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公開番号2025136927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035866
出願日2024-03-08
発明の名称バッテリ内蔵直流電源
出願人個人
代理人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250911BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】優れた信頼性をもつバッテリ内蔵直流電源を提供する。
【解決手段】DC電源1は、バッテリ回路10、ケーブル141-143及びコンタクタボックス3を有する。バッテリ回路10は、第1バッテリパック11、第2バッテリパック12、第1バッテリ管理システム(BMS)110及び第2バッテリ管理システム(BMS)120を有する。バッテリパック11は、直列接続された4つのセル111-114からなる。バッテリパック12は、直列接続された4つのセル121-124からなる。コンタクタボックス3は、バッテリパック11及び12のDC電力をハイサイド端子9H及びローサイド端子9Lからモータ駆動回路へ供給する。モータ駆動回路は、3相交流電
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直列接続された多数のセルをもつバッテリと、
前記バッテリと直列接続される二次コイルをもつ降圧トランスと、
前記バッテリ及び前記二次コイルとともに電流循環回路を形成する蓄電素子と、
前記降圧トランスの一次コイルに一次電流を供給するオシレータと、
前記一次電流を制御するために前記オシレータを制御するコントローラと、
を備えるバッテリ内蔵ＤＣ電源において、
前記コントローラは、前記バッテリから前記二次コイルを通じて外部負荷に供給される負荷電流により前記降圧トランスの磁気コアに形成されるＤＣ磁束を低減するために、前記一次電流を制御することを特徴とするバッテリ内蔵ＤＣ電源。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記降圧トランスは、互いに等しい巻数をもつ２つの二次コイルを有し、
前記バッテリ及び前記蓄電素子は、直列接続された多数のセルをもつ第１バッテリパック及び第２バッテリパックからなり、
前記第１バッテリパックは、前記２つの二次コイルの一つを通じて外部負荷に接続され、
前記第２バッテリパックは、前記２つの二次コイルのもう一つを通じて前記外部負荷に接続され、
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請求項１記載のバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項３】
前記コントローラは、前記バッテリが低温である時、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バッテリを加熱するバッテリ加熱モードをもつ請求項１記載のバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項４】
前記バッテリは、前記二次コイル及びコンタクタを通じて外部負荷に負荷電流を供給し、
前記コントローラは、前記コンタクタが開かれる過渡期間に前記一次コイルにパルス電圧を印加することにより、前記負荷電流を低減する請求項１記載のバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項５】
直列接続された多数のセルをもつバッテリと、
前記バッテリと直列接続される二次コイルをもつ降圧トランスと、
前記バッテリ及び前記二次コイルとともに電流循環回路を形成する蓄電素子と、
前記降圧トランスの一次コイルに一次電流を供給するオシレータと、
前記一次電流を制御するために前記オシレータを制御するコントローラと、
を備えるバッテリ内蔵ＤＣ電源において、
前記コントローラは、正パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記セルの正セル電圧を検出するステップと、
負パルス電圧が前記一次コイルに印加される時に前記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セルの内部抵抗に関連する電気パラメータを算出するステップと、
を有することを特徴とするバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項６】
前記降圧トランスは、互いに等しい巻数をもつ２つの二次コイルを有し、
前記バッテリ及び前記蓄電素子は、直列接続された多数のセルをもつ第１バッテリパック及び第２バッテリパックからなり、
前記第１バッテリパックは、前記２つの二次コイルの一つを通じて外部負荷に接続され、
前記第２バッテリパックは、前記２つの二次コイルのもう一つを通じて前記外部負荷に接続され、
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請求項５記載のバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項７】
前記コントローラは、前記バッテリが低温である時、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バッテリを加熱するバッテリ加熱モードをもつ請求項５記載のバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項８】
前記バッテリは、前記二次コイル及びコンタクタを通じて外部負荷に負荷電流を供給し、
前記コントローラは、前記コンタクタが開かれる過渡期間に前記一次コイルにパルス電圧を印加することにより、前記負荷電流を低減する請求項５記載のバッテリ内蔵ＤＣ電源。
【請求項９】
直列接続された多数のセルをもつバッテリと、
前記バッテリと直列接続される二次コイルをもつ降圧トランスと、
前記バッテリ及び前記二次コイルとともに電流循環回路を形成する蓄電素子と、
前記降圧トランスの一次コイルに一次電流を供給するオシレータと、
前記一次電流を制御するために前記オシレータを制御するコントローラと、
を備えるバッテリ内蔵ＤＣ電源において、
前記降圧トランスは、互いに等しい巻数をもつ２つの二次コイルを有し、
前記バッテリ及び前記蓄電素子は、直列接続された多数のセルをもつ第１バッテリパック及び第２バッテリパックからなり、
前記第１バッテリパックは、前記２つの二次コイルの一つを通じて外部負荷に接続され、
前記第２バッテリパックは、前記２つの二次コイルのもう一つを通じて前記外部負荷に接続され、
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バッテリ内蔵ＤＣ電源。

発明の詳細な説明【関連技術の参照】
【０００１】
本出願人により保有されている日本特許番号７３０１２０８及び７３５７１７５はこの出願に関連する先行特許である。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 1,300 文字）【技術分野】
【０００２】
本発明は、バッテリ内蔵直流電源に関し、特に推進モータにＤＣ電力を供給するバッテリ内蔵直流電源に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気自動車は、リチウムイオンバッテリのような二次電池を内蔵する直流電源をもつ。このバッテリにAC電流を供給するAC内部加熱回路が知られている。AC電流が供給される時、バッテリはそのオーム損失により加熱される。
【０００４】
図１は、従来のAC内部加熱回路の一例を示す。この回路は、変圧器T、スイッチS、及びダイオードDをもつ。変圧器Tは一次コイルW1及び二次コイルW2をもつ。一次コイルW1、スイッチS、及びバッテリEの抵抗Rは放電用閉ループ回路を形成している。さらに、ダイオードD、二次コイルW２、及びバッテリEの抵抗Rは充電用閉ループ回路を形成している。スイッチSがオンされる時、放電電流Idが放電用閉ループ回路を流れる。スイッチSがオフされる時、充電電流Icが充電用閉ループ回路を流れる。
【０００５】
特許文献１及び２は、バッテリ、蓄電素子、及び降圧トランスの二次コイルにより形成された電流循環回路を開示する。一次AC電流が降圧トランスの一次コイルに供給される時、二次AC電流がこの循環回路を循環する。その結果、バッテリはコンパクトな降圧トランスにより加熱されることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
日本特許７３０１２０８号
日本特許７３５７１７５号
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、優れた信頼性をもつバッテリ内蔵ＤＣ電源を提供することである。好ましくは、このバッテリ内蔵ＤＣ電源は電気ビークルに適用される。本発明の電気ビークルは、トラクションモータをもつ車両に加えて、推進モータをもつ船、潜水艦、飛行機、及びドローンなどを含む。
【０００８】
本発明のバッテリ内蔵ＤＣ電源は、バッテリ、蓄電素子、及び降圧トランスの二次コイルにより形成された電流循環回路をもつ。蓄電素子は、バッテリ又は平滑キャパシタにより構成される。オシレータから降圧トランスの一次コイルに一次AC電流が供給される時、二次AC電流がこの電流循環回路を循環する。さらに、バッテリは降圧トランスの二次コイルを通じて電気負荷に負荷電流を供給する。
【０００９】
本発明の第１の様相において、負荷電流が降圧トランスの磁気コア内に形成するＤＣ磁束を低減するために、降圧トランスの一次コイルにＤＣ磁束低減電流が供給される。これにより、コンパクトな磁気コアを採用することができる。
【００１０】
本発明の第２の様相において、降圧トランスの二次コイルは、交互に繰り返される正パルス電圧及び負パルス電圧をバッテリの各セルに印加する。さらに、正パルス電圧及び負パルス電圧の差と、バッテリ電流とに基づいて、各セルの内部抵抗に関連する電気パラメータが検出される。これにより、各セルの内部抵抗に関連する電気パラメータを正確に検出することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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