JP2009529849A - バッテリパックにおける過度な不足電圧の回復 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、図1Aを参照すると、用途50における使用のためのバッテリパック100が示されている。バッテリパック100は、デバイス102または充電器104のいずれかに結合され得る。充電器104に接続されるときには、バッテリパック100の端子(すなわち、正極端子および負極端子、ならびに任意的に通信端子)が、媒体106によって、充電器104の対応する端子(すなわち、正極端子および負極端子ならびに通信端子)に接続されることにより、バッテリパック100と関連付けられるセルの充電を可能にする。媒体106は、ワイヤ、導線、ピン、または他の電気接続手段の形態のものであり得る。充電が以下でさらに詳細に考察される。
図2は、バッテリパック100において使用される例示的なバッテリ管理システム130のブロック図を示す。バッテリ管理システム130は、概して、プロセッサ202(例えば、RISCアーキテクチャに基づいた低電力のCMOS8ビットマイクロコントローラ)と、バッテリ保護回路204と、電流フローコントローラ206と、電力監視210と、充電検出器212と、クロック生成器214と、ポート216と、メモリ218と、電圧基準220と、ウォッチドッグタイマ222とを含む。プロセッサ202と、ポート216と、バッテリ保護回路204と、電圧基準220とが、それぞれデータバス224に接続される。
ここで、図3を参照すると、バッテリパック100の高電圧の前端における充電トランジスタ(OC FET)と関連付けられる駆動回路300が示されている。駆動回路300は、図2の電流フローコントローラ206の一部分を形成し、ゲートドライバ302と、高イネーブル信号304および低イネーブル信号306のそれぞれと、過度な不足電圧の回復モード信号308と、回復回路310と、DUVR最大312とDUVR最小314とでそれぞれラベル付けされた2つの基準信号とを含む。
ここで、図4に示された充電グラフと関連付けて、ゲートドライバ302と回復回路310との動作に、参照が行われる。充電グラフ400は、X軸(時間)とY軸(電位)とを含み、駆動回路と関連付けられる様々な信号の状態(バッテリ管理システムに対する入力電位Vfet405、セル電位VCELL410と、トランジスタを充電する駆動信号VOC415、および充電器によって検知された電位VBATT420(すなわち、バッテリパックの「+」端子において検知された電位))を示す。4つの期間が、リセット(時間1)、充電器の接続および流入(期間1〜2)、部分的充電(期間2〜3)および従来の充電(期間3−4)によって特徴付けられて示されている。
ここで図5Aを参照すると、過度な不足電圧の回復の方法500の流れ図が提供される。回復方法500は、3つの段階を含み、すなわち、セットアップ段階502、部分的充電段階504、および充電段階506を含む。
Claims (21)
- バッテリシステムを充電する方法であって、
充電器がバッテリシステムに接続されたかを決定することを可能にすることであって、該バッテリシステムは、1つ以上のセルと、充電可能なトランジスタとを含む、ことと、
該セルの電圧レベルが、所定の第1の低電圧レベルを下回ったかを決定することを可能にすることと、
該セルの該電圧レベルが該所定の第1の低電圧レベルを下回った場合には、低下された速度において該セルの充電を可能にすることであって、該可能にすることは、該充電トランジスタのゲート端子に印加される電圧を調節することにより、該充電器によって検知された電圧を所定の第2の電圧レベルを下回るレベルに調整することを含む、ことと、
該セルの該電圧が、該所定の第1の低電圧レベルに到達したときには、充電トランジスタを実質的に完全に動作可能にすることにより、該充電器によって全速で充電することを可能にすることと
を包含する、方法。 - 前記充電トランジスタの前記ゲート端子に印加される電圧を調節することは、該充電トランジスタを部分的に動作可能にすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記充電トランジスタを部分的に動作可能にすることは、前記セルの電圧が前記所定の第1の電圧レベルを超過するまで該充電トランジスタを部分的に動作可能にすることを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記充電トランジスタを部分的に動作可能にすることは、前記セルの電位と前記バッテリシステムのバッテリシステムモニタ回路に電力を供給するために必要とされる最小動作電圧との間の差よりも高くなるように、該充電トランジスタにおける電位を調節することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記充電トランジスタを部分的に動作可能にすることは、前記充電器によって検知された電圧が、該充電器が低下された充電速度から通常の充電速度に切り替わる電圧レベルよりも低くなるように、該充電トランジスタにおける電位を調節することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記バッテリシステムは、バッテリモニタリング回路を含むバッテリ管理システムを含み、そして、前記充電トランジスタに印加される電圧を調節することは、該充電トランジスタに対する駆動信号を調節することにより、該バッテリ管理システムに対する入力において検知された電圧を、該バッテリ管理システムに対する最小動作電圧よりも高いレベルに維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記バッテリシステムは、バッテリモニタリング回路を含むバッテリ管理システムを含み、そして、前記充電トランジスタに印加される電圧を調節することは、該充電トランジスタに対する駆動信号を調節することにより、該バッテリ管理システムに対する入力において検知された電圧を、該充電器が低下された充電速度から通常の充電速度に切り替わる電圧レベルよりも低いレベルに維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 低下された速度において前記セルを充電することに先立ち、前記バッテリシステムにおけるモニタリング回路を動作可能にすることと、
該セルの該低下された速度の充電をモニタリングすることと
をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 充電の間に、前記バッテリシステムの安全をモニタリングすることをさらに包含する、請求項8に記載の方法。
- 充電の間に、前記バッテリシステムの前記セルの容量の変化をモニタリングすることをさらに包含する、請求項8に記載の方法。
- 前記充電トランジスタに印加される電圧を調節することは、前記バッテリシステムの動作電圧が、事前に定められた最大値を上回っているかを決定することを含み、上回っている場合には、該充電トランジスタに与えられる駆動電圧を増加させる、請求項1に記載の方法。
- 前記充電トランジスタに印加される電圧を調節することは、前記バッテリシステムの動作電圧が事前に定められた最小値を下回っているかを決定することを含み、下回っている場合には、該充電トランジスタに与えられた駆動電圧を減少させる、請求項1に記載の方法。
- バッテリシステムを充電する方法であって、
充電器が該バッテリシステムに接続されたかを決定することを可能にすることであって、該バッテリシステムは、1つ以上のセルと、充電可能なトランジスタと、充電モニタ制御回路とを含む、ことと、
該セルの充電を可能にすることに先立ち、該充電モニタ制御回路を動作可能にすることと、
該セルの電圧レベルが所定の第1の低電圧レベルを下回ったかを決定することを可能にすることと、
該セルの該電圧レベルが該所定の第1の低電圧レベルを下回った場合には、低下された速度において該セルの充電を可能にすることであって、該可能にすることは、該充電トランジスタを部分的に動作可能にすることを含む、ことと、
該セルの該電圧が該所定の第1の低電圧レベルに到達したときには、充電トランジスタを実質的に完全に動作可能にすることにより、該充電器によって全速で充電することを可能にすることと
を包含する、方法。 - 前記充電トランジスタを部分的に動作可能にすることは、前記充電器によって検知された電圧を所定の第2の電圧レベルを下回るレベルに調整することを含む、請求項13に記載の方法。
- バッテリシステムを充電する方法であって、
充電器が充電トランジスタを介して該バッテリシステムに接続されたかを決定することを可能にすることと、
該バッテリシステムの1つ以上のセルが低下された速度の充電を可能にする所定の第1の閾値を下回る電圧である間に、該充電トランジスタを部分的に動作可能にされた状態にすることを可能にすることと、
該決定された電圧レベルが全速の充電を可能にする所定の第1の閾値以上である場合に、該充電トランジスタを完全に動作可能にされた状態にすることを可能にすることと
を包含する、方法。 - 方法であって、
充電器がバッテリシステムに既に接続されていることを決定することを可能にすることであって、該バッテリシステムは、1つ以上のセルと、該1つ以上のセルの充電レベルをモニタリングするモニタリング回路と、該1つ以上のセルの該充電を可能にする充電トランジスタと、該充電トランジスタのゲート端子を駆動する駆動回路とを含む、ことと、
該1つ以上のセルの電圧レベルをモニタリングし、該モニタリングされた電圧レベルが第1の閾値の電圧レベルを下回っているかを決定することと、
下回っている場合には、低下された速度において該セルを充電することを可能にすることであって、該可能にすることは、該充電トランジスタのゲート端子を部分的に動作可能にすることを含む、ことと、
該モニタリングされた電圧が該第1の閾値の電圧レベルを超過したときには、該充電トランジスタを実質的に完全に動作可能にすることと
を包含する、方法。 - 低下された速度で充電することを可能にすることは、前記充電器によって検知された電圧を調整することを含む、請求項16に記載の方法。
- バッテリ管理システムであって、
バッテリパックの1つ以上のセルの電圧レベルを検出するように動作できるモニタと、
少なくとも3つのモードのうちの1つで充電トランジスタを駆動するように動作できる駆動回路であって、該少なくとも3つのモードは、
第1の低電圧モードにおいて該充電トランジスタを駆動することであって、該駆動することは、該充電トランジスタが外部充電器によって検知された電圧を調整することを部分的に可能にすることを含む、ことと、
第2の停止モードにおいて該充電トランジスタを駆動することにより、充電を不能にすることと、
第3の駆動モードにおいて該充電トランジスタを駆動することにより、完全な充電を可能にすることと
を行うように動作できる、駆動回路と
を備えている、バッテリ管理システム。 - 装置であって、
ハイサイドのNFET充電トランジスタと、
該ハイサイドのNFET充電トランジスタを駆動する駆動回路と、
充電されるバッテリセルの電圧レベルをモニタリングするモニタ回路と
を備え、
該駆動回路は、該バッテリセルの該電圧レベルが、充電器の存在している間に、第1の閾値レベルを下回っている場合には、該ハイサイドのNFETの充電トランジスタを部分的に動作可能にするように動作できる、装置。 - 装置であって、
バッテリパックの充電トランジスタを駆動する駆動回路と、
充電されるバッテリセルの電圧レベルをモニタリングするモニタ回路と、
を備え、
該駆動回路は、該バッテリセルの該電圧レベルが、充電器の存在している間に、第1の閾値レベルを下回っている場合には、該充電トランジスタを部分的に動作可能にするように動作できる、装置。 - 方法であって、
バッテリパックと関連付けられるセルの電圧レベルをモニタリングすることにより、該モニタリングされた電圧レベルが第1の閾値の電圧レベルを下回っているかを決定することと、
充電器が該バッテリパックに接続されたかを決定することを可能にすることと、
該セルの電位が該第1の閾値レベルを超過するまで該充電器によって検知された電位を調整することと
を包含する、方法。
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