(57)【要約】  本発明は、２０℃よりも高い公称充電動作温度を有する再充電可能なセル（１０）を備えたパワーバッテリモジュールに関する。本発明によると、モジュールは、セルの充電を管理するための回路（５０）を備えており、その回路（５０）は、以下を備えている：セルを充電するための２つの外部充電端子（２１，２２）。ここで、２つの外部充電端子（２１，２２）のうちの少なくとも１つは、外部使用端子（２３，２４）とは異なる第２充電端子である。前記第２充電端子（２１，２２）と、少なくとも１つの使用端子（２３，２４）との間の第１遮断／接続手段（５３，５４）。少なくとも第１遮断状態において、充電端子（２１，２２）をセルの加熱要素（３３）に接続する、充電端子（２１，２２）と加熱要素（３３）との間の第２連結手段（６０）。
2010518567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２０℃よりも高い公称充電動作温度を有する複数の再充電可能なセル（１０）と、該セルを使用するための２つの外部使用端子（２３，２４）と、セルの加熱のための少なくとも１つの電気要素とを備えたパワーバッテリモジュールであって、
セルの充電を管理するための回路（５０）をさらに備えており、
その回路（５０）は、
外部充電器に接続されて、セルを充電するための２つの外部充電端子（２１，２２）であって、該２つの外部充電端子（２１，２２）のうちの第２充電端子と称される少なくとも１つの外部充電端子が２つの外部使用端子（２３，２４）とは異なっている２つの外部充電端子（２１，２２）と、
−前記少なくとも１つの第２充電端子（２１，２２）と、第１使用端子（２３，２４）と称される少なくとも１つの使用端子（２３，２４）との間において、第２充電端子（２１，２２）と第１使用端子（２３，２４）との間の電流の流れを遮断するための第１遮断状態、及び第２充電端子（２１，２２）と第１使用端子（２３，２４）とを接続するための第２接続状態の何れか一方になることが可能である第１遮断／接続手段（５３，５４）と、
−少なくとも第１遮断／接続手段が第１遮断状態にあるときにおいて、加熱要素（３３）に電力を供給するために充電端子（２１，２２）を加熱要素（３３）に接続する、充電端子（２１，２２）と加熱要素（３３）との間の第２連結手段（６０）とを備えていることを特徴とするパワーバッテリモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリモジュールにおいて、
２つの充電端子（２１，２２）は、第１使用端子と称される使用端子（２３，２４）とは異なる第２充電端子であり、
第１遮断／接続手段（５３，５４）は、該第２端子（２１，２２）と該第１端子（２３，２４）との間に設けられていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項３】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記第２連結手段（６０）は、前記加熱要素（３３）と直列に接続されると共に、開閉制御入力（６１）を有する少なくとも１つの加熱断続器（３４）を有しており、
この直列回路は、前記充電端子（２１，２２）間に接続されており、
該制御入力（６１）は、開放制御信号があるときに、該加熱断続器を開放状態にする制御入力（７３，７６）を備えた開放活性化手段（７０）に接続されており、
第３手段は、加熱断続器（３４）の閉鎖が該開放活性化手段（７０）及び該制御入力（７３，７６）から独立するように設けられていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項４】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記第２連結手段（６０）は、前記加熱要素（３３）と直列に接続されていると共に、開閉制御入力（６１）を有する少なくとも１つの加熱断続器（３４）を有しており、
この直列回路は、前記充電端子（２１，２２）間に接続されており、
該制御入力（６１）は、該充電端子（２１，２２）間に電圧が加えられているときに該加熱断続器（３４）の自動的な閉鎖を活性化させるための第３手段（３７，３８）と、開放制御信号があるときに該加熱断続器を開放状態にする制御入力（７３，７６）を有する開放活性化手段（７０）とに接続されていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のバッテリモジュールにおいて、
開放活性化手段（７０）の制御入力（７３）は、加熱断続器（３４）の制御入力（６１）と光絶縁されていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項６】
請求項３又は４に記載のバッテリモジュールにおいて、
開放活性化手段（７０）は、該加熱断続器（３４）及び該遮断手段（５３）によって形成された直列回路と並列に接続されている電流遮断／導通主経路と、開放制御入力として機能する制御端子（７６）とを有する断続器（７４）を備えていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項７】
請求項３乃至６の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記第３手段は、制御入力（６１）に該充電端子（２１，２２）からバイアスをかける要素（３７，３８）を備えていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項８】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記第２連結手段（６０）は、該加熱要素（３３）に直列に接続されていると共に、開閉制御入力（６１）を有する少なくとも１つの加熱断続器（３４）を有し、
この直列回路は、前記充電端子（２１，２２）間に接続されており、
前記加熱断続器（３４）の制御入力（６１）は、電圧制御手段（３９）に接続されていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項９】
請求項８に記載のバッテリモジュールにおいて、
電圧制限手段（３９）は、少なくとも１つのツェナーダイオードを有していることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１０】
請求項３乃至９の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記加熱断続器（３４）は、加熱要素（３３）と直列になる電流遮断／導通主経路と、該主経路を制御すると共に制御入力（６１）として機能する制御端子とを備える少なくとも１つのトランジスタ（３６）を有していることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載のバッテリモジュールにおいて、
前記加熱断続器（３４）のトランジスタ（３６）は、前記電流遮断／導通主経路を構成するドレイン−ソース部と、前記制御入力（６１）として機能するゲートとを有するＭＯＳトランジスタであることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１２】
請求項９に従属する請求項１１に記載されたバッテリモジュールにおいて、
前記ツェナーダイオードは、前記加熱断続器（３４）のＭＯＳトランジスタのゲート−ソース部と並列であることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１３】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記第２連結手段（６０）は、前記充電端子（２１，２２）間の前記加熱要素（３３）に直列に接続されると共に、セルの公称充電動作温度よりも高い設定温度を超える温度から保護する少なくとも１つの温度ヒューズ（３５）を有していることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１４】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
モジュールの少なくとも１つの領域の温度を測定する少なくとも１つの装置（２６，２７）と、
第１遮断／接続手段（５３，５４）の状態制御のための制御手段（２８）とを備え、
前記制御手段（２８）は、測定装置（２６，２７）によって得られる最低温度が前記制御手段（２８）に予め設定されている公称充電動作温度以上のときに第１遮断／接続手段（５３，５４）を接続状態に操作するために、測定装置（２６，２７）によって測定される温度を受信することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１５】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記第２連結手段（６０）は、前記加熱要素（３３）と直列に接続されると共に、開閉制御入力（６１）を有する少なくとも１つの加熱断続器（３４）を有しており、
この直列回路は、前記充電端子（２１，２２）間に接続されており、
前記モジュールは、第１遮断／接続手段（５３，５４）が接続状態にあるときだけ該加熱断続器（３４）を開放するための制御入力（６１）に接続された制御手段（２８）を備えていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１６】
請求項１４に従属する請求項１５に記載のバッテリモジュールにおいて、
前記加熱要素（３３）はそれぞれ、該モジュールの前記領域（Ｚ１，Ｚ２）の温度測定装置（２６，２７）に連結されており、
前記制御手段（２８）は、前記第１遮断／接続手段（５３，５４）が接続状態にある場合において、関連する装置（２６，２７）の測定温度が公称充電動作温度よりも高い第１設定温度（Ｔｃ＋ＤＴ）よりも高くなったときには前記加熱遮断器（３４）を開放し、関連する装置（２６，２７）の測定温度が公称充電動作温度よりも低く且つ２０℃よりも高い第２設定温度（Ｔｃ−ＤＴ）よりも低くなったときには前記加熱断続器（３４）を閉じるように設けられいることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１７】
請求項１４及び１６の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記温度測定装置（２６，２７）は、該モジュールの少なくとも２つの異なる領域（Ｚ１，Ｚ２）に設けられていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１８】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記セルは、薄膜の組立体によって作られていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１９】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記セルは、８０℃よりも高い公称充電動作温度を有することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２０】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールにおいて、
前記セルは、リチウム・金属・ポリマ型のセルであることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２１】
前記請求項の何れか１項に記載のバッテリモジュールにおいて、
充電量設定値の生成手段と、
該充電量設定値を伝達することができる外部との通信のための第１アクセス部とを備えていることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２２】
前記請求項の何れか１つに記載のバッテリモジュールをバッテリケース内に複数備え、該モジュールは、該ケース内で使用端子（２３，２４）によって接続されたバッテリであって、
ケース外部にアクセス可能であると共に、該モジュールに接続された少なくとも２つの使用端子（２３，２４）と、ケース外部にアクセス可能であると共に、該モジュールに接続されている少なくとも２つの充電端子（２１，２２）とを備えていることを特徴とするバッテリ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のバッテリにおいて、
前記モジュールの使用端子（２３，２４）は、ケース内で連続的に直列に接続されており、
外部使用端子（２３，２４）の一方は、前記全モジュールのうち最低電圧の使用端子（２３）に接続されており、他方の外部使用端子（２４）は、前記全モジュールのうち最高電圧の使用端子（２４）に接続されていることを特徴とするバッテリ。
【請求項２４】
請求項２２及び２３の何れか１つに記載のバッテリにおいて、
前記各モジュールの充電端子（２１，２２）は、ケース外部にアクセス可能であることを特徴とするバッテリ。
【請求項２５】
請求項２２及び２３の何れか１つに記載のバッテリにおいて、
前記モジュールは、ケース内で前記充電端子（２１，２２）によって接続されており、
ケース外部にアクセス可能であると共に、前記モジュールに接続されている２つの充電端子（２１，２２）を備えていることを特徴とするバッテリ。
【請求項２６】
請求項２３に記載のバッテリにおいて、
前記モジュールの充電端子（２１，２２）は、ケース内で連続的に直列に接続されており、
外部充電端子（２１，２２）の一方は、前記全モジュールのうち最低電圧の充電端子（２１）に接続されており、他方の外部充電端子（２２）は、前記全モジュールの最高電圧の充電端子（２２）に接続されていることを特徴とするバッテリ。
【請求項２７】
請求項２２乃至２６の何れか１つに記載のバッテリにおいて、
前記モジュールの充電量設定値の生成手段と、
該充電設定値を伝達することができる外部との通信のための第１アクセス部とを備えていることを特徴とするバッテリ。
【請求項２８】
請求項１乃至２１の何れか１つに記載のバッテリモジュールを外部充電器から充電する方法であって、
少なくとも１つの前記第２外部充電端子（２１，２２）は、まずは、当該少なくとも１つの該第２外部充電端子（２１，２２）とは異なる少なくとも１つの前記外部使用端子（２３，２４）と接続されておらず、
前記充電器は、前記外部充電端子（２１，２２）に電圧を印加するために、該外部充電端子に接続され、
前記加熱要素（３３）は、初期加熱段階の間に、前記充電器の電圧で該モジュールの前記セルを少なくとも公称充電動作温度まで加熱するために、該外部充電端子（２１，２２）に接続され、
初期加熱段階後には、少なくとも１つの該第１外部使用端子（２３，２４）は、前記充電器の電圧で前記セル（１０）を充電するために、少なくとも１つの該第２外部充電端子（２１，２２）に接続されることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、
２つの前記充電端子（２１，２２）は、第１使用端子と称される前記使用端子（２３，２４）とは異なる第２充電端子であり、
初期加熱段階の前及び間は、２つの前記充電端子（２１，２２）は、セルが公称充電動作温度まで加熱されるまで、前記使用端子（２３，２４）に対して接続されておらず、
初期加熱段階後には、該充電端子（２１，２２）を該使用端子（２３，２４）に接続することによって、前記セルが該第２充電端子（２１，２２）からの該充電器の電圧で充電されることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２８及び２９の何れか１つに記載の方法において、
該モジュールの少なくとも１つの領域（Ｚ１，Ｚ２）に設けられた少なくとも１つの測定装置（２６，２７）は、温度を測定し、
該測定装置（２６，２７）に接続された該モジュールの計算器（２８）は、前記セルの測定温度を監視すると共に、最低測定温度が公称充電動作温度以上のときには、少なくとも１つの前記第１外部使用端子（２３，２４）を少なくとも１つの前記第２外部充電端子（２１，２２）に接続することを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２８乃至３０の何れか１つに記載の方法において、
少なくとも１つの加熱断続器（３４）は、加熱要素（３３）と直列に接続されると共に、開閉制御入力（６１）を有しており、
この直列回路は、２つの前記外部充電端子（２１，２２）間に接続されており、
前記加熱断続器（３４）は、初期加熱段階の間、前記外部充電端子（２１，２２）に前記充電器の電圧が印加されているときに自動的に閉じ、
前記モジュールの計算器は、前記充電端子（２１，２２）が使用端子（２３，２４）に接続されているときだけ、少なくとも一時的に前記加熱断続器を開けるために制御入力を制御することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３０に従属する請求項３１に記載の方法において、
前記加熱要素（３３）はそれぞれ、前記モジュールの前記領域（Ｚ１，Ｚ２）の温度測定装置（２６，２７）と連結されており、
前記計算器は、前記充電端子（２１，２２）が前記使用端子（２３，２４）に接続されている場合において、前記関連する装置（２６，２７）の測定温度が公称充電動作温度よりも高い第１設定温度（Ｔｃ＋ＤＴ）よりも高くなったときには該加熱断続器（３４）の開けるために、前記関連する装置（２６，２７）の測定温度が公称充電動作温度よりも低く且つ２０℃よりも高い第２設定温度（Ｔｃ−ＤＴ）よりも低くなったときには該加熱断続器（３４）を閉じるために、制御入力を制御することを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３０及び３２の何れか１つに記載の方法において、
前記温度測定装置（２６，２７）は、前記モジュールの少なくとも２つの異なる領域（Ｚ１，Ｚ２）に設けられていることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２８乃至３３の何れか１つに記載の方法において、
前記バッテリモジュールは、自動車に内蔵されていることを特徴とする方法。
【請求項３５】
トラクションモータ駆動装置と、
少なくとも一時的に該トラクションモータ駆動装置に電力を供給する少なくとも１つの請求項２２乃至２７の何れか１つに記載のバッテリとを備えている自動車。
【請求項３６】
請求項３５に記載の自動車において、
前記バッテリモジュールを充電するための充電器（ＣＨＧ）を少なくとも１つ有する充電構造をさらに備えており、
該充電器（ＣＨＧ）は、
該充電器（ＣＨＧ）を外部給電部に接続するための少なくとも１つの接続アクセス部（ＣＸＡＬＥＸＴ）と、
前記モジュールの充電端子（２１，２２）に電気的に接続された出力端子（ＳＣＨ）と、
該出力端子（ＳＣＨ）と接続され、前記外部給電部（ＡＬＥＸＴ）からの電力で前記セルを充電するための手段（ＭＣＨ）とを備えていることを特徴とする自動車。
【請求項３７】
請求項３６に記載の自動車において、
前記充電器（ＣＨＧ）は、
充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）を含む少なくとも１つのメッセージ（ＭＣＨ２）を受信することができる、該充電器の外部と通信するための第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）と、
前記充電手段に充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）を与えるために第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に接続された自動制御手段（ＣＯＭＣＨ）とを備え、
前記充電手段（ＭＣＨ）は、前記第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に与えられた充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）に応じた、外部電気給送（ＡＬＥＸＴ）からの電力でセルを充電するように設けられていることを特徴とする自動車。
【請求項３８】
請求項３７に記載の自動車において、
前記バッテリは、前記モジュールの充電量設定値を生成するための生成手段と、外部と通信するための第１通信アクセス部とを備え、
前記第１通信アクセス部は、前記第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に充電量設定値を伝達するために、前記充電器の第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に接続されていることを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０℃よりも高い公称動作温度を有する再充電可能なセルを備えているバッテリに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の適用分野は、例えば電気自動車のトラクションモータ駆動装置を駆動するための動力源として機能するようなパワーバッテリである。
【０００３】
もちろん、バッテリモジュールは、例えば固定した装置への給電など、他の適用もある。
【０００４】
これらのパワーバッテリモジュールの適用物には、例えば、リチウム金属ポリマ技術セルが利用される。
【０００５】
パワーバッテリモジュールの目的の１つは、できる限り大きいエネルギ密度を有することである。それによって、膜を組み立てることにより作られるリチウム金属ポリマセルは、それぞれ１００Ｗ・ｈ／ｋｇ及び１００Ｗ・ｈ／ｌよりも大きい重量エネルギ密度及び体積エネルギ密度を得ることが可能となる。
【０００６】
自動車への適用において長寿命であることが燃焼エンジンと競争するためのファクタであることに鑑みると、パワーバッテリ産業の他の目的は、長寿命のバッテリモジュールを製造することである。
【０００７】
全体として、本発明に係るセルは、加熱要素によって公称動作温度まで加熱される必要があるタイプのセルである。
【０００８】
モジュールにおいて、セルは、２つの外部接続端子間で接続されている。バッテリは、例えば、直列に接続されると共に、接続端子を有する複数のモジュールから形成されている。
【０００９】
セルは、次の３つの状態になり得る：充電、放電、又は再生である。
【００１０】
セルは、適合した外部充電器に接続されることにより充電される。
【００１１】
放電状態は、セルから電力消費装置への電流の供給に相当する。
【００１２】
再生状態は、例えば、ブレーキをかけたときに、再生電流がトラクションモータ駆動装置からバッテリのセルに供給される電気自動車の場合のように、電力消費装置がセルを再充電する状況に相当する。
【００１３】
モジュール及びバッテリの寿命を保つために、充電を必要とするときには、所定の条件を守らなければならない。
【００１４】
実際に、エネルギ密度が大きいことにより、充電器を形成するエンティティ（entity）とバッテリモジュール又はバッテリとの間を非常に高い電流電荷が循環する。
【００１５】
非常に低温でバッテリ又はバッテリモジュールを充電することは、セルにおいて、セルの寿命を短くする樹枝状結晶を大幅に形成させやすくする。
【００１６】
特許文献１には、通常時には配電ネットワーク整流器（electricity distribution network rectifier）により給電されるコンピュータや電気通信装置のような装置のための緊急用の給電として機能するバッテリの制御システムが記載されている。この制御システムを介して、バッテリは、ネットワーク整流器により充電されると共に、供給ネットワークが遮断された場合には、装置で放電される。このシステムは、休止モードを備えており、休止モードでは、ネットワーク整流器の電圧が検出され、それから低温モードに移行する。低温モードにおいて、システムは、バッテリのセルの温度を６０℃まで加熱するために、ネットワーク整流器によって供給される電流を使用する。一度この６０℃の温度に達すると、システムは充電モードに切り替わり、充電モードでは、ネットワーク整流器によりバッテリを充電するために、バッテリの端子とセルとの間に設けられた断続器が閉じられる。
【００１７】
それゆえ、寿命の大部分、つまり、故障していないときには、この種のシステムは、放電状態ではなく、常に充電エンティティに接続されている。このシステムの不都合な点は、バッテリに対し永久的に接続された、バッテリを充電するエンティティとしての外部供給システムなしでは成り立たないことである。このシステムは、寿命の１％よりもさらに短い時間である充電及び放電サイクルにおいて時々利用されるのであって、充電及び放電において集中的に利用されるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第９９／３１７５２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
これに対し、バッテリが自動車ような装置のための唯一かつ自律的な電源として利用されるときには、寿命の２０％よりも長いといった、充電及び放電サイクルに占める大きい割合のため、バッテリモジュールはより多くの制約を受けることになる。
【００２０】
それゆえ、特許文献１に係るこのシステムは、例えば自動車のような装置の唯一かつ自律的な電源としてバッテリを利用することには適さない。そのトポロジー（topology）により、この特許文献１に係るシステムは、複数のバッテリモジュールを直列に配設することには適さない。
【００２１】
本発明の目的は、バッテリモジュール及びバッテリが、充電エンティティに対し永続的には接続されない一方で、消費者装置における実質的な放電自律性を持たなければならないアプリケーションに適しており、セルを加熱及び充電するためのプロセスの制御、バッテリモジュール又はバッテリの寿命の維持、及び集中利用中に大きい電力密度を保つことを可能とするバッテリモジュール及びバッテリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このために、本発明の第１の主題は、２０℃よりも高い公称充電動作温度を有する複数の再充電可能なセルと、該セルを使用するための２つの外部使用端子と、セルの加熱のための少なくとも１つの電気要素とを備えたパワーバッテリモジュールであって、セルの充電を管理するための回路をさらに備えており、その回路は、以下を備えていることを特徴とする：
−セルを充電するための２つの外部充電端子。ここで、前記２つの外部充電端子は、外部充電器に接続され、２つ外部充電端子のうちの少なくとも１つの外部充電端子は、２つの外部使用端子とは異なる第２充電端子である。
【００２３】
−前記少なくとも１つの第２充電端子と、第１使用端子と呼称される少なくとも１つの使用端子との間の第１遮断／接続手段。
【００２４】
第１遮断／接続手段は、第２充電端子と第１使用端子との間の電流の流れを遮断するための第１遮断状態及び、第２充電端子と第１使用端子とを接続するための第２接続状態の何れか一方になることが可能である。
【００２５】
−少なくとも第１遮断／接続手段が第１遮断状態にあるときにおいて、加熱要素に電流を流すために充電端子を加熱要素に接続する、充電端子と加熱要素との間の第２連結手段。
【００２６】
例えば、２つの充電端子は、第１使用端子と称される使用端子とは異なる第２充電端子であり、第１遮断／接続手段は、該第２端子と該第１端子との間に設けられている。
【００２７】
本発明の実施例は、特に、使用端子によって、複数のモジュールを直列に配置することに関する課題を解決するために提供される。事実、１つの目的は、取り扱いが容易でかつ、特に、例えば自動車のような装置の唯一かつ自律的な給電のために必要な直列接続の場合に、自動破壊せずに使用することができるバッテリモジュールを提供することである。この場合には、各モジュールに使用される断続器を破壊し得る高電圧（数百ボルト）のために、多大な技術的制約が生じる。
【００２８】
本発明の実施例によると：
−前記第２連結手段は、前記加熱要素と直列に接続されると共に、開閉制御入力を有する少なくとも１つの加熱断続器を有しており、この直列回路は、前記充電端子間に接続されており、
該制御入力は、開放制御信号があるときに、該加熱断続器を開放状態にする制御入力を備えた開放活性化手段に接続されており、
第３手段は、加熱断続器の閉鎖が該開放活性化手段及び該制御入力から独立するように設けられている；
−前記第２連結手段は、前記加熱要素と直列に接続されていると共に、開閉制御入力を有する少なくとも１つの加熱断続器を有しており、この直列回路は、前記充電端子間に接続されており、
該制御入力は、該充電端子間に電圧が加えられているときに該加熱断続器の自動的な閉鎖を活性化させるための第３手段と、開放制御信号があるときに該加熱断続器を開放状態にする制御入力を有する開放活性化手段とに接続されている；
−開放活性化手段の制御入力は、加熱断続器の制御入力と光絶縁されている；
−又は、開放活性化手段は、該加熱断続器及び該遮断手段によって形成された直列回路と並列に接続されている電流遮断／導通主経路と、開放制御入力として機能する制御端子とを有する断続器を備えている；
−前記第２連結手段は、該加熱要素に直列に接続されていると共に、開閉制御入力を有する少なくとも１つの加熱断続器を有し、この直列回路は、前記充電端子間に接続されており、
前記加熱断続器の制御入力は、電圧制御手段に接続されている；
−前記第３手段は、制御入力に該充電端子からバイアスをかける要素を備えている；
−電圧制限手段は、少なくとも１つのツェナーダイオードを有している；
−前記加熱断続器は、加熱要素と直列になる電流遮断／導通主経路と、該主経路を制御すると共に制御入力として機能する制御端子とを備える少なくとも１つのトランジスタを有している；
−前記加熱断続器のトランジスタは、前記電流遮断／導通主経路を構成するドレイン−ソース部と、前記制御入力として機能するゲートとを有するＭＯＳトランジスタである；
−前記ツェナーダイオードは、前記加熱断続器のＭＯＳトランジスタのゲート−ソース部と並列である；
−前記第２連結手段は、前記充電端子間の前記加熱要素に直列に接続されると共に、セルの公称充電動作温度よりも高い設定温度を超える温度から保護する少なくとも１つの温度ヒューズを有している；
−モジュールの少なくとも１つの領域の温度を測定する少なくとも１つの装置と、第１遮断／接続手段の状態制御のための制御手段とを備え、
前記制御手段は、測定装置によって得られる最低温度が前記制御手段に予め設定されている公称充電動作温度以上のときに第１遮断／接続手段を接続状態に操作するために、測定装置によって測定される温度を受信する；
−前記第２連結手段は、前記加熱要素と直列に接続されると共に、開閉制御入力を有する少なくとも１つの加熱断続器を有しており、この直列回路は、前記充電端子間に接続されており、
前記モジュールは、第１遮断／接続手段が接続状態にあるときだけ該加熱断続器を開放するための制御入力に接続された制御手段を備えている態にあるときにだけ、加熱断続器を開放する制御入力に接続された制御手段を備えている；
−前記加熱要素はそれぞれ、該モジュールの前記領域の温度測定装置に連結されており、
前記制御手段は、前記第１遮断／接続手段が接続状態にある場合において、関連する装置の測定温度が公称充電動作温度よりも高い第１設定温度よりも高くなったときには前記加熱遮断器を開放し、関連する装置の測定温度が公称充電動作温度よりも低く且つ２０℃よりも高い第２設定温度よりも低くなったときには前記加熱断続器を閉じるように設けられいる；
−前記温度測定装置は、該モジュールの少なくとも２つの異なる領域に設けられている；
−前記セルは、薄膜の組立体によって作られている；
−前記セルは、８０℃よりも高い公称充電動作温度を有する；
−前記セルは、リチウム・金属・ポリマ型のセルである；
−モジュールは、充電量設定値の生成手段と、該充電量設定値を伝達することができる外部との通信のための第１アクセス部とを備えている；
第２の発明主題は、バッテリケース内に上記のようなバッテリモジュールを複数備え、モジュールは、ケース内で使用端子によって接続されており、バッテリは、ケース外部にアクセス可能であると共に、モジュールに接続されている少なくとも２つの使用端子と、ケース外部にアクセス可能であると共に、モジュールに接続されている少なくとも２つの充電端子とを備えていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の他の特徴によると：
−前記モジュールの使用端子は、ケース内で連続的に直列に接続されており、外部使用端子の一方は、前記全モジュールのうち最低電圧の使用端子に接続されており、他方の外部使用端子は、前記全モジュールのうち最高電圧の使用端子に接続されている；
−前記各モジュールの充電端子は、ケース外部にアクセス可能である；
−前記モジュールは、ケース内で前記充電端子によって接続されており、ケース外部にアクセス可能であると共に、前記モジュールに接続されている２つの充電端子を備えている；
−前記モジュールの充電端子は、ケース内で連続的に直列に接続されており、外部充電端子の一方は、前記全モジュールのうち最低電圧の充電端子に接続されており、他方の外部充電端子は、前記全モジュールの最高電圧の充電端子に接続されている；
−バッテリは、前記モジュールの充電量設定値の生成手段と、該充電設定値を伝達することができる外部との通信のための第１アクセス部とを備えている。
【００３０】
第３の発明主題は、上記のようなバッテリモジュールを外部充電器から充電する方法であって、
少なくとも１つの前記第２外部充電端子は、まずは、当該少なくとも１つの該第２外部充電端子とは異なる少なくとも１つの前記外部使用端子と接続されておらず、
前記充電器は、前記外部充電端子に電圧を印加するために、該外部充電端子に接続され、
前記加熱要素は、初期加熱段階の間に、前記充電器の電圧で該モジュールの前記セルを少なくとも公称充電動作温度まで加熱するために、該外部充電端子に接続され、
初期加熱段階後には、少なくとも１つの該第１外部使用端子は、前記充電器の電圧で前記セルを充電するために、少なくとも１つの該第２外部充電端子に接続されることを特徴とする。
【００３１】
本発明の他の特徴によると：
−２２つの前記充電端子は、第１使用端子と称される前記使用端子とは異なる第２充電端子であり、
初期加熱段階の前及び間は、２つの前記充電端子は、セルが公称充電動作温度まで加熱されるまで、前記使用端子に対して接続されておらず、
初期加熱段階後には、該充電端子を該使用端子に接続することによって、前記セルが該第２充電端子からの該充電器の電圧で充電される；
−該モジュールの少なくとも１つの領域に設けられた少なくとも１つの測定装置は、温度を測定し、
該測定装置に接続された該モジュールの計算器は、前記セルの測定温度を監視すると共に、最低測定温度が公称充電動作温度以上のときには、少なくとも１つの前記第１外部使用端子を少なくとも１つの前記第２外部充電端子に接続する；
−少なくとも１つの加熱断続器は、加熱要素と直列に接続されると共に、開閉制御入力を有しており、この直列回路は、２つの前記外部充電端子間に接続されており、
前記加熱断続器は、初期加熱段階の間、前記外部充電端子に前記充電器の電圧が印加されているときに自動的に閉じ、
前記モジュールの計算器は、前記充電端子が使用端子に接続されているときだけ、少なくとも一時的に前記加熱断続器を開けるために制御入力を制御する；
−前記加熱要素はそれぞれ、前記モジュールの前記領域の温度測定装置と連結されており、
前記計算器は、前記充電端子が前記使用端子に接続されている場合において、前記関連する装置の測定温度が公称充電動作温度よりも高い第１設定温度よりも高くなったときには該加熱断続器の開けるために、前記関連する装置の測定温度が公称充電動作温度よりも低く且つ２０℃よりも高い第２設定温度よりも低くなったときには該加熱断続器を閉じるために、制御入力を制御する；
−前記温度測定装置は、前記モジュールの少なくとも２つの異なる領域に設けられている；
−前記バッテリモジュールは、自動車に内蔵されている；
第４の発明主題は、トラクションモータ駆動装置と、少なくとも一時的にトラクションモータ駆動装置に電力を供給する少なくとも１つの上記のようなバッテリとを備えている自動車である。
【００３２】
本発明は、添付図面を単に限定しない例として考えれば、以下の記載からより理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明に係るバッテリモジュールを概略的に示している。
【図２】図２は、図１に係るモジュールのセルの加熱回路を概略的に示している。
【図３】図３は、直列な２つの図１に係るモジュールの２つの充電器による充電例を概略的に示している。
【図４】図４は、直列な２つの図１に係るモジュールの１つの充電器による充電例を概略的に示している。
【図５】図５は、図１に係るモジュールの加熱回路の実施例を概略的に示している。
【図６】図６は、加熱要素の電圧の表示部を備えると共に、１つの充電器により充電される直列に接続された複数のモジュール１を有するバッテリの実施例を概略的に示している。
【図７】図７は、１つのモジュールの加熱要素が部分的に不活性である場合の図６に相当する図である。
【図８】図８は、本発明に係るモジュールを充電するプロセスの組織図である。
【図９】図９は、図５に係るモジュールの加熱回路の他の実施例を概略的に示している。
【図１０】図１０は、本発明に係るモジュールパックが設置された自動車の充電器の実施例を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、図に示された実施形態に関して、以下に記載されており、そこでは、セルは、例えばリチウム・金属・ポリマから成る薄膜を組み立てることにより作られている。これらの薄膜の全厚みは、例えば３００マイクロメートルよりも小さく、例えばおよそ１５０マクロメートルである。セルは、２０℃よりも高い公称充電動作温度を有しており、リチウム・金属・ポリマ技術では、９０℃の公称充電動作温度を有している。
【００３５】
図１において、バッテリモジュール１は、２つの第１外部接続使用端子２３，２４間に、再充電可能であると共に放電可能である、直列に接続されたｍ個の同一のセル１０及びそれ自身のセル１０を制御する制御装置２０を備えている。この制御装置２０は、例えば、プリント配線回路の電子カードの形態をしている。
【００３６】
バッテリは、端子２３，２４により直列に接続された１つ以上のモジュールによって構成される。直列にｎ個のモジュールを配置するために、図３，４及び５に示すように、モジュールの高電圧端子２４は、例えば十分に大きい横断面の金属棒のような電力導通体５７によって、隣のモジュールの低電圧端子２３に接続されている。バッテリは、２つの外部端子を備えており、その外部端子の一方は、全モジュールのうち最低電圧の端子２３に接続されており、その外部端子の他方は、全モジュールのうち最高電圧の端子２４に接続されている。これらの２つの外部端子は、消費装置に電流を供給するために、消費装置の２つの端子に接続される。例えば、ｎは、１＜ｎ＜１５である。もちろん、図示しない他の実施形態では、モジュールのいくつかを並列に配置してもよい。
【００３７】
モジュール１の装置２０は、外部充電器に接続される加熱充電端子２１，２２を備えている。充電端子２１，２２は、セルに接続されている接続端子２３，２４とは異なっている。セル１０の充電を管理するための回路５０は、接続端子２３，２４と充電端子２１，２２との間に配置されている。直列に連結されたセル１０の両端に端子２３，２４が接続されることによって、電流電荷の流れがセルに到達し、モジュール１が消費装置に接続されたときには、セル１０から放電電流が流れると共に、再生電流がセル１０に到達する。もちろん、ここに図示しない実施形態では、外部接続端子２３，２４は、充電管理回路からの電流電荷を送信する端子とは物理的に異なっていてもよく、これらの送信端子は、セル及び外部接続端子２３，２４と電気的に接続されていればよい。
【００３８】
端子２１，２２は、外部充電器が接続されていることを検出するモジュール５１に接続されており、モジュール５１は、端子２１，２２に充電電圧が印加されていないときには、第１情報信号を、端子２１，２２に充電電圧が印加されているときには、第２充電検出信号を供給する出力５２を有する。
【００３９】
同様に、端子２１，２２間には、以下に記述される連結手段６０によって端子２１，２２と並列に接続されて、電気抵抗によりセル１０を加熱するための１つ以上の加熱要素３３が設けられている。これらの要素３３は、例えば加熱プレートによって構成されている。
【００４０】
図２に示す実施形態では、加熱プレート３３は、モジュール１の少なくとも第１及び第２の異なる加熱領域Ｚ１，Ｚ２に設けられている。具体的には、例えば、図２の２つのプレートＰｃｈ４及びＰｃｈ５によるモジュールの壁部領域Ｚ１及び、２つ又は３つの加熱プレートＰｃｈ１，Ｐｃｈ２及びＰｃｈ３によるモジュールの中央領域Ｚ２である。
【００４１】
遮断手段５３，５４は、セル１０の方に位置する端子２３，２４と、充電器及び加熱要素３３の方に位置する端子２１，２２との間に設けられている。それゆえ、遮断手段５３，５４は、加熱要素３３に連結する手段６０と、セルへのアクセスを与えている端子２３，２４との間に配置されていると共に、端子２１，２２から端子２３，２４及びセル１０への充電電流の流れを遮ることができる。
【００４２】
これらの遮断手段５３，５４は、端子２１，２２と端子２３，２４との間で両方向の電流の流れを作るために閉じられ得る。図１では、それらは、端子２１と端子２３との間の断続器５３と、端子２２と端子２４との間の他の断続器５４とで構成されている。断続器５３，５４は、端子２１，２２から端子２３，２４への充電電流の流れを支える閉鎖状態を有する。断続器５３，５４は、例えば、電子カードのプリント配線回路に直接埋め込まれたメカニカルリレーによって形成される。
【００４３】
図示しない実施形態では、断続器５３及び５４の何れか一方は、取り除かれ、使用端子２３又は２４と充電端子２１又は２２との間の電気的接続に取り替えられ、他方の使用端子２４又は２３と放電端子２２又は２１との間に、遮断手段５４又は５３が設けられる。さらに、電気的接続は、外部使用端子２３が外部充電端子２１となる、あるいは、外部使用端子２４が外部充電端子２２となることを意味し得る。
【００４４】
制御手段は、遮断手段５３，５４を閉鎖状態及び遮断状態の何れかにするために設けられている。図１の実施形態では、これらの制御手段は、断続器５３及び５４を作動させるためのアクチュエータ５５に接続された計算器２８を備えている。計算器２８は、セル１０の温度を測定する１つ以上の装置２６，２７と、外部充電器が接続されていることを検出するためのモジュール５１の出力５２とに接続されている。例えば、装置２６は、領域Ｚ１の温度Ｔ１を測定する機能を有し、装置２７は、領域Ｚ２の温度Ｔ２を測定する機能を有する。
【００４５】
直列に接続された複数のモジュール１を備えたバッテリの場合には、図３に示すように、モジュールごとに１つの充電器が設けられていてもよく、あるいは、図４に示すように、全モジュールに１つの共通充電器が設けられてもよい。
【００４６】
図３では、各モジュール１ａ，１ｂは、バッテリの他のモジュールの充電端子２１，２２から独立すると共に、それぞれ充電器Ｃａ，Ｃｂの端子と接続するための適当な手段によって外部からアクセス可能にされた充電端子２１，２２を備えている。
【００４７】
図４では、モジュール１の充電端子２１，２２は、導体５６を介して直列に接続される。モジュール１ａの高電圧端子２２ａは、導体５６によって、１ｂに係るモジュールの低電圧端子２１ｂに接続されている。バッテリは、２つの外部充電端子を備えており、その外部充電端子の一方は、全モジュールのうちの最低電圧の端子２１ａに接続され、その外部充電端子の他方は、全モジュールのうち最高電圧の端子２２ｂに接続されている。これらの２つの外部充電端子は、共通充電器Ｃの端子に接続されるための適当な手段によって、外部からアクセス可能にされている。
【００４８】
図１，２，５及び９を参照して、モジュール１において加熱要素３３を充電端子２１，２２に連結する手段６０の実施形態を以下に記述する。図５及び９においては、保護ヒューズ３５は図示してないが、直列に接続された２つのモジュール１を有する実施形態が示されている。
【００４９】
連結手段６０は、加熱電流の流れから分岐路において、加熱要素３３のそれぞれに、要素３３と直列に接続された保護ヒューズ３５と加熱断続器３４とを有している。この分岐路は、一端が充電端子２１に、他端が別の充電端子２２に接続されている。加熱断続器３４が、連結された要素３３に加熱電流を流すために充電端子２１，２２間の電圧が加えられているときに自動的に閉じるように、閉鎖活性化手段が、加熱断続器３４の制御入力６１に設けられている。開放活性化手段は、開放起動信号が加熱断続器３４の制御入力６１に作用したときに加熱断続器３４が開放するように設けられている。
【００５０】
図５及び９では、各加熱断続器３４は、例えば、加熱要素３３に直列に接続された、加熱電流を流すためのドレイン−ソース部を有するエンハンスメントＭＯＳトランジスタ３６によって形成されている。分圧回路を形成するために、バイアス抵抗器３７は、トランジスタ３６のゲート６１を充電端子２２に接続している一方、別のバイアス抵抗器３８は、トランジスタ３６のゲート６１を充電端子２１に接続している。充電端子２１，２２間に充電器の電圧が加わっているときには、トランジスタ３６は、自動的に導通する。そのとき、自動閉鎖活性化手段は、バイアス抵抗器３７，３８によって形成されている。もちろん、他のタイプのトランジスタ３６を、加熱要素３３と直列な遮断／導通主経路（例えば、ドレイン−ソース又はコレクタ−センダ）を有する加熱断続器３４を形成するために設けてもよい。
【００５１】
また、断続器３４の制御入力６１の電圧制限手段も設けられている。図５及び９の実施形態では、これらの電圧制限手段は、トランジスタ３６のゲート−ソース制御部のバイアス抵抗器と並列に接続されたツェナーダイオード３９によって形成されている。図５の場合には、トランジスタ３６は、加熱要素３３に接続されたドレイン及び充電端子２１に接続されたソースを有するＮ型チャネルのＭＯＳ型のトランジスタであり、ツェナーダイオード３９は、カソードがトランジスタ３６のゲート６１に接続されると共に、アノードが端子２１に接続されることによって、抵抗器３８と並列に接続されている。もちろん、トランジスタ３６は、Ｐ型チャネルエンハンスメント又はＰ型チャネルデプレッション若しくは、図２に示すように、Ｎ型チャネルデプレッションのＭＯＳ型のトランジスタであってもよい。
【００５２】
結果的に、遮断手段５３，５４が開いているときに、直列に接続された充電端子２１，２２間の１つの充電器Ｃによって、直列に接続された複数のモジュール１に充電電圧がかけられた場合に起こり得る加熱断続器３４の破壊の危険性が解消される。図６は、例えば、直列な９つの同一のモジュール１を備えた、図４に相当するようなバッテリを示しており、その加熱要素ＰＣｈのみが示されている。各モジュールは、それぞれ１８オームの抵抗器を有する並列な２つの加熱要素ＰＣｈ（例えば、壁領域Ｚ１の加熱要素ＰＣｈ）と、それぞれ８オームの抵抗器を有する３つの加熱要素ＰＣｈ（例えば、中央領域Ｚ２の加熱要素ＰＣｈ）とを有している。共通充電器Ｃは、９つのモジュール１の端部端子２１，２２に３６０ボルトの総電圧をかける。それゆえ、各モジュール１は、それぞれの電圧計の表示部に表示されているように、自身の端子２１，２２に４０ボルトの電圧を受ける。
【００５３】
加熱要素３３の加熱断続器３４を開くことよって、加熱要素３３の１つが不活性化された場合には、その充電端子２１，２２間の全体の加熱抵抗器が減り、それにより、その他の加熱要素３３が受ける電圧が増大する。図７には、この場合が示されており、モジュール１ｃでは、８オームの抵抗の３つの加熱要素と直列に接続された断続器３４が開かれており、これにより、モジュールの端子２１，２２間で空白で示されているように、これらの要素における電流の流れが遮られている。そうして、このモジュール１ｃの端子２１，２２には、１２７．３Ｖの電圧が、他のモジュール１の端子２１，２２には、２９．０９Ｖの電圧が、それぞれ表示されている。この場合には、過大な電圧のために、モジュール１ｃの加熱断続器３４が破壊される虞がある。
【００５４】
図５及び９では、モジュールの充電端子２１，２２間の電圧が増大したときには、トランジスタ３６のゲートとソースとの間の電圧は、ゲート−ソース接合部と並列なツェナーダイオード３９によって定められた制限値内で安定化する地点まで増大する。このため、加熱断続器３４の閉鎖に対応するトランジスタ３６の導通は、制御の切り替えには依存せず、その結果、図７に示すような破壊的状況が回避される。
【００５５】
図２に示す変形例では、各加熱断続器３４は、加熱電流経路として機能するドレイン−ソース部を有するＭＯＳデプレッショントランジスタを備えている。
【００５６】
図５の実施形態では、加熱断続器３４の開放活性化手段７０は、加熱断続器３４の制御入力６１に接続された光検出器７１と、抵抗器７７を介して制御入力７３に接続されると共に、次いで、適当な回路によって計算器２８に接続された光源７２とを有する光電子カプラ又は光カプラを備えている。図５の実施形態では、光検出器７１は、トランジスタ３６のゲート−ソース部と並列に接続されたコレクタ−エミッタ経路を有するＮＰＮ型フォトトランジスタであり、光源７２はフォトダイオードである。フォトダイオード７２が入力７３から制御手段によって、導通状態にされたときには、フォトトランジスタ７１は、コレクタ−エミッタ経路でゼロに近い電圧の導通状態にされる。このことにより、加熱トランジスタ３６のゲート−ソース電圧がゼロにされる。そうして、加熱トランジスタ３６は、加熱要素３３との電流の通過を遮る開放状態に切り替えられる。フォトダイオード７２が制御手段により導通状態にされていないときには、フォトトランジスタ７１は非導通状態にされ、自動閉鎖活性化手段の機能を変更しない。
【００５７】
図９は、図５の変形例である。図９では、加熱断続器３４の開放を活性化する手段７０は、加熱トランジスタ３６のゲート−ソース部及び断続器５３によって形成された直列回路に並列に接続された電流遮断／導通経路と、開放制御入力として機能する制御端子７６とを有する断続器７４を備えている。断続器７４は、例えば、コレクタ−エミッタ部によって形成される電流遮断／導通経路を有するバイポーラトランジスタによって形成されている。トランジスタ３６のゲート６１に接続された抵抗器７５は、電流をトランジスタ７４に導く。トランジスタ７４は、例えば、トランジスタ３６のゲート６１に接続されたコレクタと、トランジスタ３６のソースと接続された充電端子２１に対し接続された断続器５３の一側とは反対側に接続されたエミッタとを有するＮＰＮ型のトランジスタである。従って、トランジスタ７４は、断続器５３が閉じられたときにだけ活性化する。これにより、断続器５３が開いたときに、加熱断続器３４を開放する命令が妨げられ、その結果、図７に関して述べたような、加熱要素３３の不活性化の上記の問題が解決する。断続器５３が閉じられた状態で、端子７６の制御によって、トランジスタ７４が導通状態にされたときには、そのコレクタ−エミッタ電圧はゼロに近づく。そのことにより、入力６１を介して、トランジスタ３６が開放状態に切り替えられる。もちろん、他のタイプのトランジスタ７６を使用してもよい。
【００５８】
セルの充電方法は、以下の通り、例えば、図８に記載したように進行する。
【００５９】
第１加熱段階の間には、制御手段は、まず、ステップＥ１の間に、セル１０を充電端子２１，２２から遮断するために、遮断手段５３，５４を開放状態に保持する。そうして、モジュールは、使用端子２３，２４が、充電端子２１，２２から切断された４点モードになる。
【００６０】
次に、ユーザは、充電端子２１，２２に加熱電圧をかけるために、適当な手段によって、外部充電器を２つの充電端子２１，２２に接続する。この充電器によって充電端子２１，２２に加えられた加熱電圧は、ゼロボルトから最大設定値まで増大することによって立ち上がる。そのとき、加熱断続器３４は、加熱電流を加熱要素３３に流すことができる状態にある。
【００６１】
充電端子２１，２２間の電圧がゼロボルトと最大設定値との間の予め決められた閾値を超えたときに、モジュール５１は、充電器が接続されていることを検出すると共に、充電器検出信号を出力５２から計算器２８に送信する。
【００６２】
充電端子２１，２２に印加された加熱電圧は、加熱要素３３に電流を流し、これにより、セル１０の温度が上昇する。遮断手段５３，５４によって、セルに接続された端子２３，２４と充電端子２３，２４との間が切断されているため、充電器の電圧による充電電流が充電器からセル１０に流れない。これにより、低温での充電が回避される。
【００６３】
ステップＥ１に続くステップＥ２では、計算器２８は、常に、装置２６及び／又は２７によって測定された温度Ｔ１及び／又はＴ２を監視している。計算器２８が、この温度Ｔ１若しくはＴ２、又は温度測定装置の最低温度であるモジュールの温度Ｔが充電を許可するための予め決められた値Ｔｃに達していると判断したときには、ステップＥ３で、計算器２８は、アクチュエータ５５により、断続器５３，５４それぞれに、第１加熱段階に続く第２充電段階である遮断状態から閉鎖状態になるように命令する。この予め決められた充電許可温度値Ｔｃは、上記で示した例では９０℃である公称充電動作温度と等しい。
【００６４】
次に、端子２１，２２に印加される充電器の電圧は、セル１０を充電するために、閉じられた遮断手段５３，５４を介してセル１０の端子２３，２４に伝達される。これにより、セル１０は、充電器から端子２１，２２、閉じられた遮断手段５３，５４及び端子２３，２４を通じて充電電流を受ける。そのとき、モジュールは２点モードである。
【００６５】
計算器２８は、セル１０の第２充電段階の間、加熱断続器３４に対して、開閉することを命令する。これらの命令は、例えば、装置２６，２７によって測定された温度Ｔ１及び／又はＴ２をセルの最低設定充電温度よりも高く維持するために、セルの温度管理アルゴリズムの関数として生成される。
【００６６】
図８の実施形態では、それぞれステップＥ３に続くステップＥ４及びＥ１４において、初期加熱段階後に、加熱要素３３の加熱断続器３４は、再び閉鎖状態になる。図８は、例えば壁領域のようなモジュールの第１領域Ｚ１の加熱断続器３４によって実行される左側のステップＥ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９と、例えば中央領域のようなモジュールの第２領域Ｚ２の加熱断続器３４によって実行される右側のステップＥ１４，Ｅ１５，Ｅ１６，Ｅ１７，Ｅ１８，Ｅ１９とを示している。第１領域の温度Ｔ１のためのステップＥ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９は、以下に記載されており、第２領域の温度Ｔ２のためのステップＥ１４，Ｅ１５，Ｅ１６，Ｅ１７，Ｅ１８，Ｅ１９は、ステップＥ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９と類似している。
【００６７】
ステップＥ４の後、計算器２８は、ステップＥ５において、測定温度Ｔ１が、公称充電動作温度Ｔｃよりもある１インクリメント（increment）ＤＴだけ高い温度よりも高いか否かを判定する。ステップＥ５において否定的であれば、ステップＥ４に戻る。ステップＥ５において肯定的であれば、計算器２８は、ステップＥ６において、開放制御信号ＣＯＭ１を、第１領域の加熱要素３３と連結された活性化手段７０に送信する。ステップＥ７において、連結された加熱断続器３４の開放により、第１領域の加熱要素３３に電流が流れなくなる。
【００６８】
次に、ステップＥ８では、計算器２８は、測定温度Ｔ１が、公称充電動作温度Ｔｃよりもある１インクリメントＤＴ’だけ低い温度よりも低いか否かを判定する。ステップＥ８において否定的であれば、ステップＥ７に戻る。ステップＥ８で肯定的であれば、ステップＥ９において、計算器２８は、手段７０に開放制御信号をもう送信していないことによって、第１領域の加熱要素３３に連結された活性化手段３７，３８に対し、閉鎖制御信号ＣＯＭ２を送信する。このプロセスは、連結された加熱断続器３４を閉じると共に、第１領域の加熱要素３３に電流を流すステップＥ４に戻る。
【００６９】
他の実施形態では、加熱断続器３４の開閉が、予め決められた期間で繰り返される。
【００７０】
上記では、充電段階のときには、加熱のせいで電流が急激に増加することを防止するために非同期方式で、加熱要素３３は、その断続器３４の閉鎖によって活性化されるか、又は、断続器３４の開放によって不活性化される。
【００７１】
従って、各モジュールがその加熱自主性を妨げない範囲で、加熱断続器の切り替えが回避され、２点モードと４点モードとの切り替え段階は、断続器を破壊から守るために厳密に管理される。
【００７２】
本発明によると、バッテリを構成するための直列に接続された複数のモジュールを備えたバッテリパックが形成されている。このバッテリパックは、（２つの前輪と２つの後輪とを備え、バッテリパックを含む全重量が約１トンである自動車によって構成された）完全に電動の、車輪付きの電動陸上自動車にうまく搭載され且つ利用され得るという意味で、機能的である。つまり、そのトラクションモータ駆動装置には、自動車の２つの車輪を進ませるために、このバッテリパックのみによる電力が供給される。
【００７３】
また、自動車は、ｎ個のモジュールに対するｎ個の充電器のセットからｎ個のモジュールに対する１つの充電器まで発展させることができる充電構造を搭載できるようにしてもよい。その自動車がアイドリングしているときにモジュールを充電するために、例えば、フランスにおいては２３０ボルトのネットワークのような電気ネットワークからの典型的な給電などの外部からの給電が、充電構造に対しこの効果をもたらすように設けられたアクセス部に接続される。
【００７４】
図１０に示された実施形態では、自動車Ｖは、複数のモジュール１のパックＰＢＡＴと、バッテリモジュールを充電するための少なくとも１つの充電器（ＣＨＧ）を有する充電構造とを備えている。
【００７５】
充電器（ＣＨＧ）は、以下のものを備えている：
−充電器（ＣＨＧ）を外部給電部に接続するための少なくとも１つの接続アクセス部（ＣＸＡＬＥＸＴ）。
【００７６】
−モジュールの充電端子（２１，２２）に電気的に接続された出力端子（ＳＣＨ）。
【００７７】
−外部電気給電部（ＡＬＥＸＴ）からセルに電力を充電するための手段（ＭＣＨ）。充電手段（ＭＣＨ）は、出力端子（ＳＣＨ）と接続されている。
【００７８】
実施形態によると、充電器（ＣＨＧ）は、以下のものを備える。
【００７９】
−充電器の外部と通信するための第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）。ここで、第２通信アクセス部は、充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）を含む少なくとも１つのメッセージ（ＭＣＨ２）を受信することができる。
【００８０】
−第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に接続されて充電手段に充電量設定値を与える自動制御手段（ＣＯＭＣＨ）。ここで、充電手段（ＭＣＨ）は、第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に与えられた充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）に応じた、外部給電部（ＡＬＥＸＴ）からの電力で、セルを充電するように設けられている。
【００８１】
バッテリは、モジュールの充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）を生成するための生成手段（ＰＲＯＤＣＯＮＳＣＨ）と、外部と通信するための第１通信アクセス部（ＡＣＣ１）とを備えている。ここで、第１通信アクセス部は、第２通信アクセス部に充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）を伝達するために、充電器の第２通信アクセス部（ＡＣＣＩＮＦＣＨ）に接続されている。例えば、モジュールの充電量設定値（ＣＯＮＳＣＨ）の生成するための生成手段（ＰＲＯＤＣＯＮＳＣＨ）は、バッテリパックのモジュールの１つに設けられている。
【００８２】
上記の実施形態では、第１及び第２アクセス部は、バスＢタイプで設けられている。第１及び第２アクセス部は、例えば、自動車のＣＡＮバスによって接続される。
【００８３】
実施形態では、充電器ＣＨＧの外部電気供給部への接続アクセス部ＣＸＡＬＥＸＴは、２つの導体への単純な接続によって形成される。
【００８４】
実施形態では、充電器ＣＨＧは、上記のように、自動車Ｖにおいて、バッテリパックＰＢＡＴの全モジュール１に対して１つ設けられている。
【図１】
2010518567.tif 000003
【図２】
2010518567.tif 000004
【図３】
2010518567.tif 000005
【図４】
2010518567.tif 000006
【図５】
2010518567.tif 000007
【図６】
2010518567.tif 000008
【図７】
2010518567.tif 000009
【図８】
2010518567.tif 000010
【図９】
2010518567.tif 000011
【図１０】
2010518567.tif 000012
【国際調査報告】
2010518567.tif 000013
2010518567.tif 000014
2010518567.tif 000015
2010518567.tif 000016