JP7107495B2 - 並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置及び方法 - Google Patents
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Description
Claims (15)
- パックバランシングとセルバランシングとを相互補完的に実行可能な、並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置であって、
相互並列で接続され、直列で接続された複数のバッテリーセルを含む第1バッテリーパック~第nバッテリーパック(nは2以上の自然数)と、
各バッテリーパックに含まれた前記複数のバッテリーセルの電圧を測定する電圧測定ユニットと、
前記複数のバッテリーセルと相互対応するように並列で接続された複数の放電回路と、
前記電圧測定ユニット及び前記複数の放電回路と動作可能に接続された制御ユニットと、を含み、
前記制御ユニットは、
一定の時間間隔を置いて前記電圧測定ユニットを通じて前記各バッテリーパックに含まれた全てのバッテリーセルの電圧を測定し、前記測定されたバッテリーセルの電圧からそれぞれのバッテリーパックのパック電圧を決定し、前記パック電圧のバラツキ及びそれぞれのバッテリーパックのセル電圧のバラツキを決定し、
前記パック電圧のバラツキが第1臨界値を超えれば、前記第1バッテリーパック~第nバッテリーパックに含まれた全体セルの電圧のうち、予め設定された基準に対応するセル電圧をパックバランシングターゲット電圧として決定し、前記各バッテリーパックに含まれたバッテリーセルのうち、前記パックバランシングターゲット電圧よりも電圧が高いバッテリーセルを識別し、識別されたバッテリーセルと接続された放電回路を動作させて前記パック電圧のバラツキを前記第1臨界値以下に減少させ、
前記パック電圧のバラツキが第1臨界値以下になれば、前記セル電圧のバラツキが第2臨界値を超えるバッテリーパックを識別し、識別されたバッテリーパックに含まれたバッテリーセルの電圧のうち、予め設定された基準に対応するセル電圧を識別されたバッテリーパックに対するセルバランシングターゲット電圧として決定し、識別されたバッテリーパックに含まれたバッテリーセルのうち、前記セルバランシングターゲット電圧よりも電圧が高いバッテリーセルと接続された放電回路を動作させて前記セル電圧のバラツキを前記第2臨界値以下に減少させる、並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。 - 前記複数の放電回路のそれぞれは、スイッチ及び抵抗を含む、請求項1に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。
- 前記制御ユニットは、前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値以下であって、それぞれの前記バッテリーパックのセル電圧のバラツキが前記第2臨界値以下であれば、前記パックバランシングと前記セルバランシングを中断する、請求項1または2に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。
- 前記制御ユニットは、並列で接続されたバッテリーパックの充放電サイクル数が増加するにつれて前記第1臨界値及び前記第2臨界値を減少させる、請求項1から3のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。
- 各バッテリーパックに流れ込む突入電流を測定する電流測定ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記電流測定ユニットを用いて前記各バッテリーパックに流れ込む突入電流を測定して前記突入電流の最大値を決定し、前記突入電流の最大値のレベルに応じて前記第1臨界値及び前記第2臨界値を減少させる、請求項1から4のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。 - 前記制御ユニットは、前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値を超えれば、前記第1バッテリーパック~第nバッテリーパックに含まれた全体セルの電圧のうち最も低いセル電圧、または、全体セルの電圧の平均セル電圧を前記パックバランシングターゲット電圧として決定する、請求項1から5のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。
- 前記制御ユニットは、前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値以下になれば、セル電圧のバラツキが前記第2臨界値を超えるバッテリーパックを識別し、識別されたバッテリーパックに含まれたバッテリーセルの電圧のうち最も低いセル電圧、または、平均セル電圧を前記識別されたバッテリーパックに対する前記セルバランシングターゲット電圧として決定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置を含むバッテリー管理システム。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング装置を含む電気駆動装置。
- (a)一定の時間間隔を置いて電圧測定ユニットを通じて複数のバッテリーパックに含まれた全てのバッテリーセルの電圧を測定する段階と、
(b)前記測定されたバッテリーセルの電圧からそれぞれのバッテリーパックのパック電圧を決定する段階と、
(c)パック電圧のバラツキ及びそれぞれのバッテリーパックのセル電圧のバラツキを決定する段階と、
(d)前記パック電圧のバラツキが第1臨界値を超えれば、前記複数のバッテリーパックに含まれた全体セルの電圧のうち、予め設定された基準に対応するセル電圧をパックバランシングターゲット電圧として決定し、各バッテリーパックに含まれたバッテリーセルのうち、パックバランシングターゲット電圧よりも電圧が高いバッテリーセルを識別し、識別されたバッテリーセルと接続された放電回路を動作させてパック電圧のバラツキを前記第1臨界値以下に減少させる段階と、
(e)前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値以下であれば、セル電圧のバラツキが第2臨界値を超えるバッテリーパックを識別し、識別されたバッテリーパックに含まれたバッテリーセルの電圧のうち、予め設定された基準に対応するセル電圧を識別されたバッテリーパックに対するセルバランシングターゲット電圧として決定し、識別されたバッテリーパックに含まれたバッテリーセルのうち、前記セルバランシングターゲット電圧よりも電圧が高いバッテリーセルと接続された放電回路を動作させてセル電圧のバラツキを前記第1臨界値以下に減少させる段階と、を含む、並列で接続されたバッテリーパックのバランシング方法。 - 前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値以下であって、それぞれのバッテリーパックのセル電圧のバラツキが前記第2臨界値以下であれば、パックバランシング及びセルバランシングの動作を中断する段階をさらに含む、請求項10に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング方法。
- 並列で接続されたバッテリーパックの充放電サイクル数が増加するにつれて前記第1臨界値及び前記第2臨界値を減少させる段階をさらに含む、請求項10または11に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング方法。
- 電流測定ユニットを用いて各バッテリーパックに流れ込む突入電流を測定する段階と、
前記突入電流の最大値を決定し、前記突入電流の最大値のレベルに応じて前記第1臨界値及び前記第2臨界値を減少させる段階と、をさらに含む、請求項10から12のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング方法。 - 前記(d)段階において、前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値を超えれば、第1バッテリーパック~第nバッテリーパック(nは2以上の自然数)に含まれた全体セルの電圧のうち最も低いセル電圧、または、全体セルの電圧の平均セル電圧を前記パックバランシングターゲット電圧として決定する、請求項10から13のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング方法。
- 前記(e)段階において、前記パック電圧のバラツキが前記第1臨界値以下になれば、セル電圧のバラツキが前記第2臨界値を超えるバッテリーパックを識別し、識別されたバッテリーパックに含まれたバッテリーセルの電圧のうち最も低いセル電圧、または、平均セル電圧を前記識別されたバッテリーパックに対する前記セルバランシングターゲット電圧として決定する、請求項10から14のいずれか一項に記載の並列で接続されたバッテリーパックのバランシング方法。
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