TR201807596T4 - Dengeleme ünitesi, enerji deposu ve dengeleme usulü. - Google Patents
Dengeleme ünitesi, enerji deposu ve dengeleme usulü. Download PDFInfo
- Publication number
- TR201807596T4 TR201807596T4 TR2018/07596T TR201807596T TR201807596T4 TR 201807596 T4 TR201807596 T4 TR 201807596T4 TR 2018/07596 T TR2018/07596 T TR 2018/07596T TR 201807596 T TR201807596 T TR 201807596T TR 201807596 T4 TR201807596 T4 TR 201807596T4
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- energy
- converter
- cell
- inductance
- cells
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 182
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 14
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000002443 helper t lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Bir birinci (C1) ve bir ikinci enerji hücresi (C2) için dengeleme ünitesi (300) olup, aşağıdakileri içermektedir: - bir endüktansı (L1) bulunan bir DC akım kesici konvertörü (330), burada DC akım kesici konvertörü (330) bir birinci anahtarlama durumunda birinci enerji hücresinden (C1) endüktansın (L1) içine enerji almak ve alınmış enerjiyi bir ikinci anahtarlama durumunda endüktanstan (L1) ikinci enerji hücresine (C2) göndermek üzere tasarlanmıştır; - enerji hücrelerinin (C1, C2) voltajlarının belirlenmesi için bir ölçüm ünitesi (320, L2, R), burada ölçüm ünitesi (320, L2, R) enerji hücrelerinin (C1, C2) voltajlarını, endüktansın (L1) bir manyetik alanına dayalı olarak belirlemek üzere tasarlanmıştır; - DC akım kesici konvertörünün belirli voltajların bir işlevi olarak iki anahtarlama durumuna etkinleştirilmesi için bir etkinleştirme ünitesi (310).
Description
TARIFNAME
DENGELEME ÜNITESI, ENERJI DEPOSU VE DENGELEME USULÜ
Mevcut bulus birbirlerine seri baglanmis enerji hücreleri için bir dengeleme ünitesine
iliskindir. Bulus ayrica, çok sayida enerji hücresi içeren bir enerji deposuna ve birbirlerine
seri baglanmis enerji hücreleri için bir dengeleme usulüne iliskindir.
Elektrik enerjisi tipik olarak, birbirlerine seri baglanmis birkaç enerji hücresi, örnegin
kondansatörler veya akümülatörler kullanilarak depolanir. Örnegin, bir tramvay gibi elektrikle
çalistirilan bir tasit tahrik inotoru vasitasiyla kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüstürebilir,
ve bu elektrik enerjisini daha sonraki bir zaman noktasinda elektrikli tahrik motoru vasitasiyla
hizlanma için kullanmak üzere, geçici olarak çift tabakali kondansatörler içinde depolayabilir.
Geri kazanim olarak da adlandirilan bu teknoloji, örnegin bir vinç veya asansörde, potansiyel
enerjiyi elektrik enerjisine dönüstürmek üzere kullanilabilir. Enerjinin dönüstürülmesi için
enerji hücreleri, örnegin radyan enerjinin elektrik enerjisine dönüstürülmesi için fotoelektrik
hücreler de birbirlerine seri baglantilidir.
Bu türden seri baglantilarda, münferit enerji hücrelerinin voltaj, elektriksel iç direnç ve
kapasitans gibi elektriksel karakteristikleri imalat farkliliklari, eskime etkileri, ve örnegin
sicaklik gibi farkli harici etkilerin bir sonucu olarak birbirlerinden farklilik gösterebilir. Bu
gibi farkliliklarin seri baglantinin toplam performansi üzerinde olumsuz bir etkisi vardir.
Münferit enerji hücrelerinin düzgün kullaniminin elde edilmesi için, enerji
hücrelerinin voltajlarini birbirlerine uygun hale getirmek üzere farkli dengeleme üniteleri
bilinmektedir. Pasif dengeleme üniteleri çogunlukla rezistör devrelerine dayali olarak çalisir.
Bilinen aktif dengeleme üniteleri enerji hücrelerinin münferit voltajlarina dayali olarak
devreleri açilan veya kapatilan, seçilebilir rezistörler kullanir.
dengelemeyi yeniden sarj etme yoluyla gerçeklestirmek için DC akim kesici konvertörlerin
bir dizisinin tedarikini önermektedir.
esik degerini asan bir voltaja sahip bir enerji hücresinden enerjinin geri çekildigi bir enerji
deposu açiklanmaktadir.
Bulus etkili bir dengeleme ünitesinin, etkili bir enerji deposunun ve birbirlerine seri
baglanmis enerji hücreleri için etkili bir dengeleme usulünün saglanmasi amacina dayalidir.
Amaca istem 1,deki vasiflara sahip bir dengeleme ünitesi, istem llldeki vasiflara
sahip bir enerji deposu ve istem 12ideki vasiflara sahip bir dengeleme usulü ile
ulasilmaktadir. Alt istemler tercihli düzenlemeleri açiklar.
Bulusun açiklamasi
Mevcut bulus, rüçhan hakki talep edilen, Alman Patent Ofisinin dosya referansi 10
açiklamalar bu basvurunun da temelini olusturur ve asagida aksi belirtilmedigi sürece benzer
biçimde geçerlidir.
Bir birinci cihete göre, bir birinci ve bir ikinci elektrik enerjisi hücresi için, istem l”de
belirtildigi üzere bulusa göre bir dengeleme ünitesi, bir endüktansi bulunan bir DC akim
kesici konvertörü içermekte olup, burada DC akim kesici konvertörü bir birinci anahtarlama
durumunda birinci enerji hücresinden endüktans içine enerji almak, bir ikinci anahtarlama
durumunda ise alinmis enerjiyi endüktanstan ikinci enerji hücresine göndermek üzere
tasarlanmistir. Dengeleme ünitesi ayrica, enerji hücrelerinin voltaj larinin belirlenmesi için bir
ölçüm ünitesi, ve DC akim kesici konvertörünü belirlenmis voltajlarin bir islevi olarak iki
anahtarlama durumu içine etkinlestirmek üzere bir etkinlestirme ünitesi içermekte, burada
ölçüm ünitesi enerji hücrelerinin voltajlarini endüktansin bir manyetik alanina dayali olarak
belirlemek üzere tasarlanmis bulunmaktadir. Etkinlestirme ünitesi ayrica, enerji hücrelerinden
birine ait bir voltajin belirlenmesini anahtarlama durumlarindan birinin kisa bir
etkinlestirilmesi vasitasiyla ve bir enerji iletimini anahtarlama duruinlarindan birinin uzun bir
etkinlestirilmesi vasitasiyla saglamak üzere tasarlanmistir. Bu, voltajlarin belirlenmesinin
enerji iletiminden bagimsiz olmasini mümkün kilmakta, burada her iki is için ayni bilesenler
kullanilmaktadir. Dolayisiyla iki islem arasindaki herhangi bir karsilikli girisiinin uygun
maliyetli ve basit bir tarzda önlenmesi mümkündür.
Rezistör sebekelerine dayali dengeleme ünitelerinin aksine, DC akim kesici konvertör
birinci enerji hücresinin içinden ikinci enerji hücresi içine çekilen enerjinin büyük bir kismini
beslemeye yeterliklidir. Dolayisiyla hücreler arasi dengeleme, bir zayif enerji hücresinin bir
güçlü enerji hücresinden, güçlü enerji hücresine âtil bir yükün geçirilmesi suretiyle sarj
edilmesi yoluyla yer alir. Örnegin, isiya dönüstürülmüs bir “düsen” enerji miktarinin
azaltilmasi, örnegin böylelikle enerji hücrelerinin bir enerji deposu olarak verimliliginin
aittirilmasinin ve isil güç kayiplarinin azaltilmasinin saglanmasi mümkündür. Münferit enerji
hücrelerine ait voltajlarin münferit biçimde belirlenmesinin bir sonucu olarak” enerji hücreleri
arasindaki enerji degis tokusunun münferit olarak denetlenmesi mümkün olur. Manyetik
kuplaj, voltajlarin baska usullerle, örnegin bir ölçme amplifikatörü ile basarilamayan veya
yalnizca yüksek ölçüde bir çabayla basarilabilen belirlenisinde yüksek hassasiyet saglar.
Ölçüm ünitesi tercihen, endüktansa manyetik olarak akuple edilmis bir ölçüm
endüktansi içerir. Ölçüm endüktansi enerji hücrelerinin kesin olarak ve göz ardi edilebilir geri
besleme ile belirlenmesini müinkün kilar.
Ilgili DC akim kesici konvertörlerin bulundugu birinci ve ikinci enerji hücresi olarak
çiftler halinde baglanmis çok sayida enerji hücresinin saglanmasi mümkün olup, burada
endüktanslar ile DC akim kesici konvertör birinci enerji hücresi ile ikinci enerji hücresinin
arasinda enerji iletimine imkan vermek üzere manyetik olarak akuple edilmistir.
Birinci hücrelerin biri veya daha fazlasindan endüktansin içine enerji avantajli
biçimde yönlendirilebilmekte, bunu takiben enerji ikinci enerji hücrelerin biri veya daha
fazlasina gönderilebilmektedir. Ikinci enerji hücreleri farkli voltajlara sahip oldugu takdirde,
en düsük voltaja sahip ikinci enerji hücreleri otomatik olarak en fazla sarj olur. Bu özellikle
etkili dengelemenin düsük karmasiklikta devreler semasi ile basarilmasini mümkün kilar.
Çok sayida enerji hücresi birbirine seri baglanabilecek olup, burada bir DC akim
kesici konvertörü her bir enerji hücresiyle iliskilidir, ve enerji hücrelerinden sarj edilebilen bir
yedek depo, DC akim kesici konvertörlerinden birine etkinlestirme enerjisi temini için
saglanmistir.
Yardimci depo, DC akim kesici konvertörü için etkinlestirme enerjisinin basit ve etkili
bir tarzda saglanmasini da mümkün kilmakta olup, DC akim kesici konvertörü ile ilgili enerji
hücresi, etkinlestirme için kullanilabilecek voltaja sahip yalnizca bir bitisik hücreye sahiptir.
Tercih edilen bir düzenlemede, yardimci depo çok sayidaki enerji hücresinin bir seri
baglantisindan, iliskili bir DC akim kesici konvertörü vasitasiyla sarj edilebilir. Bu durum
karmasik bir devre gerekmeksizin yardimci deponun gerekli voltaja sarj edilmesini mümkün
kilar. Etkinlestirme için gereken enerji, enerji hücrelerinin kapasitansina kiyasla düsüktür,
böylelikle yardimci deponun sarj edilmesinin bir sonucu olarak enerji hücrelerinin arasinda
öneinli hiçbir asiinetri olusainaz.
DC akim kesici konvertörü, birinci enerji hücresinin endüktansa ve endüktanstan çikan
bir diyota, anahtarin ise ikinci enerji hücresine seçmeli olarak baglanmasi için bir kumandali
anahtar içeren bir yükseltici konvertör olabilir. Voltaj ölçümü anahtar kapali iken, enerji nakli
ise anahtar açik iken gerçeklesebilir. Kumandali anahtar tercihen bir transistör, örnegin bir
alan etkili transistördür. DC akim kesici konventörü, daha düsük voltaja dogru bir enerji
degisimini mümkün kilmak için, evirici bir yükseltici konvertör de olabilir. Her iki durumda
da, DC akim kesici konvertörü bir ileri konvertör olarak islev görebilir.
Buna alternatif olarak, DC akim kesici konvertörü birinci enerji hücresini bir diyota ve
diyottan çikan bir endüktansa, anahtari ise ikinci enerji hücresine seçmeli biçimde baglayan
bir kumandali anahtar içeren bir voltaj düsürme ünitesi olabilir. Voltaj ölçümü ve enerji
naklinin her ikisi de anahtar kapali iken gerçeklesebilir. Burada, ölçüm devresi bir ileri
konvertör olarak islev görmektedir.
Bir ikinci cihete göre, bulusa göre bir enerji deposu birbirlerine ve eneiji hücrelerinin
dengelenmesi için açiklanan dengeleme ünitesine seri baglanmis olan birçok enerji hücresi
içerir. Bu durum, elektriksel karakteristiklerin birbirlerinden hafifçe sapmasi halinde de etkili
biçimde kullanilabilecek enerji hücrelerine sahip bir yüksek kapasiteli enerji deposunun
tedarikini mümkün kilabilir. Dolayisiyla, enerji deposunun güç-agirlik oraninin gelistirilmesi
müinkün olur.
Bir üçüncü cihete göre, bir endükstansa sahip bir DC akim kesici konvertörünün
bulundugu, DC akim kesici konvertörünün bir birinci anahtarlama durumunda birinci enerji
hücresinden endüktans içine enerji almak ve alinmis enerjiyi bir ikinci anahtarlama
durumunda endüktanstan ikinci enerji hücresine göndermek üzere tasarlanmis oldugu bir
birinci ve bir ikinci elektrik enerjisi hücresi için bir dengeleme usulü; DC akim kesici
konvertörünün kisa etkinlestirilmesi, enerji hücrelerinin voltajlarinin endüktansin bir
manyetik alanina dayali olarak belirlenmesi; ve birinci enerji hücresinden ikinci enerji
hücresine enerji nakletmek üzere, belirlenmis voltajlarin bir islevi olarak, DC akim kesici
konvertörünün uzun etkinlestirilmesi asamalarini içennektedir.
Usul enerji hücrelerinin hizli ve etkili dengelenmesini basarabilir. Basit islemsel
asamalarin kisa dizisi, usulün düsük karmasiklikta devreler semasi yoluyla ve/veya basit bir
programlanabilir kumanda sistemi vasitasiyla uygulanmasini mümkün kilmaktadir.
Tercih edilen bir düzenlemede, DC akim kesici konvertörü endüktansin manyetik
olarak akuple edilmis bir ölçüm endüktansi ile birlikte bir transformatör olarak etkide
bulunmasi için voltajlari belirlemek üzere yeterince kisa bir süreligine etkinlestirilir. Bu
sekilde olusturulmus transformatörün iletim kaybi göz ardi edilebilecek ölçüde düsüktür. Bu
durum enerjinin istenmeyen iletiminin ya da enerjinin enerji hücrelerinden birinden geri
çekilmesinin önlenmesini mümkün kilar.
Enerjinin nakledilmesi için, DC akim kesici konvertörü enerjinin endüktans içinde
geçici olarak depolanabilmesi için yeterince uzun süre etkinlestirilebilir. Sonuç olarak, enerji
iletimi voltajin yalnizca etkinlestirmenin geçici uzunlugunun belirlenmesinden ayirt
edilebilmekte, böylelikle usulün basit ve saglam bir uygulamasini mümkün kilmaktadir.
Bir dördüncü cihete göre bulus, bir isletim ünitesinde çalistirildiginda usulün
gerçeklestirilmesi için program kodu vasitasi bulunan bir bilgisayar programina iliskindir.
Usul Özellikle bir mikrobilgisayar üzerinde çalistirilabilir. Buna alternatif olarak, bilgisayar
programi ürünü farkli mikrobilgisayar arasinda degis tokus edilebilmesi için, bilgisayarda
okunabilir bir ortam üzerine de depolanabilir.
Çizimlerin kisa açiklamasi
Bulus simdi ekli çizimlere referans ile daha detayli biçimde açiklanacak olup,
çizimlerde:
Sekil 1 bir yükseltici konvertörü gösterir;
Sekil 2 bir voltaj düsürme ünitesini gösterir;
Sekil 3 bir dengeleme ünitesini gösterir;
ekil 4 ekil 3°deki den eleme ünitesindeki bir ileticinin bir ba“lantisini
gösterir;
Sekil 5 Sekil 3'deki dengeleme ünitesindeki bir ileticinin bir baska baglantisini
gösterir;
ekil 6 bir den eleme ünitesi bulunan bir emri de osunu österir;
Sekil 7 bir dengeleme ünitesi bulunan bir baska enerji deposunu gösterir;
Sekil 8 Sekil 3, 6 veya 73deki dengeleme ünitesi için bir dengeleme usulünün
Ömeksel düzenlemelerin detayli açiklamasi
Sekil 1 bir yükseltici konvertörü (100) göstermektedir. Yükseltici konvertör ( 100) bir
DC giris voltajini (Ul) daha yüksek bir çikis voltajina (U2) dönüstürür. Yükseltici konvertör
(100) için baska isimler, yükseltici kumanda ve hizli konvertördür. Yükseltici konvertör (100)
DC akim kesici konvertörleri (DC-DC konvertörleri veya akim kesiciler olarak da bilinir)
grubuna aittir.
içerir. Bir optik kapasitör (140), ve DC çikis voltajinin (U2) bir tüketicisini resmeden bir
rezistör (150) de resmedilmis bulunmaktadir. Transistöre (l 10) ait olan, transistörün (110)
iletken veya yalitkan bir duruma geçirilebilecegi bir kumanda girisi resmedilmemistir.
Transistör (110) bir anahtar olarak kullanilir, ve örnegin, iki kutuplu bir transistör, bir
FET, MOSFET, IGBT, GTO veya bir iletken ile bir yalitkan durum arasinda bir DC
voltajinda kumanda edilebilen bir diger yariiletken olabilir. Kapasitör (140) DC çikis voltajini
(U2) düzeltmek üzere kullanilir. Uygulamaya bagli olarak, çikis voltaji (U2) bir tüketicinin
gerekliliklerine uyarlanmak üzere daha fazla düzenlenebilir ve/veya filtrelenebilir.
Transistör (110) kendi kumanda girisinde periyodik bir kare dalga sinyal ile
etkinlestirilmekte olup, burada her bir saat periyodunun (T), transistörün (l 10) yalitkan
olmasi esnasinda bir bölümü (Ton) ve transistörün (110) iletken olmasi esnasinda bir bölümü
(Ton) bulunmaktadir. Kesintili akim kosullarinin olmadigi sürekli bir akim akisinda, yükseltici
konvertör (100) için asagidaki denklem geçerlidir:
U1 (Denklem 1)
Sekil 2 bir voltaj düsürme ünitesini (200) gösterir. Voltaj düsürme ünitesi (200)
yükseltici konvertör ile ayni ögelerden (110 ilâ 150) yapilandirilmistir ve DC giris voltajini
(Ul) daha düsük bir DC çikis voltajina (U2) dönüstürmek için kullanilmaktadir. Voltaj
düsürme ünitesi (200) için diger terimler kepçeli konvertör, düzenleyici konvertör, düsürme
konvertörü, azaltici konvertördür. Voltaj düsürme ünitesi (200) ayrica DC akim kesici
konvertörleri grubuna aittir. Kesintili akim kosullarinin olmadigi sürekli bir akim akisinda,
çikis voltaji için asagidaki denklem geçerlidir:
02 = t?" U1 (Denklem 2)
Bulusa göre, yükseltici konvertör (100) ve voltaj düsürme ünitesi (200) bir enerji
hücresinden bir diger enerji hücresine elektrik enerji nakledilmesi için kullanilir. Burada,
yükseltici konvertör (100) veya voltaj düsürme ünitesi (200) esdeger bir tarzda kullanilabilir.
Her durumda, DC-DC konvertörü (100, 200) daha yüksek bir voltaja sahip bir enerji
hücresinden daha düsük voltajli bir bitisik enerji hücresine enerji nakli için kullanilmaktadir.
Sekil 3 bir dengeleme ünitesini (300) gösterir. Sekil 3'de sol taraftaki bölge
birbirlerine seri baglanmis birkaç enerji hücresini (Cl ilâ C7) resmetmektedir. Enerji hücreleri
(Cl ilâ C7) ile birlikte, dengeleme ünitesi (300) bir enerji deposu (305) olusturur. Enerji
hücreleri (Cl ilâ C7) akümülatörler veya kondansatörler içerebilir. En düsük enerji hücresinin
(Cl) taban noktasi zemindedir. (C2) ile (C3) arasindaki noktalar tarafindan gösterildigi gibi,
herhangi bir sayidaki enerji hücresi kullanilabilmekte; alt limit için iki enerji hücresinin (C1
ve C2) olmasi tavsiye edilmektedir. Enerji hücrelerinin (C1 ilâ C7) her biri yaklasik olarak
ayni ölçüdeki bir DC voltaji besler, ve örnegin, kondansatörler, özellikle birkaç 1000 farad°a
kadar kapasitans degerlerine sahip çift tabakali kondansatörler, veya ayrica akümülatörler,
örnegin lityurn iyon akümülatörleri içerebilir. Bir baska düzenlemede, örnegin fotoelektrik
hücreler formundaki enerji hücrelerinin (Cl ilâ C7) kendileri de enerji dönüstürebilir ve
elektrik enerjisi saglayabilir.
Dengeleine ünitesi (300) bir mikrobilgisayar olarak düzenlenebilecek bir kumanda
ünitesi (310), bir ölçüm ünitesi (320) ve birkaç DC-DC konvertörü (330) içermekte olup,
burada DC-DC konvertörleri (330) ve enerji hücreleri (C1 ilâ C7) birbirlerine çiftler halinde
baglantilidir. Her bir DC-DC konvertörü (330) bir transistör (T), bir diyet (D), endüktanslari
(L1 ve L2) bulunan bir iletici (TR), ve 'bir ölçüm rezistörü (R) içerir. DC-DC konvertörlerine
(330) ek olarak, dengeleme ünitesi (300) endüktanslarin (L1 ve L2) ve bir baska diyotun (D)
bulundugu bir baska iletici (TRl) içerir.
DC-DC konvertörleri (330) Sekil 1°deki yükseltici konvertöre (100) tekabül eden
yükseltici konvertörler olarak düzenlenmis olup, burada enerji hücreleri arasindaki enerji
nakli alttan üste dogru geçmektedir. Alternatif bir düzenlemede, enerjinin üstten alta dogru
geçtigi, Sekil 2°ye göre voltaj düsürme ünitelerinin (200) kullanilmasi da mümkündür.
Yükseltici konvertör (100) veya voltaj düsürme ünitesi (200) için kumanda sinyallerinin
geregi gibi uyarlaninasi gerekecektir.
Enerji hücresinin (Cl) bir üst ve bir alt baglantisi arasinda, ileticinin (TR) ve
transforinatörün (T) endüktansi (Ll) birbirlerine seri baglanmistir. Endüktansin (Ll) transistör
(T) ile bir baglanti noktasindan, diyot (D) ileri dogru iletim yönünde enerji hücresinin (C2)
üst baglantisina ilerler. Ileticide (TR), endüktans (Ll) manyetik olarak endüktansa (L2),
tercihen bir iletici kablo damari tarafindan akuple edilmistir. Ikinci endüktansin (L2)
baglantisi (Cl)in alt baglantisinda yerlesiktir. Endüktansin (L2) diger baglantisi rezistör (R)
yoluyla ölçüm ünitesine (320) yönlendirilmis olup, ölçüm ünitesi diger DC-DC
konvertörlerine de (330) rezistörler (R) yoluyla baglanmis bulunmaktadir.
Ölçüm ünitesi (320), kumanda ünitesini (310) enerji hücrelerinden (Cl-C7) birinin
belirli bir voltajina iliskin bir ölçüm sinyali ile donatir. Ölçüm ünitesi (320) özellikle, birkaç
analog girisi bulunan bir analog-dijital konvertör tarafindan uygulanabilir. Optik baglayici (O)
her bir DC-DC konvertörünün (330) transistörüne (T) ait bir kumanda girisini kumanda
ünitesine (310) baglar. Transistör (T) kumanda ünitesi (310) tarafindan, optik baglayici (O)
vasitasiyla etkinlestirildigi takdirde düsük bir dirence sahiptir ve birinci endüktans (Ll) enerji
hücresine (Cl) paraleldir. Optik baglayici (O) DC-DC konvertörünün (330) kumanda
ünitesinden (310) potansiyel yalitimi için kullanilir. Baska düzenlemelerde potansiyel yalitim
için bir iletici veya bir baska aygit da kullanilabilir; gerektigi takdirde optik baglayicindan (O)
vazgeçilmesi de mümkündür.
Enerji hücresinin (Cl) voltajinin ölçülmesi için, kumanda ünitesi (310) optik
baglayiciya (0) kisa bir darbe gönderir, bu esnada transistör (T) endüktansiii (Ll) enerji
hücresine (Cl) paralel olmasi için etkinlestirilir. Sonuç olarak endüktans (Ll) bölgesinde bir
manyetik alan olusturulmakta ve darbenin bitiminde tekrar açilmakta, burada manyetik alanin
maksimum gücü enerji hücresinin (Cl) voltajina bagli olmaktadir. Manyetik alan içindeki
hizli degisim manyetik alanin maksimum gücüne orantili olan, indüktansa (L2) indüklenecek
bir voltaja yol açar. Bu voltaj ölçüm ünitesi (320) tarafindan örneklenir ve kumanda ünitesine
(310) sunulur. Ilgili darbelerin DC-DC konvertörlerine (330) ardarda çikilisi tüm enerji
hücrelerinin (Cl ilâ C7) voltajlarinin sirayla öiiieklenmesini ve örneklenmis olan ölçülmüs
degerlerin kumanda ünitesine (310) sunulmasini mümkün kilar.
Enerji hücresinden (Cl) enerji hücresine (C2) elektrik enerjisinin iletilmesi için,
kumanda ünitesi (310) optik baglayiciya (O) periyodik bir sinyal, örnegin bir kare dalga
sinyal uygulamakta olup, burada sinyalin darbe/bosluk orani yukarida Denklem 1 ve 2,yc
iliskin olarak açiklanan sekilde seçilmektedir. Uygun bir darbe/bosluk orani bu durumda,
enerji hücrelerinin (C1 ve C2) voltaj lari çok benzer ya da ayni oldugunda enerjinin enerji
hücresinden (Cl) enerji hücresine (C2) nakledilmesini mümkün kilar. DC-DC konvertörü
tipik olarak kumanda ünitesi (310) tarafindan, ayni voltajlarin enerji hücrelerinde (C1 ve C2)
mümkün oldugunca hizla tesis edilecegi sekilde etkinlestirilir. Dolayisiylai enerji hücresinden
(C1) enerji hücresine (C2) enerji nakli tipik olarak yalnizca enerji hücresinin (Cl) voltajinin
enerji hücresinin (C2) voltajindan tercihen Önceden belirlenmis bir ölçüde daha büyük
oldugunun saptanmasi sonrasinda gerçeklesir.
Buna uygun olarak, baska DC-DC konvertörleri (330) kumanda ünitesi (310)
tarafindan, iliskili enerji hücreleri ile üstteki bitisik ilgili enerji hücresi arasinda enerji
esitlenmesinin gerçeklestirilmesi için etkinlestirilir. Burada, iletici (TRl), enerji hücrelerinin
(C7 ve C 1) devirli olarak, yani enerji hücresi (C7) ile iliskili DC-DC konvertörünün iletici
(TRl) ve diyot (D) vasitasiyla enerji hücresi (Cl) içinde elektrik enerjisi iletebilecegi sekilde
birlestirilmesini gerçeklestirir.
Enerji tasarrufu için, bir durma fazi esnasinda DC-DC konvertörlerinin (330) hiçbiri
kumanda ünitesi (310) tarafindan etkinlestirilemez, böylelikle dengeleme ünitesinin (300) güç
tüketimi transistörlerde (T) kesim akimlari ile sinirlanmis olur.
DC-DC konvertörlerinin (330) her biri, örnegin % 80`lik bir özgül kullanim faktörüne
sahiptir. Enerji hücresinden Cl) çekilmis olan enerjinin yalnizca % 80`i enerji hücresi (C2)
tarafindan kabul edilebilmeke olup, geri kalan % 20 esas olarak, enerji hücresinin (Cl) iliskili
oldugu DC-DC konvertörü (330) içinde isiya dönüstürülmektedir. Enerji çok sayida enerji
hücresi (Cl-C7) yoluyla ardisik biçimde nakledildigi takdirde, enerji hücresinden (Cl)
baslangiçta çekilinis olan enerjinin yalnizca % 64,ü enerji hücresi (C3) içinde girilebilir.
Enerji hücresi (C4) yaklasik % 51'i alikoyarken, enerji hücresi (C4) % 4l7i alikoyar. Enerji
hücresinin (C5) örnegin enerji hücresinden (Cl) dört asamada sarj edilmesi fazla etkili
degildir, zira enerji hücrelerinin (Cl ilâ C4) iliskili oldugu DC-DC konvertörlerinde (330),
iletilen enerjinin yaridan fazlasi isiya dönüstürülmektedir. Bununla birlikte, bu etki de arzu
edilebilir, zira bilinen birçok dengeleme ünitesinin aksine, elektrik enerjisinin isiya
dönüstürülmesi münferit bilesenlerde degil, farkli DC-DC konvertörlerinde (330)
gerçeklesmekte, böylelikle yayilan atik isinin dagilimini kolaylastirmaktadir.
Sekil 4 Sekil 2'deki dengeleine ünitesinde (300) çogunlukla kullanilan bir ileticinin
(TR2) bir baglantisini gösterir. Iletiei (TR2) Sekil 3°deki ileticilerinin (TR) birçogunun yerine
geçmekte, çünkü iletieilerin (TR) çok sayidaki birinci endüktansini (Ll) bir ikinci endüktansa
(L2) akuple etmektedir. Tercih edilen bir düzenlemede, iletici (TR2) etkililik nedenleriyle
dairesel bir kablo damari üzerine sarilmistir. Bununla birlikte, yaygin kablo damari
malzemelerini, örnegin yumusak demir, elektrik saci çelik, veya mü-metali kullanan baska
tiplerdeki kablo damarlari mümkündür. Ikinci endüktans (L2) Sekil 3”de gösterildigi gibi
kumanda ünitesine (310) baglanmis olup, burada istege bagli bir rezistör (R) kullanilmistir.
Sekil 4 enerji hücreleri (Cl ilâ C3) ile iliskili olan yalnizca üç endüktörü (Ll)
resmetmektedir; ilke olarak, herhangi bir sayida endüktans (Ll) ileticinin (TR2) vasitasiyla
ikinci endüktansa (L2) akuple edilebilir. Çok sayida ileticinin (TR) bir iletici (TR2) içine
entegre edilmesi yalnizca çok sayidaki ikinci endüktanstan (L2) degil, ayni zamanda ölçüm
ünitesindeki (320) çok sayida giris tedarikinden de tasarruf edilmesini inümkün kilar.
Sekil 3,deki dengeleme ünitesinin (300) enerji hücrelerine (Cl ilâ C7) ait voltajlarin
ölçülmesi için, Sekil 47deki ileticinin (TR2) kullanimi voltajlarin ardarda belirlenmesini
gerektirir. Bunun için, kumanda ünitesi (310) DC-DC konvertörlerinin (330) optik
baglayieilarini (O) darbelerle ardarda etkinlestirmekte, böylelikle her bir zaman noktasinda
birinci endüktanslarin (Ll) biri kendi iliskili enerji hücresi (Cl ilâ C7) ile paralel
anahtarlanmaktadir.
Sekil 5 Sekil 33deki dengelcme ünitesinin (300) bir ileticisine (TR3) ait bir baglantiyi
gösterir. Bir birinci endüktansin (LI) alternatif olarak birinci enerji hücresi (Cl) veya ikinci
enerji hücresi (C2) ile baglanmasi için bir anahtar (S) kullanilabilir. Anahtar (S) uygun bir
sayida geçis noktasi veya baglantisina sahip oldugu takdirde, resmedilen ilke herhangi bir
sayidaki enerji hücresine (Cl ilâ C7) genisletilebilir.
Sekil Side resmedilen devre yalnizca hem enerji hücrelerinin (Cl ilâ C7) voltajlarinin
belirlenmesinin, hem de elektrik enerjisinin enerji hücreleri (Cl ilâ C7) arasinda
nakledilmesinin herhangi bir zaman noktasinda enerji hücrelerinden (C1 ilâ C7) birinde
gerçeklestirilmesini gerektirir. Bir baska düzenlemede, her biri çok sayida enerji hücresine
(Cl ilâ C7) baglanmis çok sayida iletici (TR3) kullanilabilir. Bu durumda ölçüm ünitesi
(320), saglanmis olan ileticilerle (TR3) ayni sayida girise sahip olabilir. Sekil 4 ve 5,de
gösterilmis olan baglantilarin kombine edilmesi mümkündür.
Sekil 6 Sekil 3,deki enerji deposunu (305) bir baska düzenleinede göstermektedir.
Enerji hücreleri (Cl ilâ C7) tek sayili enerji hücrelerinin (C1, C3, C5 ve C7) bir birinci
grubu (605) ve çift sayili enerji hücrelerinin (C2, C4, Cd ve C8) bir ikinci grubu (610) halinde
bölünür. Birinci gruptaki (605) ve ikinci gruptaki (610) enerji hücreleri birinci endüktansi
(Ll), diyotu (D) ve transistörü (T) içeren bir yükseltici konvertör (330) vasitasiyla çiftler
halinde baglanir. Transistör (T) ölçüm ünitesi (320) tarafindan, optik baglayici (O) vasitasiyla
etkinlestirilebilir. Basitlik amaciyla tüin yükseltici konvertörler (330) için örnek olarak
yalnizca bir optik baglayici (O) gösterilmis olmakla birlikte, her bir yükseltici konvertöre
(330) bir iliskili optik baglayici (O) vasitasiyla ayri ve bagimsiz olarak kumanda edilebilir.
Dengeleme ünitesinin (300) bulundugu enerji deposunun (305) resmi tamam degildir,
çünkü çiftler halinde birbirlerine tamamen seri baglanmis enerji hücrelerini (Cl ilâ C7)
baglayan baglantilari, yani (C3)ün alt baglantisina (_C2)nin üst baglantisini, ve tekabül eden
bir tarzda (C5)e (C4)ün ve (C7)ye (C6)nin baglantisini göstennez. Ikinci gruptaki (610) enerji
hücrelerinden enerji almak ve bunu birinci gruptaki (605) enerji hücreleri içine beslemek
üzere tasarlanmis olan, ikinci grup (610) ile iliskili yükseltici konvertörlerin (330) enerji
depolarini da göstermez.
Yükseltici konvertörlerin (330) tümünün birinci endüktanslari (L1) ve bir ikinci
endüktans (L2), manyetik olarak birbirlerine akuple edilmistir. Kuplaj tercihen,
endüktanslarin (L1 ve L2) ortak bir kablo damari (615) üzerine sarilmasi yoluyla
gerçeklestirilir.
Yükseltici konvertörlerden (330) birine ait bir transistörün (T) kisaca
etkinlestirilmesi, birinci gruptaki (605) iliskili enerji hücresinin voltajinin birinci endüktansa
(Ll) uygulanmasini saglamakta, bunun sonucunda ikinci endüktans (L2) bölgesinde bir
manyetik alan olusmaktadir. Bu durumda, birinci gruptaki (605) ilgili enerji hücresinin
voltajina orantili olan bir voltajin, ikinci endüktansta (L2) ölçüm ünitesi (320) tarafindan
ölçülmesi mümkün olur. Bobinlerin (L1 ve L2) bir sarimlar orani bilinen bir sekilde, ölçüm
sonucuna bir sabit faktör olarak dahil edilir.
Açiklanan tarzda, ölçüm ünitesi (320) simdi birinci grupta (605) geri kalan enerji
hücrelerinin voltajlarinin belirlenmesi için, geri kalan yükseltici konvertörlerin (330)
transistörlerinin (T) her birini kisaca etkinlestirir.
Ölçüm ünitesi (320) bu durumda birinci grupta (605) hangi enerji hücresinin en
yüksek voltaja sahip oldugunu belirler. Ölçüm ünitesi (320) bundan sonra bu enerji hücresi ile
iliskili transistörü (T) uzun bir süreyle etkinlestirir, böylelikle ilgili endüktans (Ll) içerisinden
akan akim birinci gruptaki (605) ilgili enerji hücresinden gelen enerjinin tüin bobinlerle (Ll)
bobin (L2)yi manyetik olarak birbirlerine akuple eden kablo damari (615) içine beslenmesini
saglar. Bir düzenlemede, çok sayidaki yükseltiei konvertörün (330) çok sayidaki
transistörlerinin (T) eszamanli olarak, manyetik kablo damari (615) bölgesinde bir manyetik
alan tesis etmek üzere etkinlestirilmesi de mümkündür.
Transistörün (T) etkinlestirilmesi bu duiumda sonlandirildigi takdirde, çöken manyetik
alan endüktanslardaki (L1 ve L2) ilgili akimlari indükler. Birinci endüktanslarin (Ll) her biri,
ikinci gruptaki (610) bir enerji hücresine paralel olan bir iliskili diyotun (D) üzerinde uzanir.
Ikinci gruptaki (610) her bir enerji hücresine ait bir voltajin bir islevi olarak, bir akim iliskili
diyot (D) içerisinden akar, böylelikle ikinci gruptaki (610) ilgili enerji hücresi sarj edilmis
olur. Burada, ikinci grupta (610) transistörün (T) açilma zamanindaki en düsük voltaja sahip
olan enerji hücresi otomatik olarak en fazla sarj edilir.
Birinci gruptaki (605) enerji hücrelerinin ve ikinci gruptaki (610) enerji hücrelerinin
açiklanmis olan yeniden sarjinin tekrarlanmasi, ikinci gruptaki (610) enerji hücrelerinin
yalnizca diyotlarin (D) aki voltajlarindaki seri sapmalara tekabül eden miktarlarda farklilik
gösteren voltajlari kabul etmesini mümkün kilar.
Alternatif olarak, ilgili bir dengeleme ünitesi (300) Sekil 2`deki voltaj düsürme
ünitelerine (200) dayali olarak açiklanabilir. Bu sekilde farklilastirilan devre tekabül eden bir
tarzda etkinlestirmekte olup, burada transistörlerin (T) açik fazlari ve kapali fazlari yukarida
Sekil 1 ve 2,ye iliskin olarak açiklandigi üzere ters çevrilir. Voltajin belirlenmesi için bir
transistörün (T) ömeksel bir etkinlestirme süresi 1 kHz7lik bir frekansta 5 usidir. Enerjinin
iletimi için ömeksel bir etkinlestirme Süresi 10 kHz”lik bir frekansta 50 ussdir. Enerji iletimi
için etkinlestirme süresi nakledilen enerji miktarinin farklilistirilmasi için degistirilebilir.
Sekil 7 Sekil 3 ve 6°ya göre bir dengeleme ünitesinin (300) bulundugu bir enerji
deposunun (305) bir kesiinini bir baska örneksel düzenleinede gösterir. Kirk sekiz enerji
hücresi (C1 ilâ C48) birbirlerine seri baglanmistir ve total bir çikis voltaji (Uoff)
saglamaktadir. Dengeleme ünitesi (300) enerji hücrelerinin (Cl ilâ C48) arasindaki
asimetrileri telafi etmek üzere saglanmistir.
Sekil 7ide, (Cl) bölgesindeki konvertör (330) bir geri dönüslü konvertördür.
Yükseltiei konvertörlerin (330) resmedilmis tüm endüktanslari (L1) ve bir endüktans (L3),
ortak bir manyetik kablo damari vasitasiyla birbirlerine akuple edilmistir ve dolayisiyla bir
transformatör olusturmaktadir.
Etkinlestirme için, enerji hücresinin (Cl) yükseltici konvertörünün (330) transistörü
(330), iliskili enerji hücresi (C 1) ve daha yüksek voltaj li enerji hücresi (C2) tarafinda saglanan
bir potansiyel gerektirir. Bu durum benzer biçimde, enerji hücrelerinin (C2 ilâ C48)
resmedilmemis yükseltici konvertörleri (330) için de geçerlidir. Yardimci hücre (C49), enerji
hücresindeki (C48) transistörün (T) etkinlestirilinesini mümkün kilmak üzere etkinlestirme
potansiyelinin temini için saglanmistir.
Yardimci hücrenin (C49) sarj edilmesi için, (Cl) ile (C48) arasindaki bitisik üç
fiziksel enerji hücresinin seri baglantisi tarafindan bir destek hücresi (Cm) meydana
getirilmcktc olup, burada herhangi üç bitisik hücre kullanilabilir.
Yardiinci hücrenin (C49) kapasitansi, yardiinci hücre (C49) içinde depolanabilecek
enerjinin en az bir yükseltici konvertörün (330) veya bunun transistörünün (T)
etkinlestirilmesine yeterli olacagi sekilde seçilir. Ömeksel bir düzenlemede enerji hücreleri
(Cl ilâ C48) yaklasik 3000 F'lik (Farad) büyüklük sirasindaki kapasitanslara sahip olabilecek
iken, yardimci hücrenin (C40) kapasitansi yalnizca yaklasik 1000 uFdir.
Dengeleme ünitesini (300) çalistirmak üzere üç farkli inodluk bir dizi kullanilir.
Birinci inod olan ölçme modunda, destek hücresinin (Cam) transistöiü (T) örnegin 1 kl-Iz°lik
bir frekansta 5 us`lik bir kisa zaman süresinde etkinlestirilmekte olup. burada transistörün (T)
açik fazi destek hücresinden (CW) yardimci hücreye (C49) enerjinin iletimi için
kullanilinaktadir. Dolayisiyla, endüktanslardan (L1) ve ortak kablo damari islevlerinden
yapilandirilmis transformatör ileri konvertör olarak islev görür. Iletilen enerji yardimci
hücrenin (C49), enerji hücresinin (C48) voltaj ölçümü için gereken etkinlestirilme enerjisine
getirilmesine yeterlidir.
Bir ikinci mod olan, enerji hücresi (C48) için dengeleme modunda birinci
moddakinden daha yüksek bir etkinlestirme enerjisi gereklidir. Destek hücresinin (CM)
transistörü (T) 10 kHz”lik bir çalistirma frekansinda daha uzun, örnegin 5 us”lik bir
etkinlestirme süresi ile etkinlestirilir. Bunun disinda, islev görme usulü birinci inodun aynidir.
Diger enerji hücreleri iliskili transistörlerin etkinlestirilmesi yoluyla, tekabül eden bir tarzda
dcngclcncbilir.
Birinci enerji hücresinin (Cl) sarj edilmesi için bir üçüncü mod olan, enerji hücresinin
(Cl) dengeleme modu etkinlestirilir. Enerji hücresine (C1) ve destek hücresine (CW) tahsis
edilmis transistörler (T) etkinlestirilir, böylelikle endüktanslari (L1 ve L3) birbirine akuple
eden kablo damarinda destek hücresinden (CW) gelen enerji manyetik olarak depolanir.
Destek hücresine (CW) tahsis edilmis olan trasistör (T) bu durumda açildigi takdirde, kablo
damari içinde depolanmis enerji destek hücresinin (Cam) degil, enerji hücresinin (Cl) içine
akar, zira enerji hücresi (C1), çok sayida enerji hücresinden olusturulmus destek hücresinden
(Cm) daha düsük bir voltaja sahiptir. Burada, transistörlerin (T) açik sürelerinin ve kapali
sürelerinin uzunlugu enerji hücresinin (Cl) destek hücresine (Caux) ait voltajlar tarafindan
belirlenir.
Sekil 7”de resmedilmis olan dengeleme ünitesi (300) birinci veya ikinci modda
çalisirken, üçüncü endüktans (L3) transistörlerin (T) bloke etme fazinda manyetikligin
giderilmesi için kullanilir.
Sekil 8 Sekil 3 veya Sekil 6”daki dengeleme ünitesi (300) için bir dengeleme usulünün
(800) bir akis diyagramini gösterir. Sekil 47deki koinbine iletici (TR2) göz önünde tutularak,
enerjinin ardarda ölçümü veya iletimi gerçeklestirilmektedir.
Bir birinci asama 8105da, birinci enerji hücresi (Cl) mevcut enerji hücresi olarak
ayarlanir. Ardindan bir asama 8203de, mevcut enerji hücresine tahsis edilmis DC-DC
konvertörünün optik baglayicisina (O) bir kumanda darbesi çikilir. Burada, iliskili
endüktansta (LZ) ölçüm ünitesi (320) enerji hücresinin belirlenmis voltajina dayali olarak bir
voltaj belirler.
Ardindan bir asama 830ida, mevcut enerji hücresinin seri baglantidaki son enerji
hücresi, yani Sekil 3”deki resimde bulunan enerji hücresi (C7) olup olmadigina dair bir
denetim gerçeklestirilir. Duruin bu olmadigi takdirde, bir asama 8403da mevcut enerji hücresi
arttirilir ve usul asama 820 ile devam eder.
Sekil 6”daki dengeleme hücresi (300) Ömeginde, destek hücresi dengelenecek son
enerji hücresidir. Birinci enerji hücresi (C1) yukarida üçüncü moda iliskin olarak açiklanan
prosedür kullanilarak dengelenebilir.
Mevcut enerji hücresi seri baglantidaki son enerji hücresi olmadigi takdirde, usul (800)
belirlenmis olan voltajlarin birbirleriyle karsilastirildigi ve bitisik enerji hücreleri (Cl ilâ C7)
arasindaki enerj i iletimi için darbe oranlarinin belirlendigi bir asama 850 ile devam eder. Bu
darbe oranlarinin bundan sonra bir asama 8603da optik baglayiciya (O) çikisi yapilir. Asama
860 önceden belirlenmis bir zaman periyodu süresince gerçeklestirilir. Ardindan, istege bagli
bir asama 870”de, içinde DC-DC konvertörünün (330) optik baglayicilarindan (O) hiçbirinin
etkinlestirilmedigi bir duraklama girilebilir.
Bu durum dengeleme ünitesinin (300) enerji tüketiminin minimuma indirilinesini
mümkün kilar. Enerji hücrelerinin (Cl ilâ C7) asiri yüklenmemeleri için durrnalarina izin
vermek üzere bir duraklamanin uygulanmasi da avantajli olabilir.
Ardindan, usul (800) asama 810°a geri döner ve tekrar edilebilir. Sekil 3”deki gibi
münferit ileticiler (TR) kullanilirken, voltajin belirlenmesinin (asama 810 ilâ 840) geçici
Siralamalari ve Sekil 3 veya 6°ya iliskin olarak yukaridaki söylemlere uygun sekilde asama
860”a göre kumanda darbelerinin çikisi, çok sayida voltaj belirlenmesinin ve/veya çok sayida
enerji naklinin (asama 860) eszamanli olarak yer alacagi sekilde modifiye edilebilir. Sekil
'deki iletici (TR3) kullanilirken, ardarda voltaj belirlemelerine (asama 810 ilâ 840) ve
ardarda enerji nakillerine (asama 860) kumanda edilmesi gerekli olup, burada anahtar (S)
uygun tarzda etkinlestirilmelidir.
Claims (1)
- ISTEMLER Bir birinci (C1) ve bir ikinci enerji hücresi (C2) için dengeleme ünitesi (300) olup, asagidakileri içermektedir: - bir endüktansi (Ll) bulunan bir DC akim kesici konvertörü (330.), burada DC akim kesici konvertörü (330) bir birinci anahtarlama durumunda birinci enerji hücresinden (Cl) endüktansin (Ll) içine enerji almak ve alinmis enerjiyi bir ikinci anahtarlama durumunda endüktanstan (Ll) ikinci enerji hücresine (C2) göndermek üzere tasarlanmistir; - enerji hücrelerinin (C1, C2) voltajlarinin belirlenmesi için bir ölçüm ünitesi voltajlarini, endüktansin (Ll) bir manyetik alanina dayali olarak belirlemek üzere tasarlanmistir; - DC akim kesici konvertörünün (330) belirli voltajlarin bir islevi olarak iki anahtarlama durumuna etkinlestirilmesi için bir etkinlestirme ünitesi (310); dengeleme ünitesinin özelligi etkinlestirme ünitesinin (310), enerji hücrelerinden (C1, C2) birine ait bir voltajin bir kisa etkinlestirme vasitasiyla ve anahtarlama durumlarindan birinin bir uzun etkinlestirilmesi vasitasiyla enerji iletiminin belirlenmesini mümkün kilmak üzere tasarlanmis olmasidir. Istcm 1”c göre dcngclcmc ünitesi (300) olup, burada ölçüm ünitesi (320, L2, R) endüktansa (LI) manyetik olarak akuple edilmis bir ölçüm endüktansi (L2) içerir. Istem 1 veya 27ye göre dengeleme ünitesi (300) olup, burada iliskili DC akim kesici konvertörleri (330) bulunan birinci (C1) ve ikinci enerji hücreleri (C2) olarak çiftler halinde baglanmis çok sayida enerji hücresi (Cl-C7) saglanmis, burada DC akim kesici konvertörlerinin (330) endüktanslari (Ll) birinci enerji hücreleri (Cl) ile ikinci enerji hücrelerinin (C2) arasinda bir enerji iletimine imkan vermek üzere birbirlerine manyetik olarak akuple edilmistir. Önceki istemlerin birine göre dengeleme ünitesi (300) olup, burada çok sayida enerji hücresi (Cl-C7) birbirine seri baglanmistir, bir DC akim 'kesici 'konvertörü (330) her bir enerji hücresi (Cl-C7) ile iliskilidir ve enerji hücrelerinden (Cl-C7) sarj edilebilecek bir yardimci depo DC akim kesici konvertörlerinden (330) birinin etkinlestirme enerjisinin temini için saglanmistir. Istem 4”e göre dengeleme ünitesi (300) olup, burada yardimci depo çok sayidaki enerji hücresinin (Cl-C7) bir seri devresinden, iliskili bir DC akim kesici konvertörü (330) vasitasiyla sarj edilebilir. Önceki istemlerin birine göre dengeleme ünitesi (300) olup, özelligi DC akim kesici konvertörünün bir yükseltici konvertör (330) olmasi ve birinci enerji hücresinin (Cl) seçmeli biçimde endüktansa (Ll) baglanmasi için bir kumandali anahtar (T), ve endüktanstan (L1) ve anahtardan (T) ikinci enerji hücresine (C2) giden bir diyot (D) içermesidir. Istem 6”ya göre dengeleme ünitesi (300) olup, özelligi voltmetrenin (320) anahtar (T) kapali iken enerji hücresinin (Cl) voltajmi belirlemek üzere tasarlanmis, DC akim kesici konvertörünün (330) ise anahtar (T) açik iken ikinci enerji hücresine (C2) enerjiyi nakletmek üzere tasarlanmis olmasidir. Istem l ilâ 5”in birine göre dengeleme ünitesi (300) olup, özelligi DC akim kesici konvertörünün bir voltaj düsürme ünitesi (200) olmasi ve birinci enerji hücresinin (Cl) bir diyota (D), diyottan (D) ve anahtardan (T) çikan bir endüktansin (Ll) ise ikinci güç hücresine (C2) seçmeli biçimde baglanmasi için bir kumandali anahtar (T) içermesidir. Istem 87e göre dengeleme ünitesi (400) olup, özelligi voltmetrenin (320) anahtar (T) açik iken enerji hücresinin (C1) voltajini belirlemek üzere tasarlanmis, DC akim kesici konvertörünün (200) ise anahtar (T) kapali iken ikinci enerji hücresine (C2) enerjiyi nakletmek üzere tasarlanmis olmasidir. Birbirlerine seri baglanmis çok sayida enerji hücresi (Cl-C7) ve enerji hücrelerinin (Cl-C7) dengelenmesi için önceki istemlerin birine göre bir dengeleme ünitesi (300) içeren enerji deposu (305). Bir endüktansi (Ll) bulunan bir DC akim kesici konvertörüne (330) sahip bir birinci (C1) ve bir ikinci elektrik enerjisi hücresi (C2) için dengeleme usulü (800) olup, burada DC akim kesici konvertörü (330) bir birinci anahtarlama durumunda birinci enerji hücresinden (Cl) endüktansin (Ll) içine enerji almak ve alinmis enerjiyi bir ikinci anahtarlaina durumunda endüktanstan (Ll) ikinci enerji hücresine (C2) göndermek üzere tasarlanmistir, burada usul asagidaki asamalari içermektedir: - DC akim kesici konvertörünün (330) kisaca etkinlestirilmesi; - enerji hücrelerinin (Cl, C2) voltajlarinin endüktansin (Ll) bir manyetik alanina dayali olarak belirlenmesi (2310-8410); - birinci enerji hücresinden (Cl) ikinci enerji hücresine (C2) enerji nakletmek üzere, belirlenmis voltajlarin bir islevi olarak DC akim kesici konvertörünün (330) uzun etkinlestirilmesi. Istem ne göre dengeleme usulü (800) olup, burada voltajlarin belirlenmesi için, DC akim kesici konvertörü (330) endüktansin manyetik olarak akuple edilmis ölçüm endüktansi ile birlikte bir transformatör olarak etkide bulunacagi kadar kisa etkinlestirilir. istem 1] veya 12,ye göre dengeleme usulü (800) olup, burada enerjinin nakledilmesi için, DC akim kesici konvertörü (330) enerjinin endüktans içinde geçici olarak depolanmasina yetecek kadar uzun etkinlestirilir. Istein 11 ilâ l3sün birine göre usulün (800) bir uygulama ünitesi (310) üzerinde çalistirildiginda veya bir bilgisayarda okunabilir ortam üzerinde depolandiginda gerçeklestirilmesi için program kodu vasitalarinin bulundugu bilgisayar programi
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010029460A DE102010029460A1 (de) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Symmetriereinrichtung und Symmetrierverfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR201807596T4 true TR201807596T4 (tr) | 2018-06-21 |
Family
ID=44626720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TR2018/07596T TR201807596T4 (tr) | 2010-05-28 | 2011-05-20 | Dengeleme ünitesi, enerji deposu ve dengeleme usulü. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2577839B1 (tr) |
DE (1) | DE102010029460A1 (tr) |
ES (1) | ES2674168T3 (tr) |
PL (1) | PL2577839T3 (tr) |
TR (1) | TR201807596T4 (tr) |
WO (1) | WO2011147751A2 (tr) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5821619B2 (ja) | 2011-12-26 | 2015-11-24 | ソニー株式会社 | 電力貯蔵装置、電力システムおよび電動車両 |
DE102012204108A1 (de) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Robert Bosch Gmbh | Leistungselektronische Anordnung mit Symmetrierung eines Spannungsknotens im Zwischenkreis |
DE102012014347B4 (de) * | 2012-07-20 | 2017-05-18 | Audi Ag | Batterieanordnung und Kraftfahrzeug |
CN104158245B (zh) * | 2014-08-06 | 2016-03-30 | 合肥工业大学 | 一种综合式的锂电池组均衡电路及均衡方法 |
KR102202613B1 (ko) * | 2017-09-27 | 2021-01-12 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 균등화 장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3795499B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2006-07-12 | 富士重工業株式会社 | 蓄電素子の電圧均等化装置 |
DE102005034588A1 (de) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Temic Automotive Electric Motors Gmbh | Energiespeicher |
JP4374351B2 (ja) * | 2006-04-12 | 2009-12-02 | 矢崎総業株式会社 | 充電状態調整装置 |
KR101220339B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2013-01-09 | 한국과학기술원 | 직렬연결 배터리 스트링을 위한 자동 전하 균일 방법 및장치 |
KR101107999B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2012-01-25 | 한국과학기술원 | 전압 센서와 전하 균일 장치가 결합된 배터리 운용 시스템 |
US8536824B2 (en) * | 2008-04-18 | 2013-09-17 | Mi-Jack Canada, Inc. | Lossless dynamic battery equalizer system and method |
-
2010
- 2010-05-28 DE DE102010029460A patent/DE102010029460A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-05-20 ES ES11723406.2T patent/ES2674168T3/es active Active
- 2011-05-20 WO PCT/EP2011/058266 patent/WO2011147751A2/de active Application Filing
- 2011-05-20 TR TR2018/07596T patent/TR201807596T4/tr unknown
- 2011-05-20 PL PL11723406T patent/PL2577839T3/pl unknown
- 2011-05-20 EP EP11723406.2A patent/EP2577839B1/de active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011147751A3 (de) | 2012-03-01 |
EP2577839B1 (de) | 2018-03-21 |
PL2577839T3 (pl) | 2018-08-31 |
DE102010029460A1 (de) | 2011-12-01 |
WO2011147751A2 (de) | 2011-12-01 |
EP2577839A2 (de) | 2013-04-10 |
ES2674168T3 (es) | 2018-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11870357B2 (en) | Dc-dc converter, on-board charger, and electric vehicle | |
CN103746419B (zh) | 车载充电器电路 | |
CN101682260B (zh) | 用于将电能馈送到电网的装置 | |
US9793719B2 (en) | Non-contact power supply apparatus | |
US20160001662A1 (en) | Buffering energy storage systems for reduced grid and vehicle battery stress for in-motion wireless power transfer systems | |
US9887553B2 (en) | Electric power transmission device, and electric power reception device and vehicle including the same | |
CN207518331U (zh) | 一种基于半桥llc谐振变换器的车载充电器 | |
JP2015122940A (ja) | 電力変換装置 | |
KR20190100018A (ko) | 다기능 차량-내 전력 변환기 및 이를 포함하는 전기 차량 | |
US11383605B2 (en) | Hybrid charging system | |
US10411515B2 (en) | Primary coil circuit for wireless power transfer, ground assembly using the same, and manufacturing method therefor | |
CN102299535A (zh) | 用于充电蓄电池设备的装置 | |
TR201807596T4 (tr) | Dengeleme ünitesi, enerji deposu ve dengeleme usulü. | |
US12027986B2 (en) | Magnetic integration of three-phase resonant converter and accessory power supply | |
CN103731027B (zh) | 单级降压转换电路 | |
TWI399010B (zh) | Power supply | |
CN115723594A (zh) | 发射端、接收端、动态无线供电系统及电动汽车 | |
NL2022009B1 (en) | Multimodal charging of a load | |
CN105092950B (zh) | 电压检测装置 | |
KR20230014953A (ko) | 충전 장치 | |
Jung et al. | Multimode Charging of Electric Vehicles | |
CN206653933U (zh) | 多功能车载功率变换器和包含其的电动汽车 | |
CN206341153U (zh) | 用于电动汽车的车载功率变换器和包含其的电动汽车 | |
Kumar et al. | Analysis of Isolated DC-DC Coupled-Inductor Based Dual Active Bridge Converter for EV Charging Systems | |
CN112583061A (zh) | 车载充电系统及具有其的车辆 |