JP2000083328A - バッテリセル・バイパスモジュ―ル - Google Patents

バッテリセル・バイパスモジュ―ル

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JP2000083328A
JP2000083328A JP11085122A JP8512299A JP2000083328A JP 2000083328 A JP2000083328 A JP 2000083328A JP 11085122 A JP11085122 A JP 11085122A JP 8512299 A JP8512299 A JP 8512299A JP 2000083328 A JP2000083328 A JP 2000083328A
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voltage
cell
battery
bypass module
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JP11085122A
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Stephen John Lenhart
ジョン レンハート ステファン
Michael J Mcvey
ジェイ． マクヴィ マイケル
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Original Assignee
Space Systems Loral LLC
Loral Space Systems Inc
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】改良されたバッテリセル管理デバイス及びマル
チセルバッテリ不良セルをバイパスする新規技術を提供
する。 【解決手段】バッテリセル・バイパスモジュールは、バ
ッテリセルの動作状態、例えば電圧又は温度の動作状態
を検出するセンサと、バッテリセルの両端に接続された
コントローラとを含み、コントローラは、導通モードと
通常状態としての非導通モードとを有し、バッテリセル
の動作状態が所定の値を超えた場合に導通モードに移行
動作し、バッテリセルを迂回して電流を分流する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリセル管理
デバイスに関し、特にマルチセルバッテリの不良セルを
バイパスする新規な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、リチウムイオンバッテリに限
定されるものではないが、その独自の動作特性が故に、
リチウムイオンバッテリの使用に適用される場面で特に
利点を有する。リチウムイオンバッテリは、宇宙分野に
おける電力源として急速に用いれられるようになって来
ている。これらは、ＮｉＣｄ、ニッケル金属ハイブリッ
ド電池（ＮｉＭＨ）、及び他の再充電型電池に比べて、
単位容積及び単位重量の両方の点で、高エネルギー及び
高電力を呈している。
【０００３】その独自の動作特性の１つが故に、リチウ
ムイオンバッテリセルは、注意深い充電管理を要求し、
著しい過充電及び過放電が発生しないようにしている。
これは、リチウムイオンバッテリが、他のバッテリにお
いては見られない過充電及び過放電に対する極端な敏感
さを持つ理由からである。このような充電管理は、充電
セルに対する最大電圧を制限することによって達成し得
る。過充電及び過放電を制限しつつ、セルに蓄積される
最大可能エネルギーを達成するために、電圧を制御する
デバイスが必要とされる。また、多くの応用において、
もしセルが断路した時、バッテリ全体が失われることに
なる。このようなセルの不良が発生した場合、セルが完
全にバイパスされ得ることが望まれる。温度を監視し、
それに従って最大充電電圧を調整することもまた望まれ
る。また、デバイス外部から充電電圧の設定点を変化さ
せ得る特徴も望まれている。
【０００４】ニッケル水素又はニッケルカドミウムセル
に対する従来のバッテリセル管理デバイスは、典型的に
はダイオード又はリレーを用い、不良セルを短絡して除
外していた。これらの従来のバッテリ技術は、リチウム
イオンセルの場合のようには過充電に対して敏感ではな
く、従って、個々のセル電圧を精密に管理することをデ
バイスに要求してはいなかった。
【０００５】他の知られている従来技術としては、自動
車応用技術に典型的に用いられたアプローチであり、セ
ルの両端に接続された固定抵抗に、直列にリレー又は電
子スイッチを接続するものである。ある適当な回路また
はコンピュータが用いられセルの電圧を監視し、最大電
圧に達した際にリレーを閉じる。抵抗が配置され、セル
を迂回して電流の一部または全部を分流して、セルの充
電動作を減速或いは停止する。このアプローチは、安価
且つ単純ではあるが、最適な充電制御を提供する訳では
なく、バッテリ寿命を短縮する可能性すらあった。特
に、リレーバイパスのアプローチは、高エネルギーセル
が用いられる宇宙応用分野において、十分な信頼性を提
供しているものではない。
【０００６】本発明が考案され実施例に具現化されたの
は、まさにここに説明した技術状況の下においてであ
る。
【０００７】
【発明の概要】本発明によるバッテリセル・バイパスモ
ジュールは、バッテリセルの両端の電圧又は温度のよう
な動作状態を検出するセンサと、例えばリチウムイオン
バッテリのバッテリセルに接続されたコントローラとを
含んでいる。そして、このモジュールは、導通モードと
通常の非導通モードを有している。該コントローラは、
バッテリセルの動作が所定の値を超えた場合に、導通モ
ードに移行動作し得て、それによりバッテリセルを迂回
して充電電流を分流する。該センサは、バッテリセル温
度を測定するサーミスタのような温度トランスデューサ
とすることができ、演算増幅器（以下オペアンプと称
す）のようなセル温度コンパレータが、温度トランスデ
ューサからの信号が所定の値を超えた場合に、過温度信
号を発生する。そしてコントローラが、導通モードに移
行動作し、これにより、バッテリセルを迂回して電流を
分流する。センサは、電圧コンパレータであることも、
オペアンプであってもよく、セルの電圧を測定し、過大
電圧信号に反応動作し得るコントローラは、コントロー
ラを導通モードに移行せしめて、それによりセルを迂回
して電流を分流する。コントローラは、それ自身への入
力が所定の値を超えた場合に過大電圧出力信号を発信す
る電圧制限オペアンプと、バイパス電流の流れを許容す
る所定ゲート電圧のトランジスタとを含み、このトラン
ジスタは、電圧制限オペアンプからの過大電圧信号に反
応し、バッテリを迂回し電流を分流する。
【０００８】この点において、本発明の特に重要な特徴
を考慮すべきである。リチウムイオンセルが一定電流に
て充電している場合、セル電圧はゆっくりと最終充電電
圧に接近する。セルバイパスデバイスが始動したとき、
セル電圧は、最終充電電圧に固定される。本発明の最重
要な結論は、直列状のセルの合計電圧としてのバッテリ
電圧は、セルバイパスデバイスが始動した場合、非連続
的には変動しないということである。そのような望まし
くない非連続的な変動は、例えばリレースイッチによる
方法では発生する可能性がある。この方法は、セルがそ
の充電終了電圧すなわち最大電圧状態に達した時、セル
を回路から除外するものである。本発明の場合、なんら
不連続な電圧の変動はなく、バッテリ充電コントローラ
は、各セルのバイパスデハイスが始動した際に大きな不
連続電圧を処置するような仕組みを必要とはしていな
い。
【０００９】代替的な劣った例では、リレー又はスイッ
チによるバイパスデバイスを用いてきた。例えば、電気
自動車リチウムイオンバッテリ・バイパスデバイスは、
この型のアプローチを用いている。セル電圧が、カット
オフ値に達した場合に、リレースイッチは、セルを回路
から除外する。この場合には、バッテリ電圧は約４．２
ボルト降下する。直列状にある次のセルがカットオフ電
圧に達すれば、該セルのリレーは、バッテリ電圧をさら
に４．２ボルトだけ降下させる。全てのセルがバイパス
された場合、バッテリ電圧はゼロになる。セルの全てが
リレーバイパスされるということである。この設計アプ
ローチを用いた場合、バッテリ充電器は、非常に広い範
囲の電圧にまたがって、バッテリ充電プロセスを制御し
なければならない。このことは、充電器設計をより高価
且つ非効率にする。また、このアプローチの場合、充電
最終時点においては全てのセルが回路から切り離されて
いて、バッテリが衛星の負荷をサポートできる前には、
再び切り換え復帰されなければならない。回路から切り
離されたバッテリでは、衛星が不安全な状態に置かれる
ことになる。もし、衛星が危険な状況にあり、バッテリ
電力が突然必要となった場合には、バッテリが再び電力
を供給し得る前に、リレー切り換えプロセスが発生しな
ければならない。
【００１０】他の同様のリレーすなわちスイッチによる
アプローチもまた、本発明により開示されたアプローチ
に対して可能な代替方法である。この場合リレーは、セ
ルを抵抗に切り換えて、セルをバッテリセルの列から外
すことができる。切り換えられたセルの新しい電圧はＩ
×Ｒである。この値は、充電されたセルの電圧と必ずし
も同じとはならない。代替的には、リレーが，セルに並
列にある抵抗に切え換えることができる。充電電流に依
っては、この代替的アプローチでは、他のセルが充電を
継続している間に当該セルが部分的に放電する可能性が
あり、セルとセルとの間の充電平衡動作が、抵抗への切
り換え制御により発生する。衛星にとって、これら代替
的アプローチの両方は、かなり高電力で重いリレーまた
はスイッチを使用するものであり、また適当な信頼性を
得ることができないかもしれない。これらの欠点が、前
節で説明した充電器制御の問題及び危険状態の問題に付
け加えて存在する。
【００１１】本発明のバイパス回路は、実際上、セルと
バッテリの保護の幾つかのレベルを用意している。セル
電圧を監視する付加的安全対策用オペアンプは、実際上
２つのオペアンプであることが望ましい。2つのオペア
ンプうち、例えば1つが過大な充電電圧（例えば、４．
３Ｖ）で以て動作し、他方が過小放電電圧（例えば、
２．９Ｖ）で以て動作する。どちらかのオペアンプが、
範囲外の状態を検出すれば、スイッチは作動せしめら
れ、セルは短絡される。所望であれば、抵抗器がスイッ
チに直列に加えられ、短絡電流を制限する。該スイッチ
は、ラッチタイブでも良いしリセッタブルタイプでも良
い。
【００１２】セルに並列のダイオードは、もう1つの安
全デバイスであり、過放電から保護するために回路に加
えられ得る。これは、低順方向バイアス電圧を持つ高電
力ショットキーダイオードにより可能である。通常のシ
リコン接合ダイオードでも使用可能である。このショッ
トキーダイオードは約０．４Ｖ以上で導通する。なお、
シリコン接合ダイオードでは、約０．７Ｖ以上で導通す
る。ダイオードの導通は、セルの負端子が、正端子に対
してプラス０．４Ｖ、すなわちセル電圧が反転している
場合にのみ生ずる。これは，単一セルが負荷に対して放
電している場合には通常発生し得ない。しかし、バッテ
リ内において、１つのセルが他のセルに比較して著しく
低容量の場合には発生する可能性があり、バッテリが負
荷を介して放電する。もし、放電の最中に1つのセルが
故障して回路を開放状態にした場合、セル電圧を監視し
ているオペアンプが、低放電電圧を検出し、スイッチを
投入する。しかし、スイッチが投入される以前のわずか
の時間間隔において、開放回路のセル電圧は、ダイオー
ドに対して順方向バイアスとするに足る負電圧に移行す
る。従って、ダイオードの導通は、スイッチが投入され
るまでにのみ発生する。電圧降下を制限して結果的に電
力損失を制限するダイオード（典型的にはショットキー
ダイオード）が、セルの両端に配置される。もし、セル
が故障して回路を開放状態になった場合には、ダイオー
トはセルをバイパスし、バッテリ内の残りのセルがなお
機能する。
【００１３】本発明のバイパス回路は、トランジスタを
使用している。これは、典型的には、バイポーラ又はＭ
ＯＳＦＥＴであり、バッテリセルの両端に接続される。
このトランジスタは、電圧、温度，及び所望の設定点を
監視する増幅器の制御の下に線形的にターンオンする。
１つの増幅器が、サーミスタのような温度センシングデ
バイスを監視し、電圧制限増幅器により使用される電圧
信号を提供し、温度の関数として制限電圧を変化させ
る。これは、制御の多様な組み合わせを可能としてい
る。例えば、低温度における高電圧制限が許容されるこ
とが望まれれば、回路はそのような結果を提供する。
【００１４】これとは異なり、もう１つの増幅器が、バ
ッテリセルの両端の電圧を監視し、1つの増幅器に電圧
を提供する。この増幅器は、もし該電圧が確定した制限
を超えた場合に、トランジスタを線形的にターンオン
し、これによりセルを迂回して電流を分流する。なお、
別の一対の増幅器が、セルの電圧を監視するようにして
も良い。もし、セルの電圧が最大、又は最小の制限を超
えた場合、バッテリセルが不良と判断し得る。そして、
これらの増幅器は欠陥セルをバイパスするスイッチを閉
じ、バッテリの残りのセルが機能し得る様にする。
【００１５】本発明を実施することにおいて、１つのバ
イパスデバイスは、各バッテリセル毎に要求される。可
能な実現方法として、ハイブリッド回路、ＡＳＩＣＳ、
又はカスタム集積回路設計を用い得る。本発明のバイパ
スデバイスは、商用応用または自動車応用を含むリチウ
ムイオンバッテリの使用に対し適用し得る。本発明の主
要な特徴は、改良されたバッテリセル管理デバイスを提
供することである。
【００１６】本発明のもう１つ特徴は、マルチセルバッ
テリの不良セルをバイパスする新規技術を提供すること
である。本発明のなおもう１つの特徴としては，セルバ
イパスデバイスが動作した時に、セルの電圧を不連続に
変動させない新規技術を提供することである。本発明の
なおさらなる特徴としては，宇宙応用分野に対して使用
し得るような新規技術を提供することである。
【００１７】本発明のなおさらなる特徴としては、分流
された電流における多様性を可能とするような新規技術
を提供することである。本発明のなおさらなる特徴とし
ては、解放セルに対して保護するためのダイオードバイ
パス手段を使用するような新規技術を提供することであ
る。さらなる本発明の特徴は、約４０Ａｈを越す容量の
大型バッテリを処置し得る新規技術を提供することであ
る。
【００１８】本発明のその他及びさらなる特徴、利点、
利益は、以降の図面と結びつけられた以降の説明により
明らかになる。上述した概要及び以降の詳細の説明は、
例示且つ説明のためのものであるが、本発明を制限する
ものではないことは理解されるべきである。本発明の一
部を構成する添付の図面は、本発明の実施例の１つを示
しているし、本説明と一緒になって、本発明の原理を一
般的用語によって説明に供するものである。本説明を通
じて、同様な番号は同様な部品を指している。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明を実施している電気回路２
０を全体的に示している図面を参照する。特に、バッテ
リセル・バイパスモジュール２２は、バッテリ２６のセ
ル２４の両端に接続されていて、該バッテリは、該セル
を複数個含んでいる。本発明は特定の種類のバッテリに
限定されるべきものではないことは前述したが、特に本
発明の有益な応用としては、リチウムイオンバッテリに
結びつけられている。リチウムイオンバッテリは、宇宙
移動体のオンボードシステムへの電力供給に対する大き
な要請に現在直面している。従って、以降の説明におい
て、バッテリ２６はリチウムイオンバッテリであるとす
る。
【００２０】モジュール２２は、第１及び第２センシン
グデバイス２８、３０を含み、これらは、各々、バッテ
リセル２４の動作状態を検出するものである。コントロ
ーラ３２は、バッテリセルの両端に接続され、導通モー
ドと、通常状態である非導通モードを有し、センシング
デバイス２８、３０により決定されるバッテリセルの所
定量から過剰な状況である動作状態に反応して動作し
て、導通モードに移行し、これによりセルを迂回して電
流を分流する。
【００２１】第１センシングデバイス２８は、バッテリ
セルの温度を測定し、温度に比例した温度信号を発生す
るサーミスタのような温度トランスデューサを含む。こ
れはまた、温度に依存した電圧信号を発生するセル温度
増幅器３６を含む。この電圧信号は、コントローラ３６
の近接にあり且つこれに接続される入力合算点３８に導
かれる。温度依存の電圧信号を発生するセル温度増幅器
は、好ましくはオペアンプである。
【００２２】第２センシングデバイス３０は、セル両端
の電圧を測定し且つ所定の値を超えた電圧に比例した過
大電圧信号を発生するセル電圧増幅器４０を含む。セル
温度増幅器３６と同様に、セル電圧増幅器４０はオペア
ンプであることが好ましい。また、セル温度増幅器３６
と同様に、過大電圧信号は、コントローラ３２に近傍の
入力合算点３８に導かれる。
【００２３】増幅器３６、４０の片方または両方の動作
に応じ、コントローラ３２は、入力合算点３８における
過大電圧信号及び／又は過温度信号に適応して、部分的
または完全に、導通モードに移行し、これによりバッテ
リセルを迂回して電流を分流する。コントローラ３２
は、電圧制限オペアンプ４２を含み、このオペアンプは
入力合算点からの信号を受信動作して、該受信入力が所
定の値を超えた場合に、過大電圧信号を出力する。入力
合算点３８は、増幅器３６からの受信電圧信号に従うば
かりでなく、外部入力デバイスである電圧トリミング調
整器４４からの信号に従うという点は評価されるべきで
ある。電圧トリミング調整器４４は、電圧制限オペアン
プにより生成される電圧値を調整する外部入力デバイス
であり、必要に応じて信号の遠隔導入を可能にするもの
である。
【００２４】コントローラ３２は、また、バイパス電流
の流れを始動する所定ゲート電圧を有するトランジスタ
４６を含んでいる。トランジスタ４６は、電圧制限オペ
アンプ４２からの過大電圧信号に反応して、バッテリセ
ル２４を迂回して電流を分流する。バッテリセル・バイ
パスモジュール２２は、またバッテリセル両端に接続さ
れ且つ開閉位置間で可動な適当な常開の作動スイッチ５
０を含んでいる。この作動スイッチは保持型或いは非保
持型でもよい。各々はオペアンプからなる一対の過大及
び過小電圧コンパレータ５２、５４各々が作動スイッチ
に接続される。コンパレータ５２、５４は並列接続さ
れ、その両方は，セル電圧増幅器４０からの出力信号を
受信するように構成される。従って、コンパレータ５２
は、バッテリセル間の電圧に反応するものであり、バッ
テリセル電圧が所定の最大値を超えた場合において、過
大電圧作動信号を生成する。一方、コンパレータ５４
は、バッテリセル間の電圧に反応するものであり、バッ
テリセル電圧が所定の最小値を下回った場合において、
過小電圧作動信号を発生する。作動スイッチ５０は、コ
ンパレータ５２からの過大電圧作動信号またはコンパレ
ータ５２からの過小電圧作動信号のいずれにも反応し
て、スイッチを閉位置にし、何れの場合も、セルを迂回
して分流電流を流す。
【００２５】モジュール２４は、適当なダイオード４８
も含み、ダイオード４８はバッテリセル間に接続されて
いて、セルの不良に応じてセルを迂回して電流を分流す
るためのものである。従って、もしセル２４が放電して
いて、突然に回路が開回路になった場合、すなわち不良
の場合には、ダイオード４８は、瞬時にターンオンし、
好ましくは保持型であるスイッチに閉じる時間を与え
る。作動スイッチ５０は、過小電圧検出オペアンプ５４
により動作せしめられる。もし、作動スイッチ５０が非
保持型であって、不具合セル２４が充電モードに移行し
た場合には、作動スイッチは再び開になる。というの
は、コンパレータ５４は、もはや過小電圧信号を検出し
ないからであり、そしてコンパレータ５２は、この時点
では過大電圧信号を検出し、作動スイッチ５０を再び閉
にする。そして、トランジスタ４６は、作動スイッチ５
０が閉になるまでの間、バッテリ２６を動作状態に保持
する。コンパレータ５２、５４からの信号に追従する作
動スイッチ５０の動作には、機械的性質の故に遅延が存
在することは、注意すべき点である。また、逆方向に接
続されたダイオードは、充電モードにおける突然の開回
路となる不具合の対策として必要とはされない。という
のは、協働するオペアンプ４２とトランジスタ４６は、
かかる機能を行うからである。
【００２６】説明した本発明は、特に約４０Ａｈ以上の
容量を有する衛星システムに使用される型の高エネルギ
バッテリに対して特に適している。この点、バイパス電
流は、連続的に変動せしめられて、所与の設定により固
定された電圧を供給され得る。この設定は、電圧トリミ
ング調整器４４により外部的に変更し得るものである。
また、バイパスモジュール２２が稼働状態でも、不連続
な電圧変動は発生しない。バイパスモジュール２２は高
信頼であり、リレーを用いていないので、なんら望まし
くない動作が発生しない。
【００２７】以上本発明の好ましい実施例について詳細
に説明したが、明細書及び添付の請求項に記載の本発明
の範囲から離脱することなく、多様な改変が図示された
実施例に対してなされ得ることは、当業者であれば理解
し得るところである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施する電気回路の全体図である。
【符号の説明】
２２ バッテリセル・バイパスモジュール ２４ セル ２６ バッテリ ３２ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ジェイ． マクヴィ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94303 パロアルト ヴァンオーケンサー クル 946

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリセル・バイパスモジュールであ
    って、 バッテリセルの動作状態を検出するセンシング手段と、 バッテリセルに接続されたコントローラ手段であり、導
    通モード及び通常状態としての非導通モードとを有し、
    所定値より過大の状況にあるバッテリセルの動作状態に
    反応して動作し、導通モードに移行し、バッテリセルを
    迂回し電流を分流するコントローラ手段と、 を含むことを特徴とするバッテリセル・バイパスモジュ
    ール。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記バッテリセルがリチウムイ
    オンバッテリセルであることを特徴とするバッテリセル
    ・バイパスモジュール。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記センサ手段が、バッテリセ
    ルの温度を測定し、前記温度に比例する温度信号を発生
    する温度トランスデューサであり、前記センサ手段が、 前記温度トランスデューサからの前記信号が所定の値を
    超えた場合に過温度信号を発生するセル温度コンパレー
    タ手段を含み、前記コントローラ手段が、所定値より過
    大の状況にあるバッテリセルの動作状態に反応してし、
    導通モードに移行し、バッテリセルを迂回し電流を分流
    することを特徴とするバッテリセル・バイパスモジュー
    ル。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記温度トランスデューサがサ
    ーミスタであることを特徴とするバッテリセル・バイパ
    スモジュール。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記セル温度コンパレータ手段
    が、第１オンペレーショナルアンプを含むことを特徴と
    するバッテリセル・バイパスモジュール。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記センサ手段が、 セルの両端の電圧を測定し、所定の値を超えた電圧に比
    例した過大電圧信号を発生する電圧コンパレータ手段を
    含み、前記コントローラ手段が、前記過大電圧信号に反
    応し、前記コントローラ手段を導通モードに移行せし
    め、バッテリセルを迂回し電流を分流することを特徴と
    するバッテリセル・バイパスモジュール。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記電圧コンパレータ手段が、
    第２オペアンプを含むことを特徴とするバッテリセル・
    バイパスモジュール。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、前記コントローラ手段が、 入力が所定の値を超えた場合に過大電圧信号を発生する
    電圧制限オペアンプと、 バイパス電流の流れを許容する所定のゲート電圧を有す
    るトランジスタと、 を含み、前記トランジスタが、前記電圧制限オペアンプ
    からの過大電圧信号に反応して、バッテリセルを迂回し
    て電流を分流することを特徴とするバッテリセル・バイ
    パスモジュール。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載のバッテリセル・バイパ
    スモジュールであって、電圧値を調整する外部手段を含
    み、前記電圧値で以て前記出力信号が前記電圧制限オペ
    アンプにより生成されることを特徴とするバッテリセル
    ・バイパスモジュール。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のバッテリセル・バイ
    パスモジュールであって、 セルの両端に接続された常開であり且つ開閉位置の間で
    移動可能な作動スイッチ手段と、 バッテリセルの両端の電圧に反応して、バッテリセルの
    両端の電圧が所定の最大値を超えた場合において過大電
    圧作動信号を発生し、バッテリの電圧が所定の最小電圧
    を下回った場合において、過小電圧作動信号を発生する
    コンパレータ手段と、 を含み、 前記作動スイッチの手段が、前記過大電圧作動信号また
    は過小電圧作動信号に応じて閉位置に移動し、それによ
    り、電流がセルを迂回して分流されることを特徴とする
    バッテリセル・バイパスモジュール。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載のバッテリセル・バイ
    パスモジュールであって、バッテリセルの両端に接続さ
    れて、セルの不具合に反応して、セルを迂回して電流を
    分流するダイオード手段を有することを特徴とするバッ
    テリセル・バイパスモジュール。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のバッテリセル・バイ
    パスモジュールであって、 セルに接続された常開であり且つ開閉位置の間で移動可
    能な作動スイッチ手段と、 バッテリセルの両端の電圧に反応し、バッテリセルの両
    端の電圧が所定最大値を超えた場合において過大電圧作
    動信号を発生し、バッテリの電圧が所定最小電圧を下回
    った場合において過小電圧作動信号を発生するコンパレ
    ータ手段と、 前記作動スイッチの手段が、前記過大電圧作動信号、ま
    たは過小電圧作動信号に反応し、閉位置に移動するもの
    であり、それにより、電流がセルを迂回する作動スイッ
    チ手段と、 セルの両端に接続されてセルの不具合に反応し、セルを
    迂回して電流を分流するダイオード手段と、 を有することを特徴とするバッテリセル・バイパスモジ
    ュール。
  13. 【請求項１３】 複数のバッテリセルからなるバッテリ
    と、前記バッテリセルの少なくとも１つの両端に接続さ
    れたバッテリセル・バイパスモジュールと、 バッテリセルの動作状態を検出するセンシング手段と、 バッテリセルの両端に接続されたコントローラ手段であ
    り、導通モード及び通常状態としての非導通モードとを
    有し、前記バッテリセルの動作状態に反応して動作し、
    非導通モードに移行し、バッテリセルを迂回し電流を分
    流するコントローラ手段と、 を含むことを特徴とする組み合わせ。
  14. 【請求項１４】 バッテリセル・バイパスモジュールで
    あって、 バッテリセルの動作状態を検出するセンシング手段と、 バッテリセルに接続されたコントローラ手段であり、導
    通モード及び通常状態としての非導通モードとを有し、
    所定値を超えた状況にあるバッテリセルの動作状態に反
    応して動作して、導通モードに移行し、バッテリセルを
    迂回し電流を分流し、その間、前記コントローラ手段の
    動作時点において存在するバッテリセルの両端の電圧を
    不変の状態に維持するコントローラ手段と、 を含むことを特徴とするバッテリセル・バイパスモジュ
    ール。
  15. 【請求項１５】 請求項１に記載のバッテリセル・バイ
    パスモジュールであって、バッテリセルが、約４０Ａｈ
    以上の容量を有することを特徴とするバッテリセル・バ
    イパスモジュール。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006524899A (ja) * 2003-04-25 2006-11-02 モトローラ・インコーポレイテッド 電池セルを過熱から保護し、電池パックを過充電／充電不足から保護するための二重用途サーミスタ
JP2008518577A (ja) * 2004-10-28 2008-05-29 アストリウム エスアーエス 充電式バッテリを制御する方法および前記方法を実行するための充電式バッテリ
JP2008543015A (ja) * 2005-06-02 2008-11-27 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー リチウム電池管理システム
JP2010140731A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd バッテリコントローラ
JP2010225332A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Toshiba Corp 組電池システム及び組電池の保護装置
JP2013526243A (ja) * 2010-04-16 2013-06-20 エス・ビー リモーティブ カンパニー リミテッド セルバランシング機能を有するバッテリ

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796503B1 (fr) * 1999-07-12 2001-10-26 Electricite De France Procede et dispositif de charge de plusieurs cellules electrochimiques
US6271646B1 (en) * 2000-07-05 2001-08-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Battery cell by-pass circuit
JP3554714B2 (ja) * 2001-05-31 2004-08-18 長野日本無線株式会社 蓄電素子の電流遮断回路
US6822423B2 (en) 2001-09-03 2004-11-23 Gpe International Limited Intelligent serial battery charger and charging block
TWI241762B (en) 2001-09-03 2005-10-11 Gpe Internat Ltd An intelligent fast battery charger
US7557538B2 (en) * 2001-09-03 2009-07-07 Gpe International Limited Intelligent serial battery charger
US6522102B1 (en) 2001-12-14 2003-02-18 Zinc Matrix Power, Inc. Multiple plateau battery charging method and system to charge to the second plateau
US6459243B1 (en) 2001-12-14 2002-10-01 Zinc Matrix Power, Inc. Multiple plateau battery charging method and system to fully charge the first plateau
US6943529B2 (en) * 2001-12-16 2005-09-13 Zinc Matrix Power, Inc. Battery charging system
US6724173B2 (en) * 2002-02-08 2004-04-20 Valence Technology, Inc. Circuits, apparatuses, electrochemical device charging methods, and lithium-mixed metal electrode cell charging methods
US7667942B2 (en) * 2004-12-13 2010-02-23 Schlumberger Technology Corporation Battery switch for downhole tools
US7683575B2 (en) * 2007-07-18 2010-03-23 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for identifying and disconnecting short-circuited battery cells within a battery pack
US8309259B2 (en) * 2008-05-19 2012-11-13 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
US8638011B2 (en) * 2009-07-10 2014-01-28 Protonex Technology Corporation Portable power manager operating methods
JP5521044B2 (ja) * 2009-09-18 2014-06-11 フルイディック，インク． 充電極を備え，セル内で充電モードと放電モードとを切り替える充電式電気化学セルシステム
US8492052B2 (en) * 2009-10-08 2013-07-23 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with spacers for flow management system
FI123817B (fi) 2010-01-19 2013-11-15 Teknoware Oy Järjestely akkujen lataamiseksi
ES2620238T3 (es) 2010-06-24 2017-06-28 Fluidic, Inc. Celda electroquímica con ánodo de combustible de andamio escalonado
TWI536702B (zh) 2010-07-15 2016-06-01 Ｚ動力能源有限責任公司 用於將電池組再充電之方法及裝置
CN202550031U (zh) 2010-09-16 2012-11-21 流体公司 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统
US8470464B2 (en) * 2010-10-14 2013-06-25 Alliant Techsystems Inc. Methods and apparatuses for electrochemical cell monitoring and control
US9331507B2 (en) 2010-10-18 2016-05-03 The Johns Hopkins University Control apparatus and method for conducting fast battery charge
JP5840693B2 (ja) 2010-10-18 2016-01-06 ジョンズ ホプキンズ ユニバーシティＪｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 充電および放電時のリチウムイオン充電式セルの内部温度を検出するバッテリ位相メータ
CN102456934B (zh) 2010-10-20 2016-01-20 流体公司 针对基架燃料电极的电池重置过程
JP5908251B2 (ja) 2010-11-17 2016-04-26 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 階層型アノードのマルチモード充電
JP5632723B2 (ja) * 2010-11-26 2014-11-26 株式会社ケーヒン セルバランス制御装置
DE102011004980A1 (de) * 2011-03-02 2012-09-06 Sb Limotive Co., Ltd. Batteriemodul und Batterie mit redundanter Zellspannungserfassung
DE102012210603B4 (de) * 2012-06-22 2023-11-09 Robert Bosch Gmbh Sicherheitskonzept für Batterien
US10291051B2 (en) 2013-01-11 2019-05-14 Zpower, Llc Methods and systems for recharging a battery
DE102013204538A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezellmodul und Verfahren zum Betreiben eines Batteriezellmoduls
DE102013204539A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinrichtung mit Feinschlusssicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle
DE102013204536A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinrichtung mit Transportsicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle
DE102013204512A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherung beim Gebrauch von Batteriemodulen
DE102013204541A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinheit mit Batteriezelle und ultraschneller Entladeschaltung und Verfahren zur Überwachung einer Batteriezelle
DE102013204534A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinrichtung mit Kurzschlusssicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle
SG11201508091PA (en) 2013-04-01 2015-10-29 Protonex Technology Corp Power manager
GB2515111A (en) * 2013-06-14 2014-12-17 Goodwolfe Energy Ltd Cell management module, battery and methods therefor
US20150130421A1 (en) * 2013-11-08 2015-05-14 John Joseph Bevilacqua, III Battery management electronics with configurable battery module bypass control
US9853477B2 (en) * 2013-11-12 2017-12-26 Grenotek Integrated, Inc. Systems and methods of adaptive battery charging
AU2015346641A1 (en) 2014-11-11 2017-05-18 Revision Military Soldier Power, Llc Control module for DC power network
AU2016255067A1 (en) 2015-04-29 2017-11-02 Zpower, Llc Temperature dependent charge algorithm
AU2016355125A1 (en) 2015-11-20 2018-07-05 David Long Power manager with reconfigurable power converting circuits
US11258366B2 (en) 2015-11-20 2022-02-22 Galvion Soldier Power, Llc Power manager with reconfigurable power converting circuits
US10848067B2 (en) 2015-11-20 2020-11-24 Galvion Soldier Power, Llc Power manager with reconfigurable power converting circuits
USD802533S1 (en) 2016-03-23 2017-11-14 Protonex Technology Corporation Portable power manager enclosure
CA3031513A1 (en) 2016-07-22 2018-01-25 Nantenergy, Inc. Moisture and carbon dioxide management system in electrochemical cells
WO2020231718A1 (en) 2019-05-10 2020-11-19 Nantenergy, Inc. Nested annular metal-air cell and systems containing same
CN112510785A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 上海卫星工程研究所 航天器用蓄电池组防开路失效组件及控制方法
CN115395603A (zh) * 2022-08-22 2022-11-25 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种储能系统充电电压、功率自动调节方法及系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4061955A (en) * 1976-05-19 1977-12-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multi-cell battery protection system
US4303877A (en) * 1978-05-05 1981-12-01 Brown, Boveri & Cie Aktiengesellschaft Circuit for protecting storage cells
SE451924B (sv) * 1982-10-12 1987-11-02 Ericsson Telefon Ab L M Regulator for reglering av en laddningsstrom till en enskild cell i ett batteri av celler
US4719401A (en) * 1985-12-04 1988-01-12 Powerplex Technologies, Inc. Zener diode looping element for protecting a battery cell
US5821733A (en) * 1994-02-22 1998-10-13 Packard Bell Nec Multiple cell and serially connected rechargeable batteries and charging system
US5576612A (en) * 1995-01-23 1996-11-19 Motorola, Inc. Ultrafast rechargeable battery pack and method of charging same
JPH08265987A (ja) * 1995-03-20 1996-10-11 Integuran Kk 直列電池の充電電圧分配装置
JPH0946893A (ja) * 1995-07-28 1997-02-14 Honda Motor Co Ltd 組バッテリの監視装置および保護装置
JP3421519B2 (ja) * 1996-02-13 2003-06-30 三洋電機株式会社 過充電防止回路、過放電防止回路及び充放電制御回路
US5666040A (en) * 1996-08-27 1997-09-09 Bourbeau; Frank Networked battery monitor and control system and charging method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006524899A (ja) * 2003-04-25 2006-11-02 モトローラ・インコーポレイテッド 電池セルを過熱から保護し、電池パックを過充電／充電不足から保護するための二重用途サーミスタ
JP4820944B2 (ja) * 2003-04-25 2011-11-24 モトローラ モビリティ インコーポレイテッド 電池セルを過熱から保護し、電池パックを過充電／充電不足から保護するための二重用途サーミスタ
JP2008518577A (ja) * 2004-10-28 2008-05-29 アストリウム エスアーエス 充電式バッテリを制御する方法および前記方法を実行するための充電式バッテリ
JP2008543015A (ja) * 2005-06-02 2008-11-27 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー リチウム電池管理システム
JP2010140731A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd バッテリコントローラ
JP2010225332A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Toshiba Corp 組電池システム及び組電池の保護装置
US8508190B2 (en) 2009-03-19 2013-08-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Assembled battery system and assembled battery protection device
JP2013526243A (ja) * 2010-04-16 2013-06-20 エス・ビー リモーティブ カンパニー リミテッド セルバランシング機能を有するバッテリ

Also Published As

Publication number Publication date
EP0945955A3 (en) 2000-06-14
EP0945955A2 (en) 1999-09-29
US6025696A (en) 2000-02-15

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