JP2018529082A - 電池モジュールの開放回路欠陥状態を決定する電池システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
12…電池モジュール
14…コンピュータ
20、22…第1、第2電池セル
30…モニタリング回路
41、51、42、52…第1、第2電気端子
80…回路基板
82…電気コネクタ
90、92…第1、第2セルバランシング回路
101、102、103…電気センシングライン
107…記憶装置
110…ハウジング
120、122、124、126、128、130…コネクタ連結部
170、172、174、176、178、270、272、274、276…レジスタ
190、290…トランジスタ
194、294…キャパシター
198、298…ツェナーダイオード
210、222、310、323…電気ライン部
240、242、244、246、248、340、342、344、346…電気ノード
400、401、402、228、328…導体
D1、D2…ドレイン端子
DI1、DI2…内部ダイオード
G1、G2…ゲート端子
S1、S2…ソース端子
〔1〕 電池システム(battery system)であって、
第1電池セル(battery cell)、第1セルバランシング回路(balancing circuit)、第2電池セル、及び第2セルバランシング回路を備えた電池モジュール(battery module)と;並びに、
第1電気センシングライン(electrical sense line)、第2電気センシングライン及び第3電気センシングライン、並びに第1トランジスタ(transistor)及び第2トランジスタに電気的に連結されているコンピュータ(computer)とを備えてなり、
前記第1電池セルは、第1電気端子(electrical terminal)及び第2電気端子を備えてなり、前記第1電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態(open circuit fault condition)でない場合に第1電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第1電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合に第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第1セルバランシング回路は、第1電気センシングライン及び第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第1トランジスタを内部に備えてなり;
前記第2電池セルは、第1電気端子及び第2電気端子を備えてなり、前記第2電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合に第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、前記第2電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合に第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第2セルバランシング回路は、第2電気センシングライン及び第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2トランジスタを内部に備えてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動しない(turn off)間、第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第1電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング回路の第1トランジスタを作動させる(turn on)第1制御信号(control signal)を生成するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動する間、第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第2電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、記憶装置(memory device)に保存されたテーブル(table)から第1抵抗値(resistance value)を読み出すようにさらにプログラムされてなり、前記第1抵抗値は、第1電池セルと第1セルバランシング回路の間を連結する第1導電経路(conductive path)の既測定された抵抗レベル(resistance level)に対応し;
前記コンピュータは、第1電圧及び第2電圧、及び第1抵抗値に基づいて第1セルバランシング回路を通じて流れる第1セルバランシング電流(cell balancing current)を決定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング電流が第1臨界電流(threshold current)より大きい場合に、第1電池セルと第1セルバランシング回路の間の第1開放回路欠陥状態を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、電池システム。
〔2〕 前記コンピュータは、第1セルバランシング電流が第2臨界電流より小さく、前記第2臨界電流が第1臨界電流より小さい場合、第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗(operational failure)を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、〔1〕に記載の電池システム。
〔3〕 前記コンピュータは、
第1電池セルと第1セルバランシング回路の間の第1開放回路欠陥状態を示す第1欠陥値(fault value)を記憶装置に保存するようにさらにプログラムされてなり;
第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗を示す第2欠陥値を記憶装置に保存するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、〔2〕に記載の電池システム。
〔4〕 前記第1導電経路は、第1電池セルの第1電気端子と第1セルバランシング回路の間に連結されてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、第1電池セルの第1電気端子と第1セルバランシング回路の間を連結する第1導電経路、又は第1電池セルの第2電気端子と第1セルバランシング回路の間を連結する第2導電経路で第1開放回路欠陥状態を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、〔1〕〜〔3〕の何れか一項に記載の電池システム。
〔5〕 前記コンピュータは、第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動しない間、第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第3電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第2セルバランシング回路の第2トランジスタを作動させる第2制御信号を発生するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動する間、第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第4電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、記憶装置に保存されたテーブルから第2抵抗値を読み出すようにさらにプログラムされてなり、前記第2抵抗値は、第2電池セルと第2セルバランシング回路の間を連結する第2導電経路の既測定された抵抗レベルに対応し;
前記コンピュータは、第3電圧及び第4電圧、及び第2抵抗値に基づいて第2セルバランシング回路を通じて流れる第2セルバランシング電流を決定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第2セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、第2電池セルと第2セルバランシング回路の間に第2開放回路欠陥状態を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、〔1〕〜〔4〕の何れか一項に記載の電池システム。
〔6〕 前記コンピュータは、第2セルバランシング電流が第2臨界電流より小さい場合、第2セルバランシング回路で第2トランジスタの動作失敗を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、〔5〕に記載の電池システム。
〔7〕 電池モジュールにおける開放回路欠陥状態を決定する方法であって、
第1電池セル及び第2電池セル、及び第1セルバランシング回路及び第2セルバランシング回路を備えた電池モジュールとコンピュータを提供する段階;
前記第1電池セルは、第1電気端子及び第2電気端子を備えてなり、前記第1電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第1電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第1バランシング回路は、第1電気センシングライン及び第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第1トランジスタを内部に含んでおり;
前記第2電池セルは、第1電気端子及び第2電気端子を備えてなり、第2電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第2セルバランシング回路は、第2電気センシングライン及び第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2トランジスタを内部に備えてなり;
前記コンピュータは、第1電気センシングライン、第2電気センシングライン及び第3電気センシングライン、並びに第1トランジスタ及び第2トランジスタに電気的に連結されたものであり;
前記第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動しない間、前記コンピュータを利用して第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第1電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して第1セルバランシング回路の第1トランジスタを作動させる第1制御信号を生成する段階;
前記第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動する間、前記コンピュータを利用して第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第2電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して記憶装置に保存されたテーブルから第1電池セルと第1セルバランシング回路の間を連結する第1導電経路の既測定された抵抗レベルに対応する第1抵抗値を読み出す段階;
前記コンピュータを利用して第1及び第2電圧、及び第1抵抗値に基づいて第1セルバランシング回路を通じて流れる第1セルバランシング電流を決定する段階;及び
前記第1セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、コンピュータを利用して第1電池セルと第1セルバランシング回路の間の第1開放回路欠陥状態を決定する段階;を含んでなることを特徴とする、開放回路欠陥状態を決定する方法。
〔8〕 前記コンピュータを利用して第1電池セルと第1セルバランシング回路の間に第1開放回路欠陥状態を示す第1欠陥値を記憶装置に保存する段階をさらに含んでなることを特徴とする、〔7〕に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
〔9〕 前記第1セルバランシング電流が第2臨界電流より小さく、第2臨界電流が第1臨界電流より小さい場合、コンピュータを利用して第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗を決定する段階をさらに含んでなることを特徴とする、〔7〕又は〔8〕に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
〔10〕 前記コンピュータを利用して、第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗を示す第2欠陥値を記憶装置に保存する段階をさらに含んでなることを特徴とする、〔7〕〜〔9〕の何れか一項に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
〔11〕 前記第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動しない間、コンピュータを利用して、第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第3電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して第2セルバランシング回路の第2トランジスタを作動させる第2制御信号を生成する段階;
前記第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動する間、コンピュータを利用して第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第4電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して記憶装置に保存されたテーブルから第2電池セルと第2セルバランシング回路の間を連結する第2導電経路の既測定された抵抗レベルに対応する第2抵抗値を読み出す段階;
前記コンピュータを利用して第3電圧及び第4電圧、及び第2抵抗値に基づいて第2セルバランシング回路を通じて流れる第2セルバランシング電流を決定する段階;及び
前記第2セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、コンピュータを利用して第2電池セルと第2セルバランシング回路の間の第2開放回路欠陥状態を決定する段階;をさらに含んでなることを特徴とする、〔7〕〜〔10〕の何れか一項に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
〔12〕 前記第2セルバランシング電流が第2臨界電流より小さい場合、コンピュータを利用して第2セルバランシング回路の第2トランジスタの動作失敗を決定する段階をさらに含むことを特徴とする、〔11〕に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
Claims (12)
- 電池システム(battery system)であって、
第1電池セル(battery cell)、第1セルバランシング回路(balancing circuit)、第2電池セル、及び第2セルバランシング回路を備えた電池モジュール(battery module)と;並びに、
第1電気センシングライン(electrical sense line)、第2電気センシングライン及び第3電気センシングライン、並びに第1トランジスタ(transistor)及び第2トランジスタに電気的に連結されているコンピュータ(computer)とを備えてなり、
前記第1電池セルは、第1電気端子(electrical terminal)及び第2電気端子を備えてなり、前記第1電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態(open circuit fault condition)でない場合に第1電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第1電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合に第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第1セルバランシング回路は、第1電気センシングライン及び第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第1トランジスタを内部に備えてなり;
前記第2電池セルは、第1電気端子及び第2電気端子を備えてなり、前記第2電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合に第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、前記第2電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合に第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第2セルバランシング回路は、第2電気センシングライン及び第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2トランジスタを内部に備えてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動しない(turn off)間、第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第1電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング回路の第1トランジスタを作動させる(turn on)第1制御信号(control signal)を生成するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動する間、第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第2電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、記憶装置(memory device)に保存されたテーブル(table)から第1抵抗値(resistance value)を読み出すようにさらにプログラムされてなり、前記第1抵抗値は、第1電池セルと第1セルバランシング回路の間を連結する第1導電経路(conductive path)の既測定された抵抗レベル(resistance level)に対応し;
前記コンピュータは、第1電圧及び第2電圧、及び第1抵抗値に基づいて第1セルバランシング回路を通じて流れる第1セルバランシング電流(cell balancing current)を決定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング電流が第1臨界電流(threshold current)より大きい場合に、第1電池セルと第1セルバランシング回路の間の第1開放回路欠陥状態を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、電池システム。 - 前記コンピュータは、第1セルバランシング電流が第2臨界電流より小さく、前記第2臨界電流が第1臨界電流より小さい場合、第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗(operational failure)を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、請求項1に記載の電池システム。
- 前記コンピュータは、
第1電池セルと第1セルバランシング回路の間の第1開放回路欠陥状態を示す第1欠陥値(fault value)を記憶装置に保存するようにさらにプログラムされてなり;
第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗を示す第2欠陥値を記憶装置に保存するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、請求項2に記載の電池システム。 - 前記第1導電経路は、第1電池セルの第1電気端子と第1セルバランシング回路の間に連結されてなり;
前記コンピュータは、第1セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、第1電池セルの第1電気端子と第1セルバランシング回路の間を連結する第1導電経路、又は第1電池セルの第2電気端子と第1セルバランシング回路の間を連結する第2導電経路で第1開放回路欠陥状態を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、請求項1に記載の電池システム。 - 前記コンピュータは、第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動しない間、第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第3電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第2セルバランシング回路の第2トランジスタを作動させる第2制御信号を発生するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動する間、第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第4電圧を測定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、記憶装置に保存されたテーブルから第2抵抗値を読み出すようにさらにプログラムされてなり、前記第2抵抗値は、第2電池セルと第2セルバランシング回路の間を連結する第2導電経路の既測定された抵抗レベルに対応し;
前記コンピュータは、第3電圧及び第4電圧、及び第2抵抗値に基づいて第2セルバランシング回路を通じて流れる第2セルバランシング電流を決定するようにさらにプログラムされてなり;
前記コンピュータは、第2セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、第2電池セルと第2セルバランシング回路の間に第2開放回路欠陥状態を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、請求項1に記載の電池システム。 - 前記コンピュータは、第2セルバランシング電流が第2臨界電流より小さい場合、第2セルバランシング回路で第2トランジスタの動作失敗を決定するようにさらにプログラムされていることを特徴とする、請求項5に記載の電池システム。
- 電池モジュールにおける開放回路欠陥状態を決定する方法であって、
第1電池セル及び第2電池セル、及び第1セルバランシング回路及び第2セルバランシング回路を備えた電池モジュールとコンピュータを提供する段階;
前記第1電池セルは、第1電気端子及び第2電気端子を備えてなり、前記第1電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第1電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第1バランシング回路は、第1電気センシングライン及び第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第1トランジスタを内部に含んでおり;
前記第2電池セルは、第1電気端子及び第2電気端子を備えてなり、第2電池セルの第1電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第2電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2電池セルの第2電気端子は、それらの間が開放回路欠陥状態でない場合、第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり;
前記第2セルバランシング回路は、第2電気センシングライン及び第3電気センシングラインに電気的に連結されてなり、第2トランジスタを内部に備えてなり;
前記コンピュータは、第1電気センシングライン、第2電気センシングライン及び第3電気センシングライン、並びに第1トランジスタ及び第2トランジスタに電気的に連結されたものであり;
前記第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動しない間、前記コンピュータを利用して第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第1電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して第1セルバランシング回路の第1トランジスタを作動させる第1制御信号を生成する段階;
前記第1セルバランシング回路の第1トランジスタが作動する間、前記コンピュータを利用して第2電気センシングラインと第1電気センシングラインの間の第2電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して記憶装置に保存されたテーブルから第1電池セルと第1セルバランシング回路の間を連結する第1導電経路の既測定された抵抗レベルに対応する第1抵抗値を読み出す段階;
前記コンピュータを利用して第1及び第2電圧、及び第1抵抗値に基づいて第1セルバランシング回路を通じて流れる第1セルバランシング電流を決定する段階;及び
前記第1セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、コンピュータを利用して第1電池セルと第1セルバランシング回路の間の第1開放回路欠陥状態を決定する段階;を含んでなることを特徴とする、開放回路欠陥状態を決定する方法。 - 前記コンピュータを利用して第1電池セルと第1セルバランシング回路の間に第1開放回路欠陥状態を示す第1欠陥値を記憶装置に保存する段階をさらに含んでなることを特徴とする、請求項7に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
- 前記第1セルバランシング電流が第2臨界電流より小さく、第2臨界電流が第1臨界電流より小さい場合、コンピュータを利用して第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗を決定する段階をさらに含んでなることを特徴とする、請求項7に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
- 前記コンピュータを利用して、第1セルバランシング回路で第1トランジスタの動作失敗を示す第2欠陥値を記憶装置に保存する段階をさらに含んでなることを特徴とする、請求項9に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
- 前記第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動しない間、コンピュータを利用して、第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第3電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して第2セルバランシング回路の第2トランジスタを作動させる第2制御信号を生成する段階;
前記第2セルバランシング回路の第2トランジスタが作動する間、コンピュータを利用して第3電気センシングラインと第2電気センシングラインの間の第4電圧を測定する段階;
前記コンピュータを利用して記憶装置に保存されたテーブルから第2電池セルと第2セルバランシング回路の間を連結する第2導電経路の既測定された抵抗レベルに対応する第2抵抗値を読み出す段階;
前記コンピュータを利用して第3電圧及び第4電圧、及び第2抵抗値に基づいて第2セルバランシング回路を通じて流れる第2セルバランシング電流を決定する段階;及び
前記第2セルバランシング電流が第1臨界電流より大きい場合、コンピュータを利用して第2電池セルと第2セルバランシング回路の間の第2開放回路欠陥状態を決定する段階;をさらに含んでなることを特徴とする、請求項7に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。 - 前記第2セルバランシング電流が第2臨界電流より小さい場合、コンピュータを利用して第2セルバランシング回路の第2トランジスタの動作失敗を決定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項11に記載の開放回路欠陥状態を決定する方法。
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