JPWO2017175496A1 - バッテリモジュール及びバッテリ装置 - Google Patents
バッテリモジュール及びバッテリ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017175496A1 JPWO2017175496A1 JP2018510257A JP2018510257A JPWO2017175496A1 JP WO2017175496 A1 JPWO2017175496 A1 JP WO2017175496A1 JP 2018510257 A JP2018510257 A JP 2018510257A JP 2018510257 A JP2018510257 A JP 2018510257A JP WO2017175496 A1 JPWO2017175496 A1 JP WO2017175496A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- fet
- battery module
- output terminal
- source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
- B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00302—Overcharge protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/547—Voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/549—Current
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
図4
Description
バッテリ部の正極及び負極からそれぞれ導出された第1及び第2の導線と、
第1の導線とドレインが接続され、正極出力端子とソースが接続されたNチャンネル型の第1のFETと、
第2の導線と接続された負極出力端子と、
第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、放電時に第1のFETをONする際に、第1のFETのONより先に正極出力端子の電位を上昇させるプリディスチャージ回路と、
第1のFETのゲート及びソース間をショートして第1のFETを強制的にOFFする強制OFF回路と
を備えるバッテリモジュールである。
バッテリモジュールは、
1個の電池セル又は複数の電池セルが直列制御されたバッテリ部と、
バッテリ部の正極及び負極からそれぞれ導出された第1及び第2の導線と、
第1の導線とドレインが接続され、正極出力端子とソースが接続されたNチャンネル型の第1のFETと、
第2の導線と接続された負極出力端子と、
第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、放電時に第1のFETをONする際に、第1のFETのONより先に正極出力端子の電位を上昇させるプリディスチャージ回路と、
第1のFETのゲート及びソース間をショートして第1のFETを強制的にOFFする強制OFF回路とを備える
バッテリ装置である。
本技術は、上述したバッテリモジュール又はバッテリ装置と、
バッテリモジュール又はバッテリ装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両である。
本技術は、上述したバッテリモジュール又はバッテリ装置を有し、バッテリモジュール又はバッテリ装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置である。
本技術は、上述したバッテリモジュール又はバッテリ装置から電力の供給を受ける電力システムである。
本技術の実施の形態の説明に先立って従来の問題点について説明する。図1に従来のバッテリモジュールbmの構成を示す。複数の電池セルが直列接続されたバッテリ部BTの+側がNチャンネルMOSFET(Q1)のドレイン・ソース間を通じて正極出力端子T+として導出される。すなわち、ハイサイドにFET(Q1)が接続されている。FET(Q1)として大電流対応のパワーMOSFETが使用される。バッテリ部BTの−側が負極出力端子TGとして導出される。FET(Q1)は放電用ロードスイッチの機能を有する。FET(Q1)とバッテリ部BTの+側との間に充電用ロードスイッチとしてFET(Q1)とはドレイン・ソース間が逆方向となるようにNチャンネルMOSFETが接続されるが、簡単のためこのFETが省略されている。なお、バッテリ部BTは、複数の電池セルが直列接続された構成に限らず、1個の電池セルからなるものでもよい。
最初に出力ON時の動作を説明する。
MCU2が通信端子3及び4を通じて放電要求を受信する。MCU2がバッテリモニタIC1を制御し、バッテリモニタIC1がFET(Q1)をONとする。正極出力端子T+及び負極出力端子TGにバッテリ部BTの出力電圧が現れる。
MCU2が通信端子3及び4を通じて放電停止要求を受信する。MCU2がバッテリモニタIC1を制御し、バッテリモニタIC1がFET(Q1)をOFFする。正極出力端子T+及び負極出力端子TGにバッテリ部BTの出力電圧が出力されなくなる。
バッテリモジュールbmの単独の放電制御については問題が生じない。
最初に出力ON時の動作を説明する。
MCU2aが通信端子3a及び4aを通じて放電要求を受信する。MCU2aがバッテリモニタIC1aを制御し、バッテリモニタIC1aがFET(Q1a)をONとする。MCU2bが通信端子3b及び4bを通じて放電要求を受信する。一例としてバッテリモジュールbmaとバッテリモジュールbmbとがシーケンシャルに駆動される。MCU2bがバッテリモニタIC1bを制御し、バッテリモニタIC1bがFET(Q1b)をONとする。正極出力端子T+b及び負極出力端子TGa間に接続された負荷LDにバッテリ部BTaの電圧及びバッテリ部BTbの電圧を加算した電圧が印加される。
MCU2a及びMCU2bが通信端子3a,4a及び3b,4bを通じて放電停止要求を受信する。MCU2a及びMCU2bがバッテリモニタIC1a及びバッテリモニタIC1bを制御し、バッテリモニタIC1a及びバッテリモニタICbがFET(Q1a)及びFET(Q1b)をOFFする。正極出力端子T+b及び負極出力端子TGaにバッテリ部BTa,BTbの出力電圧が出力されなくなる。
図4を参照して本技術によるバッテリモジュールBMの一実施の形態について説明する。上述した従来のバッテリモジュールbmと対応する構成要素については同一の参照符号を付す。複数の電池セルが直列接続されたバッテリ部BTの+側がNチャンネルMOSFET(Q1)のドレイン・ソース間を通じて正極出力端子T+として導出される。すなわち、ハイサイドに第1のFET(Q1)が接続されている。FET(Q1)として大電流対応のパワーMOSFETが使用される。バッテリ部BTの−側が負極出力端子TGとして導出される。FET(Q1)は放電用ロードスイッチの機能を有する。FET(Q1)とバッテリ部BTの+側との間に充電用ロードスイッチとしてFET(Q1)とはドレイン・ソース間が逆方向となるようにNチャンネルMOSFETが接続されるが、簡単のためこのFETが省略されている。
最初に出力ON時の動作を説明する。
MCU2が通信端子3及び4を通じて放電要求を受信する。MCU2によってプリディスチャージ回路6がONとされる。MCU2がバッテリモニタIC1を制御し、バッテリモニタIC1が正極出力端子T+の電圧が負極出力端子TGの電位以上(正電位)を認識したらFET(Q1)をONとする。正極出力端子T+及び負極出力端子TGにバッテリ部BTの出力電圧が現れる。そして、プリディスチャージ回路6をOFFとする。なお、予めバッテリモジュールBMが単独使用であることをバッテリモジュールが認識している場合には、プリディスチャージ回路6をONした後にプリディスチャージ回路6をOFFする動作を行わなくてもよい。
MCU2が通信端子3及び4を通じて放電停止要求を受信する。MCU2がバッテリモニタIC1を制御し、バッテリモニタIC1がFET(Q1)をOFFする。強制OFF回路5が不作動である。
最初に出力ON時の動作を説明する。MCU2aが通信端子3a及び4aを通じて放電要求を受信すると、MCU2aがプリディスチャージ回路6aをONとする。
MCU2bが通信端子3b及び4bを通じて放電要求を受信すると、MCU2bがプリディスチャージ回路6bをONとする。
バッテリモニタIC1bが正極出力端子T+bの電位が負極出力端子TGbの電位以上(正電圧)を認識したらバッテリモニタIC1bがFET(Q1b)をONとする。
プリディスチャージ回路6a及び6bがOFFとされる。正極出力端子T+b及び負極出力端子TGa間に接続された負荷LDにバッテリ部BTaの電圧及びバッテリ部BTbの電圧を加算した電圧が印加される。
MCU2a及びMCU2bが通信端子3a,4a及び3b,4bを通じて放電停止要求を受信する。
バッテリモジュールBMbのFET(Q1b)が先にOFFする。正極出力端子T+bの電位が低下する。
最初に出力ON時の動作を説明する。
MCU2が通信端子3及び4を通じて放電要求を受信する。MCU2によってプリディスチャージ用のFET(Q3)がONとされる。MCU2がバッテリモニタIC1を制御し、バッテリモニタIC1が正極出力端子T+の電圧が負極出力端子TGの電位以上(正電位)を認識したらFET(Q1)をONとする。正極出力端子T+及び負極出力端子TGにバッテリ部BTの出力電圧が現れる。FET(Q3)をOFFとする。なお、予めバッテリモジュールBMが単独使用であることをバッテリモジュールが認識している場合には、FET(Q3)をONしてFET(Q3)をOFFする動作を行わなくてもよい。
MCU2が通信端子3及び4を通じて放電停止要求を受信する。MCU2がバッテリモニタIC1を制御し、バッテリモニタIC1がFET(Q1)をOFFする。正極出力端子T+の電位は、負極出力端子TGの電位と等しいためにFET(Q2)が不作動である。
T1:MCU2aが通信端子3a及び4aを通じて放電要求を受信する。
T2:MCU2aがFET(Q3a)をONとする。
T3:MCU2bが通信端子3b及び4bを通じて放電要求を受信する。
T4:MCU2bがFET(Q3b)をONとする。
T6:バッテリモニタIC1bが正極出力端子T+bの電位が負極出力端子TGbの電位以上(正電圧)を認識したらバッテリモニタIC1bがFET(Q1b)をONとする。
FET(Q3a)及びFET(Q3b)がOFFとされる。正極出力端子T+b及び負極出力端子TGa間に接続された負荷LDにバッテリ部BTaの電圧及びバッテリ部BTbの電圧を加算した電圧が印加される。
T12:バッテリモジュールBMbのFET(Q1b)が先にOFFする。正極出力端子T+bの電位が低下する。
T13:ダイオードD2及び抵抗R2の経路によってバッテリモジュールBMbのバッテリモジュールBMbの正極出力端子T+bの電位が負極出力端子TGbの電位以下となる。この状態ではFET(Q2b)の(ゲート電圧>ソース電圧)となり、FET(Q2b)がONする。FET(Q2b)のONによってFET(Q1b)のゲート・ソース間がショートされ、FET(Q1b)が強制的にOFFとなる。したがって、FET(Q1b)がOFFした後に再びONとなることを防止することができる。
上述した本開示の一実施の形態に係るバッテリ装置は、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置などの機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
本開示の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図10を参照して説明する。例えば住宅101用の蓄電システム100においては、火力発電102a、原子力発電102b、水力発電102cなどの集中型電力系統102から電力網109、情報網112、スマートメータ107、パワーハブ108などを介し、電力が蓄電装置103に供給される。これと共に、家庭内の発電装置104などの独立電源から電力が蓄電装置103に供給される。蓄電装置103に供給された電力が蓄電される。蓄電装置103を使用して、住宅101で使用する電力が給電される。住宅101に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図11を参照して説明する。図11に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。
(1)
1個の電池セル又は複数の電池セルが直列制御されたバッテリ部と、
前記バッテリ部の正極及び負極からそれぞれ導出された第1及び第2の導線と、
前記第1の導線とドレインが接続され、正極出力端子とソースが接続されたNチャンネル型の第1のFETと、
前記第2の導線と接続された負極出力端子と、
前記第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、放電時に前記第1のFETをONする際に、前記第1のFETのONより先に前記正極出力端子の電位を上昇させるプリディスチャージ回路と、
前記第1のFETのゲート及びソース間をショートして前記第1のFETを強制的にOFFする強制OFF回路と
を備えるバッテリモジュール。
(2)
前記バッテリ部の前記電池セルの電圧及び出力電圧を監視するバッテリモニタを有する(1)に記載のバッテリモジュール。
(3)
通信用端子を有し、前記通信用端子を通じて前記正極出力端子及び前記負極出力端子からの電圧出力をON/OFF制御する制御信号を受け取る(1)又は(2)に記載のバッテリモジュール。
(4)
前記通信用端子は、絶縁型のものである(3)に記載のバッテリモジュール。
(5)
前記プリディスチャージ回路は、前記第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、前記制御部からの制御信号によって前記第1のFETをONする際に、前記第1のFETのONより先にONされるPチャンネル型の第2のFETによって構成される(1)乃至(4)のいずれかに記載のバッテリモジュール。
(6)
前記第2のFETは、前記第1のFETがONした後にOFFとされる(5)に記載のバッテリモジュール。
(7)
前記強制OFF回路は、前記正極出力端子が前記負極出力端子よりも低い電圧となった場合に前記第1のFETのゲート及びソース間をショートして前記第1のFETを強制的にOFFするNチャンネル型の第3のFETによって構成される(1)乃至(6)のいずれかに記載のバッテリモジュール。
(8)
前記第3のFETのゲート・ソース間しきい値が前記第1のFETゲート・ソース間しきい値より小とされた(7)に記載のバッテリモジュール。
(9)
前記第1のFETのソースと前記第3のFETのソースとの間に挿入された逆流防止用ダイオードを有する(1)乃至(8)のいずれかに記載のバッテリモジュール。
(10)
前記正極出力端子が抵抗を介して前記バッテリモニタの入力端子と接続され、前記入力端子と前記負極出力端子との間に挿入されたダイオードを有する(1)乃至(9)のいずれかに記載のバッテリモジュール。
(11)
少なくとも2つのバッテリモジュールを直列接続したバッテリ装置であって、
前記バッテリモジュールは、
1個の電池セル又は複数の電池セルが直列制御されたバッテリ部と、
前記バッテリ部の正極及び負極からそれぞれ導出された第1及び第2の導線と、
前記第1の導線とドレインが接続され、正極出力端子とソースが接続されたNチャンネル型の第1のFETと、
前記第2の導線と接続された負極出力端子と、
前記第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、放電時に前記第1のFETをONする際に、前記第1のFETのONより先に前記正極出力端子の電位を上昇させるプリディスチャージ回路と、
前記第1のFETのゲート及びソース間をショートして前記第1のFETを強制的にOFFする強制OFF回路とを備える
バッテリ装置。
(12)
前記2つのバッテリモジュールが絶縁された通信端子をそれぞれ有し、
前記通信端子同士を接続して前記通信端子に対して前記バッテリモジュールの放電のON/OFFを制御する制御信号を供給するようにした(11)に記載のバッテリ装置。
(13)
前記2つのバッテリモジュールの下位側のバッテリモジュールを上位側のバッテリモジュールに対して先行してONさせるようにした(11)に記載のバッテリ装置。
(14)
(1)に記載のバッテリモジュール又は(11)に記載のバッテリ装置から電力の供給を受ける電子機器。
(15)
(1)に記載のバッテリモジュール又は(11)に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリモジュール又は前記バッテリ装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
(16)
(1)に記載のバッテリモジュール又は(11)に記載のバッテリ装置を有し、前記バッテリモジュール又は前記バッテリ装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
(17)
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を有し、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記バッテリモジュール又は前記バッテリ装置の充放電制御を行う(16)に記載の蓄電装置。
(18)
(1)に記載のバッテリモジュール又は(11)に記載のバッテリ装置から電力の供給を受ける電力システム。
(19)
発電装置または電力網から前記バッテリモジュール又はバッテリ装置に電力が供給される(18)に記載の電力システム。
Q1,Q1a,Q1b・・・第1のFET
Q2,Q2a,Q2b・・・第2のFET
Q3,Q3a,Q3b・・・第3のFET
T+,T+a,T+b・・・正極出力端子
TG,TGa,TGb・・・負極出力端子
1,1a,1b・・・バッテリモニタIC
2,2a、2b・・・MCU
5,5a、5b・・・強制OFF回路
6,6a、6b・・・プリディスチャージ回路
Claims (19)
- 1個の電池セル又は複数の電池セルが直列制御されたバッテリ部と、
前記バッテリ部の正極及び負極からそれぞれ導出された第1及び第2の導線と、
前記第1の導線とドレインが接続され、正極出力端子とソースが接続されたNチャンネル型の第1のFETと、
前記第2の導線と接続された負極出力端子と、
前記第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、放電時に前記第1のFETをONする際に、前記第1のFETのONより先に前記正極出力端子の電位を上昇させるプリディスチャージ回路と、
前記第1のFETのゲート及びソース間をショートして前記第1のFETを強制的にOFFする強制OFF回路と
を備えるバッテリモジュール。 - 前記バッテリ部の前記電池セルの電圧及び出力電圧を監視するバッテリモニタを有する請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 通信用端子を有し、前記通信用端子を通じて前記正極出力端子及び前記負極出力端子からの電圧出力をON/OFF制御する制御信号を受け取る請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 前記通信用端子は、絶縁型のものである請求項3に記載のバッテリモジュール。
- 前記プリディスチャージ回路は、前記第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、前記制御部からの制御信号によって前記第1のFETをONする際に、前記第1のFETのONより先にONされるPチャンネル型の第2のFETによって構成される請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 前記第2のFETは、前記第1のFETがONした後にOFFとされる請求項5に記載のバッテリモジュール。
- 前記強制OFF回路は、前記正極出力端子が前記負極出力端子よりも低い電圧となった場合に前記第1のFETのゲート及びソース間をショートして前記第1のFETを強制的にOFFするNチャンネル型の第3のFETによって構成される請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 前記第3のFETのゲート・ソース間しきい値が前記第1のFETゲート・ソース間しきい値より小とされた請求項7に記載のバッテリモジュール。
- 前記第1のFETのソースと前記第3のFETのソースとの間に挿入された逆流防止用ダイオードを有する請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 前記正極出力端子が抵抗を介して前記バッテリモニタの入力端子と接続され、前記入力端子と前記負極出力端子との間に挿入されたダイオードを有する請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 少なくとも2つのバッテリモジュールを直列接続したバッテリ装置であって、
前記バッテリモジュールは、
1個の電池セル又は複数の電池セルが直列制御されたバッテリ部と、
前記バッテリ部の正極及び負極からそれぞれ導出された第1及び第2の導線と、
前記第1の導線とドレインが接続され、正極出力端子とソースが接続されたNチャンネル型の第1のFETと、
前記第2の導線と接続された負極出力端子と、
前記第1のFETのドレイン及びソース間と並列に挿入され、放電時に前記第1のFETをONする際に、前記第1のFETのONより先に前記正極出力端子の電位を上昇させるプリディスチャージ回路と、
前記第1のFETのゲート及びソース間をショートして前記第1のFETを強制的にOFFする強制OFF回路とを備える
バッテリ装置。 - 前記2つのバッテリモジュールが絶縁された通信端子をそれぞれ有し、
前記通信端子同士を接続して前記通信端子に対して前記バッテリモジュールの放電のON/OFFを制御する制御信号を供給するようにした請求項11に記載のバッテリ装置。 - 前記2つのバッテリモジュールの下位側のバッテリモジュールを上位側のバッテリモジュールに対して先行してONさせるようにした請求項11に記載のバッテリ装置。
- 請求項1に記載のバッテリモジュール又は請求項11に記載のバッテリ装置から電力の供給を受ける電子機器。
- 請求項1に記載のバッテリモジュール又は請求項11に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリモジュール又は前記バッテリ装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。 - 請求項1に記載のバッテリモジュール又は請求項11に記載のバッテリ装置を有し、前記バッテリモジュール又は前記バッテリ装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
- 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を有し、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記バッテリモジュール又は前記バッテリ装置の充放電制御を行う請求項16に記載の蓄電装置。 - 請求項1に記載のバッテリモジュール又は請求項11に記載のバッテリ装置から電力の供給を受ける電力システム。
- 発電装置または電力網から前記バッテリモジュール又はバッテリ装置に電力が供給される請求項18に記載の電力システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016077751 | 2016-04-08 | ||
JP2016077751 | 2016-04-08 | ||
PCT/JP2017/006325 WO2017175496A1 (ja) | 2016-04-08 | 2017-02-21 | バッテリモジュール及びバッテリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017175496A1 true JPWO2017175496A1 (ja) | 2018-09-27 |
JP6624281B2 JP6624281B2 (ja) | 2019-12-25 |
Family
ID=60000951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018510257A Active JP6624281B2 (ja) | 2016-04-08 | 2017-02-21 | バッテリモジュール及びバッテリ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10686325B2 (ja) |
JP (1) | JP6624281B2 (ja) |
CN (1) | CN109121442B (ja) |
WO (1) | WO2017175496A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2563311B (en) * | 2018-03-08 | 2020-03-04 | O2Micro Inc | Circuits, systems and methods for protecting batteries |
JP2020031486A (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 株式会社マキタ | 電圧供給装置 |
CN112398109B (zh) * | 2019-08-13 | 2023-02-03 | 北京极智嘉科技股份有限公司 | 一种供电回路、搬运设备及供电控制方法 |
CN112398181B (zh) * | 2019-08-13 | 2023-01-06 | 北京极智嘉科技股份有限公司 | 一种供电回路、搬运设备及供电控制方法 |
CN115004449A (zh) * | 2020-01-23 | 2022-09-02 | 三洋电机株式会社 | 电源装置、具备该电源装置的电动车辆以及蓄电装置 |
CN113517726A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 开关关断电路 |
US11349316B2 (en) * | 2020-04-20 | 2022-05-31 | The Boeing Company | System and method for controlling a high-voltage battery system |
TWI762972B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-05-01 | 宏碁股份有限公司 | 電池管理裝置和方法 |
CN114368355B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-12-22 | 深圳市康为宏科技有限公司 | 一种汽车电源长时间搁置辅助启动装置及方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0884440A (ja) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Fujitsu Ltd | 充電制御装置および電圧変換装置 |
JP2000166108A (ja) * | 1998-11-20 | 2000-06-16 | At Battery:Kk | 二次電池の保護回路装置 |
JP2011239633A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Panasonic Corp | 電池駆動装置 |
JP2013252002A (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-12 | Sony Corp | 電源供給装置および電源切り換え方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8618805B2 (en) * | 2004-03-25 | 2013-12-31 | 02Micro, Inc. | Battery pack with a battery protection circuit |
CN101888097A (zh) * | 2009-05-13 | 2010-11-17 | 山东大学威海分校 | 微功耗大容量锂离子动力电池组管理装置 |
JP5481413B2 (ja) | 2011-02-28 | 2014-04-23 | 株式会社日立製作所 | 蓄電池システムおよび蓄電池モジュール |
JP5961347B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2016-08-02 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 電池監視システム及び放電方法 |
JP5492849B2 (ja) * | 2011-09-20 | 2014-05-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車載用制御装置 |
JP2014161186A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Seiko Instruments Inc | スイッチ回路、半導体装置及びバッテリ装置 |
US9300129B2 (en) * | 2013-03-12 | 2016-03-29 | Ascensia Diabetes Care Holding Ag | Reverse battery protection for battery-powered devices |
CN203261014U (zh) * | 2013-05-20 | 2013-10-30 | 东莞市百维科技有限公司 | 锂电池保护板 |
US9479004B2 (en) * | 2015-03-13 | 2016-10-25 | Active-Semi, Inc. | Buck/boost circuit that charges and discharges multi-cell batteries of a power bank device |
CN204559108U (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-12 | 哈尔滨冠拓电源设备有限公司 | 电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构 |
-
2017
- 2017-02-21 CN CN201780019652.1A patent/CN109121442B/zh active Active
- 2017-02-21 WO PCT/JP2017/006325 patent/WO2017175496A1/ja active Application Filing
- 2017-02-21 JP JP2018510257A patent/JP6624281B2/ja active Active
-
2018
- 2018-09-27 US US16/144,068 patent/US10686325B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0884440A (ja) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Fujitsu Ltd | 充電制御装置および電圧変換装置 |
JP2000166108A (ja) * | 1998-11-20 | 2000-06-16 | At Battery:Kk | 二次電池の保護回路装置 |
JP2011239633A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Panasonic Corp | 電池駆動装置 |
JP2013252002A (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-12 | Sony Corp | 電源供給装置および電源切り換え方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109121442B (zh) | 2021-07-09 |
WO2017175496A1 (ja) | 2017-10-12 |
JP6624281B2 (ja) | 2019-12-25 |
US10686325B2 (en) | 2020-06-16 |
CN109121442A (zh) | 2019-01-01 |
US20190027952A1 (en) | 2019-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6624281B2 (ja) | バッテリモジュール及びバッテリ装置 | |
US9991702B2 (en) | Control device to boot up power source | |
JP5747491B2 (ja) | 蓄電システム、電動車両および電力システム | |
US9929559B2 (en) | Electricity storage device, electricity storage system, and method for controlling electricity storage device | |
WO2015001703A1 (ja) | 蓄電装置および蓄電装置の制御方法 | |
JP2013094006A (ja) | 放電制御方法、電池パック、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム | |
WO2015040779A1 (ja) | 蓄電装置および蓄電装置の制御方法 | |
JP2015201925A (ja) | 充電装置および充電制御方法、並びに、蓄電装置、電力貯蔵装置、電力システムおよび電動車両 | |
US11508995B2 (en) | Battery device, battery management device, electronic device, electric motor vehicle, power storage device, and power system | |
JP6115273B2 (ja) | 電源回路、電源システムおよび蓄電装置 | |
US10868432B2 (en) | Battery pack, electronic device, and method of controlling battery pack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190618 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190814 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6624281 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |