JP2014510262A - 並列接続バッテリのための差動電流モニタリング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】差動電流モニタリングに基づいてバッテリの特性を測定するためのシステムは、第1のバッテリ(101)と、第2のバッテリ(102)と、差動電流測定モジュール(103)とを備え、第2のバッテリは第1のバッテリと並列に接続され、差動電流測定モジュールは少なくとも1つの電流測定装置を備える。差動電流測定モジュールは第1のバッテリおよび第2のバッテリに関連付けられる差動電流を測定するように構成される。差動電流モニタリングに基づいてバッテリの特性を測定するための方法は、第1のバッテリおよび第2のバッテリに関連付けられる差動電流を測定することを含む。第1のバッテリは第2のバッテリと並列に接続される。
【選択図】図1
Description
Iresult(t)=Idifferential(t)−α[Itotal(t)] 式1
スケーリングパラメータαは正常な動作から生じる差動電流の寄与の大きさを最小化するように選択されてよい。図18は図17のデータに式1を適用した結果のグラフ1800を示し、過渡的な内部短絡の存在に関連付けられる信号成分から正常な動作に関連付けられる信号成分をデコンボリューションしている。断続的な内部短絡に関連付けられる電流のピークが不変である間、正常な充電−放電プロセスから生じる信号成分は、分析時に重視されない。その結果、内部短絡の検知のための全体的な信号対バックグラウンド比が増加され、検知をさらに高感度なものにする。
Output(t)=Idifferential(t)/Itotal(t) 式2
図19に示されるような並列の対の電池(電池1および電池2)に対する差動電流と総電流との割合の値は、差動電流が総電流に対して不相応に大きいので1つ以上の電池における内部短絡を示す期間を識別するために測定される。この種の解析結果は、電池の温度と充電−放電の効率とによって独立して決定されるような内部短絡を示さない放電の間、同様な大きさの差動電流を無視しながら、(4回の充電のそれぞれの終了に向かって)高い電圧で形成する内部短絡(充電の終了に向かって過渡的に形成されて、放電が開始した時に取り除かれる図19の短絡)に関連付けられる大きい振幅の信号をもたらす。総電流がゼロである、充電ステップと放電ステップとの間の休止期間の間、総電流で除算された差動電流の割合は無限であり、利用できない。他の解析技術が休止期間の間に適用されてもよい。
102 第2のバッテリ
103 差動電流測定モジュール
Claims (15)
- 差動電流モニタリングに基づいてバッテリの特性を測定するためのシステムであって、前記システムは、
第1のバッテリと、
前記第1のバッテリと並列に接続されている、第2のバッテリと、
少なくとも1つの電流測定装置を備える差動電流測定モジュールであって、前記差動電流測定モジュールは前記第1のバッテリおよび前記第2のバッテリに関連付けられる差動電流を測定するように構成されている、差動電流測定モジュールと
を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムにおいて、前記差動電流測定モジュールは前記測定された差動電流に基づいて前記第1のバッテリにおける不具合を検知するようにさらに構成されているシステム。
- 請求項1または2のうちのいずれかに記載のシステムにおいて、前記差動電流測定モジュールは前記第1のバッテリに関連付けられる第1の電流を測定するように構成された第1の電流測定装置と、前記第2のバッテリに関連付けられる第2の電流を測定するように構成された第2の電流測定装置とを備え、前記差動電流は前記第1の電流と前記第2の電流との間の差であるシステム。
- 請求項1または2に記載のシステムにおいて、前記差動電流測定モジュールは前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとのうちの一方に関連付けられる第1の電流を測定するように構成された第1の電流測定装置と、前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとにおける総電流を測定するように構成された第2の電流測定装置とを備え、前記差動電流は前記第1の電流と前記総電流とに基づいて測定されるシステム。
- 請求項3または4に記載のシステムにおいて、前記第1の電流測定装置と前記第2の電流測定装置は、それぞれ、ホール効果トランスデューサ、電流検出抵抗器、誘導センサ、電流シャント、および増幅を有する電流検出抵抗器のうちの1つを備えるシステム。
- 請求項1または2に記載のシステムにおいて、
第3のバッテリと、
第4のバッテリであって、前記第2のバッテリは前記第3のバッテリと並列に接続される、第4のバッテリと、
前記第3のバッテリおよび前記第4のバッテリに関連付けられる差動電流を測定するように構成された追加の差動電流測定モジュールと、
をさらに備え、
当該システムが、前記第1のバッテリおよび前記第2のバッテリに関連付けられる前記差動電流を前記第3のバッテリおよび前記第4のバッテリに関連付けられる前記差動電流と比較するように構成されている、
システム。 - 請求項1または2に記載のシステムにおいて、前記差動電流測定モジュールは前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとの間に配置されたスイッチをさらに備え、前記スイッチは、
前記第2のバッテリから前記第1のバッテリの接続を断ち、
診断期間の経過後に、前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとを再接続するように
構成され、
前記差動電流測定モジュールは、前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとが再接続された後に、前記第1のバッテリおよび前記第2のバッテリに関連付けられる前記差動電流を測定するように構成された電流測定装置をさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項7に記載のシステムにおいて、前記スイッチと前記電流測定装置とは金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を備え、前記差動電流は前記MOSFETのドレイン−ソース電圧に基づいて測定されるシステム。
- 請求項7に記載のシステムにおいて、前記第1のバッテリは並列に接続された第1の電池と第2の電池とを備え、前記第1の電池と前記第2の電池との間に配置された追加のスイッチを備える追加の差動電流測定モジュールをさらに備え、前記追加のスイッチは
前記第1のバッテリにおける不具合の存在が検出された後に、前記第2の電池から前記第1の電池の接続を断ち、
診断期間の経過後に前記第1の電池と前記第2の電池とを再接続するように
構成され、
前記追加の差動電流測定モジュールは、前記第1の電池と前記第2の電池とが再接続された後に、前記第1の電池および前記第2の電池に関連付けられる差動電流を測定するように構成された追加の電流測定装置をさらに備えるシステム。 - 差動電流モニタリングに基づいてバッテリの特性を測定するための方法であって、
前記第1のバッテリが前記第2のバッテリに並列に接続されている状態で、第1のバッテリおよび第2のバッテリに関連付けられる差動電流を測定すること
を含む方法。 - 請求項10に記載の方法において、前記測定された差動電流に基づいて前記第1のバッテリにおける不具合を検知することをさらに含む方法。
- 請求項10または11に記載の方法において、前記第1のバッテリおよび前記第2のバッテリに関連付けられる前記差動電流を測定することは、
前記第1のバッテリに関連付けられる第1の電流を測定することと、
前記第2のバッテリに関連付けられる第2の電流を測定することと、
前記第1の電流と前記第2の電流との間の差を測定することと
を含む方法。 - 請求項10または11に記載の方法において、
前記第3のバッテリが前記第4のバッテリと並列に接続されている状態で、第3のバッテリおよび第4のバッテリに関連付けられる差動電流を測定すること、
前記第1のバッテリおよび前記第2のバッテリに関連付けられる前記差動電流を前記第3のバッテリおよび前記第4のバッテリに関連付けられる前記差動電流と比較することと
をさらに含む方法。 - 請求項10に記載の方法において、
前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとの間に配置されたスイッチによって前記第2のバッテリから前記第1のバッテリの接続を断つことと、
診断期間の経過後に、前記スイッチによって前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとを再接続することと、
前記第1のバッテリにおける不具合の存在を検出するために最小不具合しきい値と前記測定された差動電流を比較することと
をさらに含み、
前記第1のバッテリおよび前記第2のバッテリに関連付けられる前記差動電流を測定することを、前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとを再接続した後に行う、
方法。 - 請求項14に記載の方法において、
前記スイッチによって前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとの接続を断つ前に前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとが定常状態にあるように、前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとの接続を断つ前に所定の期間の間、前記第1のバッテリと前記第2のバッテリとを接続することと、
前記第1のバッテリにおける不具合の検知に応じて前記スイッチによって前記第2のバッテリから前記第1のバッテリの接続を断つことと
をさらに含む方法。
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