蓄电装置、蓄电系统及用于控制蓄电装置的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及例如一种蓄电装置、一种蓄电系统及一种用于控制蓄电装置的方法，其中二次电池的电压用于启动电源。
【背景技术】
[0002]锂离子二次电池等的应用正在扩展至用于电力储存的蓄电装置、汽车蓄电池、家用电器等，以及可再生能源系统，例如太阳能电池和风力发电。目前，采用其中连接有一个或多个蓄电模块(也称为组电池等)的蓄电装置以便产生大的输出。蓄电模块由例如容纳在外壳中的一个或多个电池块形成。电池块由多个连接的单元电池(也称为单电池；在下面的描述中，适当时简称为电池)形成，所述单元电池是蓄电元件的实例。
[0003]在下面的专利文献1中，描述了一种蓄电装置，其中使用此蓄电装置的电池来进行启动。
[0004]引用清单
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:JP 2013-21778A
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]据述，专利文献1中所述的蓄电装置在电池电压较低时使用外加电压来进行启动。然而，启动是通过检测规定值或更大值的外加电压的存在来进行；因此，当多个蓄电装置并联连接时，所关注的就是由于存在来自另一蓄电装置的电压而使蓄电装置不能在所需时间关闭。
[0009]因此，根据本公开，提供一种蓄电装置、一种蓄电系统及一种用于控制蓄电装置的方法，其中所述蓄电装置可甚至在其中蓄电装置并联连接的系统中关闭。
[0010]问题解决方案
[0011]为了解决上述问题，根据本公开，提供一种蓄电装置，其包括:用于连接至外部的第一外部端子和第二外部端子；能够充电和放电的蓄电单元；第一电源线，其设置在所述蓄电单元的正电极侧与所述第一外部端子之间；第二电源线，其设置在所述蓄电单元的负电极侧与所述第二外部端子之间；电源电路，其连接至所述第一电源线和所述第二电源线两者并且被配置成在操作状态下向控制电路提供输出电压；电源控制电路，其被配置成控制所述电源电路的操作状态和非操作状态；第一控制信号生成电路，其被配置成将与施加至所述第一外部端子和所述第二外部端子的外加电压的转变相对应的第一控制信号提供给所述电源控制电路以将所述电源电路设定在操作状态达规定时间；和第二控制信号生成电路，其被配置成生成第二控制信号，所述第二控制信号通过提供有所述电源电路的输出电压的所述控制电路使所述电源电路连续设定在操作状态。
[0012]根据本公开，提供一种其中连接有多个蓄电装置的蓄电系统。所述蓄电装置中的每一个包括:用于连接至外部的第一外部端子和第二外部端子；能够充电和放电的蓄电单元；第一电源线，其设置在所述蓄电单元的正电极侧与所述第一外部端子之间；第二电源线，其设置在所述蓄电单元的负电极侧与所述第二外部端子之间；电源电路，其连接至所述第一电源线和所述第二电源线两者并且被配置成在操作状态下向控制电路提供输出电压；电源控制电路，其被配置成控制所述电源电路的操作状态和非操作状态；第一控制信号生成电路，其被配置成将与施加至所述第一外部端子和所述第二外部端子的外加电压的转变相对应的第一控制信号提供给所述电源控制电路以将所述电源电路设定在操作状态达规定时间；和第二控制信号生成电路，其被配置成生成第二控制信号，所述第二控制信号通过提供有所述电源电路的输出电压的所述控制电路使所述电源电路连续设定在操作状态。
[0013]发明的有利效果
[0014]根据至少一个实施例，解决了当采用其中通过外加电压来启动蓄电装置的配置时不能通过控制装置来关闭蓄电装置的问题。
【附图说明】
[0015][图1]图1为示出蓄电装置的配置的一个实例的框图。
[0016][图2]图2为示出蓄电装置的配置的另一实例的框图。
[0017][图3]图3为示出蓄电系统的具体配置的一个实例的框图。
[0018][图4]图4为本公开的第一实施例的框图。
[0019][图5]图5为示出在蓄电系统启动时进行处理的一个实例的流程图。
[0020][图6]图6为示出在蓄电系统关闭时进行处理的一个实例的流程图。
[0021][图7]图7为外部电源启动单元的一个实例的连接图。
[0022][图8]图8为示出第一实施例的一个修改实例的框图。
[0023][图9]图9为本公开的第二实施例的框图。
[0024][图10]图10为检测过电压和欠电压的检测电路的一个实例的连接图。
[0025][图11]图11为描述本公开中的蓄电系统的应用实例的框图。
[0026][图12]图12为描述本公开中的蓄电系统的另一应用实例的框图。
【具体实施方式】
[0027]在下文中对实施例进行描述。该描述以下列顺序给出。
[0028]<1.第一实施例>
[0029]〈2.第一实施例的修改实例〉
[0030]<3.第二实施例>
[0031]<4.修改实例>
[0032]<5.应用实例>
[0033]下述实施例是优选的具体实例，并且给出各种技术上优选的限制；然而，本公开的范围并不限于这些实施例，除非以下描述中存在具体的限制本公开的描述。
[0034]<1.第一实施例>
[0035]〈蓄电模块综述〉
[0036]当使用大量的蓄电元件(例如蓄电池组电池)来产生大的输出时，采用例如其中连接有多个蓄电单元(在下文中称为蓄电模块)并且提供控制装置以供多个蓄电模块共用的配置。蓄电模块为在其中组合电池块和模块控制器的外壳中容纳的单元。电池块为例如其中8个圆柱形锂离子二次电池并联连接的块。在蓄电模块的外壳中，例如，16个电池块串联连接。可适当改变电池块的数量和连接配置。此外，可使用除锂离子二次电池之外的二次电池。
[0037]蓄电模块包括外壳。对于外壳，优选使用具有高导热率和发射率的材料。通过使用具有高导热率和发射率的材料，外壳中可获得良好的热耗散特性。通过获得良好的热耗散特性，可抑制外壳中的温升。此外，可最小化或消除外壳的开口，并且可获得高防尘和防滴漏特性。对于外壳，例如，使用诸如铝、铝合金、铜或铜合金的材料。
[0038]〈蓄电装置综述〉
[0039]现将描述被配置成使用多个蓄电模块的蓄电装置的综述。图1示出蓄电装置的一个实例。在蓄电装置中，N个蓄电模块M0D1至M0DN串联连接。可适当改变连接的蓄电模块的数量和连接配置。蓄电模块MOD 1至M0DN经由绝缘单元IS连接至接口总线BS。
[0040]每个蓄电模块MOD设有用于在模块控制器CNT与外部的接口总线BS进行连接的绝缘接口 IF。绝缘接口 IF负责蓄电模块MOD与接口总线BS之间的绝缘。每个模块控制器CNT连接至控制装置(在下文中适当时称为输出控制器)(整体称为ICNT)，并且输出控制器ICNT进行充电管理、放电管理和劣化抑制管理等。
[0041]作为蓄电模块中的总线和将蓄电模块M0D1至M0DN与输出控制器ICNT连接的总线BS，使用串行接口。作为串行接口，特别地，使用系统管理总线(SM总线)等。例如，可使用I2C总线。I2C总线为使用串行时钟(SCL)和双向串行数据(SDA)两条信号线进行通信的同步串行通信。
[0042]每个蓄电模块MOD的控制器CNT和输出控制器ICNT彼此通信。S卩，输出控制器ICNT接收每个蓄电模块MOD的内部状态的信息，并且对每个蓄电模块MOD的充电处理和放电处理进行管理。输出控制器ICNT将N个蓄电模块MOD的串联连接的输出提供给负载。可在蓄电模块MOD进行连接。当将一个蓄电模块MOD的输出电压设定为例如51.2V并且N =1至N = 16时，产生大约50V至大约800V的输出电压。
[0043]图2示出蓄电装置的另一个实例。在另一实例中，N个蓄电模块M0D1至M0DN串联连接。蓄电模块MOD 1至M0DN中的每一个包括在蓄电模块MOD之间提供绝缘的绝缘接口。每个蓄电模块MOD的模块控制器CNT经由光耦合器IFS1至IFSN(其为绝缘接口的实例)与较高或较低排序的蓄电模块MOD进行通信或与外部的输出控制器ICNT进行通信。
[0044]输出控制器ICNT连接至最低排序的蓄电模块M0D1。输出控制器ICNT控制整个电池系统。输出控制器ICNT接收每个蓄电模块MOD的内部状态的信息，并且将充电电流和放电电流提供给每个蓄电模块MOD以及阻断至每个蓄电模块MOD的充电电流和放电电流；从而控制每个蓄电模块MOD的充电和放电。来自输出控制器ICNT的控制信号，例如，经由最低排序的蓄电模块MOD传输至较高排序的蓄电模块MOD。
[0045]蓄电装置由多个蓄电模块构成，并且上述输出控制器ICNT被称为串。N个串ST1至STN并联连接，如图3中所示；因此，形成电源系统。举例来说，每个串由16个蓄电模块M0D1至M0D16和输出控制器ICNT构成。
[0046]提供将串ST1至STN的输出电力端子并联连接的电源线Lpw，并且经由电源线Lpw将电力(电压EB+)提取至外部。串ST1至ST4的输出控制器ICNT经由通信信道线Lcom连接至彼此。作为通信信道线Lcom，使用CAN、RS485等。通信信道线Lcom连接至系统控制单元SYC。系统控制单元SYC控制由串ST1至STN构成的蓄电单元。系统控制单元SYC另外连接至外部的控制器(未示出)。
[0047]〈蓄电装置的配置〉
[0048]现将参照图4来描述蓄电装置(串)的具体配置的一个实例。在图4中，诸如通信信道线的通信配置的图示被适当省略。蓄电装置