(57)【要約】エネルギーバス（１３）と電池システム（１２）との間のエネルギー移送を制御するための方法および装置であって、制御信号ジェネレータ（２９）が、システム（１２）中の全ての電池（２０〜２６）の電圧（Ｖｎ）の中の、最端電圧を示す電池の電圧を表している最端電圧表示（Ｖｅ）と、最端電圧を示す電池に関連する作動パラメーター（Ｐ）から得られた基準電圧（Ｖｒｅ）の表示とを、受け取るように作動することができ、前述の表示に応じて、エネルギーバス（１３）とシステム（１２）との間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するように作動することができる。
2005517376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーバスと電池のシステムとの間のエネルギー移送を制御する方法であって、当該方法が、
エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成することを有し、該制御信号の作成が、
電池のシステムにおいて電圧最端値を示している電池の作動パラメーターから決定した基準電圧の表示と、
該電圧最端値の表示と、
に応じてなされるものである、前記方法。
【請求項２】
さらに、電圧最端値の表示を受け取ること、および、作動パラメーターの表示を受け取ることを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、電圧最端値の表示を作成することを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
電圧最端値の表示を作成することが、電池システムにおける電池の電圧の表示を受け取ることを有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
さらに、上記電圧の表示の中で、どの表示が最端電圧を表すのかを決定することを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
決定することが、電圧の表示をソートすることを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
さらに、基準電圧の表示を作成することを有する、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
基準電圧の表示を作成することが、電圧最端値を示している電池の温度の表示を受け取ることを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
さらに、基準電圧を温度に関係付ける索引表に、上記温度表示を指標として用いることを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、上記電圧最端値を有している電池のチャージ状態の関数として、上記索引表を選択することを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、チャージ状態の表示を受け取ることを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、上記電圧最端値を有している電池のチャージ状態の表示を、作成することを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、最適チャージ電圧を温度に関係付ける索引表に、上記温度表示を指標として用いることを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、最低許容電池電圧を温度に関係付ける索引表に、上記温度表示を指標として用いることを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、温度表示を作成することを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、システムにおける各電池について、電圧の表示および温度の表示を受け取ることを有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、それぞれの電圧および温度の表示を、それに対応する電池と関連付けることを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、基準電圧の表示を作成する際に用いる温度表示として、上記最端電圧が関連付けられた電池に関連付けられた温度表示を選択することを有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、基準電圧と電圧最端値との間の差異の関数として、制御信号を作成することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
制御信号を作成することが、電池システムからの利用可能な電流の変化を示す電流変化制御信号を作成することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
さらに、基準電圧と電圧最端値との間の差異の関数として、電流変化値を作成することを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
制御信号を作成することが、電池システムに印加される電圧の所望の変化を示す電圧変化値を作成することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
制御信号を作成することが、先のターゲットのバスの電圧値と上記電圧変化値との関数として、ターゲットのバスの電圧制御信号を作成することを有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、エネルギー移送がエネルギーバスへ向かうのかまたは電池システムへ向かうのかを決定すること、および、エネルギーがバスへ流れる場合に電流変化信号を作成すること、および、エネルギーが電池システムへ流れる場合に電圧変化信号を作成することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、電池システムを通る電流フローの方向に変化がない場合に、バイパス回路を、基準電圧よりも大きな電圧を有する任意の電池へアクティブにするための、バイパスアクティブ化信号を作成することを有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
さらに、システムの電池における電流フローの方向に変化がある場合に、アクティブにしたバイパス回路を有する任意の電池が基準電圧よりも大きな電圧を有する場合を除いて、バイパス回路を、該任意の電池へ非アクティブにするためのバイパス回路非アクティブ化信号を作成することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するための装置であって、当該装置が、
アクセッサを有し、該アクセッサは、システム中の全ての電池の電圧の中で最端電圧を示す電池の電圧を示している最端電圧表示にアクセスするためのものであり、かつ、前記最端電圧を示している前記電池に関連する作動パラメーターから得られた基準電圧の表示にアクセスするためのものであり、
制御信号ジェネレータを有し、該ジェネレータは、アクセッサに連絡しており、かつ、基準電圧の表示および最端電圧表示に応じてエネルギーバスとシステムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するよう作動可能である、
前記装置。
【請求項２８】
さらに、電圧最端値の表示を作成するよう作動可能な、電圧最端値プロセッサを有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項２９】
さらに、システム中の電池の電圧の表示を受け取って記憶するための、電圧最端値プロセッサによってアクセス可能なメモリを有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
電圧最端値プロセッサが、システム中の電池の電圧のどの表示が最端電圧を表すのかを決定するよう構成されている、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
電圧最端値プロセッサが、システム中の電池の電圧の表示をソートするよう作動可能なソータを有する、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
さらに、基準電圧の表示を作成するよう作動可能な基準電圧プロセッサを有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
基準電圧プロセッサが、最端電圧を示す電池の温度表示を受け取るよう作動可能である、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
索引表インターフェースをさらに有し、該インターフェースが、基準電圧の表示を温度表示に関係付ける索引表に、上記温度表示を指標として用いるよう作動可能である、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
索引表インターフェースが、最端電圧を有する電池のチャージ状態の関数として、索引表を選択するよう作動可能である、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
索引表インターフェースが、チャージ状態の表示を受け取るよう作動可能な入力を含む、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
さらに、チャージ状態の表示を作成するよう作動可能な、チャージ状態プロセッサを有する、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
さらに、最適チャージ電圧を温度に関係付ける索引表に、温度表示を指標として用いるよう作動可能な索引表インターフェースを有する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３９】
さらに、最低許容電池電圧を温度に関係付ける索引表に、温度表示を指標として用いるよう作動可能な索引表インターフェースを有する、請求項３３に記載の装置。
【請求項４０】
さらに、システム中の各電池について電圧の表示および温度表示を受け取って記憶するためのメモリを有する、請求項３３に記載の装置。
【請求項４１】
さらに、システム中の各電池について、電圧の表示および温度表示を作成するための手段を有する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
上記作成するための手段が、電池データ取得システムを有する、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
さらに、それぞれの電圧および温度の表示を、対応する電池に関連付けるよう作動可能なアソシエータを有する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
さらに、基準電圧プロセッサによる使用のための温度表示として、最端電圧が関連する電池に関連した温度表示を選択するよう作動可能なセレクターを有する、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
制御信号ジェネレータが、基準電圧と最端電圧との間の数学的差異を検出するよう作動可能な差異プロセッサを有する、請求項２７に記載の装置。
【請求項４６】
制御信号ジェネレータが、電池システムから利用可能な電流の変化を示す電流変化制御信号を作成するよう作動可能である、請求項２７に記載の装置。
【請求項４７】
制御信号ジェネレータが、電池システムに印加される電圧の所望の変化を示す電圧変化値を作成するよう作動可能である、請求項２７に記載の装置。
【請求項４８】
制御信号ジェネレータが、先のターゲットのバスの電圧値と上記電圧変化値との関数として、ターゲットのバスの電圧制御信号を作成するよう作動可能である、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
さらに、エネルギー移送がエネルギーバスへ向かうのかまたは電池システムへ向かうのかを決定するよう作動可能なエネルギーフロー決定部を有し、該エネルギーフロー決定部が、制御信号ジェネレータと連携して、制御信号ジェネレータに、エネルギーがバスへ流れる場合は電流変化信号を作成させ、エネルギーが電池システムへ流れる場合は電圧変化信号を作成させる、請求項２７に記載の装置。
【請求項５０】
さらに、バイパスコントローラーを有し、該バイパスコントローラーは、電池システムを通る電流フローの方向に変化がない場合、バイパス回路を、基準電圧よりも大きな電圧を有する任意の電池へアクティブにするための、バイパスアクティブ化信号を作成するよう作動可能である、請求項２７に記載の装置。
【請求項５１】
バイパスコントローラーが、システムの電池における電流フローの方向に変化がある場合、アクティブにしたバイパス回路を有する任意の電池が基準電圧よりも大きな電圧を有する場合を除いて、バイパス回路を、該任意の電池へ非アクティブにするための、バイパス回路非アクティブ化信号を作成するよう作動可能である、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
コンピューター読み取り可能な媒体であって、当該媒体が、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するようプロセッサ回路に指示するためのコードでエンコードされており、
該制御が、電圧最端値を示している電池の作動パラメーターから決定した基準電圧の表示と、該電圧最端値の表示とに応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成することによってなされるものである、
前記媒体。
【請求項５３】
エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するようプロセッサ回路に指示するためのコードを伝送するための信号であって、当該信号が、電圧最端値を示している電池の作動パラメーターから決定した基準電圧の表示と、該電圧最端値の表示とに応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するようプロセッサ回路に指示するためのコードでエンコードされている、前記信号。
【請求項５４】
エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するための装置であって、当該装置はプロセッサ回路を有し、該プロセッサ回路は、電圧最端値を示している電池の作動パラメーターから決定した基準電圧の表示と、該電圧最端値の表示とに応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するよう作動可能である、前記装置。
【請求項５５】
エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するための装置であって、当該装置が、
システム中の全ての電池の電圧の中で最端電圧を示す電池の、電圧を表す最端電圧表示にアクセスするための手段を有し、
最端電圧を示す電池に関連する作動パラメーターから得られた基準電圧の表示にアクセスするための手段を有し、
基準電圧の表示と最端電圧表示とに応じて、エネルギーバスとシステムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するための手段を有し、該手段が、最端電圧表示にアクセスするための手段と基準電圧の表示にアクセスするための手段とに連絡している、
前記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
１．発明の分野
本発明は、電池パワーシステムに関し、より具体的には、エネルギーバス（energy bus；エネルギー母線）と電池システムとの間のエネルギー移送を制御するための装置、方法、媒体および信号に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術の説明
電気自動車、ハイブリッド電気自動車への関心、および電池バックアップシステムの使用への関心が高まるにつれて、電池パワーシステムの必要性が同様に高まっている。多くの用途が、一連の列(series string)をなした再充電可能な電池の使用を必要としている。そのような列における任意の個々の電池が、ロード(load)電流を受けたりまたはチャージ(charge)電流を受けたりする性能は、個々の電池に依存する。様々な要因が、チャージを受け取ったり送達したりする電池の性能に対して影響し、そのような要因は、例えば、温度やチャージ状態などの電池の作動(operating)コンディションを含み得る。その他の要因、即ち、記憶時間、フロート電圧、フロート寿命、最小電圧、サイクルの数、放電の深さおよび容量などもまた、役割を果たしている。従って、それぞれ個々の電池の作動コンディションが、チャージを送達したり受け取ったりする電池システム全体の性能に影響する。
【０００３】
電池システムからチャージを送達したり受け取ったりするほとんどのシステムは、電池システムを単独の供給源として扱い、電池システムに対する電圧および電流の需要または負担は、全体としてのシステムの性能について計算される。いくつかのシステムでは、任意の所定の電池に過度の負担がかからないようにするため、各電池において電圧をモニターし、電圧の差異に基づいてシステム全体の電圧や電流を調節している。しかしながら、電圧は、チャージを送達したり受け取ったりする電池の性能の、非常に粗っぽく不確かな尺度であり、従って、システム全体を制御するための限られた情報しか提供せず、結果として電池システムの作動は幾分か非効率的になる。
【０００４】
このように、電池システムへの、および電池システムからの、エネルギーの流れを効率的に管理する必要がある。ロードおよびチャージング電流のより正確な制御が、エネルギー効率を最大にするために必要である。
【発明の開示】
【０００５】
発明の要旨
本発明は、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するための装置、方法、媒体および信号を提供することによって、上記の必要性に対応する。それらにおいて、制御信号ジェネレータは、システム中の全ての電池の電圧の中で、最端電圧を示す電池の電圧を表している（リプレゼントしている）最端電圧表示(extreme voltage representation)と、最端電圧を示す電池に関連する作動パラメータから得られた基準電圧の表示とを受け取るように作動可能であり、前述した表示に応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するよう作動可能である。制御信号は、モーター／ジェネレータのような、ロード／チャージング・デバイスによって用いられ、電池システムから、および電地のシステムへのエネルギーの流れを制御し得る。
【０００６】
有効なことには、上述のシステムおよび方法を用いて、電池システム内の他の電池の電圧に関係する任意の所定の電池の電圧が、その電池の作動パラメータに基づいたさらなる慎重な分析のために、その電池が選択されるかどうかを決定する。この作動パラメータは、基準電圧を決定するために用いられ得、該基準電圧は、電流変化信号および／または電圧変化信号のような制御信号を作成するために、選択された電池の電圧と併せて用いられる。したがって、電池の相対的な電圧性能は、チャージ（充電）またはディスチャージ（放電）の電流を調整する最良の方法、もしくはより一般的には、電池システムへおよび電地システムから流れるエネルギーを全体として調整する最良の方法を決定するために、電池の作動コンディションの検査を求めるために用いられる。
【０００７】
本発明のひとつの態様によれば、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するための装置が提供される。当該装置は、アクセッサ(accessor)を含み、該アクセッサは、システム中の全ての電池の電圧の中で最端電圧を示す電池の電圧を表す最端電圧表示にアクセスするよう作動可能であり、かつ、最端電圧を示す電池に関連する作動パラメータから得られた基準電圧の表示にアクセスするよう作動可能である。当該装置はまた、アクセッサに連絡している制御信号ジェネレータを含み、該ジェネレータは、基準電圧の表示および電圧最端値の表示に応じてエネルギーバスとシステムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するよう作動可能である。
【０００８】
当該装置は、電圧最端値の表示を作成するよう作動可能な電圧最端値プロセッサを含んでいてもよく、また、システム中の電池の電圧の表示を受け取って記憶するための、電圧最端値プロセッサによってアクセス可能なメモリを含んでいてもよい。電圧最端値プロセッサは、どの表示が該最端電圧を表すのかを決定するように構成してもよく、そしてこれは、ソータを用いて電圧の表示を選別することによって行ってもよい。
【０００９】
当該装置はさらに、基準電圧の表示を作成するよう作動可能な基準電圧プロセッサを有してもよい。この基準電圧プロセッサは、最端電圧を示す電池の温度のような作動パラメータの表示を受け取るよう作動可能であってもよい。基準電圧プロセッサは、索引表(lookup table)インターフェースを有していてもよく、該インターフェースは、基準電圧を温度に関係付ける索引表に、温度表示を指標(index)として用いるよう作動可能である。用いられる特定の索引表は、最端電圧を有する電池のチャージ状態の関数として選択され得る。例えば、索引表インターフェースは、チャージ状態の表示を受け取るよう作動可能な入力を含んでいてもよく、または、当該装置は、チャージ状態の表示を作成するよう作動可能なチャージ状態プロセッサを含んでいてもよい。
【００１０】
例えば、索引表インターフェースは、最適チャージ電圧を温度に関係付ける索引表、および／または、最低許容電池電圧を温度に関係付ける索引表に、温度表示を指標として用いることができる。
【００１１】
当該装置はさらに、システム中の各電池について電圧の表示および温度の表示を受け取り記憶するためのメモリを有していてもよく、また代わりに、或いは加えて、当該装置は、システム中の各電池について電圧の表示および温度の表示を作成するためのデバイスを含んでいてもよい。
【００１２】
当該装置は、それぞれの電圧および温度の表示を、対応する電池に関連付けるように作動し得るアソシエータを用いてもよい。
【００１３】
当該装置は、最端電圧が関連している電池に関連した温度表示を、基準電圧プロセッサが用いるための温度表示として選択するように作動し得るセレクタを含んでいてもよい。
【００１４】
制御信号ジェネレータは、基準電圧と最端電圧との間の数学的差異を検出するように作動し得る差異プロセッサを有していてもよく、電池システムから利用可能な電流の変化を示す電流変化値を作成するように作動可能であってよく、および／または電池システムに印加される電圧の所望の変化を示す電圧変化値を作成するよう作動可能であってよい。加えて、制御信号ジェネレータは、先のターゲットのバス電圧と電圧変化値の関数として、ターゲットのバス電圧を作成するように作動可能であってよい。
【００１５】
当該装置は、エネルギー移送がエネルギーバスへ向かうのかまたは電池システムへ向かうのかを決定するよう作動可能なエネルギーフロー決定部(energy flow determiner)を含んでいてもよい。エネルギーフロー決定部は、例えば、制御信号ジェネレータと連携してもよく、或いはそこに一体化されていてもよく、制御信号ジェネレータに、エネルギーがバスへ流れる場合は電流変化信号を作成させ、エネルギーが電池システムへ流れる場合は電圧変化信号を作成させる。
【００１６】
当該装置はまた、電池システムを通る電流フローの方向に変化がない場合、基準電圧よりも大きな電圧を有する任意の電池へバイパス回路をアクティブにするための、バイパスアクティブ化信号を作成するよう作動可能なバイパスコントローラーを含んでいてもよい。システムにおける電流フローの方向に変化がある場合、アクティブにしたバイパス回路を有する任意の電池が基準値よりも大きな電圧を有する場合を除いて、バイパスコントローラーはまた、該任意の電池へバイパス回路を非アクティブにするための、バイパス回路非アクティブ化信号を作成し得る。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、蓄電池システムとエネルギーバスとの間のエネルギー移送を最適化する方法が提供される。当該方法は、電圧最端値を示している電池の作動パラメータから決定した基準電圧の表示および電圧最端値の表示に応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成することを有する。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、コンピューター読み取り可能な媒体が提供され、当該媒体は、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するようプロセッサ回路に指示するためのコードを提供するためのものであり、該制御は、電圧最端値を示している電池の作動パラメータから決定した基準電圧の表示および電圧最端値の表示に応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させるための制御信号を作成することによってなされる。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送を制御するようプロセッサ回路に指示するためのコードを提供するセグメントを有する信号が提供され、該コードは、電圧最端値を示している電池の作動パラメータから決定した基準電圧の表示と、その電圧最端値の表示とに応じて、エネルギーバスと電池システムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するようプロセッサ回路に指示するためのコードを含む。
【００２０】
本発明のその他の態様および特長は、以下の本発明の具体的な実施態様の説明を添付の図面と併せて精査することによって、当業者には明らかとなるとであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
詳細な説明
図１を参照すると、本発明の第１の実施態様による電池式パワーシステムの概要が、１０で概して示されている。このパワーシステム１０は、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、据え付けパワーバックアップシステムなどにおいて用いられることができる。概しては、パワーシステム１０は、エネルギーバス１３に接続された、１２に概要を示す電池システムを含んでおり、該エネルギーバスは、例えば、ロード／チャージャー・デバイス１８に接続された高い電流容量のケーブル１５および１７を含み得る。電池システム１２は、例えば、鉛蓄電池またはゲルセル電池のような、一連の列をなした再充電可能な電池を含み得る。鉛蓄電池は、例えば、制御弁式の鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）であってもよい。
【００２２】
パワーシステム１０が電気自動車に用いられる場合、ロード／チャージャー・デバイス１８は、コントローラ／モーター／ジェネレータユニットの組み合わせであってもよく、該組み合わせは、モーター／ジェネレータの界磁電流を調整するための制御パラメータを表すデータワードを受け取って、電池システム１２から引き出された、または電池システム１２に提供されたパワー量を制御することができる。組み合わせのコントローラは、例えば、プログラム可能なインバータ／チャージャーであり得、これは、モーター／ジェネレータユニットに接続されて、そこへ電流を供給したり、そこから電流を受け取ったりし得る。例えば、コントローラは、自動車や据え付けパワーアプリケーションのための電気駆動システムに用いる、Ecostar Electric Drive Systems of Dearborn（ミシガン、アメリカ）から購入可能なタイプのものであってもよい。モータージェネレータユニットは、UQM Technologies, Inc（ゴールデン、コロラド、アメリカ）から購入可能なタイプのものであってもよい。
【００２３】
概括的には、当該電池システム１２は、ロード／チャージャー・デバイス１８への伝導のためにエネルギーバス１３にエネルギーを供給または伝達する、供給モードにて作動し得るか、或いは、該電池システム１２は、該電池のシステムがエネルギーバスからエネルギーを受け取る（そのエネルギーはロード／チャージャー・デバイス１８によって供給される）チャージモードにて作動し得る。
【００２４】
パワーシステム１０はさらに、１４で概要的に示す電池データ取得システム、および１６で概要的に示すコントローラを含む。概しては、電池データ取得システム１４は、電池システム１２における各電池について、電圧の表示、および、温度などの電池作動パラメータの表示を作成し、またエネルギーバス１３における電流フローの大きさおよび方向の尺度を提供し得る。
【００２５】
データ取得システム１４は、例えば、複数のセンサーユニット２８、３０、３２および３４を含んでいてもよく、各センサーユニットは、それぞれ対応する電池２０、２２、２４および２６に関連している。データ取得システム１４はさらに、３６に概要的に示す電池データインターフェースを含んでいてもよい。
【００２６】
センサーユニットは、例えば、eXtend Computer & Instrument Inc（ミシガン、アメリカ）から購入可能なタイプのものであってもよい。概しては、これらのセンサーユニット２８、３０、３２および３４は、それぞれの電池２０から２６をわたる電圧を測定するよう作動可能であり、かつ、各それぞれの電池の作動パラメータを測定するためのセンサーを含む。本実施態様において、センサーによって検知される作動パラメータは、電池のケース温度である。
【００２７】
センサーによって得られた測定データは、対応するセンサーユニットによって、絶縁された単一ワイヤーデジタルネットワークを通じて電池データインターフェース３６に伝送される。各センサーユニットは、それが接続されている電池システムからその作動パワーを引き出す。電池データの測定は、電池データインターフェース３６からデジタルネットワークへ伝送されるコマンドの受け取りに応じて、選択されたセンサーユニットにて求められ得る。
【００２８】
本実施態様において、各センサーユニット２８、３０、３２および３４は、内蔵式のバイパス回路３１、３３、３５および３７をそれぞれ有し、これら回路は、以下に説明するように、電池システム１２内の電池を継続的にバランス（平衡）をとる／イコライズ（等化）するために用いることができる。
【００２９】
バイパス回路３１、３３、３５および３７の制御は、電池データインターフェース３６からコマンドを受け取るために、および電池データインターフェース３６へ測定したデータを伝送するために用いられるのと同じ単一ワイヤーデジタルネットワークを通じて受け取る信号によって提供される。
【００３０】
本実施態様において、電池データインターフェース３６は、eXtend Computer & Instrument Inc（ミシガン、アメリカ）によって供給されるタイプのものである。このインターフェース３６は、直列または並列のコミュニケーションポートを有していてもよく、このポートによって、コントローラ１６とのコミュニケーションが達成され得る。電池データインターフェース３６はまた、電池センサーユニットとの双方向コミュニケーションのために、電池センサーユニット２８、３０、３２および３４が接続されている単一ワイヤーデジタルネットワークへの接続のためのターミナルを有する。電池データインターフェース３６はまた、電流センサー入力を有していてもよく、この入力は、エネルギーバス１３における電流フローの大きさおよび方向に関する情報を取得するために電流分流器（図示せず）と共に用いられるよう作動可能である。
【００３１】
電池データインターフェース３６は、コントローラ１６によって制御されるよう作動可能であり、それによって、該コントローラは、該電池データインターフェースに連絡して、情報の要求を送ってそれに応じて要求した情報を受け取り得るか、或いは特定のセンサーユニット２８、３０、３２および３４のそれぞれのバイパス回路３１、３３、３５および３７を制御し得る。このようなコミュニケーションは、コマンドメッセージまたはメッセージをコントローラ１６から電池データインターフェース３６へ送ることによって達成される。それに応じて、電池データインターフェース３６は、コマンドメッセージを翻訳し、１つ以上の個別のセンサーユニット２８、３０、３２および３４に連絡してそれを制御するか、または任意の要求した情報を取得し、そして要求した情報またはセンサーユニットの状態の指示と共にコントローラ１６へ応答メッセージを送り返す。要求した情報は、例えば、電圧および作動コンディション（例えば、電池システム１２の任意の電池の温度、電池システムにおける電流フローの大きさおよび方向）を含んでいてもよい。
【００３２】
電池システム１２における全ての電池２０、２２、２４および２６が、例えば、作動コンディションおよびチャージ状態のような様々の要因に応じて、異なる電圧にて作動してもよいということは理解されるであろう。いくつかの電池は他のものに対してより高い電圧を有し、一方、他の電池は他のものに対してより低い電圧を有する。通常、１つの電池がその他全ての電池よりも高い電圧を有し、１つの電池がその他全ての電池よりも低い電圧を有する。このより高い電圧およびこのより低い電圧が、電圧最端値(voltage extremities)、すなわち、電池システム１２における全ての電池の電圧の中の最端の(extreme；いちばん端の)電圧として言及される。最も低い電圧を有する電池は、当然、低い電圧最端値を有する電池であり、一方、最も高い電圧を有する電池は、高い電圧最端値を有する電池である。本明細書中で請求された発明によれば、以下から理解されるように、これらの電圧最端値は、エネルギーバスにおけるエネルギーの流れの方向に応じて、エネルギーバス１３への、およびエネルギーバス１３からのエネルギーの流れを制御する方法を決定する際に重要である。
【００３３】
概括的には、コントローラ１６は、データ取得システム１４から各電池について、電圧の表示および少なくとも１つの作動パラメータの表示を受け取るよう作動可能であり、またこれらの表示をそれぞれのアレイ１９および２１に記憶(store)するよう作動可能である。表示(representation；リプレゼンテーション)は、例えば、「ワード」または「バイト」のデータの形態であってもよい。
【００３４】
本実施態様においては、コントローラ１６は、機能ブロック２３および２５を有し、これらブロックは、それぞれ電圧最端値プロセッサおよび基準電圧プロセッサとして作動し、これらプロセッサは、電圧表示および作動パラメータ表示に対して作動して、最端電圧を示す電池の電圧を表す最端電圧表示を作成し、および、最端電圧を示す電池に関連した作動パラメータから得られた基準電圧の表示を作成する。この最端電圧表示および基準電圧表示は、それぞれのメモリロケーションで受け取られる。コントローラはさらにアクセッサ２７を含み、このアクセッサは、最端電圧表示および基準電圧表示にアクセスし、それらを制御信号ジェネレータ２９へ伝え、この制御信号ジェネレータは、電圧最端値の表示および基準電圧の表示に応じてエネルギーバスと電池システム１２との間のエネルギー移送量を変化させる際にロード／チャージャー・デバイス１８で用いる制御信号を作成する。
【００３５】
コントローラ１６は、例えば、別個の部品によって、より好ましくは、プログラマブルコントローラなどのプロセッサ回路によって実施され得る。
【００３６】
図１および図２を参照すると、コントローラ１６として使用するのに適したプロセッサ回路が５１で概括的に示されている。本実施態様において、プロセッサ回路５１は、電池システム１２における各それぞれの電池について電圧および作動パラメータ値を受け取るために、６２で概括的に示す入力を有する入力インターフェース６０を含む。示した実施態様において、入力インターフェース６０は、各電池について別々の入力のペアを有しているように見えるが、電圧および作動パラメータ情報がデータ取得システムから連続して受け取られ得るということは理解されるであろう。その場合、例えば、各電池についての電圧および温度値を受け取るための単一の入力があってもよい。例示のため、入力インターフェース６０はまた、ユーザー情報を受け取るためのユーザー入力６４を含み、さらに上述したように、システム中を流れる電流の方向および大きさを示す値をデータ取得システム１４から受け取るための電流入力６６を含む。あるいは、電流値は、例えば、電池システムからロード／チャージャーまでの供給コンダクタのうちの１つにある、電流変換器から得てもよい。
【００３７】
プロセッサ回路５１はさらに、メインプロセッサ回路７０、プログラムメモリ７２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４および電池情報不揮発性メモリ７６を含む。本実施態様において、電池情報不揮発性メモリ７６は、最適チャージ電圧（対）温度や、最低許容電池電圧（対）温度を表す表７７を記憶するよう作動可能であり、さらに、例えば、記憶時間（対）温度、フロート電圧（対）温度、最小電圧（対）チャージ状態、失敗したサイクル（対）放電のパーセント深さ、および、パーセント容量の電池容量表（対）温度を表す表を、記憶し得る。この情報は、例えば、ユーザーによって電池情報不揮発性メモリ７６へ入力され得るか、またはこのメモリに前もって記憶され得、複数の異なるタイプの電池について上述した表のライブラリを提供し得る。次いで、コントローラ１６と共に用いられる電池のタイプを識別するユーザー入力を受け取ると、制御信号を作成する際に用いるための適切な表のライブラリが選択されてアクティブ化され得る。
【００３８】
本実施態様において、メインプロセッサ回路７０はまた、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ８０のようなコンピューター読み取り可能な媒体を読み取るよう作動可能な媒体インターフェース７８に連絡している。本発明による方法の実施態様によれば、ＣＤ−ＲＯＭ８０は、例えば、上述した各タイプの電池についての情報のライブラリを提供し得、および／または制御信号を作成するためにメインプロセッサ回路７０によって実行される機能を定義するプログラムメモリ７２に記憶されるよう作動可能なコードを提供し得る。
【００３９】
加えて、示した実施態様では、メインプロセッサ回路７０は、例えば、ネットワーク上のコミュニケーションを提供するよう作動可能な外部コミュニケーションインターフェース８１に連絡しており、このようなネットワークは、例えば、インターネットを含み得る。したがって、外部コミュニケーションインターフェース８１は、インターネットを通して上述のライブラリ情報の受け取りを提供し得、あるいは、プログラムメモリ７２に記憶するため、インターネットから受け取ったコンピューターデータ信号において上述のようなプログラムを受け取るよう作動可能であってもよい。
【００４０】
メインプロセッサ回路７０はさらに、出力インターフェース８２に連絡しており、この出力インターフェースは出力８４を有しており、該出力は、図１に示す電池データインターフェース３６へ信号を提供するためのものであり、該電池データインターフェースに、図１に示すセンサーユニット２８から３４までをサンプル取得させるかまたは応答させ、電圧および作動パラメータ情報（これは、最終的に図２に示す入力インターフェース６０で受け取られる）を取得するためのものである。加えて、出力インターフェース８２は制御信号を提供し、該信号は、基準電圧の表示および電圧最端値の表示に応じて、エネルギーバス１３と電池システム１２との間のエネルギー移送量を変化させる際に用いられる。この制御信号は、チャージモードの間にバス電圧を制御するため、出力８６にてターゲットバス電圧制御信号の形態で現われてもよく、および／または供給モードの間にシステムにおいて電流を制御するため、出力８８として電流変化制御信号の形態で現われてもよい。出力インターフェース８２が出力８６および８８の代わりに単一の出力を代替的に提供してもよく、それが、出力信号がターゲットバス電圧信号および／または電流変化制御信号を表すかどうかを識別するコマンド（このコマンドは、これらの信号をも含んでいる）を、図１に示すロード／チャージャー１８を制御するための制御信号として発するためであるということは理解されるであろう。
【００４１】
図３において、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、作動パラメータレイ９０、電圧パラメータアレイ９２、制御パラメータアレイ９４および出力パラメータアレイ９６を含むように配置されてもよい。ＲＡＭ７４はまた、基準値フィールド９８を含んでいてもよい。
【００４２】
一般に、作動パラメータレイ９０および電圧パラメータアレイは、電池システム１２における各電池について、それぞれ作動パラメータ（例えば温度）の表示および電圧の表示を記憶する。
【００４３】
作動パラメータレイ９０は、それぞれ作動パラメータおよび電池識別を示すナンバーペアを記憶し得る。したがって、作動パラメータレイ９０がデータをロードされ、任意の電池識別が与えられると、対応する作動パラメータを得ることができる。同様に、電圧パラメータアレイ９２は、電圧および電池識別を表すナンバーペアを記憶する。したがって、電圧値が与えられると、対応する電池が識別され得る。以下により詳細に説明するように、両方のアレイがロードされた場合、メインプロセッサ回路７０は、所定の電圧値を用いて、所定の電圧値に関連する電池に関連した作動パラメータ表示を検出する。
【００４４】
作動パラメータレイは、電池タイプｉｄフィールド１００、ロード制御定数フィールド１０２、チャージ制御定数フィールド１０４および電流方向フィールド１０６を含む。電池タイプｉｄフィールド１００は、ユーザーから受け取った情報（例えば、電池システム１２中の電池のタイプの表示）をロードされ得る。ロード制御定数フィールド１０２およびチャージ制御定数フィールド１０４は、電池システム１２において用いられる電池のタイプに依存して、固定値を保持する。電流方向フィールド１０６は、図１に示す電池データ取得システム１４から受け取った値を記憶し、エネルギーバス１３における電流の方向を表す。
【００４５】
出力パラメータアレイ９６は、電流変化出力値フィールド１２０および電圧変化出力値フィールド１２２を含んでいてもよく、それらは信号ジェネレータによって作成される出力信号の表示として作動し得る。
【００４６】
図１および図２によると、プログラムメモリ７２は、コード１３８、１４０、１４２、１４４、１４６および２００のブロックでプログラムされており、これらは、メインプロセッサ回路７０に、ルーチンのセットを実施する機能ブロックを実行するよう指示し、ルーチンのセットは、それぞれ、メインルーチン、ロード制御ルーチン、チャージ制御ルーチン、電圧最端値プロセッサルーチン、索引表インターフェースおよびバイパスルーチンを含む。このルーチンのセットの種々のサブセットは、図１に示す電圧最端値プロセッサ２３、基準電圧プロセッサ２５、アクセッサ２７および制御信号ジェネレータ２９として作動するよう協力する。プログラムメモリ７２はさらに、例えば、図１に示す電池データインターフェース３６とのコミュニケーションを確立するための、および、媒体インターフェース７８および外部コミュニケーションインターフェース８１とインターフェースするための種々の機能を実行するための、コードのセット（図示せず）を含んでいてもよい。
【００４７】
図１、２および４において、メインルーチンを概して１３８に示す。メインルーチン１３８は、第１ブロック１３９から始まり、第１ブロック１３９は、図１で示す電池データインターフェース３６へデータ要求コマンドを送るようメインプロセッサ回路７０に指示し、センサーユニット２８〜３４から電圧および温度の表示を取得させる。ブロック１４１は、データが電池データインターフェース３６から返ってくるのを待つようメインプロセッサ回路７０に指示する。データが返ってくると、それは、例えば、ＲＡＭ７４中の一時記憶エリア（図示せず）に記憶され得る。電流方向の表示が返ってくると、それは、例えば、ＲＡＭ７４中の電流方向フィールドに記憶され得る。
【００４８】
メインルーチンのブロック１４３は、ＲＡＭ７４およびプロセッサ回路７０と協働して、それぞれの電圧および温度表示を対応する電池に関連付けるためのアソシエータとして作動する。
【００４９】
要求したデータが返ってきたら、ブロック１４３は、メインプロセッサ回路７０に、一時メモリに記憶された電圧および温度の表示を引き出し、それらを図３に示す作動パラメータレイ９０および電圧パラメータアレイ９２に記憶するよう指示し、それによって、これらの表示は対応する電池に関連している。示した実施態様では、このような関連付けは、温度および電池ｉｄ値をナンバーペアとして作動パラメータレイ９０に記憶することによって、並びに電圧および電池ｉｄ値をナンバーペアとして電圧パラメータアレイ９２に記憶することによって、達成される。あるいは、作動パラメータおよび電圧パラメータ値は、例えば、各電池について表示および電池ｉｄの両方を別々のレコードに記憶することによって、対応する電池に関連付けられてもよい。これらの表示を電池に関連付ける種々の他の方法が可能であり、それらも本発明の範囲内であることは理解されるであろう。また、一時メモリに電圧および温度値を記憶する中間ステップは、これらの値を受け取ったときに、電池ｉｄを有する指定されたアレイに直接記憶することにより省略され得る。
【００５０】
次いでブロック１４５は、メインプロセッサ回路７０に、電池データインターフェース３６から返ってきてＲＡＭ７４の制御パラメータアレイ９４に記憶された電流方向値から電流フローの方向を決定するよう指示する。
【００５１】
次いでブロック１４７は、電流フローがそれぞれ電池システム１２からエネルギーバス１３へ向かうのかまたはエネルギーバス１３から電池システム１２へ向かうのかを、電流方向値が示しているかどうかに依存して、適切な制御ルーチン、すなわち、図５に示すロード制御ルーチンまたは図６に示すチャージ制御ルーチンを呼び出すよう、メインプロセッサ回路７０に指示する。示した実施態様において、エネルギーが電池システム１２からエネルギーバス１３へ流れていること、つまり電池システム１２が供給モードで作動していることを電流方向値が示す場合、図５に示すロード制御ルーチン１４０は、電流変化信号を作成するよう呼び出される。同様に、示した実施態様において、エネルギーがエネルギーバス１３から電池システム１２へ流れていること、つまり電池システムがチャージモードで作動していることを電流方向値が示す場合、図６に示すチャージ制御ルーチン１４２は、電圧変化信号を作成するよう呼び出される。従って、メインルーチン１３８のブロック１４７は、メインプロセッサ回路７０と連係し、エネルギー移送がエネルギーバス１３へ向かうのかまたは電池システム１２へ向かうのかどうかを決定するよう作動可能なエネルギーフロー決定部(エネルギー流デターミナー）として作動するように協働する。
【００５２】
その後ブロック１４９は、メインプロセッサ回路７０に、図８に示すバイパスルーチンを呼び出して特定のセンサーユニットにおけるバイパス回路３１、３３、３５および３７をアクティブにするまたは非アクティブにするよう指示する。
【００５３】
図５において、ロード制御ルーチン１４０は、エネルギーが電池システム１２からエネルギーバス１３へ流れているときに実行され、ブロック１５０によって始まり、このブロックは、プロセッサに、最端ｉｄフラグ（図示せず）をアクティブに設定して、図１に示す電池システム１２の任意の電池にわたって測定した最低電圧が計算に用いるための最端電圧とされることを示すよう指示する。次いでブロック１５２は、メインプロセッサ回路７０に、図７の１４４に示す電圧最端値プロセッサルーチンを呼び出すよう指示する。図２、３および７において、電圧最端値プロセッサルーチン１４４は第１ブロック１５６から始まり、この第１ブロックは、メインプロセッサ回路７０に、電圧パラメータアレイ９２にアクセスしてどの電圧表示が最端電圧、つまりこの場合は最低電圧を表しているかを決定するよう指示する。このために、ブロック１５６は、図３に示す電圧パラメータアレイ９２を昇順に選別するためのソータとして作動する。これによって、測定された最も低い電圧値はアレイの第１の値として現われる。次に、ブロック１５８は、メインプロセッサ回路７０に、電圧パラメータアレイ９２をアドレス指定して最低電圧値に関連する電池識別を読み取り、最端電圧値を示す電池を識別するよう指示する。次いでブロック１６０は、メインプロセッサ回路７０に、基準電圧プロセッサによる使用のための温度表示として、最端電圧が関連する電池に関連した温度表示を選択するよう作動可能なセレクタとして作動するよう指示する。このために、メインプロセッサ回路７０は、最低電圧値に関連する電池識別を用いて作動パラメータレイ９０をそのアレイへの指標として参照することによって、識別された電池について対応する作動パラメータ値を検出する。識別された電池に関連するナンバーペアの対応する作動パラメータを検出する際、ブロック１６２は、メインプロセッサ回路に、最端電圧表示およびロケートした作動パラメータ値をメモリに記憶し、呼び出すルーチン、つまりこの場合はロード制御ルーチン１４０へと通過できるようにするよう指示する。
【００５４】
図２、３および５に戻って参照すると、最端電圧値および作動パラメータ値を準備して、ロード制御ルーチン１４０のブロック１６４は、メインプロセッサ回路７０に、図１に示す基準電圧プロセッサ２５として作動するよう指示し、そして電圧最端値プロセッサルーチン１４４から受け取った作動パラメータ値、すなわち、温度を用いて、最端電圧値を示す電池について対応する最低許容電圧を検出するよう指示する。このために、メインプロセッサ回路７０は、索引表インターフェース１４６を使用して電池情報不揮発性メモリ７６に記憶された最小電圧表へアクセスし、作動パラメータ値（温度）をその表への指標として用いる。この索引によって、基準電圧として作動する最低許容電圧値Ｖｌｐがロード制御ルーチンによるアクセスのためメモリに記憶される。
【００５５】
索引表インターフェース１４６がメインプロセッサ回路７０に指示して、プロセッサ回路５１の一部として構成された電池情報不揮発性メモリ７６にアクセスさせてもよい。電池データメモリは、プロセッサ回路５１の一部である必要はなく、むしろ指定された表のデータベースを含むリモートメモリデバイスであってもよいことが、理解されるであろう。この場合、索引表インターフェースは、通常含まれていてもよいものを超えるコミュニケーションなどのさらなる機能を含んでいてもよく、ここで、電池データメモリは、エラー訂正およびハンドシェーキングなどを処理するために、メインプロセッサ回路７０によって直接アクセス可能である。一般に、指定された表を含むデータベースは、どこに位置していてもよく、索引表インターフェースは、要求した表へのアクセスを得るため、適切なコミュニケーション機能を含んでいてもよい。
【００５６】
図５において、次にブロック１６６および１６８は、メインプロセッサ回路７０に、図１のアクセッサ２７および制御信号ジェネレータ２９として作動するよう指示する。ブロック１６６は、メインプロセッサ回路７０に、メモリに記憶された最端電圧表示および基準電圧表示にアクセスし、基準電圧の表示および電圧最端値の表示に応じてエネルギーバスとシステムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するよう指示する。このために、メインプロセッサ回路７０は、電流変化制御値を、最低許容電圧値と最端電圧値との間の差にＲＡＭ７４の対応するフィールド１０２中に記憶されたロード制御定数（ａ）を乗じたものとして計算するよう指示を受ける。この際、メインプロセッサ回路７０は、基準電圧と最端電圧との間の数学的差異を検出するよう作動可能な差異(difference)プロセッサとして作動する。メインプロセッサ回路７０は、この数学的差異にロード制御定数（ａ）を乗じて、システムから引き出された電流の変化を示す電流変化制御信号を作成する。次いでブロック１６８は、メインプロセッサ回路７０に、図１に示すロード／チャージャー・デバイス１８による受け取りのため、この電流変化制御値が図２に示す出力８８における電流変化制御値として表されるよう指示する。
【００５７】
ロード制御ルーチン１４０の効果は、任意の電池をわたる電圧が最小許容電池電圧より下のとき、電池システム１２に対するロードを低減することである。
【００５８】
図６において、チャージ制御ルーチン１４２は第１ブロック１７０から始まり、この第１ブロックは、図２に示すメインプロセッサ回路７０に、最端ｉｄフラグを設定して、システム中の任意の電池にわたって測定された最高電圧が最端電圧とされることを示すよう指示する。次いで、ブロック１７２は、メインプロセッサ回路７０に、図７に示す電圧最端値プロセッサルーチンを呼び出して、最端電圧表示および出力パラメータ表示を得、チャージ制御ルーチン１４２のリマインダーによるアクセスのためにそれらの表示をメモリに記憶するよう指示する。ブロック１５６において、チャージ制御ルーチンが図７に示す電圧最端値プロセッサルーチン１４４を呼び出すとき、図３に示す電圧パラメータアレイ９２は昇順で選別されて、アレイの最初のエントリーが最高電圧値になるようにすることに留意すべきである。
【００５９】
図６に戻って参照すると、最端電圧値および最端電圧値を示す電池に関連する作動パラメータ値が与えられると、ブロック１７４は、メインプロセッサ回路７０に、作動パラメータを用いて最適チャージ電圧値を検出するよう指示する。これは、メインプロセッサ回路７０が索引表インターフェース１４６を使用して電池情報不揮発性メモリ７６および特にそこに記憶された最適電圧（対）温度の表を参照し、対応する最適電圧値Ｖｏｐｔを検出し、作動パラメータ値（温度）をその表への指標として用いることによって、なされる。その後、ブロック１７６、１７８および１８０は、メインプロセッサ回路７０に、図１に示すアクセッサ２７および制御信号ジェネレータ２９として作動するよう指示する。
【００６０】
次いでブロック１７６は、メインプロセッサ回路７０に、メモリに記憶された最端電圧表示および基準電圧表示にアクセスし、基準電圧の表示および電圧最端値の表示に応じてエネルギーバスとシステムとの間のエネルギー移送量を変化させる際に用いる制御信号を作成するよう指示する。このために、メインプロセッサ回路７０は、最適電圧値Ｖｏｐｔと最端電圧値との間の差異の関数として電圧変化値を計算するよう指示を受ける。この際、メインプロセッサ回路７０は、再び基準電圧と最端電圧との間の数学的差異を検出するよう作動可能な差異プロセッサとして作動する。本実施態様においては、差異プロセッサとしての作動によって作成する結果に、図３に示すＲＡＭ７４における対応するフィールド１０４に記憶されたチャージ制御定数（ｂ）を乗じて、電池システム１２にわたる所望の電圧変化を示す電圧変化値を作成する。
【００６１】
次いでブロック１７８は、メインプロセッサ回路７０に、ターゲットバス電圧値を電圧変化値と前のバス電圧値との合計として計算するよう指示する。前のバス電圧値は、図３に示す電圧パラメータアレイ９２に記憶された電圧値の合計を取ることによって検出され得る。
【００６２】
次いでブロック１８０は、メインプロセッサ回路７０に、この新しいバス電圧値を、図２に示す出力８６において、図１に示すロード／チャージャー・デバイス１８による使用のための信号として表すよう指示する。
【００６３】
チャージ制御ルーチン１４２の効果は、システムにおいて任意の所定の電池について許容された最も高い最適電圧よりも高い電圧を有する電池がなくなるまで、メインバス電圧、すなわち電池システム１２に印加された合計電圧を低減することである。
【００６４】
上記のシステムの性能は、最低許容電圧（対）温度の表、および最適チャージ電圧の表を、電圧最端値を示している電池のチャージ状態の関数として選択することによって、高めることができる。したがって、索引表インターフェース１４６は、複数の最低許容電圧（対）温度の表、および複数の最適チャージ電圧（対）温度の表（それぞれの表は異なったチャージ状態に関連している）へのアクセスを提供し得る。索引表インターフェース１４６は、電池のチャージ状態の表示を受け取るよう作動可能な入力を有していてもよく、かかる表示を与えられたとすると、それに従って適切な表を選択することができる。
【００６５】
電池システム１２における電池のチャージ状態に関する情報は、図２の２０１に示すようなルーチンを含む多様なソースから得ることができ、かかるルーチンは、例えば、メインプロセッサ回路７０上で起動して電池の使用に関する情報を集め、そしてチャージ状態の尺度を作成するよう作動可能である。例えば、このようなルーチンは、放電の累積時間および深さ、チャージの累積時間および量、並びにこれらの事象が起きる際の温度の経過を追うことができ、そして、電池データメモリ中に記憶された表の１つを用いてパーセント放電値を作成し得る。次いで、上述した索引表は、放電のパーセントによってインデックスを付けられてもよく、それによって、放電のパーセントは、索引表インターフェースによって用いられて、基準電圧値を作成する際に用いるのに適切な表を選択することができる。したがって、チャージ状態の情報は、それぞれ図５のブロック１６４および図６のブロック１７４への入力であり得る。メインプロセッサ回路７０にチャージ状態決定機能を実行させるルーチンは、チャージ状態プロセッサとしてみなされてもよい。
【００６６】
あるいは、チャージ状態の情報は、外部ソースから、例えば、外部コミュニケーションインターフェースを通じて、またはユーザー入力を通じて、受け取ることができる。
【００６７】
図８を参照すると、バイパスルーチン２００は、メインルーチン１３８によって呼び出される最終ルーチンであり、そしてメインプロセッサ回路７０に対して、図１に示すセンサーユニット２８、３０、３２および３４上のそれぞれのバイパス回路３１、３３、３５および３７を制御するよう指示する。これによって、電池システム１２における電池からのエネルギーの流れの連続的な平衡(balancing)と等化(equalization)が提供される。
【００６８】
バイパスルーチンは第１ブロック２０２から始まり、この第１ブロックは、メインプロセッサ回路７０に、例えば、平均電池電圧などの基準値を、図３に示す電圧パラメータアレイ９２に記憶された電圧値から計算するよう指示する。この基準値は、図３に示すメモリ構造の基準値フィールド９８に記憶される。
【００６９】
次いでブロック２０４は、メインプロセッサ回路７０に、パワーシステム１０において電流方向に変化があったかどうか決定するよう指示し、もし変化があれば、ブロック２０６が、メインプロセッサ回路にバイパス制御信号を発して全てのバイパス回路３１、３３、３５および３７を非アクティブに設定するよう指示する。電流方向は、図３に示す制御パラメータアレイ９４における電流方向フィールド１０６の内容を読み取ることによって決定される。
【００７０】
バイパスルーチン２００が最後に実行されてから後に、または全てのバイパス制御信号が非アクティブに設定された後に電流方向に変化がなければ、ブロック２０８は、メインプロセッサ回路７０に対し、バイパス回路を、基準電圧よりも高い電圧を有する電池に関連する全てのセンサーへアクティブに設定するよう指示する。時間が経つにつれて、これは各電池にわたる電圧をほぼ同じ値に等化するという効果を有する。その後、バイパスルーチン２００を終了させる。
【００７１】
電池システムを通る電流フローの方向に変化がない場合、バイパスルーチンは、基準値よりも高い電圧を有する任意の電池へ、バイパス回路をアクティブにするためのバイパスアクティブ化信号を作成する効果を有する。加えて、システムにおける電流フローの方向に変化がある場合、アクティブ化したバイパス回路を有する任意の電池へバイパス回路を非アクティブにするためのバイパス回路非アクティブ化信号を作成させる（かかる電池が、電池システムにおける全ての電池電圧の基準電圧よりも大きな電圧を有する場合を除く。この場合、バイパス回路は非アクティブ化されない）。
【００７２】
効果的には、上述したシステムおよび方法を用いて、電池システムにおける他の電池の電圧に対する任意の所定の電池の電圧が、その電池がその作動パラメータに基づいてより慎重な分析のために選択されるかどうかを決定する。この作動パラメータは、基準電圧を決定するために用いられ得、この基準電圧は、選択された電池の電圧と併せて用いられ、制御信号（例えば、ロード／チャージャー・デバイス１８のコントローラへ供給できる電流変化信号および／または電圧変化信号）を作成する。したがって、電池の相対的な電圧性能、およびより詳細には電池システムにおける全ての電池の最端電池電圧は、最端電圧を示す電池の作動コンディションの使用を呼び出し、電池システム全体のチャージまたは放電電流を調整して全体として電池システムへ或いは電池システムからのパワー伝達を最適化する最良の方法を決定するために使用される。
【００７３】
本発明の具体的な実施態様を記載および例示したが、かような実施態様は本発明のただの具体例として見なされるべきであり、添付した請求項の範囲に従って解釈されるように本発明を限定するものとして見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
本発明の実施態様を例示する図面において、
【図１】図１は、本発明の第１の実施態様による装置を用いたシステムの概略図である。
【図２】図２は、図１に示す装置のプロセッサ回路のブロックダイアグラムである。
【図３】図３は、図２に示すプロセッサ回路のランダムアクセスメモリにおいて形成されるデータ構造の概略図である。
【図４】図４は、図２に示すプロセッサ回路によって実行されるメインルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は、図２に示すプロセッサ回路によって実行されるロード制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、図２に示すプロセッサによって実行されるチャーティング（charting）制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】図７は、図２に示すプロセッサによって実行される電圧最端値プロセッサルーチンのフローチャートである。
【図８】図８は、図２に示すプロセッサ回路によって実行されるバイパス制御ルーチンのフローチャートである。
【図１】
2005517376.tif 000003
【図２】
2005517376.tif 000004
【図３】
2005517376.tif 000005
【図４】
2005517376.tif 000006
【図５】
2005517376.tif 000007
【図６】
2005517376.tif 000008
【図７】
2005517376.tif 000009
【図８】
2005517376.tif 000010
【国際調査報告】
2005517376.tif 000011
2005517376.tif 000012
2005517376.tif 000013