JP2011501639A - 直列接続バッテリーストリングのための2段式均等充電方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
1141〜1146 バッテリーモジュール
1130 スイッチモジュール
1131〜1136 充電制御スイッチモジュール
1120 2段目のDC/DCコンバーター
1121〜1126 DC/DCコンバーター
1110 1番段目のDC/DCコンバーター
2100 電圧センシングモジュール
2200 マイクロプロセッサー
2110 マルチプレクサー
2120 キャパシター
2130 アナログ−デジタルコンバーター
Claims (19)
- 直列接続されたバッテリーストリングのための均等充電装置であって、
複数のバッテリーが直列接続されたバッテリーモジュールと、
M(M≧2)個の前記バッテリーモジュールが直列接続されたバッテリーストリングと、
前記M個のバッテリーモジュールのそれぞれに並列に接続されたM個の充電制御スイッチモジュールと、
前記M個の充電制御スイッチモジュールのそれぞれに接続されたM個の第2DC/DCコンバーターと、
前記M個の第2DC/DCコンバーターと接続された単一の第1DC/DCコンバーターと、
前記充電制御スイッチモジュールを制御するマイクロプロセッサーと、
を含んで構成されて、
前記第1DC/DCコンバーターは、バッテリーストリングの全体電位を入力として入力された電位より低い電位を出力して、前記第2DC/DCコンバーターは、前記充電制御スイッチモジュールにより、前記バッテリーモジュールを構成するバッテリーのそれぞれに共有されることを特徴とする2段式均等充電装置。 - 前記M個の第2DC/DCコンバーターの入力は、前記第1DC/DCコンバーターの出力に並列接続されたことを特徴とする、請求項1に記載の2段式均等充電装置。
- 前記第2DC/DCコンバーターの出力は、前記充電制御スイッチモジュールにより、前記バッテリーモジュールを構成するバッテリーのそれぞれに並列接続されることを特徴とする、請求項2に記載の2段式均等充電装置。
- 前記第1DC/DCコンバーターは、負帰還回路(Negative feedback)が備えられたDC/DCコンバーターであることを特徴とする、請求項1に記載の2段式均等充電装置。
- 前記2段式均等充電装置は、前記第1DC/DCコンバーター及び第2DC/DCコンバーターのそれぞれに、DC/DCコンバーターの動作(on/off)を制御するスイッチ素子が備えられることを特徴とする、請求項1に記載の2段式均等充電装置。
- 前記スイッチ素子は、前記マイクロプロセッサーで生成されたPWM信号により制御されることを特徴とする、請求項5に記載の2段式均等充電装置。
- 前記充電制御スイッチモジュールは、両方向MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)スイッチまたはダイオードが備えられた単方向MOSFETスイッチを含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載の2段式均等充電装置。
- 前記充電制御スイッチモジュールは、前記バッテリーモジュールを構成する直列接続されたバッテリーがK個である時、前記バッテリーモジュールを構成するそれぞれのバッテリーの陰極と陽極にそれぞれ接続された2K個のスイッチ素子を含んで構成されることを特徴とする、請求項7に記載の2段式均等充電装置。
- 前記両方向または単方向MOSFETスイッチを構成するMOSFETのターンオン時に加えられるVgsは、前記バッテリーモジュールの一部分である二つ以上の直列接続されたバッテリーの電位であることを特徴とする、請求項7に記載の2段式均等充電装置。
- 前記両方向または単方向MOSFETスイッチを構成するMOSFETのゲートに電子式リレーが備えられたことを特徴とする、請求項9に記載の2段式均等充電装置。
- 前記電子式リレーは、発光ダイオードと受光素子を含んで構成されて、
前記発光ダイオードは、充電制御スイッチモジュールを制御するためのマイクロプロセッサーの制御信号により発光することを特徴とする、請求項10に記載の2段式均等充電装置。 - 前記2段式均等充電装置は、前記バッテリーストリングを構成するそれぞれのバッテリーの電位を入力として有するマルチプレクサー(multiplexer)及び前記マルチプレクサーの出力に接続された電圧センサーを含んで構成されたことを特徴とする、請求項1に記載の2段式均等充電装置。
- 前記マルチプレクサーは、前記マイクロプロセッサーにより制御されて、前記電圧センサーにより測定された前記バッテリーストリングを構成するそれぞれのバッテリーの電位は、前記マイクロプロセッサーに入力されることを特徴とする、請求項12に記載の2段式均等充電装置。
- 複数のバッテリーが直列接続されたバッテリーモジュールと、M(M≧2)個の前記バッテリーモジュールが直列接続されたバッテリーストリングと、前記M個のバッテリーモジュールのそれぞれに並列に接続されたM個の充電制御スイッチモジュールと、前記M個の充電制御スイッチモジュールのそれぞれに接続されたM個の第2DC/DCコンバーターと、前記M個の第2DC/DCコンバーターと接続された単一の第1DC/DCコンバーターと、マルチプレクサー、電圧センサー及びA/Dコンバータを含む電圧センシングモジュールと、前記充電制御スイッチモジュール、マルチプレクサー、前記第1DC/DCコンバーター及び前記M個の第2DC/DCコンバーターを制御するマイクロプロセッサーと、を含んで構成された2段式均等充電装置の均等充電方法であって、
(a)前記電圧センシングモジュールを利用して、前記バッテリーストリングを構成するバッテリーのそれぞれの電位を測定する段階と、
(b)前記測定された電位に基づき、低充電されたバッテリーを選択する段階と、
(c)前記低充電されたバッテリーと前記第2DC/DCコンバーターの出力とが並列接続されるように、前記充電制御スイッチモジュールを制御する段階と、
(d)前記第2DC/DCコンバーターを動作させる段階と、
(e)前記第1DC/DCコンバーターを動作させて、前記低充電されたバッテリーを充電させる段階と、
を含んで行われることを特徴とする均等充電方法。 - 前記均等充電方法は、前記(a)段階で前記バッテリーストリングを構成する全てのバッテリーのそれぞれの電位が測定されて、前記(b)乃至(e)の段階が前記バッテリーモジュール別に独立して進行されることを特徴とする、請求項14に記載の均等充電方法。
- 前記均等充電方法は、前記M個の第2DC/DCコンバーターの入力が前記第1DC/DCコンバーターの出力に並列接続されて、前記第2DC/DCコンバーターの出力は、前記充電制御スイッチモジュールにより、前記バッテリーモジュールを構成するそれぞれのバッテリーと並列接続されることを特徴とする、請求項14に記載の均等充電方法。
- 前記第1DC/DCコンバーターの入力は、前記バッテリーストリングの全体電位であり、前記(e)段階の充電は、前記バッテリーストリングの全体電位に基づくことを特徴とする、請求項16に記載の均等充電方法。
- 前記第1DC/DCコンバーターの出力は、入力された前記バッテリーストリングの全体電位より低いことを特徴とする、請求項17に記載の均等充電方法。
- 前記均等充電方法は、同一な前記バッテリーモジュールに属するバッテリーの場合、同一な前記第2DC/DCコンバーターによりバッテリーが充電されることを特徴とする、請求項14に記載の均等充電方法。
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