説明

バッテリ管理装置

【課題】単純で効果的な態様で、自動車バッテリの個々の電池を同じ電圧レベルに維持するのを可能にするバッテリ管理装置を提供する。
【解決手段】自動車バッテリ10は、直列に接続された複数の電池11、12、13、14を含み、バッテリ管理装置は、自動車バッテリ10の各電池11、12、13、14ごとの電池電圧を測定できる装置18を含み、バッテリ管理装置は、電池11、12、13、14の測定した電池電圧を互いに比較し、少なくとも1つの電池の電池電圧が、第1の制限値よりも大きい場合で、さらに、少なくとも1つの電池の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっている場合に、電池の最も低い電池電圧を基準電圧として使用し、より高い電池電圧を有する他の電池または他の各電池を放電させて、基準電圧で電池間の電圧のバランスを取るように電池電圧を処理する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特許請求項1の前掲部分に記載のバッテリ管理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車のバッテリが、自動車内の電気負荷を作動させるための電位を全体として供給する、直列に接続された複数の電池を含むのは実際上公知である。特に、直列に接続された電池がリチウム技術を基本としている場合、自動車バッテリ内の個々の電池が同じ電圧レベルにあり、結果的にほぼ同じ電池電圧を有することが望ましい。これは、バッテリ管理装置を用いて保証することができるが、単純で効果的であり、かつバッテリを検出する態様で、自動車バッテリの直列接続された電池を同じ電圧レベルに維持することを可能にするバッテリ管理装置は、これまでなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
こうした背景の下で、本発明は、新規のバッテリ管理装置を提供するという課題に基づく。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この課題は、特許請求項1に記載のバッテリ管理装置によって解決される。
【0005】
本発明によれば、バッテリ管理装置は、自動車バッテリの各電池ごとの電池電圧を測定(検出)できる装置を含み、バッテリ管理装置は、電池の測定した電池電圧を互いに比較し、少なくとも1つの電池の電池電圧が、第1の制限値よりも大きい場合で、さらに、少なくとも1つの電池の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっている場合に、基準電圧で電池間の電圧のバランスを取るために、電池の最も低い電池電圧を基準電圧として使用し、より高い電池電圧を有する他の電池または他の各電池を放電させるように電池電圧を処理する。
【0006】
本発明によるバッテリ管理装置は、特定の測定サイクルまたは測定間隔で自動車バッテリの各電池ごとの電池電圧を測定(検出)し、少なくとも1つの電池の電池電圧が、第1の制限値よりも大きい場合で、さらに、1つの電池の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっている場合に、電池間の電圧のバランスを取るために、電池の最も低い電池電圧を基準電圧として使用して、より高い電池電圧を有する電池を基準電圧まで放電させるように電池電圧を処理する。
【0007】
これは、単純で効果的な態様で、自動車バッテリの個々の電池を同じ電圧レベルに維持するのを可能にする。
【0008】
一方、この電圧のバランス取りは、少なくとも1つの電池の電池電圧が第1の制限値よりも大きく、さらに、少なくとも1つの電池の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっている場合にのみ行われる。
【0009】
バッテリ管理装置は、電池の電池電圧を互いに一緒に処理するのが好ましく、すべての電池の電池電圧が第1の制限値未満の場合に、電池の電池電圧のバランスを取らない。
【0010】
本発明の1つの有益な発展形態によれば、少なくとも1つの電池の電池電圧が第3の制限値よりも大きい場合に、バッテリ管理装置は、第1の比較的短い測定サイクルまたは測定間隔で電池の電池電圧を測定(検出)する。この場合に、第3の制限値は、第1の制限値に対応するのが好ましい。これは、少なくとも1つの電池の電池電圧が、第1の制限値に対応することが好ましい第3の制限値よりも大きい場合だけ、第1の比較的短い測定サイクルまたは測定間隔で電池電圧が測定されるので、自動車バッテリを保護することを可能にする。
【0011】
本発明のさらに有益な発展形態によれば、電池の電池電圧のいずれもが、特定の期間の間、第2の制限値分を超えるほど他の電池の電池電圧と異なっていない場合、バッテリ管理装置は、第2の比較的長い測定サイクルまたは測定間隔で電池電圧を測定(検出)する。この場合に、測定サイクルを長くすることによって自動車電池を保護することが同様に可能である。
【0012】
本発明の好ましい発展形態が、従属請求項および下記の説明から明らかになるであろう。本発明の例示的な実施形態が、それに限定されることなしに、図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】直列に接続された複数の電池を含む自動車バッテリと合わせた本発明によるバッテリ管理装置の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1は、直列に接続された複数の電池11、12、13、14を含む自動車バッテリ10のきわめて概略的な図を示し、自動車バッテリ10は、本発明によるバッテリ管理装置15に接続されている。
【0015】
自動車バッテリ10は、自動車の電気負荷を作動させるために、2つの接続部16、17の間で電源電圧を生成する。接続部16は、バッテリ管理装置15の電圧測定装置18に接続された接地接続であるのが好ましい。
【0016】
バッテリ管理装置15の電圧測定装置18は、さらなる接続部19、20、21、22を有していて、自動車バッテリ10の各電池11〜14は、その電極で電圧測定装置18のそれぞれの接続部16〜22に接続することができる。
【0017】
自動車バッテリ10の各電池11〜14ごとの測定により、個々の電池電圧を求めるのに、電圧測定装置18を使用することができる。
【0018】
バッテリ管理装置15は、少なくとも1つの電池11、電池12、電池13、または電池14の電池電圧が第1の制限値よりも大きい場合で、さらに、少なくとも1つの電池11、電池12、電池13、または電池14の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっている場合に、電池11〜14の最も低い電池電圧を基準電圧として使用し、より高い電池電圧を有する他の電池または他の各電池を基準電圧まで放電し、このようにして、電池11〜14間の電圧のバランスを取り、電池電圧を同じ電圧レベルに維持するように、電圧測定装置18を用いて求めた、電池11〜14の個々の電池電圧を比較および処理する。
【0019】
すべての電池11〜14の電池電圧が第1の制限値未満の場合、電池11〜14間で電圧のバランスを取らないことが好ましい。したがって、バッテリ管理装置15は、すべての電池11〜14の電池電圧が第1の制限値未満の場合に、もはや電池11〜14の電池電圧のバランスを取らないように、電池11〜14の電池電圧を互いに処理する。一方、1つまたは複数の電池11〜14の電池電圧が第1の制限値よりも大きい場合に、少なくとも1つの電池11〜14の電池電圧が、特定の第2の制限値分だけ、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっていれば、基準電圧に合わせた、本発明による電圧のバランス取りが行われる。
【0020】
あるいは、すべての電池11〜14の電池電圧が、第1の制限値よりも大きく、さらに、少なくとも1つの電池11〜14の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池の電池電圧と異なっている場合のみ、バッテリ管理装置15が、基準電圧に合わせた、具体的には、それぞれの最も低い電池電圧に合わせた、上記に説明した電圧のバランス取りを行うことも可能である。この場合に、たとえ、1つの電池のただ1つの電池電圧のみが、第1の制限値未満であるとしても、電池11〜14間の電圧のバランス取りは、もはや行われない。
【0021】
本発明の有益な発展形態によれば、バッテリ管理装置15、具体的には、バッテリ管理装置の電圧測定装置18は、次いで、少なくとも1つの電池11〜14の電池電圧が、第3の制限値よりも大きい場合に、第1の比較的短い測定サイクルまたは測定間隔で、電池11〜14の電池電圧を測定し、第1の比較的短い測定サイクルまたは測定間隔で、これらの測定された値を互いに処理する。この場合に、第3の制限値は、第1の制限値と同じであるのが好ましいが、第1の制限値と異なってもよい。
【0022】
バッテリ管理装置15、具体的には、バッテリ管理装置の電圧測定装置18は、すべての電池11〜14の電池電圧が、第3の制限値未満の場合に、第2の比較的長い測定サイクルまたは測定間隔で電池電圧を測定するのが好ましい。次いで、バッテリ管理装置15での電池電圧の処理も、この第2の比較的長い測定サイクルまたは測定間隔で行われる。これは、電池11〜14が比較的大きく放電された場合に、測定サイクルまたは測定間隔を長くするのを可能にし、したがって、電池11〜14が、比較的低い充電状態にある場合に、電池電圧をより長い時間間隔で測定することで、電池を保護することを可能にする。すでに述べたように、電池11〜14の少なくとも1つの電池電圧が第3の制限値よりも大きい場合に、電池電圧は、第1の比較的短い測定サイクルまたは測定間隔で検出される。
【0023】
あるいは、すべての電池11〜14の電池電圧が、第3の制限値よりも大きい場合にのみ、第1の比較的短い測定サイクルで電池電圧を測定し、次いで、少なくとも1つの電池11〜14の電池電圧が、第3の制限値未満に落ちた場合に、第2の比較的長い測定サイクルまたは測定間隔に変えることも可能である。
【0024】
電池11〜14の電池電圧のいずれもが、第2の制限値分を超えるほど他の電池の電池電圧と異なっていない場合に、バッテリ管理装置15が、第2の比較的長い測定サイクルまたは測定間隔で電池電圧を測定することで、バッテリ管理装置15を用いた電池11〜14のさらなる保護が可能である。
【0025】
したがって、電池の電池電圧が、特定の時間間隔の間、ほぼ同じ電圧レベルにあると分かった場合に、測定サイクルまたは測定間隔を延ばすことができる。
【0026】
特に、自動車バッテリ、具体的には、自動車バッテリの電池11〜14がリチウム技術に基づいており、リン酸鉄リチウム電池の形態にある場合に、本発明によるバッテリ管理装置15が使用される。
【符号の説明】
【0027】
10 自動車バッテリ
11 電池
12 電池
13 電池
14 電池
15 バッテリ管理装置
18 電圧測定装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
直列に接続された複数の電池を含む自動車バッテリ用のバッテリ管理装置であって、
前記自動車バッテリ(10)の各電池(11、12、13、14)ごとの電池電圧を測定できる装置(18)を含み、
前記電池(11、12、13、14)の測定した電池電圧を互いに比較し、少なくとも1つの電池(11、12、13、14)の電池電圧が、第1の制限値分よりも大きい場合で、さらに、少なくとも1つの電池(11、12、13、14)の電池電圧が、特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池(11、12、13、14)の電池電圧と異なっている場合に、前記電池の最も低い電池電圧を基準電圧として使用し、より高い電池電圧を有する他の電池または他の各電池(11、12、13、14)を放電させて、前記基準電圧で前記電池間の電圧のバランスを取るように電池電圧を処理することを特徴とする、バッテリ管理装置。
【請求項2】
すべての前記電池(11、12、13、14)の電池電圧が、前記第1の制限値よりも大きい場合で、さらに、少なくとも1つの電池(11、12、13、14)の電池電圧が、前記特定の第2の制限値分を超えて、他の電池または他の各電池(11、12、13、14)の電池電圧と異なっている場合に、最も低い電圧を前記基準電圧として使用し、より高い電池電圧を有する他の電池または他の各電池(11、12、13、14)を前記基準電圧まで放電させるように、前記電池の電池電圧を処理することを特徴とする、請求項1に記載のバッテリ管理装置。
【請求項3】
すべての前記電池(11、12、13、14)の電池電圧が、前記第1の制限値未満である場合に、前記電池(11、12、13、14)の電池電圧のバランスを取らないように、前記電池の電池電圧を処理することを特徴とする、請求項1に記載のバッテリ管理装置。
【請求項4】
少なくとも1つの電池(11、12、13、14)の電池電圧が、第3の制限値よりも大きい場合に、第1の比較的短い測定サイクルで前記電池の電池電圧を測定し、電池電圧を互いに比較し、電池電圧を処理することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項5】
すべての前記電池(11、12、13、14)の電池電圧が、前記第3の制限値よりも大きい場合に、前記第1の比較的短い測定サイクルで電池電圧を測定し、電池電圧を互いに比較し、電池電圧を処理することを特徴とする、請求項4に記載のバッテリ管理装置。
【請求項6】
すべての前記電池(11、12、13、14)の電池電圧が、前記第3の制限値未満の場合に、第2の比較的長い測定サイクルで電池電圧を測定し、電池電圧を互いに比較し、電池電圧を処理することを特徴とする、請求項4に記載のバッテリ管理装置。
【請求項7】
前記第3の制限値は前記第1の制限値に対応することを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項8】
前記電池(11、12、13、14)の電池電圧のいずれもが、特定の期間にわたって、前記第2の制限値分を超えるほど他の前記電池の電池電圧と異なっていない場合に、第2の比較的長い測定サイクルで電池電圧を測定し、電池電圧を互いに比較し、電池電圧を処理することを特徴とする、請求項4〜7のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。

【図1】
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【公開番号】特開2011−155832(P2011−155832A)
【公開日】平成23年8月11日(2011.8.11)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−5785(P2011−5785)
【出願日】平成23年1月14日(2011.1.14)
【出願人】(508174975)ドクトル イング ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト (134)
【氏名又は名称原語表記】Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft
【住所又は居所原語表記】Porscheplatz 1, D−70435 Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】