JP2000208170A - ダイオ―ドによる記憶を用いたバッテリ用モジュ―ル - Google Patents
ダイオ―ドによる記憶を用いたバッテリ用モジュ―ルInfo
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- 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)
- Secondary Cells (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイオードによる記憶を用いたバッテリ用モ
ジュールの簡単かつ有効な保護手段を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのセル（１１−１６）
と、少なくとも１つのセンサと、セルに直列接続された
ヒューズ（３）などの遮断装置と、電子スイッチとを含
む。電子スイッチは、センサが故障を検知したときに、
直列接続されたセルおよびヒューズを短絡するパワート
ランジスタ（１２１−１２３）と、センサの状態が後で
どのようになろうと、パワートランジスタが直列接続回
路を短絡したまま維持するためのダイオード（６）とを
含む。ダイオードは故障を記憶し、センサが故障を検知
していなくても、ヒューズの溶融後にモジュールが導通
状態のままであり続けるようにする。
ジュールの簡単かつ有効な保護手段を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのセル（１１−１６）
と、少なくとも１つのセンサと、セルに直列接続された
ヒューズ（３）などの遮断装置と、電子スイッチとを含
む。電子スイッチは、センサが故障を検知したときに、
直列接続されたセルおよびヒューズを短絡するパワート
ランジスタ（１２１−１２３）と、センサの状態が後で
どのようになろうと、パワートランジスタが直列接続回
路を短絡したまま維持するためのダイオード（６）とを
含む。ダイオードは故障を記憶し、センサが故障を検知
していなくても、ヒューズの溶融後にモジュールが導通
状態のままであり続けるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
電気化学要素（ｅｌｅｍｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉ
ｍｉｑｕｅ）であるセルと、１つまたは複数のセルの少
なくとも１つの故障センサとを含む、バッテリ用モジュ
ールを目的とする。
電気化学要素（ｅｌｅｍｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉ
ｍｉｑｕｅ）であるセルと、１つまたは複数のセルの少
なくとも１つの故障センサとを含む、バッテリ用モジュ
ールを目的とする。
【０００２】本発明は、密封されたセルの超過圧力、過
熱、過電圧、不足電圧、短絡その他の故障に対する、バ
ッテリのセルの保護に関する。
熱、過電圧、不足電圧、短絡その他の故障に対する、バ
ッテリのセルの保護に関する。
【０００３】
【従来の技術】１９９８年４月３０日付けで出願された
フランス特許出願第９８０５５４１号は、少なくとも１
つのセンサを備えたセルと、セルに直列接続されたヒュ
ーズと、センサにより制御されセルおよびヒューズの直
列接続回路を閉じる電子スイッチとを含むバッテリモジ
ュールを記載している。この特許出願は、電子スイッチ
の例として、トランジスタ、サイリスタ、ＩＧＢＴまた
はＭＯＳなどを言及している。
フランス特許出願第９８０５５４１号は、少なくとも１
つのセンサを備えたセルと、セルに直列接続されたヒュ
ーズと、センサにより制御されセルおよびヒューズの直
列接続回路を閉じる電子スイッチとを含むバッテリモジ
ュールを記載している。この特許出願は、電子スイッチ
の例として、トランジスタ、サイリスタ、ＩＧＢＴまた
はＭＯＳなどを言及している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
電子スイッチを提案する。本発明は、モジュール内また
はモジュール上に配置される遮断装置を用いたバッテリ
用モジュールの保護の問題に解決法を提供し、特に、モ
ジュールの内部抵抗を増加せずにモジュール保護の問題
への解決策を提案するものである。
電子スイッチを提案する。本発明は、モジュール内また
はモジュール上に配置される遮断装置を用いたバッテリ
用モジュールの保護の問題に解決法を提供し、特に、モ
ジュールの内部抵抗を増加せずにモジュール保護の問題
への解決策を提案するものである。
【０００５】本発明は、上記のフランス特許出願に記載
された記憶機能を簡単かつ有効に確保する。従って本発
明は、セルが遮断された後でも、モジュールが導通状態
のままであり続けることができる。
された記憶機能を簡単かつ有効に確保する。従って本発
明は、セルが遮断された後でも、モジュールが導通状態
のままであり続けることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】より詳しくは、本発明
は、少なくとも１つのセルと、少なくとも１つのセンサ
と、セルに直列接続された遮断装置と、電子スイッチと
を含むバッテリ用モジュールであって、電子スイッチ
が、センサが故障を検知したときに、直列接続されたセ
ルおよび遮断装置を短絡する少なくとも１つのパワート
ランジスタと、センサの状態が後でどのようになろう
と、パワートランジスタが直列接続回路を短絡したまま
維持するためのダイオードとを含む、モジュールを提案
する。
は、少なくとも１つのセルと、少なくとも１つのセンサ
と、セルに直列接続された遮断装置と、電子スイッチと
を含むバッテリ用モジュールであって、電子スイッチ
が、センサが故障を検知したときに、直列接続されたセ
ルおよび遮断装置を短絡する少なくとも１つのパワート
ランジスタと、センサの状態が後でどのようになろう
と、パワートランジスタが直列接続回路を短絡したまま
維持するためのダイオードとを含む、モジュールを提案
する。
【０００７】実施形態では、電子スイッチがさらに、セ
ンサが故障を検知したときにパワートランジスタをＯＮ
させる制御トランジスタを含み、ダイオードは、パワー
トランジスタがＯＮされると、セルの電圧を制御トラン
ジスタのゲートに供給するように構成されている。
ンサが故障を検知したときにパワートランジスタをＯＮ
させる制御トランジスタを含み、ダイオードは、パワー
トランジスタがＯＮされると、セルの電圧を制御トラン
ジスタのゲートに供給するように構成されている。
【０００８】有利には、ダイオードが、遮断装置側のモ
ジュールの端子と制御トランジスタのゲートとに接続さ
れる。
ジュールの端子と制御トランジスタのゲートとに接続さ
れる。
【０００９】この場合、好適には、ダイオードが抵抗を
介して制御トランジスタのゲートに接続される。
介して制御トランジスタのゲートに接続される。
【００１０】別の実施形態では、モジュールが、制御ト
ランジスタのゲートへの電圧印加を遅延させるコンデン
サを含む。
ランジスタのゲートへの電圧印加を遅延させるコンデン
サを含む。
【００１１】有利には、モジュールが、制御トランジス
タのゲートへの電圧印加を制限するツェナーダイオード
を含む。
タのゲートへの電圧印加を制限するツェナーダイオード
を含む。
【００１２】好適には、センサが圧力検知スイッチを含
む。またセンサが、各セルに対して１個の圧力検知スイ
ッチを含むことができる。
む。またセンサが、各セルに対して１個の圧力検知スイ
ッチを含むことができる。
【００１３】実施形態では、センサが、過電圧センサを
含む。各セルの端子に過電圧センサを設けることができ
る。
含む。各セルの端子に過電圧センサを設けることができ
る。
【００１４】実施形態では、センサが、セルの正常作動
時に開かれる並列接続された複数のスイッチを制御し、
抵抗およびスイッチの直列接続が、セルの端子に並列接
続され、制御トランジスタのゲートが、前記抵抗と前記
センサとの間に接続される。
時に開かれる並列接続された複数のスイッチを制御し、
抵抗およびスイッチの直列接続が、セルの端子に並列接
続され、制御トランジスタのゲートが、前記抵抗と前記
センサとの間に接続される。
【００１５】他の実施形態では、センサが、セルの正常
作動時に閉じられ抵抗と直列接続された複数のスイッチ
を制御し、スイッチおよび抵抗の全体が、セルの端子に
並列接続され、制御トランジスタのゲートが、前記抵抗
と前記センサとの間に接続される。
作動時に閉じられ抵抗と直列接続された複数のスイッチ
を制御し、スイッチおよび抵抗の全体が、セルの端子に
並列接続され、制御トランジスタのゲートが、前記抵抗
と前記センサとの間に接続される。
【００１６】本発明はまた、遮断装置に直列接続された
少なくとも１つのセルと、少なくとも１つのセンサと、
前記センサにより制御される少なくとも１つのパワート
ランジスタとを含むバッテリ用モジュールの故障保護方
法に関し、この方法は、センサが故障を検知したときセ
ンサによりパワートランジスタを制御し、パワートラン
ジスタが、セルおよび遮断装置の直列接続回路を閉じ、
センサの状態が後でどのようになろうと、ダイオードが
トランジスタを直列接続回路の閉状態に維持させる。
少なくとも１つのセルと、少なくとも１つのセンサと、
前記センサにより制御される少なくとも１つのパワート
ランジスタとを含むバッテリ用モジュールの故障保護方
法に関し、この方法は、センサが故障を検知したときセ
ンサによりパワートランジスタを制御し、パワートラン
ジスタが、セルおよび遮断装置の直列接続回路を閉じ、
センサの状態が後でどのようになろうと、ダイオードが
トランジスタを直列接続回路の閉状態に維持させる。
【００１７】好適には、一定の遅延時間後も故障が続く
場合、センサによりトランジスタを制御する。
場合、センサによりトランジスタを制御する。
【００１８】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
に関して例として挙げられた本発明の実施形態の以下の
説明を読めば明らかになるだろう。
に関して例として挙げられた本発明の実施形態の以下の
説明を読めば明らかになるだろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるモジュール
の概略図である。このようなモジュールは、出力線で他
の複数個のモジュールと直列接続されてバッテリを形成
する。本発明は、モジュールの様々なセルにおいて考え
られる種々の故障に対する保護を提案するものである。
この実施形態では、図２の実施形態と同様に、故障の場
合には遮断によりセルを保護する。しかしながら、モジ
ュールは、安全システムが作動前も、作動中も、あるい
は作動後も、電気的に導通状態のままである。
の概略図である。このようなモジュールは、出力線で他
の複数個のモジュールと直列接続されてバッテリを形成
する。本発明は、モジュールの様々なセルにおいて考え
られる種々の故障に対する保護を提案するものである。
この実施形態では、図２の実施形態と同様に、故障の場
合には遮断によりセルを保護する。しかしながら、モジ
ュールは、安全システムが作動前も、作動中も、あるい
は作動後も、電気的に導通状態のままである。
【００２０】図１のモジュールは、複数のセル、図の場
合には６個のセル１１−１６からなり、これらは出力線
２に３つのグループで直列接続され、各グループが、２
個の並列のセルを含む。ヒューズ３は、出力線２でセル
と直列接続される。少なくとも１つのセルには、図示し
ていない圧力検知器からなる圧力検知スイッチを設ける
ことができ、この圧力検知スイッチがスイッチを閉じる
ことを制御する。図１の実施形態では、各セルに圧力検
知スイッチが設けられている。各圧力検知スイッチのス
イッチ５１〜５６は並列接続され、セル内の圧力が安全
圧力未満である場合には通常開かれている。各スイッチ
５１〜５６は、対応するセルにおいて圧力が安全圧力を
越える場合に閉じられる。
合には６個のセル１１−１６からなり、これらは出力線
２に３つのグループで直列接続され、各グループが、２
個の並列のセルを含む。ヒューズ３は、出力線２でセル
と直列接続される。少なくとも１つのセルには、図示し
ていない圧力検知器からなる圧力検知スイッチを設ける
ことができ、この圧力検知スイッチがスイッチを閉じる
ことを制御する。図１の実施形態では、各セルに圧力検
知スイッチが設けられている。各圧力検知スイッチのス
イッチ５１〜５６は並列接続され、セル内の圧力が安全
圧力未満である場合には通常開かれている。各スイッチ
５１〜５６は、対応するセルにおいて圧力が安全圧力を
越える場合に閉じられる。
【００２１】並列接続されたスイッチは、ダイオード６
と直列接続される。ダイオードおよびスイッチの全体
は、セルおよびヒューズの直列接続の端子に並列接続さ
れる。ダイオードのカソードは、図の場合はヒューズ側
にあり、ヒューズはモジュールの正極側にある。
と直列接続される。ダイオードおよびスイッチの全体
は、セルおよびヒューズの直列接続の端子に並列接続さ
れる。ダイオードのカソードは、図の場合はヒューズ側
にあり、ヒューズはモジュールの正極側にある。
【００２２】図１の回路は、参照符字７の抵抗Ｒ１をさ
らに含み、この抵抗は、ダイオード６と同様にスイッチ
の並列接続の端子と、セルおよびヒューズの間の出力線
２とに接続されている。
らに含み、この抵抗は、ダイオード６と同様にスイッチ
の並列接続の端子と、セルおよびヒューズの間の出力線
２とに接続されている。
【００２３】容量Ｃ１のコンデンサ９と並列接続される
ツェナーダイオード８は、図で１０と記されている抵抗
Ｒ２と直列接続される。ダイオードのアノードは、制御
トランジスタのゲートに接続され、このトランジスタ
は、図の場合にはＰ型ＭＯＳトランジスタである。
ツェナーダイオード８は、図で１０と記されている抵抗
Ｒ２と直列接続される。ダイオードのアノードは、制御
トランジスタのゲートに接続され、このトランジスタ
は、図の場合にはＰ型ＭＯＳトランジスタである。
【００２４】並列接続された複数のパワートランジスタ
１２１〜１２ｎの全体は、図の場合にはｎ＝３であり、
セルおよびヒューズの直列接続の端子に並列接続され
る。図の実施形態では複数のトランジスタを設けた。ト
ランジスタは１つだけにしてもよい。図の実施形態で
は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタを用いており、このトラン
ジスタの直列抵抗は小さい。
１２１〜１２ｎの全体は、図の場合にはｎ＝３であり、
セルおよびヒューズの直列接続の端子に並列接続され
る。図の実施形態では複数のトランジスタを設けた。ト
ランジスタは１つだけにしてもよい。図の実施形態で
は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタを用いており、このトラン
ジスタの直列抵抗は小さい。
【００２５】セルの端子には、制御トランジスタ１４
と、並列接続された容量Ｃ２のコンデンサ１５および参
照符字１６の抵抗Ｒ３とが直列接続されたものが、並列
接続されている。制御トランジスタは、たとえばＰ型Ｍ
ＯＳトランジスタである。
と、並列接続された容量Ｃ２のコンデンサ１５および参
照符字１６の抵抗Ｒ３とが直列接続されたものが、並列
接続されている。制御トランジスタは、たとえばＰ型Ｍ
ＯＳトランジスタである。
【００２６】制御トランジスタ１４のゲートは、抵抗Ｒ
２１０とツェナーダイオード８との間に接続される。パ
ワートランジスタ１２１〜１２ｎのゲートは、トランジ
スタ１４と、並列接続回路Ｃ２Ｒ３との間に接続され
る。
２１０とツェナーダイオード８との間に接続される。パ
ワートランジスタ１２１〜１２ｎのゲートは、トランジ
スタ１４と、並列接続回路Ｃ２Ｒ３との間に接続され
る。
【００２７】回路はさらに、モジュールを電子的に監視
するための情報を与える分岐部分を含む。この部分は、
参照符字１８の抵抗Ｒ４と直列接続される情報トランジ
スタ１７を含む。全体は、セルの端子に並列接続され
る。このトランジスタのゲートは、パワートランジスタ
のゲートと同様に、トランジスタ１４と並列接続回路Ｃ
２Ｒ３との間に接続される。情報トランジスタ１７と抵
抗Ｒ４との間では一定の電位が加えられ、セルの負極端
子とこの電位との差Ｖが、モジュールの端子への電圧と
なる。
するための情報を与える分岐部分を含む。この部分は、
参照符字１８の抵抗Ｒ４と直列接続される情報トランジ
スタ１７を含む。全体は、セルの端子に並列接続され
る。このトランジスタのゲートは、パワートランジスタ
のゲートと同様に、トランジスタ１４と並列接続回路Ｃ
２Ｒ３との間に接続される。情報トランジスタ１７と抵
抗Ｒ４との間では一定の電位が加えられ、セルの負極端
子とこの電位との差Ｖが、モジュールの端子への電圧と
なる。
【００２８】回路を構成する各種の部品で可能な値は、
以下の通りである。
以下の通りである。
【００２９】 Ｒ１＝１０ｋΩ Ｒ２＝１ＭΩ Ｃ１＝０．１μＦ Ｒ３＝１００ｋΩ Ｃ２＝１０ｎＦ Ｒ４＝１００ｋΩ 図１の回路の作動は次のようになる。セルの正常作動状
態では、スイッチ５１〜５６が開かれてトランジスタが
ブロックされる。監視電圧Ｖはモジュールの電圧に等し
く、情報トランジスタ１７は、パワートランジスタ同様
にブロックされる。
態では、スイッチ５１〜５６が開かれてトランジスタが
ブロックされる。監視電圧Ｖはモジュールの電圧に等し
く、情報トランジスタ１７は、パワートランジスタ同様
にブロックされる。
【００３０】セル内の一つの圧力が過剰であるためにス
イッチの１つが閉じられると、コンデンサＣ１９が抵抗
Ｒ２１０を介して充電され、制御トランジスタ１４がＯ
Ｎする。従ってコンデンサ９は、制御トランジスタのゲ
ートへのトランジスタをＯＮさせる電圧印加を遅延させ
る装置として作動する。容量Ｃ１および抵抗Ｒ２の選択
により、モジュールを短絡する遅延が可能になる。この
ようにして、雑音信号にシステムが応答することが回避
できる。ツェナーダイオード８は、制御トランジスタの
ゲートに印加される電圧を制限し、従って制御トランジ
スタを保護する。
イッチの１つが閉じられると、コンデンサＣ１９が抵抗
Ｒ２１０を介して充電され、制御トランジスタ１４がＯ
Ｎする。従ってコンデンサ９は、制御トランジスタのゲ
ートへのトランジスタをＯＮさせる電圧印加を遅延させ
る装置として作動する。容量Ｃ１および抵抗Ｒ２の選択
により、モジュールを短絡する遅延が可能になる。この
ようにして、雑音信号にシステムが応答することが回避
できる。ツェナーダイオード８は、制御トランジスタの
ゲートに印加される電圧を制限し、従って制御トランジ
スタを保護する。
【００３１】制御トランジスタがＯＮするので、コンデ
ンサＣ２１５が充電される。パワートランジスタ１２１
〜１２ｎは、情報トランジスタ１７と同様にＯＮする。
モジュールは短絡されるので、ヒューズ３が溶融し、セ
ルを遮断する。
ンサＣ２１５が充電される。パワートランジスタ１２１
〜１２ｎは、情報トランジスタ１７と同様にＯＮする。
モジュールは短絡されるので、ヒューズ３が溶融し、セ
ルを遮断する。
【００３２】情報トランジスタがＯＮするので、情報電
圧Ｖが、モジュールからの供給電圧を示す。
圧Ｖが、モジュールからの供給電圧を示す。
【００３３】ダイオード６は、システムの状態を記憶す
る。実際、スイッチの少なくとも１つが閉じたままであ
る限り、抵抗Ｒ１７の端子、従って制御トランジスタ１
４の端子に電圧が存続し、これによって制御トランジス
タが導通され、パワートランジスタもまた導通される。
る。実際、スイッチの少なくとも１つが閉じたままであ
る限り、抵抗Ｒ１７の端子、従って制御トランジスタ１
４の端子に電圧が存続し、これによって制御トランジス
タが導通され、パワートランジスタもまた導通される。
【００３４】セル内の圧力が再び下降し、スイッチが開
かれる場合、ダイオードＤ１６は、抵抗Ｒ１７の端子
で、セルの電圧とダイオードの閾値電圧との差に等しい
電圧が存続するようにする。この電圧により制御トラン
ジスタが導通され続け、パワートランジスタもまた同様
になる。
かれる場合、ダイオードＤ１６は、抵抗Ｒ１７の端子
で、セルの電圧とダイオードの閾値電圧との差に等しい
電圧が存続するようにする。この電圧により制御トラン
ジスタが導通され続け、パワートランジスタもまた同様
になる。
【００３５】このようにしてダイオードは、故障が持続
しない場合でも、故障を記憶する機能を確保する。この
機能は、ヒューズが溶融するときにヒューズによりセル
から遮断される側の完全なモジュールの１個の端子と、
複数スイッチの複数端子とにダイオードを接続すること
で得られる。従ってダイオードは、故障がなおった後
も、制御トランジスタが導通状態であり続けるように接
続される。
しない場合でも、故障を記憶する機能を確保する。この
機能は、ヒューズが溶融するときにヒューズによりセル
から遮断される側の完全なモジュールの１個の端子と、
複数スイッチの複数端子とにダイオードを接続すること
で得られる。従ってダイオードは、故障がなおった後
も、制御トランジスタが導通状態であり続けるように接
続される。
【００３６】図１の回路では、また図２の回路でも同様
であるが、ダイオードのカソードは、パワートランジス
タのドレインに接続され、一方でアノードは、抵抗Ｒ２
を介して制御トランジスタのゲートに給電するように接
続される。特にヒューズが図のようにセルの正の側に接
続されずに負の側に接続されている場合は、ダイオード
を別の方法で接続してもよい。この場合、ダイオードの
アノードは、ヒューズ側でモジュール側の負側の端子に
つながれる。
であるが、ダイオードのカソードは、パワートランジス
タのドレインに接続され、一方でアノードは、抵抗Ｒ２
を介して制御トランジスタのゲートに給電するように接
続される。特にヒューズが図のようにセルの正の側に接
続されずに負の側に接続されている場合は、ダイオード
を別の方法で接続してもよい。この場合、ダイオードの
アノードは、ヒューズ側でモジュール側の負側の端子に
つながれる。
【００３７】いずれの場合にも、ダイオードは、センサ
およびスイッチの状態が後でどうなろうとも、セルの電
圧が制御トランジスタのゲートに給電されるようにす
る。
およびスイッチの状態が後でどうなろうとも、セルの電
圧が制御トランジスタのゲートに給電されるようにす
る。
【００３８】かくして本発明は、正常作動時にモジュー
ルの内部抵抗をふやさずに、セルを保護する。事実、正
常作動時のヒューズだけが、出力線に追加されており、
ヒューズの抵抗は、セルの抵抗よりも小さい。
ルの内部抵抗をふやさずに、セルを保護する。事実、正
常作動時のヒューズだけが、出力線に追加されており、
ヒューズの抵抗は、セルの抵抗よりも小さい。
【００３９】しかもパワートランジスタは、このパワー
トランジスタがＯＮしている場合、遮断しているセルの
電圧を与えられ、バッテリの全体の電圧は与えられな
い。このようにして本発明は、バッテリを形成するモジ
ュールの数がどのようなものであっても、従ってバッテ
リの電圧の如何を問わず、パワートランジスタを保護で
きる。同様にヒューズは、それが切れている場合、モジ
ュールのセルの電圧だけに従う。どちらの場合にも、ア
ークは回避される。ヒューズの選択によりシステムを容
易に適合可能である。
トランジスタがＯＮしている場合、遮断しているセルの
電圧を与えられ、バッテリの全体の電圧は与えられな
い。このようにして本発明は、バッテリを形成するモジ
ュールの数がどのようなものであっても、従ってバッテ
リの電圧の如何を問わず、パワートランジスタを保護で
きる。同様にヒューズは、それが切れている場合、モジ
ュールのセルの電圧だけに従う。どちらの場合にも、ア
ークは回避される。ヒューズの選択によりシステムを容
易に適合可能である。
【００４０】セルを遮断した後で、本発明のモジュール
は導通状態であり続け、その抵抗はパワートランジスタ
の抵抗と同じである。この抵抗は、特にＮ型ＭＯＳトラ
ンジスタの場合には小さい。
は導通状態であり続け、その抵抗はパワートランジスタ
の抵抗と同じである。この抵抗は、特にＮ型ＭＯＳトラ
ンジスタの場合には小さい。
【００４１】さらに、本発明の回路の様々な構成部品
は、モジュールのセルにより給電される。従って、本発
明は、あらゆる外部電源から独立した自律解決法を提供
するものである。
は、モジュールのセルにより給電される。従って、本発
明は、あらゆる外部電源から独立した自律解決法を提供
するものである。
【００４２】図２は、本発明の別の実施形態を示す。図
２の実施形態で使用されているスイッチは、セルの正常
作動時に閉じられており、故障の場合に開かれる。
２の実施形態で使用されているスイッチは、セルの正常
作動時に閉じられており、故障の場合に開かれる。
【００４３】図２の回路は、抵抗Ｒ１とスイッチ５１〜
５６の接続を除いて、図１の回路と同じである。セルの
正常作動時に閉じられているスイッチ２０１〜２０
６は、直列接続される。参照符字２１の抵抗Ｒ６と直列
接続された直列スイッチ群は、セルの端子に接続され
る。参照符字２２の抵抗Ｒ５は、一方ではスイッチ２０
１〜２０６と抵抗Ｒ６の間、また他方ではダイオード６
のアノードに接続される。
５６の接続を除いて、図１の回路と同じである。セルの
正常作動時に閉じられているスイッチ２０１〜２０
６は、直列接続される。参照符字２１の抵抗Ｒ６と直列
接続された直列スイッチ群は、セルの端子に接続され
る。参照符字２２の抵抗Ｒ５は、一方ではスイッチ２０
１〜２０６と抵抗Ｒ６の間、また他方ではダイオード６
のアノードに接続される。
【００４４】回路の他、すなわちツェナーダイオード
８、コンデンサＣ１９、制御トランジスタ１４、コンデ
ンサＣ２１５、抵抗Ｒ３１６、パワートランジスタ、ト
ランジスタ１７および抵抗Ｒ４については、図１の回路
と同じである。
８、コンデンサＣ１９、制御トランジスタ１４、コンデ
ンサＣ２１５、抵抗Ｒ３１６、パワートランジスタ、ト
ランジスタ１７および抵抗Ｒ４については、図１の回路
と同じである。
【００４５】抵抗Ｒ５とＲ６の可能な値は次の通りであ
る。
る。
【００４６】Ｒ５＝１０ｋΩ Ｒ６＝１００ｋΩ 図２の回路の動作は次の通りである。正常作動時にスイ
ッチ２０１〜２０６は閉じられており、コンデンサ９の
端子の電圧はゼロであるので、制御トランジスタ１４が
ブロックされ、情報トランジスタ１７と同様にパワート
ランジスタがブロックされる。
ッチ２０１〜２０６は閉じられており、コンデンサ９の
端子の電圧はゼロであるので、制御トランジスタ１４が
ブロックされ、情報トランジスタ１７と同様にパワート
ランジスタがブロックされる。
【００４７】故障の場合、セルの１つにおける圧力が安
全値を越えると、対応するスイッチが開かれる。コンデ
ンサＣ１は抵抗Ｒ６、Ｒ５およびＲ２を介して充電さ
れ、制御トランジスタ１４がＯＮになる。図１の回路と
同様に、コンデンサＣ１は、モジュールが短絡される迄
の遅延時間を可能にする。
全値を越えると、対応するスイッチが開かれる。コンデ
ンサＣ１は抵抗Ｒ６、Ｒ５およびＲ２を介して充電さ
れ、制御トランジスタ１４がＯＮになる。図１の回路と
同様に、コンデンサＣ１は、モジュールが短絡される迄
の遅延時間を可能にする。
【００４８】その結果、コンデンサＣ２が充電され、パ
ワートランジスタが、トランジスタ１７と同様にＯＮに
なる。ヒューズおよびセルは短絡され、ヒューズは、セ
ルを遮断し溶融する。図１の回路と同様に、セルは遮断
されるが、モジュールは、パワートランジスタを介して
導通状態であり続ける。
ワートランジスタが、トランジスタ１７と同様にＯＮに
なる。ヒューズおよびセルは短絡され、ヒューズは、セ
ルを遮断し溶融する。図１の回路と同様に、セルは遮断
されるが、モジュールは、パワートランジスタを介して
導通状態であり続ける。
【００４９】さらに、故障が止まり、スイッチが再び閉
じられても、セルの電圧は、パワートランジスタ、ダイ
オード６および抵抗Ｒ２を介して、コンデンサＣ１およ
び制御トランジスタのゲートに供給される。図１の回路
と同様に、セルの端子の電圧と同じ電圧が、コンデンサ
と制御トランジスタのゲートに印加され続ける。
じられても、セルの電圧は、パワートランジスタ、ダイ
オード６および抵抗Ｒ２を介して、コンデンサＣ１およ
び制御トランジスタのゲートに供給される。図１の回路
と同様に、セルの端子の電圧と同じ電圧が、コンデンサ
と制御トランジスタのゲートに印加され続ける。
【００５０】このようにしてダイオードは、図１の回路
と同じ記憶機能を果たす。
と同じ記憶機能を果たす。
【００５１】図１および図２の回路は、たとえば従来の
構成部品を用いて当業者が容易に製造することができ
る。その場合、全体は、セルのカバー内で組立てられ
る。
構成部品を用いて当業者が容易に製造することができ
る。その場合、全体は、セルのカバー内で組立てられ
る。
【００５２】図１、図２の例では、バッテリの１つまた
は複数のセルに設置された圧力センサにより制御される
スイッチを考慮した。本発明はまた、たとえば温度セン
サや、様々なセルの端子における電圧センサのような他
のタイプのセンサに適用される。
は複数のセルに設置された圧力センサにより制御される
スイッチを考慮した。本発明はまた、たとえば温度セン
サや、様々なセルの端子における電圧センサのような他
のタイプのセンサに適用される。
【００５３】電圧センサの場合、目標値と各セルの端子
における電圧とを比較可能なコンパレータを設けること
ができる。コンパレータは、こうした電圧の少なくとも
１つが目標値を超えるかどうか決定するロジック機能を
従えている。このような場合、図を参照しながら説明し
たように、制御トランジスタのゲートに一定の電圧を印
加する。この実施形態は、各セルの端子における電圧を
監視することができる。
における電圧とを比較可能なコンパレータを設けること
ができる。コンパレータは、こうした電圧の少なくとも
１つが目標値を超えるかどうか決定するロジック機能を
従えている。このような場合、図を参照しながら説明し
たように、制御トランジスタのゲートに一定の電圧を印
加する。この実施形態は、各セルの端子における電圧を
監視することができる。
【００５４】また、この実施形態を図の１つの実施形態
と組み合わせて、モジュール内を支配する圧力だけでは
なく、セルの端子における電圧によっても同時に故障を
検出するようにすることができる。
と組み合わせて、モジュール内を支配する圧力だけでは
なく、セルの端子における電圧によっても同時に故障を
検出するようにすることができる。
【００５５】本発明は、特に電気車両、また特に、この
ような車両のための二次蓄電池用Ｌｉイオンセルに適用
される。好適には、Ｌｉイオン電気化学対および平面ま
たはスパイラル状電極、すなわち角柱または円筒セルを
用いる。本発明はたとえば６個の円筒セルからなるモジ
ュールの保護に適用される。記載された実施形態、特に
電気車両への用途では、パワートランジスタをＯＮして
ヒューズを溶融させるためにスイッチが開閉した後で、
モジュールが導通状態であり続ける。このようにして、
ダイオードにより記憶動作が確保され、センサが故障を
検出すると、セルの状態が後でどうなろうとモジュール
が導通状態であり続ける。
ような車両のための二次蓄電池用Ｌｉイオンセルに適用
される。好適には、Ｌｉイオン電気化学対および平面ま
たはスパイラル状電極、すなわち角柱または円筒セルを
用いる。本発明はたとえば６個の円筒セルからなるモジ
ュールの保護に適用される。記載された実施形態、特に
電気車両への用途では、パワートランジスタをＯＮして
ヒューズを溶融させるためにスイッチが開閉した後で、
モジュールが導通状態であり続ける。このようにして、
ダイオードにより記憶動作が確保され、センサが故障を
検出すると、セルの状態が後でどうなろうとモジュール
が導通状態であり続ける。
【００５６】もちろん本発明は、記載および図示された
実施形態に制限されるものではなく、当業者が理解でき
る多数の変形実施形態を含む。かくして、図示されたパ
ワートランジスタの代わりに、サイリスタ、ＩＧＢＴま
たは、「パワートランジスタ」という表現によりカバー
される他の要素を使用してもよい。本記載の中ではヒュ
ーズの例を挙げたが、遮断器、または他のあらゆる遮断
装置を用いることもできる。
実施形態に制限されるものではなく、当業者が理解でき
る多数の変形実施形態を含む。かくして、図示されたパ
ワートランジスタの代わりに、サイリスタ、ＩＧＢＴま
たは、「パワートランジスタ」という表現によりカバー
される他の要素を使用してもよい。本記載の中ではヒュ
ーズの例を挙げたが、遮断器、または他のあらゆる遮断
装置を用いることもできる。
【００５７】さらに、情報部分すなわちトランジスタ１
７および抵抗１８は、回路の適切な作動を損なわずに図
１、図２の回路から省くこともできる。ツェナーダイオ
ードについても同様である。さらに、遅延時間機能が必
要でない場合には、抵抗１０およびコンデンサ９につい
ても同様である。またコンデンサ１５をなくすことも可
能である。
７および抵抗１８は、回路の適切な作動を損なわずに図
１、図２の回路から省くこともできる。ツェナーダイオ
ードについても同様である。さらに、遅延時間機能が必
要でない場合には、抵抗１０およびコンデンサ９につい
ても同様である。またコンデンサ１５をなくすことも可
能である。
【図１】本発明の第１の実施形態によるモジュールの概
略図である。
略図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるモジュールの概略
図である。
図である。
１１−１６ セル ２ 出力線 ３ 遮断装置 ５１−５６、２０１〜２０６ スイッチ ６ ダイオード ７ 抵抗Ｒ１ ８ ツェナーダイオード ９ コンデンサＣ１ １０ 抵抗Ｒ２ １２１−１２３ パワートランジスタ １４ 制御トランジスタ １５ コンデンサＣ２ １６ 抵抗Ｒ３ １７ 情報トランジスタ １８ 抵抗Ｒ４ ２１ 抵抗Ｒ６ ２２ 抵抗Ｒ５
フロントページの続き (72)発明者 ジエラール・リゴベール フランス国、86000・ポワテイエ、リユ・ ジヤン・メルモ、189 (72)発明者 ロラン・スリアツク フランス国、86280・サン・ブノワ、ルー ト・ドウ・リギユジエ、90、バテイマン・ ７・アパルトマン・75
Claims (14)
- 【請求項１】 少なくとも１つのセル（１１−１６）
と、少なくとも１つのセンサと、セルに直列接続された
遮断装置（３）と、電子スイッチとを含むバッテリ用モ
ジュールであって、電子スイッチが、 センサが故障を検知したときに、直列接続されたセルお
よび遮断装置を短絡する少なくとも１つのパワートラン
ジスタ（１２１−１２３）と、 センサの状態が後でどのようになろうと、パワートラン
ジスタが直列接続回路を短絡したまま維持するためのダ
イオード（６）とを含む、モジュール。 - 【請求項２】 電子スイッチがさらに、センサが故障を
検知したときにパワートランジスタをＯＮさせる制御ト
ランジスタ（１７）を含み、ダイオードは、パワートラ
ンジスタがＯＮされると、セルの電圧を制御トランジス
タのゲートに供給するように構成されていることを特徴
とする請求項１に記載のモジュール。 - 【請求項３】 ダイオードが、遮断装置側のモジュール
の端子と制御トランジスタのゲートとに接続されること
を特徴とする請求項２に記載のモジュール。 - 【請求項４】 ダイオードが、抵抗（１０）を介して制
御トランジスタのゲートに接続されることを特徴とする
請求項３に記載のモジュール。 - 【請求項５】 制御トランジスタのゲートへの電圧印加
を遅延させるコンデンサ（９）を含むことを特徴とする
請求項２、３または４に記載のモジュール。 - 【請求項６】 制御トランジスタのゲートへの電圧印加
を制限するツェナーダイオード（８）を含むことを特徴
とする請求項２から５のいずれか一項に記載のモジュー
ル。 - 【請求項７】 センサが、圧力検知スイッチを含むこと
を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のモ
ジュール。 - 【請求項８】 センサが、各セルに対して１個の圧力検
知スイッチを含むことを特徴とする請求項１から７のい
ずれか一項に記載のモジュール。 - 【請求項９】 センサが、過電圧センサを含むことを特
徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のモジュ
ール。 - 【請求項１０】 センサが、各セルの端子に１個の過電
圧センサを含むことを特徴とする請求項１から９のいず
れか一項に記載のモジュール。 - 【請求項１１】 センサが、セルの正常作動時に開かれ
る並列接続された複数のスイッチ（５１−５６）を制御
し、抵抗（７）およびスイッチの直列接続が、セルの端
子に並列接続され、制御トランジスタ（１４）のゲート
が、前記抵抗と前記センサとの間に接続されることを特
徴とする請求項２から１０のいずれか一項に記載のモジ
ュール。 - 【請求項１２】 センサが、セルの正常作動時に閉じら
れ抵抗（７）と直列接続された複数のスイッチ（１０１
−１０６）を制御し、スイッチおよび抵抗の全体が、セ
ルの端子に並列接続され、制御トランジスタ（１４）の
ゲートが、前記抵抗と前記センサとの間に接続されるこ
とを特徴とする請求項２から１０のいずれか一項に記載
のモジュール。 - 【請求項１３】 遮断装置（３）に直列接続された少な
くとも１つのセル（１１−１６）と、少なくとも１つの
センサと、前記センサにより制御される少なくとも１つ
のパワートランジスタ（１２１−１２３）とを含むバッ
テリ用モジュールの故障保護方法であって、 センサが故障を検知したとき、センサによりパワートラ
ンジスタを制御し、パワートランジスタが、セルおよび
遮断装置の直列接続回路を閉じ、 センサの状態が後でどのようになろうと、ダイオードが
トランジスタを直列接続回路の閉状態に維持させる方
法。 - 【請求項１４】 一定の遅延時間後も故障が続く場合、
センサによりトランジスタを制御することを特徴とする
請求項１３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9900088 | 1999-01-07 | ||
| FR9900088A FR2788382B1 (fr) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | Protection pour module de batterie avec memorisation par diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208170A true JP2000208170A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=9540671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000001079A Pending JP2000208170A (ja) | 1999-01-07 | 2000-01-06 | ダイオ―ドによる記憶を用いたバッテリ用モジュ―ル |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6295189B1 (ja) |
| EP (1) | EP1018792B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000208170A (ja) |
| DE (1) | DE69940379D1 (ja) |
| FR (1) | FR2788382B1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305451A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Nec Tokin Corp | 過充電保護機能付き二次電池パック |
| JP2009142140A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-06-25 | Honeywell Internatl Inc | Ｍｅｍｓベースのバッテリ監視 |
| JP2013171834A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Autoliv Development Ab | 車両用電池パック |
| JP2014512089A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-05-19 | エルジー ケム． エルティーディ． | 安全性の向上した電池パック |
| CN103931025A (zh) * | 2012-01-26 | 2014-07-16 | 株式会社Lg化学 | 改进安全性的电池组 |
| JP2014143796A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Toshiba Corp | 電源装置 |
| JP2014528149A (ja) * | 2011-10-20 | 2014-10-23 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性の向上した電池パック |
| JP2015216814A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | デクセリアルズ株式会社 | バッテリパック、バッテリシステム、及び放電方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7119606B2 (en) * | 2003-07-10 | 2006-10-10 | Qualcomm, Incorporated | Low-power, low-area power headswitch |
| EP2256868A1 (de) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Automatisierungsgerät mit einem Terminalmodul |
| US8786233B2 (en) | 2011-04-27 | 2014-07-22 | Medtronic Xomed, Inc. | Electric ratchet for a powered screwdriver |
| US9525290B2 (en) | 2013-10-25 | 2016-12-20 | Saft | Bypassable battery modules |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02149441A (ja) | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Bandou Kiko Kk | ガラス板の加工機械 |
| US4935315A (en) * | 1988-12-05 | 1990-06-19 | Hughes Aircraft Company | Cell bypass circuit |
| US4975798A (en) * | 1989-09-05 | 1990-12-04 | Motorola Inc. | Voltage-clamped integrated circuit |
| US5625273A (en) * | 1994-12-30 | 1997-04-29 | Bren-Tronics Inc. | Battery safety device |
| FR2778281A1 (fr) * | 1998-04-30 | 1999-11-05 | Alsthom Cge Alcatel | Protection pour module de batterie |
-
1999
- 1999-01-07 FR FR9900088A patent/FR2788382B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-16 DE DE69940379T patent/DE69940379D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-16 EP EP99403158A patent/EP1018792B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-01-03 US US09/476,371 patent/US6295189B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-06 JP JP2000001079A patent/JP2000208170A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305451A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Nec Tokin Corp | 過充電保護機能付き二次電池パック |
| JP2009142140A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-06-25 | Honeywell Internatl Inc | Ｍｅｍｓベースのバッテリ監視 |
| JP2014512089A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-05-19 | エルジー ケム． エルティーディ． | 安全性の向上した電池パック |
| US9761911B2 (en) | 2011-05-17 | 2017-09-12 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack of improved safety |
| JP2014528149A (ja) * | 2011-10-20 | 2014-10-23 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性の向上した電池パック |
| JP2017004968A (ja) * | 2011-10-20 | 2017-01-05 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性の向上した電池パック |
| CN103931025A (zh) * | 2012-01-26 | 2014-07-16 | 株式会社Lg化学 | 改进安全性的电池组 |
| JP2014533424A (ja) * | 2012-01-26 | 2014-12-11 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性の向上した電池パック |
| US9768473B2 (en) | 2012-01-26 | 2017-09-19 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack of improved safety |
| JP2013171834A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Autoliv Development Ab | 車両用電池パック |
| JP2014143796A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Toshiba Corp | 電源装置 |
| JP2015216814A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | デクセリアルズ株式会社 | バッテリパック、バッテリシステム、及び放電方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6295189B1 (en) | 2001-09-25 |
| EP1018792B1 (fr) | 2009-02-04 |
| FR2788382A1 (fr) | 2000-07-13 |
| EP1018792A1 (fr) | 2000-07-12 |
| FR2788382B1 (fr) | 2001-03-30 |
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