JP6546641B2 - 予測平衡化を用いるバッテリパック管理のためのシステム及び方法 - Google Patents
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- 直列に接続される複数のバッテリセルのパックと前記バッテリセルのパックに結合されるバイパス回路とを有するバッテリパック管理システムにおいて使用するコントローラであって、
平衡化ユニットであって、
バッテリ動作の予期される終了時間まで前記バッテリセルの放電深度(DOD)値の間で平衡化するために、前記バッテリセルの各々の初期平衡化バイパス電流値を決定し、
前記平衡化されたDOD値の関係を維持するために、前記バッテリセルの各々の継続平衡化バイパス電流値を決定し、
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基づいて前記バッテリセルの各々の要求されるセルバイパス電流値を決定し、
前記要求されるセルバイパス電流値の推定される最大バイパス電流値に対する比に基づいて、オン時間期間を有するオン時間信号を生成する、
ように構成される、前記平衡化ユニットと、
前記オン時間信号を受信し、前記オン時間信号に基づいてスイッチング制御信号を生成するように構成されるスイッチング制御ユニットであって、前記バイパス回路により前記スイッチング制御信号が受信されると、前記バイパス回路に前記バッテリセルの2つの間で前記オン時間期間の間に電荷を転送させるように構成される、前記スイッチング制御ユニットと、
を含む、コントローラ。 - 請求項1に記載のコントローラであって、
前記スイッチング制御信号が、前記オン時間信号の前記オン時間期間の間にスイッチング周波数を有し、
前記バイパス回路が、前記スイッチング周波数で前記バッテリセルの前記2つの間でバイパス電流を導通させるように構成される、コントローラ。 - 請求項1に記載のコントローラであって、
前記平衡化ユニットが、前記バッテリセルのそれぞれの1つの推定される現在のDOD値に基づいて前記初期平衡化バイパス電流値を決定するように構成される、コントローラ。 - 請求項3に記載のコントローラであって、
前記推定される現在のDOD値が、前記バッテリセルのそれぞれの1つのバッテリモデルと前記バッテリセルのそれぞれの1つの測定されたセル電圧とに基づいて決定される、コントローラ。 - 請求項3に記載のコントローラであって、
前記バッテリセルのそれぞれの1つのバッテリモデルと前記バッテリセルのそれぞれの1つの測定されたセル電圧とに基づいて前記推定される現在のDOD値を決定する動的電圧相関ユニットを更に含む、コントローラ。 - 請求項1に記載のコントローラであって、
前記平衡化ユニットが、前記バッテリセルのパックの総充電容量値と前記バッテリセルのパックの総パック電流値とにおける差に基づいて前記継続平衡化バイパス電流値を決定するように構成される、コントローラ。 - 請求項1に記載のコントローラであって、
前記バッテリセルのそれぞれの1つの前記要求されるセルバイパス電流値が、前記バッテリセルのそれぞれの1つの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の合計である、コントローラ。 - 請求項1に記載のコントローラであって、
前記スイッチング制御ユニットが、前記オン時間期間が所定の時間間隔よりも大きい場合に、前記スイッチング制御信号のスイッチング周波数を減少させるように更に構成され、
前記平衡化ユニットが、前記減少されたスイッチング周波数に基づいて前記オン時間期間を更新するように更に構成される、コントローラ。 - 直列に接続される複数のバッテリセルのパックと前記バッテリセルのパックに結合されるバイパス回路とを有するバッテリパック管理システムにおいて使用するコントローラであって、
平衡化ユニットであって、
前記バッテリセルのそれぞれの1つの推定される現在の放電深度(DOD)値に基づいて前記バッテリセルの各々の初期平衡化バイパス電流値を決定し、
前記バッテリセルのパックの総充電容量値と前記バッテリセルのパックの総パック電流値とにおける差に基づいて前記バッテリセルの各々の継続平衡化バイパス電流値を決定し、
前記バッテリセルのそれぞれの1つの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の合計に基づいて前記バッテリセルの各々の要求されるセルバイアス電流値を決定し、
前記要求されるセルバイアス電流値の推定される最大バイパス電流値に対する比に基づいて、オン時間期間を有するオン時間信号を生成する、
ように構成される、前記平衡化ユニットと、
前記オン時間信号を受信し、前記オン時間信号に基づいてスイッチング制御信号を生成するように構成されるスイッチング制御ユニットであって、前記バイパス回路により前記スイッチング制御信号が受信されると、前記バイパス回路に前記バッテリセルの2つの間で前記オン時間期間の間に電荷を逓送させるように構成される、前記スイッチング制御ユニットと、
を含む、コントローラ。 - 請求項9に記載のコントローラであって、
前記スイッチング制御信号が、前記オン時間信号の前記オン時間期間の間にスイッチング周波数を有し、
前記バイパス回路が、前記スイッチング周波数で前記バッテリセルの2つの間でバイパス電流を導通させるように構成される、コントローラ。 - 請求項9に記載のコントローラであって、
前記推定される現在のDOD値が、前記バッテリセルのそれぞれの1つのバッテリモデルと前記バッテリセルのそれぞれの1つの測定されたセル電圧とに基づいて決定される、コントローラ。 - 請求項9に記載のコントローラであって、
前記バッテリセルのそれぞれの1つのバッテリモデルと前記バッテリセルのそれぞれの1つの測定されたセル電圧とに基づいて前記推定される現在のDOD値を決定するように構成される動的電圧相関ユニットを更に含む、コントローラ。 - 請求項9に記載のコントローラであって、
前記スイッチング制御ユニットが、前記オン時間期間が所定の時間間隔よりも大きい場合に、前記スイッチング制御信号のスイッチング周波数を減少させるように更に構成され、
前記平衡化ユニットが、前記減少されたスイッチング周波数に基づいて前記オン時間期間を更新するように更に構成される、コントローラ。 - 対応する複数の放電深度(DOD)値を有し、直列に接続される複数のバッテリセルに結合され、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むバイパス回路を制御する平衡化コントローラであって、
前記バッテリセルのアクティブ平衡化のために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のためのスイッチング周波数で前記バイパス回路の前記スイッチングデバイスに対して複数のスイッチング制御信号を提供するように作動するスイッチングコントローラと、
予測される充電終了又は放電終了時間まで前記複数のDOD値を平衡化するための複数の初期平衡化バイパス電流値の関数及び前記複数のDOD値の現在の関係を維持するための複数の継続平衡化バイパス電流値の関数としての前記複数のオン時間を計算するように作動する予測平衡化構成要素と、
を含み、
電荷が前記バッテリセルの2つの間で前記オン時間期間の間に転送される、平衡化コントローラ。 - 請求項14に記載の平衡化コントローラであって、
前記予測平衡化構成要素が、前記複数のオン時間をそれぞれ表す複数のオン時間信号を提供するように作動し、
前記スイッチングコントローラが、前記複数のオン時間信号に基づいて前記複数のスイッチング制御信号を生成するように作動する、平衡化コントローラ。 - 直列に接続される複数のバッテリセルの接続とバイパス化とを制御する平衡化コントローラであって、
前記バッテリセルのアクティブ平衡化のための前記複数のバッテリセルの接続とバイパス化との期間を定義するために、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のためのスイッチング周波数を有する複数のスイッチング制御出力を有するスイッチングコントローラと、
予測される充電終了又は放電終了時間まで前記複数のバッテリセルの複数の放電深度(DOD)値を平衡化するための複数の初期平衡化バイパス電流値の関数及び前記複数のDOD値の現在の関係を維持するための複数の継続平衡化バイパス電流値の関数としての前記複数のオン時間を計算するように作動する予測平衡化構成要素と、
を含み、
電荷が前記バッテリセルの2つの間で前記オン時間期間の間に転送される、平衡化コントローラ。 - 請求項14又は16に記載の平衡化コントローラであって、
前記予測平衡化構成要素が、推定される現在の放電深度(DOD)値に基づいて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更に作動する、平衡化コントローラ。 - 請求項17に記載の平衡化コントローラであって、
前記予測平衡化構成要素が、前記バッテリセルのバッテリモデルと前記バッテリセルの測定された電圧とに基づいて前記推定される現在のDOD値を決定するように更に作動する、平衡化コントローラ。 - 請求項14又は16に記載の平衡化コントローラであって、
前記予測平衡化構成要素が、前記バッテリセルの総充電容量値と前記バッテリセルの総電流値とにおける差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ように更に作動する、平衡化コントローラ。 - 請求項14又は16に記載の平衡化コントローラであって、
前記予測平衡化構成要素が、前記複数の初期平衡化バイパス電流値と前記複数の継続平衡化バイパス電流値との合計に基づいて複数の要求されるセルバイパス電流値を生成するように更に作動し、前記複数の要求されるセルバイアス電流値が前記複数のオン時間に関連する、平衡化コントローラ。
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