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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】2024-10-31
(45)【発行日】2024-11-11
(54)【発明の名称】デュアル電圧バッテリー及びその動作方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20241101BHJP
H02J 1/00 20060101ALI20241101BHJP
B60R 16/03 20060101ALI20241101BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 302B
H02J1/00 306D
B60R16/03 S
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021573535
(86)(22)【出願日】2020-06-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-18
(86)【国際出願番号】 US2020037043
(87)【国際公開番号】W WO2020252058
(87)【国際公開日】2020-12-17
【審査請求日】2023-03-31
(31)【優先権主張番号】62/860,034
(32)【優先日】2019-06-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515167067
【氏名又は名称】エー１２３ システムズ エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ａ１２３ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】ブレークモア ブルース
(72)【発明者】
【氏名】ファラハティ ハミッド
(72)【発明者】
【氏名】ラロシェル パトリック
【審査官】右田 勝則
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０５６９３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９６２３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】英国特許出願公開第０２３３２１０５（ＧＢ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１１０１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１３７０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第２０１１－００５５７７６（ＫＲ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７６７２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－３４８４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２２２４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２６５２２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１５４２０６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特許第６１２７９５５（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｊ １／００
Ｂ６０Ｒ １６／０３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、電気的に並列に配置され、直列および並列に組み合わされた前記複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部からの信号であって、スタータモータが内燃機関と係合しているか、又は係合待機していることを示す信号を受信して、前記複数の降圧レギュレータ回路の１つ以上を作動させるように構成された回路と、を備える、
バッテリーパック。
【請求項2】
前記回路は、前記複数の降圧レギュレータ回路のうち１つ以上を停止させ、前記複数の降圧レギュレータ回路のうち1つ以上を停止させないようにさらに構成される、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項3】
第１の端子及び第２の端子をさらに備え、前記第１の端子は、前記複数のバッテリーセルに直接電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記複数の降圧レギュレータ回路に直接電気的に結合する、
請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
【請求項4】
第３の端子及び第４の端子をさらに備え、前記第３の端子は、前記第１の端子と対をなす負端子であり、
前記第４の端子は、前記第２の端子と対をなす負端子である、
請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項5】
前記信号を受信するための入力部をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項6】
前記入力部は、コントローラ・エリア・ネットワーク及びデジタル入力のうちの１つ又は複数である、請求項５に記載のバッテリーパック。
【請求項7】
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、電気的に並列に配置され、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、第１のバッテリー端子に直接結合された複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部からの信号であって、スタータモータが内燃機関と係合しているか、又は係合待機していることを示す信号を受信して、複数の降圧レギュレータ回路のうち、１つ又は複数を作動するように構成された回路と、
複数のバッテリーセルを選択的に第２のバッテリー端子に結合するための接触器であって、第１及び第２のバッテリー端子が電池ケースの外部に突出している、接触器と、を備える、
バッテリーパック。
【請求項8】
前記回路が、前記複数の降圧レギュレータ回路のうちの１つ以上を起動しないように構成される、または、前記複数の降圧レギュレータ回路が、電気的に並列に結合される、
請求項７に記載のバッテリーパック。
【請求項9】
第１の端子及び第２の端子をさらに含み、前記第１の端子は、前記接触器を介して前記複数のバッテリーセルに電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記複数の降圧レギュレータ回路に直接電気的に結合している、
請求項７又は８に記載のバッテリーパック。
【請求項10】
前記第２の電圧レベルが、前記第1の電圧レベルよりも小さい、あるいは、バッテリーパックの外部からの信号が、内燃機関のスタータモータに係合するように指示する、
あるいは、前記信号が、コントローラ・エリア・ネットワークを介して受信される、
請求項７乃至９のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項11】
バッテリーパックの動作方法であって、バッテリーパック内の複数のバッテリーセルによって、第１の電力消費体のグループに対して、第１の電圧で電力を供給し、
バッテリーパックに含まれる複数の電圧レギュレータによって、第２の電力消費体のグループに対して、第２の電圧で電力を供給し、
複数の電圧レギュレータは複数のバッテリーセルに電気的に結合され、
前記バッテリーパックの外部で生成された信号であって、スタータモータが内燃機関と係合しているか、又は係合待機していることを示す信号に応答し、前記複数の電圧レギュレータのうちの１つ以上を作動させる、
バッテリーパックの動作方法。
【請求項12】
前記バッテリーパックの外部で生成された信号に応答して、前記複数の電圧レギュレータのうちの１つ以上を停止するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
第１の電圧での電力の供給と、第２の電圧での電力の供給と、が同時に実行される、又は、前記複数の電圧レギュレータが、前記複数のバッテリーセルの最も電位が高い位置に電気的に結合される、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年６月１１日に出願された「デュアル電圧バッテリー及びその動作方法」と題する米国仮出願第６２／８６０，０３４号の優先権を主張する。
上記で特定された出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年６月１１日に出願された「デュアル電圧バッテリー及びその動作方法」と題する米国仮出願第６２／８６０，０３４号の優先権を主張する。
上記で特定された出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、２つの異なる電圧を同時に出力するバッテリーに関する。
一例では、バッテリーパックは、第１の電力消費体のグループに低い出力電圧を供給し、第２の電力消費体のグループに高い出力電圧を供給する。
一例では、バッテリーパックは、第１の電力消費体のグループに低い出力電圧を供給し、第２の電力消費体のグループに高い出力電圧を供給する。
【0003】
（背景と概要）
車両は、２つの電力消費体のグループに対して、それぞれ異なる電圧を供給する２つのバッテリーによって動作してもよい。
２つの電力消費体のグループのうちの一方は、高い方の電圧、例えば４８ ＶＤＣ（Volts Direct Current）の電源によって動作してもよく、他方は、低い方の電圧、例えば１２ ＶＤＣの電源によって動作してもよい。
電圧が高い方のバッテリーからの電力供給で作動する電力消費体のグループは、車両のパワートレイン作動時に、作動してもよい。
電圧が低い方のバッテリーからの電力供給で作動する電力消費体のグループは、車両が起動されているか否かに関わらず連続的に電力を供給される装置群と、予め定められた車両動作条件が満たされた場合に電力を供給される装置群とを含んでもよい。
全ての電力消費体は単一の電圧電源によって動作することが望ましいが、部品のコスト及び調達面での事情から、そのようにすることは実用的ではない。
一方、２つの異なるバッテリーを収容可能な２つのスペースを車両上に見出すことが困難である場合がある。
さらに、２つの異なるバッテリーは、車両重量を増加させる場合もある。
車両は、２つの電力消費体のグループに対して、それぞれ異なる電圧を供給する２つのバッテリーによって動作してもよい。
２つの電力消費体のグループのうちの一方は、高い方の電圧、例えば４８ ＶＤＣ（Volts Direct Current）の電源によって動作してもよく、他方は、低い方の電圧、例えば１２ ＶＤＣの電源によって動作してもよい。
電圧が高い方のバッテリーからの電力供給で作動する電力消費体のグループは、車両のパワートレイン作動時に、作動してもよい。
電圧が低い方のバッテリーからの電力供給で作動する電力消費体のグループは、車両が起動されているか否かに関わらず連続的に電力を供給される装置群と、予め定められた車両動作条件が満たされた場合に電力を供給される装置群とを含んでもよい。
全ての電力消費体は単一の電圧電源によって動作することが望ましいが、部品のコスト及び調達面での事情から、そのようにすることは実用的ではない。
一方、２つの異なるバッテリーを収容可能な２つのスペースを車両上に見出すことが困難である場合がある。
さらに、２つの異なるバッテリーは、車両重量を増加させる場合もある。
【0004】
本発明者らは、上記の問題点を見出し、
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、
電気的に並列に配置され、直列および並列に組み合わされた複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部から信号を受信して、複数の降圧レギュレータ回路の１つ以上を作動させるように構成された回路と、を備える、
バッテリーパックを開発した。
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、
電気的に並列に配置され、直列および並列に組み合わされた複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部から信号を受信して、複数の降圧レギュレータ回路の１つ以上を作動させるように構成された回路と、を備える、
バッテリーパックを開発した。
【0005】
複数のバッテリーセルに電気的に結合された複数の降圧レギュレータ回路を適用することによって、異なるグループの電力消費体に２つの異なる電圧で、電力を供給可能な単一のバッテリーを構築する技術的結果を提供できる。
さらに、より大きな電流量が要求されない場合には、複数の降圧レギュレータ回路のうちの１つ以上を停止して、バッテリー効率をより高いレベルで維持できる。
例えば、内燃機関のスタータモータを作動させるために大量の電流が要求される場合、複数の降圧レギュレータ回路の全てを作動させて、大量の電流を供給できる。
しかしながら、大きな電流量が要求されない場合には、バッテリーパック内の寄生損失を低減するために、複数の降圧レギュレータ回路の、例えば１つまたは２つの、小グループのみを作動させてもよい。
さらに、より大きな電流量が要求されない場合には、複数の降圧レギュレータ回路のうちの１つ以上を停止して、バッテリー効率をより高いレベルで維持できる。
例えば、内燃機関のスタータモータを作動させるために大量の電流が要求される場合、複数の降圧レギュレータ回路の全てを作動させて、大量の電流を供給できる。
しかしながら、大きな電流量が要求されない場合には、バッテリーパック内の寄生損失を低減するために、複数の降圧レギュレータ回路の、例えば１つまたは２つの、小グループのみを作動させてもよい。
【0006】
本説明は、いくつかの利点を提供できる。
特に、バッテリーパックは、単一のバッテリーパックを介して２つの電圧を供給するため、スペースを節約できる。
さらに、バッテリーパックは、２つの個別のバッテリーを含む車両と比較して、車両パッケージを簡素化し、車両重量を低減できる。
さらに、バッテリーパックは、バッテリーパックの機能性および性能を改善するために、高効率モードと高電流出力モードとを選択的に切り替えてもよい。
特に、バッテリーパックは、単一のバッテリーパックを介して２つの電圧を供給するため、スペースを節約できる。
さらに、バッテリーパックは、２つの個別のバッテリーを含む車両と比較して、車両パッケージを簡素化し、車両重量を低減できる。
さらに、バッテリーパックは、バッテリーパックの機能性および性能を改善するために、高効率モードと高電流出力モードとを選択的に切り替えてもよい。
【0007】
上記の利点および他の利点、ならびに本説明の特徴は、以下の詳細な説明から、単独で、または添付の図面と関連して、容易に明らかになるであろう。
【0008】
上述した要約は、詳細な説明にさらに記載される概念の選択肢を簡略化した形で導入するために提供されることを理解されたい。
上述した要約は、請求項の重要な、又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、その範囲は、詳細な説明に続く請求項によって一意的に定義される。
さらに、請求項は、上記または本開示のいずれかの部分に記載された課題を解決する実装に限定されない。
上述した要約は、請求項の重要な、又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、その範囲は、詳細な説明に続く請求項によって一意的に定義される。
さらに、請求項は、上記または本開示のいずれかの部分に記載された課題を解決する実装に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本説明は、異なる電圧で動作する２つの電力消費体のグループに、電力を供給できるバッテリーパックに関する。
一態様に係るバッテリーパックは、図１に示すように構成できる。
バッテリーパックは、図２に示すような車両に搭載可能である。
また、バッテリーパックは、図３～図５に示すように構成してもよく、図６に示すように動作してもよい。
バッテリーパックは、図７の方法に従って動作してもよい。
一態様に係るバッテリーパックは、図１に示すように構成できる。
バッテリーパックは、図２に示すような車両に搭載可能である。
また、バッテリーパックは、図３～図５に示すように構成してもよく、図６に示すように動作してもよい。
バッテリーパックは、図７の方法に従って動作してもよい。
【0011】
本明細書中において、回路の２つの構成要素に言及する場合、「結合された」とは、別段の指定がない限り「電気的に結合された」ことを指す。
従って、いくつかの例において回路の２つの構成要素に言及する場合、「直接結合された」とは、ワイヤ等の導電体を除き、それらの間に、抵抗、トランジスタ、及びコンデンサ等の如何なる電気的構成要素も配置されずに、電気的に結合されている２つの構成要素を指す。
従って、いくつかの例において回路の２つの構成要素に言及する場合、「直接結合された」とは、ワイヤ等の導電体を除き、それらの間に、抵抗、トランジスタ、及びコンデンサ等の如何なる電気的構成要素も配置されずに、電気的に結合されている２つの構成要素を指す。
【0012】
図１は、バッテリーパック１００の一例を示す図である。
バッテリーパック１００は、外部ケース１０４と、３つの電気端子１０１、１０２、及び１０５とを備える。
電気端子１０１は、シャーシグラウンドに外部的に結合する負端子である。
電気端子１０２は、例えば、４８ ＶＤＣの高電圧出力端子であり、電気端子１０５は、例えば、１２ ＶＤＣの低電圧出力端子である。
３つの端子１０１、１０２、及び１０５は、電池ケース１０４から突出している。負端子１０１は、低電圧端子１０５に最も近い位置に図示される。高電圧端子１０２は、負端子１０１から最も離れた位置に図示される。これらの端子は、異なる端子同士を分割し、電圧レベルを分けるために、このように配置される。
バッテリーパック１００は、外部ケース１０４と、３つの電気端子１０１、１０２、及び１０５とを備える。
電気端子１０１は、シャーシグラウンドに外部的に結合する負端子である。
電気端子１０２は、例えば、４８ ＶＤＣの高電圧出力端子であり、電気端子１０５は、例えば、１２ ＶＤＣの低電圧出力端子である。
３つの端子１０１、１０２、及び１０５は、電池ケース１０４から突出している。負端子１０１は、低電圧端子１０５に最も近い位置に図示される。高電圧端子１０２は、負端子１０１から最も離れた位置に図示される。これらの端子は、異なる端子同士を分割し、電圧レベルを分けるために、このように配置される。
【0013】
図２によると、バッテリーパック１００を搭載する車両２１０の例が示されている。
車両２１０は、車輪２１８に推進力を供給するために、内燃機関２０２及び電気機械２０４を備える。
内燃機関２０２は、内燃機関２０２の始動時に、スタータモータ２１１を介して重点的に回転させられてもよい。
電気機械２０４は、車両２１０を単独で推進させてもよいし、内燃機関２０２及び電気機械２０４は共同で出力し、車両２１０を推進させてもよい。さらに、電気機械２０４は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリーパック１００を随時充電してもよい。
端子１０２は、導体２０５を介して電気機械２０４に電気的に結合する。
端子１０５は、ライト２２２、車両センサ、例えば、インフォテインメントシステム、空調システム、エンジンセンサ、ウィンドウモータ、ドアロック等のアクチュエータ２２０、ならびにスタータモータ２１１に、電気的に結合する。
車両２１０は、車輪２１８に推進力を供給するために、内燃機関２０２及び電気機械２０４を備える。
内燃機関２０２は、内燃機関２０２の始動時に、スタータモータ２１１を介して重点的に回転させられてもよい。
電気機械２０４は、車両２１０を単独で推進させてもよいし、内燃機関２０２及び電気機械２０４は共同で出力し、車両２１０を推進させてもよい。さらに、電気機械２０４は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリーパック１００を随時充電してもよい。
端子１０２は、導体２０５を介して電気機械２０４に電気的に結合する。
端子１０５は、ライト２２２、車両センサ、例えば、インフォテインメントシステム、空調システム、エンジンセンサ、ウィンドウモータ、ドアロック等のアクチュエータ２２０、ならびにスタータモータ２１１に、電気的に結合する。
【0014】
次に、図３を参照すると、バッテリーパック１００の詳細図が示されている。
バッテリーパック１００は、バッテリーパックの電圧を増加させるために直列に、かつ、バッテリーパックの出力容量を増加させるために並列に組み合わされた複数のバッテリーセル３１２を覆うケース又はハウジング１０４を備える。
複数のバッテリーセル３１２は、個々のバッテリーセル３１３によって形成される。
導体３０２は、バッテリーパックの最高電位を有するバッテリーセルに直接結合し、導体３０４は、バッテリーパックの最低電位を有する電池セルに結合する。
一例では、最低電位のバッテリーセルと最高電位のバッテリーセルとの間の電位差は４８ ＶＤＣであるが、直列に配置されるバッテリーセルの数を増加させると、他の電圧も供給できる。
複数のバッテリーセルは、バッテリーモニタリングシステム（ＢＭＳ、battery monitoring system）３３８、パワーモジュールユニット（ＰＭＵ、power module unit）３４４、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ、micro-controller unit）３１０、及び低電圧パワーレギュレータ（ＬＶＲ、low voltage power regulator）３５０に、電力を供給する。
複数のバッテリーセル３１２のうち、電位が最も低いバッテリーセルは、端子１０１に電気的に結合されている。
端子１０１は、また、シャーシグラウンド３８０に電気的に結合されている。それによって、複数の電池セル３１２のうち、電位が最も低いバッテリーセルは、シャーシグラウンド３８０を参照する。
バッテリーパック１００がシャーシグラウンドに電気的に結合されていない場合、導体３０４は、バッテリーパック１００のうち、最も低い電位のバッテリーセルの負側の電位をとる。
この例においては、３１４はバッテリーセルの負側を示しており、このバッテリーセルと並列に接続されているバッテリーセルも、バッテリーパック１００のうち、最も低い電位のバッテリーセルである。
バッテリーパック１００は、バッテリーパックの電圧を増加させるために直列に、かつ、バッテリーパックの出力容量を増加させるために並列に組み合わされた複数のバッテリーセル３１２を覆うケース又はハウジング１０４を備える。
複数のバッテリーセル３１２は、個々のバッテリーセル３１３によって形成される。
導体３０２は、バッテリーパックの最高電位を有するバッテリーセルに直接結合し、導体３０４は、バッテリーパックの最低電位を有する電池セルに結合する。
一例では、最低電位のバッテリーセルと最高電位のバッテリーセルとの間の電位差は４８ ＶＤＣであるが、直列に配置されるバッテリーセルの数を増加させると、他の電圧も供給できる。
複数のバッテリーセルは、バッテリーモニタリングシステム（ＢＭＳ、battery monitoring system）３３８、パワーモジュールユニット（ＰＭＵ、power module unit）３４４、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ、micro-controller unit）３１０、及び低電圧パワーレギュレータ（ＬＶＲ、low voltage power regulator）３５０に、電力を供給する。
複数のバッテリーセル３１２のうち、電位が最も低いバッテリーセルは、端子１０１に電気的に結合されている。
端子１０１は、また、シャーシグラウンド３８０に電気的に結合されている。それによって、複数の電池セル３１２のうち、電位が最も低いバッテリーセルは、シャーシグラウンド３８０を参照する。
バッテリーパック１００がシャーシグラウンドに電気的に結合されていない場合、導体３０４は、バッテリーパック１００のうち、最も低い電位のバッテリーセルの負側の電位をとる。
この例においては、３１４はバッテリーセルの負側を示しており、このバッテリーセルと並列に接続されているバッテリーセルも、バッテリーパック１００のうち、最も低い電位のバッテリーセルである。
【0015】
導体３０２は、複数のバッテリーセル３１２から、任意の接触器３１１を介してバッテリーパック１００の外部にある電気機械、電気負荷またはより高電圧の電力消費体２０４に対して、電圧を供給してもよい。
接触器３１１は、ＭＣＵ３１０によって開かれ、複数のバッテリーセル３１２を外部の高電圧負荷２０４から電気的に絶縁できる。
さらに、ＭＣＵ３１０は、例えば、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ、Control Area Network）、デジタル出力、シリアルリンク、またはバッテリーパック１００に対する入力とも呼ばれ得る他の公知の通信装置である通信リンク３４５を介して、車両制御ユニット（ＶＣＵ、Vehicle Control Unit）３４０から受信した入力またはデータに応答して、接触器３１１を閉じ、バッテリーセル３１２を、端子１０２及び高電圧電気負荷２０４に電気的に結合してもよい。接触器３１１が存在しない場合、電池セル３１２は、端子１０２に直接結合されてもよい。
ＶＣＵ３４０は、人間／機械インターフェース３４１と接続して、車両２１０を作動及び停止できる。
ＭＣＵ３１０は、ＶＣＵ３４０を介してＭＣＵ３１０に提示されたデータまたは要求に基づいて、例えば、シリアルリンク、ＣＡＮ、または他の既知の通信リンク等の通信リンク３１８を介して、ＬＶＲ３５０内の選択された降圧型電圧レギュレータにオフまたはスタンバイ状態を命令できる。
低電流状態の間に選択された降圧レギュレータをオフに指令することによって、バッテリーパック１００内の寄生損失を低減し、それによってバッテリーパック１００の出力容量を増加させることができる。
あるいは、ＶＣＵ３４０は、導体３５５ａを介した入力３５５によって、ＬＶＲ３５０内の１つ以上の電圧レギュレータの停止を要求できる。
ＬＶＲ３５０は、導体３７０を介して端子１０５に調整された低電圧、例えば、１２ ＶＤＣに調整された電圧を供給する。
バッテリーパック１００は、端子１０２と、例えば、推進のために使用される電気機械２０４等の高電圧電力消費体２０４と、に高電圧で電力を供給する。さらに、端子１０５と、例えば、エンジン始動モータ、インフォテインメントシステム、ウィンドウモータ等の低電圧電気負荷、すなわち低電圧電力消費体３４２と、に低電圧で電力を供給できる。
高電圧電気負荷２０４、ＶＣＵ３４０、人間／機械インターフェース３４１、及び低電圧電気負荷３４２は、全てバッテリーパック１００の外部にある。
接触器３１１は、ＭＣＵ３１０によって開かれ、複数のバッテリーセル３１２を外部の高電圧負荷２０４から電気的に絶縁できる。
さらに、ＭＣＵ３１０は、例えば、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ、Control Area Network）、デジタル出力、シリアルリンク、またはバッテリーパック１００に対する入力とも呼ばれ得る他の公知の通信装置である通信リンク３４５を介して、車両制御ユニット（ＶＣＵ、Vehicle Control Unit）３４０から受信した入力またはデータに応答して、接触器３１１を閉じ、バッテリーセル３１２を、端子１０２及び高電圧電気負荷２０４に電気的に結合してもよい。接触器３１１が存在しない場合、電池セル３１２は、端子１０２に直接結合されてもよい。
ＶＣＵ３４０は、人間／機械インターフェース３４１と接続して、車両２１０を作動及び停止できる。
ＭＣＵ３１０は、ＶＣＵ３４０を介してＭＣＵ３１０に提示されたデータまたは要求に基づいて、例えば、シリアルリンク、ＣＡＮ、または他の既知の通信リンク等の通信リンク３１８を介して、ＬＶＲ３５０内の選択された降圧型電圧レギュレータにオフまたはスタンバイ状態を命令できる。
低電流状態の間に選択された降圧レギュレータをオフに指令することによって、バッテリーパック１００内の寄生損失を低減し、それによってバッテリーパック１００の出力容量を増加させることができる。
あるいは、ＶＣＵ３４０は、導体３５５ａを介した入力３５５によって、ＬＶＲ３５０内の１つ以上の電圧レギュレータの停止を要求できる。
ＬＶＲ３５０は、導体３７０を介して端子１０５に調整された低電圧、例えば、１２ ＶＤＣに調整された電圧を供給する。
バッテリーパック１００は、端子１０２と、例えば、推進のために使用される電気機械２０４等の高電圧電力消費体２０４と、に高電圧で電力を供給する。さらに、端子１０５と、例えば、エンジン始動モータ、インフォテインメントシステム、ウィンドウモータ等の低電圧電気負荷、すなわち低電圧電力消費体３４２と、に低電圧で電力を供給できる。
高電圧電気負荷２０４、ＶＣＵ３４０、人間／機械インターフェース３４１、及び低電圧電気負荷３４２は、全てバッテリーパック１００の外部にある。
【0016】
ＭＣＵ３１０は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ、Read Only Memory）３１０ａと、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）３１０ｂと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、Random Access Memory）３１０ｃと、例えば、ＣＡＮポート、シリアルポート、デジタル入出力部、及びアナログ入出力部等の入出力部３１０ｄとを備えてもよい。
一例では、入力部は、デジタル入力部およびＣＡＮのうちの１つ以上を含んでもよい。
ＣＰＵ３１０ｂは、ＲＯＭ及び／又はＲＡＭに記憶された命令を実行でき、ＣＰＵ３１０ｂは、入力部３１０ｄを介して、実世界とインターフェースで接続できる。
一例では、入力部は、デジタル入力部およびＣＡＮのうちの１つ以上を含んでもよい。
ＣＰＵ３１０ｂは、ＲＯＭ及び／又はＲＡＭに記憶された命令を実行でき、ＣＰＵ３１０ｂは、入力部３１０ｄを介して、実世界とインターフェースで接続できる。
【0017】
次に図４を参照すると、ＬＶＲ３５０の詳細な概略図が示されている。
ＬＶＲ３５０は、導体３０２を介して複数のバッテリーセル３１２から高い電位の電圧を受け取り、この高い電位の電圧は、導体４４０を介して降圧型電圧レギュレータ４０２及び４０４－１～４０４－Nに分配される。
また、ＬＶＲ３５０は、導体３０４を介してシャーシグラウンド３８０に接続され、グラウンド参照３８０は、導体４４２を介してＬＶＲ３５０内に分配される。
スタータの係合保留信号（A starter engagement pending signal）は、３５５ｂ又は３１８を介して入力部４０８に入力されてもよい。スタータの係合保留信号は、降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Nを作動または停止できる。
ここで、電圧レギュレータは1～Nの番号が付され、Nは、より低い電圧負荷に供給される電流の量に基づく整数である。
例えば、入力部４０８に入力されるハイレベルのロジック信号は、降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Nを作動させてもよく、一方、入力部４０８に入力されるローレベルのロジック信号は、降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Nを停止させてもよい。
レギュレータ４０４－３と、４０４－Nとの間に示されるドットは、外部の低電圧電力消費体３４２に供給される電流の量によって決定され得る任意の数のレギュレータを表す。
例えば、１００アンペアの電流容量が望まれる場合、２０個の降圧型レギュレータを並列に結合してもよい。また、１５０アンペアの電流容量が望ましい場合には、３０個の降圧型電圧レギュレータを並列に結合してもよい。
また、ＬＶＲ３５０は、調整された低電圧を外部の低電圧電力消費体３４２に連続的に供給する、例えばこの例では１つのみ図示されている、１つ以上の降圧型電圧レギュレータ４０２を備えるが、この１つ以上のレギュレータは、入力部４０８に入力されるスタータの係合信号を介して作動または停止されない。
各レギュレータからの出力、４０２ｖ、４０４－１ｖ、４０４－２ｖ、４０４－３ｖ、及び４０４－Ｎｖは、降圧型電圧レギュレータ４０２、４０４－１、４０４－２、４０４－３、及び４０４－Ｎが電気的に並列に結合されるように、導体４８０によって、互いに電気的に結合される。
その結果、ＬＶＲ３５０の電流容量は、複数のバッテリーセル３１２それぞれにおいて利用可能な電流量の関数である限界値の合計であり、降圧型電圧レギュレータごとに増加する。
導体４８０は、降圧型電圧レギュレータ４０４、４０４－１、４０４－２、４０４－３、及び４０４－Ｎの全てから、端子１０５に直接電気的に結合された導体３７０に対して電流を出力できる。
従って、複数の降圧電圧レギュレータ４０２及び４０４－１～４０４－Ｎは、低電圧電力消費体３４２に電流を供給できる。
降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎは同一であり、降圧型電圧レギュレータ４０２は同様の構成であってもよい。ただし、スタータの係合信号は、降圧型電圧レギュレータ４０２に入力されないため、降圧型電圧レギュレータ４０２はスタータの係合信号を介した停止には対応しない。
ＬＶＲ３５０は、導体３０２を介して複数のバッテリーセル３１２から高い電位の電圧を受け取り、この高い電位の電圧は、導体４４０を介して降圧型電圧レギュレータ４０２及び４０４－１～４０４－Nに分配される。
また、ＬＶＲ３５０は、導体３０４を介してシャーシグラウンド３８０に接続され、グラウンド参照３８０は、導体４４２を介してＬＶＲ３５０内に分配される。
スタータの係合保留信号（A starter engagement pending signal）は、３５５ｂ又は３１８を介して入力部４０８に入力されてもよい。スタータの係合保留信号は、降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Nを作動または停止できる。
ここで、電圧レギュレータは1～Nの番号が付され、Nは、より低い電圧負荷に供給される電流の量に基づく整数である。
例えば、入力部４０８に入力されるハイレベルのロジック信号は、降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Nを作動させてもよく、一方、入力部４０８に入力されるローレベルのロジック信号は、降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Nを停止させてもよい。
レギュレータ４０４－３と、４０４－Nとの間に示されるドットは、外部の低電圧電力消費体３４２に供給される電流の量によって決定され得る任意の数のレギュレータを表す。
例えば、１００アンペアの電流容量が望まれる場合、２０個の降圧型レギュレータを並列に結合してもよい。また、１５０アンペアの電流容量が望ましい場合には、３０個の降圧型電圧レギュレータを並列に結合してもよい。
また、ＬＶＲ３５０は、調整された低電圧を外部の低電圧電力消費体３４２に連続的に供給する、例えばこの例では１つのみ図示されている、１つ以上の降圧型電圧レギュレータ４０２を備えるが、この１つ以上のレギュレータは、入力部４０８に入力されるスタータの係合信号を介して作動または停止されない。
各レギュレータからの出力、４０２ｖ、４０４－１ｖ、４０４－２ｖ、４０４－３ｖ、及び４０４－Ｎｖは、降圧型電圧レギュレータ４０２、４０４－１、４０４－２、４０４－３、及び４０４－Ｎが電気的に並列に結合されるように、導体４８０によって、互いに電気的に結合される。
その結果、ＬＶＲ３５０の電流容量は、複数のバッテリーセル３１２それぞれにおいて利用可能な電流量の関数である限界値の合計であり、降圧型電圧レギュレータごとに増加する。
導体４８０は、降圧型電圧レギュレータ４０４、４０４－１、４０４－２、４０４－３、及び４０４－Ｎの全てから、端子１０５に直接電気的に結合された導体３７０に対して電流を出力できる。
従って、複数の降圧電圧レギュレータ４０２及び４０４－１～４０４－Ｎは、低電圧電力消費体３４２に電流を供給できる。
降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎは同一であり、降圧型電圧レギュレータ４０２は同様の構成であってもよい。ただし、スタータの係合信号は、降圧型電圧レギュレータ４０２に入力されないため、降圧型電圧レギュレータ４０２はスタータの係合信号を介した停止には対応しない。
【0018】
次に図５を参照すると、降圧型電圧レギュレータ４０４－１の詳細な概略図が示されている。ただし、構成要素間の実線は導線を表す。
降圧レギュレータ４０４－１は、入力部５００において、導体４４０を介してより高い電位の電圧を受ける。降圧レギュレータ４０４－１はまた、入力部５０１において導体４４２を介して、例えば、シャーシグランドまたはバッテリーパックの最低電位等の、より低い電位の電圧を受ける。
内燃機関のスタータの係合保留信号は、導電体４１０を介して入力部５９０において降圧型電圧レギュレータ４０４－１に入力される。
例えば１２ ＶＤＣである、調整された低い出力電圧が、導体４８０に結合された出力部５８０で出力される。
降圧レギュレータ４０４－１は、入力部５００において、導体４４０を介してより高い電位の電圧を受ける。降圧レギュレータ４０４－１はまた、入力部５０１において導体４４２を介して、例えば、シャーシグランドまたはバッテリーパックの最低電位等の、より低い電位の電圧を受ける。
内燃機関のスタータの係合保留信号は、導電体４１０を介して入力部５９０において降圧型電圧レギュレータ４０４－１に入力される。
例えば１２ ＶＤＣである、調整された低い出力電圧が、導体４８０に結合された出力部５８０で出力される。
【0019】
降圧型電圧レギュレータ４０４－１は、導体４４０に電気的に結合される一方の側と、導体４４２を介してシャーシグラウンド３８０に電気的に結合される第２の側とを備える、第１のコンデンサ５０４を含む。
第２のコンデンサ５０６は、第１のコンデンサ５０４と並列であり、導体４４０に電気的に結合された第１の側面を有する。第２のコンデンサ５０６の第２の側面は、シャーシグラウンド３８０に電気的に結合される。
第３のコンデンサ５１０は、第１のコンデンサ５０４と並列であり、導体４４０に電気的に結合された第１の側面を有する。第３コンデンサ５１０の第２の側面は、シャーシグラウンド３８０に電気的に結合される。
第２のコンデンサ５０６は、第１のコンデンサ５０４と並列であり、導体４４０に電気的に結合された第１の側面を有する。第２のコンデンサ５０６の第２の側面は、シャーシグラウンド３８０に電気的に結合される。
第３のコンデンサ５１０は、第１のコンデンサ５０４と並列であり、導体４４０に電気的に結合された第１の側面を有する。第３コンデンサ５１０の第２の側面は、シャーシグラウンド３８０に電気的に結合される。
【0020】
降圧型電圧レギュレータ４０４－１は、集積降圧型レギュレータ回路５０２を含む。
一例では、集積降圧型レギュレータ回路は、テキサス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ社によって製造される市販のＬＭ５０８５である。しかし、他の例では、ＬＭ５０８５の代わりに別の集積降圧型レギュレータ回路を用いてもよい。
集積降圧型レギュレータ回路５０２は、ＶＩＮ入力部、ＲＴ入力部、ＧＮＤ及びＥＰ入力部、ＶＣＣ入力部、ＡＤＪ入力部、ＩＳＥＮ入力部、ＰＧＡＴＥ出力部、およびＦＢ入力部を含み、これらは図５において同じ名称で識別される。
ＶＩＮ入力部は導体４４０に直接結合され、ＲＴ入力部は抵抗器５０８の片側に結合される。
抵抗器５０８の他方の側は、導体４４０に直接結合される。
ＶＣＣ入力部は、コンデンサ５１２の一方の側に電気的に結合され、コンデンサ５１２の他方の側は、導体４４０に直接結合される。
ＡＤＪ入力部は、ノード５１４において、コンデンサ５１６の一方の側および抵抗器５１８の一方の側に電気的に結合される。
コンデンサ５１６と抵抗器５１８は並列に配置されている。コンデンサ５１６および抵抗器５１８の他の側面は、ノード５２０を介して導体４４０に電気的に結合される。
電流センス抵抗器５２４の一方の側は、ノード５２２において導体４４０に電気的に結合され、電流センス抵抗器５２４の他方の側は、ノード５２６において集積降圧型レギュレータ回路５０２のＩＳＥＮに電気的に結合される。
一例では、集積降圧型レギュレータ回路は、テキサス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ社によって製造される市販のＬＭ５０８５である。しかし、他の例では、ＬＭ５０８５の代わりに別の集積降圧型レギュレータ回路を用いてもよい。
集積降圧型レギュレータ回路５０２は、ＶＩＮ入力部、ＲＴ入力部、ＧＮＤ及びＥＰ入力部、ＶＣＣ入力部、ＡＤＪ入力部、ＩＳＥＮ入力部、ＰＧＡＴＥ出力部、およびＦＢ入力部を含み、これらは図５において同じ名称で識別される。
ＶＩＮ入力部は導体４４０に直接結合され、ＲＴ入力部は抵抗器５０８の片側に結合される。
抵抗器５０８の他方の側は、導体４４０に直接結合される。
ＶＣＣ入力部は、コンデンサ５１２の一方の側に電気的に結合され、コンデンサ５１２の他方の側は、導体４４０に直接結合される。
ＡＤＪ入力部は、ノード５１４において、コンデンサ５１６の一方の側および抵抗器５１８の一方の側に電気的に結合される。
コンデンサ５１６と抵抗器５１８は並列に配置されている。コンデンサ５１６および抵抗器５１８の他の側面は、ノード５２０を介して導体４４０に電気的に結合される。
電流センス抵抗器５２４の一方の側は、ノード５２２において導体４４０に電気的に結合され、電流センス抵抗器５２４の他方の側は、ノード５２６において集積降圧型レギュレータ回路５０２のＩＳＥＮに電気的に結合される。
【0021】
ノード５２６は、Ｐ－チャネル電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)５２８のソース５２８ｂに直接電気的に結合される。
Ｐ－チャネルＦＥＴ５２８のゲート５２８ａは、集積降圧型レギュレータ回路５０２のＰＧＡＴＥ出力部に直接電気的に結合されるべきである。
Ｐ－チャネルＦＥＴ５２８のドレイン５２８ｃは、ダイオード５３２のカソード側と、インダクタ５３６の一方の側と、ノード５３０及び５３４を介した抵抗器５４０の一方の側と、と直接結合されている。
Ｐ－チャネルＦＥＴ５２８のゲート５２８ａは、集積降圧型レギュレータ回路５０２のＰＧＡＴＥ出力部に直接電気的に結合されるべきである。
Ｐ－チャネルＦＥＴ５２８のドレイン５２８ｃは、ダイオード５３２のカソード側と、インダクタ５３６の一方の側と、ノード５３０及び５３４を介した抵抗器５４０の一方の側と、と直接結合されている。
【0022】
ダイオード５３２のアノード側は、シャーシグラウンド３８０に直接電気的に結合される。
インダクタ５３６の他方の側は、ノード５３８において抵抗器５４２及び抵抗器５４４に直接結合される。
抵抗器５４２及び５４４は並列に構成され、それぞれ、ノード５５４に結合される側を含む。
抵抗器５４０は、コンデンサ５４８の一方の側及びコンデンサ５５０の一方の側に直接結合される。
コンデンサ５４８の他方の側は、集積降圧型レギュレータ回路５０２のＦＢ入力部、コンデンサ５５２、抵抗器５５８、及び抵抗器５６４に直接結合される。
コンデンサ５５０の一方の側は、ノード５５６、５７０、５７１、５７２、及び５７３を介して、抵抗器５４２、抵抗器５４４、コンデンサ５５２、抵抗器５５８、コンデンサ５６０、及びコンデンサ５６６に直接電気的に結合される。
抵抗器５６４の一方の側はノード５６２に直接電気的に結合され、抵抗器５６４の他方の側はシャーシグラウンド３８０に電気的に結合される。
コンデンサ５６０は、シャーシグラウンド３８０に直接結合される一方の側と、ノード５７２に結合される他方の側とを含む。
コンデンサ５６６は、シャーシグラウンド３８０に直接結合される一方の側と、ノード５７３に結合される他方の側とを含む。
ノード５５４、５５６、５７０、５７１、５７２、及び５７３は等電位であり、出力部５８０に電気的に結合される。
インダクタ５３６の他方の側は、ノード５３８において抵抗器５４２及び抵抗器５４４に直接結合される。
抵抗器５４２及び５４４は並列に構成され、それぞれ、ノード５５４に結合される側を含む。
抵抗器５４０は、コンデンサ５４８の一方の側及びコンデンサ５５０の一方の側に直接結合される。
コンデンサ５４８の他方の側は、集積降圧型レギュレータ回路５０２のＦＢ入力部、コンデンサ５５２、抵抗器５５８、及び抵抗器５６４に直接結合される。
コンデンサ５５０の一方の側は、ノード５５６、５７０、５７１、５７２、及び５７３を介して、抵抗器５４２、抵抗器５４４、コンデンサ５５２、抵抗器５５８、コンデンサ５６０、及びコンデンサ５６６に直接電気的に結合される。
抵抗器５６４の一方の側はノード５６２に直接電気的に結合され、抵抗器５６４の他方の側はシャーシグラウンド３８０に電気的に結合される。
コンデンサ５６０は、シャーシグラウンド３８０に直接結合される一方の側と、ノード５７２に結合される他方の側とを含む。
コンデンサ５６６は、シャーシグラウンド３８０に直接結合される一方の側と、ノード５７３に結合される他方の側とを含む。
ノード５５４、５５６、５７０、５７１、５７２、及び５７３は等電位であり、出力部５８０に電気的に結合される。
【0023】
従って、例えば、４８ ＶＤＣである高い電位の電圧が、入力部５００で降圧型電圧レギュレータ４０４－１に入力され、ＦＥＴ５２８がオンにされる、あるいは閉じられると、ＦＥＴ５２８によって、インダクタ５３６が選択的に充電される。
ＦＥＴ５２８はまた、ＦＥＴ５２８がオフにされると、あるいは開かれると、インダクタ５３６がいつ放電するかを制御する。
インダクタ５３６の出力電圧は、高電位の電圧の一部であり、抵抗器５４２、５４４、５４０、及びコンデンサ５４８、５５０、５５２、５６０、５６６を含む抵抗器／コンデンサネットワークを介してフィルタリングされる。
出力部５８０は、導体４８０に電気的に結合される。
ＦＥＴ５２８はまた、ＦＥＴ５２８がオフにされると、あるいは開かれると、インダクタ５３６がいつ放電するかを制御する。
インダクタ５３６の出力電圧は、高電位の電圧の一部であり、抵抗器５４２、５４４、５４０、及びコンデンサ５４８、５５０、５５２、５６０、５６６を含む抵抗器／コンデンサネットワークを介してフィルタリングされる。
出力部５８０は、導体４８０に電気的に結合される。
【0024】
図１～図５のシステムは、
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、
電気的に並列に配置され、直列および並列に組み合わされた前記複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部から信号を受信して、前記複数の降圧レギュレータ回路の１つ以上を作動させるように構成された回路と、を備える、
バッテリーパックの第１の例を提供する。
バッテリーパックの第２の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例を任意に含み、
前記回路は、前記複数の降圧レギュレータ回路のうち１つ以上を停止させ、前記複数の降圧レギュレータ回路のうち1つ以上を停止させないようにさらに構成される。
バッテリーパックの第３の実施例は、バッテリーパックの第１及び第２の実施例のうちの1つ又は複数を任意に含み、
第１の端子及び第２の端子をさらに備え、
前記第１の端子は、前記複数のバッテリーセルに直接電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記複数の降圧レギュレータ回路に直接電気的に結合する。
バッテリーパックの第４の実施例は、バッテリーパックの第１から第３の実施例までのうちの１つまたは複数を任意に含み、
第３の端子及び第４の端子をさらに備え、
前記第３の端子は、前記第１の端子と対をなす負端子であり、
前記第４の端子は、前記第２の端子と対をなす負端子である。
バッテリーパックの第５の実施例は、バッテリーパックの第１から第４の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
前記信号を受信するための入力部をさらに備える。
バッテリーパックの第６の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例から第５の実施例までのうちの１つ以上を任意に含み、
前記入力部は、コントローラ・エリア・ネットワークであることをさらに含む。
バッテリーパックの第７の実施例は、バッテリーパックの第1の実施例から第６の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
入力部がデジタル入力であることをさらに含む。
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、
電気的に並列に配置され、直列および並列に組み合わされた前記複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部から信号を受信して、前記複数の降圧レギュレータ回路の１つ以上を作動させるように構成された回路と、を備える、
バッテリーパックの第１の例を提供する。
バッテリーパックの第２の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例を任意に含み、
前記回路は、前記複数の降圧レギュレータ回路のうち１つ以上を停止させ、前記複数の降圧レギュレータ回路のうち1つ以上を停止させないようにさらに構成される。
バッテリーパックの第３の実施例は、バッテリーパックの第１及び第２の実施例のうちの1つ又は複数を任意に含み、
第１の端子及び第２の端子をさらに備え、
前記第１の端子は、前記複数のバッテリーセルに直接電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記複数の降圧レギュレータ回路に直接電気的に結合する。
バッテリーパックの第４の実施例は、バッテリーパックの第１から第３の実施例までのうちの１つまたは複数を任意に含み、
第３の端子及び第４の端子をさらに備え、
前記第３の端子は、前記第１の端子と対をなす負端子であり、
前記第４の端子は、前記第２の端子と対をなす負端子である。
バッテリーパックの第５の実施例は、バッテリーパックの第１から第４の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
前記信号を受信するための入力部をさらに備える。
バッテリーパックの第６の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例から第５の実施例までのうちの１つ以上を任意に含み、
前記入力部は、コントローラ・エリア・ネットワークであることをさらに含む。
バッテリーパックの第７の実施例は、バッテリーパックの第1の実施例から第６の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
入力部がデジタル入力であることをさらに含む。
【0025】
図１～図５のシステムはまた、
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、
電気的に並列に配置され、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、第１のバッテリー端子に直接結合された複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部から信号を受信して、複数の降圧レギュレータ回路のうち、１つ又は複数を作動するように構成された回路と、
複数のバッテリーセルを選択的に第２のバッテリー端子に結合するための接触器であって、第１及び第２のバッテリー端子が電池ケースの外部に突出している、接触器と、を備える、
バッテリーパックの第１の例を提供する。
バッテリーパックの第２の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例を任意に含み、
前記回路が、前記複数の降圧レギュレータ回路のうちの１つ以上を起動しないように構成されることをさらに含む。
バッテリーパックの第３の実施例は、バッテリーパックの第１及び第２の実施例のうちの1つ又は複数を任意に含み、
前記複数の降圧レギュレータ回路が、電気的に並列に結合されることをさらに含む。
バッテリーパックの第４の実施例は、バッテリーパックの第１から第３の実施例までのうちの１つまたは複数を任意に含み、
第１の端子及び第２の端子をさらに含み、
前記第１の端子は、前記接触器を介して前記複数のバッテリーセルに電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記複数の降圧レギュレータ回路に直接電気的に結合されている。
バッテリーパックの第５の実施例は、バッテリーパックの第１から第４の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
前記第２の電圧レベルが、前記第1の電圧レベルよりも小さいことをさらに含む。
バッテリーパックの第６の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例から第５の実施例までのうちの１つ以上を任意に含み、
バッテリーパックの外部からの信号が、内燃機関のスタータモータに係合するように指示することをさらに含む。
バッテリーパックの第７の実施例は、バッテリーパックの第1の実施例から第６の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
前記信号が、コントローラ・エリア・ネットワークを介して受信されることをさらに含む。
第１の電圧レベルを生成するために、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルと、
電気的に並列に配置され、直列かつ並列に組み合わされた複数のバッテリーセルから供給される電力から第２の電圧レベルを生成する、第１のバッテリー端子に直接結合された複数の降圧レギュレータ回路と、
バッテリーパックの外部から信号を受信して、複数の降圧レギュレータ回路のうち、１つ又は複数を作動するように構成された回路と、
複数のバッテリーセルを選択的に第２のバッテリー端子に結合するための接触器であって、第１及び第２のバッテリー端子が電池ケースの外部に突出している、接触器と、を備える、
バッテリーパックの第１の例を提供する。
バッテリーパックの第２の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例を任意に含み、
前記回路が、前記複数の降圧レギュレータ回路のうちの１つ以上を起動しないように構成されることをさらに含む。
バッテリーパックの第３の実施例は、バッテリーパックの第１及び第２の実施例のうちの1つ又は複数を任意に含み、
前記複数の降圧レギュレータ回路が、電気的に並列に結合されることをさらに含む。
バッテリーパックの第４の実施例は、バッテリーパックの第１から第３の実施例までのうちの１つまたは複数を任意に含み、
第１の端子及び第２の端子をさらに含み、
前記第１の端子は、前記接触器を介して前記複数のバッテリーセルに電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記複数の降圧レギュレータ回路に直接電気的に結合されている。
バッテリーパックの第５の実施例は、バッテリーパックの第１から第４の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
前記第２の電圧レベルが、前記第1の電圧レベルよりも小さいことをさらに含む。
バッテリーパックの第６の実施例は、バッテリーパックの第１の実施例から第５の実施例までのうちの１つ以上を任意に含み、
バッテリーパックの外部からの信号が、内燃機関のスタータモータに係合するように指示することをさらに含む。
バッテリーパックの第７の実施例は、バッテリーパックの第1の実施例から第６の実施例のうちの1つ以上を任意に含み、
前記信号が、コントローラ・エリア・ネットワークを介して受信されることをさらに含む。
【0026】
ここで図６を参照すると、２つの異なる出力電圧を含むバッテリーを動作させるための、予想シーケンスが例示されている。
図６のシーケンスは、図７の方法に従って、図１～５のシステムを介して生成できる。
プロットは同時に実行されており、時間軸が揃えられている。時刻ｔ０～ｔ３における垂直線は、シーケンス中の時間を表す。
図６のシーケンスは、図７の方法に従って、図１～５のシステムを介して生成できる。
プロットは同時に実行されており、時間軸が揃えられている。時刻ｔ０～ｔ３における垂直線は、シーケンス中の時間を表す。
【0027】
図６の最も上のプロットは、時間に対して低電圧レギュレータ３５０の出力電流をプロットしたものである。
縦軸は低電圧レギュレータの出力電流を表し、電流量は縦軸矢印の方向に増加する。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。プロット線６０２は、低電圧レギュレータの出力電流を表す。
縦軸は低電圧レギュレータの出力電流を表し、電流量は縦軸矢印の方向に増加する。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。プロット線６０２は、低電圧レギュレータの出力電流を表す。
【0028】
図６の上から２番目のプロットは、時間に対するエンジンスタータの係合保留状態を示すプロットである。
縦軸は、エンジンスタータの係合保留状態を表す。プロット線６０４は、縦軸の矢印近くにある場合、すなわち高いレベルにある場合に、エンジンスタータが係合保留状態であることを表す。また、プロット線６０４は、水平軸近くで低い状態にある場合、エンジンスタータが係合保留状態でないことを表す。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６０４は、エンジンスタータの係合保留状態を表す。
エンジンスタータが内燃機関に係合される前に、低電圧レギュレータ内のレギュレータ回路がパワーアップする時間をとるために、エンジンスタータが実際にエンジンに係合される前に、エンジンスタータは係合保留状態となる。
縦軸は、エンジンスタータの係合保留状態を表す。プロット線６０４は、縦軸の矢印近くにある場合、すなわち高いレベルにある場合に、エンジンスタータが係合保留状態であることを表す。また、プロット線６０４は、水平軸近くで低い状態にある場合、エンジンスタータが係合保留状態でないことを表す。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６０４は、エンジンスタータの係合保留状態を表す。
エンジンスタータが内燃機関に係合される前に、低電圧レギュレータ内のレギュレータ回路がパワーアップする時間をとるために、エンジンスタータが実際にエンジンに係合される前に、エンジンスタータは係合保留状態となる。
【0029】
図６の上から３番目のプロットは、時間に対するエンジンスタータの係合要求状態を示すプロットである。
縦軸はエンジンスタータの係合要求状態を表す。プロット線６０６は、縦軸の矢印近くにある場合、すなわち高いレベルにある場合に、エンジンスタータが係合要求状態であることを表す。また、プロット線６０６は、水平軸近くで低い状態にある場合、エンジンスタータが係合要求状態でないことを表す。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６０６は、エンジンスタータの係合要求状態を表す。
エンジンスタータの係合要求状態はエンジンスタータが係合される場合に発せられる。
縦軸はエンジンスタータの係合要求状態を表す。プロット線６０６は、縦軸の矢印近くにある場合、すなわち高いレベルにある場合に、エンジンスタータが係合要求状態であることを表す。また、プロット線６０６は、水平軸近くで低い状態にある場合、エンジンスタータが係合要求状態でないことを表す。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６０６は、エンジンスタータの係合要求状態を表す。
エンジンスタータの係合要求状態はエンジンスタータが係合される場合に発せられる。
【0030】
図６の上から４番目のプロットは、時間に対するバッテリーの高い方の出力電圧のプロットである。
縦軸は、電池の高出力電圧出力部の出力電圧を示す。出力電圧は縦軸矢印の方向に増加する。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６０８は、バッテリーパックの高電圧出力部の出力電圧を表す。
縦軸は、電池の高出力電圧出力部の出力電圧を示す。出力電圧は縦軸矢印の方向に増加する。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６０８は、バッテリーパックの高電圧出力部の出力電圧を表す。
【0031】
図６の上から５番目のプロットは、時間に対して、バッテリーの低い方の出力電圧をプロットしたものである。
縦軸は、バッテリの低出力電圧出力部の出力電圧を示す。出力電圧は縦軸矢印の方向に増加する。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６１０は、バッテリーパックの低電圧出力の出力電圧を表す。
縦軸は、バッテリの低出力電圧出力部の出力電圧を示す。出力電圧は縦軸矢印の方向に増加する。横軸は時間を示し、プロットの左側からプロットの右側にかけて時間は進む。
プロット線６１０は、バッテリーパックの低電圧出力の出力電圧を表す。
【0032】
時刻ｔ０において、車両は起動されず、バッテリーの低電圧出力部は、例えば、車両照明システム、センサ、インフォテインメントシステム等の、車両の低電圧電力消費体に１２ ＶＤＣの出力を供給している。
バッテリーの低電圧出力部は、例えば、５アンペア以下の低いレベルの電流を供給している。バッテリーの高電圧出力部は作動しておらず、エンジンスタータは係合保留状態にない。また、エンジン始動も要求されていない。
バッテリーの低電圧出力部は、例えば、５アンペア以下の低いレベルの電流を供給している。バッテリーの高電圧出力部は作動しておらず、エンジンスタータは係合保留状態にない。また、エンジン始動も要求されていない。
【0033】
時刻ｔ１において、エンジンスタータが係合保留状態となるが、エンジンスタータの係合要求はなされない。
エンジンスタータの係合要求がなされる前に、エンジンスタータを係合保留状態にする。これによって、エンジンスタータの係合要求がなされる前に、低電圧レギュレータ３５０の多数の電圧レギュレータが動作可能になり、電圧レギュレータがエンジンスタータモータに所望の量の電流を供給できる。
エンジンスタータが係合保留状態となることにより、バッテリーの低電圧出力部の電流容量を増加させる。例えば、５アンペアから１５０アンペアに増加させる。
バッテリーの低電圧出力部の電流容量は、並列に結合される活性化された降圧型低電圧レギュレータの総数を増加させることによって増加される。
接触器を閉じることによってバッテリーの高電圧出力が作動し、単一のバッテリーパックが、例えば、４８ ＶＤＣの高電圧と１２ ＶＤＣの低電圧を同時に出力し始める。
低電圧出力は作動している状態を維持する。
エンジンスタータの係合要求がなされる前に、エンジンスタータを係合保留状態にする。これによって、エンジンスタータの係合要求がなされる前に、低電圧レギュレータ３５０の多数の電圧レギュレータが動作可能になり、電圧レギュレータがエンジンスタータモータに所望の量の電流を供給できる。
エンジンスタータが係合保留状態となることにより、バッテリーの低電圧出力部の電流容量を増加させる。例えば、５アンペアから１５０アンペアに増加させる。
バッテリーの低電圧出力部の電流容量は、並列に結合される活性化された降圧型低電圧レギュレータの総数を増加させることによって増加される。
接触器を閉じることによってバッテリーの高電圧出力が作動し、単一のバッテリーパックが、例えば、４８ ＶＤＣの高電圧と１２ ＶＤＣの低電圧を同時に出力し始める。
低電圧出力は作動している状態を維持する。
【0034】
時刻ｔ２において、スタータの係合要求が発せられ、スタータがエンジンに係合して回転する。
バッテリーの低電圧出力部の電流出力は、より高いレベルに増加する。
エンジンスタータの係合保留要求は発せられたままであり、バッテリーの高電圧出力部は、車両の電気システムに高電圧を供給し続ける。
低電圧バッテリーの出力電流の増加により低出力電圧はわずかに変化するが、低出力電圧は１２ ＶＤＣ付近で維持される。
バッテリーの低電圧出力部の電流出力は、より高いレベルに増加する。
エンジンスタータの係合保留要求は発せられたままであり、バッテリーの高電圧出力部は、車両の電気システムに高電圧を供給し続ける。
低電圧バッテリーの出力電流の増加により低出力電圧はわずかに変化するが、低出力電圧は１２ ＶＤＣ付近で維持される。
【0035】
時刻ｔ３において、エンジンスタータの係合保留状態およびエンジンスタータの係合要求は、それぞれの状態が維持されないように撤回される。
これにより、スタータモータの回転が停止し、バッテリの低電圧電源の出力電流が低下する。ただし、これは図示しない。
バッテリーの高電圧出力は、バッテリーの低電圧出力と同様に作動したままである。
しかし、エンジン始動時の係合保留状態が発せられていないため、バッテリーの低電圧出力部の電流容量が低下する。例えば、１つ以上の降圧電圧レギュレータをオフにすることによって、１５０アンペアから２０アンペア未満に減少する。
バッテリーの低電圧出力の電流容量を低減すると、バッテリー効率を改善できる。
これにより、スタータモータの回転が停止し、バッテリの低電圧電源の出力電流が低下する。ただし、これは図示しない。
バッテリーの高電圧出力は、バッテリーの低電圧出力と同様に作動したままである。
しかし、エンジン始動時の係合保留状態が発せられていないため、バッテリーの低電圧出力部の電流容量が低下する。例えば、１つ以上の降圧電圧レギュレータをオフにすることによって、１５０アンペアから２０アンペア未満に減少する。
バッテリーの低電圧出力の電流容量を低減すると、バッテリー効率を改善できる。
【0036】
このように、例えば、エンジンスタータの係合保留等の、外部で生成される信号は、バッテリーの低電圧出力の電流出力容量を増加させるための基礎となり得る。
バッテリーの低電圧出力を供給する1つ以上の低電圧レギュレータの停止によって、外部で生成された信号がアサートされない場合、同じ外部で生成された信号が、バッテリー効率を高めるための基礎となり得る。
バッテリーの低電圧出力を供給する1つ以上の低電圧レギュレータの停止によって、外部で生成された信号がアサートされない場合、同じ外部で生成された信号が、バッテリー効率を高めるための基礎となり得る。
【0037】
次に、図７を参照すると、２つの異なる出力電圧を含むバッテリーパックを動作させる方法が示されている。
一例では、第１の出力電圧は、バッテリーパックの外部にある高電圧電力消費体に、バッテリーセルを選択的に結合することによって供給される、例えば、４８ ＶＤＣの高い方の出力電圧である。
また、第２の出力電圧は、1つ以上の電圧レギュレータの出力をバッテリーパックの外部にある低電圧電力消費体に選択的に結合することによって供給される例えば、１２ ＶＤＣの低い方の出力電圧である。
図７の方法は、図１～５のシステムに組み込むことができ、協働できる。
さらに、図７の方法の少なくとも一部は、非一時的なメモリに記憶された実行可能命令として組み込むことができ、一方、方法の他の部分は、物理的世界における装置およびアクチュエータの動作状態を変換するコントローラを介して実行することができる。
一例では、第１の出力電圧は、バッテリーパックの外部にある高電圧電力消費体に、バッテリーセルを選択的に結合することによって供給される、例えば、４８ ＶＤＣの高い方の出力電圧である。
また、第２の出力電圧は、1つ以上の電圧レギュレータの出力をバッテリーパックの外部にある低電圧電力消費体に選択的に結合することによって供給される例えば、１２ ＶＤＣの低い方の出力電圧である。
図７の方法は、図１～５のシステムに組み込むことができ、協働できる。
さらに、図７の方法の少なくとも一部は、非一時的なメモリに記憶された実行可能命令として組み込むことができ、一方、方法の他の部分は、物理的世界における装置およびアクチュエータの動作状態を変換するコントローラを介して実行することができる。
【0038】
ステップ７０２において、方法７００は、バッテリーの低電圧端子に設けられた、バッテリーの低電圧出力部を作動させる。
低電圧出力部は、電池の低電圧端子に設けられ、低電圧出力部が、例えば、２０アンペア未満の低電流供給能力を有する状態で初期に作動される。
低電流容量で動作するバッテリーの低電圧出力部は、車両が作動しているか否かにかかわらず、連続的に作動できる。
方法７００は、７０４に進む。
低電圧出力部は、電池の低電圧端子に設けられ、低電圧出力部が、例えば、２０アンペア未満の低電流供給能力を有する状態で初期に作動される。
低電流容量で動作するバッテリーの低電圧出力部は、車両が作動しているか否かにかかわらず、連続的に作動できる。
方法７００は、７０４に進む。
【0039】
ステップ７０４において、方法７００は、車両が作動しているか否かを判定する。
車両は、キーフォブまたは他の携帯送信機を用いて車両の近く、例えば、１０メートル以内にいる人間の制御者によって作動させられる。また、車両は、オペレータインターフェースを介してキースイッチまたは押しボタンを介して起動されてもよい。車両は、例えば、図３の３４０等の車両制御ユニットを介して作動させてもよい。
方法７００が、車両が作動していると判断した場合、答えはＹＥＳであり、方法７００は７０６に進む。そうでなければ、答えはＮＯであり、方法７００は７５０に進む。
車両は、キーフォブまたは他の携帯送信機を用いて車両の近く、例えば、１０メートル以内にいる人間の制御者によって作動させられる。また、車両は、オペレータインターフェースを介してキースイッチまたは押しボタンを介して起動されてもよい。車両は、例えば、図３の３４０等の車両制御ユニットを介して作動させてもよい。
方法７００が、車両が作動していると判断した場合、答えはＹＥＳであり、方法７００は７０６に進む。そうでなければ、答えはＮＯであり、方法７００は７５０に進む。
【0040】
ステップ７５０において、方法７００は、バッテリ－の高電圧出力を停止する。
一例では、バッテリーの高電圧出力部は、選択的に電力を高電圧端子１０２に流すことを可能にする、例えば、図３の３１１等の、任意の接触器を開くことによって、停止できる。
ＭＣＵ３１０は、車両が停止状態にあることに応答して接触器３１１を開くことができる。
ＶＣＵ３４０は、ＭＣＵ３１０に信号を送信して、バッテリーパック１００の高電圧出力部を停止できる。
方法７００は、７１４に進む。
一例では、バッテリーの高電圧出力部は、選択的に電力を高電圧端子１０２に流すことを可能にする、例えば、図３の３１１等の、任意の接触器を開くことによって、停止できる。
ＭＣＵ３１０は、車両が停止状態にあることに応答して接触器３１１を開くことができる。
ＶＣＵ３４０は、ＭＣＵ３１０に信号を送信して、バッテリーパック１００の高電圧出力部を停止できる。
方法７００は、７１４に進む。
【0041】
ステップ７０６において、方法７００は、バッテリーの高電圧出力部を作動させる。
一例では、バッテリーの高電圧出力部は、高電圧端子１０２へと電力を選択的に流すことを可能にする接触器３１１を閉じることで、作動できる。
ＭＣＵ３１０は、車両の作動に応答して接触器３１１を閉じることができる。
ＶＣＵ３４０は、ＭＣＵ３１０に信号を送信して、バッテリーパック１００の高電圧出力を作動させることができる。
方法７００は、７０８に進む。
一例では、バッテリーの高電圧出力部は、高電圧端子１０２へと電力を選択的に流すことを可能にする接触器３１１を閉じることで、作動できる。
ＭＣＵ３１０は、車両の作動に応答して接触器３１１を閉じることができる。
ＶＣＵ３４０は、ＭＣＵ３１０に信号を送信して、バッテリーパック１００の高電圧出力を作動させることができる。
方法７００は、７０８に進む。
【0042】
ステップ７０８において、方法７００は、エンジンスタータが係合保留中であるか否かを判定する。
方法７００は、エンジンスタータが係合保留中であることを示すＶＣＵ３４０からの信号または入力に応答して、エンジンスタータが係合保留中であると判断することができる。
ＶＣＵ３４０は、内燃機関が始動していない場合に、スタータが係合保留中であると判断してもよい。
あるいは、ＶＣＵは、エンジンが作動していない、言い換えると、エンジンが燃料を燃焼しておらず回転していない、バッテリーパックの充電状態が閾値レベル未満であるなど、いくつかの条件が存在する場合に、スタータが係合保留中であると判断してもよい。
方法７００が、スタータが係合保留中であると判断した場合、答えはＹＥＳであり、方法７００は７１０に進む。そうでなければ、答えはＮＯであり、方法７００は７１４に進む。
方法７００は、エンジンスタータが係合保留中であることを示すＶＣＵ３４０からの信号または入力に応答して、エンジンスタータが係合保留中であると判断することができる。
ＶＣＵ３４０は、内燃機関が始動していない場合に、スタータが係合保留中であると判断してもよい。
あるいは、ＶＣＵは、エンジンが作動していない、言い換えると、エンジンが燃料を燃焼しておらず回転していない、バッテリーパックの充電状態が閾値レベル未満であるなど、いくつかの条件が存在する場合に、スタータが係合保留中であると判断してもよい。
方法７００が、スタータが係合保留中であると判断した場合、答えはＹＥＳであり、方法７００は７１０に進む。そうでなければ、答えはＮＯであり、方法７００は７１４に進む。
【0043】
ステップ７１０において、方法７００は、高い電流容量でバッテリーの低電圧端子に設けられたバッテリーの低電圧出力部を作動させる。
並列に電気的に結合された複数の降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎを作動させて、低電圧レギュレータ３５０の電流出力容量を増大させることによって、低電圧出力の電流容量は増加される。
例えば、バッテリーの低電圧端子に設けられたＬＶＲ３５０の出力容量は、低電圧出力部の電流供給能力が、例えば、２０アンペア未満の低い状態で初期活性化されるが、追加の降圧レギュレータレギュレータ４０４－１～４０４－Ｎをオンまたは作動させることにより、電流容量が、例えば、１５０アンペアの閾値電流量のよりも大きくなる。
方法７００は、７１２に進む。
並列に電気的に結合された複数の降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎを作動させて、低電圧レギュレータ３５０の電流出力容量を増大させることによって、低電圧出力の電流容量は増加される。
例えば、バッテリーの低電圧端子に設けられたＬＶＲ３５０の出力容量は、低電圧出力部の電流供給能力が、例えば、２０アンペア未満の低い状態で初期活性化されるが、追加の降圧レギュレータレギュレータ４０４－１～４０４－Ｎをオンまたは作動させることにより、電流容量が、例えば、１５０アンペアの閾値電流量のよりも大きくなる。
方法７００は、７１２に進む。
【0044】
ステップ７１２において、方法７００は、エンジンスタータの係合が完了したか、または取り消されたかを判定する。
一例では、エンジン回転数が閾値回転数よりも大きいときにスタータの係合が完了したと判定できる。
方法７００が、エンジンスタータの係合が完了したと判断した場合、答えはＹＥＳであり、方法７００は７１４に進む。そうでなければ、答えはＮＯであり、方法７００は７１０に戻る。
一例では、エンジン回転数が閾値回転数よりも大きいときにスタータの係合が完了したと判定できる。
方法７００が、エンジンスタータの係合が完了したと判断した場合、答えはＹＥＳであり、方法７００は７１４に進む。そうでなければ、答えはＮＯであり、方法７００は７１０に戻る。
【0045】
ステップ７１４において、方法７００は、高電流の低電圧出力は停止するが、低電流の低電圧出力は作動したままである。
一例では、方法７００は、並列に電気的に結合された複数の降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎを停止することによって、低電圧出力の電流容量を減少させて、低電圧レギュレータ３５０の電流出力容量を減少させ、ＬＶＲ３５０の効率を向上させる。
例えば、追加の降圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎをオフまたは停止すると、電流容量が、例えば、２０アンペアの閾値電流量未満に減少する。
方法７００は、終了に進む。
一例では、方法７００は、並列に電気的に結合された複数の降圧型電圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎを停止することによって、低電圧出力の電流容量を減少させて、低電圧レギュレータ３５０の電流出力容量を減少させ、ＬＶＲ３５０の効率を向上させる。
例えば、追加の降圧レギュレータ４０４－１～４０４－Ｎをオフまたは停止すると、電流容量が、例えば、２０アンペアの閾値電流量未満に減少する。
方法７００は、終了に進む。
【0046】
このようにして、方法７００は、並列に電気的に結合され、低電圧レギュレータの一部である降圧型電圧レギュレータを選択的に作動および停止し、バッテリーの低電圧出力部の電流出力容量を増加または減少させることができる。
この例では、２つの電流レベルが記載されているが、異なる数の電圧レギュレータを起動して、バッテリーパックの低電圧出力部の電流容量を増加させることができる。例えば、低電圧レギュレータは、並列に結合された５０個のレギュレータを含むことができる。
バッテリーパックは、最初に、１つの電圧レギュレータで起動され、次に、バッテリーパックのより低い電圧出力に対して所望または要求される、各追加の１０アンペアの電流容量に対して、２つの追加の電圧レギュレータが起動され得る。
従って、バッテリーパックの低電圧出力部に追加の１００アンペアの電流容量が要求された場合、２０個の追加のレギュレータが起動されて、バッテリーパックの低電圧出力端子の電流容量が増加する。
もちろん、作動または停止される降圧レギュレータの実際の数は、降圧レギュレータの現時点での出力容量に応じて調整することができる。
この例では、２つの電流レベルが記載されているが、異なる数の電圧レギュレータを起動して、バッテリーパックの低電圧出力部の電流容量を増加させることができる。例えば、低電圧レギュレータは、並列に結合された５０個のレギュレータを含むことができる。
バッテリーパックは、最初に、１つの電圧レギュレータで起動され、次に、バッテリーパックのより低い電圧出力に対して所望または要求される、各追加の１０アンペアの電流容量に対して、２つの追加の電圧レギュレータが起動され得る。
従って、バッテリーパックの低電圧出力部に追加の１００アンペアの電流容量が要求された場合、２０個の追加のレギュレータが起動されて、バッテリーパックの低電圧出力端子の電流容量が増加する。
もちろん、作動または停止される降圧レギュレータの実際の数は、降圧レギュレータの現時点での出力容量に応じて調整することができる。
【0047】
よって、図７の方法はバッテリーパックを動作させるための方法の第１の例を提供し、この方法は、
バッテリーパック内の複数のバッテリーセルによって、第１の電力消費体のグループに対して、第１の電圧で電力を供給し、
バッテリーパックに含まれる複数の電圧レギュレータによって、第２の電力消費体のグループに対して、第２の電圧で電力を供給し、
複数の電圧レギュレータは複数のバッテリーセルに電気的に結合される。
本方法の第２の実施例は、本方法の第１の実施例を任意に含み、
前記バッテリーパックの外部で生成された信号に応答し、前記複数の電圧レギュレータのうちの１つ以上を作動させることをさらに含む。
本方法の第３の実施例は、本方法の第１及び第２の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
前記バッテリーパックの外部で生成される前記信号が、スタータモータが内燃機関と係合するか、又は係合待機にするかを指示することをさらに含む。
本方法の第４の実施例は、本方法の第１から第３の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
さらに、バッテリーパックの外部で生成された信号に応答し、複数の電圧レギュレータのうちの1つ以上を停止することを含む。
本方法の第５の実施例は、本方法の第１から第４の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
第１の電圧での電力の供給と、第２の電圧での電力の供給と、が同時に実行されることをさらに含む。
本方法の第６の実施例は、本方法の第１から第５の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
前記複数の電圧レギュレータが、前記複数の電池セルの最も電位が高い位置に電気的に結合されることをさらに含む。
バッテリーパック内の複数のバッテリーセルによって、第１の電力消費体のグループに対して、第１の電圧で電力を供給し、
バッテリーパックに含まれる複数の電圧レギュレータによって、第２の電力消費体のグループに対して、第２の電圧で電力を供給し、
複数の電圧レギュレータは複数のバッテリーセルに電気的に結合される。
本方法の第２の実施例は、本方法の第１の実施例を任意に含み、
前記バッテリーパックの外部で生成された信号に応答し、前記複数の電圧レギュレータのうちの１つ以上を作動させることをさらに含む。
本方法の第３の実施例は、本方法の第１及び第２の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
前記バッテリーパックの外部で生成される前記信号が、スタータモータが内燃機関と係合するか、又は係合待機にするかを指示することをさらに含む。
本方法の第４の実施例は、本方法の第１から第３の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
さらに、バッテリーパックの外部で生成された信号に応答し、複数の電圧レギュレータのうちの1つ以上を停止することを含む。
本方法の第５の実施例は、本方法の第１から第４の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
第１の電圧での電力の供給と、第２の電圧での電力の供給と、が同時に実行されることをさらに含む。
本方法の第６の実施例は、本方法の第１から第５の実施例のうちの１つ以上を任意に含み、
前記複数の電圧レギュレータが、前記複数の電池セルの最も電位が高い位置に電気的に結合されることをさらに含む。
【0048】
本開示の主題は、種々のシステムおよび構成、ならびに本明細書に開示された他の特徴、機能、および／または特性の、すべての新規かつ非自明な組合せおよび下位組合せを含む。
【0049】
当業者に理解されるように、図７に記載された一連の動作は、コントローラに対する命令によって表すことができ、イベント駆動、割り込み駆動、マルチタスク、マルチスレッド等の任意の数の処理ストラテジーのうちの１つ以上によって表され得る。
このように、図示された種々のステップまたは機能は、図示されたシーケンスで、並列に、または場合によっては省略して実行することができる。
同様に、処理の順序は、本明細書に記載される目的、特徴、および利点を達成するために必ずしも必要ではないが、説明および説明を容易にするために提供される。
明示的に図示されていないが、当業者であれば、使用される特定の戦略に応じて、図示されたステップまたは機能のうちの1つ以上を繰り返し実行することができることを理解するであろう。
このように、図示された種々のステップまたは機能は、図示されたシーケンスで、並列に、または場合によっては省略して実行することができる。
同様に、処理の順序は、本明細書に記載される目的、特徴、および利点を達成するために必ずしも必要ではないが、説明および説明を容易にするために提供される。
明示的に図示されていないが、当業者であれば、使用される特定の戦略に応じて、図示されたステップまたは機能のうちの1つ以上を繰り返し実行することができることを理解するであろう。
【0050】
以下の特許請求の範囲は、特に、新規かつ非自明と見なされるある種の組合せおよび部分的組合せを指摘している。
これらの特許請求の範囲は、「１つの」要素、「第１の」要素又はそれらと同等のものに言及することができる。
そのような請求項は、1以上のそのような要素の包含を含み、2以上のそのような要素を要求も排除もしないと理解されるべきである。
開示された特徴、機能、要素、及び/又は特性の他の組合せ及び部分組合せは、本クレームの補正、又は本出願若しくは関連出願における新規請求項の提示を通じて請求することができる。
そのような請求項は、より広いか、より狭いか、等しいか、または元の請求項と範囲が異なるかにかかわらず、本開示の主題事項に含まれるとみなされる。
これらの特許請求の範囲は、「１つの」要素、「第１の」要素又はそれらと同等のものに言及することができる。
そのような請求項は、1以上のそのような要素の包含を含み、2以上のそのような要素を要求も排除もしないと理解されるべきである。
開示された特徴、機能、要素、及び/又は特性の他の組合せ及び部分組合せは、本クレームの補正、又は本出願若しくは関連出願における新規請求項の提示を通じて請求することができる。
そのような請求項は、より広いか、より狭いか、等しいか、または元の請求項と範囲が異なるかにかかわらず、本開示の主題事項に含まれるとみなされる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】