(57)【要約】  リチウムベースのバッテリーを鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器に接続するための変換回路デバイス、ならびに、鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器と、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーと、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを標準的なインバータ/充電器に接続する変換回路デバイスとを備える住宅および設備用の無停電電源(UPS)システムであり、変換回路デバイスは、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの状態を鉛酸バッテリーの状態に対応する信号に変換する。
2019536414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器に接続する変換回路デバイスであって、鉛酸バッテリー用の前記標準的なインバータ/充電器を使用して前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを充電または放電するために、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの状態を、鉛酸バッテリーパックの状態に対応する信号に変換する、変換回路デバイス。
【請求項２】
前記インバータ/充電器によって受け取られる信号が電圧レベルである、請求項1に記載の変換回路デバイス。
【請求項３】
前記変換回路デバイスが、前記インバータ/充電器の充電電流を、ある電圧レベルから別の電圧レベルへ変換するように適合されたDC-DCコンバータを含む、請求項2に記載の変換回路デバイス。
【請求項４】
前記変換回路デバイスの前記DC-DCコンバータが、前記インバータ/充電器からの一定の充電電流をより大きいかまたはより小さい一定の充電電流に変換する、請求項3に記載の変換回路デバイス。
【請求項５】
前記変換回路デバイスが、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーのECUに接続されており、前記ECUが前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの様々な状態を前記変換回路デバイスに中継し、前記変換回路デバイスが、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの前記様々な状態を、前記インバータ/充電器への電圧読取り値に変換する、請求項1に記載の変換回路デバイス。
【請求項６】
前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの前記様々な状態が、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの個々の各電気化学セルの電圧レベルと、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの温度とを含む、請求項5に記載の変換回路デバイス。
【請求項７】
バイパス並列回路をさらに備え、放電モードにおいて、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーからのDC電流が、前記変換回路デバイスをバイパスし前記インバータ/充電器へ直接流れて、前記変換回路デバイスの過熱を防止する、請求項1に記載の変換回路デバイス。
【請求項８】
放電モードにおいて、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーが完全に放電する前に、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの単一の電気化学セルがその最小電圧閾値に到達した場合には、前記ECUが、前記個々の電気化学セルの前記電圧レベルを前記変換回路デバイスに中継し、前記変換回路デバイスは次いで、前記インバータ/充電器に対して、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーが完全放電したことをシミュレートし、それによって前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーからの放電電流を遮断する、請求項6に記載の変換回路デバイス。
【請求項９】
放電モードにおいて、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの温度が最大の閾値を上回るかまたは最小の閾値を下回った場合には、前記ECUが前記変換回路デバイスに温度読取り値を中継し、前記変換回路デバイスは次いで、前記インバータ/充電器に対して、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーが完全放電したことをシミュレートし、それによって前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーからの放電電流を遮断する、請求項6に記載の変換回路デバイス。
【請求項１０】
前記変換回路デバイスが前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの電子制御ユニット(ECU)に組み込まれている、請求項1に記載の変換回路デバイス。
【請求項１１】
鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器と、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーと、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを前記標準的なインバータ/充電器に接続する変換回路デバイスとを備える住宅および設備用の無停電電源(UPS)システムであって、前記変換回路デバイスが、前記少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの状態を鉛酸バッテリーの状態に対応する信号に変換する、無停電電源(UPS)システム。
【請求項１２】
前記変換回路デバイスが、前記インバータ/充電器の充電電流を、ある電圧レベルから別の電圧レベルへ変換するように適合されたDC-DCコンバータを含む、請求項11に記載の無停電電源(UPS)システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムベースのバッテリーまたはバッテリーパックを鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器につなぐための回路デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅および設備用の無停電電源(UPS)システムは何年にもわたって配備されており、一般的には、送電網と住宅または設備とに接続されたインバータ/充電器に対して接続された48Vdcの鉛酸バッテリーパックから成る。インバータ/充電器は、バッテリーパックの充電状態を監視して、必要な場合に、好ましくは夜間などの電力消費が少ないときおよび/またはエネルギー供給会社が課す電気料金が安くなるとき、バッテリーパックを再充電するように適合されている。インバータ/充電器は、a)電力消費が通常のとき、送電網から住宅または設備へAC電力を直接伝達する機能、b)住宅もしくは設備の電力消費が送電網の容量を超えるとき、または、住宅もしくは設備の電力消費が、電気料金がより割高になる閾値を超えないことを保証するピークシェービングのために、バッテリーパックから住宅または設備に電力を注入する機能、およびc)送電網の停電の間、もっぱらバッテリーパックから住宅または設備にバックアップ電力を供給する機能も提供する。
【０００３】
インバータ/充電器は、送電網から入力AC電力を得てDC電力に変換し、DC電流をバッテリーパックへ導くことによって鉛酸バッテリーパックを充電する。反対に、インバータ/充電器は、バッテリーパックからDC電力を得てAC電力に変換し、AC電流を住宅または設備へ導くことにより、鉛酸バッテリーパックから電力を供給する。
【０００４】
鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器は、バッテリーを再充電するのに、簡単なアルゴリズムを使用する。図1に示されるように、鉛酸バッテリーは、一般的には、1)定電流充電と、2)定電圧充電またはトッピング充電と、3)フロート充電との3つのステージで充電される。充電の大部分は定電流充電であり、必要な充電時間のおよそ2分の1を占め、トッピング充電は、より小さい充電電流でバッテリーの電圧を保ち続けて飽和をもたらし、フロート充電は、自己放電による損失を補償するものである。ステージ1から2への切換えはシームレスに生じ、バッテリーが設定された電圧限度に達すると起こる。バッテリーの飽和が始まるとき電流が低下し始め、電流が定格電流の3パーセントのレベルまで減少したとき満充電に達する。
【０００５】
リチウム合金ポリマー(LMP)バッテリーと、それほどではないにせよリチウムイオンバッテリーとは、特殊な化学的性質のために充電中、放電中、およびフローティング中に温度を監視して制御する必要があるため、またバッテリーのそれぞれの個別のセルの電圧を監視する特別な必要性のために、再充電するのに、鉛酸バッテリーよりも複雑なアルゴリズムが必要である。これらの理由により、住宅および設備用の既存の無停電電源(UPS)システムにおいて、鉛酸バッテリーパックをリチウムバッテリーパックで単純に置換することはできない。インバータ/充電器を含めてシステム全体を置換する必要がある。
【０００６】
リチウムバッテリーは、鉛酸バッテリーよりもエネルギー密度が高く、必要なメンテナンスがより少なく、寿命がより長いため、住宅および設備用の無停電電源(UPS)システム用に理想的に適している。しかしながら、リチウムバッテリーへの切換えは、中長期的な範囲(3〜5年)の節約を表していても、バッテリーパックばかりでなく全体のUPSシステムを置換する初期コストのために、住宅主や事業主から敬遠されてしまう。
【０００７】
したがって、リチウムベースのバッテリーパックを鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器につなぐことによって鉛酸バッテリーパックをリチウムベースのバッテリーパックで置換することを可能にするように適合された回路デバイスが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術の不都合のうち少なくともいくつかを改善することである。
【０００９】
本発明の目的は、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器に接続する変換回路デバイスを提供することでもあり、変換回路デバイスは、鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器を使用して少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを充電または放電するために、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの状態を、鉛酸バッテリーパックの状態に対応する信号に変換する。
【００１０】
一態様では、本発明が提供する変換回路デバイスに含まれるDC-DCコンバータは、インバータ/充電器の充電電流を、ある電圧レベルから別の電圧レベルに、またはより大きい/小さい一定の充電電流に変換(transform and convert)するように適合されている。
【００１１】
さらなる態様では、変換回路デバイスは、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーのECUに接続されており、ECUは少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの様々な状態を変換回路デバイスに中継し、変換回路デバイスは、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの様々な状態を、インバータ/充電器への電圧読取り値へ電気的に変換する。
【００１２】
別の態様では、変換回路デバイスは、リチウムベースのバッテリーの電子制御装置(ECU)の中に組み込まれている。
【００１３】
本発明の目的は、鉛酸バッテリー用の標準的なインバータ/充電器、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリー、および少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーを標準的なインバータ/充電器に接続する変換回路デバイスを備える、住宅および設備用の無停電電源(UPS)システムを提供することでもあり、変換回路デバイスは、少なくとも1つのリチウムベースのバッテリーの状態を、鉛酸バッテリーの状態に対応する電気信号レベルに変換する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態のそれぞれが前述の目的および/または態様のうち少なくとも1つを有するが、必ずしもそれらのすべてを有するわけではない。前述の目的を達成しようとする試みに由来する本発明のいくつかの態様が、これらの目的を満たさない可能性、および/または本明細書で具体的には記述されない他の目的を満たす可能性があることを理解されたい。
【００１５】
本発明の実施形態の、追加および/または代替の特徴、態様、および利点が、以下の説明、添付図面、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１６】
本発明ならびに他の態様およびそのさらなる特徴がよりよく理解されるように、添付図面に関連して以下の説明が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】鉛酸バッテリーを充電するためのアルゴリズムを示すグラフである。
【図２】鉛酸バッテリーを含む、住宅用の標準的な無停電電源(UPS)システムを示す図である。
【図３】リチウムバッテリーを充電するためのアルゴリズムを示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態による、リチウムバッテリーおよび回路デバイスを含む、住宅用の標準的な無停電電源(UPS)システムを示す図である。
【図５】図4に示された回路デバイスを使用して、鉛酸バッテリー用に特別にプログラムされたインバータ/充電器10を用いてリチウムバッテリーに充電するためのアルゴリズムを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図2を参照して、住宅用の標準的な無停電電源(UPS)システムを説明する図が示されている。標準的なUPSは、送電網12と住宅14の電気引入れ口の間の、住宅14の電源に接続されたインバータ/充電器10を含む。インバータ/充電器10は、標準的な48Vdcの鉛酸バッテリーパック16にも接続されている。インバータ/充電器10は、動作中でないときには透過的であり、送電網12からのAC電流を住宅14の電気引入れ口に直接流し込む。UPSの主要な機能は、住宅14の電力消費が送電網12の容量を超えるとき、または、住宅14の電力消費が、電気料金がより割高になる閾値を超えないことを保証するピークシェービングのために、鉛酸バッテリーパック16から住宅14に電力を注入すること、および送電網12がダウンしているとき、もっぱらバッテリーパック16から住宅14にバックアップ電力を供給することである。
【００１９】
具体的には、インバータ/充電器10は、送電網12からのAC電流をDC電流に変換して、鉛酸バッテリーパック16を充電するかまたは再充電し、鉛酸バッテリーパック16からのDC電流をAC電流に変換して住宅14に供給する。インバータ/充電器10はまた、鉛酸バッテリーパック16の充電の状態を監視して、必要なとき、および/または、たとえば真夜中など、住宅14の電力消費が少なく、送電網12からの電気料金が安いとき、バッテリーパック16を再充電する。インバータ/充電器10はまた、住宅14の電力消費を監視して、電力消費が所定の閾値を超えたとき、ピークシェービングのために、鉛酸バッテリーパック16から変換された追加のAC電流を用いて送電網12からのAC電流に補足し、もちろん、送電網12からの電力供給を監視し、送電網12がダウンしているとき、もっぱら鉛酸バッテリーパック16から住宅14にバックアップ電力を供給する。
【００２０】
インバータ/充電器10は特に鉛酸バッテリー用に設計されており、そのため、図1を参照しながら以前に説明されたアルゴリズムに従い、鉛酸バッテリーパック16の電圧Vのみを監視して、定電流充電または定電圧充電のいずれかを用いてバッテリーパック16にDC電流を注入することにより、バッテリーパック16の低電圧Vに応答する。充電モードでは、インバータ/充電器10は、バッテリーパック16があらかじめ設定された電圧閾値に到達するまで定電流を印加し、次いで、定電圧充電に切り換えて、鉛酸バッテリーパック16の再充電を完成する。
【００２１】
前述のように、リチウム合金ポリマー(LMP)バッテリーと、リチウムイオンバッテリーとは、特殊な化学的性質のために、充電中、放電中、およびフローティング中に温度を監視して制御する必要性と、バッテリーの個別の電気化学セルの各電圧レベルを監視する必要性とのために、再充電するのに、鉛酸バッテリーよりも複雑なアルゴリズムが必要である。リチウムバッテリーには複数の電気化学セルが含まれており、いかなるセルも、恒久的な被害を受けてバッテリーの性能に悪影響を及ぼす恐れのある過放電状態にならないことを保証するために、各電気化学セルの電圧を個々に監視しなければならない。したがって、リチウムバッテリーに含まれる電子制御ユニット(ECU)が、特にバッテリーの各電気化学セルの電圧、バッテリーの温度といったバッテリーの各種パラメータを監視して、バッテリーの電気化学セルのバランスを制御する。
【００２２】
最初に、リチウム合金ポリマー(LMP)バッテリーは、バッテリーの電気化学セルに充電電流が印加され得る前に加熱されなければならない。LMPバッテリーの充電アルゴリズムを示す図3を参照して、充電電流曲線Aの一部20によって指示される定電流C1において初期の加熱段階が実行され、リチウムバッテリーの加熱システムに定電流C1が導かれる。バッテリーの電気化学セルの温度が上昇すると、電圧曲線Vの区分28によって指示されるようにバッテリーの電圧Vが増加する。バッテリーの温度は、バッテリーの電子制御ユニット(ECU)によって監視されている。動作温度T0に達すると、定電流充電が、加熱システムからリチウムバッテリーの電気化学セルへと逸れて、バッテリーの個々のセルの適切な充電が開始する。
【００２３】
充電電流C1は、充電電流曲線Aの区分22によって指示されるように、小さい電流目標植C2まで徐々に減少され、ECUは、リチウムバッテリーの温度Tのさらなる上昇を防止して過熱を防ぐために加熱を遮断する。充電電流は、電流目標植C2に到達すると、充電電流曲線Aの区分24によって指示されるように定電流C2に戻り、バッテリーの電圧Vは、電圧曲線Vの区分30によって指示されるような以前の電圧増加28よりわずかに低い(inferior to)一定の割合で増加する。定電流C2は、バッテリーの電圧が、満充電状態を表す所定値V2に到達するまでバッテリーに印加される。この時点で、充電電流は、定電圧充電またはトッピング充電に変更され、バッテリーの電圧を維持するために、充電電流曲線Aの区分26によって指示されるように徐々に減少する。バッテリー電圧のこの段階32の間、ECUは、バッテリーの個々のセルをバランスさせ、すべての電気化学セルが満充電になって飽和をもたらすまで、最大電圧に到達した電気化学セルから充電電流を逸らす。
【００２４】
特に鉛酸バッテリー用に設計されたインバータ/充電器10を含む、住宅および設備用の既存の無停電電源(UPS)システムにおいて、システム全体を置換する必要性なく、鉛酸バッテリーパックをリチウムバッテリーパックで置換するために、リチウムバッテリーパックの特定の状態および要件を鉛酸バッテリーパックの値に対応する電圧レベルに変換することにより、鉛酸バッテリーの挙動をインバータ/充電器10に向けてシミュレートすることによって、インバータ/充電器10がリチウムバッテリーパックを鉛酸バッテリーパックと見なすようにインバータ/充電器10をだます、リチウムバッテリーパックをインバータ/充電器10につなぐデバイスが必要である。
【００２５】
図4を参照して、送電網12と住宅14の電気引入れ口の間の、住宅14の電源に接続された、同じインバータ/充電器10を含む住宅用の標準的な無停電電源(UPS)システムを説明する図が示されている。しかしながら、インバータ/充電器10は、リチウムバッテリーパック40の状態を、鉛酸バッテリーパックの状態に対応する、したがって電圧信号に限定された信号に変換するように設計された変換回路デバイス42を介して、リチウムバッテリーパック40に接続されている。変換回路デバイス42は、リチウムバッテリーの特定の状態(各電気化学セルの電圧、温度など)を中継するバッテリーのECUに接続されており、リチウムバッテリーの様々な状態を電圧読取り値に変換し、インバータ/充電器10は、この電圧読取り値を理解して応答するようにプログラムされている。実際には、変換回路デバイス42は、インバータ/充電器10からの充電電流および充電電圧を、リチウムバッテリーパック40向けに、図3を参照しながら説明された充電アルゴリズムに従ってリチウムバッテリーパック40を再充電するように管理する。
【００２６】
変換回路デバイス42は、インバータ/充電器10の充電電流を、ある電圧レベルから別の電圧レベルに変換する(transform or convert)ように適合されたDC-DCコンバータを含む。本出願では、インバータ/充電器10の電圧レベルは48Vdcに固定されている。したがって、変換回路デバイス42のDC-DCコンバータは、必要に応じて、インバータ/充電器10の48Vdc入力電圧をより高い/低い出力電圧に変換することができる。たとえば、リチウムバッテリーパック40は、満充電するときには72Vdcの最大電圧を有し得る。変換回路デバイス42のDC-DCコンバータは、充電サイクルの最後に定電圧充電が必要なとき、インバータ/充電器10の48Vdcの入力電圧を72Vdcの出力電圧に変換することができる。したがって、変換回路デバイス42は、より高い/低い最大電圧を有する異なるタイプのバッテリーまたはバッテリーパックと組み合わされ得る。
【００２７】
変換回路デバイス42のDC-DCコンバータは、充電アルゴリズムの要求に応じて、インバータ/充電器10からの入力DC充電電流を1つのDC電流レベルから別のDC電流レベルに変換するようにも適合されている。
【００２８】
図5は、変換回路デバイス42が、特に鉛酸バッテリー用にプログラムされたインバータ/充電器10を用いてリチウムバッテリーパック40の充電を制御し、かつ監視する様子を示すグラフである。図1のステージ1に対応する初期段階1では、変換回路デバイス42は、インバータ/充電器10に、リチウムバッテリーパック40の、電圧曲線Vの区分28に対応する放電状態の実際の電圧読取り値を送る。インバータ/充電器10は、リチウムバッテリーパック40が必要とする定電流C1未満の、図2の鉛酸バッテリーパック16が必要とする定電流充電に対応する定電流充電C3を印加することによって応答する。変換回路デバイス42のDC-DCコンバータは、定電流C3をより大きい定電流C1に変換し、定電流C1は、リチウムバッテリーの温度を動作温度T0まで上げるために加熱器に印加される。この段階1では、リチウムバッテリーの電気化学セルの温度が上昇すると、電圧曲線Vの区分28によって指示されるようにバッテリーの電圧Vが増加する。動作温度T0に達すると、定電流充電が、加熱システムからリチウムバッテリーの電気化学セルへと逸れて、バッテリーの個々のセルの適切な充電が開始する。この時点で、変換回路デバイス42のDC-DCコンバータは、以前に説明されたように、リチウムバッテリーの温度Tのさらなる上昇を防止して過熱を防ぐために、充電電流C1を、充電電流曲線Aの区分22によって指示される小さい電流目標植C2まで徐々に減少させる。段階1では、リチウムバッテリーパック40の電圧は、電圧曲線Vの区分28によって指示されるように、一定の割合で増加する。
【００２９】
充電電流Aが、区分22と値C3に対応するライン43との交点によって指示される値C3に到達したとき、変換回路デバイス42は、インバータ/充電器10によって読み取られた電圧レベルV2が、リチウムバッテリーパック40が(満充電ではなくまだ充電中であっても)満充電であると指示するものであると示す。インバータ/充電器10は、定電圧充電(図1のステージ2)への切換えに対応する段階2へ進むために、電圧曲線Vの区分45によって指示される定電圧充電に切り換わることによって応答し、充電電流Aは徐々に減少される。そうすることで、充電電流は、図5の充電電流曲線Aの区分47によって指示されるように、図3の区分22の徐々に減少する電流を辿る。
【００３０】
充電電流が、より小さい電流目標植に対応する値C2に到達すると、変換回路デバイス42は、定電圧充電を、DC-DCコンバータを通る定電流充電C2に変換し、充電電流は、図1のステージ2に対応する、区分48によって指示された漸落を辿るのではなく、図3の区分24に対応するように修正される。充電電流曲線Aの区分24によって指示されるような定電流C2に戻ると、リチウムバッテリーパック40の電圧は、電圧曲線Vの区分28によって指示される、以前の電圧増加よりもわずかに低い、区分30によって指示される一定の割合で増加し続ける。
【００３１】
定電流C2は、リチウムバッテリーパック40の電圧が、72Vdcと同程度となり得る満充電状態を表す所定値V2に到達するまで、リチウムバッテリーパック40に印加される。この時点で、変換回路デバイス42は定電圧充電またはトッピング充電に戻り、DC-DCコンバータが48Vdcの入力電圧をV2定電圧の充電電流に変換して、電流が、充電電流曲線Aの区分26によって指示されるように徐々に減少し、電圧曲線の区分32によって指示されるように、リチウムバッテリーパック40の電圧をV2に保つ。ECUは、バッテリー電圧のこの段階32の間、バッテリーの個々のセルをバランスさせ、すべての電気化学セルが満充電になって飽和をもたらすまで、最大電圧に到達した電気化学セルから充電電流を逸らす。
【００３２】
したがって、変換回路デバイス42は、リチウムバッテリーパック40とインバータ/充電器10の間の仲介物として働き、インバータ/充電器10が鉛酸バッテリーの簡単な充電アルゴリズムに従うようにプログラムされていても、リチウムバッテリーパック40はその特定の充電アルゴリズムに従って再充電され得る。
【００３３】
前述のように、変換回路デバイス42は、一様でない電圧を伴う任意のタイプのバッテリーとともに使用され得る。変換回路デバイス42はまた、異なる充電アルゴリズムを有するバッテリーとともに使用され得る。この場合、変換回路デバイス42は、特定のバッテリーの状態を、インバータ/充電器10とともに機能させるために鉛酸バッテリーの状態に対応する信号に変換するようにプログラムされている。
【００３４】
送電網12がダウンしているときの、または送電網12からの電気がより割高な場合には住宅14の電力消費は閾値を超えないことを保証するためのピークシェービング用のような、放電モードでは、変換回路デバイス42が含む並列回路により、リチウムバッテリーパック40からのDC電流が、変換回路デバイス42をバイパスしてインバータ/充電器10に直接流れ込むことができ、それによって、リチウムバッテリーパック40からの放電電流が大きいとき変換回路デバイス42が過熱するのを防止する。
【００３５】
放電モードでは、リチウムバッテリーパック40のECUは、バッテリーの温度ばかりでなくバッテリーの個々の各電気化学セルの電圧も監視する。バッテリーが完全放電する前に、バッテリーの複数の電気化学セルのうち1つが最小電圧閾値に到達すると、ECUがその情報を変換回路デバイス42に中継し、変換回路デバイス42は次いで、全体のリチウムバッテリーパック40が完全放電したことをシミュレートし、インバータ/充電器10が、バッテリーパック40の放電電流を遮断することによって応答し、それによって、電気化学セルのうち1つが過放電状態になることによるバッテリーの被害を防止する。
【００３６】
また、放電モードでは、リチウムバッテリーパック40のECUは、バッテリーの温度を監視して、バッテリーの温度が最大の閾値を上回るかまたは最小の閾値を下回ると、その情報を変換回路デバイス42に中継し、変換回路デバイス42は次いで、リチウムバッテリーパック40が完全に放電したことをシミュレートし、インバータ/充電器10は、バッテリーパック40の放電電流を遮断することによって応答し、範囲外の温度によるバッテリーの被害を防止する。
【００３７】
変換回路デバイス42は、リチウムバッテリーパック40から分離されたものとして示されかつ説明されてきたが、バッテリーパック40のリチウムバッテリーの電子制御ユニット(ECU)の中へ容易に組み込まれ得るものである。
【００３８】
本発明の前述の実施形態の修正および改善は、当業者には明白になり得るものである。前述の説明は、限定するのではなく例示となるように意図されている。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【符号の説明】
【００３９】
10  インバータ/充電器
12  送電網
14  住宅
16  鉛酸バッテリーパック
40  リチウムバッテリーパック
42  変換回路デバイス
【図１】
2019536414.tif 000003
【図２】
2019536414.tif 000004
【図３】
2019536414.tif 000005
【図４】
2019536414.tif 000006
【図５】
2019536414.tif 000007
【国際調査報告】
2019536414.tif 000008
2019536414.tif 000009