TW461128B - Autonomous battery equalization circuit - Google Patents

Autonomous battery equalization circuit Download PDF

Info

Publication number
TW461128B
TW461128B TW089109828A TW89109828A TW461128B TW 461128 B TW461128 B TW 461128B TW 089109828 A TW089109828 A TW 089109828A TW 89109828 A TW89109828 A TW 89109828A TW 461128 B TW461128 B TW 461128B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
circuit
battery
node
resonant
transistor
Prior art date
Application number
TW089109828A
Other languages
English (en)
Inventor
William Anders Peterson
Original Assignee
Lockheed Corp
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 Lockheed Corp filed Critical Lockheed Corp
Application granted granted Critical
Publication of TW461128B publication Critical patent/TW461128B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/50Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/52Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially for charge balancing, e.g. equalisation of charge between batteries
    • H02J7/56Active balancing, e.g. using capacitor-based, inductor-based or DC-DC converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

Α7 ί 4 6 Π 2 8 五、發明說明(1 ) ♦ 本發明係關於電池等化技術並尤其是關於使用諧振電路 之電池等化裝置。 - 私池典型上係串聯如此即有一相當大總電壓以驅動—負 荷。因希望利用可重充電之電池,故已產生電池充電機電 路可使所有串聯電池一次充電。 必須小心使串聯之每一電池充電應完全沒有一個電池係 比另一電池在較高充電狀態。若在—個電池上相對於串聯 中其他電池在相當低電荷量間有差異存在,則可減低電池 串聯之總有效容量至有低充電狀態電池之容量。 =已發展出電池等化電路以確保所有串聯之電池可達到 實貝上相同之充電狀態。美國專利申請案向 Brainard可説可一種習用電池等化電路1〇。本文内圖1可 示此電路。 〜
Brainard專利申請顯示電池Β1,Β2< 一串聯耦合對,此 電池對可經由-充電電路12充電。_等化電路包括—對連 接在_聯耦合電池兩端之串聯耦合電晶體qi,Q2。連接 一電感器L在成對電晶體Q1,Q2與電池Βι,B2之間。— 振盪器14可產生閘極驅動信號至電晶體Qi,〇2如此此等 信號係交替地加偏壓接通及關斷爲實際相等持續時間。電 感器可操作爲-係與每一電池並聯交替地切換之非消耗二 分流器如此可轉移在一個電池上之過量充電至其他電池。 不幸,在Brainard等化電路10以内之元件容許度含影響 兩電池間所達成之等化程度。其實’影響振堡器14之工作 週期以及由電晶體Q1,Q2#電池所顯現之合成工作週期 -4- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -骏
----訂---------M 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4.S 1 1 28 A7
發明說明( 之容許度實質上會影氅这 、唆 寺化义品質。因此,爲欲獲得滿意 ,、化必肩獲仔每—電池上充電之測量値且回饋至振盪 器以改變所必需之工作週期(見Brainard專利之圖3)。 美國Pascual專禾J案號5,71〇,5〇4揭露一種電池等化電路即 不需要來自每一 %池之回饋機構以獲致足夠之等化。但 Μ—專利之電路則需要:不管在串聯組合内有多少電池 電路内所有切換裝置必須同步。 當攀聯轉合電池數量係、相當高且因而由最上面電池至最 頁 I:;高端電壓時一1電路之拓拨會造成不理 士 ::至Pas·1專利(圖1,顯示眾多串聯耦合電池且經 £ 1線路18及控制器12使所有開關同步化。假是由最上 ::至:下電池之總電壓實際上係高(例如6〇〇伏特卜 用電路以抗拒經由等化電路之連接自最上電池端 最下電池端發生之故障。時常,串聯_合電池可輸 數安培(接近麵安培或更多)使其難以設計供監督—故障 及不損壞諸電池中之任―。 r故障 因此’在工藝中需要—新的電池等化電路即其有能 激操作(即不需要與服務串㈣合電池之其他等化電 化)且不需閉合迴路補償以獲致滿意之等化效果。 步 本發明之電池等化電路可操作以使在至少第 聯電々池間之充電相等。每―電难有—正極端及—自極广 其中第二電池之正端在—共用節點處係耦合至第:, 負端一切換電路係可連接至⑴在正節點處第—電池之^ / _ -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明(3 ) 端與(i i)在負節點處第二電池之負端;而一諧振電路係可 連接在切換電路與電池共用節點之間,其中切換電路係適 合於交替地耦合與第一及第二電池並聯之諧振電路如此一 D C電流部份經由諧振電路流動至第一與第二電池之間爲兩 者間充電不平衡之一功能。 諧振電路較佳爲一串聯諧振電路包括與一諧振電容器串 聯所耦合之一諧振電感器。跨此諧振電容器連接一DC旁通 電路如此使一 D C電流部份可流過此電容器而流入第一及第 二電池中之一内。DC旁通電路較佳包括一旁通感應器,旁 通感應器實質上有一電感大於諧振感應器。 切換電路較佳包括第一及第二切換電晶體按一半電橋構 型自正節點至負節點被搞合且界定兩者間之一輸出節點。 提供一電晶體驅動電路且適合產生第一及第二偏壓信號供 分別使第一及第二切換電晶體接通及關斷。可耦合電晶體 驅動電路至諧振感應器如此使第一及第二偏壓信號係跨諧 振感應器上一電壓之作用。 繞在諧振感應器共用機心上第一及第二繞组較佳是包括 在切換電路内,第一及第二繞组係相互反向纏繞且分別被 輕合至第一及第二切換電晶體之偏壓終端。在諧振感應器 上之電壓可感應適當比例之偏電壓在一正反饋配裝内加偏 壓使第一及第二切換電晶體接通及關斷。 可提供第一與第二旁通電容f,第一旁通電容器由正節 點耦合至共用節點而第二旁通電容器由共用節點被耦合至 負節點。亦可提供第一及第二旁通二極體,第一二極體係 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;裝---- 訂---------岣、— ί t 2 8 A7
112 8 A7 B7 五、發明說明( 在諧換電路114與電池1〇2,104共用節點11〇之間^ 谐振電路114較佳係-串聯諧振電路包括一错振感應器 116與串聯之諧振電容器12〇並界定兩者間之中間節點 122。谐振電路丨14較佳亦包括連接在諧振電容器丨丨8上之 D C旁通電路如此使D c電流可流經错振電路丨丨4自切換電 路112至電池1 〇2,1 〇4。最佳情沉是D c旁通電路包括與諧 振電谷器118連接在一分流構型内之一感應器12〇。 精於此技#人員可由以下之指示知曉感應器12〇應有一電 感量只質上大於譜振感應器丨丨6之電感量,雖然亦可認定感 應器120接近(或低於)諧振感應器丨16電感值之電感值為在 本發明範圍以内。 切換電路112較佳包括一串聯耦合電晶體對13〇,ία按一 半電橋構型自正節點106連接至負節點108,電晶體13〇, 13 2可界定兩者間之一輸出節點1 3 4。切換電路112較佳亦 包括一電晶體驅動電路133可操作以產生偏壓信號可交替地 加偏負壓使電晶體1 3 0,1 3 2接通及關斷。較佳,可轉合電 晶體驅動電路113至错振感應器116如此使至電晶體13.0, 132之偏壓信號係諧振感應器116上電壓之作用。 電晶體驅動電路133較佳包括與諧振感應器116繞在一共 用機心上之繞组136,138如此使在諧振感應器116上之電 壓可感應在各別繞組136,138上之電壓。繞組136,138係 相對纏燒如此使感應電壓各別極性係相反。 較佳,電晶體,130,132係MOS (金屬氧化物半導體)一 閘控裝置’用MOSFET5係最佳電晶體。可連接繞组136及 -8 - 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) c請先閲讀背面之注意事氣再填寫本頁) -I n I - - --^t-°JI - ----- - - - ! tK 1 i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 8 A7 B7 五、發明說明() 138各別自電晶體13〇,132之閘椏至源極。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現參閱圖3,係一圖解説明在圖2充電等化電路1〇〇之某 種電壓與電流間之關係。爲簡化,當每一電池1〇2及1〇4上 電荷量實際上相等時顯示之波形代表電路操作。 流經諳振感應器丨16與諧振電容器丨18之一交流係標籤 200。谐振感應器丨16之電感量與諧振電容器12〇之電容量 可界定一諧振頻率而交流200實質上可匹配諧振頻率。 通吕I,在諧振感應器ll6上之電壓202落後交流2〇〇爲 9 0電度,同時在諧振電容器丨18上之電壓2〇4領電流爲約9 〇 電度。 現參閲圖3b説明代表由電晶體驅動電路133所產生偏電 壓之波形供使電晶體13〇,132加偏壓接通及關斷。爲簡 化,顯示圖3b之波形爲方波,雖精於工藝人員知曉事實上 波形係更複雜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在時間11處’在譜振感應器j〗6上之電壓202實質上係負 (在圖1之感應器116上所示之多數係界定爲正)。因此,在 繞組138上感應之電壓係正,而使電晶體132接通。電晶體 130在時間tl處係加偏壓關斷。在時間12處,在諧振感應 器116上之電壓202實質上係正且在繞组136上所感應之電 壓亦係正,使電晶體13〇接通。電晶體132在時間t2係處加 偏壓關斷。 參閲圖3 a,自時間t丨至t2之交流2〇〇流入及流出電池 104 ’同時電流2〇〇自時間t2至t3流入及流出電池i〇2。當 在電池102上充電實質上係等於在電池1〇4上之充電時,電 -9- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)
五、發明說明(7 ) 流流入及流出電瓶104(時間^至12)之數量實際上係相等。 同樣,電流流入及流出電池102(時間12至〖3)實質上係相 等。 只,、 當在電池102及104上之各別充電係不平衡時,在諧振電 容器18上之一 DC電壓偏向經常會產生;然而’旁通感應器 120會使DC電流分流至其中一電池直至充電係相等為止。 因此,電流200包括一 DC成分(即一向上或向下移動)係與 在電池102與104間之充電差成比例。一但在電池1〇2與1〇4 間之充電相等時,則電流2〇〇内實質上不含〇(::偏向。 精於此技藝人貝知曉在圖3 a内所圖示之波形實質上代表 理想波形且知實際稍有不同波形可獲得。其實,電晶體 130,132可顯示各別接通截限電壓,即在電晶體並未接通 之電壓以下。因之,當在諧振感應器116上之電壓接近零伏 特時例如在時間tl)’在繞组136上之感應電壓即接近電晶 體130之截限電壓。當電晶體13〇開始關斷時,電晶體13〇 經常可限制在諧振感應器〗16内流動(.由左至右)之電流 200。諳振感應器116會抵制此種電流減少且在感應器丨16 上之電壓202會改變極性。在繞組136上之感應電壓亦會改 變極性’因此而迅速地使電晶體丨3 〇關斷。 精於此技藝人員均知在諧振感應器丨丨6上之電壓2〇2係回 饋至電晶體驅動電路13 3 (例如,經由繞組13 6)且引進正回 授電壓使電晶體13 〇關斷。有關-於繞組i 3 8及在時間12之電 晶體13 2可得相似之分拆。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) 請 先 閲 讀 背 S} 之 注 意 事 項ί 再 重裝 頁 訂 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 -10- ο 1 2 8
發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此,在-實用電路内,由電晶體驅動電路i33所產生之 偏壓信號使讀振電路114可在稍超過諧振頻率之」頻率處 操作,其中諧振電路114可享有一顯著之電感特性。、 現參閱圖4説明本發明一替用實例之充電等化電路。 :電等化電路300包括如圖2所示之實質上相似之電路組成 件而且亦包括二極體15〇,152與電容器154,156。電容器 154,、、156操作爲低阻抗Ac旁通電路如此循環譜振電流實 質上流I電谷器154及156而非流經電池1〇2及1〇4。有利 地’電池102及1〇4並未顯示因循環諧振電流而損失及退 化0 耦合二極體150及152分別自諧振電路114之中間節點122 至正節點106與負節點1〇8。因諧振電路ιΐ4操作靠近諧振 且實質上無•聯電阻,”間波節點122經常無 加 速前進。 有利地,二極體15〇及152可防止在中間節點122處之電 壓上升實際超過電池102上之電壓或者實際 之電壓.。 充電等分電路300亦包括係一推進起動開關之—種起動電 路⑽。因充電等化電路3⑼可連續操作,故當電路啓始被 連接至電池H)2,104時祇需致動起動電路16〇。精於此技 藝人員均知若使用一弛張振盪器(例如使用一尺匚及觸發二 極體(DIAC)構型)起動電路〗^即有連續再起動能力。 最佳情況是本發明充電等化路應在—係最近電池1〇2及 1〇4配置之一電路卡上實施。當電池數量超過2,例如3, --------I--裝·-------訂---------^> ' ( /ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - A7 f 461128 發明說明( 4種電5、也二=每對電池可使用—個充電等化電路則。此 :二也對可重$’以便可達成在所有電池間之完全等化。 在L被等化,然後需要9n-1〇之等化電路。 有利地’在對其他電池對之充 同步或其他控制信號(亦即每—无充m之間不需共用 因此在最方便而安全操作之電二電寺化電路係自激式)。 有關其特殊實例雖已説明本 ^化电路 及其他用料精於此技藝人他變更修改 是本發明並非限於本文内特定揭:顯而易見。因此,較佳 請範圍。 露’但祇限於所附專利申 -----------、·'裳--------訂---------& / <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適时關家標準(CNS)A4驗(210 X 12

Claims (1)

  1. Α8 Β8 C8 D8 和年? 0 Ί 0 格 Ε 本 第89 1 09828號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(90年8月) 六、申請專利範圍 61128 L :種用^在至少第-與第二串聯電池間等化充電之電池 等化電路,每電池包括一正極端與—負極端,其中 用節點處第二電池之正極端係镇合至第一電池之負極 端’電池等化電路包括: 一切換電路,可連接至(i)在正節點處第一電池之正極 端’及(ii)在負節點處第二電池之負極端;及 -錯振電路,可連接在該切換電路與電池之共用節點 之間, 其中,切換電路係適合於交替地耦合與第一及第二電 ”振電路如此一DC電流成分經諧振電路流:: 第一與第二電池之間為兩者間充電不平衡之—功能。 2. 如申請專利範圍第!項之電池等化電路,其中dc電池成 分至少流過其中之一:⑴當第一電池有-電荷量大於第 二電池上之電荷量時自第一電池至第二電池;(⑴” 一 電池有一電荷量少於第二電池上之電荷量時自第:電池 _至第一電池, 田其了 ’ DC電流部份傾向於使第一與第二電池間之電荷 量相等。 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 3. 如申凊專利範圍第2項之電池等化電路,其中電沪部 份有一量值係與在第一與第二電池個別電荷量間 差成比例。 m 4. 如申請專利範圍第3項之電池等化電路,其中譜振電路係 -串聯諳振電路包括與一諧振電容器串聯 —抽据 感應器。 -自振 A8 B8 C8 D8 461128 六、申請專利範圍 5.如申請專利範圍第4項之恭说:办+ 噌据威廄s盘、tb 4 、书池+化毛路,其中該串聯耦合 節點,可連接至電池:二 切換電路之—第- 電池共用即點之—第二銘, 振感應器至諧握電容器& . ^ / 接轉 合态 < —中間節點。 6·如申請專利範圍第5項之泰叫笔仆帝、 路肖;teny—^ 、包池+化電路,其中串聯諧振電 路g括連接在為振電容器上之一D去 Φ ^ yv -π- ^ , 命丄疋UC旁通電路,如此DC 電泥部伤可流經並流入第-及第二電池中之一内。 7_ =專:範固第6项之電池等化電路,其中DC旁通電 =括-旁通感應器,此旁通感應器具有一電感量實質 上大於諧振感應器。 &如申請專利範圍第7項之電池等化電路,其中在第一與第 %池上個別电荷量間不平衡傾向於感應—Μ電壓成份 ίΪί電容器上’旁通感應器提供―加電流路徑在諧振 电谷器上如此DC電流部份可流經旁通感應器並流入第一 及第二電池中之一内。 9. ^申請專利範圍第5項之電池等化電路,其中該城電路 :,由正節點被轉合至負節點,且界定兩者間 即點,諧振電路之第一節點係被耦合至輸出節點。 10. 如申請專利範園第9項之電池等化電路,其中該切換電 壓 體 ---------U------、玎------線— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袈 包括一電晶體驅動電路,其適合於產生第—及第二偏 信號以分別接通及關斷第一及第二切換電晶體,電晶 驅動電路係被耦合至諧振感應器,如此使得第一及第 偏壓信號係在諸振感應器上產生一電壓之作用。 8 2 1J 1— 6 4 ABCD 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 々、申請專利範圍 11. 如申請專利範圍第1 0項之電池等化電路,其中電晶體驅 動電路可產生第一偏壓信號使(i)第一電晶體加偏壓接通 而第二電晶體加偏壓關斷,即當在諧振感應器上之電壓 通常係正時,(ii)第一電晶體加偏壓關斷而第二電晶體加 偏壓接通,即當在諧振感應器上之電壓通常係負時。 12. 如申請專利範圍第1 1項之電池等化電路,其中電晶體驅 動電路包括繞在諧振感應器共用機心上之第一及第二繞 組,第一及第二繞組係彼此相對纏繞,且分別搞合至第 一及第二切換電晶體之偏壓接頭端。 13. 如申請專利範圍第1 2項之電池等化電路,其中第一及第 二切換電晶體是MOS閘控電晶體,各有一閘控接頭端, 第一及第二繞組係耦合至各別閘控接頭端。 14. 如申請專利範圍第1 3項之電池等化電路,其中第一及第 二切換電晶體係MOSFETs,第一切換電晶體之源極係在 輸出節點處被耦合至第二切換電晶體之汲極,第一及第 二繞組係自各別閘極耦合至第一及第二切換電晶體之源 極。 15. 如申請專利範圍第1 1項之電池等化電路,其中電晶體驅 動電路係調適成使得在諧振感應器上之電壓可感應成比 例之偏電壓在一正回授配置内使第一及第二切換電晶體 加偏壓接通及關斷。 16. 如申請專利範圍第1 5項之電池等化電路,其中每一切換 電晶體有一量值截限電壓,即在使該切換電晶體加偏壓 關斷之量值以下,電晶體驅動電路之正回授操作如此當 __^_ 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -----^---1---------1T------.it (請先閣讀背面之注意事項再填寫t頁) 461128 Α8 Β8 C8 ηκ
    經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 在错振感應器上電壓之量值接近料,其巾—偏電壓可 接近各別截限電壓經常使⑴相應切換電晶體加偏壓關 斷,(H)經由諳振感應器發生減少電流,(iii)引起在諧 振感應器上<電壓反向,及(iv)引起偏電壓下降在各別 截限電壓以下並完全加偏壓使相應切換電晶體關斷。 17. 如申請專利範圍第16項之電池等化電路,其中諧振感應 器與稽振電容器之電抗值可界定H頻率,電晶體驅 動電路《正回授電壓使電流經過,及電壓跨在諧振感應 器與諳振電容器以顯示一頻率稍超過該.错振頻率。 18. 如申請專利範園第8項之電池等化電路,更包括第一及第 二旁通電容器,第一旁通電容器係自正節點被耦合至共 用節點而第二旁通電容器係自共用節點被耦合至負節 點。 、 19·如申請專利範圍第1 8項之電池等化電路,其中第一及第 二旁通電容器有電抗值足以分流來自諧振電路之猶環電 流流入各別電池内。 20_如申請專利範圍第8項之電池等化電路,進一步包括第一 及第二旁通二極體具有個別陽極及陰極,第一二極體係 與其陽極耦合自諧振電路之中間節點至正節點,而第二 二極,係輿其陰極輕合自譜振電路之中間節點至負節 點,第一及第二二極體可防止在中間節點處之一電壓實 質上升超過第—電池電壓或實際下降在第二電池電壓以 下。 21. -種使在至少.第一與第二串聯電池組小電池間之充電等 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇>α97公釐) -----;---1--^------1Τ-----^--^ (請先閱讀背面之注意事項再填頁) 461128 益 C8 _ ______D8六、申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 化之電池等化電路,每一小電池包捂— ^ ^ 正極端與—負極 鲕,其中第二小電池之正極端係在—A 、 隹 ,‘ ^ ^ 〆、用即點處耦合至 弟一小電池之負極端’電池等化電路包括, 一切換電路,可連接至(i)在一正節 1 ·秘處罘一小電池之 正極端,與Ui)在一負節點處第二小電池之負極端.及 一諧振電路,可連接在切換電路與電池之=用節點 間, ’” 其中該切換電路係適合於使與第—及第二電池並聯之 諧振電路交替地耦合如此竟使_ D c電流部份姐 路流動在第一與第二電池之間為兩者間充電不衡:一 功能。 22. 如申請專利範圍第21項之電池等化電路,其中第—及第 二小電池包括兩個或多個次電池形成個別電池组。 23. 如申請專利範圍第21項之電池等化電路,其中諧振電路 係一串聯諧振電路包括與—諧振電容器串聯耦合之一諧 振感應器。 ° 24. 如申請專利範圍第23項之電池等化電路,其中該串聯搞 合之諧振感應與諧振電容器包括連接至切換電路之一第 一節點,可連接至電池組共用節點之一第二節點,與連 接諧振感應器至錯振電容器之—中間節點。 25. 如申請專利範圍第24項之電池等化電路,其中串聯諧振 電路包括在諧振電容器上所連接之—DC旁通電路,2此 使得D C電流部份可流經並流入第一及第二電池組中之一 内。 衣紙張尺度適財關家梯準(CNSyA__ (21QX^97公羡-- (請先閔讀背面之注意事項再填寫—本頁) .裝. 訂 線. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 26. 如申請專利範圍第2 5項之電池等化電路,其中D C旁通電 路包括一旁通感應器,該旁通感應器有一電感量實質上 大於諧振感應器。 27. 如申請專利範圍第2 6項之電池等化電路,其中在第一與 第二電池上各別電荷量間之不平衡經常含在諧振電容器 上感應一 DC電壓成分,旁通感應器可提供在諧振電容器 上一 D C電流路徑,如此使得D C電流成份可流經旁通感 應器並流入第一及第二電池組中之一内。 28. 如申請專利範圍第25項之電池等化電路,其中切換電路 包括第一及第二切換電晶體按一半電橋構型由正節點被 耦合至負節點且可界定兩者間之一輸出節點,諧振電路 之第一節點係被耦合至輸出節點。 29. 如申請專利範圍第2 8項之電池等化電路,其中在切換電 路内包括一電晶體驅動電路適合於產生第一及第二偏壓 信號分別使第一及第二切換電晶體接通及關斷,該電晶 體驅動電路係被耦合至諧振感應器如此使第一及第二偏 壓信號係在諧振感應器上一電壓之作用。 30. 如申請專利範圍第2 9項之電池等化電路,其中電晶體驅 動電路可產生第一偏壓信號以使(i)第一電晶體加偏壓接 通及第二電晶體加偏壓關斷,即當在諧振感應器上之電 壓通常係正時,(ii)第一電晶體加偏壓關斷與第二電晶體 加偏壓接通,即當在諧振感應器上之電壓通常係負時。 31. 如申請專利範圍第3 0項之電池等化電路,其中電晶體驅 動電路包括繞在諧振感應器共用機心上之第一及第二繞 _- 6 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫,本頁) 1— 6 4 8 2 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 六、申請專利範圍 組,該第一及第二繞組係彼此相對纏繞且分別被耦合至 第一及第二切換電晶體之偏壓接頭端。 32. 如申請專利範圍第3 1項之電池等化電路,其中第一及第 二切換電晶體係MOS閘控電晶體,各有閘控接頭端,該 第一及第二繞組係被耦合至各別閘控接頭端。 33. 如申請專利範圍第3 2項之電池等化電路,其中第一及第 二切換電晶體係MOSFETs,第一切換電晶體之源極在輸 出節點處係被耦合至第二切換電晶體之汲極,第一及第 二繞組係自各別閘極被搞合至第一及第二切換電晶體之 源極。 34. 如申請專利範圍第2 1項之電池等化電路,進一步包括第 一及第二旁通電容器,第一旁通電容器被耦合由正節點 至共用節點而第二旁通電容器被耦合由共用節點至負接 點。 35. 如申請專利範圍第3 4項之電池等化電路,其中第一及第 二旁通電容器有電抗值足以使來自諧振電路之循環電流 分路流入各別電池組内。 36. 如申請專利範圍第2 1項之電池等化電路,進一步包括第 一及第二旁通二極體,其分別有各別之陽極及陰極,第 一二極體係與其陽極自諧振電路之中間節點耦合至正節 點,第二二極體係與其陰極自諧振電路之中間節點耦合 至負節點。 -------1--裝------1T------.it \ I ... (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210><297公釐)
TW089109828A 1999-05-27 2000-05-22 Autonomous battery equalization circuit TW461128B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/320,689 US6140800A (en) 1999-05-27 1999-05-27 Autonomous battery equalization circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW461128B true TW461128B (en) 2001-10-21

Family

ID=23247502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW089109828A TW461128B (en) 1999-05-27 2000-05-22 Autonomous battery equalization circuit

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6140800A (zh)
EP (1) EP1056182B1 (zh)
JP (1) JP4136274B2 (zh)
KR (1) KR100690039B1 (zh)
CN (1) CN1255917C (zh)
AR (1) AR029352A1 (zh)
BR (1) BR0001656A (zh)
CA (1) CA2309419C (zh)
MX (1) MXPA00005259A (zh)
TW (1) TW461128B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI405384B (zh) * 2010-10-08 2013-08-11 Ship & Ocean Ind R & D Ct 電池組主動式電位等化充電方法

Families Citing this family (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452363B1 (en) 2000-12-28 2002-09-17 C. E. Niehoff & Co. Multiple battery charge equalizer
TW501326B (en) * 2001-01-10 2002-09-01 Tai-He Yang Electric equipment with backup battery-stand powered by host machine power source
US6653813B2 (en) * 2002-03-21 2003-11-25 Thomson Licensing, S.A. Apparatus and method for the power management of operatively connected modular devices
AU2003251306A1 (en) * 2002-05-20 2003-12-12 Good Ideas Llc Ultracapacitor balancing circuit
US6841971B1 (en) 2002-05-29 2005-01-11 Alpha Technologies, Inc. Charge balancing systems and methods
US6771045B1 (en) * 2002-09-05 2004-08-03 Ise Corporation Systems and methods for battery charging and equalization
US7378818B2 (en) * 2002-11-25 2008-05-27 Tiax Llc Bidirectional power converter for balancing state of charge among series connected electrical energy storage units
US6806686B1 (en) 2003-04-25 2004-10-19 Maxwell Technologies, Inc. Charge balancing circuit
WO2004097868A2 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Maxwell Technologies, Inc. Charge balancing circuit for double-layer capacitors
US7036028B2 (en) 2003-05-13 2006-04-25 Bae Systems Controls, Inc. Power management system including a variable voltage link
US6985799B2 (en) 2003-05-13 2006-01-10 Bae Systems Controls, Inc. Energy storage modules and management system
US7342768B2 (en) * 2004-02-17 2008-03-11 Cooper Technologies Company Active balancing modular circuits
US20060097697A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-11 Eaglepicher Technologies, Llc Method and system for cell equalization with switched charging sources
US7928691B2 (en) * 2004-11-10 2011-04-19 EaglePicher Technologies Method and system for cell equalization with isolated charging sources
US20060097700A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-11 Eaglepicher Technologies, Llc Method and system for cell equalization with charging sources and shunt regulators
CN100356620C (zh) * 2005-01-10 2007-12-19 财团法人工业技术研究院 阶层式电池电位平衡装置
CN100358212C (zh) * 2005-04-05 2007-12-26 苏州星恒电源有限公司 电池均衡电路
KR100831160B1 (ko) * 2005-04-15 2008-05-20 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 밸런싱을 위한 스위칭 회로
US8058844B2 (en) * 2006-05-31 2011-11-15 Aeroflex Plainview, Inc. Low-power battery system
US7786701B2 (en) * 2006-05-31 2010-08-31 Aeroflex Plainview, Inc. Compensation for parasitic resistance in battery monitoring
DE102006033171A1 (de) 2006-07-18 2008-01-24 Robert Bosch Gmbh Ladeschaltung für Batteriezellen
KR101124800B1 (ko) * 2007-02-09 2012-03-23 한국과학기술원 전하 균일 장치
US20100033128A1 (en) * 2007-10-09 2010-02-11 O2Micro, Inc. Circuit and method for cell balancing
KR101220339B1 (ko) * 2007-10-16 2013-01-09 한국과학기술원 직렬연결 배터리 스트링을 위한 자동 전하 균일 방법 및장치
DE102009000055A1 (de) * 2009-01-07 2010-07-08 Robert Bosch Gmbh Batteriezellen-Balancing
US8493028B2 (en) * 2009-04-03 2013-07-23 Marvell World Trade Ltd. Power management circuit for rechargeable battery stack
US8541980B2 (en) * 2009-05-22 2013-09-24 Intersil Americas LLC System and method for cell balancing and charging
US9397508B2 (en) * 2009-05-22 2016-07-19 Intersil Americas LLC System and method for cell balancing and charging using a serially coupled inductor and capacitor
ES2361477B1 (es) * 2009-06-08 2012-05-11 Bozidar Konjevic Generación de energ�?a eléctrica mediante resonancia en serie bidireccional.
CN102035010B (zh) 2009-09-29 2013-05-01 凹凸电子(武汉)有限公司 电池单元均衡电路及方法
US8339100B2 (en) * 2009-09-29 2012-12-25 O2Micro Inc Systems and methods for cell balancing
EP2312724A1 (en) 2009-10-19 2011-04-20 4ESys NV A system and method for balancing energy storage devices
US8525478B2 (en) 2010-01-06 2013-09-03 Marvell World Trade Ltd. Power management circuit of rechargeable battery stack
CN102823104B (zh) * 2010-02-05 2016-05-11 法国原子能源和替代能源委员会 用于电池的充电均衡系统
FR2956260B1 (fr) * 2010-02-05 2012-04-13 Commissariat Energie Atomique Systeme d'equilibrage de charge pour batteries
DE102010029427A1 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Energiespeicheranordnung
JP5070319B2 (ja) * 2010-07-16 2012-11-14 ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド 残存容量均一化装置及び方法、及び残存容量均一化装置セット
US8723482B2 (en) * 2010-11-04 2014-05-13 Elite Power Solutions Llc Battery unit balancing system
FR2969850B1 (fr) * 2010-12-22 2013-09-27 IFP Energies Nouvelles Convertisseur d'equilibrage des cellules d'une batterie electrique
EP2666228B1 (en) 2011-01-22 2022-08-31 Alpha Technologies Services, Inc. Charge equalization systems and methods
JP5744598B2 (ja) * 2011-03-31 2015-07-08 Evtd株式会社 バランス補正装置および蓄電システム
CN103094934A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 东莞钜威新能源有限公司 一种电池均衡电路
CN103094935B (zh) * 2011-10-28 2016-01-13 东莞钜威新能源有限公司 一种电池均衡电路及mos管开关电路
FR2986392B1 (fr) * 2012-01-31 2016-05-06 Renault Sa Systeme de communication dans une batterie electrique
JP5864320B2 (ja) * 2012-03-19 2016-02-17 Evtd株式会社 バランス補正装置および蓄電システム
US9438060B2 (en) 2012-12-26 2016-09-06 Colorado Energy Research Technologies, LLC Power recovery controller
US9428069B2 (en) 2012-12-26 2016-08-30 Colorado Energy Research Technologies, LLC Systems and methods for efficiently charging power recovery controller
CN104904091A (zh) * 2012-12-26 2015-09-09 科罗拉多能源研究技术有限公司 功率恢复控制器
US9325188B2 (en) 2012-12-26 2016-04-26 Colorado Energy Research Technologies, LLC Power recovery controller
KR101450717B1 (ko) * 2013-01-18 2014-10-16 포항공과대학교 산학협력단 엘씨 직렬공진을 이용한 배터리셀 밸런싱 회로
WO2014115200A1 (ja) * 2013-01-24 2014-07-31 三菱電機株式会社 蓄電池均等化装置
KR102205841B1 (ko) * 2014-04-28 2021-01-21 삼성전자주식회사 배터리의 상태를 추정하는 방법 및 장치
TW201543785A (zh) * 2014-05-14 2015-11-16 Fu-Zi Xu 阻尼充電裝置
CN105044609B (zh) * 2015-07-09 2017-11-14 重庆长安汽车股份有限公司 电池单体均衡功能效果的测试方法及系统
KR101917913B1 (ko) 2015-07-23 2018-11-12 주식회사 엘지화학 배터리 스택 밸런싱 장치
KR102124186B1 (ko) * 2015-10-01 2020-06-17 주식회사 엘지화학 배터리 스택 밸런싱 장치
DE102015117744A1 (de) * 2015-10-19 2017-04-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriesystem
JP6648310B2 (ja) * 2016-12-28 2020-02-14 本田技研工業株式会社 電気回路、及び診断方法
WO2018134827A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 B.G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University System for balancing a series of cells
WO2018232183A1 (en) * 2017-06-14 2018-12-20 Hadal, Inc. Systems and methods for reducing parasitic power losses by an energy source
WO2020007474A1 (en) * 2018-07-05 2020-01-09 Volvo Truck Corporation A method of controlling a battery system in a vehicle
CN111786036A (zh) * 2019-04-04 2020-10-16 纳恩博(北京)科技有限公司 电池系统与交通工具
CN110048494B (zh) * 2019-05-30 2023-05-12 广东工业大学 一种电池单体电压主动均衡系统
CN110247447A (zh) * 2019-05-31 2019-09-17 北京交通大学 梯次利用电池组的同步均衡电流控制方法
JP7344435B2 (ja) * 2019-06-03 2023-09-14 マツダ株式会社 車両駆動装置
US11545841B2 (en) * 2019-11-18 2023-01-03 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for autonomous balancing and communication in a battery system
CN112838624B (zh) * 2019-11-22 2024-02-06 圣邦微电子(北京)股份有限公司 一种电源电路
WO2021257592A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23 Magnetic Energy Charging, Inc. Battery charger and method for charging a battery
US12483043B2 (en) * 2021-01-13 2025-11-25 Renesas Electronics America Inc. Bi-directional active battery cell balancer and method for bi-directional cell balancing
DE102022200634A1 (de) * 2022-01-20 2023-07-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Spannungsbelastungen von Halbleiterbauelementen eines Wechselrichters
CN115085314B (zh) * 2022-06-24 2023-07-18 上海南麟电子股份有限公司 电池异步升压充电控制电路、芯片、系统及方法
US12308674B1 (en) * 2024-01-19 2025-05-20 Moment Energy Inc. Active energy balancing for energy storage systems

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4079303A (en) * 1976-07-28 1978-03-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Charging system and method for multicell storage batteries
US4502001A (en) * 1983-07-19 1985-02-26 Energy Development Associates, Inc. Current balancing for battery strings
JPH088116B2 (ja) * 1988-07-01 1996-01-29 トヨタ自動車株式会社 金属・ハロゲン電池の均等化のための完全放電方法およびこれに用いられる金属・ハロゲン電池
US4949028A (en) * 1988-10-18 1990-08-14 Sure Power, Inc. Multiple voltage battery charge balancing and load protecting device
US5003244A (en) * 1989-05-09 1991-03-26 Digital Equipment Corporation Battery charger for charging a plurality of batteries
US4967136A (en) * 1989-09-25 1990-10-30 Prestolite Electric Incorporated Battery equalization circuit for a dual voltage charging system
US5479083A (en) * 1993-06-21 1995-12-26 Ast Research, Inc. Non-dissipative battery charger equalizer
DE4422409C2 (de) * 1994-06-29 1996-07-11 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum Ladungsaustausch zwischen einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Energiespeichern oder -wandlern
US5594320A (en) * 1994-09-09 1997-01-14 Rayovac Corporation Charge equalization of series connected cells or batteries
US5528122A (en) * 1994-11-29 1996-06-18 Ventron Corporation Battery voltage equalizer circuit
US5710504A (en) * 1996-05-20 1998-01-20 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Switched capacitor system for automatic battery equalization
US5742150A (en) * 1996-09-16 1998-04-21 Khuwatsamrit; Thakoengdet Power supply and method of protecting batteries therein

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI405384B (zh) * 2010-10-08 2013-08-11 Ship & Ocean Ind R & D Ct 電池組主動式電位等化充電方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1056182A3 (en) 2001-05-09
CN1255917C (zh) 2006-05-10
EP1056182A2 (en) 2000-11-29
CA2309419A1 (en) 2000-11-27
EP1056182B1 (en) 2017-11-29
BR0001656A (pt) 2001-03-13
MXPA00005259A (es) 2003-04-22
JP2001008374A (ja) 2001-01-12
CA2309419C (en) 2007-05-22
US6140800A (en) 2000-10-31
JP4136274B2 (ja) 2008-08-20
AR029352A1 (es) 2003-06-25
KR100690039B1 (ko) 2007-03-08
KR20010014604A (ko) 2001-02-26
CN1275829A (zh) 2000-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW461128B (en) Autonomous battery equalization circuit
CN101138144B (zh) 无接触供电设备的二次侧受电电路
TW382159B (en) Power source circuit
CN104702097B (zh) 电源装置和通过电源装置产生电源的方法
JP5575731B2 (ja) 電源装置および電源装置の制御方法
US6791297B2 (en) Battery charger
TW201131926A (en) Non-contact power feed device
JP2010226890A (ja) 非接触電力伝送装置
CN103683890A (zh) 一种反激式快速启动驱动电路及驱动方法
WO2016179515A1 (en) Transformerless ac line isolator
US20220069570A1 (en) Advanced protection circuit for q factor sensing pad
JP4030550B2 (ja) 電源装置
Jwo et al. Design and implementation of a charge equalization using positive/negative pulse charger
TW384564B (en) Switching power supply apparatus
TW564590B (en) Reverse polarity sensing energy generation circuit of pulse power source
JP3407137B2 (ja) Dc−dcコンバータ及び電圧イコライザ
CN107834872A (zh) 适用于宽电流变化范围的取能装置
TWI288581B (en) Ballast device of discharge lamp
JP2010273528A (ja) 圧電式電源変換器
CN105978100A (zh) 一种电池双向均衡电路、系统以及均衡方法
JP2020120552A (ja) 車両の充電システム
RU2564679C1 (ru) Преобразователь напряжения резонансного типа
CN213637165U (zh) 充电电路及装置
CN206559617U (zh) 提升音响音质的辅助装置
SU1665478A1 (ru) Преобразователь посто нного напр жени

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees