JP7259067B2

JP7259067B2 - バッテリーモジュール内のノイズフィルタ

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Publication number: JP7259067B2
Application number: JP2021547863A
Authority: JP
Inventors: メリン、マッツ
Original assignee: ポラリウム・エナジー・ソリューションズ・エービー
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2023-04-17
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Description

本開示は、充電可能なバッテリーモジュールにおいて使われるような電力コンバータの分野に関連する。特に、本開示は、トリファイラーチョークを使用した直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）電力コンバータによって生じる電磁干渉の低減に関連する。

あるＤＣ電圧からもう一方への変換では、電気的なパワーを効率的に変換するために、スイッチモードタイプのＤＣＤＣ電力コンバータは、スイッチングレギュレータに依拠する。しかし、高いスイッチング周波数で動作するとき、そのような電力コンバータは、スイッチングノイズを引き起こす。もし、注意しない場合、そのようなノイズは、例えば、主電源ライン、および／またはコンバータの出力サイドに接続されたコンポーネントに結合するように戻され得、望まない電磁干渉（ＥＭＩ）を引き起こし得る。

コンバータの入力および／または出力上のノイズは、コモンモード電流となり得る。そのようなノイズをフィルタするために、通常、バイファイラーチョークは、コンバータの入力端子および／または出力端子での同相信号除去構成に提供される。チョークは、チョークが接続されている両方の端子に共通のノイズ電流をブロックし得る、または、少なくとも減衰させ得る。これにより、チョークは、低減されたＥＭＩおよび、電力コンバータの改善された電磁両立性（ＥＭＣ）を提供する。

しかし、電力コンバータが、例えばバッテリーを充電するために使用される場合、チョークは、バッテリーの最大電流を供給可能でなければならない。より大きなバッテリーのためには、そのような電流は、数百アンペアに達し得、チョークは、大きな電流によって損傷を受けない寸法でなければならない。このことは、例えば、コストの増大および／または占有面積の増大を引き起こす。

上記に基づいて、ＤＣＤＣ電力コンバータによって引き起こされるフィルタリングノイズを改善する方法の需要がある。

少なくとも部分的に上記の需要を満たすために、本開示は、独立請求項で定義される回路、電流制限デバイス、バッテリーモジュール、およびノイズフィルタリングの方法を提供することを追求する。さらに、実施形態は、前記独立請求項に示される。

本開示の一面によれば、回路は用意される。前記回路は、第１の入力端子、第２の入力端子、および出力端子を含んでいてもよい。前記回路は、直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）コンバータ（または電力コンバータ）を含み得る。前記回路は、さらに、前記回路の前記第１の入力端子と前記コンバータの第１の端子との間に接続される第１のインダクタと、前記回路の第２の入力端子と前記コンバータの第２の入力端子との間に接続される第２のインダクタと、前記回路の前記出力端子と前記コンバータの出力端子の間に接続された第３のインダクタを含み得る。前記コンバータは、その第１の入力端子および第２の入力端子で受け付けた第１の電圧を、その第２の出力端子において第２の電圧に変換するように構成され得る。前記第２の電圧は、前記第１の電圧より高くてもよい。すなわち、前記コンバータは、例えば、ステップアップコンバータ、ブーストコンバータ、または同様のものであってもよい。

前記トリファイラーチョークの前記第１のインダクタ、前記第２のインダクタ、および前記第３のインダクタは、同じ芯に巻かれ、互いに結合され、そして、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタで共通な電流と、前記第２のインダクタと前記第３のインダクタで共通な電流とがブロックされるあるいは減衰されるように配置される。

ここで、二つのインダクタで共通の電流は、同じ振幅、位相、および方向を持つ電流と判断される。例えば、インダクタからコンバータの端子へ、デバイスの端子を通ってきた電流が、別のインダクタからコンバータの端子へ、デバイスの端子を通ってきた別の電流と、同じ振幅および位相を持つ場合、前記インダクタと前記別のインダクタは、これらのインダクタに共通の電流を持つと称される。前記トリファイラーチョークは、例えばコイルのうちの二つが同等および同相の互いに増大させる磁場を作ることによって、コモンモード電流が同じ方向に流れるような方法で、同じ芯に巻かれた三つの巻き線（フィラメント）を例えば含む。このことは、チョークに高いインピーダンスが存在することによって、チョークがコモンモード電流をブロックするまたは減衰することに帰結する。結果として、トリファイラーチョークは、コンバータへの／からのコモンモードノイズ電流を取り除くまたは少なくとも低減するＥＭＩ／ＥＭＣフィルタとして動作する。

よって、本開示における前記回路は、コモンモードＥＭＩ／ＥＭＣフィルタとして振る舞うトリファイラーチョークを伴うコンバータを提供する。ここで、チョークのコイル内の電流は、チョークの芯における飽和のリスクと釣り合う、および減らす。同時に、二つの分離したバイファイラーチョークの代わりに、単に一つの（トリファイラ―）チョークが必要とされる。このことは、二つまたはそれ以上のバイファイラーチョークを使用した構成と比べて、回路の全体の占有面積の低減を提供する。より詳細については本明細書で後述するが、そのような回路は、充電制限デバイスおよび／またはバッテリーモジュールにおいても有益である。

いくつかの実施形態において、コンバータは、コンバータの第２の入力端子と、第１のノードとの間に接続されたインダクタンスを含んでいてもよい。コンバータは、第１のノードと、コンバータの出力端子との間に接続されたダイオードを含んでいてもよい。コンバータは、第１のノードと、コンバータの第１の入力端子との間に接続されたスイッチング要素を含んでいてもよい。コンバータは、少なくとも開状態と閉状態の間でスイッチング要素を交互に動作させるように構成された変調部を含んでいてもよい。

閉状態において、第１のノードは、第１の入力端子に接続される。開状態において、第１のノードは、第１の入力端子から切断される。

いくつかの実施形態において、回路は、電源がコンバータの第１の入力端子と、第２の入力端子で第１の電圧を供給する回路に接続され、抵抗がコンバータの出力端子と第２の入力端子で第２の電圧を受ける回路に接続される場合、第１の電流は、閉状態でスイッチング要素が動作されるとき電源からコンバータの第２の入力端子およびコンバータの第１の入力端子の外に流れる、そして第２の電流は、開状態でスイッチング要素が動作されるときコンバータの出力端子から抵抗およびコンバータの第２の入力端子に流れる。別の言い方をすると、回路の第２の入力端子とコンバータの第２の入力端子との間で流れる電流の方向は同じになり得、回路の出力端子とコンバータの出力端子との間を流れる電流の方向が対抗し得る。

いくつかの実施形態において、回路は、コンバータの第１の入力端子と第２の入力端子との間に接続された第１のキャパシタをさらに含んでいてもよい。回路は、コンバータの第２の入力端子と、出力端子との間に接続された第２のキャパシタを含んでいてもよい。回路は、回路の第１の入力端子と、第２の入力端子との間に接続された第３のキャパシタを含んでいてもよい。回路は、回路の第２の入力端子と、出力端子との間に接続された第４のキャパシタも含んでいてもよい。第１、第２、第３、および第４のキャパシタは、トリファイラーチョークの部品として、トリファイラーチョークの外部の部品として、またはそれらの組み合わせによって提供され得る。キャパシタは、トリファイラーチョークのフィルタ性能をさらに改善し得る。

本開示の二つ目の面によれば、電流制限デバイスが提供される。デバイスは、第１の入力端子と、第２の入力端子を含んでいてもよい。デバイスの第１、および第２の入力端子は、充電器に接続可能であってもよい。デバイスは、第１の出力端子と、第２の出力端子を含んでいてもよい。デバイスの第１、および第２の出力端子は、バッテリーセル配置に接続可能であってもよい。デバイスは、本開示の第１の面に関連する本明細書で記載された回路をさらに含んでいてもよい。回路の出力端子は、デバイスの第１の入力端子と第１の出力端子に接続されていてもよい。例えば、デバイスの第１の入力端子と第１の出力端子は、接続されていてもよく、回路の出力端子は、デバイスの第１の入力端子および第１の出力端子の少なくとも１つ、またはその間のポイントに接続されていてもよい。回路の第１の入力端子は、デバイスの第２の入力端子に接続されていてもよい。回路の第２の入力端子は、デバイスの第２の出力端子に接続されていてもよい。

本明細書で後述されるが、そのような電流制限デバイスは、最大充電電流が回路を通ることを必要とせずに、効率的な方法でバッテリーへの充電電流を調節するための回路を使用し得る。特に、コンバータにおけるトリファイラーチョークの配置は、例えば電流制限デバイスの出力端子および／または入力端子における代わりに、バッテリーセル配置を充電するとき、しばしば大きな電流がチョークを通過することを必要とせずに、コンバータおよび充電制限デバイスのためのＥＭＩ／ＥＭＣフィルタとしてトリファイラーチョークを作動させることができる。

いくつかの実施形態において、スイッチングデバイスは、回路の第１の入力端子および第２の入力端子の間に接続され得る。スイッチングデバイスは、例えば、トランジスタであってもよく、バッテリーが充電されている間、または少なくともバッテリーに渡る電圧が所定の閾値を下回る間、開く（塞ぐ）ように動作されてもよい。もはやバッテリーが充電されていない、または少なくともバッテリーに渡る電圧が所定の閾値を超えた場合、スイッチングデバイスは、回路の入力端子がショートするように閉じる（伝導する）ようにどうされ得、コンバータを含む回路を効率的に使用できなくする。

いくつかの実施形態において、回路は、第１の入力端子および第２の入力端子において充電器によって充電電流が適用されるとき、回路は、デバイスがバッテリーセル配置への充電電流を制限するように構成されるように使用され得る。本明細書において後述されるが、回路は、例えば、出力電圧および変換効率に基づいて、出力電流を提供する。また、これは入力電圧にも依存してもよい。回路の入力電圧は、充電制限デバイスへの適用された充電電圧と、バッテリーセル配置に渡る実際の電圧（すなわち、回路の出力電圧）との間の差であってもよい。

本開示の第３の面によれば、バッテリーモジュールが提供される。バッテリーモジュールは、第１の端子および第２の端子を含むバッテリーセル配置を含んでいてもよい。モジュールは、本明細書に関する第２の面で説明された電流制限デバイスをさらに含んでいてもよい。デバイスの第１の出力端子は、バッテリーセル配置の第１の端子に接続され得、デバイスの第２の出力端子は、バッテリーセル配置の第２の端子に接続され得る。

本明細書に関する第３の面におけるバッテリーモジュールは、例えば、効率的な充電、および上記のトリファイラーチョークの形態におけるＥＭＩ／ＥＭＣフィルタを伴うバッテリーモジュールを提供する。上記のように、バッテリーモジュールの出力および／または充電端子ではなく、コンバータにおけるチョークの配置は、チョークを通過しなければならないポテンシャルカレントを低減し得、それによって要求されるチョークの寸法および性能を落とす。

いくつかの実施形態において、バッテリーモジュールは、バッテリーセル配置の第２の端子と、回路の第２の出力端子との間に接続されるさらなるスイッチングデバイスを含んでいてもよい。さらなるスイッチングデバイスは、例えば、バッテリーセル配置を充電するために充電器がバッテリーモジュールに接続されたときに開くように、およびバッテリーセル配置を放電させるために抵抗がバッテリーモジュールに接続された場合に閉じるように動作させられてもよい。

本開示の第４の面によれば、バッテリーモジュールが提供される。バッテリーモジュールは、バッテリーセル配置を含んでいてもよい。バッテリーセル配置は、第１の端子および第２の端子を含んでいてもよい。モジュールは、第１の充電端子および第２の充電端子を含んでいてもよい。第１の充電端子は、バッテリーセル配置の第１の端子に接続され得る。モジュールは、直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）コンバータを含んでいてもよい。モジュールは、トリファイラーチョークも、含んでいてもよい。トリファイラーチョークは、第２の充電端子とコンバータの第１の入力端子の間に接続された第１のインダクタ、バッテリーセル配置の第２の端子とコンバータの第２の入力端子の間に接続された第２のインダクタ、およびバッテリーセル配置の第１の端子とコンバータの出力端子の間に接続された第３のインダクタを含んでいてもよい。コンバータは、その第１の入力端子および第２の入力端子で受け取った第１の電圧をその出力端子で第２の電圧に変換するように構成され得る。第２の電圧は、第１の電圧よりも高くてもよい。トリファイラーチョークの第１のインダクタ、第２のインダクタ、および第３のインダクタは、同じ芯に巻かれ得、相互に結合し得、第１のインダクタと第２のインダクタで共通の電流および第２のインダクタと第３のインダクタで共通の電流がブロックされる、または減衰されるように配置され得る。

上述、および後述のように、コンバータおよびトリファイラーチョークの配置および構成は、バッテリーセル配置への充電電流をコンバータによって効率的に制限するバッテリーモジュールを提供する。ここで、トリファイラーチョークは、バッテリーセル配置のための充電電流を受け取ることを全く必要とせずに、バッテリーモジュールへのＥＭＩ／ＥＭＣフィルタを提供する。加えて、バッテリーモジュールの充電端子に配置された一つ以上のバイファイラーチョークを利用する従来の解決方法とはさらに対照的に、単一のトリファイラーチョークの利用は、占有面積を減らし、生産コストを減らすこともでき得る。

本明細書に記載の実施形態において、コンバータのスイッチング要素、電流制限デバイスのスイッチングデバイス、および／またはバッテリーモジュール（複数可）のさらなるスイッチングデバイスは、例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはバイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）タイプであってもよい。種々のスイッチングデバイスおよび／またはスイッチング要素は、リレースイッチのような、力学的なスイッチまたは電気力学的なデバイスに基づいていてもよいことも想定される。種々のスイッチングデバイスおよびスイッチング要素は、同じタイプ、または異なるタイプであってもよい。

第５の面によれば、直流－直流コンバータを使用したバッテリーモジュールにおける充電電流の規制のときのノイズフィルタリングの方法が提供される。方法は、全て同じ芯に巻かれ、相互に結合した第１のインダクタ、第２のインダクタ、および第３のインダクタを含むトリファイラーチョークを提供することを含んでいてもよい。方法は、バッテリーモジュールの第１の入力／充電端子をバッテリーセル配置の第１の端子に接続することを含む。方法は、コンバータの第１の入力端子と、バッテリーモジュールの第２の入力／充電端子との間に第１のインダクタを配置することを含んでいてもよい。方法は、コンバータの第２の入力端子と、バッテリーセル配置の第２の端子との間に第２のインダクタを配置することを含んでいてもよい。方法は、コンバータの出力端子と、バッテリーセル配置の第１の端子との間に第３のインダクタを配置することを含み得、バッテリーモジュールの第１の入力／充電端子および第２の入力／充電端子に渡る充電電圧を提供することを含んでいてもよい。方法において、第１のインダクタ、第２のインダクタ、および第３のインダクタは、第１のインダクタと第２のインダクタで共通の電流、および第２のインダクタと第３のインダクタで共通の電流がブロックされる、または減衰されるようにさらに配置されてもよい。

いくつかの実施形態において、方法は、第１のインダクタの終端と、紺端に接続された第２のインダクタとの間に第１のキャパシタを提供することと、第２のインダクタの終端と、コンバータに接続された第３のインダクタとの間に第２のキャパシタを提供することと、第１のインダクタの終端と、モジュールの第２の入力端子およびバッテリーセル配置の第２の端子にそれぞれ接続された第２のインダクタとの間に第３のキャパシタを提供することと、第２のインダクタの終端と、バッテリーセル配置の第２の端子およびバッテリーセル配置の第１の端子のそれぞれに接続された第３のインダクタとの間に第４のキャパシタを提供することとをさらに含んでいてもよい。

本開示は、請求項において再び引用された特徴の可能なすべての組み合わせに関連する。さらに、第１の面による回路に関して記載された任意の実施形態は、第２の面に関して記載された電流制限デバイス、第３の面に関して記載されたバッテリーモジュール、第４の面に関して記載されたバッテリーモジュール、および／または第５の面に関して記載された方法、に関して記載された任意の実施形態と組み合わせ可能であってもよく、また、その逆も同様である。

本開示の様々な実施形態の更なる目的および利点は、例示的な実施形態によって後述される。

例示的な実施形態は、添付の図面を参照して後述される。

図１ａは、本開示における回路の概略的な実施形態を示す。図１ｂは、本開示における回路の概略的な実施形態を示す。図１ｃは、本開示におけるコンバータの概略的な実施形態を示す。図２は、本開示における電流制限デバイスの概略的な実施形態を示す。図３は、本開示におけるバッテリーモジュールの概略的な実施形態を示す。図４は、本開示におけるバッテリーモジュールの概略的な実施形態を示す。図面において、同じ参照番号は、言及されない限り、同じ要素に使用される。特に明記しない限り、図面は、実施形態の例示に必要とされる要素のみを示し、他の要素は、簡単のために、省略される、または単に示され得る。図に示されるように、要素の大きさおよび領域は、必ずしも正確な比率で描かれなくてもよく、例えば、例証的な目的で誇張されてもよく、すなわち、実施形態の一般的な構造が示される。

例示する実施形態は、添付の図面を参照して、より十分に後述される。図面は、現在の好ましい実施形態を示す。しかし、発明は、これらの実施形態が完全性や完成していることを示すよりもむしろ、多数の異なる形態で実施され得、本明細書で示された実施形態に制限されるように構成されるべきではなく、さらに、当業者に、本開示の範囲を十分に示唆する。

図１ａおよび図１ｂを参照して、本開示における回路の実施形態について、さらに詳細に説明する。

図１ａは、回路１００の実施形態の概略図を示す。回路１００は、第１の入力端子１１０と、第２の入力端子１１２と、出力端子１１４とを持つ。回路１００は、また、第１の入力端子１５０と、第２の入力端子１５２と、出力端子１５４とを持つＤＣＤＣコンバータ１２０を含む。回路１００は、第１のインダクタ１４０と、第２のインダクタ１４２と、第３のインダクタ１４４とを含むトリファイラーチョーク１３０をさらに含む。第１のインダクタ１４０、第２のインダクタ１４２、および第３のインダクタ１４４は、同じ芯に巻かれ（図１ａにおいて各インダクタの下に破線で描かれている）、相互に結合している（図１ａにおいて各インダクタの上に点線で描かれている）。第１のインダクタ１４０は、回路１００の第１の入力端子１１０と、コンバータ１２０の第１の入力端子１５０との間に接続される。第２のインダクタ１４２は、回路１００の第２の入力端子１１２と、コンバータ１２０の第２の入力端子１５２との間に接続される。第３のインダクタ１４４は、回路１００の出力端子１１４と、コンバータ１２０の出力端子１５４との間に接続される。

コンバータ１２０は、例えば、ブーストコンバータ、ステップアップコンバータ、等であってもよく、入力端子１５０、および１５２で入力電圧Ｖ１を取得し、出力端子１５４で出力電圧Ｖ２を出力する（例えば、出力端子１５４および第２の入力端子１５２の間で）。「第２の入力端子」と称されるが、後述のように、（コンバータ１２０が電力を受信する）電源、および（コンバータ１２０が電力を提供する）抵抗の両方は、第２のインダクタ１４２を介して、端子１１２と端子１５２に接続され得るため、端子１１２および１５２は、一体として入力／出力端子として機能する。

回路の動作中では、電源（不図示）は、コンバータ１２０の第１の入力端子１５０および第２の入力端子１５２に接続され得、抵抗（不図示）は、回路１００の出力端子１１４および第２の入力／出力端子１１２に接続され得る。電源によって供給される回路１００の入力端子１１０および１１２に渡る入力電圧（例えば、ＤＣ入力電圧）は、コンバータ１２０の端子１５０および１５２に渡る電圧Ｖ１として供給され得、コンバータ１２０は、コンバータの出力端子１５４（例えば、コンバータの出力端子１５４および第２の入力／出力端子１５２の間）で電圧Ｖ１をより高い電圧Ｖ２に変換し得る。電圧Ｖ２は、回路１００の出力端子１１４、および第２の入力／出力端子１１２に渡って、出力電圧として抵抗に提供される。

特に、入力電流ｌ１は、第２のインダクタ１４２を介して、電源からコンバータ１２０に流れ得、第１のインダクタ１４０を介して電源に戻り得る。同様に、出力電流ｌ２は、第３のインダクタ１４４を介して、コンバータ１２０から抵抗に流れ得、第２のインダクタ１４２を介してコンバータに戻り得る。通常動作において、第２のインダクタ１４２における電流は、第１のインダクタ１４０、および第３のインダクタ１４４における電流と異なる方向に流れ、複数のインダクタは、このような通常の電流に、低いインピーダンスを示す。しかしながら、相互に結合され、図１ａにおいて点線で示されるように配置されたインダクタ１４０、１４２、および１４４によれば、第１のインダクタ１４０と、第２のインダクタとの両方において同じ方向、および／または第２のインダクタと、第３のインダクタ１４４との両方において同じ方向、に流れるノイズ電流は、一緒に合わさる、同等、および同相の複数の磁界を生成し、インダクタ１４０、１４２、および１４４は、そのような「コモンモード」ノイズ電流に対して、高いインピーダンスを示す。本明細書におけるコンバータ１２０の構成によれば、第２のインダクタ１４２において常に電流は流れるが、愛１のインダクタ１４０および第３のインダクタ１４４において、電流は、コンバータ１２０のスイッチング要素が開状態あるいは閉状態にあるかに応じて、互い違いに流れる。

結果として、共有された入力／出力端子１５２を伴うコンバータ１２０の構成は、トリファイラーチョーク１３０をコモンモードノイズ電流のフィルタとして機能させることができる。このフィルタは、例えば、コンバータ１２０内のスイッチングによるＥＭＩの効果を減らし、回路１００のＥＭＣを改善する。さらに、例えばコンバータの入力端子および出力端子の両方に配置された分離したバイファイラーチョークの代わりに、単一のチョークを使用すると、コンバータおよびフィルタを含む回路の占有面積およびコストを減らすことができる。

図１ｂは、本開示における回路１０１の別の実施形態の概略図を示す。回路１０１において、第１のキャパシタ１６０は、コンバータ１２０の第１の入力端子１５０および第２の入力／出力端子１５２の間に接続され、第２のキャパシタ１６２は、コンバータ１２０の第２の入力／出力端子１５２、および出力端子１５４の間に接続され、第３のキャパシタ１６４は、回路１０１の第１の入力端子１１０、および第２の入力／出力端子１１２の間に接続され、第４のキャパシタ１６６は、回路１０１の第２の入力／出力端子１１２、および出力端子１１４の間に接続される。図１ｂにおいて示される回路１０１において、キャパシタ１６０～１６６は、トリファイラーチョーク１３１の一部を形成する。キャパシタ１６０～１６６が含まれる場合、代わりに直の外側に配置され得ることも想定される。そのような回路１０１の実施形態において、トリファイラーチョーク１３１は、図１ａにおいて示される回路１００に関して記載されたトリファイラーチョーク１３０と同一であってもよい。種々のキャパシタ１６０～１６６は、例えば、回路１０１から異なるモードのノイズ電流が広がる／現れることを妨げ得、および／または、例えば、コンバータ１２０の出力におけるリップル電圧を減らし得る。さらに、トリファイラーチョーク１３０について、フィルタは、図において示していない他の構成要素を含み得ることも想定される。

図１ｃに関して、回路１００、および１０１のいくつかの実施形態において使用されるＤＣＤＣコンバータ１２０のより詳細について説明する。

図１ｃは、ＤＣＤＣコンバータ１２０の概略図を示す。コンバータ１２０は、第１の入力端子１５０、第２の入力／出力端子１５２、および出力端子１５４を有する。コンバータ１２０は、第２の入力／出力端子１５２および第１のノード１２４の間に接続されたインダクタンス１２２、すなわちストレージインダクタンスを含む。コンバータ１２０は、第１のノード１２４および出力端子１５４の間に接続され、電流が出力端子１５４から、ダイオード１２６を通って、第１のノード１２４に向かって流れることを妨げるように配向されたダイオード１２６を含む。コンバータ１２０は、第１のノード１２４および第１の入力端子１５０の間に接続されたスイッチング素子１２８も含む。コンバータ１２０は、スイッチング素子１２８に接続され、少なくとも開状態（開状態において、スイッチング素子１２８は、第１の入力端子１５０から第１のノード１２４を切断する）および閉状態（閉状態において、スイッチング素子１２８は、第１のノード１２４を入力端子１５０に接続させる）の間でスイッチング素子１２８を交互に作動させ得るモデュレーション部（不図示）をさらに含む。

スイッチング素子１２８が閉状態で動作されるとき、第１の入力端子１５０および第２の入力／出力端子１５２に渡って供給された電圧Ｖ１は、電流ｌ１を第２の入力／出力端子１５２に渡し、インダクタ１２２を通り、第１の入力端子１５０を介して外に出させる。この段階で、このような代替的な電流パスにより、ダイオード１２６を流れる電流は、全くないあるいはごく少量であることが想定される。インダクタ１２２に渡る極性は、第２の入力／出力端子１５２に最も近い側のインダクタ１２２における極性が正であることが想定され得る。電流ｌ１がインダクタ１２２を通って流れるとき、インダクタ１２２は、磁界を生成することによっていくつかのエネルギーを蓄え得る。

次の段階において、モデュレーション部は、もはやスイッチング素子１２８に電流が流れないように、スイッチング素子１２８を開状態に動作させる。電流は、代わりにダイオード１２６を流れ、出力端子１５４から出る。閉じられたスイッチング素子１２８を通る電流パスと比較して、ダイオードを通る電流パスのインピーダンスは増加しているため、ダイオード１２６を流れる電流ｌ２は、電流ｌ１よりも小さい。しかしながら、電流が流れるインダクタがいくつかの変化に相対するため、以前に作られた磁界は、電流が流れることを維持するために破壊される。結果として、インダクタ１２２全体の極性が変化し、入力端子１５２および１５０の入力電圧とインダクタ１２２全体の電圧が直列に接続されているため、第１のノード１２４の電圧がより高くなる。例えば、出力端子１５４および（出力として使用される）第２の入力／出力端子１５２に渡る電圧Ｖ２の出力は、入力電圧Ｖ１よりも高くなる。開および閉状態の間のスイッチング素子１２８のスイッチングが十分すばやく繰り返された場合、インダクタ１２２は、各サイクルの間で完全に放電せず、出力端子１５４および第２の入力／出力端子１５２全体に接続された抵抗に負荷がかかる出力電圧Ｖ２は、常に入力電圧Ｖ１より高くなる。入力電圧Ｖ１および出力電圧Ｖ２の間の比率は、例えば、スイッチングのデューティサイクルによって制御され得る。

この、または他の実施形態において、例えば、出力端子１５４および第２の入力／出力端子１５２の間に接続された一つ以上のキャパシタを含むことも想定される。スイッチング素子１２８が開状態にあるとき、一つ以上のキャパシタは電流ｌ２によって充電され、スイッチング素子１２８が閉状態にあるとき、一つ以上のキャパシタは、次の段階の間、抵抗にエネルギーを提供することができる。このことは、例えば、よりスムーズに抵抗に電圧を出力することを提供し得る。

当業者が、種々のインダクタおよびキャパシタのサイズを適切に選択する方法、およびコンバータ１２０を使用する際に入力電圧と出力電圧の間の望みの比率を得ることに応じて、スイッチング素子１２８をモデュレートする方法を知っていることを想定している。

図２に関して、本開示における電流制限デバイスの実施形態の詳細について説明する。

図２は、電流制限デバイス２００の実施形態の概略図を示す。デバイス２００は、第１の入力端子２１０および第２の入力端子２１２を含む。第１および第２の入力端子２１０、２１２は、充電端子を提供し得、例えば充電器（不図示）に接続され得る。デバイス２００は、第１の出力端子２２０、および第２の出力端子２２２を含む。第１、および第２の出力端子２２０、２２２は、例えば、充電器によって充電されたバッテリーセル配置（不図示）に接続され得る。デバイス２００は、回路１００も含む。回路１００は、例えば、図１ａに関して説明された回路１００または図１ｂに関して説明された回路１０１等の、本明細書で前述の回路であってもよい。

回路１００の出力端子１１４は、デバイス２００の第１の入力端子２１０に接続される。回路１００の第１の入力端子１１０は、デバイス２００の第２の入力端子２１２も接続される。回路１００の第２の入力端子１１２は、デバイス２００の第２の出力端子２２２に接続される。

デバイス２００の入力端子２１０、および２１２が充電器（不図示）に接続されている場合、およびデバイス２００の出力端子２２０、および２２２が充電器によって充電されたバッテリーセル配置（不図示）に接続されている場合、デバイス２００の動作は、下記の例によって示され得る。

充電器が、入力端子２１０、および２１２全体に充電電圧Ｖｃｈａｒｇｅを提供する場合を想定する。バッテリーセル配置が完全に充電されたとき、端子２２０、および２２２全体の電圧Ｖ２は、Ｖｃｈａｒｇｅになる、あるいは少なくともＶｃｈａｒｇｅに近づく。しかしながら、バッテリーセル配置が完全に充電されていない間、電圧Ｖ２は、Ｖｃｈａｒｇｅよりも小さくなり、回路１００の入力端子全体の電圧Ｖ１は、有限であり、Ｖ１＝Ｖｃｈａｒｇｅ－Ｖ２が成り立つ。回路１００におけるコンバータの入力端子全体の電圧が所定の閾値を上回っている間、コンバータは、入力端子（すなわち、回路１００の入力端子１１０、および１１２）においてＰｉｎｐｕｔの一定の電力レベルを維持するように適用され得、回路１００に流れる電流ｌ１は、ｌ１＝Ｐｉｎｐｕｔ／Ｖ１となる。Ｘ％の変換効率で（ここで、Ｘ＝［０－１００］）、回路１００のコンバータの出力である電力レベルＰｏｕｔｐｕｔ（すなわち、出力端子１１４および例えば第２の入力／出力端子１１２において）は、Ｐｏｕｔｐｕｔ＝（Ｘ／１００）＊Ｐｉｎｐｕｔとなる。回路の出力端子１１４から外に流れる電流ｌ２は、Ｐｏｕｔｐｕｔ／Ｖ２となり、図２において、バッテリーへの充電電流Ｉｃｈａｒｇｅは、Ｉｃｈａｒｇｅ＝Ｉ１＋Ｉ２＝Ｐｉｎｐｕｔ／Ｖ１＋Ｐｏｕｔｐｕｔ／Ｖ２＝Ｐｉｎｐｕｔ＊（１／（Ｖｃｈａｒｇｅ－Ｖ２）＋（Ｘ／１００）／Ｖ２）が成り立つ。

もしも、例えば、Ｖｃｈａｒｇｅ＝６０Ｖ、Ｐｉｎｐｕｔ＝６０Ｗ、Ｘ＝５０、およびＶ２＝３０Ｖ（すなわち、バッテリーセル配置が完全に充電された状態に近くない）であれば、回路１００は、バッテリーに提供される対応する電力Ｐｂａｔｔｅｒｙ＝Ｖ２＊Ｉｃｈａｒｇｅ＝１２０Ｗで、バッテリーへの充電電流がＩｃｈａｒｇｅ＝４Ａとなるように調節する。その間、充電器によってデバイス２００に提供される入力電力Ｐｃｈａｒｇｅは、Ｐｃｈａｒｇｅ＝Ｖｃｈａｒｇｅ＊ｌ１＝（Ｖｃｈａｒｇｅ／（Ｖｃｈａｒｇｅ－Ｖ２））＊Ｐｉｎｐｕｔ＝１５０Ｗによって与えられる。充電器によって提供される入力電圧Ｐｃｈａｒｇｅと、バッテリーに供給されるＰｂａｔｔｅｒｙとを比較すると、上の例における、合計の充電効率は、８０％であることがわかる。

もし、代わりに、Ｖ２＝４５Ｖ（すなわち、バッテリーセル配置は、完全に充電された状態に近づく）場合、Ｉｃｈａｒｇｅ＝１２．６７Ａ、Ｐｂａｔｔｅｒｙ＝５７０Ｗ、およびＰｃｈａｒｇｅ＝６００Ｗとなり、９５％の合計の充電効率になる。要約すると、デバイス２００は、バッテリーへの充電電流を効率的に調節することができ、コンバータの効率（上記の例の５０％）が低い場合であっても高い充電効率を提供する。コンバータの効率の増大は、合計充電効率をさらに改善させる。

バッテリーセル配置が完全に充電された状態に近づいた場合、回路１００の入力端子１１０および１１２全体の電圧Ｖ１は、減らされ、コンバータが一定の入力電力Ｐｉｎｐｕｔおよび／または変換効率を維持できない閾値より下に徐々に落ちる。しかしながら、バッテリーセル配置が自完全に充電された状態に近いとき、バッテリーセル配置内のバッテリーセルが高い充電電流に低感度であり、コンバータへの要求が減るまたは取り除かれる。例えば、バッテリー全体の電圧（すなわち、電圧Ｖ２）を検出することによって、バッテリーセル配置の充電レベルは、決定され得、スイッチングデバイス２３０は、バッテリーが完全に充電された状態に近づく、あるいは完全に充電されたことが判定されると、スイッチングデバイス２３０は、閉じられるように（および、回路１００への入力をショートさせることによって）動作され得る。同様に、バッテリーが十分に充電された状態に近くない場合、スイッチングデバイス２３０は、開けられるように動作され得、回路１００が上記のバッテリーセル配置への充電電流を調整することを許容する。

図３に関して、本開示におけるバッテリーモジュールの実施形態の詳細について説明する。

図３は、図２に関する上記の電流制限デバイス２００、およびバッテリーセル配置３１０を含むバッテリーモジュール３００の概略図を示す。バッテリーセル配置３１０は、デバイス２００の第１の出力端子２２０に接続された第１の端子３２０、およびデバイス２００の第２の出力端子２２２に接続された第２の端子３２２を有する。バッテリーモジュール３００は、デバイス２００の第１の入力端子２１０、および第２の入力端子２２０を使用して、充電器３４０にさらに接続され得る。充電器３４０は、デバイスの入力端子２２０、および２２２全体に電圧Ｖｃｈａｒｇｅを提供し得る。バッテリーセル配置３１０は、例えばリチウム、またはリチウムイオンを含み得る一つ以上のバッテリーセル３３０を含む。１つ以上のバッテリーセル３３０は、例えばリチウムセルであってもよいが、他のバッテリー技術がバッテリーセル配置３１０のバッテリーセル３３０として使用されてもよい。

図４に関して、本開示におけるバッテリーモジュールの実施形態の詳細について説明する。

図４は、バッテリーモジュール４００の概略図を示す。モジュール４００は、第１の入力／充電端子２１０、および第２の入力／充電端子２１２を含み、入力／充電端子２１０、２１２は、端子２１０、２１２全体に充電電圧Ｖｃｈａｒｇｅを提供するために、例えば充電器に接続される。

モジュール４００は、バッテリーセル配置３１０を含む、ここで、配置３１０の第１の端子３２０は、モジュール４００の第１の入力端子２１０に接続され、バッテリーセル配置３１０は、図３に関して説明されたモジュール３００に関して上述された一つ以上のバッテリーセル３３０を含む。

モジュール４００は、本明細書で上述の、例えば、ブーストコンバータ、ステップアップコンバータ、またはコンバータ１２０のような類似であってもよい、ＤＣＤＣコンバータ１２０を含む。コンバータ１２０は、第１の入力端子１５０、第２の入力端子１５２、および出力端子１５４を有する。本明細書で前述のように、第２の入力端子１５２は、出力端子としても使用され得、端子１５２を結合された入力／出力端子とし得る。出力電圧が入力電圧よりも高い場合、コンバータ１２０は、入力端子１５０および１５２において提供された入力電圧を出力端子１５４における出力電圧に変換するように構成される。

特に、トリファイラーチョーク１３０の形態におけるＥＭＣ／ＥＭＩフィルタは、モジュール４００の残りとコンバータ１２０を接続するように配置される。例えば、図１ａ、および図１ｃに関連して説明された回路１００、１０１の実施形態について、トリファイラーチョーク１３０は、あるインダクタを通過する電流によって引き起こされた磁界が一つ以上の他のインダクタを通過する電流に影響を及ぼすように、または逆も同様に、（各インダクタの下の破線によって示されるように）すべてが同じ芯に巻かれ、（各インダクタにおいて点線によって示されるように）相互に結合した、第１のインダクタ１４０、第２のインダクタ１４２、および第３のインダクタ１４４を含む。各インダクタ上の点線の位置よってさらに示されるので、トリファイラーチョーク１３０は、同じ方向であって、例えば、第１のインダクタ１４０と第２のインダクタ１４２、および／または第２のインダクタ１４２と第３のインダクタ１４４内を通る、同等に大きい電流が、同等であり同相であって、増大し、そのような電流に対してトリファイラーチョーク１３０のインピーダンスを高くする磁界を引き起こすように、コモンモード除去傾向において配置される。言い換えれば、トリファイラーチョーク１３０は、例えば、第１のインダクタ１４０と、第２のインダクタ１４２、および／または第２のインダクタ１４２と、第３のインダクタ１４４において反対方向に、電流が流れることを許容し、トリファイラーチョーク１３０は、同じ方向に流れる対応する電流をブロックし、コンバータ１２０によって引き起こされるＥＭＩを減らすコモンモード除去フィルタリングを引き起こし、それによってモジュール４００のＥＭＣを改善する。

コンバータ１２０は、第３のインダクタ１４４を介して、バッテリーセル配置３１０の第１の端子３２０に接続される。スイッチングデバイス２３０は、コンバータのそれぞれの入力端子１５０および１５２に接続されていないインダクタ１４０および１４２の端の間に提供され、また、インダクタ１４０および１４２の端それぞれは、モジュール４００の第２の入力端子２１２、およびバッテリー３１０の第２の端子３２２に、それぞれ接続される（図４に示されるように）。

ここで、さまざまなコンポーネント／構成要素は、「回路１００／１０１」および／または「充電制限デバイス２００」のようなオブジェクトに暗に含まれる代わりに、直接的に示されているが、図４に関して説明されるバッテリーモジュール４００は、例えば、図３に関して説明されたバッテリーモジュール３００と同等であることは注意されたい。

バッテリーモジュール４００は、バッテリーセル配置３１０が充電されている間（例えば、モジュール４００の入力端子２１０、２１２に充電器が接続されているとき）、開かれる（ブロックする）ように、およびバッテリーセル配置３１０が充電されていない間、閉められる（伝導する）ように動作され得、および、例えば、代わりに抵抗に接続されるとバッテリーセル配置３１０が放電する、更なるスイッチングデバイス４３０と共に提供され得る。モジュール４００が、充電器および抵抗の両方に（例えば、充電器および抵抗が平行に接続されるように）同時に接続され得ることが想定される。さらなるスイッチングデバイス４３０は、例えば、バッテリーセル配置３１０が充電される、あるいは放電されるかどうかを制御するために使用され得る。さらにスイッチングデバイス４３０は、任意であってもよい。

本開示は、ＤＣＤＣコンバータを使用したバッテリーモジュールにおいて充電電流を調節するときの、ノイズフィルタリングの方法も提供する。その方法は、図１ａ、１ｂ、２、３、および４に関して説明されたコンバータのトリファイラ―コイルの接続を提供するために実行されるステップを含み、そして、バッテリーモジュールの出力／入力端子における充電電圧を提供することも含む。

いずれの図においても図示されていないが、本明細書に記載の様々な回路、電流制限デバイス、バッテリーモジュール、および方法の実施形態において、様々なスイッチング要素、スイッチングデバイス、およびモデュレーション部を制御するために、必要に応じて、追加の回路系が提供され得ることが想定される。

図１ａ、１ｂ、１ｃ、２、３、および４において示される実施形態を参照すると、ＤＣＤＣコンバータ１２０についての更なる詳細および代替、例えばバッテリーモジュール３００、４００の可能な接続、およびそれらの機能は、同じ出願人による国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０６３１４４に記載されたタイプであってもよい。国際特許出願を参照して、上記において、さらなる詳細および代替が発見された場合、充電制限デバイス２００の充電機能、およびバッテリーモジュール３００、４００にも同じことが当てはまる。従って、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０６３１４４の内容は、本明細書に完全に組み込まれる。

しかしながら、本開示は、トリファイラーチョークを導入することによって、以前の教示を改善する。特に、コンバータの端子にトリファイラーチョークを直接配置することは、バッテリーモジュールの通常動作中に、各インダクタにおいて、一つの方向のみに、常に流れる電流を生じさせる。このことは、通常動作中にチョークのインダクタにおいて釣り合う電流を引き起こし、そして、例えばコンバータ内のスイッチングから望まないＥＭＩを減らすためにコモンモード除去フィルタリングを提供する。このことは、バッテリーモジュールのＥＭＣを高める。さらに、コンバータの端子に直接、および例えばバッテリーモジュールの入力端子においてではない、トリファイラーチョークの配置は、チョークの全体あるいはいくつかの部分を最大充電電流（例えば、充電器によって提供される電流）が走る／流れることを避ける。このことは、チョークの要求性能を減らし、チョークの芯のサチレーションを防ぎ、チョークがより効率的なコストおよび領域で作成されることを許容する。

当業者は、本開示が上記の実施形態を決して制限しないことを理解する。反対に、多数の変更および変形は、追加の請求項の範囲内で可能である。

特定の組み合わせにおける、特徴および要素は上記で説明されたが、各特徴および要素は、他の特徴および要素を伴わずに単独で、または、他の特徴および要素を伴う、または伴わない様々な組み合わせで使用される。

さらに、開示された実施形態の変形は、請求項の発明を実施する当業者によって、図、本開示、および添付の請求項の検討から、理解、および引き起こされ得る。請求項において、単語「具備する」は、他の要素を除外せず、不定詞「ａ」または「ａｎ」は、複数であることを除外しない。特定の特徴が相互に異なる従属項に記載されているという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが有利に使用されないことを示すものではない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
第１の入力端子（１１０）、第２の入力端子（１１２）、および出力端子（１１４）と、
直流－直流コンバータ（１２０）と、
回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）と前記コンバータ（１２０）の第１の入力端子（１５０）との間に接続された第１のインダクタ（１４０）と、前記回路（１００）の前記第２の入力端子（１１２）と前記コンバータ（１２０）の第２の入力端子（１５２）との間に接続された第２のインダクタ（１４２）と、前記回路（１００）の前記出力端子（１１４）と前記コンバータ（１２０）の出力端子（１５４）の間に接続された第３のインダクタを含むトリファイラーチョーク（１３０）と、
を含み、
前記コンバータ（１２０）は、その前記第１の入力端子（１５０）および前記第２の入力端子（１５２）において受けた第１の電圧（Ｖ１）をその前記出力端子（１５２）における第２の電圧（Ｖ２）に変換するように構成され、前記第２の電圧（Ｖ２）は、前記第１の電圧（Ｖ１）よりも高く、
前記トリファイラーチョーク（１３０）の前記第１のインダクタ（１４０）、前記第２のインダクタ（１４２）、および前記第３のインダクタ（１４４）は、同じ芯に巻かれ、相互に結合し、そして前記第１のインダクタ（１４０）と前記第２のインダクタ（１４２）に共通の電流および前記第２のインダクタ（１４２）と前記第３のインダクタ（１４４）に共通の電流がブロックされ、あるいは減衰されるように配置される、
回路（１００）。
［２］
前記コンバータ（１２０）は、
前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）と第１のノード（１２４）との間に接続されたインダクタンス（１２２）と、
前記第１のノード（１２４）と、前記コンバータ（１２０）の前記出力端子（１５４）との間に接続されたダイオード（１２６）と、
前記第１のノード（１２４）と、前記コンバータ（１２０）の前記第１の入力端子（１５０）との間に接続されたスイッチング要素（１２８）と、
前記スイッチング要素（１２８）を少なくとも開状態と閉状態との間で互い違いに動作させるように構成されたモデュレーション部と、
を含む、［１］の回路（１００）。
［３］
電源が前記コンバータ（１２０）の前記第１の入力端子（１５０）および前記第２の入力端子（１５２）において前記第１の電圧を提供するように接続され、
抵抗が前記コンバータ（１２０）の前記出力端子（１５４）および前記第２の入力端子（１５２）において前記第２の電圧を受け取るように接続された場合、
第１の電流（ｌ１）は、前記スイッチング要素（１２８）が閉状態で動作されるとき、前記電源から前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）へ、前記コンバータ（１２０）の前記第１の入力端子（１５０）の外へ流れ、
第２の電流（ｌ２）は、前記スイッチング要素（１２８）が開状態で動作されるとき、前記コンバータ（１２０）の出力端子（１５４）から前記抵抗へ、前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）に流れる、［２］の回路（１００）。
［４］
前記コンバータ（１２０）の前記第１の入力端子（１５０）と前記第２の入力端子（１５２）との間に接続された第１のキャパシタ（１６０）と、
前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）と前記出力端子（１５４）との間に接続された第２のキャパシタ（１６２）と、
前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）と前記第２の入力端子（１１２）との間に接続された第３のキャパシタ（１６４）と
前記回路（１００）の前記第２の入力端子（１１２）と前記出力端子（１１４）との間に接続された第４のキャパシタ（１６６）とをさらに具備する、［１］乃至［３］のうちのいずれか１つの回路（１００）。
［５］
充電器に接続可能な第１の入力端子（２１０）、および第２の入力端子（２１２）と、
バッテリーセル配置に接続可能な第１の出力端子（２２０）、および第２の出力端子（２２２）と、
［１］から［４］のいずれかにおける前記回路（１００）とを具備し、
前記回路（１００）の前記出力端子（１１４）は、電流制限デバイス（２００）の前記第１の入力端子（２１０）、および前記第１の出力端子（２２０）に接続され、
前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）は、前記デバイス（２００）の前記第２の入力端子（２１２）に接続され、
前記回路（１００）の前記第２の入力端子（１１２）は、前記デバイス（２００）の前記第２の出力端子（２２２）に接続される、
電流制限デバイス（２００）。
［６］
前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）と、前記第２の入力端子（１１２）との間に接続されたスイッチングデバイス（２３０）をさらに具備する、［５］のデバイス（２００）。
［７］
前記回路（１００）を使用することで、前記デバイス（２００）は、前記デバイス（２００）の前記第１の入力端子（２１０）および前記第２の入力端子（２１２）において、前記充電器によって、充電電圧（Ｖｃｈａｒｇｅ）が印加されるとき、前記バッテリーセル配置への充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を制限するように構成される、［５］または［６］のデバイス（２００）。
［８］
第１の端子（３２０）および第２の端子（３２２）を含むバッテリーセル配置（３１０）と、
［５］から［７］のいずれか１つにおける電流制限デバイス（２００）とを具備し、
前記デバイス（２００）の前記第１の出力端子（２２０）は、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）に接続され、前記デバイス（２００）の前記第２の出力端子（２２２）は、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）に接続される、
バッテリーモジュール（３００）。
［９］
前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）と、前記回路（１００）の前記第２の出力端子（１５２）との間に接続された更なるスイッチングデバイス（３３０）をさらに具備する、［８］のバッテリーモジュール（３００）。
［１０］
第１の端子（３２０）および第２の端子（３２２）を含むバッテリーセル配置（３１０）と、
前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）に接続されている第１の充電端子（２１０）および第２の充電端子（２１２）と、
直流－直流コンバータ（１２０）と、
前記コンバータ（１２０）の前記第２の充電端子（２１２）と、第１の入力端子（１５０）との間に接続された第１のインダクタ（１４０）、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）と、前記コンバータ（１２０）の第２の入力端子（１５２）との間に接続された第２のインダクタ（１４２）および前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）と、前記コンバータ（１２０）の出力端子（１５４）との間に接続された第３のインダクタ（１４４）とを含むトリファイラーチョーク（１３０）を具備し、
コンバータ（１２０）がその前記第１の入力端子（１５０）において受けた第１の電圧（Ｖ１）を、その前記出力端子（１５４）における第２の電圧（Ｖ２）に変換するように構成され、前記第２の電圧（Ｖ２）は前記第１の電圧（Ｖ１）よりも高く、
第１のインダクタ（１４０）、第２のインダクタ（１４２）、および第３のインダクタ（１４４）が同じ芯に巻かれ、相互に結合し、前記第１のインダクタ（１４０）と前記第２のインダクタに共通の電流、および前記第２のインダクタ（１４２）と前記第３のインダクタ（１４４）に共通の電流がブロックされ、または、減衰されるように配置される、
バッテリーモジュール（４００）。
［１１］
直流－直流コンバータ（１２０）を使用するバッテリーモジュール（４００）における充電電流を調整するときのノイズフィルタリングの方法であって、
全てが同じ芯に巻かれ、相互に結合された、第１のインダクタ（１４０）、第２のインダクタ（１４２）、および第３のインダクタ（１４４）を含むトリファイラーチョーク（１３０）を提供することと、
前記バッテリーモジュール（４００）の第１の充電端子（２１０）をバッテリーセル配置（３１０）の第１の端子（３２０）に接続することと、
前記第１のインダクタ（１４０）を前記コンバータ（１２０）の第１の入力端子（１５０）と、前記バッテリーモジュール（４００）の第２の充電端子（２１２）との間に配置することと、
前記第２のインダクタ（１４２）を前記コンバータ（１２０）の第２の入力端子（１５２）と、前記バッテリーセル配置（３１０）の第２の端子（３２２）との間に配置することと、
前記第３のインダクタ（１４６）を前記コンバータ（１２０）の出力端子（１５４）と、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）との間に配置することと、
前記バッテリーモジュール（４００）の前記第１の充電端子（２１０）および前記第２の充電端子（２１２）にわたって充電電圧（Ｖｃｈａｒｇｅ）を提供することと、
を具備し、
前記第１のインダクタ（１４０）、前記第２のインダクタ（１４２）、および前記第３のインダクタ（１４４）は、前記第１のインダクタ（１４０）と前記第２のインダクタ（１４２）に共通の電流と、前記第２のインダクタ（１４２）と前記第３のインダクタ（１４４）に共通の電流とがブロックされ、または、減衰されるようにさらに配置される、
方法。
［１２］
前記コンバータ（１２０）に接続された前記第１のインダクタ（１４０）および前記第２のインダクタ（１４２）の端の間に第１のキャパシタ（１６０）を提供することと、
前記コンバータ（１２０）に接続された前記第２のインダクタ（１４２）および前記第３のインダクタ（１４４）の端の間に第２のキャパシタ（１６２）を提供することと、
前記バッテリーモジュール（４００）の前記第２の充電端子（２１２）に、および、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）に、それぞれ接続された前記第１のインダクタ（１４０）、および、前記第２のインダクタ（１４２）の端の間に第３のキャパシタ（１６４）を提供することと、
前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）に、および、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）に、それぞれ接続された前記第２のインダクタ（１４０）、および、前記第３のインダクタ（１４２）の端の間に第４のキャパシタ（１６６）を提供することと、
をさらに具備する、［１１］の方法。

Claims

第１の端子（３２０）および第２の端子（３２２）を含むバッテリーセル配置（３１０）と、
前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）に接続されている第１の充電端子（２１０）、および第２の充電端子（２１２）と、
電流制限デバイス（２００）と、を具備し、
前記電流制限デバイス（２００）は、
充電器に接続可能な第１の入力端子（２１０）および第２の入力端子（２１２）と、
前記バッテリーセル配置（３１０）に接続可能な第１の出力端子（２２０）および第２の出力端子（２２２）と、
回路（１００）と、を含み、
前記回路（１００）は、
第１の入力端子（１１０）、第２の入力端子（１１２）、および出力端子（１１４）と、
直流－直流コンバータ（１２０）と、
前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）と前記コンバータ（１２０）の第１の入力端子（１５０）との間に接続された第１のインダクタ（１４０）と、前記回路（１００）の前記第２の入力端子（１１２）と前記コンバータ（１２０）の第２の入力端子（１５２）との間に接続された第２のインダクタ（１４２）と、前記回路（１００）の前記出力端子（１１４）と前記コンバータ（１２０）の出力端子（１５４）との間に接続された第３のインダクタ（１４４）とを含むトリファイラーチョーク（１３０）と、を含み、
前記回路（１００）の前記出力端子（１１４）は、前記デバイス（２００）の前記第１の入力端子（２１０）および前記第１の出力端子（２２０）に接続され、前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）は、前記デバイス（２００）の前記第２の入力端子（２１２）に接続され、前記回路（１００）の前記第２の入力端子（１１２）は、前記デバイス（２００）の前記第２の出力端子（２２２）に接続され、
前記コンバータ（１２０）は、その前記第１の入力端子（１５０）および前記第２の入力端子（１５２）において受けた第１の電圧（Ｖ１）をその前記出力端子（１５４）における第２の電圧（Ｖ２）に変換するように構成され、前記第２の電圧（Ｖ２）は、前記第１の電圧（Ｖ１）よりも高く、
前記トリファイラーチョーク（１３０）の前記第１のインダクタ（１４０）、前記第２のインダクタ（１４２）、および前記第３のインダクタ（１４４）は、同じ芯に巻かれ、相互に結合し、前記第１のインダクタ（１４０）と前記第２のインダクタ（１４２）に共通の電流および前記第２のインダクタ（１４２）と前記第３のインダクタ（１４４）に共通の電流がブロックされ、または、減衰されるように配置される、バッテリーモジュール（３００）。
前記コンバータ（１２０）は、
前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）と第１のノード（１２４）との間に接続されたインダクタンス（１２２）と、
前記第１のノード（１２４）と、前記コンバータ（１２０）の前記出力端子（１５４）との間に接続されたダイオード（１２６）と、
前記第１のノード（１２４）と、前記コンバータ（１２０）の前記第１の入力端子（１５０）との間に接続されたスイッチング要素（１２８）と、
前記スイッチング要素（１２８）を少なくとも開状態と閉状態との間で互い違いに動作させるように構成されたモデュレーション部と、を含む、請求項１のバッテリーモジュール（３００）。
前記コンバータ（１２０）の前記第１の入力端子（１５０）と前記第２の入力端子（１５２）との間に接続された第１のキャパシタ（１６０）と、前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）と前記出力端子（１５４）との間に接続された第２のキャパシタ（１６２）と、前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）と前記第２の入力端子（１１２）との間に接続された第３のキャパシタ（１６４）と、前記回路（１００）の前記第２の入力端子（１１２）と前記出力端子（１１４）との間に接続された第４のキャパシタ（１６６）とをさらに具備する、請求項１または２のバッテリーモジュール（３００）。
前記回路（１００）の前記第１の入力端子（１１０）と、前記第２の入力端子（１１２）との間に接続されたスイッチングデバイス（２３０）をさらに具備する、上記の請求項１乃至３のうちのいずれか１項のバッテリーモジュール（３００）。
前記回路（１００）を使用することで、前記デバイス（２００）は、前記デバイス（２００）の前記第１の入力端子（２１０）および前記第２の入力端子（２１２）において、前記充電器によって、充電電圧（Ｖｃｈａｒｇｅ）が印加されるとき、前記バッテリーセル配置（３１０）への充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を制限するように構成される、上記の請求項１乃至４のうちのいずれか１項のバッテリーモジュール（３００）。
前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）と、前記コンバータ（１２０）の前記第２の入力端子（１５２）との間に接続された更なるスイッチングデバイス（４３０）をさらに具備する、上記の請求項１乃至５のうちのいずれか１項のバッテリーモジュール（３００）。
直流－直流コンバータ（１２０）を使用するバッテリーモジュール（４００）における充電電流を調整するときのノイズフィルタリングの方法であって、
全てが同じ芯に巻かれ、相互に結合された、第１のインダクタ（１４０）、第２のインダクタ（１４２）、および第３のインダクタ（１４４）を含むトリファイラーチョーク（１３０）を提供することと、
前記バッテリーモジュール（４００）の第１の充電端子（２１０）をバッテリーセル配置（３１０）の第１の端子（３２０）に接続することと、
前記第１のインダクタ（１４０）を前記コンバータ（１２０）の第１の入力端子（１５０）と、前記バッテリーモジュール（４００）の第２の充電端子（２１２）との間に配置することと、
前記第２のインダクタ（１４２）を前記コンバータ（１２０）の第２の入力端子（１５２）と、前記バッテリーセル配置（３１０）の第２の端子（３２２）との間に配置することと、
前記第３のインダクタ（１４４）を前記コンバータ（１２０）の出力端子（１５４）と、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）との間に配置することと、
前記バッテリーモジュール（４００）の前記第１の充電端子（２１０）および前記第２の充電端子（２１２）にわたって充電電圧（Ｖｃｈａｒｇｅ）を提供することと、を具備し、
前記第１のインダクタ（１４０）、前記第２のインダクタ（１４２）、および前記第３のインダクタ（１４４）は、前記第１のインダクタ（１４０）と前記第２のインダクタ（１４２）に共通の電流と、前記第２のインダクタ（１４２）と前記第３のインダクタ（１４４）に共通の電流とがブロックされ、または、減衰されるようにさらに配置される、方法。
前記コンバータ（１２０）に接続された前記第１のインダクタ（１４０）および前記第２のインダクタ（１４２）の端の間に第１のキャパシタ（１６０）を提供することと、
前記コンバータ（１２０）に接続された前記第２のインダクタ（１４２）および前記第３のインダクタ（１４４）の端の間に第２のキャパシタ（１６２）を提供することと、
前記バッテリーモジュール（４００）の前記第２の充電端子（２１２）に、および、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）に、それぞれ接続された前記第１のインダクタ（１４０）、および、前記第２のインダクタ（１４２）の端の間に第３のキャパシタ（１６４）を提供することと、
前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第２の端子（３２２）に、および、前記バッテリーセル配置（３１０）の前記第１の端子（３２０）に、それぞれ接続された前記第２のインダクタ（１４２）、および、前記第３のインダクタ（１４４）の端の間に第４のキャパシタ（１６６）を提供することと、をさらに具備する、請求項７の方法。