JPH11514832A - バッテリ中の充電レベル等化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 直列に接続されたバッテリ電池（３）またはバッテリブロック（９）を含むバッテリ中の充電レベル等化システム。制御可能電圧変換器（４）が一方において単数または複数のバッテリ電池（３）またはバッテリブロック（９）に接続され、他方において共通電流路（５、６）に接続され、その正極導線（５）がバッテリの正極（１）に接続され、負極導線（６）がバッテリの負極（２）に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 バッテリ中の充電レベル等化システム技術分野 バッテリを充電し放電するために現在最も使用されている方法はバッテリ全体 の極ボルトに対して充電装置または負荷を接続するにある。バッテリは通常は直 列に接続された複数の電池から成る。このバッテリの充電または放電に際して、 すべてのバッテリ電池を同一電流が流れる。先行技術 バッテリの充電または放電に際して、通常は複雑さを変化させるようなプロセ ス制御システムが使用される。充電または放電はバッテリ中に電流を供給しまた はローディングすることによって行われる。この電流の大きさは、種々のパラメ ータ、例えば電流バッテリ電圧、バッテリ温度、バッテリ性能、電流充電レベル などによって制御される。直列に接続されたバッテリを使用する場合に生じる１ つの問題点は、バッテリ電池が相異なる極電圧、温度、性能、充電レベルなどを 有する事にある。この問題点を解決する１つの方法はバッテリの放電を等化する にある。すなわち、次の充電サイクルにおいて各電池をできるだけ同等の充電レ ベルにするためにバッテリの全エネルギーを空にするにある。利用性と寿命に関 する要求が増大するに従って、充電を等化する事のできる充電システムが開発さ れた。これらのシステムは各バッテリ電池またはバッテリブロックに対して１つ の電気的接続を有する。このことは、主たる充電電流が従来のように極ボルトを 通して供給されるが、そのほか、全充電レベルに達するために追加の充電を必要 とするバッテリ電池またはバッテリブロックに対して、別々の接続ラインを通し て追加電流を供給できる事を意味する。この型のシステムの１つの問題点は、配 線が非常に複雑になり、等化が充電に際してのみ行われる事にある。発明の概要 本発明の目的は、すべての動作条件において、不便な配線を必要とせず、バッ テリ中の各バッテリ電池またはバッテリブロック間において充電電流を直接供給 する等化システムによって前記の問題点を大幅に解決するにある。 これらの目的は、それぞれのバッテリ電池またはバッテリブロック上に取付け られた電圧変換器によって達成される。これらの電圧変換器ユニットが共通電流 路に接続され、この電流路がバッテリ全体の極ボルトに接続され、他の電池より 高い充電電圧、温度、極電圧などを有する電池からエネルギーが伝達される。こ の電流路がバッテリ全体の極ボルトに接続されているので、充電レベルの等化が 行われる。 またこのシステムの他の技術的実施態様においては、共通電流路から電圧変換 器デバイスを介して、それぞれのバッテリ電池またはバッテリブロックにエネル ギーが伝達される。この場合エネルギーは前記の実施態様と逆方向に伝達される が、この場合に他のバッテリ電池またはバッテリブロックよりも低い充電レベル 、温度、極電圧などを有するバッテリ電池またはバッテリブロックに対してエネ ルギーが供給されるならば、同一効果を生じる。図面の簡単な説明 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが本発明はこれに限 定されない。付図において、 第１図は充電レベル等化システムがバッテリ中の各バッテリ電池に接続された バッテリの回路図、第２図は充電レベル等化システムがバッテリ中の各バッテリ ブロックに接続されたバッテリの回路図である。詳細な説明 第１図は、バッテリ中の充電レベル等化システムをバッテリ電池レベルに接続 した状態の接続ダイヤグラム原理図である。正極１と負極２とを有するバッテリ は直列に接続された複数の電池３を有する。この充電レベル等化システムは複数 の電圧変換器４を含み、これらの変換器は、バッテリの中央に配向された制御ユ ニットによって遠隔制御される。電圧変換器４は一方の側においてそれぞれバッ テリ電池の正極８と負極７、またはバッテリブロックの正極１０または負極１１ にそれぞれ接続されている。他方において電圧変換器４は共通電流路の正極５と 負極６に接続されている。共通電流路の正極５はバッテリの正極１に接続されて いる。共通電流路の負極６はバッテリの負極２に接続されている。 電圧変換器４は、１つまたは複数のバッテリ電池３からエネルギーを得てこの エネルギーを共通電流路５、６に転送するように設計されていてもよい。あるい は、電圧変換器４は共通電流路５、６からエネルギーを得て１つまたは複数のバ ッテリ電池３にエネルギーを転送するように設計されていてもよい。 第２図は、充電等化システムをバッテリブロックレベル９に接続した状態を示 す接続ダイヤグラムの原理図である。このシステムの機能は、バッテリ電池３の 代わりにバッテリブロック９を使用した事以外は、第１図に示すシステムと同等 である。 本発明によるバッテリ中の充電等化システムは、種々のアルゴリズムによって 制御する事ができる。これは、バッテリ全体の充電段階中に、直列接続にも関わ らず、充電電流が相異なるバッテリ電池３またはバッテリブロック９に充電され うる事を意味する。このようにして、これらの電池またはバッテリブロックは個 別に所望レベルまで充電されうる。同様にバッテリの放電中に、直列接続にも関 わらず、それぞれのバッテリ電池３またはバッテリブロック９から所望のレベル まで放電する事ができる。 また電圧変換器４は、バッテリ電池３またはバッテリブロック９のそれぞれの 温度と極電圧とを検出する装置を備える。電圧変換器４は、これらの変換器と有 線または無線で通信するバッテリ組立体中央制御ユニットによって制御される。 また前記の電圧変換器４は、各バッテリ３またはバッテリブロック９に対して他 の方法で接続される事ができる。第３図はいわゆる低減接続の例であって、この 場合、各バッテリ電池の充電レベルはバッテリ電池の数よりも小数の電圧変換器 にも関わらず制御可能である。 第４図は電圧変換器が共通アースに接続された構造を示す。この手順は特に低 電圧バッテリシステムに好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 直列に接続されたバッテリ電池（３）またはバッテリブロック（９）を 含むバッテリ中の充電レベル等化システムにおいて、この充電レベル等化システ ムは、 一方において単数または複数のバッテリ電池（３）またはバッテリブロック（ ９）に接続され、他方において共通電流路（５、６）に接続された制御可能電圧 変換器（４）を含み、前記共通電流路の正極導線（５）はバッテリの正極（１） に接続され、前記共通電流路の負極導線（６）はバッテリの負極（２）に接続さ れている事を特徴とするバッテリ中の充電レベル等化システム。 ２． 前記制御可能電圧変換器（４）は、バッテリ電池（３）またはバッテリ ブロック（９）にエネルギーを転送しまたはこれらの素子からエネルギーを転送 して、各バッテリ電池またはバッテリブロック中において充電レベルを所望のレ ベルに制御する事を特徴とする請求項１に記載のバッテリ中の充電レベル等化シ ステム。 ３． 各電圧変換器（４）は、バッテリ電池（３）またはバッテリブロック（ ９）のそれぞれの極電圧を測定してそのデータをバッテリ構造の中央制御システ ムに伝達する事を特徴とする請求項１に記載のバッテリ中の充電レベル等化シス テム。 ４． 各電圧変換器（４）は、バッテリ電池（３）またはバッテリブロック（ ９）のそれぞれの温度を測定してそのデータをバッテリ構造の中央制御システム に伝達する事を特徴とする請求項１に記載のバッテリ中の充電レベル等化システ ム。