JP2012523214A - 再充電可能なバッテリスタックの電力管理回路 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
Claims (15)
- 電荷平衡化システムであって、
直列接続された第1のスイッチおよび第2のスイッチと、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチの間に接続された第1端部を有するインダクタンスとをそれぞれ有するN個の回路と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチを制御する制御信号を出力する制御モジュールと
を備え、
前記N個の回路のうちの第1の回路の前記インダクタンスの第2端部が、バッテリスタックの2N個の直列接続された電池に含まれる第1の対のうちの2つの電池の間に接続されており、前記N個の回路のうちの前記第1の回路の前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチは、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対に並列接続されており、
前記制御モジュールは、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記2つの電池それぞれの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記2つの電池の間で前記インダクタンスを経由して電荷を転送し、
Nは1以上の整数である
電荷平衡化システム。 - 前記制御モジュールは、前記バッテリスタックの充電サイクルおよび放電サイクルのうち少なくとも一方の間に、前記制御信号のデューティサイクルに基づいて、前記インダクタンスを経由して、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記2つの電池の間で電荷を転送する請求項1に記載の電荷平衡化システム。
- 前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの第1の電池が、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの第2の電池より速く充電される場合、前記制御モジュールは、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第1の電池からの第1の電荷を、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第2の電池へ、前記制御信号のデューティサイクルに基づいて、前記インダクタンスを経由して転送する請求項1に記載の電荷平衡化システム。
- 前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第1の電池の充電状態が、第1の予め定められた閾値だけ、完全に充電された状態より低い場合に、前記制御モジュールが前記第1の電荷を転送する請求項3に記載の電荷平衡化システム。
- 前記充電状態が、第2の予め定められた閾値だけ、完全に充電された状態より大きい場合に、放電サイクル中に前記制御モジュールが前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第2の電池からの第2の電荷を、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第1の電池に転送する請求項4に記載の電荷平衡化システム。
- 前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第1の電池の第1の出力電圧が、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記第2の電池の第2の出力電圧より大きくなるまで、前記制御モジュールが前記第2の電荷を転送する請求項5に記載の電荷平衡化システム。
- 前記制御モジュールは、前記バッテリスタックの充電サイクルおよび放電サイクルのうち少なくとも一方の間に、前記バッテリスタックの出力電圧に基づいて、前記制御信号のデューティサイクルを調節する請求項1に記載の電荷平衡化システム。
- 電圧検知モジュールをさらに備え、
前記電圧検知モジュールは、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対における第1の電圧を検知し、前記インダクタンスの前記第2端部における第2の電圧を検知し、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対のうちの前記2つの電池の出力電圧それぞれを、前記第1の電圧および前記第2の電圧に基づいて求める請求項1に記載の電荷平衡化システム。 - 前記制御モジュールは、前記バッテリスタックの充電サイクルおよび放電サイクルのうち少なくとも一方の間に、前記出力電圧の少なくとも一方に基づいて、前記制御信号のデューティサイクルを調節する請求項8に記載の電荷平衡化システム。
- 信号生成モジュールをさらに備え、
前記信号生成モジュールは、前記制御信号を生成し、前記制御モジュールが求めたデューティサイクルに基づいて前記制御信号のパルス幅を変調する請求項1に記載の電荷平衡化システム。 - 前記バッテリスタックの出力電圧が予め定められた電圧を下回って低下したときに、前記バッテリスタックを接続停止する制御スイッチをさらに備える請求項1に記載の電荷平衡化システム。
- Nが3以上の値である場合、
前記N個の回路のうちの第2の回路のインダクタンスの第2端部を、前記バッテリスタックの2N個の直列接続された電池に含まれる第2の対のうちの2つの電池の間に接続し、
前記N個の回路のうちの前記第2の回路の第1のスイッチおよび第2のスイッチを、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第2の対に並列接続し、
前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対および前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第2の対を直列接続し、
前記N個の回路のうちの第1の回路の前記第2のスイッチを、前記N個の回路のうちの第2の回路の前記第1のスイッチに接続する請求項1に記載の電荷平衡化システム。 - 前記N個の回路のうちの第3の回路のインダクタンスの第2端部を、前記N個の回路のうちの前記第1の回路および前記第2の回路の前記第2のスイッチおよび前記第1のスイッチの間にそれぞれ接続し、
前記N個の回路のうちの第3の回路の第1のスイッチおよび第2のスイッチを、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対および前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第2の対に並列接続する請求項12に記載の電荷平衡化システム。 - Nが5以上の値である場合、
前記N個の回路のうちの第4の回路のインダクタンスの第2端部を、前記バッテリスタックの2N個の直列接続された電池に含まれる第3の対のうちの2つの電池の間に接続し、
前記N個の回路のうちの前記第4の回路の第1のスイッチおよび第2のスイッチを、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第3の対に並列接続し、
前記N個の回路のうちの第4の回路の前記第2のスイッチを、前記N個の回路のうちの前記第1の回路の前記第1のスイッチに接続し、
前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第3の対を、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対および前記2N個の直列接続された電池に含まれる第2の対に直列接続する請求項13に記載の電荷平衡化システム。 - 前記N個の回路のうちの第5の回路のインダクタンスの第2端部を、前記N個のうちの前記第4の回路および前記第1の回路の前記第2のスイッチおよび前記第1のスイッチの間にそれぞれ接続し、
前記N個の回路のうちの前記第5の回路の第1のスイッチおよび第2のスイッチを、前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第3の対および前記2N個の直列接続された電池に含まれる前記第1の対に並列接続する請求項14に記載の電荷平衡化システム。
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