发明名称 具有电池能量调整装置之电能储存装置以及电池能量调整方法
摘要 一种装置,用来从任意之电池C1~C6,将被充电在该电池之能量,移转到单位能量储存装置之输入/输出端子33,35,具备有:变压器T1,其有由互相磁耦合和电绝缘之一次和二次线圈L1~L6,L7构成之多个线圈;开关电路SW1~6,用来使连接到任意之电池之该变压器T1之该一次线圈L1~L6之电路进行开闭;连接电路,用来使变压器T1之二次线圈L7经由整流电路D1连接到该单位能量储存装置之输入/输出端子;和控制电路23,使该开关电路SW1~6进行动作用来调整该电池所储存之能量对该单位能量储存装置所储存之能量之比率,使其成为特定之比率。
申请公布号 TW492021 申请公布日期 2002.06.21
申请号 TW089123192 申请日期 2000.11.03
申请人 东金股份有限公司 发明人 敦贺纪久夫;长谷部章雄;森 和也;关 纯子;伊东孝彦
分类号 H01G15/00 主分类号 H01G15/00
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;何秋远 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种能量储存装置,以具有多个串联连接之电容器电池或二次电池列之能量储存装置作为单位能量储存装置,其特征是具备有电池能量调整装置用来从选自该多个电池之1个电池,将被充电在该1个电池之能量转移到该单位能量储存装置之输入/输出端子,其中具有:变压器,具有互相磁耦合和电绝缘之多个一次线圈和二次线圈;开关电路,用来使该多个一次线中之1个和该被选择之1个电池之连接电路进行开闭;连接电路,用来使该变压器之二次线圈经由整流电路连接到该单位能量储存装置之输入/输出端子;和控制电路,用来调整该开关电路之动作所选择之1个电池之能量,对该单位能量储存装置所储存之能量之比率,使其成为特定之比率。2.如申请专利范围第1项之能量储存装置,其中该多个电池由至少为1个之电池群构成,该变压器之数目对应到构成该单位能量储存装置之各个之电池群,该各个变压器具备有:该多个一次线圈,经由该开关电路分别连接到构成该各个电池群之多个电池;和该二次线圈,经由该整流电路连接到该单位能量储存装置之输入/输出端子。3.如申请专利范围第2项之能量储存装置,其中在该多个变压器设有三次线圈。4.如申请专利范围第1项之能量储存装置、其中该变压器具有:多个第1线圈,对应到多个电池,经由各个开关电路连接到各个之电池;和该第2线圈,连接到单位能量储存装置之输入/输出端子。5.如申请专利范围第4项之能量储存装置,其中在该变压器更设有至少为1个之三次线圈。6.如申请专利范围第1项之能量储存装置,其中在经由整流电路连接到该单位能量储存装置之输入/输出端子之该变压器之二次线圈,设置串联之开关电路,或使与该变压器之二次线圈串联连接之整流电路兼具有开关功能,用来暂时的中断单位能量储存装置之输入/输出端子和该变压器之二次线圈之连接。7.如申请专利范围第6项之能量储存装置,其中具备有传达电路,以连接到该单位能量储存装置之输入/输出端子之电位,或被选择之1个电池之端子之电位作为基准,经由电容器用来传达用以控制连接到各个电池之开关电路之信号。8.如申请专利范围第1项之能量储存装置,其中具有判定电路,以与连接到被选择之1个电池之开关电路之控制操作同步的,检测连接到单位能量储存装置之该变压器之二次线圈之开放端子电压,藉以判定该1个之电池所储存之能量。9.如申请专利范围第1项之能量储存装置,其中具备有:能量适当化控制装置由控制电路和软体之至少一方构成,当判定为该被选择之1个电池所储存之能量对该单位能量储存装置之能量储存量成为过大之情况时,经由控制连接到该1个电池之开关电路,用来将该1个电池所储存之能量之一部份,转移到该单位能量储存装置之输入/输出端子,藉以控制该1个电池所储存之能量使其适当化。10.如申请专利范围第1项之能量储存装置,其中具备有:能量分配装置由设定电路和软体之至少一方构成,用来设定各个电池所储存之能量和单位能量储存装置所储存之能量之比率。11.如申请专利范围第1项之能量储存装置,其中具备有:能量分配装置由设定电路和/或软体之至少一方构成,当对单位能量储存装置重复进行充放电,或以储存任意量之能量之状态放置,或混合进行充放电和放置之情况时,用来设定单位能量储存装置所储存之能量,和构成该单位能量储存装置之各个电池所储存之能量之各个比率,和具有学习功能,依照各个电池之包含初期状态之特性或单位能量储存装置之充放电预测或其双方,用来学习各个电池所欲储存之适当量。12.一种大容量能量储存装置,串联连接多个电容器或串联连接多个包含二次电池之单位能量储存装置,用来形成大容量能量储存装置,具有端子电压高于单位能量储存装置和可以储存比单位能量储存装置大之能量,其特征是:具有电池能量调整装置用来从被选择之1个电池,将被充电在该1个电池之能量转移到该单位能量储存装置之输入/输出端子,其中具备有:变压器,具有互相磁耦合和电绝缘之多个一次线圈和二次线圈;开关电路,用来使连接到被选择之1个电池之该变压器之该一次线圈之电路进行开闭;连接电路,用来使该变压器之二次线圈经由整流电路连接到该单位能量储存装置之输入/输出端子;和控制电路;经由使该开关电路进行动作,用来调整该电池所储存之能量,对该单位能量储存装置所储存之能量之比率,使其成为特定之比率;将该单位能量储存装置与该大容量能量储存装置之对应关系,构建成为和该能量电池与该单位能量储存装置之对应关系相同,或更将能量储存装置之连接扩大指定之阶数。13.一种能量储存装置,串联连接有多个具有单体或多个之电能储存电池之单位能量储存装置,其特征是:对于各个之单位能量储存装置,配置有装置用来测定其能量,对该能量之测定量进行记忆和处理,利用该装置使被控制之开关电路进行动作,具有电池能量调整装置用来从被选择之1个单位能量储存装置,将被充电在该1个能量储存装置之能量,经由变压器转移,与该各个单位能量储存装置对应的设置有多个之线圈,与各个单位能量储存装置对应的设有变压器,构成连接有该变压器之线圈和开关电路及整流电路之电路,从被选择之1个之单位能量储存装置将能量直接转移到另外1个之单位能量储存装置。14.如申请专利范围第13项之能量储存装置,其中该电能储存电池为电容器电池或二次电池。15.如申请专利范围第13项之能量储存装置,其中该能量储存装置是串联连接多个之单位能量储存装置之构造,在各个之单位能量储存装置具备有与能量储存装置相同之机构,从被选择之1个之单位能量储存装置,将能量直接转移到该能量储存装置内之另外一个之单位能量储存装置或其他之能量储存装置。16.如申请专利范围第13项之能量储存装置,其中更将该能量储存装置之连接扩大指定之阶数,从能量储存量较小之储存装置,将能量直接转移到相同位准之能量储存量之储存装置,或其位准以上之能量储存量较大之储存装置。17.如申请专利范围第13项之能量储存装置,其中使该能量储存装置与单位能量储存装置之关系,和单位能量储存装置与电容器电池或二次电池之关系相似,被选择之1个之电容器电池和二次电池之能量,被转移到另外一个电池或能量储存装置。18.一种电池能量调整方法,串联连接多个以单体或多个电能储存电池构成之能量储存装置,在各个能量储存装置具备有用以测定能量之装置和用以记忆和处理其测定量之装置,利用该装置使被控制之开关电路进行动作,用来从被选择之1个能量储存装置,将被充电在该能量储存装置之能量,经由变压器转移,其特征是:与各个能量储存装置对应的设置变压器,构成连接有该变压器之线圈和开关电路及整流电路之构造,用来从任意之能量储存装置将能量直接转移到任意之其他之能量储存装置。19.如申请专利范围第18项之电池能量调整方法,其中该电能储存电池为多个之电容器电池或二次电池。20.如申请专利范围第18项之电池能量调整方法,其中该能量储存装置是串联连接多个之单位能量储存装置之构造,在各个之单位能量储存装置具备有与能量储存装置相同之机构,从被选择之1个之单位能量储存装置,将能量直接转移到该能量储存装置内之另外一个之单位能量储存装置或其他之能量储存装置。21.如申请专利范围第18项之电池能量调整方法,其中更将该能量储存装置之连接扩大指定之阶数,从能量储存量较小之储存装置,将能量直接转移到相同位准之能量储存量之储存装置,或其位准以上之能量储存量较大之储存装置。22.如申请专利范围第18项之电池能量调整方法,其中使该能量储存装置与单位能量储存装置之关系,和单位能量储存装置与电容器电池或二次电池之关系相似,被选择之1个之电容器电池和二次电池之能量,被转移到另外一个电池或能量储存装置。23.一种电能储存装置,具备有电池能量调整装置,串联连接有多个以单体或多个之电能储存电池构成之单位能量储存装置,其特征是:该电池能量调整装置对于各个单位能量储存装置,配置有装置用来测定其能量,和记忆和处理该能量之测定量,利用该装置使被控制之开关电路进行动作,用来从任意之能量储存装置,将被充电在能量储存装置之能量,经由变压器转移,设置与多个单位能量储存装置对应之多个线圈,设置与各个能量储存装置对应之变压器,构成连接有该变压器之线圈和开关电路及整流电路之构造,从被选择之1个之能量储存装置将能量直接转移到另外1个之能量储存装置。24.一种能量储存装置,具有串联连接之多个能量储存电池列,和用以调整各个电池之能量之电池能量调整装置,其特征是:该能量调整装置具有:第1开关电路,串联连接在该第1能量储存电池之各个;和第一变压器,具备有多个线圈用来使该第1开关电路连接到该第1能量储存电池列;该第1开关电路具备有:第1FET;和第2FET,具有面对该第1FET之第1寄生二极体之串联连接之二极体,或面对该第1FET之该第1寄生二极体之第2寄生二极体。25.一种能量储存装置,其特征是用来调整多个第1能量储存装置中之各个电池之能量之电池能量调整装置具有:第1开关电路,分别以串联连接在该第1能量储存装置;和第1变压器,具备有多个线圈系将各个之第1开关电路分别连接到该多个第1能量储存装置,连接至该第1变压器线圈的该第1能量储存电池列以多个串联连接所成;该第1开关电路具备有:第1FET;和第2FET,具有相对朝向该第1FET之第1寄生二极体以串联连接之二极体,相对朝向该第1FET之该第1寄生二极体之第2寄生二极体。26.如申请专利范围第24项之能量储存装置,其中该第1能量储存装置具备有多个第2能量储存装置,第2开关电路串联连接在该第2能量储存装置之各个,该第2开关电路分别串联连接在该第2能量储存装置和具备有多个线圈之第2变压器之一个之线圈,连接到该第2变压器之线圈之第2能量储存装置形成多个串联连接,该第2开关电路具备有:第3FET;和第4FET,具有面对该第3FET之第3寄生二极体之串联连接之二极体,或面对该第3FET之该第3寄生二极体之第4寄生二极体。27.如申请专利范围第26项之能量储存装置,其中该第2能量储存装置由1个之电容器或1个之二次电池构成。28.如申请专利范围第26项之能量储存装置,其中该第2能量储存装置具备有串联连接之多个电容器或多个二次电池。29.一种电池能量调整装置,用来调整多个第1能量储存装置之各个电池之能量,其特征是:FET和肖特基(Schottky)障壁二极体并联连接构成第1开关电路,该第1开关电路串联连接在该第1能量储存装置和具有多个线圈之第1变压器之一个线圈,连接到该第1变压器之线圈之第1能量储存装置形成多个串联连接。30.如申请专利范围第29项之电池能量调整装置,其中该第1能量储存装置由1个之电容器电池或1个之二次电池构成。31.如申请专利范围第29项之电池能量调整装置,其中该第1能量储存装置具备有多个之第2能量储存装置,该第2能量储存装置使FET和肖特基障壁二极体之并联连接所形成之第2开关电路,串联连接在该第2能量储存装置和具备有多个线圈之第2变压器之一个之线圈,连接到该第2变压器之线圈之该第2能量储存装置形成多个串联连接。32.如申请专利范围第31项之电池能量调整装置,其中该第2能量储存装置具备有串联连接之多个电容器或多个二次电池。33.如申请专利范围第31项之电池能量调整装置,其中第2能量储存装置由1个之电容器电池或1个之二次电池构成。图式简单说明:第1图是电路图,用来表示本发明之第1实施例之具有使反向变换器之电池能量调整装置之单位能量储存装置;第2图是电路图,用来表示本发明之第2实施例之单位能量储存装置,所示之单位能量储存装置以第1图之输出/输入端子作为回线进行驱动,具有使用正向变换器之电池能量调整装置;第3图是电路图,用来表示本发明之第3实施例之电池能量调整装置,使用有正向变换器用来将能量回收到定电位端子;第4图是电路图,用来表示本发明之第4实施例之电池能量调整装置,成为各具有3个之电双层电容器之模组,连接其2个作为1个之单位能量储存装置;第5图是电路图,用来表示本发明之第5实施例之大容量能量储存装置,具有4个串联连接之单位能量储存装置;第6图是流程图,用来表示本发明之第1至第5实施例之控制电路之动作;第7图表示本发明之第6实施例之电能储存装置,由具备有电池能量调整装置之4个之能量储存装置构成;第8图表示本发明之第7实施例之电能储存装置,串联连接3个具备有电池能量调整装置之单位能量储存装置构成能量储存装置,再串联连接3个能量储存装置构成电能储存装置;第9图表示本发明之由4个之电容器电池所构成之单位能量储存装置;第10图是构造说明图,用来表示在本发明之由具备有电池能量调整装置之4个能量储存装置所构成之电能储存装置中,将能量从第1个之能量储存装置转移到第3个之能量储存装置之情况;第11图表示本发明之电能储存装置之能量转移例1,其构成是本串联连接3个之具备有电池能量调整装置之单位能量储存装置构成能量储存装置,再串联连接3个能量储存装置构成电能储存装置;第12图表示本发明之电能储存装置之能量转移例2,其构成是串联连接3个之具备有电池能量调整装置之单位能量储存装置构成能量储存装置,再串联连接3个能量储存装置构成电能储存装置;第13图表示本发明之具备有电池能量调整装置之能量储存装置之方块图之代表例;第14图表示本发明之电池能量调整装置之动作时之流程图;第15图表示本发明之第8实施例之能量储存装置;第16图表示本发明之第9实施例之能量储存装置;第17图表示本发明之第10实施例之能量储存装置;第18图表示本发明之第11实施例之能量储存装置;第19图是电路图,用来表示本发明之第12实施例之电池能量调整装置;第20图是本发明之电池能量调整装置之动作演算例之流程图;第21图是电路图,用来表示本发明之第13实施例之能量储存装置;和第22图是电路图,用来表示本发明之第14实施例之能量储存装置。
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