JP2013179834A - マルチプルフォールトトレランスを有しマルチ構成可能なスケーラブル冗長バッテリモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エネルギー伝送システムは、直列接続された2つ以上のエネルギー伝送モジュールにてなる少なくとも1つのストリングを含む。各エネルギー伝送モジュールは、電流を貯えて伝送する1つ以上のエネルギー伝送デバイスと、各エネルギー伝送デバイスを監視し制御するモジュールモニタとを含む。各ストリングは、各エネルギー伝送モジュールにアクセス可能なストリング通信経路を含み、モジュールモニタは、エネルギー伝送モジュールに関連づけられる情報をストリング通信経路を介して通信する。各ストリングは、各モジュールモニタとストリング通信経路を介して通信するストリングマネージャデバイスを含む。エネルギー伝送システムは、システム通信経路を介して各ストリングマネージャデバイスと通信するシステムコントローラを含む。
【選択図】図2
Description
通信経路114及びパック通信バス118は、シリアル、CAN、LIN、SPI、12C又は共用された物理的な媒体上でアドレス指定プロトコルを実施する技術上周知の他の通信技術の何れであってもよい。しかしながら、各モジュール102に関連づけられる電圧はBMSでの基準に比べて高いので、通信経路114(及び、実施形態によってはパック通信バス118。)は、通信経路114と各モジュール102との間の技術上周知の絶縁用デバイス124(例えば、光学的な、磁気的な又はRFの。)を用いて、絶縁される。図4は、EDDモジュール102と通信経路114との通信接続の一実施形態を示す。図5は、通信経路114とモジュールモニタ110との間に絶縁用デバイス124を有する例示的な実施形態を示す。
上述したように、BMS120は、初期設定のときに各モジュールモニタ110にアドレスを提供する。アドレスの提供には他の手順が用いられてもよいが、以下、例示的な一実施形態において用いられる手順について説明する。
動作の間、BMS120は、セルモジュール102の電圧の全てを全く同時に取得することができる。BMS120はこれを、モジュール102の全てによって認識されかつ受け入れられる要求であって、セル電圧に対するグローバルな要求を送信することによって達成する。各モジュール102のモジュールモニタ110は、BMS120からスナップショットコマンドを受信したときに、当該モジュールの構成要素のセルに関連づけられる電圧の「スナップショット」(即ち、サンプル。)を取得する。全てのモジュールモニタ110は、スナップショットコマンドを受信すると、実質的に同時にそのセルのスナップショットをとる。
Claims (20)
- 電気的に直列接続された2つ以上のエネルギー伝送モジュールにてなる少なくとも1つのストリングを備えたエネルギー伝送システムであって、
各エネルギー伝送モジュールは、
電流を貯えて伝送するための1つ又は複数のエネルギー伝送デバイスと、
上記各エネルギー伝送デバイスを監視し制御するためのモジュールモニタとを含み、
上記エネルギー伝送システムは、エネルギー伝送モジュールの各ストリング毎に、
(i)上記各エネルギー伝送モジュールにアクセス可能なストリング通信経路と、
(ii)上記ストリング通信経路を介して、上記ストリング内の各モジュールモニタと通信するためのストリングマネージャデバイスとを備え、
各エネルギー伝送モジュールの上記モジュールモニタは、当該モジュールモニタのエネルギー伝送モジュールに関連づけられる情報を、上記ストリング通信経路を介して通信するように動作可能であり、
上記エネルギー伝送システムは、システム通信経路を介して各ストリングマネージャデバイスと通信するためのシステムコントローラを備えたエネルギー伝送システム。 - 各エネルギー伝送デバイスを監視し制御するためのデバイスモニタをさらに含み、
各デバイスモニタは、上記モジュールモニタが上記デバイスモニタ及び上記エネルギー伝送デバイスのためのプロキシとして機能するように、上記モジュールモニタと通信する請求項1記載のエネルギー伝送システム。 - 上記エネルギー伝送モジュールに関連づけられる情報は、上記エネルギー伝送モジュールの電気的な特性を含む請求項1記載のエネルギー伝送システム。
- 上記エネルギー伝送モジュールに関連づけられる情報は、上記エネルギー伝送モジュールを制御するためのコマンドを含む請求項1記載のエネルギー伝送システム。
- 上記エネルギー伝送モジュールに関連づけられる情報は、上記システム内にモジュールの所定の配列を構成するための命令を含む請求項1記載のエネルギー伝送システム。
- 上記エネルギー伝送モジュールに関連づけられる情報は、上記モジュールに関連づけられる環境の情報を含む請求項1記載のエネルギー伝送システム。
- 異常なモジュールを上記通信経路から絶縁するための1つ又は複数の絶縁用スイッチをさらに含む請求項1記載のエネルギー伝送システム。
- 上記通信経路は、アドレス指定される通信プロトコルをサポートする有線通信バスである請求項1記載のエネルギー伝送システム。
- 上記システムは、複数のモジュールにてなる1つのストリングのみを含み、
上記システムコントローラは、上記ストリングに関連する上記ストリングマネージャに関連づけられる機能性を提供するように、上記ストリングマネージャを包含する請求項1記載のエネルギー伝送システム。 - 各ストリングマネージャは、より多い又はより少ないモジュールを上記ストリング内に収容し、
上記システムマネージャは、より多い又はより少ないストリングマネージャを上記システム内に収容する請求項1記載のエネルギー伝送システム。 - 1つ又は複数のエネルギー伝送デバイスと、
上記1つ又は複数のエネルギー伝送デバイスを監視すること、制御すること及び管理することのうちの少なくとも1つに関連する機能性を提供するための1つ又は複数の電気的なデバイスと、
プリント配線基板とを備えたエネルギー伝送システムであって、
上記各エネルギー伝送デバイスは、当該エネルギー伝送デバイスに供給されるエネルギーを貯え、貯えられたエネルギーを電流として伝送するように動作可能であり、
上記プリント配線基板は、
(i)上記エネルギー伝送デバイスを上記プリント配線基板に電気的に接続するための電気的な接点と、
(ii)上記エネルギー伝送デバイスを所定の配列で互いに電気的に接続し、上記エネルギー伝送デバイスを上記1つ又は複数の電気的なデバイスに接続するための導電体とを含み、
上記1つ又は複数のエネルギー伝送デバイス及び上記1つ又は複数の電気的なデバイスは上記プリント配線基板に直接的に搭載されるエネルギー伝送システム。 - エネルギー伝送システムを組み立てる方法であって、
エンドキャップの対を設けることを含み、
上記エンドキャップは、(i)エネルギー伝送デバイスのアレイを所定の配列に拘束するためのポストと、(ii)上記エネルギー伝送デバイスへの電気的な接続部を提供するための導電プレートと、(iii)上記エネルギー伝送デバイスの電気ポートに対応する位置における上記エンドキャップを介して上記導電プレートにアクセスするためのアクセスポートとをそれぞれ含み、
上記方法は、
上記ポストが上記エネルギー伝送デバイスを上記所定の配列に拘束し、上記エネルギー伝送デバイスの上記電気ポートが上記導電プレートに接触するように、上記エネルギー伝送デバイスを上記エンドキャップ間に配置することと、
上記エンドキャップ間のバッテリを上記所定の配列にクランプするように、上記エンドキャップをまとめて固定することと、
上記エネルギー伝送デバイスの上記電気ポートと上記導電プレート上の所定の位置との間に導電ボンドを形成するように、上記アクセスポートを介して上記導電プレートに熱を印加することとを含む方法。 - 上記アクセスポートを介して熱を印加することはさらに、上記導電プレートを抵抗溶接することを含む請求項12記載の方法。
- 上記エンドキャップの頂部にプリント配線基板を配置することをさらに含み、
上記導電プレートから延在する1つ又は複数の導電タブは、上記セルと上記プリント配線基板との間に電気的な接続部を提供する請求項12記載の方法。 - 2つ以上のモジュールを所定の構成で配列するためのフレームを設けることをさらに含む請求項12記載の方法。
- エンドキャップの対を備えたエネルギー伝送システムであって、
上記エンドキャップは、(i)エネルギー伝送デバイスのアレイを所定の配列に拘束するためのポストと、(ii)上記エネルギー伝送デバイスへの電気的な接続部を提供するための導電プレートと、(iii)上記エネルギー伝送デバイスの電気ポートに対応する位置における上記エンドキャップを介して上記導電プレートにアクセスするためのアクセスポートとをそれぞれ含み、
上記エネルギー伝送デバイスは、上記ポストが上記エネルギー伝送デバイスを上記所定の配列に拘束し、上記エネルギー伝送デバイスの上記電気ポートが上記導電プレートに接触するように、上記エンドキャップ間に配置され、
上記エンドキャップは、上記エンドキャップ間のバッテリを上記所定の配列にクランプするように、まとめて固定され、
上記エネルギー伝送デバイスの上記電気ポートと上記導電プレート上の所定の位置との間には導電ボンドが形成されたエネルギー伝送システム。 - 上記エンドキャップの頂部に配置されたプリント配線基板をさらに含み、
上記プリント配線基板は、上記導電プレートから延在する1つ又は複数のタブに電気的に接続された請求項16記載のエネルギー伝送システム。 - 通信経路に接続するための電気コネクタをさらに含み、
上記電気コネクタは、上記プリント配線基板上に搭載された1つ又は複数の電気的なデバイスに電気的に接続された請求項17記載のエネルギー伝送システム。 - 上記エネルギー伝送デバイスは、交互の極性のグループで、上記エネルギー伝送デバイスのグループが電気的に直列接続されるように、配列される請求項16記載のエネルギー伝送システム。
- 上記エネルギー伝送デバイスのグループは、電気的に並列に接続された請求項19記載のエネルギー伝送システム。
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