JP2006507790A - 直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニット間の充電状態を均等化するバッテリーセル平衡化システム - Google Patents
直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニット間の充電状態を均等化するバッテリーセル平衡化システム Download PDFInfo
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Abstract
Description
Ipp = Vcell×Lp/T1
この結果のエネルギーパルス(Ep)はインダクタの磁界に蓄えられる。このパルスエネルギーは、Ep = 1/2 Lp × Ipp2の式で表される 。パルスT1 がlowになると、スイッチS1 はオフとなり、磁界は弱くなる。これによってエネルギーが変圧器の2次側Ls に放出される。2 次側巻線のピーク電流(Ips)は、損失が無視できると仮定して、以下の式で表される。
Ips = (2×Vbat/Ls)1/2
この2次側のピーク電流は、時間T3 の間、出力コンデンサC1 に放電する。ここでT3 は以下の式で表される。
T3 = (Vbat×Ls)/Ips
105・・・貯蔵ユニット
300a,300b・・・半導体スイッチ
400・・・電力コンバータ
420・・・第1センサー
430・・・第2センサー
500・・・監視する回路
Claims (101)
- 複数の直列接続の電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化するシステムであって、
各貯蔵ユニットがある一定の充電状態を有する、電気エネルギー貯蔵ユニット列と、
前記各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視する回路と、を備え、
選択された選択ユニットの前記充電状態が目標充電状態より大きいとき、前記回路が前記選択ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項1において、前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記回路が前記貯蔵ユニット列から選択ユニットにエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。
- 請求項1において、前記回路は電力コンバータを備え。
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、前記電力コンバータは前記選択ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送し、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記電力コンバータが前記貯蔵ユニット列から前記選択ユニットにエネルギーを転送する、平衡化システム。 - 請求項3において、前記電力コンバータは、
前記選択ユニットからエネルギーを転送して前記貯蔵ユニット列を充電するアップコンバータと、
前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送して前記選択ユニットを充電するダウンコンバータと、を備えている平衡化システム。 - 請求項3において、前記電力コンバータは、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送して前記選択ユニットを充電するダウンコンバータとして使用される一般的な変圧器を備え、
前記一般的な変圧器は、前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、前記選択ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送するアップコンバータとして使用される、平衡化システム。 - 請求項3において、前記回路はさらに、
前記選択ユニットに前記電力コンバータを選択的に接続する複数の半導体スイッチを含む平衡化システム。 - 請求項6において、前記複数の半導体スイッチは双方向性であり、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、ペアの複数の双方向スイッチが前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続して、その選択ユニットを放電させ、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記ペアの複数の双方向スイッチが前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続して、その選択ユニットを充電させる、平衡化システム。 - 請求項7において、さらに、前記ペアの複数の双方向スイッチを前記電力コンバータに接続する極性セレクタを備えている平衡化システム。
- 請求項6において、前記複数の半導体スイッチが単方向性であり、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、第1のペアの複数の単方向スイッチが前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続して、そのユニットを放電させること、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、第2のペアの複数の単方向スイッチが前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続して、そのユニットを充電させること、を含む平衡化システム。 - 請求項3において、前記回路はさらに、
各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視するコントローラを備え、
このコントローラは、前記電力コンバータに指令を出して前記選択ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送し、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項10において、前記回路はさらに、前記選択ユニットの電圧と電流のデータを検出する第1センサーを備え、
前記コントローラは前記第1センサーからの電圧および電流のデータを利用して、前記選択ユニットの充電状態を監視する、平衡化システム。 - 請求項10において、前記回路がさらに、
前記貯蔵ユニット列の全電流データを検出する第2センサーを備え、
前記コントローラは前記第2センサーからの全電流データを利用して、前記目標充電状態を決定する、平衡化システム。 - 請求項1において、さらに、
各貯蔵ユニットが一定の充電状態を有する、直列接続された複数の電気貯蔵ユニット列と、
対応する電気貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視する対応する回路と、を備え、
前記の複数の貯蔵ユニット列のそれぞれについて、選択されたユニットの充電状態が目標充電状態と異なるとき、前記対応する回路が前記選択ユニットと前記対応する貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項13において、さらに、マスターコントローラを備え、
前記複数の貯蔵ユニット列の各々について、前記マスターコントローラは対応する目標充電状態を決定し、
前記コントローラは前記対応する回路の各々に指令を出して、選択されたユニットと前記対応する貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記対応する目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項14において、前記対応する回路のそれぞれは電力コンバータを備え、
この電力コンバータは、
前記選択ユニットの充電状態が前記対応する目標充電状態より大きいとき、前記選択ユニットからエネルギーを転送して、前記対応する貯蔵ユニット列を充電し、
前記選択ユニットの充電状態が前記対応する目標充電状態より小さいとき、前記対応する貯蔵ユニット列からエネルギーを転送して、前記選択ユニットを充電する、平衡化システム。 - 請求項15において、前記対応する回路のそれぞれは、前記電力コンバータを選択的に接続する複数の半導体スイッチを備える平衡化システム。
- 請求項13において、さらに、共通の目標充電状態を決定するマスターコントローラを備え、
このマスターコントローラは、前記対応する回路のそれぞれに指令を出して、選択されたユニットと前記対応する貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記共通の目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項1において、各貯蔵ユニットは貯蔵セルである平衡化システム。
- 請求項1において、各貯蔵ユニットはセル列を有するバッテリーモジュールである平衡化システム。
- 請求項1において、バッテリーパックが、1つまたは複数の貯蔵ユニットを含む平衡化システム。
- 請求項1において、前記貯蔵ユニット列がバッテリーモジュール内にあり、複数のバッテリーモジュールがバッテリーパックを形成している平衡化システム。
- 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化するシステムであって、
各貯蔵ユニットがある一定の充電状態を有する、電気エネルギー貯蔵ユニット列と、
前記各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視する回路と、を備え、
選択されたユニットの前記充電状態が目標充電状態より大きいとき、前記回路が前記選択ユニットから無損失負荷にエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項22において、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記回路が前記無損失負荷から選択ユニットにエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる平衡化システム。 - 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化するシステムであって、
各貯蔵ユニットがある一定の充電状態を有する、電気エネルギー貯蔵ユニット列と、
負荷状態における各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視する回路と、を備え、
選択されたユニットの充電状態が目標充電状態と異なるとき、前記回路が前記選択ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化する方法であって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視し、
選択されたユニットの充電状態が目標充電状態より大きいとき、前記選択ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させることを含む、平衡化方法。 - 請求項25において、さらに、前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記貯蔵ユニット列から前記選択ユニットにエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させることを含む、平衡化方法。
- 請求項26において、前記エネルギーが電力コンバータによって転送される、平衡化方法。
- 請求項27において、さらに、さらにペアの複数の半導体スイッチによって前記選択ユニットを前記電力コンバータに選択的に接続することを含む、平衡化方法。
- 請求項28において、前記複数の半導体スイッチが双方向性であって、さらにこの半導体スイッチングは、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、ペアの前記複数の双方向スイッチをオンにして、前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的接続して、前記ユニットを放電し、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記ペアの複数の双方向スイッチをオンにして、前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続して、前記ユニットを充電することを含む平衡化方法。 - 請求項29において、さらに、極性セレクタを介して前記ペアの複数の双方向スイッチを前記電力コンバータに接続することを含む平衡化方法。
- 請求項28において、前記複数の半導体スイッチは単方向性であって、前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、第1のペアの前記複数の単方向スイッチをオンにして、前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続し、前記ユニットを放電し、
前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、第2のペアの複数の単方向スイッチをオンにして、前記電力コンバータを前記選択ユニットに電気的に接続し、前記ユニットを充電すること、を含む平衡化方法。 - 請求項25において、さらに、前記選択された貯蔵ユニットの電圧と電流のデータを検出し、
前記電圧および電流のデータを利用して、前記選択ユニットの充電状態を監視すること、を含む平衡化方法。 - 請求項25において、さらに、前記貯蔵ユニット列の全電流のデータを検出し、
前記全電流のデータを利用して、前記目標充電状態を決定すること、を含む平衡化方法。 - 請求項25において、複数電気貯蔵ユニット列が直列に接続され、各貯蔵ユニットがある一定の充電状態を有しており、さらに、
対応する電気貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットの前記充電状態を選択的に監視することを含み、
前記複数の貯蔵ユニット列の各々について、選択されたユニットの充電状態が目標充電状態と異なるとき、前記選択ユニットと前記対応する貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 請求項34において、さらに、前記複数の貯蔵ユニット列にそれぞれについて、対応する目標充電状態を決定し、
前記選択ユニットと前記対応する貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記対応する目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 請求項34において、さらに、共通の目標充電状態を決定し、
前記選択ユニットと前記対応する貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記共通の目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化する方法であって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視し、
選択されたユニットの充電状態が目標充電状態より大きいとき、前記選択ユニットから無損失負荷にエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 請求項37において、さらに、前記選択ユニットの充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記無損失負荷から前記選択ユニットにエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。
- 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化する方法であって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットの充電状態を選択的に監視することを含む方法であって、前記選択された貯蔵ユニットが負荷状態で監視され、
選択されたユニットの充電状態が目標充電状態と異なるとき、前記選択ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの充電状態を決定する方法であって、電気エネルギー貯蔵ユニット列中の選択された貯蔵ユニットに無損失負荷をかけることによって、前記無損失負荷を介して前記選択ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送し、
前記エネルギー転送から得る、前記選択貯蔵ユニットの電圧および電流データから前記選択ユニットの充電状態を決定すること、を含む充電状態を決定する方法。 - 請求項40において、前記エネルギーがパルス電流によって転送される、充電状態を決定する方法。
- 請求項40において、前記選択された貯蔵ユニットの充電状態の決定は、
前記エネルギー転送中に得られる電圧および電流データから前記選択貯蔵ユニットのインピーダンスを計算することを含む、充電状態を決定する方法。 - 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化する方法であって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列中の選択された貯蔵ユニットに無損失負荷をかけることによって、前記無損失負荷を介して前記選択ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送し、
前記エネルギー転送から得る、前記選択貯蔵ユニットの電圧および電流データから前記選択ユニットの充電状態を決定し、
前記選択ユニットの充電状態が目標充電状態と異なるとき、前記選択ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送させることによって、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 請求項43において、前記選択貯蔵ユニットに対してアップコンバータを利用し、前記選択貯蔵ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送することを含む平衡化方法。
- 請求項43において、前記選択された貯蔵ユニットに対してダウンコンバータとして利用し、前記貯蔵ユニット列から前記選択貯蔵ユニットにエネルギーを転送することを含む平衡化方法。
- 請求項43において、前記選択された貯蔵ユニットの充電状態の決定は、
前記のエネルギー転送中に得られる電圧および電流データから前記選択貯蔵ユニットのインピーダンスを計算することを含む平衡化方法。 - 請求項46において、前記選択された貯蔵ユニットの充電状態の決定は、さらに、
前記選択貯蔵ユニットに前記損失負荷をかけ、
前記選択貯蔵ユニット両端の第1電圧を決定し、
前記選択貯蔵ユニットを流れる第1電流を決定し、
前記選択貯蔵ユニットの前記第1電流およびインピーダンスから第2電圧を決定し、
前記第1および第2電圧の間の電圧差に基づいて充電状態を決定すること、を含む平衡化方法。 - 請求項43において、前記エネルギーがパルス電流によって転送される平衡化方法。
- 請求項43において、前記貯蔵ユニットのそれぞれに貯蔵セルを用いる平衡化方法。
- 請求項43において、前記貯蔵ユニットのそれぞれにバッテリーモジュールを用いる平衡化方法。
- 請求項43において、1つまたは複数の前記貯蔵ユニットがバッテリーパックを構成する平衡化方法。
- 請求項43において、複数の貯蔵ユニットを有する貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットに対して、
選択された貯蔵ユニットに前記無損失負荷をかけることによって、前記無損失負荷を介して前記の選択貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送し、
前記エネルギー転送中に得られた、前記選択貯蔵ユニットの電圧および電流データから前記選択貯蔵ユニットのインピーダンスを決定すること、を含む平衡化方法。 - 請求項52において、さらに、各貯蔵ユニットの決定されたインピーダンスから貯蔵ユニット列のインピーダンスを決定し、
前記貯蔵ユニット列から第1の貯蔵ユニット列の電圧および電流を決定し、
前記貯蔵ユニット列の電流およびインピーダンスから第2の貯蔵ユニット列の電圧を決定し、
前記第1と第2の貯蔵ユニット列間の電圧差を決定し、
前記貯蔵ユニット列間の電圧差と貯蔵ユニットの個数の比として、目標充電状態を決定すること、を含む平衡化方法。 - 請求項53において、さらに、貯蔵ユニット列から前記目標充電状態と異なる充電状態を有する貯蔵ユニットを選択し、
前記選択されたユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することによって、前記選択されたユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させること、を含む平衡化方法。 - 請求項54において、前記目標充電状態とは異なる充電状態を有する貯蔵ユニット列から1つの貯蔵ユニットを選択することが、
個々の貯蔵ユニットの各充電状態を前記目標充電状態と比較し、
前記目標充電状態と最も異なる充電状態を有する貯蔵ユニットを選択すること、を含む平衡化方法。 - 請求項54において、前記目標充電状態とは異なる充電状態を有する貯蔵ユニット列から1つの貯蔵ユニットを選択することが、
前記貯蔵ユニット列から、前記目標充電状態と異なる充電状態を有する貯蔵ユニットを順に選択することを含む平衡化方法。 - 請求項54において、前記選択貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することが、
前記選択された貯蔵ユニットの充電状態を前記目標充電状態と比較し、
前記充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送して、前記選択貯蔵ユニットを充電し、
前記充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、前記選択貯蔵ユニットからエネルギーを転送して、前記貯蔵ユニット列を充電すること、を含む平衡化方法。 - 請求項57において、前記充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送し、充電時間が終了するまで前記選択貯蔵ユニットを充電することを含む平衡化方法。
- 請求項57において、前記充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、前記選択貯蔵ユニットからエネルギーを転送し、放電時間が終了するまで前記貯蔵ユニットを充電することを含む平衡化方法。
- 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの充電状態を決定するシステムであって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列中の選択された貯蔵ユニットに無損失負荷をかけることによって、前記選択された貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送する、無損失負荷と、
このエネルギー転送から得られる、前記選択された貯蔵ユニットの電圧および電流データから前記選択されたユニットの充電状態を決定するコントローラと、を備えている充電状態を決定するシステム。 - 請求項60において、前記エネルギーがパルス電流によって転送される、充電状態を決定するシステム。
- 請求項60において、前記コントローラは、前記エネルギー転送中に得られる前記電圧および電流データから前記選択された貯蔵ユニットのインピーダンスを計算する、充電状態を決定するシステム。
- 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化するシステムであって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列中の選択された貯蔵ユニットに無損失負荷をかけることによって、前記選択された貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送する、無損失負荷と、
このエネルギー転送から得られる、前記選択された貯蔵ユニットの電圧および電流データから前記選択されたユニットの充電状態を決定するコントローラと、を備え、
選択されたユニットの充電状態が目標充電状態と異なるとき、前記コントローラは前記の無損失負荷に指令を出して、前記貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送することにより、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項63において、前記無損失負荷が、前記選択された貯蔵ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送するアップコンバータである平衡化システム。
- 請求項63において、前記無損失負荷は、前記貯蔵ユニット列から前記選択された貯蔵ユニットにエネルギーを転送するダウンコンバータである平衡化システム。
- 請求項63において、前記コントローラは、前記エネルギー転送中に得られる前記電圧および電流のデータから前記選択ユニットのインピーダンスを計算する平衡化システム。
- 請求項66において、前記無損失負荷は前記選択貯蔵ユニットにかけられ、
前記コントローラは前記選択された貯蔵ユニットの両端の第1電圧を決定し、
前記コントローラは前記選択された貯蔵ユニットを通って流れる第1電流を決定し、
前記コントローラは前記選択された貯蔵ユニットの前記第1電流およびインピーダンスから第2電圧を決定し、
前記コントローラは前記第1および第2電圧の間の電圧差に基づいて充電状態を決定する平衡化システム。 - 請求項63において、前記エネルギーはパルス電流によって転送される平衡化システム。
- 請求項63において、前記貯蔵ユニットのそれぞれは貯蔵セルである平衡化システム。
- 請求項63において、前記貯蔵ユニットのそれぞれはバッテリーモジュールである平衡化システム。
- 請求項63において、1つまたは複数の前記貯蔵ユニットはバッテリーパックである平衡化システム。
- 請求項63において、複数の貯蔵ユニットを有する前記貯蔵ユニット列中の各貯蔵ユニットに対し、
前記無損失負荷を選択された貯蔵ユニットに負荷としてかけることによって、前記選択貯蔵ユニットおよび前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送し、
前記コントローラは、前記エネルギー転送から得られる、前記選択貯蔵ユニットの電圧および電流データから前記選択貯蔵ユニットのインピーダンスを決定する、平衡化システム。 - 請求項72において、前記コントローラは、各貯蔵ユニットの前記決定されたインピーダンスから貯蔵ユニット列のインピーダンスを決定し、
前記コントローラは、前記貯蔵ユニット列から第1の貯蔵ユニット列電圧および電流を決定し、
前記コントローラは、前記貯蔵ユニット列電流およびインピーダンスから第2の貯蔵ユニット列電圧を決定し、
前記コントローラは、前記第1の貯蔵ユニット列の電圧および前記第2の貯蔵ユニット列電圧の間の貯蔵ユニット列電圧差を決定し、
前記コントローラは、標準充電状態を前記貯蔵ユニット列電圧差と貯蔵ユニットの個数との比として決定する、平衡化システム。 - 請求項73において、前記コントローラは、前記目標充電状態と異なる充電状態を有する貯蔵ユニットを前記貯蔵ユニット列から選択し、
前記コントローラは、前記無損失負荷に指令を出して、前記選択貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送して、前記選択ユニットの充電状態を前記目標充電状態に収束させる、平衡化システム。 - 請求項74において、前記コントローラは個々の貯蔵ユニットの充電状態のそれぞれを前記目標充電状態と比較し、
前記コントローラは、前記目標充電状態と最も異なる充電状態を有する貯蔵ユニットを選択する、平衡化システム。 - 請求項74において、前記コントローラは、前記目標充電状態と異なる充電状態を有する貯蔵ユニットを前記貯蔵ユニット列から順に選択する平衡化システム。
- 請求項74において、前記コントロールは、前記選択された貯蔵ユニットの充電状態を前記目標充電状態に比較し、
前記充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記コントローラは前記無損失負荷に指令を出して、前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送して、前記選択貯蔵ユニットを充電し、
前記充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、前記コントローラは前記無損失負荷に指令を出して、前記選択貯蔵ユニットからエネルギーを転送して、前記貯蔵ユニット列を充電する、平衡化システム。 - 請求項77において、前記充電状態が前記目標充電状態より小さいとき、前記コントローラは前記無損失負荷に指令を出し、前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送し、充電時間が終了するまで前記選択貯蔵ユニットを充電する、平衡化システム。
- 請求項77において、前記充電状態が前記目標充電状態より大きいとき、前記コントローラは前記無損失負荷に指令を出して、前記選択貯蔵ユニットからエネルギーを転送し、放電時間が終了するまで前記貯蔵ユニット列を充電する、平衡化システム。
- 複数の直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニットの間で充電状態を平衡化するシステムであって、
電気エネルギー貯蔵ユニット列と、
前記貯蔵ユニット列中の単一貯蔵ユニットに選択的に接続される電力コンバータと、を備え、
前記電力コンバータは前記単一貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間で双方向にエネルギーを転送する、平衡化システム。 - 請求項80において、前記電力コンバータは可変の転送速度でエネルギーを転送する平衡化システム。
- 請求項80において、前記電力コンバータは、エネルギーの転送から得られる、前記単一貯蔵ユニットの電圧および電流データを監視する平衡化システム。
- 請求項80において、前記電力コンバータは前記単一貯蔵ユニットと前記貯蔵ユニット列との間でエネルギーを転送する平衡化システム。
- 請求項80において、前記の電力コンバータは、
1次インダクタと、
前記1次インダクタに磁気的に結合された第1の2次インダクタと、
前記単一貯蔵ユニットを前記1次インダクタに選択的に接続する第1のスイッチと、を含み、
前記第1の2次インダクタは出力コンデンサに接続され、
前記出力コンデンサは前記貯蔵ユニット列に並列に接続されている、平衡化システム。 - 請求項84において、前記第1スイッチがオンのとき、エネルギーが前記単一貯蔵ユニットから転送されて、前記1次インダクタを充電し、
前記第1スイッチがオフのとき、エネルギーが前記第1の2次インダクタに放電されて、前記出力コンデンサを充電し、この出力コンデンサがエネルギーを前記貯蔵ユニット列に放出する、平衡化システム。 - 請求項84において、さらに、前記第1のスイッチに第1イネーブル信号を提供する第1 パルス発生器を備え、
前記第1イネーブル信号に応答して、前記第1スイッチは前記単一の貯蔵ユニットを前記1次インダクタに接続し、その結果、前記単一の貯蔵ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーが転送される、平衡化システム。 - 請求項86において、さらに、前記第1パルス発生器に第2イネーブル信号を提供する或る第2パルス発生器を備え、
前記の第2イネーブル信号に応答して、前記第1パルス発生器は第1イネーブル信号を提供し、前記第2イネーブル信号は、前記単一貯蔵ユニットから前記貯蔵ユニット列への可変速度でのエネルギーの転送を制御する、平衡化システム。 - 請求項87において、さらに、前記単一貯蔵ユニットに接続される、2次側電圧を有する第2の2次インダクタを備え、
基準電圧および前記の2次側電圧が前記電圧比較器の入力である、平衡化システム。 - 請求項88において、前記2次側電圧が前記基準電圧より大きいとき、前記第2パルス発生器が起動される平衡化システム。
- 請求項88において、前記2次側電圧が前記基準電圧に達したとき、前記第2パルス発生器が停止される平衡化システム。
- 請求項80において、さらに、1次インダクタと、
前記1次インダクタに磁気的に結合された第1の2次インダクタと、
前記第1の2次インダクタを前記貯蔵ユニット列に選択的に接続する第2スイッチと、を備え、
前記第2のスイッチがオンのとき、エネルギーが前記貯蔵ユニット列から転送されて、前記第1の2次インダクタを充電し、
前記第2のスイッチがオフのとき、エネルギーが前記1次インダクタに放電されて、前記単一貯蔵ユニットを充電する、平衡化システム。 - 請求項91において、さらに、前記第2スイッチに第1イネーブル信号を提供する第1パルス発生器を備え、
前記第1イネーブル信号に応答して、前記第2のスイッチが前記貯蔵ユニット列を前記の第1の2次インダクタに接続し、その結果、エネルギーが前記貯蔵ユニット列から前記単一貯蔵ユニットに転送される、平衡化システム。 - 請求項92において、さらに、前記第1パルス発生器に第2イネーブル信号を提供する第2パルス発生器を備え、
前記第2イネーブル信号に応答して、前記第1パルス発生器は第1イネーブル信号を提供し、前記第2イネーブル信号は、前記貯蔵ユニット列から前記単一貯蔵ユニットへのエネルギーの転送を可変の速度で制御する、平衡化システム。 - 請求項93において、さらに
前記単一貯蔵ユニットに接続される、2次側電圧を有する第2の2次インダクタと、
電圧比較器と、を備え
基準電圧および前記2次側電圧が前記電圧比較器の入力である、平衡化システム。 - 請求項94において、前記2次側電圧が前記基準電圧より小さいとき、前記第2パルス発生器が起動される平衡化システム。
- 請求項94において、前記2次側電圧が前記基準電圧に達したとき、前記第2パルス発生器が停止される平衡化システム。
- 請求項80において、前記の電力コンバータが、前記の単一の貯蔵ユニットから前記のストリングの貯蔵ユニットにエネルギーを転送する或るアップコンバータ、および前記のストリングの貯蔵ユニットから前記の単一の貯蔵ユニットにエネルギーを転送する或るダウンコンバータ、を含むことを特徴とする平衡化システム。
- 請求項97において、前記電力コンバータは、
前記貯蔵ユニット列からエネルギーを転送して前記単一貯蔵ユニットを充電するダウンコンバータとして使用される一般的な変圧器を備え、
前記一般的な変圧器は、前記単一貯蔵ユニットから前記貯蔵ユニット列にエネルギーを転送するアップコンバータとしても使用される、平衡化システム。 - 請求項80において、各貯蔵ユニットは貯蔵セルである平衡化システム。
- 請求項80において、各貯蔵ユニットは貯蔵ユニット列を有するバッテリーモジュールである平衡化システム。
- 請求項80において、バッテリーパックは1つまたは複数の貯蔵ユニット列を含む平衡化システム。
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