JP7476427B2 - セルバランシング回路およびこれを含むバッテリーシステム - Google Patents
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Description
本出願は、2021年9月14日付韓国特許出願第10-2021-0122355号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
Claims (15)
- 直列連結された複数のセルに連結されたセルバランシング回路において、
前記複数のセルで中央に位置したセルを含む中心バッテリーセルの両端の間に直列に連結されている第1スイッチ、第1巻線、および第2スイッチと、
前記複数のセルから前記中心バッテリーセルを除いた外郭バッテリーセルのうち、一つの正極と他の一つの負極との間に直列に連結されている第3スイッチ、第2巻線、および第4スイッチと、を含み、
前記第1巻線および第2巻線はトランスフォーマーを形成し、
充電または放電中、前記中心バッテリーセルと前記外郭バッテリーセルとの間のセル電圧差が所定の臨界値以上である条件で、前記第1スイッチおよび第2スイッチのオン期間の間、充電電流または放電電流のうちの一部である第1側電流が前記第1スイッチ、前記第1巻線、および前記第2スイッチを通じて流れる、セルバランシング回路。 - 前記充電中、前記中心バッテリーセルと前記外郭バッテリーセルとの間のセル電圧差が所定の臨界値以上である条件で、
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチをターンオンし、前記第1巻線に流れる電流に基づいて前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオンデューティーを制御し、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのターンオフ時点以降に前記第3スイッチおよび前記第4スイッチをターンオンする、請求項1に記載のセルバランシング回路。 - 前記充電中、前記中心バッテリーセルと前記外郭バッテリーセルとの間のセル電圧差が所定の臨界値以上である条件で、
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオンの状態で、前記第1側電流が所定の基準値に到達すれば、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチをターンオフする、請求項2に記載のセルバランシング回路。 - 前記放電中、前記中心バッテリーセルと前記外郭バッテリーセルとの間のセル電圧差が所定の臨界値以上である条件で、
前記第3スイッチおよび前記第4スイッチをターンオンし、前記第1巻線に流れる電流に基づいて前記第3スイッチおよび前記第4スイッチのオンデューティーを制御し、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチのターンオフ時点以降に前記第1スイッチおよび前記第2スイッチをターンオンする、請求項1から3のいずれか一項に記載のセルバランシング回路。 - 前記放電中、前記中心バッテリーセルと前記外郭バッテリーセルとの間のセル電圧差が所定の臨界値以上である条件で、
前記第3スイッチおよび前記第4スイッチのオンの状態で、第2側電流が所定の基準値に到達すれば、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチをターンオフする、請求項4に記載のセルバランシング回路。 - 前記第1スイッチの一端と前記第1巻線の一端との間に連結された第1ダイオードと、
前記第2スイッチの一端と前記第1巻線の他端との間に連結された第2ダイオードと、をさらに含み、
前記第1スイッチの他端は前記第1巻線の他端に連結されており、前記第2スイッチの他端は前記第1巻線の一端に連結されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のセルバランシング回路。 - 前記第3スイッチの一端と前記第2巻線の一端との間に連結された第3ダイオードと、
前記第4スイッチの一端と前記第2巻線の他端との間に連結された第4ダイオードと、をさらに含み、
前記第3スイッチの他端は前記第2巻線の他端に連結されており、前記第4スイッチの他端は前記第2巻線の一端に連結されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のセルバランシング回路。 - 直列連結された複数のセルを含むバッテリーパックと、
前記複数のセルそれぞれのセル電圧を測定するセルモニタリングICと、
前記測定された複数のセル電圧に基づいて、前記複数のセルで中央に位置したセルを含む中心バッテリーセルのセル電圧と、前記複数のセルのうち、前記中心バッテリーセルを除いた外郭バッテリーセルのセル電圧との間の偏差が所定の臨界値以上であるか否かを判断し、前記判断の結果と、前記バッテリーパックの充電および放電とに基づいてセルバランシング動作を制御するメイン制御回路と、
前記バッテリーパックの充電条件で前記偏差が前記臨界値以上である時、充電電流のうち、第1電流を前記中心バッテリーセルに流れないようにし、前記バッテリーパックの放電条件で前記偏差が前記臨界値以上である時、放電電流のうち、第2電流を前記中心バッテリーセルに流れないようにするセルバランシング回路を含む、バッテリーシステム。 - 前記セルバランシング回路は、
前記中心バッテリーセルの両端の間に直列に連結されている第1スイッチ、第1巻線、および第2スイッチと、
前記外郭バッテリーセルのうち、一つの正極と他の一つの負極との間に直列に連結されている第3スイッチ、第2巻線、および第4スイッチと、を含み、
前記第1巻線および第2巻線はトランスフォーマーを形成する、請求項8に記載のバッテリーシステム。 - 前記セルバランシング回路は、
充電期間中の前記偏差が前記臨界値以上である第1期間の間、前記第1スイッチから第4スイッチをスイッチングして前記第1電流により前記第1巻線にエネルギーが貯蔵され、前記第1巻線に貯蔵されたエネルギーが前記第2巻線に伝達されるようにする、請求項9に記載のバッテリーシステム。 - 前記第1期間の間、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオン期間の間に前記第1巻線に第1電流が流れ、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオフおよび前記第3スイッチおよび前記第4スイッチのオン期間の間に前記第2巻線に電流が誘導される、請求項10に記載のバッテリーシステム。
- 前記セルバランシング回路は、
放電期間中の前記偏差が前記臨界値以上である第2期間の間、前記第1スイッチから第4スイッチをスイッチングして前記第2巻線にエネルギーが貯蔵され、前記第2巻線に貯蔵されたエネルギーが前記第1巻線に伝達されるようにする、請求項9から11のいずれか一項に記載のバッテリーシステム。 - 前記第2期間の間、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチのオン期間の間に前記第2巻線に電流が流れ、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチのオフおよび前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオン期間の間に前記第1巻線に前記第2電流が誘導される、請求項12に記載のバッテリーシステム。
- 前記セルバランシング回路は、
前記第1スイッチの一端と前記第1巻線の一端との間に連結された第1ダイオード;および
前記第2スイッチの一端と前記第1巻線の他端との間に連結された第2ダイオードをさらに含み、
前記第1スイッチの他端は前記第1巻線の他端に連結されており、前記第2スイッチの他端は前記第1巻線の一端に連結されている、請求項9から11のいずれか一項に記載のバッテリーシステム。 - 前記セルバランシング回路は、
前記第3スイッチの一端と前記第2巻線の一端との間に連結された第3ダイオードと、
前記第4スイッチの一端と前記第2巻線の他端との間に連結された第4ダイオードと、をさらに含み、
前記第3スイッチの他端は前記第2巻線の他端に連結されており、前記第4スイッチの他端は前記第2巻線の一端に連結されている、請求項9から11のいずれか一項に記載のバッテリーシステム。
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