蓄電設(shè)備、電子設(shè)備、電力系統(tǒng)和電動車輛的制作方法
【專利摘要】一種蓄電設(shè)備，具有：包括一個或多個蓄電元件的蓄電單元；用于測量蓄電元件的電壓、電流和溫度的測量單元；以及用于根據(jù)由測量單元測量的電壓、電流和溫度來計算蓄電元件的內(nèi)部電阻值的計算單元。確定單元檢測到所計算的內(nèi)部電阻值隨時間變化的不連續(xù)性時，確定蓄電元件已經(jīng)被更換。諸如鋰離子二次電池的蓄電單元具有內(nèi)部電阻值隨著重復(fù)使用次數(shù)增加而增加的特性，因此，可以根據(jù)內(nèi)部電阻值的變化檢測電池的更換。
【專利說明】蓄電設(shè)備、電子設(shè)備、電力系統(tǒng)和電動車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如由二次電池構(gòu)成的蓄電設(shè)備、電子設(shè)備、電力系統(tǒng)、以及使用蓄電設(shè)備的電動車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]包括諸如鋰離子二次電池等電池的蓄電設(shè)備被廣泛用于移動電子設(shè)備、電動車輛、備用電源等。關(guān)于蓄電設(shè)備，存在的問題是正規(guī)制造生之外的各方的仿制品流通或進(jìn)行非法改造。這種仿制品或非法改造產(chǎn)品(在下文中，統(tǒng)稱為非正規(guī)產(chǎn)品)有可能使用劣質(zhì)電池元件，或者保護(hù)電路部分或電路具有缺陷。因此，與正規(guī)電池組件(pack)相比,非正規(guī)產(chǎn)品往往具有安全性方面的問題。因此，如專利文獻(xiàn)I中所述，提出了將用于認(rèn)證的IC(集成電路)安裝在各蓄電設(shè)備和電子設(shè)備，并且僅當(dāng)相互認(rèn)證建立時，蓄電設(shè)備被確定為正規(guī)的并可以使用。
[0003]在通過認(rèn)證確定蓄電設(shè)備是否為正規(guī)的傳統(tǒng)方法中，將用于認(rèn)證的IC安裝在蓄電設(shè)備和電子設(shè)備上，并提供用于與兩者通信的端子是必要的，從而存在造成成本增加的問題。此外，還存在問題，即其中用于認(rèn)證的IC被再利用的改造產(chǎn)品不能被檢測到。
[0004]此外，下面的專利文獻(xiàn)2描述了測量電池組件的電池單元的內(nèi)部電阻值，并且當(dāng)內(nèi)部電阻值比前次的內(nèi)部電阻值小，確定電池單元已被更換。即，在鋰離子二次電池的情況下，內(nèi)部電阻值通常是隨著經(jīng)過的使用期間而增大，從而確定當(dāng)內(nèi)部電阻值減小時電池單元已被更換。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I JP2009-151953A
[0008]專利文獻(xiàn)2 JP2008-65989A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)2還描述了檢測電池單元的溫度變化。然而，存在這樣的問題，即沒有對內(nèi)部電阻值考慮溫度條件。
[0011 ] 因此，本發(fā)明的旨在提供其能夠在上述認(rèn)證ID被安裝的情況下解決問題，并且支持準(zhǔn)確確定的同時考慮溫度的一種蓄電設(shè)備，以及電子設(shè)備、電力系統(tǒng)以及電動車輛。
[0012]問題的解決方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種蓄電設(shè)備，包括:包括一個或多個蓄電元件的蓄電單元，測量蓄電單元的電壓、電流和溫度的測量單元，基于由測量單元測量的電壓、電流和溫度計算蓄電元件的內(nèi)部電阻值的計算單元，以及確定單元，當(dāng)檢測到內(nèi)部電阻值的時間變化的不連續(xù)性時，確定蓄電元件已經(jīng)被更換。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電力系統(tǒng)，其中，蓄電設(shè)備由從可再生能源發(fā)電的發(fā)電設(shè)備充電。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電動車輛，包括:轉(zhuǎn)換設(shè)備，其從根據(jù)權(quán)利要求1的蓄電設(shè)備接收電力的供給，并將電力轉(zhuǎn)換成車輛的驅(qū)動力；以及控制設(shè)備，其基于關(guān)于蓄電設(shè)備的信息執(zhí)行關(guān)于車輛控制的信息處理。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電力系統(tǒng)，包括通過網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備執(zhí)行信號的傳輸和接收的電力信息傳輸和接收單元。根據(jù)權(quán)利要求1的蓄電設(shè)備的充電和放電控制是基于由電力信息傳輸和接收單元所接收的信息執(zhí)行的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電力系統(tǒng)，其從蓄電設(shè)備接收電力的供給，并且從發(fā)電設(shè)備或電網(wǎng)將電力供給到蓄電設(shè)備。
[0018]發(fā)明的有益效果
[0019]根據(jù)本實(shí)施方式，測量蓄電元件的溫度，并且基于電壓、電流和溫度來計算蓄電元件的內(nèi)部電阻值。因此，考慮了溫度，這支持準(zhǔn)確確定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的蓄電設(shè)備的第一實(shí)施方式的方框圖。
[0021]圖2是用于說明第一實(shí)施方式的示意圖。
[0022]圖3是用于說明第一實(shí)施方式的示意圖。
[0023]圖4是示出第一實(shí)施方式的處理的流程圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的蓄電設(shè)備的第二實(shí)施方式的方框圖。
[0025]圖6A和圖6B是用于第二實(shí)施方式的說明的示意圖。
[0026]圖7是示出第二實(shí)施方式的處理的流程圖。
[0027]圖8是用于說明蓄電設(shè)備的應(yīng)用實(shí)例的方框圖。
[0028]圖9是用于說明蓄電設(shè)備的應(yīng)用實(shí)例的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在下文中，將對實(shí)施方式進(jìn)行描述。將按照以下順序進(jìn)行說明。
[0030]〈1.第一實(shí)施方式>
[0031]〈2.第二實(shí)施方式〉
[0032]〈3.應(yīng)用實(shí)例〉
[0033]<4.變形例 >
[0034]請注意，下面描述的實(shí)施方式是優(yōu)選的實(shí)施方式，雖然應(yīng)用了各種技術(shù)上優(yōu)選的限制，但是本發(fā)明的范圍并不限于這些實(shí)施方式，除非特別說明，在下面的描述中，本發(fā)明是有限的。
[0035]〈1.第一實(shí)施方式>
[0036]本發(fā)明的第一實(shí)施方式是通過將本發(fā)明應(yīng)用到安裝在電動車輛上的蓄電設(shè)備來設(shè)置的，例如如用家庭用電源對二次電池充電之后的電動車一般可以行駛(EV行駛)一定距離的車輛，如EV(電動車輛):電動車，以及PHEV(插電式混合電動車輛):混合動力車。如圖1所示，設(shè)置了車輛驅(qū)動電池組I。電池組I由例如串聯(lián)連接的多個鋰離子二次電池構(gòu)成。多個電池單元可以并聯(lián)連接，并且并聯(lián)連接可以被變?yōu)榇?lián)連接。[0037]電池組I的各電池單元的電壓由電壓測量單元2測量。電池組I中流動的電流由電流測量單元3測量。此外，電池組I的溫度由溫度測量單元4測量。有關(guān)由測量單元2、3和4測量的電壓、電流和溫度的信息由A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并提供給控制單元5。對應(yīng)于發(fā)動機(jī)發(fā)動開關(guān)6的通/斷(0N/0FF)的信號被提供給控制單元5。
[0038]控制單元5是由例如CPU(中央處理器)等構(gòu)成的微型計算機(jī)。控制單元5包括ROM (只讀存儲器)、RAM(隨機(jī)存取存儲器)等?？刂茊卧?執(zhí)行存儲在ROM中的程序，從而整體地控制蓄電設(shè)備的各個單元。
[0039]在電動車輛的情況下，負(fù)載是電動機(jī)。因此，發(fā)動時瞬間就有大電流和電壓流動。如圖2所示意性示出的，當(dāng)發(fā)動開關(guān)6在時刻t0被接通，在t0之后瞬間發(fā)生電壓的下降(從Va降低到Vm，如實(shí)線所示)和電流的下降(從Ia降低到的Im，如虛線所示)。然后，在t0意圖發(fā)動期間，電壓和電流逐漸增強(qiáng)。發(fā)動開關(guān)6不僅可以在發(fā)動操作期間，而且在當(dāng)從怠速停車狀態(tài)自動發(fā)動發(fā)動機(jī)的情況下可以導(dǎo)通。
[0040]電壓的降低Δ V ( = Va-Vm)由電壓測量單元2測量,而電流的降低Δ I ( = Ia-1m)由電流測量單元3測量。測量電池組I的多個電池單元中每一個的電壓的降低。然后，內(nèi)部電阻值Hr= Δν/ΔΙ)由控制單元5計算。此外，借助于來自溫度測量單元4的溫度數(shù)據(jù)，控制單元5執(zhí)行關(guān)于內(nèi)部電阻值r的溫度校正。溫度校正后的內(nèi)部電阻值r’被存儲在控制單元5的存儲器中。存儲器優(yōu)選非易失性存儲器。
[0041]如圖3所示，數(shù)據(jù)被存儲在控制單元5的存儲器中。在圖3中，序列意味著發(fā)動機(jī)發(fā)動的次數(shù)。在第一次發(fā)動機(jī)發(fā)動時，由控制單元5基于所測量的電壓和電流來計算內(nèi)部電阻值r0。此外，控制單元6在借助于測量的溫度的溫度數(shù)據(jù)TO進(jìn)行溫度校正后計算內(nèi)部電阻值r0’。至少溫度數(shù)據(jù)TO和校正后的內(nèi)部電阻值r0’被存儲在存儲器中。
[0042]隨后，在每次發(fā)動機(jī)發(fā)動時執(zhí)行相同的處理，并且獲得經(jīng)過溫度校正的內(nèi)部電阻
值rl’，r2’，r3’.......舉例說明，當(dāng)獲得三個內(nèi)部電阻值的數(shù)據(jù)時，控制單元5計算它們
的代表值R0，并將其存儲在存儲器中。作為代表值，可以使用平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值等。通過生成代表值可以減少測量誤差等的影響。用于生成代表值的內(nèi)部電阻值的數(shù)量可以是除三以外的數(shù)目。
[0043]將參照圖4對通過控制單元5的控制執(zhí)行的第一實(shí)施方式的處理的流程進(jìn)行說明。在步驟SI中確定發(fā)動機(jī)發(fā)動開關(guān)6是否已被接通。當(dāng)確定發(fā)動開關(guān)6的發(fā)動機(jī)已接通時，在步驟S2測量發(fā)動時的電壓、電流和溫度。
[0044]在步驟S3，利用這種測量結(jié)果計算溫度校正后的內(nèi)部電阻值。此外，如上所述，基于多個內(nèi)部電阻值計算代表值，并且代表值被存儲在存儲器中(步驟S4)。
[0045]在步驟S5對連續(xù)性進(jìn)行檢查。從先前代表值減去當(dāng)前代表值來計算差值，并基于差值檢查連續(xù)性。例如，當(dāng)差值的變化方向是增大的方向時，則確定存在連續(xù)性。另一方面，當(dāng)差值的變化方向是減小的方向時，確定不存在連續(xù)性。
[0046]在鋰離子二次電池的情況下，一般地，內(nèi)部電阻值隨使用次數(shù)的增加而增加。因此，可以可能性很高地確定，內(nèi)部電阻值減小，或者電池組I中的一個或多個電池單元已被更換。此外，即使當(dāng)使用的次數(shù)略有增加，內(nèi)部電阻值的變化幅度也不會非常大。因此，當(dāng)內(nèi)部電阻值極端變換時，可以確定不存在連續(xù)性。
[0047]當(dāng)步驟S5中的連續(xù)性檢查的結(jié)果是NG ( S卩，當(dāng)內(nèi)部電阻值減小時)時，步驟S6中執(zhí)行用于異常時間的處理。例如，通過顯示器的顯示和/或音頻向用戶發(fā)出表明電池單元極有可能已被更換的通知。此外，當(dāng)檢查結(jié)果作為NG持續(xù)給定次數(shù)時，可以停止該電池組的使用。請注意，此處的電池單元更換是非正規(guī)更換，而不表示制造商等的正規(guī)更換。因此，當(dāng)進(jìn)行電池單元的正規(guī)更換時，所存儲的內(nèi)部電阻值或代表值被復(fù)位，并且從初始狀態(tài)開始處理。
[0048]<2.第二實(shí)施方式>
[0049]圖5是示出本發(fā)明第二實(shí)施方式中的蓄電設(shè)備的電路構(gòu)造的示例的方框圖。被虛線包圍示出的蓄電設(shè)備10具有電池單元B1、B2和B3，如鋰離子二次電池。三個電池單元BUB2和B3的串聯(lián)連接是示例，以及電池組是由一個或多個串聯(lián)連接或并聯(lián)連接的電池單元構(gòu)成的。例如，六個電池單元可以連接成兩并聯(lián)三串聯(lián)(2P3S)。
[0050]電池單元B1、B2和B3的正極側(cè)，通過充電控制FET(場效應(yīng)晶體管)Ila和放電控制FETllb連接到正極端子12a上，而負(fù)電極側(cè)通過電流檢測電阻器13連接到負(fù)極端子12b。在充電時，這些端子12a和12b分別連接到充電設(shè)備20的正極端子21a和負(fù)極端子21b。正極端子21a和負(fù)極端子21b均導(dǎo)出于充電單元22。例如，來自商用電源的AC電源被供給到充電單元22，并通過充電單元22變換成直流電源。
[0051]各個電池單元B1、B2和B3的電壓由測量單元14測量，并且通過A/D轉(zhuǎn)換器15a轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。然后，數(shù)字信號的電壓數(shù)據(jù)被提供給控制器18。電流檢測電阻器13的兩端被提供給放大器16，放大器16的輸出被提供給A/D轉(zhuǎn)換器15b。對應(yīng)于電流值的數(shù)字信號的電流數(shù)據(jù)自A/D轉(zhuǎn)換器15b中獲得，并且當(dāng)前數(shù)據(jù)被提供給控制器18。此外，設(shè)置了溫度測量單元17，其包括溫度檢測元件，如熱敏電阻等。溫度測量單元17檢測各電池單元的溫度。對應(yīng)于從溫度測量單元17輸出的溫度的信號被提供給A/D轉(zhuǎn)換器15c，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的溫度數(shù)據(jù)。溫度數(shù)據(jù)被提供給控制器18。
[0052]控制器18是由CPU(中央處理器)、R0M(只讀存儲器)、RAM(隨機(jī)存取存儲器)等構(gòu)成的微型計算機(jī)。非易失性存儲器19被連接到控制器18。存儲器119是，例如EPROM(可擦除可編程只讀存儲器)或EEPROM(可電可擦除可編程只讀存儲器)。
[0053]在上述蓄電設(shè)備10中，當(dāng)被檢測到電池電壓變?yōu)檫^充電檢測電壓時，控制器18截止充電控制FETlla，以控制使得充電電流不在電池單元BI到B3的電流通路上流動。在FETlla被截止后，只有放電可以通過二極管。此外，當(dāng)充電時有大電流流動時，控制器18截止FETlla以控制使得流動在電池的電流通路上的充電電流被切斷。
[0054]當(dāng)電池電壓變?yōu)檫^放電檢測電壓，放電控制FETl Ib被截止，并且控制器18控制使得放電電流不在電池單元BI到B3的電流通路流動。在FETllb截止后，只有充電可以通過二極管。此外，當(dāng)放電時有大電流流動時，控制器18截止FETllb以控制使得流動在電池單元BI至B3的電流通路上的放電電流被切斷。此外，控制器18利用異常發(fā)熱時的溫度信息執(zhí)行充放電控制，并對剩余容量的計算進(jìn)行校正。
[0055]蓄電設(shè)備10的控制器18和充電設(shè)備20的控制器23相連接。通過這些控制器之間的通信，各種信息從蓄電設(shè)備20傳輸?shù)紻C設(shè)備10。控制器18和控制器23通過恒流和恒壓充電系統(tǒng)給電池單元BI到B3充電。
[0056]圖6A和圖6B示意性示出了恒流和恒壓充電系統(tǒng)，以及從充電開始的時間使用給定值IO的電流執(zhí)行恒流充電。當(dāng)電池電壓變成給定電壓VO時，恒流充電被切換到恒壓充電。然后，當(dāng)電流變?yōu)閹缀鯙镺時，則確定充電完成，從而充電停止。在這種情況下，電池的電壓為VI。
[0057]在充電時，蓄電設(shè)備10的控制器18基于電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)計算各個電池單元BI至B3的內(nèi)部電阻值，并進(jìn)一步基于溫度數(shù)據(jù)計算溫度校正后的內(nèi)部電阻值?；谛Ｕ笏嬎愕膬?nèi)部電阻值求出代表值，并且測量數(shù)據(jù)、校正后的內(nèi)部電阻值和代表值被存儲在存儲器19中。當(dāng)電壓和電流變化相對大時，可以計算各個電池單元BI到B3的內(nèi)部電阻值。即，基于緊接充電開始之后電壓和電流的變化來計算內(nèi)部電阻值。
[0058]通過控制器18的控制執(zhí)行的第二實(shí)施方式的處理流程將參照圖7進(jìn)行說明。在步驟Sll中確定充電是否已經(jīng)開始。當(dāng)通過來自控制器23的通知確定充電已經(jīng)開始時，例如，在步驟S12中，測量從充電開始給定時期內(nèi)的電壓變化、電流變化和溫度。
[0059]在步驟S13中，利用該測量結(jié)果計算溫度校正后的內(nèi)部電阻值。此外，類似于上述第一實(shí)施方式，基于多個內(nèi)部電阻值計算代表值，并且代表值被存儲在存儲器中(步驟S14)。
[0060]在步驟S15中檢查連續(xù)性。從先前的代表值減去當(dāng)前代表值來計算差值，并基于差異檢查連續(xù)性。例如，當(dāng)差值的變化方向是增大的方向時，則確定存在連續(xù)性。另一方面，當(dāng)差值的變化方向是減小的方向時，確定不存在連續(xù)性。
[0061]在鋰離子二次電池的情況下，一般地，內(nèi)部電阻值隨使用的次數(shù)增加而增加。因此，當(dāng)內(nèi)部電阻值有所降低時，有很高的可能性確定電池組I中的一個或多個電池單元已被更換，而且，即使當(dāng)使用的次數(shù)略有增加時，內(nèi)部電阻值的變化幅度并不非常大。因此，當(dāng)內(nèi)部電阻值極端變化時，可確定不存在連續(xù)性。
[0062]當(dāng)步驟S15中的連續(xù)性檢查的結(jié)果是NG( S卩，當(dāng)內(nèi)部電阻值減小時)時，步驟S16中執(zhí)行用于異常時間的處理。例如，通過顯示器的顯示和/或音頻向用戶發(fā)出表明電池單元極有可能已被更換的通知。此外，異常的發(fā)生可能通知給充電設(shè)備20的控制器23以停止充電。請注意，此處的電池單元更換是非正規(guī)更換，而不表示制造商等的正規(guī)更換。因此，當(dāng)進(jìn)行電池單元的正規(guī)更換時，所存儲的內(nèi)部電阻值或代表值被復(fù)位，并且從初始狀態(tài)開始處理。
[0063]本發(fā)明還可以采用以下配置。
[0064](I) 一種蓄電設(shè)備，包括:
[0065]蓄電單元，包括一個或多個蓄電元件；
[0066]測量單元，測量蓄電元件的電壓、電流和溫度；
[0067]計算單元，基于由測量單元測量的電壓、電流和溫度計算蓄電元件的內(nèi)部電阻值，以及
[0068]確定單元，當(dāng)檢測到內(nèi)部電阻值的時間變化的不連續(xù)性時，確定蓄電元件已經(jīng)被更換。
[0069](2)根據(jù)⑴所述的蓄電設(shè)備，其中，蓄電單元被用于車輛，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)動時計算內(nèi)部電阻值。
[0070](3)根據(jù)(I)所述的蓄電設(shè)備，其中，當(dāng)蓄電單元的充電開始時計算內(nèi)部電阻值。
[0071](4)根據(jù)⑴和⑵中任一項(xiàng)所述的蓄電設(shè)備，其中，存儲的第一內(nèi)部電阻值與基于測量的電壓、電流和溫度計算出的第二內(nèi)部電阻值進(jìn)行比較，而當(dāng)與第一內(nèi)部電阻值相比第二內(nèi)部電阻值減小時，檢測到不連續(xù)性。
[0072](5)根據(jù)(4)所述的蓄電設(shè)備，其中，第一內(nèi)部電阻值和第二內(nèi)部電阻值是溫度校正后的值。
[0073](6)根據(jù)(4)所述的蓄電設(shè)備，其中，比較溫度大致相等時獲得的第一內(nèi)部電阻值和第二內(nèi)部電阻值。
[0074](7)根據(jù)⑴所述的蓄電設(shè)備，其中，第一內(nèi)部電阻值和第二內(nèi)部電阻值的多個值被轉(zhuǎn)換成代表值，并利用代表值執(zhí)行比較。
[0075](8) 一種電力系統(tǒng)，其中，根據(jù)(I)的蓄電設(shè)備由從可再生能源發(fā)電的發(fā)電設(shè)備來充電。
[0076](9) 一種電動車輛，包括:
[0077]轉(zhuǎn)換設(shè)備，從根據(jù)(I)的蓄電設(shè)備接收電力的供給，并將該電力轉(zhuǎn)換成車輛的驅(qū)動力；以及
[0078]控制設(shè)備，基于關(guān)于蓄電設(shè)備的信息執(zhí)行關(guān)于車輛控制的信息處理。
[0079](10) 一種電力系統(tǒng)，包括
[0080]電力信息傳輸和接收單元，通過網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備執(zhí)行信號的傳輸和接收；
[0081]其中，基于由電力信息傳輸和接收單元接收到的信息執(zhí)行根據(jù)⑴的蓄電設(shè)備的充電和放電控制。
[0082](11) 一種從根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備接收電力的供給，并且從發(fā)電設(shè)備或電網(wǎng)將電力供給所述蓄電設(shè)備的電力系統(tǒng)。
[0083]〈3.應(yīng)用實(shí)例〉
[0084]“住宅蓄電系統(tǒng)作為應(yīng)用實(shí)例”
[0085]本發(fā)明被應(yīng)用到住宅蓄電系統(tǒng)的實(shí)例將參照圖8進(jìn)行說明。例如，在用于住宅101的蓄電系統(tǒng)100中，通過電網(wǎng)109、信息網(wǎng)絡(luò)112、智能電表107和電力樞紐(power hub) 108等將電力從集中型電力系統(tǒng)102，如火力發(fā)電102a、核能發(fā)電102b和水力發(fā)電102c提供至蓄電設(shè)備103。以此同時，從諸如家庭發(fā)電設(shè)備104的獨(dú)立電源向蓄電設(shè)備103提供電力。提供給蓄電設(shè)備103的電力被存儲。使用蓄電設(shè)備103提供住宅101中使用的電力。相同的蓄電系統(tǒng)不僅可以用在住宅101中，還可以用在建筑物中。
[0086]住宅101設(shè)置有發(fā)電設(shè)備104、功耗設(shè)備105、蓄電設(shè)備103、控制各設(shè)備的控制設(shè)備110、智能電表107和獲取各種信息的傳感器111。各設(shè)備通過電網(wǎng)109和信息網(wǎng)絡(luò)112相連。太陽能電池、燃料電池等被用作發(fā)電設(shè)備104，并且產(chǎn)生的電力被提供給功耗設(shè)備105和/或蓄電設(shè)備103。功耗設(shè)備105是冰箱105a、空調(diào)機(jī)105b、電視接收器105c、浴室105d等。此外，耗電設(shè)備105包括電動車輛106。電動車輛106是電動車106a、混合動力車106b和電動摩托車106c。
[0087]上述本發(fā)明的蓄電設(shè)備適用于蓄電設(shè)備103。蓄電設(shè)備103由二次電池或電容器構(gòu)成。例如，蓄電設(shè)備103由鋰離子電池構(gòu)成。鋰離子電池可以是固定式，也可以是電動車輛106中使用的一種。智能電表107具有測量商用電力使用量和將所測量的使用量發(fā)送到電力公司的功能。電網(wǎng)109可以DC供電、AC電供電和非接觸供電的一種，或它們中多個的組合。
[0088]例如，各種傳感器111是人體傳感器、照度傳感器、物體檢測傳感器、耗電傳感器、振動傳感器、接觸傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器等。由各種傳感器111獲取的信息被傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備110?；趤韨鞲衅?1的信息掌握天氣狀況、人體狀況等，并且能夠自動地控制耗電設(shè)備105，使得能耗最小化。此外，控制設(shè)備110可通過互聯(lián)網(wǎng)將關(guān)于住宅101的信息發(fā)送到外部電力公司等。
[0089]電力樞紐108進(jìn)行電力線分支的處理，DC-AC轉(zhuǎn)換等。作為連接到控制設(shè)備110的信息網(wǎng)絡(luò)112的通信系統(tǒng)，存在使用諸如UART(通用異步接收發(fā)送器:用于異步串行通信的傳輸和接收電路)的方法，以及按照諸如藍(lán)牙、ZigBee和W1-Fi的無線通信標(biāo)準(zhǔn)使用傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法。藍(lán)牙系統(tǒng)適用于多媒體通信，并且一對多連接的通信是可行的。ZigBee使用IEEE (電氣與電子工程師協(xié)會)802.15.4的物理層。IEEE802.15.4是被稱為PAN(個人局域網(wǎng))或W(無線)PAN的短距離無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的名稱。
[0090]控制設(shè)備110連接到外部服務(wù)器113。服務(wù)器113可以由住宅101、電力公司和服務(wù)供應(yīng)商的任一個來管理。例如，由服務(wù)器113傳輸和接收的信息是耗電信息、生活模式信息、電價、天氣信息、自然災(zāi)害信息和有關(guān)電力交易的信息。這些信息可以被家庭耗電設(shè)備(例如，電視接收機(jī))傳輸和接收，并且這些信息可以由住宅之外的設(shè)備(例如，蜂窩電話等)傳輸和接收。這些信息可以顯示在具有顯示功能的設(shè)備上，例如，電視接收器、蜂窩電話、PDA (個人數(shù)字助理)等。
[0091]控制各單元的控制設(shè)備110由CPU (中央處理器)、RAM (隨機(jī)存取存儲器)、R0M (只讀存儲器)等構(gòu)成，并容納在本例中的蓄電設(shè)備103中。控制設(shè)備110通過信息網(wǎng)絡(luò)112連接到蓄電設(shè)備103、家庭發(fā)電設(shè)備104、耗電設(shè)備105、各種傳感器111和服務(wù)器113，并且控制設(shè)備110具有調(diào)節(jié)商用電力使用量和發(fā)電量的功能。此外，控制設(shè)備110可以具有在電力市場等執(zhí)行電力交易的功能。
[0092]如上圖所示，不僅來自集中型電力系統(tǒng)102，如火力發(fā)電102a、核能發(fā)電102b和水力發(fā)電102c的電力可以存儲在蓄電設(shè)備103，而且由家庭發(fā)電設(shè)備104(太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電)所發(fā)的電力也可以存儲在蓄電設(shè)備103中。因此，即使當(dāng)由家庭發(fā)電設(shè)備104所發(fā)的電力變化時，也可以執(zhí)行保持向外部傳輸?shù)碾娔芎愣ɑ蛑环烹娝枇康目刂?。例如，也可以采用這樣以下用法，其中，由太陽能發(fā)電獲得的電力被存儲在蓄電設(shè)備103中，并且同時，在夜間成本較便宜的午夜電力被存儲在蓄電設(shè)備103中，使得在成本較高的白天放電并使用由蓄電設(shè)備103存儲的電力。
[0093]注意，雖然本實(shí)施方式描述了其中控制設(shè)備110容納在蓄電設(shè)備103中的情況，但是控制設(shè)備Iio可以容納在智能儀表107中，或者可以單獨(dú)構(gòu)成。此外，蓄電系統(tǒng)100可以用于公寓住宅中的多個家庭，或者蓄電系統(tǒng)100可以用于多個獨(dú)立式住宅。
[0094]“車輛中的蓄電系統(tǒng)作為應(yīng)用實(shí)例”
[0095]其中本發(fā)明被應(yīng)用到車輛的蓄電系統(tǒng)的實(shí)例將參照圖9進(jìn)行說明。圖9示意性示出了采用應(yīng)用本發(fā)明的串聯(lián)式混合系統(tǒng)的混合動力車輛的構(gòu)造的實(shí)例。串聯(lián)式混合系統(tǒng)是通過利用由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力或暫時存儲在電池中的這種電力的電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備來行駛的車。
[0096]在該混合動力車輛200上，安裝了發(fā)動機(jī)201、發(fā)電機(jī)202、電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203、驅(qū)動輪204a、驅(qū)動輪204b、車輪205a、車輪205b、電池208、車輛控制設(shè)備209、各種傳感器210和充電端口 211。以上描述的本發(fā)明的蓄電設(shè)備適用于電池208。[0097]利用作為驅(qū)動源的電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203來行駛混合動力車輛200。電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203的一個實(shí)例是電動機(jī)。電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203由電池208的電力驅(qū)動，并且電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203的轉(zhuǎn)動力被傳動到驅(qū)動輪204a和204b。注意，在必要部件利用直流-交流(DC-AC)或逆轉(zhuǎn)換(AC-DC轉(zhuǎn)換)，電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203也可以應(yīng)用于AC電動機(jī)和DC電動機(jī)。各種傳感器210通過車輛控制設(shè)備209來控制控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，并控制未示出的節(jié)流閥的開度(節(jié)流開度)。各種傳感器210包括速度傳感器、加速度傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等。
[0098]發(fā)動機(jī)201的轉(zhuǎn)動力被傳動到發(fā)電機(jī)202，并且由發(fā)電機(jī)202利用該轉(zhuǎn)動力產(chǎn)生的電力可以被存儲在電池208中。
[0099]當(dāng)混合動力車輛的速度通過未示出的制動機(jī)構(gòu)減小時，速度下降時的阻力被添加到電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203作為轉(zhuǎn)動力，以及由電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備203利用該轉(zhuǎn)動力產(chǎn)生的再生電力被存儲在電池208中。
[0100]電池208被連接到混合動力車輛的外部電源，并因此利用作為輸入端口的充電端口 211從外部電源接收電力供給，并且電池208也可以存儲所接收到的電力。
[0101]雖然未示出，但是也可以設(shè)置基于關(guān)于二次電池的信息來執(zhí)行關(guān)于車輛控制的信息處理的信息處理設(shè)備。這種信息處理設(shè)備包括基于關(guān)于電池剩余量的信息執(zhí)行電池剩余量的顯示信息處理設(shè)備。
[0102]作為實(shí)例，上面已經(jīng)描述通過電動機(jī)利用被發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電力或這種暫時存儲在電池中的電力來行駛串聯(lián)式混合動力車。然而，本發(fā)明也可以有效地應(yīng)用于并聯(lián)式混合動力車輛，該并聯(lián)式混合動力車輛具有發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的輸出作為驅(qū)動源，并使用僅通過發(fā)動機(jī)行駛、僅通過電動機(jī)行駛，以及通過發(fā)動機(jī)和電動機(jī)行駛，同時適當(dāng)?shù)厍袚Q它們的三種行駛系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還可以有效地應(yīng)用于所謂的電動車輛，其僅通過驅(qū)動電動機(jī)而沒有發(fā)動機(jī)的驅(qū)動來行駛。
[0103]<4.變形例 >
[0104]上面已經(jīng)對本申請的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本申請不限于上述實(shí)施方式，并且可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思進(jìn)行各種修改。例如，雖然計算溫度校正后的內(nèi)部電阻值，但是當(dāng)比較的內(nèi)部電阻值的溫度差等于或大于給定值時，可以不進(jìn)行內(nèi)部電阻值的比較。此外，當(dāng)確定電池已被更換時，確定結(jié)果可以被存儲在非易失性存儲器中，以禁止隨后的充電。
[0105]參考符號列表
[0106]I電池組
[0107]2電壓測量單元
[0108]3電流測量單元
[0109]4溫度測量單元
[0110]5充電和放電控制單元
[0111]6發(fā)動機(jī)發(fā)動開關(guān)
[0112]10蓄電設(shè)備
[0113]14測量單元
[0114]18控制器
[0115]20充電設(shè)備 [0116] 23控制器
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電設(shè)備，包括: 蓄電單元，包括一個或多個蓄電元件； 測量單元，測量所述蓄電元件的電壓、電流、和溫度； 計算單元，基于由所述測量單元所測量的所述電壓、所述電流、和所述溫度計算所述蓄電元件的內(nèi)部電阻值，以及 確定單元，當(dāng)檢測到所述內(nèi)部電阻值的時間變化的不連續(xù)性時，確定所述蓄電元件已經(jīng)被更換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備，其中，所述蓄電單元被用于車輛，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)動時計算所述內(nèi)部電阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備，其中，當(dāng)所述蓄電單元的充電開始時計算所述內(nèi)部電阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備，其中，將存儲的第一內(nèi)部電阻值與基于測量的電壓、電流、和溫度計算的第二內(nèi)部電阻值進(jìn)行比較，并且當(dāng)與所述第一內(nèi)部電阻值相比所述第二內(nèi)部電阻值減小時檢測到不連續(xù)性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電設(shè)備，其中，所述第一內(nèi)部電阻值和所述第二內(nèi)部電阻值是溫度校正后的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電設(shè)備，其中，比較當(dāng)溫度大致相等時獲得的所述第一內(nèi)部電阻值和所述第二內(nèi)部電阻值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備，其中，第一內(nèi)部電阻值和第二內(nèi)部電阻值的多個值被轉(zhuǎn)換成代表值，并利用所述代表值執(zhí)行比較。
8.一種電力系統(tǒng)，其中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備由通過可再生能源發(fā)電的發(fā)電設(shè)備來充電。
9.一種電動車輛,包括: 轉(zhuǎn)換設(shè)備，從根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備接收電力的供給，并將所述電力轉(zhuǎn)換成所述車輛的驅(qū)動力；以及 控制設(shè)備，基于關(guān)于所述蓄電設(shè)備的信息執(zhí)行有關(guān)車輛控制的信息處理。
10.一種電力系統(tǒng),包括: 電力信息傳輸和接收單元，通過網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行與其他設(shè)備的信號的傳輸和接收， 其中，基于由所述電力信息傳輸和接收單元接收的信息執(zhí)行對根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備的充電和放電控制。
11.一種從根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電設(shè)備接收電力的供給并且從發(fā)電設(shè)備或電網(wǎng)將電力供給所述蓄電設(shè)備的電力系統(tǒng)。
【文檔編號】G01R31/36GK103987564SQ201280061951
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】上坂進(jìn)一 申請人:索尼公司