JP2012524380A5

JP2012524380A5 -

Info

Publication number: JP2012524380A5
Application number: JP2012506144A
Authority: JP
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2030-04-14

Claims

第１の電池端子と、第２の電池端子と、複数のサブモジュールとを有する電池であって、
それぞれのサブモジュールは、第１のサブモジュール端子と、第２のサブモジュール端子と、前記第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の間に電気的に接続された複数の充電式のセルと、スイッチング回路と、前記スイッチング回路を制御するように構成された制御回路とを有し、
前記スイッチング回路は、１つのサブモジュールが接続動作モードの間、第１の電池端子と第２の電池端子の１つを、そのサブモジュールの第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の１つに電気的に接続し、前記１つのサブモジュールが非接続動作モードの間、第１の電池端子と第２の電池端子の前記の１つを、そのサブモジュールの第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の１つから電気的に切り離すように構成され、
前記制御回路は、セルの充電中にサブモジュールのセルを監視し、充電中にセルの監視に応答してサブモジュールのスイッチング回路を制御するように構成され、
前記制御回路は充電中に、前記１つのサブモジュールのセルに、他のサブモジュールのセルに供給される電流に比べ、より多くの電流を供給するように、スイッチング回路を制御するように構成されている電池。
他のサブモジュールの前記スイッチング回路は、前記１つのサブモジュールが非接続動作モードの間、他のサブモジュールの第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の１つを、第１の電池端子と第２の電池端子の１つから電気的に切り離すように構成される請求項１に記載の電池。
サブモジュールはそれぞれに複数の電池列を有し、各電池列は直列に接続された複数の充電式のセルを有し、電池列は前記第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の間に並列に接続される請求項１に記載の電池。
前記制御回路は、アラーム状態に応答して動作を制御するように構成される請求項１に記載の電池。
前記制御回路は、充電中にサブモジュールのセルの充電状態を制御するようにスイッチング回路を制御するように構成される請求項１に記載の電池。
前記制御回路は、前記１つのサブモジュールのセルの電圧が、他のサブモジュールのセルの電圧より低いことに応答して、前記１つのサブモジュールのセルにより多くの電流を供給するように構成される請求項１に記載の電池。
サブモジュールはそれぞれに、各セルの周囲に選択的に電流を分岐するように構成される平衡回路を有する請求項１に記載の電池。
第１のサブモジュールの平衡回路は、第１のサブモジュールのセルの充電中に第１のサブモジュールのセルのそれぞれの周囲に電流を分岐し、第１のサブモジュールのセルのそれぞれの電圧を使用することを制御するように構成される請求項７に記載の電池。
さらに、アラーム状態が前記１つのサブモジュールの中に存在することに応答して、前記１つのサブモジュールを非接続動作モードで動作するよう制御するように構成される制御回路を有する請求項１に記載の電池。
前記アラーム状態は、前記１つのサブモジュールの少なくとも１つのセルの電気的特性が切替えの限界値にあることを表わす請求項９に記載の電池。
さらに、アラーム状態が前記１つのサブモジュールの外部に存在することに応答して、前記１つのサブモジュールを非接続動作モードで動作するよう制御するように構成される制御回路を有する請求項１に記載の電池。
さらに、制御回路が電池の外部から受け取った通信に応答して、前記１つのサブモジュールを非接続動作モードで動作するよう制御するように構成される制御回路を有する請求項１に記載の電池。
第１の電池端子と、第２の電池端子と、複数のサブモジュールとを有する電池であって、
前記サブモジュールのそれぞれは、前記第１の電池端子と第２の電池端子の間に電気的に接続された複数の充電式のセルを有しており、
前記サブモジュールのそれぞれは、各サブモジュールの充電式のセルが前記第１の電池端子と第２の電池端子に対し、電気エネルギーを供給し、受け取り、またはその両方であるとき、接続動作モードで動作し、各サブモジュールの充電式のセルが前記第１の電池端子と第２の電池端子に対し、電気エネルギーを供給もせず、受け取りもしないとき、非接続動作モードで動作するように構成され、
さらに、セルの充電中にサブモジュールのセルを監視し、充電中にセルの監視に応答してサブモジュールのセルの充電を制御するように構成される制御回路を有し、
前記制御回路は、１つのサブモジュールおよび他のサブモジュールの充電中に、他のサブモジュールに供給される電流に比べて多くの電流を１つのサブモジュールに供給するよう制御するように構成される電池。
サブモジュールのそれぞれは、第１のサブモジュール端子と、第２のサブモジュール端子と、スイッチング回路とを有し、
前記スイッチング回路は、各サブモジュールが接続動作モードの間、第１の電池端子と第２の電池端子の１つを、各サブモジュールの第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の１つに電気的に接続し、各サブモジュールが非接続動作モードの間、第１の電池端子と第２の電池端子の前記の１つを、各サブモジュールの第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の１つから電気的に切り離すように構成される請求項１３に記載の電池。
サブモジュールの１つは、他のサブモジュールが非接続動作モードで動作している間、接続動作モードで動作するように構成される請求項１３に記載の電池。
サブモジュールはそれぞれに複数の電池列を有し、前記電池列はそれぞれに、直列に接続された複数の充電式のセルを有し、前記電池列は前記第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の間に並列に接続される請求項１３に記載の電池。
さらに、アラーム状態が前記１つのサブモジュールの中に存在することに応答して、前記１つのサブモジュールを非接続動作モードで動作するよう制御するように構成される制御回路を有する請求項１３に記載の電池。
前記アラーム状態は、前記１つのサブモジュールの少なくとも１つのセルの電気的特性が切替えの限界値にあることを表わす請求項１７に記載の電池。
さらに、アラーム状態が前記１つのサブモジュールの外部に存在することに応答して、前記１つのサブモジュールを非接続動作モードで動作するよう制御するように構成される制御回路を有する請求項１３に記載の電池。
さらに、制御回路が電池の外部から受け取った通信に応答して、１つのサブモジュールを非接続動作モードで動作するよう制御するように構成される制御回路を有する請求項１３に記載の電池。
第１の電池端子と、第２の電池端子と、第１の電池端子と第２の電池端子の間にそれぞれ電気的に接続された複数の充電式のセルを有する複数のサブモジュールとを有する電池であって、
前記サブモジュールのそれぞれは、各サブモジュールの充電式のセルの充電および放電の少なくともいずれかについての情報を蓄積するように構成される蓄積回路を有し、
前記サブモジュールは、それぞれ電池から取り外し可能に構成される電池。
さらに、サブモジュールの充電式のセルの充電および放電についての少なくとも１つの動作を制御するように構成される制御回路を含む請求項２１に記載の電池。
前記制御回路は、各サブモジュールの充電式のセルの充電および放電についての少なくとも１つの動作を制御するために、サブモジュールの蓄積された情報を利用するように構成される請求項２２に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、各サブモジュールの充電式のセルの構成に関する設定情報を含む情報を蓄積するように構成される請求項２３に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、各サブモジュールの充電式のセルの化学組成に関する設定情報を含む情報を蓄積するように構成される請求項２３に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、各サブモジュールの充電式のセルの使用履歴に関する情報を蓄積するように構成される請求項２１に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、各サブモジュールの充電式のセルの電気的特性に関する情報を蓄積するように構成される請求項２１に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、各サブモジュールの少なくとも１つの電気的特性に関する情報を蓄積するように構成される請求項２１に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、少なくとも１つの電気的特性に関して蓄積された情報に対応する一時的な情報を含む情報を蓄積するように構成される請求項２８に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、複数の異なる瞬間における各サブモジュールの充電式のセルの充電状態に関する情報を蓄積するように構成される請求項２１に記載の電池。
各サブモジュールの蓄積回路は、各サブモジュールの充電式のセルの使用中のアラーム状態に関する情報を蓄積するように構成される請求項２１に記載の電池。
第１のサブモジュール端子と、第２のサブモジュール端子と、第１のサブモジュール端子と第２のサブモジュール端子の間に電気的に接続された複数の充電式のセルと、充電式のセルについての情報を蓄積するように構成された蓄積回路とを有する電池サブモジュールであって、
前記電池サブモジュールは、少なくとも１つの他の電池サブモジュールを有する電池から取り外し可能に構成される１つの電池サブモジュールを有し、第１のサブモジュール端子および第２のサブモジュール端子は、電池の充電および放電のすくなくとも一方の間に１つの電池モジュールが電池内で動作している時、少なくとも１つの他の電池サブモジュールの第１のサブモジュール端子および第２のサブモジュール端子に電気的に接続されるように構成される電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの充電および放電についての動作の少なくとも１つを制御するために制御回路によって使用可能である請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの構成に関する設定情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの化学組成に関する設定情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの使用履歴に関する履歴情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの電気的特性に関する情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの少なくとも１つの電気的特性に関する情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、少なくとも１つの電気的特性に関して蓄積された情報に対応する一時的な情報を含む請求項３８に記載の電池サブモジュール。
情報は、複数の異なる瞬間における充電式のセルの充電状態に関する情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
情報は、充電式のセルの使用中のアラーム状態に関する情報を含む請求項３２に記載の電池サブモジュール。
電池サブモジュールは、電池サブモジュールが接続動作モードの間、第１のサブモジュール端子および第２のサブモジュール端子の１つを、電池サブモジュールを有する電池の電池端子に電気的に接続し、電池サブモジュールが非接続動作モードの間、第１のサブモジュール端子および第２のサブモジュール端子の１つを、電池サブモジュールを有する電池の電池端子から電気的に切り離すように構成されるスイッチング回路をさらに有する請求項３２に記載の電池サブモジュール。
充電式のセルは、第１のサブモジュール端子および第２のサブモジュール端子の間に並列に接続された複数の電池列に配置される請求項３２に記載の電池サブモジュール。
充電式のセルを電気的に充電するために、端子を通して充電電気エネルギーを、電池の複数のサブモジュールの複数の充電式のセルに供給する工程、
供給している間電池のサブモジュールの充電式のセルを監視する工程、及び
監視結果を利用して、電池の他のサブモジュールの充電式のセルに異なる量の充電電気エネルギーを与える工程を有する電池充電方法。
充電電気エネルギーを与える工程は、異なるサブモジュールの充電式のセルを実質的にバランスのとれた充電状態とするために充電電気エネルギーを与える工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
充電電気エネルギーを与える工程は、充電中に、異なるサブモジュールの充電式のセルを実質的に同じ充電状態とするために、充電電気エネルギーを与える工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
監視する工程は、充電式のセルの電気的特性を監視する工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
監視する工程は、充電式のセルの電圧を監視する工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
充電電気エネルギーを与える工程は、異なるサブモジュールの充電式のセルに異なる電流量を有する充電電気エネルギーを与える工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
充電電気エネルギーを与える工程は、１つのサブモジュールの充電式のセルに、他のサブモジュールの充電式のセルに比べて、より多い電流量を有する充電電気エネルギーを与える工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
充電電気エネルギーを与える工程は、１つのサブモジュールの充電式のセルは他のサブモジュールの充電式のセルに比べて低い充電状態にあると決定する監視結果に応答して、１つのサブモジュールの充電式のセルに、他のサブモジュールの充電式のセルに比べて、より多い電流量を有する充電電気エネルギーを与える工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
さらに、１つのサブモジュールのスイッチング回路を利用して、サブモジュールの充電式のセルを端子と選択的に電気的に接続する工程を有する請求項４４に記載の電池充電方法。
充電電気エネルギーを与える工程は、異なるサブモジュールの充電式のセルに異なる量の充電電気エネルギーを与えるために、１つのサブモジュールのスイッチング回路を制御する工程を有する請求項５２に記載の電池充電方法。
スイッチング回路は半導体スイッチング回路を有し、制御する工程は、異なるサブモジュールの充電式のセルに異なる量の充電電気エネルギーを供給するために、異なる伝導状態にするようにサブモジュールの半導体スイッチング回路にバイアスをかける工程を有する請求項５３に記載の電池充電方法。
さらに、１つのサブモジュールの充電式のセルを端子から選択的に電気的に切り離すようにそのサブモジュールのスイッチング回路を制御する一方、他のサブモジュールのスイッチング回路を端子に選択的に電気的に接続するように他のサブモジュールのスイッチング回路を制御する工程を有する請求項５２に記載の電池充電方法。
サブモジュールが接続動作モードの間伝導状態にある電池の複数のサブモジュールのスイッチング回路を動作して、ある瞬間サブモジュールの複数の充電式のセルを外部装置と電気接続する工程、
少なくとも１つのサブモジュールが非接続動作モードの間、非伝導状態にあるその少なくとも１つのサブモジュールのスイッチング回路を動作して、他の瞬間、その少なくとも１つのサブモジュールの複数の充電式のセルを外部装置から電気的に切り離す工程、
少なくとも１つのサブモジュールの動作を、非接続動作モードから接続動作モードに切り換える工程、
その少なくとも１つのサブモジュールのスイッチング回路を用いて、その切り換えの間、その少なくとも１つのサブモジュールの充電式のセルに流れる電気エネルギーを制限する工程、及び
さらに、接触器の回路空間を用いて、接続動作モードで動作しているサブモジュールと外部装置の中間に電気エネルギーを流す工程、を有する電池動作方法。
さらに、個々に接続動作モードで動作しているサブモジュールを用いて、負荷を有する外部装置に電気エネルギーを供給する工程を有する請求項５６に記載の電池動作方法。
さらに、充電器を有する外部装置から、個々に接続動作モードで動作しているサブモジュールの充電式のセルに電気エネルギーを供給する工程を有する請求項５６に記載の電池動作方法。
電気エネルギーを制限する工程は、充電式のセルに流れる電気エネルギー量を電池に対する損傷が起こらないしきい値を下回る程度まで制限する工程を有する請求項５６に記載の電池動作方法。
スイッチング回路は、半導体スイッチング装置を有し、電気エネルギーを制限する工程は、充電中の時間の間、半導体スイッチング装置に傾斜をかけて非伝導状態から伝導状態にする工程を有する請求項５６に記載の電池動作方法。