JP2014166142A - フル機能のモジュール化機能ブロックの補助により電源装置をコントロールする方法及び装置 - Google Patents

フル機能のモジュール化機能ブロックの補助により電源装置をコントロールする方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】フル機能のモジュール化機能ブロックの補助により電源装置をコントロールする方法及び装置を提供する。
【解決手段】直列に接続された一組のバッテリーモジュールＢＭ中の少なくとも一つのバッテリーモジュールを包含し、各該バッテリーモジュールは、バッテリーセル、処理回路、及びバランシング回路を包含し、該バランシング回路は前述のバッテリーセル及び前述の処理回路に電気的に接続される。さらに、前述の処理回路のコントロールの下で、前述のバランシング回路は、前述のバッテリーセルのバランシングを行なう。さらに、前述のバランシング回路は、前述の処理回路にバイアス電圧を提供し、前述の処理回路は前述のバランシング回路より電力を得る。
【選択図】図１

Description

この出願はアメリカ合衆国出願第６１／７６９７５４号を先の出願とする優先権を主張し、それは２０１３年２月２７日に出願されて、ここにその内容が含まれることを参考までに申し述べる。
本発明は電源装置に係り、さらに詳しくは、電源装置をコントロールする方法、及び関係する装置に関する。
伝統的な電源装置（たとえば冗長電源装置）は通常、伝統的な電源装置内でバッテリー動作をコントロールするために特殊目的のコントロール回路が配置されている。関係技術によると、伝統的な電源装置内のコントロール回路は特定の設計を必要とするため、ある問題が起こり得る。たとえば、伝統的な電源装置の仕様はさまざまであり、コントロール回路はそれにともない調整される必要があり、その結果、関係コストが増加する。他の例では、コントロール回路の設計が使用者の必要によりアップデートされるとき、伝統的な電源装置内の機械素子（たとえば、ケース）もそれに伴い変更されなければならず、その結果、関係コストが増加する。このように、好ましくない副作用をもたらすことなく伝統的な電源装置のコントロールを強化し、基本的な構造を改善するための新規な方法が必要とされている。
ゆえに、本発明の目的は、電源装置をコントロールするための方法を提供し、及び、関係する装置を提供し、上述の問題を解決することにある。
本発明のもう一つの目的は、電源装置をコントロールする方法を提供し、及び関係する装置を提供し、設定可能なバッテリーシステムを実行し、及び、簡単なシステム構成というゴールを達成することにある。
本発明の少なくとも一つの好ましい実施例によると、電源装置をコントロールする装置が提供され、該装置は、該電源装置の少なくとも一部を包含する。さらに詳しくは、該装置は少なくとも一つのバッテリーモジュールを包含し、各該バッテリーモジュールは、該電源装置内で直列に接続された一組のバッテリーモジュール中の一つのバッテリーモジュールであり、該組のバッテリーモジュール中の各バッテリーモジュールは少なくとも一つのバッテリーセル、少なくとも一つの処理回路、及び少なくとも一つのバランシング回路を包含し、該バランシング回路は前述の少なくとも一つのバッテリーセル及び前述の少なくとも一つの処理回路に電気的に接続される。前述の少なくとも一つの処理回路は、前述の該組のバッテリーモジュール中の各バッテリーモジュールの動作をコントロールするために配置される。さらに、前述の少なくとも一つの処理回路のコントロールの下で、前述の少なくとも一つのバランシング回路は、前述の少なくとも一つのバッテリーセルのバランシングを行なう。さらに、前述の少なくとも一つのバランシング回路は、前述の少なくとも一つの処理回路にバイアス電圧を提供し、及び、前述の少なくとも一つの処理回路は前述の少なくとも一つのバランシング回路より電力を得る。
本発明の少なくとも一つの好ましい実施例により、電源装置をコントロールする方法が提供される。該方法は、電源装置内の直列に接続された一組のバッテリーモジュール中の特定のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバランシング回路を利用して、該特定のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーセルのバランシングを実行するステップ、及び、該少なくとも一つのバランシング回路を利用して、該特定のバッテリーモジュールの少なくとも一つの処理回路にバイアス電圧を提供するステップを包含し、そのうち、該少なくとも一つの処理回路は該少なくとも一つのバランシング回路より電力を得て、該特定のバッテリーモジュールの動作をコントロールするために配置される。
本発明の電源装置をコントロールする方法及び装置の長所は、複数のバッテリーモジュール間の自動バランシングを、好ましくない副作用をもたらすことなく実現できることにある。さらに、提供される方法及び装置は、該バッテリーモジュールの数により制限されず、複数のバッテリーモジュールを具えた電源装置の自己バランシングを実現できる。こうして、提供される方法及び装置により実行される電源装置は、非常に高い出力電圧を提供でき、及び弱いバッテリーモジュールにおける厳重な短命の問題は起こらない。
提供される方法及び装置は、電源装置の生産、試験、設置、使用、サービス（たとえば失効したバッテリーモジュールの交換）、及び又は柔軟なプロモーション（たとえば、少なくとも一つのバッテリーモジュールを追加或いは除去することによる出力仕様の変更）に有効である。さらに、本発明の方法及び装置に基づき、電源装置は簡単に実施及び設計される。各機能ブロック（たとえばバッテリーモジュール、パワーモジュール、或いは集積モジュールのいずれか）はフル機能のモジュール化機能ブロックであるため、容易なシステム設計の目標は達成され得て、関係コストは節約され得る。ブロックバランシング機能及びバイアス回路はモジュール中にビルトインされるため、電源装置が異なるシステムに設計される（たとえばバッテリーモジュールの数が変更される）ときに、異なる要求に対応するため機能ブロックを再設計する必要がない。
本発明のこれらの及び他の目的は、各種図面において示される以下の好ましい実施例の詳細な説明を読むことで、この技術における通常の知識を有する者にとって明らかとなることは疑いがない。
本発明の第１実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一つのバッテリーモジュールを包含する。 本発明の第２実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一つのパワーモジュールを包含する。 本発明の第３実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一つの集積モジュールを包含する。 本発明の第４実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一組のバッテリーモジュールと一つのパワーモジュールを包含する。 本発明の第５実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一組のバッテリーモジュールと一つの集積モジュールを包含する。 本発明の実施例による電源装置をコントロールする装置の図である。 本発明の実施例による図６に示される複数のバランシング回路中の一つの実施の細部表示図である。 本発明の実施例による図６に示される複数の処理回路中の一つの実施の細部表示図である。 本発明の実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は、複数のブランチを包含し、各ブランチは、一組のバッテリーモジュールと一つの集積モジュールを包含する。 本発明の実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は、複数のブランチを包含し、各ブランチは、一組のバッテリーモジュールと一つのパワーモジュールを包含する。
本発明の第１実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一つのバッテリーモジュールＢＭを包含し、それは電源装置の一部とされ得て、該バッテリーモジュールＢＭはまた、バッテリーブロック（ＢＢ）と称され得る。該バッテリーモジュールＢＭは、図１の左半部に示されるバッテリーセルのような、少なくとも一つのバッテリーセル（たとえば一つ或いはそれより多くのバッテリーセル）を包含し、及びバッテリーモジュールＢＭの動作をコントロールするため配置された少なくとも一つの処理回路を包含し、及び、さらに前述の少なくとも一つのバッテリーセルと前述の少なくとも一つの処理回路を電気的に接続する少なくとも一つのバランシング回路を包含し、前述の少なくとも一つの処理回路のコントロールの下で、前述の少なくとも一つのバランシング回路は前述のバッテリーモジュールＢＭの少なくとも一つのバッテリーセルのバランシングを実行する。たとえば、前述の少なくとも一つのバランシング回路は、パッシブバランシング回路を包含し（”Ｐａｓｓｉｖｅ Ｂａｌａｎｃｉｎｇ”と図１中で表示されている）、及びさらに、アクティブブロックバランシング及びバイアス回路（”Ａｃｔｉｖｅ Ｂｌｏｃｋ Ｂａｌａｎｃｉｎｇ＋Ｂｉａｓ”と図１中で表示されている）のようなアクティブバランシング回路を包含し、及び、前述の少なくとも一つの処理回路は、デジタルコミュニケーションコントロール回路（”Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍ”と図１中で表示されている）とブロックマネジメントサービス（ＢＭＳ）回路（"ＢＭＳ”と図１中で表示されている）を包含する。さらに、該バッテリーモジュールＢＭは、デジタルインタフェースとアナログインタフェースを包含し、それらは一つ以上の他のモジュールと、該電源装置内でコミュニケートするために配置され、これにより該バッテリーモジュールＢＭはデジタル信号及びアナログ信号を使用できる。
この実施例によると、パッシブバランシング回路が、バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルのパッシブバランシングを実行するために配置される。たとえば、ＢＭＳ回路のコントロールの下で、該パッシブバランシング回路は、バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルの間のパッシブバランシングを実行し、さらに詳しくは、該バッテリーモジュールの複数のバッテリーセル中、特定のバッテリーセルの電圧降下が他のバッテリーセルよりも高い状況で、該バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルのうちの該特定のバッテリーセルからエネルギーを動的に除去する。これは説明のための例であって、本発明を制限するためのものではない。この実施例の変化例によると、該パッシブバランシング回路は、該電源装置内のバッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルの総電圧の降下が、少なくとも一つの他のモジュールの総電圧の降下（たとえば、別のバッテリーモジュールのバッテリーセルの総電圧の降下、或いは”バッテリーモジュール”と称されない特殊なモジュール内のバッテリーセルの総電圧の降下）より高い状況で、該バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルよりエネルギーを動的に除去する。
さらに、この実施例によると、アクティブブロックバランシング及びバイアス回路のような、アクティブバランシング回路が、該バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルのアクティブバランシングを実行するために配置される。たとえば、電源装置のシステムコントロール回路のコントロールの下で、該アクティブブロックバランシング及びバイアス回路のようなアクティブバランシング回路は、電源装置内で、該バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセル及び少なくとも一つの他のモジュール（たとえば、他のバッテリーモジュール、或いは”バッテリーモジュール”と称されない特殊なモジュール）のそれとの間のアクティブバランシングを実行し、さらに詳しくは、動的にバッテリーモジュールＢＭ（さらに詳しくは、バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセル）よりエネルギーを集め、前述の少なくとも一つの他のモジュールに再配分するか、或いは前述の少なくとも一つの他のモジュールよりエネルギーを集めてエネルギーをバッテリーモジュールＢＭ（さらに詳しくは、バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセル）に再配分する。これは説明のための例であり、本発明を制限するためのものではない。この実施例の変化例によると、アクティブバランシング回路、たとえばアクティブブロックバランシング及びバイアス回路は、バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセル間のアクティブバランシングを実行する。さらに詳しくは、この実施例において、該アクティブブロックバランシング及びバイアス回路は、さらに、前述のバッテリーモジュールＢＭの少なくとも一つの処理回路に、バイアス電圧を提供するために配置され、前述のバッテリーモジュールＢＭの少なくとも一つの処理回路は、該アクティブブロックバランシング及びバイアス回路より電力を得る。
さらに、前述の少なくとも一つの処理回路は、バッテリーモジュールＢＭのコントロール操作のために配置される。たとえば、該デジタルコミュニケーションコントロール回路はバッテリーモジュールＢＭ（さらに詳しくは、該バッテリーモジュールＢＭの該ＢＭＳ回路）のデジタルコミュニケーションコントロールを実行する。他の例では、該ＢＭＳ回路はバッテリーモジュールＢＭの各バッテリーセルの端子での電圧レベルを検出し、前述の少なくとも一つのバランシング回路の少なくとも一部（たとえば一部或いは全部）、たとえば、前述のパッシブバランシング回路の少なくとも一部（たとえば一部或いは全部）及び又は前述のアクティブバランシング回路の少なくとも一部（たとえば一部或いは全部）をイネーブル或いはディスエーブルし、それは電圧レベル（たとえばバッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルの端子での電圧レベル）の検出の結果に基づく。
実際には、バッテリーモジュールＢＭはバッテリーモジュールＢＭの部品（たとえばバッテリーセル及び内部回路）を保護するために配置されたケースを包含する。たとえば、バッテリーセルの外部端子ＢＢ＋及びＢＢ−はバッテリーモジュールＢＭのケース上に配置され得て、バッテリーモジュールＢＭのケース上に設置された一つ以上のコネクタと共に実行され得る。この例は説明のために設けられ、本発明を制限するためのものではない。他の例では、バッテリーセルの外部端子ＢＢ＋とＢＢ−は一つ以上のコネクタ及び該バッテリーモジュールＢＭのケースより延長された一つ以上のケーブルと共に実施され得る。
図２は、本発明の第２実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一つのパワーモジュールＰＭを包含し、それは電源装置の一部とされ得て、該パワーモジュールＰＭはまた、電源ブロック（ＰＢ）と称され得る。このパワーモジュールＰＭは該電源装置内のバッテリーセルの電流、たとえば、電源装置の全てのバッテリーモジュール｛ＢＭ｝のバッテリーセルを通る電流パス上の電流、を検出する検出レジスタＲSEN1を包含し、そしてさらに、該電源装置のバッテリーセルの電流パス上に配置された複数のスイッチ（たとえば、この実施例においては二つのＭＯＳＦＥＴ）を包含し、それにより該電源装置内のバッテリーセルの電流パスをイネーブル或いはディスエーブルする。たとえば、電源装置が直列に接続された複数のバッテリーモジュールを包含する状況で、検出レジスタＲSEN1が、これらのバッテリーモジュールのバッテリーセルの電流を検出するために利用される。他の例では、電源装置が単一のバッテリーモジュールを包含する状況で、検出レジスタＲSEN1はこのバッテリーモジュールのバッテリーセルの電流を検出するために利用される。さらに、パワーモジュールＰＭは、少なくとも一つの処理回路を包含し得る。たとえば、前述のパワーモジュールＰＭの少なくとも一つの処理回路は、デジタルコミュニケーションコントロール回路（”Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍ”と図２中で簡単に表示されている）とマスターコントロール回路（図２中では、”Ｍａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ”と簡単に表示されている）を包含し得る。さらに、該パワーモジュールＰＭはデジタルインタフェース及びアナログインタフェースを包含し、それらはそれぞれ、パワーモジュールＰＭが電源装置内の一つ以上のモジュールとデジタル信号及びアナログ信号によりコミュニケートできるように配置される。
この実施例によると、前述の少なくとも一つの処理回路はパワーモジュールＰＭの動作をコントロールするために配置される。たとえば、該パワーモジュールＰＭの該デジタルコミュニケーションコントロール回路は、パワーモジュールＰＭ（さらに詳しくは、該パワーモジュールＰＭのマスターコントロール回路）のためのデジタルコミュニケーションコントロールを実行し得る。他の例では、該マスターコントロール回路は、ＭＯＳＦＥＴのようなスイッチを、パワーモジュールＰＭのアナログインタフェースより受け取った一つ以上のアナログ信号に基づいてコントロールできる。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。他の例においては、該マスターコントロール回路は、ＭＯＳＦＥＴのようなスイッチを、検出レジスタＲSEN1を流れる電流に基づいてコントロールできる。他の例においては、該マスターコントロール回路は、電源装置内の一つ以上の他のモジュール（たとえば、一つ或いはそれ以上のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝）をコントロールできる。他の例においては、マスターコントロール回路は、電源装置内の他のモジュール（たとえば、一つ或いはそれ以上のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝）より情報を集めることができる。
実際には、パワーモジュールＰＭは、該パワーモジュールＰＭの部品（たとえばバッテリーセル及び内部回路）を保護するために配置されたケースを包含する。たとえば、パワーモジュールＰＭ内の検出レジスタＲSEN1とＭＯＳＦＥＴをいずれも具えた部分回路の外部端子ＰＢ＋とＰＢ−は、パワーモジュールＰＭのケースに配置され得て、及び該パワーモジュールＰＭのケースに設置された一つ以上のコネクタと共に実施され得る。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。他の例においては、該外部端子ＰＢ＋とＰＢ−は、一つ以上のコネクタとパワーモジュールＰＭのケースより延伸された一つ以上のケーブルと共に実施される。
図３は、本発明の第３実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一つの集積モジュールＩＭを包含し、電源装置の一部とされ得て、及び集積モジュールＩＭはまた、集積ブロック（ＩＢ）と称され得る。該集積モジュールＩＭは、図１に示されるバッテリーモジュールＢＭ及び図２に示されるパワーモジュールＰＭを、同じモジュールへと集積することにより実行され得る。たとえば、集積モジュールＩＭは図１に示されるバッテリーモジュールＢＭの全ての部品と、図２に示されるパワーモジュールＰＭの全ての部品を包含し得る。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。いくつかの実施例においては、該集積モジュールＩＭは、図１に示されるバッテリーモジュールＢＭの部品の少なくとも一部（たとえば一部或いは全部）及び図２に示されるパワーモジュールＰＭの部品の少なくとも一部（たとえば一部或いは全部）を包含し得て、いくつかの共通部品（たとえば、デジタルインタフェース及びアナログインタフェース）は共有され得る。図３に示される実施例の構造は図１及び図２の変化例とされ、図３に示される構造の関係動作は図１及び図２に示される実施例のものと類似し得る。この実施例のための類似の説明はここでは重複して行なわない。
実際には、集積モジュールＩＭは、該集積モジュールＩＭの部品（たとえばバッテリーセル及び内部回路）を保護するために配置されたケースを包含する。たとえば、集積モジュールＩＭのケース上に、外部端子ＩＢ＋とＩＢ−が配置され得て、該集積モジュールＩＭのケース上に設置された一つ以上のコネクタと共に実施され得る。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。他の例においては、該外部端子ＩＢ＋とＩＢ−は、一つ以上のコネクタと集積モジュールＩＭのケースより延伸された一つ以上のケーブルと共に実施され得る。
図４は、本発明の第４実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝のような一組のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝を包含し、これらの各バッテリーモジュールは図１に示されるバッテリーモジュールＢＭのコピーとされ得る。該装置はさらに、図２に示されるパワーモジュールＰＭのようなパワーモジュールを包含する。たとえば、符号Ｊは１より大きい正の整数を代表し得る。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。この実施例の変化例によると、符号Ｊは正の整数を代表し、それは０に等しいかそれより大きい。さらに、エネルギー再分配及びクランプ回路（図４には簡単に、”Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ ＆ Ｃｌａｍｐｉｎｇ”と表示される）が上述のシステムコントロール回路の例として設けられ得る。図４に示されるように、一組のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝（さらに詳しくは、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝のバッテリーセル）は直列に接続され、及び端子ＰＡＫ＋とＰＡＫ−が、全体のバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝の外部端子と見なされ得る。
この実施例によると、前述のシステムコントロール回路、たとえば図４に示されるエネルギー再分配及びクランプ回路のコントロールの下で、特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝のいずれかであり、符号ｊは範囲［１，Ｊ］内にある正の整数を代表する）、たとえば該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）中のアクティブブロックバランシング及びバイアス回路が、バッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルのアクティブバランシングを実行するために配置される。たとえば、エネルギー再分配及びクランプ回路のようなシステムコントロール回路のコントロールの下で、特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）内のアクティブバランシング回路、たとえばアクティブブロックバランシング及びバイアス回路は、電源装置内のバッテリーモジュールＢＭのバッテリーセルと少なくとも一つの他のバッテリーモジュール（たとえば、一つ或いはそれ以上のバッテリーモジュール）の間のアクティブバランシングを実行する。さらに詳しくは、該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）より動的にエネルギーを集めて、エネルギーを前述の少なくとも一つの他のバッテリーモジュールに再分配するか、或いは前述の少なくとも一つの他のバッテリーモジュールよりエネルギーを集めて、該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）にエネルギーを再分配する。さらに詳しくは、該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）、たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝のうちいずれかの該アクティブブロックバランシング及びバイアス回路は、パワーモジュールＰＭの内部回路に、図１に示される実施例において言及されたバイアス電圧、たとえば図４に示されるバイアス電圧Ｂｉａｓ＿Ｖを提供し、図４中に示される該パワーモジュールＰＭは該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）中のアクティブブロックバランシング及びバイアス回路より電力を得ることができる。
さらに、この実施例によると、図４中に示されるモジュール中の任意の二つのモジュール（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝及びパワーモジュールＰＭ）のアナログインタフェース間で伝送或いは受け取られるアナログ信号は、一つ以上の個別のブロック電圧（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝のうち一つのバッテリーモジュール、たとえば特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ））のバッテリーセルの総電圧降下、一つ或いは複数の平均ブロック電圧（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝にそれぞれ対応する総電圧降下の平均、たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝の端子ＢＢ＋と端子ＢＢ−間の電圧差の平均、及び又はゲート信号を包含する。たとえば、前述の一つ或いはそれ以上の個別ブロック電圧は、特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）内のＢＭＳ回路により生成され得る。他の例では、前述の一つ或いはそれ以上の平均ブロック電圧は、パワーモジュールＰＭ内のマスターコントロール回路により生成される。他の例においては、前述のゲート信号はパワーモジュールＰＭのマスターコントロール回路により生成され得る。
図４に示されるように、図４に示されるモジュール（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝及びパワーモジュールＰＭ）のうち任意の二つのモジュール間でやりとりされるデジタル信号は、一つ或いはそれ以上のＩＤ（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝及びパワーモジュールＰＭのＩＤ）、一つ或いはそれ以上の電圧値（図４中では簡単に”Ｖ’ｓ”とラベル付けされている）、一つ或いはそれ以上の温度値（図４中では簡単に”Ｔ’ｓ”とラベル付けされている）、及び又は一つ或いはそれ以上のステータスを包含する。たとえば、前述の一つ或いはそれ以上のＩＤは、該デジタル信号により運ばれるパケットの伝送先を指示するために利用され得る。他の例においては、前述の一つ或いはそれ以上のＩＤは、関係情報のソース（或いは該関係情報が属するソース）、たとえば前述の一つ或いはそれ以上の電圧値のソース、前述の一つ或いはそれ以上の温度値のソース、及び又は前述の一つ或いはそれ以上のステータスのソースを指示するために利用され得て、該デジタル信号は、図４に示されるモジュールに関して、図４に示されるモジュール（たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝及びパワーモジュールＰＭ）のいずれかの関係情報、たとえば電圧値、温度値、及びステータスの関係情報を指示する。
この実施例によると、電源装置は、簡単に実行及び構成され得る。各機能ブロック（たとえば、バッテリーモジュール｛ＢＭ｝のいずれか及びパワーモジュールＰＭ）は、フル機能のモジュール化機能ブロックとされ、簡単のシステム構成の目的が達成され、関係コストは節約される。バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝内にアクティブブロックバランシング及びバイアス回路がビルトインされるため、電源装置が異なる要求に応じてそれぞれ異なるシステムに構成されるとき（たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝の数が変更されるとき）、機能ブロックを再設計する必要がない。
図５は本発明の第５実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は一組のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝、たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝であり、各バッテリーモジュールは図１に示されるバッテリーモジュールＢＭのコピーとされ得るものと、及びさらに、一つの集積モジュール、たとえば図３に示される集積モジュールＩＭを包含する。同様に、エネルギー再分配及びクランプ回路（図５中では”Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ ＆ Ｃｌａｍｐｉｎｇ”と簡単に表示されている）は、上述のシステムコントロール回路の例とされ得る。図５に示されるように、一組のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝、たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝、及び集積モジュールＩＭ（さらに詳しくは、バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝のバッテリーセル、及び集積モジュールＩＭ）は直列に接続され、端子ＰＡＫ＋とＰＡＫ−は全部のバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝と集積モジュールＩＭの外部端子と見なされ得る。図５に示される集積モジュールＩＭは、図４に示されるバッテリーモジュールＢＭ（Ｊ）と図４に示されるパワーモジュールＰＭを同一のモジュールへと集積することで実施可能であるため、この実施例の構造は図４の実施例より変化させられ、及びこの実施例の構造の関係動作は図４に示される実施例のものと同様である。本実施例のための同様の説明の詳細はここでは繰り返さない。
この実施例によると、電源装置は、簡単に実行され得る。各機能ブロック（たとえば、任意のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝及び集積モジュールＩＭ）はフル機能のモジュール化機能ブロックであり、簡単のシステム構成の目的が達成され、関係コストは節約される。バッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝内にアクティブブロックバランシング及びバイアス回路がビルトインされるため、電源装置が異なる要求に応じてそれぞれ異なるシステムに構成されるとき（たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝の（Ｊ−１）の数が変更されるとき）、機能ブロックを再設計する必要がない。
図６は本発明の実施例による電源装置をコントロールする装置の図である。バランシング回路｛ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）｝は、前述の少なくとも一つのバランシング回路の例とされ得て、さらに詳しくは、図１に示されるバッテリーモジュールＢＭの前述のアクティブブロックバランシング及びバイアス回路の例とされ得る。こうして、バランシング回路｛ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）｝は、それぞれ、図４に示される実施例におけるバッテリーモジュール｛ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）｝のアクティブブロックバランシング及びバイアス回路、或いは、それぞれ、図５に示される実施例におけるバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝及び集積モジュールＩＭのアクティブブロックバランシング及びバイアス回路と見なされ得る。
さらに、処理回路｛ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）｝は、図１に示されるバッテリーモジュールＢＭの少なくとも一つの処理回路の例とされ得る。たとえば、処理回路ＣＫＴ（ｊ）は、バッテリーモジュールＢＭ（ｊ）のＢＭＳ回路内で実施可能である。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。この実施例のいくつかの変化例によると、処理回路ＣＫＴ（ｊ）の構造は変更可能である。たとえば、処理回路ＣＫＴ（ｊ）は、バッテリーモジュールＢＭ（ｊ）の他の部分内で実行可能である。他の例においては、該処理回路ＣＫＴ（ｊ）は、バッテリーモジュールＢＭ（ｊ）の少なくとも一つの処理回路の少なくとも一部（一部或いは全部）を包含し得る。
図６に示されるように、バランシング回路ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）の端子｛Ｔ１（１），Ｔ２（１）｝，｛Ｔ１（２），Ｔ２（２）｝，．．．，｛Ｔ１（Ｊ），Ｔ２（Ｊ）｝は、対応するバッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等及び図６に示される集積モジュールＩＭの一組のバッテリーセルに電気的に接続され、及び、バッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等と図６に示される集積モジュールＩＭの内部端子と見なされ得る。バランシング回路ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）の端子｛Ｔ３（１），Ｔ４（１），Ｔ５（１）｝，｛Ｔ３（２），Ｔ４（２），Ｔ５（２）｝，．．．，｛Ｔ３（Ｊ），Ｔ４（Ｊ），Ｔ５（Ｊ）｝は、それぞれ、バッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等と図６に示される集積モジュールＩＭの外部端子と見なされ得て、そのうち、端子Ｔ３（１），Ｔ３（２），．．．，Ｔ３（Ｊ）は互いに電気的に接続され、端子｛Ｔ４（１），Ｔ５（１）｝，｛Ｔ４（２），Ｔ５（２）｝，．．．，｛Ｔ４（Ｊ），Ｔ５（Ｊ）｝は、互いに電気的に接続されている。さらに、処理回路ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）の端子｛Ｔ１０（１），Ｔ１３（１），Ｔ１４（１），Ｔ１５（１）｝，｛Ｔ１０（２），Ｔ１３（２），Ｔ１４（２），Ｔ１５（２）｝，．．．，｛Ｔ１０（Ｊ），Ｔ１３（Ｊ），Ｔ１４（Ｊ），Ｔ１５（Ｊ）｝は、バランシング回路ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）の端子｛Ｖｂｉａｓ（１），Ｔ３（１），Ｔ４（１），Ｔ５（１）｝，｛Ｖｂｉａｓ（２），Ｔ３（２），Ｔ４（２），Ｔ５（２）｝，．．．，｛Ｖｂｉａｓ（Ｊ），Ｔ３（Ｊ），Ｔ４（Ｊ），Ｔ５（Ｊ）｝に電気的に接続される。バランシング回路ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）は、処理回路ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）に、電力をＶｂｉａｓ（１），Ｖｂｉａｓ（２），．．．，Ｖｂｉａｓ（Ｊ）を介して供給し、該端子Ｖｂｉａｓ（１），Ｖｂｉａｓ（２），．．．，Ｖｂｉａｓ（Ｊ）は、それぞれ処理回路ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）のローカル電源端子と見なされ得る。こうして、端子Ｔ１０（１），Ｔ１０（２），．．．，Ｔ１０（Ｊ）は、それぞれ端子Ｖｂｉａｓ（１），Ｖｂｉａｓ（２），．．．，Ｖｂｉａｓ（Ｊ）に電気的に接続され、処理回路ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）のローカル電源入力端子と見なされ得て、端子Ｔ１４（１），Ｔ１４（２），．．．，Ｔ１４（Ｊ）は、それぞれ処理回路ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）のローカル接地と見なされ得る。以下のことに注意されたい。処理回路ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）の端子Ｖｂｓ（１），Ｖｂｓ（２），．．．，Ｖｂｓ（Ｊ）は互いに電気的に接続されている。さらに、たとえば、図６の最下部の端子は上述のシステムコントロール回路（たとえば、全体システムのシステムコントロール回路）のバイアス電圧を出力するために利用され得て、端子ＩＭ ＢＡＴ＋は処理回路ＣＫＴ（Ｊ）の特定の端子に電気的に接続され得る。
図７は、本発明の実施例による図６に示される複数のバランシング回路｛ＢＬＭ（１），ＢＬＭ（１），．．．，ＢＬＭ（Ｊ）｝のうち一つ、たとえばバランシング回路ＢＬＭ（ｊ）の実施の細部表示図である。任意のバッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等及び図６に示される集積モジュールＩＭの端子｛Ｔ１（ｊ），Ｔ２（ｊ），Ｔ３（ｊ），Ｔ４（ｊ），Ｔ５（ｊ），Ｖｂｉａｓ（ｊ）｝に係る接続は、図６の実施例において説明されたものと同じである。
この実施例によると、バランシング回路ＢＬＭ（ｊ）は、一次側と二次側に対応する複数の捲線、たとえば、”１”とラベル付けされた捲線、”Ｎ”とラベル付けされた捲線、及び”１．１”とラベル付けされた捲線を包含し得る。さらに詳しくは、”１”とラベル付けされた捲線は一次側に対応し、”Ｎ”とラベル付けされた捲線、及び”１．１”とラベル付けされた捲線は二次側に対応する。たとえば、”１”とラベル付けされた捲線は一次側に対応し、”Ｎ”とラベル付けされた捲線で形成される第１変圧器に関しては、二次側の一次側に対する変圧比（すなわち、”Ｎ”とラベル付けされた捲線の”１”とラベル付けされた捲線に対する変圧比）はＮ：１に等しく、第１変圧器は、対応するモジュール（たとえば、図６に示されるバッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等及び集積モジュールＩＭ）のアクティブバランシングを実行するために利用され得る。他の例においては、第２変圧器が”１”とラベル付けされた捲線と”１．１”とラベル付けされた捲線で形成され、二次側の一次側に対する変圧比（すなわち、”１．１”とラベル付けされた捲線の”１”とラベル付けされた捲線に対する変圧比）は１．１：１に等しく、第２変圧器は、対応するモジュール（たとえば、図６に示されるバッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等及び集積モジュールＩＭ）の内部回路のバイアス生成のために利用され得て、さらに詳しくは、上述の対応するモジュールの少なくとも一つの処理回路のためにバイアス電圧を生成するのに利用される。
図７に示される構造に基づき、バイアスエネルギーが、バッテリーブロック（さらに詳しくは、図６に示されるバッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等及び集積モジュールＩＭのいずれかのモジュールのバッテリーセル）より、より高いエネルギーコンテンツと共に引き出されて、バッテリーブロックアクション中に再分配される（或いは除去される）。さらに、図７に示される構造において、ｊ＝Ｊの状況においては、バイアスエネルギーはまた、動作するバッテリーブロックがないときに、図６に示される集積モジュールＩＭ中のバッテリーセルより伝えられる。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。この実施例のいくつかの変化例によると、図４に示される構造に対応するシステムにおいて、バイアスは、集積モジュールＩＭの役割をはたすパワーモジュールＰＭに隣接するバッテリーモジュールＢＭ（Ｊ−１）で同様に生成され、このバイアスエネルギーはそれからパワーモジュールＰＭに伝えられる。
図８は、本発明の実施例による図６に示される複数の処理回路｛ＣＫＴ（１），ＣＫＴ（２），．．．，ＣＫＴ（Ｊ）｝中の一つ、たとえば処理回路ＣＫＴ（ｊ）の実施の細部表示図である。図６に示される任意のバッテリーモジュールＢＭ（１），ＢＭ（２）等及び集積モジュールＩＭの端子｛Ｔ１０（ｊ），Ｔ１３（ｊ），Ｔ１４（ｊ），Ｔ１５（ｊ），Ｖｂｓ（ｊ）｝の接続に関しては、図６に示される実施例で説明されたとおりである。
この実施例によると、処理回路ＣＫＴ（ｊ）は、複数のレジスタ、複数のダイオード、及び複数のスイッチ（たとえば、この実施例におけるＭＯＳＦＥＴ）を包含し得る。たとえば、図８に示される構造においてｊ＝Ｊの状況では、図６中に示される端子ＩＭ ＢＡＴ＋１は、処理回路ＣＫＴ（Ｊ）の端子ＢＡＴ＋に電気的に接続される。他の例では、処理回路ＣＫＴ（ｊ）の端子ＯＶＰは、いくつかのコントロール目的のために利用され得る。
図９は本発明の実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は、複数のブランチを包含し、各ブランチは、図５に示される一組のバッテリーモジュールと一つの集積モジュール、たとえばバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ−１）｝と集積モジュールＩＭを包含する。図９に示されるように、これらブランチは全体システムの外部端子ＰＡＣＫ＋とＰＡＣＫ−に、電気的に並行に接続される。さらに、上述のシステムコントロール回路（図９においては簡単に”Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ”とラベル付けされている）は、各ブランチの動作をコントロールできる。たとえば、図９に示される構造は、全体システムが、低−中電圧（たとえば、出力電圧が１５４ボルト以下である）と低ブランチ電流（たとえば、出力電流が８０アンペア以下である）のシステムである状況で利用され得る。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。
図１０は、本発明の実施例による電源装置をコントロールする装置の図であり、この実施例の装置は、複数のブランチを包含し、各ブランチは、一組のバッテリーモジュールと一つのパワーモジュール、たとえば、図４に示されるバッテリーモジュール｛ＢＭ（１），ＢＭ（２），．．．，ＢＭ（Ｊ）｝及びパワーモジュールＰＭを包含する。図１０に示されるように、これらブランチは全体システムの外部端子ＰＡＣＫ＋とＰＡＣＫ−に、電気的に並行に接続され、各ブランチの端子ＰＡＫ＋とＰＡＫ−は、それぞれ、全体システムの該外部端子ＰＡＣＫ＋とＰＡＣＫ−に、電気的に接続されている。さらに、上述されたシステムコントロール回路（図１０において、簡単に”Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ”とラベル付けされている）は、各ブランチの動作をコントロールできる。たとえば、図１０に示される構造は、全体システムが、高電圧（たとえば、出力電圧が１５４ボルトより高い）と高ブランチ電流（たとえば、出力電流が１２０アンペア以上である）のシステムである状況で利用され得る。この例は説明のためのものであって、本発明を制限するためのものではない。
以上に説明された各実施例に基づき、本発明はさらに、上述された電源装置をコントロールする方法を提供し、該方法は、以下を包含する。電源装置内で直列に接続された一組のバッテリーモジュール｛ＢＭ｝のうちの特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）の少なくとも一つのバランシング回路を利用して、該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）の少なくとも一つのバッテリーセルのバランシングを実行するステップ、及び、前述の少なくとも一つのバランシング回路を利用して、前述の特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）の少なくとも一つの処理回路に、対応するバイアス電圧を提供するステップ。該少なくとも一つの処理回路は電力を前述の少なくとも一つのバランシング回路より獲得し、該特定のバッテリーモジュールＢＭ（ｊ）の動作をコントロールするために配置される。この方法に係る関係動作については上述の実施例において説明されているため、同様の説明はここで重複して行なわない。
以上は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、並びに本発明を限定するものではなく、本発明に提示の精神より逸脱せずに完成されるその他の同等の効果の修飾或いは置換は、いずれも本発明の権利請求範囲内に属する。

Claims (11)

  1. 電源装置をコントロールする装置において、該装置は該電源装置の少なくとも一部を包含し、該装置は、
    少なくとも一つのバッテリーモジュールを包含し、各該バッテリーモジュールは、該電源装置内で直列に接続された一組のバッテリーモジュール中の一つのバッテリーモジュールであり、該組のバッテリーモジュール中の各バッテリーモジュールは、
    少なくとも一つのバッテリーセル、
    該組のバッテリーモジュール中の各バッテリーモジュールの動作をコントロールするために配置された少なくとも一つの処理回路、
    前述の少なくとも一つのバッテリーセル及び前述の少なくとも一つの処理回路に電気的に接続され、該少なくとも一つの処理回路のコントロールの下で、該少なくとも一つのバッテリーセルのバランシングを実行する少なくとも一つのバランシング回路、
    を包含し、該少なくとも一つのバランシング回路は、該少なくとも一つの処理回路にバイアス電圧を提供し、該少なくとも一つの処理回路は該少なくとも一つのバランシング回路より電力を得ることを特徴とする、装置。
  2. 請求項１に記載の装置において、該組のバッテリーモジュールの各該バッテリーモジュールは、さらに、
    該電源装置内で該組のバッテリーモジュール中の各該バッテリーモジュールを一つ或いはそれより多くの他のモジュールと、アナログ信号を使用してコミュニケートさせるために配置されたアナログインタフェースを包含することを特徴とする、装置。
  3. 請求項２に記載の装置において、該少なくとも一つのバランシング回路は、
    該アナログインタフェースと該少なくとも一つのバッテリーセルを電気的に接続するように配置されて、該少なくとも一つのバッテリーセルのアクティブバランシングを実行するアクティブバランシング回路を包含することを特徴とする、装置。
  4. 請求項３に記載の装置において、該電源装置のシステムコントロール回路のコントロールの下で、該アクティブバランシング回路は、該電源装置内の該少なくとも一つのバッテリーセルと少なくとも一つの他のモジュールのバッテリーセルの間のアクティブバランシングを実行することを特徴とする、装置。
  5. 請求項４に記載の装置において、該電源装置のシステムコントロール回路のコントロールの下で、該アクティブバランシング回路は、少なくとも一つのバッテリーセルよりエネルギーを動的に収集してエネルギーを該少なくとも一つの他のモジュールに再配分するか、該少なくとも一つの他のモジュールよりエネルギーを収集して該少なくとも一つのバッテリーセルに再配分することを特徴とする、装置。
  6. 請求項３に記載の装置において、該アクティブバランシング回路は、アクティブブロックバランシング及びバイアス回路であり、
    一次側と二次側にそれぞれ対応する複数の捲線を包含し、
    そのうち、該複数の捲線内で第１捲線と第２捲線で第１変圧器が形成され、該第１変圧器は該特定のバッテリーモジュールのアクティブバランシングを実行するために利用され、
    該複数の捲線内で第１捲線と第３捲線で第２変圧器が形成され、該第２変圧器は該バイアス電圧を生成するのに利用され、
    該アクティブブロックバランシング及びバイアス回路は、該少なくとも一つの処理回路に、該バイアス回路を提供し、該少なくとも一つの処理回路は電力を該アクティブブロックバランシング及びバイアス回路より獲得することを特徴とする、装置。
  7. 請求項１に記載の装置において、さらに、
    パワーモジュールを包含し、該パワーモジュールは、該電源装置内で該組のバッテリーモジュールに直列に電気的に接続され、該パワーモジュールは、
    アナログインタフェースであって、該電源装置内で一つ或いはそれより多くの他のモジュールを該パワーモジュールと、アナログ信号を使用してコミュニケートさせるために配置された、上記アナログインタフェースと、
    マスターコントロール回路であって、該パワーモジュールのアナログインタフェースより受け取った一つ或いはそれより多くのアナログ信号に基づいて複数のスイッチをコントロールするために配置され、該複数のスイッチは、該電源装置の全てのバッテリーモジュールのバッテリーセルを通過する電流パス上に配置されている、上記マスターコントロール回路と、
    を包含することを特徴とする、装置。
  8. 請求項７に記載の装置において、該パワーモジュール及び該組のバッテリーモジュールは同一のモジュールへと集積されることを特徴とする、装置。
  9. 請求項７に記載の装置において、該組のバッテリーモジュールの各バッテリーモジュールは、さらに、アナログインタフェースを包含し、該アナログインタフェース間でやりとりされるアナログ信号は、該組のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーセルの総電圧降下、該組のバッテリーモジュールにそれぞれ対応する総電圧降下の平均、及び該マスターコントロール回路により生成されるゲート信号を包含することを特徴とする、装置。
  10. 請求項１に記載の装置において、該少なくとも一つのバランシング回路は、該少なくとも一つの処理回路のためのローカル電源端子を包含し、該少なくとも一つのバランシング回路は少なくとも一つの処理回路に、該ローカル電源端子を介して電力を提供することを特徴とする、装置。
  11. 電源装置をコントロールする方法において、該方法は、
    該電源装置内で直列に接続された一組のバッテリーモジュール中の特定のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバランシング回路を利用して、該特定のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーセルのバランシングを実行し、そのうち、該少なくとも一つのバランシング回路は、アクティブバランシング回路を包含し、該アクティブバランシング回路を利用して該少なくとも一つのバッテリーセルのアクティブバランシングを実行するステップ、
    該少なくとも一つのバランシング回路を利用して、該特定のバッテリーモジュールの少なくとも一つの処理回路にバイアス電圧を提供し、そのうち、該少なくとも一つの処理回路は、該少なくとも一つのバランシング回路より電力を得て、該特定のバッテリーモジュールの動作をコントロールするステップ、
    該特定のバッテリーモジュールのアナログインタフェースを利用して、該電源装置内の一つ或いはそれより多くの他のモジュールを、該特定のバッテリーモジュールとアナログ信号を使用してコミュニケートさせるステップ、
    以上を包含することを特徴とする、方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9153973B2 (en) * 2011-06-13 2015-10-06 Mehmet Kadri Nalbant Active cell balancing
US9118188B2 (en) * 2012-12-17 2015-08-25 Intel Corporation Wireless charging system
US9281696B2 (en) * 2013-02-27 2016-03-08 Fu-Sheng Tsai Current steering circuit and current steering method for controlling branch current flowing through branch
US10345348B2 (en) 2014-11-04 2019-07-09 Stmicroelectronics S.R.L. Detection circuit for an active discharge circuit of an X-capacitor, related active discharge circuit, integrated circuit and method
KR102487237B1 (ko) * 2015-08-07 2023-01-10 삼성전자주식회사 배터리 전압 트래킹을 이용한 충전 제어 회로와 이를 포함하는 장치
KR102511224B1 (ko) * 2015-11-05 2023-03-17 삼성전자주식회사 배터리 전류량을 측정하는 퓨얼 게이지 시스템 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치
US10862318B2 (en) * 2016-01-27 2020-12-08 The University Of Toledo Bilevel equalizer for battery cell charge management
DK179053B1 (en) * 2016-04-16 2017-09-18 Lithium Balance As Cell balancing method and system
CN106533228B (zh) * 2016-12-01 2019-08-13 阳光电源股份有限公司 五电平逆变电路的pwm控制方法、控制电路以及逆变器
CN110915093A (zh) * 2017-01-25 2020-03-24 麦斯韦尔技术股份有限公司 用于电容器模块平衡和保持的系统和方法
CN109103953B (zh) * 2018-08-23 2021-07-20 广州市香港科大霍英东研究院 一种电池组主动均衡控制方法、系统及装置
CN110429681A (zh) * 2019-08-08 2019-11-08 深圳市驰普科达科技有限公司 电池管理控制系统、方法、装置及电子产品
DE102021111027A1 (de) * 2021-04-29 2022-11-03 Continental Automotive Gmbh Bordnetz, insb. für ein Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002223528A (ja) * 2000-11-21 2002-08-09 Nagano Japan Radio Co 蓄電素子の電圧均等化装置
JP2009540795A (ja) * 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 電荷均等化装置および方法
JP2009278709A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Denso Corp 組電池の調整装置
JP2010520733A (ja) * 2007-03-02 2010-06-10 アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド バッテリ監視のための方法および装置
JP2011182623A (ja) * 2010-02-08 2011-09-15 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5498950A (en) * 1994-04-29 1996-03-12 Delco Electronics Corp. Battery monitoring, charging and balancing apparatus
JPH07335266A (ja) * 1994-06-08 1995-12-22 Nissan Motor Co Ltd 組電池及びその充電装置
JP3563538B2 (ja) * 1996-08-05 2004-09-08 本田技研工業株式会社 蓄電装置
US5804944A (en) * 1997-04-07 1998-09-08 Motorola, Inc. Battery protection system and process for charging a battery
FR2805934B1 (fr) * 2000-03-01 2002-07-26 Agence Spatiale Europeenne Procede et dispositif d'equilibrage des charges d'une pluralite de cellules de batteries montees en serie
JP2002156422A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Advantest Corp 半導体試験装置
US6642693B2 (en) * 2000-11-21 2003-11-04 Nagano Japan Radio Co., Ltd. Voltage equalizing apparatus for battery devices
AU2003900633A0 (en) * 2003-02-13 2003-02-27 Energy Storage Systems Pty Ltd A resistive balance for an energy storage device
BR0318330A (pt) * 2003-06-11 2006-07-11 Synthes Ag cinta de osso
JP2005045985A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Yazaki Corp バックアップ電源供給装置およびバックアップ電源供給方法
JP4088838B2 (ja) * 2004-04-22 2008-05-21 富士電機システムズ株式会社 電池の充放電制御方式
JP4130186B2 (ja) * 2004-11-12 2008-08-06 三洋電機株式会社 パック電池
EP1696571A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-30 Matsushita Electric Works, Ltd. Battery-operated equipment
US8278876B2 (en) * 2005-03-07 2012-10-02 O2Micro, Inc. Battery pack current monitoring
JP4333695B2 (ja) 2005-09-14 2009-09-16 富士電機システムズ株式会社 電池の充放電スイッチ方式
JP4757623B2 (ja) * 2005-12-21 2011-08-24 パナソニック株式会社 電源回路
KR100778414B1 (ko) * 2006-10-12 2007-11-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
CA2617710C (en) * 2007-01-12 2015-01-06 Koehler-Bright Star, Inc. Battery pack for miner's cap lamp with charging and discharging control module
JP2008206259A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電システム、充電装置、及び電池パック
JP2008295184A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Suzuki Motor Corp 充電装置
JP5459946B2 (ja) * 2007-09-28 2014-04-02 株式会社日立製作所 車両用直流電源装置
JP5127383B2 (ja) * 2007-09-28 2013-01-23 株式会社日立製作所 電池用集積回路および該電池用集積回路を使用した車両用電源システム
KR20090131527A (ko) * 2008-06-18 2009-12-29 현대모비스 주식회사 상용차의 전원 시스템
TWI379486B (en) * 2009-02-17 2012-12-11 Green Solution Tech Co Ltd The battery charging controlling apparatus and battery balance charging controller
JP5593036B2 (ja) * 2009-03-10 2014-09-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電池に内蔵される充放電制御装置およびそれに使用される半導体集積回路
DE102009041005A1 (de) * 2009-09-10 2011-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Symmetrierung eines Energiespeichers
JP2011087448A (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 Nisshinbo Holdings Inc 蓄電モジュール制御装置
US20110106329A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-05 GRIDbot, LLC Methods and apparatus for charging station with sms user interface
US8729814B2 (en) * 2009-11-25 2014-05-20 Lutron Electronics Co., Inc. Two-wire analog FET-based dimmer switch
JP2011115012A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Sony Corp 電池パックおよび制御方法
KR101093888B1 (ko) * 2009-12-28 2011-12-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법
US8547064B2 (en) * 2010-01-14 2013-10-01 Texas Instruments Incorporated Battery cell tab monitor
US8598840B2 (en) * 2010-04-15 2013-12-03 Launchpoint Energy And Power Llc Fault-tolerant battery management system, circuits and methods
KR101367860B1 (ko) * 2010-04-23 2014-02-27 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 조전지 및 조전지의 제어 장치
CN102299529B (zh) * 2010-06-25 2014-04-02 凹凸电子（武汉）有限公司 电池组管理系统、电动车及管理电池组的方法
JP5911673B2 (ja) * 2010-07-30 2016-04-27 三洋電機株式会社 電源装置
WO2012029317A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 三洋電機株式会社 バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
KR101750055B1 (ko) * 2010-09-13 2017-06-22 삼성전자주식회사 보조 전원 장치, 그것을 포함하는 메모리 시스템, 및 그것의 셀 균형 방법
CN102064568A (zh) * 2010-10-11 2011-05-18 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 可堆叠的串联锂电池主动均衡及保护系统
CN102447275A (zh) * 2010-10-11 2012-05-09 汽车零部件研究及发展中心有限公司 蓄电池控制系统
US20130187465A1 (en) * 2010-10-15 2013-07-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Power management system
CN101976866B (zh) * 2010-10-17 2012-11-14 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种能量转移式电池组均衡判断及补充方法
US8450976B2 (en) * 2010-10-29 2013-05-28 O2Micro, Inc. Power topology with battery charging and discharge current protection capabilities
US20120139547A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 Texas Instruments Incorporated Systems and Methods of Cell Imbalance Detection
CN102025177B (zh) * 2010-12-07 2012-11-07 中国农业大学 蓄电池组电压均衡器
GB2486408A (en) * 2010-12-09 2012-06-20 Solaredge Technologies Ltd Disconnection of a string carrying direct current
KR101256077B1 (ko) * 2011-04-18 2013-04-18 삼성에스디아이 주식회사 전력 제어 시스템 및 전력 제어 방법
CN102761142A (zh) * 2011-04-27 2012-10-31 西胜国际股份有限公司 并联电池电流不平衡值调整方法及并联电池用的阻抗调整器
US9018912B2 (en) * 2011-05-17 2015-04-28 Inphi Corporation System and method for managing parallel-connected battery cells
JP5718731B2 (ja) * 2011-05-31 2015-05-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電圧監視システム及び電圧監視モジュール
WO2012164761A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 日立ビークルエナジー株式会社 電池システム監視装置
US20120319657A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 O2 Micro USA Battery management system
JP5606997B2 (ja) * 2011-07-27 2014-10-15 株式会社東芝 電池セル監視回路、電池セルモジュール、電池セルモジュールを備えた自動車
EP2738909B1 (en) * 2011-07-28 2019-08-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery block, and power source system
JP5375927B2 (ja) * 2011-11-02 2013-12-25 株式会社豊田自動織機 電池均等化装置および方法
CN102447292A (zh) * 2012-01-09 2012-05-09 张从峰 电池/电容组均流控制电路
JP5825107B2 (ja) * 2012-01-11 2015-12-02 スズキ株式会社 車両用電源装置
US20140103877A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-17 Saroj Kumar Sahu Battery management system
US9281696B2 (en) * 2013-02-27 2016-03-08 Fu-Sheng Tsai Current steering circuit and current steering method for controlling branch current flowing through branch

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002223528A (ja) * 2000-11-21 2002-08-09 Nagano Japan Radio Co 蓄電素子の電圧均等化装置
JP2009540795A (ja) * 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 電荷均等化装置および方法
JP2010520733A (ja) * 2007-03-02 2010-06-10 アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド バッテリ監視のための方法および装置
JP2009278709A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Denso Corp 組電池の調整装置
JP2011182623A (ja) * 2010-02-08 2011-09-15 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置

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