JP7118006B2 - 組電池管理システム - Google Patents
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Description
Claims (63)
- 充電式組電池の充電に使用する組電池管理システムであって、
前記組電池管理システムは、
制御部と、
温度センサと、
充電指示部と、
を備え、
前記温度センサは、前記充電式組電池の温度に基づいて、温度信号を提供するように構成され、
前記充電指示部は、前記充電式組電池の複数の単電池における充電レベルの指示を提供するように構成され、
前記制御部は、
前記温度が第1閾値温度を超えていることを示す前記温度信号に応答し、上昇する前記温度の関数として充電電流が漸減するように、前記温度信号に基づいて前記充電式組電池を充電する前記充電電流を制御するように構成され、
前記充電式組電池に供給される前記充電電流が充電電流閾値を超えたとき、複数の前記単電池それぞれにおける前記充電レベルの指示に基づいて、複数の前記単電池間のバランスをとるように構成される、
ことを特徴とする組電池管理システム。 - 前記温度が第2閾値温度を超えているとき、前記充電電流は前記充電式組電池に供給されない、
請求項1記載の組電池管理システム。 - 制御部と、
温度センサと、
充電指示部と、
を備える組電池管理システムであって、
前記充電指示部は、充電式組電池の複数の単電池における充電レベルの指示を提供するように構成され、
前記温度センサは、前記充電式組電池の温度に基づいて、温度信号を提供するように構成され、
前記制御部は、第1モードと第2モードとで動作するように構成され、
前記第1モードでは、前記制御部は、前記温度信号に基づいて、前記充電式組電池を充電する充電電流を制御し、
前記第2モードでは、前記制御部は、複数の前記単電池それぞれにおける充電レベルの指示に基づいて、複数の前記単電池間のバランスをとるように構成され、
前記制御部は、前記充電式組電池に供給される前記充電電流が充電電流閾値を超えたとき、充電中に前記第2モードで複数の前記単電池間のバランスをとるように構成される、
ことを特徴とする組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記第1モードにおいて前記温度が第1閾値温度を超えていることを示す前記温度信号に応答し、上昇する前記温度の関数として前記充電電流が漸減するように構成される、
請求項3記載の組電池管理システム。 - 前記温度が第2閾値温度を超えているとき、前記充電電流は前記充電式組電池に供給されない、
請求項4記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記温度が第3閾値温度を下回っていることを示す前記温度信号に応答し、低下する前記温度の関数として前記充電電流を漸減するように構成される、
請求項5記載の組電池管理システム。 - 前記温度が第4閾値温度を下回っているとき、前記充電電流は前記充電式組電池に供給されない、
請求項6記載の組電池管理システム。 - 前記温度に基づく前記充電電流の前記漸減は、ルックアップテーブルに格納された関係情報に従い、
前記制御部は、前記関係情報に基づいて、前記充電電流を制御するように構成される、
請求項1、2、4、5、6、7のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、放電中の第3モードにおいて、複数の前記単電池間のバランスをとるように構成される、
請求項1乃至8のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記充電式組電池に供給される充電電圧が充電電圧閾値を超えたとき、複数の前記単電池間のバランスをとるように構成される、
請求項1乃至9のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記充電式組電池の前記単電池の電圧が電圧閾値に到達する、および/または、超えたとき、複数の前記単電池間のバランスをとるように構成される、
請求項1乃至10のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記電圧閾値は、3.9V以上である、
請求項11記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、放電中の前記第3モードにおいて、複数の前記単電池それぞれからの放電を制御するように構成される、
請求項9、または、請求項9の従属項としての請求項10乃至12のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記充電式組電池の前記温度が選択範囲内に収まるように、前記充電式組電池の充電中に前記充電式組電池への前記充電電流の流れを制御するように構成される、
請求項1乃至13のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記選択範囲は、前記第2閾値温度と前記第4閾値温度とに対応する、
請求項7の従属項としての請求項14記載の組電池管理システム。 - 前記第1閾値温度は、42℃である、
請求項1または4記載の組電池管理システム。 - 前記第2閾値温度は、45℃である、
請求項2または5記載の組電池管理システム。 - 前記第3閾値温度は、5℃である、
請求項6記載の組電池管理システム。 - 前記第4閾値温度は、0℃である、
請求項7記載の組電池管理システム。 - 前記温度センサは、直列に配置された複数の前記単電池の積層体全体の温度を前記温度として監視する、
請求項1乃至19のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記温度センサは、複数の前記単電池のうち最高温度の前記単電池に載置されている、
請求項20記載の組電池管理システム。 - 前記充電指示部は、
電圧センサ、
を備え、
前記充電レベルの前記指示は、電圧レベルに関する、
請求項1乃至21のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記充電式組電池の複数の前記単電池を電圧順でランキングし、前記ランキングに基づいて、前記充電式組電池の複数の前記単電池それぞれへの前記充電電流を制御するように構成される、
請求項22記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、複数の前記単電池のうち最高電圧の前記単電池と最低電圧の前記単電池との間のオフセットに基づいて、複数の前記単電池それぞれへの前記充電電流を制御するように構成される、
請求項23記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記オフセットが所定の閾値に到達するまで複数の前記単電池それぞれへの前記充電電流を制御するように構成される、
請求項24記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、充電器に対して、前記充電式組電池に前記充電電流を供給するために要求を送信するように構成される、
請求項1乃至25のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池の複数の前記単電池は、直列に配置され、
複数の前記単電池それぞれは、前記単電池に並行に配置される前記単電池に対応する抵抗器、
を備え、
前記制御部は、複数の前記単電池それぞれに対応する前記抵抗器のうち少なくとも1つの前記抵抗器に電流を流して、複数の前記単電池それぞれへの前記充電電流の流れを制御することで、充電中に複数の前記単電池それぞれへの前記充電電流の流れを制御するように構成される、
請求項1乃至26のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池は、
直列に配置された複数の前記単電池の2つの積層体と、
2つの前記温度センサと、
を備え、
前記温度センサそれぞれは、複数の前記単電池の前記積層体それぞれの温度に基づいて、前記温度信号を提供するように配置され、
前記制御部は、2つの前記温度センサそれぞれに監視される最高温度または最低温度に基づいて、前記充電式組電池への前記充電電流を制御するように構成される、
請求項1乃至27のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、
前記充電式組電池からの複数の入力信号を受信する複数の入力部、
を備え、
前記入力信号に基づいて、前記単電池の数を判断するように構成される、
請求項1乃至28のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、複数の前記単電池それぞれの電圧の測定値に基づいて、前記単電池の数を判断するように構成される、
請求項29記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、判断された前記単電池の数に基づいて、前記単電池間のバランスをとるように構成される、
請求項29または30記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、
ネットワークを介して通信するインタフェースを備え、
前記ネットワーク上で前記充電式組電池の充電および放電に関する情報を通信するように構成される、
請求項1乃至31のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、コントローラエリアネットワーク(CAN)を介して、前記充電式組電池の充電および放電に関する情報を、充電ステーションと通信するように構成される、
請求項32記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記CANを介して、前記充電式組電池の温度、前記充電式組電池の充電レベルの指示、前記充電式組電池への前記充電電流、および、前記充電式組電池の電圧のうちの少なくとも1つを、通信するように構成される、
請求項33記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記CANを介して受信された命令に基づいて、前記充電式組電池の充電または放電を制御するように構成される、
請求項33または34記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記CANを介して受信された充電停止要求を示す命令に応答して、前記充電電流が選択された充電電流閾値より低下するまで前記充電式組電池への前記充電電流を少なくし、前記充電式組電池の前記充電が終了したことを示すメッセージを前記CANを介して送信するように構成される、
請求項35記載の組電池管理システム。 - 選択された前記充電電流閾値は、前記充電式組電池への前記充電電流が存在しない場合に相当する、
請求項36記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記温度信号に基づいて、前記充電式組電池を加熱または冷却するために、温度制御システムを制御するように構成される、
請求項1乃至37のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記第1閾値温度を超えた前記温度に応答して、前記温度制御システムを起動して前記充電式組電池を冷却するように構成される、
請求項1の従属項としての請求項38、または、請求項4の従属項としての請求項38記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記第3閾値温度を下回った前記温度に応答して、前記温度制御システムを起動して前記充電式組電池を加熱するように構成される、
請求項6の従属項としての請求項38記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、
前記充電式組電池への前記充電電流を制御する電流制限器、
を備え、
前記電流制限器は、
電界効果トランジスタ、
を備える、
請求項1乃至40のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池が充電中か否かを検知する充電検知器、
を備え、
前記制御部は、車両駆動装置と通信するように構成され、
前記制御部は、前記充電式組電池が充電中であることを前記充電検知器が検知したとき、前記車両駆動装置の動作を抑制するための信号を送信するように構成される、
請求項1乃至41のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、ネットワークを介して通信するように構成され、
前記制御部は、前記ネットワークを介して受信した命令に応答して、前記車両駆動装置の動作を抑制するための前記信号を無効にする信号を前記車両駆動装置に送信するように構成される、
請求項42記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記ネットワークを介して反復充電通知を前記車両駆動装置に送信することで、前記車両駆動装置の動作を抑制するように構成される、
請求項42または43記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池の充電レベルの指示を提供するように構成される充電指示部、
を備え、
前記制御部は、前記充電レベルが充電閾値を下回っていることを前記充電指示部が示すことに応答して、前記ネットワークを介して充電通知を送信するように構成され、
前記制御部は、前記充電レベルが前記充電閾値を超えていることを前記充電指示部が示すことに応答して、前記ネットワークを介して前記充電通知を送信しなくなる、
請求項44記載の組電池管理システム。 - 前記充電指示部は、
電圧センサ、
を備え、
前記充電閾値は、3.6Vである、
請求項45記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、前記ネットワーク上で充電点に反復電流要求メッセージを送信するように構成され、前記電流要求メッセージに対する応答を受信したことに応答して、前記車両駆動装置の動作を抑制するために前記信号を送信する、
請求項43乃至46のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記制御部は、同報配信された電流要求に続く一定の期間内に、前記ネットワークに対して繰り返しポーリングを行い、前記同報配信された前記電流要求に対する応答を求めるように構成される、
請求項47記載の組電池管理システム。 - 前記充電検知器は、
電流センサ、
を備える、
請求項42乃至48のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池の電圧を測定する電圧センサ、
を備え、
前記制御部は、電圧閾値を超える測定された前記充電式組電池の電圧に応答して、前記充電式組電池への充電電流を切断するように構成され、
前記電圧閾値は、前記充電式組電池の名目動作電圧範囲より高い、
請求項43乃至49のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池は、
複数の単電池、
を備え、
前記単電池のそれぞれは、
前記単電池の単電池電圧を測定する電圧センサ、
を備え、
前記制御部は、閾値を超える測定された前記単電池電圧の少なくとも1つに応答して、前記充電式組電池への前記充電電流を切断するように構成される、
請求項50記載の組電池管理システム。 - 充電式組電池を充電する充電点であって、
前記充電式組電池と電気的に接続される充電ポートと、
前記充電式組電池の少なくとも1つのパラメータを受信するインタフェースと、
請求項1乃至51のいずれかに記載の組電池管理システムと、
を備え、
少なくとも1つの前記パラメータは、
前記充電式組電池の温度および前記充電式組電池の電圧のうちの少なくとも1つ、
を含み、
前記制御部は、
少なくとも1つの前記パラメータに基づいて、前記充電式組電池の充電中に前記充電式組電池への前記充電電流を制御するように構成される、
ことを特徴とする充電点。 - 前記制御部は、ネットワークを介して前記インタフェースにより通信するように構成され、
前記充電点は、少なくとも1つの他の前記パラメータに関する情報を要求するメッセージを前記充電式組電池に送信するように構成される、
請求項52記載の充電点。 - 前記充電点は、前記インタフェースにより第1メッセージを受信したとき前記充電式組電池へ前記充電電流を送って充電を開始し、前記インタフェースにより第2メッセージを受信したとき前記充電式組電池への前記充電電流を抑制して充電を停止するように構成される、
請求項52または53記載の充電点。 - 前記制御部は、前記インタフェースにより通知メッセージを繰り返し送信するように構成され、
前記充電点は、前記通知メッセージの受信確認を受信したとき、前記充電式組電池への前記充電電流を制御するように構成される、
請求項52乃至54のいずれかに記載の充電点。 - 複数の充電式電池の充電に使用される請求項1乃至51のいずれかに記載の組電池管理システムであって、
前記制御部は、
複数の前記充電式組電池のうちの第1充電式組電池に接続されるように構成され、
複数の前記充電式組電池のうちの第2充電式組電池に接続される第2組電池管理システムの第2制御部と通信するように構成され、
前記制御部は、前記第2組電池管理システムと通信するときに、自身をマスター制御部またはスレーブ制御部のいずれかとして指定するように構成され、
前記マスター制御部は、複数の前記充電式組電池の前記第2充電式組電池のパラメータに関する情報を前記スレーブ制御部から受信し、前記受信された情報に基づいて、複数の前記充電式組電池への充電電流を制御するように構成される、
組電池管理システム。 - 前記マスター制御部は、複数の前記充電式組電池の最高温度または最低温度に基づいて、複数の前記充電式組電池への前記充電電流を制御するように構成される、
請求項56記載の組電池管理システム。 - 前記充電式組電池の前記パラメータは、パック温度、パック電圧、パックへの充電電流の流れ、パックごとの単電池の数、各単電池への充電電流の流れ、各単電池の電圧、のうちの少なくとも1つを含む、
請求項56または57記載の組電池管理システム。 - 前記マスター制御部は、前記スレーブ制御部に対し命令を送信するように構成される、
請求項56乃至58のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記組電池管理システムは、
インタフェース、
を備え、
前記制御部は、ネットワークを介して前記インタフェースにより通信するように構成される、
請求項56乃至59のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 前記温度センサは、
前記充電式組電池のうちの少なくとも1つの単電池の前記温度を測定する第1温度センサと、
前記組電池管理システムの複数の要素の前記温度を測定する第2温度センサと、
を含む、
請求項1乃至42のいずれかに記載の組電池管理システム。 - 複数の前記要素の前記温度が閾値温度を超えていることを前記第2温度センサが示したことに応答して、前記充電式組電池への、および/または、前記充電式組電池からの電流の流れを停止するように構成される、
請求項61記載の組電池管理システム。 - 複数の前記要素は、
少なくとも1つの電圧制御インピーダンス発生器、
を含み、
前記電圧制御インピーダンス発生器は、前記充電式組電池に供給される前記充電電流を制御するために前記制御部により操作可能である、
請求項61または62記載の組電池管理システム。
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