SE507339C2 - System för utjämning av laddningsnivå i batterier bestående av seriekopplade battericeller eller batteriblock - Google Patents

Description

507 339 10 Ü 20 25 30 35 N) blir mycket komplex, samt att utjämning endast kan ske vid laddning.

Kort sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att väsentligen undanröja ovan angivna problem och meddelst ett utjämningssystem kunna dirigera laddning, mellan olika battericeller eller batteriblock i batteriet under alla driftsfall utan att få en besvärande kabeldragning.

Dessa syften uppnås genom att en spännings- omvandlingsenhet monteras på varje battericell eller batteriblock. Dessa spänningsomvandlingsenheter ansluts sedan till en gemensam strömbana, som ansluts till det totala batteriets polbultar, dit energi transfereras från de celler som har högre laddningstillstånd, temperatur, polspänning etc. Eftersom denna strömbana är ansluten till totala batteriets polbultar sker en utjämning av laddningstillståndet.

Systemet kan också ha en alternativ teknisk lösning där energi förs från den gemensamma strömbanan via spänningsomvandlingsenheter till respektive battericell eller batteriblock. Energin transfereras nu i motsatt riktning, än i ovanstående lösning, men detta ger samma effekt om energin nu tillföres de battericeller eller batteriblock som har lägre laddningstillstånd, temperatur, polspänning etc. Än de övriga battericellerna eller batteriblocken.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs här nedan med schematiska inkopplingsdiagram där fig.l visar ett batteri där utjämningssystemet av laddningsnivå anslutits till varje battericell i batteriet. Fig.2 visar visar ett batteri där systemet för utjämning av laddningsnivå i batterier anslutits till varje batteriblock i batteriet.

Detaljerad beskrivning Fig.l visar ett principiellt inkopplingschema av system för utjämning av laddningsnivà i batterier där 10 U 20 25 30 35 3 so? 339! systemet kopplats in på battericellnivå. Batteriet, med sin pluspol l och minuspol 2 består av ett antal seriekopplade celler 3. Systemet för utjämning av laddningsnivå består av att antal spänningsomvandlare 4 som kan fjärrstyras från en för batteriet central styrenhet. Spänningsomvandlarna 4 är på ena sidan anslutna till battericellernas pluspol 8 och minuspol 7 resp. Batteriblocken pluspol 10 eller minuspol ll.

Spänningingsomvandlarna 4 är pá sin andra sida anslutna till en gemensam strömbanas pluspol 5 och minuspol 6. Den gemensamma strömbanans pluspol 5 är ansluten till batteriets pluspol l. Den gemensamma strömbanans minuspol 6 är ansluten till batteriets minuspol 2.

Spännings-omvandlarna 4 kan utformas så att de tar energi från en eller flera battericeller 3 och för ut energin på den gemensamma strömbanan 5,6. Alternativt kan spännings-omvandlarna 4 utformas så att de tar energi från den gemensamma strömbanan 5,6 och för in energin i en eller flera battericeller 3.

Fig.2 visar principiellt inkopp-lingsschema av system för utjämning av laddningsnivå i batterier där systemet kopplats in på batteriblocknivà 9. Systemets funktion är lika med det som beskrivits med referens till Fig.1 med undantag att battericellerna 3 ersatts med batteriblock 9.

Systemet för utjämning av laddningsnivå i batterier kan styras med olika algoritmer vilket medför att under laddningsfasen av det totala batteriet, trots seriekopplingen, så kan en del av laddningsströmmen styras till de enstaka battericellerna 3 eller batteriblocken 9. På så sätt kan dessa individuellt laddas till avsedd nivå. Likaså kan vid urladdning av batteriet, trots seriekoppling, strömmen styras till avsedd nivå för respektive battericell 3 eller batteriblock 9. 507 339 ' 4 N U 20 25 30 35 Spänningsomvandlarna 4 är dessutom utrustade med organ för avkänning av battericellernas 3 eller batteriblockens 9 individuella temperaturer och polspänningar. Spänningsomvandlarna styres från ett för batterimontaget centralt styrorgan som via tråd eller trådlös kommunicerar med spänningsomvandlarna 4.

Spänningsomvandlarna enligt ovan kan också anslutas på annat sätt än till varje battericell 3 eller batteriblock 9. Fig. 3 visar ett exempel pá en s k reducerad inkoppling d v s varje battericells laddningsnivå kan styras trots att det finns färre antal spännings- omvandlare än antalet battericeller.

Fig.4 visar en uppställning där spänningsomvandlarna anslutits till en gemensam jord. Detta förfarande är framförallt tillämpligt i lågspända batterisystem.

Claims (4)

10 15 20 25 30 5 . 507 339 PATENTKRAV

1. System för utjämning av laddningsnivå i batterier bestående av seriekopplade battericeller 3 eller batteriblock 9 k ä n n e t e c k n a t av att styrbara spänningsomvandlare som på ena sidan anslutits till enstaka eller grupper av battericeller 3 eller batteriblock 9 och på andra sidan anslutits till en gemensam strömbana 5,6 vars plusledare 5 anslutits till batteriets pluspol l och vars minusledare 6 anslutits till batteriets minuspol 2.

2. System för utjämning av laddningsnivå i batterier enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de styrbara spänningsomvandlarna kan överföra energi till eller från battericellerna 3 eller batteriblocken 9 för att styra laddningsnivån till önskad storlek i varje battericell eller batteriblock.

3. System för utjämning av laddningsnivå i batterier enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att spänningsomvandlarna 4 mäter battericellernas 3 eller batteriblockens 9 individuella polspänningar och sänder över dessa data till ett för batterimontaget centralt styrsystem.

4. System för utjämning av laddningsnivå i batterier enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att spänningsomvandlarna 4 mäter battericellernas 3 eller batteriblockens 9 individuella temperaturer och sänder över dessa data till ett för batterimontaget centralt styrsystem.