TWI762522B - 控制裝置、平衡校正裝置及蓄電系統 - Google Patents

控制裝置、平衡校正裝置及蓄電系統 Download PDF

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Abstract

根據蓄電單元的電壓、構成平衡校正電路的構件的規格等,有在平衡校正電路的作動期間中電感器電流大幅度地增減的情形。本發明為一種控制裝置,係控制用於使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化之平衡校正裝置,且包含有:電流資訊取得部,取得與流經電感器的電流的電流值相關的資訊;以及控制信號供給部,在平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,基於電流資訊取得部所取得之與電流值相關的資訊,以電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,將用於控制平衡校正裝置的控制信號供給至平衡校正裝置。

Description

控制裝置、平衡校正裝置及蓄電系統
本發明有關於一種控制裝置、平衡校正裝置、蓄電系統及裝置。
在使用串聯連接的複數個蓄電單元時,如果蓄電單元間的電壓產生偏差,那麽存在無法有效地使用蓄電單元的容量導致可利用的電量減少的情形。因此,提出使用平衡校正電路使蓄電單元間的電壓均等化(參照專利文獻1至專利文獻3)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2006-067742號公報。
專利文獻2:日本特開2008-017605號公報。
專利文獻3:日本特開2009-232660號公報。
例如當使用電感器及使流經該電感器的電流(有時稱為電感器電流)增減的開關元件使蓄電單元間的電壓均等化時,根據蓄電單元的電壓、構成平衡校正電路的構件的規格等,有在平衡校正電路的作動期間中電感器電流大幅度地增減的情形。
在本發明的第一態樣中,提供一種控制裝置。前述控制裝置例如控制用於使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化之平衡校正裝置。前述平衡校正裝置係可包含:有電感器,一端電性地連接於第一蓄電單元的一端與第二蓄電單元的一端之間的連接點。前述平衡校正裝置係可包含有:第一開關元件,電性地連接於電感器的另一端與第一蓄電單元的另一端之間。前述平衡校正裝置係可包含有電性地連接於電感器的另一端與第二蓄電單元的另一端之間的(i)第二開關元件及(ii)整流器中的至少一者。前述整流器中例如流通從第二蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從第二蓄電單元的正極側向負極側的方向流動的電流。前述控制裝置係可包含有:電流資訊取得部,取得與流經電感器的電流的電流值相關的資訊。前述控制裝置係可包含有:控制信號供給部,係在平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,基於電流資訊取得部所取得之與電流值相關的資訊,以電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,將用於控制平衡校正裝置的控制信號供給至平衡校正裝置。
前述控制信號供給部係可以下述方式供給控制信號:(i)谷值與預先設定的第一值相等;或者(ii)谷值大於第一值;或者(iii)谷值落在包含有第一值之預先設定的範圍內。前述控制信號供給部係可以下述方式供給控制信號:(i)谷值與基於第一蓄電單元及第二蓄電單元中的至少一者的電壓或SOC(State Of Charge;充電狀態)的值而設定 的第一值相等;或者(ii)谷值大於第一值;或者(iii)谷值落在包含有第一值之範圍且基於第一蓄電單元及第二蓄電單元中的至少一者的電壓或SOC的值而設定之範圍內。
前述控制信號供給部例如(a)在平衡校正裝置至少包含有第二開關元件的情形中,在平衡校正裝置作動的期間,平衡校正裝置係以重複包含有(i)第一開關元件進行接通動作且第二開關元件進行斷開動作之第一動作以及(ii)第一開關元件進行斷開動作且第二開關元件進行接通動作之第二動作的開關動作之方式,將用於控制第一開關元件以及第二開關元件的接通/斷開動作的控制信號供給至第一開關元件及第二開關元件。前述控制信號供給部例如(b)在平衡校正裝置包含有並聯配置的第二開關元件及整流器的情形中,在平衡校正裝置作動的期間,平衡校正裝置係以重複包含有(i)第一開關元件進行接通動作且第二開關元件進行斷開動作之第一動作、(ii)第一開關元件進行斷開動作且第二開關元件進行接通動作之第二動作以及(iii)第一開關元件進行斷開動作且第二開關元件進行斷開動作之第三動作中的至少一者的開關動作之方式,將用於控制第一開關元件以及第二開關元件的接通/斷開動作的控制信號供給至第一開關元件以及第二開關元件。前述控制信號供給部例如(c)在平衡校正裝置至少包含有整流器的情形中,在平衡校正裝置作動的期間,平衡校正裝置係以重複包含有(i)第一開關元件進行接通動作之第一動作以及(ii)第一開關元件進行斷開動作之第二動作的開關動作之方式,將用於控制第一開關元件的接通/斷開動作的控制信號供給至第一開關元件。
前述控制信號供給部係可包含有:第一時序決定部,決定用於供給使第一開關元件進行接通動作的第一控制信號的時序。前述控制信號供給部係可包含有:第二時序決定部,決定用於供給使第一開關元件進行斷開動作的第二控制信號的時序。前述控制信號供給部係可包含有:控制信號生成部,係在第一時序決定部所決定的時序生成第一控制信號,在第二時序決定部所決定的時序生成第二控制信號。例如,(a)在平衡校正裝置至少包含有第二開關元件的情形中,第一控制信號係可為用於使第一開關元件進行接通動作且使第二開關元件進行斷開動作的信號,第二控制信號係可為用於使第一開關元件進行斷開動作且使第二開關元件進行接通動作的信號。例如,(b)在平衡校正裝置包含有並聯配置的第二開關元件及整流器的情形中,第一控制信號係可為用於使第一開關元件進行接通動作且使第二開關元件進行斷開動作的信號,第二控制信號係可為(i)用於使第一開關元件進行斷開動作且使第二開關元件進行接通動作的信號、或(ii)用於使第一開關元件進行斷開動作且使第二開關元件進行斷開動作的信號。例如,(c)在平衡校正裝置至少包含有整流器的情形中,第一控制信號係可為用於使第一開關元件進行接通動作的信號,第二控制信號係可為用於使第一開關元件進行斷開動作的信號。
在前述控制裝置中,第一時序決定部在使電荷從第一蓄電單元移動到第二蓄電單元的情形中,係可決定以預先設定的周期供給第一控制信號。在前述控制裝置中,第二時序決定部在使電荷從第一蓄電單元移動到第二蓄電單元的情形中,係可決定在電流值的絕對 值超過(i)第一值及(ii)基於第二動作中的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序供給第二控制信號。在前述控制裝置中,第二時序決定部在具有預先設定的第一電壓波形的第一參照電壓與用於檢測電流的檢測電壓一致的情形中,係可決定供給第二控制信號。在前述控制裝置中,參照電壓係可包含有具有與電流值的絕對值的減少速度的推定值相應的斜率的三角波、鋸齒波或梯形波。在前述控制裝置中,第二時序決定部於在預先設定的第一期間內電流值的絕對值未超過參照值的情形中,係可決定在經過第一期間的時序供給第二控制信號。
在前述控制裝置中,平衡校正裝置係可包含有第二開關元件。在前述控制裝置中,第一時序決定部在使電荷從第二蓄電單元移動到第一蓄電單元的情形中,係可決定在電流值的絕對值超過(i)第一值及(ii)基於第一動作中的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序供給第一控制信號。在前述控制裝置中,第二時序決定部在使電荷從第二蓄電單元移動到第一蓄電單元的情形中,係可決定以預先設定的周期供給第二控制信號。在前述控制裝置中,第一時序決定部在具有預先設定的第二電壓波形的第二參照電壓與用於檢測電流的檢測電壓一致的情形中,係可決定供給第一控制信號。在前述控制裝置中,參照電壓係可包含有具有與檢測電壓的減少速度的推定值相應的斜率的三角波、鋸齒波或梯形波。在前述控制裝置中,第一時序決定部於在預先設定的第二期間內電流值的絕對值未超過參照值的情形中,係可決定在經過第二期間的時序供給第一控制信號。
前述控制裝置係可包含有檢測電流的電流檢測部。前述控制裝置係可包含有決定電荷移動的方向的方向決定部。前述控制裝置係可包含有:動作決定部,決定是否使平衡校正裝置作動以及是否使平衡校正裝置停止作動中的至少一個。前述控制裝置係可包含有:移動電荷量推定部,係基於(i)平衡校正裝置的作動期間、(ii)電流資訊取得部所取得之與電流值相關的資訊以及與電流值的絕對值的谷值相關的預先設定的條件中的至少一者,推定在第一蓄電單元及第二蓄電單元之間移動的電荷量。前述控制裝置中,第一蓄電單元及第二蓄電單元中的至少一者係可包含有鋰離子電池,該鋰離子電池包含含有鐵成分的鋰化合物作為正極物質。
在本發明的第二態樣中,提供一種平衡校正裝置。前述平衡校正裝置例如使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化。前述平衡校正裝置係可包含有:電感器,一端電性地連接於第一蓄電單元的一端與第二蓄電單元的一端之間的連接點。前述平衡校正裝置係可包含有:第一開關元件,電性地連接於電感器的另一端與第一蓄電單元的另一端之間。前述平衡校正裝置係可包含有電性地連接於電感器的另一端與第二蓄電單元的另一端之間的(i)第二開關元件及(ii)整流器中的至少一者。前述平衡校正裝置係可包含有前述控制裝置。在前述平衡校正裝置中,整流器中例如流通從第二蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從第二蓄電單元的正極側向負極側的方向流動的電流。
在本發明的第三態樣中,提供一種蓄電系統。前述蓄電系統係可包含有串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元。前述蓄電系統可包含有前述平衡校正裝置。
在本發明的第四態樣中,提供一種裝置。前述裝置係可包含有前述蓄電系統。前述裝置係可包含有(i)消耗從蓄電系統供給的電力的負載以及(ii)用於從蓄電系統對其它機器供給電力的充電設備中的至少一者。
此外,前述發明的概要並未列舉本發明的所有特徵。另外,這些特徵群的子組合也可構成發明。
100:裝置
102:馬達
110、210:蓄電系統
112、114、212、214、702、704、712、714、722、724、1420:端子
116、216:保護電路
120、220:蓄電模組
122、124、126、128、222、224:蓄電單元
132、134、136、232:平衡校正電路
143、145、147、243、245:連接點
250:電感器
252、254、1432、1434、1442、1444:開關元件
262、264:二極體
270:均等化控制部
280、282、284:電壓檢測部
286:差分檢測部
290:模組控制部
310:接收部
320:檢測電壓取得部
330:參照信號生成部
340:脈波信號生成部
350:驅動信號供給部
352:驅動時序決定部
354:驅動信號生成部
410:電壓資訊取得部
420:動作控制信號生成部
430:移動電荷量累計部
440:輸入輸出部
732、734:比較器
740、770:多工器
742、744:電流檢測電阻
750、812:OR電路
760:設定/重置電路
814:AND電路
822、824:放大器
Figure 106135704-A0305-02-0068-61
22、
Figure 106135704-A0305-02-0068-60
24:驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0068-62
26、
Figure 106135704-A0305-02-0068-284
32:信號
Figure 106135704-A0305-02-0068-64
28:動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0068-65
31:生成信號
Figure 106135704-A0305-02-0068-66
33、
Figure 106135704-A0305-02-0068-85
34:參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0068-67
35:設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0068-68
36:重置信號
圖1示意性地顯示包含有蓄電系統110的裝置100的一例。
圖2示意性地顯示蓄電系統210的一例。
圖3示意性地顯示均等化控制部270的一例。
圖4示意性地顯示模組控制部290的一例。
圖5示意性地顯示未控制谷值電流值的情形中的電感器電流IL的一例。
圖6示意性地顯示已控制谷值電流值的情形中的電感器電流IL的一例。
圖7示意性地顯示驅動信號供給部350的一例。
圖8示意性地顯示驅動信號生成部354的一例。
圖9示意性地顯示谷值電流值的控制方法的一例。
圖10示意性地顯示蓄電模組220的動作的一例。
圖11示意性地顯示蓄電模組220的動作的一例。
圖12示意性地顯示參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0010-86
33的電壓波形的一例。
圖13示意性地顯示蓄電模組220的動作的一例。
圖14示意性地顯示驅動信號供給部350的一例。
以下,藉由發明的實施形態說明本發明,但以下實施形態並未限定申請專利範圍中的發明。實施形態中所說明的特徵的組合並非全部是發明的解決手段所必需的。另外,參照圖式對實施形態進行說明,但在圖式的記載中,有對相同或類似的部分附上相同的元件符號並省略重複的說明的情形。
圖1示意性地顯示包含有蓄電系統110的裝置100的一例。使用圖1對裝置100及蓄電系統110的構成及動作進行說明。在本實施形態中,裝置100包含有馬達102以及蓄電系統110。馬達102電性地連接到蓄電系統110,且消耗從蓄電系統110供給的電力。馬達102也可被用作再生制動器(regenerative brake)。馬達102可為負載的一例。
在一實施形態中,蓄電系統110與馬達102電性地連接,且對馬達102供給電力(有時稱為蓄電系統的放電)。在另一實施形態中,蓄電系統110與未圖示的充電裝置電性地連接,蓄積從該充電裝置供給的電能(有時稱為蓄電系統的充電)。
此外,裝置100並未限定於本實施形態。裝置100例如具備(i)消耗從蓄電系統110供給的電力的負載以及(ii)用於從蓄電系統110對其它機器供給電力的充電設備中的至少一者。裝置100係可為電動汽車、混合動力汽車、電動二輪車、軌道車輛、升降機等運輸裝置,裝置100亦可為PC(Personal Computer;個人電腦)、手機等電性機器,裝置100亦可為充電裝置。
如圖1所示,在本實施形態中,蓄電系統110具備端子112、端子114、保護電路116以及蓄電模組120。蓄電模組120係可包含有:複數個串聯連接的蓄電單元,包含蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128;以及複數個平衡校正電路,包含平衡校正電路132、平衡校正電路134及平衡校正電路136。平衡校正電路132、平衡校正電路134及平衡校正電路136係可為平衡校正裝置的一例。
在此,所謂「電性地連接」並未限定於某一元件與另一元件直接連接的情形。也可在某一元件與另一元件之間設置第三元件。另外,所謂「電性地連接」並未限定於某一元件與另一元件物理連接的情形。例如,變壓器的輸入繞線與輸出繞線雖然未物理連接,但電性地連接。再者,所謂「電性地連接」不僅包含某一元件與另一元件實際地電性地連接的情形,也包含當蓄電單元與平衡校正電路電性地連接時將某一元件與另一元件電性地連接的情形。
此外,所謂「串聯連接」表示某一元件與另一元件串聯地電性地連接。另外,只要未特別說明,則蓄電單元間的「電壓差」表示將2個蓄電單元的電壓(有時稱為端子間電壓)加以比較,從電壓高的蓄電單元的電壓減去電壓低的蓄電單元的電壓所得的值。
端子112及端子114是將馬達102、充電裝置等系統外部的機器或裝置與蓄電系統110電性地連接。保護電路116保護蓄電模組120免受過電流、過電壓及過放電中的至少一種。作為保護電路116,例如可利用如日本特開2009-183141號中所公開的公知的過電流/過電壓保護電路。
在本實施形態中,蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128串聯連接。蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128係可為二次電池或電容器。作為二次電池的種類,可為鋰電池、鋰離子電池、鋰硫電池、鈉硫電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、氧化還原液流電池、金屬空氣電池等。鋰離子電池的種類並無特別限定。作為鋰離子電池的種類,可為磷酸鐵系、錳系、鈷系、鎳系、三元系等。
蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128中的至少一個亦可進一步包含有複數個蓄電單元。蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128中的至少一個亦可包含有串聯連接的複數個蓄電單元。蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128中的至少一個亦可包含有並聯連接的複數個 蓄電單元。蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126及蓄電單元128中的至少一個亦可包含有呈矩陣狀連接的複數個蓄電單元。
在本實施形態中,對蓄電模組120包含有串聯連接的複數個蓄電單元的情形進行說明。然而,蓄電模組120並未限定於本實施形態。在另一實施形態中,蓄電模組120亦可包含有並聯連接的複數個蓄電單元。
在本實施形態中,平衡校正電路132係使蓄電單元122及蓄電單元124的電壓均等化。平衡校正電路132電性地連接於蓄電單元122的端子112側的一端(有時稱為正極側)。平衡校正電路132電性地連接於蓄電單元122的端子114側的一端(有時稱為負極側)與蓄電單元124的正極側的連接點143。平衡校正電路132電性地連接於蓄電單元124的負極側與蓄電單元126的正極側的連接點145。
在一實施形態中,平衡校正電路132係可具有與連接點143電性地連接的電感器(未圖示)。藉由將平衡校正電路132與蓄電單元122及蓄電單元124以如上方式電性地連接,形成包含蓄電單元122及前述電感器的第一電路以及包含蓄電單元124及前述電感器的第二電路。平衡校正電路132使電流交替地流向第一電路及第二電路。藉此,能夠在蓄電單元122與蓄電單元124之間經由電感器而收發電能。如此,能夠使蓄電單元122及蓄電單元124的電壓均等化。
在本實施形態中,對平衡校正電路132使鄰接的兩個蓄電單元的電壓均等化的情形進行了說明。然而,平衡校正電路132並未限定於本實施形態。在另一實施形態中,平衡校正電路132也可使串聯連接的三個以上的蓄電單元中的任意兩個蓄電單元的電壓均等化。例如,藉由將平衡校正電路132與連接點145電性地連接來代替與連接點143電性地連接,且與連接點147電性地連接來代替與連接點145電性地連接,能夠使用平衡校正電路132使蓄電單元122及蓄電單元126的電壓均等化。
在本實施形態中,平衡校正電路134使蓄電單元124及蓄電單元126的電壓均等化。平衡校正電路134電性地連接於連接點143、連接點145、以及蓄電單元126的負極側與蓄電單元128的正極側的連接點147。平衡校正電路136使蓄電單元126及蓄電單元128的電壓均等化。平衡校正電路136電性地連接於連接點145、連接點147以及蓄電單元128的負極側。平衡校正電路134及平衡校正電路136係可具有與平衡校正電路132相同的構成。
如上前述,根據本實施形態的蓄電模組120,即使在複數個蓄電單元的電壓產生偏差的情形中,也能夠藉由平衡校正電路的動作而使複數個蓄電單元的電壓均等化。如此,能夠提高蓄電系統110的利用效率。
例如,當在蓄電單元122與蓄電單元124之間製造品質、劣化的程度等不同時,存在蓄電單元122及蓄電單元124的電池特性產 生差異的情形。作為電池特性,可例示電池容量、或表示電池電壓相對於放電時間的關係的放電電壓特性。例如,隨著蓄電單元的劣化加重,電池電壓會在更短的放電時間內降低。
當蓄電單元122及蓄電單元124的電池特性不同時,即使在蓄電系統110的充電完成時蓄電單元122及蓄電單元124的電壓大致相同,蓄電單元122及蓄電單元124的電壓也會隨著蓄電系統110的放電進行而產生偏差。另外,即使在蓄電系統110的充電開始時蓄電單元122及蓄電單元124的電壓大致相同,蓄電單元122及蓄電單元124的電壓也會隨著蓄電系統110的充電進行而產生偏差。
在利用蓄電單元122及蓄電單元124的情形中,會有預先決定可利用的充電位準(有時稱為SOC(充電狀態))的範圍之情形。在這種情形中,如果蓄電單元122及蓄電單元124的電壓產生偏差,那麽蓄電系統110的利用效率變差。然而,藉由使蓄電單元122及蓄電單元124的電壓均等化,能夠提高蓄電系統110的利用效率。
使用圖2對蓄電系統的詳細進行說明。在圖1中,對蓄電系統110的蓄電模組120具備三個以上的蓄電單元及兩個以上的平衡校正電路的情形進行了說明。另一方面,在圖2中,為簡化與蓄電系統相關的說明,以蓄電系統具備兩個蓄電單元及一個平衡校正電路的情形為例,對蓄電系統的詳細進行說明。然而,只要是接觸到結合圖2所說明的實施形態的詳細的所屬技術領域中具有通常知識者,則也能夠理解具備三個以上的蓄電單元以及兩個以上的平衡校 正電路的蓄電系統的構成及動作。
圖2示意性地顯示蓄電系統210的一例。在本實施形態中,蓄電系統210包含有端子212、端子214、保護電路216以及蓄電模組220。在本實施形態中,蓄電模組220包含有串聯連接的蓄電單元222及蓄電單元224以及使蓄電單元222及蓄電單元224的電壓均等化的平衡校正電路232。
在本實施形態中,平衡校正電路232包含有電感器250、開關元件252、開關元件254及均等化控制部270。平衡校正電路232亦可包含有二極體262及二極體264。二極體262及二極體264中的至少一者也可為等效地形成於MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor;金屬氧化物半導體場效應電晶體)等的源極-汲極間的寄生二極體。平衡校正電路232亦可包含有電壓監視部280。電壓監視部280例如包含電壓檢測部282、電壓檢測部284以及差分檢測部286。平衡校正電路232亦可包含有模組控制部290。
均等化控制部270、開關元件252以及開關元件254既可形成於同一基板上,也可形成於不同基板上。均等化控制部270及模組控制部290既可形成於同一基板上,也可形成於不同基板上。
在本實施形態中,對平衡校正電路232具有均等化控制部270及模組控制部290的情形進行說明。然而,平衡校正電路232並未限定於本實施形態。在另一實施形態中,均等化控制部270也可具 有模組控制部290的功能的至少一部分,模組控制部290也可具有均等化控制部270的功能的至少一部分。
在本實施形態中,對如下情形進行說明:利用(i)設置在包含蓄電單元222、電感器250以及開關元件252或二極體262的第一電路的適當的位置的電阻器以及(ii)設置在包含蓄電單元224、電感器250以及開關元件254或二極體264的第二電路的適當的位置的電阻器,作為用於檢測流經電感器250的電感器電流的電流檢測部。前述電阻器可為分流電阻器。然而,電流檢測部並未限定於本實施形態。
在另一實施形態中,亦可利用開關元件252的內部電阻及開關元件254的內部電阻作為電流檢測部。在又一實施形態中,電流檢測部亦可為電流計,該電流計檢測流經電感器250的電流,並將包含表示電感器250的電流值的資訊的信號傳輸到均等化控制部270。
蓄電單元222及蓄電單元224中的一個係可為第一蓄電單元的一例。蓄電單元222及蓄電單元224中的另一個係可為第二蓄電單元的一例。平衡校正電路232係可為平衡校正裝置的一例。開關元件252及開關元件254中的一個係可為第一開關元件的一例。開關元件252及開關元件254中的另一個係可為第二開關元件的一例。二極體262及二極體264中的一個係可為整流部或第二整流部的一例。二極體262及二極體264中的另一個係可為第一整流部的一例。均等化控制部270係可為控制裝置的一例。模組控制部290係可為 方向決定部、動作決定部或移動電荷量推定部的一例。
在蓄電系統210的各部的說明中,有對與蓄電系統110的各部相同的構成省略說明的情形。例如,端子212及端子214可分別具有與端子112及端子114相同的構成。保護電路216亦可具有與保護電路116相同的構成。蓄電模組220亦可具有與蓄電模組120相同的構成。蓄電單元222及蓄電單元224各自亦可具有與蓄電單元122、蓄電單元124、蓄電單元126或蓄電單元128相同的構成。另外,結合圖1所說明的蓄電系統110的至少一部分亦可具有與蓄電系統210的對應的部件相同的構成。
在本實施形態中,平衡校正電路232電性地連接於蓄電單元222的正極側、蓄電單元222的負極側與蓄電單元224的正極側的連接點243以及蓄電單元224的負極側。藉此,形成包含蓄電單元222、開關元件252及電感器250的第一開閉電路。另外,形成包含蓄電單元224、電感器250及開關元件254的第二開閉電路。連接點243係可為第一蓄電單元的一端與第二蓄電單元的一端之間的連接點的一例。
在本實施形態中,電感器250係在蓄電單元222與開關元件252之間串聯連接於蓄電單元222及開關元件252,調整蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓。在本實施形態中,電感器250的一端電性地連接於連接點243。電感器250的另一端電性地連接於開關元件252與開關元件254的連接點245。
在本實施形態中,藉由開關元件252及開關元件254交替地重複接通動作及斷開動作(有時稱為接通/斷開動作),而在電感器250產生電感器電流IL。藉此,能夠在蓄電單元222與蓄電單元224之間經由電感器250而收發電能。結果,能夠使蓄電單元222及蓄電單元224的電壓均等化。
在本實施形態中,開關元件252電性地連接於電感器250的另一端與蓄電單元222的正極側之間。開關元件252從均等化控制部270接收驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0019-2
22,並基於驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0019-3
22進行接通動作或斷開動作。藉此,將第一開閉電路開閉。開關元件252係可為MOSFET。
在本實施形態中,開關元件254電性地連接於電感器250的另一端與蓄電單元224的負極側之間。開關元件254從均等化控制部270接收驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0019-4
24,並基於驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0019-5
24進行接通動作或斷開動作。藉此,將第二開閉電路開閉。開關元件254係可為MOSFET。
在本實施形態中,二極體262電性地連接於電感器250的另一端與蓄電單元222的正極側之間。二極體262與開關元件252並聯地配置。二極體262在從電感器250的另一端朝蓄電單元222的正極側的方向上流通電流。另一方面,二極體262不從蓄電單元222的正極側朝電感器250的另一端的方向上流通電流。也就是說,二極體262中可流通從蓄電單元222的負極側向蓄電單元222的正極側的方向流動的電流,但不流通從蓄電單元222的正極側向蓄電單 元222的負極側的方向流動的電流。
在本實施形態中,二極體264電性地連接於電感器250的另一端與蓄電單元224的負極側之間。二極體264與開關元件254並聯地配置。二極體264在從蓄電單元224的負極側朝電感器250的另一端的方向上流通電流。另一方面,二極體264不從電感器250的另一端朝蓄電單元224的負極側的方向上流通電流。也就是說,二極體264中可流通從蓄電單元224的負極側向蓄電單元224的正極側的方向流動的電流,但不流通從蓄電單元224的正極側向蓄電單元224的負極側的方向流動的電流。
藉由設置二極體262及二極體264,即使於在開關元件252及開關元件254均成為斷開狀態的時間殘留有電感器電流IL的情形中,該電感器電流IL亦可藉由二極體262或二極體264而繼續流動。藉此,能夠不浪費地利用電感器250暫時產生的電感器電流IL。另外,能夠抑制在將電感器電流IL阻斷的情形中發生的突波(surge)電壓的產生。
在本實施形態中,均等化控制部270控制開關元件252及開關元件254中的至少一者,而控制平衡校正電路232。例如,均等化控制部270是基於來自模組控制部290的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0020-87
28而控制開關元件252及開關元件254中的至少一者。
在本實施形態中,均等化控制部270對開關元件252供給用於 控制開關元件252的接通/斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-88
22。另外,均等化控制部270對開關元件254供給用於控制開關元件254的接通/斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-89
24。
在一實施形態中,均等化控制部270係以開關元件252及開關元件254交替地(或互補地)重複接通/斷開動作的方式供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-90
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-91
24。藉此,在平衡校正電路232作動的期間,重複交替地切換電流流向第一開閉電路的狀態與電流流向第二開閉電路的狀態的開關動作。
在另一實施形態中,均等化控制部270係以開關元件252及開關元件254中的一個重複接通/斷開動作,且開關元件252及開關元件254中的另一個維持斷開狀態的方式,供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-92
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-93
24。藉此,在平衡校正電路232作動的期間,重複交替地切換電流流向第一開閉電路的狀態與電流流向第二開閉電路的狀態的開關動作。
例如,在動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-94
28表示使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,均等化控制部270係以開關元件252重複接通/斷開動作且開關元件254維持斷開狀態的方式,供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-96
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-97
24。在該情形中,電感器電流經由二極體264流向第二開閉電路。另一方面,在動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0021-98
28表示使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,均等化控制部270係以開關元件254重複接通/斷開動作且開關元件252維持斷開狀態 的方式,供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-99
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-100
24。在該情形中,電感器電流經由二極體262流向第一開閉電路。
均等化控制部270可藉由驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-102
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-103
24的組合而生成用來控制平衡校正電路232的各種控制信號。在一實施形態中,均等化控制部270生成用於使開關元件252進行接通動作且使開關元件254進行斷開動作的第一控制信號。在另一實施形態中,均等化控制部270生成用於使開關元件252進行斷開動作且使開關元件254進行接通動作的第二控制信號。在又一實施形態中,均等化控制部270生成用於使開關元件252進行斷開動作且使開關元件254進行斷開動作的第三控制信號。第一控制信號、第二控制信號及第三控制信號可分別包含驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-106
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-105
24。
在本實施形態中,均等化控制部270係以在平衡校正電路232的作動狀態下,平衡校正電路232重複下述開關動作的方式控制平衡校正電路232。另外,均等化控制部270係以在平衡校正電路232的停止狀態下,平衡校正電路232停止開關動作的方式控制平衡校正電路232。
例如,均等化控制部270係以在平衡校正電路232的作動期間中,平衡校正電路232以預先設定周期重複開關動作的方式,將驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-109
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0022-108
24供給至開關元件252及開關元件254。在此,所謂「預先設定周期」不僅包含預先設定開關動作的重複周期的情形,還包含該周期因預先設定的某些控制或類比電路而變動 的情形。
例如,即使在下一循環的周期根據當前循環的某些資訊以及預先設定的特定的算法或特定的類比電路而決定的情形中,該周期亦可為「預先設定周期」的一例。另外,即使在將開關動作中所包含的第一動作、第二動作及第三動作中的至少一個動作切換為另一動作的時序根據特定的算法或特定的類比電路而決定的情形中,該開關動作的周期亦可為「預先設定周期」的一例。前述周期例如可基於(i)蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC、(ii)流經電感器250的電流的電流值以及(iii)前述(i)與(ii)的組合來決定。
開關動作可包含:(i)第一動作,開關元件252進行接通動作且開關元件254進行斷開動作;以及(ii)第二動作,開關元件252進行斷開動作且開關元件254進行接通動作。開關動作除包含第一動作及第二動作以外,還可包含開關元件252及開關元件254這兩者進行斷開動作的第三動作。第一動作、第二動作及第三動作的順序可任意地決定,但較佳為繼第一動作之後實施第二動作。開關動作還可包含與前述第一動作、第二動作及第三動作不同的其它動作。
在本實施形態中,電壓監視部280對蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓進行監視。在本實施形態中,電壓監視部280是利用電壓檢測部282及電壓檢測部284而檢測蓄電單元222的電壓及蓄電單元224的電壓。電壓監視部280是將蓄電單元222的電壓及蓄電單元224的電壓輸入到差分檢測部286,以檢測蓄電單元 222及蓄電單元224的電壓差。電壓監視部280生成表示所檢測出的電壓差的信號
Figure 106135704-A0305-02-0024-110
26,並發送到模組控制部290。信號
Figure 106135704-A0305-02-0024-111
26亦可包含有表示蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓中的哪一個電壓大的資訊。
在本實施形態中,模組控制部290係控制平衡校正電路232。模組控制部290可經由均等化控制部270而控制平衡校正電路232。
在一實施形態中,模組控制部290決定電荷移動的方向。例如,模組控制部290是基於蓄電單元222及蓄電單元224的電壓或SOC,決定是(i)使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224,還是(ii)使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222。模組控制部290可將包含表示使電荷移動的方向的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0024-113
28發送到均等化控制部270。
在另一實施形態中,模組控制部290對在蓄電單元222與蓄電單元224之間移動的淨電荷量(有時稱為電荷的移動量)進行推定。例如,模組控制部290是基於(i)平衡校正電路232的作動期間以及(ii)流經電感器250的電流值的實測值或推測值,推定電荷的移動量。模組控制部290亦可基於電荷的移動量的推定值來控制平衡校正電路232。模組控制部290亦可將包含表示電荷的移動量的推定值的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0024-114
28發送到均等化控制部270。模組控制部290係可為移動電荷量推定裝置的一例,該移動電荷量推定裝置是基於平衡校正裝置的作動期間以及平衡校正裝置的作動期間的電感器電 流的電流值的絕對值的谷值或其目標條件,推定在平衡校正裝置的作動期間中在兩個蓄電單元之間移動的淨電荷量。
模組控制部290亦可推定平衡校正電路232從作動至停止為止的時間。例如,模組控制部290是基於平衡校正電路232亦即將作動之前或剛作動後的蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差以及電荷的移動量的推定值,推定平衡校正電路232從作動至停止為止的時間。模組控制部290係可為作業時間推定裝置的一例,該作業時間推定裝置是基於成為平衡校正裝置的動作對象的兩個蓄電單元的電壓差以及平衡校正裝置的作動期間的電感器電流的電流值的絕對值的谷值或其目標條件,推定直至平衡校正裝置停止為止的時間或時刻。
在又一實施形態中,模組控制部290決定是否使平衡校正電路232作動以及是否使平衡校正電路232停止中的至少一個。模組控制部290將動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0025-116
28發送到均等化控制部270,該動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0025-117
28包含表示是否使平衡校正電路232作動以及是否使平衡校正電路232停止中的至少一個的資訊。
[使平衡校正電路232作動的時序]
在本實施形態中,模組控制部290將包含表示使停止的平衡校正電路232作動的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0025-118
28發送到均等化控制部270。例如,模組控制部290係在使平衡校正電路232作動的時序,將前述動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0025-119
28發送到均等化控制部270。模組控制部290 亦可將包含如下資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0026-6
28發送到均等化控制部270,前述資訊是指表示使平衡校正電路232作動的時序的資訊以及表示在該時序使平衡校正電路232作動的資訊。
模組控制部290可基於蓄電單元222及蓄電單元224的電壓或SOC來決定使停止的平衡校正電路232作動的時序。例如,模組控制部290是當蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC滿足預先設定的第一條件時,決定使平衡校正電路232作動。作為前述第一條件,可例示如下條件等:(i)蓄電單元222及蓄電單元224的電壓或SOC的差大於預先設定的第一值;或者(ii)蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC與根據蓄電單元222及蓄電單元224的電壓或SOC而設定的值一致。
[使平衡校正電路232停止的時序]
在本實施形態中,模組控制部290是將包含表示使作動的平衡校正電路232停止的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0026-120
28發送到均等化控制部270。例如,模組控制部290係在使平衡校正電路232停止的時序,將前述動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0026-121
28發送到均等化控制部270。模組控制部290亦可將包含如下資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0026-123
28發送到均等化控制部270,前述資訊是指表示使平衡校正電路232停止的時序的資訊以及表示在該時序使平衡校正電路232停止的資訊。
[決定使平衡校正電路232停止的時序的第1實施形態]
模組控制部290可基於兩個蓄電單元之間的電荷的移動量來決 定使平衡校正電路232停止的時序。例如,模組控制部290是推定蓄電單元222及蓄電單元224之間的電荷的移動量,並基於該電荷的移動量的推定值來推定蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的SOC。模組控制部290是當SOC的推定值滿足預先設定的第二條件時,決定使平衡校正電路232停止。作為前述第二條件,可例示如下條件等:(i)蓄電單元222或蓄電單元224的SOC與預先設定的第二值一致;或者(ii)蓄電單元222或蓄電單元224的SOC在預先設定的數值範圍內;(iii)蓄電單元222或蓄電單元224的SOC與根據蓄電單元222及蓄電單元224的SOC而設定的值一致。
例如,使用包含鐵成分的鋰化合物作為正極物質的鋰離子電池的充電特性描繪出如下曲線,亦即,從充電初期到中期出現的電壓平坦部處的電壓上升非常平緩,另一方面,在充電末期電池電壓急劇上升。因此,在蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者具有含有包含鐵成分的鋰化合物作為正極物質的鋰離子電池的情形中,難以基於蓄電單元的端子間電壓來管理該蓄電單元的SOC。然而,藉由模組控制部290基於所推定出的電荷的移動量來決定使平衡校正電路232停止的時序,即使在這種情形中,模組控制部290亦可在適當的時序使平衡校正電路232停止。作為包含鐵成分的鋰化合物,可例示磷酸鐵系的鋰化合物。作為磷酸鐵系的鋰化合物,可例示磷酸鐵鋰。
[決定使平衡校正電路232停止的時序的第2實施形態]
模組控制部290亦可基於蓄電單元222及蓄電單元224的電壓 或SOC來決定使平衡校正電路232停止的時序。例如,模組控制部290是當蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC滿足預先設定的第三條件時,決定使平衡校正電路232停止。作為前述第三條件,可例示如下條件等:(i)蓄電單元222及蓄電單元224的電壓或SOC的差小於預先設定的第三值;或者(ii)蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC與根據蓄電單元222及蓄電單元224的電壓或SOC而設定的值一致。第三值可小於第一值。
根據一實施形態,例如模組控制部290接收來自電壓監視部280的信號
Figure 106135704-A0305-02-0028-1
26而取得表示蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差的資訊。關於模組控制部290,(i)在蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差與預先設定值相等的情形中或小於預先設定值的情形中,決定使平衡校正電路232停止,(ii)將包含表示使平衡校正電路232停止的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0028-7
28發送到均等化控制部270。
均等化控制部270是當接收動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0028-8
28時,以開關元件252及開關元件254這兩者進行斷開動作的方式供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0028-9
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0028-10
24,而使平衡校正電路232停止。藉此,在蓄電單元222及蓄電單元224的均等化大致結束的狀態下,平衡校正電路232停止。如此,能夠防止平衡校正電路232的振盪,從而能夠抑制平衡校正電路232的消耗電力。
根據另一實施形態,例如模組控制部290接收來自電壓監視部280的信號
Figure 106135704-A0305-02-0028-11
26,而取得表示蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差 的資訊。關於模組控制部290,(i)在蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓的大小關係逆轉的時序附近,決定使平衡校正電路232停止,(ii)將包含表示使平衡校正電路232停止的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0029-124
28發送到均等化控制部270。模組控制部290例如當在平衡校正電路232的作動期間中蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓的大小關係逆轉之後,平衡校正電路232作動的狀態下的蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差的絕對值與第一臨限值相等時或小於第一臨限值時,決定使平衡校正電路232停止。根據本實施形態,在蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差變得極小的狀態下,平衡校正電路232停止。
在想要使蓄電單元222及蓄電單元224的電壓均等化的情形中,通常來說,所屬技術領域中具有通常知識者嘗試以開關元件252的接通時間與開關元件254的接通時間變得相等的方式控制驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0029-125
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0029-126
24。但是,因開關元件252、開關元件254及平衡校正電路232的精度、製造誤差等,而導致難以使開關元件252的接通時間與開關元件254的接通時間高精度地一致。
因此,難以藉由以開關元件252的接通時間與開關元件254的接通時間變得相等的方式控制驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0029-127
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0029-128
24,來使蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓高精度地均等化。其中,即使在鄰接的兩個蓄電單元之間的電壓差較小的情形中,蓄電系統中所包含的蓄電單元的個數越是增加,鄰接的兩個蓄電單元間的電壓差越是累積,系統整體上也變得無法忽視。
根據本實施形態,在蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓的大小關係逆轉之後使平衡校正電路232停止,因此與以開關元件252的接通時間與開關元件254的接通時間變得相等的方式控制驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0030-129
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0030-130
24的情形相比,能夠更精確地決定蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差變為0的時序。藉此,能夠提高蓄電單元222的電壓及蓄電單元224的均等化的精度。如此,能夠防止平衡校正電路232的振盪,而能夠抑制平衡校正電路232的消耗電力。
另外,例如當蓄電單元222的電壓高於蓄電單元224的電壓時,在平衡校正電路232停止之後,蓄電單元222的電壓的測定值因由蓄電單元222的內部電阻等引起的電壓降低而增加(有時稱為表觀上的電壓變動)。另一方面,蓄電單元224的電壓的測定值因由蓄電單元224的內部電阻等引起的電壓降低而減少(有時稱為表觀上的電壓變動)。
因此,當模組控制部290在蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓的大小關係逆轉之前使平衡校正電路232停止時,蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差的絕對值在平衡校正電路232停止之後,隨著時間推移而擴大。與此相對,當模組控制部290在蓄電單元222的電壓與蓄電單元224的電壓的大小關係逆轉之後使平衡校正電路232停止時,蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差的絕對值在平衡校正電路232停止之後,隨著時間推移而縮小。如此,能 夠使平衡校正電路232停止的狀態下的蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差的絕對值更小。
第一臨限值可考慮在平衡校正電路232停止的情形中產生的蓄電單元222的表觀上的電壓變動而設定。第一臨限值可基於電感器250的電流值以及蓄電單元222的直流電阻(有時稱為DCR)的值而設定。第一臨限值亦可假設蓄電單元222及蓄電單元224的直流電阻值大致相等,藉由將電感器250的電流值與蓄電單元222的直流電阻值相乘而設定。
第一臨限值可考慮在平衡校正電路232停止的情形中產生的蓄電單元222及蓄電單元224的表觀上的電壓變動而設定。第一臨限值可基於電感器250的電流值、蓄電單元222的直流電阻值以及蓄電單元224的直流電阻值而設定。第一臨限值亦可藉由將蓄電單元222的直流電阻值與蓄電單元224的直流電阻值的和與電感器250的平均電流值相乘所得的值除以2而設定。
蓄電單元222的直流電阻值根據蓄電單元222的溫度及劣化狀況而變化。因此,第一臨限值亦可考慮蓄電單元222的溫度及劣化狀況中的至少一者而設定。蓄電單元224的直流電阻值根據蓄電單元224的溫度及劣化狀況而變化。因此,第一臨限值亦可考慮蓄電單元224的溫度及劣化狀況中的至少一者而設定。例如,第一臨限值可使用蓄電單元222及蓄電單元224的出廠時的直流電阻值乘以預先設定的係數所得的值而設定。預先設定的係數係可為1以上3 以下,較佳為大於1且為2以下。
第一臨限值亦可以下述方式設定:當假設在均等化控制部270使平衡校正電路232停止之後,維持平衡校正電路232的停止狀態時,平衡校正電路232停止後,經過預先設定的期間後的時間點的蓄電單元222及蓄電單元224電壓差的絕對值成為第二臨限值以下。第二臨限值的絕對值可小於第一臨限值的絕對值。預先設定的期間可考慮由電壓降低所致的電壓變動的變動幅度及該電壓變動的持續時間中的至少一者而設定。
前述預先設定的期間亦可為由電壓降低所致的電壓變動的變動幅度達到電壓變動大致結束的時間點的最終變動幅度的60%(較佳為75%,再者較佳為80%)為止的時間。此外,由電壓降低所致的電壓變動通常在30分鐘至1小時左右結束。前述預先設定的期間係可為0.5秒以上5分鐘以內,較佳為1秒以上2分鐘以內,更較佳為1秒以上1分鐘以內。
第一臨限值係可為0.5mV以上100mV以下。第一臨限值更佳為0.5mV以上10mV以下,再佳為0.5mV以上5mV以下。如果為通常的使用狀態,那麽藉由將第一臨限值設定在前述範圍內,能夠使由電壓降低所致的電壓變動大致結束的時間點的蓄電單元222及蓄電單元224電壓差的絕對值小於使平衡校正電路232停止的時間點的蓄電單元222及蓄電單元224電壓差的絕對值。如此,能夠提高利用平衡校正電路232的均等化的精度。另外,能夠抑制平衡校 正電路232的振盪。
模組控制部290較佳為在平衡校正電路232停止之後,在預先設定的期間內使平衡校正電路232停止作動。藉此,能夠更有效地防止平衡校正電路232的振盪。前述預先設定的期間係可為0.5秒以上5分鐘以內,較佳為1秒以上2分鐘以內,更佳為1秒以上1分鐘以內。
[決定使平衡校正電路232停止的時序的第3實施形態]
作為基於蓄電單元222的電壓及蓄電單元224的電壓來決定使平衡校正電路232停止的時序的第3實施形態,可例示以下內容。在本實施形態中,開關動作包含第一動作、第二動作及第三動作。在本實施形態中,均等化控制部270係以蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差越小,第三動作的時間相對於開關動作的周期的比率越大的方式,供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0033-131
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0033-132
24。
均等化控制部270亦可基於蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差,按照預先設定方法來決定第三動作的時間。在動作開始時,第三動作的時間亦可為0秒。第一動作的時間及第二動作的時間亦可相等。第一動作的時間及第二動作的時間亦可以與第2實施形態相同的方式決定。
在本實施形態中,模組控制部290係在第三動作的時間或第三動作的時間相對於開關動作的周期的比率與預先設定值相等或大於 預先設定值的情形中,決定使平衡校正電路232停止。根據本實施形態,均等化控制部270係在蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差變得足夠小的時序,使平衡校正電路232停止。如此,能夠防止平衡校正電路232的振盪,從而能夠抑制平衡校正電路232的消耗電力。
[決定使平衡校正電路232停止的時序的第4實施形態]
作為基於蓄電單元222的電壓及蓄電單元224的電壓來決定使平衡校正電路232停止的時序的第4實施形態,可例示以下內容。在本實施形態中,均等化控制部270係以蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差越小,開關動作的周期越短的方式,供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0034-133
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0034-134
24。
均等化控制部270亦可基於蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差,按照預先設定方法來決定開關動作的周期。第一動作的時間及第二動作的時間亦可相等。第一動作的時間及第二動作的時間亦可以與第2實施形態相同的方式決定。開關動作既可包含第三動作,亦可不包含第三動作。第三動作的時間相對於開關動作的周期的比率亦可以與第3實施形態相同的方式決定。
在本實施形態中,模組控制部290係在開關動作的周期與預先設定值相等或小於預先設定值的情形中,決定使平衡校正電路232停止。根據本實施形態,在蓄電單元222及蓄電單元224的電壓差變得足夠小的時序,平衡校正電路232停止。另外,在均等化結束 的時間點,平衡校正電路232停止,所以能夠抑制平衡校正電路232的消耗電力。
[均等化控制部270的具體構成]
圖3示意性地顯示均等化控制部270的一例。在本實施形態中,均等化控制部270包含有接收部310、檢測電壓取得部320、參照信號生成部330、脈波信號生成部340以及驅動信號供給部350。在本實施形態中,驅動信號供給部350具有驅動時序決定部352以及驅動信號生成部354。
檢測電壓取得部320係可為電流資訊取得部的一例。驅動信號供給部350係可為控制信號供給部的一例。驅動時序決定部352係可為第1時序決定部或第2時序決定部的一例。驅動信號生成部354係可為控制信號生成部的一例。
在本實施形態中,接收部310接收來自模組控制部290的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-135
28。在一實施形態中,接收部310將動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-136
28傳送到驅動信號供給部350。在另一實施形態中,接收部310基於動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-137
28而生成信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-138
31及信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-139
32中的至少一者。信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-140
31包含表示使平衡校正電路232作動的資訊、或表示使平衡校正電路232停止的資訊。信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-141
32包含表示使電荷移動的方向的資訊。例如,接收部310將信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-142
31發送到驅動信號生成部354,並將信號
Figure 106135704-A0305-02-0035-144
32發送到驅動時序決定部352。
在本實施形態中,檢測電壓取得部320取得與流經電感器250的電流的電流值相關的資訊。例如,檢測電壓取得部320取得表示用於檢測流經電感器250的電流(有時稱為電感器電流)的電流值的電流檢測電阻的電壓降低的資訊。在本實施形態中,檢測電壓取得部320取得(i)表示配置在第一開閉電路的任意位置的電流檢測電阻的電壓降低的程度的資訊以及(ii)表示配置在第二開閉電路的任意位置的電流檢測電阻的電壓降低的程度的資訊。電感器電流的電流值亦可根據流經第一開關元件、第二開關元件的電流的電流值而算出。
在本實施形態中,參照信號生成部330生成參照信號。參照信號生成部330將參照信號發送到驅動時序決定部352。參照信號係在驅動時序決定部352基於電感器電流的電流值或電感器電流的檢測電壓決定供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0036-145
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0036-146
24的時序時被參照。參照信號可用於供驅動時序決定部352決定第一控制信號、第二控制信號及第三控制信號中的至少一個控制信號被供給的時序。
在一實施形態中,參照信號生成部330生成在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中加以利用的參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0036-147
33。在另一實施形態中,參照信號生成部330生成在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中加以利用的參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0036-148
34。
參照信號例如以參照電壓的形式被輸入到驅動時序決定部352。參照電壓可具有預先設定的電壓波形。參照電壓亦可具有根據 蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓而設定的電壓波形。參照信號可包含三角波、鋸齒波或梯形波,它們具有與電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值相應的斜率。
例如,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-149
33包含三角波、鋸齒波或梯形波,它們具有與當開關元件252為斷開狀態時流經第二開閉電路的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值相應的斜率。另一方面,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-150
34包含三角波、鋸齒波或梯形波,它們具有與當開關元件254為斷開狀態時流經第一開閉電路的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值相應的斜率。
參照信號亦可包含有與供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-151
22或驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-152
24的時序的電感器電流的電流值的推定值相關的資訊。例如,在參照信號以參照電壓的形式被輸入到驅動時序決定部352的情形中,參照電壓亦可為與前述電感器電流的電流值的推定值相應的電壓。另外,參照電壓亦可具有如下脈波波形,該脈波波形具有與前述電感器電流的電流值的推定值相應的峰值。脈波波形的形狀係可為矩形形狀,係可為梯形形狀,亦可為三角形狀,還可為鋸齒形狀。脈波的產生位置可設定在應供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-153
22或驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-154
24的時序的附近。
供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-155
22或驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-156
24的時序的電感器電流的電流值例如基於電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而算出。供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-157
22或驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0037-158
24的時序例如基於電感器電流 的電流值的絕對值的減少速度的推定值而算出。
電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值例如利用任意的電壓值V以及電感器250的電感L而表示為V/L。參照電壓的三角波或鋸齒波的斜率是利用電流檢測用電阻器的電阻值R(在本實施形態中為開關元件252或開關元件254的內部電阻的電阻值)、任意的電壓值V以及電感器250的電感L而表示為R×V/L。
作為任意的電壓值V,可例示(i)開關動作的開始時間點的蓄電單元222或蓄電單元224的電壓值、(ii)開關動作的開始時間點的蓄電單元222及蓄電單元224的電壓值的平均值、(iii)開關動作中的任意時間點的蓄電單元222或蓄電單元224的電壓值、(iv)開關動作中的任意時間點的蓄電單元222及蓄電單元224的電壓值的平均值、(v)蓄電單元222或蓄電單元224的充放電曲線的電壓平坦區域的任意值、(vi)蓄電單元222或蓄電單元224的代表電壓等。作為代表電壓,可例示(i)標稱電壓(nominal voltage)、(ii)預先設定利用的電壓範圍的上限值、下限值或平均值等。
參照信號生成部330可對具有與電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值相應的斜率的三角波或鋸齒波的偏移(offset)進行調整,並將調整後的信號供給至驅動時序決定部352。參照信號生成部330亦可記憶複數種參照信號。參照信號生成部330可從複數種參照信號中選擇一個,並將所選擇的信號供給至驅動時序決定部352。
在本實施形態中,脈波信號生成部340生成脈波信號。脈波信號係可為預先設定周期的脈波串。在一實施形態中,脈波信號生成部340生成用於決定開關動作的周期的設定(set)信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-69
35。在另一實施形態中,脈波信號生成部340係生成用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-70
22或驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-71
24的工作比(duty ratio)的最大值的重置(reset)信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-72
36。
脈波信號生成部340亦可為對驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-73
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-74
24中的至少一者的工作比進行可變控制的可變脈波產生器。驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-75
22的工作比例如設為驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-76
22的接通時間相對於開關動作的周期的比率而算出。同樣地,驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-77
24的工作比是設為驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-78
24的接通時間相對於開關動作的周期的比率而算出。
在本實施形態中,驅動信號供給部350係以在平衡校正電路232的作動期間中,平衡校正電路232重複開關動作的方式,將驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-79
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-80
24供給至開關元件252及開關元件254。例如,驅動信號供給部350係在平衡校正電路232的作動期間中的至少一部分時間內,基於檢測電壓取得部320所取得之與電感器電流的電流值相關的資訊,以該電流值的絕對值的谷值(有時稱為谷值電流值)滿足預先設定的條件的方式,將驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-81
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-82
24供給至開關元件252及開關元件254。
在一實施形態中,驅動信號供給部350係以下述方式供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-83
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0039-84
24:(i)谷值電流值與第一值相等;或者(ii)谷 值電流值大於前述第一值;或者(iii)谷值電流值落在包含有前述第一值的數值範圍內。前述第一值既可為預先設定值,亦可為基於蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC的值而設定的值。前述數值範圍既可為預先設定範圍,亦可為基於蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC的值而設定之範圍。
在本實施形態中,驅動時序決定部352決定供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0040-159
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0040-161
24的時序。在一實施形態中,驅動時序決定部352決定用於供給使開關元件252進行接通動作且使開關元件254進行斷開動作的第一控制信號的時序。在另一實施形態中,驅動時序決定部352決定用於供給使開關元件252進行斷開動作且使開關元件254進行接通動作的第二控制信號的時序。在又一實施形態中,驅動時序決定部352決定用於供給使開關元件252進行斷開動作且使開關元件254進行斷開動作的第三控制信號的時序。
[使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中的第1實施形態]
在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,驅動時序決定部352例如決定以預先設定的周期供給第一控制信號。驅動時序決定部352亦可決定以根據蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC、或兩者的電壓差或SOC的差而設定的周期,供給第一控制信號。另外,驅動時序決定部352決定在(i)電感器電流的電流值的絕對值超過基於第二動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序、或(ii)驅動 信號
Figure 106135704-A0305-02-0041-162
22的接通時間超過預先設定的期間的時序,供給第二控制信號。前述參照值亦可基於電感器電流的谷值電流值的目標值以及第二動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。
例如,驅動時序決定部352從檢測電壓取得部320取得電感器電流的檢測電壓。驅動時序決定部352從參照信號生成部330接收參照信號。由參照信號表示的電壓波形是基於第二動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。驅動時序決定部352將參照信號的電壓波形與檢測電壓加以比較,在兩者一致的情形中,決定供給第二控制信號。
驅動時序決定部352於在預先設定的第一期間內電感器電流的電流值的絕對值未超過由參照信號表示的參照值的情形中,可決定在經過該第一期間的時序供給第二控制信號。例如,驅動時序決定部352是從脈波信號生成部340接收用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0041-163
22的工作比的最大值的脈波信號。驅動時序決定部352可基於前述脈波信號來判斷前述第一期間的經過。
[使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中的第2實施形態]
在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,驅動時序決定部352例如決定以預先設定的周期供給第一控制信號。驅動時序決定部352亦可決定以根據蓄電單元222及蓄電單元224的 電壓或SOC、或兩者的電壓差或SOC的差而設定的周期,供給第一控制信號。另外,驅動時序決定部352決定在電感器電流的電流值的絕對值超過基於第三動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序,供給第三控制信號。另外,驅動時序決定部352決定在驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0042-12
22的接通時間超過預先設定的期間的時序供給第二控制信號或第三控制信號。
例如,驅動時序決定部352從檢測電壓取得部320取得電感器電流的檢測電壓。驅動時序決定部352從參照信號生成部330接收參照信號。由參照信號表示的電壓波形是基於第三動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。驅動時序決定部352將參照信號的電壓波形與檢測電壓加以比較,在兩者一致的情形中,決定供給第三控制信號。
驅動時序決定部352於在預先設定的第一期間內電感器電流的電流值的絕對值未超過由參照信號表示的參照值的情形中,可決定在經過該第一期間的時序供給第二控制信號或第三控制信號。例如,驅動時序決定部352是從脈波信號生成部340接收用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0042-13
22的工作比的最大值的脈波信號。驅動時序決定部352可基於前述脈波信號來判斷前述第一期間的經過。
[使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中的第1實施形態]
在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,驅動 時序決定部352例如決定以預先設定周期供給第二控制信號。驅動時序決定部352亦可決定以根據蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC、或兩者的電壓差或SOC的差而設定的周期,供給第二控制信號。另外,驅動時序決定部352決定在(i)電感器電流的電流值的絕對值超過基於第一動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序、或(ii)驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0043-14
24的接通時間超過預先設定的期間的時序,供給第一控制信號。前述參照值亦可基於電感器電流的谷值電流值的目標值以及第一動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。
例如,驅動時序決定部352從檢測電壓取得部320取得電感器電流的檢測電壓。驅動時序決定部352從參照信號生成部330接收參照信號。由參照信號表示的電壓波形是基於第一動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。驅動時序決定部352將參照信號的電壓波形與檢測電壓加以比較後,在兩者一致的情形中,決定供給第一控制信號。
驅動時序決定部352於在預先設定的第二期間內電感器電流的電流值的絕對值未超過由參照信號表示的參照值的情形中,可決定在經過該第二期間的時序供給第一控制信號。例如,驅動時序決定部352是從脈波信號生成部340接收用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0043-15
24的工作比的最大值的脈波信號。驅動時序決定部352可基於前述脈波信號來判斷前述第二期間的經過。
[使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中的第2實施形態]
在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,驅動時序決定部352例如決定以預先設定的周期供給第二控制信號。驅動時序決定部352亦可決定以根據蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓或SOC、或兩者的電壓差或SOC的差而設定的周期,供給第二控制信號。另外,驅動時序決定部352決定在電感器電流的電流值的絕對值超過基於第三動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的時序供給第三控制信號。另外,驅動時序決定部352決定在驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0044-16
24的接通時間超過預先設定的期間的時序供給第一控制信號或第三控制信號。前述參照值亦可基於電感器電流的谷值電流值的目標值以及第三動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。
例如,驅動時序決定部352從檢測電壓取得部320取得電感器電流的檢測電壓。驅動時序決定部352從參照信號生成部330接收參照信號。由參照信號表示的電壓波形是基於第三動作中的電感器電流的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。驅動時序決定部352將參照信號的電壓波形與檢測電壓加以比較,在兩者一致的情形中,決定供給第三控制信號。
驅動時序決定部352於在預先設定的第二期間內電感器電流的電流值的絕對值未超過由參照信號表示的參照值的情形中,可決定 在經過該第二期間的時序供給第一控制信號或第三控制信號。例如,驅動時序決定部352是從脈波信號生成部340接收用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-164
24的工作比的最大值的脈波信號。驅動時序決定部352可基於前述脈波信號來判斷前述第二期間的經過。
在本實施形態中,驅動信號生成部354係在驅動時序決定部352決定供給第一控制信號的時序,生成包含驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-165
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-166
24的第一控制信號,並將第一控制信號發送到開關元件252及開關元件254。驅動信號生成部354係在驅動時序決定部352決定供給第二控制信號的時序,生成包含驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-167
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-168
24的第二控制信號,並將第二控制信號發送到開關元件252及開關元件254。驅動信號生成部354係在驅動時序決定部352決定供給第三控制信號的時序,生成包含驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-169
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-170
24的第三控制信號,並將第三控制信號發送到開關元件252及開關元件254。
在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,在從平衡校正電路232開始或恢復作動後,直至驅動時序決定部352決定供給第二控制信號或第三控制信號為止的時間,驅動信號生成部354可以驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-171
22的工作比大於驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-172
24的工作比的方式,生成包含驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-174
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-175
24的第一控制信號。同樣地,在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,在從平衡校正電路232開始或恢復作動後,直至驅動時序決定部352決定供給第一控制信號或第三控制信號為止的時間,驅動信號生成部354可以驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-176
24的工作比大於驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0045-177
22的工作比的方 式,生成包含驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0046-17
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0046-18
24的第二控制信號。
圖4示意性地顯示模組控制部290的一例。在本實施形態中,模組控制部290包含有電壓資訊取得部410、動作控制信號生成部420、移動電荷量累計部430以及輸入輸出部440。動作控制信號生成部420係可為方向決定部或動作決定部的一例。移動電荷量累計部430係可為移動電荷量推定部的一例。
在本實施形態中,電壓資訊取得部410取得與蓄電單元222及蓄電單元224中的至少一者的電壓相關的資訊。例如,電壓資訊取得部410接收來自差分檢測部286的信號
Figure 106135704-A0305-02-0046-19
26。
在本實施形態中,動作控制信號生成部420決定使電荷移動的方向。例如,動作控制信號生成部420從電壓資訊取得部410取得與蓄電單元222及蓄電單元224的電壓相關的資訊。動作控制信號生成部420是基於從電壓資訊取得部410取得的資訊,而設定使電荷從作為平衡校正電路232的動作對象的兩個蓄電單元中的電壓或SOC較大的蓄電單元移動到電壓或SOC較小的蓄電單元。
動作控制信號生成部420決定是否使平衡校正電路232作動。動作控制信號生成部420決定是否使平衡校正電路232停止。例如,動作控制信號生成部420是從電壓資訊取得部410取得與蓄電單元222及蓄電單元224的電壓相關的資訊。動作控制信號生成部420是基於從電壓資訊取得部410取得的資訊來決定是否使平衡校正電路 232作動。另外,動作控制信號生成部420是基於從電壓資訊取得部410取得的資訊來決定是否使平衡校正電路232停止。
動作控制信號生成部420生成包含表示由動作控制信號生成部420決定的事項的資訊的動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0047-178
28。動作控制信號生成部420將動作控制信號
Figure 106135704-A0305-02-0047-179
28發送到均等化控制部270。
在本實施形態中,移動電荷量累計部430將在平衡校正電路232的作動期間中在蓄電單元222與蓄電單元224之間移動的電荷量累計。移動電荷量累計部430亦可基於(i)平衡校正電路232的作動期間、(ii)檢測電壓取得部320所取得之與電感器電流的電流值相關的資訊以及驅動時序決定部352中使用的與電感器電流的谷值電流值相關的條件中的至少一者,來推定在蓄電單元222與蓄電單元224之間移動的電荷量。
在本實施形態中,輸入輸出部440接收來自使用者的輸入。另外,輸入輸出部440對使用者輸出資訊。作為輸入輸出部440,可例示(i)鍵盤、定點設備、觸控面板、麥克風等輸入裝置、(ii)各種顯示器、揚聲器等輸出裝置、(iii)在與其它通信終端之間收發資訊的通信裝置或通信界面等。
圖5示意性地顯示未控制谷值電流值的情形中的電感器電流IL的一例。在圖5中,Tsw表示開關動作的周期。tsw1表示驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0047-180
22的接通時間。tsw2表示驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0047-181
24的接通時間。驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0047-182
22的工 作比表示為tsw1/Tsw。驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0048-183
24的工作比表示為tsw2/Tsw
如圖5所示,在未控制谷值電流值的情形中,電感器電流IL的增減較大。另外,根據情形不同,電感器電流IL的正負逆轉。因此,必須使構成平衡校正電路232的構件的規格具有裕度,而使成本及安裝面積增加。另外,有實際的電感器電流值脫離能夠高效率地實施均等化的範圍的情形,均等化的效率降低。再者,難以高精度地推測均等化所需的時間。
圖6示意性地顯示已控制谷值電流值的情形中的電感器電流IL的一例。使用圖6,對使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中的電感器電流IL的控制方法的概要進行說明。在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,也能以相同的方式控制電感器電流IL。在圖6中,Tsw表示開關動作的周期。tsw1表示驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0048-184
22的接通時間。tsw1max表示驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0048-185
22的接通時間的最大值。tsw2表示驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0048-186
24的接通時間。Is表示谷值電流值的目標值。
在圖6的實施形態中,如果模組控制部290決定使平衡校正電路232作動,那麽驅動時序決定部352決定供給第一控制信號。而且,藉由開關元件252進行接通動作且開關元件254進行斷開動作,而電感器電流IL的電流值的絕對值隨著時間經過而增加。在電感器電流IL的電流值的絕對值達到某種程度的大小之前的時間,驅動時序決定部352決定在開關元件252進行接通動作之後且經過時間tsw1max時,供給第二控制信號。在此時間,電感器電流IL的谷值電流 值小於谷值電流值的目標值Is。
當平衡校正電路232重複開關動作,而電感器電流IL的電流值的絕對值達到某種程度的大小時,驅動時序決定部352決定在開關元件252進行接通動作之後且經過時間tsw1max之前,供給第二控制信號。更具體來說,驅動時序決定部352決定在電感器電流IL的電流值的絕對值超過基於第二動作或第三動作中的電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序,供給第二控制信號或第三控制信號。藉此,以電感器電流IL的谷值電流值與目標值Is大致相等的方式進行控制。
根據本實施形態,能夠將電感器電流IL的電流值控制在固定的範圍內。如此,能夠使構成平衡校正電路232的構件的規格最佳化。因此,成本及安裝面積減少。另外,均等化的效率提高。再者,能夠高精度地推定均等化所需的時間。
使用圖7及圖8,對驅動信號供給部350的電路構成的一例進行說明。圖7示意性地顯示驅動信號供給部350的一例。圖8示意性地顯示驅動信號生成部354的一例。
在本實施形態中,驅動信號供給部350包含有端子702、端子704、端子712、端子714、端子722以及端子724。在本實施形態中,驅動時序決定部352包含有比較器732、比較器734、多工器740、OR(或)電路750、設定/重置電路760以及多工器770。在本實施形 態中,驅動信號生成部354具備OR電路812、放大器822、AND(及)電路814以及放大器824。
端子702與蓄電單元222的正極側的端子電性地連接。端子702可與電源電壓VDD電性地連接。端子7以與蓄電單元224的負極側的端子電性地連接。端子704可與接地電壓VSS電性地連接。端子712與開關元件252的閘極電性地連接。端子712輸出控制開關元件252的動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-20
22。端子714與開關元件254的閘極電性地連接。端子714輸出控制開關元件254的動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-21
24。
對端子722輸入表示電流檢測電阻742的電壓降低的程度的資訊。電流檢測電阻742例如一端與端子702及蓄電單元222的正極側電性地連接,另一端與端子722電性地連接。對端子724輸入表示電流檢測電阻744的電壓降低的程度的資訊。電流檢測電阻744例如一端與端子704及蓄電單元224的負極側電性地連接,另一端與端子724電性地連接。輸入到端子722及端子724的電壓係可為用於檢測電感器電流的檢測電壓的一例。端子722及端子724係可為檢測電壓取得部320的一例。
對於比較器732的一方的輸入,輸入參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-22
33。對於比較器732的另一方的輸入,輸入來自端子722的檢測電壓。在由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-24
33表示的電壓大於檢測電壓的情形中,比較器732輸出H邏輯作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-25
72。在由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-26
33表示的電壓小於檢測電壓的情形中,比較器732輸出L邏輯作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0050-27
72。藉此,能夠 檢測由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-28
33表示的電壓與檢測電壓一致的時序。
對於比較器734的一方的輸入,輸入參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-29
34。對於比較器734的另一方的輸入,輸入來自端子724的檢測電壓。在由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-30
34表示的電壓小於檢測電壓的情形中,比較器734輸出H邏輯作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-31
74。在由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-32
34表示的電壓大於檢測電壓的情形中,比較器734輸出L邏輯作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-34
74。藉此,能夠檢測由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-35
34表示的電壓與檢測電壓一致的時序。
對於多工器740的一方的輸入,輸入比較器732的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-36
72。對於多工器740的另一方的輸入,輸入比較器734的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-37
74。對於多工器740的選擇控制輸入,輸入信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-38
32。多工器740是根據信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-39
32而將輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-40
72或輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-41
74中的任一者作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-42
76輸出。
例如,在信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-43
32表示使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,多工器740將比較器732的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-44
72作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-47
76輸出。另一方面,在信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-48
32表示使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,多工器740將比較器734的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-45
74作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-46
76輸出。
對於OR電路750的一方的輸入,輸入多工器740的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-49
76。對於OR電路750的另一方的輸入,輸入來自脈波信號生成部340的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0051-50
36。脈波信號生成部340例如(i)在使電荷從蓄電單 元222移動到蓄電單元224的情形中,生成用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-51
22的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-52
36,(ii)在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,生成用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-53
24的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-54
36。
對於設定/重置電路760的設定側的輸入S,輸入來自脈波信號生成部340的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-55
35。對於設定/重置電路760的重置側的輸入R,輸入OR電路750的輸出。脈波信號生成部340例如(i)在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,生成用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-56
22的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-57
35,(ii)在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,生成用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-58
24的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0052-59
35。
在對輸入S輸入L邏輯,且對輸入R輸入L邏輯的情形中,例如設定/重置電路760的一方的輸出Q及另一方的輸出QB保持當前狀態。在對輸入S輸入L邏輯,且對輸入R輸入H邏輯的情形中,例如設定/重置電路760的一方的輸出Q輸出L邏輯,另一方的輸出QB輸出H邏輯。在對輸入S輸入H邏輯,且對輸入R輸入L邏輯的情形中,例如設定/重置電路760的一方的輸出Q輸出H邏輯,另一方的輸出QB輸出L邏輯。此外,可禁止或者不定義對輸入S及輸入R這兩者輸入H邏輯。
對於多工器770的一方的輸入,輸入設定/重置電路760的一方的輸出Q。對於多工器770的另一方的輸入,輸入設定/重置電 路760的另一方的輸出QB。對於多工器770的選擇控制輸入,輸入信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-187
32。多工器770是根據信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-188
32而輸出輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-189
78。
例如,在信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-190
32表示使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,多工器770將來自設定/重置電路760的一方的輸出Q的信號作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-191
78輸出。另一方面,在信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-192
32表示使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,多工器770將來自設定/重置電路760的另一方的輸出QB的信號作為輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-193
78輸出。
驅動信號生成部354是根據輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-194
78而輸出驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-195
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-196
24。驅動信號生成部354亦可根據輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-197
78及信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-199
31而輸出驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-200
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-201
24。在信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-202
31包含表示使平衡校正電路232作動的資訊的情形中,驅動信號生成部354輸出驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-203
22及驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-204
24。在本實施形態中,在信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-205
31為H邏輯的情形中,平衡校正電路232作動,在信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-206
31為L邏輯的情形中,平衡校正電路232停止作動。
例如,在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,根據一實施形態,在用於決定開關的動作周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-207
35成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件252進行接通動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-208
22以及用於使開關元件254進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-209
24。另外,在來自端子722的檢測電壓小於參照電壓的時序或用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-210
22的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0053-211
36成為H邏輯的時序,供給 用於使開關元件252進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-212
22以及用於使開關元件254進行接通動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-213
24。
在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,根據另一實施形態,在用於決定開關元件252的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-216
35成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件252進行接通動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-215
22。另外,在來自端子722的檢測電壓小於參照電壓的時序、或用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-217
22的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-218
36成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件252進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-220
22。在該情形中,開關元件254維持斷開狀態。此外,亦可在供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-222
22的時序,供給用於使開關元件254進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-221
24。
同樣地,在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,根據一實施形態,在用於決定開關元件254的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-223
35成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件254進行接通動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-224
24以及用於使開關元件252進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-225
22。另外,在來自端子724的檢測電壓大於參照電壓的時序、或用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-227
24的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-226
36成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件254進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-228
24以及用於使開關元件252進行接通動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-229
22。
在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,根據另一實施形態,在用於決定開關元件254的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0054-230
35 成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件254進行接通動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0055-232
24。另外,在來自端子724的檢測電壓大於參照電壓的時序、或用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0055-233
24的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0055-234
36成為H邏輯的時序,供給用於使開關元件254進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0055-235
24。在該情形中,開關元件252維持斷開狀態。此外,亦可在供給驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0055-236
24的時序,供給用於使開關元件252進行斷開動作的驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0055-237
22。
圖9示意性地顯示谷值電流值的控制方法的一例。例如,在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,如果在時刻t1,開關元件252進行接通動作且開關元件254進行斷開動作,那麽電感器電流IL的電流值的絕對值隨著時間t的經過而單調遞增。在此,可知為了在開關動作的下一周期Tsw的開始時序亦即時刻t2使電感器電流IL的谷值電流值成為目標值Is,只要以下述方式決定時刻tc便可:(i)在時刻t1開關元件252進行接通動作後至在時刻tc開關元件252進行斷開動作為止的時間增加的電流值(圖9的△I)與(ii)在時刻tc開關元件252進行斷開動作後至時刻t2為止的時間減少的電流值大致相等。藉此,能夠以在平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,電感器電流的電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,控制平衡校正裝置。
由於開關動作的周期Tsw足夠短,所以電感器電流IL的電流值的變化可近似為直線狀。如上前述,電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度可利用任意的電壓值V及電感器250的電感L,設為V /L而算出。因此,可知例如在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,只要在電感器電流IL成為Is+V/L×(t2-tc)時,使開關元件252進行斷開動作便可。
此外,在本實施形態中,驅動時序決定部352是藉由將對電感器電流IL的電流值的變化的推定值進行電壓轉換所得的參照電壓與電感器電流的檢測電壓進行比較,來決定使開關元件252進行斷開動作的時序。藉此,能夠利用相對簡單的電路,控制電感器電流IL的電流值的絕對值的谷值。
如果在開始電感器電流IL的谷值電流值的控制之後,tc變得比tsw1max大,那麽有可能難以控制電感器電流IL的谷值電流值。另外,電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度是根據該時間點的蓄電單元222及蓄電單元224的電壓而變化。因此,在較佳為實施形態中,(i)基於平衡校正電路232的規格及構成平衡校正電路232的構件的規格中的至少一者,算出電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度的誤差的程度,(ii)以亦即使考慮所算出的誤差的程度,tc也不會超過tsw1max的方式設定tsw1max
在本實施形態中,平衡校正電路232是藉由控制電感器電流的電流值增加的時間的長度,而控制電感器電流的谷值電流值。然而,電感器電流的谷值電流值的控制方法並未限定於本實施形態。根據另一實施形態,平衡校正電路232是藉由控制電感器電流的電流值減少的時間的長度,而控制電感器電流的谷值電流值。例如,平衡 校正電路232係在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,使用任意手段監視電感器電流的電流值,在電感器電流的電流值超過目標值Is地增加之前,基於初期設定來重複平衡校正動作。在電感器電流的電流值超過目標值Is之後,平衡校正電路232在電感器電流減少為與該目標值Is相等的時序或小於該目標值Is的時序,決定使開關元件252進行接通動作。此時,平衡校正電路232亦可決定使開關元件254進行斷開動作。
使用圖10及圖11,說明蓄電模組220的動作的一例。圖10示意性地顯示使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中的蓄電模組220的動作的一例。圖11示意性地顯示使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中的蓄電模組220的動作的一例。
如圖10所示,當用於決定開關元件252的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0057-238
35成為H邏輯時,開關元件252進行接通動作,且開關元件254進行斷開動作。當開關元件252進行接通動作時,電感器電流IL的絕對值隨著時間經過而單調遞增。電感器電流IL的檢測電壓的值相應於電流檢測電阻742的電壓降低而變得比電源電壓VDD的電壓小,所以,如果電感器電流IL的絕對值單調遞增,那麽輸入到端子722的電感器電流IL的檢測電壓單調遞減。
另一方面,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0057-239
33的電壓波形例如包含隨著時間經過而單調遞增的區域。另外,前述區域的電壓波形的斜率例如基於開關元件252進行斷開動作且開關元件254進行接通動作的情形中的電 感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。在開關元件252進行接通動作之後,隨著時間經過,而輸入到端子722的電感器電流IL的檢測電壓接近由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-240
33表示的電壓。而且,在輸入到端子722的電感器電流IL的檢測電壓與參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-281
33的電壓波形交叉的時序,比較器732輸出H邏輯。
在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,多工器740的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-242
76的邏輯與比較器732的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-243
72的邏輯相等,所以輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-244
76也成為H邏輯。在圖10的例子中,在用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-245
22的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-282
36成為H邏輯之前,輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-246
76成為H邏輯,所以,在輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-248
76成為H邏輯的時序,開關元件252進行斷開動作,且開關元件254進行接通動作。
當開關元件252進行斷開動作時,電感器電流IL的絕對值隨著時間經過而單調遞減。如上前述,使開關元件252進行斷開動作的時序係以下述方式決定:(i)從開關元件252進行接通動作後至開關元件252進行斷開動作為止的時間的電感器電流的電流值的絕對值的增加量與(ii)從開關元件252進行斷開動作後至設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-249
35接下來成為H邏輯為止的時間的電感器電流的電流值的絕對值的減少量大致相等。因此,在設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0058-250
35接下來成為H邏輯的時序,電感器電流的電流值與目標值Is大致相等。
如圖11所示,當用於決定開關元件254的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-251
35成為H邏輯時,開關元件252進行斷開動作,開關元件254進行接通動作。當開關元件254進行接通動作時,電感器電流IL的絕對值隨著時間經過而單調遞增。電感器電流IL的檢測電壓的值相應於電流檢測電阻744的電壓上升而變得比接地電壓VSS的電壓大,所以,如果電感器電流IL的絕對值單調遞增,那麽輸入到端子724的電感器電流IL的檢測電壓單調遞增。
另一方面,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-252
34的電壓波形例如包含隨著時間經過而單調遞減的區域。另外,前述區域的電壓波形的斜率例如基於開關元件252進行接通動作且開關元件254進行斷開動作的情形中的電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。在開關元件254進行接通動作之後,隨著時間經過,而輸入到端子724的電感器電流IL的檢測電壓接近由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-253
34表示的電壓。而且,在輸入到端子724的電感器電流IL的檢測電壓與參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-254
34的電壓波形交叉的時序,比較器734輸出H邏輯。
在使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中,多工器740的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-255
76的邏輯與比較器734的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-256
74的邏輯相等,所以輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-257
76也成為H邏輯。在圖11的例子中,在用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-260
24的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-259
36成為H邏輯之前,輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-261
76成為H邏輯,所以,在輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0059-258
76成為H邏輯的時序,開關元件252進行接通動作,且開關元件254進行斷開動作。
當開關元件254進行斷開動作時,電感器電流IL的絕對值隨著時間經過而單調遞減。而且,在設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0060-262
35接下來成為H邏輯的時序,電感器電流的電流值與目標值Is大致相等。此外,在圖11中,tsw2max表示驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0060-263
24的接通時間的最大值。
圖12示意性地顯示參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0060-264
33的電壓波形的一例。圖12的實施形態係可為使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中的參照信號的一例。在本實施形態中,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0060-265
33的電壓波形具有包含隨著時間經過而單調遞增的區域的脈波波形。另外,前述區域的電壓波形的斜率例如基於開關元件252進行斷開動作且開關元件254進行接通動作的情形中的電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。另外,脈波寬度係以包含預期的參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0060-266
33與輸入到端子722的檢測電壓交叉的時序的方式決定。
圖13示意性地顯示蓄電模組220的動作的一例。圖13的實施形態係可為使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中的蓄電模組220的動作的一例。圖13的實施形態與圖10的實施形態的不同之處在於,在平衡校正電路232的作動中,開關元件254維持斷開狀態。另外,伴隨前述差異,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0060-267
33的電壓波形的斜率也不同。關於除這些不同點以外的構成要素,圖13的實施形態可具有與圖10的實施形態相同的特徵。此外,只要是接觸到與圖13的實施形態相關的說明的所屬技術領域中具有通常知識者,參考該記載及與圖11有關的記載,便能夠理解使電荷從蓄電單元224移動到蓄電單元222的情形中的蓄電模組220的動作。
如圖13所示,當用於決定開關元件252的產生周期的設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-268
35成為H邏輯時,開關元件252進行接通動作。當開關元件252進行接通動作時,電感器電流IL的絕對值隨著時間經過而單調遞增。電感器電流IL的檢測電壓的值相應於電流檢測電阻742的電壓降低而變得比電源電壓VDD的電壓小,所以,如果電感器電流IL的絕對值單調遞增,那麽輸入到端子722的電感器電流IL的檢測電壓單調遞減。
另一方面,參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-269
33的電壓波形例如包含隨著時間經過而單調遞增的區域。另外,在本實施形態中,前述區域的電壓波形的斜率例如基於開關元件252進行斷開動作且開關元件254為斷開狀態的情形中的電感器電流IL的電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定。在開關元件252進行接通動作之後,隨著時間經過,而輸入到端子722的電感器電流IL的檢測電壓接近由參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-270
33表示的電壓。而且,在輸入到端子722的電感器電流IL的檢測電壓與參照信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-271
33的電壓波形交叉的時序,比較器732輸出H邏輯。
在使電荷從蓄電單元222移動到蓄電單元224的情形中,多工器740的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-272
76的邏輯與比較器732的輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-273
72的邏輯相等,所以輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-274
76也成為H邏輯。在圖13的例子中,在用於決定驅動信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-275
22的工作比的最大值的重置信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-283
36成為H邏輯之前,輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-276
76為H邏輯,所以,在輸出信號
Figure 106135704-A0305-02-0061-278
76成為H邏輯的時序,開關元件252進行斷開動作,且開關元件254進行接通動 作。
當開關元件252進行斷開動作時,電感器電流IL的絕對值隨著時間經過而單調遞減。如上前述,使開關元件252進行斷開動作的時序係以下述方式決定:(i)從開關元件252進行接通動作後至開關元件252進行斷開動作為止的時間的電感器電流的電流值的絕對值的增加量與(ii)從開關元件252進行斷開動作後至設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0062-279
35接下來成為H邏輯為止的時間的電感器電流的電流值的絕對值的減少量大致相等。因此,在設定信號
Figure 106135704-A0305-02-0062-280
35接下來成為H邏輯的時序,電感器電流的電流值與目標值Is大致相等。
圖14示意性地顯示驅動信號供給部350的一例。圖14的實施形態與圖7的實施形態的不同之處在於,作為電感器電流的電流檢測電阻,利用開關元件252的內部電阻而代替電流檢測電阻742,且利用開關元件254的內部電阻而代替電流檢測電阻744。除前述不同點以外的構成要素可具有與圖7的實施形態相同的特徵。
在本實施形態中,驅動信號供給部350具有端子1420代替端子722及端子724。對端子1420輸入連接點245的電壓。連接點245的電壓係可為與電感器電流的電流值相關的資訊的一例。連接點245的電壓係可為用於檢測電感器電流的檢測電壓的一例。端子1420係可為檢測電壓取得部320的一例。
在本實施形態中,驅動信號供給部350具有配置在端子1420與 比較器732之間的開關元件1432。開關元件1432的一端與端子1420電性地連接,開關元件1432的另一端與比較器732電性地連接。驅動信號供給部350具有配置在電源電壓VDD與比較器732之間的開關元件1434。開關元件1434的一端與電源電壓VDD電性地連接。開關元件1434的另一端與開關元件1432的另一端電性地連接。
開關元件1432例如以在開關元件252進行接通動作時進行接通動作,且在開關元件252進行斷開動作時進行斷開動作的方式被控制。開關元件1434例如以在開關元件252進行斷開動作時進行接通動作,且在開關元件252進行接通動作時進行斷開動作的方式被控制。藉此,能夠調整向比較器732的輸入。
在本實施形態中,驅動信號供給部350具有配置在端子1420與比較器734之間的開關元件1442。開關元件1442的一端與端子1420電性地連接,開關元件1442的另一端與比較器734電性地連接。驅動信號供給部350具有配置在接地電壓VSS與比較器734之間的開關元件1444。開關元件1444的一端與接地電壓VSS電性地連接。開關元件1444的另一端與開關元件1442的另一端電性地連接。
開關元件1442例如以在開關元件254進行接通動作時進行接通動作,且在開關元件254進行斷開動作時進行斷開動作的方式被控制。開關元件1444例如以在開關元件254進行斷開動作時進行接通動作,且在開關元件254進行接通動作時進行斷開動作的方式被控制。藉此,能夠調整向比較器734的輸入。
以上,使用實施形態對本發明進行了說明,但本發明的技術範圍並未限定於前述實施形態所記載的範圍。所屬技術領域中具有通常知識者顯然清楚,可對前述實施形態施加各種變更或改良。另外,可在技術上不矛盾的範圍內,將關於特定的實施形態所說明的事項應用於其它實施形態。由申請專利範圍的記載顯然可知,施加了這種變更或改良的方式亦可包含在本發明的申請專利範圍內。
應當注意的是,申請專利範圍、說明書以及圖式中所示的裝置、系統、程序及方法中的動作、順序、步驟及階段等各處理的執行順序只要未特別明示「之前」、「先於」等,或者,除非在後面的處理中使用前面的處理的輸出,則能夠以任意的順序來實現。關於申請專利範圍、說明書以及圖式中的動作流程,亦即使為方便起見而使用「首先,」、「其次,」等進行了說明,也不意味著必須按照該順序來實施。
本申請說明書中公開有下述項目。
[項目A]
一種控制裝置,係控制用於使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化的平衡校正裝置;前述平衡校正裝置包含有:電感器,一端電性地連接於前述第一蓄電單元的一端與前述第二蓄電單元的一端之間的連接點;第一開關元件,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第一蓄電單元的另一端之間;以及(i)第二開關元件及(ii)第二整流器中的至少一者,電性地連接於前述電感器 的另一端與前述第二蓄電單元的另一端之間;前述第二整流器中流通從前述第二蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從前述第二蓄電單元的前述正極側向前述負極側的方向流動的電流;前述控制裝置具備有:電流資訊取得部,取得與流經前述電感器的電流的電流值相關的資訊;以及控制信號供給部,在前述平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,基於前述電流資訊取得部所取得之與前述電流值相關的資訊,以前述電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,將用於控制前述平衡校正裝置的控制信號供給至前述平衡校正裝置。
[項目B]
一種控制裝置,係控制用於使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化的平衡校正裝置;前述平衡校正裝置包含有:電感器,一端電性地連接於前述第一蓄電單元的一端與前述第二蓄電單元的一端之間的連接點;(i)第一開關元件及(ii)第一整流部中的至少一者,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第一蓄電單元的另一端之間;以及第二開關元件,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第二蓄電單元的另一端之間;前述第一整流部中流通從前述第一蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從前述第一蓄電單元的前述正極側向前述負極側的方向流動的電流;前述控制裝置具備有:電流資訊取得部,取得與流經前述電感器的電流的電流值相關的資訊;以及控制信號供給部,在前述平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,基於前述電流資訊取得部所取得之與前述電流值相關的資訊,以前述電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,將用於控制前述平衡校正裝置的 控制信號供給至前述平衡校正裝置。
[項目C]
一種控制裝置,係控制用於使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化的平衡校正裝置;前述平衡校正裝置具備:電感器,一端電性地連接於前述第一蓄電單元的一端與前述第二蓄電單元的一端之間的連接點;(i)第一開關元件及(ii)第一整流部中的至少一者,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第一蓄電單元的另一端之間;以及(i)第二開關元件及(ii)第二整流器中的至少一者,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第二蓄電單元的另一端之間;前述平衡校正裝置具備前述第一開關元件及前述第二開關元件中的至少一者;前述第一整流部中流通從前述第一蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從前述第一蓄電單元的前述正極側向前述負極側的方向流動的電流,前述第二整流器中流通從前述第二蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從前述第二蓄電單元的前述正極側向前述負極側的方向流動的電流;前述控制裝置具備有:電流資訊取得部,取得與流經前述電感器的電流的電流值相關的資訊;控制信號供給部,在前述平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,基於前述電流資訊取得部所取得之與前述電流值相關的資訊,以前述電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,將用於控制前述平衡校正裝置的控制信號供給至前述平衡校正裝置。
100:裝置
102:馬達
110:蓄電系統
112、114:端子
116:保護電路
120:蓄電模組
122、124、126、128:蓄電單元
132、134、136:平衡校正電路
143、145、147:連接點

Claims (18)

  1. 一種控制裝置,係控制用於使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化之平衡校正裝置;前述平衡校正裝置包含有:電感器,一端電性地連接於前述第一蓄電單元的一端與前述第二蓄電單元的一端之間的連接點;第一開關元件,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第一蓄電單元的另一端之間;以及(i)第二開關元件及(ii)整流器中的至少一者,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第二蓄電單元的另一端之間;前述整流器中流通從前述第二蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從前述第二蓄電單元的前述正極側向前述負極側的方向流動的電流;前述控制裝置具備有:電流資訊取得部,取得與流經前述電感器的電流的電流值相關的資訊;以及控制信號供給部,在前述平衡校正裝置作動的期間中的至少一部分期間,基於前述電流資訊取得部所取得之與前述電流值相關的資訊,以前述電流值的絕對值的谷值滿足預先設定的條件的方式,將用於控制前述平衡校正裝置的控制信號供給至前述平衡校正裝置。
  2. 如請求項1所記載之控制裝置,其中前述控制信號供給部係以下述方式供給前述控制信號:(i)前述谷值與預先設定的第一值相等;或者(ii)前述谷值大於前述第一值;或者(iii)前述谷值落在包 含有前述第一值之預先設定的範圍內。
  3. 如請求項1所記載之控制裝置,其中前述控制信號供給部係以下述方式供給前述控制信號:(i)前述谷值與基於前述第一蓄電單元及前述第二蓄電單元中的至少一者的電壓或充電狀態的值而設定的第一值相等;或者(ii)前述谷值大於前述第一值;或者(iii)前述谷值落在包含有前述第一值之範圍且基於前述第一蓄電單元及前述第二蓄電單元中的至少一者的電壓或充電狀態的值而設定之範圍內。
  4. 如請求項2或3所記載之控制裝置,其中前述控制信號供給部構成為:(a)在前述平衡校正裝置至少包含有前述第二開關元件的情形中,在前述平衡校正裝置作動的期間,前述平衡校正裝置係以重複包含有(i)前述第一開關元件進行接通動作且前述第二開關元件進行斷開動作之第一動作以及(ii)前述第一開關元件進行斷開動作且前述第二開關元件進行接通動作第二動作的開關動作之方式,將用於控制前述第一開關元件及前述第二開關元件的接通/斷開動作的前述控制信號供給至前述第一開關元件及前述第二開關元件;或者(b)在前述平衡校正裝置包含有並聯配置的前述第二開關元件及前述整流器的情形中,在前述平衡校正裝置作動的期間,前述平衡校正裝置係以重複包含有(i)前述第一開關元件進行接通動作且前述第二開關元件進行斷開動作之第一動作、(ii)前述第一開關元件進行斷開動作且前述第二開關元件進行接通動作之第二動作以及(iii)前述第一開關元件進行斷開動作且前述第二開 關元件進行斷開動作之第三動作中的至少一者的開關動作之方式,將用於控制前述第一開關元件及前述第二開關元件的接通/斷開動作的前述控制信號供給至前述第一開關元件及前述第二開關元件;或者(c)在前述平衡校正裝置至少包含有前述整流器的情形中,在前述平衡校正裝置作動的期間,前述平衡校正裝置係以重複包含有(i)前述第一開關元件進行接通動作之第一動作以及(ii)前述第一開關元件進行斷開動作之第二動作的開關動作之方式,將用於控制前述第一開關元件的接通/斷開動作的前述控制信號供給至前述第一開關元件。
  5. 如請求項4所記載之控制裝置,其中前述控制信號供給部包含有:第一時序決定部,決定用於供給使前述第一開關元件進行接通動作的第一控制信號的時序;第二時序決定部,決定用於供給使前述第一開關元件進行斷開動作的第二控制信號的時序;以及控制信號生成部,在前述第一時序決定部所決定的時序生成前述第一控制信號,在前述第二時序決定部所決定的時序生成前述第二控制信號;(a)在前述平衡校正裝置至少包含有前述第二開關元件的情形中,前述第一控制信號係用於使前述第一開關元件進行接通動作且使前述第二開關元件進行斷開動作的信號,前述第二控制信號係用於使前述第一開關元件進行斷開動作且使前述第二開關元件進行接通動作的信號;或者 (b)在前述平衡校正裝置包含有並聯配置的前述第二開關元件及前述整流器的情形中,前述第一控制信號係用於使前述第一開關元件進行接通動作且使前述第二開關元件進行斷開動作的信號,前述第二控制信號係(i)用於使前述第一開關元件進行斷開動作且使前述第二開關元件進行接通動作的信號、或(ii)用於使前述第一開關元件進行斷開動作且使前述第二開關元件進行斷開動作的信號;或者(c)在前述平衡校正裝置至少包含有前述整流器的情形中,前述第一控制信號係用於使前述第一開關元件進行接通動作的信號,前述第二控制信號係用於使前述第一開關元件進行斷開動作的信號。
  6. 如請求項5所記載之控制裝置,其中前述第一時序決定部係在使電荷從前述第一蓄電單元移動到前述第二蓄電單元的情形中,決定以預先設定的周期供給前述第一控制信號;前述第二時序決定部係在使電荷從前述第一蓄電單元移動到前述第二蓄電單元的情形中,決定在前述電流值的絕對值超過(i)前述第一值及(ii)基於前述第二動作中的前述電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序供給前述第二控制信號。
  7. 如請求項6所記載之控制裝置,其中前述第二時序決定部係在具有預先設定的第一電壓波形的第一參照電壓與用於檢測前述電流的檢測電壓一致的情形中,決定供給前述第二控制信號;前述參照電壓包含有具有與前述電流值的絕對值的減少速度的推定值相應的斜率的三角波、鋸齒波或梯形波。
  8. 如請求項6所記載之控制裝置,其中前述第二時序決定部係於在預先設定的第一期間內前述電流值的絕對值未超過前述參照值的情形中,決定在經過前述第一期間的時序供給前述第二控制信號。
  9. 如請求項5所記載之控制裝置,其中前述平衡校正裝置包含有前述第二開關元件;前述第一時序決定部係在使電荷從前述第二蓄電單元移動到前述第一蓄電單元的情形中,決定在前述電流值的絕對值超過(i)前述第一值及(ii)基於前述第一動作中的前述電流值的絕對值的減少速度的推定值而設定的參照值的時序供給前述第一控制信號;前述第二時序決定部係在使電荷從前述第二蓄電單元移動到前述第一蓄電單元的情形中,決定以預先設定的周期供給前述第二控制信號。
  10. 如請求項9所記載之控制裝置,其中前述第一時序決定部係在具有預先設定的第二電壓波形的第二參照電壓與用於檢測前述電流的檢測電壓一致的情形中,決定供給前述第一控制信號;前述參照電壓包含有具有與前述檢測電壓的減少速度的推定值相應的斜率的三角波、鋸齒波或梯形波。
  11. 如請求項9所記載之控制裝置,其中前述第一時序決定部係於在預先設定的第二期間內前述電流值的絕對值未超過前述參照值的情形中,決定在經過前述第二期間的時序供給前述第一控制信號。
  12. 如請求項1所記載之控制裝置,其中還包含有檢測前述電流 的電流檢測部。
  13. 如請求項1所記載之控制裝置,其中還包含有決定電荷移動的方向的方向決定部。
  14. 如請求項1所記載之控制裝置,其中還包含有:動作決定部,決定是否使前述平衡校正裝置作動以及是否使前述平衡校正裝置停止作動中的至少一個。
  15. 如請求項1所記載之控制裝置,其中還包含有:移動電荷量推定部,係基於(i)前述平衡校正裝置的作動期間、(ii)前述電流資訊取得部所取得之與前述電流值相關的資訊以及與前述電流值的絕對值的谷值相關的前述預先設定的條件中的至少一者,推定在前述第一蓄電單元與前述第二蓄電單元之間移動的電荷量。
  16. 如請求項1所記載之控制裝置,其中前述第一蓄電單元及前述第二蓄電單元中的至少一者包含有鋰離子電池,該鋰離子電池包含含有鐵成分的鋰化合物作為正極物質。
  17. 一種平衡校正裝置,係用以使串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元的電壓均等化,且包含有:電感器,一端電性地連接於前述第一蓄電單元的一端與前述第二蓄電單元的一端之間的連接點;第一開關元件,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第一蓄電單元的另一端之間;(i)第二開關元件及(ii)整流器中的至少一者,電性地連接於前述電感器的另一端與前述第二蓄電單元的另一端之間;以及如請求項1至16中任一項所記載之控制裝置; 前述整流器中流通從前述第二蓄電單元的負極側向正極側的方向流動的電流,但不流通從前述第二蓄電單元的前述正極側向前述負極側的方向流動的電流。
  18. 一種蓄電系統,包含有:串聯連接的第一蓄電單元及第二蓄電單元;以及如請求項17所記載之平衡校正裝置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107750413B (zh) * 2015-11-18 2022-07-22 艾达司股份有限公司 控制装置、蓄电装置及蓄电***
JP6928347B2 (ja) * 2017-08-02 2021-09-01 NExT−e Solutions株式会社 管理装置、蓄電装置、蓄電システム、及び、電気機器
CN112909362B (zh) * 2018-10-16 2022-06-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯电压修正方法、装置、设备和介质
DE112019005193T5 (de) * 2018-10-19 2021-07-15 Next-E Solutions Inc. Elektrisches speichersystem
WO2020228026A1 (zh) * 2019-05-16 2020-11-19 Oppo广东移动通信有限公司 供电电路、充放电电路与智能终端
KR20210045841A (ko) * 2019-10-17 2021-04-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템
JP6897914B1 (ja) * 2020-02-21 2021-07-07 株式会社オリジン 接合装置及び接合済部材の製造方法
TW202137620A (zh) * 2020-03-25 2021-10-01 飛宏科技股份有限公司 雙埠電池充電系統及其充電方法
WO2021257592A1 (en) 2020-06-15 2021-12-23 Magnetic Energy Charging, Inc. Battery charger and method for charging a battery
KR102470391B1 (ko) * 2020-12-23 2022-11-25 알에스오토메이션주식회사 전류 제어 장치
KR102436468B1 (ko) * 2022-03-31 2022-08-29 주식회사 에스엠전자 배터리 전원 설비 진단 hmi 시스템
EP4280413A1 (de) * 2022-05-18 2023-11-22 Hilti Aktiengesellschaft Ausgleichsmodul für eine werkzeugmaschine, werkzeugmaschine und ladungsausgleichsverfahren
CN115307317A (zh) * 2022-08-05 2022-11-08 合肥美的暖通设备有限公司 加热处理方法和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009183141A (ja) * 1999-03-25 2009-08-13 Tyco Electronics Corp 再充電可能な素子の保護のための装置および方法
JP2009232660A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Fdk Corp 直列セルの電圧バランス補正回路
TW201218574A (en) * 2010-10-18 2012-05-01 Chao-Cheng Lu Battery management system
JP2013121242A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Toyota Industries Corp Soc推定装置及び電池パック
JP2015065795A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 ソニー株式会社 蓄電装置、蓄電制御装置および蓄電制御方法
JP2015171310A (ja) * 2014-03-11 2015-09-28 株式会社豊田自動織機 電圧均等化装置および電圧均等化方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4140585B2 (ja) 2004-08-27 2008-08-27 Fdk株式会社 直列接続した2次電池のバランス補正装置およびその補正方法
JP4621635B2 (ja) * 2006-07-05 2011-01-26 Fdk株式会社 直列セルの電圧バランス補正回路
JP2012191679A (ja) * 2011-03-08 2012-10-04 Dendo Sharyo Gijutsu Kaihatsu Kk バランス補正装置および蓄電システム
JP5827019B2 (ja) * 2011-03-11 2015-12-02 Evtd株式会社 バランス補正装置および蓄電システム
JP5744598B2 (ja) * 2011-03-31 2015-07-08 Evtd株式会社 バランス補正装置および蓄電システム
CN103782443B (zh) * 2011-08-01 2017-10-03 马克西姆综合产品公司 用于混合电池的简单且高效的平衡电路以及方法
CN103931076A (zh) * 2011-09-02 2014-07-16 波士顿电力公司 用于平衡电池中的单元的方法
JP5864320B2 (ja) * 2012-03-19 2016-02-17 Evtd株式会社 バランス補正装置および蓄電システム
EP2838175B1 (en) * 2012-03-19 2020-01-22 NExT-e Solutions Inc. Balance correction device and power storage system
FR3001089B1 (fr) 2013-01-11 2016-09-09 Enerstone Equilibrage de charge dans une batterie electrique
JP6134520B2 (ja) 2013-01-25 2017-05-24 Fdk株式会社 バランス補正装置及び蓄電装置
CN105210259B (zh) * 2013-04-09 2018-07-27 日商艾达司股份有限公司 平衡校正装置及蓄电***
JP6170816B2 (ja) * 2013-11-18 2017-07-26 Fdk株式会社 バランス補正装置及び蓄電装置
KR20150117520A (ko) * 2014-04-10 2015-10-20 삼성전자주식회사 발광 다이오드 구동회로, 발광 다이오드 제어 회로 및 발광 다이오드 제어 방법
JP6439484B2 (ja) * 2015-02-17 2018-12-19 富士電機株式会社 スイッチング電源回路および力率改善回路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009183141A (ja) * 1999-03-25 2009-08-13 Tyco Electronics Corp 再充電可能な素子の保護のための装置および方法
JP2009232660A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Fdk Corp 直列セルの電圧バランス補正回路
TW201218574A (en) * 2010-10-18 2012-05-01 Chao-Cheng Lu Battery management system
JP2013121242A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Toyota Industries Corp Soc推定装置及び電池パック
JP2015065795A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 ソニー株式会社 蓄電装置、蓄電制御装置および蓄電制御方法
JP2015171310A (ja) * 2014-03-11 2015-09-28 株式会社豊田自動織機 電圧均等化装置および電圧均等化方法

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