WO2024038619A1 - バッテリ電流制御回路 - Google Patents

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WO2024038619A1
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Definitions

  • the present invention relates to a battery current control circuit for controlling charging and discharging of a battery.
  • Secondary batteries have a difficult problem in that their performance deteriorates under low temperature conditions. For example, this problem is typically caused when LFP batteries are charged at subzero temperatures.
  • An AC (alternating current) heating method that utilizes the battery's internal resistance loss has been proposed to solve this problem. This AC heating method can heat up the battery quickly.
  • Patent Document 1 proposes an AC refresh method that improves the electrode condition of a battery by supplying an alternating current to the battery.
  • the internal resistance of a battery has a very low resistance value. Therefore, the AC heating method requires supplying high rate alternating current to the battery to heat the battery. Similarly, AC refresh methods require high rate alternating current to be supplied to the battery to improve battery electrode condition.
  • batteries for electric vehicles for example, have high voltages.
  • the battery current control circuit that supplies high-rate alternating current to the battery becomes large in size in order to handle large amounts of power.
  • this battery current control circuit needs to temporarily store electric energy discharged from the battery, the increase in circuit size becomes even more serious.
  • One objective of the present invention is to improve the thermal and/or electrochemical performance of a battery by controlling the current supplied to the battery. Another object of the invention is to control the current supplied to the battery with a simple and inexpensive circuit structure. Another object of the present invention is to detect battery impedance with a simple and inexpensive circuit structure.
  • a closed circuit meaning a current loop, is formed by connecting the battery and the power storage device in parallel.
  • This closed circuit includes the secondary coil of the step-down transformer.
  • the oscillation drive circuit applies an alternating voltage or pulse voltage to the primary coil of the step-down transformer. This induces a low-voltage secondary alternating current voltage or secondary pulse voltage in the secondary coil. Since the battery and the storage device are connected in parallel through a secondary coil having a low resistance value, the voltage of the storage device is essentially equal to the battery voltage of the battery.
  • a battery current control circuit that handles AC power does not need to store electrical energy discharged from the battery during battery discharge periods.
  • a power storage device stores this discharged electrical energy on behalf of the battery current control circuit.
  • the battery current control circuit does not have to withstand high battery voltages.
  • the battery's high voltage is applied to the power storage device instead of the battery current control circuit. Therefore, the secondary coil only needs to supply the power consumed by the internal resistance of the battery.
  • a step-down transformer can provide a high rate of secondary current that increases depending on the step-down ratio. The size and losses of the oscillation drive circuit are reduced.
  • a smoothing capacitor is connected in parallel with the battery.
  • the secondary coil supplies alternating current to the internal resistance of the battery.
  • the secondary coil does not need to supply this alternating current to the smoothing capacitor.
  • the oscillation drive circuit and step-down transformer become compact.
  • the battery current control circuit has a compact size and high efficiency values. This battery current control circuit can supply AC power to the battery even if the battery supplies DC power to the load. For example, rapid heating of batteries is an example of thermal performance improvement. Dendrite reduction and replating of electrode surfaces are examples of electrochemical performance improvements.
  • a high rate, short time discharging operation and a low rate, long time charging operation are alternately repeated.
  • the integral value of the charging current and the integral value of the discharging current are essentially equal.
  • Short-term, high-rate discharges increase battery power loss compared to long-term, low-rate discharges.
  • the low rate discharge period is three times longer than the high rate discharge period and that the high rate discharge current is three times higher than the low rate discharge current.
  • High rate discharges generate three times more power consumption than low rate discharges.
  • the charging period can be extended. Extending the charging period reduces the charging current value. This improves the dendrite growth problem.
  • a smoothing capacitor connected in parallel between the input terminals or between the output terminals of the power switching circuit is employed as the electricity storage device.
  • the battery and power storage device pair consists of two groups of batteries connected in parallel. Each of the two battery groups has an intermediate potential point. The two intermediate potential points are connected through a secondary coil. This eliminates the need to add a new power storage device.
  • the battery has an intermediate potential point and the smoothing capacitor as the storage device also has an intermediate potential point. The two intermediate potential points are connected through a secondary coil. This eliminates the need to add a new power storage device.
  • the battery is heated by supplying the alternating current to the battery.
  • the supply of alternating current to the battery refreshes the electrodes of the battery.
  • the impedance of the battery is detected by supplying alternating current to the battery.
  • the step-down transformer has two primary coils. When a battery is charged, primary current is supplied to two primary coils connected in series. When the battery is discharged, primary current is supplied to either of the two primary coils. In other words, battery discharging employs a lower step-down ratio than battery charging. As a result, the secondary voltage will be higher on battery discharge than on battery charge. Thereby, battery heating and dendrite suppression can be performed.
  • the battery is charged from an external charger.
  • a primary pulsed voltage is periodically applied to the primary coil during a charging period when the external charger supplies a DC charging current to the battery.
  • This primary pulse voltage induces a secondary pulse voltage in the opposite direction to the DC charging current in the secondary coil.
  • AC current is supplied to the battery before and after fast charging the solid state battery. Thereby, deterioration of the all-solid-state battery can be suppressed.
  • FIG. 1 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the first embodiment.
  • a step-down transformer is connected between the battery and a smoothing capacitor as a charge storage device.
  • the smoothing capacitor absorbs the switching noise voltage of the three-phase inverter.
  • FIG. 2 is a wiring diagram showing an oscillation drive circuit connected to a step-down transformer.
  • the oscillation drive circuit consists of an H bridge.
  • FIG. 3A is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the second embodiment.
  • FIG. 3B is a timing chart showing the secondary voltage applied to the battery of the second embodiment.
  • FIG. 4 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the third embodiment.
  • the secondary coil of the step-down transformer connects the intermediate potential points of the battery and the smoothing capacitor.
  • FIG. 5 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the fourth embodiment.
  • the secondary coil of the step-down transformer connects the two mid-potential points of the battery.
  • FIG. 6 is a wiring diagram showing an AC equivalent circuit of the battery.
  • FIG. 7 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the sixth embodiment.
  • FIG. 9 is a block circuit diagram showing the impedance detection circuit of the seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the eighth embodiment.
  • FIG. 11 is a wiring diagram showing the battery current control circuit of the ninth embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of battery current control in the tenth embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of battery current control in the eleventh embodiment.
  • the battery 6 with internal impedance 60 consists of a lithium ion battery, such as an LFP battery.
  • the battery 6 applies battery voltage to the three-phase inverter 2 and the smoothing capacitor 3 through a high potential power line 61 and a low potential power line 62.
  • the three-phase inverter 2 applies a three-phase AC voltage to a three-phase motor (not shown).
  • the battery current control circuit includes a smoothing capacitor 3, a step-down transformer 5, a battery 6, and an oscillation drive circuit 8.
  • the oscillation drive circuit 8 applies an oscillation voltage of a predetermined frequency to the primary coil 52 of the step-down transformer 5.
  • the secondary coil 51 of the step-down transformer 5 is connected to the positive electrode of the battery 6 through a power line 61, and to the three-phase inverter 2 and the smoothing capacitor 3 through a high potential power line 63.
  • the battery 6 supplies the oscillation drive circuit 8 with DC power necessary for oscillation operation.
  • the primary coil 52 and secondary coil 51 of the step-down transformer 5 are wound around a soft magnetic core (not shown).
  • the primary coil 52 has a winding number 25 times that of the secondary coil 51.
  • Control circuit 7 controls the operation of three-phase inverter 2 and oscillation drive circuit 8.
  • this battery current control circuit When the supply of alternating current to the battery 2 is commanded, the control circuit 7 commands the oscillation drive circuit 8 to perform an oscillation operation, and the oscillation drive circuit 8 applies an oscillation voltage to the primary coil 52. As a result, an exciting current flows through the primary coil 52 and a secondary voltage is induced into the secondary coil 51 of the step-down transformer 5.
  • the oscillation drive circuit 8 consisting of an H-bridge has switches 81-84 each consisting of a power MOSFET.
  • the first leg of this H-bridge consists of switches 81 and 82 connected in series.
  • the second leg of the H-bridge consists of switches 83 and 84 connected in series.
  • the primary coil 52 connects the AC terminals of the two legs.
  • the AC heating method implemented by this battery current control circuit will be described.
  • the control circuit 7 determines that the temperature of the battery 6 is less than a predetermined value, the control circuit 7 performs a battery heating operation by driving the oscillation drive circuit 8.
  • the operation of oscillation drive circuit 8 will be explained.
  • the switches 81 and 84 are turned on.
  • switches 82 and 83 are turned on during the negative half-wave period of this AC voltage.
  • the secondary coil 51 circulates a high-rate secondary alternating current in a closed circuit (current loop) surrounding the battery 6 and the smoothing capacitor 3 . Since the internal resistance of the smoothing capacitor 3 is relatively small, the secondary AC voltage is mainly applied to the internal impedance 60 of the battery 6.
  • the resistive component of internal impedance 60 has a resistance of 0.1 ohm in a cold climate, and that secondary coil 51 generates a secondary voltage with an effective voltage value of 5V.
  • an alternating current with an effective value of 50 A flows through the current loop, the resistance component of the internal impedance 60 generates a power loss of 250 W, and the battery 6 is rapidly heated.
  • the advantages of this AC heating method are explained.
  • the first advantage is that the size and manufacturing cost of the battery current control circuit can be reduced.
  • the second advantage is that the electric energy released from the battery 6 when the battery 6 is discharged is stored in the smoothing capacitor 3, so that the oscillation drive circuit 8 can be made compact.
  • the primary voltage applied from the oscillation drive circuit 8 to the primary coil 52 has a special waveform.
  • This primary voltage alternates between positive half-wave periods for discharging the battery 6 and negative half-wave periods for charging the battery 6.
  • the positive half-wave waveform of the primary voltage has high amplitude and short discharge duration.
  • the negative half-wave waveform of the primary voltage has a low amplitude and a long charging period.
  • the secondary voltage induced in the secondary coil 51 has a positive half-wave waveform with a high amplitude and a short discharge period, and a negative half-wave waveform with a low amplitude and a long charging period.
  • the secondary voltage of the secondary coil 51 alternately forms discharging periods and charging periods.
  • the battery 6 is discharged during the discharging period and charged during the charging period.
  • a high rate discharge current flows for a short period of time.
  • a low rate charging current flows for a long period of time.
  • the integral value of the discharging current during the discharging period is almost equal to the integral value of the charging current during the charging period.
  • the battery 6 alternates between high-rate, short-term discharging and low-rate, long-term charging. Thereby, the power loss of the internal impedance 60 can be increased. Furthermore, dendrite growth on the negative electrode can be suppressed.
  • the dendrites on the negative electrode are eluted into the electrolyte by the discharge operation.
  • the current rate of discharge current is closely related to the dendrite elution phenomenon. Dendrite elution increases at high rate, short duration discharges than at low rate, long duration discharges. Therefore, according to the battery charging/discharging operation of this embodiment in which short-time high-rate discharge and long-time low-rate charge are repeated, dendrites on the negative electrode of the battery can be reduced.
  • a battery current control circuit suitable for the second embodiment will be described with reference to FIG. 3A.
  • This battery current control circuit which includes a step-down transformer 5 and an oscillation drive circuit 8, alternately performs high-rate, short-term discharging operations and low-rate, long-term charging operations.
  • Step-down transformer 5 has two primary coils 52a and 52b connected in series. Primary coils 52a and 52b have the same winding direction.
  • the secondary coil 51 applies a secondary voltage V2 to the internal impedance 60 of the battery 6.
  • the DC voltage of the battery 6 and the DC voltage of the smoothing capacitor 3 connected to the secondary coil 51 are ignored, and the impedance of the smoothing capacitor 3 is also ignored. Therefore, the internal impedance 60 and the secondary coil 51 form a closed circuit (current loop).
  • the oscillation drive circuit 8 consists of four switches 81-84 and two diodes 85 and 86.
  • Switches 81-84 each consist of a MOSFET.
  • the primary coil 52a is connected to the positive electrode of the battery 6 through a switch 81, and to the negative electrode of the battery 6 through a diode 85.
  • the primary coil 52b is connected to the negative electrode of the battery 6 through a switch 82, and further connected to the positive electrode of the battery 6 through a switch 83.
  • a connection point between the primary coil 52a and the primary coil 52b is connected to the negative electrode of the battery 6 through a switch 84 and to the positive electrode of the battery 6 through a diode 85.
  • the primary coil of the step-down transformer 5 has different numbers of turns during the charging period and the discharging period.
  • the number of turns of the primary coil becomes the sum of the number of turns of the primary coils 52a and 52b during the charging period, and becomes the number of turns of the primary coil 52b during the discharging period.
  • the step-down transformer 5 has a higher step-down ratio during the charging period than during the discharging period. Therefore, the voltage of the secondary coil 51 becomes lower during the charging period than during the discharging period. Therefore, the secondary current flowing through the internal impedance 60 becomes low during the charging period of the battery 6 and becomes high during the discharging period of the battery 6.
  • the on periods of switches 81 and 82 are longer than the on periods of switches 83 and 84. Thereby, the battery current control circuit can alternately supply the battery 6 with a high-rate, short-term discharging current and a low-rate, long-term charging current.
  • FIG. 3B An example of the waveform of the secondary voltage V2 induced in the secondary coil 51 is shown in FIG. 3B.
  • the secondary voltage V2 during the discharging period Td discharges the battery 6, and the secondary voltage V2 during the charging period Tc charges the battery 6. This makes it possible to suppress dendrites and heat the battery.
  • the battery 6 and the smoothing capacitor 3 each consist of two parts connected in series.
  • the battery 6 consists of two battery blocks 64 and 65 connected in series.
  • Smoothing capacitor 3 consists of two capacitors 31 and 32 connected in series.
  • Battery block 64 has internal impedance 604 and battery block 65 has internal impedance 605.
  • the connection point between the two battery blocks 64 and 65 connected in series is called an intermediate potential point.
  • the connection point between two series-connected capacitors 31 and 32 is called an intermediate potential point.
  • the operation of this battery current control circuit is essentially the same as the battery current control circuit of FIG.
  • the secondary coil 51 circulates alternating current through two closed circuits (current loops).
  • the first current loop consists of the battery block 64, the smoothing capacitor 31, and the secondary coil 51.
  • the second current loop consists of battery block 65, smoothing capacitor 32, and secondary coil 51.
  • intermediate potential point 68 has a higher potential than intermediate potential point 69
  • battery block 64 and smoothing capacitor 32 are discharged, and battery block 65 and smoothing capacitor 31 are charged.
  • intermediate potential point 69 has a higher potential than intermediate potential point 68
  • battery block 64 and smoothing capacitor 32 are charged, and battery block 65 and smoothing capacitor 31 are discharged.
  • internal impedances 604 and 605 generate resistive losses.
  • the alternating current generated by the secondary coil 51 essentially does not flow through the three-phase inverter 3.
  • the switching noise voltage generated by the three-phase inverter 2 is essentially not applied to the secondary coil 51.
  • the battery 6 consists of two battery groups connected in parallel.
  • the first battery group consists of two battery blocks 64 and 65 connected in series.
  • the second battery group consists of two battery blocks 66 and 67 connected in series.
  • the first battery group has an intermediate potential point 68 and the second battery group has an intermediate potential point 69.
  • Two intermediate potential points 68 and 69 having approximately equal DC potentials are connected through the secondary coil 51.
  • Battery block 64 has internal impedance 604 and battery block 65 has internal impedance 605.
  • Battery block 66 has internal impedance 606 and battery block 67 has internal impedance 607.
  • the oscillation drive circuit 8 supplies AC power to the primary coil 52 of the step-down transformer 5.
  • the secondary voltage induced in the secondary coil 51 causes a first alternating current to circulate in a current loop (closed circuit) consisting of batteries 64 and 66, and a second alternating current to circulate in a current loop (closed circuit) consisting of batteries 65 and 67. circulates alternating current.
  • the positive half-wave period of the secondary voltage will be explained.
  • the intermediate potential point 68 has a higher potential than the intermediate potential point 69.
  • a first alternating current flows sequentially through the first closed circuit.
  • battery block 64 is discharged and battery block 66 is charged.
  • Internal impedances 604 and 606 of battery blocks 64 and 66, respectively, generate resistive losses.
  • a second alternating current flows sequentially through the second closed circuit.
  • battery block 65 is charged and battery block 67 is discharged.
  • Internal impedances 605 and 607 of battery blocks 65 and 67 generate resistive losses.
  • the negative half-wave period of the secondary voltage will be explained.
  • the intermediate potential point 69 has a higher potential than the intermediate potential point 68.
  • a first alternating current flows through the first closed circuit.
  • battery block 66 is discharged and battery block 64 is charged.
  • Internal impedances 604 and 606 of battery blocks 64 and 66 create resistive losses.
  • a second alternating current flows through the second closed circuit.
  • battery block 67 is charged and battery block 65 is discharged.
  • Each internal impedance 605 and 607 of battery blocks 65 and 67 generates resistive losses. For example, when the resistance component of the four internal impedances 604-607 is 0.1 ohm and the first alternating current and the second alternating current are each 30 A, the battery 6 generates a resistance loss of 360 W.
  • First electrical energy is shuttled between battery blocks 64 and 66, and second electrical energy is shuttled between battery blocks 65 and 67.
  • the oscillation drive circuit 8 supplies only the resistance loss power of the battery blocks 64-67. Therefore, the step-down transformer 5 and the oscillation drive circuit 8 are made smaller.
  • each of the four internal impedances 604-607 consists of a capacitor 602, a series resistor 601 connected in series with the capacitor 602, and a parallel resistor 603 connected in parallel with the capacitor 602.
  • a potential difference occurs between the two intermediate potential points 68 and 69.
  • this potential difference is small and can be ignored.
  • the battery 6 consists of two battery sets 6A and 6B connected in parallel to each other. Each of battery sets 6A and 6B has the same structure as battery 6 shown in FIG. In other words, the two battery sets 6A and 6B each consist of four battery blocks 64-67.
  • Battery set 6A has two intermediate potential points 68A and 69A
  • battery set 6B has two intermediate potential points 68B and 69B.
  • Step-down transformer 5 has four secondary coils 511-514, each magnetically coupled to primary coil 52.
  • Secondary coil 511 connects two intermediate potential points 68A and 69A.
  • Secondary coil 512 connects two intermediate potential points 69A and 68B.
  • Secondary coil 513 connects two intermediate potential points 68B and 69B.
  • Secondary coil 514 connects two intermediate potential points 69B and 68A.
  • a secondary alternating current voltage is induced in each of the four secondary coils 511-514 separately.
  • a secondary AC voltage of the secondary coil 511 is applied between intermediate potential points 68A and 69A.
  • a secondary AC voltage of secondary coil 512 is applied between intermediate potential points 69A and 68B.
  • a secondary AC voltage of secondary coil 513 is applied between intermediate potential points 68B and 69B.
  • a secondary AC voltage of secondary coil 514 is applied between intermediate potential points 69B and 68A.
  • the circuit of this example performs essentially the same charging and discharging operations as the circuit shown in FIG. However, circuit reliability is improved.
  • FIG. 1 has essentially the same circuit structure as the circuit shown in FIG. However, the step-down transformer 5 has four secondary coils 511-514 that are magnetically coupled to a common primary coil 52.
  • the battery 6 consists of four battery sets 6A, 6B, 6C, and 6D connected in parallel with each other.
  • Each of battery sets 6A-6D has the same structure as battery 6 shown in FIG. In other words, each of the four battery sets 6A-6D consists of four battery blocks 64-67.
  • Battery set 6A has two intermediate potential points 68A and 69A to which secondary coil 511 is connected, and battery set 6B has two intermediate potential points 68B and 69B to which secondary coil 512 is connected.
  • Battery set 6C has two intermediate potential points 68C and 69C to which secondary coil 513 is connected, and battery set 6D has two intermediate potential points 68D and 69D to which secondary coil 514 is connected.
  • the internal impedance of battery sets 6A-6D can be increased. This is because the number of parallel cells in battery sets 6A-6D is reduced. As a result, the resistance loss of each battery block can be increased.
  • the intermediate potential points of each battery set 6A-6D are electrically isolated from each other. Therefore, the intermediate potential points of each battery set 6A-6D can have different DC potentials.
  • the four secondary coils 511-514 each belong to a different step-down transformer. Thereby, the alternating current supplied to each battery set 6A-6D can be controlled separately.
  • Seventh Embodiment A seventh embodiment will be described with reference to FIG. This circuit is essentially the same as the circuit shown in FIG. 5, except for the control circuit 7.
  • the control circuit 7 of this embodiment detects the internal impedance of the battery 6 based on the alternating current flowing through the primary coil 52.
  • the low resistance element 11 for current detection detects the primary current flowing through the primary coil 52 of the step-down transformer 5.
  • the voltage drop VS of the low resistance element 11 and the voltage drop V1 of the primary coil 52 are transmitted to the control circuit 7.
  • Battery 6 consists of battery blocks 64-67.
  • Battery block 64 has impedance 604 and battery block 65 has impedance 605.
  • Battery block 66 has impedance 606 and battery block 67 has impedance 607.
  • the impedance of the battery 6 consists of four impedances 604-607.
  • the operational amplifier 70 amplifies the voltage VS across the low resistance element 11, and the bandpass filter 71 removes noise from the signal voltage VS.
  • the rectifier 72 rectifies the signal voltage VS, and the A/D converter 73 converts the rectified signal voltage VS into a digital current signal.
  • the digital signal processing circuit 74 calculates the impedance value of the battery 6 from this digital current signal.
  • the digital signal processing circuit 74 further calculates the state of the battery 6 based on this impedance value.
  • the internal impedance of a battery has a series resistance component connected in series with a capacitor related to polarization, and a parallel resistance component connected in parallel with this capacitor.
  • the series resistance component which mainly consists of electrolyte resistance, increases at low temperatures and further increases at high SOC conditions.
  • the parallel resistance component increases as the battery deteriorates. In the high frequency band, the influence of the parallel resistance component on the detected impedance value is relatively reduced.
  • this circuit serves for heating the battery 6 and for detecting the impedance of the battery 6.
  • the step-down transformer 5 has the function of amplifying the signal voltage and further has the function of insulating the signal voltage from the battery voltage. It is also possible to change the oscillation frequency and amplitude of the oscillation drive circuit 8.
  • the circuit shown in FIG. 10 performs both the heating operation of the battery 6 and the electrode refreshing operation described below.
  • This circuit includes a first step-down transformer 5X that connects two intermediate potential points of the battery 6, and a second step-down transformer 5Y that connects the battery 6 and the smoothing capacitor 3.
  • Step-down transformer 5X has the same circuit structure as the circuit shown in FIG.
  • Step-down transformer 5Y has the same circuit structure as the circuit shown in FIG.
  • both step-down transformers 5X and 5Y are used.
  • an electrode refresh operation is performed, only the step-down transformer 5Y is used. This electrode refresh operation can also be performed while the battery 6 is being charged.
  • Charging device 500 charges battery 6 of electric vehicle 400.
  • Charging device 500 includes an external charger 501 and a battery current control circuit.
  • the battery current control circuit includes a step-down transformer 5, an oscillation drive circuit 8, and a control circuit 7.
  • a high voltage terminal of external charger 501 is connected to the positive electrode of battery 6 through secondary coil 51 of step-down transformer 5 .
  • a low voltage terminal of external charger 501 is connected to the negative electrode of battery 6.
  • External charger 501 is connected in parallel with smoothing capacitor 3.
  • External charger 501 supplies power to oscillation drive circuit 8 .
  • the oscillation drive circuit 8 consisting of an H-bridge has an upper arm switch 81, a lower arm switch 82, a lower arm diode 88, and an upper arm diode 89.
  • the oscillation drive circuit 8 applies a primary pulse voltage for battery discharge to the primary coil 52 of the step-down transformer 5 .
  • External charger 501 rectifies three-phase grid power to form a DC charging voltage for application to battery 6 .
  • the external charger 501 supplies the DC charging current Idc to the battery 6.
  • switches 81 and 82 are turned on, external charger 501 applies DC power supply voltage to primary coil 52 .
  • a secondary pulse voltage is induced in the secondary coil 51.
  • the secondary pulse voltage forms a pulse current I2 that circulates in a closed circuit including the battery 6 and the smoothing capacitor 3. This pulse current I2 flows in the direction of decreasing the DC charging current Idc.
  • the oscillation drive circuit 8 does not need to supply power to the secondary coil 51 for charging the battery 6. Therefore, the secondary pulse voltage induced in the secondary coil 51 forms a pulse current I2 flowing in the opposite direction to the DC charging current Idc.
  • FIG. 12 shows a flowchart for performing a battery heating operation, an impedance detection operation, and an electrode refreshing operation by supplying alternating current to the battery 6. These three operations have a common feature in that they are performed by alternating current supplied from the oscillation drive circuit 8 to the battery 6 through the step-down transformer 5.
  • this operation is referred to as an electrode refresh operation.
  • the temperature of the battery 6 is detected (S100), and if battery heating is necessary, AC power is supplied from the oscillation drive circuit 8 to the battery 6 through the step-down transformer 5, and a battery heating operation is performed (S102). ).
  • the internal impedance of the battery 6 is detected (S108). The impedance of the battery 6 is detected based on the current and voltage of the primary coil 52.
  • the internal state of the battery 6 is determined based on the detected impedance (S110). It is known that the impedance value of the battery 6 changes depending on parameters related to the internal state of the battery 6. This means that the internal state of the battery can be determined based on the detected value of impedance. For example, when the series resistance component of the battery impedance is high, it can be determined that the battery 6 is in a cold state. Thereby, the battery heating operation can be started. Similarly, when the parallel resistance component of the battery impedance is high, it can be determined that the width of the inactive layer on the electrode is thick. Thereby, the electrode refresh operation can be started.
  • Electrode refresh operations are further described.
  • One effect of the electrode refresh operation is that a smooth electrode surface can be formed. For example, dendrite growth is promoted by high rate charging of cold batteries. By supplying alternating current to the battery 6, dendrites can be reduced.
  • the oscillation drive circuit 8 supplies the step-down transformer 5 with an oscillation voltage capable of destroying the high resistance layer. It is preferable to lower the oscillation frequency in this high resistance layer breakdown.
  • FIG. 13 shows that alternating current is supplied before and after the period in which the solid-state battery is rapidly charged.
  • this all-solid-state battery has an oxide or sulfide solid electrolyte, a negative electrode made of lithium metal, and a positive electrode containing lithium.
  • All-solid-state batteries of this type are known. All-solid-state batteries have the important advantage of being suitable for rapid charging. Fast charging using high rate charging current causes battery temperature to rise rapidly. Solid electrolytes can operate at higher temperatures than liquid electrolytes.
  • solid-state batteries Another advantage of solid-state batteries is that short-circuit accidents caused by dendrites can be avoided. Batteries with liquid electrolytes have organic separators capable of ion migration, but these separators are susceptible to destruction by dendrites. Dendrite growth becomes severe at high rate charging. This problem is solved by using a solid electrolyte instead of a separator. Therefore, all-solid-state batteries can employ metal negative electrodes, such as lithium negative electrodes.
  • This thermal stress adversely affects the negative electrode.
  • the first effect of this thermal stress is that the solid electrolyte peels off from the negative electrode surface, forming fine gaps between them. Furthermore, dendrites formed on the surface of the negative electrode push up the adjacent solid electrolyte. Therefore, the gap formation is further enlarged by the dendrites. Similarly, the rough negative electrode surface formed by charging and discharging promotes this gap formation. As a result, high-rate rapid charging deteriorates the interfacial contact between the solid electrolyte and the negative electrode. A second effect of this thermal stress is the generation of cracks in the negative electrode.
  • the thermal stress associated with rapid charging irreversibly increases the internal electrical resistance of solid-state batteries.
  • extremely high rate fast charging such as 5C charging or 10C charging, rapidly increases the internal temperature of a solid-state battery.
  • large thermal stresses generated at the interface between the electrodes and the solid electrolyte increase the internal resistance of the battery.
  • alternating current is supplied to the solid-state battery immediately before fast charging.
  • This operation can be called preheating.
  • the temperature increase rate of the all-solid-state battery is limited within a range that allows thermal stress. For this reason, preheating is performed slowly. For example, preheating may last for 5 minutes or more.
  • Solid-state batteries in electric vehicles can be preheated using their own electrical energy before being connected to a fast charger.
  • the alternating current value supplied to the battery during the preheating period is lower than the direct current charging current value during the rapid charging period. Thereby, the temperature increase rate of the battery is maintained lower during the preheating period than during the rapid charging period.
  • the temperature of the all-solid-state battery is high during quick charging, which lowers the internal electrical resistance of the all-solid-state battery and reduces its ohmic losses.
  • the higher temperature of the solid-state battery during fast charging improves the mechanical contact between the electrodes and the solid electrolyte. As a result, the internal electrical resistance of the all-solid-state battery is reduced and its ohmic losses are further reduced. As a result, thermal stress during rapid charging is suppressed, and interfacial peeling and cracks near the interface are prevented.
  • alternating current is supplied to the solid-state battery immediately after high-rate rapid charging ends.
  • This operation of providing alternating current to a solid-state battery can be referred to as AC treatment.
  • This AC treatment is preferably performed at a lower frequency than the preheating operation.
  • the negative electrode can have a smooth surface by repeating charging and discharging.
  • preheating and AC treatment are performed using a common step-down transformer 5 and oscillation drive circuit 8.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the quick charging operation of this embodiment.
  • preheating is performed by supplying alternating current to the all-solid-state battery (S200).
  • S200 the all-solid-state battery
  • the temperature of the all-solid-state battery increases at a predetermined rate of increase.
  • S202 it is determined whether the temperature of the all-solid-state battery has reached a predetermined target value (S202), and if the temperature has reached a predetermined target value, rapid charging of the all-solid-state battery is started (S204).
  • this quick charging should be terminated based on parameters such as the SOC value and terminal voltage value of the all-solid-state battery (S206), and if it is determined that the rapid charging should be terminated, the alternating current is is supplied (S208).
  • This AC treatment smoothes the electrode surface of the all-solid-state battery and improves the contact between the electrode and the solid electrolyte.
  • this AC treatment is determined whether or not this AC treatment should be terminated based on, for example, the internal resistance of the all-solid-state battery (S210), and if it should be terminated, the routine is terminated.

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Abstract

バッテリは降圧トランスの二次コイルを通じて蓄電デバイスに接続される。二次コイルに誘導された二次交流電圧又は二次パルス電圧により、電力エネルギーがバッテリと蓄電デバイス間を往復する。バッテリの内部抵抗は、二次コイル、バッテリ、蓄電デバイスからなる閉回路を循環する二次電流により、抵抗損失を発生する。二次コイルは、バッテリ及び蓄電デバイスの各中間電位点を接続する。発振駆動回路は交流電圧を降圧トランスの一次コイルに印加する。蓄電デバイスは、バッテリ充電用の外部充電器に含まれる平滑キャパシタからなる。

Description

バッテリ電流制御回路
本発明は、バッテリの充放電を制御するためのバッテリ電流制御回路に関する。
二次電池は、バッテリの性能が低温条件下において低下するという難しい問題をもつ。たとえば、この問題は、LFP電池が氷点下で充電される時に典型的に引き起こされる。バッテリの内部抵抗損失を利用するAC（交流）加熱法がその解決のために提案されている。このAC加熱法はバッテリを急速に加熱することができる。
特許文献１は、バッテリに交流電流を供給することによりバッテリの電極状態を改善するACリフレッシュ法を提案している。
さらに、バッテリに交流電流を供給することにより、バッテリのインピーダンスを検出することも知られている。
U.S.P．No．11,145,861
けれども、バッテリの内部抵抗は非常に低い抵抗値をもつ。このため、AC加熱法は、バッテリの加熱のためにハイレートの交流電流をバッテリに供給する必要がある。同様に、ACリフレッシュ法は、バッテリ電極状態の改善のために、ハイレートの交流電流をバッテリに供給する必要がある。
しかし、たとえば電気自動車用のバッテリは高い電圧をもつ。その結果、バッテリにハイレートの交流電流を供給するバッテリ電流制御回路は大電力を処理するために大型となる。特に、このバッテリ電流制御回路は、バッテリから放電された電力エネルギーを一時的に蓄積する必要があるため、回路サイズの増大はさらに深刻となってしまう。
本発明の一つの目的は、バッテリへ供給する電流を制御することにより、バッテリの熱的性能及び／又は電気化学的性能を改善することである。本発明のもう一つの目的は、簡素で安価な回路構造によりバッテリへ供給する電流を制御することである。本発明のもう一つの目的は、簡素で安価な回路構造によりバッテリのインピーダンスを検出することである。
本発明の一つの様相によれば、バッテリと蓄電デバイスとを並列接続することにより、電流ループを意味する閉回路が形成される。この閉回路は降圧トランスの二次コイルを含む。発振駆動回路は降圧トランスの一次コイルに交流電圧又はパルス電圧を印加する。これにより、二次コイルに低電圧の二次交流電圧又は二次パルス電圧が誘導される。バッテリと蓄電デバイスとは低抵抗値をもつ二次コイルを通じて並列接続されるため、蓄電デバイスの電圧はバッテリのバッテリ電圧と本質的に等しい。
交流電力を取り扱うバッテリ電流制御回路は、バッテリの放電期間にバッテリから放電された電力エネルギーを蓄積する必要がない。蓄電デバイスがバッテリ電流制御回路に代わって、この放電された電力エネルギーを貯蔵する。さらに、バッテリ電流制御回路はバッテリの高電圧に耐える必要がない。バッテリの高電圧は、バッテリ電流制御回路の代わりに蓄電デバイスに印加される。したがって、二次コイルは、バッテリの内部抵抗により消費される電力だけを供給すればよい。降圧トランスは、降圧比に応じて増加されるハイレートの二次電流を供給することができる。発振駆動回路のサイズと損失は低減される。
一般に、バッテリがEV用３相インバータのようなパワースイッチング回路に接続される時、平滑キャパシタがバッテリと並列に接続される。二次コイルはバッテリの内部抵抗に交流電流を供給する。しかし、二次コイルは、平滑キャパシタにこの交流電流を供給する必要はない。発振駆動回路及び降圧トランスはコンパクトとなる。結局、バッテリ電流制御回路はコンパクトなサイズと高い効率値とをもつ。このバッテリ電流制御回路は、たとえバッテリが負荷に直流電力を供給する場合でも、バッテリにAC電力を供給することができる。たとえば、バッテリの急速加熱は、熱的性能改良の一例である。デンドライト低減や電極表面の再フ゜レーティンク゛は電気化学的性能改善の一例である。
一つの好適な態様によれば、高レートで短時間の放電動作及び低レートで長時間の充電動作が交互に繰り返される。これにより、デンドライトの抑制及びバッテリの急速加熱が実現される。好適には、充電電流の積分値及び放電電流の積分値は本質的に等しい。短時間の高レート放電は、長時間の低レート放電と比べてバッテリの電力損失を増加させる。たとえば、低レートの放電期間は高レートの放電期間よりも３倍長く、かつ、高レートの放電電流は低レートの放電電流の３倍だけ高いことが仮定される。高レート放電は低レート放電と比べて３倍大きい電力消費を発生する。さらに、この放電期間の短縮により充電期間の延長が実現する。充電期間の延長は充電電流値を低減する。これにより、デンドライト成長問題が改善される。
もう一つの好適な態様によれば、蓄電デバイスとして、パワースイッチング回路の入力端子間又は出力端子間に並列接続される平滑キャパシタが採用される。これにより、新規な蓄電デバイスを追加する必要がなくなる。もう一つの好適態様によれば、バッテリと蓄電デバイスのペアは、並列接続された２つのバッテリグループからなる。２つのバッテリグループはそれぞれ中間電位点をもつ。２つの中間電位点は二次コイルを通じて接続される。これにより、新規な蓄電デバイスを追加しなくてもよい。もう一つの好適態様によれば、バッテリは中間電位点をもち、蓄電デバイスとしての平滑キャパシタも中間電位点をもつ。２つの中間電位点は二次コイルを通じて接続される。これにより、新規な蓄電デバイスを追加する必要がない。
もう一つの好適な態様によれば、バッテリへの交流電流の供給により、バッテリが加熱される。もう一つの好適な態様によれば、バッテリへの交流電流の供給により、バッテリの電極がリフレッシュされる。もう一つの好適態様によれば、バッテリへの交流電流の供給により、バッテリのインピーダンスが検出される。もう一つの好適な態様によれば、降圧トランスは、２つの一次コイルをもつ。バッテリが充電される時、一次電流は直列接続された２つの一次コイルに供給される。バッテリが放電される時、一次電流は２つの一次コイルのどちらか一方に供給される。言い換えれば、バッテリ放電はバッテリ充電よりも低い降圧比を採用する。その結果、二次電圧は、バッテリ放電においてバッテリ充電よりも高くなる。これにより、バッテリ加熱とデンドライト抑制とを実行することができる。
もう一つの好適な態様によれば、バッテリは外部充電器から充電される。外部充電器がバッテリに直流充電電流を供給する充電期間において、一次パルス電圧が一次コイルに定期的に印加される。この一次パルス電圧は、直流充電電流と逆向きの二次パルス電圧を二次コイルに誘導する。その結果、一次パルス電圧が一次コイルに印加される期間に、バッテリへ供給される充電電流は低減されるか、あるいは、放電電流に変化する。もう一つの好適な態様によれば、全固体バッテリの急速充電の前後において、AC電流がバッテリに供給される。これにより、全固体バッテリの劣化を抑制することができる。
図１は、第１実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。降圧トランスがバッテリと電荷蓄積デバイスとしての平滑キャパシタとの間に接続されている。平滑キャパシタは３相インバータのスイッチングノイズ電圧を吸収する。 図２は、降圧トランスに接続された発振駆動回路を示す配線図である。発振駆動回路はHブリッジからなる。 図３Aは、第２実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。 図３Bは、第２実施例のバッテリに印加されす二次電圧を示すタイミングチャートである。 図４は、第３実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。降圧トランスの二次コイルはバッテリ及び平滑キャパシタの各中間電位点を接続している。 図５は、第４実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。降圧トランスの二次コイルはバッテリの２つの中間電位点を接続している。 図６は、バッテリの交流等価回路を示す配線図である。 図７は、第５実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。 図８は、第６実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。 図９は、第７実施例のインピーダンス検出回路を示すブロック回路図である。 図１０は、第８実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。 図１１は、第９実施例のバッテリ電流制御回路を示す配線図である。 図１２は、第１０実施例のバッテリ電流制御例を示すフローチャートである。 図１３は、第１１実施例のバッテリ電流制御例を示すフローチャートである。
　　　　　　第１実施例
第１実施例のバッテリ電流制御回路が図１を参照して説明される。内部インピーダンス６０をもつバッテリ６はたとえばLFPバッテリのようなリチウムイオンバッテリからなる。バッテリ６は、高電位の電源線６１及び低電位の電源線６２を通じて３相インバータ２及び平滑キャパシタ３にバッテリ電圧を印加している。３相インバータ２は、図略の３相モータに３相交流電圧を印加する。
バッテリ電流制御回路は、平滑キャパシタ３、降圧トランス５、バッテリ６、及び発振駆動回路８からなる。発振駆動回路８は、所定周波数の発振電圧を降圧トランス５の一次コイル５２に印加する。降圧トランス５の二次コイル５１は、電源線６１を通じてバッテリ６の正極に接続され、高電位の電源線６３を通じて３相インバータ２及び平滑キャパシタ３に接続されている。バッテリ６は発振駆動回路８に発振動作に必要な直流電力を供給している。降圧トランス５の一次コイル５２及び二次コイル５１は、図略の軟磁性コアに巻かれている。一次コイル５２は、二次コイル５１の巻数値の２５倍の巻数値をもつ。制御回路７は、３相インバータ２及び発振駆動回路８の動作を制御する。
このバッテリ電流制御回路の基本動作が説明される。バッテリ２への交流電流供給が指令された時、制御回路７は発振駆動回路８の発振動作を指令し、発振駆動回路８は一次コイル５２に発振電圧を印加する。これにより、励磁電流が一次コイル５２に流れ、二次電圧が降圧トランス５の二次コイル５１に誘導される。
発振駆動回路８の一例が図２を参照して説明される。Hブリッジからなる発振駆動回路８は、それぞれパワーMOSFETからなるスイッチ８１－８４をもつ。このHブリッジの第１レグは直列接続されたスイッチ８１及び８２からなる。Hブリッジの第２レグは直列接続されたスイッチ８３及び８４からなる。一次コイル５２は、２つのレグの交流端子を接続している。
このバッテリ電流制御回路が実施するAC加熱法が説明される。制御回路７は、バッテリ６の温度が所定値未満であると判定した時、発振駆動回路８を駆動することによりバッテリ加熱動作を実施する。発振駆動回路８の動作が説明される。一次コイル５２に印加される交流電圧の正半波期間において、スイッチ８１及び８４がオンされる。同様に、この交流電圧の負半波期間において、スイッチ８２及び８３がオンされる。
これにより、交流電圧が二次コイル５１に誘導される。二次コイル５１はバッテリ６及び平滑キャパシタ３を巡る閉回路（電流ループ）にハイレートの二次交流電流を循環させる。平滑キャパシタ３の内部抵抗は比較的小さいため、二次交流電圧は主としてバッテリ６の内部インピーダンス６０に印加される。
一例において、内部インピーダンス６０の抵抗成分は寒冷気候下において０．１オームの抵抗値をもち、二次コイル５１は実効電圧値が５Vである二次電圧を発生することが仮定される。その結果、実効値が５０Aである交流電流が電流ループに流れ、内部インピーダンス６０の抵抗成分は２５０Wの電力損失を発生し、バッテリ６は急速に加熱される。
このAC加熱法の利点が説明される。第１の利点は、バッテリ電流制御回路のサイズ及び製造コストを低減できることである。第２の利点は、バッテリ６の放電時にバッテリ６から放出される電気エネルギーは平滑キャパシタ３に貯蔵されるため、発振駆動回路８がコンパクトとなることである。
　　　　　　第２実施例
第２実施例が図１を参照して説明される。この実施例によれば、発振駆動回路８から一次コイル５２に印加される一次電圧は、特殊な波形をもつ。この一次電圧は、バッテリ６を放電する正の半波期間と、バッテリ６を充電する負の半波期間とを交互に繰り返す。一次電圧の正の半波波形は、高い振幅と短い放電期間とをもつ。一次電圧の負の半波波形は、低い振幅と長い充電期間とをもつ。これにより、二次コイル５１に誘導される二次電圧は、高い振幅と短い放電期間とをもつ正の半波波形と、低い振幅と長い充電期間とをもつ負の半波波形とをもつ。
言い換えれば、二次コイル５１の二次電圧は、放電期間と充電期間とを交互に形成する。バッテリ６は放電期間に放電され、充電期間に充電される。放電期間において、ハイレートの放電電流が短期間流れる。充電期間において、ローレートの充電電流が長期間流れる。放電期間における放電電流の積分値は、充電期間における充電電流の積分値とほほ等しい。結局、バッテリ６は、高レートで短期間の放電と、低レートで長時間の充電とを交互に繰り返す。これにより、内部インピーダンス６０の電力損失を増加することができる。さらに、負極上のデンドライト成長を抑制することができる。
負極上のデンドライトは低温状態における充電動作により成長することが知られている。さらに、充電電流の電流レートはデンドライト析出現象に深い関係をもつ。デンドライト析出は、低レートで長時間の充電よりも高レートで短時間の充電において増加する。
逆に、放電動作により、負極上のデンドライトが電解液に溶出する。放電電流の電流レートはデンドライト溶出現象に深い関係をもつ。デンドライト溶出は、低レートで長時間の放電よりも高レートで短時間の放電において増加する。したがって、短時間の高レート放電と長時間の低レート充電とを繰り返すこの実施例のバッテリ充放電動作によれば、バッテリの負極上のデンドライトを低減できる。
第２実施例に好適なバッテリ電流制御回路が図３Aを参照して説明される。降圧トランス５と発振駆動回路８とをもつこのバッテリ電流制御回路は、ハイレートで短期間の放電動作と、ローレートで長期間の充電動作とを交互に実施する。降圧トランス５は、直列接続された２つの一次コイル５２a及び５２ｂをもつ。一次コイル５２a及び５２ｂは、同じ巻方向をもつ。二次コイル５１はバッテリ６の内部インピーダンス６０に二次電圧V2を印加する。図３Aにおいて、二次コイル５１に接続されるバッテリ６のDC電圧及び平滑キャパシタ３のDC電圧は無視され、平滑キャパシタ３のインピーダンスも無視される。したがって、内部インピーダンス６０及び二次コイル５１は閉回路（電流ループ）を形成している。
発振駆動回路８は４つのスイッチ８１-８４と２つのダイオード８５及び８６からなる。スイッチ８１-８４はそれぞれMOSFETからなる。一次コイル５２aは、スイッチ８１を通じてバッテリ６の正極に接続され、ダイオード８５を通じてバッテリ６の負極に接続されている。一次コイル５２ｂは、スイッチ８２を通じてバッテリ６の負極に接続され、さらにスイッチ８３を通じてバッテリ６の正極に接続されている。一次コイル５２a及び一次コイル５２ｂの接続点は、スイッチ８４を通じてバッテリ６の負極に接続され、ダイオード８５を通じてバッテリ６の正極に接続されている。
まず、バッテリ６の充電動作が説明される。スイッチ８１及び８２がオンされる時、バッテリ６の電圧が一次コイル５２a及び５２ｂに印加される。これにより、一次電流Iｃが一次コイル５２a及び５２ｂを流れる。その結果、二次コイル５１に誘導された二次電圧V2がバッテリ６を充電する充電電流を形成する。
次に、バッテリ６の放電動作が説明される。スイッチ８１及び８２がオフされ、スイッチ８３及び８４がオンされる時、バッテリ６の電圧が一次コイル５２ｂに印加される。これにより、一次電流Iｄが一次コイル５２ｂを流れる。その結果、二次コイル５１に誘導された二次電圧V2が、バッテリ６を放電する放電電流を形成する。一次電流Id及び一次電流Iｃは互いに逆向きに流れる。一次コイル５２ｂのインダクタンスにより生じるサージ電圧はダイオード８６によりバイパスされる。一次コイル５２a及び５２ｂのインダクタンスにより生じるサージ電圧はダイオード８５によりバイパスされる。
[規則91に基づく訂正 09.09.2022]　
降圧トランス５の一次コイルは、充電期間と放電期間とで異なる巻数をもつ。一次コイルの巻数は、充電期間に一次コイル５２a及び５２ｂの巻数和となり、放電期間に一次コイル５２ｂの巻数となる。言い換えれば、降圧トランス５は、充電期間において放電期間よりも高い降圧比をもつ。したがって、二次コイル５１の電圧は充電期間において放電期間よりも低くなる。このため、内部インピーダンス６０を流れる二次電流はバッテリ６の充電期間において低くなり、バッテリ６の放電期間において高くなる。スイッチ８１及び８２のオン期間は、スイッチ８３及び８４のオン期間よりも延長される。これにより、バッテリ電流制御回路は、ハイレートで短期間の放電電流と、ローレートで長期間の充電電流とを交互にバッテリ６に供給することができる。
二次コイル５１に誘導される二次電圧V2の波形例が図３Bに示される。放電期間Tｄにおける二次電圧V2はバッテリ６を放電し、充電期間Tｃにおける二次電圧V2はバッテリ６を充電する。これにより、デンドライト抑制及びバッテリ加熱を実現することができる。
　　　　　　第３実施例
第３実施例が図４を参照して説明される。バッテリ６及び平滑キャパシタ３はそれぞれ、直列接続された２つの部分からなる。バッテリ６は、直列接続された２つのバッテリブロック６４及び６５からなる。平滑キャパシタ３は、直列接続された２つのキャパシタ３１及び３２からなる。
バッテリブロック６４は内部インピーダンス６０４をもち、バッテリブロック６５は内部インピーダンス６０５をもつ。直列接続された２つのバッテリブロック６４及び６５の接続点は中間電位点と呼ばれる。同様に、直列接続された２つのキャパシタ３１及び３２の接続点は中間電位点と呼ばれる。これら２つの中間電位点は、二次コイル５１を通じて接続されている。
このバッテリ電流制御回路の動作は、本質的に図１のバッテリ電流制御回路と同じである。二次コイル５１は、２つの閉回路（電流ループ）を通じて交流電流を循環させる。第１の電流ループは、バッテリブロック６４、平滑キャパシタ３１、及び二次コイル５１からなる。第２の電流ループは、バッテリブロック６５、平滑キャパシタ３２、及び二次コイル５１からなる。
中間電位点６８が中間電位点６９よりも高い電位をもつ期間において、バッテリブロック６４及び平滑キャパシタ３２は放電され、バッテリブロック６５及び平滑キャパシタ３１は充電される。中間電位点６９が中間電位点６８よりも高い電位をもつ期間において、バッテリブロック６４及び平滑キャパシタ３２は充電され、バッテリブロック６５及び平滑キャパシタ３１は放電される。その結果、内部インピーダンス６０４及び６０５は抵抗損失を発生する。二次コイル５１が形成する交流電流は、３相インバータ３を通じて本質的に流れない。３相インバータ２が発生するスイッチングノイズ電圧は二次コイル５１に本質的に印加されない。
　　　　　　第４実施例
第４実施例が図５を参照して説明される。この回路は、図４に示される回路と本質的に同じである。バッテリ６は並列接続された２つのバッテリグループからなる。第１のバッテリグループは直列接続された２つのバッテリブロック６４及び６５からなる。第２のバッテリグループは直列に接続された２つのバッテリブロック６６及び６７からなる。第１のバッテリグループは中間電位点６８をもち、第２のバッテリグループは中間電位点６９をもつ。ほぼ等しい直流電位をもつ２つの中間電位点６８及び６９は二次コイル５１を通じて接続されている。
バッテリブロック６４は内部インピーダンス６０４をもち、バッテリブロック６５は内部インピーダンス６０５をもつ。バッテリブロック６６は内部インピーダンス６０６をもち、バッテリブロック６７は内部インピーダンス６０７をもつ。
発振駆動回路８は、降圧トランス５の一次コイル５２に交流電力を供給している。二次コイル５１に誘起された二次電圧は、バッテリ６４及び６６からなる電流ループ（閉回路）に第１の交流電流を循環させ、バッテリ６５及び６７からなる電流ループ（閉回路）に第２の交流電流を循環させる。
まず、二次電圧の正半波期間が説明される。この正半波期間において、中間電位点６８が中間電位点６９よりも高電位となる。第１の交流電流が第１の閉回路を順番に流れる。これにより、バッテリブロック６４は放電され、バッテリブロック６６は充電される。バッテリブロック６４及び６６の内部インピーダンス６０４及び６０６はそれぞれ抵抗損失を発生する。同様に、第２の交流電流が第２の閉回路を順番に流れる。これにより、バッテリブロック６５は充電され、バッテリブロック６７は放電される。バッテリブロック６５及び６７の内部インピーダンス６０５及び６０７は抵抗損失を発生する。
次に、二次電圧の負半波期間が説明される。この負半波期間において、中間電位点６９は中間電位点６８よりも高電位となる。第１の交流電流が第１の閉回路を流れる。これにより、バッテリブロック６６は放電され、バッテリブロック６４は充電される。バッテリブロック６４及び６６の内部インピーダンス６０４及び６０６は抵抗損失を発生する。同様に、第２の交流電流が第２の閉回路を流れる。これにより、バッテリブロック６７は充電され、バッテリブロック６５は放電される。バッテリブロック６５及び６７の各内部インピーダンス６０５及び６０７は抵抗損失を発生する。たとえば４つの内部インピーダンス６０４-６０７の抵抗成分が０．１オームであり、第１の交流電流及び第２の交流電流がそれぞれ３０Aである時、バッテリ６は３６０Wの抵抗損失を発生する。
第１の電力エネルギーがバッテリブロック６４及び６６間を往復し、第２の電力エネルギーがバッテリブロック６５及び６７間を往復する。しかし、発振駆動回路８は、バッテリブロック６４-６７の抵抗損失電力だけを供給する。このため、降圧トランス５及び発振駆動回路８は小型となる。
たとえ平滑キャパシタがバッテリ６と並列接続されたとしても、二次コイル５１に誘起される二次電圧はこの平滑キャパシタに印加されない。その理由が図６に示される模式等価回路を参照して説明される。図６において、二次コイル５１に誘起される二次電圧は、４つのバッテリブロック６４-６７の各内部インピーダンス６０４-６０７に印加される。
図６において、４つの内部インピーダンス６０４-６０７はそれぞれ、キャバシタ６０２と、キャパシタ６０２と直列接続された直列抵抗６０１と、キャパシタ６０２と並列接続された並列抵抗６０３とからなると仮定される。４つのバッテリブロック６４-６７の各内部インピーダンス６０４-６０７が互いに異なる時、電位差が２つの中間電位点６８及び６９の間に発生する。しかし、この電位差は僅かであり、無視することができる。
この実施例の重要な一つの特徴は、バッテリ６に接続される負荷が二次コイル５１から本質的に独立していることである。
　　　　　　第５実施例
第５実施例が図７を参照して説明される。この回路は、図５に示されるバッテリ電流制御回路を２セット用いる点をその特徴とする。バッテリ６は、互いに並列接続された２つのバッテリセット６A及び６Bからなる。バッテリセット６A及び６Bはそれぞれ、図５に示されるバッテリ６と同じ構造をもつ。言い換えれば、２つのバッテリセット６A及び６Bはそれぞれ、４つのバッテリブロック６４-６７からなる。バッテリセット６Aは２つの中間電位点６８A及び６９Aをもち、バッテリセット６Bは２つの中間電位点６８B及び６９Bをもつ。
降圧トランス５は、それぞれ一次コイル５２と磁気的に結合する４つの二次コイル５１１-５１４をもつ。二次コイル５１１は２つの中間電位点６８A及び６９Aを接続している。二次コイル５１２は２つの中間電位点６９Aおよび６８Bを接続している。二次コイル５１３は２つの中間電位点６８B及び６９Bを接続している。二次コイル５１４は２つの中間電位点６９Bおよび６８Aを接続している。
一次交流電流が一次コイル５２に供給される時、４つの二次コイル５１１-５１４にそれぞれ、二次交流電圧が別々に誘導される。二次コイル５１１の二次交流電圧が中間電位点６８A及び６９Aの間に印加される。二次コイル５１２の二次交流電圧が中間電位点６９Aおよび６８Bの間に印加される。二次コイル５１３の二次交流電圧が中間電位点６８B及び６９Bの間に印加される。二次コイル５１４の二次交流電圧が中間電位点６９Bおよび６８Aの間に印加される。この実施例の回路は、図５に示される回路と本質的に同じ充放電動作を実施する。しかし、回路の信頼性が改善される。
　　　　　　第６実施例
第６実施例が図８を参照して説明される。この回路は、図５に示される回路と本質的に同じ回路構造をもつ。しかし、降圧トランス５は、共通の一次コイル５２と磁気的に結合する４つの二次コイル５１１-５１４をもつ。
図８において、バッテリ６は、互いに並列接続された４つのバッテリセット６A、６B、６C、及び６Dからなる。バッテリセット６A-６Dはそれぞれ、図５に示されるバッテリ６と同じ構造をもつ。言い換えれば、４つのバッテリセット６A-６Dはそれぞれ、４つのバッテリブロック６４-６７からなる。
バッテリセット６Aは二次コイル５１１が接続される２つの中間電位点６８A及び６９Aをもち、バッテリセット６Bは、二次コイル５１２が接続される２つの中間電位点６８B及び６９Bをもつ。バッテリセット６Cは二次コイル５１３が接続される２つの中間電位点６８C及び６９Cをもち、バッテリセット６Dは二次コイル５１４が接続される２つの中間電位点６８D及び６９Dをもつ。
一次交流電流が一次コイル５２に供給される時、４つの二次コイル５１１-５１４にそれぞれ、二次交流電圧が別々に誘導される。４つの二次交流電圧は、４つのバッテリセット６A-６Dに別々に印加される。この実施例の回路は、図５に示される回路と本質的に同じ充放電動作を実施する。
この実施例の利点が説明される。まず、バッテリセット６A-６Dの内部インピーダンスを増加することができる。これは、バッテリセット６A-６Dの並列セル数が低減されるためである。その結果、各バッテリブロックの抵抗損失を増加することができる。次に、各バッテリセット６A-６Dの中間電位点は、互いに電気的に分離されている。このため、各バッテリセット６A-６Dの中間電位点は互いに異なる直流電位をもつことができる。一つの変形態様において、４つの二次コイル５１１-５１４はそれぞれ異なる降圧トランスに所属する。これにより、各バッテリセット６A-６Dに供給する交流電流は別々に制御されることができる。
[規則91に基づく訂正 09.09.2022]　
　　　　　　第７実施例
第７実施例が図９を参照して説明される。この回路は、制御回路７を除いて図５に示される回路と本質的に同じである。この実施例の制御回路７は、一次コイル５２を流れる交流電流に基づいてバッテリ６の内部インピーダンスを検出する。図９において、電流検出用の低抵抗素子１１は、降圧トランス５の一次コイル５２を流れる一次電流を検出する。低抵抗素子１１の電圧降下VS、及び、一次コイル５２の電圧降下V１は制御回路７に送信される。
バッテリ６のインピーダンスを検出する動作が図９を参照してさらに説明される。バッテリ６はバッテリブロック６４-６７からなる。バッテリブロック６４はインピーダンス６０４をもち、バッテリブロック６５はインピーダンス６０５をもつ。バッテリブロック６６はインピーダンス６０６をもち、バッテリブロック６７はインピーダンス６０７をもつ。バッテリ６のインピーダンスは、４つのインピーダンス６０４-６０７からなる。
二次コイル５１がバッテリ６のインピーダンス６０４-６０７に交流電圧V2を印加する時、二次電流が二次コイル５１を流れる。発振駆動回路８は、一次コイル５２に交流電圧V１を印加し、一次電流I１が一次コイル５２を流れる。オペアンプ７０は低抵抗素子１１の両端の電圧VSを増幅し、帯域フィルタ７１は信号電圧VSからノイズを除去する。整流器７２は信号電圧VSを整流し、A/Dコンバータ７３は整流された信号電圧VSをデジタル電流信号に変換する。デジタル信号処理回路７４はこのデジタル電流信号からバッテリ６のインピーダンス値を算出する。デジタル信号処理回路７４はさらに、このインピーダンス値に基づいてバッテリ６の状態を算出する。
バッテリの内部インピーダンスは、分極に関係するキャパシタに直列接続された直列抵抗成分と、このキャパシタと並列接続された並列抵抗成分とをもつ。主として電解液抵抗からなる直列抵抗成分は、低温状態にて増大し、さらに高SOC状態において増大する。並列抵抗成分は、バッテリの劣化により増大する。高周波帯域では、インピーダンス検出値に占める並列抵抗成分の影響が相対的に低減される。
結局、この回路は、バッテリ６の加熱と、バッテリ６のインピーダンス検出とのために働く。降圧トランス５は、信号電圧を増幅する機能をもち、さらに信号電圧をバッテリ電圧から絶縁する機能をもつ。発振駆動回路８の発振周波数及び振幅を変更することも可能である。
　　　　　　第８実施例
第８実施例が図１０を参照して説明される。図１０に示される回路は、バッテリ６の加熱動作及び後述される電極リフレッシュ動作の両方を行う。この回路は、バッテリ６の２つの中間電位点を接続する第１の降圧トランス５Xと、バッテリ６及び平滑キャパシタ３を接続する第２の降圧トランス５Yとをもつ。降圧トランス５Xは図５に示される回路と同じ回路構造をもつ。降圧トランス５Yは図１に示される回路と同じ回路構造をもつ。
バッテリ加熱動作が実施される時、降圧トランス５X及び５Yの両方が使用される。電極リフレッシュ動作が実施される時、降圧トランス５Yだけが使用される。この電極リフレッシュ動作は、バッテリ６の充電中に実施されることもできる。
　　　　　　第９実施例
第９実施例が図１１を参照して説明される。充電装置５００は、電気自動車４００のバッテリ６を充電する。充電装置５００は、外部充電器５０１とバッテリ電流制御回路とをもつ。バッテリ電流制御回路は、降圧トランス５、発振駆動回路８、及び制御回路７をもつ。
外部充電器５０１の高電圧端子は、降圧トランス５の二次コイル５１を通じてバッテリ６の正極に接続されている。外部充電器５０１の低電圧端子は、バッテリ６の負極に接続されている。外部充電器５０１は平滑キャパシタ３と並列に接続されている。外部充電器５０１は、発振駆動回路８に電源電力を供給している。
Hブリッジからなる発振駆動回路８は、上アームスイッチ８１、下アームスイッチ８２、下アームダイオード８８、及び上アームダイオード８９を有している。発振駆動回路８は、降圧トランス５の一次コイル５２にバッテリ放電用の一次パルス電圧を印加する。
外部充電器５０１は、３相グリッド電力を整流してバッテリ６に印加するための直流充電電圧を形成する。これにより、外部充電器５０１は直流充電電流Iｄcをバッテリ６に供給する。スイッチ８１及び８２がオンされる時、外部充電器５０１は直流電源電圧を一次コイル５２に印加する。これにより、二次パルス電圧が二次コイル５１に誘導される。二次パルス電圧は、バッテリ６、平滑キャパシタ３を含む閉回路を循環するパルス電流I2を形成する。このパルス電流I2は、直流充電電流Idcを減らす方向へ流れる。
その結果、スイッチ８１及び８２がオンされるパルス電圧印加期間において、電流（Idc-I2）がバッテリ６に供給される。パルス電流I２が直流充電電流Idcよりも高い時、バッテリ６は放電される。スイッチ８１及び８２がオフされる時、パルス電圧印加期間は終了する。降圧トランス５のインダクタンスに蓄積された磁気エネルギーは、ダイオード８８及び８９を通じて平滑キャパシタ３又はバッテリ６へ戻る。
この実施例によれば、発振駆動回路８はバッテリ６を充電するための電力を二次コイル５１に供給する必要がない。したがって、二次コイル５１に誘導される二次パルス電圧は、直流充電電流Iｄｃと反対方向へ流れるパルス電流I2を形成する。
　　　　　　第１０実施例
第１０実施例が図１２を参照して説明される。図１２はバッテリ６に交流電流を供給することにより、バッテリ加熱動作、インピーダンス検出動作、及び電極リフレッシュ動作を行うフローチャートを示す。これら３つの動作は、発振駆動回路８から降圧トランス５を通じてバッテリ６に供給される交流電流により実施されるという共通の特徴をもつ。
交流電流がバッテリに供給することにより、バッテリの電極に熱的及び電気化学的な影響を与えることができる。この明細書において、この動作は電極リフレッシュ動作と呼ばれる。
まず、バッテリ６の温度が検出され（S100）、バッテリ加熱が必要であれば、発振駆動回路８から降圧トランス５を通じてのバッテリ６への交流電力が供給され、バッテリ加熱動作が実行される（S102)。次に、バッテリ６の電極リフレッシュ動作が必要が否かが判定され（S104)、電極リフレッシュ動作が必要と判定される時、電極リフレッシュ動作が実行される（S106）。次に、バッテリ６の内部インピーダンスが検出される（S108)。バッテリ６のインピーダンスは一次コイル５２の電流及び電圧に基づいて検出される。
次に、バッテリ６の内部状態が検出されたインピーダンスに基づいて決定される（S110)。バッテリ６のインピーダンス値がバッテリ６の内部状態に関連するパラメータに応じて変化することは公知である。これは、バッテリの内部状態をインピーダンスの検出値に基づいて判定できることを意味する。たとえば、バッテリインピーダンスの直列抵抗成分が高い時、バッテリ６が冷たい状態であると判断することができる。これにより、バッテリ加熱動作を開始することができる。同様に、バッテリインピーダンスの並列抵抗成分が高い時、電極上の不活性層の幅が厚いと判断することができる。これにより、電極リフレッシュ動作を開始することができる。
電極リフレッシュ動作がさらに説明される。電極リフレッシュ動作の一つの効果は、滑らかな電極表面を形成できることである。たとえば、デンドライト成長は、低温バッテリのハイレート充電により促進される。交流電流をバッテリ６に供給することにより、デンドライトを低減することができる。
電極リフレッシュ動作のもう一つの効果は、電極表面に形成された不活性層のような高抵抗層を破壊できることである。発振駆動回路８は、高抵抗層の破壊が可能な発振電圧を降圧トランス５に供給する。この高抵抗層破壊において発振周波数を低下することが好適である。
　　　　　　第１１実施例
第１１実施例が図１３を参照して説明される。図１３は、全固体バッテリが急速充電される期間の前後において交流電流が供給されることを示す。たとえば、この全固体バッテリは、酸化物又は硫化物の固体電解質と、リチウム金属からなる負極と、リチウムを含む正極とをもつ。この種の全固体バッテリは公知となっている。全固体バッテリは急速充電に好適であるという重要な利点をもつ。ハイレートの充電電流を使用する急速充電はバッテリ温度を急速に上昇させる。固体電解質は、液体電解質よりも高温で動作することができる。
全固体バッテリのもう一つの利点は、デンドライトによる短絡事故を回避できることである。液体電解質をもつバッテリはイオン移動可能な有機物セパレータをもつが、このセパレータはデンドライトにより破壊されやすい。デンドライト成長は、ハイレート充電において深刻となる。この問題は、セパレータの代わりに固体電解質を使用することにより解決される。したがって、全固体バッテリはリチウム負極などの金属負極を採用することができる。
しかし、更なる検討によれば、非常にハイレートの急速充電は全固体バッテリと雖も深刻な問題を発生することがわかった。リチウム負極をもつ全固体バッテリを例としてこの問題が説明される。固体電解質及び負極は互いに異なる熱膨張率をもつ。このため、ハイレートの急速充電は固体電解質と負極との間の接触界面において大きな熱応力を発生する。さらに、固体電解質及び負極は、互いに異なる電気抵抗率をもつ。したがって、ハイレートの急速充電により固体電解質と負極とは異なる電力損失をもつ。これらの結果、ハイレートの急速充電により固体電解質と負極との間に接触界面において大きな熱応力が発生する。
この熱応力は負極に悪影響を与える。この熱応力の第１の影響は、固体電解質が負極表面から剥がれ、それらの間に微細な隙間が形成されることである。また、負極表面に形成されたデンドライトは、隣接する固体電解質を押し上げる。このため、上記隙間形成はデンドライトによりさらに拡大される。同様に、充放電により形成された荒れた負極表面は、この隙間形成を促進する。結局、ハイレートの急速充電は、固体電解質と負極との界面接触性を悪化させる。この熱応力の第２の影響は、負極にクラックを発生することである。
結局、急速充電に伴う熱応力は、全固体バッテリの内部電気抵抗を不可逆的に増加させる。たとえば、５C充電又は１０C充電のような極めてハイレートの急速充電は、全固体バッテリの内部温度を急速に上昇させる。その結果、電極と固体電解質との間の界面に生じる大きな熱応力はバッテリの内部抵抗値を増加させる。
この実施例によれば、交流電流が急速充電の直前に全固体バッテリに供給される。この動作は、プレヒーティングと呼ばれることができる。このプレヒーティングにおいて、全固体バッテリの温度上昇率は熱応力が許容できる範囲内に制限される。このため、プレヒーティングは緩慢に実施される。たとえば、プレヒーティングはたとえば５分以上持続される。電気自動車の全固体バッテリは、急速充電器に接続される前に、自己の電力エネルギーを用いてプレヒーティングされることができる。プレヒーティング期間にバッテリに供給される交流電流値は急速充電期間の直流充電電流値よりも低い。これにより、バッテリの温度上昇率は、プレヒーティング期間において急速充電期間と比べて低く維持される。
このプレヒーティングの利点が説明される。ハイレートの急速充電により全固体バッテリの温度は上昇する。しかし、プレヒーティングにより既に高温となっている全固体バッテリの温度上昇率は、プレヒーティングを実施しない場合に比べて低下する。全固体バッテリの温度と外気温度との間の温度差が既に拡大されているため、全固体バッテリの温度上昇率は緩慢となる。
もう一つの理由は、急速充電中において全固体バッテリの温度が高いため、全固体バッテリの内部電気抵抗が低くなり、そのオーム損失が減るためである。もう一つの理由は、急速充電中において全固体バッテリの温度が高いため、電極と固体電解質との間の機械的接触性が改善されることである。その結果、全固体バッテリの内部電気抵抗が低減され、そのオーム損失はさらに低減される。その結果、急速充電時の熱応力は抑制され、界面剥離や界面近傍のクラックが防止される。
この実施例によればさらに、交流電流がハイレートの急速充電の終了直後に全固体バッテリに供給される。全固体バッテリに交流電流を供給するこの動作は、ACトリートメントと呼ばれることができる。これにより、電極表面近傍のマイクロクラックを含む電極の機械的ダメージを回復することができる。このACトリートメントは、予熱動作よりも低周波数で実施されることが好適である。このACトリートメントによれば、充電及び放電の繰り返しにより負極は円滑な表面をもつことができる。急速充電直後において、全固体バッテリの内部温度は高いため、このACトリートメントの効果は増加する。この実施例によれば、プレヒーティング及びACトリートメントは、共通の降圧トランス５及び発振駆動回路８を用いて実施される。
図１３は、この実施例の急速充電動作を説明するためのフローチャートである。急速充電が指令された時、交流電流を全固体バッテリに供給することにより、プレヒーティングが実施される（S２００）。このプレヒーティングにより、全固体バッテリの温度は所定の上昇率で上昇する。次に、全固体バッテリの温度が所定目標値に達したか否かが判定され（S２０２）、達したら、全固体バッテリの急速充電が開始される（S２０４）。次に、全固体バッテリのSOC値や端子電圧値などのパラメータに基づいて、この急速充電を終了すべきか否かが判定され（S２０６）、終了すべきであれば、交流電流が全固体バッテリに供給される（S２０８）。このACトリートメントにより、全固体バッテリの電極表面は円滑となり、電極と固体電解質との接触性が改善される。次に、たとえば全固体バッテリの内部抵抗に基づいてこのACトリートメントを終了すべきか否かが判定され（S２１０)、終了すべきであればルーチンは終了される。

Claims (13)

  1. バッテリ及び蓄電デバイスを含む閉回路を通じて交流電流又はパルス電流を循環させる二次コイルを有する降圧トランスと、
    前記降圧トランスの一次コイルに交流電圧又はパルス電圧を印加する発振駆動回路と、
    前記発振駆動回路の制御により前記バッテリに供給する前記交流電流又は前記パルス電流を制御する制御回路と、
    　を備えることを特徴とするバッテリ電流制御回路。
  2. 前記制御回路は、前記発振駆動回路を通じて前記二次コイルに前記交流電流を供給することにより、前記バッテリの放電動作と充電動作とを交互に繰り返す請求項１記載のバッテリ電流制御回路。
  3. 前記発振駆動回路は、前記放電動作を高電流レートで相対的に短時間実施し、前記充電動作を低電流レートで相対的に長時間実施する請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  4. 前記制御回路は、前記発振駆動回路から前記一次コイルへ交流電力を供給することにより、前記バッテリを温める請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  5. 前記制御回路は、前記発振駆動回路から前記一次コイルへ交流電力を供給することにより、前記バッテリの電極を電気化学的にリフレッシュする請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  6. 前記制御回路は、前記発振駆動回路から前記一次コイルへ交流電力を供給することにより、前記バッテリのインピーダンスを検出する請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  7. 前記蓄電デバイスは、３相インバータの一対の直流電源端子と並列接続された平滑キャパシタからなる請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  8. 前記バッテリは、並列接続された２つのバッテリグループからなり、
    前記２つのバッテリグループの中間電位点は前記二次コイルを通じて接続される請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  9. 前記蓄電デバイスとしての平滑キャパシタ及び前記バッテリはそれぞれ、中間電位点をもち、
    前記２つの中間電位点は前記二次コイルを通じて接続される請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  10. 前記降圧トランスは、２つの一次コイルを有し、
    前記発振駆動回路は、前記バッテリの充電のために前記２つの一次コイルに順番に一次充電電流を供給し、
    前記発振駆動回路はさらに、前記バッテリの放電のために前記２つの一次コイルの一方にだけ一次放電電流を供給する請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  11. 直流充電電流が所定の急速充電期間に固定電解質タイプの前記バッテリに供給され、
    前記交流電流が前記急速充電期間直前の所定のプレヒーティング期間に前記バッテリに供給され、
    前記交流電流は前記直流充電電流よりも低い振幅をもつ請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  12. 直流充電電流が所定の急速充電期間に固定電解質タイプの前記バッテリに供給され、
    前記交流電流が前記急速充電期間直後の所定の電極リフレッシュ期間に前記バッテリに供給される請求項２記載のバッテリ電流制御回路。
  13. 前記バッテリに直流充電電流を供給することにより前記バッテリを充電する外部充電器を有し、
    前記蓄電デバイスは、前記外部充電器の一対の出力端を接続する平滑キャパシタからなり、
    前記発振駆動回路は、前記降圧トランスの一次コイルにパルス電圧を定期的に印加することにより、前記直流充電電流と逆向きの二次パルス電圧を前記降圧トランスの二次コイルに誘導する請求項１記載のバッテリ電流制御回路。
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