(57)【要約】  本発明は電気エネルギー蓄積装置の電磁気攻撃からの保護に関する。電気エネルギー蓄積装置（１０）は、導電体で作られた筐体（１２）と、筐体（１２）内に配置された少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵電池と、筐体（１２）を通して配置された２つの端子（１４、１６）とを含み、端子（１４、１６）は筐体（１２）から電気的に絶縁され、端子（１４、１６）は少なくとも１つの蓄電池と装置（１０）の外部との間で電気エネルギーが転送されることを可能にする。発明によると、本装置（１０）はさらに、筐体（１２）の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスを呈示する特定部品（Ｚ１、Ｚ２）であって、端子（１４、１６）の少なくとも１つを通して筐体（１２）に侵入しようとする電磁干渉のエネルギーを放散するように構成された特定部品（Ｚ１、Ｚ２）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体で作られた筐体（１２）と、前記筐体（１２）内に配置された少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵電池（３０）と、前記筐体（１２）を通して配置された２つの端子（１４、１６）とを含む電気エネルギー蓄積装置（１０）であって、前記端子（１４、１６）は前記筐体（１２）から電気的に絶縁され、前記端子（１４、１６）は少なくとも１つの前記蓄電池（３０）と前記装置（１０）の外部との間で電気エネルギーが転送されることを可能にする、電気エネルギー蓄積装置（１０）において、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスを呈示する特定部品（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４、４１、４２）であって、前記端子（１４、１６）の少なくとも１つを通して前記筐体（１２）に侵入しようとする電磁干渉のエネルギーを放散するように構成された特定部品（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４、４１、４２）をさらに含むことを特徴とする電気エネルギー蓄積装置（１０）。
【請求項２】
前記インピーダンス（Ｚ１、Ｚ２）は前記筐体（１２）の内側に配置され、前記端子（１４、１６）のうちの第１の端子を前記筐体（１２）へ接続し、前記インピーダンス（Ｚ１、Ｚ２）は、前記第１の端子（１４、１６）を通して伝播しようとする電磁干渉を前記筐体（１２）方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記インピーダンスは第１のインピーダンスと呼ばれ、前記装置は、前記筐体（１２）の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するとともに前記端子のうちの第２の端子（１４）を前記筐体（１２）へ接続する第２のインピーダンス（Ｚ２）を含み、前記第２のインピーダンス（Ｚ２）は前記第２の端子（１４）を通して伝播しようとする電磁干渉を前記筐体（１２）方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有し、高域通過フィルタを形成し、前記２つの端子（１４、１６）を互いに接続する第３のインピーダンス（Ｚ３）を前記筐体（１２）の内側に含む、ことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記筐体の内側に、前記端子（１４、１６）へ接続された複数の電気エネルギー貯蔵電池（３０）と、それぞれが前記電気エネルギー貯蔵電池（３０）の１つに関連付けられ、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンス（３４）とを含むことを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、直列に接続されたキャパシタ（Ｃ）と抵抗器（Ｒ）とを含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、並列に接続された複数のキャパシタ（Ｃａ、Ｃｂ）を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、並列に接続された複数の抵抗器（Ｒａ、Ｒｂ）を含むことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、直列または並列に接続された複数のインダクタＬを含むことを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記キャパシタ（Ｃ）と前記抵抗器（Ｒ）との共通点に存在する電圧と基準電圧とを比較する手段（２２）と、前記共通点に存在する電圧と前記基準電圧との差を通知する手段（２４）とを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のインピーダンス（Ｚ１）の前記キャパシタ（Ｃ）と前記抵抗器（Ｒ）との共通点に存在する電圧と前記第２のインピーダンス（Ｚ２）の前記キャパシタ（Ｃ）と前記抵抗器（Ｒ）との共通点に存在する電圧とを比較する手段（２２）と、前記比較の測定結果と期待結果との差を通知する手段（２４）とを含むことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記インピーダンスは、第４のインピーダンス（４１）と呼ばれ、前記端子（１４、１６）のうちの第１の端子と前記少なくとも１つの蓄電池（３０）とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記端子（１４、１６）のうちの第２の端子と前記少なくとも１の蓄電池（３０）とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する第５のインピーダンス（４２）を含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第４のインピーダンス（４１）と前記第５のインピーダンス（４２）はそれぞれ、前記少なくとも１つの電池（３０）と前記それぞれの端子（１４、１６）との間に直列に接続された巻線で形成され、前記装置は前記第４のインピーダンス（４１）と前記第５のインピーダンス（４２）とに共通な磁気回路（４３）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第４のインピーダンス（４１）と、妥当な場合は前記第５のインピーダンス（４２）とを試験する手段（２２、４５、４６）を含むことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記第４のインピーダンス（４１）と、妥当な場合は前記第５のインピーダンス（４２）とはそれぞれ、一次巻線で形成され、前記試験手段は、前記第４のインピーダンスと、妥当な場合は前記第５のインピーダンスとのそれぞれの前記一次巻線へ結合される二次巻線（４５、４６）を含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第４のインピーダンス（４１）と、妥当な場合は前記第５のインピーダンス（４２）とは、当該前記端子（１４、１６）と前記少なくとも１の蓄電池（３０）とを接続する前記導体を取り囲む強磁性材料で形成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気エネルギー蓄積装置の電磁気攻撃からの保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーを蓄積するために、そして機器が電力を供給されることを可能にするために、特にリチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池などの無数のタイプの電気エネルギー蓄積器が現在入手可能である。および電気化学的電力キャパシタを蓄積器として使用することも可能である。通常、装置は電気エネルギーをＤＣ電圧の形式で交換する。
【０００３】
これらの蓄積装置は、電磁干渉、特に蓄積装置へ接続された電線路の上を通る電磁干渉に敏感である。しばしば高周波干渉である干渉が蓄積装置に負荷をかけ、これらの装置を早く老化させる。
【０００４】
最近、蓄積装置の使用の増加と共に、時折解明されないままである爆発が観察された。これらの爆発の原因究明が無い場合、そしてその結果を制限するために、蓄積装置内に保持される基本蓄電池に金属的封じ込めを採用することが可能である。金属的封じ込めは、電池の破壊を防止しないが、爆発から生じる煙および炎の伝搬が封じ込められ得るようにする。蓄積装置内および装置内の金属的封じ込めの厚さと、蓄積装置内および装置内の分離器の厚さ（特に装置の端子間の）とを増加することも可能である。爆発（または最低限でも加熱）の１つの可能性の高い原因は、蓄積装置へ接続される機器内のまたはさらには蓄積装置自体内の電磁干渉の存在にある。
【０００５】
それ自体では、蓄積装置は一般的には電磁干渉の影響を受けにくいかまたはほとんど受けない。蓄積装置が設置される機器は、筐体と基本蓄電池との間に存在する寄生キャパシタンスと共鳴し得る配線インダクタンスなどの寄生素子を含み得る。
【０００６】
エネルギー蓄積装置の端子とその筐体との間にキャパシタを配置することが、高周波干渉を除去するために十分であるように思えるかもしれない。しかし、配線インダクタンスと結合するこのような部品の存在は有害であり得る共振を生じる。せいぜい、キャパシタは共振周波数を変更することになるが、共振が増幅される危険性がある。共振周波数において、電磁波により誘起される電流は著しく増幅され、特に基本蓄電池の周辺層上に非常に高いレベルの加熱を生じる。この加熱は電池の破壊を生じ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電磁干渉からの保護手段を含む新規な電気エネルギー蓄積装置を提供することにより上記問題のすべてまたはいくつかを克服することを目的とする。これらの手段は、蓄積装置の内部への干渉の伝搬を回避するまたは最低限でもそれを制限し、そして減衰することを可能にする。これらの手段は、干渉が装置の基本蓄電池へ到達するのを防止するように干渉が蓄積装置の端子において阻止されることを可能にする障壁を形成する。さらに具体的には、本発明は、エネルギー蓄積装置の端子の１つとその筐体との間に少なくとも１つの抵抗器を配置することを提案する。この抵抗器は、寄生キャパシタンスと寄生インダクタンスとによる共振の影響が減衰され得るようにすることにより共振が制限され得るようにする。
【０００８】
この目的を達成するために、本発明の主題は、導電体で作られた筐体と、筐体内に配置された少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵電池と、筐体を通して配置されるとともに筐体から電気的に絶縁された２つの端子とを含む電気エネルギー蓄積装置であって、２つの端子は少なくとも１つの蓄電池と装置の外部との間で電気エネルギーが転送されることを可能にする電気エネルギー蓄積装置である。本装置はさらに、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスを呈示する特定部品であって、端子の少なくとも１つを通して筐体に侵入しようとする電磁干渉のエネルギーを放散するように構成された特定部品を含むことを特徴とする。
【０００９】
インピーダンスは有利には筐体の内側に配置され、端子のうちの第１の端子を筐体へ接続し、第１のインピーダンスは、第１の端子を通して伝播しようとする電磁干渉を筐体方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する。
【００１０】
インピーダンスは第１のインピーダンスと呼ばれ、本装置は有利にはさらに、筐体の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有し端子のうちの第２の端子を筐体へ接続する第２のインピーダンスであって、第２の端子を通して伝播しようとする電磁干渉を筐体方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する第２のインピーダンスを含む。
【００１１】
有利には、本装置はさらに、筐体の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有する第３のインピーダンスであって高域通過フィルタを形成し２つの端子を互いに接続する第３のインピーダンスを含む。
【００１２】
本装置は、筐体の内側に、端子へ接続された複数の電気エネルギー貯蔵電池と、それぞれが電気エネルギー貯蔵電池の１つに関連付けられ１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスとを含む。
【００１３】
１つまたは複数のインピーダンスはそれぞれ、直列または並列に接続されたキャパシタおよび抵抗器、および／または並列に接続された複数の抵抗器、および／または直列または並列に接続された複数のインダクタＬを含み得る。
【００１４】
有利には、本装置は、第１のインピーダンスおよび／または第２のインピーダンスのキャパシタと抵抗器との共通点に存在する電圧と基準電圧とを比較する手段と、共通点に存在する電圧と基準電圧との差を通知する手段とを含む。
【００１５】
本装置の１つの変形形態によると、インピーダンスは第４のインピーダンスと呼ばれ、端子のうちの第１の端子と少なくとも１つの蓄電池とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する。
【００１６】
本装置は有利には、端子のうちの第２の端子と少なくとも１つの蓄電池とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する第５のインピーダンスを含む。
【００１７】
第４のインピーダンスと第５のインピーダンスはそれぞれ、少なくとも１つの電池とそれぞれの端子との間に直列に接続された巻線で形成され得る。本装置は、第４および第５のインピーダンスに共通な磁気回路を含み得る。
【００１８】
有利には、本装置はさらに、第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとを試験する手段を含む。
【００１９】
第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとはそれぞれ一次巻線で形成され得、試験手段は、第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとのそれぞれの一次巻線へ結合される二次巻線を含み得る。
【００２０】
第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとは、当該端子と少なくとも１つの蓄電池とを接続する導体を取り囲む強磁性材料で形成され得る。
【００２１】
本発明は、添付図面により例示され一例として与えられる一実施形態の詳細な説明を読むとさらに良く理解され、別の利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による電気エネルギー蓄積装置を概略的に示す。
【図２ａ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図２ｂ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図２ｃ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図３ａ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図３ｂ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図４】図１の装置の部品の例示的配置の斜視図である。
【図５】本発明による電気エネルギー蓄積装置の１つの変形形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
明確化のために、同じ素子は様々な図面において同じ参照符号を有することになる。
【００２４】
図１は電気エネルギー蓄積装置１０を概略的に示す。装置１０は、任意のオンボードシステム（特に航空機上の）内に取り込まれ得る。
【００２５】
装置１０は、装置１０の部品が配置される筐体１２を含む。筐体１２は導電体で作られる。これは、例えば金属または任意の他の導電材料で作られたケースにより形成される。筐体は例えば樹脂内に埋め込まれた炭素繊維で作られ得る。装置１０は、筐体１２内に配置された１つまたは複数の電気エネルギー貯蔵素子を含む。例えば蓄電池または電気化学キャパシタなど様々なタイプの貯蔵素子が本発明との関連で使用され得る。
【００２６】
図１では、それぞれが貯蔵素子を形成する複数の電池Ｖ１、Ｖ２、．．．、Ｖｎが装置１０の動作電圧を増加するために直列に接続される。複数の貯蔵素子が使用される場合、前記貯蔵素子を異なるやり方で（特に、並列に）接続することが可能である。複数の貯蔵素子を直列と並列との両方で接続することが当然可能である。本装置は、装置１０が外部ネットワークへ接続されることを可能にする２つの端子１４、１６を含む。端子１４、１６は筐体１２を通して配置される。端子１４、１６は筐体１２から電気的に絶縁される。絶縁体１８が端子１４を囲み、絶縁体２０が端子１６を囲む。絶縁体１８、２０はそれぞれの端子１４、１６を筐体１２へ機械的に固定し得る。一般的に、エネルギー蓄積装置は直流で動作する。端子１４は正端子を形成し、端子１６は装置１０の負端子を形成する。本発明の文脈では、交流で動作するエネルギー蓄積装置を使用することが可能である。
【００２７】
本発明によると、装置１０は、筐体１２の内側に、２つの端子１４、１６のうちの１つを筐体１２へ接続する少なくとも１つのインピーダンスを含む。インピーダンスは、装置自体内におよびその環境内に存在するインダクタンスとキャパシタンスとの結合による共振が減衰され得るように１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を呈示する。インダクタンスおよびキャパシタンスは、特に配線に起因する固有成分または寄生素子であり得る。インピーダンスは、端子１４、１６のうちの１つを筐体１２へ直接接続する抵抗器の形式で生成され得る。筐体１２の電位が端子のうちの１つ（例えば負端子１６）のものに等しいまたは近い場合、抵抗器は、直流により動作する装置を放電することなく共振が減衰されることを可能にする。このため、抵抗器を短絡させることを避けるために、筐体１２を貫通する端子１６を筐体１２から絶縁されたままにすることが重要である。しかし、正端子１４と筐体１２との間に直接配置された抵抗器自体が装置を放電する傾向があるだろう。これは、例えばスーパーキャパシタなど短周期で動作する蓄積装置には許容可能かもしれない。この放電を回避するために、キャパシタを抵抗器と直列に接続することが有利である。このとき、インピーダンスは、インピーダンスを介し筐体へ接続された端子を通して伝播しようとする電磁干渉を筐体方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する。高域通過フィルタのカットオフ周波数は、濾過して取り除かれることが望ましい干渉のタイプに従って規定される。直流により動作する装置１０に関し、カットオフ周波数は非常に低く、ｋＨｚ程度であり得る。交流により動作する装置では、カットオフ周波数は当該交流の周波数より高くなければならない。端子１４、１６のうちの１つだけが筐体へ接続される場合、選択されるのは、端子が接続される装置の外の回路が干渉を伝達する可能性が最も高いものである。これは通常、回路が運び得る高周波干渉である。この干渉は、外部回路の部品に由来し得るまたは外部回路の導体により受信された電磁放射に由来し得る。直流により動作する装置１０の場合、負端子は外部回路のアースへ接続され得る。このアースは、多数の機械的部品により形成され得、例えば良好な表面金属化を多数の機械的部品へ与えることにより電位を設定する必要がある。これらの機械的部品はいかなる種類の電磁放射線も捕捉するアンテナを形成し得る。そのため、高域通過フィルタを形成するインピーダンスを介し負端子１６を筐体１２へ接続することが有利である。
【００２８】
実際には、蓄積装置１０は様々な外部回路へ接続され得るので、装置を設計する際、装置１０の製造を標準化するために２つの端子１４、１６を電磁干渉から保護することが有利である。この目的を達成するために、２つの端子１４、１６それぞれは、それぞれが抵抗成分を含み有利には高域通過フィルタを形成するインピーダンスを通して筐体１２へ接続される。図１では、インピーダンスＺ１が端子１４を筐体１０へ接続し、インピーダンスＺ２が端子１６を筐体１０へ接続する。
【００２９】
インピーダンスＺ１、Ｚ２のうちの１つにおける故障の場合、特に、筐体１２とそれぞれの端子間の接続が壊れた場合、干渉からの保護はもはや保証されない。有利には、この問題を克服するために、装置１０は２つの端子１４、１６を接続する第３のインピーダンスＺ３を含む。第３のインピーダンスＺ３もまた、抵抗成分を含み、有利には高域通過フィルタを形成する。したがって、インピーダンスＺ１が故障した場合、端子１４上に存在する干渉は依然として、直列に接続されたインピーダンスＺ３、Ｚ２を介し筐体１２方向に導かれ得る。同様に、インピーダンスＺ２が故障した場合、端子１６上に存在する干渉は、直列に接続されたインピーダンスＺ３、Ｚ１を介し筐体１２方向に伝達される。したがって、装置は、インピーダンスＺ１、Ｚ２のうちの１つにおける故障に耐性がある。インピーダンスＺ３の故障も許容可能であり、干渉はインピーダンスＺ１、Ｚ２のうちの１つにより導かれる。故障は、インピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３のうちの１つの部品が故障することにより引き起こされ得る。この故障は、部品自体に起因し得るまたは部品がその使用中に過負荷することに起因し得る。
【００３０】
図２ａ、２ｂ、２ｃは、図１の装置において使用され得るインピーダンスの３つの例を示す。図２ａは抵抗器Ｒ自体を示し、図２ｂは抵抗器Ｒと直列のキャパシタＣを示し、図２ｃは３つすべて直列にされたキャパシタＣ、インダクタＬおよび抵抗器Ｒを示す。
【００３１】
かなりの直列抵抗を呈示するキャパシタ自体が、Ｚ１、Ｚ２またはＺ３などのインピーダンスを生成するのに十分かもしれない。高域通過フィルタを生成するために、キャパシタの直列抵抗は、図２ｂに示すように直列に接続された抵抗器とキャパシタとの等価物を形成する。さらに具体的には、インピーダンスＺ１とＺ２の場合、直列抵抗は、当該端子とキャパシタとを接続する導体とキャパシタを筐体１２へ接続する導体との両方間に分散され得る。インピーダンスＺ３の場合、抵抗は、キャパシタＣを端子１４、１６のそれぞれへ接続する２つの導体間に分散され得る。
【００３２】
キャパシタＣに関連付けられた抵抗Ｒの値を増加するために、図２ｂに示すように固有抵抗成分とキャパシタＣとを直列に接続することが可能である。
【００３３】
同様に、導体は通常、導体のｍｍ長さ当たり１ｎＨ程度であり得るインダクタンスを本質的に呈示する。図２ｃに示すように誘導性部品ＬとキャパシタＣと抵抗器Ｒとを直列に接続することによりこのインダクタンスの値を増加することが可能である。キャパシタＣと誘導性部品Ｌとだけを直列に接続することが当然可能であり、抵抗は各部品Ｌ、Ｃの直列抵抗により提供される。
【００３４】
図３ａおよび図３ｂは、複数の抵抗器Ｒａ、Ｒｂと任意選択的に複数のキャパシタＣａ、Ｃｂとが並列に接続されたインピーダンスの変形形態を示す。図１に存在する抵抗器のすべては直列および並列に組み合わせられ得る。図３ｂと同様に、直列または並列に接続された複数の誘導性部品Ｌを追加することも可能である。これらの並列接続は、部品の冗長性を許容し、安全性の一部を提供する。したがって、これらのうちの１つが故障すると、１つまたは複数の他のものによりインピーダンスがその機能を行うことを可能にする。インピーダンスの特性は変更されるが機能は依然として行われる。図３ｂでは、キャパシタＣａ、Ｃｂの共通点が抵抗器Ｒａ、Ｒｂの共通点へ接続される。代替的に、それぞれが並列の抵抗器ＲとキャパシタＣとにより形成される複数の分離アセンブリを接続することが可能である。誘導性部品Ｌもまた各分離アセンブリにおいて直列または並列に接続され得る。
【００３５】
示された例では、各タイプの２つの部品が並列に接続される。多数の並列接続された部品を想定することが当然可能である。
【００３６】
社内的に行われた試験は、インピーダンスＺ１と存在すればインピーダンスＺ２、Ｚ３との抵抗成分の最小値はＬＣ共振が十分に減衰されることを保証するために１Ω程度であるということを示した。一般的に、減衰抵抗Ｒは次式により規定され得る：
【数１】
2019533278.tif 000003
【００３７】
Ｋは環境に依存する係数である。Ｋは存在する部品の電磁気的振る舞いの微分方程式を解くことにより規定され得る。Ｋはまた、例えば、例えば米国カリフォルニア大学バークレイ校により開発されたＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｅｍｐｈａｓｉｓ）などのアナログ電子回路をシミレーションするためのソフトウェアを使用することによりシミュレーションにより規定され得る。Ｌはエネルギー蓄積装置およびその環境の寄生等価インダクタンスを表す。Ｃはエネルギー蓄積装置およびその環境の寄生等価キャパシタンスを表す。抵抗の値は使用時の蓄積装置の環境に従って選択される。例えば、航空機において使用される２８Ｖ、５６Ａ．ｈリチウムイオン電池に関して社内規定された環境では、１０Ω程度の値が採用され得る。この抵抗と組み合わせて、１００ｎＦのキャパシタンスも採用され得る。より一般的には、蓄積装置の良好なレベルの保護は１〜１０００Ωの値と抵抗器と直列に接続されたキャパシタの１０ｎＦ〜１μＦのキャパシタンス値とにより得られる。
【００３８】
１Ωを越える抵抗値を得るためには、配線の典型的抵抗は十分となるにはほど遠いということに留意すべきである。キャパシタ自体を端子１４、１６のうちの１つと筐体１２との間に接続することにより、配線を接続することではせいぜい数ミリオーム程度の抵抗を生成する可能性がある。配線の抵抗が低過ぎるので、必要な減衰を生成することができない。このような抵抗は、筐体１２に侵入しようとする電磁干渉からのエネルギーをジュール熱により放散することができないだろう。例えば、０．２５４ｍｍの直径を有する銅線は３３８ｍΩ／ｍの単位長さ当たり抵抗を有する。１０ｃｍの配線を使用しても、３４ｍΩが得られ、これは低過ぎるので航空環境内の干渉を減衰することができない。
【００３９】
固有抵抗成分または抵抗器Ｒの存在が有利にはインピーダンスを試験するために利用され得る。所与のインピーダンスに関して、この試験は有利には、抵抗器ＲとキャパシタＣとの共通点におけるインピーダンスにおいて測定される電圧と基準電圧とを比較することにより行われる。図１では、抵抗器Ｒ１はインピーダンスＺ１と直列に示され、抵抗器Ｒ２はインピーダンスＺ２と直列に示される。抵抗器Ｒ１、Ｒ２が自身で当該インピーダンスの抵抗成分を形成し、インピーダンスＺ１、Ｚ２の高域通過フィルタ機能に関与し得るということは言うまでもない。試験の測定は、インピーダンスＺ１またはＺ２と、Ｒ１またはＲ２と直列に接続されたその関連抵抗器との共通点において行われる。インピーダンスが抵抗器を既に含んでいれば、この抵抗器の両端子の１つにおいて測定を行うことが当然可能である。キャパシタＣまたは抵抗器Ｒの故障が測定電圧を少し変える。抵抗器をキャパシタと並列に接続することにより測定を改善することが可能である。例えば、図１では、抵抗器Ｒ３はインピーダンスＺ１と並列に接続され、抵抗器Ｒ４はインピーダンスＺ２と並列に接続される。抵抗器Ｒ１、Ｒ３は測定が行われる中心点に電圧分割器を形成する。同じことは抵抗器Ｒ４、Ｒ２に当てはまる。
【００４０】
各インピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３に固有の比較手段を設けることが可能である。装置を簡単にするために、複数のインピーダンスに共通な１つの比較手段を設けることが有利である。例えば、図１では、比較手段２２がインピーダンスＺ１の電圧とインピーダンスＺ２の電圧とを比較する。インピーダンスＺ２において測定された電圧をインピーダンスＺ１において測定された電圧に近い値にするために抵抗器Ｒ５が正端子１４とインピーダンスＺ２の比較点との間に配置される。
【００４１】
比較手段２２と組み合わせて、装置１０はさらに、比較の結果と期待結果との差を通知する手段２４を含む。この通知手段２４は、任意のタイプのもの、例えば筐体１２から端子２６全体にわたって利用可能な音響または視覚信号または単なる電気信号であり得る。電気信号は装置の外部または内部のコントローラにより使用され得る。電磁気保護手段の故障（特にインピーダンスＺ１、Ｚ２およびＺ３のうちの１つの故障）を示す信号の場合、コントローラは装置１０をそれが使用されているネットワークから切り離し得る。しかし、装置１０は部品の冗長性と高域通過フィルタの冗長性とにより依然として安全に維持される。
【００４２】
図４は、筐体１２内に配置された複数の基本エネルギー貯蔵電池３０を含む装置１０の部品の例示的配置の斜視図である。図４では、３つの電池３０が示される。本発明は電池３０の数にかかわらず使用され得る。端子１４、１６への電池３０の接続は装置の任意の回路基板と共に示されない。様々な電池３０を直列に、並列に、または直列と並列接続の組み合わせにより接続することが可能である。
【００４３】
第１の電磁気保護ブロック３２が端子１４、１６の近傍に示される。ブロック３２は、１つまたは複数のインピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３と、任意選択的に抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、比較手段２２、および通知手段２４とを含む。このブロック３２は、筐体１２内への電磁干渉の進出を制限するように端子１４、１６に可能な限り近くに配置される。
【００４４】
電磁干渉からの装置１０の保護をさらに改善するために、各電池３０と組み合わせて、本装置は上述したようなものなどの少なくとも１つのインピーダンスを含み得る。図４では、各電池３０と組み合わせて、電磁保護ブロック３４が示される。各ブロック３４は、ブロック３２のように、１つまたは複数のインピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３と、任意選択的に抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、比較手段２２、および通知手段２４とを含む。各ブロック３４は関連する電池３０に可能な限り近くに配置される。
【００４５】
図５は、電気エネルギー蓄積装置４０の１つの変形形態を示す。図１の助けを借りて既に説明された素子のすべてがここに見出される。装置４０はさらに、端子１４、１６の１つと１つまたは複数の蓄電池とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する少なくとも１つのインピーダンスを含む。各インピーダンスは、有用な低周波信号（すなわち電池内に格納されたエネルギー）だけが蓄電池からまたはそれへ伝わることを可能にする一方で高周波電磁干渉からのエネルギーが放散されることを可能にする。フィルタのカットオフ周波数は、装置内のエネルギー貯蔵のために使用される名目電流の周波数に従って選択される。
【００４６】
各低域通過フィルタは、例えばそれぞれの端子１４または１６と直列に接続された巻線などのインダクタで形成される。代替的に、当該１つまたは複数の端子を接続する導体の周囲に配置される巻線または強磁性材料５０により低域通過フィルタを形成することが可能である。特に、フェライト、または鉄、ニッケル、および／またはシリコン、および／またはコバルトなどの合金で作られた材料を使用することが可能である。これらの材料は例えば非晶質または結晶構造を呈示する。これらの様々な実施形態（すなわち巻線、強磁性材料）は図２ｃに示されるインダクタに好適である。
【００４７】
強磁性材料は、次のやり方でしばしば表される複素数的やりでモデル化された透磁率を呈示する：
μ＝μＳ’−ｊμＳ”
【００４８】
透磁率の実数部は材料により提供される純粋に誘導性の成分を表す。虚数部は、損失を表し、所望減衰を与えるために有利に使用され得る直列抵抗に擬され得る。この抵抗は、筐体１２へ接続されるものと組み合わせられる。電磁干渉のエネルギーを放散するように構成されたインピーダンスの抵抗成分を判断する際に、透磁率の虚数部が考慮される。
【００４９】
低域通過フィルタを形成する１つまたは複数のインピーダンスは、当該端子と蓄電池との間に直列に筐体１２の内側に配置され得る。１つまたは複数のインピーダンスと１つまたは複数の蓄電池との間に配置される導電体の（特に筐体１２の外側に配置されたこれらの導体の部分全体にわたる）長さを制限するように、これら１つまたは複数のインピーダンスを筐体１２の外にそして有利には可能な限りその近くに（すなわち筐体１２と接触して）配置することも可能である。１つまたは複数のインピーダンスを筐体１２の外に配置する可能性もまた、図１の助けを借りて説明された高域通過インピーダンスに適用される。
【００５０】
高域通過インピーダンスのように、選択された端子１４または１６と直列に接続された１つの低域通過インピーダンスだけを配置することが可能である。しかし、有利には、低域通過インピーダンスは端子１４、１６のそれぞれと組み合わせて配置される。
【００５１】
図５に示す例では、巻線４１が、負端子１６と電池Ｖｎの負端子との間に直列に筐体１２の内側に配置される。巻線４２が、正端子１８と電池Ｖ１の正端子との間に直列に筐体１２の内側に配置される。２つの巻線４１、４２は互いに独立であり得る。有利には、装置は、２つの巻線４１、４２に共通な磁気回路４３を含み、これにより２つの端子１４、１６間の差動モード干渉をより良く放散することを可能にする。
【００５２】
高域通過インピーダンスのように、装置４０は、インピーダンス４１、４２を試験する手段を含み得る。この試験手段は例えば、一次巻線と呼ばれる巻線４１へ結合された二次巻線４５と、一次巻線とも呼ばれる巻線４２へ結合された二次巻線４６とを含む。インピーダンス４１、４２毎に、二次巻線は一次巻線へ結合され、これにより、その間を流れる電流が測定され、例えば比較器２２を使用することにより期待値と比較されることを可能にする。この目的のため、二次巻線は比較器２２へ接続される。
【００５３】
高域通過フィルタは図１の助けを借りて説明され、低域通過フィルタは図５の助けを借りて説明された。装置内の２つのタイプのフィルタの１つまたは両タイプのフィルタのいずれかを配置することが当然可能である。フィルタの帯域内で識別されるあるタイプの干渉に好適なプラグフィルタ（並列帯域通過フィルタまたは直列帯域阻止フィルタ）を使用することも可能である。
【図１】
2019533278.tif 000004
【図２ａ】
2019533278.tif 000005
【図２ｂ】
2019533278.tif 000006
【図２ｃ】
2019533278.tif 000007
【図３ａ】
2019533278.tif 000008
【図３ｂ】
2019533278.tif 000009
【図４】
2019533278.tif 000010
【図５】
2019533278.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月9日(2019.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気エネルギー蓄積装置の電磁気攻撃からの保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーを蓄積するために、そして機器が電力を供給されることを可能にするために、特にリチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池などの無数のタイプの電気エネルギー蓄積器が現在入手可能である。電気化学的電力キャパシタを蓄積器として使用することも可能である。通常、装置は電気エネルギーをＤＣ電圧の形式で交換する。
【０００３】
これらの蓄積装置は、電磁干渉、特に蓄積装置へ接続された電線路の上を通る電磁干渉に敏感である。しばしば高周波干渉である干渉が蓄積装置に負荷をかけ、これらの装置を早く老化させる。
【０００４】
最近、蓄積装置の使用の増加と共に、時折解明されないままである爆発が観察された。これらの爆発の原因究明が無い場合、そしてその結果を制限するために、蓄積装置内に保持される基本蓄電池に金属的封じ込めを採用することが可能である。金属的封じ込めは、電池の破壊を防止しないが、爆発から生じる煙および炎の伝搬が封じ込められ得るようにする。蓄積装置内および装置内の金属的封じ込めの厚さと、蓄積装置内および装置内の分離器の厚さ（特に装置の端子間の）とを増加することも可能である。爆発（または最低限でも加熱）の１つの可能性の高い原因は、蓄積装置へ接続される機器内のまたはさらには蓄積装置自体内の電磁干渉の存在にある。
【０００５】
それ自体では、蓄積装置は一般的には電磁干渉の影響を受けにくいかまたはほとんど受けない。蓄積装置が設置される機器は、筐体と基本蓄電池との間に存在する寄生キャパシタンスと共鳴し得る配線インダクタンスなどの寄生素子を含み得る。
【０００６】
エネルギー蓄積装置の端子とその筐体との間にキャパシタを配置することが、高周波干渉を除去するために十分であるように思えるかもしれない。しかし、配線インダクタンスと結合するこのような部品の存在は有害であり得る共振を生じる。せいぜい、キャパシタは共振周波数を変更することになるが、共振が増幅される危険性がある。共振周波数において、電磁波により誘起される電流は著しく増幅され、特に基本蓄電池の周辺層上に非常に高いレベルの加熱を生じる。この加熱は電池の破壊を生じ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電磁干渉からの保護手段を含む新規な電気エネルギー蓄積装置を提供することにより上記問題のすべてまたはいくつかを克服することを目的とする。これらの手段は、蓄積装置の内部への干渉の伝搬を回避するまたは最低限でもそれを制限し、そして減衰することを可能にする。これらの手段は、干渉が装置の基本蓄電池へ到達するのを防止するように干渉が蓄積装置の端子において阻止されることを可能にする障壁を形成する。さらに具体的には、本発明は、エネルギー蓄積装置の端子の１つとその筐体との間に少なくとも１つの抵抗器を配置することを提案する。この抵抗器は、寄生キャパシタンスと寄生インダクタンスとによる共振の影響が減衰され得るようにすることにより共振が制限され得るようにする。
【０００８】
この目的を達成するために、本発明の主題は、導電体で作られた筐体と、筐体内に配置された少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵電池と、筐体を通して配置されるとともに筐体から電気的に絶縁された２つの端子とを含む電気エネルギー蓄積装置であって、２つの端子は少なくとも１つの蓄電池と装置の外部との間で電気エネルギーが転送されることを可能にする電気エネルギー蓄積装置である。本装置はさらに、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスを呈示する特定部品であって、端子の少なくとも１つを通して筐体に侵入しようとする電磁干渉のエネルギーを放散するように構成された特定部品を含むことを特徴とする。
【０００９】
インピーダンスは有利には筐体の内側に配置され、端子のうちの第１の端子を筐体へ接続し、第１のインピーダンスは、第１の端子を通して伝播しようとする電磁干渉を筐体方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する。
【００１０】
インピーダンスは第１のインピーダンスと呼ばれ、本装置は有利にはさらに、筐体の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有し端子のうちの第２の端子を筐体へ接続する第２のインピーダンスであって、第２の端子を通して伝播しようとする電磁干渉を筐体方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する第２のインピーダンスを含む。
【００１１】
有利には、本装置はさらに、筐体の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有する第３のインピーダンスであって高域通過フィルタを形成し２つの端子を互いに接続する第３のインピーダンスを含む。
【００１２】
本装置は、筐体の内側に、端子へ接続された複数の電気エネルギー貯蔵電池と、それぞれが電気エネルギー貯蔵電池の１つに関連付けられ１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスとを含む。
【００１３】
１つまたは複数のインピーダンスはそれぞれ、直列または並列に接続されたキャパシタおよび抵抗器、および／または並列に接続された複数の抵抗器、および／または直列または並列に接続された複数のインダクタＬを含み得る。
【００１４】
有利には、本装置は、第１のインピーダンスおよび／または第２のインピーダンスのキャパシタと抵抗器との共通点に存在する電圧と基準電圧とを比較する手段と、共通点に存在する電圧と基準電圧との差を通知する手段とを含む。
【００１５】
本装置の１つの変形形態によると、インピーダンスは第４のインピーダンスと呼ばれ、端子のうちの第１の端子と少なくとも１つの蓄電池とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する。
【００１６】
本装置は有利には、端子のうちの第２の端子と少なくとも１つの蓄電池とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する第５のインピーダンスを含む。
【００１７】
第４のインピーダンスと第５のインピーダンスはそれぞれ、少なくとも１つの電池とそれぞれの端子との間に直列に接続された巻線で形成され得る。本装置は、第４および第５のインピーダンスに共通な磁気回路を含み得る。
【００１８】
有利には、本装置はさらに、第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとを試験する手段を含む。
【００１９】
第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとはそれぞれ一次巻線で形成され得、試験手段は、第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとのそれぞれの一次巻線へ結合される二次巻線を含み得る。
【００２０】
第４のインピーダンスと、妥当な場合は第５のインピーダンスとは、当該端子と少なくとも１つの蓄電池とを接続する導体を取り囲む強磁性材料で形成され得る。
【００２１】
本発明は、添付図面により例示され一例として与えられる一実施形態の詳細な説明を読むとさらに良く理解され、別の利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による電気エネルギー蓄積装置を概略的に示す。
【図２ａ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図２ｂ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図２ｃ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図３ａ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図３ｂ】図１の装置内で使用され得るインピーダンスのいくつかの例を示す。
【図４】図１の装置の部品の例示的配置の斜視図である。
【図５】本発明による電気エネルギー蓄積装置の１つの変形形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
明確化のために、同じ素子は様々な図面において同じ参照符号を有することになる。
【００２４】
図１は電気エネルギー蓄積装置１０を概略的に示す。装置１０は、任意のオンボードシステム（特に航空機上の）内に取り込まれ得る。
【００２５】
装置１０は、装置１０の部品が配置される筐体１２を含む。筐体１２は導電体で作られる。これは、例えば金属または任意の他の導電材料で作られたケースにより形成される。筐体は例えば樹脂内に埋め込まれた炭素繊維で作られ得る。装置１０は、筐体１２内に配置された１つまたは複数の電気エネルギー貯蔵素子を含む。例えば蓄電池または電気化学キャパシタなど様々なタイプの貯蔵素子が本発明との関連で使用され得る。
【００２６】
図１では、それぞれが貯蔵素子を形成する複数の電池Ｖ１、Ｖ２、．．．、Ｖｎが装置１０の動作電圧を増加するために直列に接続される。複数の貯蔵素子が使用される場合、前記貯蔵素子を異なるやり方で（特に、並列に）接続することが可能である。複数の貯蔵素子を直列と並列との両方で接続することが当然可能である。本装置は、装置１０が外部ネットワークへ接続されることを可能にする２つの端子１４、１６を含む。端子１４、１６は筐体１２を通して配置される。端子１４、１６は筐体１２から電気的に絶縁される。絶縁体１８が端子１４を囲み、絶縁体２０が端子１６を囲む。絶縁体１８、２０はそれぞれの端子１４、１６を筐体１２へ機械的に固定し得る。一般的に、エネルギー蓄積装置は直流で動作する。端子１４は正端子を形成し、端子１６は装置１０の負端子を形成する。本発明の文脈では、交流で動作するエネルギー蓄積装置を使用することが可能である。
【００２７】
本発明によると、装置１０は、筐体１２の内側に、２つの端子１４、１６のうちの１つを筐体１２へ接続する少なくとも１つのインピーダンスを含む。インピーダンスは、装置自体内におよびその環境内に存在するインダクタンスとキャパシタンスとの結合による共振が減衰され得るように１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を呈示する。インダクタンスおよびキャパシタンスは、特に配線に起因する固有成分または寄生素子であり得る。インピーダンスは、端子１４、１６のうちの１つを筐体１２へ直接接続する抵抗器の形式で生成され得る。筐体１２の電位が端子のうちの１つ（例えば負端子１６）のものに等しいまたは近い場合、抵抗器は、直流により動作する装置を放電することなく共振が減衰されることを可能にする。このため、抵抗器を短絡させることを避けるために、筐体１２を貫通する端子１６を筐体１２から絶縁されたままにすることが重要である。しかし、正端子１４と筐体１２との間に直接配置された抵抗器自体が装置を放電する傾向があるだろう。これは、例えばスーパーキャパシタなど短周期で動作する蓄積装置には許容可能かもしれない。この放電を回避するために、キャパシタを抵抗器と直列に接続することが有利である。このとき、インピーダンスは、インピーダンスを介し筐体へ接続された端子を通して伝播しようとする電磁干渉を筐体方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する。高域通過フィルタのカットオフ周波数は、濾過して取り除かれることが望ましい干渉のタイプに従って規定される。直流により動作する装置１０に関し、カットオフ周波数は非常に低く、ｋＨｚ程度であり得る。交流により動作する装置では、カットオフ周波数は当該交流の周波数より高くなければならない。端子１４、１６のうちの１つだけが筐体へ接続される場合、選択されるのは、端子が接続される装置の外の回路が干渉を伝達する可能性が最も高いものである。これは通常、回路が運び得る高周波干渉である。この干渉は、外部回路の部品に由来し得るまたは外部回路の導体により受信された電磁放射に由来し得る。直流により動作する装置１０の場合、負端子は外部回路のアースへ接続され得る。このアースは、多数の機械的部品により形成され得、例えば良好な表面金属化を多数の機械的部品へ与えることにより電位を設定する必要がある。これらの機械的部品はいかなる種類の電磁放射線も捕捉するアンテナを形成し得る。そのため、高域通過フィルタを形成するインピーダンスを介し負端子１６を筐体１２へ接続することが有利である。
【００２８】
実際には、蓄積装置１０は様々な外部回路へ接続され得るので、装置を設計する際、装置１０の製造を標準化するために２つの端子１４、１６を電磁干渉から保護することが有利である。この目的を達成するために、２つの端子１４、１６それぞれは、それぞれが抵抗成分を含み有利には高域通過フィルタを形成するインピーダンスを通して筐体１２へ接続される。図１では、インピーダンスＺ１が端子１４を筐体１０へ接続し、インピーダンスＺ２が端子１６を筐体１０へ接続する。
【００２９】
インピーダンスＺ１、Ｚ２のうちの１つにおける故障の場合、特に、筐体１２とそれぞれの端子間の接続が壊れた場合、干渉からの保護はもはや保証されない。有利には、この問題を克服するために、装置１０は２つの端子１４、１６を接続する第３のインピーダンスＺ３を含む。第３のインピーダンスＺ３もまた、抵抗成分を含み、有利には高域通過フィルタを形成する。したがって、インピーダンスＺ１が故障した場合、端子１４上に存在する干渉は依然として、直列に接続されたインピーダンスＺ３、Ｚ２を介し筐体１２方向に導かれ得る。同様に、インピーダンスＺ２が故障した場合、端子１６上に存在する干渉は、直列に接続されたインピーダンスＺ３、Ｚ１を介し筐体１２方向に伝達される。したがって、装置は、インピーダンスＺ１、Ｚ２のうちの１つにおける故障に耐性がある。インピーダンスＺ３の故障も許容可能であり、干渉はインピーダンスＺ１、Ｚ２のうちの１つにより導かれる。故障は、インピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３のうちの１つの部品が故障することにより引き起こされ得る。この故障は、部品自体に起因し得るまたは部品がその使用中に過負荷することに起因し得る。
【００３０】
図２ａ、２ｂ、２ｃは、図１の装置において使用され得るインピーダンスの３つの例を示す。図２ａは抵抗器Ｒ自体を示し、図２ｂは抵抗器Ｒと直列のキャパシタＣを示し、図２ｃは３つすべて直列にされたキャパシタＣ、インダクタＬおよび抵抗器Ｒを示す。
【００３１】
かなりの直列抵抗を呈示するキャパシタ自体が、Ｚ１、Ｚ２またはＺ３などのインピーダンスを生成するのに十分かもしれない。高域通過フィルタを生成するために、キャパシタの直列抵抗は、図２ｂに示すように直列に接続された抵抗器とキャパシタとの等価物を形成する。さらに具体的には、インピーダンスＺ１とＺ２の場合、直列抵抗は、当該端子とキャパシタとを接続する導体とキャパシタを筐体１２へ接続する導体との両方間に分散され得る。インピーダンスＺ３の場合、抵抗は、キャパシタＣを端子１４、１６のそれぞれへ接続する２つの導体間に分散され得る。
【００３２】
キャパシタＣに関連付けられた抵抗Ｒの値を増加するために、図２ｂに示すように固有抵抗成分とキャパシタＣとを直列に接続することが可能である。
【００３３】
同様に、導体は通常、導体のｍｍ長さ当たり１ｎＨ程度であり得るインダクタンスを本質的に呈示する。図２ｃに示すように誘導性部品ＬとキャパシタＣと抵抗器Ｒとを直列に接続することによりこのインダクタンスの値を増加することが可能である。キャパシタＣと誘導性部品Ｌとだけを直列に接続することが当然可能であり、抵抗は各部品Ｌ、Ｃの直列抵抗により提供される。
【００３４】
図３ａおよび図３ｂは、複数の抵抗器Ｒａ、Ｒｂと任意選択的に複数のキャパシタＣａ、Ｃｂとが並列に接続されたインピーダンスの変形形態を示す。図１に存在する抵抗器のすべては直列および並列に組み合わせられ得る。図３ｂと同様に、直列または並列に接続された複数の誘導性部品Ｌを追加することも可能である。これらの並列接続は、部品の冗長性を許容し、安全性の一部を提供する。したがって、これらのうちの１つが故障すると、１つまたは複数の他のものによりインピーダンスがその機能を行うことを可能にする。インピーダンスの特性は変更されるが機能は依然として行われる。図３ｂでは、キャパシタＣａ、Ｃｂの共通点が抵抗器Ｒａ、Ｒｂの共通点へ接続される。代替的に、それぞれが並列の抵抗器ＲとキャパシタＣとにより形成される複数の分離アセンブリを接続することが可能である。誘導性部品Ｌもまた各分離アセンブリにおいて直列または並列に接続され得る。
【００３５】
示された例では、各タイプの２つの部品が並列に接続される。多数の並列接続された部品を想定することが当然可能である。
【００３６】
社内的に行われた試験は、インピーダンスＺ１と存在すればインピーダンスＺ２、Ｚ３との抵抗成分の最小値はＬＣ共振が十分に減衰されることを保証するために１Ω程度であるということを示した。一般的に、減衰抵抗Ｒは次式により規定され得る：
【数１】
2019533278.tif 000012
【００３７】
Ｋは環境に依存する係数である。Ｋは存在する部品の電磁気的振る舞いの微分方程式を解くことにより規定され得る。Ｋはまた、例えば、例えば米国カリフォルニア大学バークレイ校により開発されたＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｅｍｐｈａｓｉｓ）などのアナログ電子回路をシミレーションするためのソフトウェアを使用することによりシミュレーションにより規定され得る。Ｌはエネルギー蓄積装置およびその環境の寄生等価インダクタンスを表す。Ｃはエネルギー蓄積装置およびその環境の寄生等価キャパシタンスを表す。抵抗の値は使用時の蓄積装置の環境に従って選択される。例えば、航空機において使用される２８Ｖ、５６Ａ．ｈリチウムイオン電池に関して社内規定された環境では、１０Ω程度の値が採用され得る。この抵抗と組み合わせて、１００ｎＦのキャパシタンスも採用され得る。より一般的には、蓄積装置の良好なレベルの保護は１〜１０００Ωの抵抗値と抵抗器と直列に接続されたキャパシタの１０ｎＦ〜１μＦのキャパシタンス値とにより得られる。
【００３８】
１Ωを越える抵抗値を得るためには、配線の典型的抵抗は十分となるにはほど遠いということに留意すべきである。キャパシタ自体を端子１４、１６のうちの１つと筐体１２との間に接続することにより、配線を接続することではせいぜい数ミリオーム程度の抵抗を生成する可能性がある。配線の抵抗が低過ぎるので、必要な減衰を生成することができない。このような抵抗は、筐体１２に侵入しようとする電磁干渉からのエネルギーをジュール熱により放散することができないだろう。例えば、０．２５４ｍｍの直径を有する銅線は３３８ｍΩ／ｍの単位長さ当たり抵抗を有する。１０ｃｍの配線を使用しても、３４ｍΩが得られ、これは低過ぎるので航空環境内の干渉を減衰することができない。
【００３９】
固有抵抗成分または抵抗器Ｒの存在が有利にはインピーダンスを試験するために利用され得る。所与のインピーダンスに関して、この試験は有利には、抵抗器ＲとキャパシタＣとの共通点におけるインピーダンスにおいて測定される電圧と基準電圧とを比較することにより行われる。図１では、抵抗器Ｒ１はインピーダンスＺ１と直列に示され、抵抗器Ｒ２はインピーダンスＺ２と直列に示される。抵抗器Ｒ１、Ｒ２が自身で当該インピーダンスの抵抗成分を形成し、インピーダンスＺ１、Ｚ２の高域通過フィルタ機能に関与し得るということは言うまでもない。試験の測定は、インピーダンスＺ１またはＺ２と、Ｒ１またはＲ２と直列に接続されたその関連抵抗器との共通点において行われる。インピーダンスが抵抗器を既に含んでいれば、この抵抗器の両端子の１つにおいて測定を行うことが当然可能である。キャパシタＣまたは抵抗器Ｒの故障が測定電圧を少し変える。抵抗器をキャパシタと並列に接続することにより測定を改善することが可能である。例えば、図１では、抵抗器Ｒ３はインピーダンスＺ１と並列に接続され、抵抗器Ｒ４はインピーダンスＺ２と並列に接続される。抵抗器Ｒ１、Ｒ３は測定が行われる中心点に電圧分割器を形成する。同じことは抵抗器Ｒ４、Ｒ２に当てはまる。
【００４０】
各インピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３に固有の比較手段を設けることが可能である。装置を簡単にするために、複数のインピーダンスに共通な１つの比較手段を設けることが有利である。例えば、図１では、比較手段２２がインピーダンスＺ１の電圧とインピーダンスＺ２の電圧とを比較する。インピーダンスＺ２において測定された電圧をインピーダンスＺ１において測定された電圧に近い値にするために抵抗器Ｒ５が正端子１４とインピーダンスＺ２の比較点との間に配置される。
【００４１】
比較手段２２と組み合わせて、装置１０はさらに、比較の結果と期待結果との差を通知する手段２４を含む。この通知手段２４は、任意のタイプのもの、例えば筐体１２から端子２６全体にわたって利用可能な音響または視覚信号または単なる電気信号であり得る。電気信号は装置の外部または内部のコントローラにより使用され得る。電磁気保護手段の故障（特にインピーダンスＺ１、Ｚ２およびＺ３のうちの１つの故障）を示す信号の場合、コントローラは装置１０をそれが使用されているネットワークから切り離し得る。しかし、装置１０は部品の冗長性と高域通過フィルタの冗長性とにより依然として安全に維持される。
【００４２】
図４は、筐体１２内に配置された複数の基本エネルギー貯蔵電池３０を含む装置１０の部品の例示的配置の斜視図である。図４では、３つの電池３０が示される。本発明は電池３０の数にかかわらず使用され得る。端子１４、１６への電池３０の接続は装置の任意の回路基板と共に示されない。様々な電池３０を直列に、並列に、または直列と並列接続の組み合わせにより接続することが可能である。
【００４３】
第１の電磁気保護ブロック３２が端子１４、１６の近傍に示される。ブロック３２は、１つまたは複数のインピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３と、任意選択的に抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、比較手段２２、および通知手段２４とを含む。このブロック３２は、筐体１２内への電磁干渉の進出を制限するように端子１４、１６に可能な限り近くに配置される。
【００４４】
電磁干渉からの装置１０の保護をさらに改善するために、各電池３０と組み合わせて、本装置は上述したようなものなどの少なくとも１つのインピーダンスを含み得る。図４では、各電池３０と組み合わせて、電磁保護ブロック３４が示される。各ブロック３４は、ブロック３２のように、１つまたは複数のインピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３と、任意選択的に抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、比較手段２２、および通知手段２４とを含む。各ブロック３４は関連する電池３０に可能な限り近くに配置される。
【００４５】
図５は、電気エネルギー蓄積装置４０の１つの変形形態を示す。図１の助けを借りて既に説明された素子のすべてがここに見出される。装置４０はさらに、端子１４、１６の１つと１つまたは複数の蓄電池とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する少なくとも１つのインピーダンスを含む。各インピーダンスは、有用な低周波信号（すなわち電池内に格納されたエネルギー）だけが蓄電池からまたはそれへ伝わることを可能にする一方で高周波電磁干渉からのエネルギーが放散されることを可能にする。フィルタのカットオフ周波数は、装置内のエネルギー貯蔵のために使用される名目電流の周波数に従って選択される。
【００４６】
各低域通過フィルタは、例えばそれぞれの端子１４または１６と直列に接続された巻線などのインダクタで形成される。代替的に、当該１つまたは複数の端子を接続する導体の周囲に配置される巻線または強磁性材料５０により低域通過フィルタを形成することが可能である。特に、フェライト、または鉄、ニッケル、および／またはシリコン、および／またはコバルトなどの合金で作られた材料を使用することが可能である。これらの材料は例えば非晶質または結晶構造を呈示する。これらの様々な実施形態（すなわち巻線、強磁性材料）は図２ｃに示されるインダクタに好適である。
【００４７】
強磁性材料は、次のやり方でしばしば表される複素数的やりでモデル化された透磁率を呈示する：
μ＝μＳ’−ｊμＳ”
【００４８】
透磁率の実数部は材料により提供される純粋に誘導性の成分を表す。虚数部は、損失を表し、所望減衰を与えるために有利に使用され得る直列抵抗に擬され得る。この抵抗は、筐体１２へ接続されるものと組み合わせられる。電磁干渉のエネルギーを放散するように構成されたインピーダンスの抵抗成分を判断する際に、透磁率の虚数部が考慮される。
【００４９】
低域通過フィルタを形成する１つまたは複数のインピーダンスは、当該端子と蓄電池との間に直列に筐体１２の内側に配置され得る。１つまたは複数のインピーダンスと１つまたは複数の蓄電池との間に配置される導電体の（特に筐体１２の外側に配置されたこれらの導体の部分全体にわたる）長さを制限するように、これら１つまたは複数のインピーダンスを筐体１２の外にそして有利には可能な限りその近くに（すなわち筐体１２と接触して）配置することも可能である。１つまたは複数のインピーダンスを筐体１２の外に配置する可能性もまた、図１の助けを借りて説明された高域通過インピーダンスに適用される。
【００５０】
高域通過インピーダンスのように、選択された端子１４または１６と直列に接続された１つの低域通過インピーダンスだけを配置することが可能である。しかし、有利には、低域通過インピーダンスは端子１４、１６のそれぞれと組み合わせて配置される。
【００５１】
図５に示す例では、巻線４１が、負端子１６と電池Ｖｎの負端子との間に直列に筐体１２の内側に配置される。巻線４２が、正端子１８と電池Ｖ１の正端子との間に直列に筐体１２の内側に配置される。２つの巻線４１、４２は互いに独立であり得る。有利には、装置は、２つの巻線４１、４２に共通な磁気回路４３を含み、これにより２つの端子１４、１６間の差動モード干渉をより良く放散することを可能にする。
【００５２】
高域通過インピーダンスのように、装置４０は、インピーダンス４１、４２を試験する手段を含み得る。この試験手段は例えば、一次巻線と呼ばれる巻線４１へ結合された二次巻線４５と、一次巻線とも呼ばれる巻線４２へ結合された二次巻線４６とを含む。インピーダンス４１、４２毎に、二次巻線は一次巻線へ結合され、これにより、その間を流れる電流が測定され、例えば比較器２２を使用することにより期待値と比較されることを可能にする。この目的のため、二次巻線は比較器２２へ接続される。
【００５３】
高域通過フィルタは図１の助けを借りて説明され、低域通過フィルタは図５の助けを借りて説明された。装置内の２つのタイプのフィルタの１つまたは両タイプのフィルタのいずれかを配置することが当然可能である。フィルタの帯域内で識別されるあるタイプの干渉に好適なプラグフィルタ（並列帯域通過フィルタまたは直列帯域阻止フィルタ）を使用することも可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体で作られた筐体（１２）と、前記筐体（１２）内に配置された少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵電池（３０）と、前記筐体（１２）を通して配置された２つの端子（１４、１６）とを含む電気エネルギー蓄積装置（１０）であって、前記端子（１４、１６）は前記筐体（１２）から電気的に絶縁され、前記端子（１４、１６）は少なくとも１つの前記蓄電池（３０）と前記装置（１０）の外部との間で電気エネルギーが転送されることを可能にする、電気エネルギー蓄積装置（１０）において、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンスを呈示する特定部品（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４、４１、４２）であって、前記端子（１４、１６）の少なくとも１つを通して前記筐体（１２）に侵入しようとする電磁干渉のエネルギーを放散するように構成された特定部品（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４、４１、４２）をさらに含むことを特徴とする電気エネルギー蓄積装置（１０）。
【請求項２】
前記インピーダンス（Ｚ１、Ｚ２）は前記筐体（１２）の内側に配置され、前記端子（１４、１６）のうちの第１の端子を前記筐体（１２）へ接続し、前記インピーダンス（Ｚ１、Ｚ２）は、前記第１の端子（１４、１６）を通して伝播しようとする電磁干渉を前記筐体（１２）方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記インピーダンスは第１のインピーダンスと呼ばれ、前記装置は、前記筐体（１２）の内側に、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するとともに前記端子のうちの第２の端子（１４）を前記筐体（１２）へ接続する第２のインピーダンス（Ｚ２）を含み、前記第２のインピーダンス（Ｚ２）は前記第２の端子（１４）を通して伝播しようとする電磁干渉を前記筐体（１２）方向に導くように構成された高域通過フィルタを形成する、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有し、高域通過フィルタを形成し、前記２つの端子（１４、１６）を互いに接続する第３のインピーダンス（Ｚ３）を前記筐体（１２）の内側に含む、ことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記筐体の内側に、前記端子（１４、１６）へ接続された複数の電気エネルギー貯蔵電池（３０）と、それぞれが前記電気エネルギー貯蔵電池（３０）の１つに関連付けられ、１オームより高い少なくとも１つの抵抗成分を有するインピーダンス（３４）とを含むことを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、直列に接続されたキャパシタ（Ｃ）と抵抗器（Ｒ）とを含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、並列に接続された複数のキャパシタ（Ｃａ、Ｃｂ）を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、並列に接続された複数の抵抗器（Ｒａ、Ｒｂ）を含むことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記１つまたは複数のインピーダンス（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、３４）はそれぞれ、直列または並列に接続された複数のインダクタＬを含むことを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記キャパシタ（Ｃ）と前記抵抗器（Ｒ）との共通点に存在する電圧と基準電圧とを比較する手段（２２）と、前記共通点に存在する電圧と前記基準電圧との差を通知する手段（２４）とを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のインピーダンス（Ｚ１）の前記キャパシタ（Ｃ）と前記抵抗器（Ｒ）との共通点に存在する電圧と前記第２のインピーダンス（Ｚ２）の前記キャパシタ（Ｃ）と前記抵抗器（Ｒ）との共通点に存在する電圧とを比較する手段（２２）と、前記比較の測定結果と期待結果との差を通知する手段（２４）とを含むことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記インピーダンスは、第４のインピーダンス（４１）と呼ばれ、前記端子（１４、１６）のうちの第１の端子と前記少なくとも１つの蓄電池（３０）とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記端子（１４、１６）のうちの第２の端子と前記少なくとも１の蓄電池（３０）とを接続する導体と直列に接続された低域通過フィルタを形成する第５のインピーダンス（４２）を含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第４のインピーダンス（４１）と前記第５のインピーダンス（４２）はそれぞれ、前記少なくとも１つの電池（３０）と前記それぞれの端子（１４、１６）との間に直列に接続された巻線で形成され、前記装置は前記第４のインピーダンス（４１）と前記第５のインピーダンス（４２）とに共通な磁気回路（４３）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第４のインピーダンス（４１）と、妥当な場合は前記第５のインピーダンス（４２）とを試験する手段（２２、４５、４６）を含むことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記第４のインピーダンス（４１）と、妥当な場合は前記第５のインピーダンス（４２）とはそれぞれ、一次巻線で形成され、前記試験手段は、前記第４のインピーダンスと、妥当な場合は前記第５のインピーダンスとのそれぞれの前記一次巻線へ結合される二次巻線（４５、４６）を含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第４のインピーダンス（４１）と、妥当な場合は前記第５のインピーダンス（４２）とは、当該前記端子（１４、１６）と前記少なくとも１の蓄電池（３０）とを接続する前記導体を取り囲む強磁性材料で形成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
【国際調査報告】
2019533278.tif 000013
2019533278.tif 000014
2019533278.tif 000015
2019533278.tif 000016