JP7843716B2 - 異種バッテリモジュールの管理のためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

実施形態は、様々な仕様、使用年数及び／又は能力のモジュール式バッテリを扱うためのバッテリ管理システムに関する。

蓄エネルギーシステムは、蓄電のためのバッテリに依存し得る。例えば、特定の従来の電気自動車（ＥＶ）設計（例えば、完全電気自動車、ハイブリッド電気自動車など）では、電気自動車内に搭載されるバッテリハウジングは、複数のバッテリセルを収容する（例えば、バッテリハウジングに個々に搭載されることもあれば、あるいは、各々が一組のバッテリセルを含むそれぞれのバッテリモジュール内にグループ化されることもあり、それぞれのバッテリモジュールはバッテリハウジング内に搭載される）。直列接続された一組のバッテリセルからバッテリバンクを構成することは、バッテリシステム設計において一般的な態様である。所望の電力及びエネルギー容量を実現するために、１００個のセルのスタック内の各セルは、通常は、同様のセルと並置されて並列グループを構成する。

そのようなバッテリバンクが再充電可能バッテリセルから構成される場合、各セルはその安全動作限界内に維持されなければならない。特に、Ｌｉイオンバッテリでは、いずれかの個々のセルを過充電すると、危険な熱的事象又は破裂がもたらされ得る。逆にいずれかのセルを過剰放電すると、セルがダメージを受けてその後の使用時の熱的事象の影響をさらに受けやすくなる。バッテリセルに対する安全電圧域を超えると、セルは、最大電流限界、及びバンクの寿命目標のためのバンクの安全動作を確保するために維持されなければならない熱動作範囲も有する。結果として、従来のバッテリバンクは、セルの電気化学的挙動及び限界がバッテリバンク全体に対して共通かつ予測可能となるように、同種のセルから構成されなければならない。

本開示の実施形態は、異種バッテリモジュール構成により構成されるバッテリバンクを管理する少なくとも１つの電気的コントローラを動作させることに向けられる。コントローラ又はコントローラのシステムは、バッテリバンクの複数のバッテリモジュールに関連する性能属性のセットをモニタリングし、複数のバッテリモジュールは相互に直列接続される。コントローラは、モニタリングに基づいて、複数のバッテリモジュールの第１のサブセットに関連して性能属性のセットについて第１のセットの性能レベルを検出する。コントローラは、モニタリングに基づいて、複数のバッテリモジュールの第２のサブセットに関連して性能属性のセットについて第２のセットの性能レベルを検出する。コントローラは、第１のセットの性能レベルと第２のセットの性能レベルとの差に少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理する。

コントローラは、第１及び第２のセットの性能レベルに基づいてバッテリバンクの容量を計算し、計算されたバッテリバンクの容量を複数のバッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信する。コントローラは、各それぞれのモジュール側コントローラからの送信に応じて、計算されたバッテリバンクの容量に対する、関連するバッテリモジュールの充電状態（ＳＯＣ）を受信し、受信したＳＯＣに少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理する。

本開示の他の実施形態は、異種バッテリモジュール構成により構成されてモジュール側コントローラによって動作されるバッテリモジュールに向けられる。モジュール側コントローラは、バッテリモジュールの性能属性のセットについて性能レベルのセットを特定し、性能レベルのセットを少なくとも１つの電気的コントローラに報告する。モジュール側コントローラは、バッテリモジュールの性能レベルのセットと、バッテリバンク内の１以上の他のバッテリモジュールについての１以上の対応する性能レベルのセットとの差に基づく１以上の全バンク動作パラメータを、報告に応じて、少なくとも１つの電気的コントローラから受信する。そして、モジュール側コントローラは、１以上の全バンク動作パラメータに基づいてバッテリモジュールについて１以上のモジュール固有制御機能を実行する。

より完全な本開示の実施形態の理解は、添付図面と併せて検討することにより、以下の詳細な説明を参照してより深く理解されるので、直ちに得られることになる。添付図面は、本開示の限定ではなく専ら説明のために提示される。

図１は、本開示の実施形態に係るバッテリモジュールの外側フレームの前方斜視図を示す。 図２Ａは、本開示の実施形態に係る図１のバッテリモジュールの外側フレームの代替の後方斜視図を示す。 図２Ｂは、本開示の実施形態に係る図１のバッテリモジュールの外側フレームの代替の後方斜視図を示す。 図３Ａは、本開示の実施形態に係るバッテリハウジングを含む電気自動車の断面を上面視した図を示す。 図３Ｂは、本開示の実施形態に係る図３Ａの電気自動車の断面を上面視した電気図を示す。 図４Ａは、モジュール－モジュール電力コネクタが本開示の実施形態に係る電気自動車のバッテリモジュール間に配置される例を示す。 図４Ｂは、モジュール－モジュール電力コネクタが本開示の実施形態に係る電気自動車のバッテリモジュール間に配置される例を示す。 図５Ａは、バッテリ管理システムの実施形態に係る高圧制御システムの模式図を示す。 図５Ｂは、バッテリ管理システムの実施形態に係る低圧通信の模式図を示す。 図５Ｃは、バッテリ管理システムの実施形態に係るバッテリモジュールのバンクにおける高圧及び低圧接続のシステム模式図を示す。 図５Ｄは、バッテリ管理システムの実施形態に係るホストインターフェースコントローラ及びバンク切換接触器並びにそれらの接続を示す。 図６は、バッテリ管理システムの実施形態に係る通信シーケンスの模式図を示す。 図７は、バッテリ管理システムの実施形態に係るバッテリ管理処理を示す。 図８は、バッテリ管理システムの実施形態に係るモジュール管理処理を示す。

本開示の実施形態は、以下の説明及び関連の図面において与えられる。代替の実施形態が、本開示の範囲から逸脱することなく考案され得る。さらに、本開示の周知の要素は、本開示の関連の詳細を不明瞭としないように、詳細には記載されず又は省略される。

蓄エネルギーシステムは、蓄電のためのバッテリに依存し得る。例えば、特定の従来の電気自動車（ＥＶ）設計（例えば、完全電気自動車、ハイブリッド電気自動車など）では、電気自動車内に搭載されるバッテリハウジングは、複数のバッテリセルを収容する（例えば、バッテリハウジングに個々に搭載されることもあれば、あるいは、各々がバッテリセルのセットを含むそれぞれのバッテリモジュール内にグループ化されることもあり、それぞれのバッテリモジュールはバッテリハウジング内に搭載される）。バッテリハウジング内のバッテリモジュールはバッテリジャンクションボックス（ＢＪＢ）にバスバーを介して直列接続され、ＢＪＢはバスバーから供給される電力を、電気自動車を駆動する電気モータ及び電気自動車の他の種々の電気構成要素（例えば、無線機、制御コンソール、車両の暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）システム、内部照明、ヘッドライト及びブレーキライトなどの外部照明など）に分配する。ＢＪＢは内部バンクコントローラの制御下にあってもよく、一方でホストインターフェースコントローラはバッテリバンクからの電力の分配を管理し得る。

図１は、本開示の実施形態に係るバッテリモジュール１００の外側フレームの前方斜視図を示す。図２Ａ～２Ｂは、本開示の実施形態に係るバッテリモジュール１００の外側フレームの代替の後方斜視図を示す。図１～２Ｂの例では、バッテリモジュール１００は、バッテリモジュールコンパートメントへの挿入のために構成される。例えば、図１～２Ｂでは、バッテリモジュール１００の各側は、バッテリモジュールコンパートメントへの挿入（及び／又は引抜き）を容易化するガイド要素１０５又は２１５Ｂを含む。更なる例では、ガイド要素１０５又は２１５Ｂは、バッテリモジュールコンパートメント内の溝に嵌合してバッテリモジュール１００の挿入及び／又は引抜きを容易化するように構成される。挿入側カバー１１０（又はエンドプレート）は、バッテリモジュール１００に一体化される。挿入されると、挿入側カバー１１０は、バッテリモジュールコンパートメントに（例えば、ボルト孔などの固定点１１５を介して）取り付けられ又は固定されて、カバー（又はエンドプレート）一体化封止システム（例えば、ゴムリング、紙ガスケット、シーラント接着剤など）を用いて、バッテリモジュール１００をバッテリモジュールコンパートメントの内部に封止することになる。図１～２Ｂでは挿入側カバー１１０がバッテリモジュール１００に一体化されるものとして図示されているが、代替的に、バッテリモジュール１００が最初にバッテリモジュールコンパートメント内に挿入されてその後に挿入側カバー１１０が取り付けられる態様で、挿入側カバー１１０はバッテリモジュール１００から独立していてもよい（すなわち、別個のものであってもよい）。

図１～２Ｂを参照すると、挿入側カバー１１０は、固定点１１５、一組の冷却接続部１２０、及び過圧バルブ１２５を含む。一例では、固定点１１５はボルトが挿通され得るボルト孔であってもよく、一組の冷却接続部１２０は（例えば、１以上の冷却プレートを冷却するために、それを通じて冷媒流体がバッテリモジュール１００内にポンプ供給される）入出力冷却管コネクタを含み得る。過圧バルブ１２５は（例えば、バッテリモジュール１００内のバッテリセルの放熱の場合に脱気することによって破裂又は過圧を回避するように）バッテリモジュール１００の内圧が閾値を超えると開放するように構成され得る。

代替の実施形態では、固定点１１５及び関連するフランジは省略可能であり、バッテリモジュール１００をそれぞれのバッテリモジュールコンパートメント内に固定するのに異なる固定機構（例えば、Ｕ字状クリップなどのクリップ又はクランプ）が使用されてもよい。例えば、挿入側カバー１１０は、バッテリモジュールコンパートメントの開口挿入面に金属薄板バンドで締め付けられてもよい。「バンド」は、バッテリハウジングの上部及び底部の一部を覆うように挿入側カバー１１０上に巻き付けられてもよく、その巻き付けられたバンドはその後に（例えば、Ｕ字状クリップで）締め付けられる。一例では、安全特徴構成として、巻き付けられたバンドを除去して挿入側カバー１１０を取り外すことは、バッテリモジュールの不正な除去が検出可能となるように（例えば、それにより、車両保証などを無効化するなど）巻き付けられたバンドがダメージを受けることになる。

図２Ａ～２Ｂを参照すると、バッテリモジュール１００は、（例えば、挿入されつつバッテリモジュールコンパートメント内にバッテリモジュール１００を位置決め及び固定する）一組の固定及び位置決め要素２００、並びに（例えば、ＢＪＢ又は他のバッテリモジュールのいずれかに結合される電気的インターフェースに各々が接続され得る（例えば、プラグ接続、ボルト接続又はネジ接続などされ得る）バッテリモジュール１００の正極及び負極端子に対応する）一組のＨＶコネクタ２０５をさらに含む。図２Ａでは、バッテリモジュールは、（例えば、バッテリモジュールコンパートメントにおいて、バッテリモジュール１００の内部センサをＢＪＢ（図２Ａには不図示）に有線ＬＶモジュール－トンネルインターフェース（図２Ａには不図示）を介して接続する）有線ＬＶデータポート２１０Ａを含む。図２Ｂでは、バッテリモジュールは、バッテリモジュールは、（例えば、バッテリモジュールコンパートメントにおいて、光管など、バッテリモジュール１００の内部センサをＢＪＢ（図２Ｂには不図示）に光学ＬＶモジュール－トンネルインターフェース（図２Ｂには不図示）を介して接続する）任意選択的な光学ＬＶデータポート２１０Ｂを含む。一例では、光学ＬＶデータポート２１０Ｂは、バッテリモジュールコンパートメントへのバッテリモジュール１００の挿入があると、光学ＬＶモジュール－トンネルインターフェース（図２Ｂには不図示）に対して押し込まれることになり、それにより、塵埃又は他のデブリが溜まることなく、光信号がトンネル空間で光管を通じてＢＪＢと交換可能となる。したがって、バッテリモジュール１００は、バッテリモジュールコンパートメントへの挿入があると、固定及び位置決め要素２００、ＨＶコネクタ２０５並びにＬＶデータポート２１０Ａ又は２１０Ｂは、バッテリモジュールコンパートメント内の対応するコネクタに各々固定及び接続される（例えば、プラグ接続され、又は押し込まれて封止される）。ここに用いるように、「ＬＶ」及び「ＨＶ」との文言は、データ接続（すなわち、ＬＶ）と電力接続（すなわち、ＨＶ）とを区別するために用いられる。一般的に、電力接続は（例えば、電気自動車の駆動モータに給電するのに適した）より高い電圧に対応付けられ、一方、データ接続は（例えば、データを搬送するのに適した）より低い電圧に対応付けられる。任意選択的な光学ＬＶデータポート２１０Ｂは、除去されてもよいし、電気ポートに置き換えられてもよい。したがって、低圧データ接続部２１０Ａ及び２１０Ｂは、同軸ケーブル接続部、電気プラグ－コネクト接続部又は他のデータ接続インターフェース（例えば、ユニバーサルシリアルバス、シリアル）であり得る。

ここに記載する本開示の種々の実施形態は、蓄エネルギーシステムの（例えば、図１～２Ｂのバッテリモジュール１００などの）バッテリモジュール間のモジュール－モジュール電力コネクタに関する。以下に記載するように、モジュール－モジュール電力コネクタは、バッテリモジュール搭載領域の上方に規定されたトンネル空間内にある程度配置されてもよく、一方で、ＨＶコネクタ（例えば、図２Ａ～２ＢにおけるＨＶコネクタ２０５）との電気接続を確立するためにバッテリモジュール搭載領域内に下方に延在する電気的インターフェース（例えば、プラグ又はソケット）も含む。一例では、モジュール－モジュール電力コネクタは、隣接するバッテリモジュールコンパートメントにおける少なくとも一対のバッテリモジュールを直列に接続するのに使用され得る。

図３Ａは、本開示の実施形態に係るバッテリハウジング３０５Ａを含む電気自動車３００Ａの断面を上面視したを示す。図３Ａは電気自動車３００Ａの種々の周知の構成要素（例えば、車輪、車軸など）を図示して一般的背景を与えるが、これらの構成要素は、説明の簡明化のために以下では詳細には記載しない。図３Ａ及び以下に記載する他の図面に関して、バッテリ「ハウジング」及びバッテリ「モジュール搭載領域」との文言は、場合によっては互換可能である。図３Ａにおけるバッテリモジュール搭載領域（及び以下に記載する他の図面）は、バッテリモジュールの挿入を受け、挿入側カバーによって封止されてバッテリハウジングを構成するように構成されたバッテリモジュールコンパートメントの配置構成のことを指す。また、少なくとも１つの実施形態では、バッテリモジュール搭載領域は、電気自動車３００Ａのフロアの一部である。

図３Ａを参照すると、バッテリハウジング３０５Ａは、Ａ～Ｊで示す１０個のバッテリモジュールコンパートメント、及び電気自動車３００Ａのそれぞれの長手面（例えば、左右面）上でバッテリモジュールコンパートメントＡ～ＥとバッテリモジュールコンパートメントＦ～Ｊとの間に位置決めされた中央バー３１０Ａを含む。各バッテリモジュールコンパートメントは、それぞれのバッテリモジュールを嵌合するように構成された内部空間を画定するフレーム（又は複数の壁）並びにそれぞれのバッテリモジュールの挿入及び／又は引抜きを容易化するように開放され得る挿入面を含む。中央バー３１０Ａは、バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊに隣接して側方に分離した（例えば、電気自動車３００Ａにおける左／右の対をなすように幅方向に配列された）分割体（又はファイアウォール）から構成され得る（例えば、バッテリモジュールコンパートメントＡとバッテリモジュールコンパートメントＦの間のファイアウォール、バッテリモジュールコンパートメントＢとバッテリモジュールコンパートメントＧの間のファイアウォールなど）。

一例では、中央バー３１０Ａは、バッテリハウジング３０５Ａの全体にわたって延在する１本の長手「バー」であり得る。この場合、各バッテリモジュールコンパートメントの内部側壁が、中央バー３１０Ａに取り付けられてバッテリモジュール搭載領域を形成してもよい。代替例では、側方に隣接する各バッテリモジュールコンパートメント対は、そのそれぞれの側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメントを分離するためのそれ自体のチャンバ固有のファイアウォールを有するバッテリモジュールコンパートメントチャンバとして事前に構成されていてもよい。バッテリモジュールコンパートメントのチャンバは、長手方向に積載されてバッテリモジュール搭載領域を形成してもよい。この場合、中央バー３１０Ａは、バッテリハウジング３０５Ａを横断して各それぞれのバッテリモジュールコンパートメントのチャンバに含まれる個々のファイアウォールの集合体である。

図３Ａでは中央バー３１０Ａはバッテリハウジング３０５Ａの中央にあるものとして示されるが、他の実施形態では、中央バー３１０Ａは他の位置に（例えば、バッテリモジュール搭載領域の左右側の異なるサイズのバッテリモジュールに合うように、一方側又は他方側付近に）位置決めされてもよい。また、他の実施例では、複数の中央バーが配備されてもよい。例えば、特に幅広の車両には、バッテリモジュールコンパートメントの側方に隣接する対に挿入されると２つのバッテリモジュール間に隙間が存在し得るように、２つのバッテリモジュールの長さよりも幅広のバッテリモジュール搭載領域が装備されてもよい。この場合、２つの別個のファイアウォールは各側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメントに対して、そこにそれぞれのバッテリモジュールが、２つのファイアウォール間に隙間を有して余裕をもって嵌合可能となるように、使用され得る。２つのファイアウォールは、その２つの別個の中央バーが、バッテリハウジング３０５Ａに横断して延在する２本の長い「バー」又は長手方向に積載されたバッテリモジュールコンパートメントのチャンバからのチャンバ固有のファイアウォールの２つの集合体のいずれかに対応して、２つの別個の（各それぞれのファイアウォールがバッテリハウジング３０５Ａの中心又は中央からずれていたとしても）「中央」バーの一部を形成し得る。少なくとも１つの実施形態において、２つの別個の中央バーの間の隙間は（例えば、光通信を容易化するため、ＬＶ／ＨＶバスバーを通すため、など）トンネル空間として利用され得る。ただし、以下に記載する実施形態は、トンネル空間が、側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメント間の隙間ではなく、バッテリモジュールコンパートメントの上方に画定される実施例に関する。

１０個のバッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊを含むバッテリハウジング３０５Ａが例示のみの目的で図３Ａに示されていることが分かるはずである。例えば、より長い車輪ベースを有する電気自動車はより多くのバッテリモジュールコンパートメント（例えば、１２、１４個など）を有するバッテリハウジングで構成され、一方、より短い車輪ベースを有する電気自動車はより少ないバッテリモジュールコンパートメント（例えば、８、６個など）を有するバッテリハウジングで構成され得る。バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｅは電気自動車３００Ａの右側に長手方向に沿って（すなわち、電気自動車３００Ａに関して長さ方向に沿って）配置され、一方で、バッテリモジュールコンパートメントＦ～Ｊは電気自動車３００Ａの左側に長手方向に沿って配置される。

ここで使用するように、「バッテリモジュール」は、Ｌｉイオンバッテリセル又は異なる電極材料からなるバッテリセルなどの複数のバッテリセルを含むパッケージである。バッテリモジュールは角柱状又はパウチバッテリセル構成（ソフトパックということもある）で構成されてもよく、一方で、他のバッテリモジュールは円柱状バッテリセル構成で構成される。

ここで使用するように、バッテリモジュールコンパートメントが「封止される」とは、少なくとも水密又は液密であり、任意選択的には（少なくとも、発火による煙、炭素、電解質粒子、塵埃及びデブリなどの特定のガス及び／又は粒子などに対して）気密のシールを指す。一般的に、バッテリモジュールコンパートメントの封止は、その内壁が相互に溶接又は（可能な場合には）接着され、何らかの接続インターフェース（例えば、挿入側カバー、冷媒インターフェースプラグ、電気的インターフェースなど）が適切なタイプのシーリング材（例えば、Ｏリング、ゴムガスケット、封止化合物など）で封止された結果である。バッテリモジュールコンパートメントの封止は潜在的に気密（例えば、全てのガスに対して気密）となり得るが、気密封止は（例えば、高いコストのために）必須ではない。したがって、バッテリモジュールコンパートメントの封止は、可能性ある汚染物（例えば、水などの液体、発火による炎及び／又は煙、炭素、電解質粒子、塵埃及びデブリなど）の伝搬が外部環境からバッテリモジュールコンパートメントに侵入すること及び／又はバッテリモジュールコンパートメントから保護領域（例えば、電気自動車の乗客キャビン）に向かって流出することを阻止するように構成され得る。さらに、以下に記載する種々の実施形態はそれぞれのバッテリモジュールコンパートメントへのバッテリモジュールの側方又は側部挿入に関するが、バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊに対する挿入面は、異なるバッテリモジュール搭載領域の構成の間で変わり得る。

図３Ａを参照すると、中央バー３１０Ａは、バッテリハウジング３０５Ａ（及びそれにより電気自動車３００Ａ）の全体の剛性を高めるように構成される。一例では、中央バー３１０Ａは、中央バー３１０Ａと同様に、バッテリモジュールコンパートメントＡ～ＥとバッテリモジュールコンパートメントＦ～Ｊとの間に中央に配置され得るトンネル空間３１５Ａの下部に位置決めされ得る。上記のように、中央バー３１０Ａを備えるバッテリモジュールコンパートメントファイアウォールが、バッテリモジュールコンパートメントＡ～ＥとバッテリモジュールコンパートメントＦ～Ｊとの間の危険（例えば、過熱又は発火、流体リークなど）の伝搬を制限する。トンネル空間３１５Ａは、バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊに挿入されたバッテリモジュールとＢＪＢ（図３Ａには不図示）との間の無線通信（例えば、光通信）を任意選択的に可能とする。一例では、トンネル空間３１５Ａは、バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊの外部にあり、効率的には、電気自動車３００Ａの中央にバッテリハウジング３０５Ａの「上部」に（例えば、中央バー３１０Ａの上部に沿って）存在していてもよい。代替的に、トンネル空間３１５Ａは、バッテリハウジング３０５Ａを覆って又はその「上部」に画定される代わりに、電気自動車３００Ａのそれぞれの側方側の隣接するバッテリモジュールコンパートメント間にあるバッテリハウジング３０５ＡにおいてバッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊと鉛直方向に揃えられ（又は同じ高さとされ）得る（例えば、側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメントの各対の間の空間がトンネル空間３１５Ａを画定して、２つの内壁又はファイアウォールが用いられて側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメントの各対を封止する）。

図３Ａに図示する上面視した図には明示しないが、それぞれのモジュール－モジュール電力コネクタ内に含まれるバスバーは、バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊのいずれかに挿入されるバッテリモジュールとＢＪＢとの間の電気接続を与えるようにトンネル空間３１５Ａに沿って配備され得る。

図３Ｂは、本開示の実施形態に係る電気自動車３００Ａの断面を上面視した電気図を示す。図３Ｂを参照すると、ＢＪＢ３００Ｂは、バッテリモジュールコンパートメントＥ及びＪ付近のトンネル空間３１５Ａの一端に配置される。ＢＪＢ３００Ｂの負極端子はＨＶバスバー（例えば、封止されたＨＶバスバー）を介してバッテリモジュールコンパートメントＪの電気的インターフェースに接続することになり、それはバッテリモジュールコンパートメントＪのバッテリモジュールの負極端子に接続される。バッテリモジュールコンパートメントＪのバッテリモジュールの正極端子は他方でバッテリモジュールコンパートメントＪの電気的インターフェースに接続し、それはバッテリモジュールコンパートメントＩの電気的インターフェースに接続するＨＶバスバーに接続し、それはバッテリモジュールコンパートメントＩのバッテリモジュールの負極端子に接続される、などとなる。このように、バッテリモジュールコンパートメントＪのバッテリモジュールは、バッテリモジュールコンパートメントＩ内のバッテリモジュールに直列にデイジーチェーン接続されてもよく、それは他方でバッテリモジュールコンパートメントＨ、Ｇ、Ｆ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥのバッテリモジュールに（この順で）デイジーチェーン接続され、バッテリモジュールコンパートメントＥのバッテリモジュールの正極端子はＨＶバスバーを介してＢＪＢ３００Ｂに戻って接続されて、ＢＪＢ３００Ｂとバッテリハウジング３０５Ａのそれぞれのバッテリモジュールとの間のＨＶ電力接続を完結する。

図３Ｂを参照すると、隣接するバッテリモジュールコンパートメント内のバッテリモジュール間の電気接続を構成するのに使用される電気的インターフェース及び関連するバスバーは、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂに一体化される。これらのインターフェース及びバッテリモジュールは、図５Ｃに示すような内部バンクコントローラによって管理され得る。図３Ｂでは、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２０Ｂは、２つの別個の直列モジュール－モジュール電気接続を構成するように２本の別個のバスバーが含まれるという意味で「対とされた」モジュール－モジュール電力コネクタとして実施される。例えば、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂは、バッテリモジュールコンパートメントＩ及びＪ内のバッテリモジュール間の電気的直列接続を容易化する第１のバスバー、並びにバッテリモジュールコンパートメントＤ及びＥ内のバッテリモジュール間の電気的直列接続を容易化する第２のバスバーを含む。一例では、各「対とされた」モジュール－モジュール電力コネクタにおけるそれぞれのバスバーは、異なる対のバッテリモジュールを直列接続するように各それぞれのバスバーが構成されるので、相互から絶縁される。これに対して、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２０Ｂは、バッテリモジュールコンパートメントＡ及びＦ内のバッテリモジュール間の単一の直列モジュール－モジュール電気接続を構成するように単一のバスバーが含まれるという意味で「単一の」モジュール－モジュール電力コネクタとして実施される。

図３Ｂを参照すると、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２０Ｂの各々は、バッテリハウジング３０５Ａの同じ長手面の長手方向に隣接するバッテリモジュールコンパートメント内のバッテリモジュール同士を接続するように構成される。例えば、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂは、長手方向に隣接するバッテリモジュールコンパートメントＩ及びＪ内のバッテリモジュールを直列接続し、長手方向に隣接するバッテリモジュールコンパートメントＤ及びＥ内のバッテリモジュールを別個に直列接続するように構成される。これに対して、モジュール－モジュール電力コネクタ３２５Ｂは、側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメントＡ及びＦ内のバッテリモジュールを直列接続するように構成される。

図３Ｂを参照すると、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂの各々は、隣接するバッテリモジュールコンパートメント内のバッテリモジュール間に電力を搬送するための１本以上のバスバー（例えば、ＨＶバスバー）を含み得る。図３Ｂでは、これらのバスバーは、３３０Ｂ～３７０Ｂとして示される。一例では、バスバー３３０Ｂ～３７０Ｂの一部又は全部が、一体化された切断構成要素を含んでいてもよい。一体化された切断構成要素の各々は、モジュール－モジュール電力コネクタにおけるそれぞれのバスバーの一部であり又はそれに固定され、トリガ（例えば、破壊シナリオにおいて起こり得る電流のサージ、発熱など）に応じてそれぞれの電気接続の両端の電圧を低減又は遮断するように構成される。以下により詳細に説明するように、一体化された切断構成要素は、ヒューズ、破裂構成要素（例えば、パイロヒューズなど）などを含み得る。図３Ｂには、ＨＶバスバー３７５Ｂ～３８０Ｂも示される。ＨＶバスバー３７０Ｂ～３８０Ｂの各々は単一のバッテリモジュールをＢＪＢ３００Ｂに接続し、それにより、モジュール－モジュール電力コネクタの代わりにモジュール－ＢＪＢ電力コネクタの一部として特徴付けられ得る。上述のモジュール－モジュール電力コネクタと同様に、モジュール－ＢＪＢ電力コネクタにおけるＨＶバスバー３７０Ｂ～３８０Ｂが、封止され得る。

図３Ｂには不図示であるが、各バッテリモジュールコンパートメントは、バッテリモジュールとＢＪＢ３００Ｂの間の接続を容易化するＬＶモジュール－トンネルインターフェース（例えば、光通信インターフェース、有線通信インターフェースなど）も含み得る。

一例では、電気自動車３００Ａの中央においてトンネル空間３１５Ａに沿うバスバー（例えば、ＨＶバスバー３３０Ｂ～３８０Ｂ及び／又はＬＶバスバー）を中心配置することは、破壊の衝撃領域（例えば、電気自動車３００Ａの左右側）からバスバーを隔離するのに役立ち、それは他方で破壊の衝撃によるダメージからバスバーを保護する。また、バッテリハウジング３０５Ａの強い金属「背骨」として構成され得る中央バー３１０Ａの上部にトンネル空間３１５Ａを画定することは、同様に、比較的保護された領域として機能するトンネル空間３１５Ａによってバスバーを（例えば、破壊の衝撃によるダメージなどから）保護するのに役立ち得る。トンネル空間３１５Ａはまた、外部電磁干渉からバスバーを保護する電磁シールドとしても機能し得る。一例では、トンネル空間３１５Ａが実質的に空のままとなり、ＬＶバスバー又は光通信インターフェースがそこに配備されることを容易化し得るように、バスバーはファイアウォールの付近にあるバッテリモジュールコンパートメントの上側部分に取り付けられてもよい。中心バスバーは、上記のように、ＬＶ（すなわち、データ）バスバー（不図示）及びＨＶ（すなわち、電力）バスバー（例えば、バスバー３３０Ｂ～３８０Ｂ）を含んでいてもよい。ただし、ＬＶバスバーは、光通信インターフェース（例えば、光管）が実装される場合には（例えば、ＬＶ配線は個々のバッテリモジュールとの通信には不要であるため）省略されてもよい。

トンネル空間３１５Ａがバッテリハウジング３０５Ａの「上部」に画定される実施形態に関して、一例では、側方に隣接するバッテリモジュールコンパートメントの各対は、トンネル空間３１５Ａに近接配置され、バッテリモジュールが挿抜される方向に垂直に配列された一組の孔を含み得る（例えば、側方又は側部挿入について、孔はバッテリモジュールコンパートメントの上側壁又は上部壁にあり得る）。モジュール－モジュール電力コネクタの電気的インターフェースは、トンネル空間３１５Ａ内でバッテリモジュールをバスバー３３０Ｂ～３７０Ｂに接続するための一組の孔の間でそれぞれの孔に搭載される。例えば、各モジュール－モジュール電力コネクタは、バッテリハウジング３０５Ａの上部におけるトンネル空間３１５Ａに搭載されてもよく、それぞれの電気的インターフェースは下方に延在して１以上のそれぞれの孔に挿入されてから固定及び封止される。そして、バッテリモジュールはバッテリモジュールコンパートメントに挿入されると、バッテリモジュールの正極端子及び負極端子に対する電気的インターフェース（例えば、プラグ、ソケットなど）がモジュール－モジュール電力コネクタにおける電気的インターフェース（例えば、プラグ、ソケット）に対して次のような態様で揃えられる。その態様では、バッテリモジュールコンパートメントへの完全な挿入に対して、バッテリモジュールの電気的インターフェースがモジュール－モジュール電力コネクタにおける電気的インターフェースに結合されるように、バッテリモジュールがバッテリモジュールコンパートメントから除去されると、バッテリモジュールの電気的インターフェースはモジュール－モジュール電力コネクタから切断（すなわち、結合解除）される。あるいは、バッテリモジュールが挿入に応じてモジュール－モジュール電力コネクタにプラグ接続される実施例の代わりに、モジュール－モジュール電力コネクタにおけるＨＶバスバーはバッテリモジュールにおける電気的インターフェースに手動で固定されてもよい。例えば、ＨＶバスバーは、バッテリモジュールにおいて電気的インターフェースにボルト接続されてから別個のカバーによって被覆又は封止され得る。この場合、バッテリモジュールに対するモジュール－モジュール電力コネクタの電気的インターフェースは、（例えば、モジュール－モジュール電力コネクタとバッテリモジュールとの間の電気接続部を構成するためのプラグ／ソケット機構とは対照的に）バッテリモジュールの電気的インターフェースに対してボルト接続されるＨＶバスバーの一部分に対応することになる。

一例では、モジュール－モジュール電力コネクタにおける電気的インターフェースは、バッテリモジュール搭載領域の両側においてバッテリモジュールとインターフェースし得る。例えば、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂはバッテリハウジング３０５Ａの一方の長手面においてバッテリモジュールコンパートメントＩ及びＪ内のバッテリモジュールを直列接続し、一方で、バッテリハウジング３０５Ａの他方の長手面においてバッテリモジュールコンパートメントＤ及びＥ内のバッテリモジュールも直列接続する。バッテリモジュールの電気結合は、最後のバッテリモジュールが挿入されると、バッテリモジュールコンパートメントからバッテリモジュールコンパートメント（例えば、バッテリモジュールコンパートメントＡ～Ｊの各々）にＨＶがＢＪＢ３００Ｂにおいて利用可能であることによってチェーン接続可能となる。

各モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂにおける電気的インターフェースは、各バッテリモジュールコンパートメントが外部環境から封止されるように（例えば、全てのバッテリモジュールコンパートメントが閉塞されるとバッテリハウジング３０５Ａに液体が浸入も浸出もしないように）（例えば、プラスチックカバー、ゴムガスケット、封止接着剤、軸方向又は径方向におけるＯリングなどの封止リングなどによって）封止され得る。一例では、この封止は、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂの電気的インターフェースを介して電気的に接続されるバッテリモジュール間には適用されない（例えば、隙間がモジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂ内部に画定されてそれぞれの隣接するバッテリモジュール間の気流を許容し得る）。一例では、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂは、ボルト接続又はネジ接続によってトンネル空間３１５Ａにおいてバッテリハウジング３０５Ａの上部に固定され得る。

一例では、モジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂをトンネル空間３１５Ａにおいてバッテリハウジング３０５Ａに対して位置決めすることによって、作業者（例えば、電気自動車３００Ａの組立て時の車両組立工場での組立て作業者、メンテナンス作業者など）が高圧の危険に晒されることなく特定のサブセットのバッテリモジュールコンパートメントへのアクセスを可能とし得る。例えば、上記のように、それぞれのバッテリモジュールコンパートメントのバスバー３３０Ｂ～３７０Ｂは電気自動車３００Ａの内部又は中心部分に位置決めされ得る一方で、側方モジュール挿入のシナリオについて、作業者は電気自動車３００Ａの外部に位置し、それにより、中心に位置決めされたバスバー３３０Ｂ～３７０Ｂからシールドされ得る。

特に、一体型カバー（又はエンドプレート）を含むバッテリモジュールの挿入時に、作業者は、バッテリモジュールをバッテリモジュールコンパートメントに挿入してバッテリモジュールを少なくとも１本の対応するバスバーに結合させる（例えば、１以上のモジュール－モジュール電力コネクタの電気的インターフェースを介して、なお、バッテリモジュールの結合は作業者がバッテリモジュールの電気的インターフェースを１以上のモジュール－モジュール電力コネクタの対応する電気的インターフェースに押し込み又はスライドさせることによって行われ得る）。作業者は、その後、カバー（又はエンドプレート）を、バッテリモジュールコンパートメントが封止されるように、バッテリモジュールコンパートメントに（例えば、ボルトを締めることなどによって）固定し得る。同様に、引抜き時に、作業者は、カバー取付け機構を（例えば、ボルトを除去するなどによって）解放又は解除してから、バッテリモジュールコンパートメントからバッテリモジュールをスライドさせることになる。したがって、少なくとも１つの実施形態では、挿入時又は引抜き時のいずれかにおいて、作業者を中心のＨＶバスバー３３０Ｂ～３７０Ｂに晒すことなく、作業者は一時にバッテリモジュールコンパートメント及びその関連するバスバーの１つの特定のサブセット内部のバッテリモジュールのみにアクセスする。

実施形態では、ＢＪＢ３００Ｂは、バッテリハウジング３０５Ａの上部において、電気自動車３００Ａの一方の長手方向端部において（側方に）中央又は中心に位置決めされてもよい。例えば、電力配線引回しを簡素化及び／又は短縮して安全性を向上するため、ＢＪＢ３００Ｂは、バッテリモジュールコンパートメントＥ及びＪの上方のバッテリハウジング３０５Ａの一方の長手方向端部に、あるいは、バッテリモジュールコンパートメントＡ及びＦの上方のバッテリハウジング３０５Ａの他方の長手方向端部に位置決めされ得る。一例では、トンネル空間３１５Ａの上方の電気自動車３００Ａの（側方に）中央にＢＪＢ３００Ｂを位置決めすると、トンネル空間３１５Ａに沿って延びるバスバー３３０Ｂ～３７０Ｂに起因するＢＪＢ３００Ｂとバッテリモジュールとの間の電気接続長が減少し得る。ただし、ＢＪＢ３００Ｂは、電気自動車３００Ａのいずれの場所にも配置可能であり、図３Ｂに図示する正確な位置にバッテリハウジング３０５Ａに近接して設置される必要はないことが分かるはずである。

図３Ａ～３Ｂに関して上述したバッテリハウジング３０５Ａは、以下の種々の実施形態を説明するのに使用される側方挿入型バッテリモジュール搭載領域の構成などの種々のバッテリモジュール搭載領域の構成に基づき得る（例えば、バッテリモジュールが電気自動車の左右側からバッテリモジュール搭載領域に挿入される）。ただし、明示していないが、鉛直方向挿入型バッテリモジュール搭載領域の構成（例えば、バッテリモジュールが電気自動車の上側又は底側からバッテリモジュール搭載領域に挿入される）、ヒンジ挿入型バッテリモジュール搭載領域の構成（例えば、バッテリモジュールコンパートメントが、バッテリモジュールコンパートメントがバッテリモジュール挿入のためのヒンジによって上方及び下方に回転するように、ヒンジに取り付けられる）など、他のバッテリモジュール搭載領域の構成が可能である。

図４Ａ～４Ｂは、モジュール－モジュール電力コネクタが本開示の実施形態に係る電気自動車のバッテリモジュール間に配置される例を示す。特に、図４Ａ～４Ｂは、電気自動車のバッテリハウジングのための側方挿入型バッテリモジュール搭載領域の構成に特有の例を示す。

図４Ａを参照すると、電気自動車シャーシ４００Ａは、電気自動車シャーシ４００Ａの左側に、左側側方挿入によってバッテリモジュール７１０Ａ～７３５Ａを受容するように構成されたバッテリモジュールコンパートメントを含むバッテリモジュール搭載領域４０５Ａを含む。図４Ａでは、バッテリモジュール４１０Ａ～４２５Ａが様々な程度の側方挿入において示され、一方でバッテリモジュール４３０Ａ～４３５Ａは完全挿入状態で示される。図４Ａには明示しないが、バッテリモジュール搭載領域４０５Ａは、電気自動車４００Ａの右側に、右側側方（すなわち、側部）挿入によって他のバッテリモジュール４１０Ａ～４３５Ａを受容するように構成されたバッテリモジュールコンパートメントをさらに含み得る。より具体的には、バッテリモジュール４１０Ａ～４３５Ａの挿入面は、電気自動車４００Ａの（長手方向に）左側の各それぞれのバッテリモジュールコンパートメントの左外向き側方面に対応し、（長手方向に）右側の各それぞれのバッテリモジュールコンパートメントのバッテリモジュールの挿入面は、電気自動車４００Ａの右外向き側方面に対応する。ロッカーパネル４４５Ａが、電気自動車４００Ａに取り付けられてもよい。

図４Ａを参照すると、ＢＪＢ４５０Ａは、バッテリモジュール搭載領域４０５Ａの上部に搭載され、モジュール－モジュール電力コネクタ４５５Ａを介してバッテリモジュール４１０Ａ～４３５Ａに（及び図４Ａでは明示されない右側バッテリモジュールにも）電気的に接続される。また、ＢＪＢ４５０Ａに結合される、図５に示すようなバッテリモジュールコントローラは、ＬＶバスバー４６０Ａを介して各バッテリモジュールに通信可能に結合される。他の実施形態では光通信インターフェース（例えば、光管など）が、結合のために使用され得る。図４Ａには明示しないが、モジュール－モジュール電力コネクタ４５５Ａ及びＬＶバスバー４６０Ａの各々は、図４Ｂに示すような保護されたトンネル空間４１５Ｂに配備され得る。

図４Ｂを参照すると、他の電気自動車シャーシ４００Ｂが、バッテリモジュール搭載領域４０５Ｂとともに図示されている。種々のバッテリモジュール４１０Ｂが、バッテリモジュール搭載領域４０５Ｂへの種々の挿入度で示される。トンネル空間４１５Ｂは、一組の中心搭載バー４２０Ｂによってバッテリモジュール搭載領域４０５Ｂの上方に画定される。また、図４Ｂには、ＬＶバスバー４３０Ｂ及びモジュール－モジュール電力コネクタ４３５Ｂを介して種々のバッテリモジュールに接続されるように構成されたＢＪＢ４２５Ｂを示す。図４Ｂには明示しないが、ＬＶバスバー４３０Ｂ及びモジュール－モジュール電力コネクタ４３５Ｂは、トンネル空間４１５Ｂの内側に設置され、その後に（例えば、バッテリモジュール搭載領域４０５Ｂの上部へのボルト締め又はネジ締めによって）封止され得る。また、図４ＢではＢＪＢ４２５Ｂ、ＬＶバスバー４３０Ｂ及びモジュール－モジュール電力コネクタ４３５Ｂはバッテリハウジング構成要素の上方に浮いているように図示されているが、ＢＪＢ４２５Ｂはトンネル空間４１５Ｂに隣接して設置され、ＬＶバスバー４３０Ｂ及びモジュール－モジュール電力コネクタ４３５Ｂはトンネル空間４１５Ｂ内部に設置されるので、その図示は説明の便宜上のものであることが分かるはずである。モジュール－モジュール電力コネクタ４３５Ｂは、バッテリモジュール４１０Ｂの電力フローを管理する内部バンクコントローラによって管理され得る。

上述の実施形態におけるモジュール－モジュール電力コネクタは、それぞれのバッテリモジュールコンパートメント内のバッテリモジュール間で直列接続を構成してＢＪＢ３００Ｂに供給される電圧レベルを上昇させるのに使用されるが、代替の実施形態では、その代わりに、モジュール－モジュール電力コネクタの一部又は全部は、それぞれのバッテリモジュールコンパートメント内のバッテリモジュール間の並列接続を構成して電流を増加させるように構成されてもよい。したがって、モジュール－モジュール電力コネクタによって構成される接続の具体的種類は、より高い電流又はより高い電圧のいずれが望ましいかに応じて実施例ごとに変わり得る。

図５Ａは、バッテリ管理システムの実施形態に係る高圧制御システム５００の模式図を示す。

図５Ａを参照すると、模式図は、高圧電力接続がバッテリモジュール５１０Ａ～５１３Ａ、５１０Ｂ～５１３Ｂ及び５１０Ｃ～５１３Ｃから車両システムにエネルギーを搬送することを示す。バッテリモジュール５１０Ａ～５１３Ａはバッテリバンク５０３に配置され、バッテリモジュール５１０Ｂ～５１３Ｂはバッテリバンク５０５に配置され、バッテリモジュール５１０Ｃ～５１３Ｃはバッテリバンク５０７に配置される。また、これらの３個のバッテリバンク５０３、５０５及び５０７は、車両電力システム５０１又は他の電源の一部を構成し得る。図５Ｂに、コントローラ間の低圧通信接続を示す。図５Ｃに、各バンク内の高圧及び低圧接続をより詳細に示す。

バッテリバンク５０３、５０５及び５０７などのバッテリバンクは、それぞれ内部バンクコントローラ５１４Ａ、５１４Ｂ又は５１４Ｃを含み得る。バッテリバンク５０３の内部バンクコントローラ５１４Ａは、例えば、一方の端子におけるスイッチ及び他方の端子における可変抵抗を介してバッテリバンク５０３との間の電流を制御し得る。内部バンクコントローラはバンク内のモジュールと直接通信し、直列接続されるそれらのモジュールをモニタリングするために主回路上に電流シャント及びクーロンカウンタを含んでいてもよい。内部バンクコントローラは、ここでは、ジャンクションボックス、スイッチボックス、ＢＪＢ若しくはＳ－Ｂｏｘともいわれることもあり、又はこれらのハードウェア構成要素の一部でもあり得る。バッテリモジュール自体は、バッテリバンク内に直列接続されてもよい。各バンクの負極端子は、点線で示され、５５２、５５４及び５５６において給電又は受電するための切換装置として実施され得る印加接触器５４０まで延在する。ホストインターフェースコントローラ５２０は、電力をさらに他のコントローラ及びモジュールに伝達するのに使用され得る補助接続部５５８を介して受電してもよい。

一実施例では、車両システム、すなわち、負荷は、車両電源５５２及びＡＣ／ＤＣ又はＤＣ／ＤＣコンバータ５５６であり得る一方で、入力はバッテリ充電器５５４であり得る。内部バンクコントローラ５１４Ａによって制御されたスイッチ及び抵抗器は、例えば、バッテリバンク５０３を調整してもよく、モジュール間の調和を与え、モジュールレベルコントローラと相互作用する。図５Ｂ及び５Ｃに、バッテリバンクのコントロールアーキテクチャをより詳細に示す。ここで、内部バンクコントローラ５１４Ａは、出線端子の高圧接続部にわたる電圧及び電流制御を行う。

バッテリバンク５０３、５０５及び５０７の正極端子は、種々のバッテリバンクとの間で電力を調整するためにマイクロコントローラによって制御される一連のスイッチとして実装され得るバンク切換接触器５３０に接続する。バンク切換接触器５３０は、バッテリ管理システム５００の中心制御部として作用するホストインターフェースコントローラ５２０によって制御され得る。ホストインターフェースコントローラ５２０は、印加接触器５４０の切換を制御してもよい。バンク切換接触器５３０は、印加接触器５４０とともに、安全インターロック５５０からの制御信号を受信し得る。ホストインターフェースコントローラ５２０は、特定の用途（例えば、乗用車、トラック、固定ストレージ）に対して１以上のバッテリバンクのための適合性を与える制御ユニットである。ホストインターフェースコントローラは、安全接触器などの一般用途向け特徴構成、充電及び自動車制御ユニット（例えば、ＥＣＵ）に対する接続の直接の制御を行い得る。

ホストインターフェースコントローラ５２０はまた、各バッテリバンク５０３、５０５及び５０７の正極端子及び負極端子に補助電圧電力を伝達する。これらのパワーラインは、図５Ａには不図示であるが、電力を車両からホストインターフェースコントローラ５２０に供給するように動作する。ホストインターフェースコントローラ５２０は、これらのラインを介して受電し、好ましくはバンク切換接触器５３０及び印加接触器５４０の代わりに、スイッチとして作用して、必要に応じて補助電力を制御する。この冗長電力は、通常の動作負荷、車両電源５５２又はＤＣ／ＤＣコンバータ５５６の１つ以上よりも低い電圧又は電流であってもよい。

図５Ｂは、バッテリ管理システムの実施形態に係る低圧通信の模式図を示す。

図５Ｂを参照すると、バッテリバンク５０３、５０５及び５０７は、図５Ａの高圧電力フローのものとは異なる配線又は経路を介して情報又は制御信号フローとともに示される。あるいは又は場合によっては、図示する情報フローは、高圧経路の１以上に沿う電流の変調によって伝送され、高圧システムに接続される種々のコントローラによって検出され得る。いずれの場合でも、モジュール５１０Ａ～５１３Ａは、図５Ｂに示すように、情報ネットワークによって直列接続され得る。

図５Ｂは、低圧（ＬＶ）通信接続を示す。モジュール内の接続は、高圧接続部のように直列にモジュールに接続するリング構成として示される。モジュール間の接続は、モジュールコントローラとのハブ及びスポーク構成又はバス構成であってもよい。低圧接続部は、モジュールの各々を直列接続する高圧主回路と同じトポロジーに従うものであってもよい。

ホストインターフェースコントローラ５２０は、コントローラのネットワークのヘッドとして機能し得る。特に、各種バッテリバンク５０３、５０５及び５０７のための制御又はフィードバックは、それぞれ、ホストインターフェースコントローラ５２０において開始又は終端し得る。ホストインターフェースコントローラ５２０はまた、制御信号をバンク切換接触器５３０及び印加接触器５４０に送信してスイッチ構成又は設定を制御し得る。ホストインターフェースコントローラ５２０は、専用の電力制御又はバッテリ管理回路又はプロセッサであり得る。あるいは、ホストインターフェースコントローラ５２０は、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に統合されてもよい。

図５Ｂに示すような情報フローは、階層的であってもよい。すなわち、ローカルに（例えば、モジュール又はバンク内で）行われ得る制御判断は、ローカルコントローラ（例えば、内部バンクコントローラ５１４Ａ）によって管理される。同様に、モニタリング又はフィードバックデータは、上位コントローラによって必要とされる情報のみが転送されるように、各連続するレベルのコントローラによってフィルタ処理され得る。各レベルのコントローラは、下位コントローラ又はモニタリング装置によって収集されたデータを再特徴付け又は再パッケージし得る。ホストインターフェースコントローラ５２０は、最上位のコントローラであってもよく、電力分配命令、切換制御指令又は電力モード変更を車両ＥＣＵ又は車両のエンジンコントローラから受信し得る。またさらに、ホストインターフェースコントローラ５２０は、バンク切換接触器５３０及び印加接触器５４０におけるモニタリング回路から情報又はフィードバックを受信し得る。

また、ホストインターフェースコントローラ５２０及び内部バンクコントローラ５１４Ａ～Ｃは、モジュールレベルのコントローラ及びモニタリング回路と、車両ＥＣＵとの間のゲートウェイとして動作し得る。ゲートウェイとして、内部バンクコントローラ５１４Ａ～Ｃ及びホストインターフェースコントローラ５２０は、ネットワークの他の部分（例えば、印加接触器５４０）による使用のためにデータを変形、再パッケージ、圧縮、フィルタ処理又は変換し得る。これは、異なる供給者又は製造者からのバッテリバンクが異なるモニタリング回路又は伝送プロトコルを有し得る異種の実施例において特に重要である。内部バンクコントローラによるバンクの仮想化の結果として、ホストインターフェースコントローラ５２０は、同種のバッテリバンクとしてバンクを観測し又はそれに接続することになる。異種バッテリバンクの場合（例えば、モジュールよりも上位で５０３は５０５とは異なる）、ホストインターフェースコントローラ５２０は、他の相互運用機能を実施し得る。同様に、５１１Ａ又は５１１Ｃなどのバッテリモジュールがアップグレード又は改装された場合（特に当初の機器製造者－非ＯＥＭの場合）、内部バンクコントローラはそれらのモジュールのための相互運用機能を実行し得る。

ゲートウェイの一部の実施例では、バンク切換接触器５３０及び印加接触器５４０は、ゲートウェイに含まれてもよい。バンク切換接触器５３０は、ホストインターフェースコントローラ５２０による変形なしに制御のための種々のプロトコルを受信するように開放され得る。特に、これらのスイッチバンクは、種々の上流側コントローラ（例えば、ＥＣＵ）から様々なプロトコルで命令を、その命令をホストインターフェースコントローラ５２０に通過させ又は通過させずに受信し得る。バッテリ管理システムにおける内部バンクコントローラ及びホストインターフェースコントローラは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は実行可能ソフトウェア指令で構成されるプロセッサ、及び他の実施例など、ハードウェア若しくはソフトウェア又はそれらの組合せであり得る。

モジュールレベルにおいて、図示する直列接続は、内部バンクコントローラ５１４Ａに接続を与えるだけでなく、例えば、協働及び均衡化がモジュール又はサブバンクレベルにおいて管理可能となるように各モジュールをバッテリバンク内の他のモジュールに接続してもよい。またさらに、モジュールが専用情報接続を介して接続され得るため、その接続は電力又は高圧接続の直列接続を反映する必要はない。その代わりに、例えば、モジュール（例えば、５１０Ｂ～５１３Ｂ）のための情報又は低圧ネットワークは、モジュールの対（例えば、５１０Ｂ及び５１２Ｂ）又は他のグループが相互に制御され得るように、並列接続で実装され得る。これは、効率を高め、コストを低減し得る。またさらに、モジュール及び／又は内部バンクコントローラの有線接続は、無線接続又は他のデータリンク接続に置き換えられてもよい。特に、ホストインターフェースコントローラ５２０は、ライン５９９を介した追加の外部通信のために車両に接続してもよい。

図５Ｃは、バッテリ管理システムの実施形態に係るバッテリモジュールのバンクにおける高圧及び低圧接続のシステム模式図を示す。

図５Ｃに示す実施例は、単一のバッテリバンク内（ここではバッテリバンク５０３内）のデータリンク及び高圧接続の詳細図を与える。重要なこととして、バッテリバンク５０３は、端部モジュール間の楕円によって示されるように、Ｎバッテリモジュール（Ｎは任意の整数）を有するものとして示される。図５Ａ及び５Ｂのバッテリバンク５０３、５０５又は５０７のいずれかが、１以上のモジュールとともに実装され得る。またさらに、電力システム５０１の各バンクは、同数のモジュールを有している必要はない。実際に、このバッテリ管理システムの有利な効果の１つは、異種バッテリバンク及び／又はバッテリモジュールを扱うことができることである。各モジュール（例えば、５１１Ａ）のセルは、バッテリの電気記号で矢印の両側に示される。バッテリバンク５０３は図３Ｂに示すバッテリバンクであってもよく、図５Ｃにモジュール５１１Ａ及び５１３Ａを他のモジュールに直列接続するモジュール－モジュール電力コネクタ３０５Ｂ～３２５Ｂも示す（ただし、符号を付していない）。

特に、図５Ｃは、モジュールの各々が設けられ、各々がモジュールの正極端子と負極端子の間に接続されたセルモジュールコントローラ５７１～５７６を示す。したがって、セルモジュールコントローラ５７１～５７６は、管理下においてバッテリセルによって給電され得る。同様に、図５Ｃにおけるバッテリバンク５０３の詳細図は、他のレイヤ：バッテリセルアーキテクチャを示す。任意数のセルが、各モジュールに実装され得る。セル数は蓄エネルギー容量及び出力電圧に影響を与え得るが、異種バッテリ管理システムによって扱われ得る。セルは、それらの化学成分（例えば、Ｌｉイオン、Ｌｉポリマー、鉛酸）によってさらに特徴付けられてもよい。

セルモジュールコントローラ５７３は、例えば、それぞれのモジュール５１１Ａにおいて管理下ではセルに対するセルモデルを記憶又は検出するように構成され得る。セルモデルは、放電曲線、充電曲線、熱限界、電流についての最適動作範囲、温度及び切換、セル数、並びに／又は性能の経年劣化を予測又は特徴付けし得る。さらに、セルモジュールコントローラ５７３は、これらのバッテリセルパラメータの１以上を検出し、セルモデルを構築又は改良するように構成され得る。バッテリ管理システムにおけるセルモジュールコントローラ５７３などは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は実行可能ソフトウェア指令で構成されるプロセッサ、及び他の実施例など、ハードウェア若しくはソフトウェア又はそれらの組合せであり得る。

セルモジュールコントローラは、セルにかかる電圧及び他の機能パラメータを検出するモジュール内の１以上のセルに接続し得る。同様に、セルモジュールコントローラは、セルがシャント又は他の切換可能なバイパスを介してモジュールに寄与することを選択的に除外し得る。これは、セルが劣化するのに対してモジュール５１１Ａの寿命を延ばすことになる。セルモジュールコントローラは、セルの化学作用及びセルの配置又はグループ化を把握し得る。セルモジュールコントローラはまた、モジュール内の１以上のセルにわたってバッテリモジュール５１１Ａから必要とされる負荷を均衡化する種々の切換技術を用いてもよい。特に、モジュールの出力電圧は、１以上のセルを直列構成から並列構成に切り換えることによって調整され得る。セルは、円筒状、角柱状又はパウチ形態のものであり得る。

セルモジュールコントローラ５７３は、バッテリモジュール５１１Ａの動作限界（例えば、アンペア時間）を符号化し、記録し、又はホストインターフェースコントローラ５２０若しくは内部バンクコントローラ５１４Ａに定期的に送信してもよい。これらの動作限界は経時的に変化し得るので、セルモジュールコントローラ５７３はバッテリモジュール５１１Ａ内の１以上のモニタリング回路又は検出器に接続して動作限界を測定又は導出してもよい。これらの動作限界の例示は、パルス又は連続充電／放電の下での充放電についての電流限界、最大及び最小電圧限界、動作及び休止についての熱限界、充電状態、並びに健康状態を含み得る。重要なこととして、バッテリモジュール５１１Ａが動作限界付近にあり、動作限界にあり又は動作限界を超えているものと判定された場合、セルモジュールコントローラは、接続されるバンクの直列接続を残しつつモジュールのセルをバイパスするバイパス手順を開始し得る。バイパス手順は、付近のモジュール（例えば、５１３Ａ）又は内部バンクコントローラ５１４Ａと併せて行われてもよい。他の修正動作は、セルの再均衡化、セルの遮断、セルの再充電及び他のセルのレベル調整を含む。

最終的には、異種モジュール又はセルについて、セルモジュールコントローラは、モジュール及び内在するセルを１以上の標準化モジュール形式に抽象化し、又はモジュールをバッテリのセルとして抽象化するように動作し得る。バッテリモジュールは、モジュールがＳ×Ｐセルを有するように、並列群（Ｐ）及び直列接続されたもの（Ｓ）に組み合わされた同種のバッテリセルで構成されてもよい。したがって、場合によっては、相互運用性は、モジュール５１１Ａ内でセルの機能性及び性能を向上しつつも、簡素なバッテリセルとして上流側コントローラに見えるように機能するセルモジュールコントローラ５７３を含み得る。より小さな組の標準セル又はモジュールに適応するものとしてモジュールを抽象化又は仮想化することによって、管理システム内でより高いレベルの抽象化での第三者のシステム及びプロトコルとの相互運用性を高めることが可能となる。例えば、新たに交換されたバッテリモジュールが、付近のモジュールの使用年数又は内部バンクコントローラ５１４Ａによって設定された使用年数を模擬するように、セルモジュールコントローラ５７３によって仮想化されてもよい。結果として、モジュール内のセルの組織及びそれらの化学作用は、モジュール外部で又は上位コントローラに対して把握されている必要も検出可能である必要もない。

内部バンクコントローラ５１４Ａは、高圧Ｉ／Ｏ５８１及び５８４を介してバンク切換接触器５３０にも接続し、コンタクト５８１が正極端子であり、コンタクト５８４が負極端子である。内部バンクコントローラ５１４Ａは、低圧通信ライン５８２を介したホストインターフェースコントローラとのデータ通信リンクを与える。さらに、内部バンクコントローラ５１４Ａは、バンク切換接触器５３０をバイパスしてその後に補助電力を特定の状況又はモードにおいて（例えば、安全インターロックが作動した後に）車両に供給し得るホストインターフェースコントローラ５２０に直接接続し得る補助パワーライン５８３に出力を行う。

内部バンクコントローラ５１４Ａは、他の内部バンクコントローラと同様に、バッテリバンク５０３からの電荷のフローをモニタリングする電流シャント緊急遮断及びクーロンカウンタ５１９を設け、温度又は他の発火インジケータによって作動される正極端子５８１での安全切断のためのパイロスイッチ５１８を設けてもよい。電流シャントは、全てのモジュールによって共有及び使用される。すなわち、電流測定は、各内部バンクコントローラ及びクーロン計数によって行われる。これらの測定は、調和のために全てのモジュールに利用可能とされる。このように、モジュール自体は、これらの２つのアイテムの部品コストを負担しない。パイロスイッチ５１８は、内部バンクコントローラ５１４Ｂがこれを必要であると判定した場合に、緊急用の１回限りの切断のために使用され得る。パイロスイッチはまた、バンクにおける故障を示すことになり又は当然に発火をもたらす可能性がある過電流条件又は過電圧条件によって作動されてもよい。

次のレベルの制御又は管理において、内部バンクコントローラ５１４Ａは、モジュールのバッテリバンク５０３についての抽象化も与える。各モジュールからの抽象化データを用いることで、内部バンクコントローラ５１４は、例えば、バッテリバンクの容量、放電曲線又は電流限界を計算し得る。他の動作限界及びパラメータが、セルモジュールコントローラから取得された情報から計算されてもよい。図５Ａから分かるように、各バッテリバンク５０３、５０５及び５０７の主電流回路は、それぞれの内部バンクコントローラ５１４Ａ～Ｃを通じてルーティングされる。同様に、バッテリモジュール５１１Ｂ及び５１３Ｂからのデータの情報フローは、例えば、図５Ｂから分かるように、それぞれの内部バンクコントローラ５１４Ｂを通じてルーティングされる。

したがって、内部バンクコントローラ５１４Ｂは、セルモジュールコントローラから受信されたデータからだけでなく、その制御下で通過する実際の電流及び電圧からもモジュール及びバンク性能の様子を把握する。内部バンクコントローラ５１４Ｂは、バッテリバンク容量などの情報をセルモジュールコントローラに返送してもよい。内部バンクコントローラのいずれも、バンク容量、バンク電圧、バンク温度、温度毎のバンク放電電流限界（パルス／連続）、温度毎のバンク充電限界（パルス／連続）及びバンク熱限界を送信し得る。

図５Ｄは、バッテリ管理システムの実施形態に係るホストインターフェースコントローラ及びバンク切換接触器並びにそれらの接続を示す。

図５Ｄを参照すると、ホストインターフェースコントローラ５２０への入力が、一実施例に係るバンク切換接触器５３０の例示的電気構造とともに示される。バンク切換接触器５３０は、図５Ａの３個のバッテリバンク５０３、５０５及び５０７の各々に対して高圧スイッチを有する。スイッチは、ホストインターフェースコントローラ５２０をバンク切換接触器５３０に接続する電力制御ライン５９４によって制御され得る。さらに、スイッチは、安全インターロック５５０によって制御されてもよい。バンク切換接触器５３０は、車両又は印加接触器５４０への高圧接続であり得る「ＰＯＷＥＲ」に対して出力を行う。ホストインターフェースコントローラ５２０は、一時にバッテリバンク５０５などの１つのバッテリバンクのみを選択し、それにより、その他のバッテリバンク５０３及び５０７が、電力が供給されずに、車両の距離を延ばすように動作する。

図５Ｃに記載するように、内部バンクコントローラは、バンク電力出力部５８１及び５８４に加えて２つの出力部を有する。具体的には、ホストインターフェースコントローラ５２０からの通信ライン５８２及び補助電力入力部５８３が、接続部５９１としてバッテリバンク５０３に関して図５Ｄに示される。他のバンク５０５及び５０７も、これらの接続部５９２及び５９３をそれぞれ有する。またさらに、ホストインターフェースコントローラ５２０は、各々が２つの接続部を有する接続部５９１、５９２及び５９３を有するものとして示される。入力部５９１～５９３の各々は、それぞれ、内部バンクコントローラ５１４Ｃ、５１４Ｂ及び５１４Ａに補助電力接続を与える。これらの補助電力接続は、それらが車両から電力を常時引き出してコントローラに給電するという意味で、常時オンとなり得る。さらに、補助電力接続は、電力入力部５９７を介した車両からの補助電力が特定の電圧を有するように、ホストインターフェースコントローラ５２０の制御下にあり得る。したがって、ホストインターフェースコントローラ５２０は、この補助電力を制御するための１以上のスイッチを含み得る。

ホストインターフェースコントローラ５２０はまた、接続部５９１～５９３を介して内部バンクコントローラ５１４Ａ～Ｃからのデータ供給を受ける。特に、ホストインターフェースコントローラ５２０は、バンク容量、バンク電圧、バンク電流限界、温度毎のバンク電流放電限界（パルス／連続）、温度毎のバンク電流充電限界（パルス／連続）、バンク温度及びバンク熱限界の情報を受信し得る。ホストインターフェースコントローラ５２０は、この情報の少なくとも一部分（例えば、バンク容量）を車両コンピュータ又はエンジンコントローラに通信リンクを介して送信し得る。ホストインターフェースコントローラ５２０はまた、通信リンク５９９からの命令を受信及び実行し得る。例えば、ホストインターフェースコントローラ５２０は、充電モード、高速充電モード、スポーツ放電モード又は寿命サイクル放電モードに切り換わるように、バッテリバンク間を切り換え、バンク接触器５３０又は印加接触器５４０を制御する指令を特定又は受信し得る。

ホストインターフェースコントローラ５２０は、全てのバッテリバンクに対するパック限界及び範囲推定を計算してそれを車両インターフェースに通信リンク５９９を介して提供し得る。ホストインターフェースコントローラ５２０は、バッテリバンクを切り換えて温度を調整することを含む追加の熱管理機能を与えてもよい。通信接続５９５は、印加接触器５４０に接続して、印加接触器に接続された各種高圧車両システム間の電力の切換を制御する。印加接触器５４０は、図５Ｄに示すバンクコントローラ接触器５３０の切換バンクと同様に配置及び制御され得る。

図６は、バッテリ管理システムの実施形態に係る通信シーケンスの模式図を示す。

図６を参照すると、模式図は、一実施例に係るバッテリ管理システム５００のセルモジュールコントローラ、内部バンクコントローラ及びホストインターフェースコントローラ５２０の間の通信フローを示す。セルモジュールコントローラ５７１～５７６は、例えば、モジュール毎の限界（例えば、電流限界－アンペア）及び熱限界を含むモジュール毎の安全限界６１０を内部バンクコントローラ５１４Ａに送信し得る。内部バンクコントローラ５１４Ａは、セルモジュールコントローラから受信した情報６１０に基づいて最小電流限界（充電／放電）、バンク電圧、バンク容量及びバンク熱限界を計算し得る。内部バンクコントローラ５１４Ａは、内部バンクコントローラによって計算されたバンク容量及び他のパラメータを含む周期的アップデート６２０をホストインターフェースコントローラ５２０に送信してもよい。そして、内部バンクコントローラ５１４Ａは、モジュールが再均衡化又は調整され得るように、バンク容量又はバンク限界を送信６３０として各セルモジュールコントローラ５７１～５７６に返送してもよい。非類似のモジュールを均衡化可能であることは、モジュールの最適な利用に重要である。なお、レートベースのアプローチは１つの態様であり、他の態様もある。

またさらに、セルモジュールコントローラ５７１～５７６は、計算される初期モジュール容量ではなくバンク容量に基づいてモジュールの見かけ上の充電状態を個々に又は相互の協働において計算し得る。そして、セルモジュールコントローラ５７１～５７６は、計算されたモジュール毎の充電状態（ＳＯＣ）又は使用可能容量限界を内部バンクコントローラ５１４Ａに返送する。結果として、内部バンクコントローラは、一組の非類似のモジュールを単一の組のバッテリ限界としてホストインターフェースコントローラ５２０に対して表すことができる。セルモジュールコントローラによって実行される測定は、セル電圧測定、セルの温度の測定、モジュールを通過する電流の電流測定であり得る。

より詳細には、各Ｐ群（並列群）のモジュール又は個々のモジュールが、デューティサイクル計算を実行してもよい。内部バンクコントローラ５１４Ａにおける電流測定値及び各モジュールから報告されるＳＯＣを含む基準に基づいて、内部バンクコントローラ５１４Ａは、各セルモジュールコントローラに通知することによって均衡化レート測定を周期的に開始し得る。各セルモジュールコントローラ５７１～５７６は、モジュールにおける各Ｐ群のＳＯＣを測定し、全てのＰ群についての見かけ上の最小ＳＯＣを内部バンクコントローラ５１４Ａに報告し得る。そして、内部バンクコントローラ５１４Ａは、全てのモジュールにわたって見かけ上の最小ＳＯＣを特定して、最小の全バンクＰ群のＳＯＣを全モジュールに報告し得る。各モジュールは、Ｐ群のＳＯＣとバンクに対する最小のＰ群のＳＯＣとの差の関数として各Ｐ群の均衡化抵抗器のデューティサイクルを調整することになる。

バッテリ管理システムは、２種類の均衡化：能動均衡化及び受動均衡化を実行し得る。能動均衡化は、より低圧によってセルを充電するように高圧のセルを用いることによって行われ、それにより、全てのセルが揃えられてバッテリが完全に充電されるまでセル間の電圧差を減少させ、又は均一に電圧を生成する。受動均衡化は、Ｐ群のサイクル動作を含み、セル電圧が閾値以上となるとオンされる並列の抵抗器を各セルに設けることによって実行され得る。これはＰ群からの電荷を放出し、全てのＰ群における使用可能な放電容量を同レベルとするのに使用され得る。

デューティサイクル平準化機能の一部として、各モジュール（又はセルモジュールコントローラ）は、その均衡化抵抗器の最小デューティサイクルを全てのＰ群から内部バンクコントローラ５１４Ａに報告してもよく、それがその後に全モジュールにわたる最小デューティサイクルを特定することになる。内部バンクコントローラ５１４Ａは、この最小デューティサイクルを全てのモジュールに通信してもよく、その後にバンク内の全てのモジュールはこの最小値を減算することによってそれらのデューティサイクルを平準化してもよい。

図７は、バッテリ管理システムの実施形態に係るバッテリ管理処理を示す。

図７に、バッテリ管理システム５００の実施例に従ってバッテリ管理処理を示す。処理は、充電の開始、車両の始動又は他の初期化シーケンスにおいて開始し得る。７０２において、システムは、バッテリバンクの複数のバッテリモジュールに関連する性能属性のセットをモニタリングし、複数のバッテリモジュールは相互に直列接続され得る。モニタリングされる性能属性の例は、図５Ｂ及び図５Ｃに関して上記されている。

７０４において、システムは、モニタリングに基づいて、複数のバッテリモジュールのうちの第１のサブセットに関連して、性能属性のセットについての第１のセットの性能レベルを検出し得る。特に、内部バンクコントローラが、これらの性能レベルを検出又は計算し得る。

７０６において、システムは、モニタリングに基づいて、複数のバッテリモジュールのうちの第２のサブセットに関連して、性能属性のセットについての第２のセットの性能レベルを検出し得る。特に、内部バンクコントローラが、これらの性能レベルを検出又は計算し得る。

７０８において、システムは、第１のセットの性能レベルと第２のセットの性能レベルとの差に少なくともある程度基づいて、１以上の全バンク動作パラメータを管理又は設定し得る。すなわち、バッテリモジュールは、バッテリ管理システム５００、又はより具体的には内部バンクコントローラ及びホストインターフェースコントローラ２５０によって管理される異種の特性を有し得る。１以上の全バンク動作パラメータは、全バンク容量、全バンク電圧、全バンク放電電流限界、全バンク充電電流限界、全バンク熱限界、全バンク最小Ｐ群のデューティサイクル又はこれらの任意の組合せを備える。

複数のバッテリモジュールの各々は、複数の並列群のバッテリセル（Ｐ群）を含み得る。性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数のＰ群にわたる最小充電状態（ＳＯＣ）を含み得る。性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数のＰ群にわたる最小デューティサイクルを含んでいてもよい。１以上の全バンク動作パラメータは、１以上の全バンク安全限界を含み得る。第１のセットの性能属性は、１以上のモジュール固有安全限界を含み得る。性能属性のセットは、モジュール固有容量、モジュール固有電圧、モジュール固有放電電流限界、モジュール固有充電電流限界、モジュール固有熱限界、モジュール固有放電状態（ＳＯＣ）又はそれらの任意の組合せを備える。

バッテリ管理システムは、第１及び第２のセットの性能レベルに基づいてバッテリバンクの容量を計算し、計算したバッテリバンク容量を複数のバッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信し、各それぞれのモジュール側コントローラからの送信に応じて、計算したバッテリバンク容量に対する関連するバッテリモジュールの充電状態（ＳＯＣ）を受信し得る。システムは、受信したＳＯＣに少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理し得る。バッテリ管理システムは、最小ＳＯＣのうちの最低のものを特定し、特定した最低の最小ＳＯＣを複数のバッテリモジュールの各々においてそれぞれのモジュール側コントローラに送信してＰ群のデューティサイクルを調整し得る。１以上のモジュール固有安全限界は１以上の全バンク安全限界に準拠するように調整されてもよいし、１以上のモジュール固有安全限界は１以上の全バンク安全限界とは独立していてもよい。

図８は、バッテリ管理システムの実施形態に係るモジュール管理処理を示す。

異種バッテリモジュール構成で構成されるバッテリバンクのバッテリモジュールのモジュール側コントローラは、図８に示す例示的処理に係るバッテリモジュールを管理し得る。８０２において、コントローラは、バッテリモジュールの性能属性のセットの性能レベルのセットを特定し得る。性能属性のセットは、既知であり、又は製造に応じてモジュールに符号化され、バッテリの化学作用及び他の固定の性能パラメータを示し得る。

８０４において、コントローラは、少なくとも１つの電気的コントローラに性能レベルのセットを報告し得る。８０６において、コントローラは、その報告に応じて少なくとも１つの電気的コントローラから、バッテリモジュールの性能レベルのセットと、バッテリバンク内の１以上の他のバッテリモジュールの１以上の対応するセットの性能レベルとの差に基づく１以上の全バンク動作パラメータを受信し得る。

８０８において、コントローラは、１以上の全バンク動作パラメータに基づいてバッテリモジュールに対する１以上のモジュール固有制御機能を実行し得る。コントローラは、正しい動作の過程を判断し、全バンクパラメータに基づいてモジュール内のセルのデューティサイクルを再均衡化又は変更し得る。

バッテリアーキテクチャは、相互に対して異種の特性を有する一組のバッテリモジュールに基づき得る。バッテリモジュール自体は同様のよく一致したセルから構築され得るが、そのような要求はバッテリバンクを構成するモジュール間では存在しない。各並列群が５０個のセルを有して１００個の並列群が直列に積載される５０００個のセルからなるバッテリバンク（１００Ｓ×５０Ｐという）の例をとると、セルのスタックは、５０個のセルの並列群で各々同様に構成された５００個のセルの１０個のモジュールに均等に分割され得る（１０Ｓ×５０Ｐ）。上述したバッテリ管理アプローチは、モジュール各々が各並列群又はスタック高さにおいて同数のセルを有することを要さない。実際に、このアプローチによって、非常に非類似のモジュールがバッテリバンク内で相互にチェーン接続可能となる。ただし、実用上は、モジュールの容量は比較的近いことが望ましい場合がある。すなわち、直列におけるバッテリセルのスタックの容量はスタック内の最小セルによって制限されるので、容量が非常に異なるモジュールを有すると、バッテリが利用可能でなくなる（無駄となる）割合が高くなることになる。

そのような異種モジュールをバッテリバンクの寿命にわたって個々に交換可能とすることは、サービスの柔軟性及びバッテリのメンテナンス並びに寿命コストの最適化の観点で大きな利益をもたらす。バッテリバンクは、各構成モジュール（及びその構成セル）の安全動作限界が内部バンクコントローラによって維持され、かつモジュールの全バンク内で利用可能なエネルギーの最適な利用も与え得ることを確保しなければならない。

これは、各モジュールが、抽象化された特性をバンクの全モジュールにわたって統合するバッテリシステムコントローラに対して、標準的な抽象化（セル形式、化学作用及び使用年数に非依存の）表示を通信することによって達成され得る。その後、導出された全バンク安全限界及び必要とされる動作パラメータが、各個々のモジュールに返信される。最後に、モジュールの統合されたセットの抽象化表示が、車両に報告され得る。種々の抽象化が、階層下位における異種構成要素の同種の管理アプローチを可能とする。

電気的に直列接続された一組のバッテリモジュールを、ここではバンク又はバッテリバンクという場合もある。これらのバッテリモジュールの主回路は、内部バンクコントローラを通じてルーティングされる。モジュールはまた、モジュールの全てをバンクコントローラに接続する通信チャネル（ＣＡＮ－ＦＤバス）を共有する。並列に切り換えられる一組の１以上のバッテリバンクをバッテリパック（例えば、バッテリパック５０１）という場合もある。バンク間の切換は、動作中に可能であるが、実用上は、１つのバンクのみが任意の時間に放電され得る。このように、第２又は第３のバッテリバンクが作用して、その電力ではなく、車両シナリオにおける距離（容量）を延ばす。

バッテリセル及びバッテリモジュールに関して、同種という用語は、構成セルが製造及びモデルにおいて同一であり、単一の供給者による同じ製造バッチから来る可能性が高いことを示唆し得る。この用語は、バッテリセルの非ＯＥＭソースも含み得る。バッテリセルに関して、異種という用語は、構成セルが１以上の態様：製造、モデル、化学作用、形式、健康状態又は製造バッチにおいて非類似であることを示唆し得る。バッテリモジュールに関しては、それは、任意の単一のモジュール内のセルが同種であるが、２つのモジュール間でのセルが相互に対して異種であることを意味し得る。

上述した実施形態は、主に陸上の電気自動車（例えば、乗用車、トラックなど）に関するが、他の実施形態が任意の種類の電気的輸送手段（例えば、船舶、潜水艦、航空機、ヘリコプタ、ドローン、宇宙船、スペースシャトル、ロケットなど）に関して種々のバッテリ関連の実施形態を展開可能であることが分かるはずである。

上述した実施形態は、主に電気自動車のための蓄エネルギーシステムの一部としての展開のためのバッテリモジュールコンパートメント及び関連するバッテリモジュール並びに挿入側カバーに関するが、他の実施形態が任意の種類の蓄エネルギーシステムに関して種々のバッテリ関連の実施形態を展開可能であることが分かるはずである。例えば、電気自動車以外に、上記実施形態は、（例えば、家庭用電力システムのために蓄電を与える）家庭用蓄エネルギーシステム、（例えば、商業用又は工業用電力システムのために蓄電を与える）工業用又は商業用蓄エネルギーシステム、（例えば、公共電力システム又はパワーグリッドのために蓄電を与える）グリッド蓄エネルギーシステムなどの蓄エネルギーシステムに適用可能である。

理解されるように、上記実施形態における種々のバッテリモジュールコンパートメントの配置は、電気自動車の車両フロアに一体化されているものとして説明した。ただし、一般的な閉コンパートメントのプロファイル設計は、電気自動車内の他の位置（例えば、電気自動車のトランク内、１以上の乗用車座席の背部、電気自動車の前方ボンネットの下部など）に設置可能なバッテリモジュール搭載領域に拡張され得ることが理解されるはずである。

以上の説明は、当業者が本発明の実施形態を製造又は使用することを可能とするように与えられる。ただし、それらの実施形態の種々の変形例は当業者には直ちに明らかとなるので、本発明はここに開示した特定の処方、処理ステップ及び材料に限定されないことが分かるはずである。すなわち、ここに規定される包括的原理は、本開示の実施形態の趣旨又は範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。
なお、本発明は、態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
異種バッテリモジュール構成により構成されるバッテリバンクを管理するように構成された少なくとも１つの電気的コントローラを動作させる方法であって、
前記バッテリバンクの複数のバッテリモジュールに関連する性能属性のセットをモニタリングするステップであって、複数の前記バッテリモジュールは相互に直列接続される、ステップと、
前記モニタリングするステップに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第１のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第１のセットの性能レベルを検出するステップと、
前記モニタリングするステップに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第２のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第２のセットの性能レベルを検出するステップと、
前記第１のセットの性能レベルと前記第２のセットの性能レベルとの差に少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理するステップと、
を備える方法。
〔態様２〕
前記性能属性のセットは、モジュール固有容量、モジュール固有電圧、モジュール固有放電電流限界、モジュール固有充電電流限界、モジュール固有熱限界、モジュール固有放電状態（ＳＯＣ）又はそれらの任意の組合せを備える、態様１に記載の方法。
〔態様３〕
前記第１及び前記第２のセットの性能レベルに基づいて前記バッテリバンクの容量を計算するステップと、
計算された前記バッテリバンクの容量を複数の前記バッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信するステップと、
各それぞれのモジュール側コントローラからの前記送信するステップに応じて、計算された前記バッテリバンクの容量に対する、関連する前記バッテリモジュールの充電状態（ＳＯＣ）を受信するステップと、
をさらに備え、
前記管理するステップは、受信した前記ＳＯＣに少なくともある程度基づいて前記１以上の全バンク動作パラメータを管理する、態様１に記載の方法。
〔態様４〕
前記１以上の全バンク動作パラメータは、全バンク容量、全バンク電圧、全バンク放電電流限界、全バンク充電電流限界、全バンク熱限界、全バンク最小Ｐ群のデューティサイクル又はこれらの任意の組合せを備える、態様１に記載の方法。
〔態様５〕
複数の前記バッテリモジュールの各々は、バッテリセルの複数の並列群（Ｐ群）を備える、態様１に記載の方法。
〔態様６〕
前記性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小充電状態（ＳＯＣ）を備える、態様５に記載の方法。
〔態様７〕
前記管理するステップは、
前記最小ＳＯＣのうちの最低のものを特定するステップと、
前記最小ＳＯＣのうちで特定された前記最低のものを、複数の前記バッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信して前記並列群（Ｐ群）のデューティサイクルを調整するステップと、
を含む、態様６に記載の方法。
〔態様８〕
前記性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小デューティサイクルを備える、態様５に記載の方法。
〔態様９〕
前記管理するステップは、
前記最小デューティサイクルのうちの最低のものを特定するステップと、
前記最小デューティサイクルのうちで特定された前記最低のものを、複数の前記バッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信して前記並列群（Ｐ群）のデューティサイクルを調整するステップと、
を含む、態様８に記載の方法。
〔態様１０〕
前記第１のセットの性能属性は、１以上のモジュール固有安全限界を備える、態様１に記載の方法。
〔態様１１〕
前記１以上のモジュール固有安全限界は、１以上の全バンク安全限界に準拠するように調整され、又は
前記１以上のモジュール固有安全限界は、前記１以上の全バンク安全限界とは独立している、態様１０に記載の方法。
〔態様１２〕
前記１以上の全バンク動作パラメータは、１以上の全バンク安全限界を備える、態様１０に記載の方法。
〔態様１３〕
前記１以上の全バンク安全限界は、１以上の初期全バンク安全限界に準拠するように調整された１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算され、又は
前記１以上の全バンク安全限界は、前記１以上の初期全バンク安全限界とは独立した１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算される、態様１２に記載の方法。
〔態様１４〕
異種バッテリモジュール構成により構成されたバッテリバンクのバッテリモジュールのモジュール側コントローラを動作させる方法であって、
前記バッテリモジュールの性能属性のセットについて性能レベルのセットを特定するステップと、
前記性能レベルのセットを少なくとも１つの電気的コントローラに報告するステップと、
前記バッテリモジュールの前記性能レベルのセットと、前記バッテリバンク内の１以上の他のバッテリモジュールについての１以上の対応する性能レベルのセットとの差に基づく１以上の全バンク動作パラメータを、前記報告するステップに応じて、少なくとも１つの前記電気的コントローラから受信するステップと、
前記１以上の全バンク動作パラメータに基づいて前記バッテリモジュールについて１以上のモジュール固有制御機能を実行するステップと、
を備える方法。
〔態様１５〕
前記性能属性のセットは、モジュール固有容量、モジュール固有電圧、モジュール固有放電電流限界、モジュール固有充電電流限界、モジュール固有熱限界、モジュール固有放電状態（ＳＯＣ）又はそれらの任意の組合せを備える、態様１４に記載の方法。
〔態様１６〕
前記１以上の全バンク動作パラメータは、バッテリバンクの容量を備える、態様１４に記載の方法。
〔態様１７〕
前記バッテリモジュールは、バッテリセルの複数の並列群（Ｐ群）を備える、態様１４に記載の方法。
〔態様１８〕
前記性能属性のセットは、前記バッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小充電状態（ＳＯＣ）を備える、態様１７に記載の方法。
〔態様１９〕
前記１以上の全バンク動作パラメータは、前記バッテリバンク内の複数のバッテリモジュールの中での最低の最小ＳＯＣを備える、態様１７に記載の方法。
〔態様２０〕
前記性能属性のセットは、前記バッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小デューティサイクルを備える、態様１７に記載の方法。
〔態様２１〕
前記１以上の全バンク動作パラメータは、前記バッテリバンク内の複数の前記バッテリモジュールの中での最低の最小デューティサイクルを備える、態様２０に記載の方法。
〔態様２２〕
第１のセットの性能属性は、１以上のモジュール固有安全限界を備える、態様１４に記載の方法。
〔態様２３〕
前記１以上のモジュール固有安全限界は、１以上の全バンク安全限界に準拠するように調整され、又は
前記１以上のモジュール固有安全限界は、前記１以上の全バンク安全限界とは独立している、態様２２に記載の方法。
〔態様２４〕
前記１以上の全バンク動作パラメータは、１以上の全バンク安全限界を備える、態様２２に記載の方法。
〔態様２５〕
前記１以上の全バンク安全限界は、１以上の初期全バンク安全限界に準拠するように調整された１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算され、又は
前記１以上の全バンク安全限界は、前記１以上の初期全バンク安全限界とは独立した１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算される、態様１４に記載の方法。
〔態様２６〕
異種バッテリモジュール構成により構成されたバッテリバンクを管理するように構成された少なくとも１つの電気的コントローラであって、
メモリと、
通信インターフェースと、
前記メモリ及び前記通信インターフェースに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサであって、
前記バッテリバンクの相互に直列接続される複数のバッテリモジュールに関連する性能属性のセットをモニタリングし、
前記モニタリングに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第１のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第１のセットの性能レベルを検出し、
前記モニタリングに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第２のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第２のセットの性能レベルを検出し、
前記第１のセットの性能レベルと前記第２のセットの性能レベルとの差に少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理する
ように構成されたプロセッサと、
を備える電気的コントローラ。
〔態様２７〕
異種バッテリモジュール構成により構成されたバッテリバンクのバッテリモジュールのモジュール側コントローラであって、
メモリと、
通信インターフェースと、
前記メモリ及び前記通信インターフェースに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサであって、
前記バッテリモジュールの性能属性のセットについて性能レベルのセットを特定し、
前記性能レベルのセットを少なくとも１つの電気的コントローラに報告し、
前記バッテリモジュールの前記性能レベルのセットと、前記バッテリバンク内の１以上の他のバッテリモジュールについての１以上の対応する性能レベルのセットとの差に基づく１以上の全バンク動作パラメータを、前記報告に応じて、少なくとも１つの前記電気的コントローラから受信し、
前記１以上の全バンク動作パラメータに基づいて前記バッテリモジュールについて１以上のモジュール固有制御機能を実行する
ように構成されたプロセッサと、
を備えるモジュール側コントローラ。

Claims (23)

1. 異種バッテリモジュール構成により構成されるバッテリバンクを管理するように構成された少なくとも１つの電気的コントローラを動作させる方法であって、
   前記バッテリバンクの複数のバッテリモジュールに関連する性能属性のセットをモニタリングするステップであって、複数の前記バッテリモジュールは相互に直列接続される、ステップと、
   前記モニタリングするステップに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第１のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第１のセットの性能レベルを検出するステップと、
   前記モニタリングするステップに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第２のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第２のセットの性能レベルを検出するステップと、
   前記第１のセットの性能レベルと前記第２のセットの性能レベルとの差に少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理するステップと、
   を備え、
   複数の前記バッテリモジュールの各々は、バッテリセルの複数の並列群（Ｐ群）を備え、
   前記性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小充電状態（ＳＯＣ）を備える、方法。
2. 前記性能属性のセットは、モジュール固有容量、モジュール固有電圧、モジュール固有放電電流限界、モジュール固有充電電流限界、モジュール固有熱限界、モジュール固有放電状態（ＳＯＣ）又はそれらの任意の組合せを備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１及び前記第２のセットの性能レベルに基づいて前記バッテリバンクの容量を計算するステップと、
   計算された前記バッテリバンクの容量を複数の前記バッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信するステップと、
   各それぞれのモジュール側コントローラからの前記送信するステップに応じて、計算された前記バッテリバンクの容量に対する、関連する前記バッテリモジュールの充電状態（ＳＯＣ）を受信するステップと、
   をさらに備え、
   前記管理するステップは、受信した前記ＳＯＣに少なくともある程度基づいて前記１以上の全バンク動作パラメータを管理する、請求項１に記載の方法。
4. 前記１以上の全バンク動作パラメータは、全バンク容量、全バンク電圧、全バンク放電電流限界、全バンク充電電流限界、全バンク熱限界、全バンク最小Ｐ群のデューティサイクル又はこれらの任意の組合せを備える、請求項１に記載の方法。
5. 前記管理するステップは、
   前記最小ＳＯＣのうちの最低のものを特定するステップと、
   前記最小ＳＯＣのうちで特定された前記最低のものを、複数の前記バッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信して前記並列群（Ｐ群）のデューティサイクルを調整するステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小デューティサイクルを備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記管理するステップは、
   前記最小デューティサイクルのうちの最低のものを特定するステップと、
   前記最小デューティサイクルのうちで特定された前記最低のものを、複数の前記バッテリモジュールの各々におけるそれぞれのモジュール側コントローラに送信して前記並列群（Ｐ群）のデューティサイクルを調整するステップと、
   を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記第１のセットの性能属性は、１以上のモジュール固有安全限界を備える、請求項１に記載の方法。
9. 前記１以上のモジュール固有安全限界は、１以上の全バンク安全限界に準拠するように調整され、又は
   前記１以上のモジュール固有安全限界は、前記１以上の全バンク安全限界とは独立している、請求項８に記載の方法。
10. 前記１以上の全バンク動作パラメータは、１以上の全バンク安全限界を備える、請求項８に記載の方法。
11. 前記１以上の全バンク安全限界は、１以上の初期全バンク安全限界に準拠するように調整された１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算され、又は
    前記１以上の全バンク安全限界は、前記１以上の初期全バンク安全限界とは独立した１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算される、請求項１０に記載の方法。
12. 異種バッテリモジュール構成により構成されたバッテリバンクのバッテリモジュールのモジュール側コントローラを動作させる方法であって、
    前記バッテリモジュールの性能属性のセットについて性能レベルのセットを特定するステップと、
    前記性能レベルのセットを少なくとも１つの電気的コントローラに報告するステップと、
    前記バッテリモジュールの前記性能レベルのセットと、前記バッテリバンク内の１以上の他のバッテリモジュールについての１以上の対応する性能レベルのセットとの差に基づく１以上の全バンク動作パラメータを、前記報告するステップに応じて、少なくとも１つの前記電気的コントローラから受信するステップと、
    前記１以上の全バンク動作パラメータに基づいて前記バッテリモジュールについて１以上のモジュール固有制御機能を実行するステップと、
    を備え、
    前記性能属性のセットは、モジュール固有容量、モジュール固有電圧、モジュール固有放電電流限界、モジュール固有充電電流限界、モジュール固有熱限界、モジュール固有放電状態（ＳＯＣ）又はそれらの任意の組合せを備え、
    前記１以上の全バンク動作パラメータは、バッテリバンクの容量を備える、方法。
13. 前記バッテリモジュールは、バッテリセルの複数の並列群（Ｐ群）を備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記性能属性のセットは、前記バッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小充電状態（ＳＯＣ）を備える、請求項１３に記載の方法。
15. 前記１以上の全バンク動作パラメータは、前記バッテリバンク内の複数のバッテリモジュールの中での最低の最小ＳＯＣを備える、請求項１３に記載の方法。
16. 前記性能属性のセットは、前記バッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小デューティサイクルを備える、請求項１３に記載の方法。
17. 前記１以上の全バンク動作パラメータは、前記バッテリバンク内の複数の前記バッテリモジュールの中での最低の最小デューティサイクルを備える、請求項１６に記載の方法。
18. 第１のセットの性能属性は、１以上のモジュール固有安全限界を備える、請求項１２に記載の方法。
19. 前記１以上のモジュール固有安全限界は、１以上の全バンク安全限界に準拠するように調整され、又は
    前記１以上のモジュール固有安全限界は、前記１以上の全バンク安全限界とは独立している、請求項１８に記載の方法。
20. 前記１以上の全バンク動作パラメータは、１以上の全バンク安全限界を備える、請求項１８に記載の方法。
21. 前記１以上の全バンク安全限界は、１以上の初期全バンク安全限界に準拠するように調整された１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算され、又は
    前記１以上の全バンク安全限界は、前記１以上の初期全バンク安全限界とは独立した１以上のモジュール固有安全限界に基づいて計算される、請求項１２に記載の方法。
22. 異種バッテリモジュール構成により構成されたバッテリバンクを管理するように構成された少なくとも１つの電気的コントローラであって、
    メモリと、
    通信インターフェースと、
    前記メモリ及び前記通信インターフェースに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサであって、
    前記バッテリバンクの相互に直列接続される複数のバッテリモジュールに関連する性能属性のセットをモニタリングし、
    前記モニタリングに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第１のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第１のセットの性能レベルを検出し、
    前記モニタリングに基づいて、複数の前記バッテリモジュールの第２のサブセットに関連して前記性能属性のセットについて第２のセットの性能レベルを検出し、
    前記第１のセットの性能レベルと前記第２のセットの性能レベルとの差に少なくともある程度基づいて１以上の全バンク動作パラメータを管理する
    ように構成されたプロセッサと、
    を備え、
    複数の前記バッテリモジュールの各々は、バッテリセルの複数の並列群（Ｐ群）を備え、
    前記性能属性のセットは、それぞれのバッテリモジュールについての複数の前記並列群（Ｐ群）にわたる最小充電状態（ＳＯＣ）を備える、電気的コントローラ。
23. 異種バッテリモジュール構成により構成されたバッテリバンクのバッテリモジュールのモジュール側コントローラであって、
    メモリと、
    通信インターフェースと、
    前記メモリ及び前記通信インターフェースに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサであって、
    前記バッテリモジュールの性能属性のセットについて性能レベルのセットを特定し、
    前記性能レベルのセットを少なくとも１つの電気的コントローラに報告し、
    前記バッテリモジュールの前記性能レベルのセットと、前記バッテリバンク内の１以上の他のバッテリモジュールについての１以上の対応する性能レベルのセットとの差に基づく１以上の全バンク動作パラメータを、前記報告に応じて、少なくとも１つの前記電気的コントローラから受信し、
    前記１以上の全バンク動作パラメータに基づいて前記バッテリモジュールについて１以上のモジュール固有制御機能を実行する
    ように構成されたプロセッサと、
    を備え、
    前記性能属性のセットは、モジュール固有容量、モジュール固有電圧、モジュール固有放電電流限界、モジュール固有充電電流限界、モジュール固有熱限界、モジュール固有放電状態（ＳＯＣ）又はそれらの任意の組合せを備え、
    前記１以上の全バンク動作パラメータは、バッテリバンクの容量を備えるモジュール側コントローラ。