(57)【要約】バッテリバスバーをモニタリングするシステムおよび方法が開示される。一実施例では、正の温度係数サーミスタが、バッテリバスバーに結合される。システムおよび方法は、バッテリバスバーモニタリングのコストおよび複雑性を低減し得る。例えば、バッテリバスバーの数に等しい、バッテリバスバーをモニタリングするためのコントローラ入力の数の代わりに、コントローラ入力の数が減少させられ、ある場合には、単一入力のみに減少させられ得る。
2013531868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリバスバーの状況をモニタリングするための方法であって、
該方法は、
複数の温度センサのいずれかの出力の状態変化に応答してバッテリパック動作を調節することであって、該複数の温度センサは、異なる場所において、１つ以上のバッテリバスバーに機械的に結合されており、該複数の温度センサは、デイジーチェーン構成にある、ことを備える、方法。
【請求項２】
前記デイジーチェーン構成は、第２の温度センサの第１の配線導線に電気的に結合された第１の温度センサの配線導線と、第３の温度センサの配線導線に電気的に結合された該第２の温度センサの第２の配線導線とを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度センサは、正の温度係数センサである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
バッテリパック動作を調節することは、バッテリパックの出力を低減することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
バッテリパック動作を調節することは、外部負荷が、該バッテリパックから引き込まれる電流を制限するように、状況メッセージを送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のバスバーは、単一のバッテリモジュールに結合される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記バッテリモジュールは、バッテリパックの中に含まれる複数のバッテリモジュールのうちの１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のバッテリバスバーは、リチウムイオンバッテリセルに電気的に結合される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
バッテリバスバーの状況をモニタリングするための方法であって、
該方法は、
複数の温度センサを複数のバッテリバスバーに結合することと、
該複数の温度センサをデイジーチェーン構成で電気的に結合することと、
該複数の温度センサをコントローラのデジタル入力に電気的に結合することと、
該デジタル入力の状態変化に応答して、バッテリパック動作を調節することと
を備える、方法。
【請求項１０】
前記複数の温度センサは、バッテリモジュールの前記複数のバスバーに結合される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記バッテリモジュールは、バッテリパックの複数のバッテリモジュールのうちの１つのバッテリモジュールである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記デイジーチェーン構成は、第１の温度センサの配線導線を第２の温度センサの第１の配線導線に電気的に結合することと、該第２の温度センサの第２の配線導線を第３の温度センサの配線導線に結合することとを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
バッテリパック動作を調節することは、バッテリパックの出力を低減することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
バッテリパック動作を調節することは、外部負荷が、該バッテリパックから引き込まれる電流を制限するように状況メッセージを送信することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
バッテリバスバーをモニタリングするためのシステムであって、
該システムは、
バッテリモジュールを備える複数のバッテリセルと、
該複数のバッテリセルを電気的に結合する複数のバッテリバスバーと、
複数の温度センサであって、該複数の温度センサは、デイジーチェーン構成で電気的に結合され、該複数のバスバーに機械的に結合される、複数の温度センサと
を備える、システム。
【請求項１６】
コントローラをさらに備え、該コントローラは、前記デイジーチェーン構成の状態変化に応答してバッテリパックの動作を調節するための命令を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記デイジーチェーン構成は、第１の温度センサの配線導線を第２の温度センサの第１の配線導線に電気的に結合することと、該第２の温度センサの第２の配線導線を第３の温度センサの配線導線に結合することとを備え、該第１の温度センサは、第１のセルに隣接する前記バスバーに結合され、該第２の温度センサは、第２のセルに隣接する前記バスバーに結合される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記複数の温度センサは、正の温度係数センサである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
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１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数の温度センサは、前記コントローラの単一デジタル入力に入力される、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本説明は、自動車に電力を供給するバッテリパックのバッテリバスバーをモニタリングすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景および要約）
多くのハイブリッドおよび電気自動車は、バッテリから原動力の少なくとも一部を受け取る。バッテリはバッテリセルから構成され得、バッテリセルは直列および並列に組み合わされて、自動車を推進させる電気モータに電力を提供する。さらに、バッテリは、バッテリパック内で電荷を移動させるためのバスバーによって構成され得る。バスバーの劣化は、バッテリパックの電流容量または電圧を低減し得る。従って、バッテリバスバーの性能をモニタリングするために、種々のアプローチが使用され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明者らは、バッテリバスバーを温度センサによって管理することができる一方、同時に、温度センサの位置および構成は、システムコストおよび複雑性を低減するために戦略的に選択されることができることを認識している。したがって、本発明者らは、バッテリバスバーの状況をモニタリングするための方法であって、複数の温度センサを複数のバッテリバスバーに結合するステップと、複数の温度センサをデイジーチェーン構成で電気的に結合するステップと、デイジーチェーン構成の出力の状態変化に応答して、バッテリパック動作を調節するステップとを備える方法を開発した。
【０００４】
温度センサをデイジーチェーン構成で電気的に結合することによって、電気バスバーの状態は、より低いコストおよびより低い複雑性でモニタリングすることができる。例えば、バッテリバスバーの数に等しい、バッテリバスバーをモニタリングするためのコントローラ入力の数の代わりに、コントローラ入力の数が減少させられ、ある場合には、単一入力のみに減少させられ得る。さらに、このアプローチは、デイジーチェーンで構成された温度センサの状態変化に応答して、バッテリパック動作を調節するステップを含む。したがって、このアプローチは、バッテリパック動作を調節してバッテリパック内のさらなる劣化を制限するために有用であり得る。
【０００５】
本説明は、いくつかの利点を提供し得る。例えば、アプローチは、バッテリバスバーをモニタリングするコストを削減し得る。加えて、本アプローチは、バッテリバスバーをモニタリングするためのコントローラへのいくつかの電気接続および入力を減少させ得る。
【０００６】
前述の利点および他の利点、ならびに本説明の特徴は、単独で、または付随の図面と併せて、以下の発明を実施するための形態から容易に明白となるであろう。
【０００７】
前述の発明の開示は、発明を実施するための形態にさらに説明される一連の概念を簡略化された形態で導入するために提供されることを理解されたい。請求される主題の重要または不可欠な特徴を識別することを意味するものではなく、その範囲は、発明を実施するための形態に続くクレームによって一意的に定義される。さらに、請求される主題は、前述または本開示の任意の部分における任意の不利点を解決する実装に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、バッテリパックまたはアセンブリの分解概略図を示す。
【図２】図２は、例示的バッテリモジュールの概略図を示す。
【図３】図３は、例示的バッテリセルスタックの分解概略図を示す。
【図４】図４は、通電バッテリバスバーをモニタリングするためのシステムの概略図を示す。
【図５】図５は、通電バッテリバスバーをモニタリングするためのシステムの概略図を示す。
【図６】図６は、通電バッテリバスバー温度をモニタリングするためのいくつかの電気接続を減少させるための代表的温度センサの伝達関数を示す。
【図７】図７は、通電バッテリバスバーをモニタリングするための方法を例示する流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本説明は、自動車を推進するための電力を供給し得るバッテリの通電バッテリバスバーをモニタリングするステップに関する。一実施形態では、図２−３に例示されるもの等のバッテリセルは、図１に例示されるように、バッテリパック内で組み合わされ得る。図４は、通電バッテリバスバーをモニタリングするためのシステムの一実施例を例示する一方、図５は、図４に説明されるシステムによって利用不可能な利点を有する、代替の通電バッテリバスバーモニタリングシステムを説明する。図６は、通電バッテリバスバーをモニタリングするステップを改良するための例示的方法を説明する。
【００１０】
通電バッテリバスバーは、あるバッテリセルから他のバッテリセルに電荷を経由させるために使用される。このように、バッテリセルの電荷は、バッテリパックの利用可能な電圧および電流を増加させるように組み合わされてもよい。通電バッテリバスバーの温度は、通電バッテリバスバーの性能または状況の指標として、使用されてもよい。例えば、通電バッテリバスバーの状態が劣化すると、バッテリバスバーの温度は上昇し得る。したがって、バッテリバスバー劣化が存在すると決定される場合に軽減措置が講じられるように、バッテリバスバーの温度をモニタリングすることが望ましくあり得る。本説明は、バッテリバスバーをモニタリングするための簡略化されたコスト効果があるシステムおよび方法を提供する。
【００１１】
図１は、バッテリアセンブリ１の分解図を示す。バッテリアセンブリは、カバー１０と、結合デバイス１２と、第１の冷却サブシステム１４（例えば、冷却板）と、複数のバッテリモジュール１６と、第２の冷却サブシステム１８（例えば、冷却板）と、トレー２０とを含んでもよい。カバーは、好適な結合デバイス（例えば、ボルト、接着剤等）を介してトレーに取着され、組み立てられると、結合デバイス、冷却サブシステム、およびバッテリモジュールを囲む筐体を形成してもよい。
【００１２】
バッテリモジュール１６は、エネルギーを貯蔵するように構成される複数のバッテリセルを含んでもよい。複数のバッテリモジュールが例示されているが、他の実施例では、単一バッテリモジュールが利用されてもよいことが理解されるであろう。バッテリモジュール１６は、第１の冷却サブシステム１４と第２の冷却サブシステム１８との間に介在してもよく、バッテリモジュールは、冷却サブシステムの間の、外に向いた側面２１にその電気端子を伴って配置される。
【００１３】
各バッテリモジュールは、第１の側面２３と、第２の側面２５とを含んでもよい。第１および第２の側面は、それぞれ、上面および底面と称され得る。上面および底面は、図２−３に関連してより詳細に論じられる電気端子の側面に位置する。本実施例では、各バッテリモジュールの上面は、バッテリアセンブリ内の共通平面に配置される。同様に、各バッテリモジュールの底面は、バッテリアセンブリ内の別の共通平面に配置される。しかしながら、他の実施例では、各バッテリモジュールの上面または底面のみが、共通平面に配置されてもよい。このように、冷却サブシステムは、さらに詳細に説明されるように、バッテリモジュールの上面および底面との直接接触を維持し、熱伝達および冷却能力を改善してもよく、冷却サブシステムおよびバッテリモジュールは、面共有接触していてもよい。例示的バッテリモジュールの付加的詳細は、図２−３に関連して本明細書に説明される。代替実施例では、冷却サブシステムのうちの１つのみが、上側冷却サブシステム（本実施例では、サブシステム１４）等のバッテリアセンブリ１内に含まれてもよい。さらに、第１および第２の冷却サブシステムの位置、サイズ、および幾何学形状は、本質的に、例示である。したがって、第１および／または第２の冷却サブシステムの位置、サイズ、および／または幾何学形状は、他の実施例では、バッテリアセンブリの種々の設計パラメータに基づいて改変されてもよい。
【００１４】
バッテリアセンブリ１はまた、配電モジュール３３（ＥＤＭ）と、モニタおよび平衡板３５（ＭＢＢ）と、バッテリ制御モジュール３７（ＢＣＭ）とを含んでもよい。バッテリモジュール１６内のバッテリセルの電圧は、バッテリモジュール１６上に統合されるＭＢＢによって、モニタリングおよび平衡化されてもよい。バッテリセルの平衡化は、バッテリセルスタック内の複数のバッテリセル間の電荷を等化することを指す。さらに、バッテリセルスタック間のバッテリセル電圧を等化することができる。ＭＢＢは、複数の電流センサ、電圧センサ、および他のセンサを含んでもよい。ＥＤＭは、バッテリパックからバッテリ負荷への電力の分配を制御する。特に、ＥＤＭは、高電圧バッテリ電力をインバータ等の外部バッテリ負荷に結合するための接触器を含有する。ＢＣＭは、バッテリパックシステムの監視制御を提供する。例えば、ＢＣＭは、例えば、ＥＤＭおよびセルＭＢＢ等のバッテリパック内の補助モジュールを制御してもよい。さらに、ＢＣＭは、ランダムアクセスメモリと、読取専用メモリと、入力ポートと、リアルタイムクロックと、出力ポートと、バッテリパック外のシステムならびにＭＢＢおよび他のバッテリパックモジュールに通信するためのコンピュータエリアネットワーク（ＣＡＮ）ポートとを有する、マイクロプロセッサから構成されてもよい。
【００１５】
図２は、図１に示される、複数のバッテリモジュール１６内に含まれ得る例示的なバッテリモジュール２００を示す。バッテリモジュール２００は、複数のスタックされたバッテリセルを有するバッテリセルスタックと、出力端子２０１とを含んでもよい。スタックされた配列は、バッテリモジュール内にバッテリセルを高密度に充填可能にする。
【００１６】
図３は、例示的なバッテリセルスタック３００の一部の分解図を示す。示されるように、バッテリセルスタックは、筐体放熱板３１０、バッテリセル３１２、コンプライアントパッド３１４、バッテリセル３１６等の順番で構築される。しかしながら、他の配列も可能であることが理解されるであろう。例えば、バッテリセルスタックは、筐体放熱板、バッテリセル、筐体放熱板等の順番で構築されてもよい。さらに、いくつかの実施例では、筐体放熱板は、バッテリセル内に統合されてもよい。
【００１７】
バッテリセル３１２は、バスバー（図示せず）に接続するためのカソード３１８およびアノード３２０を含む。バスバーは、あるバッテリセルから別のセルまで電荷の経路を定める。バッテリモジュールは、直列および／または並列に結合されるバッテリセルとともに構成されてもよい。バスバーは、バッテリセルが、並列に組み合わされるとき、バッテリセル端子のように結合する。例えば、第１のバッテリセルの正の端子は、第２のバッテリセルの正の端子に結合されることにより、バッテリセルを並列に組み合わせる。バスバーはまた、バッテリモジュールの電圧を上昇させることが望ましいとき、バッテリセル端子の正の端子と負の端子とを結合する。バッテリセル３１２は、電解化合物を含有する角柱セル３２４をさらに含む。角柱セル３２４は、セル放熱板３２６と熱連通する。セル放熱板３２６は、フランジ縁を形成するように、１つ以上の側面に９０度折り曲げられた縁を有する金属板から形成されてもよい。図３の実施例では、２つの対向する側面がフランジ縁を含んでいる。しかしながら、他の幾何学形状も可能である。バッテリセル３１２は、実質的に、バッテリセル３１６と同じである。したがって、類似部品は、それに応じて標識される。バッテリセル３１２と３１６とは、その端子が整列した状態、および露出された状態で配列される。図２に示されるバッテリモジュール２００において、電気端子は、エネルギーをバッテリモジュール内の各セルから抽出可能にするように結合される。図３に戻ると、コンプライアントパッド３１４が、バッテリセル３１２とバッテリセル３１６との間に介在している。しかしながら、他の実施例では、コンプライアントパッドは、バッテリセルスタックに含まれなくてもよい。
【００１８】
筐体放熱板３１０は、フランジ縁を形成するように、１つ以上の側面に９０度折り曲げられた縁を有する基部３２８を有する金属板によって形成されてもよい。図３において、長手方向に整列した縁３３０および垂直方向に整列した縁３３２が、折り曲げられたフランジ縁である。描写されるように、筐体放熱板は、１つ以上のバッテリセルを受容するように寸法設定される。言い換えると、１つ以上のバッテリセルは、基部３２８内に配置されてもよい。したがって、バッテリセルのフランジ縁は、筐体放熱板と接触してもよく、バッテリセル３１２の下面３２９は、筐体放熱板の基部と接触し、熱伝達を促進してもよい。
【００１９】
筐体放熱板３１０の長手方向に整列した縁３３２のうちの１つは、図２に示されるように、バッテリモジュール２００の上面２０２の一部を形成してもよい。同様に、長手方向に整列した縁３３２のうちの１つは、バッテリモジュールの底面の一部を形成してもよい。したがって、筐体放熱板の長手方向に整列した縁は、第１および第２の冷却サブシステムと接触し、熱伝達を改善してもよい。このように、熱は、バッテリセルからバッテリモジュールの外部に伝達されてもよい。
【００２０】
バッテリセルは、結束バンド２０４および２０５によって、一緒に縛着されてもよい。結束バンドは、バッテリセルスタックの周囲に巻装されてもよく、またはバッテリセルスタックの正面からバッテリセルスタックの背面に単に延在してもよい。後者の実施例では、結束バンドは、バッテリカバーに結合されてもよい。他の実施形態では、結束バンドは、両端でボルト締めされるネジ山付きスタッド（例えば、金属製ネジ山付きスタッド）から構成されてもよい。さらに、種々の他のアプローチを使用して、セルをともにスタックに結束してもよい。例えば、終板に接続されたネジ山付きロッドを使用して、所望の圧縮を提供してもよい。別の実施例では、セルは、所望の圧縮力を提供するように、セルに対して前後に摺動し得る、一端にあるプレートによって剛性フレーム内にスタックされてもよい。さらに他の実施形態では、コッタピンによって適所に保持されたロッドを使用して、バッテリセルを適所に固着してもよい。したがって、種々の結束機構を使用して、セルスタックを一緒に保持してもよく、適用は、金属またはプラスチックバンドに制限されないことを理解されたい。カバー２０６は、複数のバッテリセルからバッテリモジュールの出力端子に電荷の経路を定めるバッテリバスバー（図示せず）に保護を提供する。
【００２１】
バッテリモジュールはまた、バッテリセルスタックに結合される前端カバー２０８および後端カバー２１０を含んでもよい。前および後端カバーは、モジュール開口部２６を含む。しかしながら、他の実施例では、モジュール開口部は、バッテリセルを含有するバッテリモジュールの一部の中に含まれてもよい。
【００２２】
次に、図４を参照すると、バッテリバスバーをモニタリングするための配列の概略図が示されている。バッテリモジュール４０２および４２０は、導電性ストラップ４１４および４１６によって電気的に連通する。バスバー４０４は、バッテリセル４０８を連結するように示される一方、バスバー４１０は、導電性ストラップによってバッテリセルスタックを一緒に連結するために、最低電位のバッテリセルの片側の電位を引き出す。バスバー４０４は、左側、右側、左側の配列で交互するように示される。この配列は、バッテリセルのカソードおよびアノードが、バッテリセルスタックの左右の側から交互するように、バッテリセルが前後に反転されることを可能にする。温度感知デバイス４０６（例えば、サーミスタまたは熱電対）は、バスバー４０４に結合されるように示されている。また、バッテリセル４２６、温度感知デバイス４２４、バスバー４２２、およびバスバー４２８は、同様に、バッテリモジュール４２０に対して配列されて示される。
【００２３】
温度感知デバイス４０６および４２４はそれぞれ、配線束４１２および４３０に延在する、２つの配線導線を有するように示される。したがって、配線導線の数は、温度感知デバイスの数の２倍である。図４に示される配線配列は、各バスバーの温度を決定可能にする。しかしながら、図４の配線配列は、温度感知デバイス毎にモニタリング入力を要求する。さらに、各温度感知デバイスからの各配線は、終端およびＭＢＢのアナログ入力への経由を要求する。その結果、本配線配列は、システムコストおよび複雑性を増加させ得る。
【００２４】
次に、図５を参照すると、バッテリバスバーをモニタリングするためのシステムの概略図が示されている。バッテリセル５０８および５２６、バスバー５０４および５２２、バスバー５１０および５２８、ならびに導電性ストラップ５１４および５１６は、図４に示されるものと同じように示されている。図５はまた、図４に示される温度感知デバイスと同様に配列される温度感知デバイス５０６および５２４を示す。しかしながら、図５は、デイジーチェーン配列に有線配線されている温度感知デバイス５０６および５２４を示す。一実施例では、第１の温度センサは、第２の温度センサに有線配線され、第２の温度センサは、第３の温度センサ有線配線される等となる。図５に示されるように、５１２および５３０において、第１の温度センサの１つの配線は、複数のバスバー５０４のバスバー温度をモニタリングするための入力である。第１の温度センサの第２の配線は、第２の温度センサの第１の配線に結合され、第２の温度センサの第２の配線は、第３の温度センサに結合される。この配線配列は、バッテリモジュール５０２および５２０内において、温度センサの第２の配線が配線束５１２および５３０の一部となる最後のバッテリセルに結合された温度センサへと続く。したがって、バッテリモジュールの複数のバスバーの温度は、単一の配線集合によってモニタリングされ得る。
【００２５】
一実施例では、温度センサは、図６に例示されるような伝達関数を有するタイプのものであってもよい。所定の温度範囲内において、高い利得または出力変化を有する一連の温度センサは、ある温度センサが所定の温度以上の温度に曝されると、一連の温度センサの出力が、例えば、より高いインピーダンス状態に効果的に状態を変化させるように、一緒にデイジーチェーンに構成されることができる。デイジーチェーンに構成された温度センサによるバスバー温度のモニタリングは、コントローラが特定のバッテリセルの温度を分離することを可能にはしないが、バッテリモジュールの電力バスバー温度が、閾値温度を超えるか否かを決定するための配線、配線接続、およびコントローラ入力の数を減少させる。したがって、図５に示される配線構成は、図４の配線構成に勝るいくつかの利点を有する。
【００２６】
加えて、温度センサは、複数のバスバーの各バスバーにおける異なる場所に結合されてもよい。例えば、２つの同じバスバーに対して、第１の温度センサは、第１のバスバーの第１の端部に結合されてもよく、一方、第２の温度センサは、第２のバスバーの第２の端部に結合されてもよく、第２のバスバーの第２の端部は、第１のバスバーの第１の端部とは異なる。異なるバスバーの異なる位置における温度センサを結合することによって、バッテリモジュール構成に関するバスバーの劣化をより顕著に示す傾向にあり得るバスバー位置に、温度センサを設置することが可能である。
【００２７】
したがって、図５のシステムは、バッテリバスバーをモニタリングするためのシステムであって、バッテリモジュールを備える複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルを電気的に結合する複数のバッテリバスバーと、デイジーチェーン構成で電気的に結合され、複数のバスバーに機械的に結合される複数の温度センサとを備える、システムを提供する。システムはまた、コントローラをさらに備えてもよく、コントローラは、デイジーチェーン構成の状態変化に応答して、バッテリパックの動作を調節するための命令を含む。このシステムはまた、デイジーチェーン構成が、第１の温度センサの配線導線を第２の温度センサの第１の配線導線に電気的に結合するステップと、第２の温度センサの第２の配線導線を第３の温度センサの配線導線に結合するステップとを備え、第１の温度センサが、第１のセルに隣接するバスバーに結合され、第２の温度センサが、第２のセルに隣接するバスバーに結合される場合を含むことができる。システムは、複数の正の温度係数温度センサを組み込んでもよい。システムはまた、リチウムイオンバッテリセルを含んでもよい。さらに、システムは、複数の温度センサがコントローラの単一のデジタル入力に入力されるように構成することができる。
【００２８】
次に、図６を参照すると、バッテリバスバー温度をモニタリングするいくつかの電気接続を減少させるための代表的な温度センサの伝達関数６００が示されている。伝達関数プロットは、温度を示すＸ軸を表している。温度は、左から右に上昇する。伝達関数プロットは、センサ抵抗を示すＹ軸を表している。センサ温度抵抗は、プロットの下からプロットの上に増加する。閾値温度未満の温度において、温度センサ抵抗は、第１の領域６０２にあり、この領域において、センサ抵抗は第１のレベルにあり、第１の割合で増加する温度に伴って増加し、閾値温度を上回ると、温度センサ出力（例えば、抵抗）は、６０４に示されるような第２の割合で増加し、第２の割合は第１の割合を上回る。第３の領域６０６において、温度センサ抵抗は、第１の領域６０２よりも高い状態のままであるが、温度センサ抵抗の変化率は、第２の割合よりも小さいレベルまで低減させられる。したがって、温度センサ抵抗は、温度センサが閾値温度を上回る温度に曝された後に、第１の状態から第２の状態にセンサ抵抗を増加させるスイッチ様の挙動を提供する。図６に示されるスイッチ様の温度センサ挙動は、通電バスバーの状態をモニタリングするために、図５に示されるようなシステムにおいて使用されてもよい。特に、デイジーチェーン構成に配列された複数の温度センサの抵抗が高レベルの抵抗を示す場合、少なくとも１つの通電バスバーの温度は、所望のレベルを上回っていると決定され得る。
【００２９】
次に、図７を参照すると、通電バッテリバスバーをモニタリングする方法を例示する流れ図が示されている。ルーチン７００は、７０２から開始し、正の温度係数温度センサが、バッテリモジュール通電バスバーに結合される。しかしながら、負の温度係数温度センサもまた、所望に応じて、通電バスバーに結合され得ることに留意されたい。一実施例では、バッテリバスバーを使用して、バッテリセルを並列または直列の構成に結合してもよい。一実施例では、温度センサは、図５に示されるように、デイジーチェーン構成に結合される。あるバッテリセルの温度が閾値温度を超える場合、複数のデイジーチェーンに構成された温度センサの出力は、状態を変化させる。例えば、７つのバッテリバスバーの温度が、７つの温度センサによってモニタリングされ、あるバスバーの温度が閾値温度を超えている場合、デイジーチェーンに構成された７つのセンサの出力は、低い抵抗からより高い抵抗に状態を変化させる。
【００３０】
７０４において、ルーチン７００は、複数のバッテリバスバーに結合される、複数のデイジーチェーンに構成された温度センサを、モニタリングのための回路に結合する。一実施例では、デイジーチェーンに構成されたセンサは、温度センサのうちの１つの抵抗が、閾値温度を上回るバスバー温度に応答すると、分割器ネットワークの電圧出力が変化するように電圧分割器ネットワークに結合される。別の実施例では、複数のバッテリバスバーに結合される、デイジーチェーンに構成されたセンサの抵抗は、バッテリバスバーの温度が閾値温度を超えているか否かを決定するようにモニタリングされてもよい。
【００３１】
７０６において、ルーチン７００は、複数のバッテリバスバーに結合される、複数のデイジーチェーンに構成された温度センサをモニタリングする。一実施例では、ＰＴＣは、アナログ／デジタルコンバータによってモニタリングされてもよい。別の実施例では、デジタル入力を使用してＰＴＣをモニタリングしてもよい。例えば、デイジーチェーンに構成された温度センサ群の抵抗が、閾値温度を超えるバッテリバスバーの温度に応答して変化する場合、コントローラへのデジタル入力は、ゼロレベルからあるレベルに変化し得る。さらに、複数のバッテリモジュールからの複数の温度センサは、複数のバッテリモジュールからの任意の１つの劣化したバッテリセルが、バッテリバスバー劣化を示し得るように、コントローラのデジタル入力と電気通信してもよい。一特定の実施例では、コントローラによってモニタリングされるある特定の信号は、温度センサのうちの任意の１つが劣化を示す場合、コントローラによって受信された信号が劣化を示すように、複数の温度センサのそれぞれに応答してもよい。反対に、回路内のあらゆる温度センサが、温度が許容限度内にあることを示す場合にのみ、信号は劣化を示さないことになる。
【００３２】
７０８において、ルーチンは、温度センサが、バスバー劣化を示すか否かを判断する。一実施例では、コントローラへの入力が閾値レベルを上回る場合に、バスバー劣化が存在すると決定されてもよい。他の実施例では、コントローラへの入力が閾値レベル未満である場合に、バスバー劣化が存在すると決定されてもよい。ルーチン７００が、温度センサがバスバー劣化を示していると判断する場合、ルーチン７００は、７１０に進む。そうでなければ、ルーチン７００は、終了する。
【００３３】
７１０において、ルーチンは、デイジーチェーン構成にある温度センサによって示されるバスバー状態に応答して、バッテリ動作を調節する。一実施例では、バッテリコントローラは、バスバー劣化の指標に応答して、バッテリの出力を低減してもよい。例えば、バッテリコントローラは、バッテリパック電流出力を制限してもよい。別の実施例では、バッテリコントローラは、自動車コントローラが、自動車のモータからのトルク量を制限および／または低減するように、状況メッセージを自動車コントローラに送信してもよい。さらに、バッテリパックコントローラは、いくつかの自動車システムの電流レベルが維持され、他の自動車システムに供給される電流が低減するように、状況メッセージを送信することができる。このように、バッテリパックにおける全体的な需要電流が低減されてもよい。さらになお、バッテリパックは、自動車コントローラが、自動車システムの電流需要をある所定の量に制限し得るように、バッテリ劣化メッセージを発行してもよい。例えば、バッテリパックが劣化コマンドを送信する場合、自動車コントローラは、自動車推進モータへの電流を最大電流の６０％までに制限してもよい。さらに、自動車コントローラは、付属品（例えば、空調機電流）を最大電流の２０％までに制限してもよい。いくつかの実施形態では、バッテリコントローラ状況メッセージは、自動車コントローラが自動車への利用可能電流量を定義する状況メッセージを送信することにより、どの自動車システムがバッテリ電流を受容するかについての優先度を設定することができるようにし得る。さらに、自動車コントローラは、バッテリコントローラから送信された状況メッセージに基づいて、異なる自動車システムに電流制限を設定してもよい。ルーチン７００は、次いで、終了する。
【００３４】
したがって、図７の方法は、バッテリバスバーの状況をモニタリングするための方法であって、異なる場所において、１つ以上のバスバーに結合されたデイジーチェーン構成にある複数の温度センサのいずれかの出力の状態変化に応答して、バッテリパック動作を調節するステップを備える方法を提供する。この方法は、第２の温度センサの第１の配線導線に電気的に結合された第１の温度センサの配線導線と、第３の温度センサの配線導線に電気的に結合された第２の温度センサの第２の配線導線とを備えるデイジーチェーン構成を含んでもよい。さらに、この方法は、正の温度係数センサである温度センサを含んでもよい。この方法はまた、バッテリパックの出力が低減されるように、バッテリパック動作を調節することができる。さらに、この方法は、外部負荷がバッテリパックから引き込まれる電流を制限するように、状況メッセージを送信することによって、バッテリパック動作を調節することができる。この方法は、単一のバッテリモジュールに結合された複数のバスバーに適用可能である。この方法はまた、バッテリパック内に含まれる複数のバッテリモジュールのうちの１つであるバッテリモジュールに適用される。方法はまた、複数のバッテリバスバーが複数のリチウムイオンバッテリセルに電気的に結合される場合にも適用可能である。
【００３５】
図７の方法はまた、バッテリバスバーの状況をモニタリングするための方法であって、複数の温度センサを複数のバッテリバスバーに結合するステップと、複数の温度センサをデイジーチェーン構成で電気的に結合するステップと、複数の温度センサをコントローラのデジタル入力に電気的に結合するステップと、デジタル入力の状態変化に応答して、バッテリパック動作を調節するステップとを備える方法を提供する。この方法は、バッテリモジュールの複数のバスバーに結合される複数の温度センサに適用される。この方法はまた、バッテリパックの複数のバッテリモジュールのうちの１つのバッテリモジュールであるバッテリモジュールにも適用される。この方法は、デイジーチェーン構成が、第１の温度センサの配線導線を第２の温度センサの第１の配線導線に電気的に結合するステップと、第２の温度センサの第２の配線導線を第３の温度センサの配線導線に結合するステップとを備える場合を含む。この方法は、バッテリパック動作を調節するステップがバッテリパックの出力を低減させるステップを含む場合を含む。また、この方法は、バッテリパック動作を調節するステップが、外部負荷がバッテリパックから引き込まれる電流を制限するように、状況メッセージを送信するステップを含む場合を含む。
【００３６】
本開示の主題は、本明細書に開示される種々のシステムおよび構成、および他の特徴、機能、および／または特性の全ての新規性および進歩性のある組み合わせおよび部分的な組み合わせを含む。
【００３７】
以下の請求項は、特に、新規性および進歩性があると見なされる組み合わせおよび部分的な組み合わせを示している。これらの請求項は、「ある」要素、または「第１」の要素、またはそれらの均等物を参照し得る。そのような請求項は、２つ以上のそのような要素を要求も除外もしない、１つ以上のそのような要素の組み込みを含むものと理解されたい。開示される特徴、機能、要素、および／または特性の他の組み合わせおよび部分的組み合わせが、この請求項の修正を通して、あるいは本出願または関連用途における新しい請求項の提示を通して請求されてもよい。そのような請求項もまた、当初の請求項よりも広義、または狭義、同等、または異なる範囲であるか否かに関わらず、本開示の主題内に含まれると見なされる。
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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