(57)【要約】      （修正有）【課題】車両のバッテリパックの寿命を延長させる改良された電力貯蔵システム及び方法を提供する【解決手段】複数のバッテリセルを有するバッテリパックを備えた電力貯蔵システムの動作寿命を最適化する方法であって、センサユニットによってバッテリパックの温度（Ｔ）を測定するステップと、バッテリパックの動作寿命の指標を表す少なくとも１つの他のパラメータを測定するステップと、期待される動作寿命の末期にバッテリパックが近づいた状態にあることを示す所定の閾値に前記パラメータが達したか否かを検出するステップと、前記パラメータが前記閾値に達した場合、バッテリパックの加熱を開始して、バッテリパックの温度（Ｔ）を所定値（Ｔ１）に上昇させるステップと、を備える。【選択図】図３
2020092091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリセル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・）を有するバッテリパック（７ａ）を
備えた電力貯蔵システム（７）の動作寿命を最適化する方法であって、
センサユニット（７ｂ）によって前記バッテリパック（７ａ）の温度（Ｔ）を測定する
ステップと、
前記バッテリパック（７ａ）の前記動作寿命の指標を表す少なくとも１つの他のパラメ
ータ（Ｐ）を測定するステップと、
前記バッテリパック（７ａ）が期待される動作寿命の末期に近づいた状態にあることを
示す所定閾値に前記パラメータ（Ｐ）が達したか否かを判定するステップと、
前記パラメータ（Ｐ）が前記閾値に達した場合、前記バッテリパック（７ａ）の加熱を
開始して、前記バッテリパック（７ａ）の前記温度（Ｔ）を所定値（Ｔ１）に上昇させ、
前記バッテリパック（７ａ）の前記動作寿命を延長させるステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記バッテリパック（７ａ）によって供給される電力又はエネルギーに関連する所定の
性能要求を満たすことが期待できない前記バッテリパック（７ａ）の状態に対応するよう
に、前記所定値を選択するステップを更に備えた、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バッテリセル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・）のそれぞれの端子電圧（Ｕ）の形態を
とる前記パラメータ（Ｐ）を測定するステップを更に備え、
前記閾値（Ｕ１）は、バッテリセルの限界電圧に対応する、
請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記バッテリセル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・）のそれぞれの電圧間隔の限度に対応す
るように前記閾値を選択するステップと、
前記バッテリパック（７ａ）によって供給される電力又はエネルギーに関連する所定の
能力要求を満たすことが期待できない前記バッテリパック（７ａ）の状態を表示するステ
ップと、
を更に備えた、請求項３に記載に方法。
【請求項５】
前記バッテリセル（Ｃ）のインピーダンスの形態をとる前記他のパラメータ（Ｐ）を測
定するステップを更に備えた、
請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記バッテリパック（７ａ）によって供給される電力又はエネルギーに関連する所定の
性能要求を満たすことが期待できない状態に前記バッテリパック（７ａ）がいつ達するか
を判定するための予測モデルの形態をとる前記他のパラメータ（Ｐ）を使用するステップ
を更に備えた、
請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項７】
複数のバッテリセル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・）を有するバッテリパック（７ａ）を
備えた電力貯蔵システム（７）の動作寿命を最適化するシステムであって、
前記バッテリパック（７ａ）の温度（Ｔ）及び前記バッテリパック（７ａ）の動作寿命
の指標を表す少なくとも１つの他のパラメータ（Ｐ）を測定するセンサユニット（７ｂ）
と、
コントロールユニット（８）と、
前記バッテリパック（７ａ）に関連付けられた加熱ユニット（１３）と、
を備え、
前記コントロールユニット（８）が、前記バッテリパック（７ａ）が期待される動作寿
命の末期に近づいた状態であることを示す所定の閾値（Ｕ１）に前記パラメータ（Ｐ）が
達したか否かを判定すると共に、前記パラメータ（Ｐ）が前記閾値（Ｕ１）に達した場合
、前記バッテリパック（７ａ）の前記加熱ユニット（１３）を起動して、前記バッテリパ
ック（７ａ）の前記温度（Ｔ）を所定値（Ｔ１）に上昇させ、前記バッテリパック（７ａ
）の前記動作寿命を延長させるように構成された、
システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムを備えた車両。
【請求項９】
コンピュータで実行されたとき、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の方法のス
テップを実行するプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コンピュータで実行されたとき、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の方法のス
テップを実行するプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラムを保持するコン
ピュータ可読媒体。
【請求項１１】
電力貯蔵システム（７）の動作寿命を最適化するコントロールユニット（８）であって
、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の方法のステップを実行するように構成され
たコントロールユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリセルを有するバッテリパックを備えた電力貯蔵システムの動
作寿命を最適化する方法に関する。この方法は、センサユニットによってバッテリパック
の温度を測定するステップと、バッテリパックの動作寿命の指標を表す少なくとも１つの
他のパラメータを測定するステップと、を備えている。
【０００２】
また、本発明は、複数のバッテリセルを有するバッテリパックを備えた電力貯蔵システ
ムの動作寿命を最適化するシステムに関する。このシステムは、バッテリパックの温度及
びバッテリパックの動作寿命の指標を表す少なくとも１つの他のパラメータを測定するセ
ンサユニットを備えている。
【０００３】
本発明は、トラック、バス及び建設機械などの大型車両に適用することができる。本発
明は、バスについて説明するが、この特定の車両に限定されず、自動車のような他の車両
、連結式ホーラー，掘削車，バックホウローダーなどの作業車両、さらには、バッテリを
使用するボート及び産業機器でも使用することができる。
【背景技術】
【０００４】
車両分野では、代替動力源、即ち、従来の内燃機関の代替案として使用される動力源を
有する車両の推進力に関する研究開発が着実に増加している。特に、電動車両（electric
ally operated vehicle）が、将来有望な代替案として浮上している。
【０００５】
現在の技術によれば、電気機械（electric machine）のみによって、又は、電動機械と
内燃機関との両方を備えた装置によって、車両を動作させることができる。後者の代替案
は、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）と呼ばれることが多く、例えば、市街地の外を走行中に
内燃機関を使用して車両を動作させ、市街地又は一酸化炭素及び窒素酸化物などの有害な
汚染物質の排出を制限する必要がある環境において電気機械を使用することができる。
【０００６】
電動車両に関連する技術は、車両のバッテリ関連技術などの電力貯蔵システムの開発と
密接に関連している。現在の車両の電力貯蔵システムは、制御回路と一体となって車両の
電気機械に電力を供給するように構成されたシステムを形成する、再充電可能な複数のバ
ッテリセルを有するバッテリパックを備えることができる。
【０００７】
内燃機関と再充電可能な電力貯蔵システムから電力が供給される電気機械とによって動
作する車両は、プラグインハイブリッド電気車両（ＰＨＥＶ)と時々呼ばれる。プラグイ
ンハイブリッド電気車両は、通常、外部電力供給源への接続によって充電することができ
る、再充電可能なバッテリセルを有する電力貯蔵システムを使用する。充電中、燃料節約
を得るとともに車両の走行距離を最適化するために、比較的短時間に大量のエネルギーが
電力貯蔵システムに供給される。
【０００８】
このため、車両のコントロールユニットが外部電力供給源によって行われる充電プロセ
スを要求するプロセスを介して、電力貯蔵システムの実際の充電が好適に行われる。これ
は、電力貯蔵システム及び外部電力供給源が好適な接続要素によって電気的に接続された
後に行われる。
【０００９】
自動車の技術分野において、電力貯蔵システムは、通常、多数のバッテリセルを有する
バッテリパックを備えている。プラグインハイブリッド車両を例にとると、バッテリパッ
クは、例えば、リチウムイオンタイプとすることができる。６００Ｖのリチウムイオンバ
ッテリパックが使用される場合には、車両を動作させるために、直列に接続された約２０
０のバッテリセルが必要とされて所望の電圧を達成する。車両が走行可能な距離は、バッ
テリパックの充電状態（ＳＯＣ）などの特定のパラメータに依存している。
【００１０】
また、バッテリは経時的に劣化してその性能が低下するため、期待される車両の走行距
離及び燃料節約がバッテリの寿命の末期近くでは維持できないことが知られている。さら
に、バッテリ性能の低下は、バッテリによって充電及び供給される電力量に影響を及ぼす
。
【００１１】
再充電可能なバッテリは繰り返し充電して何度も再利用することができるが、バッテリ
が限られた寿命を有していることも事実である。バッテリが「寿命末期」（ＥＯＬ）段階
に近づいてついに達した時点は、バッテリの性能要求がもはや満たされない時期であると
言うことができる。従って、再充電可能なバッテリがやがて劣化して寿命末期に達すると
いう事実を考慮しつつ、再充電可能なバッテリの寿命を最適化するシステム及び方法が必
要である。
【００１２】
安全な車両の動作状態を保証するために、車両のバッテリ管理システムを使用すること
も知られている。そのようなバッテリ管理システムにおいて、例えば、各バッテリセルの
電圧センサの形態をとる各セルのセル端子電圧を測定するために、バッテリの動作を示す
１つ以上のパラメータを測定するように構成されたセンサ装置を備えることができる。そ
して、そのようなセンサ装置は、バッテリの動作に関連した様々なパラメータを検出する
ために使用することができる。
【００１３】
米国特許第８７７３０６６号明細書には、車両のバッテリパックの有効寿命を延長する
システム及び方法が記載されている。この方法は、寿命延長貯蔵モードで一定期間バッテ
リパックを動作させるステップを含み、この貯蔵モードは、各充電期間において、満充電
より少ない寿命延長充電状態（ＳＯＣ）にバッテリパックを充電するように構成されてい
る。
【００１４】
また、米国特許出願公開第２０１４／０７９９６７号公報には、劣化した出力性能を回
復させるように構成された方法及びシステムが記載されている。この方法は、過放電プロ
セス中にバッテリパックを加熱することによって、バッテリパックの寿命を延長させるス
テップを含んでいる。
【００１５】
車両のバッテリパックの寿命を延長させることを目的とした公知のシステム及び方法が
存在するが、この技術分野においてより効果的な解決策が依然として望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の目的は、従来の解決策に関連付けられた問題、特に、寿命末期に近い
バッテリの電力供給能力の低下に関する問題のために、電力貯蔵システム、特に、車両産
業で使用するバッテリパックの期待される動作寿命を最適化する、改良された方法及びシ
ステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の態様によれば、この目的は、複数のバッテリセルを有するバッテリパッ
クを備えた電力貯蔵システムの動作寿命を最適化する方法によって達成される。この方法
は、センサユニットによってバッテリパックの温度を測定するステップと、バッテリパッ
クの動作寿命の指標を表す少なくとも１つの他のパラメータを測定するステップと、を含
んでいる。また、この方法は、バッテリパックが期待される動作寿命の末期に近い状態に
あることを示す所定の閾値にパラメータが達しているか否かを検出するステップと、パラ
メータが閾値に達した場合、バッテリパックの加熱を開始してバッテリパックの温度を所
定値に上昇させ、バッテリパックの動作寿命を延長させるステップと、を含んでいる。
【００１８】
本発明は、特に、バッテリパックが寿命末期に近づいている場合、即ち、バッテリパッ
クの能力が低下している場合に、特定の利点を提供する。バッテリパックを加熱する上述
のステップによって、バッテリセルの内部抵抗が低下し、バッテリパックの電力容量が増
加する。電力要求が不十分であることが検出された好適な時点において内部抵抗を低下さ
せることによって、実際に動作寿命を延長させることができる。換言すると、バッテリパ
ックは、加熱を開始しない場合と比較して、追加期間、性能要求を満たすことができる。
【００１９】
一般的に、本発明はまた、バッテリセルの内部抵抗が経時変化するにつれて増加すると
いう知見に基づいている。これはまた、バッテリパックの電力容量が経時変化プロセス中
に減少、即ち、バッテリパックが動作寿命の末期に向かって電力容量が減少することを意
味している。しかしながら、バッテリパックが期待される動作寿命の末期に近づいた状態
にあることが検出された段階でバッテリパックの加熱を開始することによって、バッテリ
セルの内部抵抗が低下する。これは、さらなる期間、電力容量が増加することを意味する
。このようにして、本発明の目的、即ち、バッテリパックの動作寿命を延長させることが
できる。
【００２０】
バッテリパックの寿命は、加熱プロセスが寿命の初めから開始される場合、（加熱がバ
ッテリセルの経時変化プロセスを促進させるため）基準的な寿命より短くなることに留意
されたい。このような理由から、可能な限り寿命末期でバッテリパックの電力要求を満た
す範囲内でのみ温度の上昇を開始することが重要である。
【００２１】
本発明の第２の態様によれば、この目的は、複数のバッテリセルを有するバッテリパッ
クを備えた電力貯蔵システムの動作寿命を最適化するシステムによって達成される。この
システムは、バッテリパックの温度及びバッテリパックの動作寿命の指標を表す少なくと
も１つの他のパラメータを測定するセンサユニットを含んでいる。また、このシステムは
、コントロールユニットと、バッテリパックに関連付けられた加熱ユニットと、を含んで
いる。コントロールユニットは、バッテリパックが期待される動作寿命の末期に近い状態
であることを示す所定の閾値にパラメータが達しているか否かを検出すると共に、パラメ
ータが閾値に達した場合、バッテリパックを加熱する加熱ユニットを作動させてバッテリ
パックの温度を所定値に上昇させ、バッテリパックの動作寿命を延長させるように構成さ
れている。
【００２２】
本発明のさらなる利点及び有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項に開示されている
。
【００２３】
添付図面を参照して、一例として挙げられた本発明の実施形態を以下に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を使用することができる、バスの形態をとるハイブリッド車両の概略図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に応じた、車両の電力貯蔵管理システムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付図面を参照して、以下に本開示の様々な態様をより詳細に説明する。しかしながら
、本明細書で説明される方法及びシステムは、多くの異なる形態で実現することができ、
本明細書に記載される態様に限定されると解釈すべきでない。
【００２６】
一般的に、車両の電気機械への必要電力を長期間維持するために、車両の電力貯蔵シス
テムの動作寿命を最適化することを目的とする実施形態について説明する。
【００２７】
本開示の文脈（context）において、「寿命末期」という用語は、要求される性能要求
をもはや満たすことができないバッテリパックの動作段階、あるいは、車両の電気機械を
動作させるために要求されるエネルギー又は電力をもはや供給できない段階を説明するた
めに使用される。換言すると、要求されるエネルギー又は電力は、所定の閾値レベル未満
である。以下に詳細を説明するように、この「寿命末期」段階は、寿命末期段階に達した
かまもなく達するかを示す少なくとも１つの好適なパラメータを測定することによって検
出することができる。
【００２８】
最初に図１を参照すると、本実施形態による、クラッチ４を介して相互接続される内燃
機関２及び電気機械３を備えた、いわゆるプラグインハイブリッドタイプのバス１の形態
をとる、簡略化された車両の斜視図が示されている。内燃機関２及び電気機械３の両方は
、バス１を走行させるために使用される。電気機械３はギアボックス５に接続され、ギア
ボックス５はバス１のリアアクスル６に接続されている。それ自体公知であるため詳細に
説明しないが、内燃機関２及び電気機械３は、リアアクスル６を駆動するために使用する
ことができる。本実施形態によれば、電気機械３は、電動モータ及び発電機が一体化した
ものとして使用され、内燃機関２のスタータモータとしても好適に使用される。
【００２９】
バス１には、複数のバッテリセル（図１には詳細に示されていない）を有するバッテリ
パック７ａを備えた電力貯蔵システム７が搭載されている。複数のバッテリセルは、直列
に接続されて、所望の電圧レベルを有するＤＣ出力電圧を供給する。好適には、バッテリ
セルはリチウムイオンタイプであるが、原理的には他のタイプも使用することができる。
【００３０】
電力貯蔵システム７はまた、バッテリパック７ａの動作状態を示す１つ以上の所定のパ
ラメータを測定するように構成されたセンサユニット７ｂを備えている。本実施形態によ
れば、センサユニット７ｂは、バッテリパック７ａ及び各バッテリセルの電圧を測定する
ように構成することができる。また、センサユニット７ｂは、バッテリ電流、各バッテリ
パック７ａ及び各バッテリセルの温度など、代替的なパラメータを測定するように構成す
ることができる。さらに、センサユニット７ｂは、バッテリパック７ａの電力、容量又は
他の好適なパラメータに関して、性能状態に関連した他の信号を測定するために使用する
ことができる。詳細を後述するように、センサユニット７ｂによって測定された１つ以上
のパラメータは、バッテリパック７ａの動作寿命を延長するように構成されたプロセスを
制御するために使用することができる。
【００３１】
一実施形態によれば、電力貯蔵システム７は、図１に示すように、バス１の屋根の上に
配置されている。電力貯蔵システム７を含む、上述したバス１の推進システムのコンポー
ネントは、車両のコントロールユニット８に接続されている。
【００３２】
この開示は、バスの形態をとる車両１で使用されるバッテリパック７ａに言及するが、
複数のバッテリセルを有するバッテリパックを備えた電力貯蔵システムを搭載する、実質
的に任意タイプの車両に適用することができる。例えば、本発明は、ハイブリッド電気車
両（ＨＥＶ）、フル電気車両（ＦＥＶ）、バッテリ電気車両（ＢＥＶ）、プラグインハイ
ブリッド車両（ＰＨＥＶ）及びバッテリを使用する他の形態の車両に適用することができ
る。本発明は、上述したタイプのバッテリパックが使用される、船舶、発電装置を必要と
する応用システム、及び、他の場所で使用することもできる。
【００３３】
バス１の特定の動作モード中、バス１を動作させるために電気機械３を使用することが
好適である。これは、電力貯蔵システム７が電気機械３に電力を供給し、電気機械３がリ
アアクスル６を駆動することを意味している。電気機械と内燃機関とを組み合わせて車両
を動作させる方法は、一般的に従前から知られており、この理由から、ここではより詳細
に説明しない。
【００３４】
バス１は、好適にはパンタグラフの形態をとる、第１の電気接続要素９を備えている。
第１の電気接続要素９は、外部電力供給源１１の一部を形成する高架導体ワイヤの形態を
とる、第２の電気接続要素１０に接続されるように構成されている。
【００３５】
ここで、図２を参照して、本発明の一実施形態をより詳細に説明する。図２は、バッテ
リパック７ａ及び車両１の関連コンポーネントの簡略化されたスケジュールである。図１
に示すすべてのコンポーネントは、図２には示されていない。
【００３６】
上述したように、バッテリパック７ａは、具体的な数は変更され得るが、一実施形態に
よれば好適には２００セルである、複数のバッテリセルＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・など（符
号「Ｃ］でも参照される）を備えている。一実施形態によれば、本発明の原理は他のタイ
プのバッテリセルに同等に適用可能であるが、バッテリセルはリチウムイオンタイプであ
る。
【００３７】
バッテリパック７ａは、電気機械３に接続され、電気機械３を動作させ（車両１を動作
させる）ように構成されている。また、バッテリパック７ａはセンサユニット７ｂに接続
され、センサユニット７ｂはコントロールユニット８に接続されている。
【００３８】
上述したように、本発明は、期待されるバッテリパック７ａの動作寿命を最適化するよ
うに構成されている。一般的に、バッテリパック７ａの寿命は限られており、その性能を
最適化するために、できるだけ長い寿命を得ることが望ましい。本発明は、バッテリパッ
ク７ａの性能要求がもはや満たされない場合、即ち、電気機械を動作させるために要求さ
れるエネルギー又は電力をもはや供給できない状況に対応する段階で、特に適用される。
【００３９】
この目的のため、一実施形態によれば、センサユニット７ｂは、バッテリパック７ａの
温度を測定すると共に、バッテリパック７ａの動作寿命の指標を表す少なくとも１つの付
加的なパラメータを測定するように構成されている。以下においては、付加的なパラメー
タは、符号Ｐで示されている。一実施形態によれば、そのような付加的なパラメータＰは
、各バッテリセルの電圧Ｕに対応している。従って、センサユニット７ｂは、各バッテリ
セルＣの端子電圧Ｕを測定し、測定された電圧値に関連した情報をバッテリのコントロー
ルユニット８に送信するように構成されている。コントロールユニット８は、この情報を
使用して、バッテリパック７ａが「寿命末期」段階に達しそうであるか否かを判定するこ
とができる。
【００４０】
他の実施形態によれば、パラメータＰは、各バッテリセルＣのインピーダンスの形態を
とり、バッテリパック７ａの「寿命末期」段階がいつ発生するかを示すために使用するこ
とができる。他の代替例によれば、パラメータＰは、様々な入力信号及びパラメータを使
用する数学的な予想モデルに対応することができ、バッテリパック７ａの「寿命末期」段
階がいつ発生するかを推定するように構成されている。
【００４１】
上述したように、バッテリパック７ａの温度が測定される。温度を測定する最も代表的
な位置は、バッテリセルの内部である。しかしながら、そのような位置で温度を測定する
ことは困難であるという事実のため、１つ以上の温度センサの代表的なセットは、（図面
に示されていないが）セルの表面、セルのタブ、バスバーに配置したり、セルの内部環境
温度の形態をとってもよい。これは、安全上の理由からホットスポットをカバーすると共
に、代表的な平均バッテリセル温度を定義することを保証するために行われる。
【００４２】
図２はまた、車両の一部を形成する第１のコネクタ９と、外部電力供給源１１の一部を
形成する第２のコネクタ１０と、を概略的に示している。また、バッテリパック７ａ、セ
ンサユニット７ｂ及びコントロールユニット８は、バッテリパック７ａ及びそのセルＣの
状態、特に、温度Ｔ及びバッテリセル電圧Ｕを監視するように配置された、電力貯蔵管理
システム１２を構成している。
【００４３】
本開示の文脈内では、電力貯蔵管理システム１２の３つの主目的がある。第１の主目的
は、バッテリパック７ａの温度Ｔ及び各バッテリセルＣの電圧などのパラメータの推定を
行うことである。第２の主目的は、バッテリパック７ａが寿命末期に近づいたか否かを判
定することである。第３の主目的は、バッテリパック７ａが寿命末期に近づいた状態に達
した場合、バッテリパック７ａの動作寿命を延長させるために、バッテリパック７ａの加
熱プロセスを起動することである。
【００４４】
上述のように、センサユニット７ｂは、バッテリパック７ａの一部を形成するすべての
バッテリセルＣの電圧Ｕを検出し、この情報をコントロールユニット８に送信するように
構成されている。また、この実施形態によれば、コントロールユニット８は、バッテリセ
ルＣの少なくとも１つの電圧が所定の電圧値Ｕ１に近づいているか又は達したか否かを検
出するように構成されている。この所定の電圧値Ｕ１は、性能要求を満たすことができな
いか要求電力を供給できず、この理由から、寿命末期段階に近づいていると見做すことが
できる、バッテリパック７ａの状態に対応している。あるいは、バッテリセルＣの電圧は
、所定間隔内にあると期待され、電圧がこの間隔の上限値より高い値に達するか、電圧が
この間隔の下限値より低い値に達したならば、これは閾値に達したことの兆しでもある。
【００４５】
コントロールユニット８が少なくとも１つのバッテリセルＣによって閾値Ｕ１に達した
こと（又は、任意のセルＣの電圧が期待される電圧間隔外であること）を記憶する必要が
ある場合、コントロールユニット８は、バッテリパック７ａ内又はこれに近接して配置さ
れた加熱ユニット１３を起動するように構成されている。この段階では、バッテリパック
７ａが加熱されて、バッテリパック７ａの寿命が延長される。
【００４６】
一実施形態によれば、加熱ユニット１３は、常温では流体（例えば、水又はガスのよう
な他の媒体）である冷却媒体を加熱するように構成されている。冷却媒体は、空気であっ
てもよい。
【００４７】
加熱ユニット１３は、どの媒体が使用されるかに応じた形態で好適に実装される。一実
施形態によれば、加熱ユニット１３は、バッテリパック７ａからの電力によって駆動され
る電気ヒータである。
【００４８】
一実施形態によれば、バッテリパック７ａの加熱は、バッテリパック７ａの寿命の最適
な延長を与える値に選択された所定値Ｔ１まで温度Ｔが上昇するように行われる。純粋な
一例として、加熱ユニット１３は、バッテリパック７ａの温度を約２５℃から約３５℃ま
で上昇させるように構成することができる。温度上昇は、バッテリパック７ａの安全上の
制限を考慮するように行われる。好適には、温度上昇は、比較的ゆっくりと段階的（例え
ば、１度に１℃）に行われる。そのような温度上昇プロセスにより、バッテリパック７ａ
の寿命を約１０％延長することができる。
【００４９】
本発明は、バッテリパック７ａが寿命末期に近づいているが、実質的にそのような時点
の前である場合に、上述の加熱が開始されるという洞察に基づいている。バッテリパック
７ａの加熱は、一般的に、バッテリセルＣの内部抵抗を低下させる。これは、バッテリパ
ック７ａがより高温でより高い電力能力を有することを意味している。しかしながら、バ
ッテリパック７ａの経時変化は、一般的に、温度が上昇するにつれて増加する。従って、
本発明は、寿命の比較的早い段階でのバッテリパック７ａの加熱がバッテリパック７ａの
経時変化に悪影響を与えるため、加熱プロセスがあまにも早く開始されるべきでない、即
ち、バッテリパック７ａが寿命末期に近づくまで開始されるべきでないという洞察に依存
している。要するに、温度上昇をできるだけ遅らせて、できるだけ長く低温の最適温度を
使用することによって、バッテリパック７ａの寿命を最適化する。要求される電力又はエ
ネルギーがバッテリパック７ａによって供給され続ける限り、温度上昇は開始されるべき
ではない。それでも、寿命に依存するパラメータの限界を超えないようにする必要がある
。
【００５０】
また、バッテリセルＣは、セルの損傷を避けるために、規定の電圧範囲内で使用されな
ければならない。バッテリパック７ａに電流が供給されると、セルの内部抵抗によってセ
ル電圧が上昇し（Ｕ＝Ｒ×Ｉによる）、電流が供給されなくなると、セル電圧が低下する
。バッテリパック７ａが経時変化して抵抗が増加すると、同一電流に対する電圧応答がま
すます高くなる。寿命のある時点において、要求電力に応じた電流が供給されるか供給さ
れなくなると、電圧応答がセル電圧限界に達する。寿命のこの時点において、要求される
出力要求をもはや満たすことができない。これは、上述したように、バッテリパック７ａ
の加熱を適用するのに好適な時点である。
【００５１】
一実施形態によれば、バッテリのセル電圧Ｕが測定され、大きな電圧応答を有するバッ
テリセルがセル電圧限界に近づくか達すると、バッテリパック７ａの温度が上昇される。
上述したように、バッテリセルＣの抵抗は、これによって低下し、バッテリパック７ａが
もはや要求電力を供給することができない時点が先に延ばされる。これは、バッテリパッ
ク７ａの寿命が延長されることも意味している。
【００５２】
バッテリパック７ａの寿命における早い段階から温度を上昇しない理由は、従って、温
度上昇に伴って経時変化プロセスが促進されるからである。
【００５３】
上述したように、バッテリパック７ａの動作状態を反映する少なくとも１つのパラメー
タを測定するように、センサユニット７ｂ（図１及び２参照）を配置することが望ましい
。一実施形態によれば、センサユニット７ｂによって、各バッテリセルＣの電圧Ｕが測定
される。他の実施形態によれば、センサユニット７ｂは、バッテリパック７ａの動作状態
の指標として、バッテリのセル電圧とは異なる他のパラメータを測定するように構成して
もよい。純粋な一例として、そのようなパラメータは、バッテリパック７ａの出力電力又
はエネルギーとすることができる。これらのパラメータの両方は、バッテリパック７ａが
寿命末期に達しそうか否かを制御するために使用することができる。
【００５４】
図３は、提案方法の主なステップを有するフローチャートを示す。最初に、この方法は
、センサユニット７ｂにおいて温度センサからの測定値を得ることによって開始される（
図３のステップ１４参照）。次に、一実施形態によれば、バッテリのセル電圧である他の
パラメータからの測定値が、センサユニット７ｂによっても得られる（ステップ１５）。
【００５５】
このプロセスの次の段階では、コントロールユニット８が、バッテリのセル電圧の閾値
が少なくとも１つのバッテリセルＣに達したか否か（又は、任意のセルＣの電圧が期待さ
れるセル電圧間隔外であるか否か）を判定するように構成されている（図３のステップ１
６）。この場合、コントロールユニット８は、上述したように、加熱ユニット１３を起動
し、バッテリパック７ａの温度を上昇させる。その結果、十分な電力を供給することがで
きるバッテリパック７ａの残存寿命が延長される。
【００５６】
本発明は、上述及び図示の実施形態に限定されないことを理解すべきである。むしろ、
当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で、多くの変更及び修正ができることを認識す
るであろう。
【００５７】
例えば、バッテリセルの端子電圧Ｕは、通常、関連するパラメータＰとして使用される
が、バッテリセルＣの温度又はバッテリ電流など、他のパラメータがセンサユニットによ
って測定されてもよい。
【００５８】
他の実施形態によれば、バッテリセルＣの実際の抵抗及び容量を使用することができる
。また、そのようなパラメータを推定するために、予測モデルを使用することができる。
このようにして、加熱を開始すべき最適な時点を正確に決定することができる。
【００５９】
さらに、例えば、バッテリセルの電圧を測定する代わりに、異なるタイプの予想モデル
を利用して、バッテリパック７ａの寿命末期がいつ近づくかを判定することができる。
【図１】
2020092091.tif 000003
【図２】
2020092091.tif 000004
【図３】
2020092091.tif 000005
【外国語明細書】
2020092091000001.pdf