SE0901103A1 - Ett batteripaket, en batteristyrningsanordning, en anordning som innefattar en batteristyrningsanordning och ett batteripaket, och ett förfarande för att styra ett batteripaket - Google Patents

Description

Ett annat förfarande för att övervinna detta problem visas i patentdokumen- tet US 2004/ 0257033 som visar ett hölje som omsluter ett batteri, vilket hölje är försett med en brytare som stänger av anslutningen ut ur höljet när höljet flyttas från sin position i fordonet. Således minskar risken för elektriska stö- tar vid hanteringen av höljet som innehåller batteriet.

I patentdokumentet US 2005/ 0275372 visas ett förfarande för att skydda batteripaket från överbelastning, i vilket ett flertal smarta batteripaket är an- slutna parallellt och omkopplas till seriekoppling för matning av en anordning enbart i det fall att ett tillräckligt antal batteripaket är tillräckligt laddade, och med tillräckligt lika laddning, för att ha förmågan att mata anordningen.

Detta dokument är emellertid inte inriktat på problemet med risker med höga spänningar.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett föremål med den föreliggande uppfinningen är att minska problemen med höga risker i samband med användning av höga spänningar för anordningar som försörjs med kraft av ett batteripaket.

Enligt en första aspekt av uppfinningen uppnås detta föremål med ett batte- ripaket enligt kravet 1.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås detta föremål med en batte- ristyrningsanordning enligt kravet 9.

Enligt en tredje aspekt av uppfinningen uppnås detta föremål med en batte- ristyrningsanordning enligt kravet 14.

Enligt en fjärde aspekt av uppfinningen uppnås detta föremål med ett förfa- rande enligt kravet 16.

Genom att tillhandahålla ett batteripaket som innefattar åtminstone en batte- ricell och en batteristyrningskrets anpassad att mottaga en driftstyrningssig- nal som indikerar att en belastning skall utföra sin funktion, och att medge matning av spänningsförsörjningen från battericellen genom batteristyr- ningskretsen som svar på driftsstyrningssignalen, så är det möjligt att till- handahålla spänningen genom batteristyrningskretsen främst när belast- ningen faktiskt arbetar. Således kan tiden under vilken spänningen tillhan- dahålls via batteristyrningskretsen begränsas, vilket minskar riskerna med höga spänningar.

Företrädesvis undviker även batteristyrningskretsen att mata den tillhanda- hållna spänningen genom batteristyrningskretsen som svar på mottagning av information om att belastningen är i ett vilande tillstånd. Företrädesvis inbe- griper mottagningen av information om att belastningen är i ett vilande till- stånd även frånvaron av en signal om att belastningen är i ett drifttillstånd.

Således om en belastning inte aktivt utför sin funktion så kan spänningen som tillhandahålles genom batteristyrningskretsen minskas eller stängas av helt, vilket minskar tiden under vilken en hög spänning tillhandahålls och kraftigt förbättrar säkerheten vid användningen av batteripaketet.

En anordning som innefattar en belastning är normalt i ett passivt, avstängt tillstånd om den inte matas med elektrisk energi. En anordning som innefat- tar en belastning kan emellertid matas med elektrisk energi i ett aktivt, påslaget tillstånd, även om belastningen i sig är i ett vilande tillstånd. Nor- malt är spänningen som behövs för att hålla anordningen i det aktiva till- ståndet, till exempel för att aktivera styrkretsar, lyktor, etc. lägre än energin som krävs för att driva belastningen att utföra sin funktion. Följaktligen är det föredraget att batteristyrningskretsen undviker att generera driftstyr- ningssignalen och att batteristyrningskretsen undviker att mata den tillhan- dahållna spänningen genom batteristyrningskretsen i ett aktivt tillstånd av anordningen tills dess att belastningen faktiskt används. Anordningen kan då innefatta ett hjälpbatteri för att kraftförsörja anordningen i det aktiva till- ståndet eller så kan elektrisk energi med en lägre spänning mottagas från en mindre del av batteripaketet. Exempel på anordningar som kan vara påslagna i väntan på att en belastning skall utföra en högenergiförbrukande funktion innefattar mobiltelefoner, elektriska verktyg och elektriska fordon.

Enligt en utföringsform av uppñnningen är batteristyrningskretsen anordnad att undvika att mata den tillhandahållna spänningen genom batteristyr- ningskretsen i händelse av frånvaro av driftstyrningssignalen. Företrädesvis är batteristyrningskretsen på liknande sätt anpassad att undvika att genere- ra en driftssignal som svar på mottagning av information om att belastningen är i ett vilande tillstånd. Eftersom genereringen av drivstyrningssignalen så- ledes kräver en aktivitet hos batteristyrningskretsen innebär detta att det är mer sannolikt att spänningen minskar eller stängs av i batteristyrningskret- sen på grund av ett vilande tillstånd och/ eller i händelse av ett tekniskt fel.

Företrädesvis är batteristyrningskretsen anordnad att undvika att mata den tillhandahållna spänningen genom batteristyrningskretsen i händelse av en frånvaro av en driftsstyrningssignal som specifikt indikerar drivning av be- lastningen. Således strävar batteristyrningskretsen att stänga av en eventuell spänningsförsörjning genom batteristyrningskretsen så snart som belast- ningen år vilande eller driftstyrningssignalen upphör på grund av någon an- nan anledning. Således kan försörjningen och/ eller förekomsten av en hög spänning begränsas till endast de tider då belastningen faktiskt arbetar. Fö- reträdesvis är batteristyrningskretsen anordnad att generera driftstyrnings- signalen kontinuerligt under belastningens faktiska arbete, och batteristyr- ningskretsen är anordnad att medge försörjningen av spänning genom batte- ristyrningskretsen under mottagandet av driftstyrningssignalen. Således medges en förlängd drift av belastningen samtidigt som en hög säkerhet bi- behålls. Företrädesvis stängs driftstyrningssignalen av så snart som arbetet avbryts och batteristyrningskretsen bryter försörjningen av spänning genom batteristyrningskretsen.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar batteristyrningskretsen en halvledaranordning som innefattar ett första kontaktdon elektriskt ansluten till åtminstone en battericell, ett andra kontaktdon, och en brytarstyrning anordnad att medge en ström mellan det första och det andra kontaktdonen när den mottar en styrspänning. Företrädesvis mottas styrspänningen från driftstyrningssignalen. Företrädesvis är halvledaranordningen en FET- anordning, såsom en MOS-FET eller en IGBT. Sådana anordningar är natur- ligt avstängda om de inte mottar en spänningssignal vid styret. Således kan särdragen hos uppfinningen uppnås enkelt och billigt genom användning av halvledaranordningen.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar batteristyrningskretsen en halvledarbrytare. Företrädesvis är batteristyrningskretsen en på/av-brytare.

Således kan batteristyrningskretsen vara i ett frånkopplat tillstånd i vilket batteristyrningskretsen matar spänningen medan den strävar efter att redu- cera motståndet och/ eller spänningsfallet över batteristyrningskretsen. Halv- ledarbrytare kan även vara anordnad som en FET, såsom en MOS-FET, IGBT eller någon annan form av känd eller framtida halvledarbrytare.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är anordningen som innehåller bat- teripaketet och batteristyrningsanordningen ett elektriskt fordon. Batteripa- ketet är således anpassat att tillhandahålla elektrisk energi till det elektriska fordonet och belastningen, varvid belastningen är en elektrisk motor för framdrivning av fordonet. Batteristyrningsanordningen är vidare anordnad att generera driftstyrningssignalen som svar på att den elektriska motorn påver- kas att framdriva fordonet. Den elektriska motorn kan förmås att framdriva fordonet av att en förare nedtrycker en gaspedal, från en elektronisk hastig- hetsregulator såsom en farthållare, eller liknande. Matning av den tillhanda- hållna spänningen genom batteristyrningskretsen tillåts således vid detektio- nen av en drivsignal.

Företrädesvis tillåts ingen spänning att levereras genom batteristyrningskret- sen om det inte finns en önskan om att driva motorn för att framdriva fordo- net. Företrädesvis är batteristyrningskretsen anordnad att dela batteripaketet till separata grupper av battericeller. Företrädesvis är varje grupp av celler anordnad att tillhandahålla en spänning lägre än eller lika med 60 V, företrä- desvis lägre än 50 V. Företrädesvis kan de separata grupperna vidare anslu- tas i serie genom batteristyrningskretsen. Således är den maximala spän- ningen i fordonet alltíd 60 V utom under faktisk försörjning av framdrivning av fordonet, då spänningen kan höjas till en lämplig spänning för den elekt- riska motorn som driver fordonet, såsom mellan 400-600 V.

KORT BESKRIVNING AV DE BIFOGADE RITNINGARNA Uppfinningen skall nu beskrivas som ett antal ej begränsande exempel av uppfinningen med hänvisning till de bifogade ritníngarna.

Fig. 1 visar ett batteripaket som innefattar en enkel batterícell försedd med en enda batteristyrningskrets.

Fig. 2a visar en anordning i form av ett fordon som innefattar ett batteri- paket, och en batteristyrningsanordning.

Fig. 2b visar ett kretsschema över batteripaketet i fordonet.

Fig. 2c visar ett diagram över anordningen som innefattar batteripaketet, batteristyrningskretsen och belastningen.

Fig. 3 visar ett förfarande enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING I fig. 1 visas ett batteripaket 1 innefattande åtminstone en batterícell 3. Bat- tericellen innefattar en kropp 5 som innehåller kemikalier för att lagra elekt- risk energi och för generering av en spänning genom kemisk reaktion. Batte- ricellen 3 innefattar vidare en första 7 och en andra 9 batteripol för tillhan- dahållande av den genererade spänningen till externa kretsar och i slutligen till en belastning. Batteripaketet 1 innefattar vidare en batteristyrningskrets 11 ansluten till en pol hos battericellen och anordnad att antingen kunna mata, eller undvika att mata, spänningen som tillhandahålls av battericellen 3 genom batteristyrningskretsen 11.

I detta exempel innefattar batteristyrningskretsen 11 en halvledaranordning som innefattar ett första kontaktdon 13 elektriskt anslutet till battericellens första pol 7, ett andra kontaktdon 15 anordnat att tillhandahålla spänningen till en extern krets innefattande en belastning, och en brytarkontroll 17. Halv- ledaranordningen är i detta exempel en FET, eller fålteffekttransistor, och kan vara en MOS-FET, en IGBT eller någon annan lämplig fälteffekttransistor.

Brytarkontrollen 17 är således anordnad att medge en ström mellan det för- sta 13 och det andra 15 kontaktdonen när en spänning över en tröskelspän- ning anbringas på brytarkontrollen, och att bryta eventuell ström mellan det första och det andra kontaktdonen vid frånvaro av en anbringad spänning.

Enligt en aspekt av uppfinningen är batteristyrningskretsen 11 anpassad att mottaga en driftsstyrningssignal som indikerar att en belastning skall utföra sin funktion, och att medge matning av den tillhandahållna spänningen ge- nom batteristyrningskretsen ll som svar på driftstyrningssignalen. I detta exempel mottas driftsstyrningssignalen från en batteristyrningsanordning som en spänning anbringad på brytarkontrollen. Således är batteristyrnings- kretsen 11 anpassad att medge matning av den tillhandahållna spänningen från battericellen 3 genom batteristyrningskretsen 1 1 som svar på att konti- nuerligt mottaga driftstyrningssignalen. Eftersom brytarkontrollen 17 vidare undviker att mata den tillhandahållna spänningen från battericellen genom batteristyrningskretsen vid frånvaro en spänning anbringad på styret så leve- reras en spänning från batteripaketet i det närmaste exklusivt under motta- gandet av driftstyrningssignalen, det vill säga medan belastningen är i drift.

Således ökar säkerheten hos batteripaketet eftersom spänningen endast till- handahålls när det är nödvändigt.

Det första kontaktdonet 13 hos batteristyrningskretsen är i detta exempel utformat att täcka en del av den första polen 7, medan den lämnar en liten area av polen 7 blottad. Således kan en spänning tas ut från den blottade arean av den första polen 7 även om en driftsstyrningssignal inte mottas. Den blottade arean av polen kan då användas för att tillhandahålla en spänning till och kraftförsörja andra delar av en anordning, såsom till batteristyrnings- anordningen, lampor eller annat. I ett annat exempel kan det första kontakt- donet istället täcka hela arean av battericellens första pol, varvid en spänning inte kan tas ut från battericellen utan att den tillhandahållna spänningen passerar genom batteristyrningskretsen.

I fig. 2a-c visas en annan utföringsform enligt ett exempel på. uppfinningen.

Fig. 2a visar en anordning 21 som innefattar en elektrisk belastning 23 an- ordnad att utföra en funktion. Anordningen är i detta exempel ett elektriskt fordon 21, varvid belastningen 23 är en elektrisk motor anordnad att tillhan- dahålla framdrivning av fordonet och är således anslutet till ett drivhjul 25.

Belastningen 23 är således anordnad att utföra arbete, i detta exempel me- kaniskt arbete, i ett arbetstillstånd.

Anordningen innefattar vidare en huvudbrytarkontroll 27 för att slå av och på anordningen, det vill säga, för att omkoppla anordningen 21 mellan ett pas- sivt tillstånd, i vilket anordningen är avstängd och nästan ingen kraft tillhan- dahålls till fordonet, och ett aktivt tillstånd, i vilket anordningen 21 är påsla- gen, styrkretsarna är försörjda med kraft och fordonet kan vara, eller inte vara, i rörelse. Fordonets huvudbrytarkontroll 27 kan manövreras av en an- vändare, till exempel genom att omvrida en nyckel, för att växla anordningen 21 mellan det aktiva och det passiva tillståndet. Anordningen 21 innefattar även en styranordning 29 för att styra belastningens 23 arbete, och ett ma- növreringsorgan 31, i detta exempel i form av en accelerator innefattande en pedal, anpassad att manövreras av en användare och för att generera en sig- nal med önskad acceleration till styranordningen. Styranordningen 29 styr den elektriska motorn 23 att tillhandahålla framdrivning till fordonet i ett ak- tivt, arbetstillstånd, eller att avstå från att tillhandahålla framdrivning till for- donet i ett aktivt, vilande tillstånd, baserat på indata från manövreringsorga- net 31.

Anordningen 21 innefattar vidare ett batteripaket 33 för att försörja belast- ningen med energi, och en batteristyrningsanordning 35 för att styra batteri- paketet. I figurerna 2b och 2c visas batteripaketet 31 innehålla tolv grupper 37 med tolv battericeller 39 vardera. Battericellerna 39 i varje grupp är an- slutna i serie och grupperna 37 själva är också anslutna i serie. I detta exem- pel innefattar battericellerna 39 Li-jonbatterier, varvid medelspänningen över varje grupp är runt 48 V och medelspänningen över batteripaketet 33 som helhet år runt 576 V.

Batteripaketet innefattar vidare åtminstone tre elektriskt separata grupper 37 av de åtminstone en battericellerna, och åtminstone en första 41 och en andra 43 batteristyrningskrets, vardera ansluten mellan olika grupper av bat- tericeller. I detta exempel innefattar batteripaketet elva batteristyrningskret- sar 41, 43 med liknande funktion som batteristyrningskretsen beskriven med avseende på fig. 1. Varje batteristyrningskrets 41, 43 är ansluten till en grupp 37 av battericeller och är även ansluten mellan två grupper 37 av battericeller så att den delar och elektriskt separerar grupperna 37 av batterier till de tolv grupperna i batteripaketet 33. Således kommer batteripaketet 33 att vara elektriskt indelat i grupper, så att den maximala spänningen som tillhanda- hålls av batteripaketet 33 i ett vilande tillstånd för belastningen 23 år den maximala spänningen hos grupperna, i detta exempel mindre än eller lika med 60 V, företrädesvis mindre än eller lika med 50 V, i detta exempel runt 48 V. Företrädesvis följer den maximala spänningen hos grupperna eventuel- la spänningsförordningar så att den är under eventuella juridiska gränser som satt för när en amatör får arbeta med det elektriska systemet.

I detta exempel innefattar manövreringsorganet 31 en accelerationspedal, och en första sensor 45 avkänner en eventuell nedtryckning av acceleratorpeda- len. Vidare genererar den första sensorn 45 en signal till batteristyrningsan- ordningen 35 som svar på den avkånda nedtryckningen och som innehåller information om att det finns en önskan om att tillhandahålla framdrivning till belastningen 23. Batteristyrningsanordningen 35 är då anpassad att generera en driftsstyrningssignal till batteristyrningskretsarna 41, 43 som svar på in- formationen. Batteristyrningsanordningen 35 är således anordnad att genere- ra driftsstyrningssignalen som svar på att den elektriska motorn påverkas att framdriva fordonet. Batteristyrningsanordningen 35 är även anordnad att kontinuerligt generera driftsstyrningssignalen medan belastningen 23 arbe- tar. Batteristyrningsanordningen 23 är anordnad att generera driftsstyr- ningssignalen genom att tillhandahålla en styrspänning till den åtminstone en batteristyrningskretsen.

Batteristyrningskretsarna 41, 43 är anordnade att medge matning av en till- handahållen spänning genom batteristyrningskretsarna 41, 43 som svar på driftsstyrningssignalen. Således ansluter batteristyrningskretsarna 41, 43 grupperna 37 av battericeller 39 elektriskt genom att medge en matning av den tillhandahållna spänningen genom batteristyrningskretsarna 41, 43 som svar på driftsstyrningssignalen. I detta exempel ansluter batteristyrningskret- sarna 41, 43 grupperna av battericeller i serie för att tillhandahålla en högre spänning. Således kommer batteripaketet 33 i detta exempel att tillhandahål- la en hög spänning så gott som endast medan den elektriska motorn 23 fak- tiskt driver fordonet och utför arbete. Batteristyrningskretsarna 41, 43 är vi- dare anordnade att undvika att mata den tillhandahållna spänningen genom batteristyrningskretsarna i händelse av en frånvaro av driftsstyrningssigna- len. Batteripaketet 33 kan således förbli i ett säkert, nedkopplat tillstånd även när fordonet rör sig, i fall att motorn 23 inte behöver generera något ar- bete vid den tidpunkten.

I detta exempel innefattar batteripaketet 33 tio batteristyrningskretsar av en första sort 41 som har förmågan att tåla en lägre spänning och / eller ström under omkopplingen mellan ett ledande och ett icke-ledande tillstånd. Batte- ripaketet innefattar vidare en andra sort batteristyrningskrets 43 utformad att tåla en högre spänning och/ eller ström under omkopplingen mellan ett ledande och ett icke-ledande tillstånd än den första batteristyrningskretsar- na. Batteristyrningsanordningen 29 är anordnad att först generera en driv- styrningssignal till de första batteristyrningskretsarna 41 och att sedan gene- rera en andra driftsstyrningssignal till den andra batteristyrningskretsen 43.

Vid anslutning av grupper av battericeller i serie genom batteristyrningskret- sar för tillhandahållande av en högre spänning ökar den momentana spän- ningen som tillhandahålls av batteripaketet för varje ytterligare grupp som ansluts. Genom att tillhandahålla driftsstyrningssignalen till en första, klena- re sort av batteristyrningskrets 41 i ett första steg, och till en andra, starkare 11 batteristyrningskrets 43 i ett efterföljande steg, så anbringas spänningen först efter det att kretsen har slutits, varvid den första batteristyrningskret- sen inte behöver ha förmågan att tåla den högre spänningen. Således kan kostnaden för den första batterispänningskretsen minskas. Den andra batte- ristyrningskretsen 43 behöver emellertid ha förmågan att motstå den högre spänningen hos det sammanlagda batteripaketet.

Batteristyrningsanordningen 29 är vidare anordnad att först undvika att ge- nerera den andra driftstyrningssignalen till den andra batteristyrningskretsen 43, och att därefter undvika att generera driftsstyrningssignalen till den för- sta batteristyrningskretsen 41. Således kommer batteristyrningskretsen 43 att öppna den slutna kretsen genom batteripaketet så att spänningen och strömmen bryts. I detta exempel har den andra batteristyrningskretsen 43 även förmågan att bryta strömmen som flödar genom batteristyrningskretsen 43, vilken ström drivs av den högre spänningen från det sammanlagda batte- ripaketet. De första batteristyrningskretsarna behöver emellertid inte nöd- våndigtvis ha förmågan att bryta strömmen, eftersom de kan lita på att strömmen bryts av den andra batteristyrningskretsen innan de första batte- ristyrningskretsarna bryts. Både de första och de andra batteristyrningskret- sarna måste emellertid ha förmågan att tåla strömmen som flyter under drift utan att gå sönder.

I detta exempel är den andra batteristyrningskretsen 43 vidare placerad i mit- ten av batteripaketet. Således i det närmaste halveras spänningen som an- bringas över den andra, sist anslutna batteristyrningskretsen i jämförelse med om den andra batteristyrningskretsen skulle varit placerad vid änden av batteripaketet.

I detta exempel innefattar manövreringsorganet en andra sensor 47 anpassad att generera en driftssignal till styranordningen 29 som svar på manövrering- en av pedalen av en förare. Den andra sensorn 47 är anordnad att tillhanda- hålla information om magnituden till driftssignalen så att styranordningen 29 kan beordra en önskad acceleration av belastningen. 12 Den första sensorn 45 och batteristyrningsanordningen 35 drivs vidare med en klockfrekvens som är åtminstone lika med, men företrädesvis högre än klockfrekvensen hos den andra sensorn och/eller styranordningen 29. Den första sensorn 45 och batteristyrningsanordningen 35 drivs vidare med en klockfrekvens som är åtminstone lika med eller högre än 12 000 Hz, företrä- desvis 15 000 Hz. I detta exempel drivs den andra sensorn 47 och styranord- ningen 29 med en klockfrekvens på 10 000 Hz, medan den första sensorn 45 och batteristyrningsanordningen drivs med en klockfrekvens på 20 000 Hz.

Således säkras att batteristyrningsanordningen 35 styr batteripaketet 33 att tillhandahålla den högre spänningen en kort tid innan belastningen 23 behö- ver arbeta. Annars skulle belastningen kunna ha styrts att utföra arbete utan att den mottar någon kraft från batteripaketet. Vidare försäkrar den höga fre- kvensen om att i händelse av ett fel eller ett avbrott i användningen av be- lastningen så bryts den höga spänningen inom en mycket kort tid.

Varje batteristyrningskrets 41, 43 är i detta exempel vidare försedd med en andra brytare 49 eller styrbar krets för att tillhandahålla en bakåtriktad ström till batteripaketet för att medge laddning av battericellerna 39. I detta exempel är den andra brytaren 49 vidare försedd med en diod för att hindra ledning i framåtriktningen. Den andra brytaren 49 kan styras av batteristyr- ningsanordningen 35, eller alternativt av en laddningsstyrningsanordning. I fallet med ett fordon så kan den andra brytaren även tillåta regenerativ bromsning.

Batteripaketet 33 innefattar vidare en huvudbrytare 51 anordnad att bryta eller tillåta matning av en spänning från batteripaketet 31 i dess helhet. Hu- vudbrytaren 51 är anordnad att mottaga en signal från huvudbrytarkontrol- len 27, att medge matning av en ström i det aktiva tillståndet av anordningen och att bryta strömmen i det passiva tillståndet av anordningen 23. Huvud- brytaren innefattar även en brytare för att medge laddning av batteripaketet, till exempel i det passiva tillståndet och/ eller i det aktiva tillståndet genom regenerativ bromsning. 13 I fig. 3 visas ett exempel på ett förfarande för styrning av ett batteripaket an- ordnat i ett fordon.

I ett första passivt tillstånd 61 är fordonet avstängt. I det passiva tillståndet är fordonet huvudsakligen ej försörjd med kraft förutom eventuell uppstart- nings-, låsnings- och larmkretsar. Vidare innefattar förfarandet att undvika matning av en spänning tillhandahållen av åtminstone ett batteri i ett batte- ripaket genom en batteristyrningskrets undviks. I detta exempel innefattar förfarandet vidare elektrisk delning av batteripaketet till åtminstone två grup- per med åtminstone en battericell vardera, varvid den maximala spänningen som tillhandahålls av batteripaketet minskar, så att fordonets säkerhet för- bättras.

I ett aktiveringssteg 63 innefattar förfarandet mottagning av en instruktion från en användare att föra fordonet till ett aktivt tillstånd. Instruktionen kan ges av föraren med ett passerkort, genom att vrida om en nyckel, eller utföra någon annan känd handling för aktivering av fordonet.

I ett andra, aktivt tillstånd 65 är fordonet kraftförsörjt, varvid styrkretsar, lyk- tor, sensorer, klimatsystem och liknande hjälpkomponenter är försörjda med lågspänd hjälpkraft. Vidare är fordonet färdigt att börja köras och / eller kan även röra sig på ett icke-accelererande vis. I det andra, aktiva men ickedri- vande tillståndet 65 innefattar förfarandet enligt en aspekt av uppfinningen fortfarande undvikande av matning av spänningen som tillhandahålles av åtminstone ett batteri genom batteristyrningskretsen och medföljande delning av batteripaketet till grupper av battericeller.

I ett körsteg 67 indikerar föraren en önskad acceleration och/ eller kraftför- sörjning av den elektriska motorn genom nedtryckning av en accelerations- pedal associerad med ett accelerationsmanövreringsorgan. Förfarandet inne- fattar avkänning av indikeringen med en första sensor, och generering av en signal till en batteristyrningsanordning att acceleration och / eller kraftförsörj- ning önskas. 14 I ett batteristyrningssteg 69 genererar batteristyrningsanordningen en drifts- styrningssignal och överför driftsstyrningssignalen till batteristyrningskret- sen. Förfarandet innefattar att tillåta matning av spänningen som tillhanda- hålles av den åtminstone en battericellen genom batteristyrningskretsen som svar på mottagandet av driftsstyrningssignalen. Förfarandet innefattar vidare anslutning av grupperna av battericeller med varandra i serie för att tillhan- dahålla en högre spänning. Förfarandet innefattar vidare att kontinuerligt medge tillhandahållandet av spänningen genom batteristyrningskretsen un- der det att driftsstyrningssignalen kontinuerlig mottas.

I ett motorstyrningssteg 71 innefattar förfarandet avkänning av magnituden av nedtryckningen av accelerationspedalen med en andra sensor, och styr- ning av den elektriska motorn med en styranordning genom generering av styrströmmar till motorn som svar på nedtryckningen. Den elektriska motorn tíllhandhåller därefter framdrivningskraft till fordonet genom att rotera driv- hjulet. Eftersom battericellerna i batteripaketet nu är anslutna, till exempel i serie, är spännings- och kraftutmatningen tillräcklig för att försörja den elektriska motorn.

I ett rullningssteg 73 frisläpper föraren nedtryckningen av accelerationspeda- len, men utan eller innan bromsning, varvid fordonet kan fortsätta att rulla på grund av den uppbyggda kinetiska energin och/ eller på grund av en ned- försbacke. Förfarandet innefattar sedan avbrytning av genereringen av drift- styrningssignalen av batteristyrningsanordningen, alternativt genom genere- ring av en vilosignal, och undvikande av matning av den tillhandahållna spänningen genom batteristyrningskretsen som svar på ett avbrott eller vilo- signalen. Således frånkopplas grupperna av battericeller i batteripaketet åter- igen för att minska den maximala spänningen som förekommer i fordonet.

I ett bromssteg 75 nedtrycker föraren en bromspedal, alternativt förmår for- donet att utföra automatisk bromsning som simulerar motorbromsningen hos ett förbränningsfordon. Förfarandet innefattar då generering av en bromssig- nal till batteristyrningskretsarna och medgivning av en bakåtriktad ström till batteristyrningskretsarna som svar på bromssignalen. Således kan batteripa- ketet återuppladdas av en regenererad ström som genereras av den elektriska motorn, varvid motorn konverterar uppbyggd kínetisk energi till elektrisk energi.

I ett efterföljande orörligt tillstånd 77, har fordonet stannat helt. Föraren kan nu välja att fortsätta att köra genom att accelerera fordonet, eller att stänga av fordonet, tillbaka till det passiva tillståndet, genom manövrering av hu- vudbrytarstyrningen.

Uppfinningen är inte begränsad till utföringsformerna och exemplen som vi- sas ovan, utan kan varieras fritt av en fackman inom ramen för de efterföl- jande patentkraven. I synnerhet kan de olika särdragen i exemplen fritt bytas om med varandra för att bilda nya exempel och utföringsformer. Vidare kan uppfinningen även användas inom många olika tillämpningsomräden i syfte att öka säkerheten hos ett elektriskt system.

Claims (13)

10 15 20 25 30 16 PATENTKRAV - inlämnade den 30 juni 2010

1. Ett batteripaket (1, 33) innefattande åtminstone en battericell (3, 39) och som är utformat att tillhandahålla en utmatningsspänning för matning av elektrisk energi till en belastning (23) så att belastningen kan utföra en funk- tion, batteripaketet vidare innefattande en batteristyrningskrets (11, 41, 43) ansluten till åtminstone en battericell och anordnad att ha förmågan att und- vika att mata spänningen tillhandahållen av den åtminstone en battericellen genom batteristyrningskretsen, varvid batteristyrningskretsen (11, 41, 43) är anpassad att mottaga en driftsstyrningssignal som indikerar att belastningen (23) skall utföra sin funktion och att medge matning av den tillhandahållna spänningen genom batteristyrningskretsen (11, 41, 43) som svar på drifts- styrningssignalen, kännetecknat av att batteripaketet (33) innefattar åtmin- stone tre elektriskt separata grupper (37) av åtminstone en battericell(-er), och åtminstone en första (41) och en andra (43) batteristyrningskrets, var och en ansluten mellan olika grupper av battericeller, och att den andra batte- ristyrningskretsen (43) är anordnad att tåla en högre spänning än den första batteristyrningskretsen (4 1).

2. Ett batteripaket enligt kravet 1, kännetecknat av att batteristyrningskret- sen (11, 41, 43) är anordnad att undvika att mata den tillhandahållna spän- ningen genom batteristyrningskretsen i händelse av en frånvaro av driftsstyr- ningssignalen.

3. Ett batteripaket enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att batteristyr- ningskretsen (11) innefattar en halvledaranordning innefattande ett första kontaktdon (13) elektriskt ansluten med åtminstone en battericell, ett andra kontaktdon (15), och en brytarkontroll (17) anordnad att medge en ström mellan det första och det andra kontaktdonet vid mottagning av en styrspän- ning från driftsstyrningssignalen.

4. Ett batteripaket enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att batteripa- ketet (33) innefattar åtminstone två battericeller (39), och åtminstone en bat- 10 15 20 25 30 17 teristyrningskrets (41, 43) ansluten mellan två elektriskt separata grupper (37) av battericeller.

5. Ett batteripaket enligt något av kravet 4, kännetecknat av att batteripake- tet (33) innefattar en eller flera batteristyrningskrets(-ar) (41, 43) anordnade att dela batteripaketet till elektriskt separata grupper (37) av åtminstone en battericell(-er), varvid varje grupp är anordnad att tillhandahålla en utmat- ningsspänning som är mindre än eller lika med 60 V.

6. Ett batteripaket enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att batteripa- ketet (33) är anpassat att tillhandahålla den elektriska energin till ett elekt- riskt fordon (21), varvid belastningen (23) är en elektrisk motor för framdriv- ning av fordonet.

7. En batteristyrningsanordning anordnad att generera en styrsignal för styr- ning av ett batteripaket (1, 33), vilket batteripaket innefattar åtminstone en battericell (3, 39) och är anordnad att tillhandahålla en utmatningsspänning för matning av elektrisk energi till en belastning (23) så att belastningen kan utföra en funktion, varvid batteristyrningsanordningen (35) är anordnad att generera en driftsstyrningssignal till batteripaketet (1, 33) som svar på mot- tagning av information om att belastningen skall utföra sin funktion, vilken driftsstyrningssignal förmår en batteristyrningskrets (1 1, 41, 43) ansluten till åtminstone en battericell i batteripaketet att medge matning av en tillhanda- hållen spänning från battericellen genom batteristyrningskretsen (1 1, 41, 43), kännetecknad av att batteristyrningsanordningen (35) är anordnad att gene- rera en driftsstyrningssignal till åtminstone en första batteristyrningskrets (41) och att sedan generera en andra driftsstyrningssignal till en andra batte- ristyrningskrets (43), vilken andra batteristyrningskrets (43) är utformad att tåla en högre spänning än den första batteristyrningskretsen (41).

8. En batteristyrningsanordning enligt kravet 7, kännetecknad av att batte- ristyrningsanordníngen (35) är anordnad att kontinuerligt generera drifts- styrningssignalen medan belastningen drivs. 10 15 20 25 30 18

9. En batteristyrningsanordning enligt kravet 7 eller 8, kännetecknad av att batteristyrningsanordningen (35) är anordnad att generera driftsstyrningssig- nalen genom att tillhandahålla en spänning till den åtminstone en batte- ristyrningskretsen.

10. En batteristyrningsanordning enligt något av kraven 7-9, kännetecknad g att batteripaketet (1, 33) är anpassat att tillhandahålla elektrisk energi till ett elektriskt fordon (21) och belastningen (23) är en elektrisk motor för fram- drivning av fordonet, varvid batteristyrningsanordningen (35) är anordnad att generera driftsstyrningssignalen som svar på att den elektriska motorn (23) förmås att framdriva fordonet.

11. ll. En anordning innefattande ett batteripaket innefattande åtminstone en battericell, kännetecknad av att batteripaketet (1, 33) är utformat enligt något av kraven 1-6, och att anordningen vidare innefattar en batteristyrningsan- ordning (35) för styrning av batteripaketet enligt något av kraven 7-10.

12. En anordning enligt krav 1 1, kännetecknad av att anordningen (21) är ett elektriskt fordon och innefattar en belastning (23) innefattande en elektrisk motor för framdrivning av fordonet, varvid batteripaketet (33) är anordnat att tillhandahålla elektrisk energi till motorn, och batteristyrningsanordningen (35) är anordnad att generera driftstyrningssignalen som svar på att den elektriska motorn förmås att framdriva fordonet.

13. Ett förfarande för tillhandahållande av elektrisk energi till en belastning i syfte att belastningen skall utföra en funktion, vilket förfarande innefattar - mottagning av information om att belastningen skall utföra sin funktion, - generering av en driftsstyrningssignal i en batteristyrningsanordning, - mottagning av driftsstyrningssignalen i ett batteripaket innefattande åtmin- stone en battericell anordnad att tillhandahålla en spänning till belastningen, och - medgivande av matning av den tillhandahällna spänningen genom en batte- ristyrningskrets som svar på driftsstyrningssignalen, varvid genereringssteget vidare innefattar 19 - genereríng av en driftsstyrningssígnal till åtminstone en första batteristyr- ningskrets och därefter generering av en andra driftsstyrningssígnal till en andra batteristyrningskrets, vilken första och andra batteristyrningskretsar vardera är ansluten mellan olika grupper av battericeller och vilken andra batteristyrningskrets är utformad att tåla en högre spänning än den första batteristyrningskretsen.