JP2017500837A - 複数のバッテリセルを含むバッテリのためのバッテリ管理システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、直列接続された複数のバッテリセルを含むバッテリのためのバッテリ管理システムであって、バッテリ制御装置と、1つ以上のバッテリセルの電圧を測定することが可能な複数の低電圧測定装置と、を備え、かつ、複数のバッテリセルまたは全てのバッテリセルに渡る電圧のための1つ以上の高電圧測定装置、および/または、バッテリの電流またはバッテリを通る電流を測定することが可能な少なくとも1つの電流測定装置、および/または、高電圧測定装置および電流測定装置を備える少なくとも1つの測定モジュールを備える、上記バッテリ管理システムにおいて、低電圧測定装置の信号、および、高電圧測定装置および/または電流測定装置および/または測定モジュールのうちの少なくとも1つの信号をバッテリ制御装置へと伝送することが可能な信号伝送装置を備えることを特徴とする、上記バッテリ管理システムに関する。【選択図】図4
Description
本発明は、直列接続された複数のバッテリセルを含むバッテリのためのバッテリ管理システムであって、バッテリ管理システムは、バッテリ制御装置と、1つ以上のバッテリセルの電圧を測定することが可能な複数の低電圧測定装置とを備え、かつ、以下の構成要素のうちの少なくとも1つ、すなわち、複数のバッテリセルまたは全てのバッテリセルに渡る電圧のための1つ以上の高電圧測定装置と、バッテリの電流またはバッテリを通る電流を測定することが可能な少なくとも1つの電流測定装置と、高電圧測定装置および電流測定装置を備える少なくとも1つの測定モジュールとのうちの少なくとも1つを有する、上記バッテリ管理システムに関する。さらに、本発明は、バッテリと、複数の低電圧測定装置を用いて複数の個々のバッテリセルの複数の低電圧または複数のバッテリセル群の複数の低電圧を測定するため、および、高電圧測定装置によって複数のバッテリセルまたは全てのバッテリセルに渡る高電圧を測定するための方法とに関する。高電圧は、低電圧測定装置によっては、他の対策を取らずにもはや測定が可能ではない。本明細書では、直列接続されたバッテリセルのうちの1つまたは幾つかのバッテリセルの電圧を超える電圧が、高電圧と称され、通用している一般的な定義によれば、60Vを超える直流電圧、および、25Vを超える交流電圧である。この概念は、電気自動車分野では一般的である。より低い電圧は、本願では低電圧と称される。
従来技術では、例えば電気自動車およびハイブリッド自動車のためのバッテリ管理システムにおいて、特にリチウムイオンセルによる実装のために、例えば個々セル電圧のような低電圧の他に、他のシステム電圧も、典型的には高電圧も、例えば、
‐複数のバッテリセルまたは全てのバッテリセルの高電圧
‐中間回路電圧、
‐充電装置の電気系統の電圧、
‐低電圧‐高電圧‐DC‐DC変換器(Niederspannungs−Hochspannungs−DC−DC−Wanlder)のシステム電圧、
等の高電圧も測定され、マイクロプロセッサシステムによって監視される。バッテリの高電圧部からの電圧、または、バッテリに接続されたシステムからの電圧が、バッテリ制御装置の高電圧部を介して測定され、対応する測定データが、絶縁されまたは直流的に絶縁されて、デジタルバスを介してバッテリ制御装置の低電圧部へと伝送されうる。個別バッテリセルの個別セル電圧、または、例えば個別セルまたはその制御電子回路の温度等の他の測定値は、他のセル値測定装置によって測定され、対応する測定データがバッテリ制御装置に伝達される。当該伝達は、従来技術では通常、絶縁されまたは直流的に絶縁された低電圧インタフェースを介して行われる。
‐複数のバッテリセルまたは全てのバッテリセルの高電圧
‐中間回路電圧、
‐充電装置の電気系統の電圧、
‐低電圧‐高電圧‐DC‐DC変換器(Niederspannungs−Hochspannungs−DC−DC−Wanlder)のシステム電圧、
等の高電圧も測定され、マイクロプロセッサシステムによって監視される。バッテリの高電圧部からの電圧、または、バッテリに接続されたシステムからの電圧が、バッテリ制御装置の高電圧部を介して測定され、対応する測定データが、絶縁されまたは直流的に絶縁されて、デジタルバスを介してバッテリ制御装置の低電圧部へと伝送されうる。個別バッテリセルの個別セル電圧、または、例えば個別セルまたはその制御電子回路の温度等の他の測定値は、他のセル値測定装置によって測定され、対応する測定データがバッテリ制御装置に伝達される。当該伝達は、従来技術では通常、絶縁されまたは直流的に絶縁された低電圧インタフェースを介して行われる。
バッテリ制御装置は、通常では、各個別セルのセル電圧と、バッテリの総電圧と、バッテリセルの直列回路を通って流れる電流とを監視する。バッテリ制御装置と監視装置とで構成されるシステム全体が、バッテリ管理システムと呼ばれる。セル電圧の測定のために、典型的に、対応付けられたセルの電圧を測定する特別な集積回路(IC)が実装される。このようなICをセルごとに設けることが可能であるが、典型的には、複数セルのセル電圧が、1つのICによって測定され、例えばICごとに6〜16個のセルのセル電圧が測定される。これにより、ICのためのコストが節約される。測定された電圧値はデジタル化されて、特別なバスシステムであって、電圧測定装置がインタフェースを介して鎖状に相互接続され当該バスシステムの構成要素をなす上記バスシステムを介して、データの受信者装置へと伝送される。このようなバスシステムは一般に「デイジーチェーン」(Daisy−Chain)と呼ばれる。このバスは1つ以上のICの内部のみを通るわけではない。
バッテリセルの直列回路を通って流れる電流を測定するために、当該電流が元々同じ強度で全てのセルを通って流れるため、多くの場合には電流センサが1つだけ必要である。ただし、複数の線のセルが互いに並列に接続される場合は除く。その場合には、複数の電流センサが設けられうる。電流センサは、従来技術によれば、他のインタフェースまたは他のバスを介して電流値の受信者装置に接続されている。
したがって、例えばバッテリ制御装置のような同一の受信者装置によってセル電圧値および電流値が処理されるバッテリ管理システムでは、バッテリ制御装置のために、2つの異なるインタフェースが設けられる。高電圧の測定のためには、さらなる別の電圧センサと、同一データの受信者装置への第3のインタフェースとが必要であり、または、高電圧は、例えばバッテリ制御装置のような受信者装置によって直接測定される。従来技術でのこの状況によって、個別電圧値と、高電圧値と、(必要な場合には)電流値との可能な限り同時のサンプリングの同期化が困難になる。例えば、国際公開第2013/007617号明細書には、電圧測定装置の2つの異なる線のための2つの別体のバスが開示されている。
従来技術によるバッテリ管理システムの構造が、図1に簡略化されて示されている。例えば120個までの、互いに直列に接続されたバッテリセルから成るバッテリ線が、低電圧測定装置を各々が備えるモジュール型のセル測定モジュールによって監視される。この測定モジュールは、各個別セルの電圧を測定し、バッテリセルおよび/または当該バッテリセルに対応付けられた電子回路の温度を検出する。測定値は、共通のバスを介してバッテリ制御装置へと伝達される。バスインタフェースのトポロジは、従来技術によればデイジーチェーンの原則で実現される。セル測定モジュールのチェーンの末端に存在するセル測定モジュールは、直接的に、すなわち他のセル測定モジュールを介さずに、バッテリ制御装置と接続されている。他のセル測定モジュールは各々、自身の前に存在するセル測定モジュールと鎖状に接続されている(直列回路の原則)。個別バッテリセルの直列回路内の個別バッテリセル間で電圧がずれているために、必要なレベル変換を行う特別な回路が各セル測定モジュールに組み込まれている。
システム電圧を測定するために、バッテリ制御装置には、高電圧信号のためのインタフェースを備えた回路部が設けられる。高電圧の電位を有する信号が、さらに処理することが可能な低電圧信号に変換され、フィルタに掛けられ、その後でデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、(例えば容量的、誘導的、または光学的な)分離装置を介して直流的に絶縁され、バッテリ制御装置の低電圧部へと伝送されてそこで処理される。
全ての必要なシステム値を収集するためには、全体で、バッテリ制御装置への複数のインタフェースが必要となる。アルゴリズムによるさらなる処理のための全てのシステム値が時間同期で収集される際には多大なコストが追加的に発生する。
従来技術によれば、バッテリセルまたはバッテリ全体の電圧または電流を測定するために、バッテリ制御装置または当該バッテリ制御装置の一部であるマイクロコントローラのアナログデジタル変換器を利用することがさらに知られている。米国特許出願公開第2006/0170389号明細書には、例えば、バッテリセルの複数の電圧を測定するために、マルチプレクサを備えたA/D変換器を使用することが開示されている。米国特許出願公開第2013/0175976号明細書には、バッテリ制御システムからCANバスを電気的に絶縁しまたはガルバニック的に絶縁することが開示されている。
従来では、バッテリの全てのバッテリセルの状態を決定しうる各測定のために、複数の様々なバスシステムを介して、対応する測定装置へと複数の信号を送信する必要があった。このためには、複数の様々なプロトコルによる複数の様々な命令が必要であり、すなわち、実装時のコストの増大、および、実行時の計算コストの増大を意味する。このことは、測定装置からバッテリ制御装置へと測定信号を伝送するための命令についても同じように当てはまる。
本発明の主題は、低電圧測定装置の信号(例えば測定信号および制御信号)のみならず、高電圧測定装置の信号、および/または、バッテリを通って流れる電流を測定するための電流測定装置の信号、および/または、高電圧測定装置および低電圧測定装置を備える測定モジュールの信号も、バッテリ制御装置へと伝送することが可能な信号伝送装置を有するバッテリ管理システムである。
したがって、これら測定周辺装置のために、バッテリ制御装置上にインタフェースが1つだけ必要である。対応して、接続される全ての測定システムでは、共通のトリガ信号によって全ての測定装置での測定を開始することが可能である。それによりトリガ信号が送信されまたは測定装置の測定データについて問い合わせが行われ測定データが伝送されうるソフトウェアモジュールが、1つだけ必要である。接続された個別の測定システムの測定データについても、問い合わせが行われうる。例えば従来技術のような同期化コマンドを介した、バッテリ制御装置の命令の同期化がもはや必要ではない。上記の構成要素は、バッテリ管理システム内に存在する限り、信号伝送装置への、機能的に互換性を有するインタフェースを有する。
従属請求項は、本発明の好適な発展形態を示す。
バッテリ管理システムの好適な実施形態によれば、信号伝送装置は、複数の測定装置の直列回路として実現され、このことは、デイジーチェーンバス(Daisy−Chain−Bus)と呼ばれる。ここでは、バッテリ制御装置からのデータおよびバッテリ制御装置へのデータが、測定装置のうちの少なくとも1つを通って、隣の測定装置へと転送される。特に、低電圧測定装置および高電圧測定装置が、同一のバスに接続されている。好適に、全ての測定装置が1つのバスを介して互いに接続され、およびバッテリ制御装置と接続される。バスが1つだけ必要なため、全体で測定装置の配線コストが削減される。さらに、インタフェースの追加コストが発生することなくスケーラビリティが改善される。他の測定装置は、例えば単純にバスに接続されてもよく、または、バスが、直列回路の他の構成要素の分だけ拡張されてもよい。さらに、有利にバッテリ制御装置のガルバニック絶縁が簡素化される。なぜならば、様々なバスの信号からのバッテリ制御装置の多重のガルバニック絶縁が必要ないからである。しかしながら、特に好適に、バッテリ制御装置は、本発明に係る信号伝送装置から直流的に分離されまたは絶縁されて実現される。さらに、このようにして、測定装置をグループに分けることが容易になる。高電圧システムの電圧の収集は、例えば、コストを掛けずに、バッテリ管理システムの様々なサブコンポーネントに、例えば、バッテリ制御装置、保護ボックス、ヒューズボックス等に移される。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態によれば、特に測定モジュール内に配置される高電圧測定装置には、高電圧‐低電圧変換器が具備される。この高電圧‐低電圧変換器によって、高電圧と接続されまたは高電圧に基づく測定信号が、低電圧測定装置、信号伝送装置、および/または、バッテリ制御装置の電圧と互換性がある低電圧信号に変換される。このような高電圧‐低電圧変換器によって、特に低電圧を測定し特に信号伝送装置と通信することが可能な様々な構成要素へと、高電圧の測定が簡単に移される。本実施形態に係る測定モジュールによって、測定モジュール内のさらなる高電圧測定装置または総電圧測定装置の分だけ、バッテリ管理システムを拡張するという可能性が生まれ、その際に、ガルバニック絶縁のためにさらなる装置が必要とならない。このようなさらなる高電圧測定装置は、例えば、バッテリ管理システムの内部のさらなる別のシステム電圧を測定することが可能である。さらなる効果として、バッテリ制御装置は低電圧構成要素のみを必要とし、バッテリ制御装置のよりコンパクトな実施形態が可能となる。高電圧‐低電圧変換器は、好適に、高電圧が掛っても大きな電流を流れさせない高インピーダンスの抵抗器を備えた抵抗分圧器として実現されるため、エネルギー消費が小さいままである。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、バッテリ管理システムは、バッテリをその電流消費機器から分離するためのカットオフ継電器の前の高電圧を測定するよう構成された高電圧測定装置と、上記カットオフ継電器の後ろの高電圧を測定することが可能なさらなる別の高電圧測定装置とを有する。バッテリ管理システムのこのような設計は、例えば、このようなカットオフ継電器の動作にエラーが無いかを検査するために役立つ。このことは、例えば、カットオフ継電器の制御信号と、両方の高電圧測定装置の測定結果との比較によって実現されうる。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、バッテリ管理システムは、少なくとも1つの電圧測定チップを備え、この電圧測定チップは、信号伝送装置を介した通信を行うよう構成された通信モジュールを有する。特に好適に、通信モジュールは、電圧測定チップの他の構成要素から直流的に絶縁されおよび/または電気的に絶縁される。これにより、信号伝送装置の電位と比較して異なる他の電位にある可能性がある様々なバッテリセルで、電圧測定チップを使用することが可能となる。さらに、この電圧測定チップを、高電圧の測定のために使用することも構想可能であり、その際に、電圧を下げるために高電圧‐低電圧変換器が設けられうる。特に、このような電圧測定チップは、高電圧測定装置の中心的要素となりうる。高電圧に適した、電圧測定チップの電圧測定入力部も同様に構想されうる。代替的に、電圧測定チップから、または当該電圧測定チップを備える電圧測定装置自体から、独立しておりおよび/または空間的に分離された固有のモジュール内での、信号伝送装置と電圧測定チップとの間のガルバニック絶縁を実現することがさらに構想されうる。電圧測定チップにガルバニック絶縁を組み込んだ実現の代わりに、他の代替例において、他の集積回路でガルバニック絶縁を実現しまたはそのためのディスクリート回路を構成することが構想されうる。好適に、ガルバニック絶縁または絶縁を行うユニットが、信号伝送装置との通信に適した通信インタフェースを備える。このことは、本稿で記載される全ての変形例または代替例に当てはまる。電圧測定チップは、考えられるところでは様々な実施形態において、バッテリ制御装置に論理的に最も近い位置を含めた、信号伝送装置の各任意の場所に配置されうる。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、高電圧測定装置は、少なくとも1つの個別の低電圧測定装置にも具備されるのと同じ電圧測定チップを有する。これにより、低電圧測定装置よりも明らかに少ない個数で製造される、高電圧測定装置のための特別な電圧測定チップを開発しなければならないということが回避される。様々な電圧レベルの調整は、高電圧‐低電圧変換器によって実現されうる。電圧測定チップとは、電圧のための測定機能を備える集積回路と理解されたい。さらに、電圧測定チップは、信号伝送装置へのインタフェースをするため、高電圧測定装置は、バッテリ制御装置および低電圧測定装置と通信することが可能であり、このことは、高電圧測定装置が測定モジュールの構成要素である場合についても言える。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、高電圧測定装置と、バッテリを通る電圧を測定することが可能な電流測定装置とを有する測定モジュールを有するバッテリ管理システムであって、測定モジュールは、インタフェースを用いて信号伝送装置を介して測定信号を伝送するよう構成され、高電圧測定装置と、少なくとも電流測定装置の少なくとも一部と、インタフェースとはチップ上に統合されている、上記バッテリ管理システムが提案される。測定モジュールは、電流測定装置の信号および高電圧測定装置の信号を、信号伝送装置を介して伝送するよう構成される。好適に、測定モジュールは、信号伝送装置への通信モジュールのみを有する。信号伝送装置へのインタフェースは、特に好適に、バッテリ管理システムの低電圧測定装置も有するのと同じインタフェースであるため、バッテリ管理システムとの通信、および、バッテリ制御装置との通信が可能である。このような測定モジュールは、既存のバッテリ管理システムでは、高電圧測定装置を持たない従来の電流測定モジュールの代わりとなりうる。したがって、同一のモジュールによって、バッテリを通る電流も高電圧も測定可能であり、通信のための配線コストが削減される。測定モジュールまたは測定モジュールの少なくとも一部は、1つの集積回路としてまたは、チップとして実現されうる。さらに、1つより多いチップを備えた測定モジュールを実現することも構想されうる。このような統合による解決策によって配線コストが削減され、小さな空間のみ必要であり、コストが安い。さらに高い信頼性が得られる。バッテリを通って流れる電流を測定しうるために、バッテリ電流を案内する線が測定モジュールを通っている。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、測定モジュールは、バッテリを通って流れる電流を測定することが可能な少なくとも2つの電流測定装置を有する。このやり方で、バッテリ管理システムを備えるバッテリの安全性の向上が実現されうる。なぜならば、少なくとも2つの電流測定装置の冗長性によって、様々な値を元にして、バッテリおよびバッテリ管理システムが正しく機能しているかどうかを検知することが可能である。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、先に記載した実施形態のうちの1つに係る測定モジュールは、温度測定装置を備える。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、測定モジュールは、バッテリ管理システム内で測定される全てのシステム電圧のための1つ以上の電圧測定装置を有する。このようなシステム電圧は、例えば、マイクロコントローラまたはDSP(Digital Signal Processor、デジタル信号プロセッサ)または特別なASIC(Application Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路)等のような集積回路の、多目的アナログ入力部を介して測定されうる。好適に、このような入力部の前段には、上記入力部による検出に適した電圧へと高電圧を分圧することが可能な高電圧‐低電圧変換器が接続される。このような分圧器は、好適に高インピーダンス状態となるよう実現され、したがって、高電圧が、大きな電流を、分圧器を通して流れされない。各接続スイッチにより電圧測定装置と接続可能な複数の高電圧‐低電圧変換器が設けられてもよい。測定される1つの電圧のみが、電圧測定装置と接続される。測定される全ての電圧のための1つの電圧測定装置が設けられてもよい。電圧測定装置は、例えば、マイクロコントローラまたはDSPまたはASICの構成要素であってもよい。分圧器の切り替えは、マイクロコントローラまたはDSPまたはASICの多目的出力部を介して行われる。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、測定モジュールは、例えばバッテリ制御装置または信号伝送装置の電位とは合わない電位で動作するためバッテリ制御装置との直接的な通信には適さない通信構成要素を備える。例えば、このような通信構成要素は、バッテリ制御装置または信号伝送装置に対する電気的絶縁またはガルバニック絶縁を必要とする。ガルバニック絶縁はいずれにせよ測定モジュール内に設けられているため、このような通信構成要素を測定モジュールへと移すことは有利である。なぜならば、ガルバニック的な絶縁または分離が、さらに他にも必要とならないからである。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、測定モジュールは、バッテリの極と電気的に接続されまたは接続可能な電圧供給装置を有する。したがって、測定モジュールには、バッテリの高電圧が供給されうる。電流供給のためのこのような接続も、バッテリの高電圧の検出に加えて一緒に利用されうる。
バッテリ管理システムのさらなる別の実施形態において、測定モジュールは、バッテリの電流を測定することが可能な測定抵抗器での電圧降下のための差動的な測定入力部を有する。この測定抵抗器は、好適に、極めて低インピーダンス状態になるよう実現され、特に好適に、100μΩよりも小さい抵抗を有する。例えば、電圧測定の精度は±1%である。
本発明の他の観点において、先に記載した実施形態のうちの1つに係るバッテリ管理システムを有するバッテリが提案される。
本発明のさらに別の観点において、複数のバッテリセルの複数の低電圧、特に個別電圧をそれぞれ個別に測定しうる方法であって、当該測定のために複数の低電圧測定装置が使用される方法が提案される。本方法によればさらに、複数のバッテリセルまたは全てのバッテリセルに渡る電圧でありうるバッテリの高電圧の測定が、高電圧測定装置によって行われる。低電圧測定装置の信号および高電圧測定装置の信号が、同一の信号伝送装置を介してバッテリ制御装置へと伝送される。本方法の実施形態は、先に記載した実施形態に係るバッテリ管理システムによって実現可能であり、その際に、手続きに関する上記実施形態の特徴は、本方法の実施形態の特徴と対応しうる。
以下では、本発明の好適な実施例が、添付の図面を参照しながら詳細に記載される。
従来技術によるバッテリ管理システムの概略的な回路図を示す。
本発明の第1の実施形態に係るバッテリ管理システムの概略的な回路図を示す。
本発明の第2の実施形態に係るバッテリ管理システムの概略的な回路図を示す。
本発明の第3の実施形態に係るバッテリ管理システムの概略的な回路図を示す。
本発明に係るバッテリ管理システムの構成要素となりうる、高電圧およびバッテリの電流のための測定モジュールの概略的な回路図を示す。
測定モジュールの構成要素となりうる、または、測定モジュールには属さない、バッテリ管理システムの構成要素となりうる電流測定装置の概略的な回路図を示す。
図1は、従来技術によるバッテリ管理システム1の構造を概略的に示している。バッテリ管理システム1はバッテリ制御装置2を備え、バッテリ制御装置2は、第1の信号伝送装置3、高電圧測定装置4と接続され、さらなる別の信号伝送装置5を介して電流測定装置6と接続され、さらに第3の信号伝送装置7を介して複数の電圧測定装置8と接続されており、電圧測定装置8は各々がバッテリ10の個別セルを1つずつ監視し、または、図1に示されるように、各々が、バッテリ10の複数の個別セル9を監視する。信号伝送装置7は、加入者装置が直列接続により数珠つなぎになった(デイジーチェーン)バスシステムであり、ここでは、データが1つの低電圧測定装置を通って隣の低電圧測定装置へと転送されることで、同一のバスを介して、複数の低電圧測定装置8が、バッテリ制御装置2と通信することが可能である。個別バッテリセルの直列回路において、電位が高い電圧を測定する低電圧測定装置8の高い電圧から、バッテリ制御装置2を保護するために、信号伝送装置7は、バッテリ制御装置2の電位を低電圧測定装置8の電位から分離することが可能な分離装置11を有する。信号伝送装置3および5も各々がこのような分離装置11を有する。バッテリ制御装置2は、3つのインタフェース13、15、および17を有し、これらインタフェース13、15、および17は、典型的に、様々なプロトコルによる様々なバスのために役立つ。高電圧測定装置4は、バッテリ10の極18および19の電圧が測定できるように、バッテリ10の極18および19と接続されている。電流測定装置6は、バッテリ極19から中間回路26への信号経路21に配置されているため、当該信号経路21を介して流れる電流を測定することが可能である。極18から中間回路26への信号経路20には継電器22が配置され、継電器22によって電流経路20を介する電流の流れを遮断することが可能であり、極19から中間回路26への電流経路21には継電器23が配置され、継電器23によって信号経路21を介する電流の流れを遮断することが可能である。バッテリ10を中間回路26から分離するために、継電器22または23を、制御線24または25を介してバッテリ制御装置2によって切り替えることが可能である。中間回路26には、典型的に、バッテリ10により電力供給される消費機器が接続される。
図2は、本発明の第1の実施形態に係るバッテリ管理システムの構造を概略的に示している。本実施形態は、図1に関して記載された従来技術によるバッテリ管理システム1と、幾つかの観点で類似している。同じ構成要素および特徴は、同じ符号で示されており、相違点を除いて、再度個別には記載しない。図1の実施形態を参照されたい。従来技術との主な相違点は、バスシステム3および5が無くなっていることである。高電圧測定装置4が、自身のデータをさらに処理する装置と通信できるために、高電圧測定装置4は、低電圧測定装置8へのバス7に組み込まれている。本実施形態では、高電圧測定装置はバッテリ制御装置2に統合されており、バッテリ制御装置2は、高電圧部28と、低電圧部29とを有する。測定される電圧への高電圧測定装置4の接続線は概略的に示され、バッテリ10までの接続は示されていない。好適に、高電圧測定装置4は、複数の高電圧であって、全てのバッテリセル9に渡る電圧とは異なりうる上記複数の高電圧を測定することが可能であり、すなわち、上記複数の電圧は、例えば、バッテリ10の構成要素の電圧、または、バッテリの周辺装置の電圧でありうる。バッテリ制御装置2の高電圧部28と低電圧部29との間には、低電圧部29から高電圧部28を直流的に絶縁するための分離装置11が配置され、この分離装置11は、信号伝送装置7におけるガルバニック絶縁箇所として機能する。これにより、信号伝送装置7からのデータを処理するマイクロプロセッサ27が、電圧測定装置8および高電圧測定装置4から直流的に絶縁される。電流測定装置も、他の想定される構成要素と同様に、提示されるバッテリ管理システム1に含まれていてもよい。図1の実施形態とは異なって、低電圧測定装置8は、1つ以上のバッテリセル9の電圧の他に、1つ以上でのバッテリセル9の温度も測定することが可能である。
図3は、本発明の第2の実施形態に係るバッテリ管理システム1を概略的に示しており、このバッテリシステム1は、多くの部分で、図2に示された実施形態と一致している。以下では、図2の実施形態との相違点にのみ言及する。同じ構成要素および特徴は同じ符号で示される。図2に示される実施形態とは異なって、高電圧測定装置4は、バッテリ制御装置2から分離され、別体のユニットとして実現される。このことによって、例えば電気自動車内で、構成要素を分散させる際のフレキシビリティをより高くすることが可能となり、配線時のケーブルが節約されうる。図3では、バッテリの極18および19、並びに、当該極18および19に接続された接続経路20および21が示されている。高電圧測定装置4が接続経路20および21に接続されているため、高電圧測定装置4は、それらの電位間の電圧を測定することが可能である。
図4は、第3の実施形態に係るバッテリ管理システム1を概略的に示しており、このバッテリ管理システム1は、基本的な部分では、図2および図3に示された実施形態と一致している。図2および図3の実施形態との相違点にのみ言及する。同じ構成要素および特徴は同じ符号を有する。先に記載された実施形態とは異なって、図4の本実施形態では、高電圧もバッテリ10の電流も測定することが可能な測定モジュール46が存在する。この測定モジュール46は、好適に、バッテリ管理システム10内の、従来技術では電流測定装置6があった位置に配置される。しかしながら、測定モジュールは、従来技術とは異なって、電圧測定装置8の信号をバッテリ制御装置2へと伝送する信号伝送装置7に組み込まれている。その際に、測定モジュール46は、好適に、信号伝送装置7による信号伝送に関与する数珠つなぎになった加入者装置による鎖のメンバであり、データ伝送に関してバッテリ制御装置2の一番近くに配置されている。測定モジュール46を通って、極19からの電流が流れ、この電流は、電流接続経路21を介して測定モジュール46を通って案内され、したがって電流測定装置に測定のために提供される。代替的に、測定モジュール46は、当然のことながら電流案内経路20に配置されてもよい。測定モジュール46の構成要素をなす高電圧測定装置が、バッテリ10の極18と極19との間の電圧を測定できるために、測定モジュール46は、電圧測定接続線47を介してバッテリ極18または19と接続され、バッテリ極18または19の電流は、測定モジュール46を通っては流れない。従来技術のように、中間回路26からバッテリ10を分離するために、継電器22および23が、制御線24または25を介してバッテリ制御装置2によって操作されうる。
図5は、測定モジュール46の構造を概略的に示している。測定モジュール46は、図4でも示されたように電流案内経路21に配置され、したがってバッテリの電流が、電流案内経路21を介して電流測定装置6を通って流れうる。電流測定装置6は、好適に、冗長的に動作する2つの別体の電流センサで構成される。このようにして、電流センサのうちの一方の動作にエラーが発生しているかどうかが確認されうる。冗長性を高めるために、さらに多くの電流センサを使用することも構想されうる。電流センサは、その測定データをインタフェース17へと転送し、インタフェース17はこの測定データを、信号伝送装置7を介してバッテリ管理システム1のさらなる別の構成要素へ送信することが可能である。信号伝送装置7は、デイジーチェーンとも呼ばれる数珠つなぎになったバスシステムである。インタフェース17は、任意のガルバニック絶縁部11を介して、および、インタフェース17を例えば車両の中央制御装置と接続する信号伝送経路7aを介して信号を送信することが可能である。接続線7aは、好適に信号伝送装置7の一構成要素であり、これにより、接続される中央制御装置も同様に、数珠つなぎになったバスシステムによる信号伝送装置7の構成要素である。さらに、測定モジュール46は、測定モジュール46または当該測定モジュール46の構成要素の温度を測定することが可能な1つ以上の温度センサ48を有する。対応する測定データはインタフェース17へと転送され、インタフェース17は、信号伝送装置7を介して、測定データをさらに送信することが可能である。さらに測定モジュール46は、1つ以上の高電圧測定装置4を有する。この高電圧測定装置4は、測定線47または51によって、バッテリ10の極18または19の電位に接続されている。その際に、電圧測定線51は、極19の電位が信号伝送経路21で内部で提供されるため、測定モジュール46の中を通っている。代替的に、信号伝送経路20も測定モジュール46を通ることが可能であり、したがって、電圧測定線が極18と接続され、その際に、測定線47は対応して極19と接続されている。1つ以上の高電圧測定装置4が自身のデータをインタフェース17とへ伝送し、インタフェース17から、データが信号伝送装置7または7aを介して転送されうる。さらに、測定モジュール46は、電圧供給装置49を有し、この電圧供給装置49は、測定モジュール46への供給のために、電圧測定線47と電流伝送経路21または20との間の電圧を利用する。この電圧は、バッテリセル9の直列回路により典型的に高電圧であるバッテリ10の電圧であるため、電圧供給装置49は、対応する電圧低減手段を有する。好適に、上記の構成要素は、すなわち、インタフェース17、ガルバニック絶縁部11、高電圧測定装置4、温度測定装置48、および、電流測定装置6の少なくとも一部は、集積回路50として実現され、以下では測定モジュールIC50と称される。
図6は、測定モジュール46の内部構造を概略的に示している。測定モジュー46は、電流案内経路21内に配置された測定抵抗器60を備える。代替的に、測定抵抗器60は、電流案内経路20内に配置されてもよい。測定抵抗器60を通って電流が流れた際に、この電流抵抗器60で電流の流れに典型的に比例する電圧が発生する。この電圧は、任意のフィルタ61を介して測定モジュールIC50に供給されうる。フィルタ61は、信号から干渉周波数を取り除くことが可能である。測定モジュール46内には、さらに、複数の測定抵抗器60も配置されてもよく、任意に、複数の測定モジュールIC50も配置されてもよい。
測定モジュール46の図示されない一般的な実施形態において、測定抵抗器を介した測定の代わりに他の測定原則が利用されてもよい。一例として、電流の流れと関連する磁場の測定が、電流の流れの強さを決定するために行われうる。
測定モジュールIC50は、信号伝送装置7とそれを介して通信することが可能なインタフェースを備える。このようにして、電流測定装置6が、数珠つなぎのバスシステムによる信号伝送装置7に組み込まれる。さらに、測定モジュール46は、好適に、内部の電流供給部63を有する。測定モジュールIC50は、測定抵抗器60を介した電圧の測定に加えて高電圧10を測定することが可能である。このために、測定モジュール46は、電圧測定線47を介してバッテリ極18と接続されている。測定抵抗器60が電流案内経路20内に配置される代替的な変形例において、電圧測定線47は、測定モジュール46をバッテリ10の極19と接続する。極18または19の電圧は、フィルタ64を介して測定モジュールIC50に供給されうる。この電圧の供給は、切り替え装置65によって遮断することが可能であり、その際に、この切り替え装置65は、測定モジュールIC50によって制御線66を介して切り替え可能である。フィルタ64は、例えば、バッテリ電圧から干渉周波数成分を取り除くことが可能である。このような干渉電圧は、例えば消費機器によって誘導されうる。フィルタ64の前段には分圧器67が接続可能であり、この分圧器67によって、電圧測定線47を介して測定モジュール46に達するバッテリ10の電圧が、フィルタ64および測定モジュールIC50により処理することが可能な電圧レベルに下げられる。このように提供されるバッテリ極18の電位の他に、測定モジュールIC50には、電流案内経路21の電位であって、バッテリ極19の方向の測定抵抗器60の端子にバッテリ極19の電位として印加される上記電位が提供される。代替的に、電流案内経路20内に測定モジュール46を配置し、電圧測定線47でバッテリ極19の電位を提供することが構想可能である。したがって、2つの極18および19の電位が利用可能であるため、高電圧の正確な測定が可能である。全てのバッテリセル9に渡るバッテリ10の高電圧の測定の他に、バッテリ10または当該バッテリ10の周辺装置のさらなる別の高電圧が測定されうる。このために、さらなる別の分圧器67およびさらなる別の切り替え装置65が設けられ、その際に、さらなる別の切り替え装置65は、測定される個々の電圧間で切り替えるためにも利用されうる。このために、現在測定されない電圧は切断され、測定される電圧がフィルタ64に接続されて、測定モジュールIC50へと案内されうる。
Claims (10)
- 直列接続された複数のバッテリセル(9)を含むバッテリ(10)のためのバッテリ管理システム(1)であって、バッテリ制御装置(2)と、1つ以上のバッテリセル(9)の電圧を測定することが可能な複数の低電圧測定装置(8)と、
を備え、
‐複数のバッテリセル(9)または全てのバッテリセル(9)に渡る電圧のための1つ以上の高電圧測定装置(4)、および/または、
‐前記バッテリ(10)の電流または前記バッテリ(10)を通る電流を測定することが可能な少なくとも1つの電流測定装置(6)、および/または、
‐高電圧測定装置(4)および電流測定装置(6)を備える少なくとも1つの測定モジュール(46)、
を備える、前記バッテリ管理システム(1)において、
‐低電圧測定装置(8)の信号、および、前記高電圧測定装置(4)および/または前記電流測定装置(6)および/または前記測定モジュール(46)のうちの少なくとも1つの信号を前記バッテリ制御装置(2)へと伝送することが可能な、信号伝送装置(7)を備えることを特徴とする、バッテリ管理システム(1)。 - 前記低電圧測定装置(8)と、前記高電圧測定装置(4)、前記電流測定装置(6)、および前記測定モジュール(46)のうちの少なくとも1つとは、前記信号伝送装置(7)によって、1つのバスによるチェーン回路(デイジーチェーン)で相互接続され、
前記バッテリ管理システムは、前記信号伝送装置により伝送されるデータが前記直列回路の少なくとも1つの構成要素を通りその後で隣の構成要素へと転送されるように、構成されることを特徴とする、請求項1に記載のバッテリ管理システム(1)。 - 特に測定モジュール(46)内の高電圧測定装置(4)は、高電圧‐低電圧変換器(67)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のバッテリ管理システム(1)。
- 前記バッテリ管理システム(1)は、通信モジュール(17)を有する少なくとも1つの電圧測定チップ(50)を備え、
前記通信モジュール(17)は、前記信号伝送装置(7)を介した通信のために構成され、
前記電圧測定チップ(50)は、特に、前記信号伝送装置(7)からの前記通信モジュール(17)のガルバニック絶縁および/または電気的絶縁のための分離装置(11)を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のバッテリ管理システム(1)。 - 高電圧測定装置(4)は、低電圧測定装置(8)と同じ電圧測定チップを有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のバッテリ管理システム(1)。
- 前記バッテリ管理システム(1)は、高電圧測定装置(4)と電流測定装置(6)とを有する測定モジュール(46)を有し、
前記測定モジュール(46)は、インタフェース(17)を用いて前記信号伝送装置(7)を介して測定信号を伝送するよう構成され、
前記高電圧測定装置(4)と、前記電流測定装置(6)の少なくとも一部と、前記インタフェース(17)とは、チップ(50)上に統合されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のバッテリ管理システム(1)。 - 前記測定モジュール(46)は、前記バッテリ(10)を通って流れる同一の電流を二重測定するためのさらなる別の電流測定装置(6)を有することを特徴とする、請求項6に記載のバッテリ管理システム(1)。
- 前記測定モジュール(46)は、信号による前記バッテリ制御装置(2)との通信のために構成された通信構成要素を備え、
前記通信構成要素と、前記信号伝送装置(7)および/または前記バッテリ制御装置(2)との間では、前記測定モジュール(46)の構成要素であるガルバニック絶縁および/または電気的絶縁が有効であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリ管理システム(1)。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリ管理システム(1)を備えたバッテリ(10)。
- 低電圧測定装置(10)を用いてバッテリの1つ以上のバッテリセル(9)の低電圧を測定するため、および、複数のバッテリセル(9)または全てのバッテリセル(9)に渡る電圧のための少なくとも1つの高電圧測定装置(4)によって前記バッテリ(10)の高電圧を測定するための方法であって、前記低電圧測定装置(8)の信号、および、前記高電圧測定装置(4)の信号が、同じ信号伝送装置(7)を介してバッテリ制御装置(2)へと伝送される、方法。
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Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10374444B2 (en) * | 2014-08-26 | 2019-08-06 | Elite Power Innovations, Llc. | Method and system for battery management |
DE102014222878A1 (de) * | 2014-11-10 | 2016-05-12 | Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh | Kraftfahrzeug-Versorgungsnetz |
DE102016215663B4 (de) | 2016-08-22 | 2019-02-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Prüfeinrichtung für Hochvoltsysteme |
KR102145651B1 (ko) * | 2016-08-26 | 2020-08-18 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 관리 시스템 |
DE102016218049A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Sensorbaugruppe und Batterie-Überwachungssteuergerät zur Überwachung eines Stromes in einer Stromschiene eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels |
DE102017103869A1 (de) | 2017-02-24 | 2018-08-30 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Zweispannungsbatterie |
KR102166013B1 (ko) * | 2017-04-06 | 2020-10-15 | 주식회사 엘지화학 | 저전압 배터리의 상태 진단 시스템 및 방법 |
CN107918046B (zh) | 2017-10-23 | 2021-01-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电流检测装置和电池管理*** |
DE102017223665A1 (de) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Elektrisches Batteriemodul |
KR20200043697A (ko) * | 2018-10-18 | 2020-04-28 | 엘지이노텍 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 방법 |
DE102018128787A1 (de) * | 2018-11-16 | 2020-05-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Messeinrichtung für eine Ladeeinrichtung zum Laden eines Fahrzeugs |
DE102018128783B4 (de) * | 2018-11-16 | 2024-06-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Messeinrichtung für eine Ladeeinrichtung und Ladeeinrichtung |
CN109407012B (zh) * | 2018-12-05 | 2024-07-09 | 上海翌芯电子科技有限公司 | 一种电池管理***和电池管理方法 |
CN109683587A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-26 | 华人运通控股有限公司 | 一种分离式高压监测方法及装置 |
EP3722137A1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-10-14 | Samsung SDI Co., Ltd. | Control electronics for a battery system, method for power supplying control electronics for a battery system, battery system and vehicle |
CN110116622A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-13 | 湖南科霸汽车动力电池有限责任公司 | 轨道车辆用蓄电池*** |
CN110588442B (zh) * | 2019-08-16 | 2024-04-12 | 上海电气集团股份有限公司 | 燃料电池***的高压箱 |
CN110829516A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-02-21 | 威睿电动汽车技术(宁波)有限公司 | 一种电池管理拓扑架构、电池管理方法及电池管理*** |
CN110649678B (zh) * | 2019-10-11 | 2024-01-16 | 联方云天科技(珠海)有限公司 | 一种高压电池*** |
CN110716147A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-01-21 | 云蜂数智物联网有限公司 | 一种电池组内阻的测量方法和装置 |
US10992149B1 (en) * | 2020-10-08 | 2021-04-27 | Element Energy, Inc. | Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods |
US11791642B2 (en) | 2020-10-08 | 2023-10-17 | Element Energy, Inc. | Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods |
US11831192B2 (en) | 2021-07-07 | 2023-11-28 | Element Energy, Inc. | Battery management controllers and associated methods |
US11269012B1 (en) | 2021-07-19 | 2022-03-08 | Element Energy, Inc. | Battery modules for determining temperature and voltage characteristics of electrochemical cells, and associated methods |
DE102021125462A1 (de) | 2021-09-30 | 2023-03-30 | Elringklinger Ag | Testvorrichtung für ein Batteriesystem |
KR102474573B1 (ko) * | 2021-11-19 | 2022-12-06 | 주식회사 오토실리콘 | 싱글-셀 배터리 모니터링 회로, 싱글-셀 배터리 모니터링 반도체 집적회로 및 이를 구비한 배터리 유닛, 배터리 모듈 및 배터리 팩 |
US11699909B1 (en) | 2022-02-09 | 2023-07-11 | Element Energy, Inc. | Controllers for managing a plurality of stacks of electrochemical cells, and associated methods |
US11664670B1 (en) | 2022-08-21 | 2023-05-30 | Element Energy, Inc. | Methods and systems for updating state of charge estimates of individual cells in battery packs |
CN115528323A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-27 | 楚能新能源股份有限公司 | 一种集中式电池管理***的主控装置及其使用方法 |
CN116080405B (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-27 | 成都赛力斯科技有限公司 | 车辆上下电***、实现方法和计算机设备 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004134372A (ja) * | 2000-02-07 | 2004-04-30 | Hitachi Ltd | 蓄電装置及び蓄電器の電圧検出方法 |
WO2012099821A2 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Valence Technology, Inc. | Rechargeable battery systems and rechargeable battery system operational method |
WO2012110497A1 (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | Austriamicrosystems Ag | Cell balancing module, voltage balancer device, and method for voltage balancing, particularly for voltage balancing of a stack of batteries |
WO2012168066A1 (fr) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de surveillance de la tension delivree par les cellules d'un generateur electrochimique |
WO2013007617A2 (de) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Sb Limotive Germany Gmbh | Batteriemanagementsystem, batterie, kraftfahrzeug mit batteriemanagementsystem sowie verfahren zur überwachung einer batterie |
WO2013008408A1 (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-17 | Necエナジーデバイス株式会社 | 充電制御システム、電池パックおよび充電方法 |
JP2013027298A (ja) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | O2 Micro Inc | 垂直バス回路を用いたバッテリー管理システム |
US20130088237A1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Keihin Corporation | Battery-monitoring device |
WO2013094015A1 (ja) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 電池監視・制御用集積回路および電池システム |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4605952B2 (ja) * | 2001-08-29 | 2011-01-05 | 株式会社日立製作所 | 蓄電装置及びその制御方法 |
US20060170389A1 (en) | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Caterpillar Inc | Medium voltage switched reluctance motors used in traction applications |
KR100911565B1 (ko) | 2007-07-11 | 2009-08-10 | 현대자동차주식회사 | 고전압 배터리의 전압 측정 장치 |
JP5468846B2 (ja) | 2009-08-25 | 2014-04-09 | 矢崎総業株式会社 | 複数組電池の状態監視ユニット |
DE102009046564A1 (de) | 2009-11-10 | 2011-05-12 | SB LiMotive Company Ltd., Suwon | Batterie-Steuergerät-Architektur |
TWM406872U (en) * | 2011-02-24 | 2011-07-01 | Richtek Technology Corp | Power management circuit |
DE102011085787A1 (de) | 2011-11-04 | 2013-05-08 | Sb Limotive Company Ltd. | Batteriemanagementeinheit mit einer Vielzahl von Überwachungs-IC Chips |
US20130175976A1 (en) | 2012-01-11 | 2013-07-11 | Salim Rana | Battery Management System |
-
2014
- 2014-02-13 DE DE102014202626.1A patent/DE102014202626A1/de active Pending
-
2015
- 2015-01-30 WO PCT/EP2015/051893 patent/WO2015121082A1/de active Application Filing
- 2015-01-30 US US15/118,941 patent/US10018682B2/en active Active
- 2015-01-30 JP JP2016534205A patent/JP2017500837A/ja active Pending
- 2015-01-30 KR KR1020167012933A patent/KR20160062194A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-01-30 CN CN201580001717.0A patent/CN105474660B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004134372A (ja) * | 2000-02-07 | 2004-04-30 | Hitachi Ltd | 蓄電装置及び蓄電器の電圧検出方法 |
WO2012099821A2 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Valence Technology, Inc. | Rechargeable battery systems and rechargeable battery system operational method |
JP2014511095A (ja) * | 2011-01-20 | 2014-05-01 | ヴァレンス テクノロジー インコーポレーテッド | 充電式バッテリシステム及びその作動方法 |
JP2014506112A (ja) * | 2011-02-15 | 2014-03-06 | アーエムエス アクチエンゲゼルシャフト | セル平衡化モジュール、電圧バランサ装置、および電圧平衡化の方法、特に電池スタックの電圧平衡化の方法 |
WO2012110497A1 (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | Austriamicrosystems Ag | Cell balancing module, voltage balancer device, and method for voltage balancing, particularly for voltage balancing of a stack of batteries |
WO2012168066A1 (fr) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de surveillance de la tension delivree par les cellules d'un generateur electrochimique |
JP2014523606A (ja) * | 2011-06-10 | 2014-09-11 | コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ | 電気化学発電装置のセルの電圧出力を監視する装置 |
WO2013008408A1 (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-17 | Necエナジーデバイス株式会社 | 充電制御システム、電池パックおよび充電方法 |
WO2013007617A2 (de) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Sb Limotive Germany Gmbh | Batteriemanagementsystem, batterie, kraftfahrzeug mit batteriemanagementsystem sowie verfahren zur überwachung einer batterie |
JP2013027298A (ja) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | O2 Micro Inc | 垂直バス回路を用いたバッテリー管理システム |
JP2013083514A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Keihin Corp | バッテリ監視装置 |
US20130088237A1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Keihin Corporation | Battery-monitoring device |
WO2013094015A1 (ja) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 電池監視・制御用集積回路および電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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