JP2014514899A5

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Publication number: JP2014514899A5
Application number: JP2013558524A
Authority: JP
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2032-03-19

Description

一部の実施形態においては、電池パックシステムは、電池パックを制御するための制御部をさらに備える。制御部は、（ａ）電池パックを、電池パックが出力する電圧がＶ１である第１動作モードに設定するように、および、（ｂ）Ｖ２＞Ｖ１とした場合、電池パックを、電池パックが出力する電圧がＶ２である第２動作モードに設定するように動作可能である。Ｖ２が（ｎ）（３．６）Ｖ１以上である、ただしｎは１以上の数である。一部の実施形態においては、電池モジュールのうち少なくとも１つは、複数のスイッチと、主要正極端子と、主要負極端子と、カスケード接続用正極端子と、カスケード接続用負極端子とを含むスイッチチップと、（ｉ）正極端子と負極端子を有する第１セルであって、正極端子はスイッチチップの第１セル端子に接続されており、負極端子はスイッチチップの第２セル端子に接続されている第１セルと、（ｉｉ）正極端子と負極端子を有する第２セルであって、正極端子はスイッチチップの第３セル端子に接続されており、負極端子はスイッチチップの第４セル端子に接続されている第２セルとを含む一セットのセルとを備える。

Claims

一セットのセルを相互に接続する際に使用するスイッチチップであり、
主要負極端子と、
カスケード接続用負極端子と、
主要正極端子と、
カスケード接続用正極端子と、
複数のセル端子と、
複数のスイッチと
を備え、
一セットのセルが前記複数のセル端子を介して前記スイッチチップに接続され、かつ、前記複数のスイッチの第１副次セットが閉じており前記複数のスイッチのうち残余のスイッチが開いている場合、
前記一セットのセルが互いに並列に接続され、かつ、
電流は前記主要正極端子から流れ出ることができるが、前記カスケード接続用正極端子から流れ出ることはできない、
一セットのセルが前記複数のセル端子を介して前記スイッチチップに接続され、かつ、前記複数のスイッチの第２副次セットが閉じており前記複数のスイッチのうち残余のスイッチが開いている場合、
前記一セットのセルが互いに直列に接続され、かつ、
電流は前記主要正極端子から流れ出ることができるが、前記カスケード接続用正極端子から流れ出ることはできない、
一セットのセルが前記複数のセル端子を介して前記スイッチチップに接続され、かつ、前記複数のスイッチの第３副次セットが閉じており前記複数のスイッチのうち残余のスイッチが開いている場合、
前記一セットのセルのうち少なくとも２個のセルが互いに直列に接続され、かつ、
電流は前記カスケード接続用正極端子から流れ出ることができるが、前記主要正極端子から流れ出ることはできない、
一セットのセルが前記複数のセル端子を介して前記スイッチチップに接続され、かつ、前記複数のスイッチの第４副次セットが閉じており前記複数のスイッチのうち残余のスイッチが開いている場合、
副次セット１つ分のセルは互いに並列に接続され、
少なくとも１個のセルが他のセルそれぞれから電気的に切断され、かつ、
電流は前記主要正極端子から流れ出ることができるが、前記カスケード接続用正極端子から流れ出ることはできない、
一セットのセルが前記複数のセル端子を介して前記スイッチチップに接続され、かつ、前記複数のスイッチの第５副次セットが閉じており前記複数のスイッチのうち残余のスイッチが開いている場合、
１）前記一セットのセルの副次セット１つ分のセルは互いに直列に接続され、かつ、
２）前記一セットのセルに含まれるが、前記一セットのセルの副次セット１つ分のセルには含まれないセルは、前記一セットのセルに含まれる他のセル全てから電気的に切断されているように構成されているスイッチチップ。
さらに、送信機と、受信機とを有する通信回路を備え、
隣接するスイッチチップの制御部又は送信機から送信されたスイッチングコマンドを、前記受信機が受信するように動作可能に、前記受信機は前記隣接するスイッチチップの前記制御部又は前記送信機に通信可能に接続される、請求項１に記載のスイッチチップ。
さらに、前記通信回路が前記制御部又は別のスイッチチップから受信したコマンドのエラーをチェックし、かつ、エラーのあるコマンドを遮断するように構成されているコマンドデコーダを備える、請求項２に記載のスイッチチップ。
さらに、前記コマンドデコーダに接続されており、かつ、
前記通信回路が前記制御部から受信したコマンドを、電池モジュール内のスイッチング素子用のスイッチオン・オフコマンドに変換するように構成されている
スイッチング制御ロジックを備える、請求項３に記載のスイッチチップ。
さらに、前記スイッチング制御ロジックから前記オン・オフコマンドを受信するように構成されており、かつ、
受信した前記オン・オフコマンドに基づいて、正確な順序で正確な時間で１又は複数の前記スイッチを開閉するように構成されている
安全スイッチングシーケンサーを備える、請求項４に記載のスイッチチップ。
さらに
スレーブ入力端子と、
マスター出力端子と、
スレーブ通信モジュールブロックと、
マスター通信モジュールブロックと、
コマンドデコーダブロックと、
スイッチング制御ロジックブロックと、
安全スイッチングシーケンサーブロックと
を備える、請求項１に記載のスイッチチップ。
複数のパワー酸化金属半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ）を備える、請求項１に記載のスイッチチップ。
電池モジュールであって、
複数のスイッチと、主要正極端子と、主要負極端子と、カスケード接続用正極端子と、カスケード接続用負極端子とを含むスイッチチップと、
（ｉ）正極端子と負極端子を有し、
前記正極端子は前記スイッチチップの第１セル端子に接続されており、
前記負極端子は前記スイッチチップの第２セル端子に接続されている第１セルと、
（ｉｉ）正極端子と負極端子を有し、
前記正極端子は前記スイッチチップの第３セル端子に接続されており、
前記負極端子は前記スイッチチップの第４セル端子に接続されている第２セルとを含む
一セットのセルと
を備え、
前記スイッチチップは、
（ｉ）前記複数のスイッチを、
（ａ）前記一セットのセルは直列に接続され、
（ｂ）電流は、前記主要正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは可能であるが、前記カスケード接続用正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは不可能であり、
（ｃ）電流は、前記主要負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは可能であるが、前記カスケード接続用負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは不可能である
ように構成するように、
（ｉｉ）前記複数のスイッチを、
（ａ）前記一セットのセルは直列に接続され、
（ｂ）電流は、前記カスケード接続用正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出すことは可能であるが、前記主要正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出すことは不可能であり、
（ｃ）電流は、前記カスケード接続用負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは可能であるが、前記主要負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは不可能である
ように構成するように、
（ｉｉｉ）前記複数のスイッチを、
（ａ）前記一セットのセルは並列に接続され、
（ｂ）電流は、前記主要正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは可能であるが、前記カスケード接続用正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは不可能であり、
（ｃ）電流は、前記主要負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは可能であるが、前記カスケード接続用負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは不可能である
ように構成するように
動作可能な、電池モジュール。
前記スイッチチップは、制御部から送信されたスイッチングコマンドを受信するための通信回路をさらに備える、請求項８に記載の電池モジュール。
前記スイッチチップは、さらに、前記通信回路が前記制御部又は別のスイッチチップから受信したコマンドのエラーをチェックし、かつ、エラーのあるコマンドを遮断するように構成されているコマンドデコーダを備える、請求項９に記載の電池モジュール。
前記スイッチチップは、さらに、
前記コマンドデコーダに接続され、かつ、
前記通信回路が前記制御部から受信したコマンドを、前記電池モジュール内のスイッチング素子用のスイッチオン・オフコマンドに変換するように構成されているスイッチング制御ロジックを備える、請求項１０に記載の電池モジュール。
前記スイッチチップは、さらに、
前記スイッチング制御ロジックから前記オン・オフコマンドを受信するように構成され、かつ、
受信した前記オン・オフコマンドに基づいて、正確な順序と正確な時間で１又は複数の前記スイッチを開閉するように構成されている安全スイッチングシーケンサーを備える、請求項１１に記載の電池モジュール。
前記第１セルは小型セルであり、前記第２セルは小型セルである、請求項８に記載の電池モジュール。
前記スイッチチップは、３個より多く１７個より少ない単一セル電池を制御する、請求項８に記載の電池モジュール。
前記スイッチチップは、７個より多く１３個より少ない単一セル電池を制御する、請求項８に記載の電池モジュール。
電池パックシステムであって、
電池パックを備え、
前記電池パックは、
電池モジュールの第１コラムと電池モジュールの第２コラムとを有する電池モジュールの第１クラスターと、
電池モジュールの前記第１コラムを電池モジュールの前記第２コラムに並列に接続するための第１回路と、
電池モジュールの前記第１コラムを電池モジュールの前記第２コラムと直列に接続するための第２回路と、
電池モジュールの第３コラムと電池モジュールの第４コラムとを有する電池モジュールの第２クラスターと、
電池モジュールの前記第３コラムを電池モジュールの前記第４コラムと並列に接続するための第３回路と、
電池モジュールの前記第３コラムを電池モジュールの前記第４コラムと直列に接続するための第４回路とを備え、
前記第１コラムにおける前記電池モジュールの少なくとも１つは、
（ｉ）前記電池モジュールの主要出力を前記第１回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチと、
（ｉｉ）前記電池モジュールのカスケード出力を前記第２回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチとを備え、
前記第２コラムにおける前記電池モジュールの少なくとも１つは、
（ｉ）前記電池モジュールの主要出力を前記第１回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチと、
（ｉｉ）前記電池モジュールのカスケード出力を前記第２回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチとを備え、
前記第３コラムにおける前記電池モジュールの少なくとも１つは、
（ｉ）前記電池モジュールの主要出力を前記第３回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチと、
（ｉｉ）前記電池モジュールのカスケード出力を前記第４回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチとを備え、
前記第４コラムにおける前記電池モジュールの少なくとも１つは、
（ｉ）前記電池モジュールの主要出力を前記第３回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチと、
（ｉｉ）前記電池モジュールのカスケード出力を前記第４回路に接続、または、同回路から切り離すためのスイッチとを備える
電池パックシステム。
さらに、前記電池パックを制御するための制御部を備える、請求項１６に記載の電池パックシステム。
前記制御部は、
（ａ）前記電池パックを、前記電池パックが出力する電圧がＶ１である第１動作モードに設定するように、および、
（ｂ）Ｖ２＞Ｖ１とした場合、前記電池パックを、前記電池パックが出力する電圧がＶ２である第２動作モードに設定するように
動作可能である、請求項１７に記載の電池パックシステム。
Ｖ２が（ｎ）（３．６）Ｖ１以上である、ただしｎは１以上の数である、請求項１８に記載の電池パックシステム。
前記電池モジュールのうち少なくとも１つは、
複数のスイッチと、主要正極端子と、主要負極端子と、カスケード接続用正極端子と、カスケード接続用負極端子とを含むスイッチチップと、
（ｉ）正極端子と負極端子を有する第１セルであって、
前記正極端子は前記スイッチチップの第１セル端子に接続されており、
前記負極端子は前記スイッチチップの第２セル端子に接続されている第１セルと、
（ｉｉ）正極端子と負極端子を有する第２セルであって、
前記正極端子は前記スイッチチップの第３セル端子に接続されており、
前記負極端子は前記スイッチチップの第４セル端子に接続されている第２セルと
を含む一セットのセル
とを備える、請求項１８に記載の電池パックシステム。
前記制御部は、
（ｉ）前記電池モジュールに前記複数のスイッチを
（ａ）前記一セットのセルは直列に接続され、
（ｂ）電流は、前記主要正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは可能であるが、前記カスケード接続用正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは不可能であり、
（ｃ）電流は、前記主要負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは可能であるが、前記カスケード接続用負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは不可能である
よう、構成させるように、
（ｉｉ）前記電池モジュールに前記複数のスイッチを
（ａ）前記一セットのセルは直列に接続され、
（ｂ）電流は、前記カスケード接続用正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出すことは可能であるが、前記主要正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出すことは不可能であり、
（ｃ）電流は、前記カスケード接続用負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは可能であるが、前記主要負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは不可能である
よう、構成させるように、
（ｉｉｉ）前記電池モジュールに前記複数のスイッチを
（ａ）前記一セットのセルは並列に接続され、
（ｂ）電流は、前記主要正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは可能であるが、前記カスケード接続用正極端子を介して前記スイッチチップから流れ出ることは不可能であり、
（ｃ）電流は、前記主要負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは可能であるが、前記カスケード接続用負極端子を介して前記スイッチチップに流れ込むことは不可能である
よう、構成させるように
動作可能である、請求項２０に記載の電池パックシステム。