JP2012023925A - 残存容量均一化装置及び方法、及び残存容量均一化装置セット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、組電池の基準ノード101に接続したインダクタンス20と、第1及び第2スイッチング素子31、32とを備え、基準ノードの高電位側に接続する第1切替えスイッチ群51から第1切替えスイッチを一つずつ次々に選択して第1閉回路を形成し、基準ノードの低電位側に接続する第2切替えスイッチ群52から第2切替えスイッチを一つずつ次々に選択して第2閉回路を形成し、第1及び第2閉回路の組合せごとに所定期間、第1及び第2スイッチング素子の導通時間の比率が、第1及び第2閉回路の二次電池の数の比率の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせ、第1及び第2切替えスイッチを次々に切り替えるサイクルを繰り返す。
【選択図】図1
Description
(第1実施形態)
まず、図1〜図4を参照して、本発明の第1の残存容量均一化装置及び第1の残存容量均一化方法の実施形態を説明する。図1は、第1実施形態による残存容量均一化装置の回路図である。
なお、図1には、8つの二次電池11〜18が直列接続された組電池10を対象とした例を示すが、二次電池の数はこれに限定されない。二次電池の数は、好ましくは3つ以上であり、より好ましくは4つ以上である。
なお、直列接続した二次電池の数が奇数である場合には、直列接続した二次電池のちょうど中央の二次電池の高電圧側又は低電圧側端子を基準ノードとするのがよい。
なお、第1及び第2スイッチング素子は、互いに同じチャネル型(Pチャネル型又はNチャネル型)のMOSFETであってもよいし、バイポーラトランジスタであってもよい。
なお、各切替えスイッチは、MOSFETのような半導体スイッチでもよいし、リレースイッチでもよい。
なお、図1では、第1切替えスイッチ群51を構成する各切替えスイッチS1a〜S4a、及び、第2切替えスイッチ群52を構成する各切替えスイッチS1b〜S4bそれぞれのオン/オフを制御する制御信号を、制御部40から各切替えスイッチS1a〜S4a、S1b〜S4bに送る配線の図示を省略している。
なお、所定期間は、原則的に、第1及び第2閉回路の各組合せにおいて、互いに同一の長さであってもよいし、互いに異なった長さであってもよい。例えば、第1閉回路に含まれる二次電池の残存容量と、第2閉回路に含まれる二次電池の残存容量との差が大きい場合には、その組合せにおける通電期間を、他の組合せにおける通電期間よりも長くすることが好ましい。
なお、上記サイクルは、組電池が車両に搭載されている場合、車両の電源スイッチが投入されている間中、又は、組電池に車両外部の充電装置が接続されている間中、繰り返すのが好ましい。
まず、図2に示すように、期間T1の間、第1切替えスイッチ群51から選択された第1切替えスイッチS1aと、第2切替えスイッチ群52から選択された第2切替えスイッチS1bとが、それぞれ導通状態(オン)となる。その結果、図1において、インダクタンス20と、第1スイッチング素子31と、第1切替えスイッチS1aと、二次電池14とを含む第1閉回路が形成されるとともに、インダクタンス20と、第2スイッチング素子32と、第2切替えスイッチS1bと、二次電池15とを含む第2閉回路が形成される。
期間T1の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「1」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数も「1」である。このため、期間T1の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「1」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「1」との比率「1:1」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:1」となる。
なお、第1及び第2スイッチング素子31及び32が同時に導通状態となることを防止するため、オン期間τ01とオン期間τ02との間には、デッドタイムが設けられている。このデッドタイムは、例えば、500nsである。
期間T2の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「2」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「1」である。このため、期間T2の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「2」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「1」との比率「2:1」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:2」となる。
期間T3の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「2」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「2」である。このため、期間T3の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「2」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「2」との比率「2:2」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:1」となる。
期間T4の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「2」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「3」である。このため、期間T4の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「2」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「3」との比率「2:3」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「3:2」となる。
期間T5の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「3」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数も「3」である。このため、期間T5の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「3」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「3」との比率「3:3」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:1」となる。
期間T6の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「4」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「3」である。このため、期間T6の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「4」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「3」との比率「4:3」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「3:4」となる。
期間T7の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「4」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数も「4」である。このため、期間T7の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「4」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「4」との比率「4:4」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:1」となる。
次に、本発明の第1の残存容量均一化装置の第2実施形態を説明する。
第2実施形態の残存容量均一化装置の構成は、第1実施形態のものと同じであるので、その詳細な説明を省略する。また、第2実施形態の残存容量均一化装置の動作も基本的に第1実施形態のものと同じである。ただし、第2実施形態では、制御部40は、第1及び第2閉回路の組合せごとに、所定期間中、第1スイッチング素子31の導通時間τ01と第2スイッチング素子32の導通時間τ02との比率を維持したまま、第1及び第2スイッチング素子31及び32のオン/オフ1周期あたりの第1及び第2スイッチング素子それぞれの導通時間τ01及びτ02を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って徐々に長くする。
なお、導通時間τ01及びτ02の長さは、段階的に長くしてもよいし、連続的に長くしてもよい。また、導通時間τ01及びτ02の長さを、次に説明するように、各二次電池の電圧に基づいて決定するようにしてもよい。
(制御目標電圧)=(閉回路に含まれる二次電池の合計電圧)×(デューティー率)・・・(1)
ここで、「デューティー率」は、第1閉回路を導通させるように、第1スイッチング素子31を導通状態にさせる時間の割合、及び、第2閉回路を導通させるように、第2スイッチング素子32を導通状態にさせる時間の割合をさす。
次いで、「コイル電流」を下記の(2)式により求める
(コイル電流)=((制御目標電圧)−(実測電圧))/(インダクタンスの直流抵抗)・・・(2)
(制御目標電流)=(コイル電流)×(τ01+τ02)/τ・・・(3)
所定の閾値は、例えば、第1及び第2スイッチング素子の耐電流特性に応じて設定するとよい。
次に、図8及び図9を参照して、本発明の第1の残存容量均一化装置の第3実施形態を説明する。
第3実施形態の残存容量均一化装置の構成は、基本的には第1実施形態のものと同じである。ただし、図8に示すように、第3実施形態における制御部40は、第1及び第2スイッチング素子31及び32のオン/オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部41の他に、電圧測定部42と、閾値設定部43と、オン時間検出部44とを有している。
なお、第1閾値電圧Vth1のオフセット量と、第2閾値電圧Vth2のオフセット量とは等しくてもよいし、異なっていてもよい。
次に、図10を参照して、本発明の第1の残存容量均一化装置セットの実施例を説明する。図10は、第4実施形態による残存容量均一化装置セットの回路図である。
図10に示すように、第4実施形態による残存容量均一化装置セットは、2つ組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した15の二次電池11〜25の残存容量を均一化する2組の残存容量均一化装置1及び2から構成された残存容量均一化装置セットである。
次に、図11〜図14を参照して、本発明の第2の残存容量均一化装置及び第2の残存容量均一化方法の実施形態を説明する。図11は、第5実施形態による残存容量均一化装置の回路図である。
なお、図11には、8つの二次電池11〜18が直列接続された組電池10を対象とした例を示すが、二次電池の数はこれに限定されない。二次電池の数は、好ましくは3つ以上であり、より好ましくは4つ以上である。
なお、図11では、各切替えスイッチS1〜S7それぞれのオン/オフを制御する制御信号を、制御部40から各切替えスイッチS1〜S7に送る配線の図示を省略している。
なお、所定期間は、原則的に、第1及び第2閉回路の各組合せにおいて、互いに同一の長さであってもよいし、互いに異なった長さであってもよい。例えば、第1閉回路に含まれる二次電池の残存容量と、第2閉回路に含まれる二次電池の残存容量との差が大きい場合には、その組合せにおける通電期間の長さを、他の組合せにおける通電期間の長さよりも長くすることが好ましい。
なお、上記サイクルは、組電池が車両に搭載されている場合、車両の電源スイッチが投入されている間中、又は、組電池に車両外部の充電装置が接続されている間中、繰り返すのが好ましい。
期間T1の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「1」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「7」である。このため、期間T1の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「1」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「7」との比率「1:7」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「7:1」となる。
なお、第1及び第2スイッチング素子31及び32が同時に導通状態となることを防止するため、期間τ01と期間τ02との間には、デッドタイムが設けられている。このデッドタイムは、例えば、500nsである。
期間T2の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「2」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「6」である。このため、期間T2の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「2」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「6」との比率「2:6」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「6:2」となる。
期間T3の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「3」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「5」である。このため、期間T3の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「3」と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数「5」との比率「3:5」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「5:3」となる。
期間T4の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「4」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数も「4」である。このため、期間T4の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「4」と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数「4」との比率「4:4」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:1」となる。
期間T5の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「5」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「3」である。このため、期間T5の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「5」と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数「3」との比率「5:3」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「3:5」となる。
期間T6の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「6」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「2」である。このため、期間T6の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「6」と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数「2」との比率「6:2」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「2:6」となる。
期間T7の第1閉回路に含まれる二次電池の数は「7」であり、第2閉回路に含まれる二次電池の数は「1」である。このため、期間T7の間、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率が、第1閉回路に含まれる二次電池の数「7」と第2閉回路に含まれる二次電池の数「1」との比率「7:1」の逆比となるように、第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせる。したがって、第1スイッチング素子31の導通時間と第2スイッチング素子32の導通時間との比率は、「1:7」となる。
組電池を構成する一つの二次電池が満充電の場合に、満充電以上の充電を行おうとすると、その二次電池の温度が上昇する。一般に、二次電池の温度が上昇して、所定値に達することが検知されると、充電は中止される。その場合、直列接続された他の二次電池が満充電になっていないことがある。そこで、この残存容量均一化装置を利用すれば、満充電となって温度上昇した二次電池の充電電圧目標値を小さくして発熱を抑制した上で、他の二次電池の所定電圧を印加して充電を継続させることができる。
次に、図15を参照して、本発明の第2の残存容量均一化装置セットの実施例を説明する。図15は、第6実施形態による残存容量均一化装置セットの回路図である。
図15に示すように、第6実施形態による残存容量均一化装置セットは、2つ組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した15の二次電池11〜25の残存容量を均一化する2組の残存容量均一化装置1及び2から構成された残存容量均一化装置セットである。
10 組電池
11〜18 二次電池
20 インダクタンス
31 第1スイッチング素子
32 第2スイッチング素子
40 制御部
41 駆動信号出力部
42 電圧測定部
43 閾値設置部
44 オン時間検出部
51 第1切替えスイッチ群
52 第2切替えスイッチ群
53 切替えスイッチ群
101 基準ノード
Claims (10)
- 組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置であって、
前記組電池の互いに隣接した二次電池の間の基準ノードに、一端が接続したインダクタンスと、
前記インダクタンスの他端に、それぞれの一端が接続した第1及び第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも高電位側に接続された各二次電池の高電位側ノードとを接続することができる第1切替えスイッチ群と、
前記第2スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも低電位側に接続された各二次電池の低電位側ノードとを接続することができる第2切替えスイッチ群と、
前記第1及び第2スイッチング素子及び前記第1及び第2切替えスイッチ群のオン/オフを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1切替えスイッチ群から第1切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された第1切替えスイッチ、当該第1切替えスイッチが接続した高電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池、前記第1スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第1閉回路を形成し、
前記第2切替えスイッチ群から第2切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された第2切替えスイッチ、当該第2切替えスイッチが接続した低電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池、前記第2スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第2閉回路を形成し、
前記第1及び第2切替えスイッチの選択によってそれぞれ決定される前記第1及び第2閉回路の組合せごとに所定期間、前記第1スイッチング素子の導通時間と前記第2スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第1閉回路に含まれる二次電池の数と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせ、
前記第1及び第2切替えスイッチを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化装置。 - 前記制御部は、前記第1及び第2閉回路の組合せごとに、前記所定期間中、前記第1及び第2閉回路の組合せごとに前記第1スイッチング素子の導通時間と前記第2スイッチング素子の導通時間との比率を維持したまま、前記第1及び第2スイッチング素子のオン/オフ1周期あたりの前記第1及び第2スイッチング素子それぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くする、ことを特徴とする請求項1記載の残存容量均一化装置。
- 前記制御部は、前記第1及び第2スイッチング素子のオン/オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と、
前記インダクタンスの他端の端子電圧を測定する電圧測定部と、
前記第1及び第2スイッチング素子が同時に非導通時の前記端子電圧を中間電位とし、前記中間電位に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第1閾値電圧と、前記中間電位に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第2閾値電圧とを設定する閾値設定部と、
測定した前記端子電圧と前記第1閾値電圧とを比較して、前記第1スイッチング素子が導通状態である第1オン時間を求め、且つ、測定した前記端子電圧と前記第2閾値電圧とを比較して、前記第2スイッチング素子が導通状態である第2オン時間を求めるオン時間検出部と、を有し、
前記駆動信号出力部は、前記第1オン時間と前記第2オン時間との比率が、前記第1閉回路に含まれる二次電池の数と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記駆動信号をフィードバック制御する、ことを特徴とする請求項1又は2記載の残存容量均一化装置。 - 複数の組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置セットであって、
前記組電池の各々について、請求項1記載の前記残存容量均一化装置が設けられ、
隣接する組電池どうしが、少なくとも1つの二次電池を共有する、ことを特徴とする残存容量均一化装置セット。 - 組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化方法であって、
前記組電池の互いに隣接した二次電池の間の基準ノードに一端が接続したインダクタンスと、前記インダクタンスの他端に一端が接続した第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも高電位側に接続された各二次電池の高電位側ノードから選択された1つの高電位側ノードとを接続する第1切替えスイッチと、前記選択された高電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池と、を含む第1閉回路を形成し、
前記インダクタンスと、前記インダクタンスの他端に一端が接続した第2スイッチング素子と、前記第2スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも低電位側に接続された各二次電池の低電位側ノードから選択された1つの低電位側ノードとを接続する第2切替えスイッチと、前記選択された低電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池と、を含む第2閉回路を形成し、
前記第1切替えスイッチの接続する高電位側ノードを次々に切替え、且つ、前記第2切替えスイッチの接続する低電位側ノードを次々に切り替え、
前記第1及び第2切替えスイッチの接続する高電位側ノード及び低電位側ノードによってそれぞれ決定される前記第1及び第2閉回路の組合せごとに、所定期間、前記第1スイッチング素子の導通時間と前記第2スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第1閉回路に含まれる二次電池の数と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせ、
前記第1切替えスイッチの接続する高電位側ノード及び第2切替えスイッチの接続する低電位側ノードを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化方法。 - 組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置であって、
前記組電池の最高電位端子に、一端が接続した第1スイッチング素子と、
前記組電池の最低電位端子に、一端が接続した第2スイッチング素子と、
前記第1及び第2スイッチング素子の他端に、一端が接続したインダクタンスと、
前記インダクタンスの他端と前記複数の二次電池の間の各ノードとを接続することができる切替えスイッチ群と、
前記第1及び第2スイッチング素子及び前記切替えスイッチ群のオン/オフを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記切替えスイッチ群から切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された切替えスイッチ、当該切替えスイッチと接続したノードよりも高電位側に接続された二次電池、前記第1スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第1閉回路を形成すると共に、選択された切替えスイッチ、当該切替えスイッチと接続したノードよりも低電位側に接続された二次電池、前記第2スイッチング素子、及び前記インダクタンスを含む第2閉回路を形成し、
前記選択ノードの選択によって決定される前記第1及び第2閉回路の組合せごとに所定期間、前記第1スイッチング素子の導通時間と前記第2スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第1閉回路に含まれる二次電池の数と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせ、
前記切替えスイッチ群から切替えスイッチを次々に選択するサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化装置。 - 前記制御部は、前記第1及び第2閉回路の組合せごとに、前記所定期間中、前記第1スイッチング素子の導通時間と前記第2スイッチング素子の導通時間との比率を維持したまま、前記第1及び第2スイッチング素子のオン/オフ1周期あたりの前記第1及び第2スイッチング素子のそれぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くする、ことを特徴とする請求項6記載の残存容量均一化装置。
- 前記制御部は、前記第1及び第2スイッチング素子のオン/オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と、
前記インダクタンスの他端の端子電圧を測定する電圧測定部と、
前記第1及び第2スイッチング素子が同時に非導通時の前記端子電圧を中間電位とし、前記中間電位に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第1閾値電圧と、前記中間電位に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第2閾値電圧とを設定する閾値設定部と、
測定した前記端子電圧と前記第1閾値電圧とを比較して、前記第1スイッチング素子が導通状態である第1オン時間を求め、且つ、測定した前記端子電圧と前記第2閾値電圧とを比較して、前記第2スイッチング素子が導通状態である第2オン時間を求めるオン時間検出部と、を有し、
前記駆動信号出力部は、前記第1オン時間と前記第2オン時間との比率が、前記第1閉回路に含まれる二次電池の数と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記駆動信号をフィードバック制御する、ことを特徴とする請求項6又は7記載の残存容量均一化装置。 - 複数の組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置セットであって、
前記組電池の各々について、請求項6記載の前記残存容量均一化装置が設けられ、
隣接する組電池どうしが、少なくとも1つの二次電池を共有する、ことを特徴とする残存容量均一化装置セット。 - 組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化方法であって、
前記組電池の最高電位端子に一端が接続した第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子の他端に一端が接続したインダクタンスと、前記インダクタンスの他端と前記二次電池の間の各ノードから選択された1つの選択ノードとを接続する切替えスイッチと、前記選択ノードよりも高電位側に接続された二次電池とを含む第1閉回路を形成し、
前記組電池の最低電位端子に一端が接続した第2スイッチング素子と、前記第2スイッチング素子の他端に一端が接続した前記インダクタンスと、前記切替えスイッチ群と、前記選択ノードよりも低電位側に接続された二次電池とを含む第2閉回路を形成し、
前記切替えスイッチの接続する選択ノードを次々に切替え、
前記選択ノードの選択によって決定される前記第1及び第2閉回路の組合せごとに所定期間、前記第1スイッチング素子の導通時間と前記第2スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第1閉回路に含まれる二次電池の数と前記第2閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第1及び第2スイッチング素子を交互にオン/オフさせ、
前記切替えスイッチの接続する選択ノードを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013198276A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Evtd Co Ltd | バランス補正装置および蓄電システム |
WO2014115713A1 (ja) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Fdk株式会社 | バランス補正装置及び蓄電装置 |
WO2014141989A1 (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 株式会社豊田自動織機 | 電圧均等化装置及び電圧均等化方法 |
JP2015033237A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 住友電気工業株式会社 | 蓄電装置、充電方法及び放電方法 |
JP2015181333A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-10-15 | 株式会社リコー | 蓄電状態調整回路、蓄電状態調整装置、蓄電池パック及びスイッチ回路の制御方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2962864B1 (fr) * | 2010-07-16 | 2012-08-17 | Converteam Technology Ltd | Dispositif d'equilibrage de la tension aux bornes d'un condensateur d'un ensemble de condensateurs, et systeme de conversion de tension comportant un tel dispositif d'equilibrage |
JP6073686B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2017-02-01 | 三洋電機株式会社 | 電池の劣化度の検出方法 |
CN106848444A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-06-13 | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | 一种电池组降压方法及降压电路 |
EP3555948B1 (en) | 2016-12-16 | 2023-05-10 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery pack switch |
WO2018112454A2 (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery pack interface |
AU2018240551B2 (en) | 2017-03-24 | 2021-07-22 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Terminal configuration for a battery pack |
TWM578899U (zh) | 2017-06-30 | 2019-06-01 | 美商米沃奇電子工具公司 | 電氣組合、動力工具系統、電動馬達總成、電動馬達、電池組以及馬達總成 |
CN107757411A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-03-06 | 刘永红 | 一种具有可拆卸式电池组的电动汽车 |
USD887980S1 (en) | 2018-02-16 | 2020-06-23 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Interface portion of a battery pack |
US11239670B2 (en) * | 2018-09-16 | 2022-02-01 | Richard Landry Gray | Cell balancing battery module and electrical apparatus |
CN110034597B (zh) * | 2019-04-18 | 2024-03-22 | 华南理工大学 | 基于LC双极性谐振的Cells-to-Cells均衡电路及其控制方法 |
EP3790149A1 (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-10 | Aptiv Technologies Limited | Backup power supply system |
JP7415145B2 (ja) | 2019-12-16 | 2024-01-17 | 株式会社今仙電機製作所 | 車両用電源装置 |
CN113794251B (zh) * | 2021-09-03 | 2023-10-27 | 华南理工大学 | 退役动力电池组的分层均衡电路及实现方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07322516A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-08 | Okamura Kenkyusho:Kk | 電池の充電制御装置及び方法 |
JPH10257683A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | 組電池の充放電回路 |
JP2001008374A (ja) * | 1999-05-27 | 2001-01-12 | Lockheed Martin Corp | 自律電池等化回路 |
JP2001185229A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Fdk Corp | 直列接続された2次電池のバランス補正方法および装置 |
JP2006067742A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Fdk Corp | 直列接続した2次電池のバランス補正装置およびその補正方法 |
JP2010154628A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fdk Corp | 蓄電モジュールの電圧補正制御方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6841971B1 (en) * | 2002-05-29 | 2005-01-11 | Alpha Technologies, Inc. | Charge balancing systems and methods |
US7245108B2 (en) * | 2002-11-25 | 2007-07-17 | Tiax Llc | System and method for balancing state of charge among series-connected electrical energy storage units |
US7352154B2 (en) * | 2004-01-14 | 2008-04-01 | Vanner, Inc. | Electrical system control for a vehicle |
JP4805781B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2011-11-02 | 三恭金属株式会社 | 燃料タンクキャップ |
-
2010
- 2010-07-16 JP JP2010161801A patent/JP5070319B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2011
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- 2011-07-15 CN CN201110206173.5A patent/CN102340160B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07322516A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-08 | Okamura Kenkyusho:Kk | 電池の充電制御装置及び方法 |
JPH10257683A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | 組電池の充放電回路 |
JP2001008374A (ja) * | 1999-05-27 | 2001-01-12 | Lockheed Martin Corp | 自律電池等化回路 |
JP2001185229A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Fdk Corp | 直列接続された2次電池のバランス補正方法および装置 |
JP2006067742A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Fdk Corp | 直列接続した2次電池のバランス補正装置およびその補正方法 |
JP2010154628A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fdk Corp | 蓄電モジュールの電圧補正制御方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013198276A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Evtd Co Ltd | バランス補正装置および蓄電システム |
WO2014115713A1 (ja) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Fdk株式会社 | バランス補正装置及び蓄電装置 |
JP2014147148A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-08-14 | Fdk Corp | バランス補正装置及び蓄電装置 |
WO2014141989A1 (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 株式会社豊田自動織機 | 電圧均等化装置及び電圧均等化方法 |
JP2015033237A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 住友電気工業株式会社 | 蓄電装置、充電方法及び放電方法 |
JP2015181333A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-10-15 | 株式会社リコー | 蓄電状態調整回路、蓄電状態調整装置、蓄電池パック及びスイッチ回路の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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