(57)【要約】本発明は、消費機器に電力を供給するバッテリシステム（１０）を駆動する方法であって、バッテリシステム（１０）は、バッテリと消費機器との間に配置された少なくとも１つの電子的な切り替えユニット（１４）を有し、少なくとも１つの電子的な切り替えユニット（１４、１６）は、特に主スイッチ（２４）により開放可能な主電流経路（２２）を有し、電子的な切り替えユニット（１４、１６）は、主電流経路（２２）に対して並列に配置された、開放可能な副電流経路（２６）を有し、副電流経路（２６）には、副抵抗器（２９）と、場合により、副スイッチ（２８）と、が配置される、上記方法において、以下の処理工程、即ち、ａ）消費機器に電力を供給する工程であって、主電流経路（２２）と副電流経路（２６）とが閉鎖されている、上記供給する工程と、ｂ）セーフティクリティカルな状態を検出する工程と、ｃ）主電流経路（２２）を開放する工程と、を有する、上記方法に関する。上記方法は、実質的に、電子的な切り替えユニット（１４、１６）の定められた駆動に基づいており、これにより、バッテリシステム１０が駆動される際の安全性を著しく向上させ、さらに、バッテリシステム１０を特に低コストで駆動することが可能となる。本発明はさらに、このような方法を実行するよう構成されたバッテリシステム１０に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費機器に電力を供給するバッテリシステム（１０）を駆動する方法であって、前記バッテリシステム（１０）は、バッテリと前記消費機器との間に配置された少なくとも１つの電子的な切り替えユニット（１４）を有し、少なくとも１つの電子的な切り替えユニット（１４）は、特に主スイッチ（２４）により開放可能な主電流経路（２２）を有し、前記電子的な切り替えユニット（１４）は、前記主電流経路（２２）に対して並列に配置された、開放可能な副電流経路（２６）を有し、前記副電流経路（２６）には、副抵抗器（２９）と、場合により、副スイッチ（２８）と、が配置される、前記方法において、以下の処理工程、即ち、
ａ）前記消費機器に電力を供給する工程であって、前記主電流経路（２２）と前記副電流経路（２６）とが閉鎖されている、前記供給する工程と、
ｂ）セーフティクリティカルな状態を検出する工程と、
ｃ）前記主電流経路（２２）を開放する工程と、
を有する、方法。
【請求項２】
可変的な抵抗値を有する副抵抗器（２９）が利用され、前記抵抗値は、前記処理工程ａ）の後で連続的に増加されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理工程ａ）に従って前記消費機器に電力が供給される際には、前記主電流経路（２２）を通って流れる電流と、前記副電流経路（２６）を通って流れる電流と、の割合が、１０／１以上１０５／１以下という関係にあることを特徴とする、請求項１又は２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、更なる工程を含み、即ち、
ｄ）前記副電流経路（２６）を開放する工程
を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記処理工程ｄ）は、前記副スイッチ（２８）の開放によって、又は、可変的な抵抗値の前記副抵抗器（２９）の駆動によって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
セーフティクリティカルな状態として、定められた増大した電流が流れていることが検出されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行するよう構成されたバッテリシステム。
【請求項８】
３０オーム以下、特に１５オーム以下、例えば８オーム以下の範囲にある抵抗値を有する副抵抗器（２９）が存在することを特徴とする、請求項７に記載のバッテリシステム。
【請求項９】
前記副抵抗器（２９）は、可変的な抵抗値を有することを特徴とする、請求項７又は８のいずれか１項に記載のバッテリシステム。
【請求項１０】
前記主スイッチ（２４）と前記副スイッチ（２８）とは同一に構成されることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載のバッテリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリシステム、及び、特に電気で駆動する車両でバッテリシステムを駆動する方法に関する。本方法は、特に電子的スイッチが開放される際のアーク放電を低減又は防止するための、バッテリシステムを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のためのバッテリシステムでは、高い電圧を提供しうるため、従って高出力時に小電流を提供しうるために、バッテリが直列に接続されていることが多い。例えば停止時に又は故障の場合にバッテリを残りの高電圧システムから又は特に消費機器から分離しうるために、通常では、トラクション線の正の電圧端子及び負の電圧端子に接触器が設けられる。この接触器は、必要な際に、正確な構成に従って、約１〜２ｋＡまでの電流を遮断することが可能である。特に、電流強度が高い際に接触器が開閉される際には、対応する接点間で、接触器の本来の接触抵抗よりも大きな抵抗値を有するアーク放電が生じる可能性があり、このアーク放電によって、接触箇所が溶解し又は対応する材料が取れる可能性があり、従って部品が劣化する。アーク放電が強くなるほど、より多くの材料が取れてスイッチ内で飛散する可能性がある。これにより、主接点の間、即ち正極と負極との間、及び、主接点とコイルとの間、即ち高電圧範囲（ＨＶ）と低電圧範囲（ＬＶ）との間の絶縁抵抗及び絶縁耐力が下がる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の影響を減らすために、事前充電抵抗及び事前充電スイッチを備えた事前充電回路が、主スイッチに対して並列に設けられることが知られている。ここでは、作動過程において、主スイッチに、事前充電回路によってバイパスが付けられる。主電流回路内に事前充電抵抗が存在することによって、流れる電流を制限することが可能である。例えば作動時には、事前充電過程の終了後の所定時間の後に、主接触器が閉鎖され及び充電接触器が開放され、このようにして、所望の充電及び放電過程が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の主題は、消費機器に電力を供給するバッテリシステムを駆動する方法であって、バッテリシステムは、バッテリと消費機器との間に配置された少なくとも１つの電子的な切り替えユニットを有し、少なくとも１つの電子的な切り替えユニットは、特に主スイッチにより開放可能な主電流経路を有し、電子的な切り替えユニットは、主電流経路に対して並列に配置された、開放可能な副電流経路を有し、副電流経路には、副抵抗器と、場合により、副スイッチと、が配置される、上記方法において、以下の処理工程、即ち、
ａ）消費機器に電力を供給する工程であって、主電流経路と副電流経路とが閉鎖されている、上記供給する工程と、
ｂ）セーフティクリティカルな状態を検出する工程と、
ｃ）主電流経路を開放する工程と、
を有する、方法である。
【０００５】
上記方法によって、簡単なやり方で、大電流の発生時にかつその際にスイッチが開放される際に生じうるアーク放電を最小化し、又は、最善の場合完全に防止することが可能である。
【０００６】
従って、上記方法は、少なくとも部分的に電気で駆動する車両の例えば構成要素でありるバッテリシステムを駆動するために役立つ。その際に、バッテリシステムは、それ自体は公知のやり方で、例えば電動機のような消費機器に電力を供給するために用いられる。このために、バッテリシステムは、例えばリチウムイオン電池のセルのような少なくとも１つのバッテリセルを含むバッテリ、好適に、例えば直列に接続された複数のバッテリセルを含むバッテリを備え、又は、場合によっては複数のバッテリを備える。以下では、本発明がバッテリと消費機器を用いて記載されるが、本発明は、当業者に分かるやり方で複数の消費機器及び特に複数のバッテリが設けられることを含みうる。バッテリと消費機器との間には、当該バッテリと消費機器との間の電線を遮断することが可能な電子的な切り替えユニットが配置される。例えば、このような切り替えユニットは、それ自体は公知の接触器である。
【０００７】
その際に、電子的な切り替えユニットは、主スイッチにより開放可能な主電流経路を有しうる。ここで、電流経路の開放とは、本発明の意味においては、電流が電流経路を通って流れられることを意味し、これに対して、電流経路の閉鎖とは、電流経路が電流を案内出来ないことを意味する。その際に、電流経路の開放は、例えば主電流経路の場合のための主スイッチ等の、スイッチの開放によって可能とされうる。対応して、電流経路の閉鎖は、電流の流れを可能にするための、例えば主電流経路の場合のための主スイッチ等のスイッチの閉鎖を意味する。
【０００８】
主電流経路の他に、切り替えユニットは副電流経路を備え、この副電流経路は、主電流経路に対して並列に配置され、従って主電流経路にバイパスが付けられるように配置されている。副電流経路は、例えば、当該経路内に配置された任意の副スイッチにより開放可能である。さらに、副電流経路には副抵抗器が配置されており、この副抵抗器も、場合によっては同様に、特に副電流経路を遮断又は開放するために利用されうる。このような抵抗器は特に、当該経路の抵抗に加えてそのようなものとして配置される追加的な定められた抵抗器である。この副抵抗器によって、副電流経路を通る電流の流れを制限することが可能である。電子的な切り替えユニットがそれ自体は公知の接触器である場合に、主電流経路は主接触器と称されうるが、これに対して、副電流経路は、事前充電抵抗器及び事前充電接触器を備えた事前充電回路として存在しうる。
【０００９】
このようなバッテリシステムを駆動するための上記方法は、処理工程ａ）によれば、消費機器に電流を供給する工程であって、その際に、主電流経路と副電流経路とは閉鎖されている、上記供給する工程を含む。この処理工程は、バッテリの所望の放電、従って、例えば電動機に電力を供給する際のバッテリシステムの所望の通常の動作を記述している。この処理工程ではこれ以降、主スイッチも副スイッチも閉鎖されていることで主電流経路と副電流経路とが閉鎖されていることが構想されている。換言すれば、所望の放電過程においては、電流が、主電流経路も副電流経路も通って流れることが可能である。このことが、従来技術による方法との決定的な違いである。なぜならば、バッテリシステムを駆動するための従来技術で公知の方法では、例えば事前に充電回路等の副電流経路が、通常所望の動作では開放されており、従って、電流は主電流経路を通って流れられるが、副電流経路を通っては流れられないからである。
【００１０】
上記方法では、副電流経路内に配置された抵抗器への加熱が、主電流経路に対して並列に流れる電流によって起こりうるが、主スイッチでの接触抵抗は明らかにより低い。さらに、例えば抵抗器の適切な構成又は設計によって、抵抗器への加熱が問題の無い限界内におさまり、従って、クリティカルな値にならないことが可能となる。従って、所望のパラメータに従った、所望の適用に関する構成によって、個々の構成要素を定められたように形成することによって、電流の流れが主電流経路及び副電流経路を通る問題の無い動作が可能となりうる。
【００１１】
上記方法の更なる処理工程ｂ）では、セーフティクリティカルな状態の検出が行われる。このようなセーフティクリティカルな状態とは、特に、バッテリシステムの通常の動作から逸脱した状態であって、例えば、増大した電流の流れが生じた状態として理解されうるが、当該状態に限定されない。従って、例えば、セーフティクリティカルな状態とは、短絡が発生しており、これにより、特に切り替えユニットを通る、明らかに増大した電流の流れが生じているエラーケースとして理解されうる。例えば、このエラーケース又はセーフティクリティカルな状態は、所定の、予め決められた増加した電流が流れることを含む。このようなエラーケースは、対応するセンサを設けることによって検出可能であり、例えば、消費機器とバッテリとの間に配置され、例えば主電流経路と接続された電流センサを設けることによって検出可能である。例えば、このようなセンサは、スイッチの主電流経路を通って流れる電流を測定することが可能である。
【００１２】
その際に、所定の閾値を越えた際には、例えば制御ユニットによって、以下に詳細に解説されるように所定の対策が講じられる。
【００１３】
このようなセーフティクリティカルな状態が発生した場合には、処理工程ｃ）に従って、主電流経路が開放される。
【００１４】
主電流経路が開放される際、例えば、主スイッチが開放される際、従って大電流が遮断される際には、主スイッチで、バッテリ内のインダクタンスによって大きな電圧降下が生じる（過渡現象）。この電圧降下によって、スイッチ内では、基本的に接触面を劣化させ部品に熱損傷を与えうるアーク放電が発生する。主電流経路のみ開放されており、副電流経路が閉鎖されていることによって、電流は、これ以降はさらに副電流経路を通って流れることが可能である。これにより、副電流経路は、過渡現象を解消し、電流の一部を案内するために利用されうる。これにより、電流の遮断は、例えば、主スイッチと、副電流経路内のスイッチと、に分散される。これにより、主スイッチが開放される際に、弱いアーク放電のみ発生し、又はアーク放電の発生が完全に防止されうる。電流はこれ以降、副電流経路のみを通って流れて副抵抗により制限され、従って、大き過ぎる電流の案内が制限されうる。
【００１５】
これにより上記方法は、簡単なやり方で、セーフティクリティカルな状態において発生する、主スイッチでのアーク放電を低減し、これにより、スイッチへの損傷を最小限にすることを可能にする。これにより、このようなバッテリシステムの耐用年数を延長し、対応してエラーの頻度を減らすことが可能となる。これにより、例えば、このようなバッテリシステムが具備された車両は、エラーケースの後にも基本的に引き続き稼働できる。
【００１６】
以上、実質的に電子的な切り替えユニットの所定の駆動に基づく上記方法によって、バッテリシステムの駆動時の安全性を著しく向上させ、さらに、バッテリシステムを特に低コストで駆動することが可能である。
【００１７】
一構成の枠組みにおいて、可変的な抵抗値を有する副抵抗器が利用され、その際に、抵抗値は、処理工程ａ）の後で連続的に増加される。例えば、３０オーム以下、特に１５オーム以下、例えば８オーム以下の範囲にある抵抗値が構想されうる。例えば、短時間の間、例えば１００ｍオームの範囲の低インピーダンス状態にあり、短時間の後にようやく高インピーダンス状態になる抵抗値が利用される。このために、例えば、複数の部分抵抗器の並列回路が利用される。電流経路が開放される際には、最初に主スイッチが開放され、その後に、副電流経路内の並列に接続された部分抵抗器が順々に駆動され又は開放され、従って、副電流経路を通って流れる電流を連続的により強く制限することが可能である。
【００１８】
特に、副抵抗器のこのような構成によって、バッテリシステムの駆動時に、かつ特に主スイッチにより電流回路が切断された瞬間に、副電流経路を十分大きな割合の電流を通して案内し、主電流経路を通して限られた電流を案内しうることが、特に効率が良く有利なやり方で可能となる。反対に、電流は、副電流経路内の抵抗と、正に開放された主電流経路でのアーク放電の抵抗と、の割合に比例して分けられる。これにより、特に有利なやり方で、主スイッチが開放された際に、従来技術により過電流が遮断される際と比較してより小さな電流が主電流経路を通って流れることが可能であり、これにより、主スイッチが開放される際に、特に弱いアーク放電が発生し、又は最善の場合には、アーク放電が発生しない。上述のように構成された副抵抗器の更なる別の利点は、例えば車両の、即ちインバータの中間回路コンデンサが迅速に充電され、これにより、例えば車両のような消費機器がより迅速に稼働可能な状態になることに見られる。
【００１９】
更なる別の構成の枠組みにおいて、処理工程ａ）に従って消費機器に電力が供給される際には、主電流経路を通って流れる電流と、副電流経路を通って流れる電流と、の割合が、１０／１以上１０５／１以下という関係にありうる。主電流経路を通るより小さな電流は、特に副電流経路内に配置される抵抗器の選択によって、上記のように分散された電流が流れうるように当該抵抗器が構成されることで、実現可能でありうる。特に本構成では、バッテリシステムの通常駆動時に主電流経路を通って流れる電流を特に強く制限することが可能となる。これにより、主スイッチが開放される際にスイッチの接点間でのアーク放電の発生が特に著しく減らされる。
【００２０】
更なる別の構成の枠組みにおいて、本方法は、更なる別の工程を含み、即ち、ｄ）特に処理工程ｃ）の後に、副電流経路を開放する工程を含みうる。本構成では、セーフティクリティカルな状態が生じた際に、電流の流れを完全に妨げることが可能であり、これにより、次々と進行する危険が回避され、又は少なくとも著しく低減される。このことは、例えば、副スイッチの開放によって、又は副抵抗器の駆動によっても実現可能である。後者の構成では、副電流経路を通って電流が流れることが、副抵抗器の構成によって、例えば、電流の流れを妨げられるように部分抵抗器が大きな抵抗値を有することで、完全に妨げられる。これにより本構成では、例えば副スイッチを設けなくてもよい。これにより、特に低コストで、簡単に制御される方法が可能となる。
【００２１】
更なる別の構成の枠組みにおいて、セーフティクリティカルな状態として、定められた増大した電流が流れていることが検出されうる。その際に、セーフィティクリティカルな状態又はエラーケースとしての定められた増大した電流は、特に、所定の閾値を上回っている潜在的に危険な電流を含みうる。
【００２２】
上記方法の更なる別の利点及び特徴に関しては、本発明に係るバッテリシステム及び図面に関連する解説を参照されたい。さらに、本発明に係る方法の本発明に係る特徴及び利点は、本発明に係るバッテリシステムにも適用可能であり、開示されたものと見なされ、その反対に、本発明に係るバッテリシステムの本発明に係る特徴及び利点は、本発明に係る方法にも適用可能であり、開示されたものと見なされうる。本発明には、本明細書、及び／又は、請求項に開示された少なくとも２つの特徴の全ての組み合わせが含まれる。
【００２３】
さらに、本発明の主題は、先に記載したように構成された方法を実施するよう構成されたバッテリシステムである。このようなバッテリシステムは、消費機器に電力を供給するために役立つ。このような消費機器は、例えば、自動車の電動機でありうる。これにより、バッテリシステムは例えば、少なくとも部分的に電気で駆動する車両の構成要素でありうる。電気で駆動する車両として、完全に電気で駆動される車両又はハイブリッド自動車が考慮されるがこれに限定されない。しかしながら、バッテリシステムは、先に挙げた例に限定されない。
【００２４】
その際に、バッテリシステムは、少なくとも１つのバッテリセル、又は好適に直列に接続された複数のバッテリセルを有するバッテリを含む。対応するバッテリは、例えば、基本的に従来技術で知られているようなリチウムイオン電池でありうる。バッテリと電気消費機器との間には、電子的な切り替えユニットが配置され、この電子的な切り替えユニットは、バッテリと消費機器との間の電子的な接続を選択的に構築又は切断することが可能である。このような電子的な切り替えユニットは、基本的に従来技術で知られている。例えば接触器のような電子的な切り替えユニットは、特に主スイッチにより開放可能な第１の電流経路又は主電流経路を含む。この主スイッチは、主接触器とも呼ばれる。さらに、電子的な切り替えユニットは、第１の電流経路に対して並列に配置された第２の電流経路又は副電流経路を含み、この第２の電流経路も同様に、例えば副スイッチにより遮断可能又は開放可能であり、かつ、第２の電流経路には副抵抗器が配置されうる。副電流経路は、事前充電抵抗器及び事前充電接触器が配置された事前充電回路とも呼ばれる。
【００２５】
バッテリシステムにはさらに、所望の放電過程において、即ち消費機器に電力が供給される際に主電流経路も副電流経路も閉鎖されるように電子的な切り替えユニットを駆動する制御ユニットが対応付けられてもよい。換言すれば、制御システムは、バッテリシステムの通常状態でのバッテリの所望の放電時に電流が主電流経路も副電流経路も通って流れられるように、切り替えユニット若しくは２つのスイッチ、又は抵抗器を制御する。
【００２６】
さらに、バッテリシステムは、バッテリシステムのセーフティクリティカルな状態又は誤動作が検出可能な１つ又は複数のセンサを備える。例えば、バッテリシステムのこのようなセーフティクリティカルな状態は、増大した電流が流れることを意味し、このことは、例えばバッテリシステム内での短絡により引き起こされる。このような短絡は、例えば、故障により又は事故により引き起こされうる。従って、障害がある状態を検出するためのセンサは、例えば電流センサであってもよい。
【００２７】
このようなセーフティクリティカルな状態又は障害がある状態が、センサによって検出された場合には、これに応じて制御ユニットは、例えば主スイッチの開放により主電流経路が開放されるため電流が副電流経路のみ通って流れられるように、スイッチを駆動することが可能である。その際に、流れる電流は、副電流経路内に存在する抵抗器によって条件付けられて、制限されうる。バッテリシステムの通常駆動の間、電流が主電流経路も副電流経路も通って流れられることによって、主電流経路が開放される際のアーク放電の発生が著しく減らされる。なぜならば、副電流経路によって、先に詳細に解説したように過渡現象が解消されるからである。
【００２８】
その際に、上記のバッテリシステムによって、電子的な切り替えユニットと、特に、主電流経路又は副電流経路を遮断するスイッチと、を駆動するための特に有利な方法が可能となる。例えば、主スイッチ及び副スイッチの設計であって、その際、対応するスイッチ及び対応する電流経路は従来技術で一般的な設計とは異なって構成されうる、上記設計によって、又は、例えば、副電流経路での抵抗器の構成によって、このようなシステムが特に低コストで形成されうる。なぜならば、副電流経路の抵抗が明らかに下げられることによって既に、コストが削減されるからである。というのは、対応する構成要素のコストは、電流遮断能力とは不釣り合いに上がるからである。双方の経路で少ない電流が流れる場合には、最大電流遮断能力が大幅に下げられ、これに伴い、コストが明らかに節約される。コストの節約とならんで、上記バッテリシステムによって、飛躍的な安全性の獲得が可能となる。
【００２９】
その際には有利に、３０オーム以下、特に１５オーム以下、例えば８オーム以下の範囲にある抵抗値を有する副抵抗器が存在しうる。特に本構成では、副電流経路内の電流が比較的弱く制限され、通常駆動の間、比較的大きな割合の電流が副電流経路を通って流れられ、これに比較して制限された電流が、主電流経路を通って流れられる。これにより、障害が存在する際に主電流経路が開放される際には、特に有利なやり方で特に効率良くアーク放電の発生が減らされうる。
【００３０】
更なる別の構成の枠組みにおいて、副抵抗器は、可変的な抵抗値を有しうる。例えば、副抵抗器は、複数の部分抵抗器の並列回路として構成されうる。その際には、セーフティクリティカルな状態が検出された後で、個々の並列経路又は並列の部分抵抗器が順次作動され、従って、副電流経路を通って流れる電流が連続的に低減される。その際に、切り替えは、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを介して行われる。これにより、抵抗は、アーク放電を回避するために、主スイッチが開放される際に可能な限り低インピーダンスな状態にある可変的な抵抗でありうる。例えば１０μｓ〜１００ｍｓの範囲の、主接触器内のアーク放電が解消された後に初めて、抵抗値は、より高い値へと調整され、電流は、可能な限り短い過渡現象を経て切られる。特に上記の構成の場合、副電流経路で、１０Ａ〜（短時間で到達される）１０００Ａの範囲の電流が発生する可能性がある（スイッチのこのような設計によってより大きなコストが発生した場合でも、当該コストは、以下に記載するように、主スイッチの比較的より小さな寸法によって相殺されるため、総コストは、従来技術による解決策と比較して同じであり、又は当該解決策よりも小さい。
【００３１】
その際に、主スイッチと副スイッチとが同一に構成されることが構想されうる。本構成は、特に副電流経路内の抵抗であって、主電流経路及び副電流経路を流れる電流の定められた分散を可能とする上記抵抗の選択によって可能となる。本構成では、スイッチを特に簡単に製造すること、又は、特に低コストでバッテリシステムにスイッチを備えることが可能となる。なぜならば、同一のスイッチ及びより少数の様々な部品を用いた製造が可能となるからである。本構成によってさらに、バッテリシステムの簡略化された保守が可能となる。なぜならば、少数の部品のみ保持すればよいからである。
【００３２】
上記バッテリシステムの更なる別の利点及び特徴は、本発明に係る方法及び図面に関連する説明を参照されたい。さらに、本発明に係るバッテリシステムの本発明に係る特徴及び利点は、本発明に係る方法にも適用可能であり、開示されたものとして見なされ、その反対に、本発明に係る方法の本発明に係る特徴及び利点は、本発明に係るバッテリシステムにも適用可能であり、開示されたものと見なされうる。本発明には、本明細書、及び／又は、請求項に開示された少なくとも２つの特徴の全ての組み合わせも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明に係る主題の更なる別の利点及び有利な構成が、図面によって具体的に説明され、以下の明細書の記載において解説される。図面は、説明するためのものであり、本発明を何らかの範囲内で限定するために考えられていないことに注意されたい。
【図１】本発明に係るバッテリシステムの一構成の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１には、消費機器に電力を供給するバッテリシステム１０が示されている。例えば、バッテリシステム１０は、電気で駆動する車両の構成要素である。
【００３５】
図１に係るバッテリシステム１０は、直列接続された複数のバッテリセル１２を含むバッテリを有する。その際に、消費機器に電気エネルギーを供給するために、バッテリ又はバッテリセル１２は、それ自体は公知のやり方で、正極及び負極によって、対応するトラクション線１８、２０を通じて消費機器と接続されうる。正極及び負極に対応付けられたトラクション線１８、２０にはそれぞれ、各トラクション線１８、２０を選択的に開放又は閉鎖するための電子的な切り替えユニット１４、１６が設けられている。その際に、切り替えユニット１４、１６の一方が１個のスイッチを含み、特に、切り替えユニット１４，１６の一方又は両方は、以下のように限定しない形で切り替えユニット１４について記載される構成を有することが可能である。
【００３６】
切り替えユニット１４は、トラクション線１８の、バッテリまたはバッテリセル１２と図示されない消費機器との間に配置されている。その際に、電子的な切り替えユニット１４は、主スイッチ２４により開放可能な第１の電流経路又は主電流経路２２を有する。さらに、電子的な切り替えユニット１４は、第１の主電流経路２２に対して並列に配置された副電流経路２６であって、副スイッチ２８により開放可能な上記副電流経路２６を有する。さらに、副電流経路２６には、副抵抗器２９が配置されている。その際に、副電流経路２６は、自身により主電流経路２２にバイパスが付けられるように配置されている。
【００３７】
副抵抗器２９に関しては、この副抵抗器２９は、３０オーム以下、特に１５オーム以下、例えば８オーム以下の範囲にある抵抗値を有するように構成されうる。例えば、副抵抗器２９は、例えば、選択的に作動可能又は停止可能な複数の部分抵抗器の並列回路を備えることによって、可変的な抵抗値を有しうる。
【００３８】
さらに、副スイッチ２８と主スイッチ２４とは同一に構成されうる。
【００３９】
上記のように構成されたバッテリシステム１０を設けることによって、主電流経路２２が開放される際のアーク放電の発生を減らすために、このようなバッテリシステム１０を駆動する方法は、以下の処理工程を有し、即ち、
ａ）消費機器に電力を供給する工程であって、主電流経路２２と副電流経路２６とは閉鎖されている、上記供給する工程と、
ｂ）特に、定められた増大した電流のような、セーフティクリティカルな状態を検出する工程と、
ｃ）主電流経路２２を開放する工程と、
を有する。
【００４０】
特に有利に、処理工程ａ）に従って消費機器にエネルギーが供給される際には、主電流経路を通って流れる電流と、副電流経路を通って流れる電流と、の割合が、１０／１以上１０５／１以下という関係にありうる。
【図１】
2017508432.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月25日(2016.8.25)
【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】
消費機器に電力を供給するバッテリシステム（１０）を駆動する方法であって、前記バッテリシステム（１０）は、バッテリと前記消費機器との間に配置された少なくとも１つの電子的な切り替えユニット（１４）を有し、少なくとも１つの電子的な切り替えユニット（１４）は、主スイッチ（２４）により開放可能な主電流経路（２２）を有し、前記電子的な切り替えユニット（１４）は、前記主電流経路（２２）に対して並列に配置された、開放可能な副電流経路（２６）を有し、前記副電流経路（２６）には、副抵抗器（２９）と、場合により、副スイッチ（２８）と、が配置される、前記方法において、以下の処理工程、即ち、
ａ）前記消費機器に電力を供給する工程であって、前記主電流経路（２２）と前記副電流経路（２６）とが閉鎖されている、前記供給する工程と、
ｂ）セーフティクリティカルな状態を検出する工程と、
ｃ）前記主電流経路（２２）を開放する工程と、
を有する、方法。
【請求項２】
可変的な抵抗値を有する副抵抗器（２９）が利用され、前記抵抗値は、前記処理工程ａ）の後で連続的に増加されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理工程ａ）に従って前記消費機器に電力が供給される際には、前記主電流経路（２２）を通って流れる電流と、前記副電流経路（２６）を通って流れる電流と、の割合が、１０／１以上１０５／１以下という関係にあることを特徴とする、請求項１又は２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、更なる工程を含み、即ち、
ｄ）前記副電流経路（２６）を開放する工程
を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記処理工程ｄ）は、前記副スイッチ（２８）の開放によって、又は、可変的な抵抗値の前記副抵抗器（２９）の駆動によって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
セーフティクリティカルな状態として、定められた増大した電流が流れていることが検出されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行するよう構成されたバッテリシステム。
【請求項８】
３０オーム以下の範囲にある抵抗値を有する副抵抗器（２９）が存在することを特徴とする、請求項７に記載のバッテリシステム。
【請求項９】
１５オーム以下の範囲にある抵抗値を有する副抵抗器（２９）が存在することを特徴とする、請求項８に記載のバッテリシステム。
【請求項１０】
８オーム以下の範囲にある抵抗値を有する副抵抗器（２９）が存在することを特徴とする、請求項９に記載のバッテリシステム。
【請求項１１】
前記副抵抗器（２９）は、可変的な抵抗値を有することを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のバッテリシステム。
【請求項１２】
前記主スイッチ（２４）と前記副スイッチ（２８）とは同一に構成されることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか１項に記載のバッテリシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
その際に、電子的な切り替えユニットは、主スイッチにより開放可能な主電流経路を有しうる。ここで、電流経路の閉鎖とは、本発明の意味においては、電流が電流経路を通って流れられることを意味し、これに対して、電流経路の開放とは、電流経路が電流を案内出来ないことを意味する。その際に、電流経路の開放は、例えば主電流経路の場合のための主スイッチ等の、スイッチの開放によって可能とされうる。対応して、電流経路の閉鎖は、電流の流れを可能にするための、例えば主電流経路の場合のための主スイッチ等のスイッチの閉鎖を意味する。
【国際調査報告】
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