备中，能够增加使多个蓄电模块同时进行放电的机会，提高输出特性。
[0032] 根据上述(8)的方案，通过多个蓄电模块中的蓄电部具备包含磷酸铁的正极，从而即使各蓄电模块的充电率稍微不同，其电压也为同等程度，因此不需要电压转换器，就能够进行电流的输入输出，能够实现低成本且空间效率高的轻量的电源系统。
[0033] 根据上述(10)、(11)、(12)、(13)、(14)的方案，通过设置显示能够从蓄电模块输出的电力量、是否需要输出限制、同时进行放电的蓄电模块的数量是否为多个等的显示装置，能够对输送设备的利用者通知蓄电模块的使用状况。
[0034] 根据上述(15)、(16)的方案，通过基于蓄电模块的电压及充电率中的至少一方来控制多个蓄电模块各自与输送设备的驱动装置之间的断接，从而能够在考虑上述多个蓄电模块间的充电状态的差异的基础上，增加使多个蓄电模块同时进行放电的机会，提高输出特性。
[0035] 根据上述(17)的方案，通过基于蓄电部的电压及充电率中的至少一方来控制多个蓄电模块各自的开关的状态，从而能够在考虑上述多个蓄电模块间的充电状态的差异的基础上，增加使多个蓄电模块同时进行放电的机会，提高输出特性。附图说明
[0036] 图1是表示本发明的第一实施方式中的具备电源装置的输送设备的一例的图。
[0037] 图2是表示第一实施方式中的电源装置的一例的图。
[0038] 图3是表示第一实施方式中的辅助电源的一例的图。
[0039] 图4是表示第一实施方式中的基于电压的辅助电源的放电模式的一例的图。
[0040] 图5是表示第一实施方式中的基于电压的辅助电源的放电控制状态的一例的图。
[0041] 图6是表示第一实施方式中的基于充电率SOC的辅助电源的放电控制的一例的图。
[0042] 图7是表示第一实施方式中的电源控制的处理的流程的一例的流程图。
[0043] 图8是表示第一实施方式中的仪表板的一例的图。
[0044] 图9是表示第二实施方式中的电源控制的处理的流程的一例的流程图。
[0045] 图10是表示第二实施方式中的、辅助电源的蓄电部的正极使用磷酸铁的开路电压OCV与充电率SOC的相关关系即SOC-OCV特性的图。
[0046] 图11是表示第三实施方式中的电源装置的一例的图。
[0047] 图12是表示第三实施方式中的充电处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
[0048] 以下，参照附图，对本发明的几个实施方式的电源装置、输送设备、电源控制方法、控制装置及蓄电模块进行说明。
[0049] <第一实施方式>
[0050] 图1是表示本发明的第一实施方式中的具备电源装置的输送设备的一例的图。在图1中，作为具备电源装置的输送设备的一例，示出了车辆(例如电动机动车)1，但本发明的电源装置能够适用于两轮机动车、三轮机动车、带发动机的四轮车及兼具内燃机和电动机的混合动力机动车等任意的车辆、船舶、航空器等。
[0051] 车辆1例如具备配置于车身的底部的一个主电池(主电源)2和以能够拆装的方式设置于车身的后方的多个副电池(辅助电源)3，来作为电源。在图1中，图示出了两个辅助电源3，但也可以将三个以上的辅助电源设置于车辆1。
[0052] 图2是表示本实施方式中的电源装置的一例的图。本实施方式的电源装置5例如具备主电源2(第一电源)、辅助电源3(第二电源、蓄电模块)、控制装置10及充电装置14。主电源2、辅助电源3、控制装置10及充电装置14例如通过CAN(Controller Area Network)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等而相互连接。另外，驱动装置12与电源装置5连接。
[0054] 辅助电源3是能够向车辆1的车身设置及从车辆1的车身取下的拆装式电源。辅助电源3根据车辆1的续航距离的延长这样的利用者的需求而被使用。辅助电源3具备第一辅助电源3-1、···第n辅助电源3-n这多个辅助电源(n是2以上的整数)。辅助电源3例如是铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池等二次电池。第一辅助电源3-1、···第n辅助电源3-n基本上具有同样的电池结构，但也可以具有互不相同的结构。另外，辅助电源3的重量优选为8kg以下，更优选为7kg以下，以使利用者容易搬运。
[0055] 控制装置10控制主电源2、辅助电源3及充电装置14的动作。控制装置10将从主电源2及辅助电源3供给来的电力向驱动装置12提供。控制装置10例如是将CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、闪存器等存储装置、通信端口等经由母线连接而成的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。
[0056] 充电装置14接受来自外部装置的供电而对主电源2及/或辅助电源3进行充电。充电装置14例如具备与外部的供电装置等连接的连接器和将供给来的电力向主电源2及/或辅助电源3供给的供给部。
[0058] 图3是表示本实施方式中的辅助电源3的一例(第一辅助电源3-1)的图。第一辅助电源3-1例如具备蓄电部20、BMU(Battery Management Unit)22(控制部)、开关24、电流计26及CAN驱动器28(接收部)。第一辅助电源3-1具备与驱动装置12连接的正极线L1及负极线L2、和与主电源2及其他辅助电源3连接的通信线L3。第一辅助电源3-1经由正极线L1及负极线L2对驱动装置12进行供电。另外，第一辅助电源3-1经由通信线L3而与控制装置10及其他辅助电源进行各种信号的交换。需要说明的是，第一辅助电源3-1不经由电压转换装置等地与驱动装置12连接。
[0059] 蓄电部20例如具备相互串联连接的多个蓄电池。多个蓄电池例如分别具有相同的结构。多个蓄电池分别是能够进行充放电的二次电池。需要说明的是，蓄电部20也可以具备相互并联连接的多个蓄电池单元(各蓄电池单元包括串联连接的多个蓄电池)。
[0060] BMU22控制蓄电部20、开关24、电流计26及CAN驱动器28的动作。具体而言，BMU22检测蓄电部20所具备的多个蓄电池各自的电压。另外，BMU22从设置于蓄电部20的温度计(未图示)取得蓄电部20的温度。另外，BMU22基于多个蓄电池各自的电压值及从电流计26输入的电流值来算出蓄电部20的SOC(State Of Charge；充电率)。另外，BMU22基于从控制装置10经由CAN驱动器28输入的控制信号来控制开关24的导通状态及切断状态(接通及断开)。
BMU22的各功能通过CPU等处理器执行程序来实现。
BMU22的各功能通过CPU等处理器执行程序来实现。
[0061] 开关24使蓄电部20与驱动装置12之间成为导通状态或切断状态。
[0063] 电流计26测定在第一辅助电源3-1中流过的电流，并将测定结果向BMU22输出。电流计26例如设置在将蓄电部20与驱动装置12连结的负极线L2。
[0064] CAN驱动器28经由通信线L3而与控制装置10及其他辅助电源的CAN驱动器连接。CAN驱动器28将从BMU22输入的蓄电部20的电压值及SOC经由通信线L3向控制装置10输出。
另外，CAN驱动器28将从控制装置10输入的控制信号向BMU22输出。
另外，CAN驱动器28将从控制装置10输入的控制信号向BMU22输出。
[0065] 本实施方式的电源装置5基于第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n各自的电压及SOC中的至少一个来进行辅助电源的放电控制。电源装置5例如基于多个辅助电源3-1至3-n各自的电压及SOC来进行图4至6所示的放电控制。
[0066] 图4表示基于第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n各自的电压来决定进行放电的辅助电源的三个放电模式(第一模式至第三模式)。图5表示第一模式至第三模式的辅助电源的放电控制状态。图6表示基于辅助电源的SOC来使辅助电源的输出电流变化的三个区域(区域1至区域3)。为了容易理解，以下举例说明使用两个辅助电源(第一辅助电源3-1、第二辅助电源3-2)的情况。
[0067] (第一模式)
[0068] 第一模式是在第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中仅输出电压高的辅助电源进行放电的串行输出模式。在第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2的电压差比规定的阈值(第一阈值)大的情况下，电源装置5以该第一模式进行动作。另外，该第一模式根据第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC，以图6所示的SOC区域1或SOC区域2中的通常使用的输出电流(最大A1)进行放电。
[0069] SOC区域1表示第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC为预先确定的第一范围(100至S1％)的区域。该S1是满足100＞S1的任意的正的数值，考虑电源装置5的结构等而预先确定。在该SOC区域1中，随着第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC减少，第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的输出电压从V1减少到V2(V1＞V2)。
[0070] SOC区域2表示第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC为预先确定的第二范围(S1至S2％)的区域。该S2是满足S1＞S2的任意的正的数值，考虑电源装置5的结构等而预先确定。在该SOC区域2中，随着第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC减少，第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的输出电压从V2减少到V3(V2＞V3)。
[0071] 在使用两个辅助电源时，在SOC区域1及SOC区域2中均以通常使用的输出电流(最大A1)进行放电。需要说明的是，在使用一个辅助电源的情况下，在SOC区域1中，以通常使用的输出电流进行放电，在SOC区域2中以输出电流比通常使用的输出电流小的省电力使用1的输出电流(最大A2、A2＜A1)进行放电。另外，在使用四个辅助电源的情况下，与使用两个辅助电源时同样，在SOC区域1及SOC区域2中均以通常使用的输出电流(最大A1)进行放电。
[0072] 在该第一模式中，通过控制成仅输出电压高的辅助电源进行放电，能够缩小两个辅助电源的电压差。由此，能够抑制将多个辅助电源连接时的电力差引起的潜行电流。另外，若电池维持电压高的状态则存在劣化增大的倾向，因此通过从电压高的辅助电源进行放电，能够抑制电池的劣化。
[0073] (第二模式)
[0074] 第二模式是第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2并联地进行放电的并行输出模式。在第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2的电压差为规定的阈值(第一阈值)以下的情况下，电源装置5以该第二模式进行动作。另外，在该第二模式中，根据第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC而以图6所示的SOC区域1或SOC区域2中的通常使用的输出电流进行放电。在该第二模式中，通过控制成使两个辅助电源并联地进行放电，能够将两个辅助电源的电压差维持为能够继续进行并联的放电的规定的阈值以下。
[0075] 另外，在该第二模式中，为对电池的负荷被减轻了的状态，因此能够抑制电池的劣化。
[0076] (第三模式)
[0077] 第三模式是第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2并联地进行放电的并行输出模式。在第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2的电压差为规定的阈值(第一阈值)以下且第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的电压均为规定的阈值(第二阈值)以下的情况下，电源装置5以该第三模式进行动作。另外，在该第三模式中，根据第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC而以图6所示的SOC区域3中的省电力使用1的输出电流(最大A2)进行放电。在该SOC区域3中，随着第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的SOC减少，第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的输出电压从V3减少到V4(V3＞V4)。
[0078] 在第三模式中，通过控制成使两个辅助电源并联地以省电力进行放电，能够维持某程度的输出，直至放电终止电压为止。需要说明的是，在使用一个辅助电源的情况下，在SOC区域3中，以输出电流比省电力使用1的输出电流小的省电力使用2的输出电流(最大A3、A3＜A2))进行放电。另外，在使用四个辅助电源的情况下，在SOC区域3中，也以通常使用的输出电流进行放电。
[0079] 接着，对本实施方式中的电源装置5的动作进行说明。图7是表示本实施方式的电源控制的处理的流程的一例的流程图。
[0080] 首先，控制装置10取得使放电中止的(即，开关24处于切断状态的)第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的开路电压(Open Circuit Voltage：OCV)。具体而言，控制装置10经由通信线L3向第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的CAN驱动器28输出要求开路电压的信号。接着，CAN驱动器28将要求开路电压的信号向BMU22输出。BMU22测定蓄电部
20的开路电压，经由CAN驱动器28及通信线L3将测定结果向控制装置10输出(步骤S101)。
20的开路电压，经由CAN驱动器28及通信线L3将测定结果向控制装置10输出(步骤S101)。
[0081] 接着，控制装置10判断第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2的开路电压的电压差Vd是否为规定的阈值(第一阈值)以下(步骤S103)。
[0082] 在电压差Vd比第一阈值大的情况下，控制装置10使辅助电源3以第一模式动作。即，控制装置10控制成使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的电压高的辅助电源进行放电(第一模式)(步骤S107)。例如，在第一辅助电源3-1的开路电压比第二辅助电源3-2的开路电压高的情况下，控制装置10对第一辅助电源3-1的BMU22输出使开关24成为导通状态的信号。第一辅助电源3-1的BMU22基于该信号使开关24成为导通状态，来使蓄电部20进行放电处理。另一方面，控制装置10对第二辅助电源3-2的BMU22输出使开关24成为切断状态的信号。第二辅助电源3-2的BMU22基于该信号使开关24成为切断状态(或者维持切断状态)，第二辅助电源3-2的蓄电部20不进行放电处理。
[0083] 接着，第一辅助电源3-1的BMU22基于蓄电部20的闭路电压(Closed Circuit Voltage：CCV)、由电流计26测定的电流及蓄电部20的温度来推定开路电压，并向控制装置10输出。以后，控制装置10再次重复进行步骤S103以后的处理。
[0084] 另一方面，在电压差Vd为第一阈值以下的情况下，控制装置10判断是否存在来自驱动装置12的高电流输出的要求(步骤S105)。在不存在高电流输出的要求的情况下，控制装置10控制辅助电源，以使其以第一模式进行放电(步骤S107)。在不存在高电流输出的要求而仅要求略微的电流输出的情况下，对辅助电源间的电压差的扩大产生的影响少，因此进行第一模式下的放电处理。
[0085] 需要说明的是，也可以不进行该步骤S105的处理，在不存在高电流输出的要求的情况下也进行并联输出。
[0086] 在存在高电流输出的要求的情况下，控制装置10使辅助电源以第二模式动作。
[0087] 即，控制装置10控制成使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方进行放电(第二模式)(步骤S111)。具体而言，控制装置10对第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方输出使开关24成为导通状态的信号。第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的BMU22使开关24成为导通状态，来使蓄电部20进行放电处理。
[0088] 接着，控制装置10判断第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方的电压是否为规定的阈值(第二阈值)以下(步骤S113)。
[0089] 在从第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2输入的电压双方不是第二阈值以下的情况下，控制装置10在辅助电源中使第二模式下的动作继续(步骤S111)。
[0090] 另一方面，在从第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2输入的电压这双方为第二阈值以下的情况下，控制装置10使辅助电源以第三模式动作。即，控制装置10控制成虽然使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方进行放电，但以省电力使用1的输出电力进行放电(步骤S115)。
[0091] 接着，控制装置10判断第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的任一方的SOC是否已成为0％(步骤S117)。在第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的任一方的SOC成为0％的情况下，控制装置10使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的放电处理停止，结束本流程图的处理。另一方面，在第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中任一方的SOC未成为
0％的情况下，控制装置10在辅助电源中使第三模式下的动作继续(步骤S115)。
0％的情况下，控制装置10在辅助电源中使第三模式下的动作继续(步骤S115)。
[0092] 需要说明的是，也可以将图8所示的仪表板30(显示装置)设置于车辆1的驾驶员座，由此使驾驶员能够确认电源装置的使用状况。例如，该仪表板30可以具备显示能否从电源装置5进行最大输出的第一显示部32。例如在能够从电源装置5进行最大输出的情况下(例如，能够输出上述的“通常使用”的最大电流A1的情况下)，第一显示部32使灯点亮，在不能从电源装置5进行最大输出的情况下(例如被限制为上述的“省电力使用1”的最大电流A2或“省电力使用2”的最大电流A3的情况下)使灯熄灭。由此，驾驶员能够容易确认电源装置的使用状况及是否需要输出限制。
[0093] 另外，为了使驾驶员能够理解是上述的第一模式至第三模式中的哪一个状态(同时进行放电的蓄电模块的数量是否为多个)，可以使第一显示部32的灯的颜色变化。例如，可以在第一模式的情况下，将仪表板内的灯点亮为蓝色，在第二模式的情况下，将灯点亮为绿色，在第三模式的情况下，将灯点亮为红色。另外，仪表板30还可以具备显示当前的可输出的电力量的第二显示部34。由此，驾驶员能够确认电源装置的更详细的使用状况。
[0094] 根据上述的第一实施方式的电源装置，通过基于辅助电源3的电压及充电率中的至少一方来控制多个辅助电源3各自的开关24的状态，能够在考虑上述多个辅助电源3间的电压或充电状态的差异的基础上，增加使多个辅助电源3同时进行放电的机会，提高输出特性。另外，由于不进行基于电压转换器等的电压转换，因此能够简化系统结构，能够实现低成本化、省空间化、轻量化。另外，由于不进行电压转换，因此能够避免电子器件驱动等的转换损失。另外，能够在避免辅助电源3间的潜行电流的基础上，从多个辅助电源3进行放电。
[0095] 需要说明的是，在上述内容中，说明了作为辅助电源3的放电控制而使用三个放电模式(第一模式至第三模式)及三个SOC区域(SOC区域1至3)的例子，但也可以根据电池的结构而使用其他的放电模式及SOC区域。另外，在上述内容中，说明了基于第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n各自的电压(电压差)来决定三个放电模式的例子，但也可以基于第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n各自的充电率(充电率差)来决定放电模式。
[0096] 需要说明的是，在上述内容中，举例说明了使用两个辅助电源(第一辅助电源3-1、第二辅助电源3-2)的情况，但在使用三个以上的辅助电源的情况下，也能够同样适用上述的放电控制。例如，在包括三个以上的辅助电源的情况下，也可以根据电压及充电率而分为两个组(至少一个以上的第一辅助电源及至少一个以上的第二辅助电源)，并将第一辅助电源的电压及充电率中的至少一个平均值与第二辅助电源的电压及充电率中的至少一个平均值进行比较来进行放电控制。或者，也可以将第一辅助电源的电压及充电率中的至少一个代表值(最大值或最小值)和第二辅助电源的电压及充电率中的至少一个代表值(最大值或最小值)进行比较。
[0097] 需要说明的是，在上述的第一模式及第二模式中，在接受来自驱动装置12的再生电力的情况下，也可以控制成向第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的电压低的辅助电源输入再生电力。由此，能够将电压差维持在一定范围内，能够延长并联输出时间。
[0098] <第二实施方式>
[0099] 接着，使用图9，对本发明的第二实施方式进行说明。在第一实施方式中，对基于蓄电部20的电压及充电率中的至少一个来控制多个辅助电源的放电处理的例子进行了说明。然而，电阻值低的电源与电阻值高的电源相比存在输出电力变大的倾向，因此在各辅助电源的电阻值存在差异的情况下，若仅通过基于蓄电部20的电压及充电率的控制的话，有时多个辅助电源的SOC差会增大。因此，在本实施方式中，对基于多个辅助电源的电阻值及SOC来控制放电处理的例子进行说明。在第二实施方式的说明中，对与上述的第一实施方式同样的部分标注相同的参照符号，并省略或简化其说明。另外，为了容易理解，以下，举例说明使用两个辅助电源(第一辅助电源3-1、第二辅助电源3-2)的情况。
[0100] 首先，控制装置10取得使放电中止的(即，开关24处于切断状态的)第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的蓄电部20的SOC及电阻值。具体而言，控制装置10经由通信线L3向第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的CAN驱动器28输出要求SOC及电阻值的信号。接着，CAN驱动器28将要求SOC及电阻值的信号向BMU22输出。BMU22例如根据蓄电部20的开路电压算出SOC。另外，BMU22例如通过蓄电部20的充电时记录等来算出电阻值(内部电阻、阻抗)。BMU22将算出的SOC及电阻值经由CAN驱动器28及通信线L3向控制装置10输出(步骤S201)。
[0101] 接着，控制装置10算出在第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中从SOC高的辅助电源的电阻值减去SOC低的辅助电源的电阻值而得到的电阻差Rd，并判断该电阻差Rd是否为规定的阈值(第一阈值)以下(步骤S203)。
[0102] 在电阻差Rd比第一阈值大的情况下，控制装置10设定表示需要进行基于电阻差的放电的调整的意旨的调整标志FG(例如调整标志FG＝1)。另一方面，在电阻差Rd为第一阈值以下的情况下，控制装置10不设定调整标志FG。或者设为调整标志FG＝0。
[0103] 接着，控制装置10判断是否存在具有规定的阈值(第二阈值)以下的SOC的辅助电源(步骤S207)。
[0104] 在不存在具有第二阈值以下的SOC的辅助电源的情况下，控制装置10判断是否设定有调整标志FG(步骤S209)。在未设定调整标志FG的情况下，控制装置10进行(并联输出)控制，以使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方进行放电(步骤S213)。然后，根据电流累计等进行SOC的更新(步骤S217)，并再次返回步骤S207，进行判断是否存在具有第二阈值以下的SOC的辅助电源的处理。
[0105] 另一方面，在设定有调整标志FG的情况下，控制装置10判断是否第一辅助电源3-1与第二辅助电源3-2的蓄电部20的SOC差Sd为规定的阈值(第三阈值)以上且是否存在来自驱动装置12的高电力输出的要求(步骤S211)。在不满足SOC差Sd为第三阈值以上且不存在来自驱动装置12的高电力输出的要求这一条件的情况下，控制装置10进行(并联输出)控制，以使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方进行放电(步骤S213)。另一方面，在满足SOC差Sd为第三阈值以上且不存在来自驱动装置12的高电力输出的要求这一条件的情况下，控制装置10进行控制，以使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的蓄电部20中的SOC高的辅助电源进行放电(步骤S215)。然后，根据电流累计等进行SOC的更新(步骤S217)，并再次返回步骤S207，判断是否存在具有第二阈值以下的SOC的辅助电源。
[0106] 在步骤S207中判断为存在具有第二阈值以下的SOC的辅助电源的情况下，控制装置10判断是否全部的辅助电源的SOC均为规定的阈值(第二阈值)以下(步骤S219)。在判断为不是全部的辅助电源的SOC都为第二阈值以下的情况下，控制装置10进行控制，以使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的蓄电部20的SOC高的辅助电源进行放电(步骤S215)。另一方面，在判断为全部的辅助电源的SOC为第二阈值以下的情况下，控制装置10结束本流程图的处理。
[0107] 图10是表示在本实施方式中辅助电源的蓄电部的正极使用磷酸铁的开路电压OCV与充电率SOC的相关关系即SOC-OCV特性的图。正极使用磷酸铁的蓄电部具有OCV的变动相对于SOC的变动小这样的平稳(plateau)特性。因此，各辅助电源的蓄电部的正极优选使用磷酸铁。若采用这样的辅助电源，则即使各辅助电源的SOC稍微不同，其电压也为同等程度，因此不需要电压转换器就能够进行电流的输入输出，能够实现低成本且空间效率高的轻量的电源系统。正极使用磷酸铁的蓄电部在接近充满电的状态下电压急剧上升，另外在接近放尽电的状态下电压急剧降低。在通常的使用时读取该变化并以电压的上限值、下限值实施接通断开控制。由此，没有新追加部件，因此能够实现低成本、空间效率高的轻量的电源系统。
[0108] 根据上述的第二实施方式的电源装置，算出蓄电部20的充电率的偏差的增减倾向，并基于该增减倾向来控制多个辅助电源3各自的开关24的状态。具体而言，基于多个辅助电源3的电阻值及SOC来控制放电处理。
[0109] 由此，即使在各辅助电源的电阻值存在差异的情况下，也能够增加使多个辅助电源3同时进行放电的机会，能够提高输出特性。需要说明的是，在上述内容中，对算出蓄电部20的充电率的偏差的增减倾向的例子进行了说明，但也可以算出蓄电部20的输出电压的偏差的增减倾向，并基于该增减倾向来控制多个辅助电源3各自的开关24的状态。
[0110] <第三实施方式>
[0111] 接着，使用图11和图12，说明本发明的第三实施方式。与上述的第一实施方式相比，本实施方式的不同点在于，省略充电装置14，利用从辅助电源3输出的电力进行主电源2的充电。因此，在本实施方式的说明中，对与上述的第一实施方式同样的部分标注相同的参照标号，并省略或者简化其说明。
[0112] 图11是表示第三实施方式中的电源装置5A的一例的图。电源装置5A具有在图2所示的电源装置5中省略充电装置14并进一步追加主开关40、多个转换器(第一转换器42-1至第n转换器42-n)的结构。
[0113] 主开关40使第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n分别与驱动装置12及主电源2之间成为导通状态或切断状态。例如，在多个辅助电源3包括第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2的情况下，在将第二辅助电源3-2与主电源2连接的路径上设置主开关40。通过控制该主开关40的状态，能够控制第二辅助电源3-2与主电源2的断接。另外，也可以在将第一辅助电源3-1与主电源2连接的路径上设置主开关40。通过进行该主开关40的状态的控制，能够控制第一辅助电源3-1与主电源2的断接。或者，也可以在将第一辅助电源3-1或第二辅助电源3-2与驱动装置12连接的路径上设置主开关40。通过进行该主开关40的状态的控制，能够控制第一辅助电源3-1或第二辅助电源3-2与驱动装置12的断接。
[0114] 第一转换器42-1至第n转换器42-n将第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n各自的输出电压转换为所期望的电压值。第一转换器42-1至第n转换器42-n与第一辅助电源3-1至第n辅助电源3-n分别连接。
[0115] 接着，对本实施方式中的电源装置5A的动作进行说明。图12是表示本实施方式中的充电处理的流程的一例的流程图。另外，为了容易理解，以下举例说明使用两个辅助电源(第一辅助电源3-1、第二辅助电源3-2)的情况。
[0116] 首先，控制装置10判断车辆1的电源开关是否被接通(步骤S301)。在判断为车辆1的电源开关未被接通的情况下，控制装置10不进行充电处理(步骤S321)而结束本流程图的处理。
[0117] 接着，在判断为车辆1的电源开关被接通的情况下，控制装置10判断是否辅助电源3被连接且被锁定于车辆1(步骤S303)。在判断为不满足辅助电源3被连接且被锁定于车辆1这一条件的情况下，控制装置10不进行充电处理(步骤S321)而结束本流程图的处理。
[0118] 接着，在判断为辅助电源被连接且被锁定于车辆1的情况下，控制装置10判断车辆1的车辆模式(动作状态)是否为行驶模式(步骤S305)。该行驶模式表示车辆为行驶中。
[0119] 在判断为车辆1为行驶模式的情况下，控制装置10进行主开关40的开闭控制(步骤S307)，进行使两个辅助电源(第一辅助电源3-1、第二辅助电源3-2)以充电行驶模式动作的控制(步骤S309)。具体而言，进行将第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的一方的电力向驱动装置12输出且将另一方的电力向主电源2输出的控制。即，在车辆1的移动中，控制装置10控制主开关40，以将多个辅助电源3中的一部分的电力向主电源2输出，并将多个辅助电源3中的剩余的一部分的电力向驱动装置12输出。
[0120] 在此，控制装置10也可以进行将第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2中的电压高的辅助电源的电力向驱动装置12输出且将电压低的辅助电源的电力向主电源2输出的控制。
[0121] 在判断为车辆1的车辆模式不是行驶模式的情况下(例如，是表示车辆1为停止中的停止模式的情况下)，控制装置10进行主开关40的开闭控制，控制成将第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2这双方的电力向主电源2输出(步骤S311)。即，控制装置10使车辆1移动中向主电源2输出电力的辅助电源3的数量比车辆1停止中向主电源2输出电力的辅助电源3的数量小。
[0122] 接着，控制装置10判断主电源2的温度是否为规定的阈值(第一阈值)以下(步骤S313)。在主电源2的温度比第一阈值大的情况下，控制装置10进行使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2以通常充电模式动作的控制(步骤S319)。在该通常充电模式中，控制第一转换器42-1及第二转换器42-2，以使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的输出电压成为规定的第一电压范围。
[0123] 另一方面，在主电源2的温度为第一阈值以下的情况下，控制装置10判断辅助电源3的温度是否为规定的阈值(第二阈值)以下(步骤S315)。在辅助电源3的温度比第二阈值大的情况下，控制装置10进行使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2以通常充电模式动作的控制(步骤S319)。另一方面，在辅助电源3的温度为第二阈值以下的情况下，控制装置10进行使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2以快速充电模式动作的控制(步骤S317)。
[0124] 在该快速充电模式中，控制第一转换器42-1及第二转换器42-2，以使第一辅助电源3-1及第二辅助电源3-2各自的输出电压成为比上述的第一电压范围高的第二电压范围。第一阈值的温度可以比第二阈值的温度小。
[0125] 根据上述的第三实施方式的电源装置，通过形成为使用多个辅助电源来进行主电源的充电的结构，能够省略充电装置。而且，在行驶中也能够进行主电源2的充电，因此通过驾驶员适当地更换辅助电源3，从而不需要用于充电的停车。由此，能够使系统结构简化，能够实现低成本化、省空间化、轻量化。
[0126] 以上，使用实施方式对本发明的具体实施方式进行了说明，本发明完全不限定于这样的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及置换。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种漫反射式光电开关 | 2020-05-18 | 0 |
| 一种电液驱动管道机器人、液压驱动系统及其控制方法 | 2022-06-12 | 1 |
| 一种磁集成双有源桥变换器 | 2021-04-05 | 1 |
| 一种用于指导电缆终端搭接的二次核相仪及核相方法 | 2022-03-11 | 2 |
| 集成OPS电脑驱动及显示驱动的多媒体设备的LED恒流驱动电路 | 2020-07-29 | 3 |
| 一种植物立体栽培装置 | 2020-10-16 | 1 |
| 一种电子烟的防水结构 | 2020-06-15 | 0 |
| 一种锂离子电池生产用丁苯橡胶乳液回收过滤装置 | 2020-08-08 | 3 |
| 一种带锁头保护功能的智能门锁 | 2020-09-03 | 1 |
| 具有离子导入的电子面罩 | 2020-06-13 | 1 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
开关热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈