JP2012050258A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外部の充電用電源CPから供給される電力でもって各電池パック20を充電し、さらに各電池パック20に蓄電された電力を外部に出力可能とした電源装置であって、電池パック20が、異常発生時に、他の電池パック20又は保護ユニット2に対してパック異常信号を送出するためのパック異常出力端子DA;DO;DIと、保護ユニット2が、パック異常出力端子DA;DO;DIと接続するための保護側入出力端子HIと、電池パック20の電流を遮断可能な保護回路とを備えており、電池パック20に異常が発生した際、電池パック20のパック異常出力端子DA;DO;DIから保護ユニット2の保護側入出力端子HIにパック異常信号が出力され、保護ユニット2は、該パック異常信号を検出すると、保護回路により電流を遮断する。
【選択図】図2
Description
(実施例1)
(負荷LD)
(充電用電源CP)
(電池パック20のブロック図)
(パック制御回路39)
(パック電流検出回路37)
(電池監視回路33)
(第二電池監視回路33B)
(電池ブロック30)
(電池セル31)
(保護ユニット2)
(保護回路)
(予備的充電回路73)
また直列接続されるセル数が多くなるほど、保護回路に利用される半導体素子等の電子部品の高電圧の耐圧が要望されるが、本実施例では、保護回路を各電池パック20に設ける場合に比べて、保護回路を一つのみ設ければよいので、高価な高電圧の耐圧が要望される電子部品を少なくでき、コスト面においても有利となる。
(比較例)
この構成の電池パック920では、電池パック毎に保護回路としてFETやその駆動回路を設ける必要があり、回路が複雑化する。特に使用する電池セル数や電池パック数が多くなる程、構成面、コスト面等で不利となる。これに対して、上述した実施例に係る電源装置では、保護回路を外付けとして共通化を図り、また各電池パックとの間でRS−485等を用いた通信によって異常信号をやりとりできるため、統一的、集中的な管理が可能となり、管理や制御のし易さ、信頼性の面でも有利となる。
(複数の電池パック20の接続例)
(電池ユニット10)
(保護制御回路3)
(OR回路4)
(第二均等化回路24)
(第二均等化回路24による均等化動作)
(バランス判定機能)
(第三均等化回路34)
(第三均等化回路34による均等化動作)
1…電池モジュール
2、2B…保護ユニット
3…保護制御回路
4…OR回路
5…システムコントローラ
7…入力側電力変換器
8…出力側電力変換器
10、10A、10B…電池ユニット
20…電池パック
24…第二均等化回路
25…第二制限抵抗
26…第二均等化スイッチ
29…温度センサ
30…電池ブロック
31…電池セル
32…電流ヒューズ
32P…SCP
33…電池監視回路
33B…第二電池監視回路
34…第三均等化回路
35…第三制限抵抗
36…第三均等化スイッチ
37…パック電流検出回路
38…レギュレータ
39…パック制御回路
73…予備的充電回路
74…予備充電用スイッチ
74CS…充電遮断FET
74DS…放電遮断FET
75…抵抗
910…保護回路
911…FETドライバ
912…充電遮断FET
913…放電遮断FET
915…保護制御回路
916…セル制御回路
920…電池パック
BRSW…ブレーカスイッチ
BPSW…電池パック接続スイッチ;PSSW…電源接続スイッチ
CSSW…充電遮断スイッチ;DSSW…放電遮断スイッチ
LD…負荷;CP…充電用電源
DS…放電スイッチ;CS…充電スイッチ
OL…出力ライン
DI…パック入出力端子(パック異常出力端子);DA…パック異常出力端子(パック異常出力端子);DO…子側パック接続端子(パック異常出力端子)
HI…保護側入出力端子
AC…商用電源;AS…商用電源切替スイッチ
Claims (10)
- 複数の二次電池セル(31)を直列及び/又は並列に接続した一以上の電池パック(20)と、
前記電池パック(20)と電気的に接続可能な保護ユニット(2)と、
を備え、
外部の充電用電源(CP)から供給される電力でもって各電池パック(20)を充電し、さらに各電池パック(20)に蓄電された電力を外部に出力可能とした電源装置であって、
前記電池パック(20)が、異常発生時に、他の電池パック(20)又は前記保護ユニット(2)に対してパック異常信号を送出するためのパック異常出力端子(DA;DO;DI)と、
前記保護ユニット(2)が、
前記パック異常出力端子(DA;DO;DI)と接続するための保護側入出力端子(HI)と、
前記電池パック(20)の電流を遮断可能な保護回路と、
を備えており、
前記電池パック(20)に異常が発生した際、前記電池パック(20)のパック異常出力端子(DA;DO;DI)から前記保護ユニット(2)の保護側入出力端子(HI)に前記パック異常信号が出力され、
前記保護ユニット(2)は、該パック異常信号を検出すると、前記保護回路により電流を遮断するよう構成してなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1に記載の電源装置であって、
前記電池パック(20)と保護ユニット(2)とが、共通の出力ライン(OL)を介して接続されており、
前記保護回路は、前記出力ライン(OL)に対して直列に接続されてなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1又は2に記載の電源装置であって、
前記電池パック(20)が、
複数の電池セル(31)を並列に接続してなる電池ブロック(30)と、
各電池ブロック(30)と並列に接続されて、各電池セル(31)のセル電圧を検出する電池監視回路(33)と、
前記電池監視回路(33)と接続されて、電池ブロック(30)の出力電流を制御するパック制御回路(39)と、
前記電池ブロック(30)と直列に接続されて、所定値以上の電流が通電された際に電流を遮断する電流ヒューズ(32)と、
を備え、
いずれかの電池セル(31)が所定のセル電圧閾値以上の電圧であることを前記電池監視回路(33)が検出すると、前記パック制御回路(39)が前記パック異常信号をパック異常出力端子(DA;DO;DI)から出力してなることを特徴とする電源装置。 - 請求項3に記載の電源装置であって、
前記電池パック(20)が、さらに、前記第二電池監視回路(33B)を備えており、
前記電池監視回路(33)は第一セル電圧閾値で電流を遮断し、
前記第二電池監視回路(33B)は、前記第一セル電圧閾値よりも高い第二セル電圧閾値で電流を遮断するよう構成してなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から4のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記電池パック(20)が複数、互いに並列に接続されてなり、
さらに前記保護ユニット(2)が、前記電池パック(20)と並列に接続されてなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から5のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記保護回路が、
充電電流を遮断する充電遮断スイッチ(CSSW)と、
放電電流を遮断する放電遮断スイッチ(DSSW)と、
を備えてなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から6に記載の電源装置であって、
前記保護ユニット(2)が、さらに、
前記電池パック(20)を、外部の充電用電源(CP)から供給される電力でもって充電するための充電手段を備えてなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から7に記載の電源装置であって、
前記電池パック(20)が充電手段を有しないことを特徴とする電源装置。 - 請求項1から8に記載の電源装置であって、
前記充電用電源(CP)が、太陽電池パネルであることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から9に記載の電源装置であって、
前記電池パック(20)間において、RS−485でデータ通信が行われてなることを特徴とする電源装置。
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