FI123817B - Järjestely akkujen lataamiseksi - Google Patents

Järjestely akkujen lataamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI123817B
FI123817B FI20105041A FI20105041A FI123817B FI 123817 B FI123817 B FI 123817B FI 20105041 A FI20105041 A FI 20105041A FI 20105041 A FI20105041 A FI 20105041A FI 123817 B FI123817 B FI 123817B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cell
voltage
ctrl
response
control information
Prior art date
Application number
FI20105041A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105041A0 (fi
FI20105041A (fi
Inventor
Jouko Kuisma
Original Assignee
Teknoware Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teknoware Oy filed Critical Teknoware Oy
Priority to FI20105041A priority Critical patent/FI123817B/fi
Publication of FI20105041A0 publication Critical patent/FI20105041A0/fi
Priority to EP11150716.6A priority patent/EP2346137B1/en
Publication of FI20105041A publication Critical patent/FI20105041A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123817B publication Critical patent/FI123817B/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/441Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

Järjestely akkujen lataamiseksi
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy akkujen lataamiseen ja erityisesti yksittäisten kennojen sarjaan/rinnankytkennöistä muodostuvan akuston lataamiseen. Yksi kenno 5 muodostuu sähkökemiallisesta parista, jonka sähkömotorinen voima määräytyy elektrodien materiaalin ja elektrolyytin sähkökemiallinen sarjan mukaan. Tyypillisiä akkukennoja ovat lyijy- ja lipeäakut (Pb- ja NiCd-akut). Uusimmat akut ovat litiumpohjaisia.
Paikallisakustoja käytetään erilaisissa jatkuvaa sähkönsaantia vaa-10 tivissa kohteissa verkkokatkoksen ajan varavirtalähteinä. Tyypillisiä varmistus-kohteita ovat sähkölaitokset, puhelinlaitteet ja rakennusten paloilmoitus- ja tur-vavalolaitteet. Tällöin akustot ovat normaalisti kytkettyinä varaajaan, joka pitää ne jatkuvasti varaustilassa niin sanotussa puskuvarauksessa (varaaja IU-toiminen / DIN 41773). Kuvio 1 esittää tällaista varausjärjestelyä. Puskuvara-15 uksessa akuston 2 kaikki kennot 3 ovat sarjaan kytkettyjä ja niiden läpi kulkee sama varaajan 10 syöttämä varausvirta. Tämä edellyttää, että akuston 2 kennot 3 ovat tasalaatuisia eli niiden kapasiteetti ja itsepurkausvirta ovat saman suuruisia.
Tuotantoteknillisistä syistä akustojen kennot eivät koskaan kuiten-20 kaan ole täysin identtisiä, vaan niiden välillä on aina pieniä eroja. Tämä aiheuttaa kennoihin pieniä vaihteluja muun muassa kapasiteetin ja itsepurkauksen suhteen. Tämä ilmenee jälleenvarauksessa kennojen varausjännitteiden eroina, jotka aiheuttavat kennoihin vajaita varaustiloja. Lisäksi kennojen vanheneminen lisää eroja kennojen välille. Tätä varten ovat eri yhtiöt kehittäneet erilai-25 siä kennokohtaisia valvonta- ja säätölaitteita. Yleensä nämä ovat vakiojännite- ^ pohjaisia, eli kennojännitteen noustessa yli sallitun rajan rajoittaa kyseessä ^ oleva kennokohtainen valvonta jännitteen ohjaamalla varausvirtaa kulkemaan o V sivuvirtapiirin (by-pass) kautta kennon ohi. Tällöin muut kennot saavat edelleen ^ varausvirtaa, mutta jo täyteen varautunut kenno ei ylilataudu. Tällaiset sovelluit 30 tukset ovat yleisiä varsinkin matala-antimoni-ja kalsiumlejeeratuilla lyijyakuilla, Q_ ___ joiden itsepurkausvirta on hyvin pieni. Siksi näissä kennojen erot korostuvat yl- o läpitovarauksessa.
° Julkaisussa CHI 1 855-6 /1983 IEEE (s. 60) esitetyt kytkennät poh- o ^ jautuvat juuri lyijyakkujen kennojen varauksen tasapainottamiseen, eli missä 35 varausvirta on hyvin pieni. Lyijyakuilla ylivaraus ei aiheuta mitään suurta riskiä, ainoastaan lyhentää akun elinikää. Tästä syystä käytetyt varauksenvalvojat pe- 2 rustuvat pienen varausvirran käsittelyyn. Lisäksi ne toimivat itsenäisesti eivätkä ole kytketty ohjamaan varaajaa.
Uusimmat akut, litiumakut, ovat kriittisempiä ylilataukselle, kuin perinteiset Pb- ja NiCd-akut. Litiumakkujen ylilatauksessa on akkujen kuumene-5 misen aiheuttaman tuhoutumisen lisäksi myös suuri räjähdysvaara. Siksi liti-umakuilla akkujen kennokohtainen varausvalvonta (battery monitoring) on pakollista. Valvonta on yleensä toteutettu akuston jokaisen kennon yksilöllisellä valvonta/ohjauslaitteella, joka mittaa kennokohtaisia varausjännitteitä ohjaten niiden mukaan akuston varauslaitteen pois toiminnasta. Toinen vaihtoehto on 10 edellä mainittu kennokohtainen sivuvirtapiirillä varustettu jännitteen tasausyk-sikkö.
Patenttijulkaisussa US 6,211,650 on esitetty esimerkki varausvirtaa sivuvirtapiirin kautta kulkemaan ohjaavasta varausjärjestelystä. Siinä sivuvirta (by-pass-virta) johdetaan kennokohtaisesti valvontayksikön kautta MOS-15 FET:iin, jossa sivuvirran aiheuttama teho synnyttää lämpöhäviöitä. Muu akusto varautuu edelleen, mutta jo täyteen varautuneet tai vialliset kennot eivät saa ylivarausta. Koska varausvirran kulkeminen sivuvirtapiirin kautta aiheuttaa tehohäviöitä, lämpenee sivuvirtapiiriyksikkö. Litium-ioniakuilla on iso varausvirta, joten niiden sivuvirtapiirillä varustettu valvontayksikkö on rakennettava kestä-20 mään suuri häviöteho. Tämä vaatii tehojäähdytyselementtien integroimista si-vuvirtapiiriyksikköön, joten järjestelystä tulee isokokoinen ja kallis.
Patenttijulkaisu US 6,271,646 esittää samankaltaisen järjestelyn, mutta siinä tehohäviöiden välttämiseksi sivuvirta ohjataan erilaisten monimutkaisten kytkentäjärjestelyiden kautta akuston muihin kennoihin.
25 Patenttijulkaisussa US 6,121,752 kennon yli olevaa varausjännitettä hallitaan sivuvirtapiiriyksiköllä. Julkaisussa varaajan varausvirtaa ei kuitenkaan 5 ohjata, vaan varaaja on keksinnön ulkopuolinen laite. Joissakin suoritusmuo-
CNJ
^ doissa varaajan jännitteelle on ennalta määritetty arvoja joista julkaisussa esi- v tetty ohjain valitsee sopivan. Jännitettä ei kuitenkaan suoranaisesti säädetä.
30 Suurinta osaa julkaisun suoritusmuodoista ei voi toteuttaa siten, että sarjaan | kytkettyjen kennojen määrää voisi helposti muuttaa, sillä kennokohtaiset va- rausjännitteen valvonnat eivät ole keskenään identtisiä. Ainakin osassa suori-g tusmuodoista sivuvirtapiirit pitää mitoittaa kestämään koko varausvirta.
° Patenttijulkaisussa US 6,025,696 on käytössä sivuvirtapiiri, jossa ei 00 35 ole mukana resistanssia. Lisäksi kytkennässä on mukana kytkin, jolla vikaan- 3 tuneen kennon navat voidaan oikosulkea. Varaajan virtaa tai jännitettä ei kuitenkaan ohjata.
Patenttijulkaisussa US 5,850,136 käytetään myös sivuvirtapiiriä, mutta sivuvirtapiiriä ohjataan päälle ja pois siten, että ollessaan johtavana sen 5 läpi kulkee vakiovirta. Kennon yli olevaa jännitettä ei pidetä vakiona. Varaaja on vakiovirta/jännitelähde ja sitä ei ohjata mitenkään.
Patenttijulkaisussa US 5,850,351 käytetään sivuvirtapiiriä, joka muodostuu mikro-ohjaimen ja LEDien kautta kulkevasta reitistä. Kennon yli olevasta jännitteestä tuotetaan mikro-ohjaimelle käyttöjännite, jota kuormitta-10 maila saadaan osa varausvirrasta ohittamaan kennon. Mikro-ohjain mittaa kennon yli olevaa jännitettä ja säätää kuormitusta mittauksen perusteella. Varaajan toimintaa ei ohjata.
Patenttijulkaisussa US 5,578,914 varausjännitettä ohjataan sivuvir-tapiirillä. Varausjännite kennon yli pyritään pitämään vakiona ohjaamalla va-15 rausvirtaa sivuvirtapiirin kautta. Kun sivuviralle asetettu yläraja (saturaatioar-vo), saavutetaan, lähtee latausjännite taas nousemaan. Varausjännitteen noustessa asetetun rajan yli, lähtee sivuvirtapiiriyksiköltä digitaalinen (päällä/ pois) ilmaisutieto varaajalle. Tällä ohjaustiedolla ohjataan varaajan varausvir-taa pienemmäksi portaittain. Julkaisussa ja esitetyssä uudessa keksinnössä 20 ohjetieto pohjautuu kennon yli olevaan jännitteeseen.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on kehittää järjestely siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan järjestelyllä, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisessä patenttivaatimuksessa. Kek-25 sinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten koh-^ teenä.
^ Keksintö perustuu siihen, että akuston jokaiseen kennoon liittyy vai-
O
V vontayksikkö, jolla hallitaan kennon jännitettä ohjaamalla tarvittaessa osa va-
LO
>- rausvirrasta kulkemaan valvontayksikön sivuvirtapiirin kautta. Kennon jännitet- | 30 tä mitataan ja mitatun arvon noustessa yli asetetun raja-arvon antaa valvon- tayksikkö ohjaustiedon varaajalle, joka alentaa akuston varausjännitettä. Vacs raajan varausjännitettä alennettaessa alenee myös varausvirta välillisesti. Sää- ° töä jatketaan niin kauan, kunnes mitatun kennon jännitteen arvo alittaa asete- o w tun kennokohtaisen valvontayksikön raja-arvon. Poiketen tunnetusta tekniikas- 35 ta keksintö perustuu kennon jännitteen ohjaamiseen sivuviralle vasteellisena.
4
Keksinnön mukaisen järjestelyn etuna on aikaisempaa yksinkertaisempi toteutus. Keksinnön mukainen järjestely antaa mahdollisuuden saada aikaan säätösilmukka, jossa varaajan varausjännitettä ohjataan aktiivisesti. Keksinnön avulla sivuvirtapiiri voidaan mitoittaa siten, että sen tarvitsee kestää 5 vain osa varausvirrasta.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista kuvio 1 esittää akustoa ja varauslaitetta, 10 kuvio 2 esittää keksinnön järjestelyä, kuvio 3 esittää valvonta- ja sivuvirtapiiriyksikköä kennon jännitteen mittauksella ja lineaarisella varaajan ohjauksella ja kuvio 4 esittää valvonta- ja sivuvirtapiiriyksikön virranmittauksen toimintakäyrän ja sen erilaisia toimintamuotoja.
15 Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Keksinnön mukaisessa järjestelyssä käytetään samaa perusperiaatetta, kuin julkaisussa CHI 1 855-6 / 1983 IEEE esitetyssä sivuvirtapiirillä varustetussa vakiojännitevalvojassa. Kuvio 2 esittää keksinnön järjestelyä, jossa akuston 2 jokaiseen kennoon 3 liittyy valvontayksikkö 4, jolla hallitaan kennon 20 jännitettä ohjaamalla tarvittaessa osa varausvirrasta kulkemaan valvontayksikön 4 sivuvirtapiirin kautta. Valvontayksikössä 4 kennon 3 yli olevaa jännitettä mitataan ja jännitteen noustessa yli asetetun raja-arvon antaa valvontayksikkö 4 ohjaustiedon ctrl varaajalle 1, joka alentaa akuston 2 varausjännitettä. Varaajan 1 ulostulojännitettä alennettaessa alenee myös varausvirta välillisesti, ” 25 jolloin akuston 2 kennojen jännite alenee. Säätöä jatketaan niin kauan, kunnes o ^ ylijännitteisten kennojen 3 jännite alittaa asetetun kennokohtaisen valvontayk- Y sikön 4 raja-arvon. Kennon jännite muuttuu valvontayksikön 4 sivuviralle vas- !£ teellisenä, esimerkiksi kuten kuviossa 4, ja valvontayksikkö 4 antaa kennon g jännitteeseen pohjautuvan ohjaustiedon varaajalle mahdollistaen varaajan va-
CL
30 rausjännitteen portaattoman säätämisen.
g Eräässä vaihtoehdossa varaaja 1 voidaan kytkeä valvontayksikön 4 m o antaman tiedon perusteella kokonaan pois toiminnasta ja samalla antaa hälyni tysilmoitus huoltohenkilöstölle. Hälytystoiminto voidaan liittää myös järjestelyn muihin sovellutusmuotoihin.
5
Sivuvirtapiiri voidaan rakentaa käsittelemään (kestämään termisesti) osa varaajan 1 maksimivirrasta, esimerkiksi 20 % - 50 %. Tällä sivuvirtapiirin käytöllä saadaan etu, jolloin varaaja 1 yhdessä sivuvirtapiirin kanssa tasoittaa litiumakuston 2 kennojen 3 erot varaamalla vajaassa varaustilassa olevia ken-5 noja 3 ja ohjaamalla jo täyteen varattujen tai viallisten kennojen 3 varausvirtaa kulkemaan sivuvirtapiirin kautta. Toisaalta, jos kennojen 3 kapasiteettierot ovat ratkaisevan suuria (esimerkiksi 20 % - 50 %), ei sivuvirtapiiriä jouduta mitoittamaan termisesti liian suureksi tällaisen viallisen kennotapauksen mukaisesti. Sivuvirtapiirillä varustetun valvontayksikön 4 antama varaajan 1 ohjaustieto 10 voidaan myös järjestellä lineaariseksi, epälineaariseksi tai jopa sellaiseksi, että se suoraan antaa päälle/pois- ohjauksen varaajalle.
Uusimmat litium-rautafosfaattiakut eivät ole enää niin kriittisiä va-rausjännitteiden suhteen kuin aikaisemmat sovellutukset. Niinpä litium-rautafosfaattiakkuja voidaan jo valmistaa 6 V ja jopa 12 V kennoryhminä. Niis-15 sä ei enää vaadita kennokohtaista valvontaa ja yksittäisten kennojen navat eivät ole enää näkyvissä kotelon ulkopuolella. Tässä esitettyä kytkentäjärjestelyä voidaan myös käyttää akkuryhmien (battery block) jännitteiden tasaamiseen yksittäisten kennojännitteiden sijasta. Tällöin jänniteasetukset on tehtävä vastaavasti kaksi tai neljä kertaa suuremmille arvoille. Kennot voidaan myös liittää 20 kennoryhmiksi siten, että ryhmässä on rinnakkain kytkettynä useampia kennoja. Tässä dokumentissa mainitut kennot voidaan korvata edellä mainituilla kennoryhmillä.
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön edullinen suoritusmuoto, jossa valvontayksikkö 4 ohjaa kennon 3 varausvirtaa kulkemaan tarpeen mukaan sivu-25 virtapiirin kautta. Kennoa 3 varattaessa nousee kennon 3 jännite UB suhteessa varaustilaan. Toisin sanoen kennon 3 täyttyessä kennon 3 jännite UB siis nou-5 see. Vahvistimen 4.1 ei-invertoivaan (+) tuloon tuodaan referenssijännite Uref,
CNJ
^ joka tuotetaan jännitesäätimellä, kuten zener-diodilla 4.2 ja sen etuvastuksella v 4.3. Vahvistimen 4.1 invertoivaan (-) tuloon tuodaan kaksi mittaustietoa sum- m 30 mausvastusten 4.4 ja 4.5 kautta. Ensimmäinen näistä mittaustiedoista on ken-| non jännitteen oloarvo UB,o, joka muodostetaan kennon jännitteestä UB kahden vastuksen 4.6 ja 4.7 avulla. Toinen mittaustieto on kennon 3 jännitteeseen UB g ja sivuvirtaan Is verrannollinen jännite UBis,o, joka saadaan virranmittausvastuk- ° seita 4.8 säätöpotentiometrin 4.9 avulla.
00 35 Aluksi tarkastellaan pelkästään ensimmäisen mittaustiedon, kennon jännitteen oloarvon, vaikutusta kytkentään. Kun kennon jännitteen oloarvo UB0 6 on referenssijännitteen UREf alapuolella, on vahvistimen 4.1 lähtö ylhäällä ja transistori 4.10 ei-johtavassa tilassa (sulkutilassa). Tällöin ei myöskään sivuvir-taa Is kulje, joten virranmittaustieto UBis,o on samansuuruinen kuin kennon jännitteen oloarvo UBj0. Kun kennon jännite UB varauksen aikana nousee niin suu-5 reksi, että vahvistimen 4.1 invertoivan (-) tulon arvo saavuttaa referenssijännitteen Uref arvon, alkaa vahvistimen 4.1 lähdön jännite laskea ohjaten transistoria johtavaan tilaan. Tällöin kennon 3 varausvirtaa alkaa kulkea transistorin kautta. Virta ohjautuu sellaiseen tilaan, että kennon 3 jännite UB pysyy vakaana. Toisin sanoen, jos sivuvirta Is kasvaa niin suureksi, että kennon 3 jännite 10 UB alkaa pienentyä, pienentää vahvistin 4.1 transistorin 4.10 ohjausta siten, että myös sivuvirta Is alenee ja kennon 3 jännite UB pääsee nousemaan. Näin valvontayksikkö 4 vakavoi kennon 3 jännitteen UB kuvion 4 käyrän 0 mukaiseksi. Kennon jännite UB pysyy vakiona sivuvirrasta Is riippumatta. Varaaja rajoittaa sivuvirtaa Is siten että sille asetettu yläraja (2 A kuviossa 4) ei ylity.
15 Kun lisäksi huomioidaan kuvion 3 kytkennän 4 sivuvirran mittaustie to UBis,o, saadaan kennon 3 jännitettä UB muutettua myös sivuviralle Is vasteel-lisesti. Sivuvirran mittaustieto UBIS,o on sivuviralle Is ja kennon jännitteelle UB vasteelleen seuraavasti:
20 UB1S 0 — UB -k RS IS
missä Rs on tehovastuksen 4.8 resistanssi ja k on säätöpotentiomet-rin 4.9 jännitejaon suhdeluku välillä 0-1. Sivuvirran Is kasvu siis pienentää sivuvirran mittaustietoa UBIS,o· Sivuvirran mittaustieto UBIS,o viedään summaus-25 vastuksen 4.5 kautta vahvistimen 4.1 invertoivaan (-) tuloon. Vahvistimelle 4.1 invertoivaan (-) tuloon tulee nyt summausvastusten 4.4 ja 4.5 kautta kennon o jännitteen oloarvon UB0 ja sivuvirran mittaustiedon UBIS,o summatieto UB+BIS,o· (Λ, Sivuvirran mittaustiedon UBIS,o arvo pienentyessä pienentyy myös summatieto ^ UB+ms,o Toisin sanoen sivuvirran kasvaessa pienenee summatieto UB+ms,o, joka 30 on yhdistetty vahvistimeen 4.1 invertoivaan (-) tuloon. Vahvistin 4.1 korjaa ti-
X
£ lannetta ohjaamalla kennon jännitettä UB suuremmaksi. Näin saadaan kennon T- jännitteestä UB myös sivuviralle Is vasteellinen. Kuviossa 4 on esitetty kennon
\J
g jännitteelle UB erilaisia sivuviralle Is vasteellisia käyrämuotoja riippuen suhde- o g luvusta k. Ensimmäinen käyrä 0 kuvaa tilannetta, jossa suhdeluku k = 0, eli 00 35 säätöpotentiometrilta 4.9 saatu mittaustulos on sama kuin kennon jännite UB.
Tällöin siis kennon jännite UB ei ole sivuviralle Is vasteellinen. Kolme muuta 7 käyrää (/, II, III) esittävät tilanteita joissa suhdeluku k on nollaa suurempi. Suhdeluvun k kasvattaminen lisää sivuvirran Is vaikutusta kennon jännitteeseen UB- Suhdeluvun arvolla k= 1 säätöpotentiometrilta 4.9 saatu mittaustulos vastaa tehovastuksen 4.8 yli olevaa jännitettä.
5 Kuviossa 3 on myös esitetty ohjaustiedon ctrl tuottaminen kennon jännitteestä UB. Kennon jännite UB muunnetaan A/D-muuntimella 4.11 digitaaliseen muotoon ohjaustiedoksi ctrl ja välitetään varaajalle, joka on esitelty kuviossa 2 viitteellä 1. Ohjaustieto ctrl on galvaanisesti erotettu valvontayksikön 4 kytkennästä. Ohjaustieto ctrl voidaan välittää varaajalle myös analogisessa 10 muodossa.
Kuviossa 3 on lisäksi esitetty vahvistimen 4.1 kompensointivastus 4.13, transistorin 4.10 kannan etuvastus 4.14 ja vahvistimen 4.1 ei-invertoivan (+) tulon etuvastus 4.15. Kuvion 3 kytkentä on esitetty vain periaatetasolla ja esimerkiksi vahvistin voi olla P-säädin, tai myös Pl- tai PID-säädin tai mikä ta-15 hansa näiden yhdistelmä. Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
CO
δ
CM
o m
X
IX
Q.
O
m o δ
CM

Claims (5)

1. Järjestely akkujen lataamiseksi, joka järjestely käsittää kennoryhmiä (3), jotka käsittävät yhden tai useamman kennon, akuston (2), joka käsittää kaksi tai useampia sarjaan kytkettyjä ken- 5 noryhmää (3), kennoryhmäkohtaiset valvontayksiköt (4), jotka on sovitettu hallitsemaan kennoryhmäkohtaisesti kennoryhmän (3) jännitettä ohjaamalla tarvittaessa osan varausvirrasta kulkemaan valvontayksikön (4) sivuvirtapiirin kautta kennoryhmän (3) ohi ja käsittävät välineet varaajalle (1) välitettävän ohjaustieto don {ctrl) määrittämiseksi ja akustoa (2) varaavan varaajan (1), joka käsittää välineet akuston (2) varaamiseksi vasteellisena minkä hyvänsä valvontayksikön (4) määrittämälle ohjaustiedolle {ctrl), tunnettu siitä, että valvontayksiköt (4) on sovitettu ohjaamaan kennoryhmän jännitettä 15 (%) vasteellisena valvontayksikön (4) sivuvirtapiirin sivuviralle {Is), välineet ohjaustiedon määrittämiseksi on sovitettu määrittämään ohjaustiedon {ctrl) vasteellisena kennoryhmän jännitteelle (UB) ja akustoa (2) varaava varaaja (1) käsittää välineet varausjännitteen jännitetason muuttamiseksi vasteellisena minkä hyvänsä valvontayksikön (4) 20 määrittämälle ohjaustiedolle {ctrl).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välineet ohjaustiedon määrittämiseksi on sovitettu määrittämään ohjaustiedon {ctrl) lineaarisesti vasteellisena kennoryhmän jännitteelle {UB).
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että 25 välineet ohjaustiedon määrittämiseksi on sovitettu määrittämään päälle/pois- „ tyyppisen ohjaustiedon {ctrl) vasteellisena kennoryhmän jännitteelle {UB). δ
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen järjestely, tunnet- ό t u siitä, että akustoa (2) varaava varaaja (1) käsittää välineet akuston (2) va- ^ raamiseksi vasteellisena minkä hyvänsä valvontayksikön (4) määrittämälle oh- 30 jaustiedolle {ctrl) siten, että varaaja (1) alkaa rajoittaa akuston (2) varaamista £ minkä hyvänsä valvontayksikön (4) määrittämän ohjaustiedon {ctrl) arvon ylit- ^ täessä ennalta määritetyn raja-arvon.
§ 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen järjestely, tunnet- o 5. u siitä, että akustoa (2) varaava varaaja (1) käsittää välineet akuston (2) va- CVJ 35 raamiseksi vasteellisena minkä hyvänsä valvontayksikön (4) määrittämälle ohjaustiedolle {ctrl) päälle/pois-tyyppisesti.
FI20105041A 2010-01-19 2010-01-19 Järjestely akkujen lataamiseksi FI123817B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105041A FI123817B (fi) 2010-01-19 2010-01-19 Järjestely akkujen lataamiseksi
EP11150716.6A EP2346137B1 (en) 2010-01-19 2011-01-12 Arrangement for charging batteries

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105041A FI123817B (fi) 2010-01-19 2010-01-19 Järjestely akkujen lataamiseksi
FI20105041 2010-01-19

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20105041A0 FI20105041A0 (fi) 2010-01-19
FI20105041A FI20105041A (fi) 2011-07-20
FI123817B true FI123817B (fi) 2013-11-15

Family

ID=41620880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105041A FI123817B (fi) 2010-01-19 2010-01-19 Järjestely akkujen lataamiseksi

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2346137B1 (fi)
FI (1) FI123817B (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012108221A1 (de) * 2012-02-20 2013-08-22 Ingo Böttcher Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich und dazugehörige Vorrichtung
US20140232324A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Hamilton Sundstrand Corporation Battery charging system
GB2515111A (en) * 2013-06-14 2014-12-17 Goodwolfe Energy Ltd Cell management module, battery and methods therefor
US10547184B2 (en) * 2015-02-18 2020-01-28 The Boeing Company System and method for battery management

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238721A (en) * 1979-02-06 1980-12-09 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy System and method for charging electrochemical cells in series
JPH07336905A (ja) 1994-06-08 1995-12-22 Nissan Motor Co Ltd 組電池の充電装置
US5850351A (en) 1996-04-25 1998-12-15 General Motors Corporation Distributed management apparatus for battery pack
JPH09308126A (ja) * 1996-05-17 1997-11-28 Nissan Motor Co Ltd 充電装置
JPH10191574A (ja) 1996-12-26 1998-07-21 Japan Tobacco Inc 充電装置
JPH11155241A (ja) 1997-11-21 1999-06-08 Hitachi Ltd 組電池充電電流制御回路および組電池充電方法
US6025696A (en) 1998-03-27 2000-02-15 Space Systems/Loral, Inc. Battery cell bypass module
US6211650B1 (en) 2000-01-12 2001-04-03 Lockheed Martin Corporation Battery cell by-pass circuit
US6271646B1 (en) * 2000-07-05 2001-08-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Battery cell by-pass circuit
JP3832660B2 (ja) * 2003-10-29 2006-10-11 株式会社Nttファシリティーズ 充電装置
US7573235B2 (en) * 2005-09-26 2009-08-11 The Unites States Of America As Repsented By The Secretary Of The Navy Battery charger and power reduction system and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2346137A3 (en) 2012-03-28
FI20105041A0 (fi) 2010-01-19
FI20105041A (fi) 2011-07-20
EP2346137A2 (en) 2011-07-20
EP2346137B1 (en) 2020-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101016899B1 (ko) 배터리 팩 및 그 충전 방법
KR101973054B1 (ko) 배터리 팩 및 배터리 팩의 제어 방법
US8421416B2 (en) Battery charge compensation
EP1363344B1 (en) Control system for sodium-sulfur battery
US7514905B2 (en) Battery management system
JP6261232B2 (ja) バッテリーパック、バッテリーパックのセルバランシング方法及びこれを含むエネルギー保存システム
KR102028923B1 (ko) 배터리 밸런싱 장치 및 방법
KR100885291B1 (ko) 충전 장치
US20060186857A1 (en) Rechargeable battery with charge control
CN100438262C (zh) 电池充电方法及其装置
FI123817B (fi) Järjestely akkujen lataamiseksi
KR101630411B1 (ko) 배터리 팩 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN210199274U (zh) 一种电源管理装置
CN209592234U (zh) 一种电池电量平衡补偿装置
FI123893B (fi) Järjestely akkujen lataamiseksi
US20070063673A1 (en) Method and device for equalizing the float voltage of a battery cell
EP2509185B1 (en) Balancer circuit for rechargeable batteries
JP2006020382A (ja) 直流電圧供給装置
KR101988027B1 (ko) 배터리의 밸런싱 장치 및 방법
KR20230042031A (ko) 동적 제약 요인에 기반한 전력 변환기 제어
JP2012043581A (ja) エネルギー蓄積装置
KR100574037B1 (ko) 개별 충전이 가능한 배터리 충전장치
CN111435792A (zh) 一种电池电量平衡补偿系统
KR20210017910A (ko) 배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법
US20070222412A1 (en) Device and method for the automatic regulation of the charging of an electrochemical generator

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123817

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B