特許 6188841 リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6188841

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20170821BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20170821BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20170821BHJP

   H01M 4/58 20100101ALI20170821BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20170821BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/02 H

   H01M10/44 P

   H01M10/48 P

   H01M4/58

   H01M2/10 E

   H02J7/00 B

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-20895(P2016-20895)

(22)【出願日】2016年2月5日

(65)【公開番号】特開2016-144398(P2016-144398A)

(43)【公開日】2016年8月8日

【審査請求日】2016年2月5日

(31)【優先権主張番号】201510060954.6

(32)【優先日】2015年2月5日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】515295614

【氏名又は名称】青海時代新能源科技有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅 敬瑤

(72)【発明者】

【氏名】胡 建国

(72)【発明者】

【氏名】黄 世霖

【審査官】 小池 堂夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０３１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１６０６３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−３４１６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４５９６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルについて、電池残量を正確に検出しうる電圧範囲を確定し、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係を確定することと、
静止状態での前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集することと、
前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断することと、
前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると、前記開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定し、セルの等化容量は各々のセルの容量と前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの容量のうち最小値との差であり、セルの容量はセルの定格容量とセルの電池残量との積であることと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うことと、
セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新し、前記セルの現在の等化容量＝セルの前回の能動的等化前の等化容量＋前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量−前記セルの前記前回の能動的等化における放電容量という条件を満足することと、
を含み、
前記能動的等化処理は、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの更新された現在の等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うことを含むリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法であって、
前記のセルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新する前、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを継続して判断し、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではない場合、前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かをさらに判断し、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０である場合、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではなくなるまで判断し続けることと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態になくて、あるいは、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと、セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新するステップを実行することとをさらに含むことを特徴とするリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法。

【請求項2】

前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあり、そして実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと、実時間に収集された開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記の実時間に収集された開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの前記の実時間に収集された開路電圧に対応する電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定するステップを実行することをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法。

【請求項3】

前記の各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定することは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの電池残量差を取得し、前記電池残量差はセルの電池残量と電池残量の最小値との差であり、前記電池残量の最小値は前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量のうち最小値を指すことと、
前記電池残量差に基づいて、対応するセルの等化容量を確定し、前記セルの等化容量はセルの定格容量と前記セルの電池残量差との積であることとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法。

【請求項4】

前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うことは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧をプリセットされた電圧閾値と比較することと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より小さいと、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、Ｍは自然数であることと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より大きいと、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行い、Ｑは自然数であることとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法。

【請求項5】

前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲は、２７１０ミリボルト〜３２８３ミリボルトの電圧区間と３２９９ミリボルト〜３３１７ミリボルトの電圧区間との合併集合であることを特徴とする、請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法。

【請求項6】

記憶モジュール、収集モジュール、判断モジュール、確定モジュール、等化モジュール、更新モジュール、第一判断モジュール、及び第二判断モジュールを含むリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムであって、
前記記憶モジュールは、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係を記憶するためのものであり、
前記収集モジュールは、静止状態での前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集するためのものであり、
前記判断モジュールは、前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断するためのものであり、
前記確定モジュールは、前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にある時、前記開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定するためのものであり、セルの等化容量は各々のセルの容量と前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの容量のうち最小値との差であり、セルの容量はセルの定格容量とセルの電池残量値との積であり、
前記等化モジュールは、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うためのものであり、
前記更新モジュールは、セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新するためのものであり、且つ、前記セルの現在の等化容量＝セルの前回の能動的等化前の等化容量＋前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量−前記セルの前記前回の能動的等化における放電容量という条件を満足し、前記等化モジュールはさらに、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの更新された現在の等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うためのものであり、
前記第一判断モジュールは、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを継続して判断するためのものであり、
前記第二判断モジュールは、前記第一判断モジュールによって、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではないと判断された時、前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断するためのものであり、
前記第二判断モジュールは、それによって、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態になくて、あるいは、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと判断された時、セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新するよう前記更新モジュールに通知することを特徴とするリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システム。

【請求項7】

前記第二判断モジュールは、それによって、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあり、且つ、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると判断された時、実時間に収集された開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記の実時間に収集された開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの前記の実時間に収集された開路電圧に対応する電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定するよう前記確定モジュールに通知することを特徴とする、請求項６に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システム。

【請求項8】

前記確定モジュールは、
リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの電池残量差を取得するための取得ユニットと、
前記電池残量差に基づいて、セルの等化容量を確定するための確定ユニットとを含み、
ここで、前記電池残量差はセルの電池残量と電池残量の最小値との差であり、前記電池残量の最小値は前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量値のうち最小値を指し、
前記セルの等化容量はセルの定格容量と前記セルの電池残量差との積であることを特徴とする、請求項６に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システム。

【請求項9】

前記等化モジュールは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧をプリセットされた電圧閾値と比較するための比較ユニットと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より小さい時、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行うための第一等化ユニットと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より大きい時、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行うための第二等化ユニットとを含み、
ここで、Ｍは自然数であり、Ｑは自然数であることを特徴とする、請求項６に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システム。

【請求項10】

前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲は、２７１０ミリボルト〜３２８３ミリボルトの電圧区間と３２９９ミリボルト〜３３１７ミリボルトの電圧区間との合併集合であることを特徴とする、請求項６に記載のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電池の技術分野に関し、特にリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

リン酸鉄リチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｉｏｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＬＦＰ）電池は自然で環境に優しい電池である。一般的なリチウム電池に比べて、リン酸鉄リチウム電池は、安全性が高く、サイクル寿命が長く、迅速に充放電でき、同一のエネルギー密度では重量が小さく、高温に耐えるという利点を有するため、応用の将来性が高い。例えば、リン酸鉄リチウム電池パックは、電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）、エ
ネルギー貯蔵システム（ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍ、ＥＳＳ）等に応用することができる。よくある応用は電動自転車、電気バス等である。

【0003】

リン酸鉄リチウム電池パックは複数の単一セルを直列接続したものである。技術水準に限りがあるため、セルの間には一定のバラツキがあるとともに、セルの使用過程において、充放電サイクル回数の増加に従って、また、保管時間、温度等からの影響により、セルの自己放電が不一致になり、それにより、同一電池パック内のセルの荷電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳｏＣ）が不一致になり、同一電池パック内のセルの不均衡を招いてしまう。ＳｏＣは電池残量とも称され、電池を一定時間使用した又は長期間に放置した後の余剰容量とその完全充電状態での容量との比を表し、百分率で示されている。電池残量ＳｏＣは、その値の範囲が０〜１であり、ＳｏＣ＝０の場合、電池が完全に放電されたことを表し、ＳｏＣ＝１の場合、電池が完全に充電されたことを表す。

【0004】

このようなリン酸鉄リチウム電池パックの不均衡は、リン酸鉄リチウム電池パックの性能を低下させ、リン酸鉄リチウム電池パックの寿命を低減するものとなる。このため、リン酸鉄リチウム電池パック内の各セルの電池残量ＳｏＣ差を一定の誤差範囲内にするために、リン酸鉄リチウム電池パックに対して等化を行う必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、リン酸鉄リチウム電池パックの性能を高め、リン酸鉄リチウム電池パックの寿命を延ばすリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法及びシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を実現するために、本発明は、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルについて、電池残量を正確に検出しうる電圧範囲を確定し、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係を確定することと、
静止状態での前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集することと、
前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断することと、
前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると、前記開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定する（セルの等化容量は各々のセルの容量と前記リン酸鉄リチウム電
池パックにおけるすべてのセルの容量のうち最小値との差であり、セルの容量はセルの定格容量とセルの電池残量との積である）ことと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うこととを含むリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法を提供する。

【0007】

さらに、前記のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、
セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新する（前記セルの現在の等化容量＝セルの前回の能動的等化前の等化容量＋前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量−前記セルの前記前回の能動的等化における放電容量）ことをさらに含み、
前記能動的等化処理は、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの更新された現在の等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うことを含む。

【0008】

さらに、前記のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、前記のセルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新する前、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを継続して判断し、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではないと、前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断し、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０である場合、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではなくなるまで判断し続けることと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態になくて、あるいは、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと、セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新するステップを実行することとをさらに含む。

【0009】

さらに、前記のリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、
前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあり、そして実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと、実時間に収集された開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記の実時間に収集された開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの前記の実時間に収集された開路電圧に対応する電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定するステップを実行することをさらに含む。

【0010】

さらに、前記の各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定することは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの電池残量差を取得する（前記電池残量差はセルの電池残量と電池残量の最小値との差であり、前記電池残量の最小値は前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量のうち最小値を指す）ことと、
前記電池残量差に基づいて、対応するセルの等化容量を確定する（前記セルの等化容量はセルの定格容量と前記セルの電池残量差との積である）こととを含む。

【0011】

さらに、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、前記リ
ン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うことは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧をプリセットされた電圧閾値と比較することと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より小さいと、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行う（Ｍは自然数である）ことと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より大きいと、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行う（Ｑは自然数である）こととを含む。

【0012】

さらに、前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲は、２７１０ミリボルト〜３２８３ミリボルトの電圧区間と３２９９ミリボルト〜３３１７ミリボルトの電圧区間との合併集合である。

【0013】

本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、等化の根拠として正確なＳｏＣ差異を使用し、そしてＬＦＰ電池パックが高電圧側と低電圧側にある二つのタイミングで異なる等化動作を行うことにより、等化の判断と実行のタイミングは必ずしも同時に行われるものとならない。また、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、判断根拠の選別と等化動作の実行を分離させたものであり、このようにして、判断根拠の信頼性を高めたとともに、どんなタイミングでも等化を実行可能になった。本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、ＬＦＰ電池パックの性能を高め、ＬＦＰ電池パックの寿命を延ばすことができる。

【0014】

上記の目的を実現するために、本発明は、記憶モジュール、収集モジュール、判断モジュール、確定モジュール、及び等化モジュールを含むリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムにおいて、
前記記憶ユニットは、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係を記憶するためのものであり、
前記収集モジュールは、静止状態での前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集するためのものであり、
前記判断モジュールは、前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断するためのものであり、
前記確定モジュールは、前記開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にある時、前記開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定する（セルの等化容量は各々のセルの容量と前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの容量のうち最小値との差であり、セルの容量はセルの定格容量とセルの電池残量値との積である）ためのものであり、
前記等化モジュールは、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うためのものであるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムを提供する。

【0015】

さらに、前記リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新する（前記セルの現在の等化容量＝セルの前回の能動的等化前の等化容量＋前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量−前記セルの前記前回の能動的等化における放電容量）ための更新モジュールをさらに含み、前記等化モジュールはさらに、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの
更新された現在の等化容量に基づいて、前記リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うためのものである。

【0016】

さらに、前記リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを継続して判断するための第一判断モジュールと、
前記第一判断モジュールによって、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではないと判断された時、前記リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断するための第二判断モジュールとをさらに含み、
前記第二判断モジュールは、それによって、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態になくて、あるいは、実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと判断された時、セルの前回の能動的等化前の等化容量と前記セルの前記前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、前記セルの現在の等化容量を更新するよう前記更新モジュールに通知する。

【0017】

さらに、前記第二判断モジュールは、それによって、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあり、そして実時間に収集された開路電圧が前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると判断された時、実時間に収集された開路電圧及び前記の電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、前記の実時間に収集された開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの前記の実時間に収集された開路電圧に対応する電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定するよう前記確定モジュールに通知する。

【0018】

さらに、前記確定モジュールは、
リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの電池残量差を取得する（前記電池残量差はセルの電池残量と電池残量の最小値との差であり、前記電池残量の最小値は前記リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量値のうち最小値を指す）ための取得ユニットと、
前記電池残量差に基づいて、セルの等化容量を確定する（前記セルの等化容量はセルの定格容量と前記セルの電池残量差との積である）ための確定ユニットとを含む。

【0019】

さらに、前記等化モジュールは、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧をプリセットされた電圧閾値と比較するための比較ユニットと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より小さい時、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行う（Ｍは自然数である）ための第一等化ユニットと、
前記リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が前記電圧閾値より大きい時、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、前記リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行う（Ｑは自然数である）ための第二等化ユニットとを含む。

【0020】

さらに、前記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲は、２７１０ミリボルト〜３２８３ミリボルトの電圧区間と３２９９ミリボルト〜３３１７ミリボルトの電圧区間との合併集合である。

【0021】

本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、等化の根拠として正確なＳｏＣ差異を使用し、そしてＬＦＰ電池パックが高電圧側と低電圧側に
ある二つのタイミングで異なる等化動作を行うことにより、等化の判断と実行のタイミングは必ずしも同時に行われるものとならない。また、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、判断根拠の選別と等化動作の実行を分離させたものであり、このようにして、判断根拠の信頼性を高めたとともに、どんなタイミングでも等化を実行可能になった。本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、ＬＦＰ電池パックの性能を高め、ＬＦＰ電池パックの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法の一つのフロー図である。

【図2】リン酸鉄リチウムセルの特性曲線図である。

【図3】電圧のサンプリング精度が±５ｍＶであり、電池残量誤差の閾値が３％である時、セルの特性曲線の分析による電池残量を正確に検出しうる電圧範囲を確定するための曲線図である。

【図4】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法のもう一つのフロー図である。

【図5】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法のさらに一つのフロー図である。

【図6】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化回路の模式図である。

【図7】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムの一つの構造ブロック図である。

【図8】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムのもう一つの構造ブロック図である。

【図9】本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムのさらに一つの構造ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の主な構想は、等化の根拠として正確な電池残量ＳｏＣ差異を使用し、そしてリン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側と低電圧側にある二つのタイミングで異なる等化動作を行うことによって、等化の判断根拠の選別と等化動作の実行を分離させ、等化の判断と実行のタイミングは必ずしも同時に行われるものとならないことである。

【0024】

以下、図面に合わせて、本発明の原理と特徴について説明するが、挙げられる実施例は本発明の範囲を制限するためのものではなく、単に本発明を解釈するためのものである。当業者にとっては、創造的労働を費やしないながら、本発明の精神に基づいて得られたすべての実施例はいずれも本発明の保護範囲に属することは明らかである。

【0025】

図１は、本発明の一つの実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法のフロー図である。図１に示されるように、本実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は下記ステップを含んでもよい。

【0026】

リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの電池残量ＳｏＣを正確に検出しうる電圧範囲を確定し、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係を確定するステップＳ１０１。

【0027】

一つの実施例では、電池残量ＳｏＣを正確に検出しうる電圧範囲は、セルの特性曲線、電圧のサンプリング精度、及び電池残量ＳｏＣ誤差の閾値の三者により決定されることができる。以下、図２と図３を例として、電池残量ＳｏＣを正確に検出しうる電圧範囲を確
定する方式を簡単に説明する。

【0028】

図２は、リン酸鉄リチウムセルの特性曲線図である。図３は、電圧のサンプリング精度が±５ｍＶであり、電池残量誤差の閾値が３％である時、図２でのセルの特性曲線の分析による電池残量ＳｏＣを正確に検出しうる電圧範囲を確定するための曲線図である。図３では、「ｌｉｎｅ」は所望の誤差の閾値を表す。図２と図３を参照すれば、２７１０ｍＶ（ミリボルト）〜３２８３ｍＶの電圧区間及び３２９９ｍＶ〜３３１７ｍＶの電圧区間において、開路電圧と電池残量との対応関係により、開路電圧に基づいて、電池残量ＳｏＣの値を正確に検出しうることがわかった。このため、２７１０ｍＶ〜３２８３ｍＶの電圧区間と３２９９ｍＶ〜３３１７ｍＶの電圧区間との合併集合は、電池残量ＳｏＣを正確に検出しうる電圧範囲となる。上記の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲は、セルの特性曲線、電圧のサンプリング精度、及び電池残量誤差の閾値の三者のともにより決定されることができ、そして、電池残量を正確に検出しうる開路電圧と電池残量との関係表により、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との間の対応関係を記録することができる。

【0029】

説明する必要があるのは、リン酸鉄リチウム電池の特性曲線は互いに似っており、異なるリン酸鉄リチウム電池のセル組成は、セルの特性曲線を変え、パラメータの変化をも招くため、上記パラメータは主に例示的説明に用いられていることである。

【0030】

また、各々のセルの材料、プロセス等は同じである時、各々のセルの特性曲線も同じであることにより、各々のセルは同一の電池残量を正確に検出しうる電圧範囲を有し、即ち、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルは同一の電池残量を正確に検出しうる開路電圧と電池残量との関係表を有することができる。一つの実施例では、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係は、図２での非プラトー領域２３０で示されてもよい。

【0031】

静止状態でのリン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集するステップＳ１０３。

【0032】

一つの実施例では、ステップＳ１０３は、具体的には、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否かを判断することと、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあると、リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集することとを含む。

【0033】

一つの実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否かを判断することは、リン酸鉄リチウム電池パックの電流が３０ｍｉｎ（分間）以上継続して０．０３Ｃ（クーロン）又は３Ａ（アンペア）より小さいか否かを判断し、そうであれば、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあると確認することを含んでもよい。

【0034】

収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断し、収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると、ステップＳ１０７を実行し、でないと、終了するステップＳ１０５。

【0035】

収集された開路電圧及び電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、収集された開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定する（各々のセルの等化容量は各々のセルの容量とリン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの容量のうち最小値との差であり、セルの容量はセルの定格容量とセルの電池残量との積である）ステップＳ１０７。

【0036】

一つの実施例では、ステップＳ１０７での各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定することは、
電池パックにおける各々のセルの電池残量差を取得する（そのうち、電池残量差はセルの電池残量と電池残量の最小値との差であり、電池残量の最小値はリン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量のうち最小値を指す）ことと、電池残量差に基づいて、対応するセルの等化容量を確定する（セルの等化容量はセルの定格容量と該セルの電池残量差との積である）こととを含んでもよい。

【0037】

リン酸鉄リチウム電池パックにおける第ｘ個のセルの電池残量をＳｏＣ（ｘ）とし、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量のうち最小値をＳｏＣｍｉｎとすれば、ＳｏＣ（ｘ）とＳｏＣｍｉｎとの差ΔＳｏＣ（ｘ）はリン酸鉄リチウム電池パックにおける第ｘ個のセルの電池残量差となり、ΔＳｏＣ（ｘ）＝ＳｏＣ（ｘ）−ＳｏＣｍｉｎ。

【0038】

リン酸鉄リチウム電池パックにおける第ｘ個のセルの容量をＣａｐ（ｘ）とし、第ｘ個のセルの等化する必要がある容量をΔＣａｐ（ｘ）として、ΔＣａｐ（ｘ）＝第ｘ個のセルの定格容量＊ΔＳｏＣ（ｘ）、該式における記号「＊」は乗法記号である。

【0039】

リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うステップＳ１０９。

【0040】

そのうち、リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うことは、
リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧をプリセットされた電圧閾値と比較することと、
リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が電圧閾値より小さいと、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行う（Ｍは自然数である）ことと、
リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が電圧閾値より大きいと、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行う（Ｑは自然数である）こととを含んでもよい。

【0041】

そのうち、電圧閾値は、全体リン酸鉄リチウム電池パック全体の電圧を人為的に高電圧側と低電圧側に分けるためのものである。一般的に、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの平均電圧のプラトー領域及び非プラトー領域での変曲点を電圧閾値として、Ｖｇと表記する。リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの平均電圧がＶｇより大きいと、リン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側にあると考えられ、でないと、低電圧側にあると考えられる。つまり、リン酸鉄リチウム電池パックに対して行われる能動的等化処理は、リン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側にある時、リン酸鉄リチウム電池パックにおける一部のセルのみに対して補充電等化を行なってもよく、リン酸鉄リチウム電池パックにおける一部のセルのみに対して放電等化を行ってもよく、さらに、リン酸鉄リチウム電池パックにおける一部のセルに対して補充電等化を行うと同時に、残りのセルに対して放電等化を行ってもよい場合と、リン酸鉄リチウム電池パックが低電圧側にある時、リン酸鉄リチウム電池パックにおける一部のセルのみに対して補充電等化を行う場合とを含んでもよい。

【0042】

一つの実施例では、電圧閾値Ｖｇは、
図２でのセルの特性曲線をプラトー領域２１０と非プラトー領域２３０に分け、非プラトー領域２３０とプラトー領域２１０との間の変曲点Ｄにおける変曲点電圧を取得して、Ｖ_Ｄと記述することと、変曲点電圧Ｖ_Ｄ及び補償量ｏｆｆｓｅｔに基づいて、電圧閾値Ｖ
ｇを算出する（電圧閾値Ｖｇ＝変曲点電圧Ｖ_Ｄ＋補償量ｏｆｆｓｅｔ）こととにより確定されることができる。

【0043】

そのうち、補償量ｏｆｆｓｅｔは、サンプリング誤差、電池残量ＳｏＣ誤差の換算、わずかの時間帯における容量誤差の等化等により算出されることができる。一つの実施例では、補償量ｏｆｆｓｅｔとして５０ｍＶを取ってもよい。

【0044】

各々のセルの等化容量はいずれも０になると、等化は終了する。

【0045】

本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、等化の根拠として正確な電池残量ＳｏＣ差異を使用し、そしてリン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側と低電圧側にある二つのタイミングで異なる等化動作を行うことにより、等化の判断と実行のタイミングは必ずしも同時に行われるものとならない。また、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、判断根拠の選別と等化動作の実行を分離させたものであり、このようにして、判断根拠の信頼性を高めたとともに、どんなタイミングでも等化を実行可能になった。本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は、リン酸鉄リチウム電池パックの性能を高め、リン酸鉄リチウム電池パックの寿命を延ばすことができる。

【0046】

図４は、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法のもう一つのフロー図である。図４に示されるように、本実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は下記ステップを含んでもよい。

【0047】

ステップＳ４０１〜Ｓ４０９、それらは上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９と同様であるため、ここでは贅言しない。

【0048】

予定時間例えば３０分間又は１時間毎に、各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを判断し、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの等化容量がいずれも０であると、ステップＳ４１５を実行し、でないと、即ち、リン酸鉄リチウム電池パックにおいて等化容量が０ではないセルがまだあると、ステップＳ４１３を実行するステップＳ４１１。

【0049】

セルの前回の能動的等化前の等化容量とセルの前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、セルの現在の等化容量を更新し、続いてステップＳ４０９を実行するステップＳ４１３。

【0050】

そのうち、セルの現在の等化容量＝セルの前回の能動的等化前の等化容量＋セルの前回の能動的等化における補充電容量−セルの前回の能動的等化における放電容量。

【0051】

セルの等化容量を更新してからステップＳ４０９を実行する時、ステップＳ４０９でのセルの等化容量は更新された最新の等化容量を指す。

【0052】

等化を終了するステップＳ４１５。

【0053】

本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法において、各々のセルの実際の補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、セルの現在の等化容量を更新することによって、過放電又は過充電に起因してリン酸鉄リチウム電池パックは性能が低下又は損壊することを回避でき、より一層リン酸鉄リチウム電池パックの性能を高め、リン酸鉄リチウム電池パックの寿命を延ばす。

【0054】

図５は、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法のさらに一つのフロー図である。図５に示されるように、本実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法は下記ステップを含んでもよい。

【0055】

ステップＳ５０１〜Ｓ５０９、それらは上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９と同様であるため、ここでは贅言しない。

【0056】

予定時間例えば３０分間又は１時間毎に、各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを判断し、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの等化容量が０であると、ステップＳ５１５を実行し、でないと、即ち、リン酸鉄リチウム電池パックにおいて等化容量が０ではないセルがまだあると、ステップＳ５１２を実行するステップＳ５１１。

【0057】

リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、実時間に収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断し、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあり、そして実時間に収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると、ステップＳ５０７を実行し、でないと、即ち、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態になくて、あるいは、実時間に収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと、ステップＳ５１３を実行するステップＳ５１２。

【0058】

セルの前回の能動的等化前の等化容量とセルの前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、セルの現在の等化容量を更新し、続いてステップＳ５０９を実行するステップＳ５１３。

【0059】

等化を終了するステップＳ５１５。

【0060】

本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法において、予定時間例えば３０分間又は１時間毎に判断し、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、各々のセルの等化容量を新たに確定し、あるいは、各々のセルの実際の補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、セルの現在の等化容量を更新することによって、過放電又は過充電に起因してリン酸鉄リチウム電池パックは性能が低下し又は損壊することを回避でき、より一層リン酸鉄リチウム電池パックの性能を高め、リン酸鉄リチウム電池パックの寿命を延ばす。

【0061】

以下、具体的な応用シナリオの一つの例により、本発明にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法についてさらに説明する。

【0062】

当該具体的な例では、下記ステップが含まれている。

【0063】

電池管理システム（ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）によりリン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの電圧を実時間に収集し、静止状態で、すべてのセルの電圧はいずれも電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、各セルの電池残量ＳｏＣを取得し、第ｘ個のセルのＳｏＣをＳｏＣ（ｘ）と表記する（ｘはセルの下付き文字を表し、以下は同様にする）ステップａ。

【0064】

リン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量ＳｏＣから最小値を選択してＳｏＣｍｉｎと表記し、ＳｏＣ（ｘ）とＳｏＣｍｉｎに基づいて、各セルと最小電池残量ＳｏＣｍｉｎとの電池残量差を取得してΔＳｏＣと記録するが、第ｘ個のセルの電池
残量差をΔＳｏＣ（ｘ）と記録する（ΔＳｏＣ（ｘ）＝ＳｏＣ（ｘ）−ＳｏＣｍｉｎ）ステップｂ。

【0065】

第ｘ個のセルの等化容量ΔＣａｐ（ｘ）＝第ｘ個のセルの定格容量＊ΔＳｏＣ（ｘ）により換算して、各セルの等化する必要がある等化容量ΔＣａｐ（ｘ）を取得し記録する（そのうち、各セルの定格容量は既知のものである）ステップｃ。

【0066】

電圧閾値Ｖｇを境界として、リン酸鉄リチウム電池パック全体の電圧を人為的に高電圧側と低電圧側に分け、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの平均電圧がＶｇより大きいと、リン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側にあると考えられ、でないと、即ち、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの平均電圧がＶｇより小さいと、リン酸鉄リチウム電池パックが低電圧側にあると考えられるステップｄ。

【0067】

リン酸鉄リチウム電池パックが低電圧側にあると、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い（Ｍは自然数である）、リン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側にあると、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行う（Ｑは自然数であり、この時、外部電源による電流制限への要求を満たす必要がある）ステップｆ。

【0068】

図６に示される等化回路によりリン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルに対して補充電等化及び／又は放電等化を行ってもよい。図６は、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化回路の模式図である。図６において、リン酸鉄リチウム電池パックは複数のモジュールを直列接続したものであり、モジュール毎は複数のセルを直列接続したものである。モジュール毎の内には一つの双方向直流／直流コンバータがあり、双方向直流／直流コンバータは、モジュール内のいずれかのセルに接続するように切り替えることができる。モジュール内のいずらかのセルは外部電源と双方向のエネルギー転移を行い、エネルギーが外部電源からあるセルに転移すると、セルを補充電することを意味し、エネルギーがセルから外部電源に転移すると、セルを放電することを意味している。そのうち、外部電源は１２Ｖ又は２４Ｖの鉛酸蓄電池であってもよく、リン酸鉄リチウム電池パック自体であってもよく、モジュール自体であってもよい。図６に示される回路は、等化放電と等化充電の電流及び外部電源の消費電流を測定することもできる。リン酸鉄リチウム電池パックのモジュール同士は、相互的な補充電等化と放電等化は互に制約されていない。

【0069】

補充電等化と放電等化過程において、各セルの補充電容量と放電容量を統計するステップｇ。

【0070】

一定時間（例えば３０ｍｉｎ又は１時間）毎に、各セルの実際の補充電容量と放電容量Ｃａｐｉｅｃｅ（ｎ）に基づいて、セルの現在のΔＣａｐ（ｎ）を更新する（ΔＣａｐ（ｎ）＝ΔＣａｐ（ｎ）−Ｃａｐｉｅｃｅ（ｎ）、そのうち、Ｃａｐｉｅｃｅ（ｎ）について、補充電等化であれば、Ｃａｐｉｅｃｅ（ｎ）が負の数であり、放電等化であれば、Ｃａｐｉｅｃｅ（ｎ）が正の数である）ステップｈ。

【0071】

ΔＣａｐ（ｎ）の最小値ΔＣａｐｍｉｎ＝ｍｉｎ（ΔＣａｐ（１）、ΔＣａｐ（２）、ΔＣａｐ（３）…ΔＣａｐ（ｎ））を再度算出し、ΔＣａｐｍｉｎを基准としてΔＣａｐを新たに算出する（ΔＣａｐ（ｎ）＝ΔＣａｐ（ｎ）−ΔＣａｐｍｉｎ）ステップｉ。

【0072】

更新されたΔＣａｐに基づいて、補充電し及び／又は放電する必要があるセルを新たに
選択して、対応する補充電及び／又は放電等化を行うステップｊ。

【0073】

ΔＣａｐ（ｎ）がいずれも零になるまでステップｇ〜ステップｊを繰り返す。

【0074】

新たにセルのＳｏＣ（ｘ）が取得されると、ステップａ〜ステップｃを繰り返して、新しいΔＣａｐ（ｘ）を取得する。連続的な静止状態であれば、一定時間毎に新しいＳｏＣ（ｘ）の値を新たに取得してもよい。

【0075】

図７は、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムの一つの構造ブロック図である。図７に示されるように、本実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、記憶モジュール１００、収集モジュール１１０、判断モジュール１２０、確定モジュール１３０、及び等化モジュール１４０を含んでもよい。

【0076】

そのうち、記憶モジュール１００は、電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係を記憶するためのものである。

【0077】

収集モジュール１１０は、静止状態でのリン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの開路電圧を収集するためのものである。

【0078】

判断モジュール１２０は、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断するためのものである。一つの実施例では、判断モジュール１２０は、リン酸鉄リチウム電池パックの電流が３０ｍｉｎ（分間）以上継続して０．０３Ｃ（クーロン）又は３Ａ（アンペア）より小さいか否かを判断し、リン酸鉄リチウム電池パックの電流が３０ｍｉｎ（分間）以上継続して０．０３Ｃ（クーロン）又は３Ａ（アンペア）より小さいと、判断モジュール１２０はリン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあると確認した。

【0079】

確定モジュール１３０は、収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にある時、収集された開路電圧及び電池残量を正確に検出しうる電圧と電池残量との対応関係に基づいて、収集された開路電圧に対応するセルの電池残量を取得し、各々のセルの電池残量に基づいて、各々のセルの等化容量を確定する（セルの等化容量は各々のセルの容量とリン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの容量のうち最小値との差であり、セルの容量はセルの定格容量とセルの電池残量との積である）ためのものである。

【0080】

等化モジュール１４０は、リン酸鉄リチウム電池パックにおけるセルの等化容量に基づいて、リン酸鉄リチウム電池パックに対して能動的等化処理を行うためのものである。

【0081】

本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、等化の根拠として正確な電池残量ＳｏＣ差異を使用し、そしてリン酸鉄リチウム電池パックが高電圧側と低電圧側にある二つのタイミングで異なる等化動作を行うことにより、等化の判断と実行のタイミングは必ずしも同時に行われるものとならない。また、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、判断根拠の選別と等化動作の実行を分離させたものであり、このようにして、判断根拠の信頼性を高めたとともに、どんなタイミングでも等化を実行可能になった。本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、リン酸鉄リチウム電池パックの性能を高め、リン酸鉄リチウム電池パックの寿命を延ばすことができる。

【0082】

図８は、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムのもう一つの構造ブロック図である。図８に示されるように、図７に示される実施例に比べ
て、本実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは更新モジュール１５０をさらに含んでもよい。更新モジュール１５０は、セルの前回の能動的等化前の等化容量とセルの前回の能動的等化における補充電容量及び／又は放電容量に基づいて、セルの現在の等化容量を更新する（セルの現在の等化容量＝セルの前回の能動的等化前の等化容量＋セルの前回の能動的等化における補充電容量−セルの前回の能動的等化における放電容量）ためのものである。

【0083】

図９は、本発明の実施例にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムのさらに一つの構造ブロック図である。図９に示されるように、図７に示される実施例に比べて、本実施例では、リン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、第一判断モジュール１６０、第二判断モジュール１７０、及び更新モジュール１５０をさらに含んでもよい。第一判断モジュール１６０は等化モジュール１４０に接続され、リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの等化容量がいずれも０であるか否かを判断するためのものである。第二判断モジュール１７０は第一判断モジュール１６０に接続され、第一判断モジュール１６０によって、リン酸鉄リチウム電池パックにおいて少なくとも一つのセルの等化容量が０ではないと判断された時、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあるか否か、及び、収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあるか否かを判断するためのものである。第二判断モジュール１７０は、それによって、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態になくて、あるいは、収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にないと判断された時、更新モジュール１５０に接続される。第二判断モジュール１７０は、それによって、リン酸鉄リチウム電池パックが静止状態にあり、そして収集された開路電圧が電池残量を正確に検出しうる電圧範囲内にあると判断された時、確定モジュール１３０に接続される。

【0084】

本発明の実施例では、確定モジュール１３０は取得ユニット及び確定ユニットを含んでもよい。そのうち、取得ユニットは、リン酸鉄リチウム電池パックにおける各々のセルの電池残量差を取得する（電池残量差はセルの電池残量と電池残量の最小値との差であり、電池残量の最小値はリン酸鉄リチウム電池パックにおけるすべてのセルの電池残量のうち最小値を指す）ためのものである。確定ユニットは、電池残量差に基づいて、セルの等化容量を確定する（セルの等化容量はセルの定格容量とセルの電池残量差との積である）ためのものである。

【0085】

本発明の実施例では、等化モジュール１４０は、比較ユニット、第一等化ユニット、及び第二等化ユニットを含んでもよい。そのうち、比較ユニットは、リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧をプリセットされた電圧閾値と比較するためのものである。第一等化ユニットは、リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が電圧閾値より小さい時、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行う（Ｍは自然数である）ためのものである。第二等化ユニットは、リン酸鉄リチウム電池パックの平均電圧が電圧閾値より大きい時、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も小さいＭ個のセルに対して補充電等化を行い、及び／又は、リン酸鉄リチウム電池パックにおける等化容量の最も大きいＱ個のセルに対して放電等化を行う（Ｑは自然数である）ためのものである。

【0086】

本発明にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムは、本発明にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法に対応するシステムであり、本発明にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化方法における原理についての説明は、いずれも本発明にかかるリン酸鉄リチウム電池パックの能動的等化システムに適用される。

【0087】

上記は本発明を制限するためのものではなく、単に本発明の好ましい実施例であり、本発明の精神と原則内においてなされたあらゆる変更、等価取替、改良等は、本発明の保護
範囲内に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】