JP2008515364A - 直列に接続されたスーパーキャパシタの電圧を平衡させるための着脱可能な充電制御回路 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
電圧平衡装置をスーパーキャパシタモジュールのN+1個のワイヤに接続するための接続手段と、
電圧最適化処理を同時に行うためにP<NであるP個の個々のスーパーキャパシタのグループを選択的に接続するためのセレクタユニットと、
選択されたスーパーキャパシタの電圧を求める電圧測定ユニットと、
P個の個々のスーパーキャパシタの電圧を同時に調整するため、エネルギー供給手段とエネルギー吸収手段とを有するグループからなる2つのエネルギー交換手段の少なくとも1つを含む、P個の個々のスーパーキャパシタに接続するための充電調整ユニットと、
セレクタユニット、電圧測定ユニット、及び充電調整ユニットを制御するために個々のスーパーキャパシタのどれに電圧最適化処理を行うかを判断するための評価手段を含むコントローラと、
を備えることを特徴とするスーパーキャパシタ電圧平衡装置を提案する。
モジュールの個々のスーパーキャパシタを選択して選択された個々のスーパーキャパシタの電圧を測定する段階と、
各個々のスーパーキャパシタがあるべき理想電圧区間を求める段階と、
選択された個々のスーパーキャパシタの電圧を理想電圧区間の範囲内に動かすためにメンテナンス電圧平衡システムと選択された個々のスーパーキャパシタとの間でエネルギーを交換する段階と、
他の個々のスーパーキャパシタに対して上記段階を繰り返す段階と、
を含む。
個々のスーパーキャパシタ全てをスキャンしてモジュールの個々のスーパーキャパシタ全ての電圧を測定した後で、個々のスーパーキャパシタ全てのうちのどれが最も劣化しているかを識別する段階を含み、電圧ステップを動かす段階は、最も劣化したスーパーキャパシタに対して最初に実施される。これにより、平衡化の時間を節約することが可能になる。電圧平衡装置は、モジュールがもはや正常使用状態ではないときに(例えば、車両がオンボードデバイスにおいて動作状態にないときに)、最も劣化した個々のスーパーキャパシタに対して優先して作動し、他の個々のスーパーキャパシタの平衡化を後にすることができる。これにより、電圧平衡装置は、特にオンボードで作られる場合、重くならず低コストで作ることができ、多くの用途、特に自動車産業において重要である。
2 スーパーキャパシタ電圧平衡装置
3 接続ケーブル
10 スーパーキャパシタ
11 電気コネクタプラグ
20 プラグ
21 セレクタ
22 電圧測定ユニット
23 充電調整ユニット
24 コントローラ
Claims (19)
- 直列に接続されたN個の個々のスーパーキャパシタ(10)を有するスーパーキャパシタモジュール(1)に接続されたスーパーキャパシタ電圧平衡装置(2)であって、
前記モジュールは前記個々のスーパーキャパシタに関連付けられた恒久的手段が無く、前記一連の個々のスーパーキャパシタの各端子並びに2つの隣接する個々のスーパーキャパシタ間の各極が前記N個のスーパーキャパシタに選択的にアクセスするための1つのワイヤに各々接続されており、そのため前記ワイヤの総数がN+1個であり、前記スーパーキャパシタ電圧平衡装置(2)は、前記モジュール内の前記個々のスーパーキャパシタの電圧を最適化するのに使用され、
前記電圧平衡装置が、
前記電圧平衡装置(2)を前記スーパーキャパシタモジュール(1)の前記N+1個のワイヤに接続するための接続手段(3)と、
電圧最適化処理を同時に行うためにP<NであるP個の個々のスーパーキャパシタ(10)のグループを選択的に接続するためのセレクタユニット(21)と、
P個の個々のスーパーキャパシタ(10)の電圧を求める電圧測定ユニット(22)と、
前記P個の個々のスーパーキャパシタの電圧を同時に調整するため、エネルギー供給手段とエネルギー吸収手段とを有するグループからなる2つのエネルギー交換手段の少なくとも1つを含む、P個の個々のスーパーキャパシタ(10)に接続するための充電調整ユニット(23)と、
前記セレクタユニット(21)、前記電圧測定ユニット(22)、及び前記充電調整ユニット(23)を制御するために前記個々のスーパーキャパシタのどれに前記電圧最適化処理を行うかを判断するための評価手段を含むコントローラ(24)と、
を備えることを特徴とする電圧平衡装置。 - 前記個々のスーパーキャパシタ(10)は、1つずつ(P=1)前記電圧最適化処理を受け、前記充電調整ユニット(23)は、1つの単一の個々のスーパーキャパシタ(10)に並列に接続するための単一の電圧調整手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記コントローラ(24)は、P個の個々のスーパーキャパシタ(10)の複数のグループを適宜連続したシーケンスで処理するためのカスケード手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記セレクタユニット(21)は、Q個のスーパーキャパシタの1つの中間グループを選択するための第1の分離ステージと、前記充電調整ユニット(23)に接続されることになる前記中間のグループ内のP個(P<Q)のスーパーキャパシタのより小さなグループを最終的に選択するための単一の第2の分離ステージとを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記グループは、1つの単一のスーパーキャパシタ(10)(P=1)を含み、前記個々のスーパーキャパシタ(10)は、1つずつ前記電圧最適化処理を受けることを特徴とする請求項4に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記電圧測定ユニット(22)は、本質的に電圧測定のための1つの単一のチャンネルを含むことを特徴とする請求項2又は5に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記充電調整ユニット(23)内の前記エネルギー交換手段が、放電手段を含むが電源供給手段を含まず、その結果、前記電圧最適化処理が電圧降下動作からなることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記充電調整ユニット(23)内の前記エネルギー交換手段が、電源供給手段を含むが放電手段を含まず、その結果、前記電圧最適化処理が電圧上昇動作からなることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 前記スーパーキャパシタのモジュールと一体化されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- メンテナンス動作のために前記スーパーキャパシタのモジュールに任意選択的に接続されることになる遠隔デバイスとして形成される請求項1から8のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- Nが少なくとも20に等しいことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- Nが少なくとも50に等しいことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のスーパーキャパシタ電圧平衡装置。
- 直列に接続された複数の個々のスーパーキャパシタを有し、該個々のスーパーキャパシタに関連付けられた恒久的手段が無いスーパーキャパシタモジュールの電気的構成を平衡化する方法であって、
前記方法が本質的に、
要求に応じてメンテナンス電圧平衡システムを前記スーパーキャパシタモジュールに接続することによって要求に応じてメンテナンス動作を実施する段階と、
電圧最適化処理を実施する段階と、
からなり、
前記電圧最適化処理が、
前記モジュールの個々のスーパーキャパシタを選択し、該選択された個々のスーパーキャパシタの電圧を測定する段階と、
各個々のスーパーキャパシタがあるべき理想電圧区間を求める段階と、
前記選択された個々のスーパーキャパシタの電圧を前記理想電圧区間の範囲内に動かすために前記メンテナンス電圧平衡システムと前記選択された個々のスーパーキャパシタとの間でエネルギーを交換する段階と、
他の個々のスーパーキャパシタに対して上記段階を繰り返す段階と、
を含む方法。 - 前記選択段階が、全ての個々のスーパーキャパシタをスキャンして、前記モジュールの個々のスーパーキャパシタ全ての電圧を測定し前記理想電圧区間を求める段階を更に含む請求項11に記載のスーパーキャパシタモジュールの平衡化する方法。
- 前記理想電圧ステップを求める段階が、本質的に各スーパーキャパシタ内で優勢である各電圧が範囲内にあるべき上限と下限とを得る段階からなり、前記電圧を動かす段階が、本質的に、各個々のスーパーキャパシタに対して、その電圧が前記上限を超える場合には前記スーパーキャパシタの電圧を前記上限よりも低くするために前記個々のスーパーキャパシタを放電させ、その電圧が前記下限未満の場合には前記スーパーキャパシタの電圧を前記下限よりも高くするために前記個々のスーパーキャパシタを充電させることからなる請求項11又は12に記載のスーパーキャパシタモジュールの平衡化する方法。
- 前記上限は、理想電圧区間として求められ、前記電圧を動かす段階は、全ての電圧を前記上限まで下降させる必要がある場合に、本質的に前記個々のスーパーキャパシタの電圧を低下させる段階からなる請求項11又は12に記載のスーパーキャパシタモジュールの平衡化する方法。
- 前記下限は、理想電圧区間として求められ、前記電圧を動かす段階は、全ての電圧を下限まで上昇させる必要がある場合に、本質的に前記個々のスーパーキャパシタの電圧を上昇させる段階からなる請求項11又は12に記載のスーパーキャパシタモジュールの平衡化する方法。
- 前記個々のスーパーキャパシタ全てをスキャンして前記モジュールの個々のスーパーキャパシタ全ての電圧を測定した後で、前記個々のスーパーキャパシタ全てのうちのどれが最も劣化しているかを識別する段階を含み、前記電圧を動かす段階が、前記最も劣化したスーパーキャパシタに対して最初に実施されることを特徴とする請求項12に記載のスーパーキャパシタモジュールの平衡化する方法。
- 前記選択段階は、個々のスーパーキャパシタのグループを選択する段階を含み、前記電圧を動かす段階は、前記第1のグループの個々のスーパーキャパシタに対して同時に実施され、他のグループに対して前記段階を繰り返すことを特徴とする請求項11に記載のスーパーキャパシタモジュールの平衡化する方法。
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