DE102017222965A1

DE102017222965A1 - Steuervorrichtung, Steuersystem, elektrische Speichervorrichtung und computerlesbares Medium

Info

Publication number: DE102017222965A1
Application number: DE102017222965.9A
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Nakao
Original assignee: Next E Solutions Inc; Next-E Solutions Inc
Current assignee: Next E Solutions Inc; Next-E Solutions Inc
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-05-16
Also published as: TWI751229B; JP6955972B2; CN109787306A; CN109787306B; JP2019092257A; TW201919306A; US10673263B2; US20190148963A1

Abstract

Die Steuervorrichtung steuert eine Einstelleinheit, die einen zwischen einer elektrischen Speichereinheit einer elektrischen Speichervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass die elektrische Speichervorrichtung parallel zu einer getrennten Energiezuführungsvorrichtung geschaltet werden kann, und einem Draht, der die elektrische Speichervorrichtung und die getrennte Energiezuführungsvorrichtung elektrisch verbindet, fließenden Strom einstellt. Die Steuervorrichtung enthält eine Stromeinstelleinheit, die (i) einen zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Strom oder (ii) einen zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, erfasst, und eine Operationssteuereinheit, die die Operation der ersten Stromeinstelleinheit auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit und (ii) eines Erfassungsergebnisses der Stromerfassungseinheit steuert.

Description

HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, ein Steuersystem, eine elektrische Speichervorrichtung und ein computerlesbares Medium.
STAND DER TECHNIK
In einem elektrischen Speichersystem, das mehrere elektrische Speichermodule enthält, können die elektrischen Speichermodule in einigen Fällen parallel geschaltet sein (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Patentdokument 2 offenbart ein elektrisches Speichersystem, das das Hot-Swapping elektrischer Speichermodule ermöglicht.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. H11-98708
Patentdokument 2: Internationale Veröffentlichung WO 2017/086349

Wenn ein elektrisches Speichersystem eine Hot-Swap-Funktion und eine Schutzfunktion für elektrische Speicherzellen hat, können das Laden und Entladen des elektrischen Speichersystems ineffizient werden.
KURZFASSUNG
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Steuervorrichtung vor. Die vorbeschriebene Steuervorrichtung steuert beispielsweise eine Einstelleinheit. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung stellt die Einstelleinheit beispielsweise einen zwischen einer elektrischen Speichereinheit einer elektrischen Speichervorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass die elektrische Speichervorrichtung parallel mit einer getrennten Energiezuführungsvorrichtung verbunden werden kann, und einem Draht, der die elektrische Speichervorrichtung und die getrennte Energiezuführungsvorrichtung verbindet, fließenden Strom ein. Bei der vorbeschriebenen Steuervorrichtung enthält die Einstelleinheit beispielsweise eine erste Stromeinstelleinheit (i), deren eines Ende elektrisch mit dem Draht verbunden ist, (ii) deren anderes Ende elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, und (iii), die zumindest die Größe des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in einer ersten Richtung fließenden Stroms einstellt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung enthält die Einstelleinheit beispielsweise eine erste Umgehungseinheit, die parallel zu der ersten Stromeinstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung ermöglicht die erste Umgehungseinheit einen Durchgang von zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in einer zweiten Richtung fließenden Stroms. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung unterdrückt die erste Umgehungseinheit einen Stromfluss zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung über die erste Umgehungseinheit. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung ist die zweite Richtung einer Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung. Die vorbeschriebene Steuervorrichtung enthält beispielsweise eine Stromerfassungseinheit, die erfasst: (i) zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Strom, oder (ii) zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch voneinander trennt. Die vorbeschriebene Steuervorrichtung enthält beispielsweise eine Operationssteuereinheit, die die Operation der ersten Stromeinstelleinheit auf der Grundlage von (i) Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit und (ii) einem Erfassungsergebnis der Stromerfassungseinheit steuert.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit (a) die erste Stromeinstelleinheit derart steuern, dass die erste Stromeinstelleinheit elektrisch den Draht und die elektrische Speichereinheit verbindet, wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit einer Bedingung genügt, die auf eine Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit bezogen ist. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit (b) die erste Stromeinstelleinheit derart steuern, dass die Größe des in der ersten Richtung fließenden Stroms kleiner als in einem Fall, in welchem die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, oder in welchem die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit der auf die Batteriecharakteristik bezogenen Bedingung genügt, wird, wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit nicht der auf die Batteriecharakteristik bezogenen Bedingung genügt und wenn die Stromerfassungseinheit den Strom nicht erfasst hat. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit (c) die erste Stromeinstelleinheit derart steuern, dass die erste Stromeinstelleinheit elektrisch den Draht und die elektrische Speichereinheit verbindet, oder derart, dass die Größe des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms größer wird, wenn die Stromerfassungseinheit den Strom in einem Zustand erfasst hat, in welchem die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elastisch trennt, oder in einem Zustand, in welchem die Stromeinstelleinheit so gesteuert wird, dass die Größe des in der ersten Richtung fließenden Stroms kleiner wird als in einem Fall, in welchem die Spannung oder SOC der elektrischen Speichereinheit der auf die Batteriecharakteristik bezogenen Bedingung genügt.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit die Operation der ersten Stromeinstelleinheit steuern aufgrund von (i) der Spannung oder der SOC der elektrischen Steuereinheit, (ii) dem Erfassungsergebnis der Stromerfassungseinheit und (iii) der Anschlussspannung der Einstelleinheit. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit (a) die erste Stromeinstelleinheit derart steuern, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch verbindet, wenn die Anschlussspannung der Einstelleinheit einer auf Heiß-Swap (Heiß-Austausch) der elektrischen Speichervorrichtung bezogenen Bedingung genügt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit (b) die erste Stromeinstelleinheit derart steuern, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, wenn die Anschlussspannung der Einstelleinheit nicht der auf den Hot-Swap bezogenen Bedingung genügt und wenn die Stromerfassungseinheit den Strom nicht erfasst hat. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit (c) die erste Stromeinstelleinheit derart steuern, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch verbindet, zumindest bis die Anschlussspannung der Einstelleinheit der auf den Hot-Swap bezogenen Bedingung genügt, wenn die Stromerfassungseinheit den Strom in einem Zustand erfasst hat, in welchem die Anschlussspannung der Einstelleinheit nicht der auf den Hot-Swap bezogenen Bedingung genügt.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Einstelleinheit eine zweite Stromeinstelleinheit enthalten, die zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit angeordnet ist und zumindest die Größe des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Stroms einstellt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Einstelleinheit eine zweite Umgehungseinheit enthalten, die parallel mit der zweiten Stromeinstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit verbunden ist. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die zweite Umgehungseinheit einen Durchgang von zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließendem Strom ermöglichen. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die zweite Umgehungseinheit einen Stromfluss zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung über die erste Umgehungseinheit unterdrücken. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die zweite Stromeinstelleinheit in Reihe mit der ersten Stromeinstelleinheit und der ersten Umgehungseinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die zweite Umgehungseinheit in Reihe mit der ersten Stromeinstelleinheit und der ersten Umgehungseinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Stromerfassungseinheit weiterhin (i) den zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließenden Strom oder (ii) den zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die zweite Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, erfassen. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit die Operation von zumindest einer von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit steuern auf der Grundlage von (i) der Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit und (ii) dem Erfassungsergebnis der Stromerfassungseinheit. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit eine erste Entscheidungseinheit haben, die entscheidet, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit einer ersten Bedingung genügt oder nicht. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit eine zweite Entscheidungseinheit haben, die entscheidet, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit einer zweiten Bedingung genügt oder nicht. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit eine dritte Entscheidungseinheit haben, die entscheidet, ob die Anschlussspannung der Einstelleinheit einer dritten Bedingung genügt oder nicht. Bei der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit eine Ausgabeeinheit haben, die ein Signal zum Steuern der Operation der zumindest einen von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit ausgibt auf der Grundlage von (i) einem Entscheidungsergebnis von zumindest einer von der ersten Entscheidungseinheit und der zweiten Entscheidungseinheit, (ii) einem Entscheidungsergebnis der dritten Entscheidungseinheit, und (iii) dem Erfassungsergebnis der gegenwärtigen Erfassungseinheit. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die zweite Bedingung eine Bedingung sein, die von der ersten Bedingung verschieden ist.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Ausgabeeinheit (a) zu der ersten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zur elektrischen Trennung des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zur Reduzierung des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließenden Stroms ausgeben, wenn die erste Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Spannung oder SOC der elektrischen Speichereinheit der ersten Bedingung genügt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Ausgabeeinheit (b) zu der zweiten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Trennen des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder eine Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Stroms ausgeben, wenn die zweite Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit der zweiten Bedingung genügt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Ausgabeeinheit (c-1) zu der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Verbinden des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms ausgeben, ungeachtet des Entscheidungsergebnisses der ersten Entscheidungseinheit und der zweiten Entscheidungseinheit, wenn die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit der dritten Bedingung genügt.
n der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Ausgabeeinheit (c-2-1) zu der ersten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Verbinden des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms ausgeben, ungeachtet des Entscheidungsergebnisses der ersten Entscheidungseinheit, wenn die Stromerfassungseinheit erfasst hat: (i) einen zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Strom oder (ii) einen zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, in einem Fall, in welchem die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit nicht der dritten Bedingung genügt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Ausgabeeinheit (c-2-2) zu der zweiten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Trennen des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms ausgeben, ungeachtet des Entscheidungsergebnisses der zweiten Entscheidungseinheit, wenn die Stromerfassungseinheit (i) einen zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließenden Strom oder (ii) einen zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom erfasst hat, wenn die zweite Stromeinstelleinheit elektrisch den Draht und die elektrische Speichereinheit trennt, in einem Fall, in welchem die dritte Bestimmungseinheit bestimmt hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit nicht der dritten Bedingung genügt.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die erste Bedingung sein: (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit außerhalb eines vorbestimmten ersten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit höher als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert ist. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die zweite Bedingung sein: (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit außerhalb eines vorbestimmten zweiten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit niedriger als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit gleich dem oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die dritte Bedingung sein: (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit innerhalb eines vorbestimmten dritten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit niedriger als ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit gleich dem oder niedriger als der dritte Schwellenwert ist.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die dritte Entscheidungseinheit weiterhin entscheiden, ob die Anschlussspannung der Einstelleinheit einer vierten Bedingung genügt oder nicht. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Ausgabeeinheit zu zumindest einer von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Trennen des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms ausgeben, wenn die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit der vierten Bedingung genügt. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die vierte Bedingung sein: (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit außerhalb eines vorbestimmten vierten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit höher als ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit gleich dem oder größer als der vierte Schwellenwert ist.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann ein Ende der Einstelleinheit elektrisch mit dem Draht verbunden sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann ein anderes Ende der Einstelleinheit elektrisch mit einem Ende der elektrischen Steuereinheit verbunden sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit weiterhin eine Operation eines ersten Schaltelements, das parallel zu der Einstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist, steuern. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit eine Operation des ersten Schaltelements steuern auf der Grundlage von: (i) der Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) des Potentials des Drahts oder der an den Draht angelegten Spannung, und (iii) des Potentials des einen Endes der elektrischen Speichereinheit oder der an das eine Ende der elektrischen Speichereinheit angelegten Spannung.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann ein Ende der Einstelleinheit elektrisch mit dem Draht verbunden sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann ein anderes Ende der Einstelleinheit elektrisch mit einem Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit weiterhin die Operation eines zweiten Schaltelements steuern, dessen eines Ende elektrisch mit dem einen Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden ist und dessen anderes Ende elektrisch mit dem anderen Ende der elektrischen Speichereinheit oder mit Referenzpotential verbunden ist. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit die Operation des zweiten Schaltelements steuern auf der Grundlage von: (i) der Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) dem Potential des Drahts oder der an den Draht angelegten Spannung, und (iii) dem Potential des einen Endes der elektrischen Speichereinheit oder der an das eine Ende der elektrischen Speichereinheit angelegten Spannung.
In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann ein anderes Ende der Einstelleinheit elektrisch mit einem Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden sein. In der vorbeschriebenen Steuervorrichtung kann die Operationssteuereinheit weiterhin die Operation eines bidirektionalen Gleichspannungswandlers, der parallel zu der Einstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist, steuern auf der Grundlage von: (i) der Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) dem Potential des Drahts oder der an den Draht angelegten Spannung, und (iii) dem Potential des einen Endes der elektrischen Speichereinheit oder der an das eine Ende der elektrischen Speichereinheit angelegten Spannung.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine elektrische Speichervorrichtung vor. Die vorbeschriebene elektrische Speichervorrichtung enthält beispielsweise die vorbeschriebene Steuervorrichtung. Die vorbeschriebene elektrische Speichervorrichtung enthält beispielsweise eine elektrische Speichereinheit.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Steuersystem vor. Das vorbeschriebene Steuersystem enthält beispielsweise die vorbeschriebene Steuervorrichtung. Das vorbeschriebene Steuersystem enthält beispielsweise die Einstelleinheit.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine elektrische Speichervorrichtung vor. Die vorbeschriebene elektrische Speichervorrichtung enthält beispielsweise das vorbeschriebene Steuersystem. Das vorbeschriebene elektrische Steuersystem enthält beispielsweise die elektrische Speichereinheit.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Programm vor. Das vorbeschriebene Programm kann bewirken, dass ein Computer die Funktion der vorbeschriebenen Steuervorrichtung hat. Das vorbeschriebene Programm kann bewirken, dass ein Computer einen oder mehrere auf die Informationsverarbeitung in der vorbeschriebenen Steuervorrichtung bezogene Abläufe durchführt. Ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium zum Speichern des vorbeschriebenen Programms kann auch vorgesehen sein.
Die Zusammenfassungsklausel beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorbeschriebenen Merkmale sein.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichersystems 100.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 110.
3 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Modulsteuereinheit 240.
4 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Systemsteuereinheit 140.
5 zeigt schematisch ein Beispiel für ein eine Schaltungskonfiguration des elektrischen Speichermoduls 110.
6 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Schalteinheit 630.
7 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 710.
8 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Schalteinheit 730.
9 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichersystems 900.
10 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 1010.
11 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Modulsteuereinheit 1040.
12 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Modulsteuereinheit 1040.
13 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Modulsteuereinheit 1040.
14 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 1410.
15 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Schaltungskonfiguration einer Spannungseinstelleinheit 1430.
16 zeigt schematisch ein Beispiel für die Spannungseinstelleinheit 1430.
17 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 1710.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachfolgend wird (werden) ein (einige) Ausführungsbeispiel(e) der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das (die) Ausführungsbeispiel(e) beschränkt (beschränken) nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen, und sämtliche Kombinationen der in dem (den) Ausführungsbeispiel(en) beschriebenen Merkmale sind nicht notwendigerweise wesentlich für durch Aspekte der Erfindung vorgesehene Mittel. Auch wird (werden) das (die) Ausführungsbeispiel(e) mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Identische oder ähnliche Teile in den Zeichnungen können mit den gleichen Bezugszahlen versehen sein, um eine Beschreibung, die andernfalls überlappen würde, wegzulassen.
1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichersystems 100. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das elektrische Speichersystem 100 mit einer Lastvorrichtung 12 elektrisch verbunden und liefert Energie zu der Lastvorrichtung 12 (manchmal wird dies als eine Entladung aus dem elektrischen Speichersystem 100 bezeichnet). Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das elektrische Speichersystem 100 elektrisch mit einer Ladevorrichtung 14 verbunden, um elektrische Energie zu akkumulieren (in einigen Fällen wird dies als eine Ladung des elektrischen Speichersystems bezeichnet). Das elektrische Speichersystem 100 kann beispielsweise in elektrischen Speichervorrichtungen, elektrischen Geräten und Transportausrüstung verwendet werden. Beispiele für die Transportausrüstung enthalten elektrische Fahrzeuge, Hybridfahrzeuge, elektrische Zweiradfahrzeuge, Eisenbahnfahrzeuge, Flugzeuge, Fahrstühle und Kräne.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichersystem 100 einen Verbindungsanschluss 102, einen Verbindungsanschluss 104, einen den Verbindungsanschluss 102 und den Verbindungsanschluss 104 elektrisch verbindenden Draht 106, ein elektrisches Speichermodul 110 mit einem positiven Anschluss 112 und einem negativen Anschluss 114, ein elektrisches Speichermodul 120 mit einem positiven Anschluss 122 und einem negativen Anschluss 124, und eine Systemsteuereinheit 140. Das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 können Beispiele für die elektrischen Speichervorrichtungen sein, die so konfiguriert sind, dass sie parallel verbunden sein können. Beispielsweise kann das elektrische Speichermodul 110 ein Beispiel für eine elektrische Speichervorrichtung sein, und das elektrische Speichermodul 120 kann ein Beispiel für eine getrennte elektrische Speichervorrichtung sein. Die elektrische Speichervorrichtung kann ein Beispiel für eine Energiezuführungsvorrichtung sein. Die Systemsteuereinheit 140 kann ein Beispiel für eine Batteriecharakteristik-Erwerbseinheit sein. Die Systemsteuereinheit 140 kann eine Beispiel für eine Ausgabeeinheit sein.
Das elektrische Speichersystem 100 ist elektrisch mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 über den Verbindungsanschluss 102 und den Verbindungsanschluss 104 verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 durch einen Draht 106 parallel verbunden. Auch wird jedes von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 in einer einbaubaren und einer trennbaren Weise in einem Gehäuse des elektrischen Speichersystems 100 gehalten. Jedes von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 kann hierdurch individuell ersetzt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann jedes von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 die Verbindungsbeziehung seiner elektrischen Speichereinheit und des Drahtes 106 auf der Grundlage eines Steuersignal von der Systemsteuereinheit 140 oder einer Benutzerbetätigung umschalten. Beispielsweise kann jedes von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 auf der Grundlage eines Steuersignals von der Systemsteuereinheit 140 oder der Benutzerbetätigung seine elektrische Speichereinheit mit dem Draht 106 elektrisch verbinden und seine Speichereinheit elektrisch von dem Draht 106 trennen.
Jedes der mehreren elektrischen Speichermodule, die in dem elektrischen Speichersystem 100 enthalten sind, kann hierdurch ohne Bedenken hinsichtlich der Beschädigung oder Verschlechterung des elektrischen Speichermoduls individuell ersetzt werden, selbst wenn die Spannung eines elektrischen Speichermoduls, das neu in dem elektrischen Speichersystem 100 zu implementieren ist, und die Spannung des elektrischen Speichermoduls, das bereits in dem elektrischen Speichersystem 100 implementiert ist, verschieden sind. Die Gründe hierfür sind beispielsweise wie nachfolgend beschrieben.
Aufgrund Verbesserungen des Leistungsvermögens von Lithium-Ionen-Batterien in den letzten Jahren ist die Impedanz der Lithium-Ionen-Batterie auf angenähert 10 mΩ gefallen. Hierdurch fließt beispielsweise, selbst wenn de Spannungsdifferenz zwischen elektrischen Speichermodulen nur 0,4 V beträgt, ein großer Strom, der so hoch wie 40 A sein kann, von dem elektrischen Speichermodul mit einer höheren Spannung zu einem elektrischen Speichermodul mit einer niedrigeren Spannung, wenn die beiden elektrischen Speichermodule parallel verbunden werden. Als eine Folge wird (werden) das (die) elektrische(n) Speichermodul(e) verschlechtert oder beschädigt. Es ist festzustellen, dass die Spannung des elektrischen Speichermoduls die Spannung zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss des elektrischen Speichermoduls sein kann (manchmal wird die Spannung als die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls bezeichnet).
Wenn eines der mehreren elektrischen Speichermodule, die parallel verbunden sind, individuell ersetzt wird, können, um die Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichermodule, die mit dem Ersetzen des elektrischen Speichermoduls assoziiert sind, zu verhindern, die Spannung des elektrischen Speichermoduls, das neu zu implementieren ist, und die Spannung des bereits implementierten elektrischen Speichermoduls während einer gewissen Zeit, bis die Spannungsdifferenz zwischen den elektrischen Speichermodulen sehr klein wird, eingestellt werden, bevor das elektrische Speichermodul ersetzt wird. Indem die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul, das neu zu implementieren ist, und dem bereits implementierten elektrischen Speichermodul sehr klein gemacht wird, kann verhindert werden, dass ein großer Strom in jedes elektrische Speichermodul fließt, wenn das elektrische Speichermodul ersetzt wird. Als eine Folge kann die Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichermodule unterdrück werden. Wenn jedoch die Impedanz der Lithium-Ionen-Batterie abnimmt, nimmt auch die Toleranz der Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul, das neu zu implementieren ist, und dem bereits implementierten elektrischen Speichermodul ab, so dass es sehr lange dauern kann, bis die Spannungsdifferenz eingestellt ist.
Demgegenüber kann gemäß dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedes von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 die Verbindungsbeziehung zwischen seiner elektrischen Speichereinheit und dem Draht 106 auf der Grundlage eines Steuersignals von der Systemsteuereinheit 140 oder einer Benutzerbetätigung umschalten. Dann kann das elektrische Speichermodul 110 beispielsweise gemäß der folgenden Prozedur ersetzt werden.
Zuerst trennt ein Benutzer ein altes elektrisches Speichermodul 110 aus dem elektrischen Speichersystem 100. Dann führt der Benutzer eine Operation zum elektrischen Trennen der elektrischen Speichereinheit eines neuen elektrischen Speichermoduls 110 und des Drahtes 106 durch, bevor er das neue elektrische Speichermodul 110 in dem elektrischen Speichersystem 100 implementiert. Beispielsweise trennt der Benutzer elektrisch den positiven Anschluss 112 und die elektrische Speichereinheit durch manuelles Betätigen eines Schaltelements, das zwischen dem positiven Anschluss 112 und der elektrischen Speichereinheit des elektrischen Speichermoduls 110 angeordnet ist.
Danach implementiert der Benutzer das elektrischen Speichermodul 110 in dem elektrischen Speichersystem 100, wobei der positive Anschluss 112 und die elektrische Speichereinheit elektrisch getrennt sind. Da der positive Anschluss 112 und die elektrische Speichereinheit zu dieser Zeit elektrisch getrennt sind, fließt kein Strom zwischen dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120, selbst wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 sehr groß ist. Danach führt, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 ein angemessener Wert geworden ist, die Systemsteuereinheit 140 die Operation zum elektrischen Verbinden des elektrischen Speichermoduls 110 und des Drahtes 106 durch. Die Einzelheiten der Systemsteuereinheit 140 werden unten beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es bei dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn ein elektrisches Speichermodul ersetzt oder implementiert wird, nicht erforderlich, die Spannung des elektrischen Speichermoduls, das in dem elektrischen Speichersystem 100 neu zu implementieren ist, und die Spannung des elektrischen Speichermoduls, das bereits in dem elektrischen Speichersystem 100 implementiert ist, genau zu regeln. Daher kann das elektrische Speichermodul leicht und schnell ersetzt oder implementiert werden.
Die Systemsteuereinheit 140 steuert jede Einheit des elektrischen Speichersystems 100. Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt die Systemsteuereinheit 140 den Zustand des elektrischen Speichersystems 100. Beispiele für die Zustände des elektrischen Speichersystems 100 enthalten den Zustand der Ladung, den Zustand der Entladung, den Bereitschaftszustand oder den Stoppzustand.
Beispielsweise empfängt die Systemsteuereinheit 140 auf ein Lade- und Entladeereignis bezogene Informationen und bestimmt den Zustand des elektrischen Speichersystems 100 auf der Grundlage der auf das Lade- und Entladeereignis bezogenen Informationen. Beispiele für die auf das Lade- und Entladeereignis bezogenen Informationen enthalten: (i) eine Ladeanforderung oder eine Entladeanforderung von einer externen Vorrichtung, wie der Lastvorrichtung 12 und der Ladevorrichtung 14; (ii) Informationen, die anzeigen, dass eine externe Vorrichtung verbunden wurde; (iii) Informationen, die den Typ einer externen Vorrichtung anzeigen; (iv) Informationen, die eine Operation einer externen Vorrichtung anzeigen; (v) Informationen, die den Zustand einer externen Vorrichtung anzeigen; (vi) Informationen, die eine Benutzeranweisung oder -operation mit Bezug auf eine externe Vorrichtung anzeigen; (vii) Informationen, die eine Benutzeranweisung oder -operation mit Bezug auf das elektrische Speichersystem 100 anzeigen; und (viii) eine Kombination des Vorgenannten.
Beispielsweise beurteilt die Systemsteuereinheit 140, dass das elektrische Speichersystem 100 in dem Zustand der Entladung ist, wenn die Systemsteuereinheit 140 die Verbindung der Lastvorrichtung 12 erfasst oder ein Signal, das den Typ der Lastvorrichtung 12 anzeigt, empfangen hat. Die Systemsteuereinheit 140 kann auch beurteilen, dass das elektrische Speichersystem 100 in dem Zustand der Entladung ist, wenn sie von der Lastvorrichtung 12 ein Signal empfängt, das anzeigt, dass die Energie verwendet wird. Beispiele für die Signale, die anzeigen, dass die Energie verwendet wird, enthalten ein Signal, das anzeigt, dass eine Energiezuführung zu der Lastvorrichtung 12 eingeschaltet werden wird, ein Signal, das anzeigt, dass die Energiezuführung für die Lastvorrichtung 12 eingeschaltet wurde, ein Signal, das anzeigt, dass die Lastvorrichtung 12 in einen Operationsmodus gebracht werden wird, und ein Signal, das anzeigt, dass die Lastvorrichtung 12 in den Operationsmodus gebracht wurde.
Die Systemsteuereinheit 140 kann beurteilen, dass das elektrische Speichersystem 100 in dem Ladezustand ist, wenn die Systemsteuereinheit 140 die Verbindung zu der Ladevorrichtung 14 erfasst hat oder ein Signal empfangen hat, das den Typ der Ladevorrichtung 14 anzeigt. Die Systemsteuereinheit 140 kann auch beurteilen, dass das elektrische Speichersystem 100 in dem Ladezustand ist, wenn sie von der Ladevorrichtung 14 ein Signal empfängt, das anzeigt, dass das Laden beginnen wird. Die Systemsteuereinheit 140 kann auch beurteilen, dass das elektrische Speichersystem 100 in dem Ladezustand ist, wenn sie von der Lastvorrichtung 12 ein Signal empfängt, das anzeigt, dass ein regenerativer Strom aufgetreten ist oder dass ein regenerativer Strom auftreten kann.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel überwacht die Systemsteuereinheit 140 den Zustand von jedem von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120. Die Systemsteuereinheit 140 kann auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit, die in jedem von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 enthalten ist, bezogene Informationen sammeln. Die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können zumindest ein Ausgewähltes aus dem Folgenden sein: dem Spannungswert der elektrischen Speichereinheit; dem Stromwert des durch die elektrische Speichereinheit fließenden Stroms; der Batteriekapazität der elektrischen Speichereinheit; der Temperatur der elektrischen Speichereinheit; dem Verschlechterungszustand der elektrischen Speichereinheit; und dem SOC (Ladezustand, State of Charge) der elektrischen Speichereinheit.
Die auf die Batteriecharakteristik (manchmal als die Batteriecharakteristik eines elektrischen Speichermoduls bezeichnet) bezogenen Informationen der elektrischen Speichereinheit können zumindest eines von auf die Spezifikation der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen und auf den Verschlechterungszustand der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen enthalten. Die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit kann eine Batteriecharakteristik von einer von mehreren Einzelbatterien, die das elektrische Speichermodul bilden, sein oder kann die Speichercharakteristik einer Kombination der mehreren Einzelbatterien sein. Beispiele für die auf die Spezifikation der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen enthalten Informationen, die bezogen sind auf: den Typ oder das Modell der elektrischen Speichereinheit; den Verbindungszustand der elektrischen Speichereinheit; den Typ des Ladeverfahrens, das die elektrische Speichereinheit laden kann; den Typ des Ladeverfahrens, das die elektrische Speichereinheit nicht laden kann; die Batterie-Nennkapazität (manchmal als die Nennkapazität bezeichnet); die Nennspannung; den Nennstrom; die Energiedichte; den maximalen Lade- undEntladestrom; die Speichercharakteristik; die Ladetemperaturcharakteristik; die Entladecharakteristik; die Entladetemperaturcharakteristik; die Selbstentladecharakteristik; die Lade- und Entlade-Zykluscharakteristik; den äquivalenten Reihenwiderstand in dem Anfangszustand; die Batteriekapazität in dem Anfangszustand; den SOC [%] in dem Anfangszustand; und die elektrische Speicherspannung [V]. Beispiele für die Ladeverfahren enthalten das CCCV-Ladeverfahren, das CC-Ladeverfahren und das Ladeerhaltungsverfahren.
Beispiele für die Verbindungszustände der elektrischen Speichereinheit enthalten die Typen, die Anzahl und die Verbindungsformen der Einzelzellen, die die elektrische Speichereinheit bilden. Beispiele für die Verbindungsformen der Einzelzellen enthalten die Anzahl der in Reihe verbundenen Einzelzellen und die Anzahl der parallel verbundenen Einzelzellen. Die Energiedichte kann eine Volumenenergiedichte [Wh/m³] oder Gewichtsenergiedichte [Wh/kg] sein.
Beispiele für den auf den Verschlechterungszustand der elektrischen Speichereinheit bezogene Informationen enthalten Informationen über die elektrische Speichereinheit, die zu einer optimalen Zeit erworben wurden, welche Informationen enthalten, die bezogen sind auf: (i) die Batteriekapazität in dem Zustand der vollen Ladung; (ii) SOC bei einer vorbestimmten Temperaturbedingung; (iii) SOH (Gesundheitszustand, State Of Health); (iv) äquivalenten Reihenwiderstand (manchmal als DCR oder interner Wider stand bezeichnet); und (v) zumindest eines von der Benutzungszeit, der Anzahl der Ladevorgänge, der Lademenge, der Entlademenge, der Anzahl von Lade- und Entlade-Zyklen, einen thermischen Beanspruchungsfaktor und einen Überstrom-Beanspruchungsfaktor, die seit dem Anfangszustand oder einem vorbestimmten Zeitpunkt integriert wurden. Die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können auch Informationen, die auf den Verschlechterungszustand der elektrischen Speichereinheit bezogen sind, mit Informationen, die auf die Tageszeit, zu der die Informationen erworben wurden, bezogen sind, assoziieren und die assoziierten Informationen speichern. Die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können Informationen, die auf den Verschlechterungszustand der elektrischen Speichereinheit zu mehreren Tageszeiten bezogen sind, speichern.
SOH [%] wird beispielsweise als die volle Ladekapazität in dem Verschlechterungszustand (beispielsweise die gegenwärtige volle Ladekapazität) [Ah] ÷ die anfängliche volle Ladekapazität [Ah] × 100 ausgedrückt. Obgleich die Berechnungsverfahren oder die Schätzverfahren für SOH nicht besonders beschränkt sind, wird der SOH der elektrischen Speichereinheit beispielsweise auf der Grundlage von zumindest einem von dem Gleichstrom-Widerstandswert und dem Leerlaufschaltungs-Spannungswert der elektrischen Speichereinheit berechnet oder geschätzt. Der SOH kann ein Wert bei einer vorbestimmten Temperaturbedingung sein, der durch Umwandlung unter Verwendung einer optionalen Umwandlungsformel oder dergleichen erhalten wurde.
Die Verfahren des Bestimmens des Verschlechterungszustands der elektrischen Speichereinheit sind nicht besonders beschränkt, und Bestimmungsverfahren, die gegenwärtig bekannt sind oder in der Zukunft entwickelt werden, können verwendet werden. Im Allgemeinen nimmt, wenn die elektrische Speichereinheit weiter verschlechtert wird, die verfügbare Batteriekapazität ab, während der äquivalente Reihenwiderstand ansteigt. Hierdurch kann der Verschlechterungszustand einer Batterie beispielsweise durch Vergleichen der vorliegenden Batteriekapazität, SOC oder des äquivalenten Reihenwiderstands mit der Batteriekapazität, SOC oder dem äquivalenten Reihenwiderstand des Anfangszustands bestimmt werden.
Der SOC [%] wird beispielsweise ausgedrückt als die verbleibende Kapazität [Ah] ÷ die volle Ladekapazität [Ah] × 100. Obgleich die Berechnungsverfahren oder die Schätzverfahren für den SOC nicht besonders beschränkt sind, wird der SOC beispielsweise berechnet oder geschätzt auf der Grundlage von zumindest einem von: (i) einem Messergebnis der Spannung der elektrischen Speichereinheit; (ii) I-V-Charakteristikdaten der Spannung der elektrischen Speichereinheit; und (iii) einem integrierten Wert des Stromwerts der elektrischen Speichereinheit. Der SOC kann ein Wert bei einer vorbestimmten Temperaturbedingung sein, der durch Umwandlung unter Verwendung einer optionalen Umwandlungsformel oder dergleichen erhalten wurde.
Die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können auf zumindest eine von der Ladezeit und der Entladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogene Informationen sein. Die Ladezeit und die Entladezeit der elektrischen Speichereinheit können jeweils die Ladezeit und die Entladezeit des die elektrische Speichereinheit enthaltenden elektrischen Speichermoduls sein. Im Allgemeinen nimmt, wenn sich die elektrische Speichereinheit weiter verschlechtert, die verfügbare Batteriekapazität ab, und zumindest eine von der Ladezeit und der Entladezeit wird verkürzt.
Auf die Ladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogene Informationen können Informationen enthalten, die das Verhältnis der Ladezeit der elektrischen Speichereinheit zu der Ladezeit des elektrischen Speichersystems 100 anzeigen. Die auf die Ladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können Informationen, die die Ladezeit des elektrischen Speichersystems 100 anzeigen, und Informationen, die die Ladezeit der elektrischen Speichereinheit anzeigen, enthalten. Die vorstehend beschriebene Ladezeit kann sein: (i) die Zeit, während deren Strom oder Spannung an das elektrische Speichersystem 100 oder die elektrische Speichereinheit in einem einzelnen Ladevorgang angelegt wurde; oder (ii) die Summe der Zeiten, während deren Strom oder Spannung an das elektrische Speichersystem 100 oder die elektrische Speichereinheit in einem oder mehreren Ladevorgängen in einer vorbestimmten Periode angelegt wurde.
Die auf die Ladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können Informationen enthalten, die das Verhältnis der Anzahl von Ladevorgängen der elektrischen Speichereinheit in einer vorbestimmten Periode zu der Anzahl von Ladevorgängen des elektrischen Speichersystems 100 in der Periode anzeigen. Die auf die Ladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können Informationen, die die Anzahl von Ladevorgängen des elektrischen Speichersystems 100 in einer vorbestimmten Periode anzeigen, und Informationen, die die Anzahl von Ladevorgängen der elektrischen Speichereinheit in der Periode anzeigen, enthalten.
Die auf die Entladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können Informationen enthalten, die das Verhältnis der Entladezeit der elektrischen Speichereinheit zu der Entladezeit des elektrischen Speichersystems 100 anzeigen. Die auf die Entladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können die Entladezeit des elektrischen Speichersystems 100 und die Entladezeit der elektrischen Speichereinheit enthalten. Die vorgenannte Entladezeit kann sein: (i) die Zeit, während deren das elektrische Speichersystem 100 oder die elektrische Speichereinheit Strom oder Spannung in einem einzelnen Entladevorgang geliefert hat; oder (ii) die Summe der Zeiten, während deren das elektrische Speichersystem 100 oder die elektrische Speichereinheit Strom oder Spannung in einem oder mehreren Entladevorgängen in einer vorbestimmten Periode geliefert hat.
Die auf die Entladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können Informationen enthalten, die das Verhältnis der Anzahl von Entladevorgängen der elektrischen Speichereinheit in einer vorbestimmten Periode zu der Anzahl von Entladevorgängen des elektrischen Speichersystems in der Periode anzeigen. Die auf die Entladezeit der elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen können die Anzahl von Entladevorgängen des elektrischen Speichersystems 100 in einer vorbestimmten Periode und die Anzahl von Entladevorgängen der elektrischen Speichereinheit in der Periode enthalten.
Die Systemsteuereinheit 140 kann zumindest eine von den auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit, die in dem elektrischen Speichermodul 110 enthalten ist, bezogenen Informationen und den auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit, die in dem elektrischen Speichermodul 120 enthalten ist, bezogenen Informationen zu einer externen Vorrichtung senden. Die externe Vorrichtung kann hierdurch die auf die Batteriecharakteristik einer elektrischen Speichereinheit bezogenen Informationen verwenden. Beispiele für die externen Vorrichtungen enthalten die Lastvorrichtung 12 und die Ladevorrichtung 14. Die externe Vorrichtung kann eine Ausgabevorrichtung sein, die Informationen zu einem Benutzer ausgibt. Beispiele für die Ausgabevorrichtungen enthalten eine Anzeigevorrichtung und eine Sprachausgabevorrichtung, wie ein Mikrofon. Die Ausgabevorrichtung kann ein Beispiel für die Ausgabeeinheit ein.
Die Systemsteuereinheit 140 kann das Leistungsvermögen des elektrischen Speichermoduls auf der Grundlage der auf die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls bezogenen Informationen bestimmen. Die Systemsteuereinheit 140 kann auch Informationen ausgeben, die anzeigen, dass das Leistungsvermögen des elektrischen Speichermoduls ungenügend ist, wenn die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls nicht einer vorbestimmten Bestimmungsbedingung genügt. Die Systemsteuereinheit 140 kann auch die Bestimmungsbedingung auf der Grundlage der Anwendung des elektrischen Speichersystems 100 bestimmen.
Wie vorstehend beschrieben ist, sammelt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Systemsteuereinheit 140 zumindest eine von den auf die Batteriecharakteristik der in dem elektrischen Speichermodul 110 enthaltenen Speichereinheit bezogenen Informationen und den auf die Batteriecharakteristik der in dem elektrischen Speichermodul 120 enthaltenen Speichereinheit bezogenen Informationen und sendet die gesammelten Informationen zu der externen Vorrichtung. Jedoch ist das elektrische Speichersystem 100 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann jedes von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 auch die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit, die in dem elektrischen Speichermodul enthalten ist, bezogenen Informationen sammeln und die gesammelten Informationen zu der externen Vorrichtung senden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt die Systemsteuereinheit 140 die Reihenfolge, in der die elektrische Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls elektrisch mit dem Draht 106 zu verbinden ist, auf der Grundlage der Spannung der elektrischen Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls. Wenn beispielsweise der Zustand des elektrischen Speichersystems 100 in dem Ladezustand ist, wenn die Operation des elektrischen Speichersystems 100 gestartet wird, verbindet die Systemsteuereinheit 140 die elektrischen Speichereinheiten der elektrischen Speichermodule in der Reihenfolge von der niedrigsten zu der höchsten Spannung der elektrischen Speichereinheiten der elektrischen Speichermodule elektrisch mit dem Draht 106. Wenn andererseits der Zustand des elektrischen Speichersystems 100 der Entladezustand ist, wenn die Operation des elektrischen Speichersystems 100 gestartet wird, verbindet die Systemsteuereinheit 140 die elektrischen Speichereinheiten der elektrischen Speichermodule in der Reihenfolge von der höchsten zu der niedrigsten Spannung der elektrischen Speichereinheiten der elektrischen Speichermodule elektrisch mit dem Draht 106. Es ist zu beachten, dass die Systemsteuereinheit 140 auch die Reihenfolge, in der die elektrische Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls elektrisch mit dem Draht 106 zu verbinden ist, auf der Grundlage der Anschlussspannung jedes elektrischen Speichermoduls bestimmen kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Systemsteuereinheit 140 ein Signal zum Verbinden der elektrischen Speichereinheit mit dem Draht 106 gemäß der bestimmten Ordnung zu jedem elektrischen Speichermodul senden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Systemsteuereinheit 140 auch das elektrische Speichermodul mit der niedrigsten Spannung oder der kleinsten SOC auswählen oder das elektrische Speichermodul mit der höchsten Spannung oder der größten SOC auswählen und ein Signal zum Verbinden der elektrischen Speichereinheit mit dem Draht 106 nur zu dem ausgewählten elektrischen Speichermodul senden.
Die Systemsteuereinheit 140 kann durch Hardware realisiert, durch Software realisiert oder durch Hardware und Software realisiert werden. Auch kann die Systemsteuereinheit 140 durch eine Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Systemsteuereinheit 140 durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung oder eine Kombination aus einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung realisiert werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann in einer allgemeinen Informationsverarbeitungsvorrichtung, die mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung und dergleichen mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer Kommunikationsschnittstelle und dergleichen versehen ist, die Systemsteuereinheit 140 durch Ausführen von Programmen zum Steuern der jeweiligen Einheiten der Systemsteuereinheit 140 realisiert werden.
Die in einem Computer installierten Programme zum Bewirken, dass der Computer als Teil der Systemsteuereinheit 140 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fungiert, können Module enthalten, die Operationen der jeweiligen Einheiten der Systemsteuereinheit 140 definieren. Diese Programme oder Module arbeiten mit der CPU und dergleichen zusammen, um zu bewirken, dass der Computer als die jeweiligen Einheiten der Systemsteuereinheit 140 fungiert.
Indem sie von dem Computer gelesen wird, hat die in diesen Programmen beschriebene Informationsverarbeitung die Funktion spezifischer Mittel als ein Ergebnis der Software und der vorbeschriebenen verschiedenen Typen von Hardwareressourcen, die miteinander kooperieren. Durch Realisieren der Berechnung oder Verarbeitung von Informationen, um der beabsichtigten Verwendung des Computers bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch diese spezifischen Mittel zu genügen, kann eine spezifische Vorrichtung konstruiert werden, um der beabsichtigten Verwendung zu genügen. Die Programme können in einem computerlesbaren Medium oder einer Speichervorrichtung, die mit einem Netzwerk verbunden sind, gespeichert sein.
Es ist zu beachten, dass die Bezugnahme auf „elektrisch verbunden“ nicht auf eine direkte Verbindung zwischen einer bestimmten Komponente und einer anderen Komponente beschränkt ist. Eine dritte Komponente kann auch zwischen der bestimmten Komponente und einer anderen Komponente vorhanden sein. Auch ist die Bezugnahme auf „elektrisch verbunden“ nicht auf eine körperliche Verbindung zwischen einer bestimmten Komponente und einer anderen Komponente beschränkt. Beispielsweise sind die Eingangswicklung und die Ausgangswicklung eines Transformators nicht körperlich verbunden, aber elektrisch verbunden. Weiterhin bedeutet die Bezugnahme auf „elektrisch verbunden“ nicht nur, dass eine bestimmte Komponente tatsächlich und elektrisch mit einer anderen Komponente verbunden ist, sondern auch, dass die bestimmte Komponente elektrisch mit der anderen Komponente verbunden ist, wenn eine elektrische Speicherzelle und eine Ausgleichskorrektureinheit elektrisch verbunden sind Auch zeigt die Bezugnahme auf „in Reihe verbunden“ an, dass eine bestimmte Komponente und eine andere Komponente elektrisch in Reihe verbunden sind, und die Bezugnahme auf „parallel verbunden“ zeigt an, dass eine bestimmte Komponente und eine andere Komponente elektrisch parallel verbunden sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das elektrische Speichersystem 100 die beiden parallel verbundenen elektrischen Speichermodule. Jedoch ist die elektrische Speichereinheit 100 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das elektrische Speichersystem 100 auch drei oder mehr parallel verbundene elektrische Speichermodule haben.
Wie vorstehend beschrieben ist, führt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Benutzer eine Operation des elektrischen Trennens der elektrischen Speichereinheit des neuen elektrischen Speichermoduls 110 und des Drahtes 106 durch, bevor das elektrische Speichermodul 110 in dem elektrischen Speichersystem 100 implementiert wird. Jedoch sind die Verfahren des Implementierens oder Ersetzens des elektrischen Speichermoduls 110 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel betätigt beispielsweise ein Benutzer eine Eingabeeinheit (in der Zeichnung nicht gezeigt) des elektrischen Speichersystems 100 und gibt eine Anweisung zum Starten des Ersetzens des elektrischen Speichermoduls 110 ein. Beispiele für die Eingabeeinheiten enthalten eine Tastatur, eine Zeigevorrichtung, ein Touchpanel, ein Mikrofon, ein Spracherkennungssystem und ein Gesteneingabesystem.
Die Systemsteuereinheit 140 kann nach Annahme eines Befehls zum Starten des Ersetzens des elektrischen Speichermoduls 110 eine Operation zum elektrischen Trennen des Drahtes 106 und der elektrischen Speichereinheit des elektrischen Speichermoduls (des elektrischen Speichermoduls 120 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), das mit dem elektrischen Speichermodul 110 parallel verbunden ist, durchführen. Zu dieser Zeit kann die Systemsteuereinheit 140 auch eine Operation des elektrischen Trennens der elektrischen Speichereinheit des elektrischen Speichermoduls 110 und des Drahtes 106 durchführen. Beispielsweise sendet die Systemsteuereinheit 140 ein Signal zum Ausschalten eines Schaltelements, das zwischen einem positiven Anschluss und der elektrischen Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls angeordnet ist, zu dem Schaltelement.
Die Systemsteuereinheit 140 erwirbt die Spannung der elektrischen Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls nach dem Erfassen, dass das alte elektrische Speichermodul 110 getrennt wurde und das neue elektrische Speichermodul 110 implementiert wurde. Wenn die elektrische Speichereinheit des neuen elektrischen Speichermoduls 110 und der Draht 106 elektrisch verbunden sind, betätigt die Systemsteuereinheit 140 das elektrische Speichersystem 100 durch Verwendung nur des elektrischen Speichermoduls 110, bis beispielsweise die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 ein angemessener Wert wird. Dann führt, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 der angemessene Wert geworden ist, die Systemsteuereinheit 140 eine Operation zum elektrischen Verbinden des elektrischen Speichermoduls 120 und des Drahtes 106 durch.
Wenn andererseits die elektrische Speichereinheit des neuen elektrischen Speichermoduls 110 und der Draht 106 nicht elektrisch verbunden sind, bestimmt die Systemsteuereinheit 140 die Reihenfolge, in der die elektrische Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls mit dem Draht 106 elektrisch zu verbinden ist, auf der Grundlage der Spannung der elektrischen Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls. Danach verbindet die Systemsteuereinheit 140 die elektrische Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls gemäß der bestimmten Reihenfolge elektrisch mit dem Draht 106. Es ist zu beachten, dass, wenn die elektrische Speichereinheit des neuen elektrischen Speichermoduls 110 und der Draht 106 elektrisch verbunden sind, die Systemsteuereinheit 140 auch zuerst die elektrische Speichereinheit des neuen elektrischen Speichermoduls 110 und den Draht 106 elektrisch trennen kann. Danach kann die Systemsteuereinheit 140 auf der Grundlage der Spannung der elektrischen Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls auch die Reihenfolge bestimmen, in der die elektrische Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls elektrisch mit dem Draht 106 zu verbinden ist, und dann die elektrische Speichereinheit jedes elektrischen Speichermoduls gemäß der bestimmten Reihenfolge mit dem Draht 106 elektrisch verbinden.
Anwendungsbeispiel für das elektrische Speichersystem 100
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest eines von dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120, die parallel mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 verbunden sind, ohne Bedenken hinsichtlich der Spannungsdifferenz zwischen den beiden elektrischen Speichermodulen zu einer optionalen Zeit implementiert oder ersetzt werden. Hier kann die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul 110 und dem elektrischen Speichermodul 120 nicht nur durch die Differenz mit Bezug auf den Ladezustand oder den Entladezustand beider elektrischer Speichermodule, sondern auch durch die Differenz der Batteriecharakteristiken der beiden elektrischen Speichermodule bewirkt werden. Die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls kann ähnlich der Batteriecharakteristik der vorstehend beschriebenen elektrischen Speichereinheit sein. Die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls kann zumindest eine der als die Batteriecharakteristiken der elektrischen Speichereinheit illustrierten Charakteristiken sein.
Deshalb können gemäß dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, selbst wenn die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls 110 und die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls 120 verschieden sind, das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 parallel mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 verbunden werden, wobei verhindert wird, dass das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 verschlechtert oder beschädigt werden. Es ist zu beachten, dass in dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls 110 und die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls 120 gleich oder unterschiedlich sein können. Wenn das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 sekundäre Batterien enthalten, können die Batteriecharakteristik der sekundären Batterie, die die elektrische Speichereinheit des elektrischen Speichermoduls 110 bildet, und die Batteriecharakteristik der sekundären Batterie, die die elektrische Speichereinheit des elektrischen Speichermoduls 120 bildet, gleich oder unterschiedlich sein.
Auch kann ein Energiezuführungssystem, in dem mehrere Energiezuführungsmodule mit voneinander verschiedenen Batteriecharakteristiken parallel verbunden sein können, durch eine Konfiguration ähnlich der des elektrischen Speichersystems 100 gebildet sein. Jedes Energiezuführungsmodul kann hierdurch zu einer optionalen Zeit implementiert oder ersetzt werden, wobei eine Verschlechterung oder Beschädigung jedes Energiezuführungsmoduls unterdrückt wird. Die Verwendung der Konfiguration, die ähnlich der des elektrischen Speichersystems 100 ist, ist besonders nützlich bei einem System, in dem das Energiezuführungssystem durch zwei Anschlüsse elektrisch mit einer externen Ladevorrichtung oder Lastvorrichtung verbunden ist.
Das Energiezuführungsmodul kann ein Beispiel einer Energiezuführungsvorrichtung sein, die Energie zu einer anderen Vorrichtung liefert. Das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 können Beispiele für die Energiezuführungsmodule sein. Das elektrische Speichersystem 100 kann ein Beispiel für das Energiezuführungssystem sein, in dem mehrere Energiezuführungsvorrichtungen so konfiguriert sind, dass die Energiezuführungsvorrichtungen parallel verbunden sein können. Die elektrische Speichereinheit und die sekundäre Batterie können Beispiele für Energiezuführungseinheiten sein, die als Energiezuführungsquellen für die Energiezuführungsvorrichtung dienen.
Die Batteriecharakteristik der Energiezuführungsvorrichtung schwankt aufgrund von Faktoren wie: (i) dem Verschlechterungszustand der Energiezuführungseinheit; (ii) dem Typ der Energiezuführungseinheit; und (iii) dem Zustand des Ausgleichs zwischen der Kapazität und dem SOC. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Energiezuführungssystem vorgesehen, in dem mehrere Energiezuführungsvorrichtungen, die voneinander verschiedene Verschlechterungszustände haben, parallel verbunden sein können. Obgleich die Einzelheiten des vorstehend erwähnten Energiezuführungssystems nachfolgend beschrieben werden, kann gemäß dem Ausführungsbeispiel das Energiezuführungssystem beispielsweise durch Verwendung eines Second-Hand-Energiezuführungsmoduls (manchmal als benutzter Gegenstand, wiederverwendeter Gegenstand oder dergleichen bezeichnet) gebildet sein.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Energiezuführungssystem vorgesehen, in dem verschiedene Typen mehrerer Energiezuführungsvorrichtungen parallel verbunden sein können. Dies ermöglicht, dass das zu bildende Energiezuführungssystem einem Energiezuführungssystem, das durch Kombinieren von Energiezuführungsvorrichtungen eines einzigen Typs gebildet ist, mit Bezug auf zumindest eines von der Lebensdauer, der Zuverlässigkeit, dem Ladevermögen, dem Entladevermögen, dem Energiewirkungsgrad, der Temperaturcharakteristik und der Wirtschaftlichkeit überlegen ist. Die Einzelheiten des vorstehend erwähnten Energiezuführungssystems werden nachfolgend beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind in dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die mehreren Energiezuführungsmodule, die das elektrische Speichersystem 100 bilden, das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120. Jedoch sind die mehreren Energiezuführungsmodule, die das elektrische Speichersystem 100 bilden, nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann zumindest eines der mehreren Energiezuführungsmodule eine primäre Batterie oder eine Brennstoffbatterie enthalten. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann zumindest eines der mehreren Energiezuführungsmodule eine primäre Batterie oder eine Brennstoffbatterie enthalten, und zumindest eines der mehreren Energiezuführungsmodule kann eine sekundäre Batterie enthalten. Die elektrische Speichereinheit, die primäre Batterie und die Brennstoffbatterie können Beispiele für die Energiezuführungseinheiten sein.
In diesen Fällen kann durch eine Konfiguration ähnlich der des elektrischen Speichermoduls 110 und der des elektrischen Speichermoduls 120 das Energiezuführungsmodul, das eine primäre Batterie oder eine Brennstoffbatterie enthält, die Verbindungsbeziehung zwischen der primären Batterie oder der Brennstoffbatterie des Energiezuführungsmoduls und des Drahtes 106 auf der Grundlage eines Steuersignals von der Systemsteuereinheit 140 oder einer Benutzerbetätigung umschalten. Beispielsweise verbindet das Energiezuführungsmodul elektrisch die primäre Batterie oder die Brennstoffbatterie des Energiezuführungsmoduls und den Draht 106 bei Empfang eines Signals, das die Erfassung des Entladevorgangs anzeigt, von der Systemsteuereinheit 140. Andererseits trennt das Energiezuführungsmodul die elektrische Verbindungsbeziehung zwischen der primären Batterie oder der Brennstoffbatterie des Energiezuführungsmoduls und dem Draht 106 bei Empfang eines Signals, das die Erfassung des Ladevorgangs anzeigt, von der Systemsteuereinheit 140. Die Beschädigung oder Verschlechterung der primären Batterie oder der Brennstoffbatterie kann hierdurch verhindert werden.
Erstes Anwendungsbeispiel für das elektrische Speichersystem 100
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichersystem 100 mehrere Energiezuführungsvorrichtungen. Die mehreren Energiezuführungsvorrichtungen können zwei Energiezuführungsvorrichtungen enthalten, deren Energiezuführungseinheiten voneinander verschiedene Verschlechterungszustände haben. Die mehreren Energiezuführungsvorrichtungen können parallel mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 verbunden sein. Das elektrische Speichersystem 100 kann durch zwei Anschlüsse elektrisch mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 verbunden sein. Zumindest eine der mehreren Energiezuführungsvorrichtungen kann in dem Gehäuse des elektrischen Speichersystems 100 in einer einbaubaren und trennbaren Weise gehalten sein. Jede Energiezuführungsvorrichtung kann hierdurch individuell ersetzt werden. Das elektrische Speichersystem 100 kann zumindest ein elektrisches Speichermodul enthalten.
Beispiele für die Energiezuführungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Verschlechterungszuständen enthalten Energiezuführungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Verwendungshistorien. Beispielsweise hat das elektrische Speichersystem 100 eine neue Energiezuführungsvorrichtung und eine Second-Hand-Energiezuführungsvorrichtung. Das elektrische Speichersystem 100 kann auch mehrere Second-Hand-Energiezuführungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Verwendungshistorien haben.
In den letzten Jahren gab es eine rasch zunehmende Nachfrage nach in elektrischen Speichervorrichtungen und dergleichen zu verwendenden Speicherbatterien für Anwendungen, die vorübergehend einen großen Strom erfordern, wie etwa: (i) Energiequelle für ein elektrisches Fahrzeug, PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) und dergleichen; (ii) ausgabestabilisierende Vorrichtung für erneuerbare Energie; (iii) elektrische Speichervorrichtung für intelligentes Stromnetz; (iv) elektrische Speichervorrichtung zum Speichern von Energie während der Zeit, in der Laden von Elektrizität kostengünstig ist; und (v) Ladestation. Auch nimmt die Anzahl von Speicherbatterien, die die Erneuerungszeit erreicht haben, zu.
Hier ist das für eine Speicherbatterie geforderte Leistungsvermögen von der Anwendung abhängig. Daher kann, selbst wenn die für eine bestimmte Anwendung verwendete Speicherbatterie sich verschlechtert und nicht länger dem für die Anwendung geforderten Leistungsvermögen genügt, die Speicherbatterie wiederverwendet werden, indem sie in einigen Fällen einer anderen Verwendung zugeführt wird. Auch ist als ein Ergebnis der Verbesserung des Leistungsvermögens der Speicherbatterie die Lebensdauer der Speicherbatterie in einigen Fällen länger als die Lebensdauer eines die Speicherbatterie enthaltenden Produkts. Auch in derartigen Fällen wird die Speicherbatterie vorzugsweise wiederverwendet und nicht ausrangiert.
Wenn die Speicherbatterie wiederverwendet wird, ist der Verschlechterungszustand jeder Speicherbatterie unterschiedlich. Aufgrund dieses Umstands wurde herkömmlich die Batteriecharakteristik der Speicherbatterie geprüft, bevor die Speicherbatterie wiederverwendet wurde. Auch wurde aufgrund des Prüfungsergebnisses ein Energiezuführungssystem durch Kombinieren von Speicherbatterien mit Batteriecharakteristiken, die einer besonderen Bedingung genügen, gebildet. Jedoch muss, um die Batteriecharakteristik zu prüfen, die Speicherbatterie entladen werden, nachdem die Speicherbatterie vollständig geladen wurde, was Arbeits- und Zeitaufwand erfordert.
Demgegenüber kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das elektrische Speichersystem 100, in dem mehrere Energiezuführungsvorrichtungen mit voneinander unterschiedlichen Verschlechterungszuständen parallel verbunden sind, leicht gebildet werden. Auch kann jede Energiezuführungsvorrichtung individuell implementiert oder getrennt werden, während das elektrische Speichersystem 100 betrieben wird. Weiterhin kann zumindest ein Teil der Prüfung der Energiezuführungsvorrichtung weggelassen werden, bevor die wiederzuverwendende Energiezuführungsvorrichtung in das elektrische Speichersystem 100 eingefügt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann jede Energiezuführungsvorrichtung die Verbindungsbeziehung zwischen ihrer Energiezuführungseinheit und dem Draht 106 auf der Grundlage eines Steuersignals von der Systemsteuereinheit 140 oder durch Benutzerbetätigung umschalten. Das elektrische Speichersystem 100 kann hierdurch sicher betrieben werden, selbst wenn die Batteriecharakteristik der wiederzuverwendenden Energiezuführungsvorrichtung vorher nicht geprüft wurde. Auch kann die Batteriecharakteristik der Energiezuführungsvorrichtung geprüft werden, während das elektrische Speichersystem 100 betrieben wird. Dann kann, wenn die Batteriecharakteristik der Energiezuführungsvorrichtung unzureichend ist, die Energiezuführungsvorrichtung leicht ersetzt werden.
Zweites Anwendungsbeispiel für das elektrische Speichersystem 100
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichersystem 100 mehrere Energiezuführungsvorrichtungen. Die mehreren Energiezuführungsvorrichtungen können zwei Energiezuführungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Typen von Energiezuführungseinheiten enthalten. Die mehreren Energiezuführungsvorrichtungen können mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 parallel verbunden sein. Das elektrische Speichersystem 100 kann durch zwei Anschlüsse elektrisch mit der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 verbunden sein. Zumindest eine von den mehreren Energiezuführungsvorrichtungen kann in dem Gehäuse des elektrischen Speichersystems 100 in einer einbaubaren und trennbaren Weise gehalten werden. Jede Energiezuführungsvorrichtung kann hierdurch individuell ersetzt werden. Das elektrische Speichersystem 100 kann zumindest ein elektrisches Speichermodul enthalten.
Beispiele für die Typen von Energiezuführungseinheiten enthalten eine primäre Batterie, eine sekundäre Batterie und eine Brennstoffbatterie. Beispiele für die Typen der sekundären Batterien enthalten eine Lithium-Batterie, eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Lithium-Schwefel-Batterie, eine Natrium-Schwefel-Batterie, einen Bleiakkumulator, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie, eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine Redox-Flussbatterie und eine Metall-Luft-Batterie. Die Typen der Lithium-Ionen-Batterien sind nicht besonders beschränkt. Beispiele für die Typen von Lithium-Ionen-Batterien enthalten eine Batterie auf Eisenphosphatbasis, eine Batterie auf Manganbasis, eine Batterie auf Kobaltbasis, eine Batterie auf Nickelbasis und eine ternär-basierte Batterie.
Wenn die Typen der Energiezuführungseinheiten, die in den beiden Energiezuführungsvorrichtungen enthalten sind, voneinander verschieden sind, überschreitet die Differenz zwischen den Nennspannungen der beiden Energiezuführungsvorrichtungen in einigen Fällen einen vorbestimmten Wert. Auch genügt in einigen Fällen der Unterschied zwischen den Ladecharakteristiken und der Unterschied zwischen den Entladecharakteristiken der beiden Energiezuführungsvorrichtungen nicht der vorbestimmten Bedingung. Herkömmlich wurde das Energiezuführungssystem gebildet durch Herausfinden von Energiezuführungsvorrichtungen, die einer bestimmten Bedingung genügen, und durch Kombinieren von diesen. Daher gab es kein Konzept für das parallele Verbinden von zwei derartigen Energiezuführungsvorrichtungen.
Demgegenüber kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das elektrische Speichersystem 100, in welchem mehrere Energiezuführungsvorrichtungen unterschiedlicher Typen parallel verbunden sind, leicht gebildet werden. Auch kann jede Energiezuführungsvorrichtung individuell implementiert oder getrennt werden, während das elektrische Speichersystem 100 betrieben wird. Weiterhin kann zu der Zeit des Ladevorgangs des elektrischen Speichersystems 100 die elektrische Verbindungsbeziehung zwischen der Energiezuführungseinheit und der Lastvorrichtung 12 oder der Ladevorrichtung 14 getrennt werden in Abhängigkeit von dem Typ der Energiezuführungseinheit, die in der Energiezuführungsvorrichtung enthalten ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann jede Energiezuführungsvorrichtung die Verbindungsbeziehung zwischen ihrer Energiezuführungseinheit und dem Draht 106 auf der Grundlage eines Steuersignals von der Systemsteuereinheit 140 oder der Benutzerbetätigung umschalten. Das elektrische Speichersystem 100 kann hierdurch sicher betrieben werden, wenn die Differenz zwischen den Nennspannungen der beiden in dem elektrischen Speichersystem 100 enthaltenen Energiezuführungsvorrichtungen einen vorbestimmten Wert überschreitet oder wenn sogar zumindest einer von dem Unterschied zwischen den Ladecharakteristiken und dem Unterschied zwischen den Entladecharakteristiken der beiden Energiezuführungsvorrichtungen nicht der vorbestimmten Bedingung genügt.
Auch kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Energiezuführungssystem gegenüber einem Energiezuführungssystem, das durch Kombinieren von Energiezuführungssystemen eines einzelnen Typs gebildet ist, überlegen gebildet sein in Bezug auf zumindest eines von der Lebensdauer, der Zuverlässigkeit, dem Ladevermögen, dem Entladevermögen, der Energieeffizienz, der Temperaturcharakteristik und der Wirtschaftlichkeit. Beispielsweise kann das Energiezuführungssystem, das eine hohe Energieeffizienz hat und auch in einem weiten Temperaturbereich betrieben wird, gebildet werden durch Kombinieren: (i) eines Energiezuführungsmoduls, das einen Bleiakkumulator enthält, welche in einem relativ weiten Temperaturbereich betrieben wird, aber eine relativ geringe Energieeffizienz beim Laden und Entladen hat; (ii) eines Energiezuführungsmoduls, das eine Lithium-Ionen-Batterie enthält, welche eine hohe Energieeffizienz beim Laden und Entladen hat, aber ein Problem beim Betrieb in niedrigen und hohen Temperaturbereichen hat.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration des elektrischen Speichermoduls 110. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichermodul 110 die elektrische Speichereinheit 210, die einen positiven Anschluss 212 und einen negativen Anschluss 214 hat, die Schalteinheit 230, eine Modulsteuereinheit 240, eine Schutzeinheit 250 und eine Ausgleichskorrektureinheit 260. Auch enthält bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrische Speichereinheit 210 eine elektrische Speicherzelle 222 und eine elektrische Speicherzelle 224. Die Schalteinheit 230 kann ein Beispiel für das Schaltelement sein. Die Modulsteuereinheit 240 kann ein Beispiel für eine Steuereinheit sein. Die Modulsteuereinheit 240 kann ein Beispiel für eine Steuervorrichtung sein. Die Modulsteuereinheit 240 kann ein Beispiel für die Batteriecharakteristik-Erwerbseinheit sein. Die Modulsteuereinheit 240 kann ein Beispiel für die Ausgabeeinheit sein.
Die Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 kann gleich oder kleiner als 1Ω oder gleich oder kleiner als 100 mΩ sein. Die Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 kann gleich oder kleiner als 10 mΩ, gleich oder kleiner als 1 mΩ, gleich oder kleiner als 0,8 mΩ oder gleich oder kleiner als 0,5 mΩ sein. Die Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 kann gleich oder höher 0,1 mΩ sein. Die Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 kann gleich oder höher als 0,1 mΩ und gleich oder kleiner als 1Ω sein, kann gleich oder höher als 0,1 mΩ und gleich oder kleiner als 100 mΩ sein, kann gleich oder höher als 0,1 mΩ und gleich oder kleiner als 10 mΩ sein oder kann gleich oder höher als 0,1 mΩ und gleich oder kleiner als 1 mΩ sein.
Gemäß dem elektrischen Speichersystem 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel brauchen, wenn beispielsweise eines der mehreren parallel verbundenen elektrischen Speichermodule ersetzt wird, die Spannung des neu zu dem elektrischen Speichersystem hinzuzufügenden elektrischen Speichermoduls und die Spannung des verbleibenden elektrischen Speichermoduls nicht mit hoher Genauigkeit übereinzustimmen. Daher kann das elektrische Speichermodul 110 leicht und schnell ersetzt werden, selbst wenn die Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 klein ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die elektrische Speicherzelle 222 und die elektrische Speicherzelle 224 in Reihe verbunden. Die elektrische Speicherzelle 222 und die elektrische Speicherzelle 224 können sekundäre Batterien oder Kondensatoren sein. Zumindest eine von der elektrischen Speicherzelle 222 und der elektrischen Speicherzelle 224 kann eine Lithium-Ionen-Batterie sein. Zumindest eine von der elektrischen Speicherzelle 222 und der elektrischen Speicherzelle 224 kann weiterhin mehrere elektrische Speicherzellen enthalten, die in Reihe, parallel oder in einer Matrix innerhalb der elektrischen Speicherzelle verbunden sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der positive Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 elektrisch mit dem Draht 106 über den positiven Anschluss 112 und die Schaltvorrichtung 230 des elektrischen Speichermoduls 110 verbunden. Andererseits ist der negative Anschluss 214 der elektrischen Speichereinheit 210 elektrisch mit dem Draht 106 über den negativen Anschluss 114 des elektrischen Speichermoduls 110 verbunden. Jedoch ist das elektrische Speichermodul 110 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der negative Anschluss 214 der elektrischen Speichereinheit 210 elektrisch mit dem Draht 106 über den negativen Anschluss 114 und die Schalteinheit 230 des elektrischen Speichermoduls 110 verbunden. Andererseits ist der positive Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 über den positiven Anschluss 112 des elektrischen Speichermoduls 110 elektrisch mit dem Draht 106 verbunden.
Die Schalteinheit 230 ist zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schaltet die Schalteinheit 230 den Verbindungszustand des Drahtes 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 auf der Grundlage eines von der Modulsteuereinheit 240 erzeugten Signals um. Die elektrische Speichereinheit 210 kann hierdurch elektrisch mit dem Draht 106 verbunden werden oder elektrisch von dem Draht 106 getrennt werden. Wenn das elektrische Speichermodul 110 in dem elektrischen Speichersystem 100 implementiert ist, kann das elektrische Speichermodul 110 in das elektrische Speichersystem 100 geladen sein, wobei die elektrische Speichereinheit 210 und der Draht 106 durch die Schalteinheit 230 elektrisch getrennt sind. Der Schaden oder die Verschlechterung des elektrischen Speichermoduls 110 kann hierdurch verhindert werden.
Die Schalteinheit 230 kann durch Hardware, durch Software oder durch eine Kombination aus Hardware und Software realisiert sein. Die Schalteinheit 230 kann durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung oder eine Kombination aus einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung realisiert sein. Die Schalteinheit 230 kann ein oder mehrere Elemente haben. Die Schalteinheit 230 kann auch ein oder mehrere Schaltelemente haben. Jedes von dem einen oder den mehreren Schaltelementen kann zwischen dem positiven Anschluss 112 und dem positiven Anschluss 212 oder zwischen dem negativen Anschluss 114 und dem negativen Anschluss 214 angeordnet sein. Beispiele für die Schaltelemente enthalten ein Relais, einen Thyristor und einen Transistor. Der Thyristor kann ein bi-direktionaler Thyristor (manchmal als Triac bezeichnet) sein. Der Transistor kann ein Halbleitertransistor sein. Der Halbleitertransistor kann ein bipolarer Transistor oder ein Feldeffekttransistor sein. Der Feldeffekttransistor kann ein MOSFET sein.
Die Modulsteuereinheit 240 steuert den zwischen der elektrischen Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 110 und dem Draht 160 fließenden Strom. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 (die Spannung zwischen dem positiven Anschluss 112 und dem positiven Anschluss 212 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) einer vorbestimmten Bedingung genügt, die Modulsteuereinheit 240 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch verbindet. Die Schalteinheit 230 kann die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 durch elektrisches Verbinden der elektrischen Speichereinheit 210 und des positiven Anschlusses 112 elektrisch verbinden.
Andererseits steuert, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 nicht der vorbestimmten Bedingung genügt, die Modulsteuereinheit 240 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch trennt oder die elektrische Speichereinheit 210 und den positiven Anschluss 112 trennt. Die Schalteinheit 230 kann die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 durch elektrisches Trennen der elektrischen Speichereinheit 210 und des positiven Anschlusses 112 elektrisch trennen.
Die vorbestimmte Bedingung kann eine Bedingung derart sein, dass der absolute Wert der Anschlussspannung an dem Schaltelement 230 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist. Der vorbestimmte Bereich kann gleich oder kleiner als 3 V, gleich oder kleiner als 1 V sein, gleich oder kleiner als 0,1 V sein, gleich oder kleiner als 10 mV sein oder gleich oder kleiner als 1 mV sein. Auch kann der vorbestimmte Bereich gleich oder größer als 0,5 mV oder gleich oder größer als 1 mV sein. Der vorbestimmte Bereich kann gleich oder größer als 0,5 V oder gleich oder kleiner als 3 V sein. Auch kann der vorbestimmte Bereich gleich oder größer als 1 mV und gleich oder kleiner als 3 V sein, kann gleich oder größer als 1 mV und gleich oder kleiner als 1 V sein, kann gleich oder größer als 1 mV und gleich oder kleiner als 0,1 V sein, kann gleich oder größer als 1 mV und gleich oder kleiner als 10 mV sein, kann gleich oder größer als 10 mV und gleich oder kleiner als 1 V sein, kann gleich oder größer als 10 mV und gleich oder kleiner als 0,1 V sein oder kann gleich oder größer als 0,1 V und gleich oder kleiner als 1 V sein. Es ist zu beachten, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 die Spannung zwischen dem positiven Anschluss 112 und dem positiven Anschluss 212 oder die Spannung zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 sein kann.
Der vorbestimmte Bereich kann auf der Grundlage der Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 gesetzt werden. Der vorbestimmte Bereich kann auf der Grundlage des Nennstroms oder zulässigen Stroms der elektrischen Speichereinheit 210 gesetzt werden. Der vorbestimmte Bereich kann auf der Grundlage der Impedanz der elektrischen Speichereinheit 210 und des Nennstroms oder zulässigen Stroms der elektrischen Speichereinheit 210 gesetzt werden. Der vorbestimmte Bereich kann auf der Grundlage des Nennstroms oder des zulässigen Stroms eines Elements, das in Elementen enthalten ist, die das elektrische Speichermodul 110 bilden, und den niedrigsten Nennstrom oder zulässigen Strom hat, gesetzt werden. Der vorbestimmte Bereich kann auf der Grundlage der Impedanz des elektrischen Speichermoduls 110 und des Nennstroms oder zulässigen Stroms des Elements, das in den Elementen, die das elektrische Speichermodul 110 bilden, enthalten ist und den niedrigsten Nennstrom oder zulässigen Strom hat, gesetzt werden.
Wenn das elektrische Speichermodul ersetzt wird, können der Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 des neu implementierten elektrischen Speichermoduls hierdurch elektrisch getrennt gehalten werden, bis die Spannungsdifferenz zwischen dem neu implementierten elektrischen Speichermodul und dem bereits implementierten elektrischen Speichermodul innerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt. Dann wird, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem neu implementierten elektrischen Speichermodul und dem bereits implementierten elektrischen Speichermodul durch Laden oder Entladen des bereits implementierten elektrischen Speichermoduls in den vorbestimmten Bereich gefallen ist, die elektrische Speichereinheit des neu implementierten elektrischen Speichermoduls elektrisch mit dem Draht 106 verbunden. Auf diese Weise können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das neu implementierte elektrische Speichermodul und das andere elektrische Speichermodul automatisch verbunden werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Modulsteuereinheit 240 von der Systemsteuereinheit 140 ein Signal, das anzeigt, das die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls 110 niedriger als die Anschlussspannung des anderen elektrischen Speichermoduls ist. Wenn die Modulsteuereinheit 240 das vorgenannte Signal empfängt, steuert, wenn das elektrische Speichersystem 100 in den Ladezustand geschaltet ist, die Modulsteuereinheit 240 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch verbindet. Die mehreren parallel geschalteten elektrischen Speichermodule 110 können hierdurch effizient geladen werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Modulsteuereinheit 240 von der Systemsteuereinheit 140 ein Signal, das anzeigt, dass die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls 110 höher als die Anschlussspannung des anderen elektrischen Speichermoduls ist. Wenn die Modulsteuereinheit 240 das vorgenannte Signal empfängt, steuert, wenn das elektrische Speichersystem 100 in den Entladezustand geschaltet ist, die Modulsteuereinheit 240 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch verbindet. Die mehreren parallel geschalteten elektrischen Speichermodule 110 können hierdurch effizient entladen werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Modulsteuereinheit 240 von der Schutzeinheit 250 ein Signal, das anzeigt, dass die Anschlussspannung der elektrischen Speicherzelle 222 oder die Anschlussspannung der elektrischen Speicherzelle 224 nicht in dem vorbestimmten Bereich ist. Wenn die Modulsteuereinheit 240 das Signal empfangen hat, steuert die Modulsteuereinheit 240 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch trennt. Eine Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichereinheit 210 aufgrund von Überladung oder übermäßiger Entladung bewirkt wird, kann hierdurch unterdrückt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt die Modulsteuereinheit 240 die Benutzerbetätigung entgegen und empfängt einen Befehl zum Einschalten oder Ausschalten der Schalteinheit 230 von dem Benutzer. Wenn die Modulsteuereinheit 240 den Befehl von dem Benutzer empfangen hat, steuert die Modulsteuereinheit 240 die Schalteinheit 230 gemäß dem Befehl.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Modulsteuereinheit 240 auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogene Informationen erwerben. Die Modulsteuereinheit 240 kann die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogenen Informationen zu einer externen Vorrichtung ausgeben. Die externe Vorrichtung kann hierdurch die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogenen Informationen verwenden. Beispiele für die externe Vorrichtung enthalten die Lastvorrichtung 12 und die Ladevorrichtung 14. Die externe Vorrichtung kann eine Ausgabevorrichtung sein, die Informationen an einen Benutzer ausgibt.
Die Modulsteuereinheit 240 kann durch Hardware oder durch Software realisiert werden. Auch kann die Modulsteuereinheit 240 durch eine Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Modulsteuereinheit 240 durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung oder eine Kombination aus einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung realisiert werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann in einer allgemeinen Informationsverarbeitungsvorrichtung, die mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung und dergleichen mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer Kommunikationsschnittstelle und dergleichen versehen ist, die Modulsteuereinheit 240 durch Durchführen eines Programms zum Steuern der Modulsteuereinheit 240 realisiert werden.
Die in einem Computer installierten Programme zum Bewirken, dass der Computer als Teil der Modulsteuereinheit 240 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fungiert, können Module enthalten, die Operationen der jeweiligen Einheiten der Modulsteuereinheit 240 definieren. Diese Programme oder Module kooperieren mit der CPU oder dergleichen, um zu bewirken, dass der Computer als die jeweiligen Einheiten der Modulsteuereinheit 240 fungiert.
Indem sie von dem Computer gelesen wird, hat die in diesen Programmen beschriebene Informationsverarbeitung Funktionen als spezifische Mittel als Ergebnis der Software und der vorstehend beschriebenen verschiedenen Typen von Hardwareressourcen, die miteinander kooperieren. Durch Realisieren der Berechnung oder Verarbeitung von Informationen, um der beabsichtigten Verwendung des Computers in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch diese spezifischen Mittel zu genügen, kann eine spezifische Vorrichtung, die der beabsichtigten Verwendung entsprechen soll, gebildet werden. Die Programme können auf einem computerlesbaren Medium oder in einer mit einem Netzwerk verbundenen Speichervorrichtung gespeichert werden. Das computerlesbare Medium kann ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium sein.
Die Schutzeinheit 250 schützt die elektrische Speichereinheit 210. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schützt die Schutzeinheit 250 die elektrische Speichereinheit 210 vor einer Überladung oder übermäßigen Entladung. Wenn die Schutzeinheit 250 erfasst hat, dass die Anschlussspannung der elektrischen Speicherzelle 222 oder die Anschlussspannung der elektrischen Speicherzelle 224 nicht in dem vorbestimmten Bereich ist, sendet die Schutzeinheit 250 ein Signal, das den Inhalt der Erfassung anzeigt, zu der Modulsteuereinheit 240. Die Schutzeinheit 250 kann die auf die Anschlussspannung der elektrischen Speichereinheit 210 bezogenen Informationen zu der Systemsteuereinheit 140 senden. Die Schutzeinheit 250 kann durch Hardware, Software oder eine Kombination von Hardware und Software realisiert werden. Die Schutzeinheit 250 kann durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung oder eine Kombination aus einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung realisiert werden.
Die Ausgleichskorrektureinheit 260 gleicht die Spannung der mehreren elektrischen Speicherzellen aus. Das Operationsprinzip der Ausgleichskorrektureinheit 260 ist nicht besonders beschränkt, und eine optionale Ausgleichskorrekturvorrichtung kann verwendet werden. Wenn die elektrische Speichereinheit 210 drei oder mehr elektrische Speicherzellen hat, kann das elektrische Speichermodul 110 mehrere Ausgleichskorrektureinheiten 260 haben. Wenn beispielsweise die elektrische Speichereinheit 210 n (n ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2) elektrische Speicherzellen hat, hat das elektrische Speichermodul 110 n-1 Ausgleichskorrektureinheiten 260.
Die Ausgleichskorrektureinheit 260 kann durch Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. Die Ausgleichskorrektureinheit 260 kann durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung oder eine Kombination aus einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung realisiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgleichskorrektureinheit 260 eine Ausgleichskorrekturvorrichtung vom aktiven Typ. Die Ausgleichskorrektureinheit vom aktiven Typ kann eine Ausgleichskorrektureinheit sein, die elektrische Ladungen zwischen zwei elektrischen Speicherzellen über einen Induktor überträgt, wie in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-067742 beschrieben ist. Auch kann die Ausgleichskorrektureinheit vom aktiven Typ eine Ausgleichskorrektureinheit sein, die elektrische Ladungen über einen Kondensator überträgt, wie in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-210109 beschrieben ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Ausgleichskorrektureinheit 260 eine Ausgleichskorrekturvorrichtung vom passiven Typ sein. Die Ausgleichskorrekturvorrichtung vom passiven Typ gibt zusätzliche elektrische Ladungen durch Verwendung beispielsweise eines externen Widerstands frei.
Wie vorstehend beschrieben ist, hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrische Speichereinheit 210 die beiden in Reihe verbundenen elektrischen Speicherzellen. Jedoch ist die elektrische Speichereinheit 210 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die elektrische Speichereinheit 210 auch drei oder mehr elektrische Speicherzellen haben, die parallel verbunden sind, oder mehrere elektrische Speicherzellen, die in einer Matrix verbunden sind.
3 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration der Modulsteuereinheit 240. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Modulsteuereinheit 240 eine Bestimmungseinheit 310, eine Empfangseinheit 320 und eine Signalerzeugungseinheit 330. Die Modulsteuereinheit 240 kann auch eine Modulinformations-Erwerbseinheit 340, eine Modulinformations-Speichereinheit 350 und eine Modulinformations-Sendeeinheit 360 enthalten. Die Empfangseinheit 320 kann ein Beispiel für die erste Signalempfangseinheit, zweite Signalempfangseinheit und dritte Signalempfangseinheit sein. Die Modulinformations-Erwerbseinheit 340 kann ein Beispiel für eine Batteriecharakteristik-Erwerbseinheit sein. Die Modulinformations-Sendeeinheit 360 kann ein Beispiel für die Ausgabeeinheit sein.
Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, enthält die Modulsteuereinheit 240 die Modulinformations-Erwerbseinheit 340, die Modulinformations-Speichereinheit 350 und die Modulinformations-Sendeeinheit 360. Jedoch ist das elektrische Speichersystem 100 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Systemsteuereinheit 140 auch zumindest eine von der Modulinformations-Erwerbseinheit 340, der Modulinformations-Speichereinheit 350 und der Modulinformations-Sendeeinheit 360 enthalten.
Die Bestimmungseinheit 310 bestimmt, ob die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist oder nicht. Die Bestimmungseinheit 310 sendet ein Signal, das das Bestimmungsergebnis anzeigt, zu der Signalerzeugungseinheit 330. Die Bestimmungseinheit 310 kann ein optionaler Komparator oder eine Komparatorschaltung sein. Die Bestimmungseinheit 310 kann ein Fensterkomparator sein.
Die Empfangseinheit 320 empfängt zumindest eines von einem Signal von der Systemsteuereinheit 140, einem Signal von der Schutzeinheit 150 und einem Befehl von einem Benutzer. Die Empfangseinheit 320 sendet ein Signal entsprechend der Empfangsinformation zu der Signalerzeugungseinheit 330.
Die Signalerzeugungseinheit 330 empfängt das Signal von zumindest einer von der Bestimmungseinheit 310 und der Empfangseinheit 320. Die Signalerzeugungseinheit 330 erzeugt ein Signal zum Steuern der Schalteinheit 230 auf der Grundlage der empfangenen Informationen. Die Signalerzeugungseinheit 330 sendet das erzeugte Signal zu der Schalteinheit 230.
Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt, wenn die Bestimmungseinheit 310 bestimmt hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erzeugt, wenn die Bestimmungseinheit 310 bestimmt hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 nicht in dem vorbestimmten Bereich ist, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Abschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230.
Die Signalerzeugungseinheit 330 kann nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem die Bestimmungseinheit 310 bestimmt hat, ob die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist oder nicht, ein Signal erzeugen oder senden. Eine Fehlfunktion aufgrund von Störungen oder dergleichen kann hierdurch verhindert werden. Auch kann verhindert werden, dass die elektrische Speichereinheit 210 und der Draht 106, unmittelbar nachdem das elektrische Speichermodul 110 in das elektrische Speichersystem 100 geladen ist, elektrisch verbunden werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Steuern des Schaltelements der Schalteinheit 230 auf der Grundlage eines von der Empfangseinheit 320 empfangenen Signals. Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt, wenn die Empfangseinheit 320 ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 von der Systemsteuereinheit 140 empfangen hat, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erzeugt, wenn die Empfangseinheit 320 ein Signal zum Abschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 von der Schutzeinheit 250 empfangen hat, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Abschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230. Weiterhin erzeugt bei einem anderen Ausführungsbeispiel, wenn die Empfangseinheit 320 einen Befehl von einem Benutzer entgegengenommen hat, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Bewirken, dass das Schaltelement der Schalteinheit 230 wie von dem Benutzer angewiesen tätig wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erwirbt die Modulinformations-Erwerbseinheit 340 die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogenen Informationen. Die Modulinformations-Erwerbseinheit 340 kann auch die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogenen Informationen durch Messen der Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 erwerben. Die Modulinformations-Erwerbseinheit 340 kann auch Informationen erwerben, die von einem Hersteller, einem Verkäufer oder dergleichen zu der Zeit des Versendens, Prüfens oder Verkaufens eingegeben werden und auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind.
Die Modulinformations-Erwerbseinheit 340 kann die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogenen Informationen in der Modulinformations-Speichereinheit 350 speichern. Obgleich die spezifische Konfiguration der Modulinformations-Erwerbseinheit 340 nicht besonders beschränkt ist, kann die Modulinformations-Erwerbseinheit 340 eine Steuervorrichtung sein, die das Lesen von Daten aus der und das Schreiben von Daten in die Modulinformations-Speichereinheit 350 steuert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel speichert die Modulinformations-Speichereinheit 350 die Informationen, die von der Modulinformations-Erwerbseinheit 340 erworben wurden und auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sendet die Modulinformations-Sendeeinheit 360 die Informationen, die von der Modulinformations-Erwerbseinheit 340 erworben wurden und die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind, zu der Systemsteuereinheit 140. Die Modulinformations-Sendeeinheit 360 kann auch die Informationen, die von der Modulinformations-Erwerbseinheit 340 erworben wurden und die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind, zu einer externen Vorrichtung senden. Die Modulinformations-Sendeeinheit 360 kann die Informationen, die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind, als Antwort auf eine Anforderung durch die externe Vorrichtung senden oder die Informationen, die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind, zu einer vorbestimmten Zeit senden. Die Modulinformations-Sendeeinheit 360 kann sich auch auf die Modulinformations-Speichereinheit 350 beziehen und die Informationen, die auf die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 bezogen sind, zu der Systemsteuereinheit 140 oder der externen Vorrichtung senden.
4 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration der Systemsteuereinheit 140. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Systemsteuereinheit 140 eine Zustandsverwaltungseinheit 410, eine Modulauswahleinheit 420 und eine Signalerzeugungseinheit 430. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann ein Beispiel für die Batteriecharakteristik-Erwerbseinheit sein. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann ein Beispiel für die Ausgabeeinheit sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwaltet die Zustandsverwaltungseinheit 410 den Zustand des elektrischen Speichersystems 100. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann den Zustand des elektrischen Speichermoduls 110 und den Zustand des elektrischen Speichermoduls 120 verwalten. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann den Zustand jeweils des elektrischen Speichermoduls 110 und des elektrischen Speichermoduls 120 überwachen. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann das elektrische Speichermodul 110 und das elektrische Speichermodul 120 überwachen und auch auf die Batteriecharakteristik jeweils des elektrischen Speichermoduls 110 und des elektrischen Speichermoduls 120 bezogene Informationen erwerben. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann auch die durch die Überwachung des elektrischen Speichermoduls 110 und des elektrischen Speichermoduls 120 erworbenen Informationen zu einer externen Vorrichtung senden.
Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann die Batteriecharakteristik jedes elektrischen Speichermoduls messen, während das elektrische Speichersystem 100 betrieben wird. Wenn die Batteriecharakteristik des elektrischen Speichermoduls nicht einer vorbestimmten Bedingung genügt, kann die Zustandsverwaltungseinheit 410 Informationen, die anzeigen, dass das Leistungsvermögen des elektrischen Speichermoduls unzureichend ist, zu einer Ausgabevorrichtung ausgeben, die Informationen zu einem Benutzer ausgibt. Die Zustandsverwaltungseinheit 410 kann auch Identifizierungsinformationen des elektrischen Speichermoduls und die Informationen, die anzeigen, dass das Leistungsvermögen des elektrischen Speichermoduls unzureichend ist, ausgeben.
Der Benutzer kann hierdurch leicht das elektrische Speichermodul mit dem unzureichenden Leistungsvermögen unterscheiden und kann das elektrische Speichermodul ersetzen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, wenn das elektrische Speichersystem 100 so konstruiert ist, dass es ein wiederverwendetes elektrisches Speichermodul verwendet, zumindest ein Teil der Prüfung für das wiederzuverwendende elektrische Speichermodul entfallen werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel wählt, wenn das elektrische Speichersystem 100 in den Ladezustand geschaltet wird, die Modulauswahleinheit 420 ein elektrisches Speichermodul aus, das in den mehreren elektrischen Speichermodulen in dem elektrischen Speichersystem 100 enthalten ist und die niedrigste Anschlussspannung hat. Beispielsweise vergleicht die Modulauswahleinheit 420 die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls 110 und die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls 120 und wählt dann das elektrische Speichermodul mit der niedrigeren Anschlussspannung aus. Die Modulauswahleinheit 420 sendet ein Signal, dass das ausgewählte elektrische Speichermodul anzeigt, zu der Signalerzeugungseinheit 430.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wählt, wenn das elektrische Speichersystem 100 in den Entladezustand geschaltet wird, die Modulauswahleinheit 420 das elektrische Speichermodul aus, das in den mehreren elektrischen Speichermodulen in dem elektrischen Speichersystem 100 enthalten ist und die höchste Anschlussspannung hat. Beispielsweise vergleicht die Modulauswahleinheit 420 die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls 110 und die Anschlussspannung des elektrischen Speichermoduls 120 und wählt dann das elektrische Speichermodul mit der höheren Anschlussspannung aus. Die Modulauswahleinheit 420 sendet ein Signal, dass das ausgewählte elektrische Speichermodul anzeigt, zu der Signalerzeugungseinheit 430.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt die Signalerzeugungseinheit 430 ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 in dem von der Modulauswahleinheit 420 ausgewählten elektrischen Speichermodul. Die Signalerzeugungseinheit 430 sendet das erzeugte Signal zu der Modulsteuereinheit 240. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Signalerzeugungseinheit 430 auch ein Signal zum Abschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 in dem von der Modulauswahleinheit ausgewählten elektrischen Speichermodul erzeugen
5 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration des elektrischen Speichermoduls 110. Es ist zu beachten, dass 5 nicht die Schutzeinheit 250 und mit der Schutzeinheit 250 assoziierte Drähte zeigt, um die Erläuterung zu vereinfachen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Schalteinheit 230 einen Transistor 510, einen Widerstand 512, einen Widerstand 514, eine Diode 516, einen Transistor 520, einen Widerstand 522, einen Widerstand 524 und eine Diode 526. Der Transistor 510 und der Transistor 520 können Beispiele für das Schaltelement sein. Wie es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, werden der Transistor 510 und der Transistor 520 als die Schaltelemente der Schalteinheit 230 verwendet. Jedoch ist das Schaltelement der Schalteinheit 230 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein einziges Schaltelement als das Schaltelement der Schalteinheit 230 verwendet werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Modulsteuereinheit 240 die Bestimmungseinheit 310, die Signalerzeugungseinheit 330, einen Schalter 592 und einen Schalter 594. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Bestimmungseinheit 310 einen Transistor 530, einen Widerstand 532, einen Transistor 540, einen Widerstand 542, einen Widerstand 552 und einen Widerstand 554. Die Signalerzeugungseinheit 330 enthält einen Transistor 560, einen Kondensator 570, einen Widerstand 572 und einen Transistor 580. Der Schalter 592 und der Schalter 594 können Beispiele für die Empfangseinheit 320 sein.
Die Einzelheiten jeder Einheit der Schalteinheit 230 und der Modulsteuereinheit 240 werden nachfolgend beschrieben. In der Schalteinheit 230 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Transistor 510 ein MOSFET, und selbst wenn der Transistor 510 in dem AUS-Zustand ist, kann aufgrund einer parasitären Diode (in der Zeichnung nicht gezeigt), die äquivalent zwischen der Source und dem Drain des Transistors 510 gebildet ist, der Strom von dem positiven Anschluss 212 zu dem positiven Anschluss 112 fließen. In gleicher Weise ist der Transistor 520 ein MOSFET, und selbst wenn der Transistor 520 in dem AUS-Zustand ist, kann aufgrund einer parasitären Diode (in der Zeichnung nicht gezeigt), die äquivalent zwischen der Source und dem Drain des Transistors 520 gebildet ist, der Strom von dem positiven Anschluss 112 zu dem positiven Anschluss 212 fließen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Transistor 510 und der Transistor 520 in den AUS-Zustand als der anfänglichen Einstellung gesetzt. Wenn der Transistor 580 eingeschaltet wird, wenn das elektrische Speichersystem 100 geladen ist, fließt der Strom von dem positiven Anschluss 112 über den Widerstand 512, den Widerstand 514 und den Transistor 580 zu dem negativen Anschluss 114. Als eine Folge wird die Spannung an das Gate des Transistor 510 angelegt, und der Transistor 510 wird eingeschaltet. Dem Strom wird hierdurch ermöglicht, von dem positiven Anschluss 112 über die parasitäre Diode, die äquivalent zwischen der Source und dem Drain des Transistors 520 gebildet ist, zu dem positiven Anschluss 212 zu fließen.
Wenn andererseits der Transistor 580 eingeschaltet wird, wenn das elektrische Speichersystem 100 entladen ist, fließt der Strom von dem positiven Anschluss 212 über den Widerstand 522, den Widerstand 524 und den Transistor 580 zu dem negativen Anschluss 214. Als eine Folge wird die Spannung an das Gate des Transistors 520 angelegt, und der Transistor 520 wird eingeschaltet. Dem Strom wird hierdurch ermöglicht, von dem positiven Anschluss 212 über die parasitäre Diode, die äquivalent zwischen der Source und dem Drain des Transistors 510 gebildet ist, zu dem positiven Anschluss 112 zu fließen.
Die Spannung, die an das Gate des Transistors 510 oder das Gate des Transistors 520 angelegt wird, wobei der Transistor 580 eingeschaltet ist, kann ein Beispiel für ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 sein. In gleicher Weise kann die Spannung, die an das Gate des Transistors 510 oder das Gate des Transistors 520 angelegt wird, wobei der Transistor 580 ausgeschaltet ist, ein Beispiel für ein Signal zum Ausschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Werte des Widerstands 512 und des Widerstands 514 so eingestellt, dass der Transistor 510 in einer energiesparenden Weise sicher ein- und ausgeschaltet werden kann. Auch sind die Werte des Widerstands 522 und des Widerstands 524 so eingestellt, dass der Transistor 520 in einer energiesparenden Weise sicher ein- und ausgeschaltet werden kann.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Diode 516 zwischen dem Widerstand 514 und dem Widerstand 524 angeordnet. Die Diode 516 ermöglicht dem Strom, in einer Richtung von dem Widerstand 514 zu dem Widerstand 524 hin zu fließen, aber ermöglicht dem Strom nicht, in einer Richtung von dem Widerstand 524 zu dem Widerstand 514 hin zu fließen. Durch Vorsehen der Diode 516 kann verhindert werden, dass der Strom von dem positiven Anschluss 212 über die Route aus dem Widerstand 522, dem Widerstand 524, dem Widerstand 514 und dem Widerstand 512 zu dem positiven Anschluss 112 entweicht, wenn die Schalteinheit 230 den positiven Anschluss 112 und den positiven Anschluss 212 elektrisch trennt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Diode 526 zwischen dem Widerstand 514 und dem Widerstand 524 angeordnet. Die Diode ermöglicht dem Strom, in der Richtung von dem Widerstand 524 zu dem Widerstand 514 hin zu fließen, aber ermöglicht dem Strom nicht, in der Richtung von dem Widerstand 514 zu dem Widerstand 524 hin zu fließen. Durch Vorsehen der Diode 526 kann verhindert werden, dass der Strom von dem positiven Anschluss 112 über die Route aus dem Widerstand 512, dem Widerstand 514, dem Widerstand 524 und dem Widerstand 522 zu dem positiven Anschluss 212 entweicht, wenn die Schalteinheit 230 den positiven Anschluss 112 und den positiven Anschluss 212 elektrisch trennt.
In der Modulsteuereinheit 240 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind der Transistor 530 und der Transistor 540 der Bestimmungseinheit 310 bei der anfänglichen Einstellung in den AUS-Zustand gesetzt. Auch sind der Transistor 560 und der Transistor 580 der Signalerzeugungseinheit 330 bei der anfänglichen Einstellung in den AUS-Zustand gesetzt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 niedriger als ein erster Wert ist, der so vorbestimmt ist, dass die Seite des positiven Anschlusses 112 positiv gesetzt ist, der Wert des Widerstands 532 so gesetzt, dass der Transistor 530 eingeschaltet ist. Der Wert des Widerstands 532 ist vorzugsweise so gesetzt, dass der Strom, der entweicht, wenn die Schalteinheit 230 in dem AUS-Zustand ist, sehr klein wird. Auch ist der Wert des Widerstands 542 so gesetzt, dass der Transistor 530 eingeschaltet ist, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als ein vorbestimmter zweiter Wert ist. Der Wert des Widerstands 542 ist vorzugsweise so gesetzt, dass der Strom, der entweicht, wenn die Schalteinheit 230 in dem AUS-Zustand ist, sehr klein wird. Es ist zu beachten, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 gleich der Spannungsdifferenz zwischen dem positiven Anschluss 112 und dem positiven Anschluss 212 ist.
Wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 niedriger als der vorbestimmte erste Wert ist, wird der Transistor 530 eingeschaltet, und die Spannung wird der von der elektrischen Speichereinheit 210 über den positiven Anschluss 212, den Transistor 530 und den Widerstand 552 an die Basis des Transistors 560 angelegt. Demgemäß wird der Transistor 560 eingeschaltet. Obgleich die Spannung von dem positiven Anschluss 112 an die Basis des Transistors 580 angelegt wird, wird verhindert, dass der Transistor 580 eingeschaltet wird, während der Transistor 560 eingeschaltet ist. Als eine Folge wird der Transistor 580 ausgeschaltet.
Wenn andererseits die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als der vorbestimmte zweite Wert ist, wird der Transistor 540 eingeschaltet, und die Spannung wird von dem positiven Anschluss 112 über den Transistor 540 und den Widerstand 554 an die Basis des Transistors 560 angelegt. Demgemäß wird der Transistor 560 eingeschaltet. Als eine Folge wird der Transistor 580 ausgeschaltet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wert des Widerstands 552 so gesetzt, dass der Energieverbrauch bis zu dem Ausmaß verringert werden kann, dass der Transistor 560 eingeschaltet werden kann, wenn der Transistor 530 in dem EIN-Zustand ist. Der Wert des Widerstands 554 ist so gesetzt, dass der Energieverbrauch bis zu dem Ausmaß verringert werden kann, dass der Transistor 560 eingeschaltet werden kann, wenn der Transistor 540 in dem EIN-Zustand ist.
Die Kapazität des Kondensators 570 ist so gesetzt, dass der Transistor 560 eingeschaltet ist, bevor die Spannung von dem positiven Anschluss 112 an die Basis des Transistors 580 angelegt und der Transistor 580 eingeschaltet wird. Die Signalerzeugungseinheit 330 kann hierdurch nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem die Bestimmungseinheit 310 bestimmt hat, ob die Anschlussspannung des Schaltelements innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist oder nicht, ein Signal erzeugen.
Demgegenüber verbleiben, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 in dem durch den ersten Wert und den zweiten Wert definierten Bereich ist, der Transistor 530 und der Transistor 540 in dem AUS-Zustand, und der Transistor 560 bleibt auch in dem AUS-Zustand. Daher wird die Spannung von dem positiven Anschluss 112 über den Widerstand 572 an die Basis des Transistors 580 angelegt, so dass der Transistor 580 eingeschaltet wird.
Der Schalter 592 und der Schalter 594 können manuelle Schalter sein, oder Schaltelemente wie Relais, Thyristoren und Transistoren. Ein Signal 52, das anzeigt, dass die Schalteinheit 230 eingeschaltet wird, kann zu dem Schalter 592 eingegeben werden. Ein Signal 54, das anzeigt, dass die Schalteinheit 230 ausgeschaltet wird, kann zu dem Schalter 594 eingegeben werden.
Wenn der Schalter 592 eingeschaltet wird, kann die Schalteinheit 230 ungeachtet dessen eingeschaltet werden, ob der Transistor 580 eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn der Schalter 594 eingeschaltet wird, kann der Transistor 580 ausgeschaltet werden, ungeachtet dessen, ob der Transistor 560 eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Als eine Folge kann die Schalteinheit 230 ausgeschaltet werden.
6 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Schalteinheit 630. Die Schalteinheit 630 unterscheidet sich von der Schalteinheit 230, die in Verbindung mit 5 beschrieben wurde, dadurch, dass die Schalteinheit 630 ein Relais 632 hat, das parallel zu dem Transistor 510 und dem Transistor 520 geschaltet ist. Die Schalteinheit 630 kann eine Konfiguration haben, die hinsichtlich der anderen Aspekte ähnlich der der Schalteinheit 230 ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können der Transistor 510 und der Transistor 520 Halbleitertransistoren sein. Der Transistor 510 und der Transistor 520 können Feldeffekttransistoren (FET) sein.
Obgleich die Relaisschaltung eine überlegene Eigenschaft dadurch hat, dass der Widerstand klein ist, wenn die Schaltung eingeschaltet ist, spricht die Relaisschaltung relativ langsam an. Hierdurch ist es beispielsweise schwierig, wenn die Lastvorrichtung eine Vorrichtung mit einem Stromimpulsmuster, wie es ein Motor hat, ist und wenn die Spannung in einer kurzen Zeitperiode stark schwankt, die Relaisschaltung bei Empfang eines Signals von der Signalerzeugungseinheit 330 einzuschalten. Andererseits ist, obgleich der Halbleitertransistor mehr Energie verbraucht als die Relaisschaltung, der Halbleitertransistor in Bezug auf die Ansprechbarkeit überlegen. Gemäß der Schalteinheit 630 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Transistor 510 und der Transistor 520 als Halbleitertransistoren und das Relais 632 als Relaisschaltung parallel geschaltet.
Daher spricht, wenn die Schalteinheit 230 ein Signal zum Einschalten der Schalteinheit 230 von der Signalerzeugungseinheit 330 empfangen hat, zuerst der Transistor 510 oder der Transistor 520 schnell an und schaltet die Schalteinheit 230 ein. Danach wird mit einiger Verzögerung das Relais 632 eingeschaltet. Dann wird, wenn das Relais 632 eingeschaltet ist, das Relais 632 mit einem kleinen Widerstand parallel zu dem Transistor 510 und dem Transistor 520 geschaltet. Folglich wird der kombinierte Widerstand klein, und der Energieverlust kann verringert werden.
Ein elektrisches Speichermodul 710 wird nun mit Bezug auf 7 und 8 erläutert. 7 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration des elektrischen Speichermoduls 710. 8 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration einer Schalteinheit 730. 8 zeigt eine parasitäre Diode 842 des Transistors 510 und eine parasitäre Diode 844 des Transistors 520, um das Verständnis für die Operation des Transistors 510 und des Transistors 520 zu erleichtern.
Das elektrische Speichermodul 710 unterscheidet sich von dem elektrischen Speichermodul 110, das in Verbindung mit 2 beschrieben wurde, darin, dass das elektrische Speichermodul 710 die Schalteinheit 730 anstelle der Schalteinheit 230 hat und dass ein Signal von der Schutzeinheit 250 zu der Schalteinheit 730 und nicht zu der Modulsteuereinheit 240 gesendet wird. Das elektrische Speichermodul 710 kann in den anderen Aspekten eine Konfiguration haben, die der des elektrischen Speichermoduls 110 ähnlich ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Schalteinheit 730 ein Signal zum Ein- oder Ausschalten der Schalteinheit 730 von der Modulsteuereinheit 240. Auch empfängt die Schalteinheit 730 ein Signal zum Ausschalten der Schalteinheit 730 von der Schutzeinheit 250.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Transistor 510 eingeschaltet, wenn ein Signal 82 zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 730 in eine logische Schaltung 852 eingegeben wird und wenn ein Signal 88, das anzeigt, dass die elektrische Speichereinheit 210 in dem Zustand des Überladens ist, nicht in die logische Schaltung 852 eingegeben wird. Auch wird der Transistor 520 eingeschaltet, wenn das Signal 82 zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 730 in eine logische Schaltung 854 eingegeben wird und das Signal 86, das anzeigt, dass die elektrische Speichereinheit 210 in dem Zustand einer übermäßigen Entladung ist, nicht in die logische Schaltung 854 eingegeben wird.
9 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichersystems 900. Das elektrische Speichersystem 900 unterscheidet sich von dem elektrischen Speichersystem 100 dadurch, dass das elektrische Speichersystem 900 mehrere in einer Matrix verbundene elektrische Speichermodule enthält. Das elektrische Speichersystem 900 kann hinsichtlich der anderen Aspekte eine Konfiguration haben, die ähnlich der des elektrischen Speichersystems 100 ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein erster Block, der drei elektrische Speichermodule 110 und eine Diode 902, die parallel geschaltet sind, enthält, und ein zweiter Block, der drei elektrische Speichermodule 110 und eine Diode 904, die parallel geschaltet sind, enthält, in Reihe verbunden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, wenn das elektrische Speichersystem 900 entladen wird, sämtliche der mehreren elektrischen Speichermodule 110, die in einem bestimmten Block enthalten sind, fortgesetzt entladen, bis sie einen vollständig entladenen Zustand erreichen, und dann wird die Entladung aus dem Block angehalten. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglicht, selbst wenn die Entladung aus dem vorbeschriebenen Block angehalten wird, die Diode 902 dem Strom zu fließen. Die Energiezuführung durch das elektrische Speichersystem 900 kann hierdurch fortgesetzt werden. Daher nimmt die Ausgangsspannung schrittweise ab, während das elektrische Speichersystem 900 Energie entlädt.
In gleicher Weise werden, wenn das elektrische Speichersystem 900 geladen wird, die mehreren elektrischen Speichermodule 110, die einem bestimmten Block enthalten sind, aufeinanderfolgend von dem elektrischen Speichersystem 900 getrennt nach Beendigung des Ladens auf der Grundlage, dass das erste voll geladene Modul zuerst getrennt wird. Dann ist schließlich das Laden sämtlicher elektrischer Speichermodule 110 beendet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Diode 902 und die Diode 904 so angeordnet, dass sie dem Strom ermöglichen, in einer Richtung (manchmal als Entladerichtung bezeichnet) von dem Verbindungsanschluss 104 zu dem Verbindungsanschluss 102 zu fließen. Daher kann, selbst wenn die Schalteinheiten 230 sämtlicher in einem bestimmten Block enthaltener elektrischer Speichermodule 110 ausgeschaltet sind, der Strom aufrechterhalten werden. Andererseits wird, nachdem die Schalteinheiten 230 sämtlicher in dem bestimmten Block enthaltener elektrischer Speichermodule 110 ausgeschaltet sind, ein nachfolgendes Laden schwierig.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst, wenn das elektrische Speichersystem 900 geladen wird, die Systemsteuereinheit 140 zuerst die Anschlussspannung in jedem Block und prüft, ob ein Block vorhanden ist, in dem die Anschlussspannung gleich 0 ist. Nach dem Finden des Blocks, in dem die Anschlussspannung gleich 0 ist, sendet die Systemsteuereinheit 140 zu einem der mehreren elektrischen Speichermodule 110, die in dem Block enthalten sind, ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230. Die Systemsteuereinheit 140 kann ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 zu dem elektrischen Speichermodul 110 senden, das in den mehreren elektrischen Speichermodulen 110 in dem vorstehend beschriebenen Block enthalten ist und die niedrigste Anschlussspannung hat. Danach startet die Systemsteuereinheit 140 das Laden des elektrischen Speichersystems 900.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Diode 902 und die Diode 904 so angeordnet, dass sie dem Strom ermöglichen, in der Entladerichtung zu fließen. Jedoch ist das elektrische Speichersystem 900 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die Diode 902 und die Diode 904 Zener-Dioden sein. Selbst wenn das Laden sämtlicher in einem bestimmten Block enthaltener elektrischer Speichermodule 110 beendet ist und alle in dem Block enthaltenen elektrischen Speichermodule 110 von dem elektrischen Speichersystem 900 getrennt sind, kann das Laden eines anderen Blocks, der in Reihe mit dem vorbeschriebenen Block verbunden ist, hierdurch in dem elektrischen Speichersystem 900 fortgesetzt werden.
Wenn in diesem Fall das elektrische Speichersystem entladen wird, kann die Systemsteuereinheit 140 vor dem Beginn der Entladung die Ausschlussspannung in jeder Gruppe erfassen und prüfen, ob es eine Gruppe gibt, in der die Anschlussspannung gleich 0 ist. Danach kann die Systemsteuereinheit 140 ein Signal zum Einschalten des Schaltelements der Schalteinheit 230 zu einem der mehreren elektrischen Speichermodule 110, die in dem Block, in dem die Anschlussspannung gleich 0 ist, enthalten sind, senden.
Andere Beispiele des elektrischen Speichermoduls 110 werden mit Bezug auf 10 bis 17 beschrieben. Die mit Bezug auf das elektrische Speichermodul 110 und in jeder Einheit von diesem beschriebenen Merkmale können auf ein anderes Beispiel des elektrischen Speichermoduls 110 und jede seiner Einheiten in dem Rahmen, in welchem ein technischer Widerspruch nicht auftritt, angewendet werden. Auch können die mit Bezug auf ein anderes Beispiel des elektrischen Speichermoduls 110 und jede seiner Einheiten beschriebenen Merkmale auf das elektrische Speichermodul 110 und jede seiner Einheiten angewendet werden. Hinsichtlich der in Beziehung auf jede Einheit des elektrischen Speichermoduls 110, unter Bezug auf 10 bis 17 beschriebenen Merkmale kann die Beschreibung in einigen Fällen weggelassen werden.
10 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 1010. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichermodul 1010 den positiven Anschluss 112, den negativen Anschluss 114 und die elektrische Speichereinheit 210. Das elektrische Speicher 1010 kann die Schalteinheit 230 enthalten. Das elektrische Speichermodul 1010 kann die Schutzeinheit 250 enthalten. Das elektrische Speichermodul 1010 kann die Ausgleichskorrektureinheit 260 enthalten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichermodul 1010 ein Stromerfassungselement 1020 und eine Modulsteuereinheit 1040.
Das elektrische Speichermodul 1010 kann ein Beispiel für eine Steuervorrichtung und ein Steuersystem sein. Die Modulsteuereinheit 1040 kann ein Beispiel für eine Steuervorrichtung sein. Die Schalteinheit 230 kann ein Beispiel für eine Einstelleinheit, eine erste Stromeinstelleinheit und eine zweite Stromeinstelleinheit sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Schalteinheit 230 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom ein. In einem Ausführungsbeispiel verbindet die Schalteinheit 230 elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210, oder trennt elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erhöht oder verringert die Schalteinheit 230 den vorbeschriebenen Strom durch Verändern beispielsweise des Widerstandswerts des Pfads zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ende der Schalteinheit 230 elektrisch über den positiven Anschluss 112 und das Stromerfassungselement 1020 mit dem Draht 106 verbunden. Das andere Ende der Schalteinheit 230 ist elektrisch mit dem positiven Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden. Die die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 anzeigende Information kann als die Information, die die Differenz zwischen dem Potential des Drahts 106 oder die an den Draht 106 angelegte Spannung (in einigen Fällen einfach als Spannung des Drahts 106 bezeichnet) und das Potential eines Anschlusses der elektrischen Speichereinheit 210 (beispielsweise des positiven Anschlusses 212) oder der an den Anschluss angelegten Spannung (in einigen Fällen einfach als Spannung der elektrischen Speichereinheit 210, Spannung des Anschlusses oder dergleichen bezeichnet) anzeigt, verwendet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel stellt die Schalteinheit 230 zumindest die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in einer Richtung von dem positiven Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 zu dem positiven Anschluss 112 (in einigen Fällen als die Entladerichtung bezeichnet) fließenden Stroms ein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel stellt die Schalteinheit 231 zumindest die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in einer Richtung von dem positiven Anschluss 112 zu dem positiven Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 (in einigen Fällen als Laderichtung bezeichnet) hin fließenden Stroms ein. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel stellt die Schalteinheit 230 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms und die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms ein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das elektrische Speichermodul 1010 von dem elektrischen Speichermodul 110 dahingehend, dass das elektrische Speichermodul 1010 das Stromerfassungselement 1020 enthält. Das elektrische Speichermodul 1010 unterscheidet sich von dem elektrischen Speichermodul 110 dahingehend, dass das elektrische Speichermodul 1010 die Modulsteuereinheit 1040 anstelle der Modulsteuereinheit 240 enthält. Mit Bezug auf die Konfiguration ohne die vorbeschriebenen Unterschiede kann das elektrische Speichermodul 1010 die Merkmale ähnlich denjenigen der entsprechenden Konfiguration des elektrischen Speichermoduls 110 haben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Stromerfassungselement 1020 zum Erwerb von Informationen, die den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom anzeigen, verwendet.
Beispiele für die den Strom anzeigenden Informationen enthalten die Anwesenheit oder Abwesenheit des Stroms, die Größe des Stroms und die Richtung des Stroms. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erwirbt das elektrische Speichermodul 1010 die auf den zwischen Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom bezogenen Informationen durch Messen der Anschlussspannung des Stromerfassungselements 1020.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Stromerfassungselement 1020 zwischen dem positiven Anschluss 112 und der Schalteinheit 230 angeordnet. Genauer gesagt, das eine Ende des Stromerfassungselements 1020 ist elektrisch mit der Schalteinheit 230 verbunden. Das andere Ende des Stromerfassungselements 1020 ist elektrisch über den positiven Anschluss 112 mit dem Draht 106 verbunden. Es ist zu beachten, dass das Stromerfassungselement 1020 zwischen der Schalteinheit 230 und dem positiven Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 angeordnet sein kann. Auch können das Schaltelement 230 oder einige der das Schaltelement 230 bildenden Elemente als das Stromerfassungselement 1020 verwendet werden.
Das Stromerfassungselement 1020 kann ein Element mit einem optionalen Widerstandswert sein und seine Typen sind nicht besonders beschränkt. Beispielsweise hat das Stromerfassungselement 1020 einen angemessenen Widerstandswert entsprechend dem zulässigen maximalen Strom der elektrischen Speichereinheit 210. Beispiele für das Stromerfassungselement 1020 enthalten einen Widerstand und einen Hall-Sensor. Ein passives Element oder ein aktives Element mit einem angemessenen Widerstandswert kann als der vorbeschriebene Widerstand verwendet werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Modulsteuereinheit 1040 von der Modulsteuereinheit 240 dahingehend, dass die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom erfasst. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Modulsteuereinheit 1040 von der Modulsteuereinheit 240 dahingehend, dass die Modulsteuereinheit 1040 die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage von (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210 und (ii) des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms steuert. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210, (ii) des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms, und (iii) der Anschlussspannung der Schalteinheit 230 steuern. Mit Bezug auf die Konfiguration ohne die vorbeschriebenen Unterschiede kann die Modulsteuereinheit 1040 die Merkmale, die ähnlich denjenigen der entsprechenden Konfiguration der Modulsteuereinheit 240 sind, haben.
Die Verfahren, durch die die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 erfasst, sind nicht besonders beschränkt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erwirbt die Modulsteuereinheit 1040 die Informationen, die die Anschlussspannung des Stromerfassungselements 1020, das zwischen dem positiven Anschluss 112 und dem positiven Anschluss 212 angeordnet ist, anzeigen, und erfasst auf der Grundlage der Informationen den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom. Die Modulsteuereinheit 1040 kann hierdurch den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom überwachen. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms bestimmen und auch die Richtung des vorgenannten Stroms bestimmen.
Bei einem Ausführungsbeispiel überwacht oder erfasst, wenn die Schalteinheit 230 zumindest die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließt, einstellt oder steuert, die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Strom. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom überwachen oder erfassen, wenn die Schalteinheit 230 die elektrische Verbindung zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung trennt (in einigen Fällen als elektrisch getrennt in der Entladerichtung bezeichnet). Es ist zu beachten, dass in diesem Fall der von der Modulsteuereinheit 1040 erfasste Strom folglich der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließende Strom ist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel überwacht oder erfasst, wenn die Schalteinheit 230 zumindest die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Strom einstellt oder steuert, die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung. Die Modulsteuereinheit 1040 kann den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom überwachen oder erfassen, wenn die Schalteinheit 230 die elektrische Verbindung zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung trennt (in einigen Fällen als elektrisch getrennt in der Laderichtung bezeichnet). Es ist in diesem Fall zu beachten, dass der von der Modulsteuereinheit 1040 erfasste Strom folglich der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließende Strom ist.
Die Verfahren, durch die die Modulsteuereinheit 1040 die Operation der Schalteinheit 230 steuert, sind die nicht besonders beschränkt. Wie vorstehend beschrieben ist, erfasst die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage der den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom anzeigenden Informationen steuern. Die Verriegelung der Schalteinheit 230 kann daher sicher freigegeben werden, wenn das elektrische Speichermodul 1010 hot-swapped ist.
Ähnlich wie die Modulsteuereinheit 240 kann die Modulsteuereinheit 1040 die die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 anzeigenden Informationen erwerben. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage der die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 anzeigenden Informationen steuern. Die die für den Hot-Swap des elektrischen Speichermoduls 1010 erforderliche Zeit wird hierdurch verkürzt.
Ähnlich wie die Modulsteuereinheit 240 kann die Modulsteuereinheit 1040 die Informationen, die von der Schutzeinheit 250 erworben oder erzeugt wurden, von der Schutzeinheit 250 erwerben. Beispielsweise erwirbt die Modulsteuereinheit 1040 von der Schutzeinheit 250 Informationen wie Informationen, die anzeigen, dass die Schutzfunktion gegenüber Ladung eingeschaltet ist, Informationen, die anzeigen, dass die Schutzfunktion gegenüber Ladung nicht eingeschaltet ist, Informationen, die anzeigen, dass die Schutzfunktion gegenüber Entladung eingeschaltet ist, und Informationen, die anzeigen, dass die Schutzfunktion gegenüber Entladung nicht eingeschaltet ist. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage der von der Schutzeinheit 250 erworbenen oder erzeugten Informationen steuern. Die Schalteinheit 230 kann hierdurch in Abhängigkeit von dem Zustand der elektrischen Speichereinheit 210 angemessen gesteuert werden.
Wenn beispielsweise die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegenüber Entladung oder gleich dem oder niedriger als der Schwellenwert ist, wird die Schutzfunktion gegenüber Entladung eingeschaltet. Wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegenüber Entladung oder gleich dem oder höher als der Schwellenwert ist, wird die Schutzfunktion gegenüber Entladung ausgeschaltet. Auch wird, wenn beispielsweise die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung oder gleich dem oder höher als der Schwellenwert ist, die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet. Wenn die Spannung oder SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung oder gleich dem oder niedriger als der Schwellenwert ist, die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet.
Ähnlich wie die Modulsteuereinheit 240 kann die Modulsteuereinheit 1040 von der Systemsteuereinheit 140 die Informationen, die von der Systemsteuereinheit 140 erworben oder erzeugt wurden, erwerben. Beispielsweise erwirbt die Modulsteuereinheit 1040 von der Systemsteuereinheit 140 die Informationen, die die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 anzeigen. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage der von der Systemsteuereinheit 140 erworbenen oder erzeugten Informationen steuern. Die Schalteinheit 230 kann hierdurch in Abhängigkeit von dem Zustand der elektrischen Speichereinheit 210 angemessen gesteuert werden.
Spezifische Beispiele für den Vorgang des Steuerns der Operation der Schalteinheit 230.
Bei einem Ausführungsbeispiel steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage des Ladezustands der elektrischen Speichereinheit 210. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage der Anschlussspannung der Schalteinheit 230. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage von zumindest einer von der Größe und der Richtung des vorbeschriebenen Stroms steuern.
Genauer gesagt, die Modulsteuereinheit 1040 steuert die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage von (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210 und (ii) des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Operation der Schalteinheit 230 auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210, (ii) des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms, und (iii) der Anschlussspannung der Schalteinheit 230 steuern.
Wenn beispielsweise die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 der vorbestimmten Bedingung genügt, steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet. Die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 kann ein Beispiel für die Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit 210 sein. Die vorbestimmte Bedingung kann eine Bedingung sein, die einen vorbestimmten numerischen Bereich oder Schwellenwert verwendet, oder kann eine Bedingung sein, die einen numerischen Bereich oder Schwellenwert, der gemäß einem vorbestimmten Vorgang berechnet wurde, verwendet. Die Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichereinheit 210 aufgrund der Überladung oder Überentladung kann beispielsweise hierdurch verhindert werden.
Die vorbestimmte Bedingung kann eine Bedingung zum Schützen der elektrischen Speichereinheit 210 sein. Beispiele für die vorbestimmte Bedingung enthalten (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 innerhalb eines besonderen numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als ein besonderer Schwellenwert ist oder gleich dem oder höher als der besondere Schwellenwert ist (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als ein besonderer Schwellenwer t ist oder gleich dem oder niedriger als der besondere Schwellenwert ist, und (iv) eine Bedingung, die durch die Kombination dieser Bedingungen gebildet ist.
Die Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 innerhalb des besonderen numerischen Bereichs ist, kann eine Bedingung sein, die anzeigt, dass zumindest eine von einer Schutzfunktion gegen Überspannung und der Schutzfunktion gegen Überentladung des elektrischen Speichermoduls 1020 nicht eingeschaltet ist. Die Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 innerhalb des besonderen numerischen Bereichs ist, kann eine Bedingung sein, die anzeigt, dass die Schutzfunktion gegen Überspannung und die Schutzfunktion gegen Überentladung des elektrischen Speichermoduls 1010 nicht eingeschaltet sind. Die Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der besondere Schwellenwert ist oder gleich dem oder höher als der besondere Schwellenwert ist, kann eine Bedingung sein, die anzeigt, dass die Schutzfunktion gegen Überentladung des elektrischen Speichermoduls 1010 nicht eingeschaltet ist. Die Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der besondere Schwellenwert ist oder gleich dem oder niedriger als der besondere Schwellenwert ist, kann eine Bedingung sein, die anzeigt, dass die Schutzfunktion gegen Überladung des elektrischen Speichermoduls 1010 nicht eingeschaltet ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch verbindet, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 einer vorbestimmten Bedingung genügt. Genauer gesagt, wenn die Differenz zwischen der Spannung des Drahts 106 und der Spannung der elektrischen Speichereinheit 210 relativ groß ist, sind die elektrische Speichereinheit 210 und der Draht 106 elektrisch getrennt. Wenn andererseits die vorgenannte Differenz relativ klein ist, sind die elektrische Speichereinheit 210 und der Draht 106 elektrisch verbunden. Der schnelle Hot-Swap wird hierdurch möglich.
Die vorbestimmte Bedingung kann eine Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap sein. Beispiele für die vorbestimmte Bedingung enthalten (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 innerhalb eines bestimmten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als ein bestimmter Schwellenwert ist oder gleich dem oder höher als der bestimmte Schwellenwert ist, (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 niedriger als ein bestimmter Schwellenwert ist oder gleich dem oder niedriger als der bestimmte Schwellenwert ist, und (iv) eine Bedingung, die durch die Kombination dieser Bedingungen gebildet ist.
Spezifische Beispiele für den Vorgang der Freigabe der Verriegelung des Schutzes gegen Überentladung
Wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 beispielsweise niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überentladung wird, wenn das elektrische Speichersystem 100 entladen wird, wobei die elektrische Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1010 elektrisch mit dem Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 verbunden ist, sendet die Schutzeinheit 250 ein Signal zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überentladung zu der Modulsteuereinheit 1040. Zu dieser Zeit fließt der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung. In diesem Fall kann die Entladerichtung ein Beispiel für eine erste Richtung sein. Auch kann die Laderichtung ein Beispiel für eine zweite Richtung sein. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Entladerichtung und die Laderichtung einander entgegengesetzt sind.
Der Fall, in welchem die Spannung oder SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegenüber Entladung ist, kann ein Beispiel für den Fall sein, in welchem der Schutzbedingung für die elektrische Speichereinheit 210 nicht genügt ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Schutzeinheit 250 das Signal zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überentladung zu der Modulsteuereinheit 1040 senden, wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 gleich dem oder niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überentladung ist.
Bei Empfang des vorstehend genannten Signals steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 und trennt elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210. Wenn das elektrische Speichersystem 100 fortfährt, entladen zu werden, auch nachdem der Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch getrennt sind, wird die Spannungsdifferenz zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 bewirkt.
Nachdem die Entladung des elektrischen Speichersystems 100 beendet ist und dann, wenn die Ladung des elektrischen Speichersystems 100 gestartet wird, wird eine Spannungsdifferenz zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 bewirkt. In diesem Fall beurteilt, wenn ein absoluter Wert der vorgenannten Spannungsdifferenz höher als der Schwellenwert zum Realisieren des schnellen Hot-Swap ist, die Modulsteuereinheit 1040, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 nicht der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap genügt. Als eine Folge schreitet die Ladung des elektrischen Speichersystems 100 fort, wobei die elektrische Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1010 und der Draht 105 des elektrischen Speichersystems 100 elektrisch getrennt sind.
Andererseits steuert, (i) wenn der absolute Wert der vorgenannten Spannungsdifferenz zu der Zeit des Startens des Ladens des elektrischen Speichersystems 100 niedriger als der Schwellenwert zum Realisieren des schnellen Hot-Swap oder gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, oder (ii) wenn das Laden des elektrischen Speichersystems 100 fortschreitet, und der absolute Wert der vorgenannten Spannungsdifferenz kleiner als der Schwellenwert zum realisieren des schnellen Hot-Swap geworden ist oder gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert wird, die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 in einem Versuch zum elektrischen Verbinden des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210. Jedoch ist in dieser Stufe die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegenüber Entladung. Daher wird der Verriegelungsmechanismus der Modulsteuereinheit 1040 betätigt. Als eine Folge ist die Modulsteuereinheit 1040 nicht in der Lage, die Schalteinheit 230 zu steuern und den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch zu verbinden.
Damit die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 steuert und den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet, muss die vorbeschriebene Verriegelung durch irgendeine Logik freigegeben werden. Obgleich das Verfahren zum Freigeben der vorbeschriebenen Verriegelung nicht besonders beschränkt ist, entscheidet bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Modulsteuereinheit 1040 auf der Grundlage des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms oder auf der Grundlage der auf den Strom bezogenen Informationen, ob die vorbeschriebene Verriegelung freizugeben ist oder nicht, und steuert die Operation der Schalteinheit 230.
Hier enthält, wie in Verbindung mit 5 beschrieben ist, die Schalteinheit 230 den Transistor 520, der die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms einstellt oder steuert. Beispiele für den Transistor 520 enthalten einen Si-MOSFET, einen bipolaren Transistor mit isoliertem Gate (IGBT), einen SiC-MOSFET und einen GaN-MOSFET.
Wenn die Nennspannung der elektrischen Speichereinheit 210 relativ hoch ist, ist der Transistor 520 vorzugsweise ein SiC-MOSFET. Wenn beispielsweise der maximale Wert der Nennspannung der elektrischen Speichereinheit 210 gleich oder höher als 100 V, bevorzugt gleich oder höher als 200 V, bevorzugter gleich oder höher als 300 V, noch bevorzugter gleich oder höher als 500 V, weiterhin bevorzugter gleich oder höher als 800 V und noch weiterhin bevorzugter als 1000 V ist, wird ein SiC-MOSFET als der Transistor 520 verwendet.
Die Vorteil des SiC-MOSFET, das heißt, eine überlegene Durchbruchspannungscharakteristik, aber wenig Verluste zu haben, kann hierdurch ausreichend demonstriert werden. Wenn der maximale Wert der Nennspannung der elektrischen Speichereinheit 210 gleich oder höher als 300 V oder gleich oder höher als 500 V ist, kann die Wirkung der Verwendung des SiC-MOSFET als der Transistor 520 signifikant werden.
Auch ist eine parasitäre Diode zwischen der Source und der Drain des Transistors 520 gebildet. Die vorgenannte parasitäre Diode ermöglicht den Durchgang des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms. Andererseits unterdrückt die vorgenannte parasitäre Diode die Strömung des Stroms zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung über die parasitäre Diode.
Der Transistor 520 kann ein Beispiel für die erste Stromeinstelleinheit oder die zweite Stromeinstelleinheit sein. Die parasitäre Diode des Transistors 520 kann ein Beispiel für eine erste Umgehungseinheit oder eine zweite Umgehungseinheit sein. Es ist festzustellen, dass, abgesehen von der parasitären Diode des Transistors 520, die Schalteinheit 230 einen Gleichrichter enthalten kann, der eine Funktion ähnlich der der parasitären Diode hat und zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 parallel zu dem Transistor 520 geschaltet ist. Beispiele für den vorgenannten Gleichrichter enthalten (i) ein gleichrichtendes Element wie eine Diode und (ii) eine Gleichrichtungsschaltung, die mit mehreren Elementen konfiguriert ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schalteinheit 230 (i) den Transistor 520, der den Strom in der Entladerichtung einstellt, und (ii) die parasitäre Diode, die parallel zu dem Transistor 520 angeordnet ist und die den Durchgang des Stroms in der Laderichtung ermöglicht, aber nicht den Durchgang des Stroms in der Entladerichtung zulässt. Hierdurch beginnt, wenn die Ladung des elektrischen Speichersystems 100 weiter fortschreitet und die Spannung des Drahts 106 höher als die Spannung des positiven Anschlusses 212 der elektrischen Speichereinheit 210 wird, der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung über die parasitäre Diode des Transistors 520 zu fließen.
Wenn die Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichereinheit 210 aufgrund von Überentladung zu verhindern ist, muss die Modulsteuereinheit 1040 das Fließen des Stroms in der Entladerichtung verhindern, aber braucht nicht das Fließen des Stroms in der Laderichtung zu verhindern. Hier überwacht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließen Strom.
In einem Ausführungsbeispiel erfasst die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom in der Laderichtung. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichervorrichtung 210 fließenden Strom erfassen, wenn die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 in der Entladerichtung elektrisch trennt.
Nachdem die Ladung des elektrischen Speichersystems 100 begonnen hat und bis der vorgenannte Strom erfasst wird, hält die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung für den Schutz gegen Überentladung aufrecht. Andererseits gibt, wenn der vorgenannte Strom erfasst wurde, die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung für den Schutz gegenüber Entladung frei.
Bei einem Ausführungsbeispiel steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 und verbindet den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch. Im Allgemeinen wird, da der Wert des EIN-Widerstands des Transistors 520 niedriger als der Widerstandswert der parasitären Diode ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Lade- und Entladeeffizienz der elektrischen Speichereinheit 210 verbessert.
Wenn der vorgenannte Strom in dem Zustand, in welchem die vorgenannte Spannungsdifferenz der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap nicht genügt, erfasst wurde, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 zumindest solange verbindet, bis die vorgenannte Spannungsdifferenz der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap genügt. Es ist zu beachten, dass, währen die vorgenannte Spannungsdifferenz der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap genügt, die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 so steuern kann, dass die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann, wenn der vorgenannte Strom erfasst wurde, die Modulsteuereinheit 1040 ein Signal zum Zurücksetzen der Schutzfunktion gegen Überentladung zu der Schutzeinheit 250 senden. Dann kann bei Empfang des Signals zum Zurücksetzen der Schutzfunktion gegen Überentladung die Schutzeinheit 250 die Schalteinheit 230 steuern und den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbinden.
Wenn das Laden des elektrischen Speichersystems 100 weiter fortschreitet, nachdem der Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbunden sind, wird die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überentladung.
Wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überentladung geworden ist, kann die Schutzeinheit 250 ein Signal zum Zurücksetzen der Schutzfunktion gegen Überentladung zu der Modulsteuereinheit 1040 senden. Bei Empfang des Signals zum Zurücksetzen der Schutzfunktion gegen Überentladung, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch verbindet.
Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben ist, wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überentladung einzuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 beispielsweise (i) den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch trennt oder (ii) die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließen kann, reduziert. Wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung eingeschaltet wird, wird die Größe des Stroms, der in der Entladerichtung fließen kann, hierdurch kleiner als in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überentladung ausgeschaltet ist. Wenn demgegenüber entschieden wurde, dass die Verriegelung des Schutzes gegen Überentladung freizugeben ist (in einigen Fällen als Ausschalten der Schutzfunktion gegen Überentladung bezeichnet), führt die Modulsteuereinheit 1040 beispielsweise (i) eine elektrische Verbindung des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 durch oder (ii) eine Erhöhung der Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließen kann, durch.
Die Modulsteuereinheit 1040 steuert die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms oder stellt diesen ein, indem der Widerstandswert oder das Leitungsverhältnis (in einigen Fällen als Tastverhältnis bezeichnet) der Schalteinheit 230 eingestellt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel kann, wenn die Schalteinheit 230 den Transistor 520 enthält und der Transistor 520 ein Feldeffekttransistor ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung einstellen oder steuern, indem die Gatespannung des Transistors 520 (in einigen Fällen als Eingangsspannung bezeichnet) eingestellt wird. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung einstellen oder steuern, indem die Operation des/der Element(s)(e), die in einer Schaltung zum Einstellen der Eingangsspannung des Transistors 520 angeordnet sind, gesteuert wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann, wenn die Schalteinheit 230 den Transistor 520 enthält und der Transistor 520 ein bipolarer Transistor ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 201 in der Entladerichtung einstellen oder steuern, indem der Basisstrom des Transistors 520 (in einigen Fällen als Eingangsstrom bezeichnet) eingestellt wird. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms einstellen oder steuern, indem die Operation des/der Element(s)(e), die in der Schaltung zum Einstellen des Eingangsstroms des Transistors 520 angeordnet sind, gesteuert wird.
Der Widerstandswert oder das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überentladung eingeschaltet ist, und der Widerstandswert oder das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überentladung ausgeschaltet ist, können die gleichen oder verschieden sein. Wenn die Schalteinheit 230 ein Schaltelement hat, können der EIN-Widerstand des Schaltelements in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, und der EIN-Widerstand des Schaltelements in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist, die gleichen oder verschieden sein. Wenn die Schalteinheit 230 einen variablen Widerstand hat, kann der Widerstandswert des variablen Widerstands in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, und der Widerstandswert des variablen Widerstands in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist, gleich oder verschieden sein. Wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung eingeschaltet ist, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass der Widerstandswert der Schalteinheit 230 höher als in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überentladung ausgeschaltet ist, wird. Wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung eingeschaltet ist, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 niedriger als in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überentladung ausgeschaltet ist, wird.
Vorstehend wurde in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, um die Beschreibung zu vereinfachen, ein Vorgang beschrieben, in welchem die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung des Schutzes gegen Überentladung freigibt, wodurch als ein Beispiel das Ausführungsbeispiel illustriert wird, in welchem (i), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überentladung einzuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 trennt, und (ii), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überentladung auszuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet. Jedoch sollte von einem Fachmann angesichts der vorliegenden Beschreibung verstanden werden, dass die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung des Schutzes gegen Überentladung in einem Vorgang, der ähnlich dem des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch in einem anderen Ausführungsbeispiel freigeben kann, in welchem (i), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überentladung einzuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließen kann, reduziert, und (ii), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überentladung auszuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließen kann, erhöht.
Genauer gesagt, wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung einzuschalten ist, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum elektrischen Trennen des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 einer Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 140 zum Reduzieren des Stroms, der zwischen der elektrischen Speichereinheit 210 und dem Draht 106 bei dem vorbeschriebenen anderen Ausführungsbeispiel fließen kann. In gleicher Weise entspricht, wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung auszuschalten ist, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum elektrischen Verbinden des Drahts 106 und er elektrischen Speichereinheit 210 einer Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum Erhöhen des Stroms, der zwischen der elektrischen Speichereinheit 210 und dem Draht 106 bei dem vorbeschriebenen anderen Ausführungsbeispiel fließen kann.
Spezifische Beispiele für den Vorgang des Freigebens der Verriegelung des Schutzes gegen Überladung
Wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 beispielsweie höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung wird, wenn das elektrische Speichersystem 100 geladen wird, wobei die elektrische Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1010 elektrisch mit dem Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 verbunden ist, sendet die Schutzeinheit 250 ein Signal zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überladung zu der Modulsteuereinheit 140. Zu dieser Zeit fließt der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung. In diesem Fall kann die Laderichtung ein Beispiel für die erste Richtung sein. Auch kann die Entladerichtung ein Beispiel für die zweite Richtung sein. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Entladerichtung und die Laderichtung einander entgegengesetzt sind.
Der Fall, in welchem die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung ist, kann ein Beispiel für den Fall sein, in welchem der Bedingung zum Schützen der elektrischen Speichereinheit 210 nicht genügt ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Schutzeinheit 250 das Signal zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überladung zu der Modulsteuereinheit 1040 senden, wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 gleich dem oder höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überentladung ist.
Bei Empfang des vorgenannten Signals steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 und trennt elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210. Wenn das elektrische Speichersystem 100 fortfährt, auch nach der elektrischen Trennung des Drahts 106 von der elektrischen Speichereinheit 210 geladen zu werden, wird eine Spannungsdifferenz zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 bewirkt.
Nachdem die Ladung des elektrischen Speichersystems 100 geendet hat, wird dann, wenn die Entladung des elektrischen Speichersystems 100 gestartet wird, eine Spannungsdifferenz zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 bewirkt. In diesem Fall beurteilt, wenn ein absoluter Wert der vorbeschriebenen Spannungsdifferenz höher als der Schwellenwert zum Realisieren des schnellen Hot-Swap ist, die Modulsteuereinheit 1040, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 nicht der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap genügt, als eine Folge schreitet die Entladung des elektrischen Speichersystems 100 fort, wobei die elektrische Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1010 und der Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 elektrisch getrennt sind.
Andererseits steuert (i), wenn der absolute Wert der vorbeschriebenen Spannungsdifferenz zu der Zeit des Startens des Entladens des elektrischen Speichersystems 100 niedriger als der Schwellenwert zum Realisieren des schnellen Hot-Swap oder gleich dem oder niedriger als der Schwellenwert ist, oder (ii), wenn das Laden des elektrischen Speichersystems 100 fortschreitet und der absolute Wert der vorbeschriebenen Spannungsdifferenz niedriger als der Schwellenwert zum Realisieren des schnellen Hot-Swap wird oder gleich dem oder niedriger als der Schwellenwert wird, die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 in einem Versuch zum elektrischen Verbinden des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210. Jedoch ist in dieser Stufe die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung. Daher wird der Verriegelungsmechanismus der Modulsteuereinheit 1040 betätigt. Als eine Folge ist die Modulsteuereinheit 1040 nicht in der Lage, die Schalteinheit 230 zu steuern und den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch zu verbinden.
Damit die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 steuert und den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet, muss die vorbeschriebene Verriegelung durch irgendeine Logik freigegeben werden. Obgleich das Verfahren zum Freigeben der vorbeschriebenen Verriegelung nicht besonders beschränkt ist, entscheidet bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Modulsteuereinheit 1040 auf der Grundlage des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms oder auf der Grundlage der auf den Strom bezogenen Informationen, ob die vorbeschriebene Verriegelung freizugeben ist oder nicht, und steuert die Operation der Schalteinheit 230.
Hier enthält, wie in Verbindung mit 5 beschrieben ist, die Schalteinheit 230 den Transistor 510, der die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms einstellt oder steuert. Beispiele für den Transistors 510 enthalten einen Si-MOSFET, einen bipolaren Transistor mit isoliertem Gate (IGBT), einen SiC-MOSFET und einen GaN-MOSFET.
Wenn die Nennspannung der elektrischen Speichereinheit 210 relativ hoch ist, ist der Transistor 510 vorzugsweise ein SiC-MOSFET. Wenn beispielsweise der maximale Wert der Nennspannung der elektrischen Speichereinheit 210 gleich oder höher als 100 V, bevorzugt gleich oder höher als 200 V, bevorzugter gleich oder höher als 300 V, weiterhin bevorzugter gleich oder höher als 500 V, noch weiter bevorzugter gleich oder höher als 800 V und sogar weiterhin bevorzugter 1000 V ist, wird ein SiC-MOSFET als der Transistor 510 verwendet. Der Vorteil des SiC-MOSFET, nämlich die höhere Durchbruchspannungscharakteristik zu haben, aber einen geringen Verlust zuzulassen, kann hierdurch ausreichend demonstriert werden. Wenn der maximale Wert der Nennspannung der elektrischen Speichereinheit 210 gleich oder höher als 300 V oder gleich oder höher als 500 V ist, kann die Wirkung der Verwendung des SiC-MOSFET als des Transistors 510 signifikant werden.
Auch wird eine parasitäre Diode zwischen der Quelle und der Drain des Transistors 510 gebildet. Die vorgenannte parasitäre Diode ermöglicht den Durchgang des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms. Andererseits unterdrückt die vorgenannte parasitäre Diode das Fließen des Stroms zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung über die parasitäre Diode.
Der Transistor 510 kann ein Beispiel für die erste Stromeinstelleinheit oder die zweite Stromeinstelleinheit sein. Die parasitäre Diode des Transistors 510 kann ein Beispiel für die erste Umgehungseinheit oder die zweite Umgehungseinheit sein. Es ist zu beachten, dass, abgesehen von der parasitären Diode des Transistors 510, die Schalteinheit 230 einen Gleichrichter enthalten kann, der eine Funktion ähnlich der der parasitären Diode hat und parallel zu dem Transistor 510 zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 geschaltet ist. Beispiele für den vorgenannten Gleichrichter enthalten (i) ein gleichrichtendes Element wie eine Diode und (ii) eine gleichrichtende Schaltung, die mit mehreren Elementen konfiguriert ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schalteinheit 230 (i) den Transistor 510, der den Strom in der Laderichtung einstellt, und (ii) die parasitäre Diode, die parallel zu dem Transistor 510 angeordnet ist und die den Durchgang des Stroms in der Entladerichtung ermöglicht, aber nicht den Durchgang des Stroms in der Laderichtung ermöglicht. Daher beginnt, wenn die Entladung des elektrischen Speichersystems 100 weiter fortschreitet und die Spannung des Drahts 106 niedriger als die Spannung des positiven Anschlusses 212 der elektrischen Speichereinheit 210 wird, der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung über die parasitäre Diode des Transistors 510 zu fließen.
Wenn die Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichereinheit 210 aufgrund der Überladung zu verhindern ist, muss die Modulsteuereinheit 1040 das Fließen des Stroms in der Laderichtung verhindern, aber braucht nicht das Fließen des Stroms in der Entladerichtung zu verhindern. Hier überwacht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom.
Bei einem Ausführungsbeispiel erfasst die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom in der Entladerichtung. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel die Modulsteuereinheit 1040 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom erfassen, wenn die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 in der Laderichtung elektrisch trennt.
Nachdem die Entladung des elektrischen Speichersystems 100 begonnen hat und bis der vorbeschriebene Strom erfasst wurde, hält die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung für den Schutz gegen Überladung aufrecht. Wenn andererseits der vorbeschriebene Strom erfasst wurde, gibt die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung für den Schutz gegen Überladung frei.
Bei einem Ausführungsbeispiel steuert die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 und verbindet elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210. Im Allgemeinen wird, da der Wert des EIN-Widerstands des Transistors 510 niedriger als der Widerstandswert der parasitären Diode ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Lade- und Entladeeffizienz der elektrischen Speichereinheit 210 verbessert.
Wenn der vorbeschriebene Strom in dem Zustand, in welchem die vorbeschriebene Spannungsdifferenz der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap nicht genügt, erfasst wurde, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 zumindest solange elektrisch verbindet, bis die vorbeschriebene Spannungsdifferenz der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap genügt. Es ist zu beachten, dass, während die vorbeschriebene Spannungsdifferenz der Bedingung zum Realisieren des schnellen Hot-Swap genügt, die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern kann, dass die Schalteinheit 230 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann, wenn der vorbeschriebene Strom erfasst wurde, die Modulsteuereinheit 1040 ein Signal zum Zurückstellen der Schutzfunktion gegen Überladung zu der Schutzeinheit 250 senden. Dann kann bei Empfang des Signals zum Zurückstellen der Schutzfunktion gegen Überladung die Schutzeinheit 250 die Schalteinheit 230 steuern und den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbinden.
Wenn die Entladung des elektrischen Speichersystems 100 weiter fortschreitet, nachdem der Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 207 elektrisch verbunden wurden, wird die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung. Wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung geworden ist, kann die Schutzeinheit 250 ein Signal zum Zurücksetzen der Funktion des Schutzes gegen Überladung zu der Modulsteuereinheit 1040 senden. Bei Empfang des Signals zum Zurücksetzen der Funktion des Schutzes gegen Überladung kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass die Schalteinheit 230 die elektrische Speichereinheit 210 und den Draht 106 elektrisch verbindet.
Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben wurde, wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überladung einzuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 beispielsweise (i) elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 trennt oder (ii) die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließen kann, reduziert. Wenn die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, wird die Größe des Stroms, der in der Laderichtung fließen kann, hierdurch kleiner als in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist. Wenn andererseits entschieden wurde, dass die Verriegelung des Schutzes gegen Überladung freizugeben ist (in einigen Fällen als Ausschalten der Schutzfunktion gegen Überladung bezeichnet) ist die Modulsteuereinheit 140 beispielsweise wirksam zum (i) elektrischen Verbinden des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder (ii) Erhöhen der Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließen kann.
Die Modulsteuereinheit 1040 stellt die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms ein oder steuert diese, indem der Widerstandswert oder das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 (in einigen Fällen als Tastverhältnis bezeichnet) eingestellt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel kann, wenn die Schalteinheit 230 den Transistor 510 enthält und der Transistor 510 ein Feldeffekttransistor ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichervorrichtung 210 in der Laderichtung fließenden Stroms einstellen oder steuern, indem die Gatespannung des Transistors 510 (in einigen Fällen als Eingangsspannung bezeichnet) eingestellt wird. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms einstellen oder steuern, indem die Operation des/der Element(s)(e) die in einer Schaltung zum Einstellen der Eingangsspannung des Transistors 510 angeordnet sind, gesteuert wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann, wenn die Schalteinheit 230 den Transistor 510 enthält und der Transistor 510 ein bipolarer Transistor ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichervorrichtung 210 in der Laderichtung fließenden Stroms einstellen oder steuern, indem der Basisstrom des Transistors 510 (in einigen Fällen als Eingangsstrom bezeichnet) eingestellt wird. Die Modulsteuereinheit 1040 kann die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung einstellen oder steuern, indem die Operation des/der Element(s)(e), die in einer Schaltung zum Einstellen des Eingangsstroms des Transistors 510 angeordnet sind, gesteuert wird.
Der Widerstandwert oder das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist und der Widerstandswert oder das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 in einem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist, können einander gleich oder verschieden sein. Wenn die Schalteinheit 230 ein Schaltelement hat, können der EIN-Widerstand des Schaltelements in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, und der EIN-Widerstand des Schaltelements in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist, einander gleich oder verschieden sein. Wenn die Schalteinheit 230 einen variablen Widerstand hat, können der Widerstandswert des variablen Widerstands in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, und der Widerstandswert des variablen Widerstands in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist, einander gleich oder verschieden sein. Wenn die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass der Widerstandswert der Schalteinheit 230 höher wird als in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist. Wenn die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Schalteinheit 230 derart steuern, dass das Leitungsverhältnis der Schalteinheit 230 niedriger als in dem Fall, in welchem die Schutzfunktion gegen Überladung ausgeschaltet ist, wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde, um die Beschreibung zu vereinfachen, beschrieben, dass ein Vorgang, in welchem die Modulsteuereinheit 1040 die Verriegelung des Schutzes gegen Überladung freigibt, wobei als ein Beispiel des Ausführungsbeispiels, in welchem (i), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überladung einzuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 trennt, und (ii), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überladung auszuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch verbindet, illustriert ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass der Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Beschreibung verstehen kann, dass die Modulsteuereinheit 1040 die Verrieglung des Schutzes gegen Überladung in einem Vorgang freigeben kann, der ähnlich dem des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch in einem anderen Ausführungsbeispiel ist, in welchem (i), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überladung einzuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließen kann, reduziert, und (ii), wenn entschieden wurde, dass die Schutzfunktion gegen Überladung auszuschalten ist, die Modulsteuereinheit 1040 die Größe des Stroms, der zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließen kann, erhöht.
Genauer gesagt, wenn die Schutzfunktion gegen Überladung einzuschalten ist, entspricht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum elektrischen Trennen des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 einer Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum Herabsetzen des Stroms, der zwischen der elektrischen Speichereinheit 210 und dem Draht 106 in dem vorbeschriebenen anderen Ausführungsbeispiel fließen kann, In gleicher Weise entspricht, wenn die Schutzfunktion gegen Überladung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auszuschalten ist, eine Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum elektrischen Verbinden des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 einer Reihe von Operationen der Modulsteuereinheit 1040 zum Erhöhen des Stroms, der zwischen der elektrischen Speichereinheit 210 und dem Draht 106 fließen kann, bei dem vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsbeispiel.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Modulsteuereinheit 1040 beispielsweise sowohl die Hot-Swap-Funktion als auch die Schutzfunktion der elektrischen Speichereinheit 210 errichten, ohne die Lade- und Entladeeffizienz des elektrischen Speichermoduls 1010 bemerkenswert zu verringern.
Wie in Verbindung mit 1 beschrieben ist, ist mit Bezug auf ein elektrisches Speichermodul, das einen Teil einer Energieversorgung für ein kleines System wie elektrische Geräte eines Haushalts bildet, die Anzahl von in Reihe verbundenen elektrischen Speicherzellen klein, und auch die Nennspannung hiervon beträgt angenähert 3,5 bis 4,5 V. Hierdurch kann, wenn das elektrische Speichermodul in einer Energieversorgung implementiert ist oder ein elektrisches Speichermodul von der Energieversorgung getrennt ist, wobei das System in Betrieb ist, es erforderlich sein, die Spannung des elektrischen Speichermoduls, das Hot-Swap zum Ziel hat, und die Spannung des/der anderen elektrischen Speichermodul(s)(e), die die Energieversorgung bilden, strikt zu verwalten. Abhängig von der Spezifikation des elektrischen Speichermoduls kann die Toleranz für die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul, das Hot-Swap zum Ziel hat, und dem/den anderen elektrischen Speichermodul(en), die die Energieversorgung bilden, so verwaltet werden, dass sie kleiner als 1V ist.
Andererseits ist in den letzten Jahren die Vergrößerung der elektrischen Speichermodule fortgeschritten. Beispielsweise werden in elektrischen Fahrzeugen kleiner bis mittlerer Größe wie Personenkraftwagen elektrische Speichermodule mit einer Nennspannung von angenähert 300 bis 400 V verwendet. Auch sind in großen elektrischen Fahrzeugen wie elektrischen Bussen elektrische Speichermodule mit der Nennspannung von angenähert 500 bis 800 V in Verwendung gekommen. Wenn die Nennspannung eines elektrischen Speichermoduls höher wird, die Toleranz für die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul, das Hot-Swap zum Ziel hat, und den anderen elektrischen Speichermodulen, die die Energieversorgung bilden, höher. Beispielsweise kann, selbst wenn die Spannungsdifferenz zwischen einem elektrischen Speichermodul, das eine Energieversorgung bildet, und dem/den anderen elektrischen Speichermodul(en), die die Energieversorgung bilden, 1 V überschreitet, das eine elektrische Speichermodul in einigen Fällen für Hot-Swap ausgebildet sein.
Obgleich abhängig von dem Widerstand oder der Impedanz des elektrischen Speichermoduls, das Hot-Swap zum Ziel hat, kann die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul, das Hot-Swap zum Ziel hat, und dem/den anderen elektrischen Speichermodul(en), die die Energieversorgung bilden, gleich oder niedriger als 30 V, gleich oder niedriger als 10 V, gleich oder niedriger als 5 V, gleich oder niedriger als 3 V, gleich oder niedriger als 2 V oder gleich oder niedriger als 1V sein, wenn die Nennspannung des elektrischen Speichermoduls, das Hot-Swap zum Ziel hat, gleich oder höher als 100 V ist. Die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Speichermodul, das Hot-Swap zum Ziel hat, und dem/den anderen elektrischen Speichermodul(en), die die Energieversorgung bilden, kann gleich oder niedriger als ein Fünftel, gleich oder niedriger als ein Zehntel, gleich oder niedriger als ein Zwanzigstel, gleich oder niedriger als Dreißigstel, gleich oder niedriger als Fünfzigstel, gleich oder niedriger als ein Hundertstel, gleich oder niedriger als Zweihundertstel, gleich oder niedriger als Dreihundertstel, gleich oder niedriger als ein Fünfhundertstel oder gleich oder niedriger als ein Tausendstel der Nennspannung des elektrischen Speichermoduls, das Hot-Swap zum Ziel hat, sein.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Stromerfassungselement 1020 und die Schalteinheit 230 zwischen dem positiven Anschluss 112 des elektrischen Speichermoduls 1010 und dem positiven Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 angeordnet, und der positive Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 ist über die Schalteinheit 230 elektrisch mit dem Draht 106 verbunden. Jedoch ist die Anordnung des Stromerfassungselements 1020 und der Schalteinheit 230 nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind das Stromerfassungselement 1020 und die Schalteinheit 230 zwischen dem negativen Anschluss 114 des elektrischen Speichermoduls 1010 und dem negativen Anschluss 214 der elektrischen Speichereinheit 210 angeordnet, und der negative Anschluss 214 der elektrischen Speichereinheit 210 ist elektrisch über die Schalteinheit 230 mit dem Draht 106 verbunden.
11 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration der Modulsteuereinheit 1040. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Modulsteuereinheit 1040 die Bestimmungseinheit 310, die Empfangseinheit 320 und die Signalerzeugungseinheit 330. Die Modulsteuereinheit 1040 kann auch die Modulinformations-Erwerbseinheit 340, die Modulinformations-Speichereinheit 350 und die Modulinformations-Sendeeinheit 360 enthalten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Modulsteuereinheit 1040 eine Stromüberwachungseinheit 1120. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Stromüberwachungseinheit 1120 eine Stromerfassungseinheit 1122 und eine Richtungsentscheidungseinheit 1124. Die Signalerzeugungseinheit 330 kann ein Beispiel für eine Operationssteuereinheit sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Modulsteuereinheit 1040 von der Modulsteuereinheit 240 dahingehend, dass die Modulsteuereinheit 1040 die Stromüberwachungseinheit 1120 enthält. Mit Bezug auf die Konfiguration, die anders als der vorgenannte Unterschied ist, kann die Modulsteuereinheit 1040 die Merkmale haben, die ähnlich denjenigen der entsprechenden Konfiguration der Modulsteuereinheit 240 sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel überwacht die Stromüberwachungseinheit 1120 den zwischen dem Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 und der elektrischen Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1020 fließenden Strom. Beispielsweise überwacht die Stromüberwachungseinheit 1120 den zwischen dem positiven Anschluss 112 und dem positiven Anschluss 212 des elektrischen Speichermoduls 1020 fließenden Strom.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die Stromerfassungseinheit 1122 den zwischen dem Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 und der elektrischen Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1010 fließenden Strom. Die Stromerfassungseinheit 1122 kann über die Größe des vorbeschriebenen Stroms entscheiden. Die Stromerfassungseinheit 1122 kann durch eine optionale Analogschaltung konfiguriert sein oder durch eine optionale Digitalschaltung konfiguriert sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entscheidet die Richtungsentscheidungseinheit 1124 über die Richtung des zwischen dem Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 und der elektrischen Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1010 fließenden Stroms. Die Richtungsentscheidungseinheit 1124 kann durch eine optionale Analogschaltung konfiguriert sein oder durch eine optionale Digitalschaltung konfiguriert sein.
12 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Modulsteuereinheit 1040. 12 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Schalteinheit 230. 12 zeigt ein Beispiel für die Schalteinheit 230 und ein Beispiel für die Modulsteuereinheit 1040, zusammen mit dem positiven Anschluss 112, dem negativen Anschluss 114, der elektrischen Speichereinheit 210, der Schutzeinheit 250 und dem Stromerfassungselement 1020.
Spezifische Beispiele der Schaltung der Schalteinheit 230
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein Ende des Transistors 510 elektrisch mit dem Draht 106 verbunden, und das andere Ende hiervon ist elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden. Zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 ist der Transistor 510 in Reihe mit dem Transistor 520 und der parasitären Diode 844 verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt der Transistor 510 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms ein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ende des Transistors 520 elektrisch mit dem Draht 106 verbunden, und das andere Ende hiervon ist elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden. Zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 ist der Transistor 520 in Reihe mit dem Transistor 510 und der parasitären Diode 842 verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt der Transistor 520 die Größe des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms ein.
Ein Ende der parasitären Diode 842 ist elektrische mit dem Draht 106 verbunden, und das andere Ende hiervon ist elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden. Zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 ist die parasitäre Diode 842 parallel zu dem Transistor 510 geschaltet. Zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 ist die parasitäre Diode 842 in Reihe mit dem Transistor 520 und der parasitären Diode 844 verbunden.
Die parasitäre Diode 842 ermöglicht den Durchgang des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms. Andererseits unterdrückt die parasitäre Diode 842 das Fließen des Stroms zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 über die parasitäre Diode 842 in der Laderichtung.
Ein Ende der parasitären Diode 842 ist elektrisch mit dem Draht 106 verbunden, und das andere Ende hiervon ist elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden. Zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 ist die parasitäre Diode 844 parallel zu dem Transistor 520 geschaltet. Zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 ist die parasitäre Diode 844 in Reihe mit dem Transistor 510 und der parasitären Diode 842 verbunden.
Die parasitäre Diode 842 ermöglicht den Durchgang des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms. Andererseits unterdrückt die parasitäre Diode 844 das Fließen des Stroms zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 über die parasitäre Diode 844 in der Entladerichtung.
Der Transistor 510 kann ein Beispiel für die erste Stromeinstelleinheit und die zweite Stromeinstelleinheit sein. Der Transistor 520 kann ein Beispiel für die andere von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit sein. Die parasitäre Diode 842 kann ein Beispiel für eine von der ersten Umgehungseinheit und der zweiten Umgehungseinheit sein. Die parasitäre Diode 844 kann ein Beispiel für die andere von der ersten Umgehungseinheit und der zweiten Umgehungseinheit sein. Die Entladerichtung kann ein Beispiel für eine von der ersten Richtung und der zweiten Richtung sein. Die Laderichtung kann ein Beispiel für die andere von der ersten Richtung und der zweiten Richtung sein.
Spezifische Beispiele für die Schaltung der Modulsteuereinheit 1040
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Modulsteuereinheit 1040 die Bestimmungseinheit 310, die Signalerzeugungseinheit 330 und die Stromüberwachungseinheit 1120. Die Bestimmungseinheit 310 kann ein Beispiel für eine erste Entscheidungseinheit, eine zweite Entscheidungseinheit und eine dritte Entscheidungseinheit sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Signalerzeugungseinheit 330 eine ODER-Schaltung 1260, eine Und-Schaltung 1272, eine UND-Schaltung 1274, eine ODER-Schaltung 1282 und eine ODER-Schaltung 1284. Auch ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen dem positiven Anschluss 112 und der Schalteinheit 230 ein Widerstand mit einem angemessenen Widerstandswert als das Stromerfassungselement 1020 angeordnet. Der Widerstandwert des Stromerfassungselements 1020 wird beispielsweise so bestimmt, dass die Stromüberwachungseinheit 1120 sicher die Richtung des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms bestimmen kann.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt die Bestimmungseinheit 310, ob die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist oder nicht. Die Bestimmungseinheit 310 sendet ein Signal, das das Bestimmungsergebnis anzeigt, zu der Signalerzeugungseinheit 330. Die Bestimmungseinheit 310 kann durch eine optionale Analogschaltung konfiguriert sein oder eine optionale Digitalschaltung konfiguriert sein. Die Bestimmungseinheit 310 kann einen Fensterkomparator enthalten. Der Fensterkomparator kann beispielsweise durch Verwendung von zwei Komparatoren realisiert werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Bestimmungseinheit 310 zwei Eingangsanschlüsse. An einem der Eingangsschlüsse der Bestimmungseinheit 310 (in der Zeichnung als ein -Anschluss gezeigt) wird die Spannung eines Endes der Schalteinheit 230 (zum Beispiel das Ende auf der Seite des positiven Anschlusses 112) eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der Bestimmungseinheit 310 (in der Zeichnung als ein +-Anschluss gezeigt) wird die Spannung des anderen Endes der Schalteinheit 230 (zum Beispiel das Ende auf der Seite der elektrischen Speichereinheit 210) eingegeben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Bestimmungseinheit 310 zwei Ausgangsanschlüsse. Als ein das Bestimmungsergebnis anzeigendes Signal gibt die Bestimmungseinheit 310 von einem der Ausgangsanschlüsse (gezeigt als L-Anschluss in der Zeichnung) ein Signal aus, das anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 niedriger als ein erster Schwellenwert ist. Wenn beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 niedriger als der erste Schwellenwert ist, gibt die Bestimmungseinheit 310 einen logischen H-Wert von dem L-Anschluss aus. Wenn andererseits die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert ist, gibt die Bestimmungseinheit 310 den logischen L-Wert von dem L-Anschluss aus.
Auch gibt als ein Signal, das das Bestimmungsergebnis anzeigt, die Bestimmungseinheit 310 von dem anderen Ausgangsanschluss (in der Zeichnung als H-Anschluss gezeigt) ein Signal aus, das anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als ein zweiter Schwellenwert ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als der absolute Wert des zweiten Schwellenwerts ein Wert, der höher als der absolute Wert des ersten Schwellenwerts ist, gesetzt. Wenn beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als der zweite Schwellenwert ist, gibt die Bestimmungseinheit 310 einen logischen H-Wert an dem H-Anschluss aus. Wenn andererseits die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 gleich dem oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist, gibt die Bestimmungseinheit 310 den logischen L-Wert an dem H-Anschluss aus.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Bestimmungseinheit 310 beispielsweise entscheiden, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 einer ersten Bedingung genügt. Beispiele für die erste Bedingung enthalten (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit außerhalb eines vorbestimmten ersten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit höher als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, und (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert ist. Die erste Bedingung kann beispielsweise eine Bedingung sein, die anzeigt, dass die elektrische Speichereinheit 210 überladen ist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Bestimmungseinheit 310 beispielsweise entscheiden, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 einer zweiten Bedingung genügt oder nicht. Beispiele für die zweite Bedingung enthalten (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit außerhalb eines vorbestimmten numerischen Bereichs ist oder nicht (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit niedriger als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, und (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit gleich dem oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist. Es ist zu beachten, dass die zweite Bedingung eine Bedingung sein kann, die sich von der ersten Bedingung unterscheidet. Die zweite Bedingung ist eine Bedingung, die anzeigt, dass die elektrische Speichereinheit 210 beispielsweise überentladen ist.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Bestimmungseinheit 310 entscheiden, ob beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 einer dritten Bedingung genügt oder nicht. Beispiele für die dritte Bedingung enthalten (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 innerhalb eines vorbestimmten dritten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 niedriger als ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist, und (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 gleich dem oder niedriger als der dritte Schwellenwert ist.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Bestimmungseinheit 310 beispielsweise entscheiden, ob die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 einer vierten Bedingung genügt oder nicht. Beispiele für die vierte Bedingung enthalten (i) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 außerhalb eines vorbestimmten vierten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist, und (iii) eine Bedingung, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 gleich dem oder höher als der vierte Schwellenwert ist. Der vierte numerische Bereich kann der gleiche sein wie der dritte numerische Bereich. Der obere Grenzwert in dem vierten numerischen Bereich kann höher als der obere Grenzwert in dem dritten numerischen Bereich sein. Der vierte Schwellenwert kann der gleiche wie der dritte Schwellenwert sein. Der vierte Schwellenwert kann höher als der dritte Schwellenwert sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Stromüberwachungseinheit 1120 einen Komparator enthalten. Die Stromüberwachungseinheit 1120 hat beispielsweise zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsanschlüsse der Stromüberwachungseinheit 1120 (in der Zeichnung als +-Anschluss gezeigt) wird die Spannung eines Endes des Stromerfassungselements 1020 (zum Beispiel das Ende auf der Seite des positiven Anschlusses 112) eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der Stromüberwachungseinheit 1120 (in der Zeichnung als -Anschluss gezeigt) wird die Spannung des anderen Endes des Stromerfassungselements 1020 (beispielsweise das Ende auf der Seite der Schalteinheit 230) eingegeben.
Wenn beispielsweise die an dem +-Anschluss eingegebene Spannung höher als die an dem -Anschluss eingegebene Spannung ist, gibt die Stromüberwachungseinheit 1120 einen logischen H-Wert an dem Ausgangsanschluss aus. Wenn andererseits die an dem +-Anschluss eingegebene Spannung niedriger als die an dem -Anschluss eingegebene Spannung ist, gibt die Stromüberwachungseinheit 1120 einen logischen L-Wert an dem Ausgangsanschluss aus. Auch gibt, wenn die an dem +-Anschluss eingegebene Spannung und die an dem -Anschluss eingegebene Spannung einander gleich sind, oder wenn beide Spannungen als gleich betrachtet werden können, die Stromüberwachungseinheit 1120 kein Signal an dem Ausgangsanschuss aus.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst, wenn zumindest einer von dem Transistor 510 und dem Transistor 520 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 elektrisch trennt, die Stromüberwachungseinheit 1120 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom. Bei einem Ausführungsbeispiel erfasst, wenn die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, die Stromüberwachungseinheit 1120 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Strom. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erfasst, wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung eingeschaltet ist, die Stromüberwachungseinheit 1120 den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Strom.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Signalerzeugungseinheit 330 auch die Funktion der Empfangseinheit 320 haben. Beispielsweise empfängt die Signalerzeugungseinheit 330 das Signal 86 zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überentladung von der Schutzeinheit 250. Auch empfängt die Signalerzeugungseinheit 330 das Signal 88 zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überladung von der Schutzeinheit 250. Die Signalerzeugungseinheit 330 empfängt von der Bestimmungseinheit 310 Informationen, die auf die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 bezogen sind. Die Signalerzeugungseinheit 330 empfängt von der Stromüberwachungseinheit 1120 Informationen, die auf den Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speicher 210 bezogen sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Signalerzeugungseinheit 330 die Operation von zumindest einem von dem Transistor 510 und dem Transistor 520 auf der Grundlage von (i) der Spannung oder dem SOC der elektrischen Speichereinheit 210 und (ii) des Erfassungsergebnisses der Stromüberwachungseinheit 1120 steuern. Die Signalerzeugungseinheit 330 kann die Operation von zumindest einem von dem Transistor 510 und dem Transistor 520 auf der Grundlage von (i) der Spannung oder dem SOC der elektrischen Speichereinheit 210, (ii) des Erfassungsergebnisses der Stromüberwachungseinheit 1120 und (iii) des Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinheit 310 steuern. Die Signalerzeugungseinheit 330 kann zumindest einen von dem Transistor 510 und dem Transistor 520 steuern durch Ausgeben eines Signals zum Steuern der Operation von zumindest einem von dem Transistors 510 und dem Transistor 520 zu dem Transistor, der die Steuerung durch das Signal zum Ziel hat.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, wenn die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 der vierten Bedingung genügt, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Durchführen der Operation des elektrischen Trennens des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder der Operation des Reduzierens des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms zu zumindest einem von dem Transistor 510 und dem Transistor 520 ausgeben. Die Bestimmungseinheit 310 kann hierdurch auch als die Schutzfunktion gegen Überstrom der elektrischen Speichereinheit 210 verwendet werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die ODER-Schaltung 1260 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 1260 wird das Ausgangssignal von dem H-Anschluss der Bestimmungseinheit 310 eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 1260 wird das Ausgangssignal von dem L-Anschluss der Bestimmungseinheit 310 eingegeben.
Die ODER-Schaltung 1260 gibt die logische Summe (ODER) der beiden Eingangssignale aus. Wenn beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 in einem bestimmten numerischen Bereich bleibt, gibt die ODER-Schaltung 1260 den logischen L-Wert aus. Wenn andererseits die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 außerhalb des bestimmten numerischen Bereichs ist, gibt die ODER-Schaltung 1260 den logischen H-Wert aus. Wenn beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als ein bestimmter Wert ist, der ein Beispiel dafür ist, dass die Schalteinheit 230 der vorgenannten vierten Bedingung genügt, wird der logische H-Wert von dem H-Anschluss der Bestimmungseinheit 310 ausgegeben. In diesem Fall gibt die ODER-Schaltung 1260 den logischen H-Wert aus.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die UND-Schaltung 1272 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 1272 wird ein Signal, das durch Invertieren des Ausgangssignals der ODER-Schaltung 1260 erzeugt wurde, eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 1272 wird ein Signal, das durch Invertieren des Signals 88 zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überladung erzeugt wurde, eingegeben.
Die UND-Schaltung 1272 gibt das logische Produkt (UND) der beiden Eingangssignals aus. Wenn beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 in einem bestimmten numerischen Bereich bleibt (genauer gesagt, wenn der absolute Wert der Differenz zwischen der Spannung des Drahts 106 und der Spannung der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als ein bestimmter Schwellenwert oder gleich dem oder niedriger als der Schwellenwert ist), und wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung ist, gibt die UND-Schaltung 1272 den logischen H-Wert aus. Andererseits gibt in dem Fall, der ein anderer als der vorbeschriebene ist, die UND-Schaltung 1272 den logischen L-Wert aus.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die UND-Schaltung 1274 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsschlüsse der UND-Schaltung 1274 wird ein durch Invertieren des Ausgangssignals der ODER-Schaltung 1260 erzeugtes Signal eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 1274 wird ein durch Invertieren des Signals 86 zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überentladung erzeugtes Signal eingegeben.
Die UND-Schaltung 1274 gibt das logische Produkt (UND) der beiden Eingangssignale aus. Wenn beispielsweise die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 in einem bestimmten numerischen Bereich bleib t (genauer gesagt, wenn der absolute Wert der Differenz zwischen der Spannung des Drahts 106 und der Spannung der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als ein bestimmter Schwellenwert oder gleich dem oder niedriger als der bestimmte Schwellenwert ist), und wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 höher als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überentladung ist, gibt die UND-Schaltung 1274 den logischen H-Wert aus. Andererseits gibt in einem Fall, der ein anderer als der vorbeschriebene ist, die UND-Schaltung 1274 den logischen L-Wert aus.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die ODER-Schaltung 1282 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An dem einen der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 1282 wird ein Signal, das durch Invertieren des Ausgangssignals der Stromüberwachungseinheit 1120 erzeugt wurde, eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 1282 wird das Ausgangssignal der UND-Schaltung 1272 eingegeben.
Die ODER-Schaltung 1282 gibt die logische Summe (ODER) der beiden Eingangssignale aus. Wenn beispielsweise das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 1282 der logische H-Wert ist, wird der Transistor 510 eingeschaltet, und wenn das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 1282 der logische L-Wert ist, wird der Transistor 510 ausgeschaltet. In einem Ausführungsbeispiel gibt, wenn der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließt, die ODER-Schaltung 1282 den logischen H-Wert aus. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel gibt, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 in einem bestimmten numerischen Bereich bleibt und wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung ist, die ODER-Schaltung 1282 den logischen H-Wert aus.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die ODER-Schaltung 1282 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 1284 wird das Ausgangssignal der Stromüberwachungseinheit 1120 eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 1284 wird das Ausgangssignal der UND-Schaltung 1274 eingegeben.
Die ODER-Schaltung 1284 gibt die logische Summe (ODER) der beiden Eingangssignale aus. Wenn beispielsweise das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 1284 der logische H-Wert ist, wird der Transistor 520 eingeschaltet, und wenn das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 1284 der logische L-Wert ist, wird der Transistor 520 ausgeschaltet. Bei einem Ausführungsbeispiel gibt, wenn der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließt, die ODER-Schaltung 1284 den logischen H-Wert aus. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel gibt, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 in einem bestimmten numerischen Bereich bleibt und wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 niedriger als der Schwellenwert für den Schutz gegen Überladung ist, die ODER-Schaltung 1284 den logischen H-Wert aus.
Spezifische Beispiele für die Operation der Signalerzeugungseinheit 330
Bei einem Ausführungsbeispiel gibt, wenn die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 der ersten Bedingung genügt, die Signalerzeugungseinheit 330 beispielsweise ein Signal zum Durchführen der Operation zum elektrischen Trennen des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder der Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließenden Stroms zu dem Transistors 510 aus. Es ist zu beachten, dass die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zu dem Transistor 520 in Abhängigkeit von dem Inhalt der ersten Bedingung ausgeben kann.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel gibt, wenn die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 der zweiten Bedingung genügt, die Signalerzeugungseinheit 330 beispielsweise ein Signal zum Durchführen der Operation zum elektrischen Trennen des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Stroms zu dem Transistor 520 aus. Es ist zu beachten, dass die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zu dem Transistor 510 in Abhängigkeit von dem Inhalt der zweiten Bedingung ausgeben kann.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel gibt, wenn die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 der dritten Bedingung genügt, die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Durchführen der Operation des elektrischen Trennens des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder der Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms zu dem Transistor 510 und dem Transistor 520 aus, ungeachtet dessen, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung genügt oder nicht. Wenn andererseits die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 nicht der dritten Bedingung genügt, kann die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal entsprechend dem Erfassungsergebnis der Stromüberwachungseinheit 1120 ausgeben. Beispielsweise gibt die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal wie folgt aus.
[In dem Fall, in welchem (a) die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 nicht der dritten Bedingung genügt, und (b) die Stromüberwachungseinheit 1120 (i) den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließenden Strom, wenn die Schutzfunktion gegen Überladung eingeschaltet ist, oder (ii) den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom, wenn der Transistor 510 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, erfasst hat.]
In diesem Fall gibt die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Durchführen der Operation zum elektrischen Verbinden des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder der Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms zu dem Transistor 510 aus, ungeachtet dessen, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 der ersten Bedingung genügt oder nicht.
[In dem Fall, in welchem (a) die Bestimmungseinheit 310 entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 der dritten Bedingung nicht genügt, und (c) die Stromüberwachung 1120 (i) den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung, wenn die Schutzfunktion gegen Überentladung eingeschaltet ist, oder (ii) den zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Strom, wenn der Transistor 520 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, erfasst hat.]
In diesem Fall gibt die Signalerzeugungseinheit 330 ein Signal zum Durchführen der Operation des elektrischen Verbindens des Drahts 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 oder der Operation des Erhöhens des zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 fließenden Stroms zu dem Transistor 520 aus, ungeachtet dessen, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit 210 der zweiten Bedingung genügt oder nicht.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Modulsteuereinheit 1040 die Verschlechterung oder Beschädigung der elektrischen Speichereinheit 210 aufgrund eines Überstroms unterdrücken. Wie vorstehend beschrieben ist, gibt, wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als der bestimmte Wert ist, was ein Beispiel ist, in welchem die Schalteinheit 230 der vorbeschriebenen vierten Bedingung genügt, die ODER-Schaltung 1260 den logischen H-Wert aus.
Deshalb wird, wenn der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Entladerichtung fließt und wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als der bestimmte Wert ist, der logische L-Wert von der ODER-Schaltung 1282 ausgegeben. Als eine Folge wird der Transistor 520 ausgeschaltet. In gleicher Weise wird, wenn der Strom zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 in der Laderichtung fließt und wenn die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 höher als der bestimmte Wert ist, der logische L-Wert von der ODER-Schaltung 1284 ausgegeben. Als eine Folge wird der Transistor 520 ausgeschaltet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das konstante Fließen des Stroms in die parasitäre Diode 842 und die parasitäre Diode 844 unterdrückt werden. Als eine Folge können die Anschlussspannung der Schalteinheit 230 und der über den Transistor 510 und den Transistor 520 fließende Strom als zueinander proportional angesehen werden. Hier können die Bestimmungseinheit 310 und die Signalerzeugungseinheit 330 als der Überstromschutz verwendet werden durch angemessenes Einstellen des Widerstandswerts des Stromerfassungselements 1020 und durch Schalten des Widerstands mit einem angemessenen Widerstandswert in Reihe mit dem Stromerfassungselement 1020 zwischen den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210.
13 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Modulsteuereinheit 1040. Die in 13 offenbarte Modulsteuereinheit 1040 unterscheidet sich von der in Verbindung mit 12 beschriebenen Modulsteuereinheit 1040 dadurch, dass die Modulsteuereinheit 1040 einen Widerstand 1310 zwischen dem Stromerfassungselement 1020 und der elektrischen Speichereinheit 210 enthält. Mit Bezug auf die Konfiguration, die anders als der vorbeschriebene Unterschied ist, kann die in 13 offenbarte Modulsteuereinheit 1040 die Merkmale haben, die denen der entsprechenden Konfiguration der in Verbindung mit 12 beschriebenen Modulsteuereinheit 1040 entsprechen.
Wie vorstehend beschrieben ist, können die Bestimmungseinheit 310 und die Signalerzeugungseinheit 330 als die Überstromschutzschaltung verwendet werden, indem der Widerstandswert des Widerstands 1310 angemessen eingestellt wird. Der Widerstandswert des Widerstands 1310 wird beispielsweise so bestimmt, dass die Bestimmungseinheit 310 sicher bestimmen kann, ob der Wert des Laststroms innerhalb eines vorbestimmten numerischen Bereichs bleibt. Auch kann der Widerstand 1310 als das Stromerfassungselement anstelle des Stromerfassungselements 1020 verwendet werden. In diesem Fall braucht das elektrische Speichermodul 1010 nicht das Stromerfassungselement 1020 zu enthalten.
14 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 1410. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das elektrische Speichermodul 1410 eine Spannungseinstelleinheit 1430 und unterscheidet sich von dem elektrischen Speichermodul 1010 dadurch, dass die Modulsteuereinheit 1040 die Operation der Spannungseinstelleinheit 1430 steuert. Mit Bezug auf die Konfiguration, die anders als der vorbeschriebene Unterschied ist, kann das elektrische Speichermodul 1410 die Merkmale haben, die denen der entsprechenden Konfiguration des elektrischen Speichermoduls 1010 ähnlich sind. Die Spannungseinstelleinheit 1430 kann ein Beispiel für ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement sein.
15 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Spannungseinstelleinheit 1430. Auch zeigt 15 schematisch ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Modulsteuereinheit 1040 des elektrischen Speichermoduls 1410.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Spannungseinstelleinheit 1430 einen Transistor 1522 und einen Widerstand 1524. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Spannungseinstelleinheit 1430 einen Transistor 1542 und einen Widerstand 1544. Der Transistor 1522 kann ein Beispiel für das erste Schaltelement sein. Der Transistor 1542 kann ein Beispiel für das zweite Schaltelement sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Modulsteuereinheit 1040 des elektrischen Speichermoduls 1410 dadurch von der Modulsteuereinheit 1040 des elektrischen Speichermoduls 1010, das die Signalerzeugungseinheit 330 (in der Zeichnung nicht gezeigt) eine UND-Schaltung 1552 und eine UND-Schaltung 1554 enthält. Mit Bezug auf die Konfiguration, die anders als die vorbeschriebenen Unterschiede ist, kann die Modulsteuereinheit 1040 des elektrischen Speichermoduls 1410 die Merkmale haben, die denjenigen der entsprechenden Konfiguration der Modulsteuereinheit 1040 des elektrischen Speichermoduls 1010 ähnlich sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Transistor 1522 zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 parallel zu der Schalteinheit 230 geschaltet. Beispielsweise ist ein Ende des Transistors 1522 elektrisch mit einem Ende der Schalteinheit 230 verbunden. Ein Ende des Transistors 1522 kann über den positiven Anschluss 112 elektrisch mit dem Draht 106 verbunden sein. Andererseits kann das andere Ende des Transistors 1522 elektrisch mit dem anderen Ende der Schalteinheit 230 verbunden sein. Das andere Ende des Transistors 1522 kann elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das elektrische Speichermodul leicht dem Hot-Swap unterzogen werden. Wenn jedoch beispielsweise das elektrische Speichersystem 100 eine Vorrichtung ist, deren Gebrauchsfrequenz niedrig ist, wie bei einer Notenergieversorgung, kann es, nachdem ein Teil der mehreren elektrischen Speichermodule, die in dem elektrischen Speichersystem 100 enthalten sind, ersetzt wurde, eine Zeit dauern, bis das/die ersetzte(n) elektrische Modul(e) elektrisch mit dem Draht 106 des elektrischen Speichersystems 100 verbunden ist (sind). Selbst in einem derartigen Fall kann der Transistor 1522 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1410 in einer optionalen Zeit elektrisch verbinden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt der Widerstand 1524 die Größe des durch den Transistor 1522 fließenden Stroms, wenn der Transistor 1522 eingeschaltet ist. Der Widerstandswert des Widerstands 1524 wird so bestimmt, dass ein übermäßiger Strom nicht durch den Transistor 1522 fließt, wenn der Transistor 1522 eingeschaltet ist. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Widerstandswert des Widerstands 1524 so bestimmt, dass der Widerstandswert des Pfads, der den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 über den Transistor 1522 elektrisch verbindet, höher als der Widerstandswert des Pfads, der den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 über die Schalteinheit 230 elektrisch verbindet, wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Widerstandswert des Widerstands 1524 auf der Grundlage der Zeit bestimmt werden, die erforderlich ist zum Laden der elektrischen Speichereinheit 210 von dem ersten SOC zu dem zweiten SOC bei einer bestimmten Ladespannung, wenn der Transistor 1522 eingeschaltet ist. Beispielsweise beträgt der erste SOC 25%, und der zweite SOC beträgt 75%. Der erste SOC kann 20% betragen, und der zweite SOC kann 80% betragen. Auch kann der erste SOC 10% betragen, und der zweite SOC kann 90% betragen. Der erste SOC kann 0% betragen, und der zweite SOC kann 100% betragen. Beispiele für die vorgenannte Zeit enthalten 12 Stunden, 18 Stunden, 24 Stunden, 36 Stunden, 48 Stunden, 72 Stunden, 1 Woche, 10 Tage, 15 Tage, 1 Monat, 2 Monate, 3 Monate und 6 Monate.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ende des Transistors 1542 elektrisch mit dem positiven Anschluss 212 der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden, und das andere Ende von diesem ist elektrisch mit dem negativen Anschluss 214 der elektrischen Speichereinheit 210 oder dem Referenzpotential verbunden. Die elektrische Speichereinheit 210 kann hierdurch zu einer optionalen Zeit entladen werden. Als eine Folge kann der Transistor 1542 die Differenz zwischen der Spannung des Drahts 106 und der Spannung der elektrischen Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1410 zu einer optionalen Zeit einstellen. Beispielsweise kann, selbst wenn das elektrische Speichersystem 100 eine Vorrichtung ist, deren Gebrauchsfrequenz niedrig ist, das elektrische Speichermodul 1410 den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 des elektrischen Speichermoduls 1410 zu einer optionalen Zeit elektrisch verbinden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt der Widerstand 1544 die Größe des durch den Transistor 1542 fließenden Stroms, wenn der Transistor 1542 eingeschaltet ist. Der Widerstandswert des Widerstands 1544 wird so bestimmt, dass ein übermäßiger Strom nicht durch den Transistor 1542 fließt, wenn der Transistor 1542 eingeschaltet ist. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Widerstandswert des Widerstands 1544 so bestimmt, dass der Widerstandswert des Pfads, der elektrisch ein Ende und das andere Ende der elektrischen Speichereinheit 210 über den Transistor 1542 verbindet, höher wird als der Widerstandswert des Pfads, der elektrisch den Draht 106 und die elektrische Speichereinheit 210 über die Schalteinheit 230 verbindet.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Widerstandswert des Widerstands 1544 auf der Grundlage der Zeit bestimmt werden, die erforderlich ist zum Entladen der elektrischen Speichereinheit 210 von dem ersten SOC zu dem zweiten SOC, wenn der Transistor 1542 eingeschaltet ist. Beispielsweise beträgt der erste SOC 75%, und der zweite SOC beträgt 25%. Der erste SOC kann 80% betragen, und der zweite SOC kann 20% betragen. Auch kann der erste SOC 90% betragen, und der zweite SOC kann 10% betragen. Der erste SOC kann 100% betragen, und der zweite SOC kann 0% betragen. Beispiele für die vorgenannte Zeit enthalten 12 Stunden, 18 Stunden, 24 Stunden, 36 Stunden, 48 Stunden, 72 Stunden, 1 Woche, 10 Tage, 15 Tage, 1 Monat, 2 Monate, 3 Monate und 6 Monate.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die UND-Schaltung 1552 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 1552 wird ein Signal, das durch Invertieren des Signals 88 zum Einschalten der Schutzfunktion gegen Überladung erzeugt wird, eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 1552 wird das Ausgangssignal von dem L-Anschluss der Bestimmungseinheit 310 eingegeben. Die UND-Schaltung 1552 gibt das logische Produkt (UND) der beiden Eingangssignale aus. Das Signal 92, das von der UND-Schaltung 1552 ausgegeben wurde, wird an dem Eingangsanschluss des Transistors 1522 eingegeben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die UND-Schaltung 1554 zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. An einem der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 1554 wird ein Signal, das durch Invertieren des Signals 86 zum einschalten der Schutzfunktion gegen Überentladung erzeugt wurde, eingegeben. An dem anderen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 1554 wird das Ausgangssignal von dem H-Anschluss der Bestimmungseinheit 310 eingegeben. Die UND-Schaltung 1554 gibt das logische Produkt (UND) der beiden Eingangssignale aus. Das Signal 94, das von der UND-Schaltung 1554 ausgegeben wurde, wird an dem Eingangsanschluss des Transistors 1522 eingegeben.
Die Modulsteuereinheit 1040 kann hierdurch beispielsweise die Operation des Transistors 1522 auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210 (ii) der Spannung des Drahts 106, und (iii) der Spannung des positiven Anschlusses 212 der elektrischen Speichereinheit 210 steuern. Auch kann die Modulsteuereinheit 1040 beispielsweise die Operation des Transistors 1542 auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210, (ii) der Spannung des Drahts 106, und (iii) der Spannung des positiven Anschlusses 212 der elektrischen Speichereinheit 210 steuern.
16 zeigt schematisch ein Beispiel für die Spannungseinstelleinheit 1430. Die in 16 offenbarte Spannungseinstelleinheit 1430 unterscheidet sich von der in Verbindung mit 15 beschriebenen Spannungseinstelleinheit 1430 dadurch, dass die Spannungseinstelleinheit 1430 einen bidirektionalen Gleichspannungswandler 1630 anstelle des Transistors 1522 und des Widerstands 1544 hat. Mit Bezug auf die Konfiguration, die anders als der vorbeschriebene Unterschied ist, kann die in 16 offenbarte Spannungseinstelleinheit 1430 die Merkmale haben, die diejenigen der entsprechenden Konfiguration der in Verbindung mit 15 beschriebenen Spannungseinstelleinheit 1430 ähnlich sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 parallel mit der Schalteinheit 230 zwischen dem Draht 106 und der elektrischen Speichereinheit 210 geschaltet. Beispielsweise ist ein Ende des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 elektrisch mit einem Ende der Schalteinheit 230 verbunden. Ein Ende des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 kann elektrisch über den positiven Anschluss 112 mit dem Draht 106 verbunden sein. Andererseits ist das andere Ende des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 elektrisch mit dem anderen Ende der Schalteinheit 230 verbunden. Das andere Ende des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 kann elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit 210 verbunden sein.
Der Nennstromwert des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 kann niedriger als der Nennstromwert der Schalteinheit 230 sein. Die Spezifikation des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 kann auf der Grundlage der Zeit bestimmt werden, die zum Laden der elektrischen Speichereinheit 210 von dem ersten SOC zu dem zweiten SOC erforderlich ist, wenn der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 in Betrieb ist. Beispielsweise beträgt der erste SOC 25%, und der zweite SOC beträgt 75%. Der erste SOC kann 20% betragen, und der zweite SOC kann 80% betragen. Auch kann der erste SOC 10% betragen, und der zweite SOC kann 90% betragen. Der erste SOC kann 0% betragen, und der zweite SOC kann 100% betragen. Beispiele für die vorgenannte Zeit enthalten 12 Stunden, 18 Stunden, 24 Stunden, 36 Stunden, 48 Stunden, 72 Stunden, 1 Woche, 10 Tage, 15 Tage, 1 Monat, 2 Monate, 3 Monate und 6 Monate.
Die Spezifikation des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 kann auf der Grundlage der Zeit bestimmt werden, die zum Entladen der elektrischen Speichereinheit 210 von dem ersten SOC zu dem zweiten SOC erforderlich ist, wenn der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 in Betrieb ist. Beispielsweise beträgt der erste SOC 75%, und der zweite SOC beträgt 25%. Der erste SOC kann 80% betragen, und der zweite SOC kann 20% betragen. Der erste SOC kann 90% betragen, und der zweite SOC kann 10% betragen. Der erste SOC kann 100% betragen, und der zweite SOC kann 0% betragen. Beispiele für die vorgenannte Zeit enthalten 12 Stunden, 18 Stunden, 24 Stunden, 36 Stunden, 48 Stunden, 72 Stunden, 1 Woche, 10 Tage, 15 Tage, 1 Monat, 2 Monate, 3 Monate und 6 Monate. Beispiele für die Spezifikation des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 enthalten den Nennstromwert und den Nennenergiewert.
Wenn ein bidirektionaler Gleichspannungswandler verwendet wird, um eine vollständige Alternative zu der Schalteinheit 230 zu sein, wird ein großer und kostenaufwendiger bidirektionaler Gleichspannungswandler verwendet. Jedoch überträgt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 beispielweise eine elektrische Energie von einem elektrischen Speichermodul 1410 zu einem anderen elektrischen Speichermodul 1410 durch Verwendung der Periode während der das elektrische Speichersystem 100 angehalten ist. Daher kann die Fähigkeit des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 beträchtlich niedriger sein als in dem Fall, in welchem ein bidirektionaler Gleichspannungswandler verwendet wird, um eine vollständige Alternative zu der Schalteinheit 230 zu sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 durch die Modulsteuereinheit 1040 gesteuert werden. Die Modulsteuereinheit 1040 steuert beispielsweise die Operation des bidirektionalen Gleichspannungswandlers 1630 auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit 210, (ii) der Spannung des Drahts 106, und (iii) der Spannung des positiven Anschlusses 212 der elektrischen Speichereinheit 210.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 eine elektrische Energie zu einer optionalen Zeit von der elektrischen Speichereinheit 210 zu dem Draht 106 übertragen. Auch kann der bidirektionale Gleichspannungswandler 1630 eine elektrische Energie zu einer optionalen Zeit von dem Draht 106 zu der elektrischen Speichereinheit 210 übertragen.
17 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Systemkonfiguration eines elektrischen Speichermoduls 1710. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das elektrische Speichermodul 1710 von dem elektrischen Speichermodul 1410 und dergleichen dadurch, dass die Modulsteuereinheit 1040 zumindest eines von einem Rücksetzsignal des Schutzes gegen Überentladung und einem Rücksetzsignal des Schutzes gegen Überladung zu der Schutzeinheit 250 sendet bei der Entscheidung zur Freigabe von zumindest einer von der Verriegelung des Schutzes gegen Überentladung und der Verriegelung des Schutzes gegen Überladung. Auch unterscheidet sich das elektrische Speichermodul 1710 von dem elektrischen Speichermodul 1410 und dergleichen dadurch, dass die Schutzeinheit 250 zumindest eine von der Verriegelung des Schutzes gegen Überentladung und der Verriegelung des Schutzes gegen Überladung freigibt durch Steuern der Schalteinheit 230 nach Empfang des Rücksetzsignals. Mit Bezug auf die Konfiguration, die eine andere als die vorbeschriebenen Unterschiede ist, kann das elektrische Speichermodul 1710 die Merkmale haben, die ähnlich denen der entsprechenden Konfiguration des elektrischen Speichermoduls 1410 und dergleichen sind.
Während die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Bereich der Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen hinzugefügt werden können. Auch können, sofern kein technischer Widerspruch vorliegt, die in einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale bei einem anderen Ausführungsbeispiel angewendet werden. Es ist auch anhand des Bereichs der Ansprüche ersichtlich, dass die Ausführungsbeispiele, denen derartige Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügt sind, in dem technischen Bereich der Erfindung enthalten sein können.
Die Operationen, Vorgänge, Schritte und Stufen jedes Prozesses, der durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren, die in den Ansprüchen, Ausführungsbeispielen oder Diagrammen gezeigt sind, durchgeführt wird, in jeder Reihenfolge durchgeführt werden können, solange wie die Reihenfolge nicht durch „vor“, „bevor“ oder dergleichen angezeigt wird, und solange wie das Ausgangssignal eines vorhergehenden Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Selbst wenn der Prozessfluss unter Verwendung von Begriffen wie „erste“ oder „nächste“ in den Ansprüchen, Ausführungsbeispielen oder Diagrammen beschrieben ist, bedeutet dies nicht notwendigerweise, dass der Prozess in dieser Reihenfolge durchgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste
12: Lastvorrichtung; 14: Ladevorrichtung; 52: Signal; 54: Signal; 82: Signal; 86: Signal; 88: Signal; 92: Signal; 94: Signal; 100: elektrisches Speichersystem; 102: Verbindungsanschluss; 104: Verbindungsanschluss; 106: Draht; 110: elektrisches Speichermodul; 112: positiver Anschluss; 114: negativer Anschluss; 120: elektrisches Speichermodul; 122: positiver Anschluss; 124: negativer Anschluss; 140: Systemsteuereinheit; 210: elektrische Speichereinheit; 212: positiver Anschluss; 214: negativer Anschluss; 222: elektrische Speicherzelle; 224: elektrische Speicherzelle; 230: Schalteinheit; 240: Modulsteuereinheit; 250: Schutzeinheit; 260: Ausgleichskorrektureinheit; 310: Bestimmungseinheit; 320: Empfangseinheit; 330: Signalerzeugungseinheit; 340: Modulinformations-Erwerbseinheit; 350: Modulinformations-Speichereinheit; 360: Modulinformations-Sendeeinheit; 410: Zustandsverwaltungseinheit; 420: Modulauswahleinheit; 430: Signalerzeugungseinheit; 510: Transistor; 512: Widerstand; 514: Widerstand; 516: Diode; 520: Transistor; 522: Widerstand; 524: Widerstand; 526: Diode; 530: Transistor; 532: Widerstand; 540: Transistor; 542: Widerstand; 552: Widerstand; 554: Widerstand; 560: Transistor; 570: Kondensator; 572: Widerstand; 580: Transistor; 592: Schalter; 594: Schalter; 630: Schalteinheit; 632: Relais; 710: elektrisches Speichermodul; 730: Schalteinheit; 842: parasitäre Diode; 844: parasitäre Diode; 852: logische Schaltung; 854: logische Schaltung; 900: elektrisches Speichersystem; 902: Diode; 904: Diode; 1010: elektrisches Speichermodul; 1020: Stromerfassungselement; 1040: Modulsteuereinheit; 1120: Stromüberwachungseinheit; 1122: Stromerfassungseinheit; 1124: Richtungsbestimmungseinheit; 1260: ODER-Schaltung; 1272: UND-Schaltung; 1274: UND-Schaltung; 1272: ODER-Schaltung; 1284: ODER-Schaltung; 1310: Widerstand; 1410: elektrisches Speichermodul; 1430: Spannungseinstelleinheit; 1522: Transistor; 1524: Widerstand; 1542: Transistor; 1544: Widerstand; 1552: UND-Schaltung; 1554: UND-Schaltung; 1630: bidirektionaler Gleichspannungswandler; 1710: elektrisches Speichermodul.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/086349 [0002]

Claims

Steuervorrichtung zum Steuern einer Einstelleinheit, die einen zwischen einer elektrischen Speichereinheit einer elektrischen Speichervorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass die elektrische Speichervorrichtung parallel zu einer getrennten Energiezuführungsvorrichtung geschaltet sein kann, und einem Draht, der die elektrische Speichervorrichtung und die getrennte Energiezuführungsvorrichtung elektrisch verbindet, fließenden Strom einstellt, wobei die Einstelleinheit aufweist: eine erste Stromeinstelleinheit, (i) deren eines Ende elektrisch mit dem Draht verbunden ist, (ii) deren anderes Ende elektrisch mit der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, und (iii) die zumindest die Größe des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in einer ersten Richtung fließenden Stroms einstellt; und eine erste Umgehungseinheit, die parallel zu der ersten Stromeinstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist, wobei die erste Umgehungseinheit den Durchgang von Strom, der zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in einer zweiten Richtung fließt, durchlässt, und das Fließen von Strom zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung über die erste Umgehungseinheit unterdrückt, wobei die zweite Richtung eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, und wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine Stromerfassungseinheit, die (i) zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Strom oder (ii) zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, erfasst; und eine Operationssteuereinheit, die die Operation der ersten Stromeinstelleinheit auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit und (ii) eines Erfassungsergebnisses der Stromerfassungseinheit steuert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Operationssteuereinheit (a) die erste Stromeinstelleinheit derart steuert, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch verbindet, wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit einer auf eine Batteriecharakteristik der elektrischen Speichereinheit bezogenen Bedingung genügt, (b) die erste Stromeinstelleinheit derart steuert, dass die Größe des in der ersten Richtung fließenden Stroms kleiner wird als in einem Fall, in welchem die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, oder in welchem die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit der auf die Batteriecharakteristik bezogenen Bedingung genügt, wenn die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit nicht der auf die Batteriecharakteristik bezogenen Bedingung genügt, und wenn die Stromerfassungseinheit den Strom nicht erfasst hat, und (c) die erste Stromeinstelleinheit derart steuert, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch verbindet, oder derart, dass die Größe des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms größer wird, wenn die Stromerfassungseinheit den Strom in einem Zustand erfasst hat, in welchem die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, oder in einem Zustand, in welchem die erste Stromeinstelleinheit derart gesteuert wird, dass die Größe von in der ersten Richtung fließendem Strom kleiner als in einem Fall, in welchem die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit der auf die Batteriecharakteristik bezogenen Bedingung genügt, wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Operationssteuereinheit die Operation der ersten Stromeinstelleinheit auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) des Erfassungsergebnisses der Stromerfassungseinheit, und (iii) der Anschlussspannung der Einstelleinheit steuert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Operationssteuereinheit (a) die erste Stromeinstelleinheit derart steuert, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch verbindet, wenn die Anschlussspannung der Einstelleinheit einer auf Hot-Swap der elektrischen Speichereinheit bezogenen Bedingung erfüllt, (b) die erste Stromeinstelleinheit derart steuert, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, wenn die Anschlussspannung der Einstelleinheit nicht der auf den Hot-Swap bezogenen Bedingung genügt und wenn die Stromerfassungseinheit den Strom nicht erfasst hat, und (c) die erste Stromeinstelleinheit derart steuert, dass die erste Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit verbindet, zumindest bis die Anschlussspannung der Einstelleinheit der auf den Hot-Swap bezogenen Bedingung genügt, wenn die Stromerfassungseinheit den Strom in einem Zustand erfasst hat, in welchem die Anpassungsspannung der Einstelleinheit nicht der auf den Hot-Swap bezogenen Bedingung genügt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einstelleinheit weiterhin aufweist: eine zweite Stromeinstelleinheit, die zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit angeordnet ist und zumindest die Größe von zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließendem Strom einstellt; und eine zweite Umgehungseinheit, die parallel zu der zweiten Stromeinstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist, wobei die zweite Umgehungseinheit einen Durchgang von zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließendem Strom zulässt, und das Fließen von Strom zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung über die erste Umgehungseinheit unterdrückt, wobei die zweite Stromeinstelleinheit in Reihe mit der ersten Stromeinstelleinheit und der ersten Umgehungseinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, wobei die zweite Umgehungseinheit in Reihe mit der ersten Stromeinstelleinheit und der ersten Umgehungseinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, wobei die Stromerfassungseinheit weiterhin (i) zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließenden Strom oder (ii) zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die zweite Stromeinstelleinheit elektrisch den Draht und die elektrische Speichereinheit trennt, erfasst, wobei die Operationssteuereinheit die Operation von zumindest einer von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit und (ii) dem Erfassungsergebnis der Stromerfassungseinheit steuert, wobei die Operationssteuereinheit hat: eine erste Entscheidungseinheit, die entscheidet, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit einer ersten Bedingung genügt oder nicht; eine zweite Entscheidungseinheit, die entscheidet, ob die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit einer zweiten Bedingung genügt oder nicht; eine dritte Entscheidungseinheit, die entscheidet, ob die Anschlussspannung der Einstelleinheit einer dritten Bedingung genügt oder nicht; und eine Ausgabeeinheit, die ein Signal zum Steuern der Operation von zumindest einer von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit ausgibt auf der Grundlage (i) eines Entscheidungsergebnisses von zumindest einer von der ersten Entscheidungseinheit und der zweiten Entscheidungseinheit, (ii) eines Entscheidungsergebnisses der dritten Entscheidungseinheit, und (iii) des Entscheidungsergebnisses der Stromerfassungseinheit, und wobei die zweite Bedingung eine von der ersten Bedingung verschiedene Bedingung ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Ausgabeeinheit (a) ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Trennen des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließenden Stroms zu der ersten Stromeinstelleinheit ausgibt, wenn die erste Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit der ersten Bedingung genügt, (b) ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Trennen des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Stroms zu der zweiten Stromeinstelleinheit ausgibt, wenn die zweite Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit der zweiten Bedingung genügt, (c-1) ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Verbinden des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms zu der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit ausgibt, ungeachtet des Entscheidungsergebnisses der ersten Entscheidungseinheit und der zweiten Entscheidungseinheit, wenn die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anpassungsspannung der Einstelleinheit der dritten Bedingung genügt, (c-2-1) ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Verbinden des Drahts und der elastischen Speichereinheit oder einer Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms zu der ersten Stromeinstelleinheit ausgibt, ungeachtet des Entscheidungsergebnisses der ersten Entscheidungseinheit, wenn die Stromerfassungseinheit (i) den zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der zweiten Richtung fließenden Strom oder (ii) den zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom erfasst, wenn die erste Stromerfassungseinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch trennt, in einem Fall, in welchem die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit der dritten Bedingung nicht genügt, und (c-2-2) ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Verbinden des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Erhöhen des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms zu der zweiten Stromeinstelleinheit ausgibt, ungeachtet des Entscheidungsergebnisses der zweiten Entscheidungseinheit, wenn die Stromerfassungseinheit (i) den zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit in der ersten Richtung fließenden Strom oder (ii) den zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Strom, wenn die zweite Stromeinstelleinheit den Draht und die elektrische Speichereinheit elektrisch getrennt hat, erfasst hat, in einem Fall, in welchem die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit der dritten Bedingung nicht genügt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die erste Bedingung (i) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit außerhalb eines vorbestimmten ersten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit höher als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die zweite Bedingung (i) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit außerhalb eines vorbestimmten zweiten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit niedriger als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Spannung oder der SOC der elektrischen Speichereinheit gleich dem oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die dritte Bedingung (i) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit innerhalb eines vorbestimmten dritten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit niedriger als ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit gleich dem oder niedriger als der dritte Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der die dritte Entscheidungseinheit weiterhin entscheidet, ob die Anschlussspannung der Einstelleinheit einer vierten Bedingung genügt oder nicht, und bei der die Ausgabeeinheit zu zumindest einer von der ersten Stromeinstelleinheit und der zweiten Stromeinstelleinheit ein Signal zum Durchführen einer Operation zum elektrischen Trennen des Drahts und der elektrischen Speichereinheit oder einer Operation zum Reduzieren des zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit fließenden Stroms ausgibt, wenn die dritte Entscheidungseinheit entschieden hat, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit der vierten Bedingung genügt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 10, bei der die vierte Bedingung (i) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit außerhalb eines vorbestimmten vierten numerischen Bereichs ist, (ii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit höher als ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist, oder (iii) eine Bedingung ist, die anzeigt, dass die Anschlussspannung der Einstelleinheit gleich dem oder höher als der vierte Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der ein Ende der Einstelleinheit elektrisch mit dem Draht verbunden ist, bei der das andere Ende der Einstelleinheit elektrisch mit einem Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, bei der die Operationssteuereinheit weiterhin die Operation eines ersten Schaltelements, das parallel zu der Einstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist, steuert, und bei der die Operationssteuereinheit die Operation des ersten Schaltelements auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) des Potentials des Drahts oder der an den Draht angelegten Spannung, und (iii) des Potentials des einen Endes der elektrischen Speichereinheit oder der an das eine Ende der elektrischen Speichereinheit angelegten Spannung steuert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der ein Ende der Einstelleinheit elektrisch mit dem Draht verbunden ist, bei der das andere Ende der Einstelleinheit elektrisch mit einem Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, bei der die Operationssteuereinheit weiterhin die Operation eines zweiten Schaltelements steuert, dessen eines Ende elektrisch mit dem einen Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden ist und dessen anderes Ende elektrisch mit dem anderen Ende der elektrischen Speichereinheit oder einem Referenzpotential verbunden ist, und wobei die Operationssteuereinheit die Operation des zweiten Schaltelements auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) des Potentials des Drahts oder der an den Draht angelegten Spannung, und (iii) des Potentials des einen Endes der elektrischen Speichereinheit oder der an das eine Ende der elektrischen Speichereinheit angelegten Spannung steuert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der ein Ende der Einstelleinheit elektrisch mit dem Draht verbunden ist, bei der das andere Ende der Einstelleinheit elektrisch mit einem Ende der elektrischen Speichereinheit verbunden ist, und bei der die Operationssteuereinheit weiterhin die Operation eines bidirektionalen Gleichspannungswandlers, der parallel zu der Einstelleinheit zwischen dem Draht und der elektrischen Speichereinheit geschaltet ist, auf der Grundlage (i) der Spannung oder des SOC der elektrischen Speichereinheit, (ii) des Potentials des Drahts oder der an den Draht angelegten Spannung, und (iii) des Potentials des einen Endes der elektronischen Speichereinheit oder der an das eine Ende der elektrischen Speichereinheit angelegten Spannung steuert.
Steuersystem, welches aufweist: eine Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, und die Einstelleinheit.
Elektrische Speichervorrichtung, welche aufweist: eine Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, und die elektrische Speichereinheit.
Elektrische Speichervorrichtung, welche aufweist: das Steuersystem nach Anspruch 15, und die elektrische Speichereinheit.
Nichtflüchtiges, computerlesbares Medium zum Speichern eines Programms, wobei das Programm bewirkt, dass ein Computer als die Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 fungiert.