專利名稱：蓄電設(shè)備、電子裝置、電動車和電力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電設(shè)備以及利用來自蓄電設(shè)備的電力的電子裝置、電動車和電力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，在與諸如太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電等新能源系統(tǒng)相結(jié)合的電力存儲設(shè)備、車輛電池等中已經(jīng)擴大了對諸如鋰離子電池等的二次電池的使用。在利用大量蓄電元件(例如，單位電池(也被稱為單個電池或者單元，在以下描述中適當(dāng)?shù)乇环Q為電池單元))來產(chǎn)生大輸出的情況下，利用多個蓄電模塊串聯(lián)連接的構(gòu)造。就蓄電模塊而言，電池塊由串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的多個(例如，四個)電池單元構(gòu)造。蓄電模塊(也被稱為組裝電池)由容納在外部殼體中的大量電池塊構(gòu)成。 此外，存在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電池系統(tǒng)，其中，多個蓄電模塊被連接，并且共用控制設(shè)備被提供給所述多個蓄電模塊。蓄電模塊包括模塊控制器，并且被構(gòu)造為經(jīng)由通信工具在模塊控制器與控制設(shè)備之間通信。在使用多個電池單元的情況下，可能存在以下情況即使多個電池單元之一由于電池單元自放電差異等在放電時已達(dá)到使用下限電壓，其它電池單元也還未達(dá)到使用下限電壓。在這種狀態(tài)下對電池單元再次充電將導(dǎo)致出現(xiàn)電池單元未充分放電的問題，并且電池單元的容量未能得到充分展示。為了校正多個電池單元之間的這種不均勻性，迄今為止，已經(jīng)控制了電池單元之間的均衡。此外，就日本未審查專利申請公開第2008-035680號而言，已經(jīng)作出了描述，其中，大量電池單元被劃分為多個串聯(lián)單元組，單元間電壓均衡校正電路被提供給單元組，并且組間電壓均衡校正電路也被提供給單元組。組間電壓均衡校正電路被構(gòu)造為使用與變壓器線圈和開關(guān)電路形成的AC耦合使單元組的串聯(lián)電壓受到均衡校正。

發(fā)明內(nèi)容
日本未審查申請公開第2008-035680號中所描述的組間電壓均衡校正電路可適用于蓄電模塊的電池組均衡校正。然而，盡管為各單元組連接了線圈，但這些線圈被構(gòu)造為纏繞在共用磁芯上。因此，在線圈已經(jīng)連接至容納在單獨殼體中的多個蓄電模塊的情況下，線圈和磁芯必須容納在單獨殼體中。進(jìn)行星形配線，其中，多個蓄電模塊連接至單獨的變壓器設(shè)備，因此，引起在蓄電模塊數(shù)目增加的情況下連接變復(fù)雜的問題。此外，通過開關(guān)電路來執(zhí)行電壓均勻性，該開關(guān)電路被控制為使得在相同的相位下執(zhí)行開/關(guān)操作，這防止開關(guān)操作針對各電池組被單獨控制。因此，這導(dǎo)致以下問題，從具有高電壓的特定單元組到具有低電壓的特定單元組不執(zhí)行電力傳輸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，期望提供蓄電設(shè)備、電子裝置、電動車和電力系統(tǒng)，由此可單獨控制各蓄電模塊的開關(guān)操作，而無需變壓器被構(gòu)造為與蓄電模塊分離的設(shè)備。在一個實施方式中，電池系統(tǒng)包括串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊，各蓄電模塊均包括包括多個電池單元的電池塊組；以及連接至各電池塊組的不同磁芯。在另一實施方式中，電池裝置包括包含電池塊組的蓄電模塊，電池塊組包括多個電池單元；以及磁芯，連接至電池塊組并且被構(gòu)造為只與該一個電池塊組一起操作。在另一實施方式中，控制設(shè)備包括包含磁芯的蓄電模塊、經(jīng)由初級側(cè)線圈電連接至磁芯的初級開關(guān)、經(jīng)由次級側(cè)線圈電連接至磁芯的次級開關(guān)；以及模塊控制器。在另一實施方式中，電動車包括電池系統(tǒng)，包括串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊，各蓄電模塊包括電池塊組(包括多個電池單元)和連接至各電池塊組的不同磁芯；以及轉(zhuǎn)換器，被構(gòu)造為從所述電池系統(tǒng)接收電力供給，并且將電力提供給電動車的組件。


圖I為蓄電系統(tǒng)的實例的框圖； 圖2為蓄電模塊的實例的分解透視圖；圖3為圖示蓄電模塊的實例連接構(gòu)造的連接圖；圖4是示出了蓄電系統(tǒng)的具體構(gòu)造的框圖；圖5為模塊控制器的實例的框圖；圖6是示出了連接多個蓄電模塊的蓄電系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖；圖7是示出了關(guān)于蓄電模塊多層布線板的組件的安裝狀態(tài)的近似線條畫法；圖8是示出了絕緣單元的電路構(gòu)造的連接圖；圖9A和圖9B是用于描述2層布線板和4層布線板的截面圖；圖IOA和圖IOB是用于描述印刷電路板天線的具體實例的近似線條示圖；圖IlA至圖IlC是用于描述底部均衡的重要性的近似線條示圖；圖12A至圖12C是用于描述主動底部單元均衡的操作的近似線條示圖；圖13A至圖13C是用于描述頂部均衡的重要性的近似線條示圖；圖14A至圖14C是用于描述主動頂部單元均衡近操作的似線條示圖；圖15A和圖15B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主動底部單元均衡電路的連接圖；圖16是用于描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主動底部單元均衡電路的操作的時序圖；圖17A和圖17B為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主動頂部單元均衡電路的連接圖；圖18是用于描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主動頂部單元均衡電路的操作的時序圖；圖19是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模塊間均衡電路的實例的連接圖；圖20是模塊間均衡電路的實例的連接圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的第一實例的連接圖；圖22是示出了開關(guān)的具體實例的連接圖；圖23是用于描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的第一實例的操作描述的連接圖；圖24是用于描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的第一實例的操作描述的時序圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的第二實例的連接圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的第三實例的連接圖；圖27是根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的第四實例的連接圖28是包括根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的蓄電系統(tǒng)的實例的框圖；圖29是在本發(fā)明已應(yīng)用于電池間均衡電路的情況下的連接圖；圖30是包括根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的蓄電系統(tǒng)的第一應(yīng)用例的框圖；以及圖31是包括根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路的蓄電系統(tǒng)的第二應(yīng)用例的框圖。
具體實施例方式下文將描述的實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選特定實例，并且在技術(shù)上優(yōu)選的不同限制附加至所述實施方式，但除非對特定限制本發(fā)明的影響作出描述，本發(fā)明的范圍并不限于以下描述的這些實施方式。 蓄電系統(tǒng)在利用大量蓄電元件(例如，電池單元)來產(chǎn)生大輸出的情況下，利用連接多個蓄電單元(以下稱為蓄電模塊)的構(gòu)造，并且控制設(shè)備與多個蓄電模塊共同設(shè)置。這種構(gòu)造將被稱為蓄電系統(tǒng)。蓄電模塊為多個電池單元和控制器相結(jié)合的單元。如圖I所示，N個蓄電模塊MODl至MODN串聯(lián)連接。蓄電模塊MODl至MODN經(jīng)由絕緣單元IS連接至接口總線BS。此外，模塊控制器連接至整個控制設(shè)備(下文中被適當(dāng)?shù)乇环Q為控制箱)ICNT，并且控制箱ICNT執(zhí)行諸如充電管理、放電管理、惡化控制等。控制箱ICNT由微計算機構(gòu)成。串行接口被用作蓄電模塊內(nèi)的總線以及連接蓄電模塊MODl至MODN和控制箱ICNT的總線BS。具體地，SM總線(系統(tǒng)管理總線)、CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))、SPI (串行外設(shè)接口)等被用作串行接口。例如，可利用I2C總線。I2C總線為使用兩個信號線SCL (串行時鐘)和雙向SDA (串行數(shù)據(jù))進(jìn)行通信的同步串行通信。各蓄電模塊MOD的模塊控制器CNT以及控制箱ICNT執(zhí)行通信。具體地，各蓄電模塊的內(nèi)部狀態(tài)的信息(即，電池信息)由控制箱ICNT接收，并且各蓄電模塊的充電處理和放電處理被管理?？刂葡銲CNT將N個蓄電模塊的串行連接輸出(NX 51. 2V)提供給負(fù)載。在N=14 情況下，輸出變?yōu)?14X51. 2V=716. 8V)。蓄電模塊的實例圖2是示出了蓄電模塊MOD的機械構(gòu)造的透視圖。蓄電模塊MOD的外部殼體由外部下殼體2a和外部上殼體2b組成，外部下殼體2a和外部上殼體2b由受到鈑金加工的金屬制成。期望利用具有高導(dǎo)熱性和發(fā)射率的材料作為外部下殼體2a和外部上殼體2b的材料。因此，可獲得良好的殼體散熱特性，并且可防止殼體內(nèi)的溫度上升。例如，外部下殼體2a和外部上殼體2b的材料為鋁或鋁合金或者銅或銅合金。用于對蓄電模塊MOD充電/放電的外部正極端子3和外部負(fù)極端子4被設(shè)置到殼體的后表面。此外，電流屏蔽容器(current shielding vessel) 5被設(shè)置到蓄電模塊MOD的后表面。通過提供電流屏蔽容器5可提高安全性。此外，還設(shè)置了與設(shè)置在殼體2內(nèi)的控制電路進(jìn)行通信的連接器單元6?？刂齐娐繁辉O(shè)置為監(jiān)控電池單元的溫度并且控制充電、放電等。此外，指示操作狀態(tài)的顯示元件(諸如，LED等)被設(shè)置到殼體的前表面。殼體的外部下殼體2a具有箱形構(gòu)造，并且外部上殼體2b被設(shè)置為覆蓋其開口。子模塊ASl至AS4被封裝在外部下殼體2a的存儲空間中。為了使用螺絲等來固定子模塊ASl至AS4，多個圓形突出物(boss)形成在外部下殼體2a的底部上。預(yù)先在殼體的外部組裝好子模塊ASl至AS4。各子模塊是與用作子存儲殼體的絕緣殼體整合在一起的多個電池塊的模塊。諸如塑料等模具組件可被用作子模塊的殼體。子模塊ASl至AS4為用于將多個電池塊容納在殼體中，以防止暴露內(nèi)部電池塊的正極端子和負(fù)極端子。例如，一個電池塊是由并聯(lián)連接的八個圓柱形鋰離子二次電池組成的塊。子模塊ASl和AS2分別是與上殼體和下殼體整合在一起的六個電池塊。子模塊AS3和AS4分別為與上殼體和下殼體整合在一起的兩個電池塊。因此，使用總共十六個(6+6+2+2=16)電池塊。例如，這些電池塊串聯(lián)連接。就各子模塊ASl至AS4的每一個而言，連接金屬板(例如，總線條，bus bar)被用于串聯(lián)連接電池塊。總線條為細(xì)長桿狀金屬。針對該總線條，形成用于連接來源于電池塊 等的連接金屬板的多個孔。如圖3所示，電池塊BI至B16串聯(lián)連接，八個電池并聯(lián)連接至各電池塊BI至B16。電池塊BI至B16均連接至作為各蓄電模塊的控制設(shè)備的模塊控制器CNT，并且控制充電/放電。經(jīng)由外部正極端子3和外部負(fù)極端子4進(jìn)行充電/放電。例如，電池塊BI至B6包括在子模塊ASl中，以及電池塊Bll和B16包括在子模塊AS2中。此外，電池塊B7和BlO包括在子模塊AS3中，以及電池塊B8和B9包括在子模塊AS4中。諸如各電池塊的正電極和負(fù)電極之間的電壓的信息經(jīng)由總線10提供給模塊控制器CNT。模塊控制器CNT監(jiān)控各電池塊的電壓、電流和溫度，并且輸出所監(jiān)控結(jié)果作為電池信息。例如，一個蓄電模塊MOD輸出(16X3. 2V=51. 2V)。圖4示出了蓄電系統(tǒng)的更特定連接構(gòu)造。例如，四個蓄電模塊MODI至M0D4串聯(lián)連接。在該情況下，將要提取到正極端子3 (VB+)和負(fù)極端子4 (VB-)的總電壓大約為200V。模塊控制器CNTl至CNT4以及電池塊組BBl至BB4均包括在各蓄電模塊中。例如，各塊組為串聯(lián)連接的16個電池塊。模塊控制器CNTl至CNT4經(jīng)由總線連接，模塊控制器CNT4的通信端子連接至控制箱ICNT。諸如各模塊的電壓等的信息被從各模塊控制器傳送至控制箱ICNT?？刂葡銲CNT還包括通信端子11，以外部地進(jìn)行通信。模塊控制器的實例將參考圖5就模塊控制器的構(gòu)造的實例作出描述。模塊控制器CNT被構(gòu)造為檢測η個串聯(lián)連接電池塊BI至Bn的兩個邊緣的電壓以及各電池塊的電壓。并提供了多路復(fù)用器(multiplexer) 15，其順次輸出電池塊BI至Bn的兩個邊緣的電壓以及各電池塊的電壓。多路復(fù)用器15例如根據(jù)預(yù)定的控制信號來切換信道，并且從η段模擬電壓數(shù)據(jù)中選擇一段模擬電壓數(shù)據(jù)。由多路復(fù)用器15選擇的一段模擬電壓數(shù)據(jù)被提供給A/D轉(zhuǎn)換器(圖5中被寫成ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器))16。A/D轉(zhuǎn)換器16將由多路復(fù)用器15提供的模擬電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓數(shù)據(jù)。例如，模擬電壓數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為14位至18位數(shù)字電壓數(shù)據(jù)。請注意，各種方法均可被用作A/D轉(zhuǎn)換器16的方法，諸如逐次逼近法、Δ Σ (數(shù)字西格瑪)法等。來自A/D轉(zhuǎn)換器16的數(shù)字電壓數(shù)據(jù)被提供給通信單元17。通信單元17由控制單元18控制，并且與經(jīng)由通信端子19a和19b連接的外部設(shè)備進(jìn)行通信。例如，通信單元17經(jīng)由通信端子19a與另一模塊的模塊控制器進(jìn)行通信，并經(jīng)由通信端子19b與控制箱ICNT進(jìn)行通信。此外，模塊控制器CNT經(jīng)由通信端子19b從控制箱ICNT接收控制信號。以此方式，通信單元17執(zhí)行雙向通信。此外，控制單元18執(zhí)行控制以使電池塊的電壓均勻化。這種控制被稱為單元均衡控制。例如，若多個電池塊BI至Bn中的一個電池塊已經(jīng)達(dá)到使用下限放電電壓，則存在電池容量仍保持的其它電池塊。在下次充電時，仍保留電池容量的其它電池塊將更容易達(dá)到充電上限電壓，以上電池塊不會被充至滿電荷。為了避免這種不均衡，通過導(dǎo)通MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)來使保留電池容量的電池塊強制放電。請注意，單元均衡控制方法不僅可適用于以上被動方法，而且適用于所謂主動方法以及其它不同方法。隨后將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊之間的均衡控制。注意，以上模塊控制器CNT監(jiān)控各電池塊的電壓，將所檢測的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號傳送至控制箱ICNT?？勺龀鲆环N配置，其中，檢測除了電壓之外的各電 池塊的溫度，溫度被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且被傳送至控制箱ICNT。如圖5所示，關(guān)于模塊控制器CNT的電源供給從電池塊BI至Bn供應(yīng)。然而，若使用電池塊BI至Bn作為電源，模塊控制器CNT的用電量相互不均等，因此，導(dǎo)致模塊間電池塊BI至Bn之間的容量不均勻性，并且出現(xiàn)模塊間不均衡。從這個角度看，期望電池塊BI至Bn不被用作模塊控制器CNT的電源。就圖5所示模塊控制器CNT而言，如由虛線內(nèi)側(cè)所包圍的區(qū)域所示，A/D轉(zhuǎn)換器
16、通信單元17和控制單元18為可在低電壓處操作的低電壓電源單元，例如，5V電源。就本發(fā)明而言，低電壓電源單元而言的電源被配置為由控制箱ICNT供給。若由電池塊BI至Bn供應(yīng)電源，由于模塊控制器CNT的耗電量差異，模塊間的均衡可能變壞。就本發(fā)明而言，針對模塊控制器CNT的低電壓電源單元的電源供給由控制箱ICNT提供，因此，不會導(dǎo)致這種問題。根據(jù)本發(fā)明的蓄電系統(tǒng)在圖6中示出了本發(fā)明已應(yīng)用于具有η個蓄電模塊MODl至MODn的蓄電系統(tǒng)的構(gòu)造。各蓄電模塊由通信單元COMl至COMn、絕緣單元ISCl至ISCn、模塊控制器CNTl至CNTn和電池塊組BBl至BBn構(gòu)成。η個蓄電模塊和控制箱ICNT相連接。通信線LI和L2以及供電線Lp被用于連接。在控制箱ICNT和蓄電模塊MODl至MODn之間經(jīng)由通信線LI和L2進(jìn)行雙向通信。例如，CAN被用作通信方法。如今，CAN被用作車輛LAN。各蓄電模塊的通信單元COMl至COMn對應(yīng)于圖5中的單元17。相應(yīng)地，圖6中的模塊控制器CNT至CNTn具有從圖5中省略通信單元17的構(gòu)造。然而，通信單元COMl至COMn和通信單元17兩者均可被提供為各具有不同的功能。例如，通過供電線Lp提供+5V電源電壓作為各蓄電模塊的低電壓電源單元的電源。絕緣單元ISCl至ISCn具有在通信單元COMl至COMn和模塊控制器CNTl至CNTn之間絕緣的功能。具體地，通信單元COMl至COMn的電源的參考電位和模塊控制器CNTl至CNTn的電源的參考電位分開，并且被視為獨立電路。此外，在絕緣狀態(tài)下，絕緣單元ISCl至ISCn具有向模塊控制器CNTl至CNTn提供電源電壓的功能以及作為雙向通信的傳輸介質(zhì)的功能。
作為實例，控制箱ICNT和通信單元COMl至COMn的電源電壓被視為OV至+5V。蓄電模塊MODl的模塊控制器CNTl的電源電壓被視為OV至+5V，蓄電模塊M0D2的模塊控制器CNT2的電源電壓被視為+50V至+55V，蓄電模塊MODn的模塊控制器CNTn的電源電壓被視為(+50Xn) V 至(+50Xn)+5V。絕緣單元針對通過絕緣單元ISCl至ISCn要執(zhí)行的雙向通信系統(tǒng)，可利用CAN標(biāo)準(zhǔn)。就通過絕緣單元ISCl至ISCn執(zhí)行的電力傳輸系統(tǒng)而言，可利用電磁感應(yīng)系統(tǒng)、磁共振系統(tǒng)、無線電波接收系統(tǒng)等。就本發(fā)明而言，利用非接觸式IC卡技術(shù)。非接觸式IC卡技術(shù)是一種讀取器/寫入器的天線線圈以及卡的天線線圈受到磁通耦合并且在讀取器/寫入器與卡之間進(jìn)行通信和電力傳輸?shù)募夹g(shù)。就通信而言，利用使頻率13.56kHz的載波受到ASK (幅移鍵控)調(diào)制的方法，并且以212kbps或者424kbps速度進(jìn)行通信。絕緣單元ISCl至ISCn具有與以上非接觸式IC卡方法相同的規(guī)格。此外，絕緣單元ISCl至ISCn被構(gòu)造為在形成于多層印 刷電路板的不同層中的天線(線圈)之間進(jìn)行通信和電力傳輸。如圖7所示，組成控制箱ICNT的MPU (微處理單元)以及非接觸式IC卡方法的讀取器/寫入器側(cè)的LSI (大規(guī)模集成電路)22被安裝在多層印刷電路板21上。此外，印刷電路板天線23和24、非接觸式IC卡方法的卡側(cè)上的LSI 25以及模塊控制器CNT被安裝在多層印刷電路板21上。如圖8示意性示出的，就非接觸式IC卡方法而言，例如，卡單元27 (載波振幅為2Vop至13Vop，并且調(diào)制度大約為10%)的傳輸信號從讀取器/寫入器單元26的天線23形成。傳輸信號從天線23傳送到卡單元27的天線24。例如，天線24處接收的信號為高頻信號，其中，載波振幅為2Vop至13Vop，并且調(diào)制度大約為10%。所接收信號被平滑化，因此，形成卡單元27處的電源供給?？▎卧?7處的用電量為足夠小。將描述印刷電路板的實例。就天線形成為導(dǎo)電圖案的多層印刷電路板21而言，如圖9A所示，利用具有四個布線層LYl至LY4的4層印刷電路板?？蛇x地，如圖9B所示，利用具有兩個布線層LYll和LY12的2層印刷電路板。如圖IOA所示，初級側(cè)(讀取器/寫入器側(cè))的天線23由螺旋形圖案31a、線性圖案31b和線性圖案31c形成。螺旋形圖案31a形成在4層印刷電路板的第四布線層LY4上，并且圖案31a的中心部分的邊緣部分經(jīng)由焊接區(qū)(land)和通孔連接至第三布線層LY3的焊接區(qū)32a。線性圖案31b形成在焊接區(qū)32a和焊接區(qū)32b之間。焊接區(qū)32b經(jīng)由第三布線層LY3的通孔和焊接區(qū)連接至線性圖案31c。圖案31a和31c的邊緣部分連接至未示出的連接器。如圖IOB所示，次級側(cè)(卡側(cè))的天線24由螺旋形圖案41a、線性圖案41b、線性圖案41c和線性圖案41d形成。一個邊緣連接至連接器(未示出)的螺旋形圖案41a形成在4層印刷電路板的第一布線層LYl上，并且經(jīng)由焊接區(qū)42a、通孔和第二布線層LY2的焊接區(qū)連接至線性圖案41b。圖案41b的一個邊緣經(jīng)由焊接區(qū)42b和通孔連接至第一布線層LYl的焊接區(qū)。線性圖案41c的一個邊緣連接至第一布線層LYl的焊接區(qū)。線性圖案41c的另一個邊緣連接至連接器(未示出)。此外，線性圖案41d的一個邊緣連接至與螺旋形圖案41a連接的焊接區(qū)42c。線性圖案41d的另一個邊緣連接至參考電位點。
若圖案交叉，印刷電路板天線由不同布線層的圖案構(gòu)成。通孔和焊接區(qū)被用于連接不同的布線層。結(jié)果，如圖IOA所示，第四布線層中出現(xiàn)不必要的焊接區(qū)32c和32d，以及第一布線層中出現(xiàn)不必要的焊接區(qū)42d?？衫每缃泳€(jumper lead),取代以上圖案形成在印刷電路板的另一布線層上。具體地，利用跨接線，取代圖IOA中的圖案31b以及圖IOB中的圖案41b和41d。在該情況下，可利用2層印刷電路板，不一定形成通孔，并且可防止不必要焊接區(qū)出現(xiàn)。通過未形成通孔可提高印刷電路板的絕緣電阻。根據(jù)本發(fā)明實施方式的絕緣單元使用印刷電路板來執(zhí)行初級側(cè)天線和次級側(cè)天線之間的絕緣。因此，就根據(jù)本發(fā)明實施方式的絕緣單元而言，1000V以上可被實現(xiàn)為DC絕緣電壓。此外，具有多個優(yōu)勢，其中，可進(jìn)行雙向通信和電力傳輸，由此可降低成本。單元均衡
就本發(fā)明而言，控制以上多個蓄電模塊MODl至MODn之間的電壓均衡(以下簡稱為模塊均衡)。具體地，通過控制模塊間均衡來使蓄電模塊輸出電壓均勻化。一般地，在各蓄電模塊中包括大量電池單元，因此，與蓄電模塊內(nèi)的電池單元之間的電壓均衡(以上被簡稱為電池均衡)相比，蓄電模塊間的不均勻性增加。因此，即使在執(zhí)行蓄電模塊內(nèi)的單元均衡控制的情況下，執(zhí)行模塊均衡控制也有意義。在描述本發(fā)明之前將描述一般的單元均衡控制。如圖IlA至圖IlC所示，將研究三個電池單元BT1、BT2和BT3之間的電池均衡。首先，如圖IlA所示，假設(shè)電池單元全部已經(jīng)充滿。接著，如圖IlB所示，假設(shè)電池單元已經(jīng)放電，在電池單元放電量中出現(xiàn)不均勻性，并且電池單元BTl電壓已經(jīng)達(dá)到利用虛線指示的使用下限電壓。由于電池單元之間不均勻性，其它電池單元BT2和BT3仍未達(dá)到使用下限電壓。例如，自放電量差異是電池單元之間放電量不均勻的原因。若在所述狀態(tài)下已經(jīng)開始充電，在電池單元BTl電壓達(dá)到使用下限電壓時剩余容量最大的電池單元BT2首先達(dá)到滿容量。此時,如圖IlC所示，電池單元BTl未充至滿電荷。因此,若電池單元BTl已經(jīng)充電，放電量Cl將被放電，但是可放電量已減少至放電量C2。為了解決所述問題，如圖12A和圖12B所示，假設(shè)在電池單元BTl達(dá)到使用下限電壓時，電力從保留最多容量(具有最高電位)的電池單元BT2移至容量最少(具有最低電位)的另一電池單元BTl，并且剩余容量大體上相等。電池單元BT1、BT2和BT3被充電，由此三個電池單元可被充至基本滿的電荷電壓?，F(xiàn)實中，重復(fù)進(jìn)行多次處理。這種控制被稱為主動底部單元均衡控制。通過底部單元均衡控制可防止可放電量減少。一種方法被稱為被動底部單元均衡控制，其中，在圖12A所示的狀態(tài)下，電池單元BT2和BT3被放電為與具有最低電位的電池單元BTl的電位一致。由于與被動方法相比，可有效使用容量，所以主動方法是優(yōu)選的。將參考圖13A至圖14C描述主動頂部均衡控制。首先，如圖13A所示，假設(shè)電池單元全部已經(jīng)充滿。接著，如圖13B所示，假設(shè)電池單元已經(jīng)被放電。若已經(jīng)開始充電，如圖13C所示，電池單元BT2電壓首先達(dá)到使用上限電壓。此時，電池單元BTl和BT3的電壓還未達(dá)到使用上限電壓。因此，如C12所示，與充電量Cll (圖13A)相比,充電量已經(jīng)降低。為了解決所述問題，如圖14A和圖14B所示，假設(shè)在電池單元BT2達(dá)到使用上限電壓時，電力從保留最多容量(具有最高電位)的電池單元BT2移至容量最少(具有最低電位)的電池單元BTl，并且剩余容量大體上均等。電池單元BT1、BT2和BT3被充電，由此三個電池單元可被充至基本滿的電荷電壓?，F(xiàn)實中，重復(fù)進(jìn)行多次處理。這種控制被稱為主動頂部單元均衡控制。通過頂部單元均衡控制可防止可充電量減少。一種方法被稱為被動頂部單元均衡控制，在圖14A所示的狀態(tài)下，電池單元BT2和BT3被放電為與具有最低電位的電池單元BTl的電位一致。因為與被動方法相比，可有效使用容量，所以主動方法是優(yōu)選的?，F(xiàn)有單元均衡控制電路將參考圖15A、圖15B和圖16就使用回掃變壓器的現(xiàn)有主動底部電池均衡電路的實例作出描述。各電池單元的正極和負(fù)極分別連接至初級側(cè)線圈Wl至W6的兩個邊緣。六個電池單元BTl至BT6的串聯(lián)連接的正極和負(fù)極連接至次級側(cè)線圈WO的兩個邊緣。此外，設(shè)置有共用磁芯M。 此外，次級側(cè)線圈WO串聯(lián)連接至次級側(cè)開關(guān)S0，以及初級側(cè)線圈Wl至W6分別串聯(lián)連接至初級側(cè)開關(guān)SI至S6。例如，開關(guān)SO至S6由MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)FET構(gòu)成。圖16為圖15A和圖15B所示的主動底部電池均衡電路的操作的時序圖。作為實例，已經(jīng)通過未示出的監(jiān)控單元來檢測電池單元BTl至BT6的電壓，并且電池單元BT2的電壓已經(jīng)被檢測為最低。在該情況下，電力從另一個電池單元移至電池單元BT2。首先，如圖15A以及圖16中的A所示，開關(guān)SO導(dǎo)通，以及如圖16中的C所示電流Il流入線圈W0，并且磁芯M被磁化。接下來，如圖15B以及圖16中的B所示，串聯(lián)連接至線圈W2的初級側(cè)開關(guān)S2導(dǎo)通，以及也如圖16中的A所示，次級側(cè)開關(guān)SO截止。發(fā)射磁芯M的磁能量，并且如圖16中的D所示的電流12流入初級側(cè)線圈W2。該電流12流入電池單元BT2，并且電池單元BT2被充電。此后，如圖16中的B所示，初級側(cè)開關(guān)S2截止。此外，此后預(yù)定時間段的暫停時間繼續(xù)。上述初級側(cè)開關(guān)SO的工作時段、初級側(cè)開關(guān)S2的工作時段和上述暫停時段被視為循環(huán)周期，并且重復(fù)該操作。將參考圖17A、圖17B和圖18就現(xiàn)有主動頂部電池均衡電路實例而言作出描述。各電池單元的正極和負(fù)極分別連接至初級側(cè)線圈Wl至W6的兩個邊緣。六個電池單元BTl至BT6串聯(lián)連接的正極和負(fù)極連接至次級側(cè)線圈WO的兩個邊緣。此外，還設(shè)置了共用磁芯M0此外，初級側(cè)線圈Wl至W6分別串聯(lián)連接至初級側(cè)開關(guān)SI至S6。例如，次級側(cè)線圈WO串聯(lián)連接至次級側(cè)開關(guān)SO，以及開關(guān)SO至S6由MOSFET構(gòu)成。圖18為圖17A和圖17B中所示的主動頂部電池均衡電路的操作的時序圖。作為實例，已經(jīng)通過未示出的監(jiān)控單元來檢測電池單元BTl至BT6的電壓，并且電池單元BT5的電壓已經(jīng)被檢測為最高。在該情況下，電力從電池單元BT5移至另一電池單元。首先，如圖17A以及圖18中B所示，開關(guān)S5導(dǎo)通，以及如圖18中D所示的電流Il流入線圈W5，并且磁芯M被磁化。接著，如圖17B以及圖18中A所示，次級側(cè)開關(guān)SO導(dǎo)通，以及也如圖18中B所示，初級側(cè)開關(guān)S5截止。如圖18中C所示,通過磁芯M的電磁能量，電流12流入次級側(cè)線圈WO。該電流12流入串聯(lián)連接的電池單元BTl至BT6，并且電力被分配給所述電池。
此后，如圖18中A所示的次級側(cè)開關(guān)SO截止。此外，此后預(yù)定時段的暫停時間繼續(xù)。上述初級側(cè)開關(guān)S5的工作時段、次級側(cè)開關(guān)SO的工作時段和暫停時段被視為循環(huán)周期，并且重復(fù)該操作。模塊間均衡電路以上現(xiàn)有均衡電路與電池單元有關(guān)，并且若將所述電路應(yīng)用于參考圖I至圖6所述的模塊間的均衡，則會出現(xiàn)問題。注意，模塊間均衡為由各蓄電模塊內(nèi)的多個電池單元或者多個電池塊組成的電池單元的電壓均衡。一般地，與模塊內(nèi)的不均衡相比，模塊間的不均衡具有較大值。由于對各蓄電模塊執(zhí)行均衡控制，也可消除模塊間的不均衡，但用于處理的時間延長。然而，可一起使用模塊間的均衡控制以及以上現(xiàn)有的單元均衡控制。在該情況下，作為實例，預(yù)先執(zhí)行模塊間的均衡控制，此后，執(zhí)行模塊內(nèi)的均衡控制。在圖19中示出了現(xiàn)有電池均衡電路在無改變情況下應(yīng)用于主動模塊間均衡電路 的構(gòu)造。例如，執(zhí)行14個模塊間的均衡控制。電池塊組BBl至BB 14串聯(lián)連接。各電池塊組具有八個電池單元并聯(lián)連接并且八個電池單元的16個并聯(lián)連接(電池塊)被串聯(lián)連接(所謂的(8P16S))的構(gòu)造。例如，一個電池塊組產(chǎn)生(3. 2V X 16=51. 2V)的電壓。因此，就14個電池塊組BBl至BB14而言，電池塊組的串聯(lián)連接產(chǎn)生(51. 2V X 14=716. 8V)的電壓。14個電池塊組串聯(lián)連接的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)與次級側(cè)線圈WO的兩個邊緣連接。此夕卜，還設(shè)置了共用磁芯M。此外，次級側(cè)線圈WO串聯(lián)連接至次級側(cè)開關(guān)S0，并且初級側(cè)線圈Wl至W14分別串聯(lián)連接至初級側(cè)開關(guān)SI至S14。開關(guān)SO至S14由例如M00SFET構(gòu)成。就圖19構(gòu)造中的主動底部電池均衡操作而言，開關(guān)SO導(dǎo)通，以使用流入次級側(cè)線圈WO的電流來磁化磁芯M，接著，具有最低電壓的蓄電模塊的初級側(cè)開關(guān)導(dǎo)通，以使用發(fā)送至初級側(cè)線圈的電磁能量來對蓄電模塊的電池塊組充電。作為實例，若電池塊組BB2的電壓為32. 0V，并且其它電池塊組的電壓為32. 6V，次級側(cè)開關(guān)SO導(dǎo)通達(dá)預(yù)定時段，之后開關(guān)SO截止，而且，電池塊組BB2的初級側(cè)開關(guān)S2也導(dǎo)通。電池塊組BB2通過流入初級側(cè)線圈W2的電流來充電。就圖19構(gòu)造中的主動頂部電池均衡操作而言，連接至具有最高電壓的電池塊組的初級側(cè)線圈的開關(guān)導(dǎo)通，接著，所述開關(guān)截止，以及開關(guān)SO也導(dǎo)通，以將電流發(fā)送至次級側(cè)線圈WO并且給電池塊組BBl至BB14充電。作為實例，若電池塊組BB2電壓為56. 5V，并且其它電池塊組電壓為55. 9V，初級側(cè)開關(guān)S2導(dǎo)通達(dá)預(yù)定時段，之后開關(guān)S2截止，以及次級側(cè)開關(guān)SO也導(dǎo)通。電池塊組BBl至BB14通過流入次級側(cè)線圈WO的電流來充電。就圖19的構(gòu)造而言，共享變壓器的磁芯M，因此，多個(例如，14)蓄電模塊很難通過容納在單獨殼體中來構(gòu)成。在該情況下，由磁芯、線圈和開關(guān)組成的變壓器部分容納在與14個蓄電模塊不同的殼體中來構(gòu)成變壓器裝置，并且14個蓄電模塊與作為中心的該變壓器裝置以星形狀連接。這種星形構(gòu)造包括蓄電模塊數(shù)目增加導(dǎo)致星形布線復(fù)雜的問題。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模塊間均衡電路問題就圖19中的構(gòu)造而言，716. 8V的電壓通過14個串聯(lián)連接的電池塊組施加至次級側(cè)線圈WO和開關(guān)SO的串聯(lián)電路。在實際使用情況下的合適電壓被視作約為所施加的電壓的三倍，因此，半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)備(諸如，構(gòu)成開關(guān)SO的FET等)的耐受電壓大于等于2000V。很難實現(xiàn)耐受電壓半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)備要求極高的圖19中的構(gòu)造。如圖20所示，磁芯M被劃分為14個磁芯Ml至M14，以及次級側(cè)線圈WO被劃分為14個次級側(cè)線圈WOl至W014。因此，14個蓄電模塊可被劃分并且容納在殼體中。就圖20的構(gòu)造而言，716. 8V的電壓施加至各初級開關(guān)SOl至S014。然而，就圖20的構(gòu)造而言，回掃變壓器單獨構(gòu)成，回掃變壓器的初級開關(guān)和次級開關(guān)分別連接至線圈，由此可單獨控制開關(guān)操作。因此，如下所述，可執(zhí)行控制，其中，從多個電池塊組并行提取電力，或者電力被并行提供給多個電池塊組。此外，控制開關(guān)操作的工作時段長度，由此可控制電力量。根據(jù)本發(fā)明的模塊間均衡電路如圖21所示，就本發(fā)明而言，回掃變壓器Tl由初級側(cè)線圈W1、次級側(cè)線圈WOl和磁芯Ml構(gòu)成。初級側(cè)線圈Wl和開關(guān)SI串聯(lián)連接，以及次級側(cè)線圈WOl和開關(guān)SOl串聯(lián)連接。同樣，回掃變壓器T2至T14由初級側(cè)線圈W2至W14、次級側(cè)線圈W02至W014和磁芯M2至M14構(gòu)成。初級側(cè)線圈W2至W14和開關(guān)S2至S14串聯(lián)連接。次級側(cè)線圈W02至W014和開關(guān)S02至S014串聯(lián)連接?；貟咦儔浩鱐l的初級側(cè)線圈Wl和開關(guān)SI的串聯(lián)電路連接至蓄電模塊的電池塊 組BBl的正端和負(fù)端。其它各初級側(cè)線圈W2至W14和開關(guān)S2至S14的串聯(lián)電路串聯(lián)連接至蓄電模塊的電池塊組BB2至BB14的正端和負(fù)端。提供蓄電元件51，并且通過蓄電元件51來產(chǎn)生共用電源電壓CV。共用電源電壓CV被視為比串聯(lián)連接的電池塊組的總電壓716. 8V更低的電壓。優(yōu)選地，共用電源電壓CV被大體設(shè)定為次級側(cè)開關(guān)的耐受電壓的三分之一以下。例如，共用電源電壓CV被設(shè)定為大體上等于電池塊組的單位電壓(51. 2V)的值。通過控制總放電電流和總充電電流，共用電源電壓CV的電位被控制為使得在既不耗盡也不過流情況下變?yōu)槠谕妷?。蓄電元?1為電池、電容器等。一條共用供電線CL+被視為共用電源電壓CV，以及另一共用供電線CL-被視為0V。另一個共用供電線CL-被視為未連接至多個蓄電模塊的電池塊組串聯(lián)連接電源(V-)的單獨電源。然而，共用供電線CL-可連接至電源V-。所劃分的初級側(cè)線圈WOl至W014的一個邊緣均連接至共用供電線CL+，以及所劃分的次級側(cè)線圈WOl至W014的另一邊緣經(jīng)由開關(guān)SOl至S014均連接至共用供電線CL-。例如，開關(guān)SO至S14和開關(guān)SOl至S014由MOSFET構(gòu)成。例如，如圖22所示，回掃變壓器Tl的開關(guān)SOl由MOSFET QOl以及連接在其漏極和源極之間的二極管DOl構(gòu)成，以及開關(guān)SI由MOSFET QOl以及連接在其漏極和源極之間的二極管Dl構(gòu)成。通過來自控制箱ICNT的控制單元的控制信號來控制開關(guān)的導(dǎo)通/截止?？刂葡銲CNT從各蓄電模塊的模塊控制器CNT接收信息作為電壓監(jiān)控結(jié)果，以產(chǎn)生控制信號(脈沖信號)。注意，可利用除了 MOSFET之外的半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)備，諸如IGBT (絕緣柵雙極晶體管)等。注意，就從源極流至漏極方向的電流而言，在無控制信號情況下(開關(guān)自動導(dǎo)通)，電流通過二極管自動流入開關(guān)(由MOSFET以及連接在其漏極和源極之間的二極管構(gòu)成)。共用電源電壓CV施加至次級側(cè)線圈WOl至W014和開關(guān)SOl至S014的串聯(lián)電路。例如，共用電源電壓CV被設(shè)定為與施加至初級側(cè)線圈和開關(guān)的電壓相同的電壓(51. 2V)，次級側(cè)開關(guān)SOl至S014的耐受電壓可設(shè)定為約154V。所述耐受電壓對于組成次級側(cè)開關(guān)SOl至S014的半導(dǎo)體開關(guān)而言并不很高，由此可容易構(gòu)成模塊間均衡電路。關(guān)于各回掃變壓器Tl至T14，初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈之間的匝數(shù)比不限于1，但初級側(cè)和次級側(cè)之間的相位顛倒。此外，回掃變壓器Tl至T14可雙向傳送電力。因此，初級側(cè)和次級側(cè)的記法是為了方便，并且可執(zhí)行從初級側(cè)到次級側(cè)的電力傳輸或者從次級側(cè)到初級側(cè)的電力傳輸。若采用回掃變壓器Tl作為實例，在開關(guān)SI從開關(guān)SI和SOl截止的狀態(tài)導(dǎo)通之后，電流流入線圈W1，并且磁芯Ml被磁化。在開關(guān)SI的導(dǎo)通期間，隨著時間的增加，電流流入線圈Wl。接著，在開關(guān)SI截止并且開關(guān)SOI導(dǎo)通之后，由于磁芯已經(jīng)被磁化，所以電流經(jīng)由開關(guān)SOl流入線圈W01。所述電流隨著時間減少。其它回掃變壓器的操作是相同的?；貟咦儔浩骶哂凶鳛轳詈想姼衅鞯墓δ?。就圖21構(gòu)造中的主動底部電池均衡操作而言，通過控制初級側(cè)開關(guān)，電力從具有最高電壓的電池塊組移至蓄電元件51。此外，通過控制次級側(cè)開關(guān)，電力移至具有最低電壓的蓄電模塊的電池塊組。以此方式，根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路經(jīng)由雙向回掃變壓器的兩個階段來遷移電力。作為實例，將對在電池塊組BB3的電壓為最高電壓32. 6V并且電池塊組BB2的電壓為最低電壓32. 6V情況下的操作作出描述。首先，開關(guān)S3導(dǎo)通，并且電流流入利用電池塊組BB3作為電源的回掃變壓器T3的初級側(cè)線圈W3。接著，開關(guān)S3截止，并且開關(guān)S03導(dǎo) 通。根據(jù)電磁能量，電流流入次級側(cè)線圈W03，并且蓄電元件51被充電。接著，開關(guān)S03截止，并且開關(guān)S02也導(dǎo)通，以及根據(jù)蓄電元件51，電流流入回掃變壓器T2的次級側(cè)線圈W02。接著，開關(guān)S02截止，并且開關(guān)S2也導(dǎo)通，以及通過流入初級側(cè)線圈W2的電流來對電池塊組BB2充電。以此方式，執(zhí)行主動底部電池均衡操作。就圖21構(gòu)成中主動頂部電池均衡操作而言，通過控制初級側(cè)開關(guān)，電力從具有最高電壓的電池塊組移到蓄電元件51。此外，通過控制次級側(cè)開關(guān)，電力移到具有最低電壓的蓄電模塊的電池塊組。以此方式，根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路經(jīng)由雙向回掃變壓器的兩個階段來移電力。作為實例，將就在電池塊組BB3電壓為最高電壓56. 5V并且電池塊組BB2電壓為最低電壓55. 9V情況下的操作而言作出描述。首先，回掃變壓器T3的開關(guān)S3導(dǎo)通，并且電流通過作為電源的電池塊組BB3流入回掃變壓器T3的初級側(cè)線圈W3。接著，開關(guān)S3截止，并且開關(guān)S03導(dǎo)通。根據(jù)電磁能量，電流流入次級側(cè)線圈W03，并且蓄電元件51被充電。接著，開關(guān)S03截止，并且回掃變壓器T2的開關(guān)S02也導(dǎo)通，以及根據(jù)蓄電元件51，電流流入次級側(cè)線圈W02。接著，開關(guān)S02截止，并且開關(guān)S2也導(dǎo)通，以及通過流入初級側(cè)線圈W2的電流來對電池塊組BB2充電。以此方式，執(zhí)行主動頂部電池均衡操作。將參考圖23和圖24更詳細(xì)地描述主動頂部電池均衡操作。如圖23所示，流入回掃變壓器T3的線圈W3的電流被標(biāo)記為il，并且流入線圈W03的電流被標(biāo)記為i2。電流il和i2具有相反的相位。流入回掃變壓器T2的線圈W02的電流被標(biāo)記為i3，以及流入線圈W2的電流被標(biāo)記為i4。電流i3和i4具有相反的相位。此外，假設(shè)蓄電元件51在操作開始時已經(jīng)被充滿。如圖24的時序圖所示，并行執(zhí)行通過回掃變壓器T3進(jìn)行的電力傳輸以及通過回掃變壓器T2進(jìn)行的電力傳輸。首先，如圖24中A和C所示，開關(guān)S3和S02導(dǎo)通達(dá)相同時段。根據(jù)開關(guān)S3的導(dǎo)通，逐漸增加的電流il流入線圈W3，如圖24中的E所示。根據(jù)開關(guān)S02的導(dǎo)通，逐漸增加的電流i3流入線圈W02，如圖24中的G所示。電流i3在放電方向上流入蓄電元件51。接著，開關(guān)設(shè)備S3和S02截止，以及如圖24中的B和D所示，開關(guān)S03和S2導(dǎo)通達(dá)相同周期。根據(jù)開關(guān)S03導(dǎo)通，逐漸減少的電流i2流入線圈W03，如圖24中的F所示。電流i2在充電方向上流入蓄電元件51。根據(jù)就蓄電元件51而言通過電流i2的充電，電力從電池塊組BB3移至蓄電元件51。根據(jù)開關(guān)S2的導(dǎo)通，逐漸減少的電流i4流入線圈W2，如圖24中的H所示。電流i4在對電池塊組BB2充電的方向上流動。根據(jù)通過電流i4的充電，蓄電元件51的電力被移至電池塊組BB2。注意，實際電力傳輸被執(zhí)行為使得不是通過一次開關(guān)操作而是通過多次開關(guān)操作來逐漸遷移電力。此外，就開關(guān)而言的脈沖信號受到脈寬調(diào)制以控制開關(guān)工作時段，由此電力遷移量可被設(shè)定為期望遷移量。此外，在圖24中，以同步方式描述開關(guān)S3和S02，但在現(xiàn)實中，在允許一定寬度的情況下，共用電源電壓CV不一定具有同步關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的模塊間均衡電路變形例就以上根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路而言，經(jīng)由一個回掃變壓器提取的 電力已經(jīng)通過一個回掃變壓器遷移。然而，可通過多個回掃變壓器提取電力。例如，可從具有最大電壓的蓄電模塊以及具有次大電壓的蓄電模塊兩者提取電力。此外，所提取的電力可經(jīng)由多個回掃變壓器被遷移。例如，電力可被提供給具有最大電壓的蓄電模塊以及具有其次大的電壓的蓄電模塊。例如，就以上圖21的構(gòu)造而言，利用通過回掃變壓器T14的小電流來提取電力，同時，利用通過回掃變壓器T3的大電流來提取電力。此外，在提取電力的同時，可利用通過各回掃變壓器Tl和T2的中間電流來提供電力。如圖25所示，就各蓄電模塊的各回掃變壓器Tl至T14的次級側(cè)而言，電容器Cl至C14分別插入在共用供電線CL+和共用供電線CL-之間。通過電容器Cl至C14來減少高頻分量，由此在共用供電線CL+和CL-處產(chǎn)生的電壓可被輸出為DC電源。所述DC電源可被提供為控制箱ICNT的電源。此外，如圖26所示，回掃變壓器Tx可被共同提供給所有蓄電模塊。回掃變壓器Tx由初級側(cè)線圈Wy、次級側(cè)線圈Wx和磁芯Tx組成。線圈Wx和開關(guān)Sx串聯(lián)連接。線圈Wy和開關(guān)Sy串聯(lián)連接。回掃變壓器Tx的次級側(cè)線圈Wx的一個邊緣連接至端子52，以及次級側(cè)線圈Wx的另一邊緣經(jīng)由開關(guān)Sx連接至OV線。端子52連接至共用電源電壓CV端子。初級側(cè)線圈Wy的一個邊緣連接至蓄電模塊的多個(例如，14)電池塊組BBl至BB14的串聯(lián)連接正端子(V+)。初級側(cè)線圈Wy的另一個邊緣連接至電池塊組BBl至BB14的串聯(lián)連接負(fù)端子(V-)。回掃變壓器Tl至T14和蓄電元件51以與圖21的構(gòu)造相同的方式連接至電池塊組BBl至BB14，并且執(zhí)行如上所述模塊間均衡控制。根據(jù)圖26所示構(gòu)成，電力可通過回掃變壓器TX立即供應(yīng)至所有蓄電模塊的電池塊組，并且就模塊間均衡控制操作而言的變動可增加。此外，就本發(fā)明而言，可利用利用除了回掃變換器方法之外電磁耦合方法的電力傳輸裝置，諸如正向變換器方法、RRC (震鈴阻塞變換器)方法等。圖27示出本發(fā)明的應(yīng)用，其中，由蓄電模塊MODIOI至MOD104組成的另一蓄電系統(tǒng)連接至蓄電模塊MODl至M0D14 (圖21所示的構(gòu)造)。在共用電源電壓CV在兩個蓄電系統(tǒng)之間為共同關(guān)系的情況下，共用供電線CL+和CL-可連接至另一蓄電系統(tǒng)。S卩，待連接的蓄電模塊的數(shù)目可容易增加。圖28示出了由蓄電模塊(例如，蓄電模塊MODl和M0D2)組成的蓄電系統(tǒng)整個構(gòu)造的實例。就以上模塊間均衡控制電路的回掃變壓器Tl的初級側(cè)開關(guān)(MOSFET) SI和S2而言的控制脈沖分別從脈沖發(fā)生器53供應(yīng)。脈沖發(fā)生器53根據(jù)分別來自模塊控制器CNTl和CNT2的控制單元的控制信號來產(chǎn)生控制脈沖。例如，脈沖發(fā)生器53輸出受到脈寬調(diào)制的控制脈沖。就回掃變壓器Tl和T2的次級側(cè)開關(guān)(MOSFET)SOl和S02而言的控制脈沖分別從通信單元COMl和COM2內(nèi)MCU (微控制器單元)供應(yīng)。控制箱ICNT根據(jù)各模塊電壓信息判定模塊間均衡序列?？刂葡銲CNT將模塊間均衡的充電/放電的存在/不存在單獨告知模塊通信單元COMl和COM2內(nèi)的MCU。各MCU將控制信號直接提供給各回掃變壓器次級側(cè)，或者通過經(jīng)由絕緣單元ISC絕緣通信將控制信號告知各回掃變壓器初級側(cè)。根據(jù)初級側(cè)和次級側(cè)從單獨電路塊提供控制信號的原因在于，在控制信號的電平之間存在差異。此外，與以上操作并行，控制箱ICNT測量電壓供給線CL+和CL-之間的電壓，共用電源電壓CV從電壓供給線CL+和CL-供應(yīng)，并且執(zhí)行整個模塊間均衡控制，以獲得期望共用電源電壓CV。根據(jù)本發(fā)明的蓄電設(shè)備優(yōu)勢
就根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路而言，各模塊的回掃變壓器單獨構(gòu)成，這不同于共享磁芯的構(gòu)成，由此可容易地執(zhí)行布線，而無需執(zhí)行星形狀布線。就根據(jù)本發(fā)明實施方式的模塊間均衡電路而言，各蓄電模塊的電池塊組的兩個邊緣電壓施加至回掃變壓器的初級側(cè)線圈和開關(guān)，以及共用電源電壓CV施加于次級側(cè)線圈和開關(guān)。共用電源電壓CV被視為等于各蓄電模塊的電池塊組的兩個邊緣電壓的值。因此，所有蓄電模塊串聯(lián)連接的電壓未施加于線圈和開關(guān)，因此，較低電壓耐受組件可被用作線圈和開關(guān)，這是有利的。就本發(fā)明而言，通過單獨控制脈沖信號可控制回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)SI至S14和次級側(cè)開關(guān)SOl至S014。因此，可經(jīng)由多個期望回掃變壓器來執(zhí)行電力傳輸。此外，開關(guān)操作的導(dǎo)通周期長度被設(shè)定，由此可單獨控制經(jīng)由回掃變壓器遷移的電力量。即，根據(jù)待移電力量來延長開關(guān)工作時段，由此可改變待移電力量。此外，大電流在多個蓄電模塊的輸出端子V+和V-之間流動，因此，往往出現(xiàn)大噪聲。然而，共用電源電壓CV與輸出端子V+和V-絕緣，由此可減少由于負(fù)載電流變動所導(dǎo)致的噪聲影響。幾乎沒有噪聲影響的共用電源電壓CV可被用作控制箱ICNT的電源。例如，共用電源電壓CV的值可為與控制單元的電源電壓值相同(例如，+5V、+12V等)。若利用共用電源電壓CV作為控制箱ICNT的電源，可防止控制箱ICNT的電源接收蓄電模塊的電壓變動影響。盡管以上描述為在本發(fā)明已經(jīng)應(yīng)用于模塊間均衡電路的情況下，但本發(fā)明也可應(yīng)用于電池間均衡。具體地，就以上圖21所示的構(gòu)造而言，分別利用電池單元替換電池塊組BBl至BB14，由此可實現(xiàn)電池間均衡電路。即使將本發(fā)明應(yīng)用于電池間均衡電路，也獲得與以上模塊間均衡電路相同的優(yōu)勢。如圖29所示，作為共同構(gòu)造，本發(fā)明可應(yīng)用于電池間均衡電路。在圖29中，η個電池單元BI I至Bln串聯(lián)連接，此外，電池單元的m個串聯(lián)連接被并聯(lián)連接?；貟咦儔浩鱐l I至Tin,. . . , Tml至Tmn的初級側(cè)線圈并聯(lián)連接至電池單元，以及初級側(cè)開關(guān)Sll至Sln,...,Sml至Smn串聯(lián)連接至初級側(cè)線圈?；貟咦儔浩鞔渭墏?cè)線圈的一個邊緣連接至共用電源電壓CV的供電線CL+，以及次級側(cè)線圈的另一個邊緣經(jīng)由次級側(cè)開關(guān)SOll至SOln，. . .，SOml至SOmn串聯(lián)連接至共用電源電壓CV的供電線CL-。注意，本發(fā)明也可具有以下構(gòu)成。在一個實施方式中，電池系統(tǒng)包括串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊，各蓄電模塊包括電池塊組，電池塊組包括多個電池單元；以及連接至各電池塊組的不同磁芯。在實施方式中，各蓄電模塊設(shè)置在單獨殼體中，以及其中，多個子模塊設(shè)置在各殼體中，并且多個電池塊設(shè)置在各子模塊中。在實施方式中，各蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為單獨控制相應(yīng)的電池塊組的充電和放電。
在實施方式中，各模塊控制器通過總線連接至共用控制設(shè)備。在實施方式中，模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制相應(yīng)的電池塊組的充電或者放電導(dǎo)通周期長度。在實施方式中，各蓄電模塊還包括構(gòu)成為耦合電感器的回掃變壓器，各回掃變壓器包括所述不同的磁芯；初級側(cè)線圈，連接至磁芯；以及次級側(cè)線圈，連接至磁芯，其中，初級開關(guān)串聯(lián)連接至初級側(cè)線圈和相應(yīng)的電池塊組，以及其中，次級開關(guān)串聯(lián)連接至次級側(cè)線圈。 在實施方式中，各蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過藉由控制脈沖信號控制相應(yīng)的回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來單獨控制對應(yīng)電池塊組的充電和放電。在實施方式中，針對各蓄電模塊，次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在實施方式中，針對各蓄電模塊，次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在另一個實施方式中，電池裝置包括蓄電模塊，所述蓄電模塊包括電池塊組，包括多個電池單元；以及磁芯，連接至電池塊組，并且被構(gòu)造為只與所述一個電池塊組一起操作。在實施方式中，蓄電模塊設(shè)置在殼體中，以及其中，多個子模塊設(shè)置在所述殼體中，并且多個電池塊設(shè)置在各子模塊中。在實施方式中，蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為控制電池塊組的充電和放電。 在實施方式中，模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制電池塊組的充電或者放電工作時段長度。在實施方式中，蓄電模塊還包括構(gòu)成為耦合電感器的回掃變壓器，所述回掃變壓器包括磁芯；初級側(cè)線圈，連接至磁芯；以及次級側(cè)線圈，連接至磁芯，其中，初級開關(guān)串聯(lián)連接至初級側(cè)線圈和電池塊組，以及其中，次級開關(guān)串聯(lián)連接至次級側(cè)線圈。在實施方式中，蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過藉由控制脈沖信號控制回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來控制電池塊組的充電和放電。
在實施方式中，次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在實施方式中，次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在另一個實施方式中，控制設(shè)備包括蓄電模塊，所述蓄電模塊包括磁芯；初級開關(guān)，經(jīng)由初級側(cè)線圈電氣連接至磁芯；次級開關(guān)，經(jīng)由次級側(cè)線圈電氣連接至磁芯；以及模 塊控制器。在實施方式中，蓄電模塊設(shè)置在殼體中，以及多個電池塊設(shè)置在各子模塊中，各電池塊均包括多個電池單元。在實施方式中，模塊控制器被構(gòu)造為控制電池塊組的充電和放電，所述電池塊組連接至磁芯。在實施方式中，模塊控制器經(jīng)由總線連接至共用控制設(shè)備。在實施方式中，模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制對應(yīng)電池塊組的充電或者放電導(dǎo)通周期長度。在實施方式中，模塊控制器被構(gòu)造為通過藉由控制脈沖信號控制初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來控制電池塊組的充電和放電。在實施方式中，針對蓄電模塊，次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在實施方式中，針對蓄電模塊，次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在另一個實施方式中，電動車包括電池系統(tǒng)，包括串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊，各蓄電模塊包括包括多個電池單元的電池塊組以及連接至各電池塊組的不同磁芯；以及轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成為從電池系統(tǒng)接收電力供應(yīng)，并且將電力供應(yīng)給電動車的組件。在實施方式中，各蓄電模塊設(shè)置在單獨殼體中，以及其中，多個子模塊設(shè)置在各殼體中，并且多個電池塊設(shè)置在各子模塊中。在實施方式中，各蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為單獨控制對應(yīng)電池塊組的充電和放電。在實施方式中，各模塊控制器通過總線連接至共用控制設(shè)備。在實施方式中，模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制對應(yīng)電池塊組的充電或者放電工作時段長度。在實施方式中，各蓄電模塊還包括構(gòu)成為耦合電感器的回掃變壓器，各回掃變壓器包括所述磁芯之一不同磁芯；初級側(cè)線圈，連接至磁芯；以及次級側(cè)線圈，連接至磁芯，其中，初級開關(guān)串聯(lián)連接至初級側(cè)線圈和對應(yīng)電池塊組，以及其中，次級開關(guān)串聯(lián)連接至次級側(cè)線圈。在實施方式中，各蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過由控制脈沖信號控制對應(yīng)回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來單獨控制對應(yīng)電池塊組的充電和放電。在實施方式中，針對各蓄電模塊，次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。在實施方式中，針對各蓄電模塊，次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。在實施方式中，能量存儲器件插入在共用正供電線和共用負(fù)供電線之間。在實施方式中，能量存儲器件為電容器。 房屋應(yīng)用的蓄電系統(tǒng)將參考圖30就本發(fā)明已經(jīng)應(yīng)用于住宅蓄電系統(tǒng)的實例作出描述。例如，就用于住宅101的蓄電系統(tǒng)100而言，電力經(jīng)由電力網(wǎng)絡(luò)109、信息網(wǎng)絡(luò)112、智能電表107、電源集線器108等從集中式電力系統(tǒng)102 (諸如，熱能發(fā)電102a、核能發(fā)電102b、水能發(fā)電102c等)供應(yīng)到蓄電設(shè)備103。此外，電力從獨立電源(諸如，家用發(fā)電裝置104等)供應(yīng)到蓄電設(shè)備103。累積從蓄電設(shè)備103供應(yīng)的電力。使用蓄電設(shè)備103來饋送在住宅101處使用的電力。相同的蓄電系統(tǒng)也可不僅用于住宅101，而且用于大廈。在住宅101處，提供發(fā)電裝置104、用電設(shè)備105、蓄電設(shè)備103、用于控制所述設(shè)備的控制設(shè)備110、智能電表107以及用于獲得不同類型信息的各種傳感器111。所述設(shè)備通過電力網(wǎng)絡(luò)109和信息網(wǎng)絡(luò)112來連接。太陽能電池、燃料電池等被用作發(fā)電裝置104，并且所產(chǎn)生電力被供應(yīng)至用電設(shè)備105以及/或者蓄電設(shè)備103。耗電裝置105為冰箱105a、空調(diào)器105b、電視接收器105c、熱水器105d等。此外，耗電裝置105中包括電動車106。電動車106為電動汽車106a、混合動力汽車106b或者電動摩托車106c。以上根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元被應(yīng)用于蓄電設(shè)備103。蓄電設(shè)備103由二次電池或者電容器構(gòu)成。例如，蓄電設(shè)備103由鋰離子電池構(gòu)成。鋰離子電池可為固定類型，或者可被用于電動車106。智能電表107具有測量市電使用量并且將所測量使用量傳送至電力公司的功能。電力網(wǎng)絡(luò)109可為DC供電、AC供電和非接觸式供電中任何一個或者DC供電、AC供電和非接觸式供電中兩個或者兩個以上的組合。各種傳感器111的實例包括人體檢測傳感器、光照度傳感器、物體檢測傳感器、耗電傳感器、搖擺傳感器、接觸式傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器。由各種傳感器111獲得的信息被傳送至控制設(shè)備110。根據(jù)來自傳感器111的信息，識別天氣狀況、人體狀況等，因此，通過自動控制用電設(shè)備105可使能量消耗最小化。此外，控制設(shè)備110可將與住宅101有關(guān)的信息經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳送至外部電力公司等。通過電源集線器108來執(zhí)行諸如電力線分接、DC-AC轉(zhuǎn)換等的處理。就連接至控制設(shè)備110的信息網(wǎng)絡(luò)112的通信方法而言，有使用通信接口(諸如UART (通用異步接收器-收發(fā)器異步串行通信發(fā)射/接收電路)等)的方法以及使用根據(jù)無線通信標(biāo)準(zhǔn)(諸如，藍(lán)牙、ZigBee, Wi-Fi等)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法。藍(lán)牙方法被應(yīng)用于多媒體通信，并且可執(zhí)行一對多連導(dǎo)通信。ZigBee使用IEEE (電氣和電子工程師協(xié)會)802. 15. 4物理層。IEEE802. 15. 4為稱為PAN (個人局域網(wǎng)絡(luò))或者W (無線)PAN的短距離無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)名稱?？刂圃O(shè)備110連接至外部服務(wù)器113。所述服務(wù)器113可通過住宅101、電力公司和服務(wù)提供商任何一個來管理。例如，服務(wù)器113發(fā)射/接收的信息為用電信息、生活模式信息、電費、天氣信息、自然災(zāi)害信息或者與電力交易有關(guān)的信息。這些信息可從家庭內(nèi)用電設(shè)備(例如，電視接收器)發(fā)射/接收，或者可從家庭外用電設(shè)備(例如，手機)發(fā)射/接收。這些信息可顯示在具有顯示功能的設(shè)備上，例如，電視接收器、手機、PDA (個人數(shù)字助理)等?？刂扑鰡卧目刂圃O(shè)備110由CPU (中央處理單元)、RAM (隨機存取內(nèi)存)、ROM(只讀內(nèi)存)等構(gòu)成。就本實例而言，控制設(shè)備110封裝在蓄電設(shè)備103中?？刂圃O(shè)備110通過信息網(wǎng)絡(luò)112連接至蓄電設(shè)備103、家用發(fā)電裝置104、用電設(shè)備105、各種傳感器111和服務(wù)器113，并且具有例如調(diào)整市電使用量和電力產(chǎn)生的功能。請注意，此外，控制設(shè)備110可具有在電力市場進(jìn)行電力交易等的功能。如上所述，不僅集中式電力系統(tǒng)102 (諸如熱電102a、核電102b、水電102c等)，而且家用發(fā)電裝置104 (太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電)所產(chǎn)生的電可被累積在蓄電設(shè)備103中。因此，即使家用發(fā)電裝置104所產(chǎn)生的電波動，也可執(zhí)行控制，諸如穩(wěn)定待外部傳送的電量或 者適當(dāng)放電。例如，用法也可使得由太陽能發(fā)電獲得的電力被累積在蓄電設(shè)備103中，以及具有合理夜間價格的午夜電力也被累積在蓄電設(shè)備103中，并且由蓄電設(shè)備103累積的電力在具有聞價格的白天時區(qū)被放電和使用。注意，就本實例而言，盡管就控制設(shè)備110封裝在蓄電設(shè)備103中的實例已經(jīng)作出描述，但控制設(shè)備Iio可被容納在智能電表107中，或者可以獨立方式構(gòu)成。此外，蓄電系統(tǒng)100可利用住宅公寓內(nèi)多個家庭作為目標(biāo)來使用，或者可利用多個獨立房屋作為目標(biāo)來使用。車輛應(yīng)用的蓄電系統(tǒng)將參考圖31就本發(fā)明已應(yīng)用于車輛蓄電系統(tǒng)的實例作出描述。圖31示意性地示出了利用已應(yīng)用本發(fā)明的串聯(lián)混合系統(tǒng)的混合動力車輛構(gòu)成實例。串聯(lián)混合系統(tǒng)為利用通過使用發(fā)電機(通過引擎來操作)產(chǎn)生的電力或者從電池中暫時提取的電力逆變的電力驅(qū)動力來驅(qū)動的車輛。引擎201、發(fā)電機202、電力驅(qū)動力變換器203、驅(qū)動輪204a、驅(qū)動輪204b、輪205a、輪205b、電池208、車輛控制設(shè)備209、各種傳感器210和充電端口 211安裝在所述混合動力車輛200上。以上根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元應(yīng)用于電池208。混合動力車輛200利用電力驅(qū)動力變換器203作為驅(qū)動源來驅(qū)動。電力驅(qū)動力變換器203的實例為馬達(dá)。電力驅(qū)動力變換器203通過電池208的電力來啟用，以及所述電力驅(qū)動力變換器203的扭力被傳遞至驅(qū)動輪204a和204b。請注意，直流-交流(DC-AC)或者逆變(AC-DC轉(zhuǎn)換)被用在適當(dāng)部分處，由此電力驅(qū)動力變換器203可被應(yīng)用于AC馬達(dá)或者DC馬達(dá)。各種傳感器210經(jīng)由車輛控制設(shè)備209來控制引擎轉(zhuǎn)數(shù)，或者控制未示出節(jié)流閥打開(節(jié)氣門開啟角)。各種傳感器210包括速度傳感器、加速度傳感器、引擎轉(zhuǎn)數(shù)傳感器
坐寸ο引擎201的扭力被傳遞至發(fā)電機202，以及發(fā)電機202處產(chǎn)生的電力可通過所述扭力累積在電池208中。若混合動力車輛已經(jīng)通過未示出剎車機構(gòu)來減速，剎車時的抵抗力作為扭力被施加于電力驅(qū)動力變換器203，并且電力驅(qū)動力變換器203處產(chǎn)生的再生電力通過所述扭力累積在電池208中。電池208連接至混合動力車輛的外部電源，由此電池208可利用充電端口 211作為輸入控制端口從其外部電源接收電力供應(yīng)，并且累積所接收電力。盡管在圖中未示出，但可提供信息處理設(shè)備，該信息處理設(shè)備基于與二次電池有關(guān)的信息來執(zhí)行與車輛控制有關(guān)的信息處理。該信息處理設(shè)備的實例包括基于與電池剩余容量有關(guān)的信息來執(zhí)行電池剩余容量顯示的信息處理設(shè)備。注意，作為實例，目前為止就串聯(lián)混合動力車輛而言已經(jīng)作出描述，所述串聯(lián)混合動力車輛使用發(fā)電機(通過引擎來操作)處產(chǎn)生的電力或者從電池中暫時提取的電力，并且利用馬達(dá)來驅(qū)動。然而，本發(fā)明可有效適用于并聯(lián)混合動力車輛，所述并聯(lián)混合動力車輛采用引擎輸出和馬達(dá)輸出兩者作為驅(qū)動源，并且開關(guān)和使用以下三個方法視情況通過引擎單獨驅(qū)動，通過馬達(dá)單獨驅(qū)動以及通過引擎和馬達(dá)來驅(qū)動。此外，本發(fā)明可有效適用于電動汽車，所述電動汽車通過根據(jù)驅(qū)動馬達(dá)單獨驅(qū)動而未使用引擎來驅(qū)動。 變形例盡管目前為止已經(jīng)具體描述了本發(fā)明實施方式，但本發(fā)明并不限于以上實施方式，并且可做出基于本發(fā)明的技術(shù)思路的不同修改。例如，以上實施方式中所述的構(gòu)成、方法、處理、形狀、材料、數(shù)值等僅為實例，并且可適當(dāng)?shù)乩门c以上構(gòu)成、方法、處理、形狀、材料、數(shù)值等不同的構(gòu)成、方法、處理、形狀、材料、數(shù)值等。此外，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，以上實施方式中所述的構(gòu)成、方法、處理、形狀、材料、數(shù)值等可相互組合。本申請包含于2011年8月31日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請JP 2011-189563和于2011年8月31日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請JP2011-189561中所公開的主題，其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計需求和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合和變形，只要它們在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池系統(tǒng),包括 串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊，每個蓄電模塊均包括 包含多個電池單元的電池塊組，以及 不同的磁芯，連接至各個電池塊組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池系統(tǒng)，其中，每個蓄電模塊被設(shè)置在單獨的殼體中，以及其中，多個子模塊被設(shè)置在每個殼體中，并且多個電池塊組被設(shè)置在所述多個子模塊中的每一個中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池系統(tǒng)，其中，每個蓄電模塊均包括被構(gòu)造為單獨控制相應(yīng)的電池塊組的充電和放電的模塊控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池系統(tǒng)，其中，每個模塊控制器均通過總線連接至共用控制設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池系統(tǒng)，其中，所述模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制用于對所述相應(yīng)的電池塊組充電或者放電的工作時段的長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池系統(tǒng)，其中，每個所述蓄電模塊還包括被構(gòu)造為耦合電感器的回掃變壓器，每個回掃變壓器均包括 所述不同的磁芯； 連接至所述磁芯的初級側(cè)線圈；以及 連接至所述磁芯的次級側(cè)線圈， 其中，初級開關(guān)串聯(lián)連接至所述初級側(cè)線圈和所述相應(yīng)的電池塊組，以及 其中，次級開關(guān)串聯(lián)連接至所述次級側(cè)線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)，其中，每個蓄電模塊均包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過由控制脈沖信號控制相應(yīng)的回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來單獨控制所述相應(yīng)的電池塊組的充電和放電。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)，其中，針對每個所述蓄電模塊，所述次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池系統(tǒng)，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池系統(tǒng)，其中，所述能量存儲器件為電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)，其中，針對每個所述蓄電模塊，所述次級側(cè)線圈連接至所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池系統(tǒng)，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池系統(tǒng)，其中，所述能量存儲器件為電容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池系統(tǒng)，其中，電流屏蔽容器設(shè)置在每個所述蓄電模塊的后表面。
15.一種電池裝置，包括 蓄電模塊，包含 包含多個電池單元的電池塊組，以及 磁芯，連接至所述電池塊組，并且被構(gòu)造為僅與所述電池塊組一起操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池裝置，其中，所述蓄電模塊被設(shè)置在殼體中，以及其中，多個子模塊被設(shè)置在所述殼體中，并且多個電池塊組被設(shè)置在所述多個子模塊中的每一個中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池裝置，其中，所述蓄電模塊包括被構(gòu)造為控制所述電池塊組的充電和放電的模塊控制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池裝置，其中，所述模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制用于對所述電池塊組充電或放電的工作時段的長度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池裝置，其中，所述蓄電模塊還包括被構(gòu)造為耦合電感器的回掃變壓器，所述回掃變壓器包括 所述磁芯； 連接至所述磁芯的初級側(cè)線圈；以及 連接至所述磁芯的次級側(cè)線圈， 其中，初級開關(guān)串聯(lián)連接至所述初級側(cè)線圈和所述電池塊組，以及 其中，次級開關(guān)串聯(lián)連接至所述次級側(cè)線圈。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池裝置，其中，所述蓄電模塊包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過由控制脈沖信號控制所述回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來控制所述電池塊組的充電和放電。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池裝置，其中，所述次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池裝置，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電池裝置，其中，所述能量存儲器件為電容器。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池裝置，其中，所述次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電池裝置，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池裝置，其中，所述能量存儲器件為電容器。
27.—種控制設(shè)備，包括 蓄電模塊，包含 磁芯， 初級開關(guān)，經(jīng)由初級側(cè)線圈電連接至所述磁芯， 次級開關(guān)，經(jīng)由次級側(cè)線圈電連接至所述磁芯，以及 模塊控制器。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制設(shè)備，其中，所述蓄電模塊被設(shè)置在殼體中，以及多個電池塊組被設(shè)置在每個子模塊中，每個電池塊組均包括多個電池單元。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制設(shè)備，其中，所述模塊控制器被構(gòu)造為控制連接至所述磁芯的所述電池塊組的充電和放電。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制設(shè)備，其中，所述模塊控制器經(jīng)由總線連接至共用控制設(shè)備。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的控制設(shè)備，其中，所述模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制對所述相應(yīng)的電池塊組充電或放電的工作時段的長度。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的控制設(shè)備，其中，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過由控制脈沖信號控制初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來控制所述電池塊組的充電和放電。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制設(shè)備，其中，針對所述蓄電模塊，所述次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的控制設(shè)備，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的控制設(shè)備，其中，所述能量存儲器件為電容器。
36.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制設(shè)備，其中，針對所述蓄電模塊，所述次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的控制設(shè)備，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的控制設(shè)備，其中，所述能量存儲器件為電容器。
39.一種電動車,包括 包含串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊的電池系統(tǒng)，每個蓄電模塊均包括 包含多個電池單元的電池塊組，和 不同的磁芯，連接至各個電池塊組；以及 轉(zhuǎn)換器，被構(gòu)造為從所述電池系統(tǒng)接收電力的供給，并且將所述電力提供給所述電動車的組件。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的電動車，其中，每個蓄電模塊被設(shè)置在單獨殼體中，以及其中，多個子模塊被設(shè)置在每個殼體中，并且多個電池塊組被設(shè)置在每個子模塊中。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的電動車，其中，每個蓄電模塊均包括被構(gòu)造為單獨控制相應(yīng)的電池塊組的充電和放電的模塊控制器。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電動車，其中，每個所述模塊控制器均通過總線連接至共用控制設(shè)備。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電動車，其中，所述模塊控制器被構(gòu)造為啟動開關(guān)操作來控制用于對所述相應(yīng)的電池塊組充電或者放電的導(dǎo)通時間的長度。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的電動車，其中，每個所述蓄電模塊還包括被構(gòu)造為耦合電感器的回掃變壓器，每個回掃變壓器均包括 所述不同的磁芯； 連接至所述磁芯的初級側(cè)線圈；以及 連接至所述磁芯的次級側(cè)線圈， 其中，初級開關(guān)串聯(lián)連接至所述初級側(cè)線圈和所述相應(yīng)的電池塊組，以及 其中，次級開關(guān)串聯(lián)連接至所述次級側(cè)線圈。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的電動車，其中，每個蓄電模塊均包括模塊控制器，所述模塊控制器被構(gòu)造為通過由控制脈沖信號控制相應(yīng)的回掃變壓器的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)來單獨控制相應(yīng)的電池塊組的充電和放電。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的電動車，其中，針對每個所述蓄電模塊，所述次級開關(guān)連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電動車，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和所述共用負(fù)供電線之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的電動車，其中，所述能量存儲器件為電容器。
49.根據(jù)權(quán)利要求44所述的電動車，其中，針對每個所述蓄電模塊，所述次級側(cè)線圈連接至共用正供電線和共用負(fù)供電線。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電動車，其中，能量存儲器件插入在所述共用正供電線和 所述共用負(fù)供電線之間。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的電動車，其中，所述能量存儲器件為電容器。
全文摘要
本發(fā)明公開了蓄電設(shè)備、電子裝置、電動車以及電力系統(tǒng)，其中，電池系統(tǒng)包括串聯(lián)連接在一起的多個蓄電模塊。各蓄電模塊均包括包括多個電池單元的電池塊組；以及連接至電池塊組的不同磁芯。
文檔編號B60L11/18GK102969522SQ201210306918
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者小松禎浩, 菊池秀和, 梅津浩二 申請人:索尼公司