JP2016082642A - Overcurrent abnormality detection device and overcurrent abnormality detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池に発生する過電流異常の検出技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting an overcurrent abnormality occurring in a battery.
電池の充電中と放電中とで電池に通電させたくない電流(過電流)が異なる。また、電池の温度によって電池に通電させたくない電流が異なる。
このように、複数の要因によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出して、通電させたくない電流が電池に流れないようにすることが望まれている。
The current (overcurrent) that the battery does not want to be energized is different between charging and discharging the battery. Moreover, the electric current which it is not desired to energize a battery changes with battery temperatures.
In this way, even when the current that the battery does not want to be energized differs due to multiple factors, it is desirable to properly detect the overcurrent abnormality that occurs in the battery so that the current that does not want to be energized does not flow to the battery. It is rare.
また、互いに並列接続される複数の電池が搭載される車両の走行中において、過電流異常が発生した電池を切り離して残りの電池を使用して車両を外部充電器の設置場所まで走行させる場合、残りの電池の容量が少ないと、車両を外部充電器の設置場所まで走行させることができないおそれがある。 Also, when running a vehicle equipped with a plurality of batteries connected in parallel to each other, disconnect the battery in which the overcurrent abnormality occurred and use the remaining battery to run the vehicle to the installation location of the external charger. If the remaining battery capacity is low, the vehicle may not be able to travel to the location where the external charger is installed.
関連する技術として、例えば、電池の温度に応じて電池に過電流異常が発生しているか否かを判断するための閾値を変えるものがある。例えば、特許文献1参照。 As a related technique, for example, there is one that changes a threshold value for determining whether or not an overcurrent abnormality has occurred in a battery according to the temperature of the battery. For example, see Patent Document 1.
本発明は、電池の充放電や温度によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出することが可能な過電流異常検出装置及び過電流異常検出方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to an overcurrent abnormality detection device and an overcurrent abnormality detection method capable of appropriately detecting an overcurrent abnormality that occurs in a battery even when the current that is not desired to be supplied to the battery varies depending on the charge / discharge and temperature of the battery. The purpose is to provide.
また、本発明は、車両の走行中において、過電流異常が発生した電池を切り離して残りの電池を使用して車両を外部充電器の設置場所まで走行させる場合、車両をできるだけ長い時間走行させることが可能な過電流異常検出装置及び過電流異常検出方法を提供することを目的とする。 In addition, the present invention enables the vehicle to travel for as long a time as possible when the vehicle is traveling to the place where the external charger is installed using the remaining battery after disconnecting the battery in which the overcurrent abnormality has occurred. It is an object of the present invention to provide an overcurrent abnormality detection device and an overcurrent abnormality detection method capable of performing the above.
実施形態の過電流異常検出装置は、電池の温度を検出する温度検出部と、電池の充電中に温度検出部により検出される温度に応じて、又は、電池の放電中に温度検出部により検出される温度に応じて、閾値を設定する閾値設定部と、電池に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部により検出される電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部とを備える。 The overcurrent abnormality detection device of the embodiment is detected by a temperature detection unit that detects the temperature of the battery, and by the temperature detection unit according to the temperature detected by the temperature detection unit during charging of the battery, or during discharge of the battery An overcurrent abnormality occurs in the battery when the threshold value setting unit for setting the threshold value, the current detection unit for detecting the current flowing through the battery, and the current detected by the current detection unit are equal to or greater than the threshold value. And an overcurrent abnormality detection unit for detecting that the
また、実施形態の過電流異常検出装置は、電池が搭載される車両の走行時、電池の充電時に比べて、閾値を小さくする閾値設定部と、電池に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部により検出される電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部とを備える。 In addition, the overcurrent abnormality detection device of the embodiment includes a threshold setting unit that reduces the threshold when traveling a vehicle equipped with a battery, and a current detection unit that detects a current flowing through the battery, And an overcurrent abnormality detection unit that detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery when the current detected by the current detection unit exceeds a threshold value.
また、実施形態の過電流異常検出方法は、電池に発生する過電流異常を検出する過電流異常検出装置が、電池の温度を検出し、電池の充電中に検出される温度に応じて、又は、電池の放電中に検出される温度に応じて、閾値を設定し、電池に流れる電流を検出し、その検出した電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する。 Further, according to the overcurrent abnormality detection method of the embodiment, the overcurrent abnormality detection device that detects the overcurrent abnormality that occurs in the battery detects the temperature of the battery, or depending on the temperature detected during charging of the battery, or The threshold is set according to the temperature detected during battery discharge, the current flowing through the battery is detected, and when the detected current exceeds the threshold, it is detected that an overcurrent abnormality has occurred in the battery. To do.
また、実施形態の過電流異常検出方法は、電池に発生する過電流異常を検出する過電流異常検出装置が、電池が搭載される車両の走行時、電池の充電時に比べて、閾値を小さくし、電池に流れる電流を検出し、その検出した電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する。 Also, the overcurrent abnormality detection method of the embodiment is such that the overcurrent abnormality detection device that detects an overcurrent abnormality that occurs in the battery reduces the threshold value when the vehicle on which the battery is mounted is traveling, compared to when the battery is charged. The current flowing through the battery is detected, and when the detected current exceeds a threshold value, it is detected that an overcurrent abnormality has occurred in the battery.
本発明は、電池の充放電や温度によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出することができる。
また、本発明は、車両の走行時において、過電流異常が発生した電池を切り離して残りの電池を使用して車両を外部充電器の設置場所まで走行させる場合、車両をできるだけ長い時間走行させることができる。
The present invention can appropriately detect an overcurrent abnormality that occurs in a battery even when the current that is not desired to be passed through the battery varies depending on the charge / discharge and temperature of the battery.
In addition, the present invention enables the vehicle to travel for as long a time as possible when the vehicle is traveling to the place where the external charger is installed using the remaining battery after disconnecting the battery in which the overcurrent abnormality has occurred. Can do.
図1は、実施形態の過電流異常検出装置の一例を示す図である。
図1に示す過電流異常検出装置1は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの車両に搭載され、互いに並列接続される複数の電池2(2−1〜2−n)に過電流異常(電池2に通電させたくない電流が流れてしまう異常)が発生したことを検出する。各電池2は、それぞれ、直列接続される複数の二次電池(例えば、リチウムイオン電池)により構成されている。なお、各電池2は、それぞれ、一つの二次電池により構成されてもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overcurrent abnormality detection device according to an embodiment.
An overcurrent abnormality detection device 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle such as an electric forklift or a plug-in hybrid vehicle, and overcurrent abnormality occurs in a plurality of batteries 2 (2-1 to 2-n) connected in parallel to each other. It detects that (abnormality in which a current that does not want to energize the
各電池2の充電時、車両の外部に設けられる外部充電器3は、車両に設けられる充電制御部4から送信される電流指令値Ic1に応じた電力を車両に供給し、車両に設けられる内部充電器5は、外部充電器3から供給される電力を各電池2に供給し、各電池2を充電する。
When each
車両の走行時、車両に設けられる電力変換部6は、走行用モータ7が電力を消費する場合、各電池2から供給される直流電力を、走行制御部8から送られてくる電流指令値Ic2に応じた交流電力に変換して走行用モータ7に供給する。また、車両の走行時、電力変換部6は、走行用モータ7において回生電力が発生する場合、その回生電力を、電流指令値Ic2に応じた直流電力に変換して各電池2に供給し、各電池2を充電する。
When the vehicle travels, the
過電流異常検出装置1は、各電池2にそれぞれ対応する電流検出部9(9−1〜9−n)と、各電池2にそれぞれ対応する温度検出部10(10−1〜10−n)と、各電池2にそれぞれ対応するスイッチ11(11−1〜11−n)と、制御部12と、記憶部13とを備える。例えば、電流検出部9は電流センサを有し、温度検出部10は温度センサを有する。スイッチ11はトランジスタなどの半導体スイッチや機械式リレーなどにより構成される。制御部12はCPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)により構成される。記憶部13は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などにより構成される。
The overcurrent abnormality detection device 1 includes a current detector 9 (9-1 to 9-n) corresponding to each
電流検出部9−1は電池2−1に流れる電流I1を検出する。また、電流検出部9−nは電池2−nに流れる電流Inを検出する。
温度検出部10−1は電池2−1の温度T1を検出する。また、温度検出部10−nは電池2−nの温度Tnを検出する。
The current detector 9-1 detects a current I1 flowing through the battery 2-1. Further, the current detection unit 9-n detects a current In flowing through the battery 2-n.
The temperature detector 10-1 detects the temperature T1 of the battery 2-1. Further, the temperature detection unit 10-n detects the temperature Tn of the battery 2-n.
スイッチ11−1は各電池2の接続点と電池2−1との間に設けられ、スイッチ11−1がオンすると、電池2−1が他の電池2と電気的に接続され、スイッチ11−1がオフすると、電池2−1が他の電池2から電気的に切り離される。また、スイッチ11−nは各電池2の接続点と電池2−nとの間に設けられ、スイッチ11−nがオンすると、電池2−nが他の電池2と電気的に接続され、スイッチ11−nがオフすると、電池2−nが他の電池2から電気的に切り離される。
The switch 11-1 is provided between the connection point of each
制御部12は、閾値設定部121と、過電流異常検出部122と、スイッチ制御部123とを備える。閾値設定部121、過電流異常検出部122、及びスイッチ制御部123は、例えば、CPUなどが記憶部13に記憶されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。
The
閾値設定部121は、充電制御部4から送られてくる充放電状態情報や走行制御部8から送られてくる走行状態情報などに基づいて、電池2−1〜2−nに対応する閾値Ith1〜Ithnを設定する。充放電状態情報は、電池2−1〜2−nが充電中又は放電中であることを示している。走行状態情報は、車両が走行中であるか否かを示している。
The threshold value setting unit 121 is based on the charge / discharge state information sent from the
過電流異常検出部122は、電流検出部9−1により検出される電流I1が閾値Ith1以上になると、電池2−1に過電流異常が発生していることを検出する。また、過電流異常検出部122は、電流検出部9−nにより検出される電流Inが閾値Ithn以上になると、電池2−nに過電流異常が発生していることを検出する。 The overcurrent abnormality detection unit 122 detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery 2-1, when the current I1 detected by the current detection unit 9-1 is equal to or greater than the threshold value Ith1. The overcurrent abnormality detection unit 122 detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery 2-n when the current In detected by the current detection unit 9-n becomes equal to or greater than the threshold value Ithn.
スイッチ制御部123は、過電流異常検出部122により電池2−1に過電流異常が発生していることが検出されると、スイッチ11−1をオフさせて、電池2−1を他の電池2から電気的に切り離す。また、スイッチ制御部123は、過電流異常検出部122により電池2−nに過電流異常が発生していることが検出されると、スイッチ11−nをオフさせて、電池2−nを他の電池2から電気的に切り離す。
When the overcurrent abnormality detection unit 122 detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery 2-1, the switch control unit 123 turns off the switch 11-1 to connect the battery 2-1 to another battery. Electrically disconnected from 2. In addition, when the overcurrent abnormality detection unit 122 detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery 2-n, the switch control unit 123 turns off the switch 11-n and removes the battery 2-n. The
図2は、制御部12の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図2に示す動作は、一定時間経過毎に行われるものとする。
まず、閾値設定部121は、温度検出部10により検出される温度Tを取得する(S21)。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
First, the threshold setting unit 121 acquires the temperature T detected by the temperature detection unit 10 (S21).
次に、閾値設定部121は、電池2の充電中に温度検出部10により検出される温度Tに応じて閾値Ithを設定する、又は、電池2の放電中に温度検出部10により検出される温度Tに応じて閾値Ithを設定する(S22)。
Next, the threshold value setting unit 121 sets the threshold value Ith according to the temperature T detected by the
次に、過電流異常検出部122は、電流検出部9により検出される電流Iを取得し(S23)、その電流Iが閾値Ith以上であると判断すると(S24:Yes)、その電流Iに対応する電池2に過電流異常が発生していることを検出する(S25)。 Next, the overcurrent abnormality detection unit 122 acquires the current I detected by the current detection unit 9 (S23), and determines that the current I is equal to or greater than the threshold Ith (S24: Yes), the current I It is detected that an overcurrent abnormality has occurred in the corresponding battery 2 (S25).
また、過電流異常検出部122は、電流I1が閾値Ithよりも小さいと判断すると(S24:No)、過電流異常検出処理を終了する。
図3は、図2に示すS22の動作の一例を示すフローチャートである。
When the overcurrent abnormality detection unit 122 determines that the current I1 is smaller than the threshold value Ith (S24: No), the overcurrent abnormality detection process ends.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of S22 shown in FIG.
まず、閾値設定部121は、充放電状態情報を取得し(S31)、その充放電状態情報に基づいて、電池2が充電中であるか否かを判断する(S32)。
次に、閾値設定部121は、電池2が充電中であると判断すると(S32:Yes)、記憶部13に記憶されている充電用の温度−閾値対応情報を参照して、図2のS21で取得した温度Tに対応する閾値を取得し閾値Ithとして設定する(S33)。
First, the threshold setting unit 121 acquires charge / discharge state information (S31), and determines whether the
Next, when the threshold setting unit 121 determines that the
例えば、電池2−1の充電中、温度T1が40℃である場合、閾値設定部121は、図4(a)に示す充電用の温度−閾値対応情報を参照して、40℃に対応する100Aを閾値Ith1として設定する。なお、図4(a)に示す各閾値は、電池2の温度が高くなるに従って小さい値に設定されているとともに、電池2に通電させたくない電流に応じた値に設定されているものとする。
For example, when the temperature T1 is 40 ° C. during charging of the battery 2-1, the threshold setting unit 121 corresponds to 40 ° C. with reference to the temperature-threshold correspondence information for charging shown in FIG. 100A is set as the threshold value Ith1. Each threshold value shown in FIG. 4A is set to a smaller value as the temperature of the
また、閾値設定部121は、電池2が充電中でないと判断すると(S32:No)、電池2が放電中であると判断し、放電用の温度−閾値対応情報を参照して、図2のS21で取得した温度Tに対応する閾値を閾値Ithとして設定する(S34)。
Further, when the threshold value setting unit 121 determines that the
例えば、電池2−1の放電中、温度T1が40℃である場合、閾値設定部121は、図4(b)に示す放電用の温度−閾値対応情報を参照して、40℃に対応する120Aを閾値Ith1として設定する。なお、図4(b)に示す各閾値は、電池2の温度が高くなるに従って小さい値に設定されているとともに、電池2に通電させたくない電流に応じた値に設定されているものとする。また、図4(b)に示す各閾値は、図4(a)の同じ温度に対応する閾値に比べて、大きい値に設定されているものとする。
For example, when the temperature T1 is 40 ° C. during the discharge of the battery 2-1, the threshold setting unit 121 corresponds to 40 ° C. with reference to the temperature-threshold correspondence information for discharge shown in FIG. 120A is set as the threshold value Ith1. Each threshold value shown in FIG. 4B is set to a smaller value as the temperature of the
このように、閾値Ithを電池2の充放電や温度に応じた適切な値に設定することにより、電池2に発生する過電流異常を適切に検出することができる。すなわち、電池2の充放電や温度によって電池2に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池2に発生する過電流異常を適切に検出することができる。これにより、過電流異常が発生した電池2を電気的に切り離すことで、通電させたくない電流が電池2や電池2に接続される部品(電線など)に流れないようにすることができる。
Thus, by setting the threshold value Ith to an appropriate value according to the charge / discharge of the
なお、車両に電池2−1が一つのみ備えられる場合、過電流異常検出装置1は電流検出部9−1、温度検出部10−1、スイッチ11−1をそれぞれ一つのみ備え、閾値設定部121は閾値Ith1のみを設定し、過電流異常検出部122は電池2−1のみに対して過電流異常が発生していることを検出する。 When the vehicle includes only one battery 2-1, the overcurrent abnormality detection device 1 includes only one current detection unit 9-1, a temperature detection unit 10-1, and a switch 11-1, and sets a threshold value. The unit 121 sets only the threshold value Ith1, and the overcurrent abnormality detection unit 122 detects that an overcurrent abnormality has occurred only in the battery 2-1.
図5は、制御部12の他の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図5に示す動作は、一定時間経過毎に行われるものとする。
まず、閾値設定部121は、走行状態情報を取得し(S51)、その走行状態情報に基づいて、車両の走行時であること又は電池2が充電時であることを判断し、車両の走行時であるときの閾値Ithを設定する、又は、電池2が充電時であるときの閾値Ithを設定する(S52)。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of another operation of the
First, the threshold value setting unit 121 acquires travel state information (S51), and based on the travel state information, determines that the vehicle is traveling or the
次に、過電流異常検出部122は、電流検出部9により検出される電流Iを取得し(S53)、電流Iが閾値Ith以上であると判断すると(S54:Yes)、その電流Iに対応する電池2に過電流異常が発生していることを検出し(S55)、その電池2を他の電池2から電気的に切り離す(S56)。
Next, the overcurrent abnormality detection unit 122 acquires the current I detected by the current detection unit 9 (S53), and determines that the current I is equal to or greater than the threshold value Ith (S54: Yes), corresponds to the current I. It is detected that an overcurrent abnormality has occurred in the
また、過電流異常検出部122は、電流Iが閾値Ithよりも小さいと判断すると(S54:No)、過電流異常検出処理を終了する。
図6は、図5に示すS52の動作の一例を示すフローチャートである。
If the overcurrent abnormality detection unit 122 determines that the current I is smaller than the threshold value Ith (S54: No), the overcurrent abnormality detection process ends.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of S52 shown in FIG.
まず、閾値設定部121は、図5のS51で取得した走行状態情報に基づいて、車両が走行時であるか否かを判断する(S61)。
閾値設定部121は、車両が走行時でないと判断すると(S61:No)、電池2が充電時であると判断し、予め決められている閾値Ithを記憶部13から取得する(S62)。
First, the threshold setting unit 121 determines whether or not the vehicle is traveling based on the traveling state information acquired in S51 of FIG. 5 (S61).
If the threshold value setting unit 121 determines that the vehicle is not traveling (S61: No), the threshold value setting unit 121 determines that the
また、閾値設定部121は、車両が走行時であると判断すると(S61:Yes)、予め決められている閾値Ithを記憶部13から取得し、電池2が充電時であるときに使用される閾値Ithに比べて、その取得した閾値Ithを小さくする(S63)。
Further, when the threshold setting unit 121 determines that the vehicle is traveling (S61: Yes), the threshold setting unit 121 acquires a predetermined threshold Ith from the
このように、車両の走行時の閾値Ithを、電池2の充電時に比べて、小さくすることにより、例えば、車両の走行時に電池2−1に過電流異常が発生して電池2−1を切り離したときの残りの電池2の容量を、電池2の充電時に電池2−1に過電流異常が発生して電池2−1を切り離したときの残りの電池2の容量よりも大きくすることができる。これにより、車両の走行時に電池2−1に過電流異常が発生する場合、電池2の充電時に電池2−1に過電流異常が発生する場合に比べて、車両を長い時間走行させることができる。すなわち、車両の走行時において、過電流異常が発生した電池2を切り離して残りの電池2を使用して車両を外部充電器3の設置場所まで走行させる場合、車両をできるだけ長い時間走行させることができる。
Thus, by making the threshold value Ith when the vehicle travels smaller than when the
1 過電流異常検出装置
2 電池
3 外部充電器
4 充電制御部
5 内部充電器
6 電力変換部
7 走行用モータ
8 走行制御部
9 電流検出部
10 温度検出部
11 スイッチ
12 制御部
13 記憶部
121 閾値設定部
122 過電流異常検出部
123 スイッチ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Overcurrent
Claims (4)
前記電池の充電中に前記温度検出部により検出される温度に応じて、又は、前記電池の放電中に前記温度検出部により検出される温度に応じて、閾値を設定する閾値設定部と、
前記電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出される電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部と、
を備えることを特徴とする過電流異常検出装置。 A temperature detector for detecting the temperature of the battery;
A threshold setting unit that sets a threshold according to a temperature detected by the temperature detection unit during charging of the battery or according to a temperature detected by the temperature detection unit during discharge of the battery;
A current detection unit for detecting a current flowing in the battery;
When the current detected by the current detection unit is equal to or greater than the threshold value, an overcurrent abnormality detection unit that detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery;
An overcurrent abnormality detection device comprising:
前記電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出される電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部と、
を備えることを特徴とする過電流異常検出装置。 A threshold setting unit that reduces the threshold compared to when charging the battery when the vehicle on which the battery is mounted;
A current detection unit for detecting a current flowing in the battery;
When the current detected by the current detection unit is equal to or greater than the threshold value, an overcurrent abnormality detection unit that detects that an overcurrent abnormality has occurred in the battery;
An overcurrent abnormality detection device comprising:
前記電池の温度を検出し、
前記電池の充電中に前記検出した温度に応じて、又は、前記電池の放電中に前記検出した温度に応じて、閾値を設定し、
前記電池に流れる電流を検出し、
前記検出した電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する
ことを特徴とする過電流異常検出方法。 An overcurrent abnormality detection device that detects an overcurrent abnormality that occurs in the battery
Detecting the temperature of the battery;
According to the detected temperature during charging of the battery or according to the detected temperature during discharging of the battery, a threshold is set,
Detecting the current flowing through the battery;
When the detected current is equal to or greater than the threshold, it is detected that an overcurrent abnormality has occurred in the battery.
前記電池が搭載される車両の走行時、前記電池の充電時に比べて、閾値を小さくし、
前記電池に流れる電流を検出し、
前記検出した電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する
ことを特徴とする過電流異常検出方法。
An overcurrent abnormality detection device that detects an overcurrent abnormality that occurs in the battery
When driving a vehicle on which the battery is mounted, the threshold value is made smaller than when the battery is charged,
Detecting the current flowing through the battery;
When the detected current is equal to or greater than the threshold, it is detected that an overcurrent abnormality has occurred in the battery.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022269832A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | 株式会社EViP | Discharge control circuit |
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2014
- 2014-10-14 JP JP2014209869A patent/JP2016082642A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022269832A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | 株式会社EViP | Discharge control circuit |
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