WO2016158031A1 - 電圧バランス補正回路 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様は、直列に接続された複数の蓄電セルの各蓄電セルに一対一で対応する複数の電圧補正回路と、前記複数の蓄電セルの各蓄電セルの電圧に基づいて前記複数の電圧補正回路を制御する制御回路と、を備え、前記複数の電圧補正回路の各電圧補正回路は、対応する蓄電セルに並列に接続される第1コイルと、その蓄電セルに対する前記第1コイルの接続を前記制御回路の制御によってON/OFFするスイッチと、前記第1コイルと磁気的に結合する第2コイルと、を含み、前記複数の電圧補正回路は、各電圧補正回路の前記第2コイルが並列に接続されている、電圧バランス補正回路である。
本発明の第2の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記制御回路は、前記複数の電圧補正回路のうち、前記複数の蓄電セルの最も電圧が高い蓄電セルに対応する電圧補正回路のスイッチのON/OFFを繰り返し、その間、他の蓄電セルに対応する電圧補正回路のスイッチを整流状態で維持する、電圧バランス補正回路である。
本発明の第2の態様によれば、複数の蓄電セルの最も電圧が高い蓄電セルが放電して電圧が低下し、他の蓄電セルが充電されて電圧が上昇するので、短時間で効率的に複数の蓄電セルの電圧差を小さくすることができる。それによって短時間で効率的に複数の蓄電セルの各蓄電セルの電圧を均等にすることができる。
本発明の第3の態様は、前述した本発明の第2の態様において、前記制御回路は、前記電圧補正回路のスイッチを整流状態で維持する蓄電セルを各蓄電セルの電圧に応じて選択する、電圧バランス補正回路である。
本発明の第3の態様によれば、複数の蓄電セルの各蓄電セルの電圧を均等にする上で、蓄電セルの無駄な充放電を低減することができるので、さらに短時間で効率的に複数の蓄電セルの各蓄電セルの電圧を均等にすることができる。
本発明の第4の態様は、前述した本発明の第1~第3の態様のいずれかにおいて、前記複数の電圧補正回路の各電圧補正回路は、対応する蓄電セルの電力で動作して前記スイッチをON/OFFするスイッチ駆動回路を含む、電圧バランス補正回路である。
本発明の第4の態様によれば、対応する蓄電セルの電力で動作してスイッチをON/OFFするスイッチ駆動回路が各電圧補正回路に設けられているため、スイッチをON/OFFさせるために外部電源装置等を設ける必要がないので、電圧バランス補正回路の小型化及び省電力化が可能になる。
本発明の第5の態様は、前述した本発明の第1~第4の態様のいずれかにおいて、前記電圧補正回路は、前記第1コイルが一次巻線、前記第2コイルが二次巻線として構成されるフォワード方式の絶縁型コンバータ回路である、電圧バランス補正回路である。
本発明の第5の態様によれば、第1コイル(一次巻線)と第2コイル(二次巻線)の電流が流れるタイミングが同じであるため、制御回路による各スイッチのON/OFF制御タイミングの設定が容易になるので、より高精度に複数の蓄電セルの各蓄電セルの電圧を均等にすることができる。
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
多直列の高電圧蓄電ユニットは、制御回路10、蓄電モジュール20、n個の電圧補正回路11~1nを備える。「複数の蓄電セル」としての蓄電モジュール20は、直列に接続されたn個の蓄電セルB1~Bnを含む。蓄電セルB1~Bnは、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、キャパシタ等の充放電可能な二次電池乃至蓄電素子である。
尚、例えば蓄電セルB1~Bnとしてニッケル水素二次電池を用いる場合には、さらに蓄電セルB1~Bnのそれぞれに温度センサ(図示せず)を設け、その温度センサの出力信号を制御回路10に入力して、蓄電セルB1~Bnのそれぞれの温度を制御回路10で検出する構成とするのが好ましい。
電圧補正回路11~1nは、図2に図示したように、例えばフォワード方式の絶縁型コンバータ回路を用いた構成とすることができる。以下、図2に図示した電圧補正回路11を参照しながら説明する。
電圧補正回路11~1nは、図4に図示したように、例えばフライバック方式の絶縁型コンバータ回路を用いた構成とすることができる。以下、図4に図示した電圧補正回路11を参照しながら説明する。
11~1n 電圧補正回路
20 蓄電モジュール
B1~Bn 蓄電セル
DR1~DRn ドライバ
L11~L1n 第1コイル
L21~L2n 第2コイル
M1~Mn コア
Q1~Qn 電界効果トランジスタ
Claims (5)
- 直列に接続された複数の蓄電セルの各蓄電セルに一対一で対応する複数の電圧補正回路と、
前記複数の蓄電セルの各蓄電セルの電圧に基づいて前記複数の電圧補正回路を制御する制御回路と、を備え、
前記複数の電圧補正回路の各電圧補正回路は、対応する蓄電セルに並列に接続される第1コイルと、その蓄電セルに対する前記第1コイルの接続を前記制御回路の制御によってON/OFFするスイッチと、前記第1コイルと磁気的に結合する第2コイルと、を含み、
前記複数の電圧補正回路は、各電圧補正回路の前記第2コイルが並列に接続されている、電圧バランス補正回路。 - 請求項1に記載の電圧バランス補正回路において、前記制御回路は、前記複数の電圧補正回路のうち、前記複数の蓄電セルの最も電圧が高い蓄電セルに対応する電圧補正回路のスイッチのON/OFFを繰り返し、その間、他の蓄電セルに対応する電圧補正回路のスイッチを整流状態で維持する、電圧バランス補正回路。
- 請求項2に記載の電圧バランス補正回路において、前記制御回路は、前記電圧補正回路のスイッチを整流状態で維持する蓄電セルを各蓄電セルの電圧に応じて選択する、電圧バランス補正回路。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の電圧バランス補正回路において、前記複数の電圧補正回路の各電圧補正回路は、対応する蓄電セルの電力で動作して前記スイッチをON/OFFするスイッチ駆動回路を含む、電圧バランス補正回路。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の電圧バランス補正回路において、前記電圧補正回路は、前記第1コイルが一次巻線、前記第2コイルが二次巻線として構成されるフォワード方式又はフライバック方式の絶縁型コンバータ回路である、電圧バランス補正回路。
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