JP2018537947A5 - - Google Patents

Claims (18)

1. 複数のバッテリ・セル・ユニットを結合するための回路モジュールであって、
   第１バッテリ・セル・ユニットに結合するための正端子および負端子を有する第１端子集合体と、
   第２バッテリ・セル・ユニットに結合するための正端子および負端子を有する第２端子集合体と、
   第３バッテリ・セル・ユニットに結合するための正端子および負端子を有する第３端子集合体と、
   第４バッテリ・セル・ユニットに結合するための正端子および負端子を有する第４端子集合体と、
   を含み、
   前記第１端子集合体の正端子が、直接または１つ以上の受動素子を介して、前記第２端子集合体の負端子に結合され、
   前記第３端子集合体の正端子が、直接または１つ以上の受動素子を介して、前記第４端子集合体の負端子に結合され、
   前記第１端子集合体の負端子、前記第２端子集合体の正端子、前記第３端子集合体の少なくとも１つの端子、および前記第４端子集合体の少なくとも１つの端子が各々、スイッチング・アセンブリに結合され、
   前記スイッチング・アセンブリが、前記バッテリ・セル・ユニットの各１つを選択的に接続するまたは切断するように動作的に構成され、各スイッチング・アセンブリは、１又は複数のスイッチング・デバイスを含み、各スイッチング・デバイスは、導電状態および非導電状態で動作可能であり、
   前記スイッチング・アセンブリは、いずれかの２つ以上のバッテリ・セル・ユニットが直列に接続された複数の状態で動作することを選択的に可能にするように動作的に構成され、各状態は、直列に接続された前記バッテリ・セル・ユニットの充電サイクルと放電サイクルを含み、前記複数の状態は、
   前記第１バッテリ・セル・ユニットおよび前記第２バッテリ・セル・ユニットが電気的に直列に接続され、前記第３バッテリ・セル・ユニットが切断される第１状態と、
   前記第１バッテリ・セル・ユニットおよび前記第３バッテリ・セル・ユニットが電気的に直列に接続され、前記第２バッテリ・セル・ユニットが切断される第２状態と、
   前記第２バッテリ・セル・ユニットおよび前記第３バッテリ・セル・ユニットが電気的に直列に接続され、前記第１バッテリ・セル・ユニットが切断される第３状態と、
   前記第１バッテリ・セル・ユニット、前記第２バッテリ・セル・ユニット、および前記第４バッテリ・セル・ユニットが電気的に直列に接続され、前記第３バッテリ・セル・ユニットが切断される第４状態と、
   前記第１バッテリ・セル・ユニット、前記第２バッテリ・セル・ユニット、前記第３バッテリ・セル・ユニット、および前記第４バッテリ・セル・ユニットが電気的に直列に接続される第５状態と、
   を含み、
   前記第１バッテリ・セル・ユニット、前記第２バッテリ・セル・ユニット、前記第３バッテリ・セル・ユニット、および前記第４バッテリ・セル・ユニットは、前記回路モジュール内の導電状態にある最小数のスイッチング・デバイスを有する接続経路によって前記第５状態が達成されるように、互いに隣接して配置され、
   前記第２バッテリ・セル・ユニットと前記第３バッテリ・セル・ユニットが直列に接続される場合、前記第２バッテリ・セル・ユニットと前記第３バッテリ・セル・ユニット間の直列接続経路は、導電状態で動作する最大２つのスイッチング・デバイスを含む、
   回路モジュール。
2. 請求項１記載の回路モジュールにおいて、前記回路モジュールが、バッテリ・セル・ユニットを隣接するバッテリ・セル・ユニットに、これらの間にある電流路において多くとも１つの導電状態にあるスイッチング・デバイスを介して、接続することを可能にする、回路モジュール。
3. 前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールにおいて、前記回路モジュールが、バッテリ・セル・ユニットを隣接しないバッテリ・セル・ユニットに、これらの間にある電流路において多くとも１つの導電状態にあるスイッチング・デバイスを介して、接続することを可能にする、回路モジュール。
4. 前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールにおいて、前記スイッチング・アセンブリの任意のスイッチング状態において、導電状態にあるスイッチング・デバイスのバッテリ・セル・ユニットに対する比率が、前記回路モジュールの動作中は１未満である、回路モジュール。
5. 前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールにおいて、各スイッチング・アセンブリが、関連するバッテリ・セル・ユニットを接続する第１スイッチング・デバイスと、前記関連するバッテリ・セル・ユニットを切断する第２スイッチング・デバイスとを含む、回路モジュール。
6. 前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールにおいて、前記スイッチング・アセンブリが、１つ以上の電気機械式リレーを含む、回路モジュール。
7. 前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールにおいて、前記スイッチング・アセンブリが、１つ以上のトランジスタを含む、回路モジュール。
8. 前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールにおいて、前記スイッチング・アセンブリが、任意の１つ以上のバッテリ・セル・ユニットを前記回路モジュールに、前記接続されたバッテリ・セル・ユニットの極性を変更することなく、選択的に接続するように動作的に構成することができる、回路モジュール。
9. バッテリ・システムであって、
   前出の請求項のいずれか１項記載の回路モジュールと、
   前記回路モジュールに結合された複数のバッテリ・セル・ユニットと、
   を含む、バッテリ・システム。
10. 請求項９記載のバッテリ・システムにおいて、前記バッテリ・セル・ユニットが、使用済みバッテリ・セル・ユニットである、バッテリ・システム。
11. 請求項９または１０記載のバッテリ・システムにおいて、前記バッテリ・セル・ユニットが、使用済み車両用バッテリである、バッテリ・システム。
12. 請求項９から１１までのいずれか１項記載のバッテリ・システムであって、更に、前記回路モジュールに結合するために１つ以上のバッテリ・セル・ユニットを装着させるように構成されたバッテリ・マウントを含み、前記回路モジュールの全てのスイッチング・アセンブリが、前記バッテリ・マウントの一方側に配置される、バッテリ・システム。
13. 請求項１２記載のバッテリ・システムにおいて、前記バッテリ・マウントが、前記１つ以上のバッテリ・セル・ユニットを、その動作寿命における任意の時点において、前記バッテリ・システムに合わせて改造することを可能にするように構成される、バッテリ・システム。
14. 請求項９から１３までのいずれか１項記載のバッテリ・システムであって、更に、前記回路モジュールの前記スイッチング・アセンブリを制御するコントローラを含む、バッテリ・システム。
15. 請求項１４記載のバッテリ・システムにおいて、前記コントローラが、前記バッテリ・セル・ユニットの充電および放電挙動に基づいて、前記スイッチング・アセンブリを制御する、バッテリ・システム。
16. 請求項１５記載のバッテリ・システムにおいて、前記コントローラが、充電および／または放電中における前記バッテリ・セル・ユニットの電圧、電流、および／または温度に基づいて、各バッテリ・セル・ユニットの充電および放電挙動を決定する、バッテリ・システム。
17. 請求項１６記載のバッテリ・システムにおいて、前記コントローラが、
    前記バッテリ・セル・ユニットの測定電圧、電流、および／または温度を、所定の電圧、電流、および／または温度範囲と比較し、
    前記バッテリ・セル・ユニットを接続および／または切断することを決定し、
    各バッテリ・セル・ユニットを接続または切断するように前記スイッチング・アセンブリを制御する、バッテリ・システム。
18. 請求項１７記載のバッテリ・システムにおいて、前記スイッチング・アセンブリが、前記複数のバッテリ・セル・ユニットから出力される総電圧を変化させるように、前記バッテリ・セル・ユニットの内任意の１つ以上を選択的に接続または切断するように動作的に構成することができる、バッテリ・システム。