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公開番号2025121600
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024017140
出願日2024-02-07
発明の名称電池パック、及び電池パックシステム
出願人AZAPA株式会社
代理人弁理士法人柳野国際特許事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250813BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力電圧の制御精度が向上し、スイッチング損失が低減する、電池パック、及び電池パックシステムを提供する。
【解決手段】
本発明は、複数の単位モジュールEMが直列に接続された直列回路2と、前記直列回路を制御する制御装置3とを備える電池パック1であって、各単位モジュールEMには、第一端子T1及び第二端子T2と、電荷を蓄える蓄電部BTと、蓄電部BTが第一端子T1及び第二端子T2間に接続する加入状態及び第一端子T1及び第二端子T2間が短絡する離脱状態を含む接続状態を切り換える切換回路2とが含まれ、制御装置3には、各切換回路2による接続状態の切り換えを制御する切換制御部31と、切換制御部31によって加入状態に切り換わった単位モジュールEM以外の、単位モジュールEMでPWM制御を行う電圧調整部32とが含まれる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の単位モジュールが直列に接続された直列回路と、前記直列回路を制御する制御装置とを備える電池パックであって、
各前記単位モジュールには、
第一端子及び第二端子と、
電荷を蓄える蓄電部と、
前記蓄電部が前記第一端子及び前記第二端子間に接続する加入状態及び前記第一端子及び前記第二端子間が短絡する離脱状態を含む接続状態を切り換える切換回路とが含まれ、
前記制御装置には、
各前記切換回路による接続状態の切り換えを制御する切換制御部と、
前記切換制御部によって加入状態に切り換わった前記単位モジュール以外の、前記単位モジュールでＰＷＭ制御を行う電圧調整部とが含まれる、電池パック。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記制御装置には、前記電圧調整部が行うＰＷＭ制御における搬送波の位相を変調する位相変調部がさらに含まれる、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記位相変調部は、前記電圧調整部がＰＷＭ制御を行った前記単位モジュールの数に基づいた位相差で搬送波の位相を変調する、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記制御装置には、前記切換制御部による接続状態の切り換えの順位、及び前記電圧調整部が行うＰＷＭ制御の順位を設定する順位設定部がさらに含まれる、請求項１又は２に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電圧調整部は、前記切換制御部によって加入状態に切り換わった前記単位モジュールの数に基づいて、ＰＷＭ制御を行う前記単位モジュールの数を変化させる、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
請求項５に記載の電池パックが複数構成される、電池パックシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力電圧を制御する電池パック及び電池パックシステムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、直流－交流変換を行うインバータとして、サブモジュールを複数直列接続したモジュラーを組み合わせる、モジュラーマルチレベルコンバータ（MMC：Modular Multilevel Converter）が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。モジュラーマルチレベルコンバータは、サブモジュールに含まれるコンデンサといったエネルギー蓄積要素の端子電圧を積算することによって、任意の出力電圧を出力可能とされている。モジュラーマルチレベルコンバータを用いたインバータは、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に、好適に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０１２７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電力変換装置の高電圧化の要求が高まっていることから、モジュラーマルチレベルコンバータといった電力変換装置は、サブモジュールの直列数を増やし、端子電圧を増加させることにより、高い出力電圧を出力している。しかしながら、従来の電力変換装置を利用した電池パックは、サブモジュールに含まれたスイッチング素子により、端子電圧が段階的に積算されることでしか制御することができなかったため、出力電圧の制御精度に限りがあった。
【０００５】
本発明の目的は、出力電圧の制御精度が向上し、スイッチング損失の増加を抑制する、電池パック、及び電池パックシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電池パックは、複数の単位モジュールが直列に接続された直列回路と、前記直列回路を制御する制御装置とを備える電池パックであって、各前記単位モジュールには、第一端子及び第二端子と、電荷を蓄える蓄電部と、前記蓄電部が前記第一端子及び前記第二端子間に接続する加入状態及び前記第一端子及び前記第二端子間が短絡する離脱状態を含む接続状態を切り換える切換回路とが含まれ、前記制御装置には、各前記切換回路による接続状態の切り換えを制御する切換制御部と、前記切換制御部によって加入状態に切り換わった前記単位モジュール以外の、前記単位モジュールでＰＷＭ制御を行う電圧調整部とが含まれる。
【０００７】
このような電池パックの構成によれば、接続状態の切換え及びＰＷＭ制御で出力電圧の制御を行うことで、出力電圧に対して段階的ではなく、連続的な制御が実現され、出力電圧の制御精度が向上し、且つ最低限の単位モジュールのみでスイッチング損失の増加を最低限に抑制する。
【０００８】
また、前記制御装置には、前記電圧調整部が行うＰＷＭ制御における搬送波の位相を変調する位相変調部がさらに含まれることが好ましい。
【０００９】
このような電池パックの構成によれば、搬送波の位相が変調されることで、スイッチング周波数が上昇し、出力電圧の制御精度が向上する。
【００１０】
また、前記位相変調部は、前記電圧調整部がＰＷＭ制御を行った前記単位モジュールの数に基づいた位相差で搬送波の位相を変調することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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