JP2015528690A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. バッテリパックを管理するためのシステムであって、前記バッテリパックが、対応する複数の放電深度値を有する複数のバッテリセルを含み、前記システムが、
   前記バッテリセルと動作可能に結合されるバイパス回路であって、前記バイパス回路が、複数のスイッチングデバイスと複数のエネルギー貯蔵構成要素とを含み、前記スイッチングデバイスが、前記バッテリセルの少なくとも１つから前記エネルギー貯蔵構成要素の少なくとも１つにバイパス電流を導通させるように第１の状態において、並びに、前記エネルギー貯蔵構成要素の少なくとも１つから前記バッテリセルの少なくとも別の１つにバイパス電流を導通させるように第２の状態において、対応するスイッチング制御信号に従って個別に動作可能である、前記バイパス回路と、
   前記バッテリセルのアクティブ平衡化のため複数の周期的時間間隔の各々において、対応する複数のオン時間に対するスイッチング周波数で、前記バイパス回路のスイッチングデバイスに複数のスイッチング制御信号を提供するように動作可能な、スイッチングコントローラと、
   予期される充電時間の終了又は放電時間の終了まで前記複数の放電深度値を平衡化するために複数の初期平衡化バイパス電流値の関数として、及び、前記複数の放電深度値の現在の関係を保つために複数の継続平衡化バイパス電流値の関数として、前記複数のオン時間を計算するように動作可能な、予測平衡化構成要素と、
   を含む、システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記平衡化構成要素が、
   前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応する前記複数の初期平衡化バイパス電流値であって、前記バッテリセルに関して推定される現在の放電深度値に少なくとも部分的に基づいて、前記予期される充電時間の終了又は放電時間の終了までに前記複数の放電深度値を平衡化するために現在時間から前記予期される充電時間の終了又は放電時間の終了までに必要とされるバイパス電流量を個別に表す、前記複数の初期平衡化バイパス電流値を決定するように動作可能な、初期平衡化構成要素と、
   前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応し、及び、前記複数の放電深度値の現在の関係を保つために現在時間で必要とされるバイパス電流量を個別に表す、前記複数の継続平衡化バイパス電流値を決定するように動作可能な、継続平衡化構成要素であって、前記継続平衡化構成要素が、前記バッテリセルの総充電容量値における差に、及び前記バッテリパックにおける総電流フローを表す総パック電流値に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の継続平衡化バイパス電流値を決定する、前記継続平衡化構成要素と、
   を含む、システム。
3. 請求項２に記載のシステムであって、
   前記平衡化構成要素が、
   エネルギー貯蔵構成要素の成分値に、及び、前記スイッチングコントローラが全時間間隔について前記スイッチング周波数で前記スイッチング制御信号を提供すると想定した場合、前記スイッチングコントローラの前記スイッチング周波数に、少なくとも部分的に基づいて、複数の理論的最大バイパス電流値を決定するように、
   前記初期平衡化バイパス電流値の対応する１つと、前記複数の継続平衡化バイパス電流値の対応する１つとの個々の合計として、複数の要求されるセルバイパス電流値を決定するように、及び、
   前記対応する要求されるセルバイパス電流値と前記対応する理論的最大バイパス電流値との比に少なくとも部分的に基づき、現在の時間間隔の小部分として、前記複数のオン時間の個々のオン時間を決定するように、
   動作可能な平衡化電流強制構成要素を含む、システム。
4. 請求項３に記載のシステムであって、
   前記平衡化電流強制構成要素が、前記オン時間の１つ又は複数が現在の時間間隔の持続時間を超える場合、前記スイッチングコントローラの前記スイッチング周波数を選択的に下げるように動作可能である、システム。
5. 請求項４に記載のシステムであって、
   前記予測平衡化構成要素が、前記スイッチング制御信号の前記スイッチングデバイスへの提供と、連続的な周期的時間間隔内のセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節するように動作可能である、システム。
6. 請求項３に記載のシステムであって、
   前記予測平衡化構成要素が、前記スイッチング制御信号の前記スイッチングデバイスへの提供と、連続的な周期的時間間隔内でのセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節するように動作可能である、システム。
7. 請求項３に記載のシステムであって、
   前記予測平衡化構成要素が、
   複数の推定される実際のセルバイパス電流値と前記総パック電流値とバイパス効率パラメータとに少なくとも部分的に基づき、前の時間間隔の複数の実際のセルバイパス電流値を決定するように、
   前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応する複数のスケーリングファクタを決定することであって、前記現在の時間間隔に対する前記個々のスケーリングファクタが、前記前の時間間隔からの前記要求されるセルバイパス電流値の対応する１つと、前記前の時間間隔からの前記対応するスケーリングファクタで乗じた前記前の時間間隔の前記複数の実際のセルバイパス電流値の対応する１つとの比として計算される、複数のスケーリングファクタを決定するように、及び、
   前記複数のスケーリングファクタに少なくとも部分的に基づき、前記複数の理論的最大バイパス電流値を決定するように、
   動作可能である、システム。
8. 請求項２に記載のシステムであって、
   前記予測平衡化構成要素が、対応する初期平衡化バイパス電流値と、対応する継続平衡化バイパス電流値との合計に少なくとも部分的に基づいて前記個々のオン時間を計算するように、及び、前記オン時間の１つ又は複数が現在の時間間隔の持続時間を超える場合、前記スイッチングコントローラの前記スイッチング周波数を選択的に下げるように動作可能である、システム。
9. 請求項８に記載のシステムであって、
   前記予測平衡化構成要素が、前記スイッチング制御信号の前記スイッチングデバイスへの提供と、連続的な周期的時間間隔内のセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節するように動作可能である、システム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記予測平衡化構成要素が、対応する初期平衡化バイパス電流値と、対応する継続平衡化バイパス電流値との合計に少なくとも部分的に基づいて前記個々のオン時間を計算するように、及び、前記オン時間の１つ又は複数が現在の時間間隔の持続時間を超える場合、前記スイッチングコントローラの前記スイッチング周波数を選択的に下げるように動作可能である、システム。
11. 請求項１０に記載のシステムであって、
    前記予測平衡化構成要素が、前記スイッチング制御信号の前記スイッチングデバイスへの提供と、連続的な周期的時間間隔内のセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節するように動作可能である、システム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記予測平衡化構成要素が、前記スイッチング制御信号の前記スイッチングデバイスへの提供と、連続的な周期的時間間隔内のセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節するように動作可能である、システム。
13. 対応する複数の放電深度値を有する複数のバッテリセルを有するバッテリパック内のチャージを均一化するための方法であって、前記方法が、
    前記複数のバッテリセルを有するバッテリパックをスイッチング制御回路と平衡化構成要素とを有する平衡化制御回路に結合することと、
    前記バッテリセルに対して推定される現在の放電深度値に少なくとも部分的に基づいて、複数の初期平衡化バイパス電流値を決定することであって、前記初期平衡化バイパス電流値が前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応し、また、前記初期平衡化バイパス電流値が、予期される充電時間の終了又は放電時間の終了までに前記複数の放電深度値を平衡化するために現在時間から前記予期される充電時間の終了又は放電時間の終了までに必要とされるバイパス電流量を個別に表す、前記決定することと、
    前記バッテリセルの総充電容量値における差に、及び前記バッテリパックにおける総電流フローを表す総パック電流値に少なくとも部分的に基づいて、複数の継続平衡化バイパス電流値を決定することであって、前記継続平衡化バイパス電流値が、前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応し、前記複数の放電深度値の現在の関係を保つために前記現在時間に必要とされるバイパス電流量を個別に表す、前記決定することと、
    前記初期平衡化バイパス電流値と前記継続平衡化バイパス電流値とに少なくとも部分的に基づいて、現在の時間間隔における前記バッテリセルの個々のバッテリセルへの及び／又は前記バッテリセルの個々のバッテリセルからのバイパス電流の導通を制御する複数のスイッチを駆動する前記スイッチング制御回路のための複数のオン時間を決定することと、
    前記複数のオン時間に少なくとも部分的に基づいて、前記現在の時間間隔における前記バッテリセルの個々のバッテリセルへの及び／又は個々のバッテリセルからのバイパス電流の導通を制御することと、
    を含む、方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記バッテリセルに接続されるバイパス回路のエネルギー貯蔵構成要素の成分値に、及び前記バイパス回路のスイッチングデバイスを動作させるスイッチングコントローラのスイッチング周波数に少なくとも部分的に基づいて、前記バッテリセルの１つに個別に対応する複数の理論的最大バイパス電流値を決定することと、
    前記初期平衡化バイパス電流値の対応する１つと、前記複数の継続平衡化バイパス電流値の対応する１つとの個々の合計として、複数の要求されるセルバイパス電流値を決定することと、
    前記対応する要求されるセルバイパス電流値と前記対応する理論的最大バイパス電流値との比に少なくとも部分的に基づき、前記複数のオン時間の個々のオン時間を決定することと、
    を更に含む、方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、
    複数の推定される実際のセルバイパス電流値と前記総パック電流値とバイパス効率パラメータとに少なくとも部分的に基づき、前の時間間隔の複数の実際のセルバイパス電流値を決定することと、
    前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応する複数のスケーリングファクタを決定することであって、前記前の時間間隔からの前記要求されるセルバイパス電流値の対応する１つと、前記前の時間間隔からの前記対応するスケーリングファクタで乗じた前記前の時間間隔の前記複数の実際のセルバイパス電流値の対応する１つとの比として、前記現在の時間間隔に対する個々のスケーリングファクタを計算することを含む、前記決定することと、
    前記複数のスケーリングファクタに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の理論的最大バイパス電流値を決定することと、
    を更に含む、方法。
16. 請求項１３に記載の方法であって、
    対応する初期平衡化バイパス電流値と、対応する継続平衡化バイパス電流値との合計に少なくとも部分的に基づいて、前記個々のオン時間を計算することと、
    前記オン時間の１つ又は複数が現在の時間間隔の持続時間を超える場合、前記スイッチングコントローラの前記スイッチング周波数を選択的に下げることと、
    を更に含む、方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記バッテリセルに接続されるバイパス回路への前記スイッチング制御信号の提供と、連続的な周期的時間間隔内のセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節することを更に含む、方法。
18. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記バッテリセルに接続されるバイパス回路への前記スイッチング制御信号の提供と、連続的な周期的時間間隔内のセル電圧測定との相対的開始時間を選択的に調節することを更に含む、方法。
19. 対応する複数の放電深度値を有する複数のバッテリセルを有するバッテリパック内のチャージを均一化するためのコンピュータ実行可能命令を備える持続性コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令が、スイッチング制御回路と、前記コンピュータ実行可能命令の制御の下で動作する平衡化回路とを有するコンピュータ回路のためのものであり、前記コンピュータ可読媒体が、
    前記バッテリセルに対して推定される現在の放電深度値に少なくとも部分的に基づいて、複数の初期平衡化バイパス電流値を決定するためであって、前記初期平衡化バイパス電流値が前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応し、また、前記初期平衡化バイパス電流値が、予期される充電時間の終了又は放電時間の終了までに前記複数の放電深度値を平衡化するために現在時間から前記予期される充電時間の終了又は放電時間の終了までに必要とされるバイパス電流量を個別に表す、前記複数の初期平衡化バイパス電流値を決定するためのコンピュータ実行可能命令と、
    前記バッテリセルの総充電容量値における差に、及び前記バッテリパックにおける総電流フローを表す総パック電流値に少なくとも部分的に基づいて、複数の継続平衡化バイパス電流値を決定するためであって、前記継続平衡化バイパス電流値が前記複数のバッテリセルの１つに個別に対応し、また、前記継続平衡化バイパス電流値が、前記複数の放電深度値の現在の関係を保つために前記現在時間で必要とされるバイパス電流量を個別に表す、前記複数の継続平衡化バイパス電流値を決定するためのコンピュータ実行可能命令と、
    前記初期平衡化バイパス電流値と前記継続平衡化バイパス電流値とに少なくとも部分的に基づいて現在の時間間隔における前記バッテリセルの個々のバッテリセルへの及び／又は個々のバッテリセルからのバイパス電流の導通を制御する複数のスイッチを駆動する前記スイッチング制御回路のための複数のオン時間を決定するためのコンピュータ実行可能命令と、
    前記複数のオン時間に少なくとも部分的に基づいて、前記現在の時間間隔における前記バッテリセルの個々のバッテリセルへの及び／又は個々のバッテリセルからのバイパス電流の導通を制御するためのコンピュータ実行可能命令と、
    を含む、コンピュータ可読媒体。
20. 請求項１９に記載のコンピュータ可読媒体であって、
    前記コンピュータ可読媒体が、
    前記バッテリセルに接続されるバイパス回路のエネルギー貯蔵構成要素の成分値に、及び前記バイパス回路のスイッチングデバイスを動作させるスイッチングコントローラのスイッチング周波数に少なくとも部分的に基づいて、前記バッテリセルの１つに個別に対応する複数の理論的最大バイパス電流値を決定するためのコンピュータ実行可能命令と、
    前記初期平衡化バイパス電流値の対応する１つと、前記複数の継続平衡化バイパス電流値の対応する１つとの個々の合計として、複数の要求されるセルバイパス電流値を決定するためのコンピュータ実行可能命令と、
    前記対応する要求されるセルバイパス電流値と、前記対応する理論的最大バイパス電流値との比に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のオン時間の個々のオン時間を決定するためのコンピュータ実行可能命令と、
    を含む、コンピュータ可読媒体。