JP2017208344A - 自動車用のエネルギー貯蔵ユニット、およびエネルギー貯蔵ユニットを取り付けるための方法 - Google Patents

自動車用のエネルギー貯蔵ユニット、およびエネルギー貯蔵ユニットを取り付けるための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 自動車用のエネルギー貯蔵ユニット、およびエネルギー貯蔵ユニットを取り付けるための方法を提供する。【解決手段】 電力を貯蔵および送配するための、具体的にはバッテリセルモジュールとして構成される、エネルギー貯蔵部と、エネルギー貯蔵部の電気的特性を測定するための測定装置と、測定装置の測定結果からエネルギー貯蔵部の使用可能状態を確認するための、測定装置に接続された、評価ユニットと、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を表現するための、評価ユニットに接続された、インジケータユニット（１６）とを有する、自動車バッテリ用のエネルギー貯蔵ユニット（１０）が提供される。エネルギー貯蔵部の充電状態だけでなく使用可能状態を確認し表現することによって、エネルギー貯蔵部を取り付けるとき別個の複雑な測定を省くことが可能であるため、エネルギー貯蔵ユニット（１０）は、自動車に取り付けられるとき迅速かつ効率的に点検され得る。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用のエネルギー貯蔵ユニットに関し、自動車バッテリ用の電力を貯蔵および送配するために使用され得るエネルギー貯蔵ユニットを取り付ける（ｆｉｔｔｉｎｇ）ための方法に関する。
（特許文献１）は、変色するＬＥＤランプを使用して自動車バッテリの現在の充電状態を表現することができる、自動車バッテリ用の状態インジケータを開示する。
エネルギー貯蔵ユニットが自動車に取り付けられるとき、迅速かつ効率的にエネルギー貯蔵ユニットの適正状態を点検できることが常に必要とされる。
独国特許出願公開第１０ ２０１２ ２１８ ４９４ Ａ１号明細書
エネルギー貯蔵ユニットを自動車に取り付けるとき迅速かつ効率的に点検することを可能にする手段を特定することが本発明の目的である。
目的は、請求項１の特徴を有するエネルギー貯蔵ユニットおよび請求項９の特徴を有する方法によって本発明に従って達成される。本発明の好ましい構成は、個々にまたは組み合わせて本発明の実施態様を各々表現することができる、従属請求項および以下の説明で特定される。
本発明によれば、電力を貯蔵および送配するための、具体的にはバッテリセルモジュールとして構成される、エネルギー貯蔵部（ストレージ）と、エネルギー貯蔵部の電気的特性を測定するための測定装置と、測定装置の測定結果からエネルギー貯蔵部の使用可能状態を確認するための、測定装置に接続された、評価ユニットと、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を表現するための、評価ユニットに接続された、インジケータユニットとを有する、自動車用のエネルギー貯蔵ユニットが提供される。
この文脈で、エネルギー貯蔵部の充電状態の監視は、エネルギー貯蔵部の使用可能状態（「健康状態（劣化状態）」）を監視するのに十分でない場合があることを考慮に入れる。例として、８０％充電されたエネルギー貯蔵部の発見は、エネルギー貯蔵部の経時変化の状態がこのレベルを越えるさらなる充電はもう可能でないことを意味する場合、エネルギー貯蔵部の使用可能状態に関する望ましい品質要求を実際には満たさない、十分な使用可能状態を示唆し得る。測定装置は、具体的には、全体で、ただ充電状態だけよりもエネルギー貯蔵部の使用可能状態のより良好な評価を可能にする、エネルギー貯蔵部の多数の電気的特性を測定するために使用することができる。例として、測定装置および評価ユニットは、エネルギー貯蔵部の経時変化の状態の尺度とし得る、エネルギー貯蔵部の自己放電率を確認するために使用することができる。インジケータユニットを使用して、取付作業者に明らかに識別できるやり方でエネルギー貯蔵部の使用可能状態を表現することができるので、エネルギー貯蔵部の適正な電気的状態を確信するために最初にエネルギー貯蔵部の電気的特性を確認して、そしてエネルギー貯蔵の使用可能状態を確定することは、取り付けの間に必要ではない。結果として、取り付けは、明らかにより低い複雑さで、したがってより費用をかけずに達成することができる。この文脈で、特に点検修理または修繕がエネルギー貯蔵部を交換することを伴うように意図される場合、新しいエネルギー貯蔵部はすでに比較的長時間保管されている場合があり、この保管時間内ですでに、あまりに大きく経時変化している場合があることを考慮に入れることができる。それによって、経時変化の結果望ましい品質レベルより劣化したエネルギー貯蔵部を取り付けることを回避することができる。エネルギー貯蔵部の充電状態だけでなく使用可能状態を確認して表現することによって、エネルギー貯蔵部を取り付けるとき別個の複雑な測定を省くことが可能であるため、エネルギー貯蔵ユニットは、自動車に取り付けられるとき迅速かつ効率的に点検され得る。
エネルギー貯蔵ユニットは、具体的にはバッテリ管理システムおよび／またはバッテリセルモジュール電子装置を有することができ、その中に測定装置および／または評価ユニットを統合してもよい。例として、バッテリセルモジュール電子装置は、測定装置によって使用され得る測定ユニットをすでに有していてもよく、他方評価ユニットは、バッテリ管理システムの一部として、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を確認することに関連する測定データを処理することができる。インジケータユニットは、具体的にはエネルギー貯蔵部に接続され、好ましくは外部から容易に視認可能な場所に配置される。測定装置および／または評価ユニットは、具体的にはエネルギー貯蔵部の内部に設けることができる。例として、測定装置は、電流および／または電圧および／または温度および／またはエネルギー貯蔵部の充電状態を測定することができる。評価ユニットは、測定装置の測定データを処理し、例として、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を推論するためにデータ特性のファミリと測定装置の測定データを比較することができる。具体的にはエネルギー貯蔵部があまりにも大きく経時変化したとき、エネルギー貯蔵部の使用可能状態の欠如を確定することができる。あるいは、測定値が定められた目標ウィンドウ外であり、かつ／または、エネルギー貯蔵部および／もしくは使用される測定技術における欠陥を示唆し得る信じがたい測定データが確認されたとき、エネルギー貯蔵の使用可能状態の欠如を確定することが可能である。例として、インジケータユニットは、エネルギー貯蔵部の使用可能状態の欠如（「不合格（ｎｏｔ ＯＫ）」）に対応する表現を可能にすることができ、それと容易に識別可能な、エネルギー貯蔵部が使用可能である状態（「合格（ＯＫ）」）に対応するさらなる表現を可能にすることができる。好ましくは、インジケータユニットは、例えば、寿命が単に制約されるだけでまだ十分であり、かつ／または、点検修理もしくは交換が単に推奨されるだけで絶対的に必要ではないとき、「合格」と「不合格」との間の中間状態に対応する少なくとも１つのさらなる表現を可能にすることができる。
具体的には、評価ユニットは異なる測定時期においての測定装置の測定結果を保存するためのメモリユニットを有し、評価ユニットは異なる測定時期においての測定装置の測定結果からエネルギー貯蔵部の使用可能状態を判定するように構成される。メモリユニットを使用して、現在の測定値だけでなく過去の測定値も考慮に入れることができる。これにより、具体的には、エネルギー貯蔵部の自己放電率および自己放電率の時間プロファイルを記録し評価することが可能になる。測定装置によって測定された測定データの、および／または測定データから確認された特性値の時間プロファイルは、エネルギー貯蔵部の経時変化の状態を具体的に暗示（推察）することができる。好ましくは、測定装置および／または評価ユニットはクロノメータを有し、それで、例えば、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を判定するために、絶対時間および／またはエネルギー貯蔵モジュールの製造の完了からの相対時間を考慮に入れることが同様に可能である。
好ましくは、評価ユニットは測定装置の測定結果からエネルギー貯蔵部の経時変化の状態ならびに／またはエネルギー貯蔵部の自己放電率ならびに／または測定装置の測定ユニットの故障ならびに／またはエネルギー貯蔵部の充電の臨界および／もしくは過臨界状態への到達を確認するように構成される。これらの評価結果は、各々、独立してまたはさらなる評価結果と組み合わせて、インジケータユニットによって適切なやり方で表現する必要がある、エネルギー貯蔵部の使用可能状態の欠如を表すことができる。
特定の選択として、表示ユニットは使用可能状態を視覚的に表現するように構成される。触覚または音響の形式の表現は、それによって回避することができる。インジケータユニットは、例として、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を示唆する記号および／または凡例を表現することができる。
具体的には、表示ユニットは圧電結晶および／または液晶を有する。圧電結晶および／もしくは液晶ならびに／または類似のインジケータ要素は、それらの外観を変化させるために電流および／または電圧によって操作することができる。外観の変化により、「合格」から「不合格」へのインジケータユニット上の変化を視覚的に表現することが可能になる。この文脈で、インジケータユニットを駆動し「合格」から「不合格」へのインジケータユニット上の変化をもたらすために、エネルギー貯蔵部自体が電力を供給することができるという見識を使用する。
好ましくは、表示ユニットは電気的にまたは電子的に作動可能な着色領域を有する。例として、着色領域は、「合格」に対する緑から、必要であれば中間位置を経て、「不合格」に対する赤に変化することができる。これは、エネルギー貯蔵部が使用可能であるかどうかの直感的認識（認知）をもたらす。インジケータユニットの着色領域は、評価ユニットによって、具体的にはエネルギー貯蔵部によって供給される電力を使用することによって、作動させることができる。
特定の選択として、表示ユニットは、色を不可逆的に変化させることができる着色領域を有し、具体的には、着色領域に対する色の元の状態に戻る変化は、評価ユニットによって阻止される。着色領域に対する色の不可逆変化は、エネルギー貯蔵部の使用可能状態の欠如が、一度確定されると、記録され、十分な使用可能状態を確定するその後の測定によって上書きされないことを可能にする。例として、エネルギー貯蔵ユニットは、電気部品からの緩い接続を含む場合があり、それは、少なくともエネルギー貯蔵部の間欠的故障がいつでも予想され得ることを意味する。この場合一度評価ユニットがエネルギー貯蔵部の故障を確定すると、たとえその後になって測定装置の測定値によって故障を再現できない場合でも、このエネルギー貯蔵ユニットは、使用可能でないものとして印を付けられたままである。それによって、正しく動いていないエネルギー貯蔵ユニットを取り付ける恐れが低減される。
具体的には、表示ユニット、特に着色領域は、取り外し可能であるように、特に削り取ることができるようにエネルギー貯蔵部に接続される。インジケータユニットの取り外しまたは意図的な損傷により、使用可能でないものとしてエネルギー貯蔵部に恒久的に印を付けることが可能になる。これにより、「合格」に対して想定されるやり方でのインジケータユニットの表現を不可能にすることができる。好ましくは、評価ユニットは、例えば内部エラーメモリに適切なエントリを入れるために、インジケータユニットの取り外しまたは意図的な損傷を識別する。これは、もう使用可能でない使用済みエネルギー貯蔵ユニットに「合格」を常に指し示す着色領域を有する偽造インジケータユニットを装備する偽造に対する保護を向上させることができる。
本発明はさらに、エネルギー貯蔵ユニットを自動車に取り付けるための方法に関し、この方法では、上述のように作り出し発展させることができるエネルギー貯蔵ユニットが提供され、エネルギー貯蔵部の使用可能状態は表示ユニットを使用して点検され、表示ユニットがエネルギー貯蔵部の状態を使用可能であると表現する場合、エネルギー貯蔵ユニットは、具体的には自動車バッテリの一部として、その後自動車に取り付けられる。インジケータユニットが不十分な使用可能状態を表現する場合、関連するエネルギー貯蔵ユニットを除去することができる。エネルギー貯蔵部の充電状態だけでなく使用可能状態を確認して表現することによって、エネルギー貯蔵部を取り付けるとき別個の複雑な測定を省くことが可能であるため、エネルギー貯蔵ユニットは、自動車に取り付けられるとき迅速かつ効率的に点検され得る。
具体的には、表示ユニットは、エネルギー貯蔵ユニットが点検された後、特にエネルギー貯蔵ユニットが取り付けられた後、少なくとも部分的に取り除かれる。これにより、すでに使用されたものとしてエネルギー貯蔵ユニットに印を付けることが可能になり、それにより、エネルギー貯蔵部が後に取り出されて別の自動車で再利用される場合、エネルギー貯蔵部に対して不十分な使用可能状態を証明することが可能になる。結果として、例として、エネルギー貯蔵部の状態が前の所有者によって損なわれたおそれがある、保証を失ったエネルギー貯蔵が取り付けられることを防ぐことが可能である。具体的には取り付け後にインジケータユニットが取り除かれるとき、バッテリ管理システムは、エネルギー貯蔵ユニットが前に手つかずであったことを識別することができ、それはエネルギー貯蔵部が内部的に欠陥のあるものとして管理されないことを意味する。これにより、エネルギー貯蔵部が取り出された後にのみエネルギー貯蔵部を「不合格」として自動的に管理することが可能になる。
本発明は、好ましい例示的な実施形態に基づいて添付の図面を参照して以下に例として解説され、以下に表現される特徴は、個々にまたは組み合わせて本発明の実施態様を各々表現することになっている。
エネルギー貯蔵ユニットの概略斜視表現を示す。 第１の表現状態における図１からのエネルギー貯蔵ユニットのインジケータユニットの概略平面図を示す。 第２の表現状態における図２からのインジケータユニットの概略平面図を示す。 第３の表現状態における図２からのインジケータユニットの概略平面図を示す。
図１に表現されるエネルギー貯蔵ユニット１０は、エネルギー貯蔵部が設けられる筐体（ハウジング）１２を有する。エネルギー貯蔵部はバッテリセル、例えば、具体的にはパウチセルとすることができる。エネルギー貯蔵部は、自動車バッテリを形成するように他のバッテリセルモジュールと相互接続することができる、複数のバッテリセルを有するバッテリセルモジュールとすることが同様に可能である。さらに、エネルギー貯蔵部は、複数のバッテリセルモジュールを有する、自動車バッテリ、具体的には自動車を電気的に駆動するための走行用バッテリとすることができる。エネルギー貯蔵ユニット１０は、具体的には筐体１２の内部に、バッテリ管理システム１４を有する。バッテリ管理システム１４は、測定装置に接続され、測定装置によって測定されるエネルギー貯蔵部の電気的状態変数の測定値からエネルギー貯蔵部の使用可能状態を推論することができる、評価ユニットを有することができる。具体的には、エネルギー貯蔵部の使用可能状態を確定するためにエネルギー貯蔵部の経時変化の状態を確認することが可能である。評価ユニットは、着色領域１８を有するインジケータユニット１６に接続される。着色領域１８は色を不可逆的に変化させることができる。
エネルギー貯蔵の状態が使用可能であるとき、インジケータユニット１６の着色領域１８は、図２に表現されるように、「合格」状態に対応する配色を有することができる。例として、着色領域１８は、色が完全に緑である。好ましくは、例えば、図３に表現されるように、着色領域１８の色を部分的に変化させることによってエネルギー貯蔵部に対する半減期（ａ ｈａｌｆ−ｌｉｆｅ）または点検修理の必要性を示唆するようになっている。この目的で、着色領域の一部、例えば下半分は、異なる色、具体的には赤で着色することができる。この目的で、圧電結晶および／または液晶は、例えば、電気的作動および／または電気的作動の少なくとも部分的な中断に基づき、それらの色を変化させることができる。エネルギー貯蔵部が使用可能でないとき、インジケータユニット１６の着色領域１８は、図４に表現されるように、「不合格」状態に対応する配色に完全に色を変化させることができる。この目的で、着色領域１８は、例えば、色を完全に赤にすることができる。
１０ エネルギー貯蔵ユニット
１２ 筐体
１４ バッテリ管理システム
１６ インジケータユニット
１８ 着色領域

Claims (10)

  1. 電力を貯蔵および送配するための、具体的にはバッテリセルモジュールとして構成される、エネルギー貯蔵部と、
    前記エネルギー貯蔵部の電気的特性を測定するための測定装置と、
    前記測定装置の測定結果から前記エネルギー貯蔵部の使用可能状態を確認するための、前記測定装置に接続された、評価ユニットと、
    前記エネルギー貯蔵部の前記使用可能状態を表現するための、前記評価ユニットに接続された、インジケータユニット（１６）と、
    を有する、自動車用のエネルギー貯蔵ユニット。
  2. 前記評価ユニットは異なる測定時期においての前記測定装置の前記測定結果を保存するためのメモリユニットを有し、前記評価ユニットは異なる測定時期においての前記測定装置の前記測定結果から前記エネルギー貯蔵部の前記使用可能状態を判定するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット。
  3. 前記評価ユニットは前記測定装置の前記測定結果から前記エネルギー貯蔵部の経時変化の状態ならびに／または前記エネルギー貯蔵部の自己放電率ならびに／または前記測定装置の測定ユニットの故障ならびに／または前記エネルギー貯蔵部の充電の臨界および／もしくは過臨界状態への到達を確認するように構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のエネルギー貯蔵ユニット。
  4. 前記表示ユニット（１６）は前記使用可能状態を視覚的に表現するように構成され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エネルギー貯蔵ユニット。
  5. 前記表示ユニット（１６）は圧電結晶および／または液晶を有することを特徴とする、請求項４に記載のエネルギー貯蔵ユニット。
  6. 前記表示ユニット（１６）は電気的にまたは電子的に作動可能な着色領域（１８）を有することを特徴とする、請求項４または５に記載のエネルギー貯蔵ユニット。
  7. 前記表示ユニット（１６）は、色を不可逆的に変化させることができる着色領域（１８）を有し、具体的には、前記着色領域（１８）に対する色の元の状態に戻る変化は、前記評価ユニットによって阻止され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エネルギー貯蔵ユニット。
  8. 前記表示ユニット（１６）、特に前記着色領域（１８）は、取り外し可能であるように、特に削り取ることができるように前記エネルギー貯蔵部に接続され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エネルギー貯蔵ユニット。
  9. エネルギー貯蔵ユニット（１０）を自動車に取り付けるための方法であって、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵ユニット（１０）が提供され、前記エネルギー貯蔵部の前記使用可能状態は前記表示ユニット（１６）を使用して点検され、前記表示ユニット（１６）が前記エネルギー貯蔵部の前記状態を使用可能であると表現する場合、前記エネルギー貯蔵ユニットは、具体的には自動車バッテリの一部として、その後前記自動車に取り付けられる、方法。
  10. 前記表示ユニット（１６）は、前記エネルギー貯蔵ユニットが点検された後、特に前記エネルギー貯蔵ユニットが取り付けられた後、少なくとも部分的に取り除かれる、請求項９に記載の方法。
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