JP6626703B2 - 電池パックにおける接触点を点検するための方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池パックに関し、特に電池パックを監視する方法及びその装置に関する。

複数の電池セルを直列に接続してなる電池パックは、電源、特に携帯式電気設備に広く適用されている。電気車（ハイブリッド）において、電池パックが高電圧を発生してモータを駆動するのは周知となっている。このような電池パックにおいて、複数の電池セルを導電性の電力接続線を介して直列に結合する。それぞれの電力接続線は、例えば半田またはボルトにより、ある電池セルの正電極を隣接する電池セルの負電極に電気的に結合させてもよい。

特に、電池セルに流れる電流が大きい（例えば数百アンペア）場合、電池パックにおいて、無駄な電力消耗を減少させるために、電流経路上の各素子が低抵抗を有するように設計されることは好ましい。一般的に、電力接続線と電池の電極との間における接触点の抵抗は考量してもいい。また、該接触点は腐蝕、弛め、老化などが発生したときに、その抵抗が大きくなる。電池パックに流れる電流が大きい場合、たとえ接触点の抵抗が１ｍΩであっても、許されない。例えば、電池パックに流れる電流が１００Ａである場合、１０Ｗの電力消耗を発生する。これは望まれない。また、接触点の高抵抗が原因で過熱点（ｈｏｔｓｐｏｔ）が発生してしまうので、係る電池セルの寿命を厳重に抑制するようになる。激しく腐蝕される場合に、温度の上昇さえも点火または爆発をもたらす恐れがある。

従って、電池パックにおける接触点を点検する方法及びそのシステムは望ましい。

本発明は、電池パックにおける接触点を点検する方法及びその装置に関する。

実施の形態１において、電池パックを開示した。該電池パックには少なくとも第一電池セル及び第二電池セルと、第一電池セルの第一電極を第二電池セルの第二電極に結合するための電力接続線とを備える。第一電池セルには監視器を有し、該監視器は、通信線を介して第二電池セルと信号の通信を行なうための送信機／受信機と、該電力接続線及び該通信線に結合され、且つ該電力接続線と該通信線との電圧差を検出するための電圧差検出器とを備える。該監視器は、検出された電圧差が所定の閾値範囲を超える場合、電力接続線の接触点が劣化したという旨を表す指示を出す。１つの局面において、接触点の劣化には接触点の腐蝕及び接触点の弛めのうち少なくとも１つが含まれている。

電圧差検出器は、送信機／受信機が通信線を介して信号を受信して通信を行っているときに電圧差を検出するように配置されてもよい。通信線を介する信号の通信は電流領域または電圧領域に行なわれており、且つ電圧差検出器は電力接続線と通信線とのＤＣ電圧差を検出する。

さらに１つの局面において、該監視器は電圧差検出器に結合され、且つ検出された電圧差を分析するためのデジタル回路をさらに備えてもよい。さらにもう１つの局面において、該電池パックはさらに電池パックの操作を制御する電池パック制御器を備えており、該電池パック制御器は少なくとも第一電池セル及び第二電池セルとデイジーチェーン式通信線を介して通信する。

さらにもう１つの局面において、該電圧差検出器は比較器及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）のうち少なくとも１つを備える。代りに、該電圧差検出器には、第一電池セルの両電極間の電圧または電力接続線と通信線との電圧差を交替に検出するためのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を有してもよい。代りに、該電圧差検出器にはシュミットトリガ回路を有してもよい。

さらにもう１つの局面において、該監視器は第一電池セル内に集積されており、且つ該電圧差検出器は第一電池セルの第一電極に結合されてもよい。代わりに、該監視器は第一電池セルの外部に設置され、且つ該電圧差検出器は電力接続線に結合されてもよい。さらにもう１つの局面において、該監視器は第一電池セル及び／または第二電池セルの各電極に結合される電圧差検出器を備えてもよい。

実施の形態２において、電池セルを開示した。該電池セルは該電池セルの電極に結合されて電力を転送する電力接続線、及び監視器を備える。該監視器は監視器からの信号の通信または監視器への信号の通信を行なうための送信機／受信機と、電力接続線及び通信線に結合され、且つ電力接続線と通信線との電圧差を検出するための電圧差検出器とを備える。該監視器は、検出された電圧差が所定の閾値範囲を超える場合、電力接続線の接触点が劣化したという旨を表す指示を出す。

実施の形態３において、電池パックを監視する方法を開示し。該電池パックには電力接続線を介して直列に結合された少なくとも第一電池セル及び第二電池セルを有している。該方法には、電力接続線と、第一電池セルと第二電池セルとの間の信号の通信を行なうための通信線との電圧差を検出するステップと、検出された電圧差が所定の閾値範囲を超える場合、電力接続線の接触点が劣化したという旨を表す指示を出すステップとを備える。

本発明によれば、電池パックに外部部品または配線を追加せずに、接触点が劣化した（例えば、腐蝕または弛め）または劣化しかけたことを監視器より検出できる。電力接続線と対応する通信線との電圧差を簡単に監視することによって、電池パックにおける個別の電力接続線に対して接触点の抵抗増加を検出する。必要となるすべての付加回路が電池セル監視器に集積されやすくなる。このように検出することによって電池パックの性能の改善を図り、二度の充電までのバッテリー持続時間を延ばして、電池パックへの潜在被害を避けるようになる。

以下のように図面に説明された本発明の好ましい実施例に対するより具体的な表現に基づいて、更なる特徴及びメリットが明白となる。その中、図面全体として、同一符号は通常同一または相当する要素を示す。

本発明の実施の形態１に係る電池パックを模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係る集積監視器を有する電池パックを模式的に描画するブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る集積監視器を有する電池パックを示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る集積監視器を有する電池パックを示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る集積監視器を有する電池パックを示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る集積監視器を有する電池セルを示すブロック図である。

以下のように図面を対照しながら詳しく説明するのは、本発明に開示された実施例だけを適用できるためではなく、本発明の実施例を描画するためである。以下のように詳しく説明する内容には、本明細書の実施例への更なる理解を与えるための具体的な詳細も含まれている。当業者にとって、これらの具体的な詳細を有しなくても、本明細書の実施例を実行できるのは自明である。実施例において、周知となる構成及び設備をブロック図にて示すのは、本書類に記載された実施例が不明瞭とならないためである。

本出願に使われた「模式」または「模式的」という用語は、限定ではなく、単なる説明するためである。なお、素子Ａを素子Ｂに「接続する」または「結合する」と称する場合、該素子Ａを該素子Ｂに直接に接続または結合する、或は該素子Ａと該素子Ｂとの間には他の素子が存在している、と理解すべきだ。アルファベット付の参照符号（例えば、「２０２ａ」または「２０２ｂ」）について、該アルファベット付の参照符号を利用して、同一図面に開示された２つの類似する部品または素子を区別つける。１つの図面符号で全図面における同一符号を付けたすべての部品を示す場合、このようなアルファベット付の符号を省略できる。

図１は複数の電池セル１１０からなる電池パック１００を模式的に示す平面図である。明確にするために、電池パック１００は８つの電池セル１１０を有するように示されている。しかし、本発明の電池パックにはより多くまたは少ない電池セルを有すると理解すべきだ。電池セル１１０は導電性の電力接続線１０２により直列に結合され、電力接続線１０２を介して１つの電池セルの正電極を隣接する電池セルの負電極に接続する。このような電力接続線１０２は、半田またはボルトにより接続された接触点１０４などを介して、電池セルの電極に電気的に接続されてもよい。

図２は、本発明の実施の形態１に係る集積監視器２１２を有する電池パック２００を模式的に描画するブロック図である。電池パック２００には電力接続線２０２（例えば、２０２ａ，２０２ｂ）により直列に接続される複数の電池セル２１０を備える。電池セル２１０ごとは正電極Ａ及び負電極Ｂを有する。電力接続線２０２の各端子は、半田またはボルトにより接続された接触点などを介して、対応する電池セルの電極に電気的に結合されてもよい。

図２には電池セル２１０に直列に接続される任意に選択可能な変換用抵抗器Ｒｃｏｎｖ（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）。任意に選択可能な電流監視器２２０は抵抗器Ｒｃｏｎｖでの電圧降下を検出することによって、電池セル２１０を直列に接続してなる電池パックに流れる電流を有効的に反映できるため、監視するように適用されている。電池パック２００は電池パック制御器２３０をさらに備えて、検出された検出値及び／又は入力指令に基づいて電池パック２００の動作を制御する。電池セル２１０（もし適用であれば、電流監視器２２０も含む）はデイジーチェーン（ｄａｉｓｙ ｃｈａｉｎ）式通信線２０６を介して電池パック制御器２３０に通信できる。具体的には、何れかの電池セル２１０と電池パック制御器２３０との間に転送すべき信号は、該電池セル２１０と該電池パック制御器２３０との間にある他の電池セル２１０（もしあれば、他の部品も含む）を通過できればよい。

本発明の実施の形態１によれば、１つまたは複数の電池セル２１０は、該電池セル２１０に対して少なくとも接触点を点検するための集積監視器２１２を備えてもよい。このような監視器２１２は電池セル２１０内に集積されてもよい。代わりに、監視器２１２は電池パック２００内に且つ関連的な電池セル２１０の外部に構成されてもよい。監視対象となる電池セルにできるだけ接近するように構成されるのは好ましい。

本発明の実施の形態１によれば、電池セル２１０から関連的な監視器２１２へ電圧ＶＤＤ、ＶＳＳを供給し、その中、転送された監視器２１２のＶＤＤに基づいて通信線２０６のＤＣレベルを設定（例えば、イコール）してもよい。通常の期間内に、対になる電池セル２１０間にある電力接続線２０２は、接続する電池セルの電極と同一（または基本的に同一）な電位となり、且つ対応する通信線２０６の信号接地（ＶＳＳ）としてもよい。電力接続線２０２と対応する通信線２０６との電圧差は、約０または（ＶＤＤ−ＶＳＳ）となるが、これは現時点どちらの監視器２１２が通信線２０６を介して転送しているかに依存する。

しかし、電力接続線２０２と電池セルの電極との間における接触点が劣化（例えば、腐蝕、弛め、又は他の損害）してしまうと、電力接続線２０２と電子セルの電極との間における接触点の抵抗は大きくなり、且つ電位降下も大きくなる。そして、電流経路において、正常の場合と比べると、劣化した接触点の下流にある電位は低くなり、且つ電力接続線２０２と対応する通信線２０６との電圧差も変化する。従って、監視器２１２は、電力接続線２０２と対応する通信線２０６との電圧差を監視することによって、接触点を監視できる。具体的には、電池セル２１０に関連する監視器２１２は、電力接続線２０２と対応する通信線２０６との電圧差を検出するように配置されて、且つ、検出された電圧差と閾値とを比較して、接触点が劣化（例えば、腐蝕、弛めなど）したか否かを確認する。以下、更なる詳細を説明する。

図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る片側監視配置における集積監視器２１２を有する電池パックを示すブロック図である。説明するために、電池パックにおける、電力接続線２０２ｂを介して接点Ｃ及びＤにそれぞれ接続される２つの電池セル２１０−１及び２１０−２を示している。電池セル２１０−１及び２１０−２にはそれぞれ、監視器２１２−１及び２１２−２を集積している。なお、線分ＢＣまたはＡＤは対応する電池セル２１０の電極を表す。電池パックにおける他の電池セルも同じように配置されてもよい。

監視器２１２はそれぞれ、検出した検出値を分析する、或はこれらの検出値及び／又は電池パック制御器２３０（図２を参照）からの指令に基づいて電池セル２１０の動作を制御するためのデジタル回路３２６を有してもよい。通信線２０６を介して通信を行なうための送信機／受信機（ＴＲｘ）３２８を有してもよい。例えば、ＴＲｘ３２８はデジタル回路３２６から情報を受信して、通信線２０６を介して該情報を他の電池セル２１０及び／或は電池パック制御器２３０へ転送する。なお、ＴＲｘ３２８は通信線２０６を介して他の電池セル２１０及び／或は電池パック制御器２３０から信号を受信して他のデジタル回路３２６へ転送する。

本発明の実施の形態１によれば、各監視器２１２は該当する電池セル２１０の少なくとも１つの電極側に、電力接続線２０２（例えば、２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ…）と対応する通信線２０６（例えば、２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ…）との電圧差を検出するための電圧差検出器３１２を設置してもよい。以上のように、電力接続線２０２と電池セルの電極との間における接触点の状況を上記の電圧差にて表している。図３Ａに示すように、電圧差検出器３１２は該当する電池セル２１０の負電極に結合されている。

通信線２０６上での通信は、電流領域または電圧領域に行なわれてもよい。通信が電流領域に行なわれると、受信側は該当する電圧差検出器３１２の仮想接地として、該電圧差検出器３１２は電力接続線２０２と通信線２０６との間に直接にＤＣ検出を行なうことができる。一方、通信が電圧領域に行なわれると、送信機の出力が接地電位となるときに電圧差を検出できる。なお、平滑またはタイミングを利用して、通信線２０６上の通信信号から電力接続線と通信線との電圧差を分離する。通信線２０６上に転送すべき情報がない場合、デジタル回路３２６も予定されたタイミングに基づいて通信線２０６上で仮想信号を転送するようにＴｒｘ３２８を指示することによって、電圧差を検出する。各監視器２１２（具体的には、デジタル回路３２６）は通信線２０６上で何の通信を行なっているかを把握しているため、デジタル回路３２６は電圧差検出器３１２を制御して、適切なタイミングで電圧差を検出できる。

監視器２１２が電池セル２１０内にあるとき、電池セル２１０はそれぞれ正電極Ａ及び負電極Ｂから監視器２１２へ電圧ＶＤＤ及びＶＳＳを供給する。正常である場合、ＴＲｘ３２８−１は通信線２０６ｂを介して電池セル２１０−２から信号を受信して通信を行うとき、電圧差検出器３１２−１は電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの間に０（または低い）電圧差を検出する。さもないと、電力接続線２０２ｂは該当する電池セルの電極との間における接触点Ｃ（またはＤ）が劣化してその抵抗が大きくなるとき、劣化した接触点での電圧降下が大きくなるので、電池セル２１０−１の負電極Ｂの電位が低くなってしまう。従って、ＴＲｘ３２８−１が通信線２０６ｂを介して受信するとき、電圧差検出器３１２−１は電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの間に電圧差の変化を検出する。検出された電圧差（例えば、その絶対値）が予定された閾値範囲を越える（例えば、予定閾値を越える）と、電圧差検出器３１２−１は電力接続線２０２ｂの接触点が劣化した旨を表す信号を送信する。例えば、電圧差検出器３１２−１はＴＲｘ３２８−１へ警告信号を送信して、そして、ＴＲｘ３２８−１は該警告信号を電池パック制御器２３０へ転送する。

同様に、ＴＲｘ３２８−２が通信線２０６ｃを介して信号を受信して通信を行うとき、電池セル２１０−２における電圧差検出器３１２−２は電力接続線２０２ｃと通信線２０６ｃとの電圧差を検出することによって電力接続線２０２ｃの接触点の状況を監視できる。同じ方法にて、電池パックにおける電力接続線２０２と該当する電池セルとの間にあるすべての接触点を監視できる。

代わりに、図３Ｂに示すように、電圧差検出器３１２は該当する電池セル２１０の正電極Ａに結合されてもよい。正常である場合、ＴＲｘ３２８−２は通信線２０６ｂを介して信号を受信して通信を行うとき、電池セル２１０−２における電圧差検出器３１２−２は電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの間に正常な電圧差（例えば、電池セル２１０−１のＶＤＤ−ＶＳＳ）を検出する。さもないと、電力接続線２０２ｂと該当する電池セルの電極との接触点Ｃ（またはＤ）が劣化してその抵抗が大きくなると、電池セル２１０−１の正電極Ａの電位（ＶＤＤ）が低くなる。従って、電圧差検出器３１２−２は電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの間に電圧差の変化を検出する。検出された電圧差が予定された閾値範囲を越える（例えば、予定閾値未満となる）と、電圧差検出器３１２−２は電力接続線２０２ｂの接触点が劣化した旨を表す信号を送信する。

同様に、電池セル２１０−１における電圧差検出器３１２−１は電力接続線２０２ａと通信線２０６ａとの電圧差を検出することによって電力接続線２０２ａの接触点の状況を監視できる。以上のように、各監視器２１２に対して該当する電池セル２１０の正電極Ａまたは負電極Ｂに電圧差検出器３１２を設置することによって、電池パックにおける電力接続線２０２と該当する電池セルの電極との間にあるすべての接触点を監視できる。

図４は、本発明の実施の形態３に係る集成監視器２１２を有する電池パックを示すブロック図である。図４は図３に類似するが、その相違点は、監視器２１２が該当する電池セル２１０の外部に構成されている点である。そして、接点Ａ及びＢは電池セルの電極ＡとＢ、及び電力接続線２０２との接触点を表す。このように配置される場合、電池セル２１０はそれぞれ正電極Ａ及び負電極Ｂに結合された電力接続線２０２から、該当する監視器２１２へ電圧ＶＤＤ及びＶＳＳを供給する。また、電圧差検出器３１２は電力接続線２０２に結合してもよい。

以上のように、劣化した接触点（例えば、電池セル２１０−１の接点Ａ又はＢ）は電位降下をもたらすと、ＴＲｘ３２８−１が通信線２０６ｂを介して転送するとき、電圧差検出器３１２−１は電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの間に電圧差の変化を検出する。電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの電圧差は、電池セル２１０−１での電圧を暗示する。検出された電圧差が予定された閾値範囲を越える（例えば、予定閾値未満となる）と、電圧差検出器３１２−１は電池セル２１０−１と電力接続線２０２ａまたは２０２ｂとの間の接触点が劣化した旨を表す信号を送信する。各電池セル２１０に対して、同様に検出される。

代わりに、電圧差検出器３１２は該当する電池セル２１０の正電極Ａに接続された電力接続線２０２及び該当する通信線２０６に結合されると、電池セル２１０−１における劣化した接触点Ａ（またはＢ）により、電力接続線２０２ａの電位が低くなってしまう。ＴＲｘ３２８−２が通信線２０６ｂを介して受信するとき、電池セル２１０−２における電圧差検出器３１２−２は電力接続線２０２ｂと通信線２０６ｂとの間に電圧差の変化を検出する。検出された電圧差が予定された閾値範囲を越える（例えば、予定閾値未満となる）と、電圧差検出器３１２−２は電池セル２１０−１と電力接続線２０２ａまたは２０２ｂとのの接触点が劣化した旨を表す信号を送信する。各電池セル２１０に対して、同様に検出される。

図５は、本発明の実施の形態３に係る両側監視配置における集成監視器を有する電池パックを示すブロック図である。具体的には、監視器２１２は電池セル２１０の２つの電極側に電圧差検出器３１２を有してもよい。例えば、電圧差検出器３１２ａは電力接続線２０２ａ及び該当する通信線２０６ａに結合され、且つ電圧差検出器３１２ｂは電力接続線２０２ｂ及び該当する通信線２０６ｂに結合される。電圧差検出器３１２ａ及び３１２ｂは上記のようにそれぞれ正電極側と負電極側に結合された電圧差検出器３１２と同様に動作する。監視器２１２が電池セル２１０内に集積されたが、監視器２１２が図４に示すように電池セル２１０の外部に構成されてもよい。各監視器には２つの電圧差検出器を持たせるのは、通信線２０６上の信号通信の方向に係らず、電力接続線２０２及び該当する通信線２０６を常に監視できる。これにより、電気車の高安全性の要求（例えば、ＡＳＩＬ）を満足するように余裕（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）を提供するのは、電気車にとって好ましい。

監視器２１２には、電池セル２１０での電圧を監視するためのＡＤＣ３２２と、電池セル２１０内の温度を連続的に監視するための温度センサ３２４と、圧力センサと（図示せずに）、電池セル２１０の他のパラメーターを計測するための他のセンサとをさらに備えてもよい。デジタル回路３２６は各検出値を受信して分析することによって、時間の流れと伴う電池セルの健康状態を確認するとともに、これらの検出値または電池パック制御器２３０からの指令に基づいて、電池セル２１０の操作を制御する。

実施の形態１によれば、上記のように説明した電圧差検出器３１２は、検出された電圧差（またはその絶対値）と予定閾値とを比較するように配置される比較器として実現される。検出された電圧差が閾値を越えると、該比較器はデジタル回路３２６または電池パック制御器２３０へ信号を送信するようにトリガーされる。該閾値範囲（または閾値）は編集可能に、或は配置可能に設定されることによって、異なる応用及び使用状況に応じて該システムを最適化する。このような閾値範囲（または閾値）は正常範囲（または正常値）及び適切なマージン（Ｍａｒｇｉｎ）に基づいて確定できる。限定例ではなく、実施例として、正常な接触点が０．１ｍΩという典型的な抵抗を有して且つ電池パックに流れる電流が２００Ａとなるピック値を有すると、結果的に、「正常」な範囲にある２０ｍＶとなるピック値を有する接触点電圧を取得できる。比較器に用いされる適切な閾値は４０ｍＶと設定されると、倍となる接触点の抵抗が許される。マージンは具体的な応用及び電池パックにかける総合な拘束に依頼する。

実施の形態２によれば、上記説明された電圧差検出器３１２はシュミットトリガ回路（Ｓｃｈｍｉｔｔ ｔｒｉｇｇｅｒ）より実現される。シュミットトリガ回路はビルドイントリガ電圧及びヒステリシス（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）を備わった比較器である。これにより、通信線２０６上の信号通信の方向に関らず、各電力接続線と該当する通信線との間の電圧差を常に検出できる。

変形例によれば、電力接続線２０２と通信線２０６との電圧差を検出するために、電圧差検出器３１２はアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）より実現される。ＡＤＣは検出された電圧差をデジタル値へ変換してデジタル回路３２６に送信して処理を行われる。上記場合、デジタル回路３２６は比較器またはソフトウエアルーチン（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｏｕｔｉｎｅ）を有して、該電圧差が閾値より高いまたは低いであることを確定する。デジタル化とするメリットとは、検出された「接触点」の電圧を電池パックに流れた電流で割ることによって、所望の精密度に接触点の抵抗を検出できるとのことである。一部の応用において、ＡＤＣ３２２は時間多重されて電池セルの電圧または検出された電圧差を交替に変換する。そして、電圧差検出器３１２が削除されてもよい。

電圧差検出器３１２より検出された情報、及び監視器２１２より監視された他の検出値は、ＴＲｘ３２８及びデイジーチェーン式通信線２０６を介して電池パック制御器２３０へ転送する。電力接続線の接触点での電圧が閾値より低い／高いである旨を表すＯＫ／ＮＯＫ信号を、電池パック制御器２３０へ送信してもよい。代わりに、監視器２１２は検出された電圧差を電池パック制御器２３０へ送信することによって、電池パック制御器２３０は電力接続線の接触点が正常に動作しているかを確定できる。また、劣化した接触点を正確に位置決めるように、送信される信号には、検出対象となる接触点に対応する識別子が含まれてもよい。

劣化した接触点（例えば、腐蝕、弛めを発生した接触点など）を検出すると、適切な対応を行なわれる。例えば、電池パック制御器２３０は電池パックを検査または修理すべきだという警告をユーザ（例えば、運転手）に出す。さらなる、又は変形的に、電池セル／電池パックにダメージを与えられないように、電池パック制御器２３０は充電または放電する期間内に接触点の抵抗が劇的に増大することを検出すると、電池パックを自動的に遮断してもよい。電池パック制御器２３０は劣化した接触点のある箇所を識別できるため、ユーザまたは技術者は快速且つ正確に調整できる。例えば、電池が破滅的に劣化する前に、弛めたボルトをしっかり締め、或は腐蝕したコンタクトを替えることができる。

上記説明した実施の形態は、色々なメリットを与えた。接触点の劣化（例えば、腐蝕または弛め）は電池セル監視器より検出される。電力接続線と対応する通信線との電圧差を簡単に監視することによって、電池パックにおける個別の電力接続線に対してそれぞれ接触点の抵抗増加を検出する。必要となるすべての付加回路が電池セル監視器に集積されやすくなる。このように検出することによって電池パックの性能の改善を図り、再度の充電までのバッテリー持続時間を延ばして、電池パックへの潜在被害を避けるようになる。また、接触点への点検は、外部部品または配線を追加せずに、他の検出（例えば、電圧、温度、圧力など）と組合わせてもよい。

本発明の各局面は電池及び／又は電池への制御に係る、タイプが異なる設備、システム及び装置に適用されている。例えば、電気車に応用される設備、システム及び装置が含まれている。本発明をそこまで限定する必要がないが、本発明の各方面は文脈の示例に基づいて解釈すべきだ。

模式的実施例について、模式的局面を参考しながら詳しく説明したが、本発明には他の実施例が含まれており、且つ細かいところまで修正してもよい、と理解すべきだ。本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の修正が可能であることは、当業者にとって自明である。そして、前記のような公開、説明及び図面は、本発明を限定することなく、単なる目的を説明するためのものである。本発明は特許請求の範囲により限定されている。

Claims (20)

1. 少なくとも第一電池セル及び第二電池セルと、
   監視器を有する前記第一電池セルの第一電極を前記第二電池セルの第二電極に結合するための電力接続線とを備える電池パックであって、前記監視器は、
   通信線を介して前記第二電池セルと信号の通信を行なうための送信機／受信機と、
   前記電力接続線及び前記通信線に結合され、且つ前記電力接続線と前記通信線との電圧差を検出するための電圧差検出器とを備えており、
   前記監視器は検出された電圧差が所定の閾値範囲を超える場合、前記電力接続線の接触点が劣化したという旨を表す指示を出すことを特徴とする電池パック。
2. 前記監視器は、前記電圧差検出器に結合され、且つ検出された電圧を分析するためのデジタル回路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記電圧差検出器は、前記送信機／受信機が前記通信線を介して信号を受信して通信を行っているときに前記電圧差を検出するよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
4. 前記通信線を介する前記信号の通信は電流領域または電圧領域に行なわれており、且つ前記電圧差検出器は前記電力接続線と前記通信線とのＤＣ電圧差を検出することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
5. 前記接触点の劣化には、接触点の腐蝕、接触点の弛め、接触点の老化、及び接触点の汚染のうち少なくとも１つが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
6. 前記電池パックの操作を制御するための電池パック制御器をさらに備えており、
   前記電池パック制御器は少なくとも前記第一電池セル及び前記第二電池セルとデイジーチェーン式通信線を介して通信することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
7. 前記電圧差検出器には、比較器及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）のうち少なくとも１つを有していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
8. 前記電圧差検出器には、前記第一電池セルの両電極間の電圧または前記電力接続線と前記通信線との電圧差を交替に検出するためのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
9. 前記電圧差検出器にはシュミットトリガ回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
10. 前記監視器は前記第一電池セル内に集積され、且つ前記電圧差検出器は前記第一電池セルの第一電極に結合されており、或は
    前記監視器は前記第一電池セルの外部に設置され、且つ前記電圧差検出器は前記電力接続線に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
11. 前記監視器は前記第一電池セルの他の電極に結合されている電圧差検出器をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
12. 電池セルの電極に結合されて電力を転送する電力接続線と、
    監視器とを備える電池セルであって、前記監視器は、
    前記監視器からの信号の通信または前記監視器への信号の通信を行なうための送信機／受信機と、
    前記電力接続線及び前記通信線に結合され、且つ前記電力接続線と前記通信線との電圧差を検出するための電圧差検出器とを備えており、
    前記監視器は検出された電圧差が所定の閾値範囲を超える場合、前記電力接続線の接触点が劣化したという旨を表す指示を出すことを特徴とする電池セル。
13. 前記電圧差検出器は、前記送信機／受信機が前記通信線を介して信号を受信して通信を行っているときに前記電圧差を検出するよう配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の電池セル。
14. 前記接触点の劣化には、接触点の腐蝕、接触点の弛め、接触点の老化、及び接触点の汚染のうち少なくとも１つが含まれていることを特徴とする請求項１２に記載の電池セル。
15. 前記電圧差検出器には、比較器、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、及びシュミットトリガ回路のうち少なくとも１つを有していることを特徴とする請求項１２に記載の電池セル。
16. 前記監視器は前記電池セル内に、または前記電池セルの外部に集積されていることを特徴とする請求項１２に記載の電池セル。
17. 電力接続線を介して直列に結合された少なくとも第一電池セル及び第二電池セルを有している電池パックを監視する方法において、
    前記電力接続線と、前記第一電池セルと前記第二電池セルとの間の信号の通信を行なうための通信線との電圧差を検出するステップと、
    検出された電圧差が所定の閾値範囲を超える場合、前記電力接続線の接触点が劣化したという旨を表す指示を出すステップとを備えることを特徴とする電池パックを監視する方法。
18. 前記第一電池セル及び前記第二電池セルのうち、前記信号を受信して通信を行っている電池セルにおいて、前記電力接続線と前記通信線との電圧差を検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記接触点の劣化には、接触点の腐蝕、接触点の弛め、接触点の老化、及び接触点の汚染のうち少なくとも１つが含まれていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記第一電池セルまたは前記第二電池セルの両電極間の電圧または前記電力接続線と前記通信線との電圧差を交替に検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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