JP2012533979A - ハイブリッドバッテリシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
1.個々の要請を満たすために本来必要であろうよりも大きな数のバッテリセルが接続される場合には、バッテリにより駆動される素子の様々な駆動状態のために、提供される駆動電圧、最大電力、及び、蓄えられたエネルギーについての条件が出され、当該条件が1つにまとめられる。このことにより、値段、及び、特に、電気自動車の場合に障害となるバッテリシステムの重量及び体積が増加する。
Claims (10)
- バッテリシステムのためのエネルギー変換器であって、前記エネルギー変換器は、それぞれが第1の入力口及び第2の入力口(32−1、32−2)並びに第1の出力口及び第2の出力口(33−1、33−2)を有する複数のDC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)を備え、前記DC/DCコンバータのうちの第1のDC/DCコンバータ(21−1、41−1)の前記第1の出力口(33−1)は、前記エネルギー変換器の第1の出力口(23−1、43−1)と接続され、及び、前記DC/DCコンバータのうちの最終コンバータ(21−n、41−n)の前記第2の出力口(33−2)は、前記エネルギー変換器の第2の出力口(23−2、43−2)と接続され、前記第1の入力口及び第2の入力口(32−1、32−2)は、バッテリモジュール(20−1、20−2、20−n、30、40−1、40−2、40−n)の接続のために構成され、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)は出力側で直列に接続される、前記エネルギー変換器において、
複数の第1のダイオード(22−2、22−n、42−2、42−n)であって、前記複数の第1のダイオードのそれぞれが、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)のうちの1のDC/DCコンバータの前記第1の入力口(32−1)と接続された陽極、及び、他のDC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第2の入力口(32−2)と接続された陰極を有し、従って、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)は入力側で直列に接続される、前記複数の第1のダイオードと、
前記DC/DCコンバータのうちの前記第1のDC/DCコンバータ(21−1、41−1)の前記第1の入力口(32−1)と接続された陽極、及び、前記エネルギー変換器の前記第1の出力口(23−1、43−1)と接続された陰極を有する第2のダイオード(22−1、42−1)と、
を特徴とする、エネルギー変換器。 - 複数の第1の分離スイッチ(24−1、24−2、24−n、44−1、44−2、44−n)であって、前記バッテリモジュール(20−1、20−2、20−n、30、40−1、40−2、40−n)は、前記第1の分離スイッチ(24−1、24−2、24−n、44−1、44−2、44−n)のうちの各第1の分離スイッチを介して、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)と接続可能である、前記複数の第1の分離スイッチを特徴とする、請求項1に記載のエネルギー変換器。
- 前記第1の分離スイッチ(24−1、24−2、24−n、44−1、44−2、44−n)は、継電器として実現される、請求項2に記載のエネルギー変換器。
- 複数の第2の分離スイッチ(45−1、45−2、45−3)であって、前記複数の第2の分離スイッチのうちの各第2の分離スイッチは、第1のダイオード(22−2、22−n、42−2、42−n)及び第2のダイオード(22−1、42−1)と直列に接続され、かつ、各DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の第1の出力口(33−1)を、前記各DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第1の入力口(32−1)から分離するように構成される、前記複数の第2の分離スイッチを特徴とする、請求項2又は3に記載のエネルギー変換器。
- 前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)は、非絶縁型の双方向DC/DCコンバータ、好適に昇圧型コンバータ/降圧型コンバータ、又は、バック−ブーストコンバータとして実現される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエネルギー変換器。
- 前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)はそれぞれ、コイル(L1)と、第1〜第4のスイッチ(S1、S2、S3、S4)と、前記第1〜第4のスイッチ(S1、S2、S3、S4)の制御のためのコントローラと、を有し、前記第1のスイッチ(S1)は、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の第1の入力口(32−1)と、前記コイル(L1)の第1の端子と、を接続し、第2のスイッチ(S2)は、前記コイル(L1)の前記第1の端子と、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第2の入力口(32−2)と、を接続し、第3のスイッチ(S3)は、前記コイル(L1)の第2の端子と、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第2の入力口(32−2)と、を接続し、第4のスイッチ(S4)は、前記コイル(L1)の前記第2の端子と、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第1の出力口(33−1)と、を接続する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエネルギー変換器。
- 各コントローラは、第1の制御信号のための第1の制御入力口を有し、前記第1の制御信号の受信に応じて、前記第3のスイッチ(S3)と前記第4のスイッチ(S4)の閉鎖により、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第1の出力口(33−1)を、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第2の出力口(33−2)と電気的に接続し、かつ、前記第1のスイッチ(S1)の開放により、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第1の入力口(32−1)を分離するように構成される、請求項6に記載のエネルギー交換器。
- 各コントローラは、第2の制御信号のための第2の制御入力口を有し、前記第2の制御信号の受信に応じて、前記DC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第1の出力口と前記第2の出力口(33−1、33−2)との間の電圧を上げるように構成される、請求項6又は7に記載のエネルギー変換器。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のエネルギー変換器と、複数のバッテリモジュール(20−1、20−2、20−n、30、40−1、40−2、40−n)と、を備えるバッテリシステムであって、前記複数のバッテリモジュールはそれぞれ、少なくとも1つのバッテリセル(30−1、30−2、・・・、30−n)を有し、自身のバッテリ端子が、前記エネルギー変換器のDC/DCコンバータ(21−1、21−2、21−n、31、41−1、41−2、41−n)の前記第1の入力口及び前記第2の入力口(32−1、32−2)のうちの対応する入力口と着脱可能に接続される、バッテリシステム。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のエネルギー変換器を備えた車両。
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