(57)【要約】      （修正有）【課題】自律式にリチウムイオン電池を保護するための方法、システム、及び装置を提供する。【解決手段】重放電に起因する損傷からリチウムイオン電池を自動的に保護し、且つ、低温での再充電からリチウムイオン電池を自動的に保護することを可能にするシステムを教示している。内部論理回路と、自律式スイッチとを用い、且つ、ヒーターを用いて電池を保護しており、宇宙船による監視又は制御の関与は不要である。いくつかの実施形態では、電池を予備加熱するとともに再充電するために、太陽電池アレイ用セル群から成る１列又は複数列の専用セル列を使用している。電池内部に完全に自己完結的に収容されており、他のインターフェースは、太陽電池アレイ用セル群から成るセル列（１つ又は複数）のためのインターフェースだけである。【選択図】図１
2013153641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池のための自律式の調節方法であって、
前記電池の電圧を検知するステップと、
プロセッサを使って前記電池の前記電圧を前記電池のプリセット電圧と比較するステップと、
前記電池の前記電圧が前記プリセット電圧を下回っていると前記プロセッサが判断したときに、バス回路から前記電池を切断するように超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチを選択的に制御するとともに、前記電池を専用充電回路に接続するように低抵抗リレースイッチを選択的に制御するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記電池の前記電圧が前記プリセット電圧を超えていると前記プロセッサが判断したときに、前記電池を前記バス回路に接続するように前記リレースイッチを選択的に制御するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電池のための自律式の調節システムであって、
前記電池の電圧を検知するように構成されたセンサと、
前記電池の前記電圧を前記電池のプリセット電圧と比較するように構成されたプロセッサと、
前記電池の前記電圧が前記プリセット電圧を下回っていると前記プロセッサが判断したときに、バス回路から前記電池を切断すべく超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチを切り替えるように構成され、且つ前記電池を専用充電回路に接続すべく低抵抗リレースイッチを切り替えるように構成されたスイッチ論理回路と
を備えるシステム。
【請求項４】
前記電池の前記電圧が前記プリセット電圧を超えていると前記プロセッサが判断したときに、前記電池を前記バス回路に接続すべく前記リレースイッチを切り替えるように前記スイッチ論理回路が更に構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記専用充電回路が、太陽電池アレイの少なくとも一部を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記電池、前記センサ、前記プロセッサ、前記スイッチ論理回路、前記ＮＥＡスイッチ、及び前記リレースイッチが、単一のユニットの中に一緒に収められている、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
電池のための自律式の調節方法であって、
前記電池の電圧を検知するステップと、
前記電池の前記電圧を前記電池のプリセット電圧と比較するステップと、
前記電池の前記電圧が前記プリセット電圧を下回っているときに、バス回路から前記電池を切断するようにバス回路スイッチを選択的に制御するステップと、
前記電池の温度を検知するステップと、
前記電池の前記温度を前記電池のしきい値温度と比較するステップと、
前記電池の前記温度が前記しきい値温度を下回っているときに、専用電源装置から前記電池を切断するように第２の温度スイッチを選択的に制御するとともに、電池ヒーターを前記専用電源装置に接続するように第１の温度スイッチを選択的に制御するステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記電池の前記温度が前記しきい値温度を超えたときに、前記専用電源装置から前記電池ヒーターを切断するように前記第１の温度スイッチを選択的に制御するとともに、前記電池を前記専用電源装置に接続するように前記第２の温度スイッチを選択的に制御するステップを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記専用電源装置が、太陽電池アレイの少なくとも一部を備える、請求項１又は７に記載の方法。
【請求項１０】
前記太陽電池アレイの前記一部が、少なくとも１連の太陽電池用セルである、請求項３又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電池、前記バス回路スイッチ、前記第１の温度スイッチ、前記第２の温度スイッチ、及び前記電池ヒーターが、単一のユニットの中に一緒に収められている、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記電池が宇宙船に載っている、請求項１又は７に記載の方法。
【請求項１３】
前記電池がリチウムイオン電池である、請求項１又は７に記載の方法。
【請求項１４】
電池のための自律式の調節システムであって、
前記電池の電圧を検知するように構成された電圧センサと、
前記電池の前記電圧を前記電池のプリセット電圧と比較するように構成された第１のプロセッサと、
前記電池の前記電圧が前記プリセット電圧を下回っていると前記第１のプロセッサが判断したときに、バス回路から前記電池を切断すべくバス回路スイッチを切り替えるように構成されたスイッチ論理回路と、
前記電池の温度を検知するように構成された温度センサと、
前記電池の前記温度を前記電池のしきい値温度と比較するように構成された第２のプロセッサと、
前記電池の前記温度が前記しきい値温度を下回っていると前記第２のプロセッサが判断したときに、専用電源装置から前記電池を切断するように構成された第２の温度スイッチと、
前記電池の前記温度が前記しきい値温度を下回っていると前記第２のプロセッサが判断したときに、電池ヒーターを前記専用電源装置に接続するように構成された第１の温度スイッチと
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記電池の前記温度が前記しきい値温度を超えていると前記第２のプロセッサが判断したときに、前記専用電源装置から前記電池ヒーターを切断するように前記第１の温度スイッチが更に構成され、且つ前記電池の前記温度が前記しきい値温度を超えていると前記第２のプロセッサが判断したときに、前記電池を前記専用電源装置に接続するように前記第２の温度スイッチが更に構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記電池、前記電圧センサ、前記第１のプロセッサ、前記第２のプロセッサ、前記温度センサ、前記スイッチ論理回路、前記バス回路スイッチ、前記第１の温度スイッチ、前記第２の温度スイッチ、及び前記電池ヒーターが、単一のユニットの中に一緒に収められている、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電池の保護に関し、特に自律式のリチウムイオン電池の保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、宇宙船の制御アルゴリズムを使って、宇宙船の電池が完全に放電してしまうのを防止している。しかしながら、過去には、これらの保護アルゴリズムの障害によって宇宙船の電池が完全に放電されてしまっており、そのためにこういった電池が損傷しかねない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、自律式にリチウムイオン電池を保護するための装置、システム、及び方法に関する。１つ又は複数の実施形態において、電池のための自律式の調節方法が開示される。開示の方法は、センサを使って電池の電圧を検知することを含んでいる。本方法は更に、プロセッサを使って電池の電圧をその電池のプリセット電圧と比較することも含んでいる。加えて、本方法は、電池の電圧がそのプリセット電圧を下回っているとプロセッサが判断したときに、スイッチ論理回路を使って、バス回路から電池を切断するように超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチを開放位置に切り替えるとともに、上記スイッチ論理回路を使って、電池を専用充電回路に接続するように低抵抗リレースイッチを切り替えることを含んでいる。更に、本方法は、電池の電圧がプリセット電圧を超えているとプロセッサが判断したときに、スイッチ論理回路を使って、電池を上記バス回路に接続するように上記リレースイッチを切り替えることも含んでいる。
【０００４】
１つ又は複数の実施形態において、上記専用充電回路は、太陽電池アレイの少なくとも一部を備えている。少なくとも１つの実施形態において、上記太陽電池アレイの上記一部は、少なくとも１連の太陽電池用セルである。いくつかの実施形態では、電池、センサ、プロセッサ、スイッチ論理回路、ＮＥＡスイッチ、及び／又はリレースイッチは、単一のユニットの中に一緒に収められている。１つ又は複数の実施形態では、電池は宇宙船に載っている。いくつかの実施形態では、電池はリチウムイオン電池である。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態において、電池のための自律式の調節システムが開示される。開示のシステムは、電池の電圧を検知するように構成されたセンサを備えている。本システムは更に、電池の電圧をその電池のプリセット電圧と比較するように構成されたプロセッサも備えている。加えて、本システムは、電池の電圧がそのプリセット電圧を下回っているとプロセッサが判断したときに、バス回路から電池を切断すべく超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチを開放位置に切り替えるように構成され、且つ電池を専用充電回路に接続すべく低抵抗リレースイッチを切り替えるように構成されたスイッチ論理回路を備えている。更に加えて、本システムは、電池の電圧がプリセット電圧を超えているとプロセッサが判断したときに、電池を上記バス回路に接続すべく上記リレースイッチを切り替えるように更に構成されたスイッチ論理回路を備えている。
【０００６】
１つ又は複数の実施形態において、電池のための自律式の調節方法であって、電圧センサを使って電池の電圧を検知することを含んでいる方法が開示される。本方法は更に、電池の電圧をその電池のプリセット電圧と比較することも含んでいる。更に、本方法は、電池の電圧がそのプリセット電圧を下回っているときに、スイッチ論理回路を使って、バス回路から電池を切断するようにバス回路スイッチを切り替えることも含んでいる。加えて、本方法は、温度センサを使って電池の温度を検知することを含んでいる。更に加えて、本方法は、電池の温度をその電池のしきい値温度と比較することも含んでいる。
【０００７】
本方法は更に、電池の温度がそのしきい値温度を下回っているときに、専用電源装置から電池を切断するように第２の温度スイッチを切り替えるとともに、電池ヒーターをその専用電源装置に接続するように第１の温度スイッチを切り替えることも含んでいる。更に、本方法は、電池の温度がしきい値温度を超えたときに、上記専用電源装置から上記電池ヒーターを切断するように第１の温度スイッチを切り替えるとともに、電池を上記専用電源装置に接続するように第２の温度スイッチを切り替えることも含んでいる。少なくとも１つの実施形態において、電池、電圧センサ、温度センサ、スイッチ論理回路、バス回路スイッチ、第１の温度スイッチ、第２の温度スイッチ、及び／又は電池ヒーターは、単一のユニットの中に一緒に収められている。
【０００８】
少なくとも１つの実施形態において、電池のための自律式の調節システムであって、電池の電圧を検知するように構成された電圧センサを備えたシステムが開示される。本システムは更に、電池の電圧をその電池のプリセット電圧と比較するように構成された第１のプロセッサも備えている。更に、本システムは、電池の電圧がそのプリセット電圧を下回っていると第１のプロセッサが判断したときに、バス回路から電池を切断すべくバス回路スイッチを切り替えるように構成されたスイッチ論理回路も備えている。
【０００９】
加えて、本システムは、電池の温度を検知するように構成された温度センサを備えている。更に加えて、本システムは、電池の温度をその電池のしきい値温度と比較するように構成された第２のプロセッサも備えている。本システムは更に、電池の温度がそのしきい値温度を下回っていると第２のプロセッサが判断したときに、専用電源装置から電池を切断するように構成された第２の温度スイッチと、電池ヒーターをその専用電源装置に接続するように構成された第１の温度スイッチとを備えている。
【００１０】
加えて、電池の温度がしきい値温度を超えていると第２のプロセッサが判断したときに、第１の温度スイッチは、上記専用電源装置から上記電池ヒーターを切断するように、第２の温度スイッチは、電池を上記専用電源装置に接続するように、更に構成されている。１つ又は複数の実施形態において、電池、電圧センサ、第１のプロセッサ、第２のプロセッサ、温度センサ、スイッチ論理回路、バス回路スイッチ、第１の温度スイッチ、第２の温度スイッチ、及び／又は電池ヒーターは、単一のユニットの中に一緒に収められている。いくつかの実施形態では、第２のプロセッサは第１のプロセッサである（即ち、両プロセッサは同一のプロセッサである）。
【００１１】
諸々の特徴、機能、及び利点は、本発明の種々の実施形態において別々に実現することもできれば、更に別の実施形態において組み合わせることもできる。
【００１２】
本開示のこれらの特徴、態様、及び利点ならびに他の特徴、態様、及び利点は、下記の説明、添付した特許請求の範囲、及び付属図面を参照すれば、理解がより深まるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図であって、スイッチが電池を普通に充放電するための初期位置にあるブロック図である。
【図２】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図であって、スイッチが電池が専用充電回路によって充電される位置にあるブロック図である。
【図３】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図であって、専用充電回路によって電池が充電された後で電池を普通に充放電するための位置にスイッチがあるブロック図である。
【図４】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図１〜３のシステムブロック図に示す切り替えプロセスに従った、自律式リチウムイオン電池保護のための開示の方法のフローチャートである。
【図５】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、充電に備えて電池を予備加熱するためのヒーターを具備した、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図であって、電池を普通に充放電するための初期位置にスイッチがあるブロック図である。
【図６】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、充電に備えて電池を予備加熱するためのヒーターを具備した、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図であって、電池がヒーターによって予備加熱される位置にスイッチがあるブロック図である。
【図７】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、充電に備えて電池を予備加熱するためのヒーターを具備した、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図であって、電池が専用電源装置によって充電される位置にスイッチがあるブロック図である。
【図８】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図５〜７のシステムブロック図に示す切り替えプロセスに従った、自律式リチウムイオン電池保護のための開示の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書に開示の方法及び装置は、自律式にリチウムイオン電池を保護するための動作システムを提供する。１つ又は複数の実施形態において、電池（又は電池パック）は、衛星等の宇宙船に載っている。但し、他の実施形態では、電池を、地上用の装置又は車両といった他の装置又は車両に活用することができる。具体的には、本システムは、電池（又は電池パック）内部に収容された保護回路を使用して、電池が完全放電によって損傷を受ける危険性があるときに、電池を宇宙船から自律式に切断するものである。
【００１５】
開示の保護回路は、内部論理回路と、自律式スイッチとを具備し、且つ、少なくとも１つの実施形態ではヒーターを具備して電池を保護しており、宇宙船による監視又は制御の関与は不要である。切断機能は完全に自律的であり、電池パック外部からの制御信号又は起動信号には何ら依存していない。本論理回路は電池パック内部に自己完結的に収容されており、外部信号に依存せずに起動又は再接続を行う。本保護回路は、１つ又は複数の実施形態では、電池を予備加熱するとともに再充電するために、１連又は複数連の専用太陽電池アレイ用セルを使用している。本保護回路は、電池内部に完全に自己完結的に収容されており、追加のインターフェースは、システムに専用の高信頼性電力を提供するのに使用される、１連又は複数連の太陽電池アレイ用セルのためのインターフェースだけである。
【００１６】
以下の説明において、本システムをより綿密に説明するために、数多くの細部が示される。但し、当業者であれば分かるように、開示のシステムは、これらの具体的な細部を用いなくても実施することができる。他の事例では、システムが却って分かり難くならないように、よく知られた特徴については細かく説明していない。
【００１７】
図１は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステムのブロック図である。スイッチ１２０、１３０は、電池１１０を普通に充放電するための初期位置にある。この図では、システム１００は、電池１１０と、宇宙船バス（即ちバス回路）１４０と、スイッチ論理回路１５０と、超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチ１２０と、低抵抗リレースイッチ１３０と、ヒューズ１７０、１７５と、ダイオード１８０、１８５と、低速再充電用に設けられた太陽電池アレイ列（即ち専用充電回路）１６０とを具備するように示されている。
【００１８】
１つ又は複数の実施形態において、電池１１０はリチウムイオン電池である。いくつかの実施形態において留意すべきは、システム１００は、電池１１０用に電池パックを用いているということである。加えて、１つ又は複数の実施形態において留意すべきは、システム１００は、専用充電回路１６０用に太陽電池アレイの少なくとも一部を用いているということである。いくつかの実施形態では、システム１００では、専用充電回路１６０用に、１連又は複数連の太陽電池アレイ用セルが用いられている。少なくとも１つの実施形態において、電池１１０、スイッチ論理回路１５０、プロセッサ（図示省略）、センサ（図示省略）、ＮＥＡスイッチ１２０、リレースイッチ１３０、ヒューズ１７０、１７５、及び／又はダイオード１８０、１８５は、単一の保護回路ユニットの中に一緒に収められている。いくつかの実施形態において留意すべきは、プロセッサ（図示省略）及びセンサ（図示省略）は、スイッチ論理回路１５０に内蔵されているということである。
【００１９】
システム１００の通常動作の際に、電池１１０は、バス回路１４０を介して電池１１０を充放電できるように、バス回路１４０に接続される。通常動作のためのスイッチ１２０、１３０の構成は図１に示す通りであり、ＮＥＡスイッチ１２０が閉じられ、リレースイッチ１３０が接地に接続されて、電池１１０をバス回路１４０につなげる。更に、システム１００の通常動作の際に、センサ（図示省略）は、電池１１０の電圧を継続的に検知している。加えて、プロセッサ（図示省略）も、電池１１０の検知電圧を電池１１０のプリセット電圧と継続的に比較している。
【００２０】
ひとたび電池１１０の電圧がそのプリセット電圧を下回っているとプロセッサ（図示省略）が判断すれば、スイッチ論理回路１５０は、バス回路１４０から電池１１０を切断するようにＮＥＡスイッチ１２０を開放位置に切り替えるとともに、電池１１０を専用充電回路１６０に接続するようにリレースイッチ１２０を切り替える。上記のスイッチ位置を図２に示す。詳細には、図２は、スイッチ１２０、１３０の位置が、電池１１０が専用充電回路１６０によって充電される位置にある、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステム１００のブロック図である。ひとたびスイッチ１２０、１３０が切り替えられれば、専用充電回路１６０は、電池１１０に低速充電を施すことによって電池１１０を再充電する。ヒューズ１７０は、電池１１０への電流を制限して、電池１１０の充電速度を制限するものであり、ダイオード１８０は、電流が確実に適切な方向、即ち電池１１０の方向に流れるようにするものである。
【００２１】
ひとたび電池１１０の電圧がプリセット電圧を超えており、電池１１０は十分に再充電されているとプロセッサ（図示省略）が判断すれば、スイッチ論理回路１５０は、通常の充放電を行なえるように、リレースイッチ１３０を戻して接地に切り替え、電池１１０をバス回路１４０に再接続する。上記のスイッチ位置を図３に示す。図３は、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステム１００のブロック図であって、専用充電回路１６０によって電池１１０が充電された後で電池１１０を普通に充放電するための位置にスイッチ１２０、１３０の位置があるブロック図である。
【００２２】
ＮＥＡスイッチ１２０は、超低抵抗スイッチであることから、ＮＥＡスイッチが図１に示すような通常の閉鎖位置にある通常動作時に、電池１１０がほぼ最大限に性能を発揮することを可能にしていることに留意されたい。しかし、ＮＥＡスイッチ１２０は、ひとたび切り替えられて通常の閉鎖位置から外されると、リセットすることができない。したがって、電池１１０が十分に再充電された後に電池１１０の通常動作を回復するのに、リレースイッチ１３０が使用される。リレースイッチ１３０は、電池１１０の性能を低下させるものの、これによって宇宙船の動作を回復させることが可能になることに留意されたい。
【００２３】
加えて、一部の電池は、バスを短絡してクリアすることを別のバス上で容易に行えるように、独立した電池タップを有していることにも留意されたい。１つ又は複数の実施形態において、開示のシステム１００は、上記追加タップを具備するように拡張することができる。加えて、開示のシステム１００において、切断機能は、宇宙船のシステム設計に応じて、電池１１０の正（ハイ）側で実現してもよければ、接地（ロー）側で実現してもよいことにも留意されたい。
【００２４】
図４は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図１〜３のシステムブロック図に示す切り替えプロセスに従った、自律式リチウムイオン電池保護のための開示の方法４００のフローチャートである。方法４００を開始した時点（４１０）で、センサは、電池の電圧を継続的に検知している（４２０）。プロセッサは、電池の電圧を電池のプリセット電圧と継続的に比較している（４３０）。ひとたび電池の電圧がそのプリセット電圧を下回っているとプロセッサが判断すれば、スイッチ論理回路は、バス回路から電池を切断するように超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチを開放位置に切り替えるとともに、電池を専用充電回路に接続するように低抵抗リレースイッチを切り替える（４４０）。ひとたび電池の電圧がプリセット電圧を超えているとプロセッサが判断すれば、上記スイッチ論理回路は、電池を上記バス回路に接続するように上記リレースイッチを切り替え（４５０）、次いで、方法４００が終了する（４６０）。
【００２５】
図５は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、充電に備えて電池５１０を予備加熱するためのヒーター５９０を具備した、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステム５００のブロック図である。同図において、スイッチ５２０、５３０、５３５は、電池５１０を普通に充放電するための位置にある。図５のシステム５００は、追加のヒーター（ヒーター１）５９０を用いている。このヒーターは、過度の低温での再充電に起因する損傷から電池５１０を保護するために使用されるものである。したがって、ヒーター１  ５９０は、電池５１０が再充電されるのに先立って電池５１０を予備過熱するのに使用される。この図では、システム５００は、電池５１０と、宇宙船バス（即ちバス回路）５４０と、スイッチ論理回路５５０と、バス回路スイッチ（ＳＷ１）５２０と、２つの温度スイッチ（ＴＳ１及びＴＳ２）５３０、５３５と、ヒューズ５７０、５７５と、ダイオード５８０、５８５と、２つのヒーター（ヒーター１及びヒーター２）５９０、５９５と、低速再充電用に設けられた太陽電池アレイ列（即ち専用充電回路）５６０とを具備するように示されている。
【００２６】
１つ又は複数の実施形態において、電池５１０はリチウムイオン電池である。いくつかの実施形態において留意すべきは、システム５００は、電池５１０用に電池パックを用いているということである。更に、１つ又は複数の実施形態において、システム５００は、専用充電回路５６０用に太陽電池アレイの少なくとも一部を用いているということにも留意されたい。少なくとも１つの実施形態において、システム５００では、専用充電回路５６０用に、１連又は複数連の太陽電池アレイ用セルを用いている。少なくとも１つの実施形態において、電池５１０、スイッチ論理回路５５０、プロセッサ（図示省略）、電圧センサ（図示省略）、温度センサ（図示省略）、バス回路スイッチ（ＳＷ１）５２０、２つの温度スイッチ（ＴＳ１及びＴＳ２）５３０、５３５、ヒューズ５７０、５７５、ダイオード５８０、５８５、及び／又はヒーター１  ５９０は、単一の保護回路ユニットの中に一緒に収められている。いくつかの実施形態において留意すべきは、プロセッサ（図示省略）、電圧センサ（図示省略）、及び温度センサ（図示省略）は、スイッチ論理回路５５０に内蔵されているということである。
【００２７】
システム５００の通常動作の際に、電池５１０は、バス回路５４０を介して電池５１０を充放電できるように、バス回路５４０に接続される。通常動作のためのスイッチ５２０、５３０、５３５の構成は、図５に示す通りである。この図に示されているように、バス回路スイッチ５２０は、電池５１０がバス回路５４０に接続されるように切り替えられており、温度スイッチ５３０、５３５はどちらも、専用電源装置５６０が電池５１０にもヒーター１  ５９０にも接続されないように開放状態になっている。更に、通常動作の際に、バス回路５４０によって、ヒーター２  ５９５に電力が与えられる。ヒーター２  ５９５は、電池５１０を加熱するのに使用されるが、それは、充電を行うのに十分な温度を電池５１０が確実に維持するようにするためである。加えて、システム５００の通常動作の際に、電圧センサ（図示省略）は、電池５１０の電圧を継続的に検知している。更に加えて、プロセッサ（図示省略）も、電池５１０の検知電圧を電池５１０のプリセット電圧と継続的に比較している。
【００２８】
ひとたび電池５１０の電圧が上記プリセット電圧を下回っているとプロセッサ（図示省略）が判断すれば、スイッチ論理回路５５０は、バス回路５４０から電池５１０を切断するようにバス回路スイッチ５２０を切り替える。温度センサ（図示省略）は、電池５１０の温度を継続的に検知し、電池５１０が再充電するのに低温過ぎないかどうかを判断する。プロセッサ（図示省略）は、再充電に備えて、電池５１０の検知温度を電池５１０のしきい値温度と比較する。ひとたび電池５１０の温度が電池５１０の上記しきい値温度を下回っているとプロセッサ（図示省略）が判断すれば、スイッチ論理回路５５０は、もしまだ切断されていないのであれば、専用電源装置５６０から電池５１０を切断するように第２の温度スイッチ（ＴＳ２）５３５を切り替えるとともに、ヒーター１  ５９０を専用電源装置５６０に接続するように第１の温度スイッチ（ＴＳ１）５３０を切り替える。ひとたび第１の温度スイッチ（ＴＳ１）５３０が切り替えられれば、ヒーター１  ５９０は、再充電するのに十分な温度まで電池５１０を再加熱する。上記のスイッチ位置を図６に示す。詳細には、図６は、充電に備えて電池５１０を予備加熱するためのヒーター５９０を具備した、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステム５００のブロック図であって、スイッチ５２０、５３０、５３５が、電池５１０がヒーター５９０によって予備加熱される位置にあるブロック図である。
【００２９】
ひとたび電池５１０の温度がその電池のしきい値温度を超えているとプロセッサ（図示省略）が判断すれば、スイッチ論理回路５５０は、専用電源装置５６０からヒーター１を切断するように第１の温度スイッチ（ＴＳ１）５３０を切り替えるとともに、電池５１０を専用電源装置５６０に接続するように第２の温度スイッチ（ＴＳ２）５３５を切り替える。ひとたびスイッチ５３０、５３５が切り替えられれば、専用充電回路５６０は、電池５１０に低速充電を施すことによって電池５１０を再充電する。ヒューズ５７０は、電池５１０への電流を制限して、電池５１０の充電速度を制限するものであり、ダイオード５８０は、電流が確実に電池５１０の方向に流れるようにするものである。上記のスイッチ位置を図７に示す。詳細には、図７は、充電に備えて電池５１０を予備加熱するためのヒーター５９０を具備した、自律式リチウムイオン電池保護のための開示のシステム５００のブロック図であって、スイッチ５２０、５３０、５３５が、電池５１０が専用電源装置５６０によって充電される位置にあるブロック図である。
【００３０】
電池の電圧がプリセット電圧を超えているとプロセッサ（図示省略）が判断した後、スイッチ論理回路５５０は、電池５１０がバス回路５４０によって普通に充放電される通常の動作を行えるように、スイッチ５２０、５３０、５３５を図５に示すスイッチ位置に切り替える。
【００３１】
他の実施形態において留意すべきは、第１の温度スイッチ（ＴＳ１）５３０及び第２温度スイッチ（ＴＳ２）５３５を切り替えるのにスイッチ論理回路５５０は使用されないということである。これらの実施形態では、スイッチ論理回路５５０は、バス回路スイッチ５２０を切り替えるのに使用されるに過ぎない。第１の温度スイッチ（ＴＳ１）５３０及び第２の温度スイッチ（ＴＳ２）５３５は、電池（又は電池パック）５１０の温度がしきい値電池温度を超える又は下回るという変化を検知したときに、単にそれら自体が切り替わって開閉するだけである。
【００３２】
加えて、他の実施形態において留意すべきは、図１〜３に示す実施形態にあるＮＥＡスイッチ１０２及びリレースイッチ１３０から成る構成と同様に、バス回路スイッチ５２０に代えて、低抵抗リレースイッチと並列に接続された超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチを用いてもかまわないということである。
【００３３】
図８は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図５〜７のシステムブロック図に示す切り替えプロセスに従った、自律式リチウムイオン電池保護のための開示の方法８００のフローチャートである。方法８００を開始した時点（８１０）で、センサは、電池の電圧を継続的に検知している（８２０）。プロセッサは、電池の電圧を電池のプリセット電圧と継続的に比較している（８３０）。ひとたび電池の電圧がそのプリセット電圧を下回っているとプロセッサが判断すれば、スイッチ論理回路は、バス回路から電池を切断するようにバス回路スイッチを切り替える（８４０）。
【００３４】
温度センサは、電池の温度を継続的に検知している（８５０）。次いで、プロセッサは、再充電に備えて、電池の検知温度をその電池のしきい値温度と比較する（８６０）。ひとたび電池の温度がそのしきい値温度を下回っているとプロセッサが判断すれば、上記スイッチ論理回路は、専用電源装置から電池を切断するように第２の温度スイッチを切り替えるとともに、電池ヒーターを専用電源装置に接続するように第１の温度スイッチを切り替える（８７０）。ひとたび電池の温度が電池のしきい値温度を超えているとプロセッサが判断すれば、スイッチ論理回路は、専用電源装置から電池ヒーターを切断するように第１の温度スイッチを切り替えるとともに、再充電に備えて、電池を専用電源装置に接続するように第２の温度スイッチを切り替え（８８０）、次いで、方法８００が終了する（８９０）。
【００３５】
本明細書では、特定の例示的実施形態及び方法について開示してきたが、開示の技術の真の精神及び範囲から逸脱することなく、係る実施形態及び方法に変形及び変更を加えられることは、当業者であれば上記の開示から明らかであろう。それぞれが細部においてのみ他者と異なる、開示した技術の他の例は数多く存在する。したがって、開示の技術は、添付した特許請求の範囲ならびに適用可能な法律の規則及び原理が必要とする限度においてのみ限定されるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１００  システム
１１０  電池
１２０  超低抵抗非電磁アクチュエータ（ＮＥＡ）スイッチ
１３０  低抵抗リレースイッチ
１４０  宇宙船バス、バス回路
１５０  スイッチ論理回路
１６０  太陽電池アレイ列、専用充電回路
１７０  ヒューズ
１７５  ヒューズ
１８０  ダイオード
１８５  ダイオード
５００  システム
５１０  電池
５２０  バス回路スイッチＳＷ１
５３０  温度スイッチＴＳ１
５３５  温度スイッチＴＳ２
５４０  宇宙船バス、バス回路
５５０  スイッチ論理回路、電池
５６０  太陽電池アレイ列、専用充電回路、専用電源装置
５７０  ヒューズ
５７５  ヒューズ
５８０  ダイオード
５８５  ダイオード
５９０  ヒーター１
５９５  ヒーター２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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2013153641000002.pdf
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