JP2013094045A - 電池の充電のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池充電システムは、電池充電器と電池管理ユニットとを含む。電池管理ユニットは、各電池セルの充電を制御するための複数の平衡用回路を含む。電池充電システムは、各電池セルの電圧に応じて異なる段階で電池を充電することができる。
【選択図】図1
Description
電池管理ユニット202の平衡用抵抗Riは、好ましくは同じである、すなわち、
R1=R2=R3=・・・=RN=R
である。
各セルの電圧は、
Vcell1≒Vcell2≒・・・≒Vcelln≒・・・≒VcellN≒Vcell-avg
として示され、ただしVcell-avgは、各電池セルについての平均電圧である。
1つの単一電池セルについての最良一定充電電圧は、Vcell-cvとして示され、
1つの単一電池セルについての最良浮動充電電圧は、Vcell-fcとして示される。
各平衡用回路によって提供される最大バイパス電流は、
各電池セルについての最大充電電流は、iCh-maxである。
電池充電器102によって提供される充電電流は、ichargeである。
iE-max<icharge-i<iCh-max
である。
102 本発明による電池充電器
104 力率補正(PFC)ユニット
106 ゼロ電圧スイッチ(ZVS)ユニット
108 マイクロコントローラ(MCU)
110 温度センサー
116 電圧バッファー
117 電流バッファー
118 バッファー
120 通信バス
200 電池充電器の説明図
202 電池管理(BM)ユニット
204 電池
206 平衡用回路
208 平衡用回路
210 平衡用回路
212 平衡用回路
214 電池セル
216 電池セル
218 電池セル
220 電池セル
222 電池充電システム
300 バイパス回路の説明図
302 バイパス回路
304 バイパス回路
306 バイパス回路
308 バイパス回路
400 電池の充電の説明図
500 電池充電電圧および電池充電電流を例示するチャート
502 電池充電電圧
504 電池充電電流
506 第1の段階
508 第2の段階
510 第3の段階
512 第4の段階
600 電池電圧および充電電流を例示する説明図
602a 充電電流
604a 充電電流
606a 充電電流
608a 充電電流
610a 充電電流
612a 充電電流
602b 充電電圧
604b 充電電圧
606b 充電電圧
608b 充電電圧
610b 充電電圧
612b 充電電圧
700 図7でのチャート
800 電池充電システムの動作のための流れ図
802 電池を一定充電電流モードで充電するステップ
804 各電池セルについての充電状態を常に監視するステップ
806 いくつかの電池セルを一定電流でかついくつかの電池セルを一定電圧で充電するステップ
808 すべての電池セルが最良一定充電電圧に達したかどうかを判断するステップ
810 最良一定充電電圧の下ですべての電池セルを充電するステップ
812 充電電流が所定の値以下であるかどうかを判断するステップ
814 浮動電圧の下で電池セルを充電するステップ
Claims (16)
- 充電電流を出力するための電池充電器と、
電池充電動作中の各電池セルの状態を監視し、前記状態を前記電池充電器に伝達するための、前記電池充電器と通信する電池管理ユニットとを含む、多重電池セルを備える電池を充電するための電池充電システムであって、
前記電池管理ユニットは、複数の平衡用回路をさらに含み、各平衡用回路は、平衡用スイッチを備えるバイパス回路を有し、各平衡用回路は、前記電池管理ユニットによって独立に制御される、電池充電システム。 - 前記電池充電器は、
電圧源に接続するための力率補正ユニットと、
充電電流を出力するためのゼロ電圧スイッチと、
前記状態を受け取り、前記ゼロ電圧スイッチおよび前記電池管理ユニットを制御するためのマイクロコントローラとをさらに含む、請求項1に記載の制御システム。 - 平衡用回路のための前記バイパス回路は、前記対応する平衡用回路のための前記平衡用スイッチが閉じているとき確立される、請求項1に記載の制御システム。
- 前記電池充電器は、4つの段階で動作するように構成される、請求項1に記載の制御システム。
- 前記4つの段階は、一定充電電流段階、一定充電電圧段階、浮動充電電圧段階、および部分的一定充電電流段階を含む、請求項4に記載の制御システム。
- 前記一定充電電流段階の間、前記電池管理ユニットは、あらゆる平衡用スイッチを開くように構成される、請求項5に記載の制御システム。
- 前記部分的一定充電電流段階には、最初の電池セルの電圧が所定の値に達するときに入る、請求項5に記載の制御システム。
- 前記一定充電電圧段階には、各平衡用回路の前記平衡用スイッチが少なくとも一度閉じたときに入る、請求項5に記載の制御システム。
- 前記浮動充電電圧段階には、前記充電電流が前記電池の製造業者によって事前定義された値未満であるときに入る、請求項5に記載の制御システム。
- 前記浮動充電電圧段階には、前記電池管理ユニットがあらゆる平衡用スイッチを少なくとも一度閉じるように構成されるときに入る、請求項5に記載の制御システム。
- 電池充電器によって、充電電流を複数の電池セルに提供するステップであって、前記充電電流は一定である、ステップと、
電池管理ユニットによって、各電池セルからの電圧を監視するステップと、
もし電池セルについての前記電圧が所定の値に達したならば、前記電池セルのためのバイパス回路を確立するステップと、
もしすべての前記電池セルのための前記バイパス回路が確立されたならば、前記電池充電器によって、一定充電電圧を前記複数の電池セルに提供するステップと、
もし前記充電電流が電池のための所定の値未満であるならば、マイクロコントローラによって、前記電池管理ユニットから受け取る状態に従って前記電池充電器によって提供される充電電圧を調整するステップとを含む、前記複数の電池セルを備える前記電池を充電するための方法。 - 前記電池管理ユニットによって、その電圧が前記所定の値に達した前記電池セルのための平衡用スイッチを閉じるステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記電池管理ユニットによって、その電圧が前記所定の値よりも下に低下した前記電池セルのための前記平衡用スイッチを開くステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 電池セルのための平衡用スイッチをその電池セルの前記電圧に従って開閉するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 複数の平衡用回路を含む、多重電池セルを備える電池を充電することを制御するための電池管理デバイスであって、各平衡用回路は、電池セルに接続され、各平衡用回路は、
平衡用スイッチと、
平衡用抵抗とをさらに含み、
前記平衡用スイッチおよび平衡用抵抗は、バイパス回路を形成し、各平衡用スイッチは、他の平衡用スイッチから独立に制御でき、各バイパス回路は、各平衡用回路について独立に確立できる、電池管理デバイス。 - 前記電池管理デバイスは、電池充電器からの情報を送受信する、請求項11に記載の電池管理デバイス。
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