蓄電裝置、蓄電系統及用于控制蓄電裝置的方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及例如一種蓄電裝置、一種蓄電系統及一種用于控制蓄電裝置的方法，其中二次電池的電壓用于啟動電源。
【背景技術】
[0002]鋰離子二次電池等的應用正在擴展至用于電力儲存的蓄電裝置、汽車蓄電池、家用電器等，以及可再生能源系統，例如太陽能電池和風力發電。目前，采用其中連接有一個或多個蓄電模塊(也稱為組電池等)的蓄電裝置以便產生大的輸出。蓄電模塊由例如容納在外殼中的一個或多個電池塊形成。電池塊由多個連接的單元電池(也稱為單電池；在下面的描述中，適當時簡稱為電池)形成，所述單元電池是蓄電元件的實例。
[0003]在下面的專利文獻1中，描述了一種蓄電裝置，其中使用此蓄電裝置的電池來進行啟動。
[0004]引用清單
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:JP 2013-21778A
【發明內容】
[0007]技術問題
[0008]據述，專利文獻1中所述的蓄電裝置在電池電壓較低時使用外加電壓來進行啟動。然而，啟動是通過檢測規定值或更大值的外加電壓的存在來進行；因此，當多個蓄電裝置并聯連接時，所關注的就是由于存在來自另一蓄電裝置的電壓而使蓄電裝置不能在所需時間關閉。
[0009]因此，根據本公開，提供一種蓄電裝置、一種蓄電系統及一種用于控制蓄電裝置的方法，其中所述蓄電裝置可甚至在其中蓄電裝置并聯連接的系統中關閉。
[0010]問題解決方案
[0011]為了解決上述問題，根據本公開，提供一種蓄電裝置，其包括:用于連接至外部的第一外部端子和第二外部端子；能夠充電和放電的蓄電單元；第一電源線，其設置在所述蓄電單元的正電極側與所述第一外部端子之間；第二電源線，其設置在所述蓄電單元的負電極側與所述第二外部端子之間；電源電路，其連接至所述第一電源線和所述第二電源線兩者并且被配置成在操作狀態下向控制電路提供輸出電壓；電源控制電路，其被配置成控制所述電源電路的操作狀態和非操作狀態；第一控制信號生成電路，其被配置成將與施加至所述第一外部端子和所述第二外部端子的外加電壓的轉變相對應的第一控制信號提供給所述電源控制電路以將所述電源電路設定在操作狀態達規定時間；和第二控制信號生成電路，其被配置成生成第二控制信號，所述第二控制信號通過提供有所述電源電路的輸出電壓的所述控制電路使所述電源電路連續設定在操作狀態。
[0012]根據本公開，提供一種其中連接有多個蓄電裝置的蓄電系統。所述蓄電裝置中的每一個包括:用于連接至外部的第一外部端子和第二外部端子；能夠充電和放電的蓄電單元；第一電源線，其設置在所述蓄電單元的正電極側與所述第一外部端子之間；第二電源線，其設置在所述蓄電單元的負電極側與所述第二外部端子之間；電源電路，其連接至所述第一電源線和所述第二電源線兩者并且被配置成在操作狀態下向控制電路提供輸出電壓；電源控制電路，其被配置成控制所述電源電路的操作狀態和非操作狀態；第一控制信號生成電路，其被配置成將與施加至所述第一外部端子和所述第二外部端子的外加電壓的轉變相對應的第一控制信號提供給所述電源控制電路以將所述電源電路設定在操作狀態達規定時間；和第二控制信號生成電路，其被配置成生成第二控制信號，所述第二控制信號通過提供有所述電源電路的輸出電壓的所述控制電路使所述電源電路連續設定在操作狀態。
[0013]發明的有利效果
[0014]根據至少一個實施例，解決了當采用其中通過外加電壓來啟動蓄電裝置的配置時不能通過控制裝置來關閉蓄電裝置的問題。
【附圖說明】
[0015][圖1]圖1為示出蓄電裝置的配置的一個實例的框圖。
[0016][圖2]圖2為示出蓄電裝置的配置的另一實例的框圖。
[0017][圖3]圖3為示出蓄電系統的具體配置的一個實例的框圖。
[0018][圖4]圖4為本公開的第一實施例的框圖。
[0019][圖5]圖5為示出在蓄電系統啟動時進行處理的一個實例的流程圖。
[0020][圖6]圖6為示出在蓄電系統關閉時進行處理的一個實例的流程圖。
[0021][圖7]圖7為外部電源啟動單元的一個實例的連接圖。
[0022][圖8]圖8為示出第一實施例的一個修改實例的框圖。
[0023][圖9]圖9為本公開的第二實施例的框圖。
[0024][圖10]圖10為檢測過電壓和欠電壓的檢測電路的一個實例的連接圖。
[0025][圖11]圖11為描述本公開中的蓄電系統的應用實例的框圖。
[0026][圖12]圖12為描述本公開中的蓄電系統的另一應用實例的框圖。
【具體實施方式】
[0027]在下文中對實施例進行描述。該描述以下列順序給出。
[0028]<1.第一實施例>
[0029]〈2.第一實施例的修改實例〉
[0030]<3.第二實施例>
[0031]<4.修改實例>
[0032]<5.應用實例>
[0033]下述實施例是優選的具體實例，并且給出各種技術上優選的限制；然而，本公開的范圍并不限于這些實施例，除非以下描述中存在具體的限制本公開的描述。
[0034]<1.第一實施例>
[0035]〈蓄電模塊綜述〉
[0036]當使用大量的蓄電元件(例如蓄電池組電池)來產生大的輸出時，采用例如其中連接有多個蓄電單元(在下文中稱為蓄電模塊)并且提供控制裝置以供多個蓄電模塊共用的配置。蓄電模塊為在其中組合電池塊和模塊控制器的外殼中容納的單元。電池塊為例如其中8個圓柱形鋰離子二次電池并聯連接的塊。在蓄電模塊的外殼中，例如，16個電池塊串聯連接。可適當改變電池塊的數量和連接配置。此外，可使用除鋰離子二次電池之外的二次電池。
[0037]蓄電模塊包括外殼。對于外殼，優選使用具有高導熱率和發射率的材料。通過使用具有高導熱率和發射率的材料，外殼中可獲得良好的熱耗散特性。通過獲得良好的熱耗散特性，可抑制外殼中的溫升。此外，可最小化或消除外殼的開口，并且可獲得高防塵和防滴漏特性。對于外殼，例如，使用諸如鋁、鋁合金、銅或銅合金的材料。
[0038]〈蓄電裝置綜述〉
[0039]現將描述被配置成使用多個蓄電模塊的蓄電裝置的綜述。圖1示出蓄電裝置的一個實例。在蓄電裝置中，N個蓄電模塊M0D1至M0DN串聯連接。可適當改變連接的蓄電模塊的數量和連接配置。蓄電模塊MOD 1至M0DN經由絕緣單元IS連接至接口總線BS。
[0040]每個蓄電模塊MOD設有用于在模塊控制器CNT與外部的接口總線BS進行連接的絕緣接口 IF。絕緣接口 IF負責蓄電模塊MOD與接口總線BS之間的絕緣。每個模塊控制器CNT連接至控制裝置(在下文中適當時稱為輸出控制器)(整體稱為ICNT)，并且輸出控制器ICNT進行充電管理、放電管理和劣化抑制管理等。
[0041]作為蓄電模塊中的總線和將蓄電模塊M0D1至M0DN與輸出控制器ICNT連接的總線BS，使用串行接口。作為串行接口，特別地，使用系統管理總線(SM總線)等。例如，可使用I2C總線。I2C總線為使用串行時鐘(SCL)和雙向串行數據(SDA)兩條信號線進行通信的同步串行通信。
[0042]每個蓄電模塊MOD的控制器CNT和輸出控制器ICNT彼此通信。S卩，輸出控制器ICNT接收每個蓄電模塊MOD的內部狀態的信息，并且對每個蓄電模塊MOD的充電處理和放電處理進行管理。輸出控制器ICNT將N個蓄電模塊MOD的串聯連接的輸出提供給負載。可在蓄電模塊MOD進行連接。當將一個蓄電模塊MOD的輸出電壓設定為例如51.2V并且N =1至N = 16時，產生大約50V至大約800V的輸出電壓。
[0043]圖2示出蓄電裝置的另一個實例。在另一實例中，N個蓄電模塊M0D1至M0DN串聯連接。蓄電模塊MOD 1至M0DN中的每一個包括在蓄電模塊MOD之間提供絕緣的絕緣接口。每個蓄電模塊MOD的模塊控制器CNT經由光耦合器IFS1至IFSN(其為絕緣接口的實例)與較高或較低排序的蓄電模塊MOD進行通信或與外部的輸出控制器ICNT進行通信。
[0044]輸出控制器ICNT連接至最低排序的蓄電模塊M0D1。輸出控制器ICNT控制整個電池系統。輸出控制器ICNT接收每個蓄電模塊MOD的內部狀態的信息，并且將充電電流和放電電流提供給每個蓄電模塊MOD以及阻斷至每個蓄電模塊MOD的充電電流和放電電流；從而控制每個蓄電模塊MOD的充電和放電。來自輸出控制器ICNT的控制信號，例如，經由最低排序的蓄電模塊MOD傳輸至較高排序的蓄電模塊MOD。
[0045]蓄電裝置由多個蓄電模塊構成，并且上述輸出控制器ICNT被稱為串。N個串ST1至STN并聯連接，如圖3中所示；因此，形成電源系統。舉例來說，每個串由16個蓄電模塊M0D1至M0D16和輸出控制器ICNT構成。
[0046]提供將串ST1至STN的輸出電力端子并聯連接的電源線Lpw，并且經由電源線Lpw將電力(電壓EB+)提取至外部。串ST1至ST4的輸出控制器ICNT經由通信信道線Lcom連接至彼此。作為通信信道線Lcom，使用CAN、RS485等。通信信道線Lcom連接至系統控制單元SYC。系統控制單元SYC控制由串ST1至STN構成的蓄電單元。系統控制單元SYC另外連接至外部的控制器(未示出)。
[0047]〈蓄電裝置的配置〉
[0048]現將參照圖4來描述蓄電裝置(串)的具體配置的一個實例。在圖4中，諸如通信信道線的通信配置的圖示被適當省略。蓄電裝置