JP2019508002A - バッテリ装置及びセルバランシング回路 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (20)
- バッテリ装置であって、
互いに直列に接続される、複数の第1のバッテリセル、
第1及び第2のスイッチング回路ノードを、前記複数の第1のバッテリセルの選択されたバッテリセルと選択的に結合するためのスイッチング回路、及び、
前記選択されたバッテリセルと第2のバッテリとの間で電荷を移動させるためのバランシング回路、
を含み、
前記バランシング回路が、
前記第1及び第2のスイッチ回路ノードと結合されるバッテリ接続の第1のペア、
第2のバッテリと結合するためのバッテリ接続の第2のペア、
変圧器であって、
変圧器コアの周りに巻かれ、バッテリ接続の前記第1のペアと結合される第1の巻き線と、
前記変圧器コアの周りに巻かれ、バッテリ接続の前記第2のペアと結合される第2の巻き線と、
前記変圧器コアの周りに巻かれる第3の巻き線と、
を含む、前記変圧器、
前記第3の巻き線から信号を受信するように結合される第1の整流器回路であって、前記第3の巻き線からの前記信号に従って第1の整流器出力信号を提供するように作用する、前記第1の整流器回路、
バッテリ接続の前記第1のペアと前記第1の巻き線との間に結合される第1のトランジスタであって、第1の制御端子を含む、前記第1のトランジスタ、
バッテリ接続の前記第2のペアと前記第2の巻き線との間に結合される第2のトランジスタであって、前記第2のトランジスタが、前記第2の巻き線とバッテリ接続の前記第2のペアとの間の電流フローを可能にするために、前記第1の巻き線における電流フローに反応して、前記第2の巻き線から信号を受信するように結合される第2の制御端子を含む、前記第2のトランジスタ、及び、
前記第1の巻き線における電流フローを可能にするため前記第1のトランジスタをオンにするように、第1のパルス信号を前記第1のトランジスタの前記第1の制御端子に提供するために、第1のイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応する第1の制御回路であって、前記第1の制御回路が、前記第1のトランジスタを再びオンにするため更なるパルス信号を前記第1のトランジスタの前記第1の制御端子に提供するために前記第1のイネーブル信号が前記第1の状態のままである間、前記第1の整流器出力信号が、閾値を下回る前記第2の巻き線における電流フローを示すことに反応する、前記第1の制御回路、
を含む、
バッテリ装置。 - 請求項1に記載のバッテリ装置であって、前記第1の制御回路が、前記第1の巻き線における電流フローが第1の閾値を超えることを示す第1の電流感知信号に反応して、前記第1のトランジスタをオフにするように作用する、バッテリ装置。
- 請求項2に記載のバッテリ装置であって、前記バランシング回路が、前記第1の電流感知信号を前記第1の制御回路に提供するために、バッテリ接続の前記第1のペアと前記第1の巻き線との間に結合される第1のレジスタを含む、バッテリ装置。
- 請求項1に記載のバッテリ装置であって、前記バランシング回路が第1のオプトカプラを含み、前記第1のオプトカプラが、前記第1のイネーブル信号を受信し、第1の絶縁されたイネーブル信号を前記第1の制御回路に提供し、前記第1の制御回路が、前記第1の絶縁されたイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応して、前記第1のトランジスタをオンにするように作用する、バッテリ装置。
- 請求項1に記載のバッテリ装置であって、
前記変圧器が、前記変圧器コアの周りに巻かれる第4の巻き線を含み、
前記バランシング回路が、
バッテリ接続の前記第2のペアと前記第2の巻き線との間に結合される第3のトランジスタであって、第3の制御端子を含む、前記第3のトランジスタと、
バッテリ接続の前記第1のペアと前記第1の巻き線との間に結合される第4のトランジスタであって、前記第4のトランジスタが、第1の巻き線とバッテリ接続の前記第1のペアとの間の電流フローを可能にするために、前記第2の巻き線における電流フローに反応して、前記第1の巻き線から信号を受信するように結合される第4の制御端子を含む、前記第4のトランジスタと、
前記第4の巻き線から信号を受信するように結合される第2の整流器回路であって、前記第2の整流器回路が、前記第4の巻き線からの前記信号に従って第2の整流器出力信号を提供するように作用する、前記第2の整流器回路と、
前記第2の巻き線における電流フローを可能にするため前記第3のトランジスタをオンにするため、第2のパルス信号を前記第3のトランジスタの前記第3の制御端子に提供するために、第2のイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応する第2の制御回路であって、前記第2の制御回路が、前記第3のトランジスタを再びオンにするために更なるパルス信号を前記第3のトランジスタの前記第3の制御端子に提供するために前記第2のイネーブル信号が前記第1の状態のままである間、第2の閾値を下回る前記第1の巻き線における電流フローを示す前記第2の整流器出力信号に反応する、前記第2の制御回路と、
を含む、バッテリ装置。 - 請求項5に記載のバッテリ装置であって、前記第2の制御回路が、前記第3のトランジスタをオフにするために、前記第2の巻き線における電流フローが第2の閾値を上回ることを示す第2の電流感知信号に反応する、バッテリ装置。
- 請求項6に記載のバッテリ装置であって、前記バランシング回路が、前記第2の電流感知信号を前記第2の制御回路に提供するために、バッテリ接続の前記第2のペアと前記第2の巻き線との間に結合される第2のレジスタを含む、バッテリ装置。
- 請求項5に記載のバッテリ装置であって、前記バランシング回路が第2のオプトカプラを含み、前記第2のオプトカプラが、前記第2のイネーブル信号を受信し、第2の絶縁されたイネーブル信号を前記第2の制御回路に提供し、前記第2の制御回路が、前記第2のトランジスタをオンにするために、前記第2の絶縁されたイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応する、バッテリ装置。
- 請求項5に記載のバッテリ装置であって、前記第1の制御回路が、バッテリ接続の前記第1のペアを介して給電され、前記第2の制御回路が、バッテリ接続の前記第2のペアを介して給電される、バッテリ装置。
- 請求項1に記載のバッテリ装置であって、前記第1の制御回路が、バッテリ接続の前記第1のペアを介して給電される、バッテリ装置。
- バランシング回路であって、
第1のバッテリと結合するためのバッテリ接続の第1のペア、
第2のバッテリと結合するためのバッテリ接続の第2のペア、
変圧器であって、
変圧器コアの周りに巻かれ、バッテリ接続の前記第1のペアと結合される第1の巻き線と、
前記変圧器コアの周りに巻かれ、バッテリ接続の前記第2のペアと結合される第2の巻き線と、
前記変圧器コアの周りに巻かれる第3の巻き線と、
を含む、前記変圧器、
バッテリ接続の前記第1のペアと前記第1の巻き線との間に結合される第1のトランジスタであって、第1の制御端子を含む、前記第1のトランジスタ、
バッテリ接続の前記第2のペアと前記第2の巻き線との間に結合される第2のトランジスタであって、前記第2のトランジスタが、前記第2の巻き線とバッテリ接続の前記第2のペアとの間の電流フローを可能にするために、前記第1の巻き線における電流フローに反応して、前記第2の巻き線からの信号を受信するように結合される第2の制御端子を含む、前記第2のトランジスタ、及び、
前記第1の巻き線における電流フローを可能にするため前記第1のトランジスタをオンにするために、第1のパルス信号を前記第1のトランジスタの前記第1の制御端子に提供するために、第1のイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応する第1の制御回路であって、前記第1の制御回路が、前記第1のトランジスタを再びオンにするために更なるパルス信号を前記第1のトランジスタの前記第1の制御端子に提供するために、前記第1のイネーブル信号が前記第1の状態のままである間、所定の値を下回る前記第2の巻き線における電流フローを示す信号に反応する、前記第1の制御回路、
を含む、バランシング回路。 - 請求項11に記載のバランシング回路であって、前記第1の制御回路が、前記第1の巻き線における電流フローが第1の閾値を超えることを示す第1の電流感知信号に反応して、前記第1のトランジスタをオフにするように作用する、バランシング回路。
- 請求項12に記載のバランシング回路であって、前記第1の電流感知信号を前記第1の制御回路に提供するために、バッテリ接続の前記第1のペアと前記第1の巻き線との間に結合される第1のレジスタを含む、バランシング回路。
- 請求項11に記載のバランシング回路であって、
前記第1のイネーブル信号を受信し、第1の絶縁されたイネーブル信号を前記第1の制御回路に提供する第1のオプトカプラを含み、
前記第1の制御回路が、前記第1の絶縁されたイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応して、前記第1のトランジスタをオンにするように作用する、
バランシング回路。 - 請求項11に記載のバランシング回路であって、前記第3の巻き線から信号を受信するために結合される第1の整流器回路を含み、前記第1の整流器回路が、前記第3の巻き線からの前記信号に反応して、第1の整流器出力電圧信号を前記第1の制御回路に提供するように作用し、
前記第1の制御回路が、前記第1のトランジスタを再びオンにするために、前記更なるパルス信号を前記第1のトランジスタの前記第1の制御端子に提供するために前記第1のイネーブル信号が前記第1の状態のままである間、所定の値を下回る前記第2の巻き線における電流フローを示す前記第1の整流器出力信号に反応する、
バランシング回路。 - 請求項11に記載のバランシング回路であって、前記変圧器が、前記変圧器コアの周りに巻かれる第4の巻き線を更に含み、
前記バランシング回路が、
バッテリ接続の前記第2のペアと前記第2の巻き線との間に結合される第3のトランジスタであって、第3の制御端子を含む、前記第3のトランジスタと、
バッテリ接続の前記第1のペアと前記第1の巻き線との間に結合される第4のトランジスタであって、前記第4のトランジスタが、前記第1の巻き線とバッテリ接続の前記第1のペアとの間の電流フローを可能にするために、前記第2の巻き線における電流フローに反応して、前記第1の巻き線から信号を受信するように結合される第4の制御端子を含む、前記第4のトランジスタと、
前記第2の巻き線における電流フローを可能にするため前記第3のトランジスタをオンにするため、第2のパルス信号を前記第3のトランジスタの前記第3の制御端子に提供するために、第2のイネーブル信号が第1の状態に遷移することに反応する第2の制御回路であって、前記第2の制御回路が、前記第3のトランジスタを再びオンにするために更なるパルス信号を前記第3のトランジスタの前記第3の制御端子に提供するために前記第2のイネーブル信号が前記第1の状態のままである間、閾値を下回る前記第1の巻き線における電流フローを示す前記第2の整流器出力信号に反応する、第2の制御回路と、
を更に含む、バランシング回路。 - 請求項16に記載のバランシング回路であって、前記第1の制御回路が、バッテリ接続の前記第1のペアを介して給電され、前記第2の制御回路がバッテリ接続の前記第2のペアを介して給電される、バランシング回路。
- 請求項16に記載のバランシング回路であって、
前記第1の巻き線が、第1の端部、第2の端部、及びセンタータップを含み、
前記第1のトランジスタが、前記第1の巻き線の前記センタータップと、バッテリ接続の前記第1のペアの第1のバッテリ接続との間に接続され、
前記第4のトランジスタが、前記第1の巻き線の前記センタータップと、バッテリ接続の前記第1のペアの前記第1のバッテリ接続との間の前記第1のトランジスタと並列に接続され、
前記第4のトランジスタの前記第4の制御端子が、前記第1の巻き線の前記第1の端部に接続され、
バッテリ接続の前記第1のペアの第2のバッテリ接続が、前記第1の巻き線の前記第2の端部と結合され、
前記第2の巻き線が、第1の端部、第2の端部、及びセンタータップを含み、
前記第3のトランジスタが、第2の巻き線の前記センタータップと、バッテリ接続の前記第2のペアの第1のバッテリ接続との間に接続され、
前記第2のトランジスタが、第2の巻き線の前記センタータップと、バッテリ接続の前記第2のペアの第1のバッテリ接続との間の前記第3のトランジスタと並列に接続され、
前記第2のトランジスタの前記第2の制御端子が、前記第2の巻き線の前記第1の端部に接続され
バッテリ接続の前記第2のペアの第2のバッテリ接続が、前記第2の巻き線の前記第2の端部と結合される、
バランシング回路。 - 請求項11に記載のバランシング回路であって、
前記第1の巻き線が、第1の端部、第2の端部、及びセンタータップを含み、
前記第1のトランジスタが、前記第1の巻き線の前記センタータップと、バッテリ接続の前記第1のペアの第1のバッテリ接続との間に接続され、
バッテリ接続の前記第1のペアの第2のバッテリ接続が、前記第1の巻き線前記第2の端部と結合され、
前記第2の巻き線が、第1の端部、第2の端部、及びセンタータップを含み、
前記第2のトランジスタが、前第2の巻き線の前記センタータップと、バッテリ接続の前記第2のペアの第1のバッテリ接続との間に接続され、
前記第2のトランジスタの前記第2の制御端子が、前記第2の巻き線の前記第1の端部に接続され、
バッテリ接続の前記第2のペアの第2のバッテリ接続が、前記第2の巻き線の前記第2の端部と結合される、
バランシング回路。 - バッテリ間で電荷を移動させるための回路であって、
第1のバッテリと結合される第1の巻き線、第2のバッテリと結合される第2の巻き線、及び第3の巻き線を含む変圧器であって、前記第1、第2及び第3の巻き線が互いと磁気的に結合される、前記変圧器、
前記第1のバッテリと前記第1の巻き線との間に結合される第1のトランジスタ、
制御回路であって、第1の状態のイネーブル信号に応答して、前記第1の巻き線における電流フローを可能にするため電荷移動サイクルを始めるために前記第1のトランジスタをオンにするように、及び、前記第1のバッテリを放電させるように、及び、前記第2及び第3の巻き線において誘導電圧を生じさせるように作用する、前記制御回路、及び、
前記第2のバッテリと前記第2の巻き線との間に結合される第2のトランジスタであって、前記第2のバッテリを充電するために、前記第2の巻き線と前記第2のバッテリとの間の電流フローを可能にするように、前記第2のトランジスタが、前記第2の巻き線における前記誘導電圧に応答して作用する、前記第2のトランジスタ、
を含み、
第2の電荷移動サイクルを始めるため前記第1のトランジスタを再びオンにするために前記イネーブル信号が前記第1の状態のままである間、前記制御回路が、前記第2の巻き線における電流フローが所定の値を下回ることを示す前記第3の巻き線からの信号に反応する、
回路。
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