JP2014525128A - 電力供給システム - Google Patents

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Abstract

電力供給システムは、提供される。電力供給システムは、少なくとも２つの直列のモジュール（１１）を含むバッテリモジュールであって、直列のモジュール（１１）の各々は、直列に接続される少なくとも２つのバッテリグループを含む、バッテリモジュール（１）、バッテリモジュール（１）と接続される制御モジュールであって、ＩＧＢＴモジュール（２３）、複数のリレーＫを含むリレーモジュールであって、直列のモジュール（１１）の各々は、リレーモジュール（２２）に接続され、リレーモジュール（２２）は、ＩＧＢＴモジュール（２３）に接続される、リレーモジュール（２２）、ＩＧＢＴモジュール（２３）と動作する１つ以上の直列のモジュール（１１）を選択するために各リレーＫのオンまたはオフを制御するように構成されるリレー制御モジュール（２１）、を含む制御モジュール（２）、および、制御モジュール（２）と接続される分電箱（３）、を含む。電力供給システムは、バッテリグループを数回に分けて加熱することおよびバッテリグループ間の電圧の平衡を実現してよい。
【選択図】図３

Description

［関連出願についての相互参照］
この出願は、２０１１年７月２９日に中華人民共和国の国家知的所有権事務所に出願された中国特許出願番号第２０１１２０２７３４７３．０号の優先権およびその利益を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
［技術分野］
本開示は、電力供給分野に関し、より詳しくは、バッテリの電力供給システムに関する。
電気自動車のコア構成要素の１つは、バッテリである。しかしながら、リチウムイオンバッテリの性能は、通常、低温で乏しい。したがって、電気自動車において用いられるリチウムイオンバッテリを加熱することは、必要とされる。電気自動車のバッテリ加熱システムは、技術的挑戦になった。直列のＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）加熱は、電気自動車のバッテリを加熱するための従来法の１つである。
電気自動車のバッテリは、大部分がバッテリパックを形成するために直列に構成されるので、ＩＧＢＴ加熱のために、ＩＧＢＴは、バッテリパックと直列に接続される。そして、バッテリパックは、全てのバッテリパックの瞬時の短絡によって発生するパルス電流によって加熱される。バッテリの性能が乏しい場合、パルス短絡電流は、バッテリの大きい抵抗のせいで、大きすぎることができず（例えば、３０００アンペア未満）、したがって、全パックの直列のＩＧＢＴ加熱は、可能である。しかしながら、バッテリの性能の改良にともなって、ハイブリッド自動車のバッテリパックのパルス短絡電流が５０００アンペア以上を達成してよいように、そして、純粋な電気自動車のバッテリパックのパルス短絡電流が７０００アンペア以上を達成してよいように、バッテリの抵抗は、大きく減少する。そしてそれは、ＩＧＢＴ、ヒューズプラグおよびバッテリ自体のためにあまりに大きい。
加えて、一方では、バッテリパックが、通常、直列に接続された数百のバッテリからできているので、バッテリパックの容量損失を生じさせる場合のある反復充電‐放電プロセスの間に、各単一バッテリの不均一な放電が生じる場合がある。そして他方では、直列のＩＧＢＴ加熱のために、異なるバッテリグループのせいで放電の違いが生じる場合がある。したがって、それに応じてバッテリパックの電圧差が生じる場合がある。
本開示は、課題の少なくとも１つ、特に、従来の直列のＩＧＢＴ加熱プロセスにおいてバッテリならびに電子デバイスおよびコンポーネントの寿命損失を生じさせる場合がある大きすぎる電流の欠陥を解決するために向けられる。したがって、数回に分けて加熱することを実現してよくそして大きすぎる電流を回避してよい電力供給は、提供されることを必要としてよい。
本開示の一実施形態によれば、電力供給システムは、提供される。電力供給システムは、少なくとも２つの直列のモジュールを含むバッテリモジュールであって、直列のモジュールの各々は、直列に接続される少なくとも２つのバッテリグループを含む、バッテリモジュール、バッテリモジュールと接続される制御モジュールであって、ＩＧＢＴモジュール、複数のリレーを含むリレーモジュールであって、直列のモジュールの各々は、リレーモジュールに接続され、リレーモジュールは、ＩＧＢＴモジュールに接続される、リレーモジュール、ＩＧＢＴモジュールと動作する１つ以上の直列のモジュールを選択するために各リレーのオンまたはオフを制御するように構成されるリレー制御モジュール、を含む制御モジュール、および、制御モジュールと接続される分電箱、を含む。
一実施形態において、バッテリモジュールは、最初のバッテリグループと直列に接続される第１のリレーを介して分電箱と接続される１つの最初のバッテリグループ、複数の中間のバッテリグループであって、中間のバッテリグループの各々は、中間のバッテリグループの各々と直列に接続される第２のリレーを介して分電箱と接続され、かつ、中間のバッテリグループと直列に接続される第３のリレーを介してＩＧＢＴモジュールと接続される、複数の中間のバッテリグループ、および、最後のバッテリグループと直列に接続される第４のリレーを介してＩＧＢＴモジュールと接続される１つの最後のバッテリグループ、を含み、最初のバッテリグループ、複数の中間のバッテリグループおよび最後のバッテリグループは、少なくとも２つの直列のモジュールに属し、ＩＧＢＴモジュールは、分電箱と接続され、２つの隣接する直列のモジュールは、第５のリレーを介して接続される。
一実施形態において、直列のモジュールの各々は、直列に接続される２つのバッテリグループを含む。
一実施形態において、リレーは、電磁リレーである。
一実施形態において、リレー制御モジュールは、シングルチップマイクロコンピュータである。
本開示の一実施形態によれば、バッテリグループを加熱する方法は、提供される。バッテリグループを加熱する方法は、少なくとも２つの直列のモジュールを含むようにバッテリモジュールを構成するステップであって、少なくとも２つの直列のモジュールの各々は、直列に接続される少なくとも２つのバッテリグループを含む、ステップ、ＩＧＢＴモジュール、リレーモジュールおよびリレー制御モジュールを含む制御モジュールを構成するステップであって、リレーモジュールは、複数のリレーを含むように構成され、直列のモジュールの各々は、リレーモジュールに接続され、リレーモジュールは、ＩＧＢＴモジュールに接続され、リレー制御モジュールは、ＩＧＢＴモジュールと動作する１つ以上の直列のモジュールを選択するために各リレーのオンまたはオフを制御するように構成される、ステップ、および、分電箱をＩＧＢＴモジュールおよびリレーモジュールとそれぞれ接続するように構成するステップ、を含む。
一実施形態において、バッテリモジュールは、最初のバッテリグループと直列に接続される第１のリレーを介して分電箱と接続される１つの最初のバッテリグループ、複数の中間のバッテリグループであって、中間のバッテリグループの各々は、中間のバッテリグループの各々と直列に接続される第２のリレーを介して分電箱と接続され、かつ、中間のバッテリグループと直列に接続される第３のリレーを介してＩＧＢＴモジュールと接続される、複数の中間のバッテリグループ、および、最後のバッテリグループと直列に接続される第４のリレーを介してＩＧＢＴモジュールと接続される１つの最後のバッテリグループ、を含み、最初のバッテリグループ、複数の中間のバッテリグループおよび最後のバッテリグループは、少なくとも２つの直列のモジュールに属し、ＩＧＢＴモジュールは、分電箱と接続され、２つの隣接する直列のモジュールは、第５のリレーを介して接続される。
一実施形態において、方法は、電圧の平衡を実現するために、最高電圧を有する１つの直列のモジュールと最低電圧を有する１つの直列のモジュールとを並列に接続するステップを含む。
一実施形態において、直列のモジュールの各々は、直列に接続される最初のバッテリグループおよび第２のバッテリグループを含むように構成される。
一実施形態において、方法は、第１の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループを分電箱に直接接続するために、そして第１の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループをＩＧＢＴモジュールを介して分電箱に接続するために、各リレーのオンまたはオフを制御するようにリレー制御モジュールを構成するステップを含む。
一実施形態において、方法は、第１の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループを分電箱に直接接続するために、そして第２の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループをＩＧＢＴモジュールを介して分電箱に接続するために、各リレーのオンまたはオフを制御するようにリレー制御モジュールを構成するステップであって、第１の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループ、第１の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループ、第２の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループ、および第２の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループは、直列に接続される、ステップを含む。
一実施形態において、リレーは、電磁リレーである。
一実施形態において、リレー制御モジュールは、シングルチップマイクロコンピュータである。
従来の全てのパックの直列のＩＧＢＴ加熱システムと比較して、本開示により提供される電力供給システムおよびバッテリグループを加熱する方法は、以下のとおりに効果がある。
（１）電力供給システムは、バッテリグループを数回に分けて加熱することを実現してよく、したがって、最大電流は、２５００アンペアから３０００アンペアまでの範囲を保ってよい。そしてそれは、バッテリ自体ならびに他の電子デバイスおよびコンポーネントの性能に損害を与えることができない。
（２）電力供給システムは、バッテリグループ間の電圧の平衡、および高電圧のバッテリグループと低電圧のバッテリグループとの間の並列の平衡電圧を実現してよい。
本開示の実施形態のさらなる態様および利点は、以下の説明において部分的に与えられるか、以下の説明から部分的に明らかになるか、または、本開示の実施形態の実行（ｐｒａｃｔｉｃｅ）から学ばれる。
開示のこれらのおよび他の態様および利点は、図と併せてとられる以下の説明から明らかになり、より容易に認識される。
図１は、本開示の一実施形態による電力供給システムを示すブロック線図である。 図２は、本開示の一実施形態による直列のモジュールの接続を示す概略的線図である。 図３は、本開示の一実施形態によるバッテリモジュールおよび制御モジュールの接続を示す概略的線図である。 図４は、本開示の一実施形態によるバッテリモジュールの構造を示す概略的線図である。 図５は、本開示の一実施形態による制御モジュールの構造を示す概略的線図である。
本開示の実施形態は、以下の説明において詳述される。そしてその実施例は、添付の図面に示されて、同じかまたは類似の要素および同じかまたは類似の機能を有する要素は、説明の全体を通じて同様の参照番号によって示される。添付の図面を参照して本明細書に記載される実施形態は、説明的でありかつ例示的である。そしてそれは、一般に本開示を理解するために用いられる。実施形態は、本開示を制限するものと解釈されるべきでない。
図１は、本開示の一実施形態による電力供給システムのブロック線図である。図１に示すように、電力供給システムは、バッテリモジュール１、制御モジュール２および分電箱（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｂｏｘ）３を含む。バッテリモジュール１は、制御モジュール２と接続され、制御モジュール２は、分電箱３と接続される。図２は、本開示の一実施形態による直列のモジュールの接続を示す概略的線図である。図２に示すように、バッテリモジュール１は、少なくとも２つの直列のモジュール１１を含む。図３は、本開示の一実施形態によるバッテリモジュールおよび制御モジュールの接続を示す概略的線図である。図３に示すように、直列のモジュール１１の各々は、直列に接続される少なくとも２つのバッテリグループを含む。直列のモジュール１１の各々は、直列に接続される２つ以上のバッテリグループを含んでよい点、すなわち、直列のモジュール１１の各々に含まれるバッテリグループの数は、電力供給システムの要件に依存する点に留意する必要がある。同様に、バッテリモジュール１は、２つ以上の直列のモジュール１１を含んでよく、すなわち、直列のモジュール１１の数も、電力供給システムの要件に依存する。
図３に示すように、制御モジュール２は、リレーモジュール２２、リレー制御モジュール２１およびＩＧＢＴモジュール２３を含む。リレーモジュール２２は、複数のリレーＫを含む。直列のモジュール１１の各々は、リレーモジュール２２に接続され、リレーモジュール２２は、ＩＧＢＴモジュール２３に接続される。リレー制御モジュール２１は、ＩＧＢＴモジュール２３と動作する直列のモジュール１１を選択するために、各リレーＫのオンまたはオフを制御するように構成される。電力供給システムは、バッテリグループを数回に分けて加熱することおよび電圧の平衡を実現してよい。制御モジュール２は、外部信号（実行にしたがって決定される）によって動作を起動されてよい点に留意する必要がある。
図３にさらに示すように、バッテリモジュール１は、１つの最初のバッテリグループ１１０、１つの最後のバッテリグループ１１２、および複数の中間のバッテリグループ１１１を含む。最初のバッテリグループ１１０、複数の中間のバッテリグループ１１１、および最後のバッテリグループ１１２は、直列のモジュール１１に属する。最初のバッテリグループ１１０は、最初のバッテリグループ１１０と直列に接続されるリレーＫを介して、分電箱３と接続される。中間のバッテリグループ１１１の各々は、中間のバッテリグループ１１１の各々と直列に接続されるリレーＫを介して、分電箱３と接続され、そして中間のバッテリグループ１１１と直列に接続されるリレーＫを介して、ＩＧＢＴモジュール２３と接続される。最後のバッテリグループ１１２は、最後のバッテリグループ１１２と直列に接続されるリレーＫを介して、ＩＧＢＴモジュール２３と接続される。要約すれば、実施形態において、バッテリモジュール１は、分電箱３とだけ接続される１つの最初のバッテリグループ１１０、ＩＧＢＴモジュール２３とだけ接続される１つの最後のバッテリグループ１１２、および両方と接続される複数の中間のバッテリグループ１１１を含む。
一実施形態において、ＩＧＢＴモジュール２３は、分電箱３と接続され、２つの隣接する直列のモジュール１１は、リレーＫを介して接続される。
一実施形態において、直列のモジュール１１の各々は、直列に接続される２つのバッテリグループを含んでよい。しかしながら、バッテリグループの数は、２と異なってよく、そしてそれは、実行にしたがって選択される。
一実施形態において、リレーは、電磁リレーでよい。当業者にとって、同じ性能を達成してよい他のいかなるリレーも用いられてよい点に留意する必要がある。
一実施形態において、リレー制御モジュール２１は、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）、ＳＣＭ（シングルチップマイクロコンピュータ）または他の任意の制御モジュールであってよい。ＳＣＭが、本実施形態において用いられる。
ＩＧＢＴ加熱システムのために、外部回路は、ＩＧＢＴ回路によって急速に開閉されてよい。そしてそれは、バッテリの瞬時の短絡を実現してよい。そしてその時間は、一般に約１〜２分持続する。パルス電流の同じパルス幅の条件の下で、パルス電流およびパルス電流によって発生する熱は、両方とも、バッテリの電圧および抵抗に依存する。当業者に知られるこの種のＩＧＢＴ回路は、本明細書では詳述されない点に留意する必要がある。本開示は、主に外部回路の構造を最適化する。したがって、加熱の瞬間に発生する大きすぎる瞬時の短絡を回避するために、そして回路装置が損害を受けるのを防止するために、バッテリグループが数回に分けて加熱されることを可能にする。
加えて、電気自動車のコア構成要素の１つである分電箱３は、バッテリモジュール１の出力を制御して、分配するように構成される。当業者に知られる分電箱の制御および分配方法は、本明細書では詳述されない。
図４は、本開示の一実施形態によるバッテリモジュールの構造を示す概略的線図であり、図５は、本開示の一実施形態による制御モジュールの構造を示す概略的線図である。特定の回路接続は、図４、図５に関して示される。
バッテリグループ１１３（すなわち最初のバッテリグループ）の陽極（ｃａｔｈｏｄｅ）は、リレーＫｌを介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続される。バッテリグループ１１４（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陰極（ａｎｏｄｅ）は、リレーＫ２を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１１４は、リレーＫｌｌを介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。
バッテリグループ１１５（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陽極は、リレーＫ３を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１１５は、リレーＫ１２を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。バッテリグループ１１６（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陰極は、リレーＫ４を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１１６は、リレーＫ１３を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。
バッテリグループ１１７（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陽極は、リレーＫ５を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１１７は、リレーＫ１４を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。バッテリグループ１１８（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陰極は、リレーＫ６を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１１８は、リレーＫ１５を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。
バッテリグループ１１９（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陽極は、リレーＫ７を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１１９は、リレーＫ１６を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。バッテリグループ１２０（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陰極は、リレーＫ８を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１２０は、リレーＫ１７を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。
バッテリグループ１２１（すなわち中間のバッテリグループのうちの１つ）の陽極は、リレーＫ９を介して、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリグループ１２１は、リレーＫ１８を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。バッテリグループ１２２（すなわち最後のバッテリグループ）の陰極は、リレーＫ１０を介してＩＧＢＴモジュール２３と接続される。
バッテリグループ１１４およびバッテリグループ１１５は、リレーＫ２１を介して直列に接続される。バッテリグループ１１６およびバッテリグループ１１７は、リレーＫ２２を介して直列に接続される。バッテリグループ１１８およびバッテリグループ１１９は、リレーＫ２３を介して直列に接続される。バッテリグループ１２０およびバッテリグループ１２１は、リレーＫ２４を介して直列に接続される。
電力供給システムの運用法は、以下に示されてよい。
（１）システムは、電気自動車に電源を供給するために、バッテリグループの直列接続を実現してよい。
バッテリグループ１１３およびバッテリグループ１１４、バッテリグループ１１５およびバッテリグループ１１６、バッテリグループ１１７およびバッテリグループ１１８、バッテリグループ１１９およびバッテリグループ１２０、バッテリグループ１２１およびバッテリグループ１２２は、直列に接続されて、モジュール間接続シートを介してそれぞれペア状に接続される。リレーＫ２１、リレーＫ２２、リレーＫ２３およびリレーＫ２４は、バッテリグループ１１４とバッテリグループ１１５との間、バッテリグループ１１６とバッテリグループ１１７との間、バッテリグループ１１８とバッテリグループ１１９との間、バッテリグループ１２０とバッテリグループ１２１との間の直列接続を許容するようにオンである。したがって、リレーＫｌ、リレーＫ２１、リレーＫ２２、リレーＫ２３、リレーＫ２４およびリレーＫ１０がオンであり、他のリレーがオフであるとき、バッテリモジュールによって全ての電気自動車のための電源を実現するために、バッテリモジュール１の陰極は、制御モジュール２の正の出力端子と接続され、バッテリモジュール１の陽極は、ＩＧＢＴモジュール２３と接続される。
（２）システムは、制御モジュール２との２つまたは４つの隣接するバッテリグループの接続、および２つまたは４つの順次に隣接するバッテリグループの加熱を、実現してよい。
２つの隣接するバッテリグループを加熱することは、以下のとおりに行われてよい。
バッテリグループ１１３およびバッテリグループ１１４が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫｌおよびリレーＫｌｌはオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１３およびバッテリグループ１１４は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１１５およびバッテリグループ１１６が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ３およびリレーＫ１３はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１５およびバッテリグループ１１６は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１１７およびバッテリグループ１１８が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ５およびリレーＫ１５はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１７およびバッテリグループ１１８は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１１９およびバッテリグループ１２０が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ７およびリレーＫ１７はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１９およびバッテリグループ１２０は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１２１およびバッテリグループ１２２が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ９およびリレーＫ１０はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１２１およびバッテリグループ１２２は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
４つの隣接するバッテリグループを加熱することは、以下のとおりに行われてよい。
バッテリグループ１１３、バッテリグループ１１４、バッテリグループ１１５およびバッテリグループ１１６が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫｌ、リレーＫ１３およびリレーＫ２１はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１３、バッテリグループ１１４、バッテリグループ１１５およびバッテリグループ１１６は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１１５、バッテリグループ１１６、バッテリグループ１１７およびバッテリグループ１１８が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ３、リレーＫ１５およびリレーＫ２２はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１５、バッテリグループ１１６、バッテリグループ１１７およびバッテリグループ１１８は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１１７、バッテリグループ１１８、バッテリグループ１１９およびバッテリグループ１２０が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ５、リレーＫ１７およびリレーＫ２３はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１７、バッテリグループ１１８、バッテリグループ１１９およびバッテリグループ１２０は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
バッテリグループ１１９、バッテリグループ１２０、バッテリグループ１２１およびバッテリグループ１２２が制御モジュール２の正の出力端子およびＩＧＢＴモジュール２３と接続されるように、リレーＫ７、リレーＫ１０およびリレーＫ２４はオンであり、他のリレーはオフである。したがって、バッテリグループ１１９、バッテリグループ１２０、バッテリグループ１２１およびバッテリグループ１２２は、ＩＧＢＴモジュール２３を介して加熱される。
２つまたは４つのバッテリグループを同時に加熱する他に、任意の量のバッテリグループが実行にしたがって同時に加熱されてよい点に留意する必要がある。
（３）システムは、バッテリグループ間に電圧の平衡を実現してよい。
バッテリグループ１１３およびバッテリグループ１１４、バッテリグループ１１５およびバッテリグループ１１６、バッテリグループ１１７およびバッテリグループ１１８、バッテリグループ１１９およびバッテリグループ１２０、バッテリグループ１２１およびバッテリグループ１２２は、直列のモジュール１２、直列のモジュール１３、直列のモジュール１４、直列のモジュール１５および直列のモジュール１６をそれぞれ形成するために、それぞれ直列に、かつペア状に接続される。入力される電圧信号によれば、電圧の平衡が必要であるときに、任意の２つの直列のモジュールが並列に接続されてよいので、最高電圧を有する直列のモジュールおよび最低電圧を有する直列のモジュールは、電圧の平衡を実現するために並列に接続されてよい。
電圧の平衡を実現する方法は、以下のとおりに示されてよい。
直列のモジュール１２と直列のモジュール１３との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１２および直列のモジュール１３が並列に接続されるように、リレーＫｌ、リレーＫｌｌ、リレーＫ３およびリレーＫ１３はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１２と直列のモジュール１４との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１２および直列のモジュール１４が並列に接続されるように、リレーＫｌ、リレーＫｌｌ、リレーＫ５およびリレーＫ１５はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１２と直列のモジュール１５との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１２および直列のモジュール１５が並列に接続されるように、リレーＫｌ、リレーＫｌｌ、リレーＫ７およびリレーＫ１７はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１２と直列のモジュール１６との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１２および直列のモジュール１６が並列に接続されるように、リレーＫｌ、リレーＫｌｌ、リレーＫ９およびリレーＫ１０はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１３と直列のモジュール１４との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１３および直列のモジュール１４が並列に接続されるように、リレーＫ３、リレーＫ１３、リレーＫ５およびリレーＫ１５はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１３と直列のモジュール１５との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１３および直列のモジュール１５が並列に接続されるように、リレーＫ３、リレーＫ１３、リレーＫ７およびリレーＫ１７はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１３と直列のモジュール１６との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１３および直列のモジュール１６が並列に接続されるように、リレーＫ３、リレーＫ１３、リレーＫ９およびリレーＫ１Ｏはオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１４と直列のモジュール１５との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１４および直列のモジュール１５が並列に接続されるように、リレーＫ５、リレーＫ１５、リレーＫ７およびリレーＫ１７はオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１４と直列のモジュール１６との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１４および直列のモジュール１６が並列に接続されるように、リレーＫ５、リレーＫ１５、リレーＫ９およびリレーＫ１Ｏはオンであり、他のリレーはオフである。
直列のモジュール１５と直列のモジュール１６との間に電圧の平衡を実現するために、直列のモジュール１５および直列のモジュール１６が並列に接続されるように、リレーＫ７、リレーＫ１７、リレーＫ９およびリレーＫ１Ｏはオンであり、他のリレーはオフである。
上記の実施形態によれば、電力供給システムは、供給電力へのすべてのバッテリグループの直列接続、任意の量のバッテリグループを順次に加熱すること、ならびに、直列のモジュール１２、直列のモジュール１３、直列のモジュール１４、直列のモジュール１５および直列のモジュール１６のうちの任意の２つの間の並列の平衡電圧を実現することができる。
説明的な実施形態が図示されかつ記載されたけれども、開示の精神および原則を逸脱しない範囲で実施形態における変更、代替および修正がなされてよいことは、当業者によって認識される。この種の変更、代替および修正は、請求項およびそれらの等価物の範囲にすべてある。

Claims (13)

  1. 電力供給システムであって、
    少なくとも２つの直列のモジュールを含むバッテリモジュールであって、直列のモジュールの各々は、直列に接続される少なくとも２つのバッテリグループを含む、バッテリモジュール、
    前記バッテリモジュールと接続される制御モジュールであって、
    ＩＧＢＴモジュール、
    複数のリレーを含むリレーモジュールであって、直列のモジュールの各々は、前記リレーモジュールに接続され、前記リレーモジュールは、前記ＩＧＢＴモジュールに接続される、リレーモジュール、
    前記ＩＧＢＴモジュールと動作する１つ以上の直列のモジュールを選択するために各リレーのオンまたはオフを制御するように構成されるリレー制御モジュール、を含む制御モジュール、および、
    前記制御モジュールと接続される分電箱、を含む電力供給システム。
  2. 前記バッテリモジュールは、
    最初のバッテリグループと直列に接続される第１のリレーを介して前記分電箱と接続される１つの最初のバッテリグループ、
    複数の中間のバッテリグループであって、中間のバッテリグループの各々は、前記中間のバッテリグループの各々と直列に接続される第２のリレーを介して前記分電箱と接続され、かつ、前記中間のバッテリグループと直列に接続される第３のリレーを介して前記ＩＧＢＴモジュールと接続される、複数の中間のバッテリグループ、および、
    最後のバッテリグループと直列に接続される第４のリレーを介して前記ＩＧＢＴモジュールと接続される１つの最後のバッテリグループ、を含み、
    前記最初のバッテリグループ、前記複数の中間のバッテリグループおよび前記最後のバッテリグループは、前記少なくとも２つの直列のモジュールに属し、前記ＩＧＢＴモジュールは、前記分電箱と接続され、２つの隣接する直列のモジュールは、第５のリレーを介して接続される、請求項１に記載の電力供給システム。
  3. 直列のモジュールの各々は、直列に接続される２つのバッテリグループを含む、請求項１または２に記載の電力供給システム。
  4. 前記リレーは、電磁リレーである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
  5. 前記リレー制御モジュールは、シングルチップマイクロコンピュータである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
  6. バッテリグループを加熱する方法であって、
    少なくとも２つの直列のモジュールを含むようにバッテリモジュールを構成するステップであって、前記少なくとも２つの直列のモジュールの各々は、直列に接続される少なくとも２つのバッテリグループを含む、ステップ、
    ＩＧＢＴモジュール、リレーモジュールおよびリレー制御モジュールを含む制御モジュールを構成するステップであって、
    前記リレーモジュールは、複数のリレーを含むように構成され、直列のモジュールの各々は、前記リレーモジュールに接続され、前記リレーモジュールは、前記ＩＧＢＴモジュールに接続され、前記リレー制御モジュールは、前記ＩＧＢＴモジュールと動作する１つ以上の直列のモジュールを選択するために各リレーのオンまたはオフを制御するように構成される、ステップ、および、
    分電箱を前記ＩＧＢＴモジュールおよび前記リレーモジュールとそれぞれ接続するように構成するステップ、を含む、バッテリグループを加熱する方法。
  7. 前記バッテリモジュールは、
    最初のバッテリグループと直列に接続される第１のリレーを介して前記分電箱と接続される１つの最初のバッテリグループ、
    複数の中間のバッテリグループであって、中間のバッテリグループの各々は、前記中間のバッテリグループの各々と直列に接続される第２のリレーを介して前記分電箱と接続され、かつ、前記中間のバッテリグループと直列に接続される第３のリレーを介して前記ＩＧＢＴモジュールと接続される、複数の中間のバッテリグループ、および、
    最後のバッテリグループと直列に接続される第４のリレーを介して前記ＩＧＢＴモジュールと接続される１つの最後のバッテリグループ、を含んで構成され、
    前記最初のバッテリグループ、前記複数の中間のバッテリグループおよび前記最後のバッテリグループは、前記少なくとも２つの直列のモジュールに属し、前記ＩＧＢＴモジュールは、前記分電箱と接続され、２つの隣接する直列のモジュールは、第５のリレーを介して接続される、請求項６に記載のバッテリグループを加熱する方法。
  8. 電圧の平衡を実現するために、最高電圧を有する１つの直列のモジュールと最低電圧を有する１つの直列のモジュールとを並列に接続するステップを含む、請求項６または７に記載のバッテリグループを加熱する方法。
  9. 直列のモジュールの各々は、直列に接続される最初のバッテリグループおよび第２のバッテリグループを含むように構成される、請求項７に記載のバッテリグループを加熱する方法。
  10. 第１の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループを前記分電箱に直接接続するために、そして第１の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループを前記ＩＧＢＴモジュールを介して前記分電箱に接続するために、各リレーのオンまたはオフを制御するようにリレー制御モジュールを構成するステップを含む、請求項８に記載のバッテリグループを加熱する方法。
  11. 第１の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループを前記分電箱に直接接続するために、そして第２の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループを前記ＩＧＢＴモジュールを介して前記分電箱に接続するために、各リレーのオンまたはオフを制御するようにリレー制御モジュールを構成するステップであって、前記第１の直列のモジュールにおける前記最初のバッテリグループ、前記第１の直列のモジュールにおける第２のバッテリグループ、前記第２の直列のモジュールにおける最初のバッテリグループ、および前記第２の直列のモジュールにおける前記第２のバッテリグループは、直列に接続される、ステップを含む、請求項８に記載のバッテリグループを加熱する方法。
  12. 前記リレーは、電磁リレーである、請求項６〜１１のいずれか１項に記載のバッテリグループを加熱する方法。
  13. 前記リレー制御モジュールは、シングルチップマイクロコンピュータである、請求項６〜１２のいずれか１項に記載のバッテリグループを加熱する方法。
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