1.本发明涉及充电量调整装置及车辆。
背景技术：
2.目前，作为搭载于电动汽车、混合动力汽车等车辆的电机用的电源，具备串联连接的多个电池包的电池包单元已被产品化。各电池包(电池组)具有将铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等可充电的二次电池(电池单体)串联连接而成的结构。
3.然而，在电池包中，各个电池单体的容量和漏电等特性的个体差异(偏差)会导致各电池单体之间的电池单体电压(充电量)的不平衡。
4.在进行将这种存在不平衡的多个电池单体连接而成的电池包的充电时，充电量较高的电池单体会先成为过充电状态，尽管存在充电量未达到充满电(充电结束电压)的电池，充电也会停止。
5.另一方面，在放电时，充电量较低的电池单体会先成为过放电状态，即使其他电池单体还处于可以使用的状态，作为一个电池包却无法使用，除非重新充电。
6.若存在这种充电量的不平衡，则有效的电池电压使用范围会变窄，不仅导致电池的有效容量减少，而且过充电和过放电之类的异常状态会频繁发生。进一步而言，电池包整体的性能会降低，该电池包的劣化的进展也变快。
7.于是，为了消除电池单体之间的充电量的不平衡来防止电池包的有效电池容量的减少，电池单体平衡调整技术(充电量调整技术)已被实用化。电池单体平衡调整技术中，在充电时，以充电量较低的电池单体为基准使充电量较高的电池单体放电，来使电池包内的充电量均匀(调整充电量)。
8.在专利文献1中，与电池单体平衡调整技术相关地记载有以下技术：为了缩短容量调整时间(电池单体的放电时间)，与电池组的状态(例如，电池组的电池单体电压的分布状况)相应地设定针对规定容量调整电流值下的容量调整的调整能力提高度，并用基于该调整能力提高度变更后的容量调整电流值来进行容量调整。在此，作为进行容量调整(充电量调整)的方法，记载有例如使电阻值可变的电阻电路与各电池单体并联连接的方法。作为电阻电路，记载有如下结构，即，设置多个容量调整电阻，通过开关选择其中至少一个容量调整电阻并使其与电池单体并联连接的结构。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：日本特开2008-21589号公报
技术实现要素：
12.发明要解决的问题
13.然而，在上述专利文献1所记载的技术中，需要在与各电池单体并联连接的电阻电路中设置多个容量调整电阻，因此存在导致电阻电路的成本增加的问题。
14.本发明的目的在于，提供能够进行与电池组的状态相应的充电量调整而无需增加成本的充电量调整装置及车辆。
15.解决问题的方案
16.本发明的一形态的充电量调整装置进行构成电池组的第一电池单体与第二电池单体之间的充电量的调整，所述充电量调整装置包括：
17.第一放电部，使第一放电电阻与所述第一电池单体并联连接，来使所述第一电池单体放电；
18.第二放电部，使第二放电电阻与所述第二电池单体并联连接，来使所述第二电池单体放电；以及
19.第三放电部，使所述第一放电电阻及所述第二放电电阻与所述第一电池单体串联连接，来使所述第一电池单体放电。
20.本发明的一形态的车辆具备上述充电量调整装置。
21.发明效果
22.根据本发明，能够进行与电池组的状态相应的充电量调整，而无需增加成本。
附图说明
23.图1是表示具备本实施方式的充电量调整装置的电池包的结构例的图。
24.图2是表示使第一放电电阻与第一电池单体并联连接，来使第一电池单体放电的例子的图。
25.图3是表示使第一放电电阻、第二放电电阻及第三放电电阻与第一电池单体串联连接，来使第一电池单体放电的例子的图。
26.图4是表示使第二放电电阻与第二电池单体并联连接，来使第二电池单体放电的例子的图。
27.图5是表示使第一放电电阻、第二放电电阻及第三放电电阻与第二电池单体串联连接，来使第二电池单体放电的例子的图。
28.图6是表示使第三放电电阻与第三电池单体并联连接，来使第三电池单体放电的例子的图。
29.图7是表示使第一放电电阻、第二放电电阻及第三放电电阻与第三电池单体串联连接，来使第三电池单体放电的例子的图。
具体实施方式
30.下面，参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。首先，对本发明的一实施方式的充电量调整装置的结构进行说明。
31.图1是表示具备本实施方式的充电量调整装置的电池包的结构的一例的框图。
32.图1所示的充电量调整装置100例如是电池单体控制器，对构成电池包单元所包含的电池包(电池组)的第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电量的调整。第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16是铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等可充电的二次电池，且被串联连接。电池包单元用作搭载于电动汽车、混合动力汽车等的电机用的电源。充电量调整装置100与构成电池包的第一电池单体12、第二电池单体14
及第三电池单体16一起包含于电池包单元。在本实施方式中，设为充电量调整装置100被搭载于电动汽车、混合动力汽车等(以下，称为“车辆”)进行说明。
33.第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16与电阻电路10(放电电路)连接，该电阻电路10用于使第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16所保持的电压放电来降低充电量。在电阻电路10中设置有开关30、32、34、36、38、40、42、44以及第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24。在本实施方式中，第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24的电阻值被设定得较低，以缩短在与第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16并联连接的情况下的放电时间。
34.开关30、32、34、36、38、40、42、44例如是接触器(电磁接触器)、电磁继电器等，且基于来自充电量调整装置100的驱动信号进行接通(闭)/断开(开)。在充电量调整装置100启动时，开关30、32、34、36、38、40、42、44都处于断开状态。
35.如图1所示，充电量调整装置100具备充电量检测部110和放电控制部120。应予说明，放电控制部120作为本发明的“第一放电部”、“第二放电部”及“第三放电部”发挥功能。
36.充电量检测部110检测第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16的充电量(充电状态：soc即state of charge)，并将检测到的充电量输出至放电控制部120。第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16的充电量例如可根据从设置于第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16的电压传感器和电流传感器获取到的检测值计算出。应予说明，充电量的检测方法不限于根据电压传感器和电流传感器的检测值计算的方法。
37.放电控制部120基于从充电量检测部110输出的第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16的充电量来控制开关30、32、34、36、38、40、42、44的动作，由此对第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16的放电进行控制。具体而言，在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间产生充电量的不平衡(不均衡)的情况下，为了消除该不平衡来防止电池包的有效电池容量的减少，放电控制部120以充电量较低的电池单体为基准使充电量较高的电池单体放电，由此使电池包内的充电量均匀。
38.例如，在以充电量较低的第二电池单体14和第三电池单体16为基准使充电量较高的第一电池单体12放电时，若第一电池单体12与第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电容量差为规定值以上(例如，在车辆长时间放置而充电量调整装置100未接通电源，从而未进行充电量调整的情况下)，放电控制部120则使第一放电电阻20与第一电池单体12并联连接。具体而言，如图2所示，放电控制部120使开关30、32、34、36接通，且使开关38、40、42、44断开，由此使第一放电电阻20与第一电池单体12并联连接(参照将粗线连结形成的闭合电路)。由此，在第一放电电阻20中流动较大的放电电流，使得第一电池单体12放电。其结果为，即使在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间产生较大的充电量的不平衡的情况下，也可以通过使充电量较高的第一电池单体12以较大的放电量放电，来在短时间内使电池包内的充电量均匀。
39.另一方面，若第一电池单体12与第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电容量差小于规定值，放电控制部120则使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第一电池单体12串联连接。具体而言，如图3所示，放电控制部120使开关30、32、34、44接通，且使开关36、40、42、44断开，由此使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻
24与第一电池单体12串联连接(参照将粗线连结形成的闭合电路)。由此，在第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24的组合电阻中流动较小的放电电流，使得第一电池单体12放电。其结果为，在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间未产生较大的充电量的不平衡的情况下，可以通过使充电量较高的第一电池单体12以较小的放电量放电，来使电池包内的充电量均匀。在本实施方式中，第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24的组合电阻值比第一放电电阻20、第二放电电阻22或第三放电电阻24的电阻值小。
40.另外，由于能够以使较小的放电电流流过的方式使第一电池单体12放电，因此，在使第一电池单体12的充电量与第二电池单体14及第三电池单体16的充电量匹配时，能够防止第一电池单体12的过放电。从该观点考虑，也可以是，在第一电池单体12与第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电容量差为规定值以上的情况下，首先，使第一放电电阻20与第一电池单体12并联连接而以较大的放电量使其放电，之后，使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第一电池单体12串联连接而以较小的放电量使其放电。
41.另外，在以充电量较低的第一电池单体12和第三电池单体16为基准使充电量较高的第二电池单体14放电时，若第二电池单体14与第一池单体12及第三电池单体16之间的充电容量差为规定值以上(例如车辆长时间放置而充电量调整装置100未接通电源，从而未进行充电量调整的情况下)，放电控制部120则使第二放电电阻22与第二电池单体14并联连接(参照将粗线连结形成的闭合电路)。具体而言，如图4所示，放电控制部120使开关34、36、38、40接通，且使开关30、32、42、44断开，由此使第二放电电阻22与第二电池单体14并联连接。由此，在第二放电电阻22中流动较大的放电电流，使得第二电池单体14放电。其结果为，即使在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间产生较大的充电量的不平衡的情况下，也可以通过使充电量较高的第二电池单体14以较大的放电量放电，来在短时间内使电池包内的充电量均匀。
42.另一方面，在第二电池单体14与第一电池单体12及第三电池单体16之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第二电池单体14串联连接。具体而言，如图5所示，放电控制部120使开关32、34、38、44接通，且使开关30、36、40、42断开，由此使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第二电池单体14串联连接(参照将粗线连结形成的闭合电路)。由此，在第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24的组合电阻中流动较小的放电电流，使得第二电池单体14放电。其结果为，在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间未产生较大的充电量的不平衡的情况下，可以通过使充电量较高的第二电池单体14以较小的放电量放电，来使电池包内的充电量均匀。
43.如上所述，由于可以使较小的放电电流流过的方式使第二电池单体14放电，因此，在使第二电池单体14的充电量与第一电池单体12及第三电池单体16的充电量匹配时，能够防止第二电池单体14的过放电。从该观点考虑，也可以是，在第二电池单体14与第一电池单体12及第三电池单体16之间的充电容量差为规定值以上的情况下，首先，使第二放电电阻22与第二电池单体14并联连接而以较大的放电量使其放电，之后，使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第二电池单体14串联连接而以较小的放电量使其放电。
44.另外，在以充电量较低的第一电池单体12和第二电池单体14为基准使充电量较高
的第三电池单体16放电时，若第三电池单体16与第一电池单体12及第二电池单体14之间的充电容量差为规定值以上(例如车辆长时间放置而充电量调整装置100未接通电源，从而未进行充电量调整的情况下)，放电控制部120则使第三放电电阻24与第三电池单体16并联连接(参照将粗线连结形成的闭合电路)。具体而言，如图6所示，放电控制部120使开关38、40、42、44接通，且使开关30、32、34、36断开，由此使第三放电电阻24与第三电池单体16并联连接。由此，在第三放电电阻24中流动较大的放电电流，使得第三电池单体16放电。其结果为，即使在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间产生较大的充电量的不平衡的情况下，也可以通过使充电量较高的第三电池单体16以较大的放电量放电，来在短时间内使电池包内的充电量均匀。
45.另一方面，在第三电池单体16与第一电池单体12及第二电池单体14之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第三电池单体16串联连接。具体而言，如图7所示，放电控制部120使开关32、38、42、44接通，且使开关30、34、36、40断开，由此使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第三电池单体16串联连接(参照将粗线连结形成的闭合电路)。由此，在第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻4的组合电阻中流动较小的放电电流，使得第三电池单体16放电。其结果为，在第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16之间未产生较大的充电量的不平衡的情况下，可以通过使充电量较高的第三电池单体16以较小的放电量放电，来使电池包内的充电量均匀。
46.另外，由于可以使较小的放电电流流过的方式使第三电池单体16放电，因此，在使第三电池单体16的充电量与第一电池单体12及第二电池单体14的充电量匹配时，能够防止第三电池单体16的过放电。从该观点考虑，也可以是，在第三电池单体16与第一电池单体12及第二电池单体14之间的充电容量差为规定值以上的情况下，首先，使第三放电电阻24与第三电池单体16并联连接而以较大的放电量使其放电，之后，使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第三电池单体16串联连接而以较小的放电量使其放电。
47.如以上详细说明，在本实施方式中，充电量调整装置100对构成电池组的第一电池单体12与第二电池单体14之间的充电量进行调整，该充电量调整装置100包括：第一放电部(放电控制部120)，使第一放电电阻20与第一电池单体12并联连接，来使第一电池单体12放电；第二放电部(放电控制部120)，使第二放电电阻22与第二电池单体14并联连接，来使第二电池单体14放电；以及第三放电部(放电控制部120)，使第一放电电阻20及第二放电电阻22与第一电池单体12串联连接，来使第一电池单体12放电。
48.根据这样构成的本实施方式，例如能够根据第一电池单体12与第二电池单体14之间的充电容量差，使第一放电电阻20与第一电池单体12并联连接，来使第一电池单体12放电，或使第一放电电阻20及第二放电电阻22与第一电池单体12串联连接，来使第一电池单体12放电，而无需在与第一电池单体12及第二电池单体14并联连接的电阻电路10中设置多个容量调整电阻。因此，与需要在与各电池单体并联连接的电阻电路中设置多个容量调整电阻的专利文献1所记载的技术相比，能够进行与电池组(电池包)的状态相应的充电量调整，而无需增加成本。
49.应予说明，在上述实施方式中，对电池包由三个电池单体即第一电池单体12、第二电池单体14及第三电池单体16构成的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，电池包也
可以由两个电池单体或四个以上的电池单体构成。
50.另外，在上述实施方式中，对在第一电池单体12与第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第一电池单体12串联连接的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，也可以是，在第一电池单体12与第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24中两个(任意)放电电阻与第一电池单体12串联连接。总之，也可以是，关于与第一电池单体12串联连接的组合电阻具备多个选项，进而关于自第一电池单体12的放电电流值具备多个选项，由此能够根据第一电池单体12与第二电池单体14及第三电池单体16之间的充电容量差来细致地调整该放电电流值。
51.另外，在上述实施方式中，对在第二电池单体14与第一电池单体12及第三电池单体16之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第二电池单体14串联连接的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，也可以是，在第二电池单体14与第一电池单体12及第三电池单体16之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24中的两个(任意)放电电阻与第二电池单体14串联连接。总之，也可以是，关于与第二电池单体14串联连接的组合电阻具备多个选项，进而关于自第二电池单体14的放电电流值具备多个选项，由此能够根据第二电池单体14与第一电池单体12及第三电池单体16之间的充电容量差来细致地调整该放电电流值。
52.另外，在上述实施方式中，对在第三电池单体16与第一电池单体12及第二电池单体14之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24与第三电池单体16串联连接的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，也可以是，在第三电池单体16与第一电池单体12及第二电池单体14之间的充电容量差小于规定值的情况下，放电控制部120使第一放电电阻20、第二放电电阻22及第三放电电阻24中的两个(任意)放电电阻与第三电池单体16串联连接。总之，也可以是，关于与第三电池单体16串联连接的组合电阻以及自第三电池单体16的放电电流值具备多个选项，由此能够根据第三电池单体16与第一电池单体12及第二电池单体14之间的充电容量差来细致地调整该放电电流值。
53.另外，上述实施方式都只不过示出了实施本发明时的具体化的一例，本发明的技术范围不应被这些实施方式限定性地解释。即，本发明能够在不脱离其主旨或其主要特征的范围内以各种形式实施。
54.本技术基于在2021年3月5日提出的日本专利申请(特愿2021-035174)，其内容在此作为参照而引入。
55.工业实用性
56.本发明作为能够进行与电池组的状态相应的容量调整而无需增加成本的充电量调整装置及车辆是有用的。
57.附图标记说明
58.10 电阻电路
59.12 第一电池单体
60.14 第二电池单体
61.16 第三电池单体
62.20 第一放电电阻
63.22 第二放电电阻
64.24 第三放电电阻
65.30、32、34、35、36、38、40、42、44开关
66.100 充电量调整装置
67.110 充电量检测部
68.120 放电控制部