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特表2023-547868バッテリシステム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-14

(54)【発明の名称】バッテリシステム

(51)【国際特許分類】

H02J 7/00 20060101AFI20231107BHJP

H02J 7/34 20060101ALI20231107BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H02J7/00 303C

H02J7/00 P

H02J7/34 B

H02J7/00 302B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023524787

(86)(22)【出願日】2021-12-10

(85)【翻訳文提出日】2023-04-21

(86)【国際出願番号】 US2021062739

(87)【国際公開番号】W WO2022125853

(87)【国際公開日】2022-06-16

(31)【優先権主張番号】63/123,748

(32)【優先日】2020-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ツイッター

(71)【出願人】

【識別番号】503260918

【氏名又は名称】アップルインコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡｐｐｌｅＩｎｃ．

【住所又は居所原語表記】ＯｎｅＡｐｐｌｅＰａｒｋＷａｙ，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ９５０１４，Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジュアング，フィリップダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】ローズ，クリストファーディー．

(72)【発明者】

【氏名】ピエルクエット，ブランドン

(72)【発明者】

【氏名】マーチング，ギリダールエヌ．

(72)【発明者】

【氏名】ブラフ，ウィリアムエー．

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503AA04

5G503AA07

5G503BA02

5G503BA03

5G503BB01

5G503CB11

5G503DA08

5G503DA16

5G503DA17

5G503DA18

5G503EA05

5G503FA06

5G503GB03

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD06

5G503HA00

(57)【要約】

システム（１００）は、第１のバス（１１０）と、第２のバス（１１２）と、第１の複数のセル（１２０）を含む第１のバッテリ（１１４）と、第２の複数のセル（１２４）を含む第２のバッテリ（１１６）とを含み、第２のバッテリは第２のバス（１１２）に接続されている。第１のコンバータ（１０６）は、高電圧バッテリ（１１４）を第１のバス（１１０）に接続する。第２のコンバータ（１０８）は、第１のバス（１１０）を第２のバス（１１２）に接続する。コントローラ（１０４）は、第１のコンバータ（１０６）及び第２のコンバータ（１０８）の動作を制御するように構成されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
第１のバスと、
第２のバスと、
第１の複数のセルを含む高電圧バッテリと、
第２の複数のセルを含む低電圧バッテリであって、前記第２のバスに接続されている、前記低電圧バッテリと、
前記高電圧バッテリを前記第１のバスに接続する第１のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第１のバスを前記第２のバスに接続する第２のＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記高電圧バッテリと前記第１のバスとの間で電力を伝送するように前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御し、前記第１のバスと前記第２のバスとの間で電力を伝送するように前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御する、ように構成されているコントローラと、
を備える、システム。

【請求項2】

前記第１のバスに接続されている第１の負荷と、
前記第２のバスに接続されている第２の負荷と、
を更に備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コントローラが、前記第１の負荷及び前記第２の負荷が前記高電圧バッテリによって電力供給される第１の動作モード、前記第１の負荷及び前記第２の負荷が前記低電圧バッテリによって電力供給される第２の動作モード、並びに前記高電圧バッテリが前記低電圧バッテリによって充電される第３の動作モードのうちの１つで、前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御するように構成されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１の動作モードにおいて、前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータを使用して前記高電圧バッテリによって前記第１のバスに電力が供給され、前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって前記第１のバスから前記第２のバスに電力が伝送され、前記第１の負荷が前記第１のバスから電力を受け取り、前記第２の負荷が前記第２のバスから電力を受け取る、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第２の動作モードにおいて、前記低電圧バッテリによって前記第２のバスに電力が供給され、前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって前記第２のバスから前記第１のバスに電力が伝送され、前記第１の負荷が前記第１のバスから電力を受け取り、前記第２の負荷が前記第２のバスから電力を受け取る、請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記第３の動作モードにおいて、前記低電圧バッテリによって前記第２のバスに電力が供給され、前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって前記第２のバスから前記第１のバスに電力が伝送され、前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータを使用して前記第１のバスから前記高電圧バッテリに電力が伝送されて、前記高電圧バッテリを充電する、請求項３に記載のシステム。

【請求項7】

前記コントローラが、前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御して、選択的に、前記高電圧バッテリからの電力を前記第１の負荷及び前記第２の負荷に供給するか又は前記低電圧バッテリからの電力を前記第１の負荷及び前記第２の負荷に供給するように構成されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１の複数のセル及び前記第２の複数のセルに対して、共通のセルタイプが使用されている、請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１の複数のセルに含まれる個々のセルの数が、前記第２の複数のセルに含まれる個々のセルの数の整数倍である、請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記第１の複数のセルが、直列に接続されている第１の数の個々のセルを含み、前記第２の複数のセルが、直列に接続されている第２の数の個々のセルを含む、請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記第１の複数のセルが、前記第２の複数のセルに直接接続されていない、請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータが、前記高電圧バッテリに対応する第１の電圧レベルと前記第１のバスに対応する第２の電圧レベルとの間で電力を変換するように動作可能である、請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

前記第１のバス及び前記第２のバスが共通の電圧レベルにあり、前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータが、前記共通の電圧レベルで前記第１のバスと前記第２のバスとの間で電力を伝送するように動作可能である、請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項14】

前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータのみが、前記第１のバスと前記第２のバスとの間で電力を伝送するために、前記第１のバスを前記第２のバスに接続する、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

ハウジングを更に備え、前記高電圧バッテリ及び前記低電圧バッテリが前記ハウジング内に配置されている、
請求項１、３、又は７のいずれか一項に記載のシステム。

【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、２０２０年１２月１０日出願の米国特許仮出願第６３／１２３，７４８号の利益を主張し、この出願の内容は、その開示全体が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ている。

【0002】

本開示は、バッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

電気システムは、通常、異なる電力及び冗長性要件を有する様々な補助構成要素及びシステムを含む。主バッテリパックは、高い電力要件を有する構成要素に電力を供給するために使用され得、補助バッテリパックは、低い電力要件を有する構成要素に電力を供給するために使用され得る。

【発明の概要】

【0004】

本開示の第１の態様によるシステムは、第１のバスと、第２のバスと、第１のバスに接続されている第１の負荷と、第２のバスに接続されている第２の負荷と、第１の複数のセルを含み、第１の電圧レベルで電力を出力する高電圧バッテリと、第２の複数のセルを含み、第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベルで第２のバスに電力を出力する低電圧バッテリと、を含む。第１の複数のセル及び第２の複数のセルに対して共通のセルタイプが使用され、第１の複数のセルに含まれる個々のセルの数は、第２の複数のセルに含まれる個々のセルの数の整数倍である。本開示の第１の態様によるシステムはまた、高電圧バッテリと第１のバスとの間で電力を伝送するために、高電圧バッテリを第１のバスに接続する第１のＤＣ－ＤＣコンバータを含み、第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルとの間で電力を変換するように動作可能である。本開示の第１の態様によるシステムはまた、第１のバスと第２のバスとの間で第２の電圧レベルで電力を伝送するために、第１のバスを第２のバスに接続する第２のＤＣ－ＤＣコンバータを含む。本開示の第１の態様によるシステムはまた、第１の負荷及び第２の負荷が高電圧バッテリによって電力供給される第１の動作モード、第１の負荷及び第２の負荷が低電圧バッテリによって電力供給される第２の動作モード、並びに高電圧バッテリが低電圧バッテリによって充電される第３の動作モードのうちの１つで、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御するように構成されているコントローラを含む。

【0005】

本開示の第１の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセルからの個々のセルは直列に接続され、第２の複数のセルからの個々のセルは直列に接続されている。本開示の第１の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセルは、第２の複数のセルに直接接続されていない。本開示の第１の態様によるシステムのいくつかの実装形態はまた、ハウジングを含み、高電圧バッテリ及び低電圧バッテリはハウジング内に配置されている。

【0006】

本開示の第１の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の動作モードにおいて、第１のＤＣ－ＤＣコンバータを使用して高電圧バッテリによって第１のバスに電力が供給され、第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって第１のバスから第２のバスに電力が伝送され、第１の負荷は第１のバスから電力を受け取り、第２の負荷は第２のバスから電力を受け取る。本開示の第１の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第２の動作モードにおいて、低電圧バッテリによって第２のバスに電力が供給され、第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって第２のバスから第１のバスに電力が伝送され、第１の負荷は第１のバスから電力を受け取り、第２の負荷は第２のバスから電力を受け取る。本開示の第１の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第３の動作モードにおいて、低電圧バッテリによって第２のバスに電力が供給され、第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって第２のバスから第１のバスに電力が伝送され、第１のＤＣ－ＤＣコンバータを使用して第１のバスから高電圧バッテリに電力が伝送されて、高電圧バッテリを充電する。

【0007】

本開示の第２の態様によるシステムは、第１のバスと、第２のバスと、第１の複数のセルを含む高電圧バッテリと、第２の複数のセルを含む低電圧バッテリとを含み、低電圧バッテリは第２のバスに接続されている。第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、高電圧バッテリを第１のバスに接続する。第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、第１のバスを第２のバスに接続する。コントローラは、高電圧バッテリと第１のバスとの間で電力を伝送するように第１のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御し、第１のバスと第２のバスとの間で電力を伝送するように第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御する、ように構成されている。

【0008】

本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセル及び第２の複数のセルに対して共通のセルタイプが使用される。本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセルに含まれる個々のセルの数は、第２の複数のセルに含まれる個々のセルの数の整数倍である。本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセルは、直列に接続されている第１の数の個々のセルを含み、第２の複数のセルは、直列に接続されている第２の数の個々のセルを含む。本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセルは、第２の複数のセルに直接接続されていない。本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、高電圧バッテリに対応する第１の電圧レベルと第１のバスに対応する第２の電圧レベルとの間で電力を変換するように動作可能である。本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１のバス及び第２のバスは共通の電圧レベルにあり、第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、共通の電圧レベルで第１のバスと第２のバスとの間で電力を伝送するように動作可能である。本開示の第２の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第２のＤＣ－ＤＣコンバータのみが、第１のバスと第２のバスとの間で電力を伝送するために、第１のバスを第２のバスに接続する。

【0009】

本開示の第３の態様によるシステムは、第１のバスと、第２のバスと、第１のバスに接続されている第１の負荷と、第２のバスに接続されている第２の負荷とを含む。高電圧バッテリは、第１の複数のセルを含む。低電圧バッテリは、第２の複数のセルを含み、低電圧バッテリは、第２のバスに接続されている。第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、高電圧バッテリを第１のバスに接続する。第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、第１のバスを第２のバスに接続する。コントローラは、第１の負荷及び第２の負荷が高電圧バッテリによって電力供給される第１の動作モード、第１の負荷及び第２の負荷が低電圧バッテリによって電力供給される第２の動作モード、並びに高電圧バッテリが低電圧バッテリによって充電される第３の動作モードのうちの１つで、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御するように構成されている。

【0010】

本開示の第３の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の動作モードにおいて、第１のＤＣ－ＤＣコンバータを使用して高電圧バッテリによって第１のバスに電力が供給され、第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって第１のバスから第２のバスに電力が伝送され、第１の負荷は第１のバスから電力を受け取り、第２の負荷は第２のバスから電力を受け取る。本開示の第３の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第２の動作モードにおいて、低電圧バッテリによって第２のバスに電力が供給され、第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって第２のバスから第１のバスに電力が伝送され、第１の負荷は第１のバスから電力を受け取り、第２の負荷は第２のバスから電力を受け取る。本開示の第３の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第３の動作モードにおいて、低電圧バッテリによって第２のバスに電力が供給され、第２のＤＣ－ＤＣコンバータによって第２のバスから第１のバスに電力が伝送され、第１のＤＣ－ＤＣコンバータを使用して第１のバスから高電圧バッテリに電力が伝送されて、高電圧バッテリを充電する。本開示の第３の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、高電圧バッテリに対応する第１の電圧レベルと第１のバスに対応する第２の電圧レベルとの間で電力を変換するように動作可能である。本開示の第３の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１のバス及び第２のバスは共通の電圧レベルにあり、第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、共通の電圧レベルで第１のバスと第２のバスとの間で電力を伝送するように動作可能である。本開示の第３の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセル及び第２の複数のセルに対して共通のセルタイプが使用される。

【0011】

本開示の第４の態様によるシステムは、第１のバスと、第２のバスと、第１のバスに接続されている第１の負荷と、第２のバスに接続されている第２の負荷とを含む。高電圧バッテリは、第１の複数のセルを含み、第１の電圧レベルで電力を出力する。低電圧バッテリは、第２の複数のセルを含み、第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベルで第２のバスに電力を出力し、第１の複数のセル及び第２の複数のセルに対して共通のセルタイプが使用される。
第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、高電圧バッテリを第１のバスに接続する。第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、第１のバスを第２のバスに接続する。コントローラは、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動作を制御して、選択的に、高電圧バッテリからの電力を第１の負荷及び第２の負荷に供給するか又は低電圧バッテリからの電力を第１の負荷及び第２の負荷に供給するように構成されている。

【0012】

本開示の第４の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルとの間で電力を変換するように動作可能である。本開示の第４の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１のバス及び第２のバスは第２の電圧レベルにあり、第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、第１のバスと第２のバスとの間で第２の電圧レベルで電力を伝送するように動作可能である。本開示の第４の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、システムはハウジングを更に含み、高電圧バッテリ及び低電圧バッテリはハウジング内に配置されている。本開示の第４の態様によるシステムのいくつかの実装形態では、第１の複数のセルは、第２の複数のセルに直接接続されていない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】バッテリパックを含むバッテリシステムの一例を示すブロック図である。

【0014】

【図2】バッテリパックの一例を示す概略図である。

【0015】

【図3】バッテリシステムの制御処理を示すフローチャートである。

【0016】

【図4】バッテリシステムの動作中におけるバッテリパックの低電圧バッテリの充電状態を示すグラフである。

【0017】

【図5】コントローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本開示は、バッテリパックに統合された高電圧（ＨＶ）バッテリ及び低電圧（ＬＶ）バッテリを含むバッテリシステムに関する。本明細書で説明されるバッテリシステムは、バッテリパックが推進モータなどの１つ以上の負荷のための主電源である電気システムにおいて使用することを意図している。ＨＶバッテリ及びＬＶバッテリは、電気システムにおいて一般的に存在する異なるクラスの負荷にサービス提供するためにバッテリパック内に含まれている。例えば、高電圧バスと呼ばれ得る第１のバスは、推進モータを含む負荷にサービス提供することができ、低電圧バスと呼ばれ得る第２のバスは、（例えば、電気システムの自動化制御機能を制御する）電気システムのコンピューティングシステムを含む負荷にサービス提供することができる。しかしながら、本明細書で説明されるバッテリシステムは、様々なアプリケーションにおいて電力を供給するために使用され得ることを理解されたい。

【0019】

ＨＶバッテリ及びＬＶバッテリは、同じバッテリ化学反応を有する共通の（すなわち、同じタイプの）電気化学セルタイプを使用することができる。ＨＶバッテリ及びＬＶバッテリはまた、共通の構造体（例えば、ハウジング）内にパッケージ化されてもよい。ＨＶバッテリ及びＬＶバッテリを統合することにより、及び共通の電気化学セルタイプを使用することにより、バッテリシステムの全体的な複雑度が低減され得、パッケージ化の効率性がもたらされ得る。ＨＶバッテリとＬＶバッテリとを組み合わせて効率的に使用するために、バッテリシステムは、ＨＶバッテリ及びＬＶバッテリを使用する様々な構成要素への電力供給の方法を変化させるように制御され得る。ＨＶバッテリ及びＬＶバッテリからの電力使用の制御は、ＨＶバッテリが枯渇したときにＬＶバッテリからのかなりの量の電力が使用されないままになることを防止するように実施され得る。

【0020】

図１は、バッテリシステム１００の一例を示すブロック図である。バッテリシステム１００は、バッテリパック１０２と、バッテリシステムコントローラ１０４と、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６と、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８と、第１のバッテリシステムバス１１０と、第２のバッテリシステムバス１１２と、ＨＶバス１１３とを含む。

【0021】

バッテリパック１０２は、ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６を含む。バッテリパック１０２はまた、ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６からの個々のセルの特性を監視するように構成されているセル監視システム１１８を含む。バッテリパック１０２のＨＶバッテリ１１４は、電気システムの推進モータを含む、高電力要件を有する構成要素に電力を供給するように機能することなどによって、従来のシステムにおいて主バッテリパックによって実行される機能と同等の機能を実行することができる。バッテリパック１０２のＬＶバッテリ１１６は、電気システムのコンピューティングシステムを含む、低電力要件を有する構成要素に電力を供給するように機能することなどによって、従来のシステムにおいて補助バッテリパックによって実行される機能と同等の機能を実行することができる。

【0022】

ＨＶバッテリ１１４は、従来の方法で充電及び放電されるように構成されている電気バッテリである。ＨＶバッテリ１１４は、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６に接続されており、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６を使用して第１のバッテリシステムバス１１０に電力を供給するように構成されている。したがって、ＨＶバッテリ１１４は、ＨＶ－ＬＶコンバータによって第１のバッテリシステムバス１１０に接続されている。電力は、ＨＶバッテリ１１４によって、第１の電圧レベルＶ１でＨＶ－ＬＶコンバータ１０６に出力される。第１の電圧レベルＶ１は、通常の動作条件下でのＨＶバッテリ１１４の公称出力電圧であり、通常の変動を受ける。一例として、第１の電圧レベルＶ１は、３００～３０００ボルトであり得る。

【0023】

ＨＶバッテリ１１４は、第１のセル１２０及び第１の内部バッテリバス１２２を含む。第１のセル１２０は、任意の適切なバッテリ化学反応を使用する電気化学セルである。第１のセル１２０は、第１のセル、第１の複数のセル、ＨＶバッテリのセル、及び／又はＨＶセルと呼ばれてもよく、これらは便宜上の名称であり、特定の特徴又は特性を意味しない。第１のセル１２０は、全て同じセルタイプのものであってもよく、したがって、バッテリ化学反応において、セル電圧（例えば、ボルトで測定された）、及びセル容量（例えば、アンペア時で測定された）が互いに同一であり得る。第１の内部バッテリバス１２２は、ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０を互いに電気的に接続し、ＨＶバッテリ１１４を（例えば、ＨＶバッテリ１１４に関連する端子を使用して）ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６などの外部構成要素に接続する。

【0024】

第１のセル１２０を互いに接続するために、第１の内部バッテリバス１２２は、第１のセル１２０のうちの１つ以上に各々接続されているバスバーを含んでもよい。第１の内部バッテリバス１２２の構成は、ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０が互いに接続される方法を制御する。一例として、ＨＶバッテリ１１４の第１の内部バッテリバス１２２は、ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０の全てが直列に接続されるように構成されてもよい。例えば、ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０の直列及び並列接続の組み合わせを含む、他の構成が使用されてもよい。

【0025】

ＬＶバッテリ１１６は、従来の方法で充電及び放電されるように構成されている電気バッテリである。ＬＶバッテリ１１６は、バッテリシステム１００の第２のバッテリシステムバス１１２に接続されており、第２のバッテリシステムバス１１２に電力を供給するように構成されている。ＬＶバッテリ１１６は、介在するコンバータ（例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ）なしで第２のバッテリシステムバス１１２に直接接続されてもよい。電力は、ＬＶバッテリ１１６によって、第２の電圧レベルＶ２で第２のバッテリシステムバス１１２に出力される。第２の電圧レベルＶ２は、通常の動作条件下でのＬＶバッテリ１１６の公称出力電圧であり、通常の変動を受ける。一例として、第２の電圧レベルＶ２は、１２ボルト～１００ボルトであり得る。

【0026】

ＬＶバッテリ１１６は、第２のセル１２４及び第２の内部バッテリバス１２６を含む。第２のセル１２４は、第２のセル、第２の複数のセル、ＬＶバッテリのセル、及び／又はＬＶセルと呼ばれてもよく、これらは便宜上の名称であり、特定の特徴又は特性を意味しない。第２のセル１２４は、任意の適切なバッテリ化学反応を使用する電気化学セルである。第２のセル１２４は、全て同じセルタイプのものであってもよく、したがって、バッテリ化学反応において、セル電圧（例えば、ボルトで測定された）、及びセル容量（例えば、アンペア時で測定された）が互いに同一であり得る。加えて、第１のセル１２０からの全てのセル及び第２のセル１２４からの全てのセルは、全て同じセルタイプであり得る。第２の内部バッテリバス１２６は、ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４を互いに電気的に接続し、ＬＶバッテリ１１６を（例えば、ＬＶバッテリ１１６に関連する端子を使用して）第２のバッテリシステムバス１１２などの外部構成要素に接続する。

【0027】

第２のセル１２４を互いに接続するために、第２の内部バッテリバス１２６は、第２のセル１２４のうちの１つ以上に各々接続されているバスバーを含んでもよい。第２の内部バッテリバス１２６の構成は、ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４が互いに接続される方法を制御する。一例として、ＬＶバッテリ１１６の第２の内部バッテリバス１２６は、ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４の全てが直列に接続されるように構成されてもよい。例えば、ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４の直列及び並列接続の組み合わせを含む他の構成が使用されてもよい。

【0028】

第１のセル１２０は、第２のセル１２４に電気的に直接接続されていない。代わりに、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６及びＬＶ－ＬＶコンバータ１０８が、第１のセル１２０と第２のセル１２４との間に電気的に介在し、それによって、第１のセル１２０と第２のセル１２４との間の任意の電力伝送が、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６及びＬＶ－ＬＶコンバータ１０８を通って流れる。

【0029】

バッテリシステムコントローラ１０４は、コンピューティングデバイスである。バッテリシステムコントローラ１０４は、例えば、プロセッサ、メモリ、及び記憶装置を含んでもよい。バッテリシステムコントローラ１０４は、特定用途向け集積回路であってもよく、又は特定用途向け集積回路を含んでもよい。バッテリシステムコントローラ１０４は、システムオンチップであってもよく、又はシステムオンチップを含んでもよい。バッテリシステムコントローラ１０４は、コンピュータプログラム命令を実行し、コンピュータプログラム命令によって記述された動作を実行するように動作可能である。

【0030】

バッテリシステムコントローラ１０４は、バッテリシステム１００に含まれている構成要素の動作を制御するように動作可能である。例えば、バッテリシステムコントローラ１０４は、バッテリシステム１００の構成要素及び／又は（例えば、バッテリシステム１００以外のシステムに属する）外部構成要素から情報を受信し、受信した情報を使用して１つ以上の決定を行い、１つ以上のコマンドをバッテリシステム１００の構成要素に送信して、コマンドに従って構成要素を動作させることができる。例として、バッテリシステムコントローラ１０４は、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８、及び／又はセル監視システム１１８から情報を受信してもよい。例として、バッテリシステムコントローラ１０４は、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８、及び／又はセル監視システム１１８にコマンドを送信してもよい。バッテリシステムコントローラ１０４の動作を、本明細書で更に説明する。

【0031】

ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、ＨＶバッテリ１１４及び第１のバッテリシステムバス１１０に接続されているＤＣ－ＤＣコンバータ（例えば、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ）である。ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、ＨＶバッテリ１１４と第１のバッテリシステムバス１１０との間で電力を伝送するように構成されている双方向電力コンバータであり、伝送の方向に応じて電圧を上昇又は下降させる。ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、ＨＶバッテリ１１４によって出力される電圧に対応する第１の電圧レベルＶ１と、第１のバッテリシステムバス１１０、第２のバッテリシステムバス１１２の電圧及びＬＶバッテリ１１６によって出力される電圧に対応する、第２の電圧レベルＶ２との間で電力を変換するように動作可能である。したがって、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、第１の電圧レベルＶ１から第２の電圧レベルＶ２に電圧を低下させることによって、ＨＶバッテリ１１４から第１のバッテリシステムバス１１０に電力を伝送することができる。ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、スイッチ型コンバータアーキテクチャ（例えば、トランジスタを使用して実装される）などの任意の好適なコンバータアーキテクチャを使用して実装されてもよい。ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、例えば、バッテリシステムコントローラ１０４によって、電力伝送の方向、電力伝送の量、及び出力電流を調節するように制御可能である。

【0032】

ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８は、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２に接続されているＤＣ－ＤＣコンバータ（例えば、第２のＤＣ－ＤＣコンバータ）である。ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８は、第２の電圧レベルＶ２で、第１のバッテリシステムバス１１０と第２のバッテリシステムバス１１２との間で電力を伝送するように構成されている双方向電力コンバータである。ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８は、スイッチ型コンバータアーキテクチャ（例えば、トランジスタを使用して実装される）などの任意の好適なコンバータアーキテクチャを使用して実装されてもよい。ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８は、例えば、バッテリシステムコントローラ１０４によって、電力伝送の方向、電力伝送の量、及び出力電流を調節するように制御可能である。したがって、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２は、共通の（すなわち、同じ）電圧レベルにあり、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８は、共通の電圧レベルで第１のバッテリシステムバス１１０と第２のバッテリシステムバス１１２との間で電力を伝送するように動作可能である。

【0033】

第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２は、ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６が負荷に電力を供給することができるように、バッテリパック１０２を負荷に接続する、（例えば、導電体、及び任意選択的に他の電力分配ハードウェアを含む）電力分配システムである。第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２の各々は、複数の負荷（例えば、数十の負荷）に接続され得る。図示された例では、第１の負荷１２８は、第１のバッテリシステムバス１１０に接続することができる負荷の表現として示されており、第２の負荷１３０は、第２のバッテリシステムバス１１２に接続することができる負荷の表現として示されている。したがって、図示された例では、第１のバッテリシステムバス１１０を使用して第１の負荷１２８に電力が供給され、第２のバッテリシステムバス１１２を使用して第２の負荷１３０に電力が供給される。

【0034】

図示された実装形態では、バッテリシステム１００は、第１のバッテリシステムバス１１０と第２のバッテリシステムバス１１２とを含む。いくつかの実装形態では、第２の電圧レベルＶ２で他の負荷にサービス提供するために、バッテリシステム１００に１つ以上の追加のバスが含まれ得る。例えば、第３のバッテリシステムバスは、能動制御構成要素又は受動構成要素によって、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２の一方又は両方から電力が供給され得る。特定の実装形態では、第３のバッテリシステムバスは、第１のバッテリシステムバス１１０を第３のバッテリシステムバスに接続する第１のダイオード（又はダイオードの第１のグループ）、及び第２のバッテリシステムバス１１２を第３のバッテリシステムバスに接続する第２のダイオード（又はダイオードの第２のグループ）などのダイオードによって、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２の一方又は両方から電力が供給され得る。本明細書に記載の制御方法は、適用可能なままである。

【0035】

図示された実装形態では、バッテリシステム１００は、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８によって接続されている、第１のバッテリシステムバス１１０と第２のバッテリシステムバス１１２とを含む。代替実装形態では、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２が単一のバッテリシステムバスに結合されるように、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８が省略されてもよい。本明細書で説明される制御方法は、電力がＬＶ－ＬＶコンバータ１０８を使用してバス間で伝送されないことを除いて、適用可能なままである。

【0036】

ＨＶバス１１３は、バッテリパック１０２のＨＶバッテリ１１４を第１の電圧レベルＶ１の高電圧負荷に接続する、（例えば、導電体、及び任意選択的に他の電力分配ハードウェアを含む）電力分配システムである。図示された例では、ＨＶ負荷１３１が高電圧負荷の一例として含まれているが、複数の高電圧負荷がＨＶバス１１３によってサービス提供されてもよい。一例として、ＨＶ負荷１３１は、電気システムの１つ以上の推進モータに電力を供給するＤＣ－ＡＣコンバータであってもよく、又はそれを含んでもよい。

【0037】

図２は、バッテリパック１０２の一例を示す概略図である。バッテリパック１０２は、ハウジング２４０を含む。ハウジング２４０は、内部空間を画定する構造体である。ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６は、ハウジング２４０の内部空間に配置されている（例えば、ハウジング２４０の内部に配置されている）。

【0038】

ハウジング２４０は、例えば、金属、硬質プラスチック、及び／又は硬質複合材料のうちの１つ以上から形成された、剛性構造体であってもよい。ハウジング２４０は、例えば、水及び他の液体がハウジングの内部空間に入ることを防止するように構成された、封止構造体であってもよい。一例として、ハウジング２４０は、封止部材（例えば、ガスケット）によって接合されて、（例えば、ボルト、クランプ、及び／又は他の機械的締結構造体によって）互いに堅固に締結される２つ以上の構成要素から形成されてもよい。

【0039】

ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６に加えて、他の構成要素が、バッテリパック１０２のハウジング２４０内に配置されてもよい。一例として、ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０及びＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４からの個々のセル又はセルグループの監視及び／又は平衡化を可能にする、第１の内部バッテリバス１２２及び第２の内部バッテリバス１２６への電気接続などの、セル監視システム１１８の構成要素の一部又は全部がハウジング２４０内に配置されている。別の例として、バッテリシステムコントローラ１０４は、バッテリパック１０２のハウジング２４０内に配置されてもよい。別の例として、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６は、バッテリパック１０２のハウジング２４０内に配置されてもよい。別の例として、ＬＶ－ＬＶコンバータは、バッテリパック１０２のハウジング２４０内に配置されてもよい。別の例として、冷却システム構成要素は、外部源から供給される冷えた冷却媒体を使用してＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６を冷却するために、バッテリパック１０２のハウジング２４０内に配置されてもよい。

【0040】

ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０は、セルグループに配置されてもよい。セルは、多様な方法でグループ化されてもよい。例えば、セルグループの各々は、スタック内などの特定の幾何学的グループに配置されてもよく、又はバッテリパック１０２のハウジング２４０内に配置されている別個のハウジング又は容器構造内に配置されてもよい。

【0041】

図示された例では、ＨＶバッテリ１１４は、第１～第１５のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｏによって表される１５個のセルグループを含む。第１～第１５のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｏは、互いに（例えば、直列に）接続されてＨＶバッテリ１１４を画定する。第１～第１５のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｏは、全て同一に構成されてもよく、例えば各々が、同じ数の同一のセルを含み、同じ配線接続構成であってもよい。例えば、第１～第１５のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｏの各々は、例えば、１４個の直列接続されたセル（例えば、１４ｓ１ｐ構成）などの直列構成において、同じ数の同一のセルを含んでもよい。図示された実装形態は、例のみとして示されており、セルグループの数及びそれらの構成は変化してもよい。

【0042】

ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４は、ＨＶバッテリ１１４に関して説明したように、セルグループに配置されてもよい。図示された実装形態では、ＬＶバッテリは、ＬＶセルグループ２１７によって表される１つのセルグループのみを含む。代替実装形態では、ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４は、２つ以上のセルグループにグループ化されてもよい。

【0043】

ＬＶセルグループ２１７のセルの数及びセルの配線構成は、第１～第１５のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｏのものと同一であってもよい。したがって、ＬＶセルグループ２１７は、第１～第１５のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｏの各々と同一であってもよい。この結果、ＨＶバッテリ１１４の第１のセル１２０に含まれる個々のセルの総数は、ＬＶバッテリ１１６の第２のセル１２４に含まれる個々のセルの総数の整数倍であり得る。

【0044】

セル監視システム１１８は、ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６のセルグループのうちの１つ以上に各々接続された複数のセル監視モジュールを含むことができる。図示された例では、セル監視システム１１８は、２つのセルグループに各々接続されている第１～第８のセル監視モジュール２１９ａ～２１９ｈを含む。第１～第７のセル監視モジュール２１９ａ～２１９ｇは、第１～第１４のＨＶセルグループ２１５ａ～２１５ｎに接続されている。第８のセル監視モジュール２１９ｈは、第１５のＨＶセルグループ２１５ｏ及びＬＶセルグループ２１７に接続されている。第１～第８のセル監視モジュール２１９ａ～２１９ｈの各々は、そのそれぞれのセルグループからの個々のセルを監視するための配線接続と、セルの各々の動作特性（例えば、充電状態）を個々に監視し、セルグループ内のセル間で充電を平衡化するように動作可能な、セル監視及び平衡化回路とを含む。

【0045】

図３は、バッテリシステム１００を制御するための処理３５０を示すフローチャートである。処理３５０は、例えば、処理３５０の動作を実装するプログラム命令を実行する、（例えば、１つ以上のプロセッサを含む）コンピューティングデバイスを使用して実行され得る。処理３５０は、コンピューティングデバイスによって実行されると、コンピューティングデバイスによる処理３５０の動作の実行を引き起こすプログラム命令を有する、非一時的コンピュータ可読記憶デバイスを使用して実施され得る。本明細書で説明される実装形態では、処理は、バッテリシステム１００のバッテリシステムコントローラ１０４を使用して実行される。

【0046】

処理３５０は、バッテリシステム１００を所望の動作モードで動作させるために使用される。動作モードの各々は、ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６によって供給される電力をバッテリシステム１００の他の構成要素に分配することができる異なる方法を表す。

【0047】

本明細書で説明される実装形態では、バッテリシステムコントローラ１０４は、第１の動作モード、第２の動作モード、及び第３の動作モードのうちの１つで、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６及びＬＶ－ＬＶコンバータ１０８の動作を制御するように動作可能である。本明細書で説明される動作モードに加えて、他の動作モードが使用され得ることを理解されたい。

【0048】

第１の動作モードは、ＨＶバッテリ１１４が、第１の負荷１２８及び第２の負荷１３０を含む、バッテリシステム１００に接続された負荷に電力を供給することを主に担う通常動作モードである。第１の動作モードにおいて、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６を使用してＨＶバッテリ１１４によって第１のバッテリシステムバス１１０に電力が供給され、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８によって第１のバッテリシステムバス１１０から第２のバッテリシステムバス１１２に電力が伝送され、第１の負荷１２８は第１のバッテリシステムバス１１０から電力を受け取り、第２の負荷１３０は第２のバッテリシステムバス１１２から電力を受け取る。第１の動作モードにおいて、第１のバッテリシステムバス１１０に接続されている負荷は、ＨＶバッテリ１１４のみによって電力供給され、第２のバッテリシステムバス１１２に接続されている負荷は、少なくとも部分的にＨＶバッテリ１１４によって電力供給される。一例として、第１の動作モードにおいて、第２のバッテリシステムバス１１２に接続されている（例えば、第２の負荷１３０を含む）負荷は、主に又はＨＶバッテリ１１４のみによって電力供給され得る。

【0049】

ピーク電流需要を満たすのに十分な電力を供給するために、第１の動作モードにおいてＬＶバッテリ１１６から第２のバッテリシステムバス１１２に接続されている負荷に対して追加の電力が供給され得る。例えば、第１の動作モードにおいて、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８が第１のバッテリシステムバス１１０から第２のバッテリシステムバス１１２に電力を伝送しているため、ＬＶバッテリ１１６は、第１の動作モードにおいて第１のバッテリシステムバス１１０に電力を供給しない。したがって、第１の動作モードにおいて、第１の負荷１２８はＨＶバッテリ１１４のみによって電力供給され、第２の負荷１３０は主にＨＶバッテリ１１４によって電力供給される一方で、第１の動作モードにおいて、ＬＶバッテリ１１６から第２の負荷１３０に対して追加の電力が供給され得る。

【0050】

第２の動作モードは、第２のバッテリシステムバス１１２に電力供給する責任をＬＶバッテリ１１６にシフトし、ＬＶバッテリ１１６からの電力は、第１の動作モードにおけるよりも速いレートでＬＶバッテリ１１６の充電状態を低下させるために、第１のバッテリシステムバス１１０に供給され得る。第２の動作モードにおいて、ＬＶバッテリ１１６によって第２のバッテリシステムバス１１２に電力が供給され、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８によって第２のバッテリシステムバス１１２から第１のバッテリシステムバス１１０に電力が伝送され、第１の負荷１２８は第１のバッテリシステムバス１１０から電力を受け取り、第２の負荷１３０は第２のバッテリシステムバス１１２から電力を受け取る。第２の動作モードにおいて、第１のバッテリシステムバス１１０に接続されている負荷は、ＨＶバッテリ１１４単独、ＬＶバッテリ１１６単独、又はＨＶバッテリ１１４のＬＶバッテリ１１６との組み合わせのいずれかによって電力供給される。したがって、例えば、第１の負荷１２８は、第２の動作モードにおいて、部分的にＬＶバッテリ１１６によって、主にＬＶバッテリ１１６によって、又はＬＶバッテリ１１６のみによって電力供給され得る。

【0051】

ピーク電流需要を満たすのに十分な電力を供給するために、第２の動作モードにおいて、ＨＶバッテリ１１４によって第１のバッテリシステムバス１１０に接続されている負荷に対して追加の電力が供給され得る。例えば、第２の動作モードにおいて、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８が第２のバッテリシステムバス１１２から第１のバッテリシステムバス１１０に電力を伝送しているため、ＨＶバッテリ１１４は、第２の動作モードにおいて第２のバッテリシステムバス１１２に電力を供給しない。したがって、第２の動作モードにおいて、第１の負荷１２８は主にＬＶバッテリ１１６によって電力供給され得、第２の動作モードにおいて、ＨＶバッテリ１１４から第１の負荷１２８に対して追加の電力が供給され得る。第２の負荷１３０は、第２の動作モードにおいて、ＬＶバッテリ１１６のみによって電力供給される。

【0052】

第３の動作モードは、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６を使用してＨＶバッテリ１１４及び／又はＨＶバス１１３に電力を伝送することによって、第３の動作モードにおいてＬＶバッテリ１１６によりＨＶバッテリ１１４が充電されることを除いて、第２の動作モードと同様である。第３の動作モードにおいて、ＬＶバッテリ１１６によって第２のバッテリシステムバス１１２に電力が供給され、ＬＶ－ＬＶコンバータ１０８によって第２のバッテリシステムバス１１２から第１のバッテリシステムバス１１０に電力が伝送され、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６を使用して第１のバッテリシステムバス１１０からＨＶバッテリ１１４に電力が伝送されて、ＨＶバッテリ１１４を充電し、及び／又はＨＶ負荷１３１に電力供給するようにＨＶバス１１３に電力を供給する。

【0053】

第３の動作モードは、ＬＶバッテリ１１６が第２の動作モードと比較してより大きいレートで放電されることを可能にし、ＨＶバッテリ１１４の充電状態を増加させることができる。例えば、ＬＶバッテリ１１６は、第３の動作モードにおいて、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２に接続された負荷に電力を供給することができ、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２に接続された負荷の電力需要を超えるＬＶバッテリ１１６によって供給される電力は、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６によって第１のバッテリシステムバス１１０からＨＶバッテリ１１４に伝送されて、ＬＶバッテリ１１６からの電力を使用してＨＶバッテリ１１４を充電し、及び／又はＨＶ負荷１３１に電力供給するようにＨＶバス１１３に電力を供給する。

【0054】

第３の動作モードにおいて、主にＬＶバッテリ１１６によって第１のバッテリシステムバス１１０に電力が供給され、第３の動作モードにおいて、ＬＶバッテリ１１６のみによって第２のバッテリシステムバス１１２に電力が供給される。したがって、第１の負荷１２８などの、第１のバッテリシステムバス１１０に接続された負荷は、第３の動作モードにおいて主にＬＶバッテリ１１６によって電力供給される。ＨＶバッテリ１１４からの電力は、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６の動作を一時的に切り替えて第１のバッテリシステムバス１１０に電力を供給することによって、第１のバッテリシステムバス１１０に接続されている負荷に対するピーク電力需要を満たすために、第１のバッテリシステムバス１１０に電力を供給するように使用されてもよく、ＨＶ－ＬＶコンバータ１０６の動作は、ピーク電力需要が経過し、ＬＶバッテリ１１６が第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２の両方の電力需要を再び満たすことができると、ＨＶバッテリ１１４の充電に戻るように切り替えられる。

【0055】

発電機（例えば、回生制動用）が第１のバッテリシステムバス１１０又は第２のバッテリシステムバス１１２のうちの１つに接続されている実装形態では、第１の動作モード、第２の動作モード、又は第３の動作モードの各々は、（例えば、第１の負荷１２８又は第２の負荷１３０であり得る）発電機から電力の供給を受けることを含み得る。発電機からの電力は、ＨＶバッテリ１１４及び／又はＬＶバッテリ１１６を充電するために使用され得る。第１の動作モード、第２の動作モード、及び第３の動作モードの他の詳細は、前述した通りである。

【0056】

ここで、処理３５０によるバッテリシステム１００の動作モードの選択、及び動作モード間の遷移について、動作モードの例として第１の動作モード、第２の動作モード、及び第３の動作モードを使用して説明する。処理３５０は、追加の及び／又は異なる動作モードを使用して実装されてもよい。

【0057】

処理３５０は、第１のバッテリシステムバス１１０又は第２のバッテリシステムバス１１２のうちの１つに接続されている負荷が電力を要求している間に、バッテリパックから第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２への電力の供給を制御するように実行される。したがって、処理は、第１のバッテリシステムバス１１０又は第２のバッテリシステムバス１１２に接続されている構成要素が起動され、第１のバッテリシステムバス１１０又は第２のバッテリシステムバス１１２を介してＨＶバッテリ１１４又はＬＶバッテリ１１６から電力を引き出しているときに、開始され得る。処理３５０は、１つ以上の負荷がバッテリパック１０２から電力を引き出し続ける間、繰り返し実行され得る。

【0058】

動作３５１において、バッテリパック１０２は監視される。バッテリパック１０２は、バッテリシステム１００に含まれている構成要素を使用して監視され得る。例えば、バッテリパック１０２は、前述のように、セル監視システム１１８を使用して監視され得る。バッテリパック１０２を監視することには、ＨＶバッテリ１１４の充電状態を判定すること、ＨＶバッテリ１１４の電力使用率（例えば、放電率）を判定すること、ＨＶバッテリ１１４の温度を判定すること、ＨＶバッテリ１１４の完全放電（例えば、０パーセントの充電状態）までの推定時間を判定すること、ＨＶバッテリ１１４の将来の経時的な充電状態予測を判定すること、ＨＶバッテリ１１４の他の動作特性を監視すること、ＬＶバッテリ１１６の充電状態を判定すること、ＬＶバッテリ１１６の電力使用率（例えば、放電率）を判定すること、ＬＶバッテリ１１６の温度を判定すること、ＬＶバッテリ１１６の完全放電（例えば、０パーセントの充電状態）までの推定時間を判定すること、ＬＶバッテリ１１６の将来の経時的な充電状態予測を判定すること、及び／又はＬＶバッテリ１１６の他の動作特性を監視することを含み得る。バッテリパック１０２を監視することによって得られた情報は、例えば、セル監視システム１１８からバッテリシステムコントローラ１０４に送信されてもよい。

【0059】

ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６の放電までの時間は、推定値である。これらの値は、例えば、ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６の各々の充電状態値及び電力使用率を使用して推定され得る。ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６の将来の充電状態予測も推定される。放電までの時間及び将来の充電状態予測は、予想される将来のルート及び道路条件を記述する情報を含む、（手動又は自動化制御下の）電気システムに対して意図されるナビゲーションルートを記述する電気システムからの情報を使用して判定され得る。

【0060】

動作３５２には、現在の動作モードから異なる動作モードへのモード変更を実行すべきかどうかを判定することを含む。モード変更を実行すべきかどうかの判定は、動作３５１においてバッテリパック１０２を監視することによって得された情報を使用して行われ得る。例えば、バッテリシステムコントローラ１０４は、ＨＶバッテリ１１４の完全放電までの推定時間とＬＶバッテリ１１６の完全放電までの推定時間との比較に基づいて、モード変更を実行すべきかどうかを判定することができる。動作３５２にはまた、バッテリシステム１００をどのモードに切り替えるべきかを判定することを含み得る。

【0061】

一例として、バッテリシステムコントローラ１０４は、ＨＶバッテリ１１４の充電状態とＬＶバッテリ１１６の充電状態との間の差が閾値を上回るときに、モード切り替えを実行すべきであると判定することができる。別の例として、バッテリシステムコントローラ１０４は、ＨＶバッテリ１１４の電力使用率とＬＶバッテリ１１６の電力使用率との間の差が閾値を上回るときに、モード切り替えを実行すべきであると判定することができる。別の例として、バッテリシステムコントローラ１０４は、ＨＶバッテリ１１４の完全放電までの時間とＬＶバッテリ１１６の完全放電までの時間との間の差が閾値を上回るときに、モード切り替えを実行すべきであると判定することができる。

【0062】

いくつかの実装形態では、バッテリシステムコントローラは、第１のバッテリシステムバス１１０及び第２のバッテリシステムバス１１２（及び任意選択的に追加のバス）に接続された負荷の電力使用が閾値を上回るときに、第１の動作モードを選択し、電力使用が閾値を下回るときに、第２の動作モード又は第３の動作モードのうちの１つを選択する。

【0063】

いくつかの実装形態では、動作モードを切り替えるかどうか、及び／又はどの動作モードに切り替えるべきかを判定するために、動作条件を記述する複数の値が使用される。（例えば、動作３５１に関して説明したように）バッテリパック１０２を監視することによって得られた値のいずれかを使用することができる。一例として、モード間の切り替えは、動作モード間（例えば、第１の動作モードから第２の動作モードへ、又は第３の動作モードから第１の動作モードへ）の特定の変更を実行するために満たすべき条件のセットを必要とするステートマシンを使用して制御することができる。別の例として、動作３５１においてバッテリパック１０２を監視することによって得られた値を使用して、動作モードの各々に対するスコアを判定することができ、最も高いスコアの動作モードが選択され、それによって、選択されたモードが現在のモードと異なる場合にモード変更を促してもよい。

【0064】

動作３５３において、動作３５２において行われた判定に従ってモード変更が実行される場合、処理は動作３５４に進む。動作３５３において、動作３５２において行われた判定に従ってモード変更が実行されない場合、処理３５０は、動作３５１に戻ってバッテリパック１０２を監視し続け、モード変更を実行すべきかどうかを評価する。

【0065】

動作３５４において、現在の動作モードから新しい動作モードへのモード変更が実行され、バッテリシステム１００は新しい動作モードで動作する。次いで、処理３５０は、動作３５１に戻って、バッテリパック１０２を監視し続け、モード変更を実行すべきかどうかを評価する。

【0066】

図４は、バッテリシステム１００の動作中の、ＬＶバッテリ１１６の充電状態を示すグラフである。横軸は時間に対応し、Ｔ＿０はバッテリシステム１００の動作の開始を表し、Ｔ＿１はバッテリシステム１００の動作の終了を表し、ＬＶバッテリ１１６の充電状態は時点Ｔ＿０において１００パーセントであり、ＬＶバッテリ１１６の充電状態は時点Ｔ＿１において０パーセントである。バッテリパック１０２の使用を最適化するために、ＨＶバッテリ１１４の充電状態はまた、時点Ｔ＿０における１００パーセントから時点Ｔ＿１における０パーセントに減少されるべきである。ＨＶバッテリ１１４及びＬＶバッテリ１１６の放電率は通常同じではないため、バッテリシステム１００は、動作中にバッテリシステム１００の動作モードに変更するように（例えば、バッテリシステムコントローラ１０４によって）制御される。図示された例では、バッテリシステム１００は、最初に（例えば、Ｔ＿０で開始して）第２の動作モードで動作する。その後、動作モードが第２の動作モードから第１の動作モードに変更されて、ＬＶバッテリ１１６の放電が遅くなる。その後、動作モードが第３の動作モードに変更されて、ＬＶバッテリ１１６は、第１の動作モード及び第２の動作モードにおけるＬＶバッテリ１１６の放電率よりも高い率で放電される。

【0067】

本開示では、充電状態値は、バッテリに蓄積される電力量を表すために使用される。充電状態値が推定される。一例として、充電状態は、電圧に基づいて推定され得る。別の例として、充電状態は、経時的な電流積分値に基づいて推定され得る。充電状態値は、通常、０パーセント及び１００パーセントの設定点に対するパーセンテージ値として表され、所定値又は計算値であり得る。０パーセントの充電状態は、バッテリが電力供給し続けることができない充電状態を表すために使用される。１００パーセントの充電状態は、バッテリの更なる充電が中断される充電レベルを表すために使用され、したがって、完全充電状態として示される。

【0068】

バッテリシステム１００は、車両に実装されてもよい。バッテリシステム１００は、車両に含まれるシステムの一部又は全部に電力を供給する。一例として、車両は、車体を含み、ホイールによって支持される従来の道路走行車両であってもよい。車両は、例えば、自動車、トラック、オートバイ、ボート、又は航空機であってもよい。車両には、客室及び／又は貨物室を含んでもよい。車両には、サスペンションシステム、推進システム、ブレーキシステム、ステアリングシステム、感知システム、及び制御システムなどの特定の機能を実行するシステムを含んでもよい。感知システムは、外部条件及び車両の条件を観察するためのセンサを含む。制御システムは、コントローラなどの、通信構成要素及び処理構成要素を含み、自動運転機能を制御するように構成されてもよい。他のシステムは、車両内に含まれ得る。

【0069】

図５は、コントローラ５６０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。コントローラ５６０は、バッテリシステム１００のバッテリシステムコントローラ１０４及び電気システム（例えば、車両）の制御システムなど、本明細書に記載の制御システムを実装するために使用されてもよい。コントローラ５６０は、プロセッサ５６１と、メモリ５６２と、記憶デバイス５６３と、１つ以上の入力デバイス５６４と、１つ以上の出力デバイス５６５とを含んでもよい。コントローラ５６０は、通信のために構成要素を相互接続するためのバス又は同様のデバイスを含んでもよい。プロセッサ５６１は、コンピュータプログラム命令を実行し、コンピュータプログラム命令によって記述された動作を実行するように動作可能である。一例として、プロセッサ５６１は、中央処理ユニットなどの従来のデバイスであってもよい。メモリ５６２は、ランダムアクセスメモリモジュールなどの揮発性高速短期情報記憶デバイスであってもよい。記憶デバイス５６３は、ハードドライブ又はソリッドステートドライブなどの不揮発性情報記憶デバイスであってもよい。入力デバイス５６４は、ボタン、スイッチ、キーボード、マウス、タッチスクリーン入力デバイス、ジェスチャ入力デバイス、又はオーディオ入力デバイス（例えば、マイクロフォン）などの任意の種類のヒューマンマシンインタフェースを含むことができる。出力デバイス５６５は、表示スクリーン若しくはオーディオ出力などの動作状態、又は他の機能的出力若しくは制御に関するインジケーションをユーザに提供するように動作可能な任意のタイプのデバイスを含むことができる。

【0070】

上述したように、本技術の一態様は、バッテリの充電及び放電を制御することであり、これは、様々なソースから利用可能なデータの収集及び使用を含むシステムにおいて実装されてもよい。本開示は、いくつかの場合には、この収集されたデータが、特定の人を一意に特定する個人情報データ、又は特定の人に連絡する若しくはその所在を突き止めるために使用できる個人情報データを含み得ることを考察する。そのような個人情報データとしては、人口統計データ、ロケーションベースのデータ、電話番号、電子メールアドレス、ツイッターＩＤ、自宅の住所、ユーザの健康又はフィットネスのレベル（例えば、バイタルサイン測定値、服薬情報、運動情報）に関するデータ若しくは記録、誕生日、又は任意のその他の識別情報若しくは個人情報を挙げることができる。

【0071】

本開示は、本技術におけるそのような個人情報データの使用がユーザの利益になる使用であり得る点を認識するものである。例えば、個人情報データは、電力管理システムがユーザ選好又はユーザ習慣に従ってエネルギー使用を制御することを可能にするユーザ活動情報を記憶するために使用され得る。更に、ユーザに利益をもたらす個人情報データに関する他の使用も本開示によって意図されている。例えば、位置情報及びナビゲーション情報は、ユーザの近くの又はユーザがたどっているルートに沿ったバッテリ充電ステーションの利用可能性に基づいて、バッテリからの電力の使用を制御するための基礎として使用され得る。

【0072】

本開示は、そのような個人情報データの収集、分析、開示、伝送、記憶、又は他の使用に関与するエンティティが、確固たるプライバシーポリシー及び／又はプライバシー慣行を遵守するものとなることを想到する。具体的には、そのようなエンティティは、個人情報データを秘密として厳重に保守するための、業界又は政府の要件を満たしているか又は上回るものとして一般に認識されている、プライバシーのポリシー及び慣行を実施し、一貫して使用するべきである。そのようなポリシーは、ユーザによって容易にアクセス可能とするべきであり、データの収集及び／又は使用が変化するにつれて更新されるべきである。ユーザからの個人情報は、そのエンティティの合法的且つ正当な使用のために収集されるべきであり、それらの合法的使用を除いては、共有又は販売されるべきではない。更には、そのような収集／共有は、ユーザに告知して同意を得た後に実施されるべきである。その上、そのようなエンティティは、そのような個人情報データへのアクセスを保護及び安全化し、個人情報データへのアクセス権を有する他者が、それらのプライバシーポリシー及び手順を忠実に守ることを保証するための、あらゆる必要な措置を講じることを考慮するべきである。更に、そのようなエンティティは、広く受け入れられているプライバシーポリシー及び慣行に対する自身の遵守を証明するために、第三者による評価を自らが受けることができる。更には、ポリシー及び慣行は、収集及び／又はアクセスされる具体的な個人情報データのタイプに適合されるべきであり、また、管轄権固有の考慮事項を含めた、適用可能な法令及び規格に適合されるべきである。例えば、アメリカ合衆国では、特定の健康データの収集又はそれへのアクセスは、医療保険の相互運用性と説明責任に関する法律（ＨＩＰＡＡ）などの、連邦法及び／又は州法に準拠し得る。その一方で、他国における健康データは、他の規制及びポリシーの対象となり得るものであり、それに従って対処されるべきである。それゆえ、各国において、異なる個人データのタイプに関して異なるプライバシー慣行が保たれるべきである。

【0073】

前述のことがらにも関わらず、本開示はまた、個人情報データの使用又は個人情報データへのアクセスを、ユーザが選択的に阻止する実施形態も想到する。すなわち、本開示は、そのような個人情報データへのアクセスを防止又は阻止するために、ハードウェア要素及び／又はソフトウェア要素が提供され得ることを意図している。例えば、本技術を使用するシステムは、ユーザが、サービスのための登録中に又はその後のいつでも、個人情報データの収集への参加の「オプトイン」又は「オプトアウト」を選択することを可能にするように構成され得る。別の例では、ユーザは、本技術を利用するサービスに対して個人情報を提供しないことを選択することができる。更に別の例では、ユーザは、本技術を使用するサービスによって個人情報が維持される時間の長さを制限するように選択することができ、又はユーザは、本技術を使用するシステムによる個人情報の使用を完全に禁止することができる。「オプトイン」及び「オプトアウト」の選択肢を提供することに加えて、本開示は、個人情報のアクセス又は使用に関する通知を提供することを意図している。例えば、ユーザの個人情報データにアクセスすることとなるアプリのダウンロード時にユーザに知らされ、その後、個人情報データがアプリによってアクセスされる直前に再びユーザに注意してもよい。

【0074】

更には、本開示の意図は、個人情報データを、非意図的若しくは無許可アクセス又は使用の危険性を最小限に抑える方法で、管理及び処理するべきであるという点である。データの収集を制限し、データがもはや必要とされなくなると削除することにより、リスクを最小化することができる。加えて、特定の健康関連アプリケーションにおいて適用可能な場合、ユーザのプライバシーを保護するために、データの匿名化を使用することができる。非特定化は、適切な場合には、特定の識別子（例えば、生年月日など）を除去すること、記憶されたデータの量又は特異性を制御すること（例えば、位置データを住所レベルよりも都市レベルで収集すること）、データがどのように記憶されるかを制御すること（例えば、データをユーザ全体にわたって集約すること）及び／又は他の方法によって、容易にすることができる。

【0075】

それゆえ、本開示は、１つ以上の様々な開示された実施形態を実施するための、個人情報データの使用を広範に網羅するものであるが、本開示はまた、そのような個人情報データにアクセスすることを必要とせずに、それらの様々な実施形態を実施することも可能であることを想到する。すなわち、本技術の様々な実施形態は、そのような個人情報データの全て又は一部分が欠如することにより、動作不可能にされるものではない。例えば、電力管理システムは、非個人情報データ若しくは最小限の量の個人情報、本技術を使用しているサービスに利用可能な他の非個人情報、又は公的に利用可能な情報に基づくモデルを使用して、バッテリ使用を制御することができる。

【図1】