特許 7330389 制御装置、エネルギー変換システム、エネルギー変換方法、及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-10

(45)【発行日】2023-08-21

(54)【発明の名称】制御装置、エネルギー変換システム、エネルギー変換方法、及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230814BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 Q

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022550017

(86)(22)【出願日】2020-06-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-02

(86)【国際出願番号】 CN2020096062

(87)【国際公開番号】W WO2021253153

(87)【国際公開日】2021-12-23

【審査請求日】2022-08-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リ メン

(72)【発明者】

【氏名】ダン チーミン

(72)【発明者】

【氏名】ホウ イーチェン

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２０６７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００５２３５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部との間の第１の電圧、前記エネルギー貯蔵装置の負極と前記エネルギー変換装置の第２の端部との間の第２の電圧、前記エネルギー貯蔵装置の前記正極と前記負極との間の第３の電圧を検出するように構成された検出ユニットであって、
前記エネルギー貯蔵装置は、第１の接続ラインを介して前記エネルギー変換装置に接続され、
前記第１の接続ラインは、前記エネルギー貯蔵装置の前記正極と前記エネルギー変換装置の前記第１の端部とを接続するための第１のラインと、前記エネルギー貯蔵装置の前記負極と前記エネルギー変換装置の前記第２の端部とを接続するための第２のラインとを含み、
前記検出ユニットは、前記第１の接続ラインに接続された故障検出回路を含み、
前記故障検出回路は、第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路、及び第３のサンプリング回路を含み、前記第１のサンプリング回路、前記第２のサンプリング回路、及び前記第３のサンプリング回路は、各々前記第１のライン及び前記第２のラインと接続され、且つ、前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧をそれぞれ検出する、検出ユニットと、
処理ユニットであって、
前記故障検出回路によって検出された前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧と、前記故障検出回路の抵抗情報とから、前記エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算することと、
前記抵抗値が抵抗閾値よりも大きい場合には、前記エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するように前記エネルギー貯蔵装置を制御するために、前記抵抗値が前記抵抗閾値よりも大きい状態下で、前記第１の接続ラインが閉状態になるように前記第１の接続ラインを制御することと、
を行うように構成されている、前記処理ユニットと、
を含む、制御装置。

【請求項2】

前記処理ユニットはさらに、前記抵抗値が前記抵抗閾値以下である場合には、前記エネルギー貯蔵装置が前記エネルギー変換装置を通して前記電気機器に電力を与えることを妨げるようにするために、前記抵抗値が前記抵抗閾値以下である状態下で、前記第１の接続ラインが切断状態になるように前記第１の接続ラインを制御するように構成されている、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

スイッチアセンブリが前記第１の接続ラインに配設され、前記処理ユニットはさらに、
前記抵抗値が前記抵抗閾値よりも大きい状態下で、前記第１の接続ラインが前記閉状態になれるように前記スイッチアセンブリを閉じることと、
前記抵抗値が前記抵抗閾値以下である状態下で、前記第１の接続ラインが前記切断状態にあるように前記スイッチアセンブリを切断することと、
を行うように構成されている、請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記スイッチアセンブリは、前記第１のライン及び前記第２のライン上にそれぞれ配設された第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットを含み、
前記第１のサンプリング回路、前記第２のサンプリング回路、及び前記第３のサンプリング回路は、前記第１のスイッチユニット及び前記第２のスイッチユニットが切断状態にある場合に、前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧をそれぞれ検出する、
請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記第１のサンプリング回路の前記第１の端部と前記第１のラインとの接続点は、前記第１のスイッチユニットと前記エネルギー変換装置との間に位置し、前記第１のサンプリング回路の前記第２の端部と前記第２のラインとの接続点は、前記第２のスイッチユニットと前記エネルギー貯蔵装置との間に位置し、前記第１のサンプリング回路は、前記第１のサンプリング回路内に与えられる第１のサンプリング点を通して第１のサンプリング電圧を取得するように構成され、
前記第２のサンプリング回路の前記第１の端部と前記第１のラインとの前記接続点は、前記第１のスイッチユニットと前記エネルギー貯蔵装置との間に位置し、前記第２のサンプリング回路の前記第２の端部と前記第２のラインとの前記接続点は、前記第２のスイッチユニットと前記エネルギー変換装置との間に位置し、前記第２のサンプリング回路は、前記第２のサンプリング回路内に与えられる第２のサンプリング点を通して第２のサンプリング電圧を収集するように構成され、
前記第３のサンプリング回路の前記第１の端部と前記第１のラインとの前記接続点は、前記第１のスイッチユニットと前記エネルギー貯蔵装置との間に位置し、前記第３のサンプリング回路の前記第２の端部と前記第２のラインとの前記接続点は、前記第２のスイッチユニットと前記エネルギー貯蔵装置との間に位置し、前記第３のサンプリング回路は、前記第３のサンプリング回路内に与えられる第３のサンプリング点を通して第３のサンプリング電圧を収集するように構成され、
前記処理ユニットはさらに、前記第１のサンプリング電圧と前記第１のサンプリング回路の抵抗情報とに基づいて前記第１の電圧を計算し、前記第２のサンプリング電圧と前記第２のサンプリング回路の抵抗情報とに基づいて前記第２の電圧を計算し、前記第３のサンプリング電圧と前記第３のサンプリング回路の抵抗情報とに基づいて前記第３の電圧を計算するように構成されている、
請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

前記第１の接続ラインを通して伝送された電流に対応する第１の検出電流値を収集するように構成された第１の電流収集回路をさらに含み、
前記処理ユニットはさらに、前記スイッチアセンブリが閉じた後に、前記エネルギー変換装置の入力または出力の電流に対応する第１の検出電流値、第２の検出電流値を取得することと、前記第１の検出電流値と前記第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した電流差値閾値よりも小さい状態下で、前記スイッチアセンブリが閉状態になるように前記スイッチアセンブリを制御することと、を行うように構成されている、
請求項３～５のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項7】

エネルギー変換装置、エネルギー貯蔵装置、及び請求項１～６のいずれかに記載の制御装置を含む、エネルギー変換システム。

【請求項8】

前記エネルギー変換装置は、
前記エネルギー変換装置の入力または出力の電流に対応する第２の検出電流値を収集するように構成された第２の電流収集ユニットと、
前記制御装置の処理ユニットに前記第２の検出電流値を伝送するように構成された伝達モジュールと、
を含む、請求項７に記載のエネルギー変換システム。

【請求項9】

前記エネルギー変換装置は、
前記エネルギー貯蔵装置によって入力された電気エネルギーを受け取るかまたは前記電気エネルギーを前記エネルギー貯蔵装置に出力するように構成された第２の接続ラインと、
補助電源モジュールと、
前記第２の接続ライン内に配設された電流制限回路であって、前記第２の接続ラインから伝送された電流を制限して、前記制限された電流が前記補助電源モジュール内に入力されて前記エネルギー変換装置に対する電力を供給するように構成されている前記電流制限回路と、
を含む、請求項７または８に記載のエネルギー変換システム。

【請求項10】

前記電流制限回路は、
電流制限抵抗器と、
前記電流制限抵抗器と並列に接続された第３のスイッチユニットであって、前記エネルギー変換装置が動作状態にある場合には、前記エネルギー変換装置によって閉じられて前記電流制限抵抗器に対して短絡を行う、前記第３のスイッチユニットと、
を含む、請求項９に記載のエネルギー変換システム。

【請求項11】

エネルギー変換システムに適用されるエネルギー変換方法であって、前記エネルギー変換システムは、
エネルギー変換装置、エネルギー貯蔵装置、及び制御装置を含み、前記制御装置は検出ユニット及び処理ユニットを含み、
前記検出ユニットは、前記エネルギー貯蔵装置の正極と前記エネルギー変換装置の第１の端部との間の第１の電圧、前記エネルギー貯蔵装置の負極と前記エネルギー変換装置の第２の端部との間の第２の電圧、前記エネルギー貯蔵装置の前記正極と前記負極との間の第３の電圧を検出するために用いられ、
前記エネルギー貯蔵装置は、第１の接続ラインを介して前記エネルギー変換装置に接続され、
前記第１の接続ラインは、前記エネルギー貯蔵装置の前記正極と前記エネルギー変換装置の前記第１の端部とを接続するための第１のラインと、前記エネルギー貯蔵装置の前記負極と前記エネルギー変換装置の前記第２の端部とを接続するための第２のラインとを含み、
前記検出ユニットは、前記第１の接続ラインに接続された故障検出回路を含み、
前記故障検出回路は、第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路、及び第３のサンプリング回路を含み、前記第１のサンプリング回路、前記第２のサンプリング回路、及び前記第３のサンプリング回路は、各々前記第１のライン及び前記第２のラインと接続され、且つ、前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧をそれぞれ検出し、
前記エネルギー変換方法は、処理ユニットにおいて実行され、
前記故障検出回路によって検出された前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧と、前記故障検出回路の抵抗情報とから、前記エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算することと、
前記抵抗値が抵抗閾値よりも大きいときに、前記エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するように前記エネルギー貯蔵装置を制御するために、前記抵抗値が前記抵抗閾値よりも大きい状態下で、前記第１の接続ラインが閉状態になるように前記第１の接続ラインを制御することと、
を含む、前記エネルギー変換方法。

【請求項12】

前記抵抗値が前記抵抗閾値以下であるときには、前記エネルギー貯蔵装置が前記エネルギー変換装置を通して前記電気機器に電力を供給することを妨げるために、前記抵抗値が前記抵抗閾値以下である状態下で、前記第１の接続ラインが切断状態になるように前記第１の接続ラインを制御することをさらに含む、
請求項１１に記載のエネルギー変換方法。

【請求項13】

スイッチアセンブリが前記第１の接続ラインに配置され、
前記抵抗値が前記抵抗閾値よりも大きい状態下で、前記第１の接続ラインが閉状態になるように前記第１の接続ラインを制御することは、
前記抵抗値が前記抵抗閾値よりも大きいときに、前記第１の接続ラインが前記閉状態になるように前記スイッチアセンブリを閉じることを含み、
前記抵抗値が前記抵抗閾値以下である状態下で、前記第１の接続ラインが切断状態になるように前記第１の接続ラインを制御することは、
前記抵抗値が前記抵抗閾値以下であるときに、前記第１の接続ラインが前記切断状態になるように前記スイッチアセンブリをターンオフすることを含む、
請求項１２に記載のエネルギー変換方法。

【請求項14】

前記スイッチアセンブリは、前記第１のライン及び前記第２のライン上にそれぞれ配設された第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットを含み、
前記エネルギー変換方法はさらに、
前記第１のスイッチユニット及び前記第２のスイッチユニットが切断状態にあるときに、前記第１のサンプリング回路によって取得した第１のサンプリング電圧と、前記第１のサンプリング回路の抵抗情報とにより前記第１の電圧を計算することと、前記第２のサンプリング回路によって取得した第２のサンプリング電圧と、前記第２のサンプリング回路の抵抗情報とにより前記第２の電圧を計算することと、前記第３のサンプリング回路によって取得した第３のサンプリング電圧と、前記第３のサンプリング回路の抵抗情報とにより前記第３の電圧を計算することと、を含む、
請求項１３に記載のエネルギー変換方法。

【請求項15】

前記制御装置はさらに、
前記第１の接続ラインを通して伝送された電流に対応する第１の検出電流値を収集するように構成された第１の電流収集回路を含み、
前記エネルギー変換方法はさらに、
前記スイッチアセンブリが閉じた後に、前記エネルギー変換装置内に入力された前記電流または前記エネルギー変換装置によって出力された前記電流に対応する前記第１の検出電流値、第２の検出電流値を取得することと、
前記第１の検出電流値と前記第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した電流差値閾値よりも小さい状態下で、前記スイッチアセンブリが閉状態になるように前記スイッチアセンブリを制御することと、を含む、
請求項１３または１４に記載のエネルギー変換方法。

【請求項16】

前記エネルギー変換装置は、前記エネルギー貯蔵装置によって入力された電気エネルギーを受け取るか、または電気エネルギーを前記エネルギー貯蔵装置に出力するように構成された第２の接続ラインと、補助電力モジュールと、前記第２の接続ライン内に配設された電流制限回路と、を含み、
前記電流制限回路は、前記第２の接続ラインを通る電流を制限して、制限された前記電流が補助電源モジュール内に入力されて前記エネルギー変換装置に対する電力を供給するようにする、
請求項１３～１５のいずれか１項に記載のエネルギー変換方法。

【請求項17】

前記電流制限回路は、電流制限抵抗器と、前記電流制限抵抗器と並列に接続された第３のスイッチユニットとを含み、
前記エネルギー変換装置が動作状態にあるときに、前記エネルギー変換装置は前記第３のスイッチユニットを閉じて前記電流制限抵抗器を短絡させる、
請求項１６に記載のエネルギー変換方法。

【請求項18】

コンピュータプログラム命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラム命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、請求項１１～１７のいずれか１項に記載のエネルギー変換方法の各ステップを実施する、前記コンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バッテリー技術の分野に関し、詳細には、制御装置、エネルギー変換システム、エネルギー変換方法、及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車技術の急速な発展に伴い、バッテリーのエネルギー密度が向上し、自動車が走行できるマイレージは増加している。ますます多くの電気自動車がエネルギー貯蔵及び電力網ディスパッチングの用途に関与し、ピーク抑制及びバレーフィリングの効果を実現している。また、自動車所有者に価格差補助金を給付できることから、自動車購入のコストが下がり、その結果、電気自動車の開発が促進されて、環境保護が良好になっている。電気自動車のエネルギー貯蔵装置は車載バッテリシステムであり、バッテリーパック、バッテリーセット、またはバッテリーコアとすることができる。エネルギー貯蔵装置は、バッテリーパックの電気エネルギーをエネルギー変換装置を通して放出して、電気器具に対する電気エネルギーを与えることができるか、または電気エネルギーを電力網に供給することができ、またエネルギー変換装置を通してバッテリーパックを充電することもできる。エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を通して電気器具に対する電気エネルギーを与えるとき、エネルギー変換装置はエネルギー貯蔵装置の出力電気エネルギーを電気自動車の直流バスから得る。しかし、エネルギー貯蔵装置は外部装置の状態を知ることができないため、直流バス上の対応するリレーが直接閉じて外部に放電する場合、外部装置の短絡によって生じる電気車両のエネルギー貯蔵装置の短絡の問題が起こる可能性がある。

【発明の概要】

【0003】

以上のことを考慮して、本開示の目的は、制御装置、エネルギー変換システム、エネルギー変換方法、及び記憶媒体を提供することである。

【0004】

本開示の第１の態様によれば、制御装置であって、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部との間の第１の電圧、エネルギー貯蔵装置の負極とエネルギー変換装置の第２の端部との間の第２の電圧、及びエネルギー貯蔵装置の正極及び負極の間の第３の電圧を検出するように構成された検出ユニットと、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧により、エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算することと、抵抗値が抵抗閾値よりも大きい場合に、エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するようにエネルギー貯蔵装置を制御することと、を行うように構成された処理ユニットと、を含む制御装置が提供される。

【0005】

いくつかの実施形態では、処理ユニットはさらに、抵抗値が抵抗閾値以下である場合には、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を通して電気機器に電力を与えることを妨げるように構成されている。

【0006】

いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵装置は、スイッチアセンブリが配置された第１の接続ラインを通してエネルギー変換装置に接続され、処理ユニットはさらに、抵抗値が抵抗閾値よりも大きい状態下で、スイッチアセンブリを閉じて第１の接続ラインを閉状態にすることと、抵抗値が抵抗閾値以下である状態下で、スイッチアセンブリをターンオフして第１の接続ラインを切断状態にすることと、を行うように構成されている。

【0007】

いくつかの実施形態では、検出ユニットは、第１の接続ラインに接続された故障検出回路を含み、第１の接続ラインが切断状態にある場合には、第１の接続ライン及び故障検出回路は、エネルギー貯蔵装置とエネルギー変換装置との間の接続回路を構成し、処理ユニットはさらに、故障検出回路によって検出された第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧と、故障検出回路の抵抗情報とから、抵抗値を計算するように構成されている。

【0008】

いくつかの実施形態では、第１の接続ラインは、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部とを接続するための第１のラインと、エネルギー貯蔵装置の負極とエネルギー変換装置の第２の端部とを接続するための第２のラインとを含み、スイッチアセンブリは、第１の回路及び第２の回路上にそれぞれ配設された第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットを含み、故障検出回路は、第１のライン及び第２のラインとそれぞれ接続された第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路、及び第３のサンプリング回路を含み、第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路、及び第３のサンプリング回路は、第１のスイッチングユニット及び第２のスイッチングユニットがオフ状態にある場合に、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧をそれぞれ検出する。

【0009】

いくつかの実施形態では、第１のサンプリング回路の第１の端部と第１のラインとの接続点は、第１のスイッチユニットとエネルギー変換装置との間に位置し、第１のサンプリング回路の第２の端部と第２のラインとの接続点は、第２のスイッチユニットとエネルギー貯蔵装置との間に位置し、第１のサンプリング回路は、第１のサンプリング回路内に与えられる第１のサンプリング点を通して第１のサンプリング電圧を取得するように構成され、第２のサンプリング回路の第１の端部と第１のラインとの接続点は、第１のスイッチユニットとエネルギー貯蔵装置との間に位置し、第２のサンプリング回路の第２の端部と第２のラインとの接続点は、第２のスイッチユニットとエネルギー変換装置との間に位置し、第２のサンプリング回路は、第２のサンプリング回路内に与えられる第２のサンプリング点を通して第２のサンプリング電圧を収集するように構成され、第３のサンプリング回路の第１の端部と第１のラインとの接続点は、第１のスイッチユニットとエネルギー貯蔵装置との間に位置し、第３のサンプリング回路の第２の端部と第２のラインとの接続点は、第２のスイッチユニットとエネルギー貯蔵装置との間に位置し、第３のサンプリング回路は、第３のサンプリング回路内に与えられる第３のサンプリング点を通して第３のサンプリング電圧を収集するように構成され、処理ユニットはさらに、第１のサンプリング電圧と第１のサンプリング回路の抵抗情報とに基づいて第１の電圧を計算し、第２のサンプリング電圧と第２のサンプリング回路の抵抗情報とに基づいて第２の電圧を計算し、第３のサンプリング電圧と第３のサンプリング回路の抵抗情報とに基づいて第３の電圧を計算するように構成されている。

【0010】

いくつかの実施形態では、第１の接続ラインを通して伝送された電流に対応する第１の検出電流値を収集するように構成された第１の電流収集回路であって、処理ユニットはさらに、制御スイッチアセンブリが閉じた後に、エネルギー変換装置の入力または出力の電流に対応する第１の検出電流値、第２の検出電流値を取得することと、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した電流差値閾値よりも小さい状態下で、スイッチコンポーネントが閉状態になるように制御することと、を行うように構成されている、第１の電流収集回路。

【0011】

本開示の第２の態様によれば、エネルギー変換装置と、エネルギー貯蔵装置と、前述の制御装置のうちのいずれか１つと、を含むエネルギー変換システムが提供される。

【0012】

いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置は、エネルギー変換装置の入力または出力の電流に対応する第２の検出電流値を収集するように構成された第２の電流収集ユニットと、制御装置の処理ユニットに第２の検出電流値を伝送するように構成された伝達モジュールとを含む。

【0013】

いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置は、エネルギー貯蔵装置によって入力された電気エネルギーを受け取るかまたは電気エネルギーをエネルギー貯蔵装置に出力するように構成された第２の接続ラインと、補助電源モジュールと、第２の接続回路内に配設された電流制限回路であって、第２の接続回路から伝送された電流を制限して、制限された電流が補助電源モジュール内に入力されてエネルギー変換装置に対する電力を供給するように構成されている電流制限回路と、を含む。

【0014】

いくつかの実施形態では、電流制限回路は、電流制限抵抗器と、電流制限抵抗器と並列に接続された第３のスイッチングユニットであって、エネルギー変換装置が動作状態にある場合には、エネルギー変換装置によって閉じられて電流制限抵抗器に対して短絡を行う、第３のスイッチングユニットと、を含む。

【0015】

本開示の第３の態様によれば、エネルギー変換システムに適用されるエネルギー変換方法であって、エネルギー変換システムは、エネルギー変換装置、エネルギー貯蔵装置、及び制御装置を含み、制御装置は検出ユニット及び処理ユニットを含み、検出ユニットは、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部との間の第１の電圧、エネルギー貯蔵装置の負極とエネルギー変換装置の第２の端部との間の第２の電圧、及びエネルギー貯蔵装置の正極及び負極の間の第３の電圧を検出するために用いられ、エネルギー変換方法は、処理ユニットにおいて実行され、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧により、エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算することと、抵抗値が抵抗閾値よりも大きいときに、エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するようにエネルギー貯蔵装置を制御することと、を含むエネルギー変換方法が提供される。

【0016】

いくつかの実施形態では、抵抗値が抵抗閾値以下であるときには、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給することを妨げる。

【0017】

いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵装置は、スイッチアセンブリが配置されている第１の接続ラインを通してエネルギー変換装置に接続され、抵抗値が抵抗閾値よりも大きいときに、エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するようにエネルギー貯蔵装置を制御することは、抵抗値が抵抗閾値よりも大きいときに、第１の接続ラインが閉状態になるようにスイッチアセンブリを閉じることを含み、抵抗値が抵抗閾値以下であるときに、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給することを妨げることは、抵抗値が抵抗閾値以下であるときに、第１の接続回路が切断状態になるようにスイッチコンポーネントをターンオフすることを含む。

【0018】

いくつかの実施形態では、検出ユニットは、第１の接続ラインに接続された故障検出回路を含み、第１の接続ラインが切断状態にあるときには、第１の接続ライン及び故障検出回路は、エネルギー貯蔵装置とエネルギー変換装置との間の接続回路を構成し、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧により、エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算することは、故障検出回路によって検出された第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧と、故障検出回路の抵抗情報とにより、抵抗値を計算することを含む。

【0019】

いくつかの実施形態では、第１の接続ラインは、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部とを接続するための第１のラインと、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第２の端部とを接続するための第２のラインと、を含み、スイッチアセンブリは、第１のライン及び第２のライン上にそれぞれ配設された第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットを含み、故障検出回路は、第１のライン及び第２のラインとそれぞれ接続された第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路、及び第３のサンプリング回路を含み、エネルギー変換方法はさらに、

【0020】

第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットが切断状態にあるときに、第１のサンプリング回路によって取得した第１のサンプリング電圧と、第１のサンプリング回路の抵抗情報とにより第１の電圧を計算することと、第２のサンプリング回路によって取得した第２のサンプリング電圧と、第２のサンプリング回路の抵抗情報とにより第２の電圧を計算することと、第３のサンプリング回路によって取得した第３のサンプリング電圧と、第３のサンプリング回路の抵抗情報とにより第３の電圧を計算することと、を含む。

【0021】

いくつかの実施形態では、制御装置はさらに、第１の接続ラインを通して伝送された電流に対応する第１の検出電流値を収集するように構成された第１の電流収集回路を含み、エネルギー変換方法はさらに、制御スイッチアセンブリが閉じた後に、エネルギー変換装置内に入力された電流またはエネルギー変換装置によって出力された電流に対応する第１の検出電流値及び第２の検出電流値を取得することと、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した電流差値閾値よりも小さい状態下で、スイッチアセンブリが閉状態になるように制御することと、を含む。

【0022】

いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置は、第２の接続ラインと、補助電力モジュールと、電流制限回路と、を含み、第２の接続ラインは、エネルギー貯蔵装置によって入力された電気エネルギーを受け取るかまたはエネルギー貯蔵装置に電気エネルギーを出力するように構成され、電流制限回路は第２の接続ライン内に配設され、電流制限回路は、第２の接続回路を通る電流を制限して、制限された電流が補助電源モジュール内に入力されてエネルギー変換装置に対する電力を供給するようにする。

【0023】

いくつかの実施形態では、電流制限回路は、電流制限抵抗器と、第３のスイッチユニットとを含み、第３のスイッチユニットは電流制限抵抗器と並列に接続され、本方法は、エネルギー変換装置が動作状態にあるときに、エネルギー変換装置が第３のスイッチユニットを閉じて電流制限抵抗器を短絡させることを含む。

【0024】

本開示の第４の態様によれば、コンピュータプログラム命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であって、コンピュータプログラム命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、前述した方法のステップを実施する、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。

【0025】

制御装置、エネルギー変換システム、エネルギー変換方法、及び記憶媒体は、エネルギー貯蔵装置とエネルギー変換装置との間の電圧、エネルギー貯蔵装置の正極及び負極の間の電圧を検出し、電圧に基づいてエネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算し、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するか否かを、抵抗値により制御する。外部装置の短絡故障に起因してエネルギー貯蔵装置が短絡する問題を回避することができ、エネルギー貯蔵装置を保護することができ、さらに、エネルギー貯蔵装置及びエネルギー変換装置の入力または出力電流値の比較を通して、エネルギー変換装置及び回路に故障が存在するか否かを確認することができ、その結果、安全性及び信頼性が向上する。

【0026】

本開示の実施形態または従来技術における技術的解決法をより明瞭に例示するために、実施形態または従来技術の説明に用いた図面について以下で簡単に説明する。以下の説明での図面は、本開示のいくつかの実施形態のみであり、当業者にとっては、その図面により他の図面が、創造的取り組みを伴うことなく得られ得ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本開示の制御装置のいくつかの実施形態の第１の概略構造図である。

【図2】本開示の制御装置のいくつかの実施形態の第２の概略構造図である。

【図3】本開示の制御装置のいくつかの実施形態の第３の概略構造図である。

【図4】本開示の制御装置のいくつかの実施形態における故障検出回路の第１の概略構造図である。

【図5】Ａは、本開示の制御装置のいくつかの実施形態における故障検出回路の第２の概略構造図である。Ｂは、本開示の制御装置のいくつかの実施形態における故障検出回路の第３の概略構造図である。

【図6】本開示のエネルギー変換システムのいくつかの実施形態の第１の概略構造図である。

【図7】本開示のエネルギー変換システムのいくつかの実施形態の第２の概略構造図である。

【図8】本開示のエネルギー変換システムのいくつかの実施形態の第３の概略構造図である。

【図9】本開示のエネルギー変換方法のいくつかの実施形態の概略フロー図である。

【図10】本開示のエネルギー変換方法のさらなる実施形態の概略フロー図である。

【図11】本開示のエネルギー変換方法のいくつかの実施形態における異常判断を例示する概略フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

次に本開示について、添付図面を参照してより十分に以下で説明する。添付図面では、本開示の典型的な実施形態を示している。本開示の実施形態における技術的解決法について、本開示の実施形態における図面を参照して明瞭かつ完全に説明する。説明した実施形態は、本開示のいくつかの実施形態のみであり、すべての実施形態ではないことが明らかである。他のすべての実施形態は、本明細書で開示した実施形態から当業者が任意の創造的取り組みを行うことなく得ることができるが、本開示の保護範囲に入る。本開示の技術的解決法について、種々の図面及び実施形態を参照して以下で様々に説明する。

【0029】

用語「第１」、「第２」などは、以下では、記述的な違いに対してのみ用いており、他の特別な意味はない。

【0030】

いくつかの実施形態では、図１に示すように、本開示によって、検出ユニット１１と処理ユニット１２とを含む制御装置１０が提供される。エネルギー貯蔵装置２０は車載バッテリシステムであってもよい。たとえば、エネルギー貯蔵装置２０は電気車両の車載電力バッテリシステムである。電気車両の車載バッテリシステムとしては、バッテリーパック、バッテリーセット、またはバッテリーセルが挙げられ、バッテリーパックはリチウムバッテリーパックであってもよい。

【0031】

エネルギー変換装置３０は、双方向充放電をサポートする装置であってもよく、エネルギー貯蔵装置２０に入力または出力する電気エネルギーに対して変換処理（たとえば、変圧及び変流）を行う。エネルギー変換装置３０は、持ち運び可能なエネルギー変換装置などであってもよく、エネルギー変換装置３０自体は電気エネルギーを伝えない。電力網は、エネルギー変換装置３０を通してエネルギー貯蔵装置２０を充電してもよく、またエネルギー貯蔵装置２０が、エネルギー変換装置３０を通して電気装置４０に対する電気エネルギーを与えること、またはエネルギー貯蔵装置２０の電気エネルギーをエネルギー変換装置３０を通して電力網に供給して戻すことを可能にしてもよい。電気装置４０は種々の家庭用電気器具などであってもよい。

【0032】

検出ユニット１１は、エネルギー貯蔵装置２０の正極とエネルギー変換装置３０の第１の端部との間の第１の電圧、エネルギー貯蔵装置２０の負極とエネルギー変換装置３０の第２の端部との間の第２の電圧、及びエネルギー貯蔵装置２０の正極とエネルギー貯蔵装置２０の負極との間の第３の電圧を検出するための種々の検出回路を含んでいてもよい。

【0033】

処理ユニット１２は、独立したコンポーネントとして実施してもよいし、またはＢＭＳ（バッテリー管理システム）と一体化してもよいし、またはエネルギー変換装置３０と一体化してもよい。処理ユニット１２は、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧から、エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値を計算する。抵抗値が抵抗閾値よりも大きいとき、処理ユニット１２は、エネルギー変換装置３０を通して電気機器４０に電力を供給するようにエネルギー貯蔵装置２０を制御する。また抵抗値が抵抗閾値よりも大きいとき、処理ユニット１２は、エネルギー変換装置３０を通して電力網とエネルギー変換を行うようにエネルギー貯蔵装置２０を制御してもよい。電力網がエネルギー変換装置３０を通してエネルギー貯蔵装置２０を充電するか、またはエネルギー貯蔵装置２０がエネルギー変換装置３０を通して電力網に電力を供給する。抵抗値が抵抗閾値以下であるとき、処理ユニット１２は、エネルギー貯蔵装置２０がエネルギー変換装置３０を通して電気機器４０に電力を供給することを妨げ、また処理ユニット１２は、エネルギー貯蔵装置２０がエネルギー変換装置３０を通して電力網とエネルギー変換を行うことを妨げてもよい。

【0034】

抵抗閾値は、エネルギー変換装置３０が短絡しているか否かを判定するための閾値設定であり、抵抗閾値の大きさは、エネルギー変換装置３０及び電気装置４０の特定の種類により選択してもよい。

【0035】

いくつかの実施形態では、図２に示すように、エネルギー貯蔵装置２０は第１の接続ライン２１を介してエネルギー変換装置３０に接続され、第１の接続ライン２１内にはスイッチアセンブリ２２が設けられている。第１の接続ライン２１はエネルギー貯蔵装置２０のＤＣバスなどであってもよい。

【0036】

エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値が抵抗閾値よりも大きい状態下では、処理ユニット１２はスイッチアセンブリ２２を閉じるように制御し、またエネルギー変換装置３０を通して電気機器４０に電力を供給するようにエネルギー貯蔵装置２０を制御する。

【0037】

エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値が抵抗閾値以下である状態下では、処理ユニット１２はスイッチアセンブリ２２を切断するように制御して、エネルギー貯蔵装置２０をエネルギー変換装置３０から切断し、また車両制御ユニット全体に対する充放電を妨げる警告メッセージを送って、対応する処理を行うようにユーザに促して、エネルギー貯蔵装置２０を効果的に保護し、外部装置の短絡に起因するエネルギー貯蔵装置２０の短絡を回避してもよい。

【0038】

いくつかの実施形態では、検出ユニット１１は故障検出回路１１１を含む。故障検出回路１１１は第１の接続ライン２１に接続されている。処理ユニット１２はスイッチアセンブリ２２を切断するように制御し、第１の接続ライン２１が切断状態にある状態では、第１の接続ライン２１及び故障検出回路１１１は、エネルギー貯蔵装置２０とエネルギー変換装置３０との間の接続回路を構成し、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧が故障検出回路１１１によって検出される。

【0039】

処理ユニット１２は、故障検出回路１１１によって検出された第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧と、故障検出回路１１１に対応する抵抗情報とにより、エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値を計算し、抵抗値によりスイッチアセンブリ２２のスイッチング動作を制御して、エネルギー貯蔵装置２０をエネルギー変換装置３０に対して切断されるかまたは接続されるように制御する。

【0040】

たとえば、エネルギー貯蔵装置２０は電気車両の車載バッテリシステムである。エネルギー貯蔵装置２０は、エネルギー変換装置３０を通して外部の電気装置４０に電気エネルギーを与えてもよいし、または電力網に電気エネルギーを供給して戻してもよいし、またはエネルギー変換装置３０を通して充電されてもよい。エネルギー変換装置３０が第１の接続ライン２１に接続されて、処理ユニット１２が第１の接続ライン２１内のスイッチアセンブリ２２を切断状態になるように制御する場合、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧は故障検出回路１１１によって検出される。

【0041】

処理ユニット１２は、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧と、故障検出回路１１１に対応する抵抗情報とから、エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値を計算する。処理ユニット１２は、抵抗値が、予め設定した抵抗閾値よりも大きいか否かを判定することによって、エネルギー変換装置３０において短絡状態が存在するか否かを判定する。

【0042】

エネルギー変換装置３０に短絡状態が存在する場合、処理ユニット１２はスイッチアセンブリ２２を切断するように制御する。エネルギー変換装置３０に短絡状態がない場合、処理ユニット１２はスイッチアセンブリ２２を伝達状態になるように制御して、エネルギー貯蔵装置２０がエネルギー変換装置３０と伝達して、エネルギー貯蔵装置２０がエネルギー変換装置３０を通して放電または充電を行うようにする。

【0043】

制御装置は、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置と接続され、第１の接続回路が切断状態にあるときに、故障検出回路及び第１の接続ラインを通してエネルギー貯蔵装置とエネルギー変換装置との間の接続回路をもたらすことができ、またエネルギー貯蔵装置の電気エネルギーと故障検出回路とを用いることによってエネルギー変換装置に対応する抵抗値を取得することができ、そして抵抗値により、エネルギー貯蔵装置をエネルギー変換装置に対して切断するかまたは伝達するように制御して、外部装置の短絡故障に起因してエネルギー貯蔵装置が短絡する問題を回避する。その結果、エネルギー貯蔵装置が保護されて、エネルギー貯蔵装置の充放電の安全性及び信頼性が向上する。また、故障検出回路は第１の接続回路に直接接続されているため、さらなる検出装置が必要ではなく、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置と接続されている状態下で外部の検出装置を用いることによる検出動作によって生じる不都合な動作、潜在的な安全性欠陥などの問題が回避される。

【0044】

いくつかの実施形態では、図３に示すように、第１の接続ライン２１は、エネルギー貯蔵装置２０の正極とエネルギー変換装置３０の第１の端部とを接続するための第１のライン２１１と、エネルギー貯蔵装置２０の負極とエネルギー変換装置３０の第２の端部とを接続するための第２のライン２１２とを含んでいる。スイッチアセンブリ２２は、第１のライン２１１及び第２のライン２１２にそれぞれに設けられている第１のスイッチユニット２２１及び第２のスイッチユニット２２２を含んでいる。第１のスイッチユニット２２１及び第２のスイッチユニット２２２は種々の種類の電気スイッチ、リレーなどであってもよい。故障検出回路１１１は第１のライン２１１及び第２のライン２１２にそれぞれ接続されている。制御ユニット１２は、第１のスイッチユニット２２１及び第２のスイッチユニット２２２の開または閉を制御する。

【0045】

いくつかの実施形態では、図４に示すように、故障検出回路１１１は、第１のサンプリング回路１１１０、第２のサンプリング回路１１１１、及び第３のサンプリング回路１１１２を含んでいる。第１のスイッチユニット２２１及び第２のスイッチユニット２２２が切断されている状態では、第１のサンプリング回路１１１０、第２のサンプリング回路１１１１、及び第３のサンプリング回路１１１２は第１、第２、及び第３の電圧をそれぞれ検出する。

【0046】

第１のサンプリング回路１１１０の第１の端部と第１のライン２１１との接続点が、第１のスイッチングユニット２２１とエネルギー変換装置３０との間に位置し、第２の端部と第２のライン２１２との接続点が、第２のスイッチングユニット２２２とエネルギー貯蔵装置２０との間に位置し、第１のサンプリング電圧が第１のサンプリング回路１１１０内に与えられる第１のサンプリング点を通して取得される。処理ユニット１２は、第１のサンプリング電圧と第１のサンプリング回路１１１０の抵抗情報とに基づいて第１の電圧を計算する。

【0047】

第２のサンプリング回路１１１１の第１の端部と第１のライン２１１との接続点が、第１のスイッチユニット２２１とエネルギー貯蔵装置２０との間に位置し、第２の端部と第２のライン２１２との接続点が、第２のスイッチユニット２２２とエネルギー変換装置３０との間に位置し、第２のサンプリング電圧が、第２のサンプリング回路１１１１内に与えられる第２のサンプリング点を通して取得され、処理ユニット１２は、第２のサンプリング電圧と第２のサンプリング回路１１１１の抵抗情報とに基づいて第２の電圧を計算する。

【0048】

第３のサンプリング回路１１１２の第１の端部と第１のライン２１１との接続点が、第１のスイッチユニット２２１とエネルギー貯蔵装置２０との間に位置し、第２の端部と第２のライン２１２との接続点が、第２のスイッチユニット２２２とエネルギー貯蔵装置２０との間に位置し、第３のサンプリング電圧第３のサンプリング回路１１１２内に置かれる第３のサンプリング点を通して取得され、処理ユニット１２は、第３のサンプリング電圧と第３のサンプリング回路１１１２の抵抗情報とに基づいて第３の電圧を計算する。

【0049】

いくつかの実施形態では、図５Ａに示すように、第１のスイッチユニットはＳ１であり、第２のスイッチユニットはＳ２である。第１のサンプリング回路１１１０は抵抗器Ｒ１１及びＲ１２を含み、第２のサンプリング回路１１１１は抵抗器Ｒ２１及びＲ２２を含み、第３のサンプリング回路１１１２は抵抗器Ｒ３１及びＲ３２を含む。第１のサンプリング回路１１１０、第２のサンプリング回路１１１１、及び第３のサンプリング回路１１１２内の抵抗器の抵抗は比較的大きく、通常、０．１メガオーム～１０メガオームの範囲である。

【0050】

第１のサンプリング点はＡＤＣ１であり、第１のサンプリング電圧はＵ１であり、第２のサンプリング点はＡＤＣ２であり、第２のサンプリング電圧はＵ２であり、第３のサンプリング点はＡＤＣ３であり、第３のサンプリング電圧はＵ３である。エネルギー変換装置３０に対応するインピーダンスはＲ３であり、計算によって得ることができる。

【0051】

第１のスイッチユニットＳ１の外側は、エネルギー変換装置３０に近い第１のスイッチユニットＳ１の側を指し、第１のスイッチユニットＳ１の内側は、エネルギー貯蔵装置２０に近い第１のスイッチユニットＳ１の側を指す。第２のスイッチユニットＳ２の外側は、エネルギー変換装置３０に近い第２のスイッチユニットＳ２の側を指し、第２のスイッチングユニットＳ２の内側は、エネルギー貯蔵装置２０に近い第２のスイッチユニットＳ２の側を指す。Ｕｂａｔ１は、第１のスイッチユニットＳ１の外側とエネルギー貯蔵装置２０の正極との間の電圧であり、Ｕｂａｔ２は、第２のスイッチユニットＳ２の外側とエネルギー貯蔵装置２０の正極との間の電圧であり、Ｕｂａｔ３は、エネルギー貯蔵装置の正極と負極２０との間の電圧であり、Ｕｂａｔ４はエネルギー変換装置３０両端の電圧であり、具体的な計算式は以下の通りである。

【数1】

【数2】

【数3】

【数4】

【数5】

【0052】

以下の数式を数式（１－１）、（１－２）、（１－３）、（１－４）、及び（１－５）：

【数6】

から取得することができる。
処理ユニット１２は、数式（１－６）によりＲ３の値を計算し得る。Ｒ３の値が、予め設定した抵抗閾値以下である場合には、エネルギー変換装置３０において短絡状態が生じていると判定されて、Ｓ１及びＳ２を切断状態に制御する。Ｒ３が、予め設定した抵抗閾値よりも大きい場合には、エネルギー変換装置３０は正常であると判定されて、処理ユニット１２はＳ１及びＳ２を閉に制御し、エネルギー貯蔵装置２０はエネルギー変換装置３０に電気エネルギーを出力する。

【0053】

処理ユニット１２は、故障検出回路１１１に基づいて第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧を計算し、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧により、エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算して、エネルギー変換装置において故障があるか否かを判定し得る。処理ユニット１２はさらに、故障検出回路が収集した電圧に基づいて、回路内のスイッチに異常があるか否かを判定し得る。たとえば、Ｕｂａｔ１をＵｂａｔ３と比較することによって、差が、予め設定した電圧閾値よりも小さい場合には、Ｓ１は動かないと判定され、Ｕｂａｔ２をＵｂａｔ３と比較することによって、差が、予め設定した電圧閾値よりも小さい場合には、Ｓ２は動かないと判定される。

【0054】

いくつかの実施形態では、故障検出回路１１１における第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路、及び第３のサンプリング回路は種々の方法で実施してもよい。当業者であれば分かるように、第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路及び第３のサンプリング回路を、基準接地点を設定する方法で配設してもよく、すべて、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧を取得し得る。処理ユニット１２は、第１の電圧、第２の電圧、第３の電圧、及び故障検出回路１１１に対応する抵抗情報から、エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値を計算する。

【0055】

たとえば、図５Ｂに示すように、故障検出回路１１１の第１のサンプリング回路１１１０は、抵抗器Ｒ１３、Ｒ１４、及びＲ１５を含み、第２のサンプリング回路１１１１は抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４、及びＲ２５を含み、第３のサンプリング回路１１１２は抵抗器Ｒ３３及びＲ３４を含む。第１のサンプリング回路１１１０、第２のサンプリング回路１１１１、及び第３のサンプリング回路１１１２内の抵抗器の抵抗は比較的大きく、通常、０．１メガオーム～１０メガオームの範囲である。第１のサンプリング点はＡＤＣ４であり、第１のサンプリング電圧はＵ４であり、第２のサンプリング点はＡＤＣ５であり、第２のサンプリング電圧はＵ５であり、第３のサンプリング点はＡＤＣ６であり、第３のサンプリング電圧はＵ６である。前述した第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧を、同じ原理に基づいて取得することができる。処理ユニット１２は、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧と、第１のサンプリング回路１１１０、第２のサンプリング回路１１１１、及び第３のサンプリング回路１１１２に対応する抵抗情報とから、エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値を計算する。

【0056】

いくつかの実施形態では、図３に示すように、本開示の制御装置はさらに、異なる種類であり得る第１の電流収集回路１３、たとえばホール電流センサを含む収集回路などを含み得る。第１の電流収集回路１３は、第１のライン２１１または第２のライン２１２内に設けてもよく、第１のライン２１１または第２のライン２１２を通して伝送される電流に対応する第１の検出電流値を収集する。

【0057】

処理ユニット１２は、第１のスイッチユニット２２１及び第２のスイッチユニット２２２を閉に制御した後で、第１の電流収集回路１３が取得した第１の検出電流値を取得し、エネルギー変換装置３０に入力されるかまたはエネルギー変換装置３０から出力される電流に対応する第２の検出電流値を収集して、第１の検出電流値及び第２の検出電流値に基づいて異常が生じているか否かを判定し、対応する動作を行う。

【0058】

異常の発生を判定する種々の方法がある。たとえば、処理ユニット１２は、充電または放電が異常であると判定し、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した差閾値よりも大きい状態に対して、対応する動作を行う。差閾値は特定の用途シナリオに従って設定してもよく、０に近い値であってもよい。

【0059】

たとえば、処理ユニット１２が第１のスイッチユニット２２１及び第２のスイッチユニット２２２を閉に制御した後で、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差の絶対値が差閾値よりも大きいか否かが判定される。絶対値が差閾値以下である場合には、第１の検出電流値と第２の検出電流値とは基本的に同じであり、動作状態は正常状態である。絶対値が差閾値よりも大きい場合、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差はより大きく、動作状態は異常状態である。

【0060】

異常状態に対応する動作は、アラームメッセージを送って、ユーザに、第１の検出電流値及び第２の検出電流値などを取得するための取得回路、装置などをチェックするように通知することであってもよい。また第１の電流取得回路１３による電流取得を用いて、取得回路、装置などをチェックし、さらにエネルギー変換装置及び回路に故障があるか否かを確認してもよく、その結果、信頼性が向上する。

【0061】

図６に示すように、本開示によって、前述の実施形態のいずれかの場合と同様に、エネルギー貯蔵装置２０、エネルギー変換装置３０、及び制御装置１０を含むエネルギー変換システムが提供される。

【0062】

いくつかの実施形態では、図７に示すように、エネルギー変換装置３０は、第２の接続ライン３１、第２の電流収集ユニット３２、及び伝達モジュール３３を含んでいる。第２の接続ライン３１は第１の接続ライン２１に接続されている。第２の接続ライン３１は、エネルギー貯蔵装置２０から出力された電気エネルギーを第１の接続ライン２１を通して受け取るか、または電力網などの電気エネルギーを第１の接続ライン２１を通してエネルギー貯蔵装置２０に出力する。

【0063】

第２の電流収集ユニット３２は、エネルギー変換装置３０に入力またはエネルギー変換装置３０から出力された電流に対応する第２の検出電流値を収集するように構成されている。第２の電流収集ユニット３２を第２の接続ライン３１内に設けて、第２の検出電流値を収集してもよい。第２の電流収集ユニット３２は異なる種類、たとえばホール電流センサを含む収集回路などであってもよい。伝達モジュール３３は、第２の電流収集ユニット３２が取得した第２の検出電流値を取得して、第２の検出電流値を制御装置１０の処理ユニット１２に伝送する。伝達モジュール３３は、処理ユニット１２と種々の方法で、たとえばＣＡＮバス伝達などを用いて伝達してもよい。

【0064】

エネルギー変換装置３０は、補助電源モジュール３５及び電流制限回路３４を含んでいる。エネルギー変換装置３０は独自の電気エネルギーを有しておらず、外部の電気エネルギーを取得して、エネルギー変換装置３０に電力を供給することによって、エネルギー変換装置３０を動作させる必要がある。電流制限回路３４は第２の接続ライン３１内に配置されている。電流制限回路３４は、第２の接続ライン３１を通して入力される電流を制限して、制限された電流が補助電源モジュール３５に入力され、伝達モジュール３３などに電力を供給して、エネルギー変換装置３０を動作させる。電流制限回路３４が電流を制限することによって、エネルギー変換装置３０などの外部装置の短絡に起因するエネルギー貯蔵装置２０の短絡が回避される。

【0065】

いくつかの実施形態では、図８に示すように、電流制限回路は電流制限抵抗器Ｒ４を含む。第２の接続ライン３１は、エネルギー貯蔵装置３０の正極及び負極とそれぞれ伝達するための第３のライン３１１及び第４のライン３１２を含む。電流制限抵抗器Ｒ４が第３のライン３１１内に設けられている。電力変換装置３０は、電流制限抵抗器Ｒ４と並列に接続された第３のスイッチングユニットＳ３を含んでいる。

【0066】

処理ユニット１２がＳ１及びＳ２を閉に制御すると、電流制限回路Ｒ４は、補助電源モジュール３５に入力される電流を制限して、補助電源モジュール３５に入力される電流を減らすことができ、電源が開始したときに過剰電流に起因するエネルギー変換装置３０のコンポーネントに対する損傷を回避することができ、その結果、保護効果が実現される。エネルギー変換装置３０が動作状態になった後で、第３のスイッチングユニットＳ３を閉じて電流制限抵抗器Ｒ４を短絡させて、Ｒ４による消費電力を減らす。

【0067】

またエネルギー変換装置３０は、制御モジュール３６、電力モジュール３７、及び主電源モジュール３８を含む。主電源モジュール３８も補助電源モジュール３５もそれ自体は電力を有しておらず、エネルギー変換装置３０には、外部から入力される電力が供給される。電力モジュール３７は、エネルギー貯蔵装置２０によって入力される電流を変換して、変換された電流を電気機器４０に与えるか、または電力モジュール３７は、外部ネットワークによって入力される電流を変換して、変換された電流をエネルギー貯蔵装置２０に与える。制御モジュール３６を用いて電力モジュール３７などを制御する。制御モジュール３６は伝達モジュール３３と一体化してもよい。

【0068】

処理ユニット１２が、エネルギー変換装置３０に対応する抵抗値が抵抗閾値よりも大きいと判定したとき、すなわち、抵抗値が安全値であるとき、Ｓ１及びＳ２を直接閉じて、Ｒ４は、補助電源モジュール３５に入力される電流を制限する。補助電源モジュール３５の場合、動作電圧範囲はＵｍｉｎ－Ｕｍａｘであり、補助電源モジュール３５の最大動作電流がＩ１ならば、Ｒ４の選択に対して以下の要件が作られる。

【数7】

【数8】

【0069】

連立方程式（１－７）及び（１－８）によって、次のように計算することができる。

【数9】

ここで、Ｐは、抵抗器Ｒ４が耐えることができる最大加熱電力であり、Ｕｂａｔｍｉｎは、エネルギー貯蔵装置２０（バッテリーパック）が放電モードをサポートすることができる最低電圧であり、また安全上、Ｒ４は数式（１－９）の状態下でなければならず、選択した抵抗値が大きいほど、抵抗値は良好である。

【0070】

補助電源モジュール３５が動作状態になった後で、Ｓ３を閉じて、制御モジュール３６及び電力モジュール３７を動作させる。第１の電流収集回路はホール電流センサ１３１を含み、第２の電流収集ユニットはホール電流センサ３２１を含んでいる。伝達モジュール３３は、ホール電流センサ３２１が取得した第２の検出電流値を、ＣＡＮバスなどの伝達方法を通して処理ユニット１２に伝送する。

【0071】

処理ユニット１２は、ホール電流センサ１３１が収集した第１の検出電流値を取得し、伝達モジュール３３によって送られた第２の検出電流値を受け取る。処理ユニット１２は、異常が生じていると判定し、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した差閾値よりも大きいときには警告情報を送って、ユーザに、エネルギー変換装置３０及びエネルギー貯蔵装置２０の動作状態をチェックするように促し、取得回路、装置などのチェッキングを実現することができ、さらに、充放電回路が異常であるか否かを確認することによって、信頼性が向上する。

【0072】

いくつかの実施形態では、本開示によって、前述の実施形態のいずれか１つによるエネルギー変換システムに適用されるエネルギー変換方法が提供される。エネルギー変換システムは、エネルギー変換装置、エネルギー貯蔵装置、及び制御装置を含み、制御装置は検出ユニット及び処理ユニットを含む。検出ユニットは、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部との間の第１の電圧、エネルギー貯蔵装置の負極とエネルギー変換装置の第２の端部との間の第２の電圧、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー貯蔵装置の負極との間の第３の電圧を検出するために用いられる。エネルギー変換方法は処理ユニットにおいて実行される。図９は、本開示のエネルギー変換方法のいくつかの実施形態の概略フロー図である。図９に示すように、

【0073】

ステップ９０１では、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧により、エネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算する。

【0074】

９０２では、抵抗値が抵抗閾値よりも大きいときに、エネルギー貯蔵装置を、エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するように制御する。

【0075】

図１０は、本開示のエネルギー変換方法の別の実施形態の概略フロー図である。図１０に示すように、

【0076】

ステップ１００１では、エネルギー変換装置に対応する抵抗値を、第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧により計算する。

【0077】

ステップ１００２では、抵抗値が抵抗閾値よりも大きいか否かを判定し、そうである場合にはステップ１００３に入り、そうでない場合はステップ１００４に入る。

【0078】

ステップ１００３では、エネルギー貯蔵装置を、エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給するように制御する。また本方法は、エネルギー貯蔵装置を、エネルギー変換装置を通して電力網とエネルギー変換を行うように制御するステップを含むことができる。

【0079】

１００４では、エネルギー貯蔵装置は、エネルギー変換装置を通して電気機器に電力を供給することが妨げられる。本方法はさらに、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を介して電力網とエネルギー変換を行うことを妨げることを含んでいてもよい。

【0080】

エネルギー貯蔵装置は、第１の接続ラインを通してエネルギー変換装置と接続され、第１の接続ライン内にはスイッチアセンブリが配設されている。処理ユニットはさらに、抵抗値が抵抗閾値よりも大きいときには、スイッチアセンブリを閉じて第１の接続回路を閉状態にし、抵抗値が抵抗閾値以下であるときには、スイッチコンポーネントをターンオフして第１の接続回路を切断状態にする。

【0081】

検出ユニットは、第１の接続ラインと接続された故障検出回路を含んでいる。第１の接続ラインが切断状態にあるときに、第１の接続ライン及び故障検出回路は、エネルギー貯蔵装置とエネルギー変換装置との間の接続回路を構成する。処理ユニットはさらに、故障検出回路によって検出された第１の電圧、第２の電圧、及び第３の電圧と、故障検出回路の抵抗情報とにより、抵抗値を計算する。

【0082】

第１の接続ラインは、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第１の端部とを接続するための第１のラインと、エネルギー貯蔵装置の正極とエネルギー変換装置の第２の端部とを接続するための第２のラインとを含んでいる。スイッチアセンブリは、第１の回路及び第２の回路上にそれぞれ配設された第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットを含んでいる。故障検出回路は、第１のライン及び第２のラインとそれぞれ接続された第１のサンプリング回路、第２のサンプリング、回路及び第３のサンプリング回路を含んでいる。処理ユニットはさらに、第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットが切断状態にあるときに、第１のサンプリング回路が取得した第１のサンプリング電圧と第１のサンプリング回路の抵抗情報とにより第１の電圧を計算し、第２のサンプリング回路が取得した第２のサンプリング電圧と第２のサンプリング回路の抵抗情報とにより第２の電圧を計算し、第３のサンプリング回路が取得した第３のサンプリング電圧と第３のサンプリング回路の抵抗情報とにより第３の電圧を計算する。

【0083】

制御装置はさらに、第１の接続ラインを通して伝送された電流に対応する第１の検出電流値を収集するように構成された第１の電流収集回路を含む。図１１は、本開示のエネルギー変換方法のいくつかの実施形態による異常判定の概略フローチャートである。図１１に示すように、

【0084】

ステップ１１０１では、制御スイッチアセンブリが閉じた後に、エネルギー変換装置に入力された電流またはエネルギー変換装置から出力された電流に対応する第１の検出電流値及び第２の検出電流値を取得する。

【0085】

ステップ１１０２では、第１の検出電流値と第２の検出電流値との間の差の絶対値が、予め設定した電流差値閾値よりも小さい状態下で、スイッチコンポーネントを閉状態になるように制御する。

【0086】

いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置は、エネルギー貯蔵装置によって入力された電気エネルギーを受け取るかまたはエネルギー貯蔵装置に電気エネルギーを出力するように構成された第２の接続ライン、補助電力モジュール、及び第２の接続ライン内に配設された電流制限回路を含む。電流制限回路は、第２の接続ラインを通っている電流を制限して、制限された電流が補助電源モジュール内に入力されてエネルギー変換装置に対する電力を供給するようにする。

【0087】

電流制限回路は、電流制限抵抗器と、電流制限抵抗器と並列に接続された第３のスイッチングユニットとを含んでいる。エネルギー変換装置が動作状態にあるときに、エネルギー変換装置は第３のスイッチユニットを閉じて電流制限抵抗器を短絡させる。

【0088】

いくつかの実施形態では、本開示によってさらに、コンピュータ命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータ命令は、プロセッサによって実行されると、前述の実施形態のいずれかの場合と同様にエネルギー変換の方法を実施する。

【0089】

本開示を、本開示の実施形態による方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／またはブロック図を参照して説明している。当然のことながら、フローチャート図及び／またはブロック図の各フロー及び／またはブロック、ならびにフローチャート図及び／またはブロック図におけるフロー及び／またはブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施することができる。これらのコンピュータプログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサ、または他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに与えてマシンを製造して、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートフローまたはフロー（複数）及び／またはブロック図ブロックまたはブロック（複数）において特定された機能を実施するための手段が形成されるようにしてもよい。

【0090】

またこれらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置に特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読メモリに記憶して、コンピュータ可読なメモリに記憶された命令が、フローチャートフローまたはフロー（複数）及び／またはブロック図ブロックまたはブロック（複数）に特定された機能を実施する命令手段を含む製造品を製造するようにしてもよい。

【0091】

前述の実施形態における制御装置、エネルギー変換システム、エネルギー変換方法、及び記憶媒体は、エネルギー貯蔵装置とエネルギー変換装置との間の電圧と、エネルギー貯蔵装置のアノード及びカソード間の電圧とを検出し、電圧に基づいてエネルギー変換装置に対応する抵抗値を計算し、抵抗値により、エネルギー貯蔵装置がエネルギー変換装置を通して電気装置に電力を供給するか否かを制御する。外部装置の短絡故障によりエネルギー貯蔵装置が短絡する問題を回避することができ、エネルギー貯蔵装置を保護することができ、エネルギー変換装置及び回路に故障が存在するか否かを、エネルギー貯蔵装置及びエネルギー変換装置の入力または出力電流値の比較を通してさらに確認することができ、安全性及び信頼性が向上し、ユーザの経験を利用することを改善することができる。

【0092】

本開示の方法及びシステムは多くの方法で実施し得る。たとえば、本開示の方法及びシステムは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェア、ハードウェア、及びファームウェアの任意の組み合わせで実施し得る。方法のステップに対する前述した順番は単に説明用であり、本開示の方法のステップは、特に記載のない限り、具体的に前述した順番に限定されない。さらに、いくつかの実施形態では、本開示を、記録媒体に記録されたプログラムとして具体化してもよく、プログラムには本開示による方法を実施するための機械可読命令が含まれる。したがって、本開示は、本開示による方法を実行するためのプログラムを記憶する記録媒体にも及ぶ。

【0093】

本開示の説明は例示及び説明の目的上与えており、網羅的であること、または開示した形式での開示に限定されることは意図していない。多くの変更及び変形が当業者にとって明らかである。実施形態の選択及び説明は、本開示の原理及び実際の応用の説明が最良となり、また他の当業者が、特定の用途に適した種々の変更を加えた種々の実施形態に対する開示を理解できるようになされた。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】