JP2014514899A5 - - Google Patents

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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)(3.6V1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 (21)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. V2が)(3.6V1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。
  20. 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。
  21. 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。
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