JP2013511945A - 電気蓄積器ユニットのグループの電圧のバランシング - Google Patents
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Abstract
Description
将来的には、風力設備等の定置型のアプリケーションにおいても、例えばハイブリッド車や電気自動車の車両等の非定置型のアプリケーションにおいても、ますます新たなバッテリシステムが使用されることは明らかであり、これらの新たなバッテリシステムには、信頼性に関して非常に高い要求が課される。このような高い要求の背景は、バッテリシステムの故障が、応用に係わる全体システム故障に結び付くか、または安全に関わる問題になってしまうことがあるためである。故障の例としては電動車両を考えることができ、この車両は、そのトラクションバッテリが故障した際にはいわゆる「立ち往生車」になってしまう。それはこの車両がもはや前には進めないからである。安全に関連する問題の例として、風力発電設備を考えることができ、ここでは電気蓄積器が使用されており、強風時にはこの設備は、ロータ羽根の調整設定により、許容されない動作状態から保護される。この場合にこの電気蓄積器の故障は、安全に関連する問題に結び付き得るのである。
本発明では、蓄積器グループと、コイルの巻線と接続してコイルを励磁し、引き続いてこの励起されたコイルを用い、この巻線と、別の蓄積器グループとを接続することにこの別の蓄積器グループを充電する。ここでは、コイルの巻線と、複数の蓄積器グループのうちの1つ蓄積器グループとを接続し、続いて同じコイルの同じ巻線と、複数の蓄積器グループの別の1つの蓄積器グループとを接続する。これによって可能になるのは、上記の蓄積器グループに蓄積されるエネルギが熱に変換されるだけでなく、1つの蓄積器グループから別の1つの蓄積器グループに充電し直されるため、これらの蓄積器グループの電圧が互いにバランシングされるのである。直列接続された蓄積器グループは、複数の蓄積器ユニットを有しており、これらも同様に直列接続される。この直列接続は、蓄積器ユニットの1つずつの正極と、後続の蓄積器ユニットの1つの負極とが線路を介して直接接続されることであると理解される。このことは、蓄積器グループ間の接続に対しても相応に当てはまる。別の蓄積器グループの充電とは、コイルのエネルギを除去し、これによって得られる電気エネルギにより、別の蓄積器グループを充電することであると理解される。したがって充電とは、電気蓄積器全体を完全に充電することではなく、電圧をバランシングすることを目的として、蓄積器グループと巻線との間で電荷を輸送することとであると理解すべきである。
Claims (14)
- 直列接続されかつそれぞれ複数の蓄積器ユニット(303)を有する蓄積器グループ(302)のグループ電圧をバランスさせる方法において、
蓄積器グループ(302)と、コイル(370’)の巻線(370)とを接続して当該コイルを励磁し、
引き続き、励磁された当該コイル(370’)を用い、前記巻線(370)と、別の蓄積器グループ(302)とを接続することによって当該別の蓄積器グループを充電する、
ことを特徴とする、蓄積器グループ(302)のグループ電圧をバランスさせる方法。 - 請求項1に記載の方法において、
例えばオーム抵抗(360)である電気消費装置(359)を介して複数の前記蓄積器ユニット(303)の少なくとも1つの蓄積器ユニットを放電させて個別電圧バランシングを行う、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1または2に記載の方法において、
最大のグループ電圧を有する蓄積器グループ(302)と、前記コイル(370’)の巻線(370)とを接続して当該コイルを励磁する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法において、
前記電気消費装置(359)を介して、蓄積器グループ(302)内で最大の電圧を有する蓄積器ユニット(303)を放電させて個別電圧をバランスさせる、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法において、
蓄積器ユニット(303)として1つずつの蓄積器セル、殊にバッテリセル(305)を使用する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法において、
少なくとも1つのスイッチ(373)を閉じることにより、前記巻線(370)と、前記蓄積器グループ(302)とを接続して前記コイル(370’)を励磁する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法において、
前記スイッチ(373)を開くことによって前記巻線(370)と、前記別の蓄積器グループ(302)とを接続する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法において、
少なくとも1つのダイオード(372)を介して前記コイル(370’)によって前記別の蓄積器グループ(302)を充電する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法において、
充電された複数の蓄積器グループ(302)および複数のスイッチ(373)を使用し、
少なくとも1つの相応するスイッチ(373)を開くことにより、励磁された前記コイル(370’)が、少なくとも1つの対応する蓄積器グループ(302)を充電するようにする、
ことを特徴とする方法。 - 例えば、請求項1から9までのいずれか1項に記載された方法を実施するため、直列接続されかつそれぞれ複数の蓄積器ユニット(303)を有する少なくとも2つの電気的な蓄積器グループ(302)と、電気的なバランシング回路(369)とを有する電気的な蓄積器(301)において、
前記バランシング回路(369)は、巻線(370)を備えた少なくとも1つのコイル(370’)を有しており、
当該コイル(370’)の巻線(370)は、当該コイル(370’)を励磁するため、複数の前記蓄積器グループ(302)のうちの1つの蓄積器グループに接続可能であり、
前記巻線(370)は、別の蓄積器グループ(302)を充電するために当該別の蓄積器グループに接続可能である、
ことを特徴とする電気的な蓄積器(301)。 - 請求項10に記載の蓄積器(301)において、
前記バランシング回路(369)は、少なくとも1つのダイオード(372)および/または少なくとも1つのスイッチ(373)を有する、
ことを特徴とする蓄積器(301)。 - 請求項10または11に記載の蓄積器(301)において、
前記スイッチ(373)は、半導体スイッチ(367)として、殊にトランジスタ(368)、サイリスタまたは類似のものとして構成されている、
ことを特徴とする蓄積器(301)。 - 請求項10から12までのいずれか1項に記載の蓄積器(301)において、
前記バランシング回路(369)は、複数の前記蓄積器ユニット(303)のうち少なくとも1つの蓄積器ユニットを放電するため、少なくとも1つのオーム抵抗(360)を有する、
ことを特徴とする蓄積器(301)。 - 請求項10から13までのいずれか1項に記載の蓄積器(301)において、
各蓄積器ユニット(303)は、蓄積器セル、殊にバッテリセル(305)である、
ことを特徴とする蓄積器(301)。
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