JP2020507303A5 - - Google Patents

Claims (24)

1. 直列に接続された複数の電池セル・ユニットと、
   １つ又は複数のスイッチ組立体と、
   １つ以上の制御パラメータを決定し、当該制御パラメータに基づいて前記スイッチ組立体を制御する２つ以上のコントローラとを備え、
   前記２つ以上のコントローラは、選択的に
   いずれか１つの前記電池セル・ユニットを、前記複数の電池セル・ユニットからの他の任意の電池セル・ユニットと接続されている状態から切断し、または
   いずれか１つの前記電池セル・ユニットを、前記複数の電池セル・ユニットからの他の任意の電池セル・ユニットと電気的に直列に接続することにより、
   制御可能な電圧プロファイルを持つシステム出力を供給するようになり、
   前記２つ以上のコントローラは、同期された動作をするよう構成され、
   前記コントローラのうちの少なくとも１つは、前記２つ以上のコントローラの時間同期のための同期信号を生成するよう構成されている、電池システム。
2. 前記コントローラは、前記スイッチ組立体を制御して、
   第一の電池セル・ユニットと第二の電池セル・ユニットとは電気的に直列に接続されて、第三の電池セル・ユニットには接続されていない第一の状態と
   前記第一の電池セル・ユニットと前記第三の電池セル・ユニットとは電気的に直列に接続されて、前記第二の電池セル・ユニットには接続されていない第二の状態と
   前記第二の電池セル・ユニットと前記第三の電池セル・ユニットとは電気的に直列に接続されて、前記第一の電池セル・ユニットには接続されていない第三の状態と
   を選択的に許可する、請求項１に記載の電池システム。
3. 前記２つ以上のコントローラ間で時間同期信号のみを通信するように構成された同期線をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の電池システム。
4. 前記２つ以上のコントローラ間で少なくとも時間同期信号を通信するように構成された同期線をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の電池システム。
5. 前記時間同期信号は、単一の時間信号である、請求項３または請求項４に記載の電池システム。
6. 前記１つ又は複数のスイッチ組立体を制御するために前記２つ以上のコントローラで使用される前記１つ以上の制御パラメータは、電池システム電圧、電池システム電流、接続された負荷に供給される電圧、最大充電電圧、各電池セルへの最小充電電圧、１つまたは複数のセル電圧の少なくとも１つの測定値に基づいて制御する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の電池システム。
7. 各電池セル・ユニットは、それぞれのコントローラによって制御される、請求項１から６までのいずれか一項に記載の電池システム。
8. ２つ以上の電池セル・ユニットは、共有されるコントローラによって制御される、請求項１から６までのいずれか一項に記載の電池システム。
9. 前記コントローラのうちの少なくとも１つは、前記１つ又は複数の他のコントローラのための制御信号を生成する中央コントローラである、請求項１から８までのいずれか一項に記載の電池システム。
10. 前記システム出力を制御するための出力モジュールをさらに備え、前記出力モジュールは、前記接続された電池セル・ユニットを前記システム出力に選択的に接続又は切断するための１つ又は複数の出力スイッチを備える、請求項１から９までのいずれか一項に記載の電池システム。
11. 出力電圧を平滑化するために、前記システム出力にキャパシタをさらに備える、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の電池システム。
12. 出力電流を平滑化するために、前記システム出力にインダクタをさらに備える、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の電池システム。
13. 前記複数の電池セル・ユニットは、実質的に５％以上の電荷蓄積容量の差を持つ、少なくとも２つの電池セル・ユニットを備える、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の電池システム。
14. 前記制御パラメータの１つは、前記電池セル・ユニットのそれぞれの時間シフトを含み、前記時間シフトは、前記それぞれの電池セル・ユニットを、前記複数の電池セル・ユニットの中の１つ又は複数の他の電池セル・ユニットと電気的に直列に接続する時間を決定する、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の電池システム。
15. 前記制御パラメータの１つは、前記電池セル・ユニットのそれぞれのデューティ・サイクルを含み、前記デューティ・サイクルは、前記それぞれの電池セル・ユニットを、前記複数の電池セル・ユニットの中の１つ又は複数の他の電池セル・ユニットと電気的に直列に接続するとき、前記それぞれの電池セル・ユニットの電気的接続を維持する時間の割合を決定する、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の電池システム。
16. 少なくとも１つのスイッチ組立体は、
    前記コントローラのうちの少なくとも１つから制御信号を受信し、前記少なくとも１つのスイッチ組立体を前記コントローラから絶縁する１つ又は複数の絶縁要素を具備する、ゲート駆動電子回路と、
    直列に接続された電池セル・ユニット間の直接的な電気経路を流れる電流を伝導する、１つ又は複数のスイッチング要素と
    を備え、
    前記絶縁要素の数は前記スイッチング要素の数よりも少ない、
    請求項１から１５までのいずれか一項に記載の電池システム。
17. 前記ゲート駆動電子回路は光カプラを含む、請求項１６に記載の電池システム。
18. 第１のスイッチ組立体は、１つ又は複数の対応する電池ユニットを制御するように構成され、前記第１のスイッチ組立体は、前記コントローラのうちの少なくとも１つから制御信号を受信するゲート駆動電子回路を備え、
    前記ゲート駆動電子回路は、前記１つ又は複数の対応する電池セル・ユニットによって少なくとも部分的に給電される、
    請求項１から１５までのいずれか一項に記載の電池システム。
19. １つ又は複数の前記スイッチ組立体は、それぞれ、最大２つのスイッチング要素を備える、請求項１から１８までのいずれか一項に記載の電池システム。
20. 前記電池システム出力での直流信号を交流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータをさらに備える、請求項１から１９までのいずれか一項に記載の電池システム。
21. 整流された正弦波出力信号を完全な正弦波出力信号に変換するＨブリッジ回路をさらに備える、請求項１から２０までのいずれか一項に記載の電池システム。
22. 前記システム出力での電圧振幅を変更するトランスをさらに備える、請求項１から２１までのいずれか一項に記載の電池システム。
23. ２つ以上の、請求項１から２２までのいずれか一項に記載の電池システムを備える電池パック・システムであって、前記２つ以上の電池システムは、電気的に並列に接続され、前記電池パック・システムは、前記電池システムのそれぞれの前記システム出力を調節するよう構成されている、電池パック・システム。
24. 請求項１から２２までのいずれか一項に記載の電池システムを制御する方法。