Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7696465B2 - circuit device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7696465B2 - circuit device - Google Patents

circuit device Download PDF

Info

Publication number
JP7696465B2
JP7696465B2 JP2024019068A JP2024019068A JP7696465B2 JP 7696465 B2 JP7696465 B2 JP 7696465B2 JP 2024019068 A JP2024019068 A JP 2024019068A JP 2024019068 A JP2024019068 A JP 2024019068A JP 7696465 B2 JP7696465 B2 JP 7696465B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contactor
battery pack
battery
current
cell
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2024019068A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2025037776A (en
Inventor
正一 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of JP2025037776A publication Critical patent/JP2025037776A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7696465B2 publication Critical patent/JP7696465B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • 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
    • 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
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • 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
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • H01M10/633Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • H01M10/637Control systems characterised by the use of reversible temperature-sensitive devices, e.g. NTC, PTC or bimetal devices; characterised by control of the internal current flowing through the cells, e.g. by switching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • 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
    • 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
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • 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
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

関連技術の参照Related Art References

本出願は、2023年2月14日に出願されたPCT/JP2023/04873の優先権を主張する。それらの全内容は参照により取り入れられる。 This application claims priority to PCT/JP2023/04873, filed February 14, 2023, the entire contents of which are incorporated by reference.

本発明は、回路装置の信頼性改善技術に関する。特に、本発明はDC電源の信頼性改善技術に関する。 The present invention relates to a technology for improving the reliability of circuit devices. In particular, the present invention relates to a technology for improving the reliability of DC power supplies.

バッテリを含む電気自動車のDC電源はモータ駆動回路を通じてトラクションモータに電力を供給する。バッテリを含むこのDC電源がトラブルをもつ時、重大事故がしばしば電気自動車に発生する。したがって、このDC電源は優れた信頼性をもつ必要がある。 The DC power supply in an electric vehicle, including the battery, supplies power to the traction motor through the motor drive circuit. When this DC power supply, including the battery, has a problem, serious accidents often occur in electric vehicles. Therefore, this DC power supply must have excellent reliability.

一般に、バッテリの安全性を確保するために、電気自動車のDC電源は、バッテリを切り離すためのパワーコンタクタを有する。けれども、コンタクタの機械的接点が開放される時、回路のインダクタンスはコンタクタの機械的接点上にアークを形成する。電気自動車のトラクションモータは大電力を使用する。したがって、このアークの消滅は簡単ではない。 Generally, to ensure the safety of the battery, the DC power supply of an electric vehicle has a power contactor to disconnect the battery. However, when the mechanical contacts of the contactor are opened, the inductance of the circuit will form an arc on the mechanical contacts of the contactor. The traction motor of an electric vehicle uses large power. Therefore, it is not easy to extinguish this arc.

さらに、電気自動車用バッテリは、寒冷時に種々のトラブルをもつことが知られている。このため、電気自動車用バッテリを寒冷時に加熱することが重要である。変圧器の一次コイルに交流電流を供給するAC加熱技術が知られている。この変圧器はバッテリと直列接続された二次コイルをもつ。このAC加熱技術によれば、バッテリは素早く加熱されることができる。 Furthermore, electric vehicle batteries are known to have various problems in cold weather. For this reason, it is important to heat electric vehicle batteries in cold weather. AC heating technology is known, in which an alternating current is supplied to the primary coil of a transformer. This transformer has a secondary coil connected in series with the battery. With this AC heating technology, the battery can be heated quickly.

しかしながら、電気自動車のバッテリは多数のセルを直列接続して形成されている。各セルの内部抵抗は、温度やSOCなどにより変動する。したがって、AC加熱技術により、一定の交流電流をバッテリに供給しても、各セルの温度上昇は各セルの内部抵抗の変動により変化する。たとえば、内部抵抗が異常に低いセルを、このAC加熱技術により十分に加熱することは容易ではない。このため、各セルの内部抵抗を予め検出することが望まれている。 However, electric vehicle batteries are formed by connecting many cells in series. The internal resistance of each cell varies depending on the temperature, SOC, etc. Therefore, even if a constant alternating current is supplied to the battery using AC heating technology, the temperature rise of each cell varies depending on the fluctuation of the internal resistance of each cell. For example, it is not easy to sufficiently heat a cell with an abnormally low internal resistance using this AC heating technology. For this reason, it is desirable to detect the internal resistance of each cell in advance.

さらに、このAC加熱技術はバッテリと直列接続される変圧器を必要とする。その結果、コンタクタに生じるアークは、この変圧器のインダクタンスにより深刻となる。 Furthermore, this AC heating technique requires a transformer in series with the battery. As a result, arcing across the contactor is more severe due to the inductance of this transformer.

さらに、電気自動車のバッテリは、大型であるため、バッテリとモータ駆動回路を接続するパワーケーブルは長くなる。したがって、コンタクタ上に生じるアークはこのパワーケーブルのインダクタンスにより深刻となる。従来技術において、直列接続されたキャパシタおよび抵抗器からなるバイパス回路が知られている。サージキラーと呼ばれるこのバイパス回路は、並列接続されたコンタクタが開かれる時、サージ電流をバイパスする。しかし、この抵抗器はキャパシタに流入するサージ電流を減らす。 Furthermore, because the battery of an electric vehicle is large, the power cable connecting the battery and the motor drive circuit is long. Therefore, arcing on the contactor becomes serious due to the inductance of this power cable. In the prior art, a bypass circuit consisting of a capacitor and a resistor connected in series is known. This bypass circuit, called a surge killer, bypasses the surge current when the parallel-connected contactor is opened. However, the resistor reduces the surge current flowing into the capacitor.

特許文献1及び2により開示されるDC電源は、並列接続された2つのバッテリの一方だけを充電することにより、2つのバッテリの間の電圧差を低減する。各バッテリは、各コンタクタと直列接続されている。 The DC power supplies disclosed in US Pat. Nos. 5,993,333 and 5,993,635 reduce the voltage difference between two batteries connected in parallel by charging only one of the two batteries. Each battery is connected in series with each contactor.

本出願人が保有する特許文献3は、バッテリに交流電流を供給する交流電流供給回路を開示する。この交流電流供給回路は、低温環境下におけるバッテリの充放電性能を改善するために、バッテリに交流電流を供給する降圧トランスを提案する。 Patent document 3 owned by the present applicant discloses an AC current supply circuit that supplies AC current to a battery. This AC current supply circuit proposes a step-down transformer that supplies AC current to a battery in order to improve the charging and discharging performance of the battery in a low-temperature environment.

WO2013/042165WO2013/042165 日本特許7071229Japanese Patent 7071229 日本特許7301208Japanese Patent 7301208

本発明の目的は、種々の動作条件において優れた信頼性をもつ回路装置を提供することである。好ましくは、この回路装置は、電気自動車のDC電源により構成される。好ましくは、本発明の電気自動車は、トラクションモータをもつ地上走行車両の他、推進力を発生するモータをもつ船、潜水艦、飛行機、及びドローンなどを含む。 The object of the present invention is to provide a circuit arrangement having excellent reliability under various operating conditions. Preferably, the circuit arrangement is configured as a DC power supply for an electric vehicle. The electric vehicle of the present invention preferably includes a ground vehicle having a traction motor, as well as a ship, submarine, airplane, drone, etc. having a motor that generates propulsion force.

本発明の第1の様相において、直列接続された降圧トランスの2つの二次コイル及び2つのバッテリパックにより電流循環回路が形成される。2つの二次コイルに誘導される各二次電圧は、この電流循環回路に二次電流を循環させる。並列接続された2つのバッテリパックは電気負荷に負荷電流を供給する。一つの二次コイルは一つのバッテリパックと直列に接続される。もう一つの二次コイルはもう一つのバッテリパックと直列に接続される。2つの二次コイルに誘導される各二次電圧は、この電流循環回路内において同じ方向をもつ。 In a first aspect of the present invention, a current circulation circuit is formed by two secondary coils of a step-down transformer and two battery packs connected in series. Each secondary voltage induced in the two secondary coils circulates a secondary current in this current circulation circuit. Two battery packs connected in parallel supply a load current to an electrical load. One secondary coil is connected in series with one battery pack. The other secondary coil is connected in series with the other battery pack. Each secondary voltage induced in the two secondary coils has the same direction in this current circulation circuit.

2つのバッテリパックの一方が放電される時、他方は充電される。言い換えれば、循環電流により一つのバッテリパックから放電されたバッテリ電力は、もう一つのバッテリパックにより一時的に蓄えられる。したがって、降圧トランスの一次コイルに接続されるオシレータは、2つのバッテリパックの内部抵抗による交流電力損失に相当する電力だけを一次コイルに供給すればよい。 When one of the two battery packs is discharged, the other is charged. In other words, the battery power discharged from one battery pack by the circulating current is temporarily stored in the other battery pack. Therefore, the oscillator connected to the primary coil of the step-down transformer only needs to supply to the primary coil power equivalent to the AC power loss due to the internal resistance of the two battery packs.

好適には、降圧トランスの2つの二次コイルは互いに等しい巻数をもつ。第1の二次コイルは電気負荷に第1の二次電流を供給する。第2の二次コイルは電気負荷に第2の二次電流を供給する。これら2つの二次電流は、等しい振幅と反対の電流方向とをもつ。結局、2つの二次コイルは、2つのバッテリパックに接続される電気負荷に二次電流を供給しない。その結果、2つの二次コイルの二次電流は、2つのバッテリパックだけを循環する。 Preferably, the two secondary coils of the step-down transformer have equal numbers of turns. The first secondary coil supplies a first secondary current to the electrical load. The second secondary coil supplies a second secondary current to the electrical load. These two secondary currents have equal amplitudes and opposite current directions. As a result, the two secondary coils do not supply secondary currents to the electrical loads connected to the two battery packs. As a result, the secondary currents of the two secondary coils circulate only through the two battery packs.

第1の好適態様において、コントローラは、循環電流により低温のバッテリパックを加熱するためのバッテリ加熱モードをもつ。このバッテリ加熱モードは、バッテリの放電動作又は充電動作とともに実施されることができる。 In a first preferred embodiment, the controller has a battery heating mode for heating a cold battery pack by circulating current. This battery heating mode can be implemented in conjunction with a battery discharging or charging operation.

第2の好適態様において、第1バッテリパックは第1コンタクタと直列接続され、第2バッテリパックは第2コンタクタと直列接続される。これにより、2つのバッテリパックのどちらかだけを運転することができる。さらに、コントローラは、各バッテリパックの異常を検出するモードをもつ。たとえば、このモードによれば各セルの内部抵抗が許容範囲内かどうかが判定される。一つのセルの内部抵抗が許容範囲外である時、この一つのセルは異常セルであると判定される。次に、この異常セルを含むバッテリパックと直列に接続されるコンタクタが開かれる。これにより、一つのバッテリパックが異常セルを含む時、残りの一つのバッテリパックにより電気負荷を駆動することができる。 In a second preferred embodiment, the first battery pack is connected in series with the first contactor, and the second battery pack is connected in series with the second contactor. This allows only one of the two battery packs to be operated. Furthermore, the controller has a mode for detecting an abnormality in each battery pack. For example, this mode determines whether the internal resistance of each cell is within an allowable range. When the internal resistance of one cell is outside the allowable range, this one cell is determined to be an abnormal cell. Next, the contactor connected in series with the battery pack including the abnormal cell is opened. This allows an electric load to be driven by the remaining battery pack when one battery pack includes an abnormal cell.

結局、異常な内部抵抗をもつセルを含むバッテリパックをDC電源から切り離すことにより、バッテリパックを含むDC電源の安全性が改善される。さらに、一方のバッテリパックだけが異常セルをもつ時、他のバッテリパックは運転されることができる。 As a result, by disconnecting the battery pack containing the cell with abnormal internal resistance from the DC power supply, the safety of the DC power supply including the battery pack is improved. Furthermore, when only one battery pack has an abnormal cell, the other battery pack can be operated.

第3の好適態様及び本発明の第2の様相において、降圧トランスを用いることによりセル抵抗検出モードが実施される。このセル抵抗検出モードによれば、各セルのインピーダンス特に好適には内部抵抗を検出するために正パルス電圧及び負パルス電圧が一次コイルに交互に印加される。これにより、各セルの内部抵抗を常時検出することができる。このセル抵抗検出モードは、セルの内部抵抗の代わりにセルのインピーダンスを検出することもできる。このセル抵抗検出モードは既述されたバッテリ加熱モードと本質的に共通の回路により実現されることができる。これにより、DC電源は簡単となる。 In the third preferred embodiment and the second aspect of the present invention, the cell resistance detection mode is implemented by using a step-down transformer. According to this cell resistance detection mode, a positive pulse voltage and a negative pulse voltage are alternately applied to the primary coil to detect the impedance, particularly preferably the internal resistance, of each cell. This allows the internal resistance of each cell to be constantly detected. This cell resistance detection mode can also detect the impedance of the cell instead of the internal resistance of the cell. This cell resistance detection mode can be realized by a circuit essentially common to the battery heating mode already described. This simplifies the DC power supply.

このセル抵抗検出モードにおいて、正パルス電圧と負パルス電圧とが交互に降圧トランスの一次コイルに印加される。その結果、正パルス電圧が一次コイルに印加される正パルス期間に、二次コイルは、バッテリパックの各セルに正の二次循環電流を供給する。同様に、負パルス電圧が一次コイルに印加される負パルス期間に、二次コイルは、バッテリパックの各セルに負の二次循環電流を供給する。バッテリパックの各セルの電圧は、好適にはバッテリ管理システム(BMS)により検出される。 In this cell resistance detection mode, a positive pulse voltage and a negative pulse voltage are alternately applied to the primary coil of the step-down transformer. As a result, during the positive pulse period when the positive pulse voltage is applied to the primary coil, the secondary coil supplies a positive secondary circulating current to each cell of the battery pack. Similarly, during the negative pulse period when the negative pulse voltage is applied to the primary coil, the secondary coil supplies a negative secondary circulating current to each cell of the battery pack. The voltage of each cell of the battery pack is preferably detected by a battery management system (BMS).

このバッテリ管理システム(BMS)は、時間的に互いに近接する正パルス期間及び負パルス期間にそれぞれセル電圧を検出する。これにより、正パルス期間のセル電圧と、負パルス期間のセル電圧との差である電圧差を検出することができる。さらに、この電圧差とバッテリパックを流れる電流とに基づいて、各セルの内部抵抗を検出することができる。その結果、各セルの内部抵抗を常時、正確にモニタすることができる。 This battery management system (BMS) detects the cell voltage during each positive pulse period and negative pulse period that are close to each other in time. This makes it possible to detect the voltage difference between the cell voltage during the positive pulse period and the cell voltage during the negative pulse period. Furthermore, based on this voltage difference and the current flowing through the battery pack, it is possible to detect the internal resistance of each cell. As a result, it is possible to constantly and accurately monitor the internal resistance of each cell.

第3の好適態様において、バッテリパックと直列接続されるコンタクタを保護するコンタクタ保護モードが実施される。このコンタクタ保護モードによれば、コンタクタがオフされる直前にパルス電圧が一次コイルに印加される。二次コイルに誘導される二次電圧は、二次電流を供給する。この二次電流の方向は、コンタクタを流れるサージ電流の方向に対して反対である。これにより、コンタクタが開放される過渡期間において、コンタクタの接点に生じるアークを低減することができる。 In a third preferred embodiment, a contactor protection mode is implemented to protect a contactor connected in series with the battery pack. According to this contactor protection mode, a pulse voltage is applied to the primary coil just before the contactor is turned off. A secondary voltage is induced in the secondary coil to supply a secondary current, the direction of which is opposite to the direction of the surge current flowing through the contactor. This can reduce arcing at the contactor contacts during the transient period when the contactor is opened.

このコンタクタ保護モードは、並列接続された2つのバッテリパックをもつDC電源の他、一つのバッテリパックだけをもつDC電源においても採用されることができる。さらに、このコンタクタ保護モードは、既述されたセル抵抗検出モード及び/またはバッテリ加熱モードと本質的に共通の回路により実現される。これにより、DC電源の回路構成が簡単となる。 This contactor protection mode can be adopted not only in a DC power supply having two battery packs connected in parallel, but also in a DC power supply having only one battery pack. Furthermore, this contactor protection mode is realized by a circuit that is essentially common to the cell resistance detection mode and/or battery heating mode already described. This simplifies the circuit configuration of the DC power supply.

第4の好適態様及び本発明の第3の様相において、コンタクタは、直列接続されたキャパシタ及びダイオードを含むバイパス回路と並列接続される。このダイオードは、コンタクタが開かれる時にコンタクタのサージ電流によるキャパシタの充電を許可する。したがって、このダイオードは、コンタクタがオフされる時に発生するコンタクタのサージ電流をバイパスする。 In a fourth preferred embodiment and the third aspect of the present invention, the contactor is connected in parallel with a bypass circuit including a series connected capacitor and diode. The diode allows the contactor surge current to charge the capacitor when the contactor is opened. The diode thus bypasses the contactor surge current that occurs when the contactor is turned off.

さらに、このダイオードは、コンタクタが次に閉じられる時、キャパシタがコンタクタを通じて放電することを止める。キャパシタに蓄積された電荷は、コンタクタが開かれる時にダイオードの漏れ抵抗を通じて徐々に放電される。キャパシタ放電用の高抵抗素子をダイオードと並列に接続することも可能である。その結果、コンタクタの接点が開放される時に生じる火花を良好に低減することができる。コンタクタは直流電流の代わりに交流電流も流すことができる。 Furthermore, the diode stops the capacitor from discharging through the contactor when it is next closed. The charge stored in the capacitor is gradually discharged through the leakage resistance of the diode when the contactor is opened. It is also possible to connect a high resistance element for discharging the capacitor in parallel with the diode. As a result, sparks that occur when the contactor contacts are opened can be effectively reduced. The contactor can also carry alternating current instead of direct current.

第5の好適態様において、モータ駆動回路は、電気自動車の左右に配置された2つのバッテリパックの後方又は前方に配置される。並列接続されたこれら2つのバッテリパックは3本のケーブルを通じてモータ駆動回路に直流電力を供給する。2つのバッテリパックはそれぞれ、第1電極端子及び第2電極端子をもつ。第1電極端子はモータ駆動回路の近くに配置され、第2電極端子はモータ駆動回路から遠くに配置される。2つの第1電極端子は、第1ケーブル及び第2ケーブルを通じてモータ駆動回路に接続され、2つの第2電極端子は、第3ケーブルを通じてモータ駆動回路に接続される。第3ケーブルは2つのバッテリパックの間のスペースに延在されている。 In a fifth preferred embodiment, the motor drive circuit is disposed behind or in front of two battery packs disposed on the left and right sides of the electric vehicle. These two battery packs connected in parallel supply DC power to the motor drive circuit through three cables. Each of the two battery packs has a first electrode terminal and a second electrode terminal. The first electrode terminal is disposed near the motor drive circuit, and the second electrode terminal is disposed far from the motor drive circuit. The two first electrode terminals are connected to the motor drive circuit through a first cable and a second cable, and the two second electrode terminals are connected to the motor drive circuit through a third cable. The third cable is extended into the space between the two battery packs.

これにより、次の効果を奏することができる。まず、2つのバッテリパックは、ほぼ等しいケーブルインピーダンスを通じてモータ駆動回路に接続される。次に、ケーブルの長さを短縮することができる。次に、各ケーブルが2つのバッテリパックの間に配置されているため、ケーブルの安全性が改善される。 This provides the following advantages: First, the two battery packs are connected to the motor drive circuit through cable impedances that are approximately equal. Second, the length of the cables can be shortened. Second, the safety of the cables is improved because each cable is disposed between two battery packs.

図1は、第1実施例のDC電源の空間配置を示す模式平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing the spatial arrangement of a DC power supply according to a first embodiment. 図2は、図1のDC電源を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the DC power supply of FIG. 図3は、バッテリパックの接続切替を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the connection switching of the battery pack. 図4は、交流電流循環回路を循環する二次電流の正成分を示す模式回路図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing the positive component of the secondary current circulating in the AC current circulating circuit. 図5は、交流電流循環回路を循環する二次電流の負成分を示す模式回路図である。FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing the negative component of the secondary current circulating in the AC current circulating circuit. 図6は、第1コンタクタのアークを低減するための二次電流を示す模式回路図である。FIG. 6 is a schematic circuit diagram showing a secondary current for reducing arcing in the first contactor. 図7は、第2コンタクタのアークを低減するための二次電流を示す模式回路図である。FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing a secondary current for reducing arcing in the second contactor. 図8は、各セルの内部抵抗を検出する回路を示す模式回路図である。FIG. 8 is a schematic circuit diagram showing a circuit for detecting the internal resistance of each cell. 図9は、各セルの内部抵抗を順番に検出する動作を示すタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart showing the operation of detecting the internal resistance of each cell in sequence. 図10は、共通の降圧トランスを用いる種々のモードを示すフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart illustrating various modes using a common step-down transformer. 図11は、変形態様のDC電源の空間配置を示す模式平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing the spatial arrangement of DC power supplies in a modified embodiment. 図12は、図11のDC電源を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing the DC power supply of FIG. 図13は、第2実施例のDC電源の空間配置を示す模式平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view showing the spatial arrangement of the DC power supplies of the second embodiment. 図14は、図13のDC電源を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing the DC power supply of FIG. 図15は、第3実施例のバイパス回路を示す回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram showing a bypass circuit according to the third embodiment.

第1実施例
バッテリ電気自動車(BEV)のDC電源に適用される本発明の好適な実施例が図面を参照して説明される。しかしながら、本発明の回路装置はさらに、定置型DC電源のような他の電気回路に適用されることができる。
A preferred embodiment of the present invention applied to a DC power supply of a battery electric vehicle (BEV) will be described with reference to the drawings. However, the circuit arrangement of the present invention can also be applied to other electric circuits such as stationary DC power supplies.

図1は、バッテリ電気自動車(BEV)の底板部100に固定されたDC電源1を示す模式平面図である。DC電源1は、第1バッテリパック11、第2バッテリパック12、ケーブル141-143、及びコンタクタボックス3を有する。第1バッテリパック11は底板部100の左側に配置され、第2バッテリパック12は底板部100の右側に配置されている。 Figure 1 is a schematic plan view showing a DC power supply 1 fixed to a bottom plate portion 100 of a battery electric vehicle (BEV). The DC power supply 1 has a first battery pack 11, a second battery pack 12, cables 141-143, and a contactor box 3. The first battery pack 11 is disposed on the left side of the bottom plate portion 100, and the second battery pack 12 is disposed on the right side of the bottom plate portion 100.

第1バッテリパック11は、車両の前後方向に順番に配置された4つのバッテリモジュール111-114からなる。第2バッテリパック12は、車両の前後方向に順番に配置された4つのバッテリモジュール121-124からなる。各バッテリモジュールはそれぞれ、一対の電極端子をもつ。各一対の電極端子の一方は、各バッテリモジュールの左端面に配置され、その他方は各バッテリモジュールの右端面に配置されている。けれどもバッテリモジュールの各電極端子の多くは、図1において図示省略されている。 The first battery pack 11 consists of four battery modules 111-114 arranged in sequence in the fore-and-aft direction of the vehicle. The second battery pack 12 consists of four battery modules 121-124 arranged in sequence in the fore-and-aft direction of the vehicle. Each battery module has a pair of electrode terminals. One of each pair of electrode terminals is located on the left end surface of each battery module, and the other is located on the right end surface of each battery module. However, most of the electrode terminals of the battery modules are omitted from FIG. 1.

各バッテリモジュールは6個のバスバー131-136により接続されている。バスバー131は、バッテリモジュール111の負極端子及びバッテリモジュール112の正極端子を接続している。バスバー132は、バッテリモジュール112の負極端子及びバッテリモジュール113の正極端子を接続している。バスバー133は、バッテリモジュール113の負極端子及びバッテリモジュール114の正極端子を接続している。 Each battery module is connected by six bus bars 131-136. Bus bar 131 connects the negative terminal of battery module 111 to the positive terminal of battery module 112. Bus bar 132 connects the negative terminal of battery module 112 to the positive terminal of battery module 113. Bus bar 133 connects the negative terminal of battery module 113 to the positive terminal of battery module 114.

バスバー134は、バッテリモジュール121の負極端子及びバッテリモジュール122の正極端子を接続している。バスバー135は、バッテリモジュール122の負極端子及びバッテリモジュール123の正極端子を接続している。バスバー136は、バッテリモジュール123の負極端子及びバッテリモジュール124の正極端子を接続している。 Bus bar 134 connects the negative terminal of battery module 121 and the positive terminal of battery module 122. Bus bar 135 connects the negative terminal of battery module 122 and the positive terminal of battery module 123. Bus bar 136 connects the negative terminal of battery module 123 and the positive terminal of battery module 124.

第1バッテリパック11は、正極端子11P及び負極端子11Nをもつ。正極端子11Pはバッテリモジュール111の正極端子であり、負極端子11Nはバッテリモジュール114の負極端子である。同様に、第2バッテリパック12は、正極端子12P及び負極端子12Nをもつ。正極端子12Pはバッテリモジュール121の正極端子であり、負極端子12Nはバッテリモジュール124の負極端子である。 The first battery pack 11 has a positive terminal 11P and a negative terminal 11N. The positive terminal 11P is the positive terminal of the battery module 111, and the negative terminal 11N is the negative terminal of the battery module 114. Similarly, the second battery pack 12 has a positive terminal 12P and a negative terminal 12N. The positive terminal 12P is the positive terminal of the battery module 121, and the negative terminal 12N is the negative terminal of the battery module 124.

DC電源1のコンタクタボックス3は、2つのバッテリパック11及び12の後方に配置されている。モータ駆動回路2の前端面に固定されたコンタクタボックス3は、バッテリパック11及び12のDC電力をモータ駆動回路2へ供給する。モータ駆動回路2は、3相交流電圧を図略のトラクションモータに印加する3相インバータを含む。 The contactor box 3 of the DC power source 1 is disposed behind the two battery packs 11 and 12. The contactor box 3, which is fixed to the front end face of the motor drive circuit 2, supplies DC power from the battery packs 11 and 12 to the motor drive circuit 2. The motor drive circuit 2 includes a three-phase inverter that applies a three-phase AC voltage to a traction motor (not shown).

第1バッテリパック11の正極端子11P及び第2バッテリパック12の正極端子12Pは、コモンケーブル143を通じてコンタクタボックス3に接続されている。第1バッテリパック11の負極端子11Nは、ケーブル142を通じてコンタクタボックス3に接続されている。第2バッテリパック12の負極端子12Nは、ケーブル141を通じてコンタクタボックス3に接続されている。3本のケーブル141-143は、2つのバッテリパック11及び12の間を前後方向へ延在している。 The positive terminal 11P of the first battery pack 11 and the positive terminal 12P of the second battery pack 12 are connected to the contactor box 3 via a common cable 143. The negative terminal 11N of the first battery pack 11 is connected to the contactor box 3 via a cable 142. The negative terminal 12N of the second battery pack 12 is connected to the contactor box 3 via a cable 141. The three cables 141-143 extend in the front-rear direction between the two battery packs 11 and 12.

これにより、たとえ他の自動車がこの電気自動車の側面に衝突する時でも、ケーブル141-143の安全性を改善することができる。さらに、2つのバッテリパック11及び12が、共通のケーブル143を使用するため、2つのバッテリパック11及び12を流れる電流のばらつきを減らすことができる。さらに、互いに対称配置される2つのケーブル141及び142は、ほぼ等しい電気抵抗値をもつことができる。このため、2つのバッテリパック11及び12を流れる電流のばらつきが低減される。 This improves the safety of the cables 141-143 even when another vehicle collides into the side of the electric vehicle. Furthermore, since the two battery packs 11 and 12 use a common cable 143, the variation in the current flowing through the two battery packs 11 and 12 can be reduced. Furthermore, the two cables 141 and 142, which are arranged symmetrically with respect to each other, can have approximately equal electrical resistance values. Therefore, the variation in the current flowing through the two battery packs 11 and 12 is reduced.

図2は、バッテリ回路10及びコンタクタボックス3からなるDC電源1を示す。バッテリ回路10は、第1バッテリパック11を監視する第1バッテリ管理システム(第1BMS)110と、第2バッテリパック12を監視する第2バッテリ管理システム(第2BMS)120とを含む。第1BMS110は、第1バッテリパック11の電流、並びに、第1バッテリパック11の各セルのセル電圧を検出する。同様に、第2BMS120は、第2バッテリパック12の電流、並びに、第2バッテリパック12の各セルのセル電圧を検出する。 Figure 2 shows a DC power source 1 consisting of a battery circuit 10 and a contactor box 3. The battery circuit 10 includes a first battery management system (first BMS) 110 that monitors the first battery pack 11, and a second battery management system (second BMS) 120 that monitors the second battery pack 12. The first BMS 110 detects the current of the first battery pack 11 and the cell voltage of each cell of the first battery pack 11. Similarly, the second BMS 120 detects the current of the second battery pack 12 and the cell voltage of each cell of the second battery pack 12.

図2において、第1BMS110はバッテリモジュール111-114のモジュール電圧を検出する。同様に、第2BMS120はバッテリモジュール121-124のモジュール電圧を検出する。したがって、図2において、バッテリモジュール111-114及びバッテリモジュール121-124はそれぞれ一つのセルからなる。これにより、説明が簡素となる。 In FIG. 2, the first BMS 110 detects the module voltages of the battery modules 111-114. Similarly, the second BMS 120 detects the module voltages of the battery modules 121-124. Therefore, in FIG. 2, the battery modules 111-114 and the battery modules 121-124 each consist of one cell. This simplifies the explanation.

コンタクタボックス3は、ハイサイド回路31、ローサイド回路32、降圧トランス5、及びコントローラ7を収容している。コンタクタボックス3は、モータ駆動回路2へのDC電力供給のためのハイサイド端子9H及びローサイド端子9Lをもつ。 The contactor box 3 houses a high-side circuit 31, a low-side circuit 32, a step-down transformer 5, and a controller 7. The contactor box 3 has a high-side terminal 9H and a low-side terminal 9L for supplying DC power to the motor drive circuit 2.

ハイサイド端子9Hはハイサイド回路31を通じてケーブル143に接続されている。ハイサイド回路31は、コモンコンタクタ43、プリチャージコンタクタ44、低抵抗素子45、キャパシタ81C、ダイオード81Dをもつ。コモンコンタクタ43はケーブル143とハイサイド端子9Hとを接続する。直列接続されたプリチャージコンタクタ44及び低抵抗素子45は、コモンコンタクタ43と並列接続されたプリチャージ回路を形成している。 The high side terminal 9H is connected to the cable 143 through the high side circuit 31. The high side circuit 31 has a common contactor 43, a precharge contactor 44, a low resistance element 45, a capacitor 81C, and a diode 81D. The common contactor 43 connects the cable 143 to the high side terminal 9H. The precharge contactor 44 and the low resistance element 45, which are connected in series, form a precharge circuit connected in parallel with the common contactor 43.

よく知られているように、コモンコンタクタ43がオンされる以前に、プリチャージコンタクタ44が予めオンされる。これにより、ハイサイド端子9H及びローサイド端子9Lに接続された平滑キャパシタ(図示せず)は、低抵抗素子45を通じて緩慢に充電される。この平滑キャパシタは、モータ駆動回路2から発生するスイッチングノイズ電圧を低減する。 As is well known, the precharge contactor 44 is turned on before the common contactor 43 is turned on. This causes the smoothing capacitor (not shown) connected to the high side terminal 9H and the low side terminal 9L to be slowly charged through the low resistance element 45. This smoothing capacitor reduces the switching noise voltage generated by the motor drive circuit 2.

さらに、直列接続されたキャパシタ81C及びダイオード81Dは、コモンコンタクタ43と並列接続されたバイパス回路を形成している。このバイパス回路は、コモンコンタクタ43がオフされる時に生じる接点火花を抑止する。このバイパス回路の動作は後述される。 Furthermore, the series-connected capacitor 81C and diode 81D form a bypass circuit connected in parallel with the common contactor 43. This bypass circuit prevents contact sparks that occur when the common contactor 43 is turned off. The operation of this bypass circuit will be described later.

ローサイド端子9Lはローサイド回路32を通じてケーブル141及び142に接続されている。ローサイド回路32は、コンタクタ41及び42、並びに、二次コイル52及び53を有する。ローサイド端子9Lはコンタクタ41を通じてケーブル141に接続されている。さらに、ローサイド端子9Lはコンタクタ42を通じてケーブル142に接続されている。 The low-side terminal 9L is connected to cables 141 and 142 through the low-side circuit 32. The low-side circuit 32 has contactors 41 and 42 and secondary coils 52 and 53. The low-side terminal 9L is connected to cable 141 through the contactor 41. Furthermore, the low-side terminal 9L is connected to cable 142 through the contactor 42.

降圧トランス5は、それぞれ磁気コア50に巻かれた一次コイル51及び2つの二次コイル52及び53をもつ。二次コイル52はコンタクタ42と直列接続され、二次コイル53はコンタクタ41と直列接続されている。この実施例において、二次コイル52及び53の巻数は1ターンであり、一次コイル51の巻数は100ターンである。一次コイル51の巻数は適宜選択されることができる。オシレータ6は一次コイル51に一次AC電圧を印加する。たとえばオシレータ6は4つのMOSFETからなるHブリッジ回路からなる。 The step-down transformer 5 has a primary coil 51 and two secondary coils 52 and 53, each wound around a magnetic core 50. The secondary coil 52 is connected in series with the contactor 42, and the secondary coil 53 is connected in series with the contactor 41. In this embodiment, the number of turns of the secondary coils 52 and 53 is one turn, and the number of turns of the primary coil 51 is 100 turns. The number of turns of the primary coil 51 can be selected appropriately. The oscillator 6 applies a primary AC voltage to the primary coil 51. For example, the oscillator 6 is composed of an H-bridge circuit consisting of four MOSFETs.

コントローラ7は、第1BMS110及び第2BMS120により演算された各セルの内部抵抗値に基づいてコンタクタ41-44及びオシレータ6の動作を制御する。 The controller 7 controls the operation of the contactors 41-44 and the oscillator 6 based on the internal resistance values of each cell calculated by the first BMS 110 and the second BMS 120.

2つのバッテリパックの切替制御が図3を参照して説明される。コモンコンタクタ43は、このバッテリパック切替の開始前にオンされている。まず、バッテリパック11が正常かどうかが判定される(S100)。この実施例では、バッテリパック11のすべてセルが所定の許容範囲の内部抵抗値をもつかどうかが判定される。バッテリパック11の少なくとも一つのセルの内部抵抗値がこの許容範囲外にあれば、コンタクタ42が遮断される(S102)。これにより、モータ駆動回路2はバッテリパック12だけにより運転される。 The switching control of the two battery packs will be described with reference to FIG. 3. The common contactor 43 is turned on before the start of this battery pack switching. First, it is determined whether the battery pack 11 is normal (S100). In this embodiment, it is determined whether all the cells of the battery pack 11 have internal resistance values within a predetermined tolerance range. If the internal resistance value of at least one cell of the battery pack 11 is outside this tolerance range, the contactor 42 is cut off (S102). As a result, the motor drive circuit 2 is operated only by the battery pack 12.

次に、バッテリパック12が正常かどうかが判定される(S104)。この実施例では、バッテリパック12のすべてセルが所定の許容範囲の内部抵抗値をもつかどうかが判定される。バッテリパック12の少なくとも一つのセルの内部抵抗値がこの許容範囲外にあれば、コンタクタ41が開かれる(S106)。これにより、モータ駆動回路2はバッテリパック11だけにより運転される。次に、バッテリパック11及び12に含まれるすべてのセルの内部抵抗値がこの許容範囲内であれば、2つのコンタクタ41及び42が閉じられる(S108)。これにより、バッテリパック11及び12の損失を低減することができる。さらに、バッテリパック11及び12の間のSOC差が拡大するのを防止することができる。 Next, it is determined whether the battery pack 12 is normal (S104). In this embodiment, it is determined whether all the cells of the battery pack 12 have internal resistance values within a predetermined tolerance range. If the internal resistance value of at least one cell of the battery pack 12 is outside this tolerance range, the contactor 41 is opened (S106). This causes the motor drive circuit 2 to be operated only by the battery pack 11. Next, if the internal resistance values of all the cells included in the battery packs 11 and 12 are within this tolerance range, the two contactors 41 and 42 are closed (S108). This makes it possible to reduce losses in the battery packs 11 and 12. Furthermore, it is possible to prevent the SOC difference between the battery packs 11 and 12 from increasing.

結局、DC電源1は並列接続された2つのバッテリパック11、12をもつ。DC電源1はさらに、これら2つのバッテリパック11、12と別々に直列接続された2つのコンタクタ41、42をもつ。このため、2つのバッテリパック11、12の並列運転及び個別運転のどちらか一つを選択することができる。 In the end, the DC power supply 1 has two battery packs 11, 12 connected in parallel. The DC power supply 1 further has two contactors 41, 42 connected in series separately to these two battery packs 11, 12. Therefore, it is possible to select either parallel operation or individual operation of the two battery packs 11, 12.

たとえば、他の自動車が電気自動車の左側に衝突するケースが図1により説明される。第1バッテリパック11がこの電気自動車の左側部分に収容されている。この場合、第1バッテリパック11は損傷する可能性があるが、第2バッテリパック12及びケーブル141-143の機能は維持される可能性がある。機械的衝撃を受けた第1バッテリパック11は、いくつかのセルが異常な内部抵抗値をもつ可能性をもつ。したがって、コンタクタ42を開くことにより、第1バッテリパック11の火災を防ぐとともに、第2バッテリパック12によりトラクションモータを駆動することができる。 For example, FIG. 1 illustrates a case where another vehicle collides with the left side of an electric vehicle. A first battery pack 11 is housed in the left portion of the electric vehicle. In this case, the first battery pack 11 may be damaged, but the functions of the second battery pack 12 and the cables 141-143 may be maintained. In the first battery pack 11 that has been subjected to a mechanical shock, some cells may have abnormal internal resistance values. Therefore, by opening the contactor 42, a fire in the first battery pack 11 can be prevented, and the traction motor can be driven by the second battery pack 12.

逆に、電気自動車の右側に他の自動車が衝突するケースにおいてコンタクタ41を開くことにより第2バッテリパック12の火災を防ぐことができる。さらに、第1バッテリパック11はトラクションモータを駆動することができる。 Conversely, in the case where another vehicle collides with the right side of the electric vehicle, a fire in the second battery pack 12 can be prevented by opening the contactor 41. Furthermore, the first battery pack 11 can drive the traction motor.

この実施例において、2つのコンタクタ41及び42は、トラクションモータに供給される電流を分割する。その結果、コンタクタ41及び42のアーク電流はそれぞれ大幅に低減される。たとえば、コンタクタ41の緊急遮断におけるコンタクタ41のアークエネルギーは、コンタクタ41の電流が約半分となる故にほぼ1/4となる。さらに、コンタクタ41だけが開かれる時、トラクションモータのインダクタンスはバッテリパック11の放電電流を増加させる。その結果、コンタクタ41の開放により生じるアークエネルギーはさらに減少する。 In this embodiment, the two contactors 41 and 42 divide the current supplied to the traction motor. As a result, the arc currents of the contactors 41 and 42 are each significantly reduced. For example, the arc energy of the contactor 41 in an emergency shutdown of the contactor 41 is approximately 1/4 because the current of the contactor 41 is approximately halved. Furthermore, when only the contactor 41 is opened, the inductance of the traction motor increases the discharge current of the battery pack 11. As a result, the arc energy caused by the opening of the contactor 41 is further reduced.

結局、並列接続された2つのバッテリパック11及び12がインダクタンス負荷へ並列に電流を供給する時、どちらかのコンタクタの開放により生じる火花は大幅に低減される。しかし、コンタクタ41が開かれる時、バッテリパック12の電流だけが、ケーブル141及び二次コイル53のインダクタンスを通じて流れる。その結果、これらのインダクタンスは、コンタクタ41のアークエネルギーを増加させる。同様に、コンタクタ42が開かれる時、バッテリパック11の電流だけが、ケーブル142及び二次コイル52のインダクタンスを通じて流れる。その結果、これらのインダクタンスは、コンタクタ42のアークエネルギーを増加させる。 As a result, when two parallel-connected battery packs 11 and 12 supply current in parallel to an inductive load, the sparks caused by the opening of either contactor are greatly reduced. However, when contactor 41 is opened, only the current of battery pack 12 flows through the inductances of cable 141 and secondary coil 53. As a result, these inductances increase the arc energy of contactor 41. Similarly, when contactor 42 is opened, only the current of battery pack 11 flows through the inductances of cable 142 and secondary coil 52. As a result, these inductances increase the arc energy of contactor 42.

次に、降圧トランス5によるバッテリパック11及び12への交流電流供給が図4及び図5を参照して説明される。この交流電流供給は、典型的には寒冷環境において実施されるが、バッテリパックの電気特性改善のために実施されることも可能である。オシレータ6は、一次コイル51に交流電圧VT1を印加する。交流電圧VT1の周波数はたとえば10kHzである。周波数が高い時、降圧トランス5がコンパクトになる。交流電圧VT1は、交互に繰り返される正パルス電圧と負パルス電圧からなる。交流電圧VT1が一次コイル51に印加される時、二次コイル52及び53にそれぞれ、二次電圧VT2が誘導される。2つの二次電圧VT2の向きは同じである。 Next, the supply of AC current to the battery packs 11 and 12 by the step-down transformer 5 will be described with reference to Figs. 4 and 5. This AC current supply is typically performed in a cold environment, but can also be performed to improve the electrical characteristics of the battery pack. The oscillator 6 applies an AC voltage VT1 to the primary coil 51. The frequency of the AC voltage VT1 is, for example, 10 kHz. When the frequency is high, the step-down transformer 5 becomes compact. The AC voltage VT1 consists of a positive pulse voltage and a negative pulse voltage that are alternately repeated. When the AC voltage VT1 is applied to the primary coil 51, a secondary voltage VT2 is induced in each of the secondary coils 52 and 53. The directions of the two secondary voltages VT2 are the same.

バッテリパック11は開回路電圧VB及び内部抵抗r10をもつ。バッテリパック12は開回路電圧VB及び内部抵抗r20をもつ。2つのバッテリパック11及び12の開回路電圧は正確には異なる。けれども、それらは互いに等しいこととが簡単な説明のために仮定される。2つの二次電圧VT2は、2つのバッテリパック11及び12からなる電流循環回路を通じて二次電流ICを循環させる。2つのバッテリパック11及び12は、2つの二次コイル52及び53の接続点54を通じてモータ駆動回路2に負荷電流ILを供給する。二次コイル52によりモータ駆動回路2に供給される電流成分は、二次コイル53によりモータ駆動回路2に供給される電流成分と等しい振幅及び反対の方向をもつ。 Battery pack 11 has an open circuit voltage VB and an internal resistance r10. Battery pack 12 has an open circuit voltage VB and an internal resistance r20. The open circuit voltages of the two battery packs 11 and 12 are actually different. However, for the sake of simplicity, it is assumed that they are equal to each other. The two secondary voltages VT2 circulate a secondary current IC through a current circulation circuit consisting of the two battery packs 11 and 12. The two battery packs 11 and 12 supply a load current IL to the motor drive circuit 2 through the connection point 54 of the two secondary coils 52 and 53. The current component supplied to the motor drive circuit 2 by the secondary coil 52 has an equal amplitude and an opposite direction to the current component supplied to the motor drive circuit 2 by the secondary coil 53.

図4は、正パルス電圧が印加される期間における電流の流れを示す。二次コイル52の二次電圧VT2は、バッテリパック11によりモータ駆動回路2に供給される電流成分を減らす。逆に、二次コイル53の二次電圧VT2は、バッテリパック12によりモータ駆動回路2に供給される電流成分を増やす。結局、負荷電流ILは、2つの二次コイル52及び53により影響されない。 Figure 4 shows the current flow during the period when the positive pulse voltage is applied. The secondary voltage VT2 of the secondary coil 52 reduces the current component supplied by the battery pack 11 to the motor drive circuit 2. Conversely, the secondary voltage VT2 of the secondary coil 53 increases the current component supplied by the battery pack 12 to the motor drive circuit 2. As a result, the load current IL is not affected by the two secondary coils 52 and 53.

図5は、負パルス電圧が印加される期間における電流の流れを示す。二次コイル52の二次電圧VT2は、バッテリパック11がモータ駆動回路2に供給する電流成分を増やす。逆に、二次コイル53の二次電圧VT2は、バッテリパック12がモータ駆動回路2に供給する電流成分を減らす。結局、負荷電流ILは、2つの二次コイル52により影響されない。 Figure 5 shows the current flow during the period when a negative pulse voltage is applied. The secondary voltage VT2 of the secondary coil 52 increases the current component that the battery pack 11 supplies to the motor drive circuit 2. Conversely, the secondary voltage VT2 of the secondary coil 53 reduces the current component that the battery pack 12 supplies to the motor drive circuit 2. Ultimately, the load current IL is not affected by the two secondary coils 52.

結局、バッテリパック11と直列接続された二次コイル52が、バッテリパック12と直列接続された二次コイル53と等しい巻数をもつ時、交流電流ICはバッテリパック11及び12だけを循環することができる。これにより、バッテリパック11及び12がモータ駆動回路2へ放電する期間に、バッテリパック11及び12を通じての交流電流循環を実現することができる。同様に、バッテリパック11及び12が充電される期間に、バッテリパック11及び12を通じての交流電流循環を実現することができる。 After all, when the secondary coil 52 connected in series with the battery pack 11 has the same number of turns as the secondary coil 53 connected in series with the battery pack 12, the AC current IC can circulate only through the battery packs 11 and 12. This allows AC current circulation through the battery packs 11 and 12 to be realized during the period when the battery packs 11 and 12 are discharging to the motor drive circuit 2. Similarly, AC current circulation through the battery packs 11 and 12 can be realized during the period when the battery packs 11 and 12 are charging.

DC電源1は、2つのバッテリパックの並列運転及び単独運転を選択することができる。コンタクタの開放により生じる火花は接点寿命を短縮する。火花エネルギーは回路の直列インダクタンスに比例する。 The DC power supply 1 can select parallel operation of two battery packs or standalone operation. Sparks caused by opening of the contactor shorten the contact life. Spark energy is proportional to the series inductance of the circuit.

したがって、二次コイル52又は53のインダクタンスは、コンタクタ41又は42の火花を増強する。この問題は図6及び図7に示されるコンタクタ保護動作により改善される。 The inductance of the secondary coil 52 or 53 therefore increases the sparking of the contactor 41 or 42. This problem is remedied by the contactor protection operation shown in Figures 6 and 7.

図6は、コンタクタ42が開放される過渡期間における電流の流れを示す。バッテリパック11は電流I1をモータ駆動回路2に供給し、バッテリパック12は電流I2をモータ駆動回路2に供給している。オシレータ6は、この過渡期間に正パルス電圧VT1を一次コイル51に印加する。これにより、二次コイル51及び52は、正方向の循環電流ICPをバッテリパック11及び12並びにコンタクタ41及び42を通じて循環させる。その結果、バッテリパック11は充電され、バッテリパック12は放電される。 Figure 6 shows the current flow during the transient period when the contactor 42 is open. The battery pack 11 supplies a current I1 to the motor drive circuit 2, and the battery pack 12 supplies a current I2 to the motor drive circuit 2. During this transient period, the oscillator 6 applies a positive pulse voltage VT1 to the primary coil 51. This causes the secondary coils 51 and 52 to circulate a positive circulating current ICP through the battery packs 11 and 12 and the contactors 41 and 42. As a result, the battery pack 11 is charged and the battery pack 12 is discharged.

さらに、コンタクタ42が開いている期間にこのコンタクタ42を通じて流れる電流はI1-ICPとなる。その結果、コンタクタ42の寿命が改善される。 Furthermore, the current flowing through the contactor 42 while the contactor 42 is open is I1-ICP. As a result, the life of the contactor 42 is improved.

図7は、コンタクタ41が開放される過渡期間における電流の流れを示す。バッテリパック11は電流I1をモータ駆動回路2に供給し、バッテリパック12は電流I2をモータ駆動回路2に供給している。オシレータ6は、この過渡期間に負パルス電圧VT1を一次コイル51に印加する。これにより、二次コイル51及び52は、負方向の循環電流ICNをバッテリパック11及び12並びにコンタクタ41及び42を通じて循環させる。その結果、バッテリパック11は放電され、バッテリパック12が充電される。さらに、接点が開放動作を実施しているコンタクタ41を流れる電流は、I2-ICNとなる。その結果、コンタクタ41の寿命が改善される。 Figure 7 shows the current flow during the transient period when the contactor 41 is open. The battery pack 11 supplies a current I1 to the motor drive circuit 2, and the battery pack 12 supplies a current I2 to the motor drive circuit 2. The oscillator 6 applies a negative pulse voltage VT1 to the primary coil 51 during this transient period. This causes the secondary coils 51 and 52 to circulate a negative circulating current ICN through the battery packs 11 and 12 and the contactors 41 and 42. As a result, the battery pack 11 is discharged and the battery pack 12 is charged. Furthermore, the current flowing through the contactor 41, whose contacts are performing an opening operation, is I2-ICN. As a result, the life of the contactor 41 is improved.

コンタクタ41又は42が開かれている過渡期間は短い。したがって、オシレータ6により降圧トランス5に供給される発振電力は節約される。 The transient period during which contactor 41 or 42 is open is short. Therefore, the oscillation power supplied by oscillator 6 to step-down transformer 5 is saved.

しかしながら、降圧トランス5は、図2に示されるコモンコンタクタ43と直列接続される二次コイルをもたない。このため、降圧トランス5の二次パルス電流によりコモンコンタクタ43のアークを抑制することはできない。この問題は、図2に示されるバイパス回路81により解決されることができる。 However, the step-down transformer 5 does not have a secondary coil connected in series with the common contactor 43 shown in FIG. 2. Therefore, the arc of the common contactor 43 cannot be suppressed by the secondary pulse current of the step-down transformer 5. This problem can be solved by the bypass circuit 81 shown in FIG. 2.

コモンコンタクタ43と並列接続されているこのバイパス回路81は、直列接続されたキャパシタ81C及びダイオード81Dからなる。ダイオード81Dはコモンコンタクタ43の火花電流をバイパスする。 This bypass circuit 81, which is connected in parallel with the common contactor 43, consists of a capacitor 81C and a diode 81D connected in series. The diode 81D bypasses the spark current of the common contactor 43.

次に、コモンコンダクタ43のアーク防止が説明される。バッテリパック11及び12は、モータ駆動回路2を通じてトラクションモータにDC電流を供給する。コモンコンダクタ43が開かれる時、アークがコモンコンダクタ43の接点上に発生する。コモンコンダクタ43と直列接続されたインダクタンスがアークエネルギーを供給する。モータ駆動回路2は平滑キャパシタと並列接続される。したがって、この平滑キャパシタはトラクションモータのインダクタンスエネルギーを吸収する。けれども、バッテリパック11及び12と直列接続されるケーブル141-143及び降圧トランス5は、コモンコンダクタ43のアークを増加するインダクタンスをもつ。この問題は、コモンコンダクタ43と並列接続されたバイパス回路81により解決される。 Next, the prevention of arcing of the common conductor 43 will be described. The battery packs 11 and 12 supply DC current to the traction motor through the motor drive circuit 2. When the common conductor 43 is opened, an arc occurs on the contact of the common conductor 43. An inductance connected in series with the common conductor 43 supplies the arc energy. The motor drive circuit 2 is connected in parallel with a smoothing capacitor. Therefore, the smoothing capacitor absorbs the inductance energy of the traction motor. However, the cables 141-143 and the step-down transformer 5 connected in series with the battery packs 11 and 12 have an inductance that increases the arcing of the common conductor 43. This problem is solved by the bypass circuit 81 connected in parallel with the common conductor 43.

このバイパス回路は、直列接続されたキャパシタ81C及びダイオード81Dからなる。コモンコンタクタ43が開かれている時、バイパス電流がキャパシタ81C及びダイオード81Dを通じて流れる。その結果、コモンコンタクタ43のアークは良好に消去される。 This bypass circuit consists of a capacitor 81C and a diode 81D connected in series. When the common contactor 43 is open, the bypass current flows through the capacitor 81C and the diode 81D. As a result, the arc of the common contactor 43 is effectively extinguished.

コモンコンタクタ43が閉じられる時、キャパシタ81Cに蓄積された電荷は、コモンコンタクタ43を通じて短絡される。しかし、この短絡はダイオード81Dにより阻止される。キャパシタ81Cに蓄積された電荷は、コモンコンタクタ43が閉じている期間にダイオード81Dの高い逆抵抗値を通じてゆっくりと放電される。 When the common contactor 43 is closed, the charge stored in the capacitor 81C is shorted through the common contactor 43. However, this short circuit is prevented by the diode 81D. The charge stored in the capacitor 81C is slowly discharged through the high reverse resistance of the diode 81D while the common contactor 43 is closed.

図2に示されるDC電源1は、バッテリパック11の一つのセルが不良である場合にコンタクタ42を開く。さらに、DC電源1はバッテリパック12の一つのセルが不良である場合にコンタクタ41を開く。これにより、不良セルが発見されるほとんどのケースにおいて電気自動車の運転を継続することができる。 The DC power supply 1 shown in FIG. 2 opens contactor 42 if one cell of battery pack 11 is defective. In addition, the DC power supply 1 opens contactor 41 if one cell of battery pack 12 is defective. This allows the electric vehicle to continue operating in most cases where a defective cell is found.

特に重要なセル故障は、デンドライト成長によるセルの内部短絡である。セルの熱暴走に起因するバッテリ火災が時々この内部短絡により発生する。セルの内部抵抗はデンドライト成長により次第に低下することが知られている。したがって、セルの内部抵抗を監視することにより、近い将来におけるセルの内部短絡の発生を予想することができる。しかし、セルの内部短絡発見のためのセルの内部抵抗検出は、本質的に常に実施される必要がある。これは、各セルの内部抵抗検出動作をバッテリの放電中又は充電中においても実施しなければならないことを意味する。しかし、この放電中又は充電中における各セルの内部抵抗の検出は、放電電流又は充電電流の変動のため難しい。 A particularly important cell failure is an internal short circuit in the cell caused by dendrite growth. This internal short circuit sometimes causes battery fires due to thermal runaway in the cell. It is known that the internal resistance of a cell gradually decreases due to dendrite growth. Therefore, by monitoring the internal resistance of a cell, it is possible to predict the occurrence of an internal short circuit in the cell in the near future. However, detection of the internal resistance of a cell in order to detect an internal short circuit in a cell essentially needs to be performed at all times. This means that the operation of detecting the internal resistance of each cell must be performed even while the battery is being discharged or charged. However, detecting the internal resistance of each cell during this discharging or charging is difficult due to fluctuations in the discharging current or charging current.

図8及び図9は、コンパクトな降圧トランス5を用いる新規なセル抵抗検出動作を開示する。図8は、バッテリパック11のセル電圧を検出する第1バッテリ管理装置(第1BMS)110の一部を示す。バッテリパック12のセル電圧を検出する第2バッテリ管理装置(第2BMS)120も、第1BMS110と本質的に同じである。図8において、バッテリパック11の4つのセル11A-11Dだけが示される。第1BMS110は、セル11A-11Dの各セル電圧V11-V14を順番にコントローラ7に送信する。 Figures 8 and 9 disclose a novel cell resistance detection operation using a compact step-down transformer 5. Figure 8 shows a part of a first battery management unit (first BMS) 110 that detects the cell voltage of the battery pack 11. A second battery management unit (second BMS) 120 that detects the cell voltage of the battery pack 12 is essentially the same as the first BMS 110. In Figure 8, only four cells 11A-11D of the battery pack 11 are shown. The first BMS 110 transmits the cell voltages V11-V14 of the cells 11A-11D in sequence to the controller 7.

セル11Aは開回路電圧(OCV)V1及び内部抵抗(IR)r1をもつ。セル11Bは開回路電圧V2及び内部抵抗r2をもつ。セル11Cは開回路電圧V3及び内部抵抗r3をもつ。セル11Dは開回路電圧V4及び内部抵抗r4をもつ。セル11A-11Dはモータ駆動回路2に負荷電流ILを供給している。さらに、二次コイル52及び53に誘導された二次電圧は、セル11A-11Dを通じて循環電流ICを循環させている。その結果、セル11A-11Dの内部抵抗r1-r4はそれぞれ、負荷電流IL及び循環電流ICにより電圧降下を発生する。したがって、セル11Aのセル電圧V11はV1+r1(IL+IC)となり、セル11Bのセル電圧V12はV2+r2(IL+IC)となる。同様に、セル11Cのセル電圧V13はV3+r3(IL+IC)となり、セル11Dのセル電圧V14はV4+r4(IL+IC)となる。 Cell 11A has an open circuit voltage (OCV) V1 and an internal resistance (IR) r1. Cell 11B has an open circuit voltage V2 and an internal resistance r2. Cell 11C has an open circuit voltage V3 and an internal resistance r3. Cell 11D has an open circuit voltage V4 and an internal resistance r4. Cells 11A-11D supply a load current IL to the motor drive circuit 2. Furthermore, the secondary voltage induced in the secondary coils 52 and 53 circulates a circulating current IC through cells 11A-11D. As a result, the internal resistances r1-r4 of cells 11A-11D generate voltage drops due to the load current IL and the circulating current IC, respectively. Therefore, the cell voltage V11 of cell 11A is V1+r1 (IL+IC), and the cell voltage V12 of cell 11B is V2+r2 (IL+IC). Similarly, the cell voltage V13 of cell 11C is V3 + r3 (IL + IC), and the cell voltage V14 of cell 11D is V4 + r4 (IL + IC).

オシレータ6は、降圧トランス5の一次コイル51に正パルス電圧と負パルス電圧とを交互に印加する。二次コイル52及び53は、正パルス電圧が一次コイル51に印加される正パルス期間にバッテリパック11及び12にほぼ定電流の正パルス電流ICPを循環させる。さらに、二次コイル52及び53は、負パルス電圧が一次コイル51に印加される負パルス期間にバッテリパック11及び12にほぼ定電流の負パルス電流ICNを循環させる。正パルス電流ICPの積分値は負パルス電流ICNの積分値に等しい。 The oscillator 6 alternately applies a positive pulse voltage and a negative pulse voltage to the primary coil 51 of the step-down transformer 5. The secondary coils 52 and 53 circulate a substantially constant positive pulse current ICP to the battery packs 11 and 12 during a positive pulse period when the positive pulse voltage is applied to the primary coil 51. Furthermore, the secondary coils 52 and 53 circulate a substantially constant negative pulse current ICN to the battery packs 11 and 12 during a negative pulse period when the negative pulse voltage is applied to the primary coil 51. The integral value of the positive pulse current ICP is equal to the integral value of the negative pulse current ICN.

セル電圧V11-V14は、正パルス期間に第1BMS110により順番に選択され、A/Dコンバータ60によりデジタル信号に変換された後、コントローラ7に送られる。同様に、セル電圧V11-V14は、負パルス期間に第1BMS110により順番に選択され、A/Dコンバータ60によりデジタル信号に変換された後、コントローラ7に送られる。これにより、8つのセル電圧がコントローラ7に送信される。 The cell voltages V11-V14 are selected in sequence by the first BMS 110 during the positive pulse period, converted to a digital signal by the A/D converter 60, and then sent to the controller 7. Similarly, the cell voltages V11-V14 are selected in sequence by the first BMS 110 during the negative pulse period, converted to a digital signal by the A/D converter 60, and then sent to the controller 7. As a result, eight cell voltages are sent to the controller 7.

セル11Aの内部抵抗r1の検出動作が説明される。まず、正パルス電流ICPがセル11Aを通じて流れる正パルス期間に、セル電圧V11が検出される。このセル電圧V11は正のセル電圧V11Pと呼ばれる。次に、負パルス電流ICNがセル11Aを通じて流れる負パルス期間に、セル電圧V11が検出される。セル電圧V11は、負のセル電圧V11Nと呼ばれる。正パルス電流ICP及び負パルス電流ICNは互いに等しい振幅をもつことが仮定される。さらに、正パルス期間及び負パルス期間におけるセル11Aは一定の開回路電圧V1をもつことが仮定される。 The operation of detecting the internal resistance r1 of cell 11A will be described. First, during the positive pulse period when a positive pulse current ICP flows through cell 11A, the cell voltage V11 is detected. This cell voltage V11 is called the positive cell voltage V11P. Next, during the negative pulse period when a negative pulse current ICN flows through cell 11A, the cell voltage V11 is detected. The cell voltage V11 is called the negative cell voltage V11N. It is assumed that the positive pulse current ICP and the negative pulse current ICN have equal amplitudes. It is further assumed that cell 11A has a constant open circuit voltage V1 during the positive pulse period and the negative pulse period.

次に、2つのセル電圧V11P及びV11Nの間の電圧差ΔVが検出される。この電圧差ΔVはセル11Aの開回路電圧V1を含まない。さらに、負荷電流ILが一定である時、電圧差ΔVは負荷電流ILによる内部抵抗r1の電圧降下(r1・IL)を含まない。したがって、電圧差ΔVは2IC・r1となり、内部抵抗r1はΔV/2ICとなる。結局、降圧トランス5がバッテリパック11に供給する交流循環電流を利用することにより、バッテリパック11がモータ駆動回路2に放電している期間において、負荷電流ILや開回路電圧V1の影響無しに内部抵抗r1を検出できる。セル11B-11Dの各内部抵抗も同様に検出される。 Next, the voltage difference ΔV between the two cell voltages V11P and V11N is detected. This voltage difference ΔV does not include the open circuit voltage V1 of cell 11A. Furthermore, when the load current IL is constant, the voltage difference ΔV does not include the voltage drop (r1·IL) across the internal resistance r1 due to the load current IL. Therefore, the voltage difference ΔV is 2IC·r1, and the internal resistance r1 is ΔV/2IC. In the end, by utilizing the AC circulating current supplied to the battery pack 11 by the step-down transformer 5, the internal resistance r1 can be detected without being affected by the load current IL or the open circuit voltage V1 during the period when the battery pack 11 is discharging to the motor drive circuit 2. The internal resistances of cells 11B-11D are also detected in the same manner.

第1バッテリ管理装置(第1BMS)110の回路が図8を参照して説明される。セル11Aの正極はスイッチS1を通じて信号線71に接続されている。セル11Bの正極はスイッチS2を通じて信号線72に接続されている。セル11Cの正極はスイッチS3を通じて信号線71に接続されている。セル11Dの正極はスイッチS4を通じて信号線72に接続されている。セル11Dの負極はスイッチS5を通じて信号線71に接続されている。スイッチS1-S5はそれぞれ、逆向きに直列接続された2つのMOSFETからなる。2つの信号線71及び72はキャパシタ70に接続されている。 The circuit of the first battery management unit (first BMS) 110 is described with reference to FIG. 8. The positive electrode of cell 11A is connected to signal line 71 through switch S1. The positive electrode of cell 11B is connected to signal line 72 through switch S2. The positive electrode of cell 11C is connected to signal line 71 through switch S3. The positive electrode of cell 11D is connected to signal line 72 through switch S4. The negative electrode of cell 11D is connected to signal line 71 through switch S5. Each of switches S1-S5 consists of two MOSFETs connected in series in the opposite directions. The two signal lines 71 and 72 are connected to a capacitor 70.

スイッチS1及びS2がオンされる時、キャパシタ70の電圧はセル11Aのセル電圧V11に等しくなる。スイッチS2及びS3がオンされる時、キャパシタ70の電圧はセル11Bのセル電圧V12に等しくなる。スイッチS3及びS4がオンされる時、キャパシタ70の電圧はセル11Cのセル電圧V13に等しくなる。スイッチS4及びS5がオンされる時、キャパシタ70の電圧はセル11Dのセル電圧V14に等しくなる。キャパシタ70の各電圧は、4つのスイッチS6-S9のうちの2つをオンすることによりA/Dコンバータ60によりデジタル信号に変換された後、コントローラ7に送信される。スイッチS6-S9は、スイッチS1-S4と同様に、逆向きに直列接続された2つのMOSFETからなる。 When switches S1 and S2 are turned on, the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V11 of cell 11A. When switches S2 and S3 are turned on, the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V12 of cell 11B. When switches S3 and S4 are turned on, the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V13 of cell 11C. When switches S4 and S5 are turned on, the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V14 of cell 11D. Each voltage of capacitor 70 is converted into a digital signal by A/D converter 60 by turning on two of four switches S6-S9, and then transmitted to controller 7. Switches S6-S9, like switches S1-S4, are composed of two MOSFETs connected in series in the opposite direction.

図9は、スイッチS1-S9のスイッチ動作を示すタイミングチャートである。周期T1の前半及び後半において、スイッチS1、S2がオンされ、キャパシタ70の電圧はセル電圧V11と等しくなる。同様に、周期T2の前半及び後半において、スイッチS2、S3がオンされ、キャパシタ70の電圧はセル電圧V12と等しくなる。周期T3の前半及び後半において、スイッチS3、S4がオンされ、キャパシタ70の電圧はセル電圧V13と等しくなる。同様に、周期T4の前半及び後半において、スイッチS4、S5がオンされ、キャパシタ70の電圧はセル電圧V14と等しくなる。 Figure 9 is a timing chart showing the switch operation of switches S1-S9. In the first and second halves of period T1, switches S1 and S2 are turned on, and the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V11. Similarly, in the first and second halves of period T2, switches S2 and S3 are turned on, and the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V12. In the first and second halves of period T3, switches S3 and S4 are turned on, and the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V13. Similarly, in the first and second halves of period T4, switches S4 and S5 are turned on, and the voltage of capacitor 70 is equal to cell voltage V14.

周期T1の前半において、スイッチS6、S9はスイッチS1、S2がオフされた直後にオンされる。周期T1の後半において、スイッチS7、S8はスイッチS1、S2がオフされた直後にオンされる。同様に、周期T2の前半において、スイッチS6、S9はスイッチS2、S3がオフされた直後にオンされる。周期T2の後半において、スイッチS7、S8はスイッチS2、S3がオフされた直後にオンされる。 In the first half of period T1, switches S6 and S9 are turned on immediately after switches S1 and S2 are turned off. In the second half of period T1, switches S7 and S8 are turned on immediately after switches S1 and S2 are turned off. Similarly, in the first half of period T2, switches S6 and S9 are turned on immediately after switches S2 and S3 are turned off. In the second half of period T2, switches S7 and S8 are turned on immediately after switches S2 and S3 are turned off.

周期T3の前半において、スイッチS6、S9はスイッチS3、S4がオフされた直後にオンされる。周期T3の後半において、スイッチS7、S8はスイッチS3、S4がオフされた直後にオンされる。同様に、周期T4の前半において、スイッチS6、S9はスイッチS4、S5がオフされた直後にオンされる。周期T4の後半において、スイッチS7、S8はスイッチS4、S5がオフされた直後にオンされる。 In the first half of period T3, switches S6 and S9 are turned on immediately after switches S3 and S4 are turned off. In the second half of period T3, switches S7 and S8 are turned on immediately after switches S3 and S4 are turned off. Similarly, in the first half of period T4, switches S6 and S9 are turned on immediately after switches S4 and S5 are turned off. In the second half of period T4, switches S7 and S8 are turned on immediately after switches S4 and S5 are turned off.

結局、各セル電圧はスイッチS1-S4の制御によりキャパシタ70に順番に伝送される。さらに、キャパシタ70の電圧は、スイッチS1-S4がオフされた後に実施されるスイッチS6-S9の制御によりA/Dコンバータ60に送られる。スイッチS6-S9はキャパシタ70の電圧方向を反転する機能をもつ。正パルス電流ICPは循環電流ICの周期T1-T4の前半に流れ、負パルス電流ICNは循環電流ICの周期T1-T4の後半に流れる。したがって、一つのセルの2種類のセル電圧が各周期T1-T4毎に検出される。たとえばバッテリパック11が互いに直列接続された100個のセルからなる時、すべてのセルの内部抵抗の検出は100周期を必要とする。 As a result, each cell voltage is transmitted to the capacitor 70 in sequence under the control of the switches S1-S4. Furthermore, the voltage of the capacitor 70 is sent to the A/D converter 60 under the control of the switches S6-S9, which is implemented after the switches S1-S4 are turned off. The switches S6-S9 have the function of inverting the voltage direction of the capacitor 70. The positive pulse current ICP flows in the first half of the period T1-T4 of the circulating current IC, and the negative pulse current ICN flows in the second half of the period T1-T4 of the circulating current IC. Therefore, two types of cell voltages of one cell are detected every period T1-T4. For example, when the battery pack 11 consists of 100 cells connected in series with each other, it takes 100 periods to detect the internal resistance of all the cells.

セルの内部抵抗rはΔV/(ICP+ICN)となる。ΔVは、正パルス電流ICPがバッテリパックに流れる期間のセル電圧値と負パルス電流ICNがバッテリパックに流れる期間のセル電圧値との間の電圧差である。正パルス電流ICP及び負パルス電流ICNの方向が逆であるため、電圧差ΔVを増加することができる。 The internal resistance r of the cell is ΔV/(ICP+ICN). ΔV is the voltage difference between the cell voltage value during the period when the positive pulse current ICP flows through the battery pack and the cell voltage value during the period when the negative pulse current ICN flows through the battery pack. Because the directions of the positive pulse current ICP and the negative pulse current ICN are opposite, the voltage difference ΔV can be increased.

セル11A-11Dの内部抵抗r1-r4に基づいて、各セルの他の電気パラメータを算出することもできる。たとえば、内部抵抗r1-r4に基づいてセル11A-11Dの劣化を推定することができる。さらに、セル11A-11Dの内部抵抗値r1-r4から各内部抵抗r1-r4の電圧降下を算出することができる。各セル11A-11Dの開回路電圧V1-V4はこれらの電圧降下及びセル電圧V11-V14から算出されることができる。 Other electrical parameters of each cell can also be calculated based on the internal resistances r1-r4 of cells 11A-11D. For example, the deterioration of cells 11A-11D can be estimated based on the internal resistances r1-r4. Furthermore, the voltage drop of each internal resistance r1-r4 can be calculated from the internal resistance values r1-r4 of cells 11A-11D. The open circuit voltages V1-V4 of each cell 11A-11D can be calculated from these voltage drops and the cell voltages V11-V14.

コントローラ7の制御例が、図10に示されるフローチャートを参照して説明される。コンタクタ41-43は閉じられている。次に、バッテリパック11及び12の温度Tbが所定のしきい値Tthより低いか否かが判定される(S100)。判定結果がYesであれば、バッテリパック11及び12に交流電流を供給する交流加熱サブルーチン(S102)が実施される。判定結果がNoであれば、この交流加熱サブルーチンは実施されない。 An example of control by the controller 7 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 10. The contactors 41-43 are closed. Next, it is determined whether the temperature Tb of the battery packs 11 and 12 is lower than a predetermined threshold value Tth (S100). If the determination result is Yes, an AC heating subroutine (S102) is executed to supply AC current to the battery packs 11 and 12. If the determination result is No, this AC heating subroutine is not executed.

この交流加熱サブルーチンにおいて、オシレータ6は一次コイル51に一次AC電流を供給する。これにより、同一方向の二次電圧が二次コイル51及び52に誘導され、二次循環電流がバッテリパック11及び12に供給される。その結果、バッテリパック11及び12は加熱される。バッテリパック11及び12の温度が所定値に達する時、この交流加熱サブルーチンは終了される。 In this AC heating subroutine, the oscillator 6 supplies a primary AC current to the primary coil 51. This induces secondary voltages in the same direction in the secondary coils 51 and 52, and a secondary circulating current is supplied to the battery packs 11 and 12. As a result, the battery packs 11 and 12 are heated. When the temperature of the battery packs 11 and 12 reaches a predetermined value, this AC heating subroutine is terminated.

次に、内部抵抗検出サブルーチンが実施される(S104)。この内部抵抗検出サブルーチンにおいて、バッテリパック11及び12の各セルの内部抵抗を検出するために、正パルス電流及び負パルス電流が各セルに交互に供給される。これにより、第1BMS110はバッテリパック11の内部抵抗値を検出し、第2BMS120はバッテリパック12の各セルの内部抵抗値を検出する。 Next, an internal resistance detection subroutine is executed (S104). In this internal resistance detection subroutine, a positive pulse current and a negative pulse current are alternately supplied to each cell in order to detect the internal resistance of each cell of the battery packs 11 and 12. As a result, the first BMS 110 detects the internal resistance value of the battery pack 11, and the second BMS 120 detects the internal resistance value of each cell of the battery pack 12.

次に、バッテリパック11から検出された全ての内部抵抗値が所定の許容範囲内か否かが判定され(S106)、判定結果がNoであれば、ステップS108に進む。ステップS108において、コンタクタ42を保護するためのコンタクタ保護サブルーチンが実施される。このコンタクタ保護サブルーチンによれば、オシレータ6は二次循環電流を流す。この二次循環電流はコンタクタ42を流れる電流を減らす。好適には、この二次循環電流は負荷電流ILと略等しい。これにより、コンタクタ42を流れる電流はほぼゼロとなる。次に、コンタクタ42が開放される(S110)。その結果、アークはコンタクタ42上に生じない。 Next, it is determined whether all the internal resistance values detected from the battery pack 11 are within a predetermined tolerance range (S106), and if the determination result is No, the process proceeds to step S108. In step S108, a contactor protection subroutine is executed to protect the contactor 42. According to this contactor protection subroutine, the oscillator 6 passes a secondary circulating current. This secondary circulating current reduces the current flowing through the contactor 42. Preferably, this secondary circulating current is approximately equal to the load current IL. As a result, the current flowing through the contactor 42 becomes approximately zero. Next, the contactor 42 is opened (S110). As a result, no arc is generated on the contactor 42.

バッテリパック11の全ての内部抵抗値が許容範囲内であれば、バッテリパック12の全ての内部抵抗値が許容範囲内か否かが判定される(S112)。その判定結果がNoであれば、ステップS114に進む。 If all the internal resistance values of battery pack 11 are within the allowable range, it is determined whether all the internal resistance values of battery pack 12 are within the allowable range (S112). If the determination result is No, proceed to step S114.

ステップS114において、コンタクタ41を保護するためのコンタクタ保護サブルーチンが実施される。このコンタクタ保護サブルーチンによれば、オシレータ6は二次循環電流を流す。この二次循環電流はコンタクタ41を流れる電流を減らす。好適には、この二次循環電流は負荷電流ILと略等しい。これにより、コンタクタ41を流れる電流はほぼゼロとなる。次に、コンタクタ41が開放される(S116)。その結果、アークはコンタクタ41上に生じない。 In step S114, a contactor protection subroutine is executed to protect the contactor 41. According to this contactor protection subroutine, the oscillator 6 passes a secondary circulating current. This secondary circulating current reduces the current through the contactor 41. Preferably, this secondary circulating current is approximately equal to the load current IL. This causes the current through the contactor 41 to be approximately zero. Next, the contactor 41 is opened (S116). As a result, no arc is generated on the contactor 41.

もしバッテリパック11及び12のすべての内部抵抗値が所定の許容範囲内であれば、コンタクタ41及び42が閉じられる。これにより、バッテリパック11及び12が負荷電流ILをモータ駆動回路2に供給する。 If all the internal resistance values of the battery packs 11 and 12 are within a predetermined tolerance range, the contactors 41 and 42 are closed. This causes the battery packs 11 and 12 to supply the load current IL to the motor drive circuit 2.

特に、各セルの内部抵抗rが所定の最低値より高いかどうかを判定することは重要である。内部抵抗rがこの最低値より低い時、セルの内部短絡が推定される。 In particular, it is important to determine whether the internal resistance r of each cell is higher than a predetermined minimum value. When the internal resistance r is lower than this minimum value, an internal short circuit of the cell is presumed.

一つの変形態様が図11を参照して説明される。DC電源1のバッテリパック11はバッテリモジュール111-114からなり、バッテリパック12はバッテリモジュール121-124からなる。図11の各バッテリモジュールは、図1の各バッテリモジュールと比べて逆方向へ配置されている。図12は図11のDC電源1を示す。コンタクタ41及び42はハイサイド側に配置され、コンタクタ43及び44はローサイド側に配置されている。二次コイル52及び53はハイサイド側に配置されている。 One modified embodiment is described with reference to FIG. 11. Battery pack 11 of DC power supply 1 consists of battery modules 111-114, and battery pack 12 consists of battery modules 121-124. Each battery module in FIG. 11 is arranged in the opposite direction compared to each battery module in FIG. 1. FIG. 12 shows DC power supply 1 of FIG. 11. Contactors 41 and 42 are arranged on the high side, and contactors 43 and 44 are arranged on the low side. Secondary coils 52 and 53 are arranged on the high side.

第2実施例
本発明の第2実施例が図13を参照して説明される。図13において、ケーブル143はコンタクタボックス3に接続されていない。さらに、図13に示されるバッテリモジュール121-124は、図1に示されるバッテリモジュール121-124と比べて逆向きに配置されている。
Second embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 13. In Fig. 13, the cable 143 is not connected to the contactor box 3. Furthermore, the battery modules 121-124 shown in Fig. 13 are arranged in a reverse direction compared to the battery modules 121-124 shown in Fig. 1.

図13に示されるケーブル143は、バッテリモジュール111の正極端子11Pとバッテリモジュール121の負極端子12Nとを接続している。ケーブル141はバッテリモジュール124の正極端子12Pとコンタクタボックス3とを接続している。ケーブル142はバッテリモジュール114の負極端子11Nとコンタクタボックス3とを接続している。 The cable 143 shown in FIG. 13 connects the positive terminal 11P of the battery module 111 to the negative terminal 12N of the battery module 121. The cable 141 connects the positive terminal 12P of the battery module 124 to the contactor box 3. The cable 142 connects the negative terminal 11N of the battery module 114 to the contactor box 3.

図13において、最高電位のバッテリモジュール124及び最低電位のバッテリモジュール114がコンタクタボックス3に近接している。その結果、ケーブル141及び142の長さは最短となる。したがって、ケーブル141-143のインダクタンス低減により、図14に示されるコンタクタ43及び46のアークが低減される。 In FIG. 13, the battery module 124 with the highest potential and the battery module 114 with the lowest potential are close to the contactor box 3. As a result, the length of the cables 141 and 142 is minimized. Therefore, the reduced inductance of the cables 141-143 reduces arcing of the contactors 43 and 46 shown in FIG. 14.

図14は、図13に示されるDC電源1を示す回路図である。2つのバッテリパック11及び12は直列に接続されている。バッテリパック12の正極端子は、ケーブル141、コンタクタ46、降圧トランス5の二次コイル54を通じてモータ駆動回路2に接続されている。バッテリパック11の負極端子は、ケーブル142、コンタクタ43を通じてモータ駆動回路2に接続されている。3相インバータからなるモータ駆動回路2は、平滑キャパシタ20と並列に接続されている。 Figure 14 is a circuit diagram showing the DC power supply 1 shown in Figure 13. Two battery packs 11 and 12 are connected in series. The positive terminal of the battery pack 12 is connected to the motor drive circuit 2 through a cable 141, a contactor 46, and a secondary coil 54 of the step-down transformer 5. The negative terminal of the battery pack 11 is connected to the motor drive circuit 2 through a cable 142 and a contactor 43. The motor drive circuit 2, which is made up of a three-phase inverter, is connected in parallel with the smoothing capacitor 20.

直列接続されたキャパシタ81C及びダイオード81Dからなるバイパス回路31はコンタクタ46と並列に接続されている。コンタクタ46及びバイパス回路31はハイサイド回路31を形成している。直列接続されたコンタクタ44及び低抵抗素子45はプリチャージ回路を形成している。コンタクタ43と並列に接続されたこのプリチャージ回路は、コンタクタ43とともにローサイド回路32を形成している。 The bypass circuit 31, consisting of a series-connected capacitor 81C and diode 81D, is connected in parallel with the contactor 46. The contactor 46 and the bypass circuit 31 form the high-side circuit 31. The series-connected contactor 44 and low-resistance element 45 form a precharge circuit. This precharge circuit, connected in parallel with the contactor 43, forms the low-side circuit 32 together with the contactor 43.

オシレータ6から降圧トランス5の一次コイル51に供給された一次電流により、二次電圧が二次コイル53に誘起される。バッテリパック11及び12、コンタクタ46、二次コイル54、平滑キャパシタ20、及びコンタクタ43は、二次循環電流ICが循環する電流循環回路を形成する。モータ駆動回路2の3相インバータの高周波ノイズ電圧を吸収する平滑キャパシタ20は比較的高いキャパシタンスをもつ。このため、平滑キャパシタ20は、二次循環電流ICによりバッテリパック11及び12から充電又は放電される電荷を吸収することができる。 A secondary voltage is induced in the secondary coil 53 by the primary current supplied from the oscillator 6 to the primary coil 51 of the step-down transformer 5. The battery packs 11 and 12, the contactor 46, the secondary coil 54, the smoothing capacitor 20, and the contactor 43 form a current circulation circuit in which the secondary circulating current IC circulates. The smoothing capacitor 20, which absorbs the high-frequency noise voltage of the three-phase inverter of the motor drive circuit 2, has a relatively high capacitance. Therefore, the smoothing capacitor 20 can absorb the charge charged or discharged from the battery packs 11 and 12 by the secondary circulating current IC.

結局、第2実施例の電流循環回路は、第1実施例の電流循環回路と本質的に同じ効果を奏することができる。したがって、この循環電流は低温のバッテリパック11又は12を加熱することができる。さらに、この循環電流によりバッテリパック11及び12の各セルの内部抵抗を検出することができる。またさらに、コンタクタ43又は46が開放される直前に、負荷電流ILと逆向きに循環電流ICを循環させることとにより、コンタクタ43又は46のアークを抑制することができる。バイパス回路81は、コンタクタ43と並列に接続されることもできる。 In the end, the current circulation circuit of the second embodiment can achieve essentially the same effect as the current circulation circuit of the first embodiment. Therefore, this circulating current can heat the low-temperature battery pack 11 or 12. Furthermore, this circulating current can detect the internal resistance of each cell of the battery packs 11 and 12. Furthermore, by circulating the circulating current IC in the opposite direction to the load current IL just before the contactor 43 or 46 is opened, arcing of the contactor 43 or 46 can be suppressed. The bypass circuit 81 can also be connected in parallel with the contactor 43.

第3実施例
本発明の第3実施例が図15を参照して説明される。図15は、コンタクタ46と並列接続された双方向型バイパス回路80を示す。この双方向型バイパス回路80は第1バイパス回路81及び第2バイパス回路82からなる。第1バイパス回路81は直列接続されたキャパシタ81C及びダイオード81Dからなる。第2バイパス回路82は直列接続されたキャパシタ82C及びダイオード82Dからなる。第1バイパス回路81及び第2バイパス回路82はそれぞれ、コンタクタ46と並列接続されている。2つのダイオード81D及び82Dの電流方向は互いに反対である。
Third embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 15. Fig. 15 shows a bidirectional bypass circuit 80 connected in parallel with the contactor 46. This bidirectional bypass circuit 80 comprises a first bypass circuit 81 and a second bypass circuit 82. The first bypass circuit 81 comprises a capacitor 81C and a diode 81D connected in series. The second bypass circuit 82 comprises a capacitor 82C and a diode 82D connected in series. The first bypass circuit 81 and the second bypass circuit 82 are each connected in parallel with the contactor 46. The current directions of the two diodes 81D and 82D are opposite to each other.

その結果、コンタクタ46が電流I1を遮断する時、第1バイパス回路81はコンタクタ46のアークを低減する。反対に、コンタクタ46が電流I2を遮断する時、第2バイパス回路82はコンタクタ46のアークを低減する。 As a result, when the contactor 46 interrupts the current I1, the first bypass circuit 81 reduces the arcing of the contactor 46. Conversely, when the contactor 46 interrupts the current I2, the second bypass circuit 82 reduces the arcing of the contactor 46.

たとえば、第1実施例及び第2実施例において、モータ駆動回路2がバッテリパック11及び12に電流を回生する期間に、第2バイパス回路82は有効となる。さらに、この両方向バイパス回路は、交流電流を遮断する交流コンタクタの保護に有効である。これらのキャパシタの充電を遅延するために、ダイオードと直列に充電抵抗を接続することが可能である。さらに、これらのキャパシタの放電を加速するために、ダイオードと並列に放電抵抗を接続することが可能である。 For example, in the first and second embodiments, the second bypass circuit 82 is active during the period when the motor drive circuit 2 regenerates current to the battery packs 11 and 12. Furthermore, this bidirectional bypass circuit is effective in protecting the AC contactors that cut off the AC current. To delay the charging of these capacitors, it is possible to connect a charging resistor in series with the diode. Furthermore, to accelerate the discharging of these capacitors, it is possible to connect a discharging resistor in parallel with the diode.

Claims (4)

互いに並列接続される第1バッテリパック及び第2バッテリパックを備える回路装置において、
前記回路装置はさらに、コントローラにより制御されるオシレータにより駆動される降圧トランスを有し、
前記降圧トランスは、前記第1バッテリパックと直列接続される第1二次コイル、及び、前記第2バッテリパックと直列接続される第2二次コイルを有し、
前記2つの二次コイル及び前記2つのバッテリパックは、前記降圧トランスの二次電流を循環させるための電流循環回路を形成し、
前記2つの二次コイルに誘導される2つの二次電圧は、前記電流循環回路において同じ方向をもつことを特徴とする回路装置。
A circuit device including a first battery pack and a second battery pack connected in parallel to each other,
The circuit arrangement further includes a step-down transformer driven by an oscillator controlled by the controller;
the step-down transformer has a first secondary coil connected in series with the first battery pack and a second secondary coil connected in series with the second battery pack;
the two secondary coils and the two battery packs form a current circulating circuit for circulating a secondary current of the step-down transformer;
A circuit device characterized in that the two secondary voltages induced in the two secondary coils have the same direction in the current circulation circuit.
前記コントローラは、前記第1バッテリパック及び第2バッテリパックが低温である時、前記電流循環回路に前記二次電流を循環させることにより前記バッテリパックを加熱するバッテリ加熱モードをもつ請求項1記載の回路装置。 2. The circuit device according to claim 1, wherein the controller has a battery heating mode for heating the battery packs by circulating the secondary current through the current circulation circuit when the first battery pack and the second battery pack are at low temperatures. 前記第1バッテリパックは、第1コンタクタと直列接続され、
前記第2バッテリパックは、第2コンタクタと直列接続され、
前記コントローラは、
前記2つのバッテリパックの状態を検出するステップと、
前記2つのバッテリパックが不良でない時、前記2つのコンタクタを閉じるステップと、
前記第2バッテリパックが不良である時に前記第2コンタクタを開くステップと、
前記第1バッテリパックが不良である時に前記第1コンタクタを開くステップとを有する請求項1記載の回路装置。
the first battery pack is connected in series with a first contactor;
the second battery pack is connected in series with a second contactor;
The controller:
detecting a state of the two battery packs;
closing the two contactors when the two battery packs are not faulty;
opening the second contactor when the second battery pack is faulty;
and opening said first contactor when said first battery pack is defective.
前記2つのバッテリパックはそれぞれ、直列接続された多数のセルからなり、
前記コントローラは、前記降圧トランスの一次コイルに正パルス電圧と負パルス電圧とを交互に印加することにより、前記各セルの内部抵抗を検出するセル抵抗検出モードを有し、
前記セル抵抗検出モードは、
前記正パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記各セルの正セル電圧を検出するステップと、
前記負パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記各セルの負セル電圧を検出するステップと、
前記正セル電圧及び前記負セル電圧の間の電圧差に基づいて前記各セルの内部抵抗を算出するステップと、
を有する請求項1記載の回路装置。
Each of the two battery packs is composed of a number of cells connected in series;
the controller has a cell resistance detection mode for detecting an internal resistance of each of the cells by alternately applying a positive pulse voltage and a negative pulse voltage to a primary coil of the step-down transformer;
The cell resistance detection mode includes:
detecting a positive cell voltage of each of the cells when the positive pulse voltage is applied to the primary coil;
detecting a negative cell voltage of each of the cells when the negative pulse voltage is applied to the primary coil;
calculating an internal resistance of each of the cells based on a voltage difference between the positive cell voltage and the negative cell voltage;
2. The circuit arrangement according to claim 1, further comprising:
JP2024019068A 2022-08-15 2024-02-12 circuit device Active JP7696465B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022129351A JP7218468B1 (en) 2022-08-15 2022-08-15 Alternating current supply circuit for batteries
PCT/JP2023/004873 WO2024038626A1 (en) 2022-08-15 2023-02-14 Ac current supply circuit for battery
JPJP2023004873 2023-02-14
JP2024541414 2023-02-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2025037776A JP2025037776A (en) 2025-03-18
JP7696465B2 true JP7696465B2 (en) 2025-06-23

Family

ID=85151311

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022129351A Active JP7218468B1 (en) 2022-08-15 2022-08-15 Alternating current supply circuit for batteries
JP2022147478A Active JP7401620B1 (en) 2022-08-15 2022-09-15 battery current control circuit
JP2024019068A Active JP7696465B2 (en) 2022-08-15 2024-02-12 circuit device

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022129351A Active JP7218468B1 (en) 2022-08-15 2022-08-15 Alternating current supply circuit for batteries
JP2022147478A Active JP7401620B1 (en) 2022-08-15 2022-09-15 battery current control circuit

Country Status (2)

Country Link
JP (3) JP7218468B1 (en)
WO (5) WO2024038619A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7586122B2 (en) * 2022-03-30 2024-11-19 株式会社デンソー Secondary battery impedance measuring device
JP7218468B1 (en) * 2022-08-15 2023-02-06 正一 田中 Alternating current supply circuit for batteries
JP7582282B2 (en) * 2022-11-09 2024-11-13 トヨタ自動車株式会社 Inspection method for solid-state batteries
DE102023108118B3 (en) * 2023-03-30 2024-05-29 Rainer Marquardt Device and method for heating traction batteries
JP7845255B2 (en) * 2023-04-13 2026-04-14 トヨタ自動車株式会社 All-solid-state battery system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120299551A1 (en) 2010-12-23 2012-11-29 Byd Company Limited Battery heating circuits and methods using transformers
JP2013037859A (en) 2011-08-05 2013-02-21 Toshiba Corp Storage battery device
JP7218468B1 (en) 2022-08-15 2023-02-06 正一 田中 Alternating current supply circuit for batteries

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19904181A1 (en) * 1999-02-03 2000-08-10 Nokia Mobile Phones Ltd Device for reactivating an electric battery
JP4925595B2 (en) * 2005-03-23 2012-04-25 株式会社エヌエフ回路設計ブロック AC impedance measuring apparatus and method
JP2007242332A (en) * 2006-03-07 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lead storage battery degradation control method, degradation suppression device, and lead storage battery equipped with the degradation suppression device
JP5502603B2 (en) * 2010-06-04 2014-05-28 本田技研工業株式会社 Vehicle battery heating device
JP5577986B2 (en) * 2010-09-22 2014-08-27 株式会社豊田自動織機 Power supply device and in-vehicle power supply device
JP5954144B2 (en) * 2012-11-30 2016-07-20 ソニー株式会社 Control device, control method, control system, and electric vehicle
JP7204367B2 (en) * 2018-08-02 2023-01-16 本田技研工業株式会社 Vehicle power control device
JP7454336B2 (en) * 2019-03-29 2024-03-22 日産自動車株式会社 An all-solid-state lithium-ion secondary battery and its manufacturing method, an all-solid-state lithium-ion secondary battery system using the same, and a charging method for an all-solid-state lithium-ion secondary battery
JP7070513B2 (en) * 2019-06-20 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 Battery system
JP7624918B2 (en) * 2021-12-28 2025-01-31 本田技研工業株式会社 Lithium-ion battery recovery processing method, charging/discharging device, and program
JP7301208B1 (en) * 2022-12-05 2023-06-30 正一 田中 Alternating current supply circuit for batteries

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120299551A1 (en) 2010-12-23 2012-11-29 Byd Company Limited Battery heating circuits and methods using transformers
JP2013037859A (en) 2011-08-05 2013-02-21 Toshiba Corp Storage battery device
JP7218468B1 (en) 2022-08-15 2023-02-06 正一 田中 Alternating current supply circuit for batteries

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024025954A (en) 2024-02-28
WO2024171999A1 (en) 2024-08-22
WO2024038626A1 (en) 2024-02-22
WO2024048474A1 (en) 2024-03-07
JP7218468B1 (en) 2023-02-06
JP2025037776A (en) 2025-03-18
JP7401620B1 (en) 2023-12-19
WO2024038619A1 (en) 2024-02-22
JP2024026018A (en) 2024-02-28
WO2024048150A1 (en) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7696465B2 (en) circuit device
US8593111B2 (en) Assembled battery system
JP5993450B2 (en) Battery module
US8497031B2 (en) Combined heating and pre-charging function and hardware for propulsion batteries
US8129951B2 (en) Power charging assembly and method that includes a low voltage electrical device operable with pulse width modulation (PWM) control
KR101616233B1 (en) Charging/discharging device
US9577469B2 (en) Battery pack
US10923926B2 (en) Connector-based high-voltage lockout function
CN112513651A (en) Method for detecting insulation faults
EP2830189B1 (en) Balance correction device and power storage system
US20160118819A1 (en) Security system for an accumulator battery module and corresponding method for balancing a battery module
EP2685592A1 (en) Balance correction device and electricity storage system
KR20120012441A (en) Car power supply
US8737031B2 (en) Voltage monitoring circuit, and vehicle equipped with same
KR102786652B1 (en) DC vehicle charging circuit including transistor and reverse diode to block fault current caused by charging station varistor
US20150180091A1 (en) Accumulator battery protected against external short-circuits
JP5126043B2 (en) Battery monitoring device
US20240055876A1 (en) High-voltage battery disconnect method and motor vehicle using the same
EP4238805B1 (en) Vehicle power source device
JP6049440B2 (en) Power supply device for cargo handling vehicle
EP4144555B1 (en) Hybrid vehicle power generation system
KR20170108592A (en) Protection method for battery of hybrid vehicle
JP7496189B1 (en) Battery-powered DC power supply
JP7513333B2 (en) Battery module and motor drive circuit
US20250128614A1 (en) Power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20240212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250415

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250527

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250528

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7696465

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250