JP2016208832A - バッテリ制御装置、バッテリモジュール、バッテリパック、及びバッテリ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリ制御装置を提供すること。【解決手段】 本発明の一実施形態は、複数のバッテリ部のそれぞれの状態情報に基づいて前記複数のバッテリ部に各自対応する複数のコンバータの出力値のそれぞれを定義し、前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記複数のコンバータを制御する制御信号を生成する。【選択図】 図２

Description

本発明の説明は、バッテリセル又はバッテリモジュールの制御に関する。

バッテリを構成する複数のセルにおいて充放電が繰り返して行われる場合、複数のセルのそれぞれの化学的な差又は老化（エージング又は経年劣化）の差などが発生する可能性があり、また化学的な差又は老化の差などによって複数のセルの間に電圧偏差又は容量偏差が発生する可能性がある。そのため、特定のセルが過充電したり、又は過放電し得る。その結果、バッテリの容量が減少し、バッテリが劣化してバッテリの寿命が減少し得る。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、バッテリ制御装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置は、複数のバッテリ部のそれぞれの状態情報に基づいて前記複数のバッテリ部の各自対応するコンバータの出力値のそれぞれを定義するプロセシング部と、前記出力値と対応する電力が負荷に供給するために前記複数のコンバータを制御する制御信号を生成する信号生成部とを含む。

前記プロセシング部は、前記状態情報を用いて前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報を算出して、前記状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定してもよい。

前記プロセシング部は、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び前記負荷の必要電力のうちいずれか１つ又は両方を用いて前記複数のコンバータの出力値を定義してもよい。

前記プロセシング部は、前記状態差情報が前記予め一定の範囲に属さない場合、前記状態差情報が負数値を有するか否かを決定し、前記信号生成部は、前記状態差情報が負数値を有する場合、前記負数値を有する状態差情報を有するバッテリ部を充電するために前記バッテリ部と対応するコンバータを制御する制御信号を生成してもよい。

前記出力値のそれぞれは、前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報の関数であり、前記状態差情報は、前記状態情報に基づいて算出されてもよい。

バッテリ制御装置は、前記制御信号を前記複数のバッテリ部に送信する通信部をさらに含んでもよい。

前記出力値と対応する電力は、低電圧負荷及び高電圧負荷のうち低電圧負荷に供給されてもよい。

本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールは、バッテリセルと、前記バッテリセルと接続されたコンバータと、前記バッテリモジュール及び他のバッテリモジュールの状態情報に基づいて定義された前記コンバータの出力値を外部コントローラから受信して、前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記コンバータを制御するコントローラとを含む。

前記出力値は、前記状態情報が予め決定した範囲外にある場合、前記バッテリモジュールの状態差情報に基づいて定義され、前記状態差情報は、前記バッテリモジュール及び前記他のバッテリモジュールの状態情報に基づいて算出されてもよい。

前記出力値は、前記バッテリモジュールの状態差情報の関数であり、前記状態差情報は、前記バッテリモジュール及び前記他のバッテリモジュールの状態情報に基づいて算出されてもよい。

前記コンバータは、前記出力値に基づいて前記バッテリセルを制御してもよい。

前記コンバータの出力値と対応する電力は、低電圧負荷及び高電圧負荷のうち低電圧負荷に供給されてもよい。

前記バッテリモジュールは、前記他のバッテリモジュールと直列に接続されてもよい。

前記バッテリモジュールは、前記コンバータの出力端と接続する低電圧ポートを含む第１コネクタと、前記他のバッテリモジュールと接続する第２コネクタとを含んでもよい。

本発明の一実施形態に係るバッテリパックは、複数のバッテリモジュールと、前記複数のバッテリモジュールに各自対応する複数のコンバータと、前記複数のバッテリモジュールの状態情報に基づいて前記コンバータの出力値を定義して、前記出力値と対応する電力が負荷に供給するために前記コンバータのそれぞれを制御する制御信号を生成するメインコントローラとを含む。

前記メインコントローラは、前記複数のバッテリモジュールの状態情報を用いて前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報を算出して、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定してもよい。

前記メインコントローラは、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び負荷の必要電力のうち少なくとも１つを用いて前記複数のコンバータのそれぞれの出力値を定義してもよい。

前記複数のバッテリモジュールのそれぞれは、前記出力値のそれぞれに対応する電力を負荷に供給するために前記コンバータを制御するサブコントローラを含んでもよい。

前記出力値のそれぞれは、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報の関数であり、前記状態差情報は、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態情報に基づいて算出してもよい。

前記複数のバッテリモジュールから出力された高電圧電力を高電圧負荷に供給する第１バスと、前記複数のバッテリモジュールから出力された低電圧電力を低電圧負荷に供給する第２バスとをさらに含み、前記高電圧電力は、前記コンバータが変換しなかった電力であり、前記低電圧電力は、前記出力値に基づいて前記コンバータによって変換した電力であってもよい。

前記コンバータのそれぞれは、互いに並列に接続されてもよい。

前記複数のバッテリモジュールは、直列に接続されてもよい。

本発明の一実施形態に係るバッテリ制御方法は、複数のバッテリ部の状態情報に基づいて前記複数のバッテリ部に各自対応する複数のコンバータの出力値のそれぞれを定義するステップと、前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記複数のコンバータを制御する制御信号を生成するステップとを含む。

前記出力値のそれぞれを定義するステップは、前記状態情報を用いて前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報を算出するステップと、前記状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定するステップとを含んでもよい。

前記出力値のそれぞれを定義するステップは、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び前記負荷の必要電力のうちいずれか１つ又は両方を用いて前記複数のコンバータの出力値を定義するステップを含んでもよい。

前記出力値のそれぞれ定義するステップは、前記状態差情報が予め一定の範囲に属さない場合、前記状態差情報が負数値を有するかを決定するステップを含み、前記制御信号を生成するステップは、前記状態差情報が負数値を有する場合、前記負数値を有する状態差情報を有するバッテリ部を充電するために前記バッテリ部と対応するコンバータを制御する制御信号を生成するステップを含んでもよい。

前記出力値のそれぞれは、前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報の関数であり、前記状態差情報は、前記複数のバッテリの状態情報に基づいて算出されてもよい。

前記制御信号を前記複数のバッテリ部に送信するステップをさらに含んでもよい。

前記出力値と対応する電力は、低電圧負荷及び高電圧負荷のうち低電圧負荷に供給されてもよい。

本発明の一実施形態の装置は、複数のバッテリモジュール及び前記複数のバッテリモジュールに各自電気的に接続された複数のコンバータを含むバッテリパックと、前記複数のコンバータを介して前記バッテリパックに電気的に接続された低電力負荷と、前記複数のコンバータをバイパスして前記バッテリパックに電気的に接続された高電力負荷とを含む。

前記複数のバッテリモジュールの状態情報を用いて前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報を取得し、前記状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定して、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び前記低電力負荷の必要電力のうち少なくとも１つを用いて前記複数のコンバータの出力値を定義するメインコントローラをさらに含んでもよい。

前記メインコントローラは、前記出力値を前記複数のバッテリモジュールに送信し、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれは、前記出力値のぞれぞれに対応する電力を前記低電力負荷に供給するために前記コンバータを制御するサブコントローラを含んでもよい。

本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置は、複数のバッテリと、複数のコンバータ（前記複数のコンバータのそれぞれは、前記複数のバッテリのそれぞれに接続され、前記複数のバッテリのそれぞれから負荷に電力を供給する）と、前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態を均等化する前記複数のコンバータの出力電力のそれぞれを定義するプロセッサ（前記出力電力のそれぞれは、前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態に基づいて定義する）と、負荷に前記出力電力のそれぞれを供給するために前記複数のコンバータを制御するための制御信号のそれぞれを生成する信号生成部とを含む。

前記プロセッサ及び前記信号生成部を含むメインコントローラと、複数のバッテリモジュールと、をさらに含み、前記複数のバッテリモジュールは、前記複数のバッテリのうち１つと、前記１つと接続されるコンバータと、サブコントローラと、をさらに含み、前記メインコントローラは、前記複数のバッテリモジュールに前記制御信号を送信し、前記サブコントローラは、前記メインコントローラから前記制御信号のうち１つを受信し、前記負荷に前記出力電力のうち１つを供給するために前記コンバータを制御してもよい。

前記複数のバッテリモジュールは、前記複数のバッテリが互いに直列に接続され、前記複数のコンバータが互いに並列に接続されるように互いに接続されてもよい。

前記プロセッサは、前記負荷の必要電力及び前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態に基づいて前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義してもよい。

前記プロセッサは、前記負荷の必要電力を前記複数のバッテリの数に分けて平均電力を算出し、前記複数のバッテリの充電状態を平均化して平均充電状態を算出して、前記平均電力及び前記平均充電状態に基づいて前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義してもよい。

前記プロセッサは、前記平均充電状態から前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態を減算して前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態差情報を算出し、前記それぞれの充電状態差情報か予め一定の範囲内にあるか決定し、前記充電状態差情報が予め一定の範囲内にある場合、前記平均電力になるように前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義し、前記充電状態差情報のうち１つか予め一定の範囲外にある場合、前記平均電力と前記充電状態差情報を乗じた結果及び前記平均電力の合計になるように前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義してもよい。

本発明の一実施形態は、複数のバッテリに発生する充電状態の不均等又は不均衡を補償することができる。

本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの他の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックを説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る電力供給を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックに含まれるコンバータパッケージを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリ制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るバッテリ状態情報を提供するためのユーザインターフェースを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

下記の特定の構造的ないし機能的説明は、単に実施形態を説明するための目的で例示されたものであって、本出願の範囲が本文に説明された内容に限定されると解釈されてはならない。

本発明の実施形態において用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものとして、実施形態を限定しようとする意図はない。単数の表現は文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組合せたものが存在することを指定しようとするものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組合せたものが存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解されなければならない。

相違に定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含み、ここで用いられる全ての用語は、実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義されているような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈するべきであって、本出願で明白に定義しない限り、理想的であるか過度に形式的な意味と解釈されることはない。

また、添付図面を参照して説明するにおいて、図面符号に関係なく同一の構成要素は同一の参照符号を付与し、それに対する重複説明は省略することにする。実施形態を説明において関連の公知技術に対する具体的な説明が実施形態の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

図１Ａと図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置を説明するための図である。

図１Ａを参照すると、一実施形態に係るバッテリ制御装置１００は、プロセシング部１１０及び信号生成部１２０を含む。

プロセシング部１１０は、複数のバッテリ部の検出データを取得する。複数のバッテリ部のそれぞれは、バッテリモジュール又はバッテリセルを示してもよい。複数のバッテリ部のそれぞれがバッテリモジュールの場合、それぞれのバッテリモジュールは１つ又は複数のバッテリセルを含んでもよい。バッテリモジュールに含まれた複数のバッテリセルは互いに直列に接続されてもよい。

バッテリ制御装置１００は、複数のバッテリ部のそれぞれから検出データを受信する。検出データは、例えば、バッテリ部の電圧データ、電流データ、温度データ、及びインピーダンスデータのうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。本発明の一実施形態において、複数のバッテリ部のそれぞれはコントローラを含んでもよい。コントローラは、バッテリ部の電圧、電流、温度、及びインピーダンスのうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせを検出するための制御信号を生成する。コントローラの制御信号に基づいてバッテリ部の検出データが生成されてもよく、コントローラは、検出データをバッテリ制御装置１００に送信してもよい。

バッテリ制御装置１００と複数のバッテリ部のそれぞれに含まれたコントローラはマスタースレーブ関係であってもよい。バッテリ制御装置１００は、マスターとして複数のバッテリ部のそれぞれに含まれたコントローラに命令を伝達する。コントローラは、バッテリ制御装置１００から命令が伝達されてスレーブとして動作することができる。

プロセシング部１１０は、複数のバッテリ部のそれぞれの検出データに基づいて複数のバッテリ部のそれぞれの状態情報を取得する。状態情報は、例えば、充電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳｏＣ）、劣化状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ：ＳｏＨ）、及び容量のうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。プロセシング部１１０は、複数のバッテリ部のそれぞれの状態情報及び／又は検出データをメモリに格納してもよい。

プロセシング部１１０は、複数のバッテリ部の状態情報に基づいて複数のバッテリ部のそれぞれに対応するコンバータの出力値を定義する。コンバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、絶縁コンバータであってもよい。また、コンバータは、一方向性コンバータ又は双方向性コンバータであってもよい。前述したコンバータの種類は、本発明の一実施形態に係る例示的な事項に過ぎず、コンバータの種類は前述した事項に限定されない。

プロセシング部１１０は、複数のバッテリ部のそれぞれの状態情報を用いて複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報を取得する。一例として、プロセシング部１１０は、複数のバッテリ部のそれぞれのＳｏＣに基づいて平均ＳｏＣ（ＳｏＣ_{ａｖｅｒａｇｅ}）を算出することができ、複数のバッテリ部のそれぞれのＳｏＣとＳｏＣ_{ａｖｅｒａｇｅ}との間の差を示す△ＳｏＣを算出することができる。例えば、プロセシング部１１０は、インデックスｎを有するバッテリ部の△ＳｏＣ_ｎを算出してもよい。

プロセシング部１１０は、低電圧負荷の必要電力（Ｐ_ＬＤＣ）を取得する。また、プロセシング部１１０は、低電圧負荷の平均必要電力（Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}）を算出してもよい。

プロセシング部１１０は、状態差情報が第１範囲に属するか否かを決定する。また、プロセシング部１１０は、決定した結果に基づいて、状態差情報及び／又は低電圧負荷の必要電力を用いてコンバータのそれぞれの出力値（Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}）を定義する。そのため、コンバータのそれぞれの出力値が互いに異なるように定義され得るため、電力が相対的に多く格納されたバッテリ部は、より多くの電力を低電力負荷に供給することができ、電力が相対的に少なく格納されたバッテリ部は、より少ない電力を低電力負荷に供給することができる。そのため、複数のバッテリ部の状態が均等になり得る。

本発明の一実施形態において、状態差情報が０．０１以下の場合、プロセシング部１１０は、Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}に基づいてＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}を決定してもよい。状態差情報が０．０１を超過する場合、プロセシング部１１０は、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}をＰ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}＋Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ} ^＊△ＳｏＣ_ｎと定義することができる。状態差情報△ＳＯＣ_ｎが０．０１以下の絶対値を有する場合、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}はＰ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}と同一であり、状態差情報△ＳＯＣ_ｎが０．０１超過する絶対値を有する場合、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}はＰ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}と△ＳＯＣ_ｎの関数である。図１Ｂを参照して具体的に説明する。しかし、前述の０．０１は、例示的な事項に過ぎず、他の値が用いられてもよい。

図１Ｂを参照すると、コンバータのそれぞれの出力値が示されている。

複数のバッテリ部のＳｏＣが実質的に同一の場合、コンバータのそれぞれの出力値は、実質的に同一であり得る。Ｐ_ＬＤＣ＝３０Ｗと仮定する。図１Ｂに示された例において、コンバータの数は３である。Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}＝３０／３＝１０Ｗである。図１Ｂの左側に示した例のように、△ＳｏＣ_ｎの絶対値が０．０１以下の場合、コンバータのそれぞれの出力値は、Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}と定義され得る。複数のコンバータのそれぞれは、１０Ｗを低電圧負荷に供給することができる。

時間が経過するにつれ、ＳｏＣ_１、ＳｏＣ_２、及びＳｏＣ_３の間の差が発生し得る。この場合、コンバータのそれぞれの出力値が実質的に同一に定義されれば、複数のバッテリ部のＳｏＣの不均等が継続する可能性がある。そのため、特定のバッテリ部は、過放電し、また損傷し得る。また、複数のバッテリ部のＳｏＣの不均等が保持された状態において複数のバッテリ部が充電される場合、特定のバッテリ部は、緩衝され得ず、複数のバッテリ部のエネルギー利用率が低下し得る。言い換えると、複数のバッテリ部のＳｏＣの不均等が保持された状態において複数のバッテリ部が充電及び放電される場合、複数のバッテリ部が損傷する可能性があり、寿命が短くなり得、エネルギー利用率が低下し得る。

本発明の一実施形態によれば、複数のバッテリ部のＳｏＣの不均等を補償するために、△ＳｏＣ_ｎの絶対値が０．０１以上の場合、コンバータのそれぞれの出力値は、Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}＋Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ} ^＊ΔＳｏＣｎと定義され得る。図１Ｂの右側に示された例の場合、コンバータのそれぞれの出力値は互いに異なるように定義され得る。

例えば、ＳｏＣ_１＝０．５３、ＳｏＣ_２＝０．７５、及びＳｏＣ_３＝０．４６と仮定しよう。

ＳｏＣ_{ａｖｅｒａｇｅ}＝（０．５３＋０．７５＋０．４６）／３＝０．５８である。

△ＳｏＣ_１＝−０．０５、△ＳｏＣ_２＝０．１７、及び△ＳｏＣ_３＝−０．１２になり、△ＳｏＣ_ｎの絶対値は０．０１以上である。この場合、プロセシング部１１０は、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}〜Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}を下記のように定義することができる。

Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}＝１０＋１０^＊（−０．０５）＝９．５Ｗ

Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿２}＝１０＋１０^＊（０．１７）＝１１．７Ｗ

Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}＝１０＋１０^＊（−０．１２）＝８．８Ｗ

ＳｏＣ_２に対応するバッテリ部＿２は、平均必要電力以上を低電圧負荷に供給することができ、ＳｏＣ_１に対応するバッテリ部＿１及びＳｏＣ_３に対応するバッテリ部＿３は、平均必要電力以下を低電圧負荷に供給することができる。そのため、ＳｏＣ_１、ＳｏＣ_２、及びＳｏＣ_３の不均等が補償され得る。したがって、複数のバッテリ部の充電及び放電サイクルが増加しても特定のバッテリ部が過放電されない場合がある。また、複数のバッテリ部のエネルギー利用率が増加し、複数のバッテリ部が長く用いられ得る。

Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}〜Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}のそれぞれが互いに異なる値を有するように定義されてもＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}〜Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}の合計は３０Ｗである。言い換えると、プロセシング部１１０は、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}〜Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}のそれぞれを互いに異なるように定義されるが、負荷の必要電力に満たされるようにＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}〜Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}のそれぞれを定義することができる。Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}〜Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}のそれぞれが互いに異なる値を有するように定義されても一定の電力が低電圧負荷に供給される。

△ＳｏＣ_１、△ＳｏＣ_２、及び△ＳｏＣ_３のうち１つ又は２つの絶対値が０．０１を超過しても、複数のコンバータのそれぞれの出力値は、Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}＋Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ} ^＊△ＳｏＣ_ｎと定義することができる。また、複数の△ＳｏＣ_ｎのうち少なくとも１つの絶対値が予め決定された値（例えば、０．０１）を超過する場合、複数のコンバータのそれぞれの出力値は、Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}＋Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ} ^＊△ＳｏＣ_ｎと定義することができる。

本発明の一実施形態において、プロセシング部１１０は、状態差情報が第１範囲に属さない場合、状態差情報が負数値を有するか否かを決定する。上述において説明した例において、△ＳｏＣ_１（−０．０５）及び△ＳｏＣ_３（−０．１２）は負数値を有する。プロセシング部１１０は、負数値を有する状態差情報を０に設定することができる。言い換えると、△ＳｏＣ_ｎ＜０の場合、プロセシング部１１０は、△ＳｏＣ_ｎを０に設定してもよく、設定に基づいてＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}を決定してもよい。上述にて説明した例において、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}及びＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}は、９．５Ｗ及び８．８Ｗではない１０Ｗと定義されてもよく、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿２}は、１１．７Ｗであってもよい。この場合、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}の合計は、３１．７Ｗであって、３０ＷのＰ_ＬＤＣを超過し得る。Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}の合計がＰ_ＬＤＣを超過する場合、超過する電力は、補助電力格納部に供給されて補助電力格納部が充電され得る。

また、プロセシング部１１０は、状態差情報が負数値を有する場合、負数値を有する状態差情報を０に設定せずに、負数値を有する状態差情報を有するバッテリ部を充電するためにバッテリ部と対応するコンバータを制御する制御信号を生成してもよい。△ＳｏＣ_ｎが負数値を有する場合、バッテリ部＿ｎに格納された電力が他のバッテリ部に格納された電力より小さい可能性が高いという意味であるため、プロセシング部１１０は、バッテリ部＿ｎを充電するための制御信号を生成してもよい。したがって、バッテリ部＿ｎは、充電され得、複数のバッテリ部のＳｏＣの不均等が補償され得る。

再度図１Ａを参照すると、信号生成部１２０は、複数のバッテリ部のそれぞれに対応するコンバータの出力値と対応する電力が低電力負荷に供給されるようにコンバータのそれぞれを制御する制御信号を生成する。一例として、信号生成部１２０は、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}に基づいて制御信号を生成してもよい。言い換えると、バッテリ制御装置１００は、コンバータのそれぞれの出力値を互いに異なるように定義してセルバランスを行うことができる。

バッテリ制御装置１００は、通信部（図示せず）をさらに含んでもよい。通信部は、信号生成部１２０が生成した制御信号を複数のバッテリ部のそれぞれに送信する。一例として、通信部は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式、１ｗｉｒｅ方式、又は２ｗｉｒｅ方式を介して制御信号を送信してもよい。前述した通信部の通信方式は例示的な事項に過ぎず、通信部の通信方式は上述した説明に制限されない。

図２は、本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールを説明するための図である。

図２を参照すると、一実施形態に係るバッテリモジュール２００、１つ又は複数のバッテリセル２１０、コンバータ２２０、コントローラ２３０、第１コネクタ２４０、及び第２コネクタ（２５０及び２５１）を含む。

バッテリセル２１０は電力を格納する。バッテリセル２１０が複数の場合、バッテリセル２１０は直列に接続され得る。

コンバータ２２０はバッテリセル２１０と電気的に接続される。コンバータ２２０は、バッテリセル２１０の出力電流、出力電圧、及び出力電力のうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせを制御することができる。

コンバータ２２０は、双方向コンバータであってもよい。この場合、バッテリモジュール２００は図３に示された構造を有する。図３に示された構造において、バッテリセル３１０は、双方向コンバータ３２０の動作によって充電される。

また、コンバータ２２０は絶縁コンバータであってもよい。絶縁コンバータは、例えば、フォワードコンバータを含んでもよい。フォワードコンバータを含むバッテリモジュールの構造は図４に示されている。図３のバッテリセルと違って、バッテリセル３１０は、フォワードコンバータ４２０の動作によって充電されない。図４を参照すると、コントローラ４１０は、外部コントローラから受信された制御信号に基づいてゲート駆動信号を生成することができ、コンバータ４２０にゲート駆動信号を伝達することができる。コンバータ４２０に含まれたスイッチは、ゲート駆動信号に基づいて動作することができる。ゲート駆動信号がスイッチに印加される場合、スイッチはオン状態になり、コンバータ４２０の１次巻線に電流が流れる。１次巻線に電流が流れれば、相互誘導によって２次巻線に誘導電流が流れる。２次巻線に流れる誘導電流に基づいてコンバータ４２０の出力値と対応する出力電流が出力され得る。

コントローラ２３０は、コンバータ２２０を制御して、第１コネクタ２４０に含まれた受信ポート２４２及び送信ポート２４３を介して外部コントローラと通信する。また、コントローラ２３０は、バッテリセル２１０の検出データを外部コントローラに送信することができる。

外部コントローラは、図１において記述したバッテリ制御装置と対応するため、外部コントローラの詳しい説明を省略する。

コントローラ２３０は、バッテリモジュール２００及び他のバッテリモジュールの状態情報に基づいて定義されたコンバータ２２０の出力値を外部コントローラから受信される。また、コントローラ２３０は、コンバータ２２０の出力値と対応する電力が負荷に供給されるようにコンバータ２２０を制御する。コントローラ２３０は、制御信号に基づいてコンバータ２２０を制御することができ、コンバータ２２０は、出力値と対応する電力が低電圧負荷に供給されるようにバッテリセル２１０を制御することができる。

コンバータ２２０の出力端は、第１コネクタ２４０に含まれた低電圧ポート（１２Ｖ_ＤＣポート）２４１及びグラウンドポート２４４と接続される。コンバータ２２０から出力された電力は低電圧負荷に供給されてもよい。低電圧負荷は、例えば、前記移動体の温度制御システム又は姿勢制御システムなど低電圧１２Ｖで動作できるシステムを含んでもよい。また、低電圧負荷は、補助電力格納部を含んでもよく、コンバータ２２０から出力された電力は、補助電力格納部に格納されてもよい。

バッテリモジュール２００の第２コネクタ（２５０及び２５１）は、他のバッテリモジュールの第２コネクタと接続される。バッテリモジュール２００及び他のバッテリモジュールは、直列に接続され得、外部コントローラの制御に基づいて高電圧負荷に電力を供給することができる。高電圧負荷は、例えば、前記移動体のモータ、インバータ、及び車載充電器のうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

図５は、本発明の一実施形態に係るバッテリパックを説明するためのブロック図である。図５を参照すると、本発明の一実施形態に係るバッテリパック５００は、複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）及びメインコントローラ５４０を含む。また、バッテリパック５００は、複数のバッテリモジュールのそれぞれと対応するコンバータ（図２を参照）を含む。

複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）のそれぞれは、１つ又は複数のバッテリセル及びサブコントローラを含んでもよい。

複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）のそれぞれと対応するコンバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、絶縁コンバータであってもよい。コンバータは、バッテリセルに格納された電力を低電圧負荷の動作電圧（例えば、１２Ｖ）に合うように変換する。コンバータは、バッテリモジュールの内部に位置したり、又はバッテリモジュールの外部に位置してもよい。

サブコントローラは、バッテリモジュールの検出データをメインコントローラ５４０に送信する。メインコントローラ５４０は、複数のバッテリモジュールの状態情報に基づいて複数のバッテリモジュールのそれぞれに対応するコンバータの出力値を定義する。上述において、状態差情報が第１範囲に属するか否かを確認してコンバータの出力値を定義することを説明したので、詳しい説明を省略する。以下においては、メインコントローラ５４０が他の情報を確認してコンバータの出力値を定義することを説明する。

メインコントローラ５４０は、ＳｏＣ_ｎが第２範囲以内にあるか決定してコンバータの出力値を定義してもよい。第２範囲は、ＳｏＣ_{ａｖｅｒａｇｅ} ^＊（１−ａ）以上及びＳｏＣ_{ａｖｅｒａｇｅ} ^＊（１＋ａ）以下であってもよい。ここで、ａは任意の定数であって、例えば、０．０１であってもよい。図１Ｂにおいて説明した例において、第２範囲は、０．５７（＝０．５８^＊０．９９）≦ＳｏＣ_ｎ≦０．５９（＝０．５８^＊１．０１）であり得る。また、メインコントローラ５４０は、ＳｏＣ_１〜ＳｏＣ_Ｎの中から最大値及び最小値を決定してもよく、最大値と最小値との間の差が予め決定した範囲以上であるか決定してコンバータの出力値を定義してもよい。ＳｏＣ_ｎが第２範囲に属さなかったり、又は最大値と最小値との間の差が予め決定した範囲以上である場合、メインコントローラ５４０は、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}をＰ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ}＋Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ} ^＊△ＳｏＣ_ｎと定義して複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）の状態情報の不均等を補償することができる。

バッテリモジュールのＳｏＣの代わりにバッテリモジュールの容量に基づいてコンバータの出力値が定義されてもよい。例えば、メインコントローラ５４０は、Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｎ−Ｃａｐａｃｉｔｙ_{ａｖｅｒａｇｅ}＝△Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｎを用いてもよく、△Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｎが０．０１より大きい場合、Ｐ_{ＬＤＣ＿ａｖｅｒａｇｅ} ^＊△Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｎに基づいてＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}を定義してもよい。また、メインコントローラ５４０は、△ＳｏＣ_ｎ及び△Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｎを基にＰ_{Ｔａｒｇｅｔ＿ｎ}を定義してもよい。上述したコンバータの出力値の定義は、例示的な事項に過ぎず、コンバータの出力値の定義は、上述した説明に制限されない。

メインコントローラ５４０は、出力値と対応する電力が負荷に供給されるようにコンバータのそれぞれを制御する制御信号を生成する。また、メインコントローラ５４０は、制御信号のそれぞれを複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）に送信することができる。複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）のそれぞれに含まれたサブコントローラは、制御信号に基づいてコンバータを制御することができる。サブコントローラは、定義された出力値に対応する電力が負荷に供給されるようにコンバータを制御することができる。

バッテリパック５００において、低電圧負荷５７０に電力を供給するバス５６０と高電圧負荷５８０に電力を供給するバス５５０が区分される。図５において、バス５５０は太い実線で表現し、バス５６０は点線で表現する。直列に接続された複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）は、バス５５０に接続される。複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）は、複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）のそれぞれに含まれたバッテリセルに格納された電力を変換（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）せずに、高電圧負荷５８０に電力を供給することができる。また、複数のバッテリモジュール（５１０〜５３０）は、対応するコンバータを介してバッテリセルに格納された電力を高電圧から低電圧にステップダウンすることができ、ステップダウンした電力を低電圧負荷５７０に供給することができる。

図１〜図４において記述された事項は、図５において記述された事項に適用することができるため、詳細な説明は省略する。図５において記述された事項は、図１〜図４において記述された事項に適用されてもよい。

図６は、本発明の一実施形態に係るバッテリパックを説明するための図である。図６を参照すると、本発明の一実施形態に係るバッテリパック６００は、複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）及びメインコントローラ６４０を含む。

複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれは、コンバータ（６１１、６２１、又は６３１）及びサブＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）／コントローラを含んでもよい。サブＢＭＳ／コントローラのそれぞれは、複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれの電圧、電流、温度、及びインピーダンスのうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせを管理することができる。コンバータ６１１、コンバータ６２１、及びコンバータ６３１は並列に接続され得る。

複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれは、図２において記述されたバッテリモジュールであってもよい。また、複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれは、図３又は図４において記述されたバッテリモジュールであってもよい。

前記メインコントローラ６４０は、メインＢＭＳ６４１を含んでもよく、前記メインＢＭＳ６４１は、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を含んでもよく、前記メインＢＭＳ６４１ＳＰＩを介してネットワークと接続されて複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれに含まれたサブＢＭＳ／サブコントローラと通信することができる。メインＢＭＳ６４１は、通信を介してコンバータ（６１１、６２１、及び６３１）を制御する制御信号を複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれに含まれたサブＢＭＳ／コントローラに送信してもよい。それぞれのサブＢＭＳ／コントローラは、制御信号に基づいてコンバータ（６１１、６２１、及び６３１）のそれぞれを制御してもよい。

メインコントローラ６４０は、ジャンクションボックス６５０と接続される。ジャンクションボックス６５０は、複数のバッテリモジュール（６１０〜６３０）のそれぞれが出力した低電圧電力及び高電圧電力をリレーすることができる。ジャンクションボックス６５０に含まれたリレー６５１は、低電圧電力を補助電力格納部及び低電圧負荷のうちいずれか１つ又は両方に伝達することができ、ジャンクションボックス６５０に含まれたヒューズボックス／リレー６５２は、メインリレー／電流センサ６４２から伝達された高電圧電力を高電圧負荷に伝達することができる。

図１〜図５において記述された事項は、図６に適用することができるため、詳細な説明は省略する。

図７は、本発明の一実施形態に係る電力供給を説明するための図である。図７を参照すると、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿１}はコンバータ７１１の出力電力を示し、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿２}はコンバータ７２１の出力電力を示し、Ｐ_{Ｔａｒｇｅｔ＿３}はコンバータ７３１の出力電力を示す。

複数のコンバータ（７１１、７２１、及び７３１）の出力値が互いに異なるように定義されてもよい。そのため、複数のコンバータ（７１１、７２１、及び７３１）から互いに異なる電力が出力され得る。この場合、複数のコンバータによって出力された電力の合計は、Ｐ_ＬＤＣと同一ではない場合がある。複数のコンバータによって出力された電力の合計がＰ_ＬＤＣより大きい場合、Ｐ_ＬＤＣを超過する電力は補助電力格納部を充電するのに用いられてもよい。複数のコンバータによって出力された電力の合計がＰ_ＬＤＣより小さい場合、複数のコンバータによって出力された電力の合計とＰ_ＬＤＣの間の差を補償するために、補助電力格納部が低電力負荷に電力を供給してもよい。

図８は、本発明の一実施形態に係るバッテリパックに含まれるコンバータパッケージを説明するための図である。

図６に示された例の場合、個別バッテリモジュールは、コンバータ及びサブＢＭＳ／サブコントローラを含む。図６に示された例とは違って、コンバータ及びサブＢＭＳ／サブコントローラがバッテリモジュールに含まれい場合がある。複数のコンバータ（８１０〜８３０）及び複数のサブＢＭＳ／サブコントローラは、単一パッケージで実現されてもよい。ここで、単一パッケージは、物理的装置であってもよい。単一パッケージの一例として、図８に示されたコンバータパッケージ８００がある。コントローラ８４０は、図６に示された複数のサブＢＭＳ／サブコントローラを１つの物理的装置で実現したものである。

コンバータパッケージ８００は、バッテリパック内において複数のバッテリモジュールと物理的に離れた場所に位置してもよい。

複数のコンバータ（８１０〜８３０）のそれぞれは、対応するバッテリモジュール又はバッテリセルと接続される。第１バッテリモジュールの出力端は入力_１（Ｉｎｐｕｔ_１）を介してコンバータ８１０と接続され、第２バッテリモジュールの出力端は入力_２（Ｉｎｐｕｔ_２）を介してコンバータ８２０と接続され、第Ｎバッテリモジュールの出力端は入力_Ｎ（Ｉｎｐｕｔ_Ｎ）を介してコンバータ８３０と接続される。

複数のコンバータ（８１０〜８３０）のそれぞれは、並列に接続され得、低電圧ポートを介して補助電力格納部８５０及び／又は低電圧負荷に電力を供給することができる。バッテリモジュールのグラウンド端、入力グラウンド端子（Ｇｎｄ_１）を介してコンバータ８３０と接続される。

図１〜図７において記述された事項は、図８において記述された事項に適用することができるため、詳細な説明は省略する。

図９は、本発明の一実施形態に係るバッテリ制御方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施形態に係るバッテリ制御方法は、バッテリ制御装置によって行うことができる。

図９を参照すると、バッテリ制御装置は、複数のバッテリ部の状態情報に基づいて複数のバッテリ部に各自対応する複数のコンバータの出力値のそれぞれを定義する（Ｓ９１０）。

バッテリ制御装置は、定義された出力値に対応する電力を供給するために複数のコンバータを制御する制御信号を生成する（Ｓ９２０）。

バッテリ制御装置は、制御信号を複数のコンバータに送信する（Ｓ９３０）。例えば、バッテリ制御装置は、複数のバッテリ部のそれぞれに含まれたコントローラに制御信号を送信してもよい。

図１〜図８において記述された事項は、図９において記述された事項に適用することができるため、詳細な説明は省略する。

図１０は、本発明の一実施形態に係るバッテリ状態情報を提供するためのユーザインターフェースを説明するための図である。図１０を参照すると、電気移動体１０１０は、バッテリシステム１０２０を含む。

バッテリシステム１０２０は、複数のバッテリ部１０３０及びバッテリ制御装置１０４０を含む。

複数のバッテリ部１０３０は、バッテリモジュール又はバッテリセルを含んでもよい。

複数のバッテリ部１０３０の間の性能偏差（例えば、電圧差又は容量差など）があるバッテリパックの充電／放電サイクルが繰り返されれば、過充電及び過放電が発生し得、過充電及び過放電によって複数のバッテリ部１０３０が劣化して、複数のバッテリ部１０３０の寿命が短くなり得る。

バッテリ制御装置１０４０は、複数のバッテリ部１０３０の電圧、電流、及び／又は温度などの情報に基づいて複数のバッテリ部１０３０が最適の状態において動作するようにすることができる。例えば、バッテリ制御装置１０４０は、複数のバッテリ部１０３０が最適温度で動作するようにしたり、又は複数のバッテリ部１０３０のＳｏＣを適切なレベルで保持するようにすることができる。

本発明一実施形態において、バッテリ制御装置１０４０は、複数のバッテリ部１０３０の状態情報が均等であるかを決定することができる。また、バッテリ制御装置１０４０は、複数のバッテリ部１０３０の状態情報が不均等である場合、不均等によって発生する状態差情報に対応する電力が生成されるようにすることができ、生成された電力が低電圧負荷の電力源として用いられるようにすることができる。不均等によって発生する状態差情報を用いることによって、複数のバッテリ部１０３０のバランスが効果的に行われ得、これによって、複数のバッテリ部１０３０の寿命が増える。

また、バッテリ制御装置１０４０は、バッテリシステム１０２０の安全運用のための情報を生成することができ、安全運用のための情報を端末に送信することができる。例えば、バッテリ制御装置１０４０は、複数のバッテリ部１０３０の劣化状態、性能情報、及び／又は交換時期などを端末１０５０に送信してもよい。

本発明の一実施形態において、バッテリ制御装置１０４０は、無線インターフェースを介して端末１０５０からトリガー信号を受信することができ、トリガー信号に基づいてバッテリ部１０３０の状態情報（例えば、劣化状態）を推定することができる。バッテリ制御装置１０４０は、状態情報を無線インターフェースを用いて端末１０５０に送信することができる。端末１０５０は、ユーザインターフェース１０６０を用いてバッテリ部１０１０の状態情報を表示してもよい。

図１〜図９において記述された事項は、図１０において記述された事項に適用することができるため、詳細な説明は省略する。

本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置を介して電気移動体（例えば、電気自動車）又はエネルギー格納システムに含まれた補助バッテリを充電するのに必要なＬＤＣ（Ｌｏｗ−ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ／ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が代替されてもよい。また、本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置を介して電気移動体などに含まれた１２Ｖ_ＤＣ電圧が必要な機器又はサブシステムに電力を供給するのに必要なＬＤＣが代替されてもよい。

図１Ａ〜図１０に関連する動作を行う図１Ａのバッテリ制御装置１００、プロセシング部１１０、及び信号生成部１２０、図２のコントローラ２３０、図３のコントローラ３３０、図４のコントローラ４１０、図５のメインコントローラ５４０、図６のメインＢＭＳ６４１及びサブＢＭＳ／サブコントローラ、図８のコントローラ８４０、図１０のバッテリ制御装置１０４０、端末１０５０、及びユーザインターフェース１０６０は、ハードウェア構成機器によって具現されてもよい。

また、本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置は、バッテリモジュールの間の容量及び／又はＳｏＣの差に対応する電力を制御することができ、バッテリ制御装置を含むバッテリパック又はバッテリモジュールは、小型化又は軽量化されてもよい。

本実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組合せて含む。記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。ハードウェア装置は、本発明の動作を実行するために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。

上述したように、実施形態が限定された図面によって説明されたが、当技術分野における通常の知識を有する者であれば、前記の記載に基づいて様々な技術的修正及び変形が適用可能である。一例として、説明された技術が説明された方法と異なる順序で行われたり、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態で結合又は組み合わせたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても適切な結果が達成され得る。

したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

１００、１０４０：バッテリ制御装置
１１０：プロセシング部
１２０：信号生成部
２００、５１０〜５３０、６１０〜６３０：バッテリモジュール
２１０、３１０：バッテリセル
２２０、３２０、４２０、６１１、６２１、６３１、７１１、７２１、７３１、８１０〜８３０：コンバータ
２３０、３３０、４１０、８４０：コントローラ
２４０：第１コネクタ
２４１：低電圧ポート
２４２：受信ポート
２４３：送信ポート
２４４：グラウンドポート
２５０、２５１：第２コネクタ
５００、６００：バッテリパック
５４０、６４０メインコントローラ
５５０、５６０：ライン
５７０：低電圧負荷
５８０：高電圧負荷
６４１：メインＢＭＳ
６４２：メインリレー／電流センサ
６５０：ジャンクションボックス
６５１：リレー
６５２：ヒューズボックス／リレー
８００：コンバータパッケージ
８５０：補助電力格納部
１０１０：電気移動体
１０２０：バッテリシステム
１０３０：バッテリ部
１０４０：バッテリ制御装置
１０５０：端末
１０６０：ユーザインターフェース

Claims (36)

1. 複数のバッテリ部のそれぞれの状態情報に基づいて前記複数のバッテリ部にそれぞれ対応する複数のコンバータの出力値のそれぞれを定義するプロセシング部と、
   前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記複数のコンバータを制御する制御信号を生成する信号生成部と、
   を含む、
   バッテリ制御装置。
2. 前記プロセシング部は、前記状態情報を用いて前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報を算出して、前記状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定する、請求項１に記載のバッテリ制御装置。
3. 前記プロセシング部は、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び前記負荷の必要電力のうちいずれか１つ又は両方用いて前記複数のコンバータの出力値を定義する、請求項２に記載のバッテリ制御装置。
4. 前記プロセシング部は、前記状態差情報が前記予め一定の範囲に属さない場合、前記状態差情報が負数値を有するか否かを決定し、
   前記信号生成部は、前記状態差情報が負数値を有する場合、負数値を有する状態差情報を有するバッテリ部を充電するために前記バッテリ部と対応するコンバータを制御する制御信号を生成する、
   請求項２に記載のバッテリ制御装置。
5. 前記出力値のそれぞれは、前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報の関数であり、
   前記状態差情報は、前記状態情報に基づいて算出される、請求項１に記載のバッテリ制御装置。
6. 前記制御信号を前記複数のバッテリに送信する通信部をさらに含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリ制御装置。
7. 前記出力値と対応する電力は、低電圧負荷及び高電圧負荷のうち低電圧負荷に供給される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のバッテリ制御装置。
8. バッテリモジュールであって、
   バッテリセルと、
   前記バッテリセルと接続されたコンバータと、
   前記バッテリモジュール及び他のバッテリモジュールの状態情報に基づいて定義された前記コンバータの出力値を外部コントローラから受信して、前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記コンバータを制御するコントローラと、
   を含む、
   バッテリモジュール。
9. 前記出力値は、前記状態情報が予め決定した範囲外にある場合、前記バッテリモジュールの状態差情報に基づいて定義され、又は
   前記出力値は、前記バッテリモジュールの状態差情報の関数であり、
   
   前記状態差情報は、前記バッテリモジュール及び前記他のバッテリモジュールの状態情報に基づいて算出される、請求項８に記載のバッテリモジュール。
10. 前記コンバータは、前記出力値に基づいて前記バッテリセルを制御する、請求項８又は９に記載のバッテリモジュール。
11. 前記コンバータの出力値と対応する電力は、低電圧負荷及び高電圧負荷のうち低電圧負荷に供給される、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のバッテリモジュール。
12. 前記バッテリモジュールは、前記他のバッテリモジュールと直列に接続される、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のバッテリモジュール。
13. 前記バッテリモジュールは、
    前記コンバータの出力端と接続する低電圧ポートを含む第１コネクタと、
    前記他のバッテリモジュールと接続する第２コネクタと、
    を含む、
    請求項８乃至１２のいずれか一項に記載のバッテリモジュール。
14. バッテリパックであって、
    複数のバッテリモジュールと、
    前記複数のバッテリモジュールにそれぞれ対応する複数のコンバータと、
    前記複数のバッテリモジュールの状態情報に基づいて前記複数のコンバータの出力値をそれぞれ定義して、前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記複数のコンバータを制御する制御信号を生成するメインコントローラと、
    を含む、
    バッテリパック。
15. 前記メインコントローラは、前記複数のバッテリモジュールの状態情報を用いて前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報を算出して、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定する、請求項１４に記載のバッテリパック。
16. 前記メインコントローラは、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び負荷の必要電力のうち少なくとも１つを用いて前記複数のコンバータのそれぞれの出力値を定義する、請求項１５に記載のバッテリパック。
17. 前記複数のバッテリモジュールのそれぞれは、前記出力値のそれぞれに対応する電力を負荷に供給するために前記コンバータを制御するサブコントローラを含む、
    請求項１４に記載のバッテリパック。
18. 前記出力値のそれぞれは、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報の関数であり、
    前記状態差情報は、前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態情報に基づいて算出する、請求項１４に記載のバッテリパック。
19. 前記複数のバッテリモジュールから出力された高電圧電力を高電圧負荷に供給する第１バスと、
    前記複数のバッテリモジュールから出力された低電圧電力を低電圧負荷に供給する第２バスと、
    をさらに含み、
    前記高電圧電力は、前記コンバータが変換しなかった電力であり、前記低電圧電力は、前記出力値に基づいて前記コンバータによって変換した電力である、
    請求項１４に記載のバッテリパック。
20. 前記コンバータのそれぞれは互いに並列に接続され、前記複数のバッテリモジュールは、直列に接続された、請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載のバッテリパック。
21. 複数のバッテリ部の状態情報に基づいて前記複数のバッテリ部にそれぞれ対応する複数のコンバータの出力値のそれぞれを定義するステップと、
    前記出力値と対応する電力を負荷に供給するために前記複数のコンバータを制御する制御信号を生成するステップと、
    を含む、
    バッテリ制御方法。
22. 前記出力値のそれぞれを定義するステップは、前記状態情報を用いて前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報を算出するステップと、
    前記状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定するステップと、
    を含む、請求項２１に記載のバッテリ制御方法。
23. 前記出力値のそれぞれを定義するステップは、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び前記負荷の必要電力のうちいずれか１つ又は両方を用いて前記複数のコンバータの出力値を定義するステップを含む、請求項２２に記載のバッテリ制御方法。
24. 前記出力値のそれぞれを定義するステップは、
    前記状態差情報が予め一定の範囲に属さない場合、前記状態差情報が負数値を有するかを決定するステップ
    を含み、
    前記制御信号を生成するステップは、
    前記状態差情報が負数値を有する場合、前記負数値を有する状態差情報を有するバッテリ部を充電するために前記バッテリ部と対応するコンバータを制御する制御信号を生成するステップ
    を含む、
    請求項２２に記載のバッテリ制御方法。
25. 前記出力値のそれぞれは、前記複数のバッテリ部のそれぞれの状態差情報の関数であり、
    前記状態差情報は、前記複数のバッテリの状態情報に基づいて算出される、請求項２１に記載のバッテリ制御方法。
26. 前記制御信号を前記複数のバッテリ部に送信するステップをさらに含む、請求項２１乃至２５のいずれか一項に記載のバッテリ制御方法。
27. 前記出力値と対応する電力は、低電圧負荷及び高電圧負荷のうち低電圧負荷に供給される、請求項２１乃至２６のいずれか一項に記載のバッテリ制御方法。
28. 複数のバッテリモジュール及び前記複数のバッテリモジュールに各自電気的に接続された複数のコンバータを含むバッテリパックと、
    前記複数のコンバータを介して前記バッテリパックに電気的に接続された低電力負荷と、
    前記複数のコンバータをバイパスして前記バッテリパックに電気的に接続された高電力負荷と、
    を含む、
    装置。
29. 前記複数のバッテリモジュールの状態情報を用いて前記複数のバッテリモジュールのそれぞれの状態差情報を取得し、前記状態差情報が予め一定の範囲に属するか否かを決定して、前記決定した結果に基づいて、前記状態差情報及び前記低電力負荷の必要電力のうち少なくとも１つを用いて前記複数のコンバータの出力値を定義するメインコントローラをさらに含む、請求項２８に記載の装置。
30. 前記メインコントローラは、
    前記出力値を前記複数のバッテリモジュールに送信し、
    前記複数のバッテリモジュールのそれぞれは、
    前記出力値のぞれぞれに対応する電力を前記低電力負荷に供給するために前記コンバータを制御するサブコントローラを含む、
    請求項２９に記載の装置。
31. 複数のバッテリと、
    複数のコンバータであって、前記複数のコンバータのそれぞれは、前記複数のバッテリのそれぞれに接続され、前記複数のバッテリのそれぞれから負荷に電力を供給する、複数のコンバータと、
    前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態を均等化する前記複数のコンバータの出力電力のそれぞれを定義するプロセッサであって、前記出力電力のそれぞれは、前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態に基づいて定義する、プロセッサと、
    負荷に前記出力電力のそれぞれを供給するために前記複数のコンバータを制御するための制御信号のそれぞれを生成する信号生成部と、
    を含む、バッテリ制御装置。
32. 前記プロセッサ及び前記信号生成部を含むメインコントローラと、
    複数のバッテリモジュールと、
    をさらに含み、
    前記複数のバッテリモジュールは、
    前記複数のバッテリのうち１つと、
    前記１つと接続されるコンバータと、
    サブコントローラと、
    をさらに含み、
    前記メインコントローラは、前記複数のバッテリモジュールに前記制御信号を送信し、
    前記サブコントローラは、前記メインコントローラから前記制御信号のうち１つを受信し、前記負荷に前記出力電力のうち１つを供給するために前記コンバータを制御する、請求項３１に記載のバッテリ制御装置。
33. 前記複数のバッテリモジュールは、前記複数のバッテリが互いに直列に接続され、前記複数のコンバータが互いに並列に接続されるように互いに接続される請求項３２に記載のバッテリ装置。
34. 前記プロセッサは、前記負荷の必要電力及び前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態に基づいて前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義する、請求項３１に記載のバッテリ制御装置。
35. 前記プロセッサは、前記負荷の必要電力を前記複数のバッテリの数に分けて平均電力を算出し、前記複数のバッテリの充電状態を平均化して平均充電状態を算出して、前記平均電力及び前記平均充電状態に基づいて前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義する、請求項３４に記載のバッテリ制御装置。
36. 前記プロセッサは、前記平均充電状態から前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態を減算して前記複数のバッテリのそれぞれの充電状態差情報を算出し、前記それぞれの充電状態差情報か予め一定の範囲内にあるか決定し、前記充電状態差情報が予め一定の範囲内にある場合、前記平均電力になるように前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義し、前記充電状態差情報のうち１つか予め一定の範囲外にある場合、前記平均電力と前記充電状態差情報を乗じた結果及び前記平均電力の合計になるように前記複数のコンバータのそれぞれの出力電力を定義する、請求項３５に記載のバッテリ制御装置。