(57)【要約】複数のバッテリセル線（２１、３１）を備えたバッテリ（２０、３０）が導入され、各上記バッテリセル線（２１、３１）は、各第１の極と各第２の極との間に直列接続された複数のバッテリセルを含む。さらに、車両を駆動するための電動機（１３）と、電動機（１３）と接続された本発明に係るバッテリ（２０、３０）と、を備えた車両が提案される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各第１の極と各第２の極との間に直列接続された複数のバッテリセルをそれぞれが含む複数のバッテリセル線（２１、３１）を備えたバッテリ（２０、３０）。
【請求項２】
厳密に３つのバッテリセル線（２１、３１）を備えた、請求項１に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項３】
前記複数のバッテリセル線（２１、３１）の各第１の極は、各第１のバッテリ端子（２２、３２）と伝導的に接続される、請求項１又は２のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項４】
前記バッテリセル線（３１）の前記第２の極は互いに伝導的に接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリ（３０）。
【請求項５】
前記バッテリセル線（３１）の前記第２の極は、第２のバッテリ端子（３３）と伝導的に接続される、請求項４に記載のバッテリ（３０）。
【請求項６】
前記複数のバッテリセル線（２１）の各第２の極は、各第２のバッテリ端子（２２）と伝導的に接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリ（２０）。
【請求項７】
前記複数のバッテリセル線（２１、３１）の前記第１の極は正のバッテリ極であり、前記複数のバッテリ線（２１、３１）の前記第２の極は負のバッテリ極である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項８】
前記バッテリセルは、リチウムイオンバッテリセルである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項９】
前記複数のバッテリセル線（２１、３１）がその中に配置されたバッテリハウジングを備えた、請求項１〜８のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項１０】
車両を駆動するための電動機（１３）と、前記電動機（１３）と接続された請求項１〜９のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）と、を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の独立したバッテリセル線を備えたバッテリ、及び、このようなバッテリを備えた電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来的に、定置型の利用において、及び、ハイブリット車又は電気自動車のような車両においても、バッテリシステムが益々使用されることが明らかである。電圧と、提供される電力と、に対する各用途について与えられる要請を満たしうるために、数多くのバッテリセルが直列に接続される。このようなバッテリによって提供される電流は全てのバッテリセルを通って流れる必要があり、１つのバッテリセルは限られた電流のみ通しうるため、最大電流を上げるために、追加的なバッテリセルが並列に接続されることが多い。このことは、バッテリセルハウジング内の複数のセルコイル（Ｚｅｌｌｗｉｃｋｅｌ）の敷設によって、又は、バッテリセルの外部接続によって行われうる。しかしながら、その際に、セル容量及びセル電圧が厳密には同じでないために、並列接続されたバッテリセル間で均等化電流が発生しうるという問題がある。
【０００３】
例えば電気自動車及びハイブリッド車において、又は、風力発電所の動翼調整のような定置型の利用においても使用される一般的な電気駆動システムの原理的な回路図が、図１に示されている。バッテリ１０は、コンデンサ１１により蓄電される直流電圧中間回路に接続される。直流電圧中間回路は、パルスインバータ１２に接続されており、このパルスインバータ１２は、３つの出力口の、各２つの切り替え可能な半導体バルブ（Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒｖｅｎｔｉｌ）と２つのダイオードとを介して、互いに位相がずらされた正弦波電圧を、電動機１３の駆動のために提供する。コンデンサ１１の容量は、切り替え可能な半導体バルブのうちの１つに電流が流される間、直流中間回路内の電圧を安定させるために十分な大きさである必要がある。電気自動車のような実際の適用では、ｍＦ（ミリファラド）の範囲内の大きな静電容量が発生する。直流電圧中間回路の電圧は通常かなり高いため、このような大きな静電容量の実現には、高いコストが掛かり、大きな空間が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って本発明に基づいて、各第１の極と各第２の極との間で直列接続された複数のバッテリセルをそれぞれが含む複数のバッテリセル線を備えたバッテリが導入される。
【０００５】
本発明のバッテリは、バッテリの全容量が、互いに独立したバッテリセル線に分配されるという利点を有し、これにより、バッテリセル間及びバッテリセル線間に均等化電流が発生しない。このようなバッテリが、当該バッテリが有するバッテリセル線と対応する数の入力口ペアを有するパルスインバータに対して接続される場合に、パルスインバータの各入力口ペアに接続されるバッファコンデンサの必要な容量が低減される。特定の適用及び定格（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｅｒｕｎｇ）のために、バッファコンデンサは状況によっては完全に省略されてもよい。
【０００６】
好適に、バッテリは厳密に３つのバッテリセル線を有する。このようなバッテリは、特に、駆動のために通常では位相がずれた３つの正弦波電圧を前提として必要とする電動機の駆動のために特に適している。
【０００７】
複数のバッテリセル線の各第１の極は、各第１のバッテリ端子と伝導的に接続されうる。各第１のバッテリ端子によって、対応する数の入力口ペアを有するパルスインバータへの、バッテリの接続が可能となる。
【０００８】
本発明の一実施形態において、バッテリセル線の第２の極は互いに伝導的に接続される。従って、互いに接続された第２の極は、例えば車両アースに接続可能な参照電位に相当し、このために、バッテリセル線の第２の極は、第２のバッテリ端子と伝導的に接続されうる。代替的に、複数のバッテリセル線の各第２の極は、各第２のバッテリ端子と伝導的に接続されてもよい。
【０００９】
複数のバッテリセル線の第１の極は正のバッテリ極であってもよく、複数のバッテリ線の第２の極は負のバッテリ極であってもよい。
【００１０】
好適に、バッテリセルはリチウムイオンバッテリセルである。リチウムイオンバッテリは、セル電圧が高く、特に容積当たりの静電容量が特に大きいという利点を有する。
【００１１】
バッテリは、複数のバッテリセル線がその中に配置されたバッテリハウジングを有しうる。
【００１２】
本発明の第２の観点は、車両を駆動するための電動機と、当該電動機と接続された第１の観点に係るバッテリと、を備えた車両に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明の実施形態は、図面及び以下の明細書の記載の記載によってより詳細に解説される。
【図１】従来技術に係る電気駆動システムを示す。
【図２】本発明の第１の実施例を示す。
【図３】本発明の第２の実施例を示す。
【図４】本発明に係るバッテリを備えた電気駆動システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施例を示す。第１の実施例のバッテリ２０は、３つのバッテリセル線２１−１、２１−２、及び２１−３を有し、この３つのバッテリセル線２１−１、２１−２、及び２１−３はそれぞれ、同じ数の直列に接続されたバッテリセルを有する。どのバッテリセル線２１−１、２１−２、２１−３も、バッテリセルの並列回路を有さないため、バッテリセルの個々の直列回路の３倍に相当するバッテリ２０の大きな全容量にも関わらず、並列接続されたバッテリセル間の均等化電流は発生し得ない。バッテリ２０の各バッテリセル線２１−１、２１−２、２１−３は、各正のバッテリ端子２２−１、２２−２又は２２−３と、各負のバッテリ端子２３−１、２３−２、又は２３−３と、を有する。
【００１５】
図３は、本発明の第２の実施例を示す。バッテリ３０は、基本的にバッテリ２０に対応し、バッテリ２０のように、３つのバッテリセル線３１−１、３１−２、及び３１−３を有する。各バッテリセル線は、各正のバッテリ端子３２−１、３２−２、又は３２−３を有する。本発明の第２の実施例では、バッテリセル線３１−１、３１−２、３１−３の負の極は互いに伝導的に接続され、従って、負のバッテリ端子３３も１つ設けられる。
【００１６】
図４は、本発明に係るバッテリ２０を備えた電気駆動システムを示す。パルスインバータ４２は直接的に、即ち、その入力口に１つ又は複数のコンデンサが接続することなく、バッテリ２０の３つのバッテリ端子ペアと接続される。パルスインバータ４２は、２つの半導体バルブと２つのダイオードとをそれぞれが備える各切り替え経路について、バッテリ２０の３つのバッテリ端子ペアのうちの各１つと接続された固有の入力口ペアを有する。これにより、直流電圧中間回路が省略され、又は、３つの個別の直流電圧中間回路が設けられる。バッテリのパルスインバータ４２の個々の切り替え経路から、従って直流電圧中間回路から受け取られるより小さな電力に基づいて、直流電圧中間回路の蓄電は、比較的小さなコンデンサにより行われ、又は、図４の例のように省略される。パルスインバータ４２の３つの切り替え経路は、出力側で、電動機１３の３つの位相端子と接続される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年10月24日(2012.10.24)
【手続補正１】
【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】
各第１の極と各第２の極との間に直列接続された複数のバッテリセルをそれぞれが含む複数のバッテリセル線（２１、３１）を備えたバッテリ（２０、３０）。
【請求項２】
厳密に３つのバッテリセル線（２１、３１）を備えた、請求項１に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項３】
前記複数のバッテリセル線（２１、３１）の各第１の極は、各第１のバッテリ端子（２２、３２）と伝導的に接続される、請求項１又は２のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項４】
前記バッテリセル線（３１）の前記第２の極は互いに伝導的に接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリ（３０）。
【請求項５】
前記バッテリセル線（３１）の前記第２の極は、第２のバッテリ端子（３３）と伝導的に接続される、請求項４に記載のバッテリ（３０）。
【請求項６】
前記複数のバッテリセル線（２１）の各第２の極は、各第２のバッテリ端子（２３）と伝導的に接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリ（２０）。
【請求項７】
前記複数のバッテリセル線（２１、３１）の前記第１の極は正のバッテリ極であり、前記複数のバッテリ線（２１、３１）の前記第２の極は負のバッテリ極である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項８】
前記バッテリセルは、リチウムイオンバッテリセルである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項９】
前記複数のバッテリセル線（２１、３１）がその中に配置されたバッテリハウジングを備えた、請求項１〜８のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）。
【請求項１０】
車両を駆動するための電動機（１３）と、前記電動機（１３）と接続された請求項１〜９のいずれか１項に記載のバッテリ（２０、３０）と、を備えた車両。
【国際調査報告】
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