バッテリ充電状態集計方法

 

本開示の実施形態は、複数のバッテリセルを有するバッテリの充電状態を管理する方法を含むことができる。この方法は、バッテリセルごとの個々の充電状態を計算するステップと、バッテリセルについての平均充電状態を計算するステップと、平均充電状態の最小閾値および最大閾値を定めるステップと、平均充電状態が最小閾値を下回るとき、全体的な充電状態が、最低の充電状態を有するバッテリセルのサブセットの充電状態に基づいて計算され、平均充電状態が最大閾値を上回るとき、全体的な充電状態が、最高の充電状態を有するバッテリセルのサブセットの充電状態に基づいて計算されるように、バッテリについての全体的な充電状態を計算するステップとを含むことができる。

 

 

[001]本開示の実施形態は、バッテリセルに関し、より詳細には、個々のバッテリセルの充電状態を集計してバッテリの全体的な(overall)充電状態を計算する方法に関する。
[002]フォークリフトトラックおよびゴルフカートなどの車両を含む、バッテリによって給電される電気機器は、人および製品を輸送するならびに/または上昇させるために、製造、卸売りおよび小売りの運営で使用されることが多い。ただし、これらの電気車両には、欠点がある恐れがある。例えば、フォークリフトトラックは、6時間から8時間ごとに再充電する必要があり、予備バッテリおよび機器を充電するための倉庫スペースが必要となり得る。さらに、バッテリが枯渇するとき、車両の性能は影響を受け得る。
[003]燃料電池によって給電される電気車両は、再充電ではなく補充することもでき、したがって、バッテリ貯蔵および機器の充電のための高価な倉庫スペースを保持する必要がなくなることによってコストの節約を実現することができる。さらに、ハイブリッド燃料電池システムは、シフト期間にわたってそれらの性能を保守することができる。本明細書で説明するハイブリッド燃料電池システムは、1つまたは複数のこれらの利点を達成することができる。
[004]本明細書で使用されるハイブリッド燃料電池システムとは、燃料電池とバッテリとを備えるシステムを言う。本明細書で使用される用語「バッテリ」は、電力の貯蔵と分配とを繰り返すことができる装置を広く言うものであり、この装置には、限定はしないが化学電池(例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池)およびウルトラキャパシタが含まれる。
[005]ハイブリッド電力システムでは、燃料電池が、通常動作中にモータおよびバッテリに電力を供給することができる。バッテリは、電気需要を緩和して、ピーク負荷で燃料電池電力を補完し、再生エネルギーを吸収することができる。例えばフォークリフトでは、バッテリが、満充電することなしに、牽引モータおよびリフトモータの高い電気需要を満足するのに十分なエネルギーを含み、そこで、車両が積み荷を制動するまたは降下させるなどの再生イベントを受けるとき、バッテリが再生エネルギーを受容することができるように、バッテリの充電状態(「SOC」)を管理することができる。再生イベント中にバッテリのSOCが高すぎる場合、バッテリ電圧は、バッテリ、モータ、またはモータコントローラに損害を与えるような危険レベルまで上昇し、それによって、システム障害およびシャットダウンを引き起こす可能性がある。
[006]本開示の一実施形態によれば、複数のバッテリセルを有するバッテリの充電状態を管理する方法が、バッテリセルごとの個々の充電状態を計算するステップと、バッテリセルについての平均充電状態を計算するステップと、平均充電状態の最小閾値および最大閾値を定める(defining)ステップと、平均充電状態が最小閾値を下回るとき、全体的な充電状態が、最低充電状態を有するバッテリセルのサブセットの充電状態に基づいて計算され、平均充電状態が最大閾値を上回るとき、全体的な充電状態が、最高充電状態を有するバッテリセルのサブセットの充電状態に基づいて計算されるように、バッテリについての全体的な充電状態を計算するステップとを含むことができる。
[007]本開示の種々の実施形態は、以下の1つまたは複数の態様を含むことができる。最低充電状態を有するバッテリセルのサブセットが、最低充電状態をもつバッテリセルのみを含むことができ、最高充電状態を有するバッテリセルのサブセットが、最高充電状態をもつバッテリセルのみを含むことができる。全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの個数が、その時のバッテリセルの全ての平均充電状態の関数として経時変化することができる。平均充電状態が、最小閾値を下回る、または最大閾値を上回るとき、全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの個数が、実質的に1に等しいとすることができ、平均充電状態が、約50%に等しいとき、全体的な充電状態を計算するために使用されるセルの個数が、実質的にバッテリセルの総数に等しいとすることができる。平均充電状態が、最大閾値と最小閾値との間にあるとき、全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの個数が、非線形関数として変化することができる。平均充電状態が約50%と最大閾値との間にあるとき、また、平均充電状態が約50%と最小閾値との間にあるとき、全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの個数が、線形関数として変化することができる。全体的な充電状態を計算するステップが、その時の平均充電状態の関数として、重みを各バッテリセルの個々の充電状態に割り当てるステップと、各バッテリセルの個々の充電状態に、割り当てられた重みを乗じるステップとを含むことができ、全体的な充電状態が、重みづけした個々の充電状態の合計に等しいとすることができる。最小閾値は、約20%の平均充電状態とすることができ、最大閾値は、約80%の平均充電状態とすることができる。この方法は、少なくとも1つの中間閾値を定めるステップを含むことができる。
[008]別の実施形態によれば、燃料電池を備えるハイブリッド電力システム中に複数のバッテリセルを有するバッテリの充電状態を管理する方法が、バッテリセルごとの充電状態値を計算するステップと、バッテリセルごとの充電状態値を数値順に(in numerical order)ソートするステップと、バッテリセルの全ての平均充電状態を計算するステップと、平均充電状態の最小閾値および最大閾値を定めるステップと、平均充電状態が最小閾値を下回るとき、全体的な充電状態が、他のバッテリセルと相対的な最低充電状態を有するバッテリセルの充電状態に等しく、また、平均充電状態が最大閾値を上回るとき、全体的な充電状態が、他のバッテリセルと相対的な最高充電状態を有するバッテリセルの充電状態に等しくなるように、バッテリについての全体的な充電状態を計算するステップとを含むことができる。
[009]本開示の種々の実施形態は、1つまたは複数の以下の態様を含むことができる。全体的な充電状態は、次の式に従って計算され得る。

式中、Nが、バッテリ中のバッテリセルの総数であり、wが、個々のバッテリセルの充電状態に適用される重みであり、所与の時間の平均充電状態の関数である。充電状態値は、最高から最低へソートされ得る。個々のバッテリセルの充電状態に適用される重みが、次の条件に従って計算され得る。平均充電状態が50%を上回るまたは等しい場合、重み1/xが、第1のサブセット[x]バッテリセルに適用され、重み

は、第2のサブセット[x]+1バッテリセルに適用され、重み0が、残りの全てのバッテリセルに適用され、また、平均充電状態が50%を下回る場合、重み1/xが、第3のサブセット[x]バッテリセルに適用され、重み

は、N−[x]として定められるバッテリセルに適用され、重み0が、他のセルに適用され、式中、xは、全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの個数に等しい。SOCavg>SOCmax、またはSOCavg<SOCminならば、x=1であり、50%≦SOCavg≦SOCmaxならば、

であり、SOCmin≦SOCavg’<50%ならば、

であり、最小閾値は、約20%の平均充電状態とすることができ、最大閾値は、約80%の平均充電状態とすることができる。
[010]別の実施形態によれば、バッテリの充電状態を管理するために、バッテリの全てのセルの充電状態値を集計して全体的な充電状態値を計算する方法が、バッテリ中のセルごとの充電状態値を計算するステップと、セルごとの充電状態値を数値順にソートするステップと、バッテリ中の全てのセルの平均充電状態を計算するステップと、平均充電状態の最小閾値および最大閾値を定めるステップと、平均充電状態が最小閾値を下回るとき、全体的な充電状態が、最低充電状態を有するバッテリセルの充電状態に等しく、また、平均充電状態が最大閾値を上回るとき、全体的な充電状態が、最高充電状態を有するバッテリセルの充電状態に等しくなるように、バッテリについての全体的な充電状態を計算するステップとを含むことができる。
[011]本開示の種々の実施形態が、1つまたは複数の以下の態様を含むことができる。平均充電状態が約50%であるとき、平均充電状態と全体的な充電状態が、互いにほぼ等しくなり得る。最小閾値は、約20%の平均充電状態とすることができ、最大閾値は、約80%の平均充電状態とすることができる。バッテリの全体的な充電状態を計算するステップは、最高充電状態を有するバッテリセルが既定の状態を上回って充電されることを実質的に防止し、また最低充電状態を有するバッテリセルが既定の状態を下回って放電されることを実質的に防止する。バッテリは、燃料電池を含むハイブリッド電力システムの一部とすることができる。
[012]本実施形態のさらなる目的および有利点について、一部分は以降の説明で明記され、一部分は説明により明白なものまたは本実施形態の実践によって学ばれ得るものである。本実施形態の目的および有利点については、添付の特許請求の範囲で特に指摘される要素および組合せによって、実現され、達成されるであろう。
[0013]前述の概括的な説明と以降の詳細な説明は双方とも、例示および解説のためだけのものであり、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではないことを理解すべきである。
[014]添付の図面は、本明細書の一部に組み込まれ、それを構成し、本開示の実施形態を示し、説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。
[015]本開示の一実施形態による、バッテリの全体的な充電状態を管理する方法をグラフ化した図である。 [016]個々のバッテリセル充電状態を経時的にグラフ化した図である。 [017]本開示の一実施形態による、図2の個々のバッテリセルを含むバッテリについてのバッテリの全体的な充電状態を管理する方法をグラフ化した図である。
[018]ここで、詳細について、以降で説明し添付の図面に示す本開示の例示的実施形態を参照されたい。可能な限り、全図面を通して、同じ参照番号は、同じまたは同様の部品を指すように使用される。
[019]本開示について、フォークリフトなどのハイブリッド車両と共に使用するハイブリッド燃料電池システムなどの、特定の用途のために実例としての実施形態を参照して本明細書で説明するが、本明細書で説明する実施形態はこれに限定されないということが理解されるべきである。当業者および本明細書で提供される教示を利用できる技術者には、均等物のさらなる改変形態、応用形態、実施形態および代替形態が本開示の範囲に包含されることが理解されよう。例えば、本明細書で説明する原理は、任意の適したハイブリッド燃料電池システム(例えば、自動車、バス、ボートおよびオートバイと共に使用するための、または移動可能なもしくは緊急用の電力システム)を用いて使用され得る。したがって、本開示は、前述のまたは以降の説明によって限定されるとしてみなされるべきではない。
[020]本開示の他の特徴、有利点および潜在的使用は、以降の説明および添付の図面により当業者には明らかになるであろう。
[021]本開示の一実施形態によれば、個々のバッテリセルのSOCは、ハイブリッド燃料電池システムのバッテリのSOCを管理するために集計されソートされ得る。一実施形態では、バッテリ内の個々のバッテリセルのSOCが、バッテリSOCを管理するために使用され得るバッテリの全体的SOC値を決定するために集計され得る。一実施形態では、全体的SOCが、個々のバッテリセルの平均SOCの関数として計算され得る。例えば、全てのバッテリセルの平均SOCが、既定の閾値を上回る場合、全体的SOCは、最高SOCを有するセルのサブセットのSOCに基づいて計算され得る。これにより、最高SOCをもつバッテリセルを過充電するリスクが低減され得る。一実施形態では、セルのサブセットが、最高SOCを有する個々のバッテリセルのみ含むことができる。いくつかの実施形態では、最大閾値が、約80%の平均SOCとすることができるが、任意の適した最大閾値、例えば70%または90%が使用されてもよい。
[022]全てのバッテリセルの平均SOCが、既定の閾値を下回る場合、全体的SOCは、最低SOCを有するセルのサブセットのSOCに基づいて計算され得る。これにより、最低SOCをもつセルを過放電するリスクが低減され得る。いくつかの実施形態では、全体的SOCが、個々のバッテリセルの最低SOCに等しくなるように設計され得る。いくつかの実施形態では、最小閾値が、約20%の平均SOCとすることができるが、任意の適した最小閾値、例えば30%または10%が使用されてもよい。
[023]この方式で全体的SOCを計算することで、バッテリの寿命を延ばすことができる。全体的SOCの計算は、SOCの全てを管理することをより簡単にしながら、最高および最低のSOCを有するバッテリセルの保護を強化することができる。さらに、この方法は、種々の状態と閾値との間を円滑に遷移するように構成され得る。
[024]バッテリの全体的SOC値を計算するために、個々の各バッテリセルのSOCが測定され得る。個々のバッテリセルのSOCは、任意の適した方法を使用して、例えばクーロンの計数を介して、測定され得る。次いで、各セルのSOC値は、例えばSOC最高値からSOC最低値へ、またはSOC最低値からSOC最高値へ、ソートされ得る。セルは、バッテリセルに動作可能に結合されたプロセッサ、またはハイブリッド燃料電池システムに含まれるローカルプロセッサもしくは遠隔プロセッサを使用してソートされ得る。個々のSOCをソートすることで、大きさNのSOCのベクトルの作成が可能になり、Nは、バッテリに含まれるセルの総数に等しい。いくつかの実施形態では、ソートするステップが、省略されてもよく、例えばプロセッサは、各セルのSOCを単純に記録し、ランクづけしなくてもよい。次に、全てのバッテリセルの平均SOCが、計算され得る。全てのセルの平均SOCは、

として定められ得る。
[025]一旦バッテリの平均SOC値が決定されると、全体的SOCが計算され得る。バッテリセルNの全てが平均SOCを計算するために使用され得るが、バッテリの全体的SOCを計算するために使用されるセルの個数は、変化し得る。いくつかの実施形態では、使用されるセルの個数が、平均SOCの関数として変化し得る。変数xは、バッテリの全体的SOCを計算するために使用されるセルの個数にほぼ対応するように定められ得る。平均SOCが経時的に変化するにつれて、変数xは、応答して変化し得る。一実施形態では、方法は、平均SOCが50%にほぼ等しいとき、変数xがNに実質的に等しくなるように設計され得る。こうした実施形態では、平均SOCが50%にほぼ等しいとき、バッテリセルの全てが、全体的SOCを計算するために使用されてよく、全体的SOCは、平均SOCに実質的に等しくなり得る。全体的SOCを計算するために使用されるバッテリセルの個数は、平均SOCが50%から離れるにつれて変化し得る。いくつかの実施形態では、平均SOCが、最大閾値以上または最小閾値以下であるとき、変数xは実質的に1に等しくなり得る。例えば、平均SOCが、所与の閾値を上回るまたは下回る場合、最高SOCまたは最低SOCをもつセルのみが、全体的SOCを計算するために使用され得る。
[026]いくつかの実施形態では、平均SOCが最小SOC閾値と50%との間になるとき、また、平均SOCが最大SOC閾値と50%との間になるとき、変数xは、実質的に平均SOCの線形関数として変化し得る。こうした実施形態は、最小閾値、最大閾値、および中間状態の間の円滑な遷移を実現することができる。図1には、こうした実施形態の変数xを示すグラフが含まれる。図1に明示されるように、変数xは、常に整数とは限らない可能性がある。こうした環境下では、xの小数部(非整数値)が、全体的SOCを計算するためにセルのSOCの部分使用に対応し得る。これについては、以下でさらに詳細に説明する。
[027]他の実施形態では、平均SOCが最小閾値と最大閾値との間になるとき、変数xは非線形関数として変化し得る。例えばいくつかの実施形態では、全体的SOCが平均SOCのより広い範囲にわたって平均SOCに実質的に等しくなるように、または、全体的SOCが、徐々に大きくまたは小さく平均SOCから最小閾値および最大閾値に遷移するように、変数xが変化し得る。さらに、いくつかの実施形態では、全体的SOCが経時的に階段状に変化するように、xは、整数のみ含むことができる。いくつかの実施形態では、平均SOCが、任意の個数の中間閾値を下回るまたは上回るとき、変数xが変化し得る。例えば、平均SOCが変化し、中間閾値を通過するとき、変数xがより小さくまたは大きくなるように、既定の個数の閾値が、設定され得る。いくつかの実施形態では、xが、1に等しくならないとすることができ、1より大きいセルのサブセットが、最大閾値を上回るおよび/または最小閾値を下回る全体的SOCを計算するために使用され得る。さらに、いくつかの実施形態では、xがバッテリセルの総数Nに等しくならないとすることができ、全体的SOCは、常に、バッテリセルのサブセットから計算され得る。
[028]変数xを決定し全体的SOCを計算するために、一旦、全てのバッテリセルのSOCがソートされると、個々の各セルSOCは、重みwに関係付けられ得る。この実施形態では、SOCが、最高値から最低値へソートされ得る。本明細書で使用される記号[x]は、x以下の最大の整数が与えられる床関数を表す。重みwは、全てのセルの平均SOC、および全体的SOCを計算するために使用されるセルの個数xの関数とすることができ、次のようになる。
・全てのセルの平均SOCが、50%を上回るまたは等しい場合、重み1/xは、最初の[x]セルに関係付けられ、重み

は、[x]+1セルに関係付けられ、重み0は、残りのセルに関係付けられる。
・全てのセルの平均SOCが、50%を下回る場合、重み1/xは、最後の[x]セルに関係付けられ、重み

は、N−[x]セルに関係付けられ、重み0は、残りのセルに関係付けられる。
セルの重みの合計が1に等しくなり得る。
[029]一旦、重みづけが決定され割り当てられると、個々のSOCにそれらの対応する重みを乗じることができ、それらの重みづけしたSOCの合計が全体的SOC値になり得る。全体的SOC値は、

として定められ得る。
[030]一実施形態では、例えば個々のSOCが、全体的SOCに達するために以下の方法に従って集計され得る。

[031]図2および図3に、一実施形態による、個々のバッテリセルのSOC、平均SOC、および全体的SOCの間の関係を共にグラフ化して示す。図2に、4つの例示的な個々のバッテリセルの放電を経時的に示す。線11、12、13および14は、個々の各バッテリセルのSOCを表し、各線の傾きは、各セルのSOCが時間の経過に伴って線形的に減少することを示す。図2に、4つのセル(N=4)を有する燃料電池バッテリを示すが、いずれかの適した個数のセルを含むバッテリが使用されてもよい。
[032]図2から、線11と線14としてそれぞれ示す最小SOCおよび最大SOCをもつバッテリセルの時間経過に対するSOC値をグラフ化して図3に示す。線17は、図2で示す4つのバッテリセルの平均SOCを示す。線19は、全体的SOCを示し、この実施形態では、上記の例示的実施形態で検討したように線形的に計算される。図3の実施形態では、平均SOC最大閾値が80%に設定され、平均SOC最小閾値が20%に設定される。線19に示されるように、最大閾値80%を上回る全体的SOCは、最高SOCをもつセルのみのSOCに等しい。したがって、閾値80%を上回ると、x=1である。同様に、最小閾値20%を下回る全体的SOCは、最低SOCをもつセルのみのSOCに等しい。したがって、閾値20%を下回ると、x=1である。閾値20%と閾値80%との間では、全体的SOCが、セルのSOCのより多い個数xを使用して計算されてよく、xはNに等しく、その結果として全体的SOCが、約50%SOCの平均SOCに等しい。図3に示すように、平均SOCを表す線17および全体的SOCを表す線19は、約50%の平均SOCで交差する。全体的SOCは、最小、最大および中間の放電状態の間の円滑な遷移を実現するように線形的に計算され得る。
[033]いくつかの実施形態では、最大の状態と最小の状態との間の遷移は、より急でもよく、xは、実質的な線形関数として変化しなくともよい。いくつかの実施形態では、平均SOCおよび全体的SOCを示す線が、より長い時間実質的に重なってもよく、または、xが整数に限定される場合、線19が経時的に階段状で変化してもよい。他の実施形態では、閾値80%を上回るまたは閾値20%を下回る全体的SOCが、1より大きなバッテリセルのサブセットに等しくなるように計算されてよく、したがって、線19の傾きは、最小SOCおよび最大SOCをもつバッテリセルの傾きと等しくならなくてもよい。加えて、4つのバッテリセルのそれぞれが、一定の割合で放電するように示されるが、各セルのSOCの変化の割合は、経時的に変化し、最小SOCおよび最大SOCをもつセルは、時間が経過するにつれて変化してもよい。
[034]さらに、図3に示す実施形態では、対称の最大閾値および最小閾値(100%の最大SOCより20%低く、また0%の最小SOCより20%高い)は、80%および20%が使用されるが、非対称の最大閾値および最小閾値は、例えば70%と15%、または85%と10%が使用され得る。加えて、これらの閾値は、バッテリの寿命を通して一定とすることができ、または調整可能とすることができる。一実施形態では、SOC閾値が、一定とすることができ、最初のポイント、例えば新たなバッテリセルの80%に、バッテリセルのパーセント容量を反映することができ、または閾値は、セルの寿命のある期間にわたって充電容量の損失を補填するように調整され得る。例えば、閾値が、所与の年齢をもつバッテリセルの80%SOCを反映するように調整され得る。調整可能な実施形態では、閾値のうち1つまたは両方が、バッテリの寿命期間にわたって自動的に調整されるようにプログラムされてよく、閾値は、任意の時点で手動で調整可能としてもよい。
[035]いくつかの実施形態では、閾値それ自体が、調整可能とすることができる。例えば、最小閾値が、平均SOC15%から20%まで調整され得る。こうした調整は、例えば、バッテリセルの年齢、またはバッテリセルの所期の使用もしくは出力要件の主要因になるように使用され得る。重ねて、こうした調整可能な実施形態は、最大閾値および最小閾値のうちの1つまたは両方を経時的に調整するようにプログラムされてよく、閾値は、任意の時点で手動で調整され得る。
[036]本開示の実施形態では、最小閾値と最大閾値の両方を示すが、全体的SOCを計算する際に最小閾値のみまたは最大閾値のみが使用され得ることが考慮される。さらに、最小閾値および/または最大閾値に加えて中間閾値が使用され得る。例えば、線形的に変化するのではなく、全体的SOCを計算するためのバッテリセルの個数xが、別の閾値を通過するまで一定のままでもよく、そのポイントで、全体的SOCを計算するためにバッテリセルのより小さいまたはより大きいサブセットが使用されてもよい。加えて、例示的な実施形態は、最大閾値を上回るまた最小閾値を下回る全体的SOCを計算するために1つのセルを使用するものを開示するが、バッテリセルの総数Nより少ないセルの任意の個数を含むセルのサブセットが使用されてもよい。
[037]本開示の実施形態は、平均SOCおよび全体的SOCの値を計算するためにデータを記録し処理する任意の適した手段を使用することができる。例えば、センサおよび/または測定器具は、ハイブリッド燃料電池バッテリ内に配置されたプロセッサにバッテリを直接接続することができ、または、バッテリに動作可能に結合されたセンサが、ハード接続を介してまたはワイヤレスで、バッテリから離れたところに配置されたリモートプロセッサに情報を中継することができる。
[038]バッテリの中もしくは周りのセンサ、またはバッテリに動作可能に結合されたセンサは、温度、セル電圧、および/または電流に関する情報を提供することができ、これらはデジタル形式に変換され得る。これらの入力は、監視され更新されてプロセッサに情報を提供することができ、任意の時間に、個々のセルのSOC、平均SOC、全体的SOC,または別のバッテリの状態を計算するために使用され得る。周囲温度およびバッテリ内部または表面上の様々な位置での温度などのさらなる情報が、監視されてもよく、個々のセルのパラメータの算出に影響を与えることができる。これらの入力は、継続的に監視されてよく、または適切な時間間隔で監視されてもよい。
[039]本開示の多くの特徴および有利点は、詳細な明細書から明らかになり、したがって、本開示の全てのこうした特徴および利点を本開示の真の趣旨および範囲に包含することが添付の特許請求項の範囲によって意図される。さらに、多くの改変形態および変形形態が当業者に容易に想到されるので、本開示を図示し説明した精密な構造および動作に限定することは望ましくなく、したがって、全ての適した改変形態および均等形態が、本開示の範囲に包含されることになり得る。
[040]さらに、本開示が基づく概念は、本開示のいくつかの目的を達成するために、他の構造、方法およびシステムの設計に基づいて容易に使用され得ることが、当業者には理解されよう。したがって、特許請求の範囲は、前述の説明によって限定されるとみなされるものではない。



  1. 燃料電池を備えるハイブリッド電力システムにおける複数のバッテリセルを有するバッテリの充電状態を管理する方法であって、前記方法は、
    バッテリセルごとの個々の充電状態を計算するステップと、
    前記バッテリセルについての平均充電状態を計算するステップと、
    平均充電状態の最小閾値を定めるステップと、
    平均充電状態の最大閾値を定めるステップと、
    前記平均充電状態が前記最小閾値を下回るとき、全体的な充電状態が、他のバッテリセルに対して最低の充電状態を有するバッテリセルのサブセットの充電状態に基づいて計算され、前記平均充電状態が前記最大閾値を上回るとき、前記全体的な充電状態が、他のバッテリセルに対して最高の充電状態を有するバッテリセルのサブセットの充電状態に基づいて計算されるように、前記バッテリについての前記全体的な充電状態を計算するステップと
    を含む、方法。

  2. 請求項1に記載の方法であって、最低の充電状態を有するバッテリセルの前記サブセットは、最低の充電状態である前記バッテリセルのみを含み、最高の充電状態を有するバッテリセルの前記サブセットは、最高の充電状態である前記バッテリセルのみ含む、方法。

  3. 請求項1に記載の方法であって、前記全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの数は、その時の前記バッテリセルの全ての前記平均充電状態の関数として経時変化する、方法。

  4. 請求項3に記載の方法であって、前記全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの前記数は、前記平均充電状態が前記最小閾値を下回るかまたは前記最大閾値を上回るとき、実質的に1に等しく、前記全体的な充電状態を計算するために使用されるセルの前記数は、前記平均充電状態が約50%に等しいとき、バッテリセルの総数に実質的に等しい、方法。

  5. 請求項3に記載の方法であって、前記全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの前記数は、前記平均充電状態が前記最大閾値と前記最小閾値との間にあるとき、非線形関数として変化する、方法。

  6. 請求項4に記載の方法であって、前記全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの前記数は、前記平均充電状態が約50%と前記最大閾値との間にあるとき、また、前記平均充電状態が約50%と前記最小閾値との間にあるとき、線形関数として変化する、方法。

  7. 請求項1に記載の方法であって、前記全体的な充電状態を計算するステップは、その時の前記平均充電状態の関数として、重みを各バッテリセルの個々の充電状態に割り当てるステップと、各バッテリセルの個々の充電状態に、割り当てられた前記重みを乗じるステップとを含み、前記全体的な充電状態は、重みづけした前記個々の充電状態の合計に等しい、方法。

  8. 請求項1に記載の方法であって、前記最小閾値は、約20%の平均充電状態であり、前記最大閾値は、約80%の平均充電状態である、方法。

  9. 請求項1に記載の方法であって、
    少なくとも1つの中間閾値を定めるステップ
    をさらに含む方法。

  10. 燃料電池を備えるハイブリッド電力システムにおける複数のバッテリセルを有するバッテリの充電状態を管理する方法であって、前記方法は、
    各バッテリセルの充電状態の値を計算するステップと、
    各バッテリセルの前記充電状態の値を数値順にソートするステップと、
    前記バッテリセルの全ての平均充電状態を計算するステップと、
    平均充電状態の最小閾値を定めるステップと、
    平均充電状態の最大閾値を定めるステップと、
    前記平均充電状態が前記最小閾値を下回るとき、全体的な充電状態が、他のバッテリセルに対して最低の充電状態を有する前記バッテリセルの前記充電状態に等しく、前記平均充電状態が前記最大閾値を上回るとき、前記全体的な充電状態が、他のバッテリセルに対して最高の充電状態を有する前記バッテリセルの前記充電状態に等しくなるように、前記バッテリについての前記全体的な充電状態を計算するステップと
    を含む、方法。

  11. 請求項10に記載の方法であって、前記全体的な充電状態は、
    に従って計算され、Nは、前記バッテリにおけるバッテリセルの総数であり、wは、個々のバッテリセルの前記充電状態に適用される重みであり、所与の時間における前記平均充電状態の関数である、方法。

  12. 請求項11に記載の方法であって、前記充電状態の値は、最高から最低へソートされる、方法。

  13. 請求項12に記載の方法であって、前記個々のバッテリセルの充電状態に適用される前記重みは、
    前記平均充電状態が50%以上である場合、重み1/xが、第1のサブセット[x]のバッテリセルに適用され、重み
    が、第2のサブセット[x]+1のバッテリセルに適用され、0の重みが、残りの全てのバッテリセルに適用され、
    前記平均充電状態が50%を下回る場合、重み1/xが、第3のサブセット[x]のバッテリセルに適用され、重み
    が、N−[x]として定められるバッテリセルに適用され、0の重みが、他のセルに適用される
    という条件に従って計算され、
    xは、前記全体的な充電状態を計算するために使用されるバッテリセルの数に等しく、[x]は、x以下の最大の整数を与える床関数を表す、方法。

  14. 請求項13に記載の方法であって、xは、
    SOCavg>SOCmaxまたはSOCavg<SOCminならば、x=1であり、
    50%≦SOCavg≦SOCmaxならば、
    であり、
    SOCmin≦SOCavg<50%ならば、
    であるように計算される、方法。

  15. 請求項10に記載の方法であって、前記最小閾値は、約20%の平均充電状態であり、前記最大閾値は、約80%の平均充電状態である、方法。

  16. バッテリの充電状態を管理するために、前記バッテリの全てのセルの前記充電状態の値を集計して全体的な充電状態の値を計算する方法であって、前記方法は、
    前記バッテリにおけるセルごとの前記充電状態の値を計算するステップと、
    セルごとの前記充電状態の値を数値順にソートするステップと、
    前記バッテリにおける全ての前記セルの平均充電状態を計算するステップと、
    平均充電状態の最小閾値を定めるステップと、
    平均充電状態の最大閾値を定めるステップと、
    前記平均充電状態が前記最小閾値を下回るとき、前記全体的な充電状態が、最低の充電状態を有するバッテリセルの前記充電状態に等しく、前記平均充電状態が前記最大閾値を上回るとき、前記全体的な充電状態が、最高の充電状態を有するバッテリセルの前記充電状態に等しくなるように、前記バッテリについての前記全体的な充電状態を計算するステップと
    を含む、方法。

  17. 請求項16に記載の方法であって、前記平均充電状態および前記全体的な充電状態は、前記平均充電状態が約50%であるとき、互いにほぼ等しくなる、方法。

  18. 請求項16に記載の方法であって、前記最小閾値は、約20%の平均充電状態であり、前記最大閾値は、約80%の平均充電状態である、方法。

  19. 請求項16に記載の方法であって、前記バッテリの前記全体的な充電状態を計算するステップは、最高の充電状態を有するバッテリセルが既定の状態を上回って充電されることを実質的に防止し、最低の充電状態を有するバッテリセルが既定の状態を下回って放電されることを実質的に防止する、方法。

  20. 請求項16に記載の方法であって、前記バッテリは、燃料電池を含むハイブリッド電力システムの一部である、方法。

 

 

Patent trol of patentswamp
類似の特許
自己給電型処理デバイスは、処理デバイスおよび電力ジェネレーターの双方を含み、これらは物理的、電気的、そして熱的に互いに結合される。電力ジェネレーターは、シリコン系材料のような、処理回路もサポートすることができる材料から製造することができる燃料電池とすることができる。電力ジェネレーターと処理デバイスとの間の熱結合は、温度差から電力を発電するまたは電力を消費して温度差を生成する熱電コンポーネントを含むことができる。また、自己給電型処理デバイスを有する計算デバイスは、自己給電型処理デバイスによって生成された過剰エネルギーを蓄積し、必要な時間中それを逆に供給するためにエネルギー蓄積デバイスも含む。自己給電型処理デバイスは、ワイヤレスまたは有線のいずれかのネットワーク接続を含み、後者はバックプレーン上のスロットに接続可能であり、バックプレーンは、複数の自己給電型処理デバイスを集成し、それらのために燃料配給経路を設ける。
【選択図】図1
複数の電圧源(204、206)のうちの1つを負荷(214)に結合するためのスイッチングコントローラ(202)。スイッチングコントローラは、複数の電圧源のうちの1つの特性(218)を受け取り、複数の電圧源のそれぞれについて、電圧源が負荷に接続される制御信号のスイッチング期間の割合であって、複数の電圧源のうちの1つの受け取られた特性に基づいて設定される、スイッチング期間の割合を設定し、かつ制御信号に従って複数の電圧源のうちのいずれが負荷に接続されるかを制御するように構成される。
本発明は、流体中の少なくとも2つのガスの濃度を調節する方法および装置に関する。該方法は、a)第1のガスの濃度を調節する手段によって流体中の第1のガスの濃度を調節するステップと、b)第2のガスの濃度を調節する手段によって流体中の第2のガスの濃度を調節するステップとを含み、第1のガスの濃度を調節する手段および第2のガスの濃度を調節する手段が互いに分離されている。
電気エネルギを電気化学エネルギ蓄積装置に貯蔵し当該装置を電気エネルギ分配ネットワークと接続する電力工学的システムを介し電気エネルギを当該ネットワークと交換する方法において、電気化学エネルギ蓄積装置2.1〜2.Nと上記システム4.1〜4.N;31.M;31.N,32.Nのトポロジー特定のデータと特徴は電気エネルギ分配ネットワーク11特定のデータと特徴に変換される。対応する装置は同一の化学的及び/又は物理的特性のDCバッテリ2.1〜2.Nを含む少なくとも1つのベースモジュール又はACバッテリ1.1〜1.Nとバッテリ2.1〜2.Nを制御監視するバッテリ管理システム20.1〜20.Nとパワー電子モジュール4.1〜4.N,31.N,32.Nとパワー電子モジュール制御手段40.1〜40.Nとシステム20.1〜20.Nへの通信インタフェース15を含むACバッテリ管理部5.1〜5.Nを含む。
本発明は貯水槽用電力生産装置と貯水槽用貯留構造体システムに関するものであって、本発明に係る貯水槽用電力生産装置は、雨水または用水を地下に貯留するための貯水槽と、貯水槽の内部に貯留された水を利用して電気を生成する電気発生部と、電気発生部の電気生成時に発生する熱を冷却するための冷却部と、冷却部に貯水槽の貯留された水を供給するための冷却用水供給部とを含むことにより、貯水槽の地下有用スペースを利用して分散型発電施設を確保することができる。
本発明は、単離されかつ増殖したヒト臍帯血幹細胞の濃縮された集団、並びに単離されかつ増殖したヒト臍帯血幹細胞の濃縮された集団の作製方法に関する。この増殖したヒト臍帯血幹細胞は、CD34、CD90、CD184、CD117、CD49f、ALDH、CD45RAであり、多能性遺伝子であるSOX2、OCT4、NANOG、及びZIC3を発現する。一実施形態では、本発明の濃縮された集団における幹細胞は、アルデヒドデヒドロゲナーゼ活性に対して陽性(ALDH)である。加えて、一実施形態では、増殖した幹細胞には、T細胞及びB細胞がほぼ無く、限られた数の単球(CD14)を含む。本発明の幹細胞を使用して対象の血液疾患を治療する方法、及び造血幹細胞に対する化合物の効果を決定する方法もまた開示される。
本発明は、間葉系幹細胞の使用を含む、関節リウマチを治療するための方法を提供する。
【選択図】なし
ヘパラン硫酸 // JP2016520697
構造的および機能的に関連した単離されたヘパラン硫酸の新規クラスが開示されている。この新規クラスのヘパラン硫酸は、FGF2を結合して、かつ幹細胞の多能性/多分化能を維持しながらその増殖を促進することが見出されている。
【選択図】図1
本発明は、幹細胞の集団と共移植された創傷治癒スカフォールドに関し、ここで前記幹細胞の集団は、abcb5+幹細胞である。スカフォールドは、例えばコラーゲングリコサミノグリカンスカフォールドである。
多能性脂肪由来幹細胞(PASC)の効率的な単離および使用のための方法が提供される。ある一定の実施形態では、方法は脂肪組織試料を提供する工程を含み、これに由来する間質血管細胞群が脂肪細胞画分と共培養される。PASCは、高度の精製で単離することができ、追加の細胞濃縮プロセス(例えば細胞選別)は要求されない。PASCおよびそれらの条件培地は、脂肪組織の収集の数時間以内に、組織再生のために使用することができ、細胞の増殖が必要とされない。PASCは浮遊する個々の細胞として、細胞のクラスターとして、または培養容器の表面(複数可)に接着されて増殖することができる。PASCは、移植されると、インビボで奇形腫を生成せず、免疫拒絶反応を誘導せず、それらはグラフティングで高い効率を達成する。細胞および組成物は、細胞治療および新しい薬物のスクリーニングのために使用することができる。
【選択図】図5
To top