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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-19
(45)【発行日】2022-07-27
(54)【発明の名称】組電池管理システム
(51)【国際特許分類】
H01M 10/48 20060101AFI20220720BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220720BHJP
H02J 7/04 20060101ALI20220720BHJP
H02J 7/10 20060101ALI20220720BHJP
G01R 31/36 20200101ALI20220720BHJP
H01M 10/42 20060101ALI20220720BHJP
【ＦＩ】
H01M10/48 P
H02J7/00 Q
H02J7/04 L
H02J7/10 H
H02J7/10 L
H02J7/10 B
G01R31/36
H01M10/48 301
H01M10/42 P
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2018553325
(86)(22)【出願日】2016-12-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-04-04
(86)【国際出願番号】 GB2016054091
(87)【国際公開番号】W WO2017115092
(87)【国際公開日】2017-07-06
【審査請求日】2019-12-20
(31)【優先権主張番号】1523108.7
(32)【優先日】2015-12-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】1610937.3
(32)【優先日】2016-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】518232618
【氏名又は名称】ハイパードライブ イノベーション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100141173
【弁理士】
【氏名又は名称】西村 啓一
(72)【発明者】
【氏名】アイリッシュ スティーヴン
(72)【発明者】
【氏名】ショー ロビン
【審査官】清水 祐樹
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１４／１６７８８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／１２０６２０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－２２８４９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／０１４８７８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／６６７
Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２
Ｇ０１Ｒ ３１／３６ － ３１／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
充電式組電池に使用される組電池管理システムであって、前記組電池管理システムは、
制御部と、
前記充電式組電池の少なくとも１つのパラメータに関するセンサ信号を前記制御部に提供する少なくとも１つのセンサと、
データストアと、
を備え、
少なくとも１つの前記パラメータは、温度および／または電流を含み、
前記制御部は、
（ｉ）前記充電式組電池を含む充電式組電池パックが充電中であるか否かと、
（ｉｉ）前記充電式組電池パックが放電中であるか否かと、
（ｉｉｉ）前記充電式組電池パックが保管中であるか否かと、
の少なくとも２つに応じて、閾値条件を選択するように構成され、
前記センサ信号を前記閾値条件と比較し、
前記閾値条件との前記比較に基づいて、前記データストアにデータを書き込むか否かを判断する、
ように構成され、
少なくとも１つの前記パラメータの以前に書き込まれた値は、前記閾値条件を提供する、
ことを特徴とする組電池管理システム。
【請求項2】
前記センサ信号の閾値条件との比較は、メモリからの基準値の読み出しと、
前記センサ信号の前記基準値との比較と、
を含む、
請求項１記載の組電池管理システム。
【請求項3】
少なくとも１つの前記センサは、複数のセンサ、
を備え、
各センサは、対応するセンサ信号を提供するように構成され、
前記制御部は、前記閾値条件との前記比較に基づく前記データストアへのデータ書き込みの決定に応答して、複数の前記パラメータに関するデータを前記データストアに書き込むように構成される、
請求項１または２記載の組電池管理システム。
【請求項4】
前記データストアへのデータの書き込みは、前記データストアに格納されてもよい少なくとも１つの前記パラメータの以前の値の上書き、
を含む、
請求項１乃至３のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項5】
前記閾値条件は、閾値を下回っている前記充電式組電池の充電状態、
を含む、
請求項１乃至４のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項6】
前記閾値条件は、３．６Ｖを超える単電池電圧、
３．０Ｖ未満の単電池電圧、
１４．６Ｖを超える組電池電圧、
１２．０Ｖ未満の組電池電圧、
４５℃を超える充電温度、
０℃未満の充電温度、
４５℃を超える放電温度、
－１５℃未満の放電温度、
４５℃を超える保管温度、
－３０℃未満の保管温度、
１００Ａを超える充電電流、
１００Ａを超える放電電流、
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１乃至５のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項7】
前記データストアは、主電源から物理的に分離される、請求項１乃至６のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項8】
前記制御部は、前記無線インタフェースを介して受信されるデータを、前記データストアに書き込むように構成される、請求項１乃至７のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項9】
前記無線インタフェースは、前記主電源から物理的に分離される、請求項８記載の組電池管理システム。
【請求項10】
前記制御部は、第１閾値条件に到達、および／または、前記第１閾値条件を超えている少なくとも１つの前記センサ信号に応答して、前記組電池管理システムの第１組の部品の電源を切断し、
前記パラメータの少なくとも１つが第２閾値条件に到達、および／または、前記第２閾値条件を超えていることを示す信号に応答して、前記組電池管理システムの第２組の部品の電源を切断する、
ように構成される、
請求項１乃至９のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項11】
前記制御部は、前記センサ信号を基準値と比較し、
前記基準値との前記比較に基づいて、前記センサ信号が前記第１閾値条件、および／または、前記第２閾値条件を満たしているか否かを判断する、
ように構成される、
請求項１０記載の組電池管理システム。
【請求項12】
前記第１組の部品は、前記充電式組電池に対する、および／または、前記充電式組電池からの電力を制御する電力制御部、
を備える、
請求項１０または１１記載の組電池管理システム。
【請求項13】
前記第２組の部品は、ネットワークインタフェースと、
少なくとも１つの前記センサと、
前記制御部と、
のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１０乃至１２のいずれかに記載の組電池管理システム。
【請求項14】
前記第１閾値条件、および／または、前記第２閾値条件は、請求項６に記載の前記閾値条件、
を含む、
請求項１０乃至１３のいずれかに記載の組電池管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、組電池管理システム、例えば、充電式組電池用の組電池管理システムと、組電池管理システムを使用するための組電池の筺体と、に関する。
【背景技術】
【0002】
充電式組電池は、多くの技術、例えば、道路と非道路との両方で使用する電気自動車またはハイブリッド車に一般的に使用される。具体的には、充電式組電池は、自動車用途（道路と非道路との両方）、海洋用途（非道路）、倉庫環境（例えば、フォークリフトトラックなどの機械処理装置や、例えば、ＷＯ９８／４９０７５で開示されるような自律誘導車両との併用（非道路））、エネルギー貯蔵用途（商用と家庭用の両方（非道路））にしばしば使用される。
【0003】
このような用途に使用される充電式組電池の性能を監視・制御するために、組電池管理システム（ＢＭＳ）が使用されてもよい。
【発明の概要】
【0004】
本発明の様態は、独立請求項に記載されるとおりである。複数の実施形態は、さらに、従属請求項に定義される。本発明の様態は互いに連動する形で提供されてもよく、１つの様態の特徴事項は他の様態に応用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0005】
ここで、添付の図面を参照して、単なる例示として、本開示の実施形態について説明する。
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示の実施形態は、組電池管理システム（ＢＭＳ）に関する。このような実施形態において、ＢＭＳは、組電池などの主電源により電力供給される制御部を備える。制御部は、データをデータストアに記録する。ＢＭＳは、データストアにより保持されるデータを読み出すデータ読取装置も備える。データ読取装置は、主電源を迂回する補助電源により電力供給されるよう動作可能である。したがって、例えば、組電池が損傷により故障した場合や、機能しなくなった場合でも、データは、データストアから読み取られてもよい。
【0008】
本開示のこのような実施形態によるＢＭＳの一例は、図１に示される。図１は、ＢＭＳ１０１と、充電式組電池１０５と、を備える充電式組電池パック１００を示す。このようなＢＭＳ１０１は、センサ１０９とデータストア１０７とに連結される制御部１０３を備えてもよい。データストア１０７とセンサ１０９とはデータ読取装置１１１に連結されるが、実施例によっては、データストア１０７はデータ読取装置１１１を備える。データ読取装置１１１は、無線インタフェース１１３を備えてもよい。制御部１０３は、充電式組電池１０５などの第１電源から電力供給される。データストア１０７は、主電源とは別の制御部１０３を迂回する補助電源による電力供給で動作可能である。補助電源は、例えば、電磁信号により提供されてもよく、例えば、ＲＦＩＤインタフェースまたはＮＦＣインタフェースなどの、近距離無線通信器などの無線インタフェース１１３により提供される誘導結合または容量結合により提供されてもよい。
【0009】
データストア１０７は、センサ１０９により測定されるような充電サイクルの数、温度、単電池電圧または充電電流など、充電式組電池１０５のパラメータに関する情報を格納してもよい。例えば、充電式組電池１０５が消耗する場合や、充電式組電池１０５が損傷を受けた場合でも、データ読取装置１１１は補助電源により電力供給されることができるため、データストア１０７に格納されるパラメータは、依然として読み取られ得る。このことは、例えば、充電式組電池１０５への損傷の原因を判断することに役立てるであろう。
【0010】
図１は、ＢＭＳ１０１を備える組電池パック１００を示す。ＢＭＳ１０１は、主電源として機能する充電式組電池１０５に連結される印刷回路基板上に配置される。充電式組電池１０５は、少なくとも１つのＬｉＦｅＰＯ４単電池を備える。図１に示されるＢＭＳ１０１は、センサ１０９とデータストア１０７とを備え、いずれも制御部１０３に連結される。図示される実施例では、データストアは、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であるが、他の種類の不揮発性メモリが使用されてもよい。センサ１０９は、例えば、電流センサ、電圧センサまたは温度センサ、を備えてもよい。無線インタフェース１１３を備えるデータ読取装置１１１は、データストア１０７に連結される。図１に示される実施例では、無線インタフェース１１３は、ＲＦＩＤインタフェースを備えるが、前述のとおり、他の実施例では、ＮＦＣ、誘導結合器または容量結合器などの他の種類の近距離無線通信インタフェースを備えてもよい。
【0011】
ＢＭＳ１０１は充電式組電池１０５から離れた印刷回路基板上に配置されるため、データ読取装置１１１と、無線インタフェース１１３と、データストア１０７とは、充電式組電池１０５と物理的に分離される。図１には示されていないが、実施例によっては、制御部１０３は、データストア１０７と、データ読取装置１１１と、無線インタフェース１１３と、が制御部１０３から物理的に分離されるように、これらの部品と異なる印刷回路基板上の部分に配置されてもよい。ＢＭＳ１０１のこれらの部品が制御部１０３から物理的に分離されるため、制御部が損傷を受けた場合や、制御部が機能不全になった場合でも、データは、依然としてデータストア１０７から読み取られることができる。
【0012】
制御部１０３は充電式組電池１０５により電力供給されるように動作可能であり、データ読取装置１１１は補助電源により電力供給されるように動作可能である。データ読取装置１１１は、データストア１０７により保持されるデータを読み取ることができる。センサ１０９は、充電式組電池１０５の少なくとも１つのパラメータに関するセンサ信号を提供するように構成される。ＢＭＳ１０１は、例えば、充電式組電池１０５の複数の単電池に対するおよび／または充電式組電池１０５の複数の単電池からの電流など、充電式組電池１０５のさまざまな側面を制御するように構成される。制御部１０３は、センサ信号に基づいて、データストア１０７にデータを書き込むように構成される。
【0013】
例えば、制御部１０３は、センサ信号に基づいて、組電池１０５の温度、組電池１０５の充電レベルの指示、組電池１０５への充電電流および組電池１０５の電圧、のうちの少なくとも１つに関する情報をデータストア１０７に書きこむように構成される。
【0014】
図１に示される実施例では、無線インタフェース１１３は、データ読取装置１１１に補助電源を供給するための補助電源連結を提供する。補助電源は、制御部１０３を迂回する。
【0015】
制御部１０３は、使用中、センサ１０９からセンサ信号を受信する。制御部１０３は、センサ信号に基づいて、データストア１０７にデータを書き込む。
【0016】
データストア１０７からデータを読み取るため、ユーザは、電磁信号を介して、無線インタフェース１１３と通信する。電磁信号は、例えば、手持ち式のＮＦＣ装置により生成されてもよい。電磁信号は、データ読取装置１１１に電力を供給する。データ読取装置１１１は、ユーザがデータストア１０７により格納された充電式組電池１０５のパラメータを読み取ることができるように、データストア１０７により保持されるデータを読み取り、信号を手持ち式のＮＦＣ装置に戻す。
【0017】
図１に示される実施例では、データ読取装置１１１は無線インタフェース１１３を備えるが、他の実施例では、無線インタフェース１１３はデータ読取装置１１１と分離されてもよい。無線インタフェース１１３は、無線インタフェース１１３に連結されるアンテナをさらに備えてもよい。例えば、アンテナは、ＢＭＳ１０１と異なる部分に配置されてもよい。
【0018】
ＢＭＳ１０１は、例えば、電源制御部１１５（図３に関連して以下で説明されるとおり）などの電源回路も備えてもよい。電源回路は、電力電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、組電池１０５へ連結する電源、組電池１０５を充電するための電気端子および／または制御部１０３、を備える。電源回路は、充電式組電池１０５および／または制御部１０３に対する、および／または、充電式組電池１０５および／または制御部１０３からの、電流および／または電圧を制御するように構成されてもよい。
【0019】
１つの実施例では（不図示）、ＢＭＳ１０１は、印刷回路基板上に配置されると共に、ＢＭＳ１０１の印刷回路基板上の１つの領域、例えば、印刷回路基板上の１つの隅などに配置される無線インタフェース１１３と、任意設置のデータストア１０７（ＥＥＰＲＯＭなど）と、を備える。ＢＭＳ１０１は、ＢＭＳ１０１の印刷回路基板上の反対側の領域、例えば、印刷回路基板上の反対側の隅に配置される電源制御部１１５と、ＣＡＮインタフェースと、を備える。制御部は、一領域内では、電源制御部１１５とＣＡＮインタフェースとの間に配置されると共に電源制御部１１５とＣＡＮインタフェースとに電気的に連結され、他の領域内では、無線インタフェース１１３とデータストア１０７との間に配置されると共に無線インタフェース１１３とデータストア１０７とに電気的に連結される。
【0020】
これらの部品を印刷回路基板上の異なる領域に配置することは、互いを物理的に分離してもよく、例えば、無線インタフェース１１３による電源回路からの干渉を妨げてもよい。実施例によっては、ＢＭＳ１０１の部品は、互いに直流的に絶縁されてもよい。例えば、ＣＡＮインタフェースは、高電圧で動作してもよく、それにより、制御部１０３、電源制御部１１５、データストア１０７、データ読取装置１１１および／または無線インタフェース１１３、から直流的に絶縁されてもよい。
【0021】
実施例によっては、ＢＭＳ１０１の様々な部品は、異なる回路基板上に配置されてもよい。例えば、制御部１０３は、無線インタフェース１１３および／または無線インタフェース１１３のアンテナとは異なる回路基板上に配置されてもよい。実施例によっては、ＢＭＳ１０１の部品は、回路基板の異なる表面上に配置されてもよい。例えば、無線インタフェース１１３は、電源回路とは異なる表面上に配置されてもよい。ＢＭＳ１０１の各部品が物理的に分離されるように、同各部品を異なる回路基板上または同一回路基板の異なる表面上に配置することは、電源回路により発生する電気的干渉の潜在的可能性を小さくすることに役立つことがある。
【0022】
実施例によっては、無線インタフェース１１３のアンテナ（存在する場合）と、データストア１０７および／またはデータ読取装置１１１とは、ＢＭＳ１０１上以外の他の場所に配置されてもよい。アンテナ、データストア１０７および／またはデータ読取装置１１１をＢＭＳ１０１上以外の他の場所に配置することは、これらを充電式組電池１０５と、組電池１０５の充電に使用される関連電源回路と、からさらに物理的に分離し、電源回路により発生する電気的干渉の潜在的可能性を小さくする。
【0023】
本開示の他の実施形態は、閾値条件との比較に基づいて、データをデータストアに記録するＢＭＳにも関する。
【0024】
本開示の実施形態によるＢＭＳの一例は、図２に示される。図２は、ＢＭＳ１０１と充電式組電池１０５とを備える充電式組電池パック１００を示す。このようなＢＭＳ１０１は、センサ１０９とデータストア１０７とに連結される制御部１０３を備えてもよい。センサ１０９は、例えば、電流センサ、電圧センサまたは温度センサ、でもよい。制御部１０３は、センサ１０９からセンサ信号を受信すると共に、閾値条件との比較に基づいてデータストア１０７にデータを書き込むか否かを判断するように構成される。データストア１０７にデータを書き込むか否かの判断では、制御部１０３は、メモリから基準値を読み出し、センサ信号を基準値と比較する。制御部１０３は、例えば、温度、単電池の電圧または電流、が選択値を下回るか超える場合など、センサ信号が選択値を下回るかまたは超える場合に、データをデータストア１０７に書き込んでもよい。制御部１０３は、センサ信号が以前に記録した値を超えるかまたは下回る場合に、データストア１０７にデータを書き込んでもよい。
【0025】
図２は、印刷回路基板上に配置されるＢＭＳ１０１を備える組電池パック１００を示す。ＢＭＳ１０１は、充電式組電池１０５に連結される。充電式組電池１０５は、少なくとも１つのＬｉＦｅＰＯ４単電池を備える。ＢＭＳ１０１は、センサ１０９とデータストア１０７とを備える。センサ１０９とデータストア１０７とは、制御部１０３に連結される。センサ１０９は、例えば、電流センサ、電圧センサまたは温度センサ、でもよい。
【0026】
ＢＭＳ１０１は、例えば、充電式組電池１０５の複数の単電池に対するおよび／または充電式組電池１０５の複数の単電池からの電流など、充電式組電池１０５の様々な側面を制御するように構成される。センサ１０９は、充電式組電池１０５の少なくとも１つのパラメータに関するセンサ信号を提供するように構成される。制御部１０３は、センサ信号を閾値条件と比較すると共に、閾値条件との比較に基づいてデータストア１０７にデータを書き込むか否かを判断するように構成される。
【0027】
制御部１０３は、使用中、センサ１０９からセンサ信号を受信する。制御部１０３は、受信されたセンサ信号を閾値条件と比較し、閾値条件との比較に基づいてデータストア１０７にデータを書き込むか否かを判断する。
【0028】
図２に示される実施例では、閾値条件は、閾値を下回る組電池の充電状態を含む。他の実施例では、閾値条件は、閾値を下回る組電池の充電状態を含む閾値条件に加え、３．６Ｖを超える単電池電圧、３．０Ｖ未満の単電池電圧、１４．６Ｖを超える組電池電圧、１２．０Ｖ未満の組電池電圧、４５℃を超える充電温度、例えば、５０℃を超える温度、０℃未満の充電温度、４５℃を超える放電温度、例えば、５０℃を超える温度、－１５℃未満の放電温度、５０℃を超える保管温度、－３０℃未満の保管温度、１００Ａを超える充電電流、１００Ａを超える放電電流、のうちの少なくとも１つを含んでもよい。閾値条件温度は、組電池１０５の単電池化学物質に基づいてもよい。
【0029】
実施例によっては、ＢＭＳ１０１は複数のセンサ１０９を備え、各センサ１０９は、例えば、充電式組電池１０５の異なるパラメータに関するセンサ信号などの対応するセンサ信号を提供するように構成される。制御部１０３は、制御部１０３が１つのセンサ信号の閾値条件との比較に基づいてデータストア１０７にデータを書き込むか否かを判断することに応答して、全パラメータに関連するデータをデータストア１０７に書き込むように構成されてもよい。
【0030】
実施例によっては、ＢＭＳ１０１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリなどのメモリを備える。実施例によっては、データストア１０７は、メモリを備えてもよい。データストア１０７にデータを書き込むか否かの判断では、制御部１０３は、メモリから基準値を読み出し、センサ信号をその基準値と比較してもよい。
【0031】
実施例によっては、データストア１０７に記録されたセンサ信号の以前の値は、閾値条件を提供する。例えば、データストア１０７に記録された少なくとも１つのパラメータの以前に書き込まれた値は、閾値条件を提供してもよい。
【0032】
データストア１０７へのデータの書き込みは、データストア１０７に格納されてもよい少なくとも１つのパラメータの以前の値の上書きを含んでもよい。
【0033】
制御部１０３は、（ｉ）充電式組電池パック１００が充電中か否か、（ｉｉ）充電式組電池パック１００が放電中か否か、および（ｉｉｉ）充電式組電池パック１００が保管中か否か、の少なくとも１つに応じて、閾値条件を選択してもよい。制御部１０３は、充電式組電池１０５の単電池に対するおよび／または充電式組電池１０５の単電池からの電流を示すセンサ信号に応じて、充電式組電池パック１００が充電中、放電中または保管中、のいずれであるかを判断してもよい。例えば、制御部１０３は、例えば、充電式組電池１０５の単電池などの充電式組電池１０５に対するおよび／または充電式組電池１０５からの電流が選択された時間間隔に流れない場合に基づいて、充電式組電池１０５が保管中であると判断してもよい。これに加え、または、これに代わって、制御部１０３は、充電式組電池１０５に対し供給されるおよび／または充電式組電池１０５から取り出される電流および／または電圧が、選択された時間間隔を超える間、選択された閾値レベルを下回る場合に、充電式組電池１０５が保管中であると判断してもよい。
【0034】
実施例によっては、組電池パック１００は、ＢＭＳ１０１に連結されるコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）インタフェースを備える。制御部１０３は、ＣＡＮ上で通信するように構成されてもよく、ＣＡＮを介して受信される情報に基づいて、閾値条件を設定するように構成されてもよい。これに加え、または、これに代わって、実施例によっては、閾値条件は無線インタフェース１１３を介してプログラム可能でもよく、制御部１０３は無線インタフェース１１３を介して受信される情報に基づいて閾値条件を設定するように構成されてもよい。このように、閾値条件は、組電池パックを出荷する前に、ユーザまたは製造業者によりプログラム可能でもよい。
【0035】
本開示の他の実施形態は、図３に示されるように、様々な条件が満たされたか否かに応じて、様々な複数組の部品の電源の切断をするＢＭＳにも関する。
【0036】
このような実施形態によるＢＭＳの一例は、図３に示される。このようなＢＭＳ１０１は、少なくとも１つのセンサに連結される制御部１０３を備える。この少なくとも１つのセンサは、制御部１０３にセンサ信号を提供する。制御部１０３は、センサ信号を監視すると共に、第１閾値条件に到達および／または超えたセンサ信号に応答して無線インタフェース１１３などのＢＭＳ１０１の第１組の部品の電源を切断し、第２閾値条件に到達および／または超えたセンサ信号に応答して電源制御部１１５（図３に関連して後述される）などの第２組の部品の電源を切断するように構成される。
【0037】
図３は、印刷回路基板上に配置されたＢＭＳ１０１を備える充電式組電池パック１００を示す。ＢＭＳ１０１は、充電式組電池１０５に連結される。充電式組電池１０５は、少なくとも１つのＬｉＦｅＰＯ４単電池を備える。ＢＭＳ１０１は、センサ１０９に連結される制御部１０３を備える。制御部１０３は、ＣＡＮインタフェースなどのネットワークインタフェース１１３と、電源制御部１１５と、にも連結される。センサ１０９は、例えば、電流センサ、電圧センサまたは温度センサ、でもよい。
【0038】
センサ１０９は、制御部１０３にセンサ信号を提供するように構成される。制御部１０３は、ネットワークインタフェース１１３を介して、ネットワーク上で通信するように構成される。例えば、制御部１０３は、ネットワークインタフェース１１３を介して、ネットワーク上で命令の送信および／または受信を行うように構成されてもよい。例えば、制御部１０３は、ネットワークインタフェース１１３を介して、データをデータストア１０７に書き込むように構成されてもよい。
【0039】
制御部１０３は、電源制御部１１５を動作させるようにも構成される。電源制御部１１５は、組電池１０５の様々な側面を制御するために制御部１０３により動作可能である。例えば、電源制御部１１５は、充電式組電池１０５の複数の単電池から取り出される電流を制御するように動作可能である。
【0040】
制御部１０３は、第１条件を満たしたセンサ信号に応答して、ＢＭＳ１０１の第１組の部品の電源を切断するように構成され、第２条件を満たしたセンサ信号に応答して、ＢＭＳ１０１の第２組の部品の電源を切断するように構成される。図３に示される実施例では、第１組の部品はネットワークインタフェース１１３を備え、第２組の部品は電源制御部１１５を備える。
【0041】
実施例によっては、制御部１０３とは異なる制御部は、ＢＭＳ１０１の第１組の部品と第２組の部品との電源を切断するように構成される。例えば、アナログフロントエンドなどのアナログロジックは、第１条件を満たしたセンサ信号に応答してＢＭＳ１０１の第１組の部品の電源を切断し、第２条件を満たしたセンサ信号に応答してＢＭＳ１０１の第２組の部品の電源を切断するように構成されてもよい。このような実施例では、ＢＭＳ１０１の第１組の部品および／または第２組の部品は、制御部１０３を備えてもよい。このようなアナログフロントエンドは、安全機能を実装してもよい。例えば、アナログフロントエンドは、単電池の電圧測定を行い、過電流、過電圧および電圧不足の各状況で、電流および／または電圧を小さくし、または、切断してもよい。アナログフロントエンドは、マイクロコントローラなどの制御部を備えてもよい。
【0042】
制御部１０３は、使用中、充電式組電池１０５の１つまたは複数のパラメータをセンサ１０９から受信する。制御部１０３は、センサ信号を監視して、第１条件を満たしたセンサ信号に応答して、ＢＭＳ１０１の第１組の部品（この例では、ネットワークインタフェース１１３を備える第１組の部品）の電源を切断する。制御部１０３は、第２条件を満たしたセンサ信号に応答して、ＢＭＳ１０１の第２組の部品（この例では、電源制御部１１５を備える第２組の部品）の電源を切断するように構成される。
【0043】
実施例によっては、第１組の部品は、ネットワークインタフェース１１３以外の部品、または、ネットワークインタフェース１１３に加えて他の部品を備えてもよい。例えば、第１組の部品は、データストア１０７（ＥＥＰＲＯＭなど）または制御部１０３（例えば、ＢＭＳ１０１がアナログフロントエンドを備える場合）を備えてもよい。実施例によっては、第２組の部品は、電源制御部１１５以外の部品、または、電源制御部１１５に加えて他の部品を備えてもよい。
【0044】
図１および図２に関して前述される実施例と同様に、実施例によっては、組電池パック１００は、ＢＭＳ１０１に連結されるコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）インタフェースを備える。ネットワークインタフェース１１３は、ＣＡＮインタフェースを備えてもよい。制御部１０３は、ＣＡＮ上で通信するように構成されてもよい。例えば、制御部１０３は、ＣＡＮを介して、少なくとも１つのパラメータに関するデータをデータストア１０７に書き込むように構成されてもよい。
【0045】
実施例によっては、制御部１０３は、センサ信号が第１条件および／または第２条件を満たしているか否かを基準値との比較に基づいて判断するため、センサ信号を基準値と比較するように構成される。
【0046】
条件は、図２に関して前述される閾値条件でもよい。例えば、条件は、閾値を下回っている組電池１０５の充電状態（例えば、組電池１０５の単電池の電圧）を含んでもよい。条件は、３．６Ｖを超える単電池電圧、３．０Ｖ未満の単電池電圧、１４．６Ｖを超える組電池電圧、１２．０Ｖ未満の組電池電圧、４５℃を超える充電温度、例えば、５０℃を超える温度、０℃未満の充電温度、４５℃を超える放電温度、例えば、５０℃を超える温度、－１５℃未満の放電温度、４５℃を超える保管温度、例えば、５０℃を超える保管温度、－３０℃未満の保管温度、１００Ａを超える充電電流、１００Ａを超える放電電流、のうちの少なくとも１つを含んでもよい。繰り返しになるが、閾値条件温度は、組電池１０５の単電池化学物質に基づいてもよい。
【0047】
図２に関して前述される実施例と同様に、制御部１０３は、（ｉ）充電式組電池パック１００が充電中か否か、（ｉｉ）充電式組電池パック１００が放電中か否か、および（ｉｉｉ）充電式組電池パック１００が保管中か否か、の少なくとも１つに応じて、閾値条件を選択するように構成されてもよい。
【0048】
本開示の他の実施形態は、図４に示されるように組電池がしばらくの間使用されていない場合に低電力モード（または「保管モード」）で動作するＢＭＳにも関する。
【0049】
本開示のこのような実施形態によるＢＭＳの一例は、図４に示される。このようなＢＭＳ１０１は、少なくとも１つのセンサに連結される制御部１０３を備える。少なくとも１つのセンサは、制御部１０３にセンサ信号を提供する。制御部１０３は、センサ信号を監視すると共に、組電池１０５に関する電流または電圧などの特定のパラメータが選択された時間間隔内に変化していないことを示すセンサ信号に応答して、無線インタフェース１１３または電源制御部１１５などのＢＭＳ１０１の部品の電源を切断するように構成される。
【0050】
図４は、充電式組電池１０５に連結されるＢＭＳ１０１を備える充電式組電池パック１００を示す。ＢＭＳ１０１は、電流センサ１０９と電圧センサ１１１とに連結される制御部１０３を備えるが、他の実施例では、ＢＭＳ１０１は、電流センサ１０９または電圧センサ１１１のみを備えてもよい。
【0051】
ＢＭＳ１０１は、充電式組電池１０５により電力供給されるように構成される。ＢＭＳ１０１は、充電式組電池１０５の様々な側面、例えば、充電式組電池１０５の複数の単電池に対するおよび／または充電式組電池１０５の複数の単電池からの電流を制御するように構成される。
【0052】
電流センサ１０９は、充電式組電池１０５に供給される電流および／または充電式組電池１０５から取り出された電流に関する電流センサ信号を制御部１０３に提供するように構成される。電圧センサ１１１は、充電式組電池１０５に供給される電圧および／または充電式組電池１０５から取り出された電圧に関する電圧センサ信号を制御部１１３に提供するように構成される。
【0053】
制御部１０３は、選択された時間間隔を超える間、電流および／または電圧が選択された閾値レベルを下回っている場合に、ＢＭＳ１０１を低電力モードで動作させるように構成される。
【0054】
制御部１０３は、使用中、充電式組電池１０５の１つまたは複数のパラメータをセンサ１０９から受信する。制御部１０３は、センサ信号を監視し、一定の間隔でセンサ信号を基準値と比較する。制御部１０３は、組電池１０５に対するおよび／または組電池１０５からの電流および／または電圧がある時間間隔内に変化していないことを示すセンサ信号に応答して、基準値との比較に基づいてＢＭＳ１０１を低電力モードで動作させるか否かを判断する。間隔の一例は、１分でもよいが、他の例は、３０秒、１０分、３０分、１時間、２時間、またはそれ以上、を含んでもよい。
【0055】
低電力モードは、ＢＭＳ１０１の少なくとも１つの部品に供給される電力を少なくすることを含む。例えば、低電力モードは、ＢＭＳ１０１の少なくとも１つの部品の電源を切断することを含む。電源が切断される部品は、図３に関して前述される部品である。例えば、ＢＭＳは無線インタフェース１１３および／または電源制御部１１５を備えてもよく、制御部は低電力モードでは無線インタフェース１１３および／または電源制御部１１５の電源を切断してもよい。
【0056】
制御部１０３は、組電池１０５から電流を取り出すＢＭＳ１０１に応答して、低電力モードを終了するように構成される。低電力モードを終了することは、電源が切断されていた可能性のあるどのＢＭＳ１０１の部品に対しても電源を投入することを含む。
【0057】
図４に示される実施例では、制御部１０３は、第２選択期間中に組電池１０５に対するおよび／または組電池１０５からの電流および／または電圧が閾値分だけ変化しなかったことを示す受信電流信号および／または受信電圧信号に応答して、第２低電力モードで動作するように構成される。図４に示される実施例の第２低電力モードは、制御部１０３の電源の切断を含む。第２低電力モードは、組電池１０５に供給されるおよび／または組電池１０５から取り出される電流および／または電圧の変化を監視する一定の間隔で制御部１０３に電源を投入することも含まれる。
【0058】
実施例によっては、充電式組電池１０５は複数の単電池と、少なくとも２つの端子と、を備え、低電力モードはこれら２つの端子から複数の単電池のうちの少なくとも１つの切断を含む。
【0059】
実施例によっては、低電力モードは、補助電源による制御部１０３への電力供給を含む。
【0060】
実施例によっては、少なくとも１つの部品は、少なくとも１つのセンサ１０９，１１１、制御部１０３、電源統合型制御部などの電源制御部１１５、ＩＣ、組電池１０５内の複数の単電池の充電バランスをとる平衡部品、タイマ、のうちの少なくとも１つを備える。
【0061】
実施例によっては、低電力モードおよび／または第２低電力モードは、例えば、ＦＥＴなどの電源制御部１１５のスイッチをオフにすることを含む。第２低電力モードは、電力が供給されない場合に、電源制御部１１５のＦＥＴのゲートなどの電源回路が高い抵抗を提供するために自動的にプルダウンされてもよいように、少なくとも１つのプルダウン抵抗の使用を含んでもよい。
【0062】
図３に関して前述のとおり、実施例によっては、制御部１０３とは異なる制御部は、ＢＭＳ１０１の部品の電源を切断するように構成される。例えば、アナログフロントエンドなどのアナログロジックは、ＢＭＳ１０１の部品の電源を切断するように構成されてもよい。
【0063】
本開示の他の実施形態は、例えば、図５－図９に示されるＢＭＳを備える充電式組電池用の筐体など、充電式組電池用の筺体に関する。このような筺体は、組立時に組電池パックを形成する筺体と、（図５－図７に示されるとおり）充電式組電池１０５と、を備えてもよい。組電池１０５は、多数の単電池９００を備えてもよく、筺体２００は、例えば、充電中または放電中に単電池９００が過熱する可能性を小さくするために、単電池９００間で空気流が得られるように十分なスペースを提供するように構成されてもよい。
【0064】
筺体２００は、組電池パックが組み立てられるときに、複数の単電池９００がしっかりと所定の場所に固定されるように構成されてもよく、組電池１０５に連結されるＢＭＳ１０１と筺体２００との間での動きが発生するが、複数の単電池９００とＢＭＳ１０１との間での動きは妨げられるように構成されてもよい。
【0065】
図５－図９は、充電式組電池１０５に連結されるＢＭＳ１０１を備える充電式組電池パック１００を提供する筺体２００を示す。組電池１０５は、ＢＭＳ１０１を介して直列に連結される複数のＬｉＦｅＰＯ４単電池９００を備える。図５－図９に示される実施例では、組電池１０５は４つの単電池９００を備えるが、他の実施形態では、組電池１０５はさらに多くの単電池９００、例えば、６つの単電池９００を備えてもよく、さらに少ない単電池９００、例えば、３つの単電池９００を備えてもよい。
【0066】
図５、図６および図７に示されるように、組電池１０５の複数の単電池９００は、積層された配列で配置される。複数の単電池９００の各単電池９００は、各トレイ９１０により支持される。トレイ９１０は、熱伝導性があり軽量でもあるようにアルミニウム製であるが、当然のことだが、熱伝導性のある他の材料が適している可能性があることが理解されよう。各単電池９００は熱伝導性のある接着剤で各トレイ９１０に接着されるが、他の実施例では、各単電池９００は通常の接着剤または超音波溶接などの他の方法を用いてトレイ９１０に連結されてもよい。
【0067】
各単電池９００は、単電池９００に電気的に連結するため、同じ端部に間隔を置いて配置される２つのタブ９０１ａ，９０１ｂを有する。各単電池９００は、正極タブ９０１ａと負極タブ９０１ｂとを有する。各単電池９００の各タブ９０１ａ，９０１ｂは、銅導体１５３を介して隣接する単電池９００の反対極性のタブ９０１ａ，９０１ｂに連結されるが、他の導体材料が適している可能性がある。単電池９００の積層された配列により、１つの単電池９００のタブ９０１ａ，９０１ｂをもう１つの単電池９００のタブ９０１ａ，９０１ｂに連結する銅導体１５３は、折り畳み状に配置される。
【0068】
各単電池９００は、ＢＭＳ１０１に任意に連結される任意の連結器１０６を有する。単電池９００の積層体の両端にある単電池９００は、それぞれ端子１５１ａ，１５１ｂを有する。図示される実施例では、端子１５１ａ，１５１ｂは、単電池９００の積層体の端部から突出する。１つの端子１５１ａは正極タブ９０１ａに連結され、１つの端子１５１ｂは負極タブ９０１ｂに連結される。積層された配列により、端子１５１ａ, １５１ｂは、組電池１０５の幅方向に沿って互いに向かい合い、単電池９００の積層体の対角線上の反対側に、それぞれ異なる点に位置する。
【0069】
図８に示されるように、筺体２００は、コンテナ２０５と蓋９５０とを備える。コンテナ２０５は、ほぼ立方体のバケツ形状で、間隔をおいて配置される複数のスロット２１０を有する２つの対向面２０７ａ，２０７ｂを有する。当然のことだが、対向面を２つ有する他の形状のコンテナ２０５が適している可能性もあることを理解されよう。コンテナ２０５と蓋９５０とは、組電池１０５とＢＭＳ１０１とを保護し、スロット２１０間の固定された間隔を確保するために剛体である。
【0070】
各対向面２０７ａ，２０７ｂの各スロット２１０は少なくとも２０ｍｍの間隔で間隔をおいて配置され、図５－図９に示される実施例の間隔（ピッチとも言われる）は約１１９ｍｍである。コンテナ２０５は、蓋がコンテナ２０５へ連結されるとき、蓋９５０と共に封止部を作り出すため、１つの端部の周囲にフレキシブル封止部を備える。各スロット２１０の底部は、対応するトレイ２１０の端部を受けるため、柔軟部材または弾力性部材を備えてもよい。
【0071】
蓋９５０は、複数のタブ９６０を備える。タブ９６０は、蓋９５０から突出する。蓋９５０は、蓋９５０をコンテナ２０５にしっかりと固定するため、対応するコンテナ２０５の雌部と嵌合するねじも備えるが、当然のことだが、他の絶縁締結手段または非絶縁締結手段が、蓋９５０をコンテナ２０５に締結するために使用されてもよいことが理解されよう。
【0072】
ＢＭＳ１０１は、トレイ９１０により支持される回路基板上に提供される。図５－図９に示される実施例では、ＢＭＳ１０１は、ＢＭＳ１０１の動きを阻害するため、端子１５１ａ，１５１ｂを介して複数のトレイ９１０に固く連結される。組電池１０５とＢＭＳ１０１との間には、任意設置のマイラ膜１７５があるが、他の実施例では、他の絶縁膜が使用されてもよく、絶縁膜が使用されなくてもよい。
【0073】
ＢＭＳ１０１は、無線インタフェース１１３（図１に関して前述されるＲＦＩＤインタフェースなど）を備える。図５－図９に示される実施例では、無線インタフェース１１３は、ＲＦＩＤインタフェースであり、この実施例ではＥＥＰＲＯＭであるデータストア１０７の一部である。無線インタフェース１１３は、データストア１０７を超えて延出し、この実施例ではＢＭＳ１０１の一部を形成する印刷回路基板にエッチングされるアンテナ（不図示）を備える。蓋９５０は、蓋９５０が筺体２００に取り付けられ、組電池パックが組み立てられたときに、無線インタフェース１１３より上方に位置するように構成されるマーカ（例えば、ＮＦＣロゴなどのロゴ）を備える。このようにして、ユーザは、例えば、無線インタフェース１１３と効果的に通信するために、ＮＦＣ装置などの無線装置をどこに保持するかが分かる。
【0074】
蓋９５０は、ＢＭＳ１０１に連結される任意設置のＣＡＮインタフェース１１７も備える。ＣＡＮインタフェース１１７は、蓋９５０内で凹設される。実施例によっては、蓋は、異なるネットワークインタフェース、例えば、ＲＳ４８５インタフェース、ＲＳ４２２またはＲＳ２３２インタフェースなど、のシリアルインタフェースを備えてもよい。実施例によっては、無線インタフェース１１３は、ＣＡＮインタフェース１１７を備えてもよい。
【0075】
さらに、蓋９５０は、２つの組電池端子９７０ａ，９７０ｂ用の穴を備える。筺体２００が組み立てられるとき、端子９７０ａ，９７０ｂは、穴から突出するが、蓋９５０の外面９８０を超えて突出しないように、蓋９５０内では凹設される。蓋９５０は、空間も備える。
【0076】
図８は、スロット２１０に挿入される複数のトレイ９１０を備える筺体２００を示す。各トレイ９１０は、組電池１０５の各単電池９００を備える。図９は、蓋９５０がコンテナ２０５に締結された状態の筺体２００を示す。
【0077】
コンテナ２０５の一面２０７ａ，２０７ｂの各スロットは、対向面２０７ａ、２０７ｂの対応するスロット２１０と共にトレイ９１０を受けるように適合される。このように、筺体２００は、複数の単電池９００間の固定された間隔を提供するように構成される。
【0078】
複数のスロット２１０間の間隔は、各トレイ９１０の各単電池９００間の空間が、各トレイ９１０の単電池９００間に空気流を流すために十分に確保されるように構成される。
【0079】
蓋９５０は、コンテナ２０５に連結するように構成される。蓋９５０の各タブ９６０は、蓋９５０がコンテナ２０５に連結されるとき、コンテナ２０５の各対向面２０７ａ，２０７ｂの対応するスロット２１０と嵌合するように適合される。各タブ９６０は、蓋９５０がコンテナ２０５に連結されるとき、各スロット２１０内での各トレイ９１０の動きを阻害するように構成される。フレキシブル封止部は、蓋９５０がコンテナ２０５に連結されるとき、蓋９５０と防水封止部を作り出すように構成される。蓋９５０内の空間は、ＢＭＳ１０１挿入されるように適合される。
【0080】
蓋９５０内の端子９７０ａ，９７０ｂは、組電池１０５を電源または電力ドレインに電気的に連結するように動作可能である。任意設置の連結器１０６は、ＢＭＳ１０１が個々の単電池９００に対するおよび／または個々の単電池９００からの電流を制御できるように、例えば、単電池９００間のバランスがとれるように配置される。
【0081】
筺体２００を組み立てるため、まず初めに、複数の単電池９００がトレイ９１０に熱的に結合され、積層されたパターン状に配置される。単電池９００は、次に、それぞれのタブ９０１ａ，９０１ｂと、導体１５３と、を介して電気的に連結される。端子１５１ａ，１５１ｂは、単電池９００の一列の最初と最後とに連結される。単電池９００の積層体はコンテナ２０５に挿入され、各トレイ９１０はコンテナ２０５内のスロット２１０の対応する対に挿入される。
【0082】
トレイ９１０がスロット２１０に挿入されると、マイラ膜１７５は、ＢＭＳ１０１を単電池９００から電気的に絶縁するため、各単電池９００の露出した端を覆うように設置される。ＢＭＳ１０１は、マイラ膜１７５を覆うように設置され、組電池１０５の端子１５１ａ，１５１ｂに連結される。次に、ＢＭＳ１０１は、単電池９００とトレイ９１０とに対して固定される。ＢＭＳ１０１は、ヒューズ１８０を介して端子９７０１，９７０ｂに連結される。
【0083】
蓋９５０は、ＢＭＳ１０１を覆うように設置される。ＢＭＳ１０１は、蓋９５０内の空間にはまり込む。タブ９６０は、トレイ９１０を所定の場所に保持し、スロット２１０内でのトレイ９１０の動きを妨げるように、コンテナ２０５内のスロット９１０に収容される。図９に示されるように、蓋９５０がコンテナ２０５に締結されると、ＢＭＳ１０１に連結される端子９７０ａ，９７０ｂは、蓋９５０を通って突出する。フレキシブル封止部は、コンテナ２０５と蓋９５０との間に防水封止部を作り出す。図示される実施例では、防水封止部は、ＩＰ６５に適合する。
【0084】
実施例によっては、ＢＭＳ１０１は、ＢＭＳ１０１と組電池端子９７０ａ，９７０ｂとの間にフレキシブル連結部を備える。フレキシブル連結部は、端子とＢＭＳ１０１との間で電気的な接続を維持すると共に、ＢＭＳ１０１の筺体２００に対する動きを可能にするように構成される。
【0085】
本特許請求の範囲の他の実施形態は、複数の単電池９００を備える充電式組電池１０５用の筐体に関する。筺体は、例えば、図８および図９に示される筺体２００、コンテナ２０５および蓋９５０と同様のコンテナと蓋とを備える。コンテナは、ＢＭＳ１０１を介して固く連結される複数の単電池９００を収容するように適合され、ＢＭＳ１０１と蓋上の組電池端子９７０ａ，９７０ｂとの間にフレキシブル接続部を備える。
【0086】
本開示の他の実施形態は、複数の単電池９００を備える充電式組電池１０５用の筐体に関する。筺体は、例えば、図８および図９に示される筺体２００と同様の、組電池端子９７０ａ，９７０ｂ間に固定された間隔を提供する堅固な箱を備える。筺体は、単電池９００と組電池端子９７０ａ，９７０ｂとの間にフレキシブル連結部を提供する。フレキシブル連結部は、ＢＭＳ１０１を支える。
【0087】
前述の実施例では、単電池９００とＢＭＳ１０１との接続は、ＢＭＳ１０１と端子９７０ａ，９７０ｂとの接続よりも高い剛性を有してもよい。
【0088】
本開示の他の実施形態は、複数の単電池を収容するための組電池組立体に関する。この組立体は、各単電池それぞれを支持するように構成される複数のトレイと、各トレイを固く接続すると共に複数のバスバーを支える足場と、各単電池と各バスバーとの間のフレキシブル接続部と、を備える。各バスバーは、対応する対の単電池に電気的に連結するように構成される。各単電池と各トレイとは、前述される単電池９００とトレイ９１０とでもよい。組電池組立体は、組電池組立体を備える組電池パックの強度を改善し、組電池が損傷を受けることを防いでもよい。例えば、せん断力がトレイ９１０、または、図９もしくは図１４に示される組電池組立体を支えるコンテナ２０５などのコンテナに加えられたとき、足場は、単電池が互いに対して動くことを防いでもよい。組電池組立体は、前述される筺体などの筺体内で、前述されるＢＭＳなどのＢＭＳをより強固に保持し、支持してもよい。
【0089】
組電池組立体４００の一例は、図１０－図１４に示される。組立体４００は、各トレイ９１０に連結される複数の単電池９００を備える。トレイ９１０は、図５、図６および図７に関して前述され、使用されるトレイでもよい。例えば、各トレイは、熱伝導性があり軽量でもあるようにアルミニウム製でもよい。各単電池９００は、液圧の注入により各トレイ９１０に接合される。各単電池９００は、例えば、熱伝導性のある接着剤で各トレイ９１０に接合されてもよい。
【0090】
各トレイ９１０は、足場４１０に接続するための一対のフランジ４１５を、トレイ９１０の同じ端部に備える。各フランジ４１５は、トレイ９１０から垂直に突出するため、曲げられる。各トレイ９１０は、積層状の足場４１０に接続されるフランジ４１５を介して互いに固く接続される。足場４１０は、各トレイ９１０の先端部を横断して延びるようにトレイ９１０の平面に対して垂直な平面内にある。足場４１０は、各トレイ９１０間に空気対流を流すことを可能とするため、トレイ９１０間が十分な間隔となる構成で配置されるように、トレイ９１０を積層状に保持する。
【0091】
図１０－図１４に示される実施例の足場４１０は、ほぼ長方形の平坦な板である。足場４１０は、電気的に絶縁され、Ｔｕｆｎｏｌ（登録商標）などの積層プラスチック製である。足場４１０は、単電池９００から延びるタブ９０１ａ，９０１ｂを受けるための複数の孔と、足場４１０を各トレイ９１０および／または図９に示されるコンテナ２０５などのコンテナに締結するねじとねじ山またはナットとボルトなどの締結具と、を備える。締結具は、振動に抗するように適合されてもよい。足場４１０は、各単電池９００に連結される熱ハーネスを受ける孔も備えてもよい。足場４１０は、複数の単電池９００に面する一面と、これらの単電池９００に面さないもう一面と、を有する。足場４１０は、単電池９００に面さない面上で伝導性のある複数のバスバー４２０を支える。
【0092】
前述される単電池９００と同様に、各単電池９００は、単電池９００に電気的に連結するため、同じ端部に間隔をおいて配置される２つのタブ９０１ａ，９０１ｂを有する。各単電池９００は、正極タブ９０１ａと負極タブ９０１ｂとを有する。１つの単電池９００の各タブ９０１ａ，９０１ｂは、足場４１０により支えられるバスバー４２０を介して隣接する単電池９００の反対極性のタブ９０１ａ，９０１ｂに連結されるが、他の導体材料が適している可能性がある。単電池９００の積層された配列により、１つの単電池９００のタブ９０１ａ，９０１ｂをもう１つの単電池９００のタブ９０１ａ，９０１ｂに連結するバスバー４２０は、折り畳み、または、犬の後ろ脚のように屈曲した（dog-leg）形状である。
【0093】
足場４１０は、さらに、各単電池９００をバスバー４２０に連結するためのフレキシブル接続部を備える。図１０－図１４に示される実施例では、足場４１０は、単電池９００のタブ９０１ａ，９０１ｂをバスバー４２０に固定するための複数の締め具４２０を支える。締め具４３０は、各トレイ９１０の平面を横断する平面、例えば、図１０－図１４に示されるように各トレイ９１０に垂直な平面で、かつ、足場４１０の平面に平行な平面に、タブ９０１ａ，９０１ｂを固定する。図１０－図１４に示されるように、締め具４３０は、バスバー４２０を介して第１単電池９００のひとつの極性のタブ９０１ａを第２単電池９００の反対極性のタブ９０１ｂに連結されるように配置される。締め具４３０は、そのため、バスバー４２０の一部を備えてもよい。
【0094】
図１４に示されるように、組電池組立体４００の足場４１０は、足場４１０から間隔をおいて配置されるバスバー４２０に電気的に連結される印刷回路基板４４０を支持するように構成される。図１４に示される印刷回路基板４４０は、図９に示されるような筺体２００などの筺体の蓋９５０内にはまり込むように適合され、足場４１０の設置面積以下の設置面積を有する。印刷回路基板４４０は、単電池９００からの電力を提供するため、コンテナの外側のそれぞれの端子９７０ａ，９７０ｂに電気的に連結される２つのアーム４５０を備える。少なくとも１つのヒューズは、１つのアーム４５０に直列に連結される。印刷回路基板４４０は、前述されるＢＭＳ１０１などのＢＭＳを備える。
【0095】
図１４に示される例では、バスバー４２０の一部は、足場４１０から間隔をおいて配置される印刷回路基板４４０を支持するように構成される。第１バスバー４２０の一部と、第２バスバー４２０の一部とは、足場４１０から間隔をおいて配置される印刷回路基板４４０を支持するため、丸みをもたせてＵ字型にされる。バスバー４２０に丸みをもたせることは、大きなせん断力が組電池組立体４００にかけられたときに破壊を防ぐ可能性がある。足場４１０は、足場４１０から間隔をおいて配置される印刷回路基板４４をさらに強固に支持するため、さらに追加の固定点を備えてもよい。
【0096】
本開示の他の様態は、前述される組電池パック４００などの組電池パックの製造方法に関する。図１５に示されるように、製造方法は、複数の単電池９００をそれぞれ組電池トレイ９１０に連結すること（５００）と、各トレイ９１０を積層状の足場４１０に固く締結すること（５０２）と、フレキシブル接続部を介して足場４１０上で支えられるバスバー４２０に複数対の単電池９００を電気的に連結すること（５０４）と、ＢＭＳ１０１を足場４１０から間隔をおいて支えるように足場４１０上で支えられるバスバー４２０にＢＭＳ１０１を連結すること（５０６）と、複数の単電池９００とそれぞれのトレイ９１０と足場４１０とＢＭＳ１０１とをコンテナ２０５に収容すること（５０８）と、を含む。
【0097】
実施例によっては、複数の単電池９００をそれぞれの組電池トレイ９１０に連結することは、伝熱性接着剤で各単電池を各トレイに接着することを含む。実施例によっては、複数の単電池９００をそれぞれの組電池トレイ９１０に連結することは、各単電池９００を各トレイ９１０に液圧プレスすることを含む。
【0098】
複数の単電池９００と、それぞれのトレイ９１０と、足場４１０と、ＢＭＳ１０１と、をコンテナ２０５に収容することは、各トレイ９１０をコンテナ２０５内のスロット２１０の各対に挿入し、ＢＭＳ１０１をコンテナ２０５の外側にある端子９７０ａ，９７０ｂの対に連結することを含んでもよい。トレイ９１０は、シリコンなどの接着剤を介してスロット２１０内に固定されてもよい。
【0099】
足場４１０上のバスバー４２０に各単電池９００を電気的に連結することは、各単電池９００から延びるタブ９０１ａ，９０１ｂを、各トレイ９１０の方向を横断する方向、例えば、各トレイ９１０に垂直な方向で、バスバー４２０に固定することを含んでもよい。このようにしてタブ９０１ａ，９０１ｂを固定することは、組電池組立体４００にせん断力がかけられたときに、さらなる強度を提供してもよい。
【0100】
特定の図に関して前述されるＢＭＳ１０１または組電池パック１００が、もう１つの実施例の文脈で使用できる特徴事項を含んでもよいことが、本開示の文脈から理解されよう。ＢＭＳ１０１は、図１、図２、図３または図４に関して前述されるＢＭＳ１０１の特徴事項を含んでもよい。例えば、ＢＭＳ１０１は、制御部１０３、センサ１０９および／またはデータストア１０７を備えてもよい。制御部１０３は、ＣＡＮ上で通信するように構成されてもよい。例えば、制御部１０３は、ＣＡＮを介して、少なくとも１つのパラメータに関するデータをデータストア１０７に書き込むように構成されてもよい。
【0101】
例えば、図２－図９に関して前述されるＢＭＳ１０１は、無線インタフェース１１３と、データ読取装置１１１と、データストア１０７と、センサ１０９と、制御部と、を備えてもよく、組電池１０５などの主電源を使用してデータストア１０７にデータを記録し、無線インタフェース１１３を介して提供される補助電源を使用してデータストア１０７からデータを読み出してもよい。
【0102】
【0103】
他の実施例では、図１－図２および図４－図９に関して前述されるＢＭＳ１０１は、図３に関して前述されるように、様々な条件群が満たされているか否かに応じて、様々な組の部品の電源を切断してもよい。ＢＭＳ１０１は、ネットワークインタフェース１１３と、電源制御部１１５と、を備えてもよい。例えば、制御部１０３は、第１条件を満たしたセンサ信号に応答してＢＭＳ１０１の第１組の部品（ネットワークインタフェース１１３など）の電源を切断し、第２条件を満たしたセンサ信号に応答してＢＭＳ１０１の第２組の部品（電源制御部１１５など）の電源を切断するように構成される。
【0104】
他の実施例では、図１－図３および図５－図９に関して前述されるＢＭＳ１０１は、図４に関して前述されるように、組電池１０５がしばらく使用されていない場合に低電力モードで動作してもよい。例えば、電流や電圧が選択された閾値レベルを下回る場合、例えば、選択された閾値レベルを下回る状態が選択された時間間隔を超えて続いた場合、制御部１０３は、ＢＭＳ１０１を低電力モードで動作させるように構成される。ＢＭＳ１０１は、無線インタフェース１１３および／または電源制御部１１５を備えてもよい。低電力モードは、無線インタフェース１１３および／または電源制御部１１５に提供される電力の低減を含んでもよい。
【0105】
ＢＭＳ１０１は、ネットワークを介して通信する無線インタフェース１１３を備えてもよい。ＢＭＳ１０１は、ＣＡＮバス上またはＲＳ４８５バス上で通信するためのＣＡＮポートまたはＲＳ４８５ポートなどの物理インタフェースも備えてもよい。制御部１０３は、無線インタフェース１１３または物理インタフェースを介して、組電池１０５に関する情報を通信するように構成されてもよい。例えば、制御部１０３は、充電ステーション３００に対する組電池１０５の充電および放電に関する情報をＣＡＮ上で通信するように構成されてもよい。制御部１０３は、組電池の温度、組電池の充電レベルの指示、組電池への充電電流、組電池の電圧、のうちの少なくとも１つをネットワーク上で通信するように構成されてもよい。
【0106】
ＬｉＦｅＰ０４（リン酸鉄リチウム）単電池について前述されているが、ＬｉＣｏＯ２またはＬｉＭｎ２Ｏ４、チタン酸リチウム、リチウム硫黄、リチウムポリマーまたはリチウムイオンポリマーなどのいずれのリチウム単電池化学物質が使用されてもよい。他の単電池化学物質が使用されてもよい。
【0107】
前述のどの実施形態も、請求項に記載されるどの特徴事項も、道路および／または非道路用途に使用されてもよい。例えば、前述の実施形態およびすべての請求項に記載される特徴事項は、道路または非道路の用途でのみ使用されてもよい。前述の実施形態および請求項に記載されるどの特徴事項も、道路または非道路の電気機械または電気機器に使用されてもよい。例えば、前述の実施形態および請求項に記載されるどの特徴事項も、道路および／または非道路で使用する電気自動車またはハイブリッド車に使用されてもよい。例えば、本明細書で説明する組電池パック１００は、例えば、道路および／または非道路で使用する電気自動車またはハイブリッド車に使用されてもよい。例えば、前述の実施形態および請求項に記載されるどの特徴事項も、自動車用途（道路および非道路の両方）、海洋用途（非道路）、倉庫環境（例えば、フォークリフトトラックなどの機械処理装置や、例えば、ＷＯ９８／４９０７５で開示されるような自律誘導車両との併用（非道路））、エネルギー貯蔵用途（商用と家庭用の両方（非道路））に使用されてもよい。
【0108】
実施例によっては、１つ以上のメモリ要素は、本明細書で説明する操作を実施するために使用されるデータおよび／またはプログラム命令を格納できる。本開示の実施形態は、有形の持続的な格納媒体を提供する。この格納媒体は、本明細書で記載され請求項に記載される方法の１つ以上を実行し、本明細書で記載されおよび／または請求項に記載されるデータ処理装置を提供するためのプロセッサをプログラムできるプログラム命令を含む。
【0109】
本明細書で概説する方法と装置とは、制御部および／またはプロセッサを用いて実装されてもよい。これらの制御部および／またはプロセッサは、論理ゲートの集まりなどの固定のロジックにより提供されてもよく、プロセッサにより実行されるソフトウェアおよび／またはコンピュータプログラムの命令などのプログラマブルロジックにより提供されてもよい。他の種類のプログラマブルロジックは、プログラマブルプロセッサ、プログラマブルデジタルロジック（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、アプリケーション固有の集積回路、ＡＳＩＣ、他のあらゆる種類のデジタルロジック、ソフトウェア、コード、電子命令、フラッシュメモリ、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ ＲＯＭ、磁気カードまたは光カード、電子命令を格納するのに適したその他の種類の機械可読媒体またはこれらの適切な組み合わせ、を含む。
【0110】
本開示の実施形態は、コンピュータプログラム製品と、有形の持続的な格納媒体などのコンピュータ可読媒体と、を提供する。このコンピュータ可読媒体は、本明細書で記載される方法の１つ以上を実行するプロセッサをプログラムする命令を格納する。本開示の内容を読めば、これらの装置の他の変形および改良は、当業者には明らかであろう。
【0111】
このようなプロセッサまたは他のプログラム可能な部品の構成は、手続き型プログラミングにより、オブジェクト指向プログラミングにより、または手続き型プログラミングとオブジェクト指向プログラミングとを合わせたものを組み込んだスクリプトの使用により、達成されてもよい。いくつかの場合によっては、これらの構成を提供するため、ＦＧＰＡまたはＡＳＩＣが使用されてもよい。
【0112】
本明細書で概説されるデータストアは、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨメモリなどの揮発性または不揮発性記憶領域により、またはコンピュータによる読み出しが可能ないずれか他の形態の媒体により、提供されてもよい。
【0113】
一般的に、図面を参照すると、本明細書で記載されるシステムおよび装置の機能を示ために機能ブロック概略図が使用されることが理解されよう。しかし、当然だが、この機能は、このように分割する必要はなく、以下に説明され主張される構造のハードウェア以外の特定の構造のハードウェアを暗示していると解釈されるべきではないことが理解されよう。図面に示される１つ以上の要素の機能は、さらに分割されてもよく、本開示の装置に分散されてもよい。実施例によっては、図面に示される１つ以上の要素の機能は、単一の機能単位に統合されてもよい。
【0114】
本書で開示する実施例のいずれか１つの特徴事項は、本明細書で記載されるあらゆる他の実施例のいずれか選択された特徴事項と組み合わされてもよい。例えば、方法の特徴事項は、適切に構成されたハードウェアで実施されてもよいが、本明細書で説明する特定のハードウェアの構成は、他のハードウェアを用いて実装する方法で使用されてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】