JP6480935B2 - 充電バランス装置 - Google Patents
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Description
変圧器310、
入力がオンボード・ネットワーク4に接続され、出力が変圧器310のプライマリ311に接続されたDC/ACコンバータ320、
出力がそれぞれステージ201〜203に接続することを目的とし、入力が変圧器310でセカンダリのそれぞれの出力312に接続されたAC/DCコンバータ301〜303、
後述する制御回路、
を備える。
変圧器310のセカンダリに送られる電力の値は(たとえば値Pout=48W)あらかじめ定められる。
最小限の入力電圧EminはAC/DCコンバータ320(たとえば12Vのネットワーク4のためのEmin=11V)のために決定され、その電圧は11Vと13Vとの間で調整される。
85%のDC/ACコンバータ320の効率は推定される。
220kHzの最小限の動作周波数frはセットされ、制御回路のテクノロジーと使われる半導体のタイプとに関連がある。
f0が、たとえば、200kHzの値を有するように選択される場合、共振周波数f0より高い頻度のコンバータ320の動作が選ばれる。
コンデンサ341に適用できる過電圧要因が決定される。この基準は、このコンデンサ341と動作周波数のテクノロジーの関数によって変化する。COG(セラミックコンデンサ)において、この過電圧要因は、およそ1、たとえば1.075、の値を有する。
最大の出力電圧Voutmax=4Vは、ステージの端子においてセットされる。
段階的なレベル作動モードと呼ばれる、電力を供給される出力の数の関数としての段階的なレベルの電源又は交流源作動モード。
一定レベル作動モードと呼ばれる、後者が電力を供給される出力の数と独立して一定な電力で作動する、もう一つの作動のモード。
電力と同時に彼らのそれぞれの出力を供給していなければならないAC/DCコンバータ300のactの数が閾値nt以下である場合、制御回路5は、出力電力Pccを調整するような方法で(又は出力電流Iccを調整するような方法で)コンバータ320を作動させる。それから、コンバータ320の電力セットポイントPccは、Pcc=act*Pincである。ここで、Pincは定数である。Pincは、たとえば、ステージ200で一つのコンバータ300が名目充電電力(1の変換効率及び100%のコンバータ300の効率を推定した場合、選択されたステージに供給される電力の合計に等しい、コンバータ320により変圧器310のプライマリに供給される電力)を受けるように、コンバータ320が供給しなければならないユニット電力である。あるいは、したがって、コンバータ320の電流セットポイントIccはIcc=act*Iunであり(1の変換効率及び100%のコンバータ300の効率を推定するにもかかわらず)、ここで、Iunは1つのコンバータ300が名目充電電流をステージ200に印加するように、コンバータ320が届けなければならない電流である。
電力と同時に彼らのそれぞれの出力を供給していなければならないAC/DCコンバータ300のactの数が閾値ntより大きい場合、制御回路5は、コンバータ320を、コンバータのactの数と独立して、一定レベル電力調整で作動させる。それから、同時に再充電されたステージ200の充電電流は、彼らの名目充電電流より少ない。
Poutは、コンバータ320が変圧器310のプライマリに供給することができる最大電力であると推定され、Pincは、プライマリに印加される電力、1つのコンバータ300がその出力に印加するその最大電力、である(簡略化として、100%のコンバータ300の効率を推定される。)。それから、作動モードは、以下の規則に従って決定される。
act*Pinc≦Poutの場合、制御回路5はコンバータ320がプライマリに電力Pcc=act*Pincを供給している段階的なレベルモードで作動させる。
act*Pinc>Poutの場合、制御回路5はコンバータ320が一定のレベルモードで作動させる。したがって、閾値ntは、act*Pinc≦Poutの関係が確かめられるactで最も大きな値である。
act*Psec≦Ppr(Pprはコンバータ320が変圧器310のプライマリに供給できる最大電力、Psecはそれぞれのコンバータ300がその出力に印加できる最大電力)の場合、制御回路5は、コンバータ320が、総電力Pch、Pch=act*Pun(ここで、Punは、選択されたステージに印加するよう求められる電力と一致して、一定である。)を異なる選択されたステージに供給する段階的なレベルモードで作動させる。Pun=Psecの場合、act*Psecに等しい電力は変圧器のセカンダリに供給される。
act*Psec>Pprの場合、制御回路5は、コンバータ320を一定のレベルモードで作動させる。したがって、閾値ntは、act*Psec≦Pprの関係が確かめられるactで最も大きな値である。
Claims (10)
- 複数の直列接続電気エネルギーストレージエレメントを含む電気エネルギーストレージ装置の充電バランス装置であって、
直流電源に接続していることを目的とする入力を備えるインバータと、前記インバータの出力に接続している直列共振回路と、を含むDC/ACコンバータと、
個々の前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントの1つに接続している入力及び出力をそれぞれ備える複数のAC/DCコンバータと、
プライマリが前記直列共振回路に接続しており、セカンダリが第2の巻線を有し、出力がそれぞれの第2の巻線の端子に接続され、これらの出力のそれぞれがそれぞれの前記AC/DCコンバータの入力に接続している変圧器と、
その出力の選択的な電力供給のためにそれぞれの前記AC/DCコンバータを制御するように構成され、前記AC/DCコンバータにより電力供給される出力actの数が閾値以下である場合に電力Pcc=act*Pinc(Pincは定数である)を供給するように前記DC/ACコンバータを制御するように構成され、前記AC/DCコンバータにより電力供給される出力actの数が前記閾値より大きい場合に一定の電力Poutを供給するように前記DC/ACコンバータを制御するように構成される制御回路と、
を備え、
複数の前記AC/DCコンバータにおいて、
それぞれの前記AC/DCコンバータは、全波整流回路を含んで、選択的にその出力に電力供給し、インデックスiで前記AC/DCコンバータのためのそれぞれのインダクタンスLaiとLriを有する第1及び第2の導電コネクションを通して前記変圧器の前記セカンダリのそれぞれの出力に接続しており、
その出力のための前記変圧器の前記セカンダリのリーケージインダクタンスは、インデックスiで値Ltiを有するコンバータに接続しており、
Lti、Lai及びLriの値は、インデックスiの値ごとに、以下の関係:Lti+Lai+Lri=K、Kは定数を立証する、充電バランス装置。 - 前記直列共振回路は、直列に接続されるコンデンサとインダクタとを備える、請求項1に記載の充電バランス装置。
- 前記AC/DCコンバータのそれぞれは、このAC/DCコンバータの入力とその整流回路との間の前記導電コネクションの1つに接続されたインダクタを備える、請求項1又は2に記載の充電バランス装置。
- 前記制御回路は、前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントが最も低い電圧を有することを決定するように構成され、前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントが最も低い電圧を有する出力に接続されていると決定した場合にのみ、そのDC/ACコンバータによって出力の電力供給を制御するように構成されている、請求項1乃至3の何れかに記載の充電バランス装置。
- 前記DC/ACコンバータが一定の電力で制御される一方で、及び、前記DC/ACコンバータが電流源において制御される他方で、前記制御回路は、それぞれの前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントに接続された出力の電力供給時間に基づいて前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントのそれぞれの充電の状態を決定する、請求項3又は4に記載の充電バランス装置。
- 前記AC/DCコンバータのそれぞれは、4つの整流エレメントを含み、前記変圧器の前記セカンダリの出力が、4つの整流エレメントの間のブリッジとして接続される、請求項1乃至5の何れかに記載の充電バランス装置。
- 前記変圧器の前記セカンダリは、その中間点(midpoint)において、前記AC/DCコンバータのそれぞれにつながる第2の巻線を備え、前記AC/DCコンバータは、一方で前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントの端子に接続され、他方で前記第2の巻線の端子に接続された第1及び第2の整流エレメントを含み、前記第2の巻線の中間点は前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントの他の端子に接続されている、請求項1乃至5の何れかに記載の充電バランス装置。
- 前記AC/DCコンバータのそれぞれは、前記AC/DCコンバータの出力をそのそれぞれの前記直列接続電気エネルギーストレージエレメントに選択的に接続するように前記制御回路によって制御されるスイッチを含む、請求項1乃至7の何れかに記載の充電バランス装置。
- 前記AC/DCコンバータのそれぞれは、前記制御回路によって制御される整流エレメント及びリレーを含み、前記リレーは、前記変圧器の前記セカンダリを前記整流エレメントに選択的に接続する、請求項1乃至7の何れかに記載の充電バランス装置。
- 前記インバータの入力電圧は、前記電気エネルギーストレージ装置の端子における電圧より低く寸法されている、請求項1乃至9の何れかに記載の充電バランス装置。
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