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公開番号2025037776
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024019068
出願日2024-02-12
発明の名称回路装置
出願人個人
代理人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250311BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】種々の動作条件において優れた信頼性をもつ回路装置を提供すること。
【解決手段】並列接続された2つのバッテリパック11、12は、降圧トランス5の第1二次コイル52及び第2二次コイル53を通じて電流循環回路を形成する。降圧トランスの一次コイル51に一次交流電流を供給することにより、2つの二次コイルは、この電流循環回路にだけ二次交流電流を循環させる。電流循環回路は、バッテリパックと直列接続されたコンタクタ41、42をもつ。バッテリは、直列接続された多数のセルからなる。降圧トランスの二次コイルがバッテリと直列接続される。降圧トランスの一次コイルに正パルス電圧及び負パルス電圧が交互に印加される。正パルス電圧が印加される時及び負パルス電圧が印加される時に、セル電圧が検出される。各セルのインピーダンス特にその内部抵抗が、これら2つのセル電圧の差に基づいて検出される。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
互いに並列接続される第１バッテリパック及び第２バッテリパックを備える回路装置において、
前記回路装置はさらに、コントローラにより制御されるオシレータにより駆動される降圧トランスを有し、
前記降圧トランスは、前記第１バッテリパックと直列接続される第１二次コイル、及び、前記第２バッテリパックと直列接続される第２二次コイルを有し、
前記２つの二次コイル及び前記２つのバッテリパックは、前記降圧トランスの二次電流を循環させるための電流循環回路を形成し、
前記２つの二次コイルに誘導される２つの二次電圧は、前記電流循環回路において同じ方向をもつことを特徴とする回路装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記コントローラは、前記バッテリパックが低温である時、前記電流循環回路に前記二次電流を循環させることにより前記前記バッテリパックを加熱するバッテリ加熱モードをもつ請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
前記第１バッテリパックは、第１コンタクタと直列接続され、
前記第２バッテリパックは、第２コンタクタと直列接続され、
前記コントローラは、
前記２つのバッテリパックの状態を検出するステップと、
前記２つのバッテリパックが不良でない時、前記２つのコンタクタを閉じるステップと、
前記第２バッテリパックが不良である時に前記第２コンタクタを開くステップと、
前記第１バッテリパックが不良である時に前記第１コンタクタを開くステップとを有する請求項１記載の回路装置。
【請求項４】
前記２つのバッテリパックはそれぞれ、直列接続された多数のセルからなり、
前記コントローラは、前記降圧トランスの一次コイルに正パルス電圧と負パルス電圧とを交互に印加することにより、前記各セルの内部抵抗を検出するセル抵抗検出モードを有し、
前記セル抵抗検出モードは、
前記正パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記各セルの正セル電圧を検出するステップと、
前記負パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記各セルの負セル電圧を検出するステップと、
前記正セル電圧及び前記負セル電圧の間の電圧差に基づいて前記各セルの内部抵抗を算出するステップと、
を有する請求項１記載の回路装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記コンタクタが開かれる直前に前記一次コイルにパルス電圧を印加することにより、前記コンタクタの火花を低減するコンタクタ保護モードを有する請求項３記載の回路装置。
【請求項６】
前記コンタクタは、直列接続されたキャパシタ及びダイオードを含むバイパス回路と並列接続され、
前記ダイオードは、前記コンタクタが開かれる時に前記コンタクタの電流をバイパスすることにより前記キャパシタを充電する請求項３記載の回路装置。
【請求項７】
前記第１バッテリパックは、電気自動車の左側部に配置され、
前記第２バッテリパックは、前記電気自動車の右側部に配置され、
前記２つのバッテリパックは、前記電気自動車のモータ駆動回路の前方又は後方に配置され、
前記２つのバッテリパックはそれぞれ、前記モータ駆動回路近くに配置される第１電極端子及び前記モータ駆動回路から遠く配置される第２電極端子をもち、
前記第１バッテリパックの前記第１電極端子は、第１ケーブル-により前記モータ駆動回路に接続され、
前記第２バッテリパックの前記第１電極端子は、第２ケーブル-により前記モータ駆動回路に接続され、
前記２つの第２電極端子は、前記２つのバッテリパックの間を延在する第３ケーブルにより前記モータ駆動回路に接続される請求項１記載の回路装置。
【請求項８】
それぞれ直列接続された多数のセルをもつバッテリをもつ回路装置において、
前記回路装置はさらに、コントローラにより制御されるオシレータにより駆動される降圧トランスを有し、
前記降圧トランスの二次コイルは、前記バッテリと直列接続され、
前記コントローラは、前記降圧トランスの一次コイルに正パルス電圧と負パルス電圧とを交互に印加することにより前記各セルの内部抵抗を検出するセル抵抗検出モードを有し、
前記セル抵抗検出モードは、
前記正パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記各セルの正セル電圧を検出するステップと、
前記負パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記各セルの負セル電圧を検出するステップと、
前記正セル電圧及び前記負セル電圧の間の電圧差に基づいて前記各セルの内部抵抗を算出するステップと、
を有することを特徴とする回路装置。
【請求項９】
前記コントローラは、前記バッテリが低温である時、前記一次コイルへ一次電流を供給することにより前記バッテリを加熱するバッテリ加熱モードをもつ請求項８記載の回路装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、各セルの内部抵抗の少なくとも一つが所定の許容範囲外にある時、前記バッテリと直列接続されたコンタクタを開く請求項８記載の回路装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連技術の参照】
【０００１】
本出願は、２０２３年２月１４日に出願されたPCT/ＪＰ2023/04873の優先権を主張する。それらの全内容は参照により取り入れられる。
続きを表示（約 1,400 文字）【技術分野】
【０００２】
本発明は、回路装置の信頼性改善技術に関する。特に、本発明はDC電源の信頼性改善技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
バッテリを含む電気自動車のDC電源はモータ駆動回路を通じてトラクションモータに電力を供給する。バッテリを含むこのDC電源がトラブルをもつ時、重大事故がしばしば電気自動車に発生する。したがって、このDC電源は優れた信頼性をもつ必要がある。
【０００４】
一般に、バッテリの安全性を確保するために、電気自動車のDC電源は、バッテリを切り離すためのパワーコンタクタを有する。けれども、コンタクタの機械的接点が開放される時、回路のインダクタンスはコンタクタの機械的接点上にアークを形成する。電気自動車のトラクションモータは大電力を使用する。したがって、このアークの消滅は簡単ではない。
【０００５】
さらに、電気自動車用バッテリは、寒冷時に種々のトラブルをもつことが知られている。このため、電気自動車用バッテリを寒冷時に加熱することが重要である。変圧器の一次コイルに交流電流を供給するAC加熱技術が知られている。この変圧器はバッテリと直列接続された二次コイルをもつ。このAC加熱技術によれば、バッテリは素早く加熱されることができる。
【０００６】
しかしながら、電気自動車のバッテリは多数のセルを直列接続して形成されている。各セルの内部抵抗は、温度やSOCなどにより変動する。したがって、AC加熱技術により、一定の交流電流をバッテリに供給しても、各セルの温度上昇は各セルの内部抵抗の変動により変化する。たとえば、内部抵抗が異常に低いセルを、このAC加熱技術により十分に加熱することは容易ではない。このため、各セルの内部抵抗を予め検出することが望まれている。
【０００７】
さらに、このAC加熱技術はバッテリと直列接続される変圧器を必要とする。その結果、コンタクタに生じるアークは、この変圧器のインダクタンスにより深刻となる。
【０００８】
さらに、電気自動車のバッテリは、大型であるため、バッテリとモータ駆動回路を接続するパワーケーブルは長くなる。したがって、コンタクタ上に生じるアークはこのパワーケーブルのインダクタンスにより深刻となる。従来技術において、直列接続されたキャパシタおよび抵抗器からなるバイパス回路が知られている。サージキラーと呼ばれるこのバイパス回路は、並列接続されたコンタクタが開かれる時、サージ電流をバイパスする。しかし、この抵抗器はキャパシタに流入するサージ電流を減らす。
【０００９】
特許文献１及び２により開示されるDC電源は、並列接続された２つのバッテリの一方だけを充電することにより、２つのバッテリの間の電圧差を低減する。各バッテリは、各コンタクタと直列接続されている。
【００１０】
本出願人が保有する特許文献３は、バッテリに交流電流を供給する交流電流供給回路を開示する。この交流電流供給回路は、低温環境下におけるバッテリの充放電性能を改善するために、バッテリに交流電流を供給する降圧トランスを提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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