(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサと
を備え、
アイドル状態において、前記プロセッサが、第１の時間間隔における前記バッテリセルの電圧降下速度を、第２の時間間隔における前記バッテリセルの電圧降下速度と比較し、もし前記第１の時間間隔における前記バッテリセルの前記電圧降下速度と前記第２の時間間隔における前記バッテリセルの前記電圧降下速度との間の差異が第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると共に、
前記アイドル状態において、前記プロセッサが、特定の時間間隔における前記バッテリセルに関する電圧降下速度を、前記特定の時間間隔における前記電圧降下速度の最大値を確認するために比較し、前記最大値を、前記最大値を除外した前記特定の時間間隔における他の電圧降下速度の平均値と比較し、もし前記最大値と前記平均値との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項２】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサと
を備え、
前記プロセッサが、充電段階における前記バッテリセルに関するセル電圧を、前記充電段階における前記セル電圧の第１の最小値を確認するために比較し、前記第１の最小値を、前記第１の最小値を除外した前記充電段階の間の他のセル電圧の第１の平均値と比較し、放電段階における前記バッテリセルに関するセル電圧を、前記放電段階における前記セル電圧の第２の最小値を確認するために比較し、前記第２の最小値を、前記第２の最小値を除外した前記放電段階の間の他のセル電圧の第２の平均値と比較し、もし前記第１の平均値と前記第１の最小値との間の差異、及び前記第２の平均値と前記第２の最小値との間の差異が、第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項３】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサと
を備え、
前記プロセッサが、第１の時刻における前記バッテリセルの電流を、第２の時刻における前記バッテリセルの電流と比較し、前記第１の時刻におけるセル電圧を、前記第２の時刻におけるセル電圧と比較し、もし前記第１の時刻における前記バッテリセルの前記電流と前記第２の時刻における前記バッテリセルの前記電流との間の差異の絶対値が第１のしきい値より小さいならば、及び、もし前記第１の時刻における前記セル電圧と前記第２の時刻における前記セル電圧との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項４】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサと
を備え、
前記プロセッサが、第１の時刻における前記バッテリセルの前記温度を、第２の時刻における前記バッテリセルの前記温度と比較し、もし前記第１の時刻における前記バッテリセルの前記温度と前記第２の時刻における前記バッテリセルの前記温度との間の差異が第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると共に、
前記プロセッサが、特定の時間間隔における前記バッテリセルに関する温度変化を、前記特定の時間間隔における前記温度変化の最大値を確認するために比較し、前記最大値を、前記最大値を除外した前記特定の時間間隔の間の他の温度変化の平均値と比較し、もし前記最大値と前記平均値との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項５】
各バッテリパックが複数のバッテリセルを有する複数のバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、複数のローカルバッテリ管理システムを備え、
前記ローカルバッテリ管理システムの各々が、それぞれのバッテリパックに連結されると共に、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサとを備え、
アイドル状態において、前記プロセッサが、第１の時間間隔における前記バッテリセルの電圧降下速度を、第２の時間間隔における前記バッテリセルの電圧降下速度と比較し、もし前記第１の時間間隔における前記バッテリセルの前記電圧降下速度と前記第２の時間間隔における前記バッテリセルの前記電圧降下速度との間の差異が第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると共に、
前記アイドル状態において、前記プロセッサが、特定の時間間隔における前記バッテリセルに関する電圧降下速度を、前記特定の時間間隔における前記電圧降下速度の最大値を確認するために比較し、前記最大値を、前記最大値を除外した前記特定の時間間隔における他の電圧降下速度の平均値と比較し、もし前記最大値と前記平均値との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項６】
各バッテリパックが複数のバッテリセルを有する複数のバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、複数のローカルバッテリ管理システムを備え、
前記ローカルバッテリ管理システムの各々が、それぞれのバッテリパックに連結されると共に、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、充電段階における前記バッテリセルに関するセル電圧を、前記充電段階における前記セル電圧の第１の最小値を確認するために比較し、前記第１の最小値を、前記第１の最小値を除外した前記充電段階の間の他のセル電圧の第１の平均値と比較し、放電段階における前記バッテリセルに関するセル電圧を、前記放電段階における前記セル電圧の第２の最小値を確認するために比較し、前記第２の最小値を、前記第２の最小値を除外した前記放電段階の間の他のセル電圧の第２の平均値と比較し、もし前記第１の平均値と前記第１の最小値との間の差異、及び前記第２の平均値と前記第２の最小値との間の差異が、第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項７】
各バッテリパックが複数のバッテリセルを有する複数のバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、複数のローカルバッテリ管理システムを備え、
前記ローカルバッテリ管理システムの各々が、それぞれのバッテリパックに連結されると共に、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、第１の時刻における前記バッテリセルの電流を、第２の時刻における前記バッテリセルの電流と比較し、前記第１の時刻におけるセル電圧を、前記第２の時刻におけるセル電圧と比較し、もし前記第１の時刻における前記バッテリセルの前記電流と前記第２の時刻における前記バッテリセルの前記電流との間の差異の絶対値が第１のしきい値より小さいならば、及び、もし前記第１の時刻における前記セル電圧と前記第２の時刻における前記セル電圧との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項８】
各バッテリパックが複数のバッテリセルを有する複数のバッテリパックのためのバッテリ管理システムであって、
前記バッテリ管理システムが、複数のローカルバッテリ管理システムを備え、
前記ローカルバッテリ管理システムの各々が、それぞれのバッテリパックに連結されると共に、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成するように動作可能な検出器と、
前記バッテリセルに連結されると共に、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成するように動作可能な複数の温度センサと、
前記バッテリセルに直列に連結されると共に、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサに連結されると共に、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定するように動作可能なプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、第１の時刻における前記バッテリセルの前記温度を、第２の時刻における前記バッテリセルの前記温度と比較し、もし前記第１の時刻における前記バッテリセルの前記温度と前記第２の時刻における前記バッテリセルの前記温度との間の差異が第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると共に、
前記プロセッサが、特定の時間間隔における前記バッテリセルに関する温度変化を、前記特定の時間間隔における前記温度変化の最大値を確認するために比較し、前記最大値を、前記最大値を除外した前記特定の時間間隔の間の他の温度変化の平均値と比較し、もし前記最大値と前記平均値との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在する
ことを特徴とするバッテリ管理システム。
【請求項９】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックを管理する方法であって、前記方法が、
前記バッテリセルのセル電圧、電流、温度を含む前記バッテリセルのパラメータを検出する段階と、
前記パラメータに従って監視信号を生成する段階と、
前記監視信号に従って、前記バッテリセル内に望ましくない状態が存在するか否かを判定する段階と
を含み、
前記方法が、
アイドル状態において、
第１の時間間隔における前記バッテリセルの電圧降下速度を、第２の時間間隔における前記バッテリセルの電圧降下速度と比較する段階と、
もし前記第１の時間間隔における前記バッテリセルの前記電圧降下速度と前記第２の時間間隔における前記バッテリセルの前記電圧降下速度との間の差異が第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると判定する段階と、
特定の時間間隔における前記バッテリセルに関する電圧降下速度を、前記特定の時間間隔における前記電圧降下速度の最大値を確認するために比較する段階と、
前記最大値を、前記最大値を除外した前記特定の時間間隔における他の電圧降下速度の平均値と比較する段階と、
もし前記最大値と前記平均値との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると判定する段階と
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックを管理する方法であって、前記方法が、
前記バッテリセルのセル電圧、電流、温度を含む前記バッテリセルのパラメータを検出する段階と、
前記パラメータに従って監視信号を生成する段階と、
前記監視信号に従って、前記バッテリセル内に望ましくない状態が存在するか否かを判定する段階と
を含み、
前記方法が、
充電段階における前記バッテリセルに関するセル電圧を、前記充電段階における前記セル電圧の第１の最小値を確認するために比較する段階と、
前記第１の最小値を、前記第１の最小値を除外した前記充電段階の間の他のセル電圧の第１の平均値と比較する段階と、
放電段階における前記バッテリセルに関するセル電圧を、前記放電段階における前記セル電圧の第２の最小値を確認するために比較する段階と、
前記第２の最小値を、前記第２の最小値を除外した前記放電段階の間の他のセル電圧の第２の平均値と比較する段階と、
もし前記第１の平均値と前記第１の最小値との間の差異、及び前記第２の平均値と前記第２の最小値との間の差異が、第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると判定する段階と
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックを管理する方法であって、前記方法が、
前記バッテリセルのセル電圧、電流、温度を含む前記バッテリセルのパラメータを検出する段階と、
前記パラメータに従って監視信号を生成する段階と、
前記監視信号に従って、前記バッテリセル内に望ましくない状態が存在するか否かを判定する段階と
を含み、
前記方法が、
第１の時刻における前記バッテリセルの電流を、第２の時刻における前記バッテリセルの電流と比較する段階と、
前記第１の時刻におけるセル電圧を、前記第２の時刻におけるセル電圧と比較する段階と、
もし前記第１の時刻における前記バッテリセルの前記電流と前記第２の時刻における前記バッテリセルの前記電流との間の差異の絶対値が第１のしきい値より小さいならば、及び、もし前記第１の時刻における前記セル電圧と前記第２の時刻における前記セル電圧との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると判定する段階と
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックを管理する方法であって、前記方法が、
前記バッテリセルのセル電圧、電流、温度を含む前記バッテリセルのパラメータを検出する段階と、
前記パラメータに従って監視信号を生成する段階と、
前記監視信号に従って、前記バッテリセル内に望ましくない状態が存在するか否かを判定する段階と
を含み、
前記方法が、
第１の時刻における前記バッテリセルの前記温度を、第２の時刻における前記バッテリセルの前記温度と比較する段階と、
もし前記第１の時刻における前記バッテリセルの前記温度と前記第２の時刻における前記バッテリセルの前記温度との間の差異が第１のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると判定する段階と、
特定の時間間隔における前記バッテリセルに関する温度変化を、前記特定の時間間隔における前記温度変化の最大値を確認するために比較する段階と、
前記最大値を、前記最大値を除外した前記特定の時間間隔の間の他の温度変化の平均値と比較する段階と、
もし前記最大値と前記平均値との間の差異が第２のしきい値より大きいならば、前記望ましくない状態が存在すると判定する段階と
を更に含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを故障状態から保護するためのバッテリ管理システムに関係する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、“Battery Management Systems Protecting Batteries from Fault Conditions”と題名が付けられ、２０１０年６月２９日に出願されたと共に、その全体が参照によってここに組み込まれる、米国仮特許出願第６１／３５９，６５７号に対する優先権を主張する。
【０００３】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックもしくはバッテリモジュールは、ラップトップコンピュータ、電気自動車／ハイブリッド電気自動車（ＥＶ／ＨＥＶ）、及びエネルギー貯蔵システムのような様々なアプリケーションに使用され得る。動作中に、バッテリセルは、バッテリセルに損傷を与えるか、もしくは爆発または火災のような安全性の問題を生み出す可能性がある、例えば、過電圧、過電流、過熱（温度超過）、またはセルの内部のマイクロショート（micro-short）状態のような故障状態を経験し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリ管理システムは、バッテリセルのセル電圧、電流、及び温度を検出すると共に、もし故障状態が発生するならば、防護措置を実行するために使用され得る。しかしながら、ノイズをフィルタによってろ過するために、故障状態の発生とバッテリ管理システムによる故障状態の検出との間には、所定の遅延があり得る。その結果、防護措置は、故障状態に応答してタイムリーに実行されない可能性があり、従って、バッテリパックが損傷を与えられるか、もしくはバッテリパックが爆発または火災のような安全性の問題を生み出す可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
複数のバッテリセルを有するバッテリパックのためのバッテリ管理システムが開示される。前記バッテリ管理システムは、前記バッテリセルに連結される検出器と、前記バッテリセルに連結される複数の温度センサと、前記バッテリセルに直列に連結される電流センサと、前記電流センサに連結されるプロセッサとを備える。前記検出器は、前記バッテリセルを横断するセル電圧に対応する第１の監視信号を生成する。前記温度センサは、前記バッテリセルの温度に対応する第２の監視信号を生成する。前記電流センサは、前記バッテリセルの電流に対応する第３の監視信号を生成する。前記プロセッサは、前記第１、第２、第３の監視信号に従って、望ましくない状態が存在するか否かを判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリ管理システムの構成図を例証する図である。
【図２】本発明の別の実施例によるバッテリ管理システムの構成図を例証する図である。
【図３】本発明の一実施例による複数のバッテリパックを管理するためのバッテリ管理システムの構成図を例証する図である。
【図４】本発明の別の実施例による複数のバッテリパックを管理するためのバッテリ管理システムの構成図を例証する図である。
【図５】本発明の一実施例によるバッテリ管理システムによって実行される動作のフローチャートを例証する図である。
【図６】本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャートを例証する図である。
【図７】本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャートを例証する図である。
【図８】本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャートを例証する図である。
【図９】本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャートを例証する図である。
【図１０】本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャートを例証する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
主題の実施例の特徴及び利点は、以下の詳細な説明の進行、及び、同等の参照符号が同等の構成要素を描写する図面の参照によって、明白になるであろう。
【０００８】
本発明の実施例に対する参照が、ここから詳細に行われることになる。本発明がこれらの実施例と共に説明されることになる一方、それらが本発明をこれらの実施例に限定することを意図していないということが理解されることになる。これに反して、本発明は、添付された請求項によって定義されたように、本発明の精神及び範囲の中に含まれ得る代替物、修正物、及び等価物をカバーすることを意図している。
【０００９】
更に、本発明の以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解を行うために、多数の特定の詳細が説明される。しかしながら、本発明はこれらの特定の詳細なしで実行され得るということが当業者によって認識されることになる。他の例では、周知の方法、手続き、構成要素、及び回路は、本発明の特徴を不必要に不明瞭にしないように、詳細に説明されなかった。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例によるバッテリ管理システム１３０の構成図を例証する。本発明の実施例によれば、望ましくない状態、例えばマイクロショート接続（micro-shorting connection）は、バッテリセルの複数のパラメータに従って、望ましくない状態が過電圧、過電流、または過熱状態のような故障状態に進展する前に、バッテリセルにおいて検出され得る。従って、バッテリ管理システム１３０の保護機能が、従来の設計と比較して改善される。
【００１１】
図１の例において示されたように、バッテリパックは、複数のバッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎを有する。バッテリ管理システム１３０において、温度センサのセット、例えば、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに連結されたサーミスタ１０４＿１〜１０４＿Ｎは、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの温度をそれぞれ感知することができると共に、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの温度に対応する監視信号を、マルチプレクサ１１０に対して生成することができる。更に、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに連結された検出器１０８は、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの２つの端子において測定された電位レベルに従って、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎを横断するセル電圧を検出することができると共に、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎのセル電圧に対応する監視信号を、マルチプレクサ１１０に対して生成することができる。
【００１２】
一実施例において、マルチプレクサ１１０は、検出器１０８及びサーミスタ１０４＿１〜１０４＿Ｎが提供する監視信号を、変換器、例えば監視信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１１２に対して、順番に転送する。更なる処理のために、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎのセル電圧及び温度を示すデジタル化された信号が、プロセッサ１１８に提供され得る。一実施例において、プロセッサ１０８は、マイクロプロセッサである。
【００１３】
更に、電流センサ、例えば、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに直列に連結された抵抗器１１６は、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎを流れる電流に対応する監視信号を提供することができる。監視信号は、変換器、例えば監視信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１１４に対して提供され得る。従って、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの電流を示すデジタル化された信号は、同様に、更なる処理のために、プロセッサ１１８に提供され得る。
【００１４】
動作中、ＡＤＣ１１２及びＡＤＣ１１４は、定期的に、監視信号をデジタル化し得ると共に、デジタル化された信号をプロセッサ１１８に提供し得る。一例として、ＡＤＣ１１２及びＡＤＣ１１４は、０．１秒ごとに、受信された信号をデジタル化し得ると共に、デジタル化された信号をプロセッサ１１８に提供し得る。
【００１５】
プロセッサ１１８は、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに関する監視情報をメモリ１２０に保存することができると共に、監視情報に従って、望ましくない状態、例えばマイクロショート接続がバッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎ内に存在するか否かを検出することができる。マイクロショート接続は、バッテリセルの中に形成された短絡（short circuit）である。マイクロショート接続は、バッテリセルの内部汚染（internal contamination）、製造によって誘発された電極の損傷、電極タブ上のバリ（burr）、セルリード（cell lead）付着点からの溶接スパッタ（weld spatter）、巻線かタブのしわまたはもつれ、電極調整不良、不十分に老朽化している電極、セルに対する製造後の機械的な損傷、セルの熱酷使（thermal abuse）等によって引き起こされ得る。従って、望ましくない状態、例えばマイクロショート接続を検出することによって、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態が、例えば過電圧、過電流、または過熱状態のような故障状態に発展することを防止するために、防護措置を動作させるか、もしくは、故障状態を示すために、ユーザに対して警告信号（alert signal）を出力することができる。
【００１６】
一実施例において、充電スイッチ１４２及び放電スイッチ１４４が、直列に、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに対して連結される。ドライバ１２２が、スイッチ１４２及び１４４を制御するために、充電スイッチ１４２及び放電スイッチ１４４に連結される。一実施例において、充電段階の間、充電電流がバッテリセルに流れ込むことを可能にするために、スイッチ１４２がターンオンされると共に、スイッチ１４４がターンオフされる。放電段階の間、放電電流がバッテリセルから流れ出ることを可能にするために、スイッチ１４２がターンオフされると共に、スイッチ１４４がターンオンされる。
【００１７】
動作中、もしプロセッサ１１８が、バッテリセル内に、望ましくない状態、例えばマイクロショート接続の存在を検出するならば、プロセッサ１１８は、従って防護措置を実行することができる。一実施例において、プロセッサ１１８が、バッテリセル内に望ましくない状態が存在することを検知する場合、プロセッサ１１８は、バッテリセルを流れる充電電流もしくは放電電流を遮断するために、スイッチ１４２及び／またはスイッチ１４４をターンオフするように、ドライバ１２２に通知する。更に、プロセッサ１１８は、望ましくない状態をユーザに通知するための警報信号（alarm signal）または警告信号（alert signal）を生成することができる。更に、バッテリセルが損傷を与えられることを防止するか、もしくはバッテリセルが爆発または火災のような安全性の問題を生み出すことを防止するために、他の防護措置が、バッテリセルに対して実行され得る。
【００１８】
もしバッテリセル内に望ましくない状態、例えばマイクロショート接続が存在するならば、バッテリパック内には複数の異常状態が存在し得る。プロセッサ１１８は、そのような異常状態を検出し得る。
【００１９】
第１の異常状態の検出は、以下のとおりに説明される。バッテリパックは、バッテリパックが充電された状態または放電された状態のどちらもではない、アイドル状態に留まることができる。バッテリパックがアイドル状態に留まるとき、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎのセル電圧は、その自己負荷（self load）の電力損のために、ゆっくりと降下し得る。もしバッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎのバランスがとれているならば、バッテリセルのセル電圧及び容量は、おおよそ同じである。従って、アイドル状態におけるバッテリセルの電圧降下速度は、おおよそ同じである。しかしながら、もしマイクロショート接続がバッテリセル内で発生するならば、そのバッテリセルのセル電圧は、他の正常なバッテリセルのセル電圧より、速く降下し得る。
【００２０】
一実施例において、バッテリパックがアイドル状態に留まるとき、プロセッサ１１８は、現在の時間間隔におけるバッテリセルの電圧降下速度を、以前の時間間隔におけるバッテリセルの電圧降下速度と比較することによって、第１の異常状態が存在するか否かを検出することができる。
【００２１】
更に具体的には、プロセッサ１１８は、以下の（１）式に従って、時刻Ｔ（ｎ）と時刻Ｔ（ｎ−１）との間の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの電圧降下ｄＶを計算することができる。
【００２２】
ｄＶ（ｎ）＝Ｖ（ｎ）−Ｖ（ｎ−１）・・・（１）
【００２３】
ここで、Ｖ（ｎ）は、時刻Ｔ（ｎ）におけるバッテリセルのセル電圧を表すと共に、Ｖ（ｎ−１）は、以前の時刻Ｔ（ｎ−１）におけるバッテリセルのセル電圧を表す。プロセッサ１１８は、以下の（２）式に従って、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間の電圧降下速度Ｄ（ｎ）を計算する。
【００２４】
Ｄ（ｎ）＝ｄＶ（ｎ）／ｄＴ（ｎ）・・・（２）
【００２５】
更に、プロセッサ１１８は、以下の（３）式に従って、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリパックを流れる電流の平均値ＩＡＶＥ（ｎ）を計算する。
【００２６】
ＩＡＶＥ（ｎ）＝（Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋ＩＫ）／Ｋ・・・（３）
【００２７】
ここで、｛Ｉ１、Ｉ２、・・・、及びＩＫ｝は、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間にＡＤＣ１１４によって提供された感知電流を表す。プロセッサ１１８は、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間の平均値ＩＡＶＥ（ｎ）を、以前の時間間隔ｄＴ（ｎ−１）の間の平均値ＩＡＶＥ（ｎ−１）と更に比較する。
【００２８】
一実施例において、もしＩＡＶＥ（ｎ）とＩＡＶＥ（ｎ−１）との間の差異がしきい値ＩＥより小さいならば、プロセッサ１１８は、バッテリパックがアイドル状態にあると判定する。もしバッテリパックがアイドル状態にあるならば、プロセッサ１１８は、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間の電圧降下速度Ｄ（ｎ）を、メモリ１２０に保存された時間間隔ｄＴ（ｎ−１）の間の電圧降下速度Ｄ（ｎ−１）と更に比較する。一実施例において、時間間隔ｄＴ（ｎ）と時間間隔ｄＴ（ｎ−１）は、同じ持続期間を有する。
【００２９】
もし電圧降下速度Ｄ（ｎ）と電圧降下速度Ｄ（ｎ−１）との間の差異がしきい値ＤＴＨ１より大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続が発生したことを判定し得る。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００３０】
しかしながら、もし電圧降下速度Ｄ（ｎ）と電圧降下速度Ｄ（ｎ−１）との間の差異がしきい値ＤＴＨ１より大きくないならば、プロセッサ１１８は、以下の（４）式に従って、係数ＭＣ（１）を計算することができる。
【００３１】
ＭＣ（１）＝ｗ１×ＮＧ（Ｄ（ｎ）−ＤＡＶＥ１）／ＤＴＨ１・・・（４）
【００３２】
ここで、ｗ１は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。ＤＡＶＥ１は、（Ｎ−１）個の時間間隔ｄＴ（ｎ−１）、ｄＴ（ｎ−２）、・・・、及びｄＴ（１）の間のバッテリセルの（Ｎ−１）個の電圧降下速度Ｄ（ｎ−１）、Ｄ（ｎ−２）、・・・、及びＤ（１）の平均値を表す。一実施例において、時間間隔ｄＴ（１）〜ｄＴ（ｎ）は、連続的な時間間隔であると共に、バッテリパックがアイドル状態に入る時から始まる。更に、関数ＮＧ（ｘ）は、以下の（５）式によって事前に定義され得る。
【００３３】
ＮＧ（ｘ）＝（ｘ＞０？ｘ：０）・・・（５）
【００３４】
もしｘが正であるならば、関数ＮＧ（ｓ）は、ｘを返し、そして、もしｘが正でないならば、０を返す。プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（１）をメモリ１２０に保存することができると共に、後に続く時間間隔において係数ＭＣ（１）を更新し続けることができる。
【００３５】
あるいは、バッテリパックがアイドル状態に留まる場合、プロセッサ１１８は、特定の時間間隔の間で、バッテリセルの電圧降下速度を、他のバッテリセルの電圧降下速度と定期的に比較することによって、第１の異常状態が存在するか否かを検出することができる。
【００３６】
一実施例において、プロセッサ１１８は、時間間隔ｄＴ（１）〜ｄＴ（ｎ）の間で、それぞれバッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの電圧降下速度を比較する。時間間隔ｄＴ（ｋ）（１≦ｋ≦ｎ）において、プロセッサ１１８は、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの電圧降下速度Ｄ（ｋ）＿１〜Ｄ（ｋ）＿Ｎの中から、最大値ＤＭＡＸを確認すると共に、最大値ＤＭＡＸを除外した特定の時間間隔における他の電圧降下速度の平均値ＤＡＶＥ２を計算する。
【００３７】
一実施例において、もしＤＭＡＸとＤＡＶＥ２との間の差異がしきい値ＤＴＨ２より大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続が最大値ＤＭＡＸを有するバッテリセル内に発生したと判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。一実施例において、しきい値ＤＴＨ２は、しきい値ＤＴＨ１と同じである。
【００３８】
しかしながら、もしＤＭＡＸとＤＡＶＥ２との間の差異がしきい値ＤＴＨ２より大きくないならば、プロセッサ１１８は、以下の（６）式に従って、係数ＭＣ（２）を更に計算することができる。
【００３９】
ＭＣ（２）＝ｗ２×ＮＧ（ＤＭＡＸ−ＤＡＶＥ２）／ＤＴＨ２・・・（６）
【００４０】
ここで、ｗ２は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。更に、プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（２）をメモリ１２０に保存することができると共に、後に続く時間間隔において係数ＭＣ（２）を更新し続けることができる。
【００４１】
第２の異常状態の検出は、以下のとおりに説明される。充電及び放電サイクルの間に、もしマイクロショート接続がバッテリセル内に存在するならば、バッテリセルのセル電圧は、充電段階において他の正常なバッテリセルのセル電圧より遅く増加し得ると共に、放電段階において他の正常なバッテリセルのセル電圧より速く減少し得る。別の言い方をすると、もしマイクロショート接続がバッテリセル内に存在するならば、バッテリセルのセル電圧は、充電及び放電サイクルにおいて、他の正常なバッテリセルのセル電圧より小さい。
【００４２】
一実施例において、プロセッサ１１８は、第２の異常状態が充電及び放電サイクルの間に存在するか否かを検出するために、バッテリセルに関するセル電圧を定期的に比較する。充電及び放電サイクルの充電段階の間、バッテリパックのパック電圧が第１の所定レベルに増加する場合、プロセッサ１１８は、セル電圧の最小値ＶＭＩＮＣを有するバッテリセル１０２＿Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）を確認するために、セル電圧を比較すると共に、バッテリセル１０２＿Ｍを除外した他のバッテリセルのセル電圧の平均値ＶＡＶＥＣを計算する。充電及び放電サイクルの放電段階の間、バッテリパックのパック電圧が第２の所定レベルに減少すると共に、もしバッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎの間で、バッテリセル１０２＿Ｍがまだ最小値ＶＭＩＮＤを有してるならば、プロセッサ１１８は、バッテリセル１０２＿Ｍを除外した他のバッテリセルのセル電圧の平均値ＶＡＶＥＤを計算することができる。
【００４３】
一実施例において、もしＶＡＶＥＣとＶＭＩＮＣとの間の差異ＶＤＣ、及びＶＡＶＥＤとＶＭＩＮＤとの間の差異ＶＤＤの両方が、しきい値ＶＤ２より大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続がバッテリセル１０２＿Ｍ内に存在すると判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００４４】
しかしながら、もし差異ＶＤＣ及びＶＤＤが、両方ともしきい値ＶＤ２より小さいが、しかし両方ともしきい値ＶＤ１より大きいならば、プロセッサ１１８は、以下の（７）式に従って、係数ＭＣ（３）を計算することができる。
【００４５】
ＭＣ（３）＝ｗ３×ＮＧ（ＶＤＣ＋ＶＤＤ−２×ＶＤ１）／（ＶＤ２−ＶＤ１）・・・（７）
【００４６】
ここで、ｗ３は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。更に、プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（３）をメモリ１２０に保存することができると共に、後に続く充電及び放電サイクルにおいて係数ＭＣ（３）を更新し続けることができる。
【００４７】
第３の異常状態の検出は、以下のとおりに説明される。充電及び放電サイクルにおいて、バッテリパックの自己負荷による電力消費のために、充電段階が完了した後のバッテリパックの完全充電容量（fully charging capacity）は、放電段階が完了した後のバッテリパックの完全放電容量（fully discharging capacity）より大きい。しかしながら、もしマイクロショート接続がバッテリセル内に発生するならば、自己放電電流（self discharging current）が、バッテリセル内で増加し得ると共に、それによって、完全放電容量を減少させる。従って、完全充電容量と完全放電容量との間の差異は増加する。
【００４８】
一実施例において、プロセッサ１１８は、充電及び放電サイクルにおいて、バッテリパックの完全充電容量を、バッテリパックの完全放電容量と比較すると共に、完全充電容量と完全放電容量との間の差異に従って、第３の異常状態がバッテリパック内に存在するか否かを検出する。充電及び放電サイクルＣ（ｎ）において、プロセッサ１１８は、バッテリパックの完全充電容量ＱＣを計算するために、充電段階の間にバッテリパックに流れ込む電流を積分し得る。同様に、プロセッサ１１８は、バッテリパックの完全放電容量ＱＤを計算するために、放電段階の間にバッテリパックから流れ出る電流を積分し得る。
【００４９】
プロセッサ１１８は、ＱＣとＱＤとの間の差異ＱＬ（ｎ）を更に計算すると共に、差異ＱＬ（ｎ）をメモリ１２０に保存し得る。更に、プロセッサ１１８は、メモリ１２０に保存されている、以前の充電及び放電サイクルに獲得された差異ＱＬの平均値ＱＬ＿ＡＶＥを計算する。一実施例において、メモリ１２０は、最近の充電及び放電サイクルにおいて獲得された所定数の差異ＱＬ（ｎ）を保存する。
【００５０】
一実施例において、もし差異ＱＬ（ｎ）がしきい値ＱＴＨより大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続がバッテリパック内に存在すると判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００５１】
しかしながら、もし差異ＱＬ（ｎ）が、しきい値ＱＴＨより大きくないが、しかし平均値ＱＬ＿ＡＶＥより大きいならば、プロセッサ１１８は、以下の（８）式に従って、係数ＭＣ（４）を計算することができる。
【００５２】
ＭＣ（４）＝ｗ４×ＮＧ（ＱＬ（ｎ）−ＱＬ＿ＡＶＥ）／（ＶＴＨ−ＶＬ＿ＡＶＥ）・・・（８）
【００５３】
ここで、ｗ４は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。更に、プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（４）をメモリ１２０に保存することができると共に、後に続く充電及び放電サイクルにおいて係数ＭＣ（４）を更新し続けることができる。
【００５４】
第４の異常状態の検出は、以下のとおりに説明される。マイクロショート接続は、バッテリセルにおいて徐々に生じ得る。充電／放電段階の間に充電／放電電流が一定の状態を維持する一方で、マイクロショート接続が完全に形成される前に、バッテリセルのセル電圧は、一時的に降下する。
【００５５】
一実施例において、充電または放電段階の間、プロセッサ１１８は、時刻Ｔ（ｎ）におけるバッテリパックの電流Ｉ（ｎ）を、時刻Ｔ（ｎ−１）におけるバッテリパックの電流Ｉ（ｎ−１）と比較する。一実施例において、時刻Ｔ（ｎ）と時刻Ｔ（ｎ−１）との間の時間間隔は、０．１秒である。もし電流Ｉ（ｎ）と電流Ｉ（ｎ−１）との間の差異の絶対値が、しきい値、例えば０．１Ａより小さいならば、プロセッサ１１８は、第４の異常状態が発生したか否かを判定するために、時刻Ｔ（ｎ）において検出されたバッテリセルのセル電圧Ｖ（ｎ）を、時刻Ｔ（ｎ−１）において検出されたバッテリセルのセル電圧Ｖ（ｎ−１）と更に比較することができる。
【００５６】
一実施例において、もしＶ（ｎ−１）とＶ（ｎ）との間の差異ｄＶがしきい値ｄＶＴＨＲ２より大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続がバッテリセル内に発生したと判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００５７】
しかしながら、差異ｄＶが、しきい値ｄＶＴＨＲ２より小さいが、しかししきい値ｄＶＴＨＲ１より大きいならば、プロセッサ１１８は、以下の（９）式に従って、係数ＭＣ（５）を計算することができる。
【００５８】
ＭＣ（５）＝ｗ５×ＮＧ（ｄＶ−ｄＶＴＨＲ１）／（ｄＶＴＨＲ２−ｄＶＴＨＲ１）・・・（９）
【００５９】
ここで、ｗ５は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。更に、プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（５）をメモリ１２０に保存することができると共に、現在そして次の充電及び放電段階において係数ＭＣ（５）を更新し続けることができる。
【００６０】
第５の異常状態の検出は、以下のとおりに説明される。充電段階の間に、もしバッテリパックが定電圧（ＣＶ：constant voltage）充電モードにおいて充電されるならば、バッテリセルの充電電流は徐々に減少すると共に、バッテリセルのセル電圧は、実質的に一定の状態を維持する。そのような状況の下で、バッテリセルの内部電力損失は比較的小さい。あるいは、もしバッテリパックがアイドル状態に留まるならば、例えばバッテリパックに充電電流が流れ込まないか、あるいはバッテリパックから放電電流が流れ出ないならば、電力損失は、同様に比較的小さい。
【００６１】
しかしながら、もしマイクロショート接続がバッテリセル内に発生したならば、追加の自己放電電流がバッテリセル内に存在することになる。追加の自己放電電流は、比較的高く、そして更に多くの熱を発生させ得る。その結果、バッテリパックが、ＣＶ充電モードで充電される場合、もしくはアイドル状態に留まる場合、バッテリセルの温度は上昇する。
【００６２】
一実施例において、バッテリパックがＣＶ充電モードで充電されるか、またはアイドル状態に留まる場合、プロセッサ１１８は、時刻Ｔ（ｎ）におけるバッテリセルの温度を、時刻Ｔ（ｎ−１）におけるバッテリセルの温度と定期的に比較することによって、第５の異常状態が発生したか否かを検出する。
【００６３】
上述のように、プロセッサ１１８は、ＡＤＣ１１２から、バッテリセルの温度に対応する監視信号を、定期的に受信し得る。バッテリパックがＣＶ充電モードで充電されるか、またはアイドル状態に留まる場合、プロセッサ１１８は、時刻Ｔ（ｎ）におけるバッテリセルの温度Ｔｅｍｐ（ｎ）を、時刻Ｔ（ｎ−１）におけるバッテリセルの温度Ｔｅｍｐ（ｎ−１）と定期的に比較する。
【００６４】
一実施例において、もしＴｅｍｐ（ｎ）とＴｅｍｐ（ｎ−１）との間の差異ＤＴＥＭＰがしきい値Ｔｅｍｐ＿ｔｈ２より大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続がバッテリセル内に発生したと判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００６５】
しかしながら、差異ＤＴＥＭＰが、しきい値Ｔｅｍｐ＿ｔｈ２より小さいが、しかししきい値Ｔｅｍｐ＿ｔｈ１より大きいならば、プロセッサ１１８は、以下の（１０）式に従って、係数ＭＣ（６）を計算することができる。
【００６６】
ＭＣ（６）＝ｗ６×ＮＧ（ＤＴＥＭＰ−Ｔｅｍｐ＿ｔｈ１）／（Ｔｅｍｐ＿ｔｈ２−Ｔｅｍｐ＿ｔｈ１）・・・（１０）
【００６７】
ここで、ｗ６は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。更に、プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（６）をメモリ１２０に保存することができると共に、係数ＭＣ（６）を更新し続けることができる。
【００６８】
あるいは、バッテリパックがＣＶ充電モードで充電されるか、またはアイドル状態に留まる場合、プロセッサ１１８は、特定の時間間隔の間のバッテリセルの温度変化を、特定の時間間隔の間の他のバッテリセルの温度変化と定期的に比較することによって、第５の異常状態が発生したか否かを検出することができる。
【００６９】
例えば、バッテリパックがＣＶ充電モードで充電されるか、またはアイドル状態に留まる場合、プロセッサ１１８は、特定の時間間隔の間で、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに関する温度変化ｄＴｅｍｐ＿１〜ｄＴｅｍｐ＿Ｎを、それぞれ比較し得る。現在の時間間隔ｄＴ（ｎ）において、プロセッサ１１８は、温度変化ｄＴｅｍｐ＿１〜ｄＴｅｍｐ＿Ｎの中から最大値ｄＴｅｍｐ＿Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）を確認すると共に、最大値ｄＴｅｍｐ＿Ｍを除外した他の温度変化の平均値ｄＴｅｍｐ＿ａｖｅを計算する。
【００７０】
一実施例において、もしｄＴｅｍｐ＿ＭとｄＴｅｍｐ＿ａｖｅとの間の差異がしきい値ｄＴｅｍｐ＿ｔｈより大きいならば、プロセッサ１１８は、マイクロショート接続が対応するバッテリセル１０２＿Ｍ内に発生したと判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００７１】
しかしながら、もしｄＴｅｍｐ＿ＭとｄＴｅｍｐ＿ａｖｅとの間の差異がしきい値ｄＴｅｍｐ＿ｔｈより小さいならば、プロセッサ１１８は、以下の（１１）式に従って、係数ＭＣ（７）を計算することができる。
【００７２】
ＭＣ（７）＝ｗ７×ＮＧ（ｄＴｅｍｐ＿Ｍ−ｄＴｅｍｐ＿ａｖｅ）／ｄＴｅｍｐ＿ｔｈ・・・（１１）
【００７３】
ここで、ｗ７は、０から１の間であり得る事前に設定された重みを表す。更に、プロセッサ１１８は、係数ＭＣ（７）をメモリ１２０に保存することができると共に、係数ＭＣ（７）を更新し続けることができる。
【００７４】
一実施例において、プロセッサ１１８は、選択的に、全てまたはいくらかの係数ＭＣ（１）〜ＭＣ（７）を合計すると共に、それらの係数の合計値に従って、望ましくない状態を検出し得る。一実施例において、もし合計値ＭＣがしきい値ＭＣＴＨより大きいならば、プロセッサ１１８は、望ましくない状態がバッテリパック内に発生したと判定する。プロセッサ１１８は、従って、防護措置を実行することができる。
【００７５】
有利に、プロセッサ１１８は、望ましくない状態が、過電圧、過電流、または過熱状態のような故障状態に発展する前に、バッテリセルの電圧、電流、及び温度の変化に従って、望ましくない状態を検出し得る。従って、バッテリ管理システム１３０は、バッテリセル／パックが故障状態を経験することを防止するために、バッテリセル／パックに対して防護措置を実行することができる。
【００７６】
図２は、本発明の別の実施例によるバッテリ管理システム２３０の構成図を例証する。図１と同じ参照符号を付与された要素は、同様の機能を有している。図２は、図１と組み合わせて説明される。
【００７７】
図２の例において示されたように、バッテリ管理システム２３０は、検出器１０８及びサーミスタ１０４＿１〜１０４＿Ｎから、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎのセル電圧及び温度に対応する監視信号を、それぞれの変換器、例えばアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２１２＿１、２１２＿２、及び２１２＿３に対して転送するための、検出器１０８及びサーミスタ１０４＿１〜１０４＿Ｎに連結される複数のマルチプレクサ、例えばマルチプレクサ２１０＿１、２１０＿２、及び２１０＿３を備える。
【００７８】
一実施例において、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎは、第１、第２、及び第３のセルグループに分割され得る。検出器１０８は、第１、第２、及び第３のセルグループにおけるバッテリセルのセル電圧に対応する監視信号を、それぞれ、マルチプレクサ２１０＿１、２１０＿２、及び２１０＿３に対して生成する。同様に、第１、第２、及び第３のセルグループにおけるバッテリセルに連結されたサーミスタ１０４＿１〜１０４＿Ｎは、第１、第２、及び第３のセルグループにおけるバッテリセルの温度に対応する監視信号を、それぞれ、マルチプレクサ２１０＿１、２１０＿２、及び２１０＿３に対して生成することができる。更に、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２１２＿１、２１２＿２、及び２１２＿３は、第１、第２、及び第３のセルグループにおけるバッテリセルの監視信号を、それぞれのデジタル信号に変換し、更なる処理のために、デジタル化された信号をプロセッサ１１８に対して送信することができる。
【００７９】
有利に、バッテリセルのセル電圧及び温度に対応する監視信号は、複数のグループに分けられ得る。各グループにおける監視信号は、対応するマルチプレクサによって、順番に対応するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）に転送されると共に、対応するＡＤＣによってデジタル信号に変換され得る。複数のマルチプレクサ及びＡＤＣが、対応するバッテリセルの監視信号を転送してデジタル化するために、同調して動作することができるので、プロセッサ１１８は、バッテリセル１０２＿１〜１０２＿Ｎに関する監視情報をより速く取得し、そして、それはシステム効率を向上させる。
【００８０】
図３は、本発明の一実施例による複数のバッテリパックを管理するためのバッテリ管理システム３３０の構成図を例証する。図１と同じ参照符号を付与された要素は、同様の機能を有している。図３は、図１と組み合わせて説明される。一実施例において、バッテリ管理システム３３０は、中心に分布する（centrally-distributed）アーキテクチャ及び階層型のアーキテクチャを有し得る。しかしながら、バッテリ管理システム３３０は、他の構成を有することができ、中心に分布するアーキテクチャ及び階層型のアーキテクチャに限定されない。
【００８１】
バッテリ管理システム３３０では、複数のローカルバッテリ管理システム３３０＿１〜３３０＿Ｎが、対応するバッテリパックを管理するために、それぞれ、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎに連結される。ローカルバッテリ管理システム３３０＿１〜３３０＿Ｎの構造及び機能は、相互に類似している。ローカルバッテリ管理システム３３０＿１では、複数のサーミスタを有するサーミスタアレイ３０４＿１が、バッテリパック３０２＿１におけるバッテリセルの温度を感知すると共に、バッテリパック３０２＿１におけるバッテリセルの温度を示す監視信号を生成する。更に、検出器３０８＿１は、バッテリパック３０２＿１におけるバッテリセルのセル電圧を検出すると共に、バッテリパック３０２＿１におけるバッテリセルのセル電圧に対応する監視信号を生成する。
【００８２】
バッテリパック３０２＿１におけるバッテリセルのセル電圧及び温度に対応する監視信号は、マルチプレクサ３１０＿１に対して提供される。マルチプレクサ３１０＿１は、監視信号を、コンバータ、例えば監視信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３１２＿１に対して、順番に転送し得る。バス３２２を介して、ＡＤＣ３１２＿１は、更なる処理のために、バッテリパック３０２＿１におけるバッテリセルのセル電圧及び温度を示すデジタル化された信号を、中央プロセッサ３１８に対して、定期的に送信する。更に、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎを流れる電流を示すデジタル化された信号が、図１を参照して説明された方法と同様の方法で、抵抗器１１６及びＡＤＣ１１４を介して、中央プロセッサ３１８に対して定期的に提供され得る。
【００８３】
一実施例において、中央プロセッサ３１８は、図１におけるプロセッサ１１８と同じように機能すると共に、中央プロセッサ３１８は、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎにおけるバッテリセルの電圧及び温度の変化を検出することによって、及び／または、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎを流れる電流の変化を検出することによって、望ましくない状態、例えば１つ以上のバッテリセル内のマイクロショート接続の存在を検出し得る。もしプロセッサ１１８が１つ以上のバッテリセル内に望ましくない状態が発生したと判定するならば、プロセッサ１１８は、充電電流または放電電流を遮断するためにドライバ１２２にスイッチ１４２及び／またはスイッチ１４４をターンオフするように通知し、望ましくない状態をユーザに通知するための警報信号（alarm signal）または警告信号（alert signal）を生成し、バッテリセルが損傷を与えられることを防止するか、もしくはバッテリセルが爆発または火災のような安全性の問題を生み出すことを防止するために、防護措置を対応するバッテリセルに対して実行する。
【００８４】
一実施例において、各々のバッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎは、更に、単一のバッテリセルのように扱われ得る。そのような状況の下で、各ローカルバッテリ管理システム３３０＿Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）では、バッテリパック３０２＿Ｍに連結されるサーミスタ（図３には図示せず）が、バッテリパック３０２＿Ｍの温度を感知すると共に、バッテリパック３０２＿Ｍの温度に対応する監視信号を生成し得る。更に、内部の検出器３０８＿Ｍは、バッテリパック３０２＿Ｍを横断する電圧を検出すると共に、バッテリパック３０２＿Ｍのパック電圧に対応する監視信号を生成することができる。バッテリパック３０２＿Ｍのパック電圧及び温度に対応する監視信号は、内部のＡＤＣ３１２＿Ｍによって、定期的に、デジタル化されると共に、その後中央プロセッサ３１８に対して提供され得る。従って、中央プロセッサ３１８は、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎのパック電圧の間の変化、及び温度の間の変化、そして、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎを流れる電流の間の変化を検出することによって、同様に、１つ以上のバッテリパック内の望ましくない状態、例えばマイクロショート接続の存在を検出し得る。
【００８５】
図４は、本発明の別の実施例による複数のバッテリパックを管理するためのバッテリ管理システム４３０の構成図を例証する。図１及び図３と同じ参照符号を付与された要素は、同様の機能を有している。図４は、図１及び図３と組み合わせて説明される。
【００８６】
バッテリ管理システム４３０では、各ローカルバッテリ管理システム４３０＿Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）は、ローカルプロセッサ４０２＿Ｍ及びメモリ４０４＿Ｍを備える。各ローカルバッテリ管理システム４３０＿Ｍにおいて、内部のＡＤＣ３１２＿Ｍは、バッテリパック３０２＿Ｍにおけるバッテリセルのセル電圧及び温度を示すデジタル化された信号を、ローカルプロセッサ４０２＿Ｍに対して定期的に提供し得る。
【００８７】
一実施例において、ローカルプロセッサ４０２＿Ｍは、図１におけるプロセッサ１１８と類似した方法で機能する。更に具体的には、ローカルプロセッサ４０２＿Ｍは、受信された監視情報をメモリ１２０に保存すると共に、監視情報に従って、バッテリパック３０２＿Ｍ内に異常状態が発生したか否かを検出する。ローカルプロセッサ４０２＿Ｍは、更に、異常状態を検出すると、監視情報に従って、係数ＭＣ（Ｋ）を計算する。もしローカルプロセッサ４０２＿Ｍが、異常状態がバッテリパック３０２＿Ｍ内に発生したことを検知するならば、ローカルプロセッサ４０２＿Ｍは、検出された異常状態について中央プロセッサ３１８に対して通知する。更に、ローカルプロセッサ４０２＿Ｍは、バッテリパック３０２＿Ｍに対応する計算された係数ＭＣ（Ｋ）を、中央プロセッサ３１８に対して送信する。ローカルプロセッサ４０２＿Ｍは、更に、バッテリパック３０２＿Ｍにおけるバッテリセルのセル電圧及び温度を示すデジタル信号を、中央プロセッサ３１８に対して転送することができる。
【００８８】
有利に、バッテリ管理システム４３０＿１〜４３０＿Ｎにおけるローカルプロセッサ４０２＿１〜４０２＿Ｎは、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎ内に異常状態が発生したか否かを検出するのを助けることができると共に、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎにおけるバッテリセルのセル電圧及び温度の変化に従って係数ＭＣ（Ｋ）を計算することができ、それは、中央プロセッサ３１８の作業負荷を軽くするのを助けると共に、総合的なシステムの柔軟性及び効率を高める。中央プロセッサ３１８は、ローカルプロセッサ４０２＿１〜４０２＿Ｎが提供する監視情報及び計算された係数ＭＣ（Ｋ）に従って、バッテリパック３０２＿１〜３０２＿Ｎ内に望ましくない状態が発生したか否かを検出することができる。
【００８９】
図５は、本発明の一実施例によるバッテリ管理システム、例えば図１におけるバッテリ管理システム１３０によって実行される動作のフローチャート５００を例証する。図５は、図１と組み合わせて説明される。
【００９０】
バッテリ管理システム１３０がブロック５０２において起動する場合、バッテリ管理システム１３０は、ブロック５０４において、複数のバッテリセルの電圧、電流、及び温度を含む複数のパラメータを監視する。ブロック５０６において、バッテリ管理システム１３０は、バッテリセルの選択されたパラメータの変化に従って、望ましくない状態、例えばマイクロショート接続がバッテリセル内に存在するか否かを判定する。ブロック５０８において、もしバッテリ管理システム１３０が望ましくない状態がバッテリセル内に発生したと判定するならば、フローチャート５００は、ブロック５１０に進行する。そうでなければ、フローチャート５００は、ブロック５１２に進行する。
【００９１】
ブロック５１０において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態が過電圧、過電流、または過熱（温度超過）状態のような故障状態に発展することを防止するために、防護措置を実行する。
【００９２】
ブロック５１２において、バッテリ管理システム１３０は、バッテリセルのパラメータの変化に従って、上述された複数の係数ＭＣ（Ｋ）を計算する。ブロック５１４において、バッテリ管理システム１３０は、係数の合計値ＭＣを計算するために、選択的に、全てまたはいくらかの係数ＭＣ（Ｋ）を合計する。ブロック５１６において、もし合計値ＭＣがしきい値ＭＣＴＨより大きいならば、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリセル内に存在すると判定し、フローチャート５００はブロック５１０に進行する。そうでなければ、フローチャート５００は、バッテリセルのパラメータを監視し続けるために、ブロック５０４に戻る。
【００９３】
図６は、本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャート６００を例証する。一実施例において、バッテリパックは、複数のバッテリセルを有する。図６は、図１と組み合わせて説明される。
【００９４】
ブロック６０２において、バッテリ管理システム１３０は、バッテリパックが充電状態または放電状態のどちらでもないアイドル状態にバッテリパックが留まる間の、バッテリセルのセル電圧を検出する。一実施例において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時間間隔におけるバッテリセルの電圧降下速度を、以前の時間間隔におけるバッテリセルの電圧降下速度と比較することによって、望ましくない状態がバッテリセル内に存在するか否かを判定することができる。
【００９５】
ブロック６０４において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの電圧降下ｄＶ（ｎ）を計算する。ブロック６０６において、バッテリ管理システム１３０は、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの電圧降下速度Ｄ（ｎ）＝ｄＶ（ｎ）／ｄＴ（ｎ）を計算する。ブロック６０８において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間の電圧降下速度Ｄ（ｎ）を、以前の時間間隔ｄＴ（ｎ−１）の間の電圧降下速度Ｄ（ｎ−１）と比較する。
【００９６】
ブロック６１０において、もしＤ（ｎ）とＤ（ｎ−１）との間の差異がしきい値ＤＴＨ１より大きいならば、ブロック６１２において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したと判定する。ブロック６１０において、もしＤ（ｎ）とＤ（ｎ−１）との間の差異がしきい値ＤＴＨ１より大きくないならば、ブロック６１４において、バッテリ管理システム１３０は、（ｎ−１）個の以前の時間間隔ｄＴ（１）〜ｄＴ（ｎ−１）の間の（ｎ−１）個の電圧降下速度Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ−１）の平均値ＤＡＶＥ１を計算する。ブロック６１６において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（４）式に従って、係数ＭＣ（１）を計算する。
【００９７】
ＭＣ（１）＝ｗ１×ＮＧ（Ｄ（ｎ）−ＤＡＶＥ１）／ＤＴＨ１・・・（４）
【００９８】
ブロック６０１において、ｎが１つインクリメントされた後で、次の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの電圧降下ｄＶ（ｎ）を計算するために、フローチャート６００は、ブロック６０４に戻る。
【００９９】
別の実施例において、バッテリ管理システム１３０は、同じ時間間隔の間で、バッテリセルの電圧降下速度を、他のバッテリセルの電圧降下速度と比較することによって、望ましくない状態がバッテリセル内に存在するか否かを検出することができる。
【０１００】
更に具体的には、ブロック６１８において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの電圧降下速度Ｄ（ｎ）を計算する。ブロック６２０において、バッテリ管理システム１３０は、電圧降下速度Ｄ（ｎ）に関する最大値ＤＭＡＸを確認すると共に、ＤＭＡＸを除外した他の電圧降下速度の平均値ＤＡＶＥ２を計算する。
【０１０１】
ブロック６２２において、もしＤＭＡＸとＤＡＶＥ２との間の差異がしきい値ＤＴＨ２より大きいならば、ブロック６１２において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したと判定する。そうでなければ、フローチャート６００はブロック６２４に進行する。ブロック６２４において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（６）式に従って、係数ＭＣ（２）を計算する。
【０１０２】
ＭＣ（２）＝ｗ２×ＮＧ（ＤＭＡＸ−ＤＡＶＥ２）／ＤＴＨ２・・・（６）
【０１０３】
ブロック６０３において、ｎが１つインクリメントされた後で、次の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの電圧降下ｄＶ（ｎ）を計算するために、フローチャート６００は、ブロック６１８に戻る。
【０１０４】
図７は、本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャート７００を例証する。一実施例において、バッテリパックは、複数のバッテリセルを有する。図７は、図１と組み合わせて説明される。
【０１０５】
ブロック７０２において、バッテリ管理システム１３０は、充電及び放電サイクルの間のバッテリセルのセル電圧を検出する。ブロック７０４において、バッテリ管理システム１３０は、他のバッテリセルと比較して最小値ＶＭＩＮＣを有するバッテリセルＭを確認すると共に、充電段階の間にバッテリパックのパック電圧が第１の所定レベルに増加する場合、セルＭを除外した他のバッテリセルのセル電圧の平均値ＶＡＶＥＣを計算する。ブロック７０６において、バッテリ管理システム１３０は、他のバッテリセルと比較してバッテリセルＭが最小値ＶＭＩＮＤをまだ有しているか否かを判定し、バッテリパックのパック電圧が第２の所定レベルに減少する場合、セルＭを除外した他のバッテリセルのセル電圧の平均値ＶＡＶＥＤを計算する。
【０１０６】
ブロック７０８において、もし他のバッテリセルと比較してバッテリセルＭがまだ最小値ＶＭＩＮＤを有しているならば、フローチャート７００は、ブロック７１０に進行する。そうでなければ、フローチャート７００は、ブロック７０２に戻る。
【０１０７】
ブロック７１０において、もしＶＡＶＥＣとＶＭＩＮＣとの間の差異ＶＤＣ、及び、ＶＡＶＥＤとＶＭＩＮＤとの間の差異ＶＤＤが、両方ともしきい値ＶＤ２より大きいならば、ブロック７１２において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したと判定する。そうでなければ、フローチャート７００は、ブロック７１４に進行する。ブロック７１４において、もし差異ＶＤＣ及び差異ＶＤＤが、両方ともしきい値ＶＤ１より大きいならば、フローチャート７００は、ブロック７１６に進行する。そうでなければ、フローチャート７００は、ブロック７０２に戻る。
【０１０８】
ブロック７１６において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（７）式に従って、係数ＭＣ（３）を計算する。
【０１０９】
ＭＣ（３）＝ｗ３×ＮＧ（ＶＤＣ＋ＶＤＤ−２×ＶＤ１）／（ＶＤ２−ＶＤ１）・・・（７）
【０１１０】
そして、フローチャート７００は、次の充電及び放電サイクルの間のバッテリセルのセル電圧を検出するために、ブロック７０２に戻る。
【０１１１】
図８は、本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャート８００を例証する。図８は、図１と組み合わせて説明される。
【０１１２】
ブロック８０２において、バッテリ管理システム１３０は、充電及び放電サイクルの間のバッテリパックを流れる充電電流及び放電電流を検出する。ブロック８０４において、バッテリ管理システム１３０は、バッテリパックの完全充電容量ＱＣを計算するために、充電段階の間にバッテリパックに流れ込む充電電流を積分すると共に、バッテリパックの完全放電容量ＱＤを計算するために、放電段階の間にバッテリパックから流れ出る放電電流を積分する。
【０１１３】
ブロック８０６において、バッテリ管理システム１３０は、電流の充電及び放電サイクルにおけるＱＣとＱＤとの間の差異ＱＬを計算する。ブロック８０８において、バッテリ管理システム１３０は、以前の充電及び放電サイクルにおいて獲得された差異ＱＬの平均値ＱＬ＿ＡＶＥを計算する。ブロック８１０において、もし差異ＱＬがしきい値ＱＴＨより大きいならば、ブロック８１２において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリパック内に発生したと判定する。そうでなければ、フローチャート８００は、ブロック８１４に進行する。
【０１１４】
ブロック８１４において、もし差異ＱＬが平均値ＱＬ＿ＡＶＥより大きいならば、フローチャート８００は、ブロック８１６に進行する。そうでなければ、フローチャート８００は、ブロック８０２に戻る。ブロック８１６において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（８）式に従って、係数ＭＣ（４）を計算する。
【０１１５】
ＭＣ（４）＝ｗ４×ＮＧ（ＱＬ−ＱＬ＿ＡＶＥ）／（ＶＴＨ−ＶＬ＿ＡＶＥ）・・・（８）
【０１１６】
そして、フローチャート８００は、次の充電及び放電サイクルの間のバッテリパックを流れる充電電流及び放電電流を検出するために、ブロック８０２に戻る。
【０１１７】
図９は、本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャート９００を例証する。一実施例において、バッテリパックは、複数のバッテリセルを有する。図９は、図１と組み合わせて説明される。
【０１１８】
ブロック９０２において、バッテリ管理システム１３０は、充電／放電段階の間の、バッテリセルの電圧、及びバッテリセルを流れる電流を検出する。ブロック９０４において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時刻Ｔ（ｎ）において検出されたバッテリセルの電流Ｉ（ｎ）を、以前の時刻Ｔ（ｎ−１）において検出されたバッテリセルの電流Ｉ（ｎ−１）と比較する。ブロック９０６において、もしＩ（ｎ）とＩ（ｎ−１）との間の差異の絶対値がしきい値ＩＴＨ、例えば０．１Ａより小さいならば、フローチャート９００は、ブロック９０８に進行する。そうでなければ、フローチャート９００は、ブロック９０２に戻る。
【０１１９】
ブロック９０８において、バッテリ管理システム１３０は、時刻Ｔ（ｎ）において検出されたバッテリセルのセル電圧Ｖ（ｎ）を、時刻Ｔ（ｎ−１）において検出されたバッテリセルのセル電圧Ｖ（ｎ−１）と比較する。もしＶ（ｎ−１）とＶ（ｎ）との間の差異ｄＶがしきい値ｄＶＴＨＲ２より大きいならば、ブロック９１２において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したと判定する。そうでなければ、フローチャート９００は、ブロック９１４に進行する。ブロック９１４において、もし差異ｄＶがしきい値ｄＶＴＨＲ１より大きいならば、フローチャート９００は、ブロック９１６に進行する。そうでなければ、フローチャート９００は、ブロック９０２に戻る。
【０１２０】
ブロック９１６において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（９）式に従って、係数ＭＣ（５）を計算する。
【０１２１】
ＭＣ（５）＝ｗ５×ＮＧ（ｄＶ−ｄＶＴＨＲ１）／（ｄＶＴＨＲ２−ｄＶＴＨＲ１）・・・（９）
【０１２２】
そして、フローチャート９００は、次の充電／放電段階の間の、バッテリセルの電圧、及びバッテリセルを流れる電流を検出するために、ブロック９０２に戻る。
【０１２３】
図１０は、本発明の一実施例によるバッテリパック内の望ましくない状態の存在を検出するための方法のフローチャート１０００を例証する。一実施例において、バッテリパックは、複数のバッテリセルを有する。図１０は、図１と組み合わせて説明される。
【０１２４】
ブロック１００２において、バッテリ管理システム１３０は、バッテリセルが、定電圧充電モードにおいて充電されるか、もしくは、アイドル状態に留まる場合の、バッテリセルの温度を検出する。一実施例において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時刻において感知されたバッテリセルの温度を、以前の時刻において感知されたバッテリセルの温度と比較することによって、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したか否かを判定する。
【０１２５】
ブロック１００４において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時刻Ｔ（ｎ）において感知されたバッテリセルの温度Ｔｅｍｐ（ｎ）を、以前の時刻Ｔ（ｎ−１）において感知されたバッテリセルの温度Ｔｅｍｐ（ｎ−１）と比較すると共に、時刻Ｔ（ｎ）と時刻Ｔ（ｎ−１）との間の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間の、Ｔｅｍｐ（ｎ）とＴｅｍｐ（ｎ−１）との間の温度変化（差異）ｄＴｅｍｐを計算する。
【０１２６】
ブロック１００６において、もし温度変化ｄＴｅｍｐがしきい値Ｔｅｍｐ＿ｔｈ２より大きいならば、ブロック１００８において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したと判定する。そうでなければ、フローチャート１０００は、ブロック１０１０に進行する。ブロック１０１０において、もし温度変化ｄＴｅｍｐがしきい値Ｔｅｍｐ＿ｔｈ１より大きいならば、フローチャート１０００は、ブロック１０１２に進行する。そうでなければ、ブロック１００１において、ｎが１つインクリメントされた後で、フローチャート１０００は、ブロック１００４に戻る。
【０１２７】
ブロック１０１２において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（１０）式に従って、係数ＭＣ（６）を計算する。
【０１２８】
ＭＣ（６）＝ｗ６×ＮＧ（ＤＴＥＭＰ−Ｔｅｍｐ＿ｔｈ１）／（Ｔｅｍｐ＿ｔｈ２−Ｔｅｍｐ＿ｔｈ１）・・・（１０）
【０１２９】
ブロック１００１において、ｎが１つインクリメントされた後で、時刻Ｔ（ｎ）において感知されたバッテリセルの温度Ｔｅｍｐ（ｎ）を、時刻Ｔ（ｎ−１）において感知されたバッテリセルの温度Ｔｅｍｐ（ｎ−１）と比較するために、フローチャート１０００は、ブロック１００４に戻る。
【０１３０】
別の実施例において、バッテリ管理システム１３０は、特定の時間間隔の間で、バッテリセルの温度変化を、他のバッテリセルの温度変化と比較することによって、望ましくない状態がバッテリセル内に発生したか否かを検出することができる。
【０１３１】
更に具体的には、ブロック１０１４において、バッテリ管理システム１３０は、現在の時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの温度変化ｄＴｅｍｐを計算する。ブロック１０１６において、バッテリ管理システム１３０は、温度変化ｄＴｅｍｐの中の最大値ｄＴｅｍｐ＿Ｍを確認すると共に、ｄＴｅｍｐ＿Ｍを除外した他の温度変化の平均値ｄＴｅｍｐ＿ａｖｅを計算する。
【０１３２】
ブロック１０１８において、もし最大値ｄＴｅｍｐ＿Ｍと平均値ｄＴｅｍｐ＿ａｖｅとの間の差異がしきい値ｄＴｅｍｐ＿ｔｈより大きいならば、ブロック１００８において、バッテリ管理システム１３０は、望ましくない状態が最大値ｄＴｅｍｐ＿Ｍを有するバッテリセル内に発生したと判定する。そうでなければ、フローチャート１０００は、ブロック１０２０に進行する。
【０１３３】
ブロック１０２０において、バッテリ管理システム１３０は、以下の（１１）式に従って、係数ＭＣ（７）を計算する。
【０１３４】
ＭＣ（７）＝ｗ７×ＮＧ（ｄＴｅｍｐ＿Ｍ−ｄＴｅｍｐ＿ａｖｅ）／ｄＴｅｍｐ＿ｔｈ・・・（１１）
【０１３５】
ブロック１００３において、ｎが１つインクリメントされた後で、時間間隔ｄＴ（ｎ）の間のバッテリセルの温度変化ｄＴｅｍｐを計算するために、フローチャート１０００は、ブロック１０１４に戻る。
【０１３６】
更に、一実施例において、バッテリ管理システム１３０は、選択的に、図６〜図１０において説明された動作に従って計算された、全てまたはいくらかの係数ＭＣ（１）〜ＭＣ（７）を合計すると共に、それらの係数の合計値に従って、望ましくない状態の存在を検出し得る。
【０１３７】
従って、本発明による実施例は、故障状態から複数のバッテリセルを保護するためのバッテリ管理システムを提供する。バッテリ管理システムは、バッテリセルの電圧、電流、及び温度を含むバッテリセルの複数のパラメータを検出すると共に、バッテリセルのパラメータに対応する監視信号を生成するための検出器を備えることができる。バッテリ管理システムは、更に、監視信号を、監視信号をデジタル信号に変換する１つ以上の変換器に転送するための１つ以上のマルチプレクサを備えることができる。バッテリ管理システムは、更に、変換器が提供するバッテリセルのパラメータを示すデジタル信号をメモリに保存すると共に、バッテリの監視されたパラメータの変化に従って、望ましくない状態、例えばマイクロショート接続がバッテリセル内に発生したか否かを判定するためのプロセッサを備えることができる。望ましくない状態の存在を検出することによって、バッテリ管理システムは、望ましくない状態が、例えば過電圧、過電流、または過熱状態のような故障状態に発展することを防止するために、防護措置を動作させることができる。
【０１３８】
前述の説明及び図面が本発明の実施例を表す一方、様々な追加物、修正物、及び置換物が、添付の請求項において定義されたように、本発明の原理の精神及び範囲からはずれずに、その中で作られ得るということが、理解されることになる。当業者は、本発明が形式、構造、配置、割合、材料、要素、及び構成要素の多くの修正物によって使用され、そうでなければ、本発明の実践に使用され得ると共に、それらは、本発明の原理からはずれずに、特定の環境及び動作要求に特に適応する、ということを認識することになる。ここで開示された実施例は、従って、全ての点で、限定ではなく実例であり、本発明の範囲は、添付された請求項、及びそれらの法律上の等価物によって示されると共に、前述の説明に限定されない、と考えられるべきである。
【符号の説明】
【０１３９】
１０２＿１〜１０２＿Ｎ    バッテリセル
１０４＿１〜１０４＿Ｎ    サーミスタ
１０８    検出器
１１０    マルチプレクサ
１１２    アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
１１４    アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
１１６    抵抗器
１１８    プロセッサ
１２０    メモリ
１２２    ドライバ
１３０    バッテリ管理システム
１４２    充電スイッチ
１４４    放電スイッチ
２１０＿１、２１０＿２、２１０＿３    マルチプレクサ
２１２＿１、２１２＿２、２１２＿３    アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
２３０    バッテリ管理システム
３０２＿１〜３０２＿Ｎ    バッテリパック
３０４＿１〜３０４＿Ｎ    サーミスタアレイ
３０８＿１〜３０８＿Ｎ    検出器
３１０＿１〜３１０＿Ｎ    マルチプレクサ
３１２＿１〜３１２＿Ｎ    アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
３１８    中央プロセッサ
３２２    バス
３３０    バッテリ管理システム
３３０＿１〜３３０＿Ｎ    ローカルバッテリ管理システム
４０２＿１〜４０２＿Ｍ    ローカルプロセッサ
４０４＿１〜４０４＿Ｍ    メモリ
４３０    バッテリ管理システム
４３０＿１〜４３０＿Ｎ    ローカルバッテリ管理システム
【図１】
0005787581.tif 000002
【図２】
0005787581.tif 000003
【図３】
0005787581.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005787581.tif 000006
【図６】
0005787581.tif 000007
【図７】
0005787581.tif 000008
【図８】
0005787581.tif 000009
【図９】
0005787581.tif 000010
【図１０】
0005787581.tif 000011