JP2023535367A - セミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム - Google Patents

Abstract

本発明は、ラインを形成するように直列に接続された複数のリチウムセル要素と、セミモジュール要素を構成する少なくとも２つの平行なラインと、少なくとも１つの検出回路と、を備えるセミモジュール要素の蓄電池バッテリ（ＢＭＳ）を管理するためのシステムであって、検出回路は、少なくとも１つの放電又は短絡検出デバイスと、セル要素の少なくとも１つ、好ましくは全ての電圧及び温度を監視するための少なくとも１つのデバイスと、を備え、検出回路は、ラインごとに１つのスイッチングデバイスを備える回路遮断器デバイスを制御することを特徴とするシステムに関する。【選択図】図１

Description

本発明は、概して蓄電池バッテリ、特にリチウム蓄電池バッテリの分野に関する。

蓄電池バッテリは、必要な電圧及び電流を得るために直列又は並列に接続することができる電気化学要素で構成される。定格動作パラメータを超過したリチウムバッテリは、適切に動作しているように「見えて」過熱又は発火の危険性がある場合がある。

したがって、リチウムバッテリには保護回路が必要となる。概して、これらの回路は、電圧、電流及び温度を測定し、電流制限及びスイッチングデバイスを駆動する。

短絡又は過電流の場合、バッテリの損傷を回避し、バッテリ又はその接続ケーブルの過剰な加熱を回避するために、バッテリを切断する必要がある。

概して、電気機械式回路遮断器又はヒューズ、あるいは電流を測定してスイッチングデバイスを制御する電子回路が使用されている。しかし、電流の測定は簡単ではない。

電流測定方法（シャント、磁気測定又は熱効果による）は複数存在している。しかしながら、これらは、「スタンバイ」モード及び「アクティブ」モードの使用を必要とし得るような高消費量を伴う場合がある。これは、いつでも起こり得る短絡に対する保護と互換性がほとんどない。

更に、ヒートエンジンスタータバッテリは、数秒から数十秒の間、非常に高い電流を供給しなければならない。したがって、回路遮断器の電流は、短絡電流の半分程度（供給される最大電力は、電圧が開回路電圧の半分であり、電流が短絡電流の半分であるときに到達される）のある程度高い値に設定されなければならない。

バッテリセルの内部抵抗は、経年劣化とともに、又は低温で増加するため、短絡電流は減少する。この電流は、トリップ電流よりも低くなる可能性がある。この場合、保護はもはや保証されない。誤った使用は、その内部抵抗器におけるバッテリの完全な放電につながり、強い過熱、次いで発火を引き起こす可能性がある。

最後に、例えば、限定するものではないが、１７Ａｈの非モジュール式バッテリは、２０００Ａを超える短絡電流を供給する可能性がある。したがって、スイッチングデバイスは、この電流に耐える必要がある。この電流に耐え得る半導体は一般的ではなく、実際には、複数の低電流部品が並列に接続される。電流のバランスをとることは非常に困難であり、部品の大型化が必要となる。２０００Ａの電流を測定することはまた、精度と静的消費量との間の妥協の問題を引き起こす。

バッテリを保護し、特にバッテリの状態を監視し、必要に応じて、特に短絡時に電子回路を遮断するために、複数のデバイスが提案されている。

更に、これらのシステムは、監視手段と、回路を遮断又は開放する手段とを有する必要がある。複数の異なるメカニズムが存在しており、その長所と短所がある。

複数のシステムは、多かれ少なかれ高度なバッテリ管理システム（ＢＭＳ）を備え、バッテリ、バッテリの蓄電池の状態を追跡すること、及び／又は問題が生じた場合にバッテリの回路に作用してそれを開放することを可能にする。

したがって、欧州特許第２０９２６２７号明細書は、２つの電流入力及び１つの電流出力を備えるバッテリ管理システム（ＢＭＳ）を提案している。この文献は、バッテリが完全に充電されたときにシャントを使用することを教示している。蓄電池は、短絡の場合に遮断を実行するためのスイッチングデバイスと直列に配置される。ＢＭＳは、直列に配置された各蓄電池の電圧、温度を測定する。供給される電圧を増加させるために、蓄電池を次々に追加することができ、電流の増加に続いて、部品のサイズを変更しなければならない。ＢＭＳは、各ポイントにおいて、バッテリのバランスをとるために各蓄電池のバランスを測定する役割を果たす。換言すれば、１セル当たり１つのＢＭＳに相当するものがある。最後に、この文献は、入力（＋端子）と蓄電池との間にＭＯＳＦＥＴ（「充電制御」）を配置し、出力（－端子）と蓄電池との間に別のＭＯＳＦＥＴ（「放電制御」）を配置することを提案している。

中国特許出願公開第１１０２６５７３８号明細書は、回路の部品の温度、電流及び電圧を監視する異なるリチウムセルアレイ管理者システムを提案している。したがって、過電流に対する検出／保護、並びに負荷電流の制限が可能になる。

Ｔｒｕｅ Ｂｌｕｅ ＰｏｗｅｒバッテリのＢＭＳは、非常に多数の部品、多くの電子基板、及び多くのコネクタを有している。これは、コスト及び信頼性に不利益をもたらす。ＢＭＳは、「スタンバイとアクティブ」の２つの動作モードがあり、スタンバイモードでは１時間ごとに電圧低下が観測される。スイッチングデバイスは、複数のＭＯＳＦＥＴを並列に備える。かかる解決策は、種々のＭＯＳＦＥＴにおける電流バランスの問題を含んでおり、大型化しなければならない電力部品を必要とし、最終的に電流測定は、電流測定デバイスによる高い消費量、したがって著しい自己放電をもたらす。

国際公開第２０１８０９５０３９号明細書に教示されているような複雑なバッテリ管理デバイスも存在しており、これは、少なくとも２つのバッテリパックと、データ分析センターと、端子モニタと、を備える、遠隔インテリジェントバッテリ管理システムを記載している。各バッテリパックは、リチウムバッテリのセットと、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）モジュールと、ＧＰＳ通信モジュールと、４Ｇ通信モジュールと、を備える。ＢＭＳモジュールは、リチウムバッテリセットデータを取得してリチウムバッテリセットを管理することに用いられ、ＧＰＳモジュールは、リチウムバッテリパックの地理情報の位置データを取得することに用いられ、４Ｇ通信モジュールは、基地局を介してリチウムバッテリセットデータ及び地理情報位置データをデータ分析センターに送信することに用いられ、データ分析センターは、データテストセンター、データ記憶センター及びクラウド型人工知能バッテリ分析センターを有する。遠隔インテリジェントバッテリ管理システムは、ＢＭＳの管理ポリシーをリアルタイムで調整し、リチウムバッテリセットの充放電条件を制御することができ、その結果、バッテリの安全性が大幅に改善される。リチウムバッテリセットの動作条件を決定することによって、販売後の通信コストが低減され、リチウムバッテリセットの利用率及び修理率が改善される。

このデバイスでは、意思決定及び記憶部材はバッテリの外側に移動されている。バッテリ管理モジュールは、測定値を収集し、それらをデータ分析センターに送信する役割のみを果たし、したがって、データ分析センターは、異常を検出し、バッテリの管理を決定する。

しかしながら、従来技術の解決策は、異なる蓄電池バッテリの良好な平衡化並びに良好な信頼性及び安全性を維持しながら調節することが困難な蓄電池を提供するため、欠点を有している。更に、提案された解決策は、外部の、更には遠隔の要素を使用するアーキテクチャを記載しており、これは、バッテリの内部の単純なアーキテクチャではなく、配線及び／又は他の部品の増加を引き起こす。

欧州特許第２０９２６２７号 中国特許出願公開第１１０２６５７３８号明細書 国際公開第２０１８０９５０３９号明細書

したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点の少なくとも一部を克服することを可能にする、セミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ）を提案することである。

この目的は、ラインを形成するために直列に接続された複数のリチウムセル要素（２０）を備えるセミモジュール要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ）によって達成され、当該蓄電池用バッテリ管理システムは、セミモジュール要素を構成する並列に接続された少なくとも２つの直列ラインと、少なくとも１つの検出回路と、を備え、検出回路は、少なくとも１つの放電又は短絡検出デバイスと、セル要素の電圧及び温度を監視するための少なくとも１つのデバイスと、を備え、検出回路は、一方ではセル要素の各セット又は各バッテリの負極又は正極に接続され、他方ではバッテリのそれぞれ正端子又は負端子に接続された、ラインごとに少なくとも１つ、好ましくはラインごとに１つのみのスイッチングデバイスを備える回路遮断器デバイスを制御し、スイッチングデバイスは、各ラインについて、負荷遮断デバイスと、放電遮断デバイスと、負荷において、好ましくは負荷においてのみ電流を制限する電子部品と、を備え、当該負荷遮断デバイスは、ラインごとに少なくとも２つ、好ましくは２つのみのＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１、Ｍ２）を備え、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、閾値を下回る放電の場合又は短絡中に回路遮断を実行し、第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）は、当該回路の要素の電圧又は温度のオーバーシュートの場合に負荷遮断を実行し、例えば第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）の周りのダイオード、抵抗器、コンデンサのセットなどの電子部品は、負荷において電流制限を実行することを特徴とする。

１つの特徴によれば、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、そのソースによってセルのセットの負端子に接続され、この第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、そのゲートで、（Ｍ１）を駆動する電圧源（Ｖ２）を受け取り、この電圧源は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）がオンになるように選択された電圧（例えば６～１０Ｖ）を供給し、ツェナーダイオード（Ｄ３）は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のゲートとソースとの間に逆向きに接続され、コンデンサ（Ｃ２）は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のゲートを過度に高い電圧又は高周波電圧から保護し、ツェナーダイオード（Ｄ１）は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のゲートとドレインとの間に逆向きに取り付けられ、ドレイン－ゲートへ方向の順方向の抵抗（Ｒ３）及びダイオード（Ｄ２）と直列であり、（Ｄ１，Ｄ２，Ｒ３）は第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のスイッチング速度を制限し、ショットキーダイオード（Ｄ４）からなる回路は負荷電流を制限し、ショットキーダイオード（Ｄ４）は、充電方向において第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のドレインに逆向きに取り付けられ、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）を開放するときの過電圧を制限するためにバッテリの正端子に接続されたコンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ１と直列に取り付けられ、ショットキーダイオード（Ｄ４）と並列に、固定抵抗器Ｉ１は、一方ではダイオードのカソードに接続され、他方ではソースがショットキーダイオード（Ｄ４）のアノードに接続された第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）のドレインに接続されて取り付けられ、第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）のゲートは、負荷を防止するために検出回路の出力によって制御される。

別の特徴によれば、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、そのゲートによって、エミッタがＭ２のソースに接続されたオプトカプラのフォトトランジスタのベースに接続され、これらの２つの点の間で、ツェナーダイオードＤ５及びコンデンサＣ５は、ＢＭＳカードによって接続され、オプトカプラの発光ダイオードは、そのカソードによって、バッテリ又はセルのモジュール式セットの負端子に接続され、要素の電圧又は温度のオーバーシュートが検出された場合にＬＥＤに電流を送るコマンドをそのアノードで受け取る。

別の特徴によれば、２つのＭＯＳＦＥＴに関連付けられた切断回路の配置は、ラインの出力極と、バッテリの同じ極性（正又は負）の同じ端子との間に挿入される。

別の特徴によれば、ＢＭＳは、回路の各セル要素及び各蓄電池ラインに接続され、それらを制御する。

別の特徴によれば、検出回路は、以下の機能のうちの１つ以上を備える。
セル電圧平衡化。
過度に低い電圧及び開回路の検出。
回路を開放することによってセルのグループの切断をトリガするための、電圧測定回路による、短絡、深放電及び過電流の検出。
バッテリセルの１つの過度に高い電圧の検出及び回路の開放。

別の特徴によれば、電圧平衡化は、並列に接続されたセルの各々を、短絡、深放電、及び過電流電圧測定回路の分圧器ブリッジの負極性と接続するダイオードＯＲ機能によって実行される。

別の特徴によれば、ラインの各セル要素は、好ましくはリセット可能な温度ヒューズを構成する要素によって、別のラインの隣接する各セル要素に接続される。抵抗器はヒューズとして機能することができる。

別の特徴によれば、検出回路は、各モジュールのカードの中央部分に取り付けられたプローブによって測定されたバッテリエンベロープ内の温度を分析することによって、バッテリが「オフ」であっても常にアクティブのままである温度監視を統合する機能を備える。

別の特徴によれば、負荷電流を調節するために、負荷への電流を、好ましくは負荷のみへの電流を制限する回路遮断器デバイスの電子部品は、一方向に導電性であり、反対に接続されたダイオードのように他の方向に抵抗性である抵抗器などの部品を備える。

別の特徴によれば、回路は、充電及び放電スイッチングデバイスが独立して制御されるように構成される。

本発明はまた、必要な電圧を得るために大電流の方向に対応する所与の方向Ｓに接続することによってラインを形成するように直列に接続された同じ特性のリチウム蓄電池セルからなり、蓄電池セルの別のラインと並列に関連付けることができるように意図された大電流セミモジュール式直列及び並列バッテリパックに関し、当該パックは、本明細書で説明する管理システムを使用し、
それぞれがリチウム蓄電池セルを保持する正方形又は多角形の断面を有する円筒形ハウジングの少なくとも１つのラインを同じ方向Ｓに画定する正方形又は多角形又は円形の断面を有する円筒形ハウジングのセットを画定する一対の上部ベゼル及び下部ベゼルを備え、
方向Ｓにおける同じラインの蓄電池セル間の接続部は、モジュールの各上面又は下面において、第１の方向Ｓにおいて反対の極性の極によって直列に接続された隣接セルの各対を接続する幅広の舌部によって保証され、一方の面における接続舌部は、他方の面において１つのセルだけオフセットされ、
ベゼルは、方向Ｓに平行な少なくとも２つのハウジングラインを備え、少なくとも２つのセルラインは、Ｓに垂直な方向に配置され、ヒューズとして作用する薄い舌部又はリセット可能なヒューズのいずれかによって、方向Ｓに垂直な方向Ｐに相互接続され、各ヒューズは、２つの異なる並列ラインに属する２つのセルを接続して、直列セルの２つの並列セットの各セル間に並列接続を形成する。抵抗器はヒューズとして機能することができる。

１つの特徴によれば、ベゼルは、上部及び下部の側部でＰＣＢ（プリント回路基板）を保持し、ＰＣＢは、管理システムの電子部品とセミモジュール式ブロックのセルとの間の電子機器及び電気接続部を備え、
中間ＰＣＢは、方向Ｓに垂直な方向でセル間に垂直に配置され、セミモジュール式アセンブリの加熱抵抗器を備え、これらの抵抗器は、管理回路からの要求に応じて電源に接続され、
セルの下に配置されたＰＣＢ部分は、モジュール式ブロックのセルの各々の電位を回収して、それらをモジュール式ブロック管理システムの電圧管理及び平衡化回路に供給することに寄与する。

別の特徴によれば、抵抗器は、上部及び／又は下部ＰＣＢ上の２つの接触パッド（図示せず）の間に取り付けられ、セル及び上部又は下部プリント回路基板のトラックとの接触は、セルとプリント回路基板の接触パッドを備える導電面との間に配置された弾性ピン（例えば、ポゴ又は円錐コイルバネ）によって行われ、したがって、スズはんだの使用が回避される。

別の特徴によれば、垂直中央基板（１３）は、温度センサ及びサーモスタットを備える。

別の特徴によれば、管理システム（ＢＭＳ）を備える基板（５）は、当該パックの他のＰＣＢとＵ字を形成するように、バッテリパックの側部に垂直に配置される。

本発明の他の特徴、詳細及び利点は、添付の図面を参照して以下の説明を読むことで明らかになるであろう。

特定の実施形態によるバッテリの回路の機能図を示す。 バッテリ回路の一部の簡略化された構造図を示す。 特定の実施形態における、回路遮断器デバイスの放電遮断デバイスの構造及び動作、並びにＭＯＳＦＥＴの開放によるその作動を示す回路の一部の図を示す。 特定の実施形態における、回路遮断器デバイスの負荷遮断デバイスの構造及び動作、並びにオプトカプラによるその作動を示す回路の一部の図を示す。 上部ＰＣＢを含むＰＣＢによって固定された蓄電池の複数のラインを備えるバッテリの概略図を示し、バッテリは、固定されたＢＭＳを更に備える。 蓄電池のラインを通過するＸ－Ｘ’軸に沿ったバッテリの断面正面図を示す。 蓄電池のラインを通る軸Ｘ－Ｘ’を通る長手方向断面の概略図を示す。 バッテリパックの上部及び底部ＰＣＢの回路を概略的に示す。 ２４．４ボルトバッテリ及び１６ボルトのトリガ電圧Ｔｄに対する一実施形態による、過電流の場合の比較器Ｕ１及びＵ２の端子における電圧の変化の表示を示す。 １６ボルトバッテリ及び１２ボルトのトリガ電圧Ｔｄとともに使用される実施形態による、図１２のフローチャートに従って動作するデジタル積分器アセンブリの応答を示す。 １６ボルトバッテリ及び１２ボルトのトリガ電圧Ｔｄとともに使用される、別の実施形態によるアナログ積分器アセンブリの応答を示す。 アナログ実施形態を並列化した実施形態によるデジタル積分器アセンブリの応答を計算するためのプログラムを説明するフローチャートである。

本発明の範囲から逸脱することなく、多くの組み合わせを想定することができ、当業者は、経済的な、人間工学的な、寸法的な、又は当業者が尊重しなければならない他の制約に応じて、一方又は他方を選択するであろう。

概して、本発明は、ラインを形成するように直列に接続された複数のリチウムセル要素を備えるセミモジュール要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ）を含み、当該蓄電池用バッテリ管理システムは、セミモジュール要素を構成する並列に接続された少なくとも２つの直列ラインと、少なくとも１つの検出回路と、を備え、検出回路は、少なくとも１つの放電又は短絡検出デバイスと、セル要素の電圧及び温度を監視するための少なくとも１つのデバイスと、を備え、検出回路は、ラインごとに少なくとも１つのスイッチングデバイスを備える回路遮断器デバイスを制御することを特徴とする。

有利には、バッテリは、並列のセル要素の少なくとも２つのラインを備え、各ラインはそのスイッチングデバイスを有する。ＢＭＳはまた、他のものとは独立して回路から故障ブロックを切り離すことができるように、蓄電池のラインを形成するセル要素の各ラインに対して測定を実行するように構成される。これにより、特に、より低い最大電流を供給する直並列バッテリの電圧を変化させることなく、バッテリが機能し続けることが可能になる。したがって、バッテリの蓄電池の１つ又は一部が故障しても、故障は回避される。

特定の実施形態では、検出回路は、一方では各組のセル又は各バッテリの負極又は正極に接続され、他方ではバッテリの正端子、負端子にそれぞれ接続され、ラインごとに少なくとも２つ、好ましくは２つのみのＭＯＳＦＥＴ Ｍ１、Ｍ２を使用し、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、閾値を下回る放電の場合又は短絡中に回路遮断を行い、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、当該回路の要素の電圧又は温度のオーバーシュートの場合に負荷遮断を行い、回路は、例えば第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２の周りに、負荷電流制限を行う電子部品（ダイオード、抵抗器、コンデンサ）を更に備え、各ラインは、放電時に負荷遮断デバイスを備え、充電時に電流制限を行う。

蓄電池の各ラインにおける充電及び放電遮断デバイスとしてのＭＯＳＦＥＴの存在及び使用は、有利には、故障したラインを特に回路から切り離すことを可能にする。

短絡、過電流及び深放電に対する保護は、閾値として決定された値を尊重することを可能にする。本発明のシステムは、電圧及び持続時間が当該閾値に達した場合にバッテリの切断を有効にする。したがって、電子機器は、負荷電流を制限し、デバイス又は充電器のオルタネータが故障した場合に保護するためのデバイスも内蔵する。

負荷に対するこの制限を可能にする部品は、放電回路上ではなく、負荷回路／ライン上にあることが十分に理解される。

特定の実施形態では、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、そのソースによってセルのセットの負端子に接続され、この第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、そのゲートで、（Ｍ１）を駆動する電圧源（Ｖ２）を受け取り、この電圧源は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）がオンになるように選択された電圧（例えば６～１０Ｖ）を供給し、ツェナーダイオード（Ｄ３）は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のゲートとソースとの間に逆向きに接続され、コンデンサ（Ｃ２）は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のゲートを過度に高い電圧又は高周波電圧から保護し、ツェナーダイオード（Ｄ１）は、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のゲートとドレインとの間に逆向きに取り付けられ、ドレイン－ゲートへ方向の順方向の抵抗（Ｒ３）及びダイオード（Ｄ２）と直列であり、（Ｄ１，Ｄ２，Ｒ３）は第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のスイッチング速度を制限し、ショットキーダイオード（Ｄ４）からなる回路は負荷電流を制限し、ショットキーダイオード（Ｄ４）は、充電方向において第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のドレインに逆向きに取り付けられ、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）を開放するときの過電圧を制限するためにバッテリの正端子に接続されたコンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ１と直列に取り付けられ、ショットキーダイオード（Ｄ４）と並列に、固定抵抗器Ｉ１は、一方ではダイオードのカソードに接続され、他方ではソースがショットキーダイオード（Ｄ４）のアノードに接続された第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）のドレインに接続されて取り付けられ、第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）のゲートは、負荷を防止するために検出回路の出力によって制御される。

有利には、このアセンブリは、Ｍ１のスイッチング速度を制限し、Ｍ１の開放時の過電圧を制限し、また充電中の電流を制限することを可能にする。

特定の実施形態では、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、そのゲートによって、エミッタがＭ２のソースに接続されたオプトカプラのフォトトランジスタのベースに接続され、これらの２つの点の間で、ツェナーダイオードＤ５及びコンデンサＣ５は、ＢＭＳカードによって接続され、オプトカプラの発光ダイオードは、そのカソードによって、バッテリ又はセルのモジュール式セットの負端子に接続され、要素の電圧又は温度のオーバーシュートが検出された場合にＬＥＤに電流を送るコマンドをそのアノードで受け取る。

有利には、この配置は、特に検出された要素の電圧又は温度が超過された場合に、ＢＭＳの決定に基づいて回路又は回路のラインが遮断されることを可能にする。

特定の実施形態では、２つのＭＯＳＦＥＴに関連付けられた切断回路の配置は、ラインの出力極と、バッテリの同じ極性（正又は負）の同じ端子との間に挿入される。

特定の実施形態では、ＢＭＳは、回路の各セル要素及び各蓄電池ラインに接続され、それらを制御し、各セル及びセルの各直列ラインの電圧を監視する。

これにより、有利には、バッテリを単一の蓄電池に固定することが可能になる。実際に、バッテリが故障して他のバッテリのバランスを崩し、セキュリティ違反につながる可能性がある。

好ましくは、回路は、図２に示されるようなシャントを含まない。原理は、各セルから又はセルの各並列セットから電圧の比をとるというものである。図２において、各組の並列セル（Ｖ４，Ｖ９，Ｖ１３，Ｖ１７，Ｖ２１）は、一方では、一方の極性でそれぞれのダイオード（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）のカソードに接続され、各ダイオードは、ＯＲ機能を実行するための共通点としてそのアノードを有し、他方では、他方の極性によって、分圧器ブリッジ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）の一方の端部その他方の端部によって、図２の上部に正方形（不足電圧）で示されるように並列に取り付けられた第１のセットのセルのアノードの共通点に接続される。各セルの電圧のＯＲに比例する電圧は、基準電圧が他方の端子に供給される比較器によってアナログ的に使用されるか、又は以下に説明するようにデジタル的に使用される。

本出願に記載されるような積分アセンブリを介した測定の原理は、電流値に遡ることを可能にする全体電圧の測定の原理である。この原理は、電圧発生器の内部抵抗が既知である場合にのみ、バッテリ分野において有効である。この場合、及びこの場合にのみ、当該積分器アセンブリは、アナログ（図２に示すように）又はデジタルのいずれかで使用することができる。

例えば、非限定的に、デジタル積分器の応答又は出力は、以下のように計算することができる。

ｘ＝（－０．２５＊Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}＋２．５）＊（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）によって表される電圧変動を考慮する。ここで、Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}は、電圧分圧器ブリッジ（Ｒ１－Ｒ２又はＲ９－Ｒ４）の使用によってバッテリ電圧から得られる電圧であり、「ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ」は、積分定数が変更されることを可能にする変数である。上記の式は、使用される蓄電池に応じて変更することができる。

一般式ｙ＝Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（ｘ）（式中、Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（）は積分を表す）を有するデジタル積分器の出力又は応答ｙは、上記で定義されたｘの値をとり、それを偶数乗（２，４，６，８など）にすることからなる第１の進行性方程式、例えばｙ＝ｘ^２を使用して計算することができる。第２の進行性方程式は、ｙ＝Ｒａｔｅ＊（－ｌｎ（ｘ））によって与えられ、Ｒａｔｅは、秒で表される積分定数である。

アナログ積分器（図９、図１１）に更に近づくために、例えば、非限定的に、ｙ＝Ｒａｔｅ＊（－ｌｎ（ｘ））によって定義される第２の進行性方程式を使用することができ、Ｒａｔｅは、秒で表される積分定数である。この式は、端子間の電圧が指数関数的に変化するコンデンサの挙動を模倣することを可能にする。

図１２は、第２の進行性方程式に従ってデジタル積分器の応答を計算するための図を示す。各計算ステップは、計算動作に関与することができる検出デバイスの部品を表す。この図は、測定（ＰＭ）及び比較段階、積分段階（ＰＩ）、並びに切断段階（ＰＤ）の３つの段階に分割することができる。

測定段階（ＰＭ）において、電圧分圧器ブリッジＲ１－Ｒ２（又はＲ９－Ｒ４）は、バッテリの電圧Ｖ１から検出デバイスの入力における電圧の測定値Ｖ＝Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}を決定することを可能にする。

「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」変数は積分基準であり、それ以下で入力信号Ｖが積分される電圧値に対応する。電圧Ｖが「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」変数よりも大きい場合、バッテリは通常動作の状況にある。Ｖが「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」変数よりも小さい場合、バッテリは異常に動作しており、当該バッテリの切断につながり得るプロセスがトリガされる。したがって、この変数Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎは、基準電圧Ｖ２と等価である。次に、積分器の応答を計算しなければならない積分段階に入る。

電圧Ｖが「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」変数よりも低い場合、プログラムは、実行される計算における通常の積分定数の使用、又は積分定数に対する重み付けの使用のいずれかをトリガする。ＰＩボックスで表されるこの重み付けは、電圧が「ＲａｐｉｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ」と称される第２の比較変数よりも低い場合に使用され、これにより電圧閾値を定義することが可能になり、この電圧閾値から「ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ」変数（上記で定義された）が電圧変動の計算に使用されるか否かが決まる。例えば、非限定的に、電圧変動は、ｘ＝（ｓｌｏｐｅ＊Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}＋ｏｒｄｉｎａｔｅ）＊（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）のタイプの一般的な形態を有する。

ｄＶ＝Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ１）によって定義される、時間ｔ１と時間ｔ２との間（又は電圧Ｖの２つの連続する測定の間）の入力電圧Ｖの差又は変動ｄＶが、「ＲａｐｉｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ」変数よりも大きい場合、「ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ」変数は、例えば値５をとる。反対に、電圧Ｖの当該差又は変動ｄＶが「ＲａｐｉｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ」変数より小さい場合、「ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ」変数は値１をとる。これは、通常の積分定数を使用することに対応する。

電圧測定時間ピッチは、例えば、非限定的に、１ｍｓから１００ｍｓの間に含まれ得る。「ＲａｐｉｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ」変数の値は、異常状態を検出するための条件を改善するために、測定時間ピッチに従って、電圧測定を実行するために使用される、当該時間ピッチに対応する２つの時間ｔ１とｔ２との間の電圧変動を監視することによって定義することができる。例えば、非限定的に、図４Ｂでは、使用される測定時間ピッチは１０ｍｓであり、「ＲａｐｉｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ」値は０．０１ボルトである。これは、１０ｍｓ毎の電圧降下ｄＶ＝０．０１ボルトに対応する。

測定点を記憶し、例えば、記憶された電圧データを適合させることによって、又は２つの時間ｔ１とｔ２との間の記憶された電圧曲線の２つの点を使用して「勾配」（線形電圧の場合）、次いで「Ｏｒｄｉｎａｔｅ」を推定することによって計算することによって得られる「Ｏｒｄｉｎａｔｅ」及び「Ｓｌｏｐｅ」変数は、電圧変動を定義することを可能にする。ｘ＝（－０．２５＊Ｖｇｌｏｂａｌ＋２．５）＊（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）である例では、勾配（ｓｌｏｐｅ）は－０．２５であり、縦座標（ｏｒｄｉｎａｔｅ）は２．５である。

電圧変動ｄＶを比較するステップは、計算された勾配を記憶された「Ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」値と比較することと、同等であり、すなわち、勾配が「Ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」値を超える場合、積分の変化の加速を増加させる重み係数（例えば、５）を適用して、積分がトリガ電圧閾値Ｔｄをより迅速に超えるようにするか、又は超えない場合、加速効果のない重み係数（例えば、１）を適用する。

電圧変動が得られると、信号は、例えば、第２の進行性方程式に従って積分される。したがって、出力信号は入力信号の積分に対応する。

「Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆ」変数は、積分定数（第２の進行性方程式におけるＲａｔｅ）に対応する。

デジタル積分器による実施形態では、当業者は、比較器Ｕ１及びＵ２を使用するアセンブリが、デジタル比較器（Ｕｎ）の役割を果たすマイクロプロセッサによって置換されることを理解するであろう。マイクロプロセッサは、「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」及び「ＲａｐｉｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ」閾値変数と、これらの閾値に従って定義された「Ｏｒｄｉｎａｔｅ」及び「Ｓｌｏｐｅ」計算変数との記憶を可能にする記憶メモリを備える。メモリはまた、電圧曲線点（Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}など）の収集、比較及び決定、方程式の実装、積分、及び図１２のフローチャートに表される決定を可能にすることを可能にする、計算プログラムを含む。

入力として、デジタル回路は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との間の分圧器ブリッジの共通点から電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}のみを受け取り、電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}曲線を観察するために所定の頻度に従って測定を実行し、次いで、図１０の例では、この基準電圧Ｖ_２からセル要素当たり３ボルト未満又は直列の４つのセル要素のバッテリに対して１２ボルト未満であるように選択される「Ｒｅｆ_{ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ}」閾値を超えたことの検出から、マイクロプロセッサプログラムは、「ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ」変数の使用又は不使用を決定するために、２つの連続する瞬間ｔ１とｔ２との間（又は２つの連続する測定間）の電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}の変動ｄＶの「Ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」変数との比較を得るための計算をトリガする。したがって、１４ボルトからほぼ６ボルトへの電圧の大幅な降下を引き起こす始動の場合、「ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」値は、例えば、非限定的に、図１０の例では０．０１ボルトに固定され、急速な閾値が交差され、積分は、始動を防止する過度に速い遮断を回避するために重み付けを用いて行われる。図１０に示す図では、バッテリ電圧がほぼ６ボルトまで急速に降下し、約１８秒間にわたって一定のままであることが観察され、デジタル回路は、１ボルトに選択された検出又はトリガ電圧Ｔｄ未満のままである一定値を線形に積分する。積分器又は出力電圧の応答は、例えば、非限定的に、「ＧｅｎｅｒａｌＶｏｌｔａｇｅ」変数が瞬間ｔ１＝ｔにおける電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}に対応し、「ＬａｓｔＧｅｎｅｒａｌＶｏｌｔａｇｅ」変数が瞬間ｔ２＝ｔ－１における電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}の値を表す、本出願の附録において定義されるものなどのプログラムを用いて取得することができる。「ＯＲＤＩＮＡＴＥ＿ＯＲＩＧＩＮ」変数は、上で定義された「Ｏｒｄｉｎａｔｅ」変数に対応し、「ｌａｓｔＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＶａｌｕｅ」変数は、積分計算又は積分器の応答に対応する。

積分又は積分器の応答の計算は、記録された電圧曲線Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}のデータからマイクロプロセッサによって計算された「Ｓｌｏｐｅ ａｎｄ／ｏｒ Ｏｒｄｉｎａｔｅ」変数を考慮することを含むことができる。

積分は、全体電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}がＶ_２＝Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ＝９ボルト未満に降下するとすぐにトリガされる。

次に、その使用中に、バッテリの電圧は、１４ボルトから約９ボルトに急激に降下し、次に、６ボルトまで直線に沿って時間とともにゆっくりと減少する。ラインの縦座標は約２．３ボルトであり、勾配は以前よりも小さく、２つの連続する測定間の電圧の変動ｄＶは、「ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」変数（例えば、図１０に示される例では０．０１ボルト）よりも（勾配の値に応じて）大きくなり得る。

積分の出力における値が、１ボルトの検出又はトリガ電圧Ｔｄに対応する閾値に達すると、遮断がトリガされる。

最後に、デジタルバージョン又は変形形態では、短絡中に、電圧Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}が非常に低い値まで非常に急速に降下し、短絡検出閾値が記憶され、プロセッサがこの閾値を超えたことを検出するとすぐに、プロセッサは切断信号を有効にする。

上述の例によるデジタル積分器の応答又は出力信号を示す図１０において、デジタル積分器は、ｔ＝４０ｓと約ｔ＝１２０ｓとの間に含まれる時間間隔において、アナログ積分器（図１１）の挙動と同様の挙動を示す。

切断段階では、応答の計算を使用して、切断をトリガ（又は有効化）すべきか否かをチェックする。切断は、積分器の応答が検出又はトリガ電圧Ｔｄに対応する所与の閾値よりも大きいときに有効になる。図１０、図１１、図１２に示す上記の例では、この閾値は、約１又は１．２４ボルトに設定される。例えば、非限定的に、閾値は１に正規化することができる。

以下に、図１０の積分器の応答を実施するためのデジタル積分器プログラムの非限定的な例を提示する。
ｆｌｏａｔｌａｓｔＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＶａｌｕｅ＝０；
ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔ＿ＳＬＯＰＥ＝－０．２５；
ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔ＿ＯＲＤＩＮＡＴＥ＿ＯＲＩＧＩＮ＝２．５；
ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔ＿ＣＯＥＦ＿ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＶＥＮＥＳＳ＝１；
ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔ＿ＶＡＬＵＥ＿ＲＥＦ＿ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ＝１０；
ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔ＿ＲＡＰＩＤ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＝０．０１；
ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔ＿ＷＥＩＧＨＴＩＮＧ＝１；
ｌｏｏｐ（）｛
ｆｌｏａｔＧｅｎｅｒａｌｖｏｌｔａｇｅ＝ＩＯ＿Ｖｏｌｔａｇｅ（１）＊７；／／分割され、再スケーリングされたバッテリ電圧の回復
ｌａｓｔＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＶａｌｕｅ＝Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（ｇｅｎｅｒａｌｖｏｌｔａｇｅ，ｌａｓｔＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＶａｌｕｅ）；
ｉｆ（ｌａｓｔＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＶａｌｕｅ＞＝１）Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（）；
｝
ｆｌｏａｔＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（ｆｌｏａｔＧｅｎｅｒａｌｖｏｌｔａｇｅ，ｆｌｏａｔｌａｓｔＶａｌｕｅ）｛

ｉｆ（ｇｅｎｅｒａｌｖｏｌｔａｇｅ＜＝＿ＶＡＬＵＥ＿ＲＥＦ＿ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ）｛
ｉｆ（（ＬａｓｔＧｅｎｅｒａｌＶｏｌｔａｇｅ－ｇｅｎｅｒａｌＶｏｌｔａｇｅ）＞＿ＲＡＰＩＤ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ｜｜（ＬａｓｔＧｅｎｅｒａｌＶｏｌｔａｇｅ－ｇｅｎｅｒａｌＶｏｌｔａｇｅ）＜－＿ＲＡＰＩＤ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）
＿ＷＥＩＧＨＴ＝５；
ｅｌｓｅ
＿ＷＥＩＧＨＴ＝１；
ｆｌｏａｔ ｘ＝（＿ＳＬＯＰＥ＊ｇｅｎｅｒａｌｖｏｌｔａｇｅ＋＿ＯＲＤＩＮＡＴＥ＿ＯＲＩＧＩＮ）＊＿ＷＥＩＧＨＴ；
ｆｌｏａｔ ｙ＝ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（ｘ，＿ＣＯＥＦ＿ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＶＥＮＥＳＳ）；
ｉｎｔ ｖａｌｕｅ＝ｌａｓｔＶａｌｕｅ＋ｙ；
ｒｅｔｕｒｎ ｖａｌｕｅ；
｝
ｒｅｔｕｒｎ ０；
｝

したがって、ＢＭＳは、少なくとも１つの深放電、過電流及び短絡検出デバイス（２）をバッテリの各単位要素又はモジュール式アセンブリ内に備え、少なくとも１つのＢＭＳデバイスを備え、ＢＭＳは、検出デバイスが固有であり、単位要素又はモジュール式アセンブリの電圧の変動に従ってバッテリ（４）の切断を作動させるか又は作動させないために、それを基準電圧Ｖ２と比較するために、抵抗性シャントを使用することなく、単位要素又はモジュール式アセンブリの電圧と所定の比で比例電圧を直接比較する比較器Ｕ１を備えることを特徴とし、測定電圧と基準電圧との間の比率比は、基準電圧Ｖ２と回路遮断器デバイスが作動されるトリガ電圧Ｔ_ｄとの間の比に対応することを特徴とする。

ＢＭＳの変形形態では、マイクロプロセッサは、少なくとも１つの「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」閾値変数及び記憶された検出電圧値Ｔ_ｄの記憶を可能にする少なくとも１つの記憶メモリを備え、メモリはまた、電圧曲線Ｖｇｌｏｂａｌの点の収集、電圧Ｖｇｌｏｂａｌと「ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」との比較、及び計算された電圧積分（Ｖｉｎｔｅｇ）とＴｄとの比較、及び決定を可能にするマイクロプロセッサによって実行されるプログラムを含み、式の実装は、積分を可能にし、マイクロプロセッサは、セル又はセルのセットの２つの極の間に接続された抵抗器分圧器ブリッジの共通点から入力される電圧Ｖｇｌｏｂａｌを入力として受け取り、電圧曲線Ｖｇｌｏｂａｌを観測するために所定の頻度に従って測定値を記憶し、電圧曲線Ｖｇｌｏｂａｌの値を「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」値と比較し、次いで、メモリに記憶された値によって定義される「Ｒｅｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」閾値を超えたことが検出されると、曲線Ｖｇｌｏｂａｌの積分計算をトリガし、計算された積分曲線（Ｖｉｎｔｅｇ）の値を記憶された検出電圧値Ｔｄと比較して、遮断を実行する回路遮断器デバイスを作動させる。

変形形態によれば、メモリはまた、瞬時電圧Ｖｇｌｏｂａｌを「Ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」と比較することによって、電圧曲線Ｖｇｌｏｂａｌの積分の計算が重み付け係数を考慮に入れなければならないかどうかを判定するために記憶された「Ｒａｐｉｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」変数の値を含む。

別の変形形態によれば、積分の計算は、記録された電圧曲線Ｖｇｌｏｂａｌのデータからマイクロプロセッサによって計算された「Ｓｌｏｐｅ ａｎｄ／ｏｒ Ｏｒｄｉｎａｔｅ」変数を考慮に入れることができる。

特定の実施形態では、検出回路は、
－セル電圧平衡化、
－過度に低い電圧及び開回路の検出、
－回路を開放することによってセルのグループの切断をトリガするための、電圧測定回路による、短絡、深放電、及び過電流の検出、
－バッテリセルのうちの１つの過度に高い電圧の検出及び回路の開放
の機能のうちの１つ以上を備える。

特定の実施形態では、電圧平衡化は、並列に接続されたセルの各々を、短絡、深放電、及び過電流電圧測定回路の分圧器ブリッジの負極性と接続するダイオード「ＯＲ」機能によって実行される。

特定の実施形態では、ラインの各セル要素は、好ましくはリセット可能な温度ヒューズを構成する要素によって、別のラインの隣接する各セル要素に接続される。

特定の実施形態では、検出回路は、各モジュールのカードの中央部分１３に取り付けられたプローブによって測定されたバッテリエンベロープ内の温度を分析することによって、バッテリが「オフ」であっても常にアクティブのままである温度監視を統合する機能を備える。

特定の実施形態では、負荷電流を調節するために、負荷への電流を、好ましくは負荷のみへの電流を制限する回路遮断器デバイスの電子部品は、一方向に導電性であり、反対に接続されたダイオードのように他の方向に抵抗性である抵抗器などの部品を備える。

特定の実施形態では、回路は、充電及び放電スイッチングデバイスが独立して制御されるように構成される。

本発明はまた、必要な電圧を得るために大電流の方向に対応する所与の方向Ｓに接続することによってラインを形成するように直列に接続された同じ特性のリチウム蓄電池セルからなり、蓄電池セルの別のラインと並列に関連付けることができるように意図された大電流セミモジュール式直列及び並列バッテリパックに関し、当該パックは、本明細書で説明する管理システムを使用し、
一対の上部ベゼル７１及び下部ベゼル７２は、
それぞれがリチウム蓄電池セルを保持する正方形又は多角形の断面を有する円筒形ハウジングの少なくとも１つのラインを同じ方向Ｓに画定する正方形又は多角形又は円形の断面を有する円筒形ハウジングのセットを画定し、
方向Ｓにおける同じラインの蓄電池セル間の接続部は、モジュールの各上面又は下面において、第１の方向Ｓにおいて反対の極性の極によって直列に接続された隣接セルの各対を接続する幅広の舌部（９）によって保証され、一方の面における接続舌部は、他方の面において１つのセルだけオフセットされ、
ベゼルは、方向Ｓに平行な少なくとも２つのハウジングラインを備え、少なくとも２つのセルラインは、Ｓに垂直な方向に配置され、ヒューズとして作用する薄い舌部又はリセット可能なヒューズ（Ｆ、図２）のいずれかによって、方向Ｓに垂直な方向Ｐに相互接続され、各ヒューズは、２つの異なる並列ラインに属する２つのセルを接続して、直列セルの２つの並列セットの各セル間に並列接続を形成することを特徴とする。

特定の実施形態では、回路は、充電及び放電スイッチングデバイスが独立して制御されるように構成される。

特定の実施形態では、ベゼルは、上部７１及び下部７２の側部によってＰＣＢ（プリント回路基板）を保持し、ＰＣＢは、管理システムの電子部品とセミモジュール式ブロックのセルとの間の電子機器及び電気接続部を備え、
中間ＰＣＢ（１２，１３，図１）は、方向Ｓに垂直な方向でセル間に垂直に配置され、少なくともセミモジュール式アセンブリの加熱抵抗器を備え、これらの抵抗器は、管理回路からの要求に応じて電源に接続され、
セルの下に配置されたＰＣＢ部分は、モジュール式ブロックのセルの各々の電位を回収して、それらをモジュール式ブロック管理システムの電圧管理及び平衡化路に供給することに寄与する。

「セル要素」、「セル」又は「蓄電池」は、ここでは好ましくはリチウムイオン技術を使用する電気化学によって、異なる形態で電気エネルギーを貯蔵するように構成された任意の個々のシステムを意味することが理解される。

特定の実施形態では、抵抗器は、上部及び／又は下部ＰＣＢ上の２つの接触パッド（図示せず）の間に取り付けられ、セル及び上部又は下部プリント回路基板のトラックとの接触は、セルとプリント回路基板の接触パッドを備える導電面との間に配置された弾性ピン（例えば、ポゴ又は円錐コイルバネ）によって行われ、したがって、スズはんだの使用が回避される。

有利には、本発明は、バッテリを直列ではなく並列に追加することによって、平衡問題なしに、かつ回路の構成要素をサイズ変更する（蓄電池の容量及びトランジスタ（スイッチングデバイス）のサイズを増加させる）必要なしに、電流を増加させることを可能にする。トランジスタスイッチングデバイスは、この解決策の枠組み内で、ラインの電流に適合され、これは、容易な平衡を可能にする。実際に、ＴｒｕｅＢｌｕｅ Ｐｏｗｅｒなどの一部の解決策では、並列のセル要素のブロック互いに並列に配置された一定数のＭＯＳＦＥＴから構成される単一のスイッチングデバイスを用いて次々に直列に配置され、その結果、電流が平衡化しない。実際、ダイオード又はスイッチングデバイスの電流を並列に平衡させることは、順方向電圧が温度とともに急激に減少するので、ほぼ不可能である。したがって、最も高温の要素が全ての電流を運び、これが破壊されるまでその温度を更に上昇させる。したがって、スイッチングデバイスのうちの１つがより熱くなった場合、それはより多くの電流を受け取り、アバランシェ効果によってより熱くなり、これは必ず回避すべきである。逆に、本発明は、電流の分布が全てのスイッチングデバイスにおいて同じであり、したがって、スイッチングデバイスを大型化する必要がないので、理論的な制限なしに電流及び容量を増加させることを可能にする。

換言すれば、要素を並列に複製する際に、アセンブリの適切な機能、特に全てのセルの監視を保証することが重要である。並列のブロックの数が増加するほど、セルと基板との間の接続部の数が増加する。「ポゴピン」（弾性ピン）又は円錐コイルバネの使用は、溶接部の数を制限する一方で、セル及びＰＣＢ基板を保持するベゼルによって容易な組み立てを保証し、各弾性ピンの一端は、ＰＣＢに機械的に固定され、ボンディング導体に電気的に固定される。ピンの他端は、ポゴの位置に対応するセルの極と接触する。

更に、本発明は、回路を部分的にのみ遮断することができ、したがって、問題（短絡、過負荷又は深放電）の発生にもかかわらず、少なくとも一時的に、バッテリの安全な使用を可能にするために、セル要素のラインごとに１つのスイッチングデバイスを提案する。次いで、より低い利用可能な電流で電圧の維持が観察される。

好ましくは、単一のスイッチングデバイス直列の蓄電池のラインごとに存在する。特定の実施形態では、セルのライン当たりの全電圧及び各セルの電圧は、ＢＭＳによって監視される。

特定の実施形態では、垂直中央基板（１３）は、温度センサ及びサーモスタットを備える。

したがって、特定の実施形態では、管理システム（ＢＭＳ）を備える基板（５）は、当該パックの他のＰＣＢとＵ字を形成するように、バッテリパックの側部に垂直に配置される。

特定の実施形態では、垂直中央基板は、温度センサ及びサーモスタットを備える。

有利には、オプトカプラの使用は、とりわけ、異なるＰＣＢ間の通信を可能にする。

上記のような特定の実施形態によるバッテリパックを形成するための方法の一例は、
－舌部（９）によって直列の蓄電池（２０）のブロック（２）（４×１又は８×１）を事前溶接するステップ、
－下部ベゼル（７２）及び下部ＰＣＢ（６）上にブロックを配置するステップ、
－上部ベゼル（７１）及び上部ＰＣＢ（４，４’）を配置するステップ、
－上部ＰＣＢ（４）の電力バー上に蓄電池をリベット留めし、上部ＰＣＢ（４）を上部ベゼル（７１）にリベット留めするステップであって、これにより、より容易でより迅速な組み立てが可能になり、信頼性及び安全性が向上するステップ、を含む。

セル（２０）と、セルを部品に接続する導電性トラックとの間の接触は、弾性ピン（１０）又は円錐コイルバネによって行われる。

特定の実施形態では、例えば、機能的な方法で図１に非限定的に示すように、ＢＭＳ（バッテリ管理システム）は、種々のセル要素の端子間の電圧及び電流並びに各ラインの全体の電圧を測定し、これらのセル要素及び／又はラインにおける温度を測定するように構成される。測定された温度に応じて、ＢＭＳ（３）は、セル要素を最適な動作温度に保つために、セル要素を加熱するように構成されたヒータに信号を送信することができる。ＢＭＳ例えば低速放電又は深放電、過負荷又は短絡に対応する所定の閾値を超える電圧又は電流を測定すると、ＢＭＳは、故障したセル要素を含む蓄電池のラインに関連付けられたスイッチングデバイスに遮断コマンドを送信するように構成される。これにより、回路全体を切断することなく、ラインを切断することができる。これにより、特に、「劣化」モードでバッテリを動作させ続けることが可能になり、バッテリを安全に使用不能にして修理することができるまで、バッテリを損傷させることなく、バッテリを使用する要素、例えば航空機を少なくとも一定時間動作させ続けることが可能になる。

有利には、かかる構成は、一部の先行技術の場合のようにバッテリの使用（充電又は放電）に応じて、２つの＋端子ではなく、単一端子及び単一＋端子を伴う、簡略化された回路の設計を可能にする。

より具体的には、図２は、本発明の非限定的な例として、リセット可能なヒューズが異なるバッテリ間電位の間に埋め込まれた実施形態を示す。この回路は、好ましくは、上部ＰＣＢ上に配置される（図５～図７参照）。これにより、欠陥のある（短絡した）蓄電池を分離することが可能になる。そうでなければ、この蓄電池は大電流を生じさせ、バッテリの破壊につながる可能性があるからである。ダイオードを用いると、全ての蓄電池ラインの「ＯＲ」機能が電位によって実現されるので、例えば１２Ｖのバッテリの場合、低電圧用に４つの電位が得られ、高電圧用に４つの電位が得られる。次いで、この電圧は所定の閾値と比較され、これらの閾値を超えた場合に遮断が実行される。不足電圧回路及び過電圧回路が存在しており、その検出は各蓄電池の端子における測定に基づいており、ダイオードを使用して連結されている。

不足電圧／過電圧ブロック及び平衡化ブロックの供給電圧は、蓄電池の端子で直接実行され、０～４Ｖ（０～４Ｖ、４Ｖ～８Ｖ、８Ｖ～１２Ｖ、１２Ｖ～１６Ｖ）の間で供給される回路が得られ、これは、出力情報を取り出すための問題を引き起こす。したがって、レベル変換を達成するために適応段階が必要とされる。比較器の出力は、ヒステリシス論理ゲートを発振させることによってパルス変圧器と結合される。

図３及び図４は、スイッチングデバイスの回路を簡略化して示しており、当該図を読みやすくするために、一部の要素（それぞれ、図３ではＭ２に連結された部品、図４ではＭ１に連結された部品）は示されていない。

スイッチングデバイスにはＭＯＳＦＥＴトランジスタが用いられる。これは、オン状態及びオフ状態の両方において非常に低い静的消費量を有するスイッチングデバイスを得ることを有利に可能にする。図３は、ＭＯＳＦＥＴベースの放電遮断の例を非限定的に詳述する。Ｖ１はバッテリであり、Ｌ１－Ｒ５は負荷（例えば、スタータ）である。ダイオードＤ４は放電中に導通する。それは、少なくとも１０ｍｓの間、短絡電流に耐えなければならず、大電流放電の間、ジュール損失を消散しなければならない。短絡電流は、Ａ１２３システム要素の８Ｓ１Ｐアセンブリに対して２６４Ａと推定される。短絡中又は放電終了時の遮断はＭＯＳＦＥＴ Ｍ１によって保証され、このＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は少なくとも１０ｍｓの間、短絡電流に耐えなければならない。Ｖ２は、（検出回路からの）Ｍ１を駆動する電圧源である。理想的には、この電源は、Ｍ１がオンになるように６～１０Ｖを供給する。ツェナーダイオードＤ３及びコンデンサＣ２は、ＭＯＳＦＥＴゲートを過渡に高い電圧又は高周波電圧から保護する。

Ｍ１を開放するとき、インダクタＬ１内の電流の相殺に起因して、Ｍ１のＶｄｓよりも大きい過電圧が生じ得る。Ｄ１はツェナーダイオードであり、抵抗器Ｒ３及びダイオードＤ２とともにＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のスイッチング速度を制限する。

Ｒ１－Ｃ１アセンブリ（抵抗器－コンデンサ）は、バッテリの＋端子及び－端子に見出され、Ｍ１が開放するときの過電圧を制限することも可能にする。

一例としてかつ非限定的に、図４は、負荷電流の制限及び負荷の遮断を可能にする本発明の一実施形態に含まれる回路の一例を非限定的に示す。Ｖ４－Ｒ５はデバイスのオルタネータ又は充電器である。それは、通常動作において２８Ｖを供給するそのレギュレータに故障が生じた場合にはより高い電圧を出力することができる。標準化された試験は、バッテリの公称電圧の１．５倍の電圧、すなわち４２Ｖを与える。実際には、この電圧が８０Ｖに達することが可能である。負荷電流の制限は、電流制限抵抗器Ｉ１と並列に、放電方向に導通し、充電方向に遮断されるダイオードＤ４によって行われる。

したがって、ダイオードＤ４は、短絡電流に耐えなければならない。これは、モジュール式バッテリでは実現可能であるが、高容量バッテリでは非常に困難である。実際、例えば、１７Ａｈの非モジュール式バッテリは、２０００Ａを超える短絡電流を供給する可能性がある。したがって、ダイオードは、この電流を搬送することができる必要がある。この電流を搬送することができるダイオードは、「電子部品」として存在せず、実際には、複数の低電流部品を並列に接続することができる。しかしながら、ダイオード電流を並列に平衡化させることは、順方向電圧が温度とともに急激に減少するので、ほぼ不可能である。したがって、最も高温のダイオードが全ての電流を運び、これが破壊されるまでその温度を更に上昇させる。

ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、充電段階において、そのゲートが常にオンであるように構成される。ダイオードＤ４は再充電時に遮断され、負荷電流はＩ１及びＭ２を通過する。Ｉ１は負荷電流制限電力抵抗器である。他の等価な実施形態では、Ｉ１はまた、抵抗器とポリスイッチとの組み合わせ、又は半導体電流レギュレータであり得る。ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、そのゲート－ソース電圧Ｖ_ｇｓが例えば１０Ｖのときにオンする。Ｄ６は例えば１８Ｖのツェナーダイオードであり、Ｄ５は１０Ｖのツェナーダイオードである。したがって、２８Ｖの電圧（オルタネータ電圧）の下では、Ｄ６及びＤ５は導通の限界にあり、Ｒ６には電流がなく、Ｖ_ｇｓ＝１０Ｖであり、負荷電流はＩ１及びＭ２を通過する。したがって、ダイオードＤ５及びＤ６の電圧値は、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲート－ソース電圧の値を規定することを可能にする。コンデンサＣ５は、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートを高周波電圧から保護する。

充電器の故障を検出することは、２つの測定、すなわち、各要素の電圧の測定と、全体電圧の測定とを含む。要素の電圧が例えば４Ｖを超える場合、又は全体の電圧が例えば３２Ｖを超える場合、負荷遮断デバイスが作動される。電圧が例えばヒステリシス比較器によって２６Ｖを下回った場合には、再び充電が可能である。

デジタル変形形態では、マイクロプロセッサは、バッテリを構成する各セル要素の電圧Ｖ_ｃｅｃを表す電圧と、外部バッテリ端子につながる導体上で利用可能なバッテリの全電圧測定値Ｖ_{ｇｌｏｂａｌ}との両方をその入力上で受け取るように、バッテリと配線される。マイクロプロセッサによって実行可能なプログラムは、これらの２つの電圧Ｖ_ｃｅｃ及びＶ_{ｇｌｏｂａｌ}を監視するコードモジュールを備え、各電圧をそれぞれの決定された記憶された閾値と比較した後、この閾値を超えたときに切断要素（３１）を作動させることによって遮断をトリガする。

負荷遮断デバイスのトリガに関して、単一の要素の電圧又は温度を超えた場合、Ｍ２はオプトカプラＵ１によって遮断される。実際に、オプトカプラＵ１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）及びトランジスタを有する。したがって、単一の要素の電圧又は温度を超えると、電流がＬＥＤを通って流れ、トランジスタを導通させる。ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲート－ソース電圧Ｖ_ｇｓは、０Ｖ（Ｕ１の飽和コレクタ－エミッタ電圧に対するＶｃｅｓａｔ）近くに戻される。次に、Ｍ２は負荷電流を遮断する（Ｄ４及びＭ２は遮断される）。Ｕ１のＬＥＤ内の電流は、バッテリの０Ｖとオルタネータ又は充電器の０Ｖとの間の切断に起因して、Ｍ１とバッテリとの間の共通点から、したがって、バッテリの電圧から得られる。

負荷遮断デバイスのトリガに関して、要素の電圧又は温度を超えた場合、Ｍ２はオプトカプラＵ１によって遮断され、そのＬＥＤ内の電流はトランジスタを導通させ、したがって、ＭＯＳＦＥＴのＶｇｓは０Ｖ（Ｕ１のＶｃｅ ｓａｔ）近くに戻される。次に、Ｍ２は負荷電流を遮断する（Ｄ４及びＭ２は遮断される）。Ｕ１のＬＥＤ内の電流は、バッテリの０Ｖとオルタネータの０Ｖとの間の切断により、バッテリの電圧から取り出される。

これまでに提案された解決策は、複数のバッテリが外部データバスに結合され、情報が管理者にエスカレートされることを可能にする、外部モジュール式アーキテクチャを説明したものである。

本発明によって提案されるアーキテクチャは、対照的に、バッテリの内部にあり、図５に非限定的な例として示されるようなモジュール式アーキテクチャであり得る。したがって、この図は、「Ｕ」を形成するようにＰＣＢによって固定された、複数のラインの蓄電池を備えるバッテリの概略図を示す。より正確には、図示されるような特定の実施形態によるバッテリパックは、直列のセル要素の複数のブロック（好ましくは４×１又は８×１）を備え、ブロックは、上部及び下部ベゼルによってそれらの２つの長手方向端部で枠組みされる。それらの上端において、蓄電池ブロックは、例えば、ブロックの当該端部を受容するように特に構成されたＰＣＢ内のオリフィスにおいて、「上部ＰＣＢ」と称されるＰＣＢに結合される。リベットは、上部ＰＣＢを上部ベゼルに固定する。このアセンブリがバッテリパックの上面を形成する。同じ結合及び固定下面と称されるバッテリパックの反対面上の下部ＰＣＢを用いて行われる。バッテリパックの第３の面に固定されているのは、第３のプリント回路基板（中間ＰＣＢ）であり、上部及び下部ＰＣＢと「Ｕ」字を形成するように、上部及び下部ベゼルにも固定されている。
加えて、図５～図７には示されていない中間ＰＣＢは、方向Ｓに対して垂直な方向でセル間に垂直に配置され、セミモジュール式アセンブリの加熱抵抗器（ヒータ）を備え、これらの抵抗器は、当該加熱を引き起こすために、管理回路によって電源にオンデマンドで接続される。

特定の実施形態では、一対の上部ベゼル７１及び下部ベゼル８１は、同じ方向Ｓにおいて、それぞれがリチウム蓄電池セルを保持する正方形又は多角形の断面を有する円筒形ハウジングの少なくとも１つのラインを画定する、正方形又は多角形又は円形の断面の円筒形ハウジングのセットを画定する。

特定の実施形態では、上部及び下部ベゼル内に保持されたＰＣＢ基板は、管理システムの電子部品とセミモジュール式ブロックのセルとの間の電子機器及び電気接続部を備える。

ベゼルは、方向Ｓに平行な少なくとも２つのハウジングラインを備え、少なくとも２つのセルライン方向Ｓに垂直な方向に配置され、方向Ｓに垂直な方向Ｐに薄い舌部によって相互接続され、各薄い舌部は、２つの異なる平行なラインに属するセルの２つの広い舌部を接続して、直列セルの２つの平行な組の並列接続を達成する。幅広の舌部は、好ましくは、セル上に配置された幅広の舌部とプリント回路基板の接触パッドを含む導電面との間に配置された弾性ピン（例えば、ポゴピン又は円錐コイルバネ）によって作製され、したがって、スズはんだの使用が回避される。

例として、非限定的に、図６は、蓄電池のラインを通過する軸Ｘ－Ｘ’に沿ったバッテリの正面断面図を示し、図７は、当該軸Ｘ－Ｘ’（蓄電池のラインを通過）を通過する長手方向断面の概略図を示す。スイッチングデバイス（１１）は、図７に示すように、セル要素の各ラインに直列に結合される。このようにして、セル要素（２０）の端部は、上部及び下部ベゼル（７１，７２）のハウジング内に挿入される。薄い舌部（９）は、セル要素（２０）の２つのラインを相互接続することを可能にする。

例として、非限定的に、図８は、バッテリパックの上部ＰＣＢ（４，４’）及び下部ＰＣＢ（６）の回路を概略的に示す。ＰＣＢ部４は、一方では直列ライン（ここでは４つの直列ライン）の各端部の各並列セルに接続され、他方では電力導体（１６）（大電流）によってバッテリの出力端子に接続される。この基板４は、それらのＭＯＳＦＥＴ Ｍ３～Ｍ１０によって参照されるスイッチングデバイスを備え、それらは、対Ｍ３、Ｍ４、対Ｍ５、Ｍ６、対Ｍ７、Ｍ８、対Ｍ９、Ｍ１０において、図１に概略的に示されるスイッチングデバイス１１の各々に対応する。一対の各要素Ｍ３、Ｍ４は、それぞれ、図８の各参照符号Ｍ３、Ｍ５、Ｍ７、Ｍ９については図３の電子回路図を、図８の各参照符号Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ１０については図４の電子回路図を簡略化して表していることを理解されたい。

加えて、バッテリパック及びシステムは、それらの有用性及び信頼性を向上させるための種々の特徴を備えてもよい。

したがって、本発明は、アナログセンサの種々の特性を回復し、それらを記録し、健康状態、負荷（ＳＯＨ及びＳＯＣ）タイプの特定のパラメータを計算することを可能にする通信基板を備えることができる。それは、好ましくは、ＣＡＮリンク（自動車及び航空産業における標準プロトコル）、ＬＩＮリンク、及び場合によってはＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）のためのＬＣＤスクリーンを組み込む。

バッテリは、電源オフ／オン機能を有する。この機能は、バッテリを保管し、安全性を高めて保守作業を実行することを可能にする。ユーザは、バッテリを使用していないときにバッテリのスイッチをオフにすることもでき、バッテリの不意の放電や、機器の誤動作に関連する発火のリスクを回避することができる。

ヒータは、好ましくは、ＰＣＢの内側層上に銅を巻き付けることによって作製される。これにより、簡単で安価な製造手段が可能になる。この技術は、コネクタを一体化することを可能にする。

好ましくは、ブロックは、組み立て中にスズはんだを含まない。これは、従来技術の特定のデバイスの全てのワイヤを含まないシステムを提案することを可能にする。したがって、コネクタは、ヒータ上、ベゼル上、並びに上部及び下部分配ＰＣＢ上に配置される。

次いで、ＢＭＳは、使用時の振動中にコネクタが切断するリスクがないように、機械的締結具によってこれら全てのコネクタに接続される。

一部の従来技術のバッテリとは異なり、本発明のシステムは、ＢＭＳによって提供される全ての安全機能に対して１つのアクティブ動作モードのみを有し、スタンバイモードを有さない。これは、非常に低電力消費の部品を使用することによって可能になる。実際に、例えば約８０μＡの低い待機電流のために、バッテリのＢＭＳの安全機能は、最大貯蔵期間が不利にされることなく、恒久的に電源投入されたままにすることができる。

本発明のバッテリパックは、衝撃及び振動に対して非常に良好な耐性を示す。実際、それは、２つの部分、すなわち、ケースに固定された外部と、蓄電池セルを含む内部とに機械的に分離される。２つの部分は、衝撃及び振動に対するバッテリの耐性を改善する可撓性材料によって機械的に分離されることが好ましい。フロントパネル、ユーザインターフェース、及びＢＭＳ電子基板は、ケースに固定される。蓄電池セル、スペーサ、ヒータ、電気機械式リレー、及び「分電盤」は、機械的に分離された内部部品を形成する。内部部品と外部部品との間の全ての電気接続部は、３つの空間方向（軸ｘ，ｙ，ｚ）に特定の柔軟性を有する。

良好な断熱は、電気ヒータのより良好な効率を可能にし、要素をそれらの理想的な動作温度にするためのより低い電力消費を可能にする。断熱はまた、高温（例えば、＋３０℃）での地上の期間と非常に低温（例えば、－１０℃）での飛行中の期間とを交互に繰り返すことになる、航空機の場合に蓄電池セルが受ける温度変動を低減することを可能にする。これは、パラシュート降下者を落下させるためのデバイスの場合である。本発明のバッテリは、例えば、航空機グレードの難燃性コルクを使用することができる。この材料の利点は、断熱、熱保護、及び機械的分離の機能を同時に実行することである。熱保護及び断熱はまた、バッテリ内部の活部品と金属ケースとの間の電気絶縁としても作用する。２つの絶縁材料があるので、本発明のバッテリは、本質的に、活電部とケースとの間に二重の電気絶縁を有する。この配置は、激しい衝撃（標準化された試験よりも大きい衝撃振幅）の場合の内部短絡のリスクを最小限にする。この材料は、振動によって引き起こされる摩耗（フレッチング腐食）に対して非常に耐性がある。

上述の特徴を読むと、本発明によって提案されるシステムは、以下の利点を有することが分かる。
単一のデバイス短絡、過電流、及び深放電保護を同時に提供する。
電流測定に頼ることなく過電流が検出され、遮断される。
トリップ電流は、蓄電池セルの特性に自動的に適合される。
シャントなし、磁気センサなし、加熱要素なし。
熱磁気曲線に類似した切断曲線。
切断曲線は蓄電池セルの経年劣化に追従する。
電流測定に頼ることのない、ロバストな負荷電流制限。
モジュール性及び妥当な電流に起因する通常の電力部品（ＳＭＤ部品）。
電力部品における電流のバランス。
マイクロコントローラによる異なる量の監視。
標準データバス上の通信、ＬＣＤディスプレイ。
微調整が不要。
非常に低い静的消費量。
常時オン回路、非「オン」及び「スタンバイ」モード。
非常に高い運転安全性（高いＭＴＢＦ）。
ＢＭＳのための標準的で非戦略的かつ非用途特異的な部品の使用。

本発明の特徴は、概して説明され、図に示すように、多種多様な異なる構成に従って配置され、設計され得ること本出願を読むことから容易に理解されるであろう。したがって、本発明の説明及び添付の図面は、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、単に選択された実施形態を表すものである。

当業者であれば、所与の実施形態の技術的特徴は、逆のことが明示的に言及されない限り、又はこれらの特徴が両立しないことが明らかでない限り、実際には別の実施形態の特徴と組み合わせることができることを理解するであろう。更に、所与の実施形態に記載された技術的特徴は、特に明記しない限り、その実施形態の他の技術的特徴から分離されてもよい。

本発明添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、多くの他の特定の形態の実施形態を可能にすることは、当業者には明らかであるはずであり、それらは、例示として考慮されるべきであり、本発明は、上記で与えられた詳細に限定されるべきではない。

１ バッテリパック
２ 直列のセル要素のブロック
２０ セル要素
３ ＢＭＳシステム
４，４’ 上部ＰＣＢ（分配）
５ 中間ＰＣＢ（ＢＭＳ）
６ 下部ＰＣＢ（分配）
７１ 下部ベゼル
７２ 上部ベゼル
８ リベット
９（薄い）舌部
１０ ポゴピン
１１ スイッチングデバイス
１２ ヒータ
１３ サーモスタット／Ｔ（℃）センサ
１４ バランサ
１５ 過電圧／不足電圧
１６ 正端子への電力導体（大電流）
１７ 負端子への電力導体（大電流）
３１ ＢＭＳとスイッチングデバイスとの間の回路リンク
Ｆ ヒューズ

Claims (16)

1. ラインを形成するために直列に接続された複数のリチウムセル要素（２０）を備えるセミモジュール要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）であって、前記蓄電池用バッテリ管理システムは、前記セミモジュール要素を構成する並列に接続された少なくとも２つの直列ラインと、少なくとも１つの検出回路と、を備え、前記検出回路は、少なくとも１つの放電又は短絡検出デバイスと、セル要素の電圧及び温度を監視するための少なくとも１つのデバイスと、を備え、前記検出回路は、一方ではセル要素（２０）の各セット又は各バッテリの負極又は正極に接続され、他方では前記バッテリのそれぞれ正端子又は負端子に接続された、ラインごとに少なくとも１つ、好ましくはラインごとに１つのみのスイッチングデバイス（１１）を備える回路遮断器デバイスを制御し、前記スイッチングデバイス（１１）は、各ラインについて、負荷遮断デバイスと、放電遮断デバイスと、負荷において、好ましくは前記負荷においてのみ電流を制限する電子部品と、を備え、前記負荷遮断デバイスは、ラインごとに少なくとも２つ、好ましくは２つのみのＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１，Ｍ２）を備え、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、閾値を下回る放電の場合又は短絡中に回路遮断を実行し、第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）は、前記検出回路の要素の電圧又は温度のオーバーシュートの場合に負荷遮断を実行し、例えば前記第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）の周りのダイオード、抵抗器、コンデンサのセットなどの前記電子部品は、前記負荷において電流制限を実行することを特徴とする、セミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
2. 前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、そのソースによってセルのセットの負端子に接続され、この第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）は、そのゲートで、（Ｍ１）を駆動する電圧源（Ｖ２）を受け取り、この電圧源は、前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）がオンになるように選択された電圧（例えば６～１０Ｖ）を供給し、ツェナーダイオード（Ｄ３）は、前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）の前記ゲートと前記ソースとの間に逆向きに接続され、コンデンサ（Ｃ２）は、前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）の前記ゲートを過度に高い電圧又は高周波電圧から保護し、ツェナーダイオード（Ｄ１）は、前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）の前記ゲートとドレインとの間に逆向きに取り付けられ、ドレイン－ゲート方向の順方向の抵抗（Ｒ３）及びダイオード（Ｄ２）と直列であり、（Ｄ１，Ｄ２，Ｒ３）は前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のスイッチング速度を制限し、ショットキーダイオード（Ｄ４）からなる回路は前記負荷の電流を制限し、前記ショットキーダイオード（Ｄ４）は、充電方向において第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）のドレインに逆向きに取り付けられ、前記第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）を開放するときの過電圧を制限するために前記バッテリの前記正端子に接続されたコンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ１と直列に取り付けられ、前記ショットキーダイオード（Ｄ４）と並列に、固定抵抗器Ｉ１は、一方では前記ダイオードのカソードに接続され、他方ではソースが前記ショットキーダイオード（Ｄ４）のアノードに接続された前記第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）のドレインに接続されて取り付けられ、前記第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）のゲートは、前記負荷を防止するために前記検出回路の出力によって制御されることを特徴とする、請求項１に記載のセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
3. 前記第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）は、そのゲートによって、エミッタがＭ２のソースに接続されたオプトカプラのフォトトランジスタのベースに接続され、これらの２つの点の間で、ツェナーダイオード（Ｄ５）及びコンデンサ（Ｃ５）は、ＢＭＳカードによって接続され、前記オプトカプラの発光ダイオードは、そのカソードによって、前記バッテリ又はセルのモジュール式セットの負端子に接続され、要素の電圧又は温度のオーバーシュートが検出された場合にＬＥＤに電流を送るコマンドをそのアノードで受け取ることを特徴とする、請求項１に記載のセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
4. ２つのＭＯＳＦＥＴに関連付けられた切断回路の配置は、ラインの出力極と、前記バッテリの同じ極性（正又は負）の同じ端子との間に挿入されることを特徴とする、請求項１に記載のセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
5. 前記ＢＭＳは、前記検出回路の各セル要素（２０）及び各蓄電池ラインに接続され、それらを制御し、各セル及びセルの各直列ラインの前記電圧を監視することを特徴とする、請求項１に記載のセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
6. 前記検出回路は、
   セル電圧平衡化、
   過度に低い電圧及び開回路の検出、
   前記検出回路を開放することによってセルのグループの切断をトリガするための、電圧測定回路による、短絡、深放電、及び過電流の検出、
   バッテリセルのうちの１つの過度に高い電圧の検出及び前記検出回路の開放
   の機能のうちの１つ以上を備える、請求項５に記載のセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
7. 電圧平衡化は、並列に接続されたセルの各々を、短絡、深放電、及び過電流電圧測定回路の分圧器ブリッジの負極性と接続するダイオードＯＲ機能によって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の複数のリチウムセル要素（２０）で構成されたセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
8. ラインの各セル要素は、好ましくはリセット可能な温度ヒューズ（Ｆ）を構成する要素によって、別のラインの各隣接セル要素に接続されることを特徴とする、請求項４に記載の複数のリチウムセル要素（２０）で構成されたセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
9. 前記検出回路は、各モジュールのカードの中央部分に取り付けられたプローブ（１３）によって測定されたバッテリエンベロープ内の温度を分析することによって、前記バッテリが「オフ」であっても常にアクティブのままである温度監視を統合する機能を備えることを特徴とする、請求項４に記載の複数のリチウムセル要素（２０）で構成されたセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
10. 前記負荷の電流を調節するために、前記負荷への電流を、好ましくは前記負荷のみへの電流を制限する前記回路遮断器デバイスの前記電子部品は、一方向に導電性であり、反対に接続されたダイオードのように他の方向に抵抗性である抵抗器などの部品を備えることを特徴とする、複数の請求項１に記載のリチウムセル要素（２０）、で構成されたセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
11. 前記検出回路は、充電及び放電スイッチングデバイスが独立して制御されるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のセミモジュール式要素の蓄電池用バッテリ管理システム（ＢＭＳ，３）。
12. 必要な電圧を得るために大電流の方向に対応する所与の方向Ｓに接続することによってラインを形成するように直列に接続された同じ特性のリチウム蓄電池セルからなり、蓄電池セルの別のラインと並列に関連付けることができるように意図された大電流セミモジュール式直列及び並列バッテリパック（１）であって、前記バッテリパックは、請求項１から１１のいずれか一項に記載の管理システム（３）を備え、
    一対の上部ベゼル（７１）及び下部ベゼル（７２）は、
    それぞれがリチウム蓄電池セルを保持する正方形又は多角形の断面を有する円筒形ハウジングの少なくとも１つのラインを同じ方向Ｓに画定する正方形又は多角形又は円形の断面を有する円筒形ハウジングのセットを画定し、
    方向Ｓにおける同じラインの蓄電池セル間の接続部は、モジュールの各上面又は下面において、第１の方向Ｓにおいて反対の極性の極によって直列に接続された隣接セルの各対を接続する幅広の舌部（９）によって保証され、一方の面における接続舌部（９）は、他方の面において１つのセルだけオフセットされ、
    前記ベゼル（７１，７２）は、前記方向Ｓに平行な少なくとも２つのハウジングラインを備え、少なくとも２つのセルラインは、Ｓに垂直な方向に配置され、ヒューズとして作用する薄い舌部又はリセット可能なヒューズ（Ｆ、図２）のいずれかによって、前記方向Ｓに垂直な方向Ｐに相互接続され、各ヒューズ（Ｆ）は、２つの異なる並列ラインに属する２つのセルを接続して、直列セルの２つの並列セットの各セル間に並列接続を形成することを特徴とする、大電流セミモジュール式バッテリパック（１）。
13. ベゼルは、上部ベゼル（７１）及び下部ベゼル（７２）の側部によってＰＣＢ（プリント回路基板）を保持し、前記ＰＣＢは、前記蓄電池用バッテリ管理システムの前記電子部品とセミモジュール式ブロックのセルとの間の電子機器及び電気接続部を備え、
    中間ＰＣＢ（１２、１３、図１）は、方向Ｓに垂直な方向でセル間に垂直に配置され、少なくともセミモジュール式アセンブリの加熱抵抗器を備え、これらの抵抗器は、要求に応じて管理回路から電源に接続され、
    前記セルの下に配置されたＰＣＢ部（６）は、前記セミモジュール式ブロックのセルの各々の電位を回復して、セミモジュール式ブロック管理システムの電圧管理及び平衡化路に供給することに寄与することを特徴とする、請求項１２に記載の大電流セミモジュール式バッテリパック（１）。
14. 抵抗器は、上部（４，４’）及び／又は下部（６）ＰＣＢ上の２つの接触パッド（図示せず）の間に取り付けられ、セル及び上部又は下部プリント回路基板のトラックとの接触は、例えば、セルとプリント回路基板の接触パッドを備える導電面との間に配置された弾性ピン又は円錐コイルバネによって行われ、したがって、スズはんだの使用が回避されることを特徴とする、請求項１２に記載の大電流セミモジュール式バッテリパック（１）。
15. 垂直中央基板（１３）は、温度センサ及びサーモスタットを備えることを特徴とする、請求項１２に記載の大電流セミモジュール式バッテリパック（１）。
16. 管理システム（ＢＭＳ，３）を備える基板（５）は、バッテリパックの他のＰＣＢ（４，６）とＵ字を形成するように、バッテリパック（１）の側部に垂直に配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の大電流セミモジュール式バッテリパック（１）。