JP2015116034A - Power transfer device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の単位電池からなる組電池と、蓄電手段との間で電力の授受を行う電力授受装置に関する。 The present invention relates to a power transfer device that transfers power between an assembled battery made up of a plurality of unit batteries and power storage means.
従来、複数の単電池からなる組電池の各単電池の電力を均等化するものとして、特許文献1の電池管理装置がある。特許文献1の電池管理装置では、開閉素子を用いて単電池とコンデンサとを接続し、コンデンサを介して単電池間での電力の授受を行う。また、コンデンサに負荷や電源をつなげば、外部に電力を供給したり、外部から電力を受けたりすることもできる。
Conventionally, there is a battery management device of
特許文献1に記載の電池管理装置では、例えば、組電池の両端の単電池を接続してスイッチング制御を行う場合、スイッチング制御に用いられる開閉素子の電位差は接続された単電池の電圧の合計値となる。そのため、様々なスイッチング制御が想定される場合には、開閉素子として、接続された単電池の合計の電圧に耐えることが可能な開閉素子を用いる必要が生じる。さらに、各単電池の放電及び充電を行うためには、各単電池の正極又は負極からコンデンサの正極又は負極へそれぞれ独立して接続する必要がある。このため、各単電池の正極及び負極とコンデンサの正極又は負極とを選択的に接続する開閉素子を設ける必要が生じる。すなわち、単電池の数の2倍のスイッチが必要となる。したがって、単電池の接続数の増加に伴い、より高価な高耐圧の開閉素子が多く必要となり、製造コストの増大を招くことになる。
In the battery management device described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、開閉素子の数を低減することが可能な電力授受装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a power transfer device that can reduce the number of switching elements.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、1又は隣接する複数の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池と、電気エネルギを蓄える蓄電手段とを備え、組電池と蓄電手段との間で電力の授受を行う電力授受装置であって、複数列の電気配線であるバスと、隣接する単位電池の間及び組電池の両端をそれぞれバスのいずれかに接続する経路を、それぞれ開閉する複数の第1開閉素子と、蓄電手段の正極及び負極をバスのいずれかに選択的に接続する接続手段とを備えることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and includes an assembled battery as a series connection body of unit batteries that are one or a plurality of adjacent battery cells, and a power storage unit that stores electrical energy, A power transfer device that transfers power between an assembled battery and a power storage means, and connects a bus that is a plurality of rows of electrical wiring, adjacent unit cells, and both ends of the assembled battery to either of the buses. A plurality of first opening / closing elements that respectively open and close a path to be connected; and a connection unit that selectively connects a positive electrode and a negative electrode of the power storage unit to one of the buses.
上記構成とすることで、各単位電池の正極及び負極にそれぞれ開閉素子を設けることなく、1又は隣接する複数の単位電池と蓄電手段とを選択的に接続する制御が可能となる。ここで、各単位電池の正極及び負極にそれぞれ開閉素子を設けた場合には、単位電池の数の2倍の開閉素子が必要となるのに対し、上記構成における第1開閉素子の数は、単位電池の数に1を加えた数である。したがって、組電池と蓄電手段との間で電力の授受を行う回路を構成するために必要な第1開閉素子の数を低減することができる。 With the above-described configuration, it is possible to control to selectively connect one or a plurality of adjacent unit batteries and the power storage means without providing switching elements on the positive electrode and the negative electrode of each unit battery. Here, when opening / closing elements are provided for the positive electrode and the negative electrode of each unit battery, twice as many opening / closing elements as the number of unit batteries are required, whereas the number of first opening / closing elements in the above configuration is: This is the number of unit cells plus one. Therefore, it is possible to reduce the number of first opening / closing elements necessary for configuring a circuit for transferring power between the assembled battery and the power storage means.
以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
<第1実施形態>
図1は、本実施形態に係る電力授受装置の回路図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram of a power transfer device according to the present embodiment.
各単位電池Ch(h=1、2、3、・・・、n)は、それぞれ1又は複数の隣接する電池セルからなり、複数の単位電池Chの直列接続体として組電池1が構成されている。各単位電池Chの端子電圧は、約3Vである。組電池1は、第1開閉素子群10、3列の電気配線であるバス6、及び、第2開閉素子群20を介して、電気エネルギを蓄える蓄電手段であるコンデンサ2と接続されている。
Each unit battery Ch (h = 1, 2, 3,..., N) is composed of one or a plurality of adjacent battery cells, and the assembled
第1開閉素子群10は、MOSFETであるn+1個の第1開閉素子S1h(h=1、2、3、・・・、n+1)により構成されている。バス6は、電気配線である第1バスB1、第2バスB2、第3バスB3により構成されている。第2開閉素子群20は、MOSFETである6個の第2開閉素子S2i(i=1、2、3、4、5、6)により構成されている。
The first open /
第1開閉素子S11の入力端は単位電池C1の正極、すなわち組電池1の正極端に接続されている。第1開閉素子S12の入力端は、単位電池C1と単位電池C2との間に接続されている。以下同様に、第1開閉素子S1j(2≦j≦n)の入力単は、単位電池Cjと単位電池C(j+1)の間に接続され、第1開閉素子S1(n+1)の入力端は、単位電池Cnの負極、すなわち、組電池1の負極端に接続されている。
The input terminal of the first switching element S11 is connected to the positive electrode of the unit battery C1, that is, the positive electrode terminal of the assembled
第1開閉素子S11の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S12の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S13の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S14の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S15の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S16の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S17の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S18の出力端は、第3バスB3に接続されている。以下、同様に、第1開閉素子S1k(k=1、9、17、・・・)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+1)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+2)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+3)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+4)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+5)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+6)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+7)の出力端は、第3バスB3に接続されている。 The output terminal of the first switching element S11 is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S12 is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S13 is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S14 is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S15 is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S16 is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S17 is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S18 is connected to the third bus B3. Similarly, the output terminal of the first switching element S1k (k = 1, 9, 17,...) Is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 1) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 2) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 3) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 4) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 5) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 6) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 7) is connected to the third bus B3.
すなわち、各単位電池Chの両端に接続されている第1開閉素子S1hは、互いに異なるバスに接続されるとともに、隣接する4つの単位電池Chの両端に接続されている第1開閉素子S1hも互いに異なるバスに接続される接続パターンが採用されている。 That is, the first switching elements S1h connected to both ends of each unit battery Ch are connected to different buses, and the first switching elements S1h connected to both ends of four adjacent unit batteries Ch are also connected to each other. Connection patterns connected to different buses are used.
第1バスB1には第2開閉素子S21の入力端及び第2開閉素子S24の入力端が接続されている。第2バスB2には、第2開閉素子S22の入力端及び第2開閉素子S25の入力端が接続されており、第3バスB3には、第2開閉素子S23の入力端及び第2開閉素子S26の入力端が接続されている。 The first bus B1 is connected to the input terminal of the second switching element S21 and the input terminal of the second switching element S24. The second bus B2 is connected to the input terminal of the second switching element S22 and the input terminal of the second switching element S25. The third bus B3 is connected to the input terminal of the second switching element S23 and the second switching element. The input terminal of S26 is connected.
第2開閉素子S21の出力端、第2開閉素子S22の出力端、及び、第2開閉素子S23の出力端は、ともにコンデンサ2の一端に接続されており、第2開閉素子S24の出力端、第2開閉素子S25の出力端、及び、第2開閉素子S26の出力端は、ともにコンデンサ2の他端に接続されている。
The output terminal of the second switching element S21, the output terminal of the second switching element S22, and the output terminal of the second switching element S23 are all connected to one end of the
各単位電池Chの電圧は、電圧センシング手段3により計測され、制御装置4へ入力される。制御装置4は、入力された電圧に基づいて演算を行い、各単位電池Chの電圧が均等となるよう制御信号をゲートドライブ回路5へ出力する。そして、制御信号が入力されたゲートドライブ回路5により、各第1開閉素子S1h及び各第2開閉素子S2iの開閉制御が行われる。
The voltage of each unit battery Ch is measured by the voltage sensing means 3 and input to the
図2を用いて、本実施形態に係る電力授受装置により、組電池1とコンデンサ2との間で電力の授受を行う際の電気経路について説明する。
With reference to FIG. 2, an electrical path when power is transferred between the assembled
図2では、単位電池C1の残容量が多く、単位電池C5の残容量が少なくなっている状態、すなわち、単位電池C1の電圧が高く、単位電池C5の電圧が低い状態であるとする。この場合、単位電池C1の電力を用いて単位電池C5の充電を行う必要が生ずる。したがって、図2において、破線で示す電気経路により、単位電池C1からコンデンサ2への充電を行い、その後、一点鎖線で示す電気経路により、コンデンサ2から単位電池C5での充電を行う。
In FIG. 2, it is assumed that the unit battery C1 has a large remaining capacity and the unit battery C5 has a small remaining capacity, that is, the unit battery C1 has a high voltage and the unit battery C5 has a low voltage. In this case, it is necessary to charge the unit battery C5 using the power of the unit battery C1. Therefore, in FIG. 2, charging from the unit battery C1 to the
単位電池C1からコンデンサ2へと充電を行う際には、第1開閉素子S11、第1開閉素子S12、第2開閉素子S21、第2開閉素子S25をONとする。こうすることで、単位電池C1の正極が第1バスB1を介してコンデンサ2に接続されるとともに、単位電池C1の負極が第2バスB2を介してコンデンサ2に接続される。
When charging from the unit battery C1 to the
コンデンサ2から単位電池C5へと充電を行う際には、第1開閉素子S15、第1開閉素子S16、第2開閉素子S22、第2開閉素子S24をONとする。こうすることで、単位電池C5の正極が第2バスB2を介してコンデンサ2に接続されるとともに、単位電池C5の負極が第1バスB1を介してコンデンサ2に接続される。
When charging from the
図3は、図2に示した電気経路により電力の授受が行われるようにスイッチング制御を実行した際の、コンデンサ2を流れる電流とコンデンサ2の電圧とを示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the current flowing through the
まず、単位電池C1からコンデンサ2へ電力を供給するため、第1開閉素子S11及び第1開閉素子S12、第2開閉素子S21及び第2開閉素子S25の順に閉制御が行われる。この制御により、単位電池C1とコンデンサ2が接続される。そして、単位電池C1からコンデンサ2への電力の供給が開始される。
First, in order to supply electric power from the unit battery C1 to the
コンデンサ2への電流の流入によりコンデンサ2に蓄積される電力量は増加するため、コンデンサ2の電圧は上昇する。一方、コンデンサ2に流れる電流は、コンデンサ2の電圧の上昇に伴い減少する。
Since the amount of electric power stored in the
所定時間経過後、第2開閉素子S21及び第2開閉素子S25、第1開閉素子S11及び第1開閉素子S12の順に開制御が行われる。この制御により、単位電池C1とコンデンサ2とが切断され、単位電池C1からコンデンサ2への電力の供給が終了する。
After the predetermined time has elapsed, the opening control is performed in the order of the second opening / closing element S21, the second opening / closing element S25, the first opening / closing element S11, and the first opening / closing element S12. By this control, the unit battery C1 and the
次に、コンデンサ2から単位電池C5へ電力を供給するため、充電の制御の所定時間後に、第1開閉素子S15及び第1開閉素子S16、第2開閉素子S22及び第2開閉素子S24の順に閉制御が行われる。この制御により、単位電池C5とコンデンサ2が接続される。そして、コンデンサ2から単位電池C5への電力の供給が開始される。
Next, in order to supply electric power from the
コンデンサ2からの電力の流出によりコンデンサ2に蓄積される電力量は減少するため、コンデンサ2の電圧は低下する。そして、時間経過に伴い、コンデンサ2から流出する電力は減少する。
Since the amount of electric power stored in the
所定時間経過後、第2開閉素子S22及び第2開閉素子S24、第1開閉素子S15及び第1開閉素子S16の順に開制御が行われる。この制御により、単位電池C5とコンデンサ2とが切断され、単位電池C5からコンデンサ2への電力の供給が終了する。
After the predetermined time has elapsed, the opening control is performed in the order of the second opening / closing element S22, the second opening / closing element S24, the first opening / closing element S15, and the first opening / closing element S16. By this control, the unit battery C5 and the
次に、図4を用いて、本実施形態に係る電力授受装置により、複数の単位電池Chからコンデンサ2へ電力を供給する際の電気経路について説明する。
Next, an electrical path when power is supplied from the plurality of unit batteries Ch to the
図4では、単位電池C4、C5、C6及びC7の残容量が多く、単位電池C1の残容量が少なくなっている状態、すなわち、単位電池C4、C5、C6及びC7の電圧が高く、単位電池C1の電圧が低い状態であるとする。この場合、単位電池C4、C5、C6及びC7の電力を用いて単位電池C1の充電を行う必要が生ずる。したがって、図4において、破線で示す電気経路により、単位電池C4、C5、C6及びC7からコンデンサ2への充電を行い、一点鎖線で示す電気経路により、コンデンサ2から単位電池C1への充電を行う。
In FIG. 4, the unit batteries C4, C5, C6, and C7 have a large remaining capacity and the unit battery C1 has a small remaining capacity, that is, the unit batteries C4, C5, C6, and C7 have a high voltage. Assume that the voltage of C1 is low. In this case, it is necessary to charge the unit battery C1 using the power of the unit batteries C4, C5, C6, and C7. Accordingly, in FIG. 4, the
単位電池C4、C5、C6及びC7からコンデンサ2へと充電を行う際には、第1開閉素子S14、第1開閉素子S18、第2開閉素子S21、第2開閉素子S26をONとする。こうすることで、単位電池C4の正極が第1バスB1を介してコンデンサ2に接続されるとともに、単位電池C7の負極が第3バスB3を介してコンデンサ2に接続される。
When charging the
コンデンサ2から単位電池C1へと充電を行う際には、第1開閉素子S11、第1開閉素子S12、第2開閉素子S21、第2開閉素子S25をONとする。こうすることで、単位電池C1の正極が第1バスB1を介してコンデンサ2に接続されるとともに、単位電池C1の負極が第2バスB2を介してコンデンサ2に接続される。
When charging from the
また、図4の破線によって示す電気経路により、コンデンサ2と並列接続された各種電装品等の負荷に対して12Vの出力を行うことも可能である。すなわち、各単位電池Chの端子電圧は約3Vであるため、直列接続された4つの単位電池C4、C5、C6及びC7からの出力を行うものとすることで、12Vの出力が可能となる。
Moreover, it is also possible to output 12V to loads such as various electrical components connected in parallel with the
上記構成とすることで、本実施形態は以下の効果を奏する。 With this configuration, the present embodiment has the following effects.
(1)各単位電池Chの正極及び負極にそれぞれ開閉素子を設けることなく、1又は隣接する複数の単位電池Chとコンデンサ2とを選択的に接続する制御が可能となる。ここで、各単位電池Chの正極及び負極にそれぞれ開閉素子を設けた場合には、単位電池Chの数の2倍の開閉素子が必要となるのに対し、本実施形態の構成における第1開閉素子S1hの数は、単位電池Chの数に1を加えた数である。したがって、組電池1とコンデンサ2との間で電力の授受を行う回路を構成するために必要な第1開閉素子S1hの数を低減することができる。
(1) Control for selectively connecting one or a plurality of adjacent unit batteries Ch and the
(2)各単位電池Chの両端にそれぞれ接続される第1開閉素子S1hを互いに異なるバスに接続しているため、1つの単位電池Chとコンデンサ2との接続が可能となる。
(2) Since the first switching elements S1h connected to both ends of each unit battery Ch are connected to different buses, one unit battery Ch and the
(3)車両に備えられる各種電装品は、一般的には12Vで駆動されることが想定されている。各単位電池Chの電圧は約3Vであるため、隣接する4つの単位電池Chの両端にそれぞれ接続される第1開閉素子S1hを互いに異なるバスに接続すると、隣接する4つの単位電池Chを用いて12Vの出力が可能となる。したがって、本実施形態に係る電力授受装置を、車両に備えられる各種電装品への電力の供給にも用いることができる。 (3) It is assumed that various electrical components provided in the vehicle are generally driven at 12V. Since the voltage of each unit battery Ch is about 3V, when the first switching elements S1h connected to both ends of the four adjacent unit batteries Ch are connected to different buses, the four adjacent unit batteries Ch are used. Output of 12V becomes possible. Therefore, the power transfer device according to the present embodiment can also be used for supplying power to various electrical components provided in the vehicle.
<第2実施形態>
図5は、本実施形態に係る電力授受装置の回路図である。
Second Embodiment
FIG. 5 is a circuit diagram of the power transfer device according to the present embodiment.
本実施形態における各単位電池Chの電圧は、約2.4Vである。各開閉手段の入力端は、第1実施形態と同様に接続されている。開閉手段の出力端が接続されているバスが第1実施形態と異なっている。 The voltage of each unit battery Ch in the present embodiment is about 2.4V. The input ends of the open / close means are connected in the same manner as in the first embodiment. The bus to which the output terminal of the opening / closing means is connected is different from the first embodiment.
第1開閉素子S11の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S12の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S13の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S14の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S15の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S16の出力端は、第3バスB3に接続されている。以下、同様に、第1開閉素子S1k(k=1、7、13、・・・)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+1)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+2)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+3)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+4)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+5)の出力端は、第3バスB3に接続されている。 The output terminal of the first switching element S11 is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S12 is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S13 is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S14 is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S15 is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S16 is connected to the third bus B3. Similarly, the output terminal of the first switching element S1k (k = 1, 7, 13,...) Is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 1) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 2) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 3) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 4) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 5) is connected to the third bus B3.
すなわち、各単位電池Chの両端に接続されている第1開閉素子S1hは、互いに異なるバスに接続されるとともに、隣接する5つの単位電池Chの両端に接続されている第1開閉素子S1hも互いに異なるバスに接続される接続パターンが採用されている。 That is, the first switch elements S1h connected to both ends of each unit battery Ch are connected to different buses, and the first switch elements S1h connected to both ends of the five adjacent unit batteries Ch are also connected to each other. Connection patterns connected to different buses are used.
上記構成とすることで、本実施形態では、上記第1実施形態の(1)及び(2)の効果に加えて以下の効果を奏する。 By adopting the above configuration, the present embodiment provides the following effects in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(4)各単位電池Chの電圧は約2.4Vであるため、隣接する5つの単位電池Chの両端にそれぞれ接続されている第1開閉素子S1hを互いに異なるバスに接続すると、隣接する5つの単位電池Chを用いて12Vの出力が可能となる。したがって、本実施形態に係る電力授受装置を、車両に備えられる各種電装品への電力の供給にも用いることができる。 (4) Since the voltage of each unit battery Ch is about 2.4 V, when the first switching elements S1h connected to both ends of the five adjacent unit batteries Ch are connected to different buses, Output of 12V is possible using the unit battery Ch. Therefore, the power transfer device according to the present embodiment can also be used for supplying power to various electrical components provided in the vehicle.
<第3実施形態>
図6は、本実施形態に係る電力授受装置の回路図である。
<Third Embodiment>
FIG. 6 is a circuit diagram of the power transfer device according to the present embodiment.
本実施形態に係る電力授受装置における複数の組電池1、1’は、それぞれ、第1開閉素子群10、10’、バス6、6’、第2開閉素子群20、20’を介してコンデンサ2に接続されている。
The plurality of assembled
組電池1は、単位電池C1、単位電池C2、単位電池C3、単位電池C4、単位電池C5、単位電池C6により構成されている。第1開閉素子群10は、MOSFETである第1開閉素子S11、第1開閉素子S12、第1開閉素子S13、第1開閉素子S14、第1開閉素子S15、第1開閉素子S16、第1開閉素子S17により構成されている。バス6は、電気配線である第1バスB1及び第2バスB2により構成されている。第2開閉素子群20は、MOSFETである第2開閉素子S21、第2開閉素子S22、第2開閉素子S23、第2開閉素子S24により構成されている。
The assembled
第1開閉素子S11の出力端、第1開閉素子S12の出力端、第1開閉素子S13の出力端、及び、第1開閉素子S14の出力端は第1バスB1に接続されている。 The output terminal of the first switching element S11, the output terminal of the first switching element S12, the output terminal of the first switching element S13, and the output terminal of the first switching element S14 are connected to the first bus B1.
第1開閉素子S15の出力端、第1開閉素子S16の出力端、及び、第1開閉素子S17の出力端は第2バスB2に接続されている。 The output terminal of the first switching element S15, the output terminal of the first switching element S16, and the output terminal of the first switching element S17 are connected to the second bus B2.
第1バスB1には第2開閉素子S21の入力端及び第2開閉素子S23の入力端が接続されている。第2バスB2には、第2開閉素子S22の入力端及び第2開閉素子S24の入力端が接続されている。 The first bus B1 is connected to the input terminal of the second switching element S21 and the input terminal of the second switching element S23. The second bus B2 is connected to the input terminal of the second switch element S22 and the input terminal of the second switch element S24.
第2開閉素子S21の出力端及び第2開閉素子S22の出力端は、コンデンサ2の一端に接続されている。第2開閉素子S23の出力端及び第2開閉素子S24の出力端は、コンデンサ2の他端に接続されている。
The output terminal of the second switching element S21 and the output terminal of the second switching element S22 are connected to one end of the
組電池1’、第1開閉素子群10’、バス6’、第2開閉素子群20’は、それぞれ、組電池1、第1開閉素子群10、バス6、第2開閉素子群20と同様の構成となっている。
The assembled
上記構成とすることで、本実施形態では、上記第1実施形態の(1)及び(3)の効果に加えて以下の効果を奏する。 With the above configuration, the present embodiment provides the following effects in addition to the effects (1) and (3) of the first embodiment.
第1開閉素子群10、バス6、及び、第2開閉素子群20からなる開閉回路と、第1開閉素子群10’、バス6’、及び、第2開閉素子群20’からなる開閉回路とが、コンデンサ2の一端及び他端のみで接続される構成であるため、必要となる組電池の数に応じて容易に開閉回路を増設することができる。
An opening / closing circuit comprising the first opening /
<変形例>
第1実施形態において、各第1開閉素子S1hの出力端をバスに接続する際の接続パターンは、上記接続パターンに限られない。すなわち、各単位電池Chの両端に接続される開閉手段が異なるバスに接続されるとともに、隣接する4つの単位電池Chの両端に接続される開閉手段が異なるバスに接続されるという条件を満たしさえすれば、第1実施形態の接続パターンとは異なる接続パターンとすることもできる。
<Modification>
In 1st Embodiment, the connection pattern at the time of connecting the output terminal of each 1st switching element S1h to a bus | bath is not restricted to the said connection pattern. That is, the switching means connected to both ends of each unit battery Ch is connected to a different bus, and the switching means connected to both ends of four adjacent unit batteries Ch are connected to different buses. If so, a connection pattern different from the connection pattern of the first embodiment may be used.
図7は、第1実施形態とは異なる接続パターンにより、1つの単位電池Chとコンデンサ2とを接続可能とするとともに、隣接する4つの単位電池Chを用いる出力を可能とした第1変形例を示す回路図である。
FIG. 7 shows a first modification example in which one unit battery Ch and the
第1開閉素子S1k(k=1、6、11、・・・)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+1)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+2)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+3)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+4)の出力端は、第2バスB2に接続されている。 The output terminal of the first switching element S1k (k = 1, 6, 11,...) Is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 1) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 2) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 3) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 4) is connected to the second bus B2.
図8は、第1実施形態及び第1変形例とは異なる接続パターンにより、1つの単位電池Chとコンデンサ2とを接続可能とするとともに、隣接する4つの単位電池Chを用いる出力を可能とした第2変形例を示す回路図である。
FIG. 8 shows a connection pattern different from that of the first embodiment and the first modification example, which allows one unit battery Ch and the
第1開閉素子S1k(k=1、16、31、・・・)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+1)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+2)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+3)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+4)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+5)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+6)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+7)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+8)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+9)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+10)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+11)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+12)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+13)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+14)の出力端は、第3バスB3に接続されている。 The output terminal of the first switching element S1k (k = 1, 16, 31,...) Is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 1) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 2) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 3) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 4) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 5) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 6) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 7) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 8) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 9) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 10) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 11) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 12) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 13) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 14) is connected to the third bus B3.
図9は、さらに異なる接続パターンにより、1つの単位電池Chとコンデンサ2とを接続可能とするとともに、隣接する4つの単位電池Chを用いる出力を可能とした第3変形例を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a third modification example in which one unit battery Ch and the
第1開閉素子S1k(k=1、13、25、・・・)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+1)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+2)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+3)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+4)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+5)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+6)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+7)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+8)の出力端は、第2バスB2に接続されている。第1開閉素子S1(k+9)の出力端は、第3バスB3に接続されている。第1開閉素子S1(k+10)の出力端は、第1バスB1に接続されている。第1開閉素子S1(k+11)の出力端は、第3バスB3に接続されている。 The output terminal of the first switching element S1k (k = 1, 13, 25,...) Is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 1) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 2) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 3) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 4) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 5) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 6) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 7) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 8) is connected to the second bus B2. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 9) is connected to the third bus B3. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 10) is connected to the first bus B1. The output terminal of the first opening / closing element S1 (k + 11) is connected to the third bus B3.
第2実施形態において、各第1開閉素子S1hの出力端をバスに接続する際の接続パターンは、上記接続パターンに限られない。すなわち、各単位電池Chの両端に接続される開閉手段が異なるバスに接続されるとともに、隣接する5つの単位電池Chの両端に接続される開閉手段が異なるバスに接続されるという条件を満たしさえすれば、第2実施形態の接続パターンとは異なる接続パターンとすることもできる。 In 2nd Embodiment, the connection pattern at the time of connecting the output terminal of each 1st switching element S1h to a bus | bath is not restricted to the said connection pattern. That is, the switching means connected to both ends of each unit battery Ch is connected to a different bus, and the switching means connected to both ends of five adjacent unit batteries Ch is connected to different buses. If so, a connection pattern different from the connection pattern of the second embodiment may be used.
第1実施形態及び第2実施形態では、バスの数を3としたが、バスの数は2でもよく、4以上でもよい。バスの数により、隣接する複数の単位電池Chの両端に接続される第1開閉素子S1hを互いに異なるバスに接続できるか否かが決まるため、各単位電池Chの電圧、及び、使用が想定される機器の動作電圧に基づいてバスの数を決定すればよい。 In the first embodiment and the second embodiment, the number of buses is three, but the number of buses may be two or four or more. Since the number of buses determines whether or not the first switching elements S1h connected to both ends of a plurality of adjacent unit batteries Ch can be connected to different buses, the voltage of each unit battery Ch and its use are assumed. The number of buses may be determined based on the operating voltage of the device.
第1実施形態では、隣接する4つの単位電池Chの両端に接続される第1開閉素子S1hが互いに異なるバスに接続されるものとし、第2実施形態では、隣接する5つの単位電池Chの両端に接続される第1開閉素子S1hが互いに異なるバスに接続されるものとした。しかしながら、隣接するいくつの単位電池Chの両端に接続される第1開閉素子S1hを互いに異なるバスに接続するかは、各単位電池Chの電圧、及び、使用が想定される機器の動作電圧に基づいて設定すればよい。 In the first embodiment, the first switching elements S1h connected to both ends of the four adjacent unit cells Ch are connected to different buses, and in the second embodiment, both ends of the five adjacent unit cells Ch. The first opening / closing element S1h connected to is connected to different buses. However, the number of adjacent unit batteries Ch connected to both ends of the first switching element S1h is connected to different buses based on the voltage of each unit battery Ch and the operating voltage of the device expected to be used. Can be set.
第3実施形態において、各バスに接続される第1開閉素子S1hの数が3または4に限定されることはない。各単位電池Chの電圧と、使用が想定される機器の動作電圧とに基づいて、各バスに接続される第1開閉素子S1hの数を設定すればよい。 In the third embodiment, the number of first opening / closing elements S1h connected to each bus is not limited to 3 or 4. The number of first open / close elements S1h connected to each bus may be set based on the voltage of each unit battery Ch and the operating voltage of the device assumed to be used.
上記各実施形態において、コンデンサ2とバス6とを接続するための接続手段として、複数の第2開閉素子S2iからなる第2開閉素子群20を採用したが、接続手段として、複数の電気経路を切り替え可能なスイッチ等を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the second
上記各実施形態において、開閉素子としてMOSFETを用いるものとしたが、MOSFET以外の開閉素子、例えば、バイポーラトランジスタ等を用いることもできる。 In each of the above embodiments, the MOSFET is used as the switching element. However, a switching element other than the MOSFET, for example, a bipolar transistor or the like may be used.
1…組電池、2…コンデンサ、6…バス、Ch…単位電池、S1h…第1開閉素子、20…第2開閉素子群。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数列の電気配線であるバス(6)と、
隣接する前記単位電池の間及び前記組電池の両端をそれぞれ前記バスのいずれかに接続する経路を、それぞれ開閉する複数の第1開閉素子(S1h)と、
前記蓄電手段の正極及び負極を前記バスのいずれかに選択的に接続する接続手段(20)とを備えることを特徴とする電力授受装置。 An assembled battery (1) as a serially connected unit battery (Ch) that is one or a plurality of adjacent battery cells, and a storage means (2) for storing electric energy, and the battery pack and the storage means A power transfer device that transfers power between
A bus (6) which is a plurality of rows of electrical wiring;
A plurality of first open / close elements (S1h) for opening and closing paths between adjacent unit batteries and both ends of the assembled battery respectively connected to any of the buses;
A power transfer device comprising: connection means (20) for selectively connecting a positive electrode and a negative electrode of the power storage means to any of the buses.
隣接する4つの前記単位電池の両端にそれぞれ接続される前記第1開閉素子を共に閉制御することにより、隣接する4つの前記単位電池と前記負荷とを電気的に接続可能であることを特徴とする請求項6に記載の電力授受装置。 It further comprises a connection part for connecting a load and the power storage means in parallel,
The four adjacent unit cells and the load can be electrically connected by controlling the first switching elements connected to both ends of the four adjacent unit cells together. The power transfer device according to claim 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013256019A JP2015116034A (en) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Power transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013256019A JP2015116034A (en) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Power transfer device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015116034A true JP2015116034A (en) | 2015-06-22 |
Family
ID=53529378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013256019A Pending JP2015116034A (en) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Power transfer device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015116034A (en) |
-
2013
- 2013-12-11 JP JP2013256019A patent/JP2015116034A/en active Pending
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