KR102207895B1 - 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템, 및 배터리 모듈을 연결 또는 분리하기 위한 대응되는 방법 - Google Patents

배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템, 및 배터리 모듈을 연결 또는 분리하기 위한 대응되는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102207895B1
KR102207895B1 KR1020157019942A KR20157019942A KR102207895B1 KR 102207895 B1 KR102207895 B1 KR 102207895B1 KR 1020157019942 A KR1020157019942 A KR 1020157019942A KR 20157019942 A KR20157019942 A KR 20157019942A KR 102207895 B1 KR102207895 B1 KR 102207895B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
battery
switch
capacitor
diode
Prior art date
Application number
KR1020157019942A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150103084A (ko
Inventor
오쓰만 라드하리
레미 토마스
피에르 페리숑
방 안 랭 뷔
Original Assignee
르노 에스.아.에스.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 르노 에스.아.에스. filed Critical 르노 에스.아.에스.
Publication of KR20150103084A publication Critical patent/KR20150103084A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102207895B1 publication Critical patent/KR102207895B1/ko

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
    • 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
    • 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
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple 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
    • 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
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—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
    • 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
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/55—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
    • 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
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/14—Boost converters
    • 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
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes
    • 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
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

직렬로 배치되는 복수개의 배터리 모듈들(BAT 1, BATN-1, BATN)에 의해 형성되는 배터리(1)를 포함하는 시스템 및 이에 대응되는 방법으로서, 각각의 모듈에는, 직렬로 배치된 스위치(8) 및 다이오드(9)로서 상기 모듈에 병렬로 연결되는 스위치 및 다이오드가 제공되고, 상기 시스템은, 전기적 연결에 의해 한편으로는 각각의 모듈의 상기 다이오드와 상기 스위치 사이에 놓인 지점에 직접 연결되고 다른 한편으로는 상기 배터리의 음극 단자에 직접 연결되는 캐패시터(3), 및 상기 캐패시터에 병렬로 연결되는 부하(2), 0% 내지 100% 사이에서 변화되는 듀티 사이클(duty cycle; δ)을 가지는 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단을 포함한다.

Description

배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템, 및 배터리 모듈을 연결 또는 분리하기 위한 대응되는 방법{System comprising a battery formed from battery modules, and corresponding method for connecting or disconnecting a battery module}
본 발명은 직렬로 배치된 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리들이 제공되는 시스템에 관한 것이며, 구체적으로는 전기 또는 하이브리드 파워트레인 자동차(electric or hybrid powertrain automobiles)에 관한 것이다.
이 시스템들은, 전력이 공급되는 부하, 예를 들어 차량의 경우에 배터리에 의해 전기가 공급되는 전기 파워트레인을 포함할 수 있다. 이 배터리는 일반적으로 직렬로 배치된 복수개의 배터리 모듈들로 구성되고, 상기 모듈들은 독립적으로 직렬 연결되거나 그렇지 않을 수 있는바, 이는 활성화(activation) 및 비활성화(deactivation)에 대응된다. 달리 말하자면, 활성화되는 배터리 모듈들의 개수는 상기 부하에 공급되기를 희망하는 전압에 따라 달라진다.
고주파 전류들뿐만 아니라, 상기 파워트레인의 입력부에 배치되는 인버터일 수 있는 컨버터 스테이지(converter stage)에 의해 흡수되는 과도 전류들(transient currents)도 평활화(smooth out)하기 위하여 상기 배터리와 상기 부하 사이에 캐패시터가 배치된다. 상기 배터리(즉 모듈들의 그룹)가 릴레이(relay)에 의해 상기 파워트레인에 연결되는 때에, 즉 상기 차량의 시동 중에, 높은 과도 전류들이 나타나고 구성요소들, 예를 들어 상기 캐패시터, 이용되는 릴레이들, 또는 파워 스위치들(power switches)이 손상될 수 있다.
게다가, 상기 파워트레인의 입력부에 배치된 인버터 스테이지의 단자들에서의 급속한 전압 변동은, 상기 인버터 스테이지에 의해 충분히 빠르게 제어 하에 놓일 수 없는바, 이로 인해 굴러가는 차량의 운전자에 의해 느껴지는 덜컥거림(jolts)이 발생될 수 있다. 이 덜컥거림은 상기 파워트레인의 기계적 요소들을 손상시킬 수 있다.
차량에서, 단지 상기 차량의 시동 중에 캐패시터와 직렬로 된 2개의 접촉자(contactors) 및 저항을 포함하는 회로를 이용하여 캐패시터를 선충전(pre-charge)시킴이 제안되었다. 제1 접촉자는 감소된 전류로써 상기 저항을 통하여 상기 캐패시터를 충전할 수 있게 하며, 제2 접촉자는 정상 작동을 위하여 상기 저항을 우회할 수 있게 한다. 이 해결법은 값비싸고 번잡한(cumbersome) 접촉자들을 포함하는 회로를 요하는 단점을 가지며, 상기 접촉자들이 극도로 높은 전류에 노출된다면 상기 접촉자들이 폐쇄된 채로 유지되는 위험이 있다.
상기 파워트레인을 연결하기 전에 상기 캐패시터의 단자들에서의 전압을 증가시키기 위한 시스템, 즉, 상기 캐패시터 를 선충전시키기 위한 시스템이 설명되는 유럽 특허출원 EP 2,361,799호가 참조될 수 있다. 특히, 이 문서에는 상기 캐패시터를 충전시키기 위한 R-C 유형 회로를 형성하기 위하여 저항을 이용함이 제안된다. 이 시스템은 상기 캐패시터의 완전한 충전을 달성하는 것이 가능하게 되지 않는 단점을 지니는바, 그 충전 시간이 너무 오래 걸린다. 이 시스템은 상기 시스템에 직렬로 저항이 추가되는 단점도 지닌다. 따라서 이 시스템은 이 저항으로 인하여 차량의 시동 중에 이용될 수 없다. 그러므로 그 시스템은 상기 차량의 작동 중 배터리 모듈의 활성화 또는 비활성화에 적합하지 않다.
낮은 값의 저항, 및 캐패시터의 선충전을 개선하기 위한 스위치 유닛을 구비한, 상기 캐패시터를 선충전하기 위한 시스템이 설명되는 미국 특허출원 US 2012/0025768호가 참조될 수도 있다. 이 시스템 또한 차량의 작동 중에 이용될 수 없다.
국제 특허출원 WO 2009/077668호에는 캐패시터를 선충전시키기 위한 시스템이 설명되는바, 여기에서는 스위치가 캐패시터에 직렬로 연결되고 이 스위치는 듀티 사이클이 달라지는 펄스 폭 변조 신호로써 제어된다. 이 해결법은 상기 캐패시터를 포함하는 분기(branch)의 임피던스를 증가시키는 단점을 지닌다.
마지막으로, "부스트" 유형 파워 컨버터를 이용하여 캐패시터를 선충전시키기 위한 다른 일 시스템이 설명되는 프랑스 특허출원 FR 2,923,962호가 참조될 수 있는바, 그러나 상기 "부스트" 유형 파워 컨버터 역시, 상기 캐패시터를 포함하는 분기의 임피던스를 증가시키는 단점을 지닌다. 상기 임피던스의 증가로 인한 과도한 손실 때문에 차량의 작동 중에 이 시스템을 이용하는 것이 결과적으로 불가능하다.
본 발명의 목적은 임의의 시각에, 예를 들어 자동차의 경우에 차량의 시동 및 작동 중에 배터리 모듈의 활성화 또는 비활성화를 가능하게 하는 것이다.
본 발명은 구성요소들을 손상시킬 수 있는 전류의 발생을 감소시킴으로써 캐패시터의 선충전을 개선하는 것도 목적으로 한다.
일 양상에 따르면, 직렬로 배치되는 복수개의 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템이 제안되는바, 각각의 모듈에는, 직렬로 배치된 스위치 및 다이오드로서 상기 모듈에 병렬로 연결되는 스위치 및 다이오드가 제공되고, 상기 시스템은, 전기적 연결에 의해 한편으로는 각각의 모듈의 상기 다이오드와 상기 스위치 사이에 놓인 지점에 직접 연결되고 다른 한편으로는 상기 배터리의 음극 단자에 직접 연결되는 캐패시터, 및 상기 캐패시터에 병렬로 연결되는 부하를 더 포함한다.
달리 말하자면, 각각의 배터리 모듈에 대하여 반-H 브리지(half-H bridge)가 상기 모듈에 병렬로 연결되며, 그 가운데의 분기는 상기 다이오드와 상기 스위치 사이의 상기 지점에 대응된다.
일반적 특성에 따르면, 상기 시스템은, 0% 내지 100% 사이에서 변화되는 듀티 사이클(duty cycle)을 가지는 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단을 포함한다.
바람직하게 상기 시스템은 0% 및 100%를 제외하고 0% 내지 100% 사이에서 또는 5% 내지 95% 사이에서 변화되는 듀티 사이클을 가지는 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단을 포함한다. 따라서 상기 스위치들의 더 나은 제어가 달성되는바, 극도로 짧은 펄스들은 상기 스위치들의 적합한 제어를 허용하지 않을 수 있다.
따라서 다소 신속하게 스위칭할 수 있는 스위치들을 이용할 수 있다. 그러나, 듀티 사이클이 달라지는 시간 간격(interval)을 연장하기 위하여, 신속하게 스위칭할 수 있는 스위치들, 예를 들어 질화갈륨(gallium nitride; GaN)을 이용하는 스위치들이 이용될 수 있다는 점을 주목하는 것이 적절하다.
상기 스위치, 상기 다이오드, 와이어링 인덕턴스(wiring inductance)라고 불리는 고유 인덕턴스(intrinsic inductance)을 가지는 전기적 연결, 및 부하에 의해 형성되는 그룹(group)은, 본 발명 기술분야의 통상의 기술자에게 "벅(buck)" 회로로 잘 알려진 회로를 형성한다. 이 경우에 상기 캐패시터는 상기 부하가 연결된 분기 내에 홀로 있으며; 따라서 임피던스 증가로 인한 손실이 없다. 그러므로 배터리 모듈은 임의의 시각에 연결 또는 분리될 수 있다.
게다가, 상기 시스템은, 높은 과도 전류를 방지하기 위하여 더 신속하게 상기 캐패시터가 충전될 수 있게 하고 그 충전 시간이 제어될 수 있게 한다.
예를 들어 추가 모듈의 연결의 경우에 0%의 듀티 사이클(스위치 개방)로부터 100%의 듀티 사이클(스위치 폐쇄)로 되는 점이 주목될 수 있는바: 상기 듀티 사이클이 올라 100%에 이르게 달라진 때에는, 연결될 모듈의 전압이 이미 연결된 모듈들의 전압에 더해질 것이다.
모듈 분리의 경우에 100%의 듀티 사이클로부터 0%의 듀티 사이클로 되는바: 상기 듀티 사이클이 내려져 0%에 이르게 달라진 때에는, 분리될 모듈의 전압이 차감(subtracted)될 것이다. 물론, 직렬로 된 모듈들의 그룹의 기능, 예컨대 스위치들의 진성 다이오드들(intrinsic diodes) 또는 상기 스위치들에 병렬인 다이오드들의 막지 않고 그 그룹 안의 모듈의 분리를 보장하기 위한 수단이 제공될 수 있다.
각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단은, 각각의 펄스에 있어서 동일한 백분율만큼, 예컨대 각각의 펄스에 있어서 1%만큼 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클을 변화시킬 수 있다.
게다가, 상기 제어 수단은 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를, 예를 들어 상기 듀티 사이클의 함수로서 변화시킬 수 있다.
특정 듀티 사이클들에 대응되는 주기들의 지속시간을 감소시키기 위하여 이 주파수를 변화시키는 것이 특히 유리할 수 있다. 특히, 50% 근방(vicinity)의 듀티 사이클들은 여기에서 최대 전류 변동(maximum current variations)에 대응되고, 따라서 그 지속시간을 감소시키는 것, 즉 그 스위칭 주파수를 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 시스템은 각각의 모듈에 대하여, 상기 모듈의 상기 다이오드와 상기 스위치에 병렬로 연결되는 추가 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
각각의 추가 캐패시터는 부하에 병렬로 연결되는 주(main) 캐패시터에 의해 공급되는 전류에 더해지는 과도 전류들을 공급할 수 있는바, 이는 상기 스위치들의 스위칭에 의해 발생되는 전력 손실을 감소시키고, 또한 더 낮은 캐패시턴스 값을 가지는 캐패시터가 이용될 수 있게 한다.
각각의 모듈에 대하여, 상기 스위치는 MOSFET 트랜지스터일 수 있으며, 상기 다이오드는 MOSFET 트랜지스터의 진성 다이오드(intrinsic diode)이다. 달리 말하자면, 2개의 MOSFET 트랜지스터들이 직렬로 배치되고, 캐패시터가 이 2개의 MOSFET들 사이에 연결된다. 상기 다이오드에 대해서 말하자면, 상기 다이오드는 상기 2개의 MOSFET 트랜지스터들 중 하나를 차단(blocking)함으로써 얻어지는바, 예를 들어 상기 2개의 MOSFET 트랜지스터들은 상기 배터리 모듈의 음극 단자에 연결된다.
상기 시스템은, 각각의 모듈의 다이오드에 대응되는 상기 MOSFET 트랜지스터(MOSFET transistor)를 제어하되, 각각의 스위치를 제어하는 반전 신호(inverse signal)를 이용하여 제어하기 위한 추가 수단을 포함할 수 있다. 물론, 스위칭 중에 배터리의 단락을 방지하기 위하여, 지체 시간(lag time), 예를 들어 데드 타임(dead time)을 고려하는 것도 가능하다.
상기 스위치가 개방된 때에 상기 다이오드에 대응되는 트랜지스터를 통하여 전류를 흘리는 것, 그리고 마이너스 부호의 전류의 흐름을 허용하는 것도 가능하다(상기 다이오드는 보통 이 흐름의 방향을 방지함). 따라서 상기 전류의 흐름에 있어서의 불연속점들(discontinuities)의 출현이 방지된다.
상기 시스템은 각각의 전기적 연결의 인덕턴스를 조절하기 위한 수단, 예를 들어 이 인덕턴스를 조절하기 위한 페라이트 요소들(ferrite elements) 또는 추가 전기적 연결 부분(additional electrical connection portion)을 구비할 수 있다.
다른 일 양상에 따라 제안되는 것은 상기 시스템을 포함하는 전기 또는 하이브리드 파워트레인 자동차인바, 여기에서 상기 부하는 그 차량의 파워트레인이다.
본 발명은, (차량이) 굴러가는 중에 운전자에게 느껴지는 덜컥거림의 감소를 달성할 수 있게 한다.
다른 일 양상에 따라 제안되는 것은 시스템의 부하의 입력 캐패시터의 단자들에서의 전압을 적합화시키기 위한 방법인바, 상기 시스템에는, 스위치가 각각 제공되는 복수개의 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리가 제공되고, 상기 방법은 배터리 모듈의 상기 캐패시터로의 연결 및/또는 분리(disconnection)를 포함한다.
일반적 특성에 따르면, 상기 방법은 상기 배터리 모듈의 스위치를 제어하기 위하여, 0% 내지 100% 사이에서 변화되는 듀티 사이클을 가지는 펄스 폭 변조 신호의 생성(elaboration)을 포함한다.
상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클은 각각의 펄스에 있어서 동일한 백분율만큼 변화될 수 있다.
상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수는 변화될 수 있다.
상기 방법은, 상기 캐패시터와 상기 배터리 모듈을 연결하는 전기적 연결의 인덕턴스의 조절을 포함할 수 있다.
상기 듀티 사이클은 0% 및 100%를 제외하고 0% 내지 100% 사이에서 또는 5% 내지 95% 사이에서 변화될 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여 비한정적 예시로서만 주어지는 다음 설명을 읽을 때 다른 목적들, 특성들 및 장점들이 드러날 것인바, 그 첨부된 도면들 중에서:
- 도 1에는 파워트레인에 연결된 배터리가 개략적으로 도시되며,
- 도 2 내지 4에는 본 발명에 따른 실시례들의 전기 회로들 및 구현례의 방법들이 개략적으로 도시되고,
- 도 5에는 배터리 모듈 연결의 경우에, 캐패시터의 단자들에서의 전압의 변화, 및 배터리를 캐패시터에 연결하는 인덕턴스를 통한 전류의 변화가 도시된다.
도 1에 표현된 것은 배터리(1), 예를 들어 직렬로 된 복수개의 배터리 모듈들에 의해 형성되는, 전기 또는 하이브리드 파워트레인의 배터리이다. 상기 배터리(1)는 캐패시터(3)를 통하여 파워트레인(2)에 연결된다. 예를 들어, 차량의 시동(상기 배터리(1)의 연결) 중에 또는 배터리 모듈의 연결 중에 캐패시터(3)와 다른 구성요소들을 보호하기 위하여 바람직하게 선충전되는 것은 상기 캐패시터(3)이다.
종래의 방식에서 상기 파워트레인(2)에는, 전기 기계(6)를 제어하기 위하여 의도되는 복수개의 스위치들(5)을 포함하는 인버터 스테이지(inverter stage; 4)가 포함되는바, 상기 전기 기계(6)는, 상기 배터리 또는 배터리 모듈의 연결 중에 극도로 높은 전류가 나타나면 손상을 입을 수 있는 기계적 부분들(mechanical parts)을 구비한다.
도 2에서 더 상세하게 표현되는 것은, BAT1 내지 BATN로 참조되는 복수개의 배터리 모듈들을 구비한 배터리(1)이다. 3개의 배터리 모듈들은 여기에서 BAT1, BATN-1 및 BATN으로 표현된다. 각각의 모듈은 직렬과 병렬 둘 모두로 배치된 복수개의 배터리 셀들(battery cells; 7)을 구비한다. 간략화를 이유로, 모든 셀들(7)이 도 2에 참조되지는 않았다.
셀 모듈(BATN)은 배터리 모듈(BATN)의 + 단자 및 - 단자 사이에 직렬로 배치된 스위치(8) 및 다이오드(9)로써 표현되었다. 그 고유 인덕턴스(10)에 의해 표현된 전기적 연결은, 한편으로는 상기 스위치(8)와 상기 다이오드(9) 사이에 놓인 지점에 연결되고, 다른 한편으로는 상기 파워트레인(2)이 연결되는 상기 캐패시터(3)에 연결되는바, 상기 파워트레인(2)은 여기에서 부하로 표현된다.
상기 캐패시터(3)를 포함하는 분기가 상기 스위치를 포함하지 않지만, 그러한 것은 선행기술의 알려진 특정 해결법에 있는 경우라는 점이 주목된다. 결과적으로, 손실을 발생시킬 수 있는, 파워 회로(power circuit)의 임피던스의 증가는 없다.
물론, 다른 배터리 모듈들(BAT1 내지 BATN-1)은, 스위치들(8) 및 다이오드들(9), 그리고 상기 모듈의 연결이 완료되면 개방된 채로 남을 수 있는 캐패시터로의 연결도 포함할 수 있다. 이미 연결된 모듈 각각의 스위치(8)가 폐쇄된 위치에 있는바: 제어의 듀티 사이클은 이 스위치들에 대하여 100%라는 점도 주목될 수 있다.
도 2의 회로는 도 3에서 도시된 바와 같이 간략화된 방식으로 표현될 수 있다. 본 발명 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 "벅(Buck)" 컨버터 유형 회로가 인식된다.
모듈(BATN)의 단자들에서의 전압은 V2로 참조되는 전압원에 의해 표현되고, 모듈들의 그룹(BAT1 내지 BATN-1)의 단자들에서의 전압은 V1로 참조되는 전압원에 의해 표현된다.
모듈(BATN)의 연결의 경우에 캐패시터의 단자들에서의 전압, 즉 전압(V1)과 전압(V2)의 합과 같은 상기 파워트레인(2)의 전압을 얻기가 요망된다.
상기 스위치(8)가 폐쇄된 때와 상기 스위치(8)가 개방된 때에 상기 인덕턴스(10)를 통과하는 전류 값의 변동을 계산하는 것이 가능하다. 상기 전류 값의 변동의 이 2개의 값들은 동일하고, δ가 제어 수단(미표시)에 의해 상기 스위치(8)에 인가되는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클을 나타내면, 이로부터 다음 등식:
Figure 112015071044679-pct00001
에 의해 상기 전압들(V1 및 V2)로써 각각의 순간에 전압(Vs)이 연결된다는 점을 도출하는 것이 가능하다.
상기 제어 수단은 차량의 전자 제어 유닛(ECU) 안에 또는 펄스 폭 변조 신호들을 만들 수 있는 임의의 다른 장치 내에 포함될 수 있다.
게다가 L이 상기 인덕턴스(10)의 값을 나타내고, T가 상기 펄스 폭 변조 신호의 주기를 나타내면, ΔI로 표시되는 전류의 변동의 표현식:
Figure 112015071044679-pct00002
이 얻어진다.
따라서 50%의 듀티 사이클에 대하여 상기 전류의 변동의 최대값(ΔImax):
Figure 112015071044679-pct00003
이 얻어진다.
상기 회로의 변경될 수 있는 파라미터들에는, 상기 스위치(8)에 인가되는 펄스 폭 변조 신호의 주파수 또는 주기, 듀티 사이클의 변동, 및 기생성 요소들(parasitic elements)(상기 인덕턴스(10))이 포함된다.
구성요소들을 보호하기 위하여, ΔImax의 값을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서 예를 들어 전기적 연결을 길게 하거나 페라이트를 이용함으로써 상기 인덕턴스(10)의 값(L)을 증가시키는 것이 가능하다.
상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 증가시키는 것도 가능하다. 그런데, (MOSFET 트랜지스터일 수 있는) 상기 스위치에서의 손실은 이 주파수 증가를 제한한다. 이 손실은, 상기 스위치의 내부 저항에 의존하는, 상기 스위치를 통한 전도로 인한 것이거나 또는 이 스위치의 스위칭에 의한 손실로 인한 것일 수 있다.
종래의 방식에서 전도 중의 손실, 상기 스위치의 폐쇄 중의 손실, 및 상기 스위치의 개방 중의 손실을 계산하는 것이 가능하다. 상기 스위치의 최대 온도(또는 MOSFET 트랜지스터의 경우에 접합(junction)의 최대 온도)를 고려하면 최대 스위칭 주파수(fmax)를 얻을 수 있다:
Figure 112015071044679-pct00004
여기에서:
Eswitching max는 최대 스위칭 에너지,
EON은 상기 스위치의 개방시 에너지,
EOFF는 상기 스위치의 폐쇄시 에너지이고,
Tcharging은 상기 듀티 사이클의 변동에 의존하는 전체 충전 시간이다.
도 4에 표현된 것은 상기 스위치(8)가 MOSFET 트랜지스터이고 상기 다이오드(9)가 MOSFET 트랜지스터(11)의 진성 다이오드인, 본 발명의 일 변형례이다. 상기 트랜지스터(8)에도 진성 다이오드(12)가 제공된다.
모든 배터리 모듈들(BAT 1 내지 BATN)에는 2개의 MOSFET 트랜지스터들이 제공될 수 있다.
상기 트랜지스터들(8 및 11)에 추가 제어 신호들을 인가함으로써, 보통은 상기 다이오드(9)에 의해 차단되는 음의 방향으로의 전류 흐름이 가능해진다. 따라서 상기 전류의 불연속점(discontinuity)이 나타날 수 없다.
표현되지 않은 다른 일 변형례에서, 상기 2개의 MOSFET 트랜지스터들을 지지(support)하는 분기 상에 추가 캐패시터를 병렬로 연결하는 것이 가능하다.
도 5에서 곡선(13)에 표현된 것은 상기 인덕턴스(10)를 통과하는 전류의, 시간의 함수로서의 변화이며, 곡선(14)에 표현된 것은 상기 캐패시터(3)의 단자들에서의 전압의, 시간의 함수로서의 변화이고, 곡선(15)에 표현된 것은 상기 스위치(15)에 인가된 제어 신호의, 시간의 함수로서의 변화인바, 이는 예를 들어 추가 배터리 모듈이 연결된 경우이다.
추가 모듈(화살표 16)의 연결에 대응되는 전압 상승은 30 볼트 대라는 점이 주목될 수 있다. 게다가 곡선(13, 14 및 15)에 의해 도시된 바와 같이, 상기 듀티 사이클이 증가되는 때에는 상기 캐패시터의 단자들에서의 전압의 거의 선형적인 증가가 있으며 전류의 진동이 있다. 50% 근방의 듀티 사이클에 대하여 상기 전류의 최대 변동이 얻어지는바, 위에서 보인 바와 같다. 게다가 상기 인덕턴스(10)를 통하여 순환하는 전류는 여기에서 상쇄되지 않는바; 따라서 연속적 전도 모드(continuous conduction mode)에 있다.
본 발명 덕분에, 감소된 손실을 갖는 캐패시터의 선충전이 달성되며, 그 지속시간은 예를 들어 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수 또는 듀티 사이클을 변화시킴으로써 제어될 수 있다.
상기 파워트레인의 응답 시간에 대하여 충분히 느리게(또는 그 반대로) 0%의 값을 가지는 듀티 사이클로부터 100%의 값으로 되게 함으로써, 상기 파워트레인이 손상의 위험 없이 모터를 통제할 수 있게 하는 것이 가능하다.
본 발명은 임의의 유형의 스위치 및 다이오드들, 예를 들어 본 발명 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 IGBT 유형 구성요소들, 또는 질화갈륨(GaN) 기판(substrate) 상의 구성요소들과도 양립가능하다.
게다가 본 발명은 임의의 유형의 배터리에 이용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 직렬로 배치되는 복수개의 배터리 모듈들(BAT1, BATN-1, BATN)에 의해 형성된 배터리(1); 및 직렬로 배치되는 스위치(8) 및 다이오드(9)가 제공된 충전 회로;를 포함하는 시스템으로서, 상기 스위치(8) 및 상기 다이오드(9)는 각각의 모듈에 병렬로 연결되고, 상기 시스템은, 전기적 연결에 의해 한편으로는 각각의 모듈의 상기 다이오드와 상기 스위치 사이에 놓인 지점에 직접 연결되고 다른 한편으로는 상기 배터리의 음극 단자에 직접 연결되는 캐패시터(3), 및 상기 캐패시터에 병렬로 연결되는 부하(2)를 더 포함하며, 상기 시스템은, 0% 내지 100% 사이에서 변화되는 듀티 사이클(duty cycle; δ)을 가지는 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 포함 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단은 각각의 펄스에 있어서 동일한 백분율(percentage)만큼 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클(δ)을 변화시키는, 배터리 포함 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단은 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 변화시키는, 배터리 포함 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 모듈에 대하여 상기 모듈의 상기 다이오드(9)와 상기 스위치(8)에 병렬로 연결되는 추가 캐패시터를 더 포함하는, 배터리 포함 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 모듈에 대하여 상기 스위치는 MOSFET 트랜지스터(8)이며, 상기 다이오드(9)는 MOSFET 트랜지스터(11)의 진성 다이오드(intrinsic diode)인, 배터리 포함 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 각각의 모듈의 다이오드에 대응되는 상기 MOSFET 트랜지스터(MOSFET transducer)를 제어하되, 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단의 반전 신호(inverse signal)를 이용하여 제어하기 위한 추가 수단을 더 포함하는, 배터리 포함 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 전기적 연결의 인덕턴스(L)를 조절하기 위한 수단을 구비한, 배터리 포함 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 0% 및 100%를 제외하고 0% 내지 100% 사이에서 또는 5% 내지 95% 사이에서 변화되는 듀티 사이클(δ)을 가지는 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 각각의 모듈 스위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는, 배터리 포함 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 따른 시스템을 포함하는 전기 또는 하이브리드 파워트레인 자동차로서, 상기 부하는 상기 자동차의 파워트레인인, 전기 또는 하이브리드 파워트레인 자동차.
  10. 시스템의 부하(2)의 입력 캐패시터(3)의 단자들에서의 전압을 적합화시키는 방법으로서, 상기 시스템은, 스위치가 각각 제공되는 복수개의 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하고, 상기 방법은 배터리 모듈(BATN)의 상기 캐패시터로의 연결 또는 분리(disconnection)를 포함하고, 상기 전압 적합화 방법은 상기 배터리 모듈의 스위치를 제어하기 위하여, 0% 내지 100% 사이에서 변화되는 듀티 사이클(δ)을 가지는 펄스 폭 변조 신호의 생성(elaboration)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전압 적합화 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클(δ)은 각각의 펄스에 있어서 동일한 백분율만큼 변화되는, 전압 적합화 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수가 변화되는, 전압 적합화 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 캐패시터와 상기 배터리 모듈을 연결하는 전기적 연결의 인덕턴스(L)의 조절을 포함하는, 전압 적합화 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 듀티 사이클(δ)은 0% 및 100%를 제외하고 0% 내지 100% 사이에서 또는 5% 내지 95% 사이에서 변화되는, 전압 적합화 방법.
KR1020157019942A 2013-01-02 2013-12-17 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템, 및 배터리 모듈을 연결 또는 분리하기 위한 대응되는 방법 KR102207895B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1350011A FR3000626B1 (fr) 2013-01-02 2013-01-02 Systeme comprenant une batterie formee de modules de batterie, et procede de connexion ou de deconnexion d'un module de batterie correspondant
FR1350011 2013-01-02
PCT/EP2013/076975 WO2014106576A1 (fr) 2013-01-02 2013-12-17 Systeme comprenant une batterie formee de modules de batterie, et procede de connexion ou de deconnexion d'un module de batterie correspondant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150103084A KR20150103084A (ko) 2015-09-09
KR102207895B1 true KR102207895B1 (ko) 2021-01-26

Family

ID=48083307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157019942A KR102207895B1 (ko) 2013-01-02 2013-12-17 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템, 및 배터리 모듈을 연결 또는 분리하기 위한 대응되는 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9783077B2 (ko)
EP (1) EP2941811B1 (ko)
JP (1) JP6608287B2 (ko)
KR (1) KR102207895B1 (ko)
CN (1) CN105009405B (ko)
FR (1) FR3000626B1 (ko)
WO (1) WO2014106576A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106663528B (zh) * 2014-07-09 2020-05-05 奥克兰联合服务有限公司 适合于电动车辆的感应式电力系统
JP6392997B2 (ja) * 2015-11-18 2018-09-19 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 制御装置、蓄電装置及び蓄電システム
CN105857098A (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 王金明 一种电动汽车动力驱动系统
DE102016215688A1 (de) * 2016-08-22 2018-02-22 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung zum Koppeln eines elektrischen Steuergeräts mit einer Spannungsversorgung und elektrisches Steuergerät
US10014773B2 (en) * 2016-08-31 2018-07-03 General Electric Company Hybrid active power link module device and associated systems and methods
KR102621817B1 (ko) 2018-03-06 2024-01-04 삼성에스디아이 주식회사 셀 밸런싱 방법 및 이를 수행하는 배터리 관리 시스템
JP7466198B2 (ja) 2018-10-05 2024-04-12 ＮＥｘＴ－ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 蓄電システム
CN112119562B (zh) 2018-10-19 2023-11-24 艾达司股份有限公司 蓄电系统
JP6898904B2 (ja) * 2018-10-31 2021-07-07 株式会社豊田中央研究所 電源装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100273534B1 (ko) * 1996-11-19 2001-01-15 정몽규 하이브리드 전기 자동차
JP4290346B2 (ja) * 2001-02-01 2009-07-01 本田技研工業株式会社 自動車用充電システム
JP2004015924A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Nissan Motor Co Ltd 組電池制御装置および制御システム
CN1187208C (zh) * 2003-08-27 2005-02-02 西安交通大学 电动车超级电容辅助电源系统
JP5040161B2 (ja) * 2006-04-26 2012-10-03 株式会社豊田自動織機 同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ
WO2008041666A1 (fr) * 2006-10-02 2008-04-10 Panasonic Corporation Convertisseur cc/cc
KR101220339B1 (ko) * 2007-10-16 2013-01-09 한국과학기술원 직렬연결 배터리 스트링을 위한 자동 전하 균일 방법 및장치
CN101237154A (zh) * 2008-02-01 2008-08-06 清华大学 一种电动汽车用的动力电池-超级电容混合动力系统
DE102009000323A1 (de) * 2009-01-20 2010-07-22 Robert Bosch Gmbh Serienschaltung von Schaltreglern zur Energieübertragung in Batteriesystemen
JP5200986B2 (ja) * 2009-02-17 2013-06-05 新神戸電機株式会社 電源装置
DE102009027833A1 (de) * 2009-07-20 2011-01-27 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Serienschaltung von Schaltreglern zur Energieübertragung in Batteriesystemen
JP5487999B2 (ja) * 2010-01-27 2014-05-14 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 直列接続された蓄電セルの中間タップとバランス回路とｄｃ−ｄｃコンバータを併用した電力変換装置
JP5484985B2 (ja) * 2010-03-29 2014-05-07 三洋電機株式会社 電源装置及びこの電源装置を備える車両
US20110140662A1 (en) * 2010-03-31 2011-06-16 Guoxing Li Balancing system for a battery pack
JP5502603B2 (ja) * 2010-06-04 2014-05-28 本田技研工業株式会社 車両の電池加温装置
US8541979B2 (en) * 2010-06-22 2013-09-24 A123 Systems, Inc. System and method for balancing voltage of individual battery cells within a battery pack
KR101189237B1 (ko) * 2010-07-09 2012-10-09 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 충전장치 및 방법
JP2012034515A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
US8872384B2 (en) * 2010-08-18 2014-10-28 Volterra Semiconductor Corporation Switching circuits for extracting power from an electric power source and associated methods
KR101203734B1 (ko) * 2011-04-08 2012-11-22 재단법인 포항산업과학연구원 인버터 및 충전 회로 통합 모듈
US20150340947A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Infineon Technologies Austria Ag Boost-buck based power converter

Also Published As

Publication number Publication date
US20150336469A1 (en) 2015-11-26
CN105009405B (zh) 2019-02-05
CN105009405A (zh) 2015-10-28
KR20150103084A (ko) 2015-09-09
JP2016508362A (ja) 2016-03-17
FR3000626B1 (fr) 2015-02-27
EP2941811B1 (fr) 2021-02-17
FR3000626A1 (fr) 2014-07-04
EP2941811A1 (fr) 2015-11-11
US9783077B2 (en) 2017-10-10
WO2014106576A1 (fr) 2014-07-10
JP6608287B2 (ja) 2019-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102207895B1 (ko) 배터리 모듈들에 의해 형성되는 배터리를 포함하는 시스템, 및 배터리 모듈을 연결 또는 분리하기 위한 대응되는 방법
EP3421287B1 (en) Battery connection system for electric and/or hybrid vehicles
US9601812B2 (en) High-voltage contactor switching systems and methods
JP5350537B2 (ja) 電気駆動可能な自動車
US10131298B2 (en) Controlled connection of multiple wiring system branches of a vehicle
CN104871417A (zh) 开关元件驱动电路、功率模块以及汽车
KR20100032378A (ko) 릴레이 구동 회로 및 이를 이용한 전지 팩
EP3582381B1 (en) Integrated electronic device with solid-state relay and pre-charge circuit and method for terminal connecting/disconnecting with pre-charge functions
US20130162029A1 (en) On-board electrical system for a vehicle
KR20120008459A (ko) 전기 차량 내의 전기 부하를 충전하기 위한 조립체 및 방법
CN105915092A (zh) 电力转换装置
CN108496304B (zh) Dc-dc电压转换器的诊断系统
CN110073600B (zh) 半导体开关的控制装置、电源系统
US20200395780A1 (en) Charge control apparatus, energy storage apparatus, and charging method
CN104125893A (zh) 用于连接/断开连接机动车辆中的能量存储单元的负载的装置
US8058744B2 (en) Electrical system and automotive drive system having an on-demand boost converter, and related operating methods
WO2001037393A1 (en) Bidirectional solid state dc to dc converter
JP2022110111A (ja) 自動車両に搭載された電圧コンバータおよび関連する充電器
CN105429500B (zh) 用于电机的逆变电路
US20210159897A1 (en) Drive circuit
US20220029442A1 (en) Assembly for switching a high-voltage battery in a vehicle
KR20160012395A (ko) 파워 릴레이 어셈블리 및 이의 제어 방법
CN111251941B (zh) 一种新能源汽车的高压母线电容的预充电装置
US10538176B2 (en) Method for managing a load supplied by a converter that is itself supplied by a battery, and corresponding system
JP2024077971A (ja) 車両用電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant