JP2016214072A - 電気移動手段及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリーパックの接触不良が発生してもユーザーインターフェース部の電源が遮断されない電気移動手段及びその制御方法を提供する。【解決手段】バッテリーパック２１０と、バッテリーパック２１０に連結された駆動部２６０と、バッテリーパック２１０に連結されたユーザーインターフェース部２２０と、ユーザーインターフェース部２２０に連結された補助貯蔵部２３０と、補助貯蔵部２３０と駆動部２６０との間に連結されたスイッチング部２４０と、バッテリーパック２１０及びスイッチング２４０部を制御する制御部２５０と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、電気移動手段及びその制御方法に関し、より詳細には、バッテリーパックの接触不良の発生時にも電源の維持機能を持つ電気移動手段及びその制御方法に関する。
環境破壊、資源枯渇などが問題化されるにつれて、電力を貯蔵し、貯蔵された電力を效率的に活用することができるシステムについての関心が高まっている。また、これと共に、発展過程において公害を誘発しない新しいリサイクルエネルギーについての関心も高まっている。
一般に、充電・放電の可能な二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン、キャムコーダ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔａｓ）など、ポータブル電子機器と電気自転車、電気バイク、電気自動車などのような電気移動手段の開発のために活発な研究が進行している。
特に、このような二次電池は、ニッケル−カドミウム、鉛蓄電池、ニッケル−水素電池（ＮｉＭＨ：Ｎｉｃｋｅｌ Ｍｅｔａｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｂａｔｔｅｒｙ）、リチウム−イオン電池、リチウムポリマー電池、金属リチウム電池、空気亜鉛蓄電池などのような多様な種類が開発されている。 このような二次電池は、回路と結合されてバッテリーパックを構成し、バッテリーパックの外部端子を介して充電及び放電することができる。
特に、最近には、化石燃料の代わりに電気を動力として使用する電気移動手段についての関心が高まっている。この時、電気自転車、電気バイク、電気自動車などのような電気移動手段は、充電・放電の可能なバッテリーパック、前記バッテリーパックから電源の供給を受けて車輪を駆動させるモーターなどを含み得る。
この時、電気自転車を例として取り上げると、前記電気自転車は、バッテリーパックと前記バッテリーパックに連結された負荷部を含むことができる。
この時、前記負荷部は、駆動部、例えば、モーターを含むことができる。また、前記電気自転車は、前記バッテリーパックと負荷部とを制御する制御部をさらに含むことができ、前記バッテリーパックと連結されたユーザーインターフェース部を含むことができる。
前記ユーザーインターフェース部は、例えば、電子計器盤などでありえる。この時、前記ユーザーインターフェース部（計器盤）は、前記バッテリーパックから電圧の印加を受けて、前記印加を受けた電圧を利用してあらかじめ設定されたユーザーインターフェースをディスプレイすることができる。
一方、前記電気自転車のような電気移動手段の場合、バッテリーパックの接触不良が発生して前記バッテリーパックと負荷部（または駆動部）及び／またはユーザーインターフェース部の間の連結が切れることがあり得る。
例えば、電気自転車の走行中に凸凹のような路面によって電気自転車に衝撃が発生する場合に、前記バッテリーパックの接触不良が発生し得る。すなわち、前記バッテリーパックが電気自転車から分離されることがあり得る。
この場合、電気自転車のバッテリーパックが負荷部に供給していた電源供給が中断されうる。また、これと同時に、前記電気自転車の計器盤のようなユーザーインターフェース部にもバッテリーパックからの電源供給が中断されうる。
このように電気移動手段のバッテリーパックの接触不良が発生した場合、モーターのような駆動部の場合には、電源供給が中断されても加速ペダル（アクセル）または自転車のペダルのような駆動手段を利用して駆動することができる。そして、バッテリーパックの接触不良が解消した後には、前記駆動部に電源供給を再び行うことができる。
しかしながら、ユーザーインターフェース部の場合には、電源の供給が一度中断されると、バッテリーパックの接触不良が解消された後にユーザーが再び電源スイッチを押す前まで電源が供給されない。
すなわち、計器盤のようなユーザーインターフェース部の場合には、電源の供給が遮断されて消えた場合に、バッテリーパックから電源の供給が再び行われてもユーザーがスイッチを手で直接押して電源をつけなければ再び使用できなくなる。
韓国公開特許 2004-0039623 号 韓国公開特許 2013-0032504 号
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、バッテリーパックの接触不良が発生してもユーザーインターフェース部の電源が遮断されない電気移動手段及びその制御方法を提供することである。
ちなみに、本発明が成そうとする技術的課題等は、上述した技術的課題等に制限されず、言及しなかったまた他の技術的課題等は、下記の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
上記目的を果たすために本発明の一実施例による電気移動手段は、バッテリーパックと、前記バッテリーパックに連結された駆動部と、前記バッテリーパックに連結されたユーザーインターフェース部と、前記ユーザーインターフェース部に連結された補助貯蔵部と、前記補助貯蔵部と前記駆動部との間に連結されたスイッチング部と、前記バッテリーパック及び前記スイッチング部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記バッテリーパックの接触不良が発生した場合、前記スイッチング部をオフにするように制御することができる。
また、前記制御部は、前記バッテリーパックの接触不良の発生か否かを第１時点における前記バッテリーパックの＋端子及び−端子の間の電圧及び第２時点における前記バッテリーパックの＋端子及び−端子の間の電圧の差があらかじめ設定された第１大きさ以上であるか否かによって判断することができる。
また、前記制御部は、前記バッテリーパックの接触不良が解除された場合、前記スイッチング部をオンにするように制御することができる。
また、前記制御部は、前記バッテリーパックの接触不良の解除か否かを第３時点における前記バッテリーパックの＋端子と−端子との間の電圧及び第４時点における前記バッテリーパックの＋端子と−端子との間の電圧の差があらかじめ設定された第２大きさ以上であるか否かによって判断することができる。
また、前記制御部及び前記スイッチング部は、前記バッテリーパックの接触不良が発生した場合、前記補助貯蔵部から電源の供給を受けることができる。
また、前記補助貯蔵部は、キャパシタであり得る。
また、前記ユーザーインターフェース部は、電子計器盤であり得る。
また、前記電気移動手段は、電気自転車、電気バイク及び電気自動車のうちいずれか一つであり得る。
また、前記バッテリーパックの接触不良が発生しなかった場合に前記補助貯蔵部は、前記駆動部のノイズを除去することができる。
さらに、上記目的を果たすために本発明の一実施例による電気移動手段の制御方法は、バッテリーパックの接触不良が発生したか否かを判断する段階と、前記バッテリーパックの接触不良が発生した場合、補助貯蔵部と駆動部とを連結するスイッチをオフにする段階と、前記バッテリーパックの接触不良が解除されたか否かを判断する段階と、前記バッテリーパックの接触不良が解除された場合、前記スイッチをオンにする段階と、を含むことができる。
以上のように本発明の一実施例よれば、バッテリーパックの接触不良が発生してもユーザーインターフェース部の電源が遮断されない電気移動手段及びその制御方法を提供することができる。
また、本発明から得られる效果は、上述した效果に制限されず、言及しなかったまた他の效果等は、下記記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
電気移動手段のブロック構成図の一例である。 本発明の一実施例による電気移動手段のブロック構成図の一例である。 本発明の一実施例による電気移動手段の概略構成図である。 本発明の一実施例による電気移動手段の制御方法のフローチャートの一例である。
以下、本明細書の実施例を添付された図面を参照して詳細に説明する。
実施例を説明するにおいて、本明細書の実施例の属する技術分野においてよく知られており、本明細書の実施例と直接的に係わりのない技術内容については説明を略する。これは不要な説明を略することで本明細書の実施例の要旨をより明確に伝達するためである。
本明細書において、ある構成要素が他の構成要素に「連結されている」とか、「接続されている」と言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることを意味することもでき、中間に他の構成要素が存在することを意味することもできる。同時に、本明細書において、特定構成を「含む」と記述する内容は、該構成以外の構成を排除するものではなく、追加的な構成が本発明の実施または本発明の技術的思想の範囲に含まれることを意味する。
また、第１、第２等の用語は多様な構成を説明するために使用されうるが、前記構成等は前記用語によって限定されない。前記用語は、一つの構成を他の構成から区別する目的として使用される。例えば、本発明の権利範囲を脱しない範囲で第１構成は第２構成に使用することができ、類似に第２構成も第１構成に使用することができる。
そして、本発明の実施例に示される構成部等は、互いに異なる特徴的な機能を示すために独立的に図示されるもので、各構成部等が分離されたハードウェアや一つのソフトウェア構成単位からなることを意味しない。すなわち、各構成部は、説明の便宜上それぞれの構成部として並べて含むものことであり、各構成部のうち少なくとも二つの構成部が一つの構成部を成すか、一つの構成部が複数個の構成部に分けられて機能を遂行することができる。各構成部の統合された実施例及び分離された実施例も本発明の本質から脱しない限り本発明の権利範囲に含まれる。
また、一部の構成要素は、本発明で本質的な機能を遂行する必須構成要素ではなく、単に性能を向上するための選択的構成要素であり得る。
本発明は、単に性能向上のために使用される構成要素を除いた本発明の本質を具現するのに必須的な構成部のみを含んで具現することができ、単に性能向上のために使用される選択的構成要素を除いた必須構成要素のみを含む構造も本発明の権利範囲に含まれる。
下記において本明細書の実施例を説明するにあたり、関連公知機能または構成についての具体的な説明が本明細書の実施例の要旨を不要に曇らせることがあると判断される場合には、その詳細な説明を略する。
以下添付された図面を参照して本明細書の実施例について説明する。そして後述される用語等は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これはユーザー、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。そのため、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて決められるべきであろう。
図１は、電気移動手段のブロック構成図の一例である。
図１を参照すれば、電気移動手段は、充電・放電の可能なバッテリーパック１１０、前記バッテリーパック１１０から電源の供給を受けて駆動される負荷部１６０、前記バッテリーパック１１０から電源の供給を受けて駆動されるユーザーインターフェース部１２０、及び前記電気移動手段の全般的な動作を制御する制御部１５０を含むことができる。
この時、前記負荷部１６０は駆動部、例えば、モーターを含むことができる。以下では負荷部という用語及び駆動部という用語は説明の便宜のために混用して使用することができる。
また、前記ユーザーインターフェース部１２０は、電子計器盤などを含むことができる。そして、前記電子計器盤１２０はあらかじめ設定された情報をユーザーの入力またはあらかじめ設定された条件にしたがってディスプレイ部にディスプレイすることができる。実施例したがって前記ユーザーインターフェース部１２０は、人間−機械接続装置（ＨＭＩ：Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であり得る。
前記負荷部１６０と前記ユーザーインターフェース部１２０は、バッテリーパック１１０から電源の供給を受けて、あらかじめ設定された条件にしたがって動作することができる。例えば、負荷部１６０は、入力を受けた電源によってモーターを駆動して所定の速力で電気移動手段を駆動させることができる。
そして、ユーザーインターフェース部１２０は、バッテリーパック１１０から入力を受けた電源を利用してディスプレイ部に所定の情報をディスプレイすることができる。また、例えば、ユーザーはユーザーインターフェース部１２０の入力部を介して電気移動手段の動作を設定するか、またはディスプレイ部にディスプレイされる情報を設定することもできる。
そして、制御部１５０は、前記電気移動手段の全般的な動作を制御することができる。例えば、制御部１５０は、電気移動手段の速力に伴う駆動部１６０の必要電圧を計算することができる。そして、制御部１５０は、計算された駆動部１６０の必要電圧に応じて駆動部１６０に前記必要電圧が供給されるように前記バッテリーパック１１０を制御することができる。
一方、実施例による前記電気移動手段は、センサー部１７０をさらに含むことができる。
前記センサー部１７０は、電気移動手段の各種動作及び条件をセンシングし、前記センシングされた情報を制御部１５０に伝送することができる。
そして制御部１５０は、受信したセンシング情報を利用して前記電気移動手段を制御することができる。例えば、センサー部１７０は、電気移動手段が現在移動している所の傾斜角についての情報をセンシングし、その情報を制御部１５０に伝送することができる。そして制御部１５０は、傾斜角情報を受信して傾斜度が高い場合、駆動部１６０にさらに高い電圧が印加されるようにバッテリーパック１１０を制御することができる。
実施例よって、前記制御部１５０は、電気移動手段の全般的な動作を制御するので、モーター制御部などに呼称することもできる。また、実施例によって前記制御部１５０は、電界效果トランジスター（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ゲートドライバー１５５を含むことができる。
バッテリーパック１１０は、バッテリーセル１１１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ；１１３）、マイクロ制御部（Ｍｉｃｏｍ；１１５）及びバッテリーパックスイッチ１１８、１１９を含むことができる。
バッテリーセル１１１は、一つまたは二つ以上のバッテリーセルを含むことができ、充電可能な多様な二次電池が使用されうる。例えば、バッテリーセルに使用される二次電池は、ニッケル-カドミウム電池、鉛蓄電池、ニッケル-水素電池（ＮｉＭＨ：Ｎｉｃｋｅｌ Ｍｅｔａｌ Ｈｙｂｒｉｄｅ Ｂａｔｔｅｒｙ）、リチウム-イオン電池、リチウムポリマー電池などであり得るが、これに限定されるものではない。
ＡＦＥ１１３は、バッテリーセル１１１に連結されて、バッテリーセル１１１の充電及び放電のための制御を遂行することができる。
ＡＦＥ１１３は、バッテリーパック１１０内部の電流の流れ状態のようなバッテリーセル１１１の充電・放電状態、電圧、電流、温度、残余電力量、寿命、充電状態などをモニタリングすることができる。
そして、ＡＦＥ１１３はバッテリーセル１１１の状態を感知したデータをマイクロ制御部１１５に伝送することができる。
前記感知データは、温度データ、電圧データ、電流データなどでありえるが、これに限定するものではない。
一方、ＡＦＥ１１３は、バッテリーセル１１１の電圧を使用して動作することができる。そして、ＡＦＥ１１３はマイクロ制御部１１５から命令信号を受信して、受信した命令信号に応じて充電制御信号または放電制御信号を生成し、バッテリーパックスイッチ１１８、１１９のオン／オフ状態を制御することができる。
実施例よって、ＡＦＥ１１３は複数のＡＦＥ１１３が互いに直列に連結されて構成することもでき、ＡＦＥ１１３が単一ＩＣで構成することも可能である。
マイクロ制御部１１５は、バッテリーパック１１０の全般的な動作を制御することができる。例えばマイクロ制御部１１５は、ＡＦＥ１１３の動作を制御し、ＡＦＥ１１３からモニタリングデータを収集することができる。
そしてマイクロ制御部１１５は、それに連結された他の構成要素を制御することができる。例えば、バッテリーセル１１１の各セルの電圧に偏差が発生した場合、マイクロ制御部１１５は各セルの電圧が一定になるようにＡＦＥ１１３でセルバランシング動作を制御できるようにすることができる。
また、例えば、バッテリーセル１１１が過充電または過放電状態の場合、マイクロ制御部１１５は、バッテリーセル１１１の充電または放電動作が中止されるように制御することができる。
充電スイッチ１１９及び放電スイッチ１１８は、バッテリーセル１１１と外部端子Ｐ＋との間の大電流経路（Ｈｉｇｈ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｓｔｈ）に直列に形成されており、充電電流及び放電電流の流れを制御するスイッチである。
充電スイッチ１１９は、充電電流を遮断し、放電スイッチ１１８は放電電流を遮断することができる。このような充電スイッチ１１９及び放電スイッチ１１８それぞれは、電界效果トランジスターを含んで構成することができ、それぞれのスイッチは上述したようにマイクロ制御部１１５によって制御することができる。
また、各スイッチは、寄生ダイオードをさらに含むことができる。下記では、説明の便宜のために前記充電スイッチ１１９は、Ｃ-ＦＥＴ（Ｃｈａｒｇｅ ＦＥＴ）、放電スイッチ１１８は、Ｄ-ＦＥＴ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ＦＥＴ）に指称することができる。
一方、バッテリーパック１１０の端子部Ｐは、バッテリーセル１１１を充電する充電器または外部器機と連結することができる。ここで、外部器機とは、バッテリーセル１１１に貯蔵された電気エネルギーを消費する負荷を意味し、本発明の一実施例による電気移動手段の場合には、駆動部１６０が外部器機になり得る。
端子部Ｐは、陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−とを具備する。端子部Ｐに充電器が連結されると、充電が行われることができる。充電の間、陽極端子Ｐ＋を介して電流が流入され、陰極端子Ｐ−を介して電流が出てゆく。そして、端子部Ｐに外部器機が連結されると、放電を行うことができる。放電の間、陽極端子Ｐ＋を介して電流が出て行き、陰極端子Ｐ-を介して電流を流入することができる。
また、前記バッテリーパック１１０は、図１に示されたように分類機（Ｓｈｕｎｔ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ；１１７）のような構成要素をさらに含むことができる。
一方、前記電気移動手段はノイズ除去部１３０をさらに含むことができる。
前記ノイズ除去部１３０は、バッテリーパック１１０、負荷部１６０とそれぞれ並列に連結されることができる。すなわち、前記ノイズ除去部１３０は、バッテリーパック１１０の端子部Ｐの陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間に連結することができる。
ノイズ除去部１３０は、駆動部１６０のモーターから発生するノイズを除去するもので、大容量キャパシタを通じて具現することができる。このため、以下では説明の便宜のためにノイズ除去部１３０は、ノイズ除去用キャパシタと混用して使用することができる。
そして、電気移動手段は、電気自転車、電気バイク及び電気自動車のうちいずれか一つであり得る。
このような場合に、電気移動手段でバッテリーパック１１０の接触不良が発生してバッテリーパック１１０と負荷部１６０及び／またはユーザーインターフェース部１２０との間の連結が切れることがある。例えば、電気移動手段の走行中に平坦でない路面などによって電気移動手段に衝撃が発生する場合に、バッテリーパック１１０の接触不良が発生し得る。すなわち、前記バッテリーパック１１０が電気移動手段から分離することができる。この場合、電気移動手段のバッテリーパック１１０が負荷部１６０及びユーザーインターフェース部１２０に供給していた電源供給が中断されうる。
このように電気移動手段のバッテリーパック１１０の接触不良が発生した場合、モーターのような駆動部１６０の場合には電源供給が中断されても加速ペダル（アクセル）または自転車のペダルのような駆動手段を利用して駆動することができる。
そして、バッテリーパック１１０の接触不良が解消された後には、前記駆動部１６０に電源供給が再び行われることができる。
しかし、ユーザーインターフェース部１２０の場合には、電源供給が一度中断されると、バッテリーパック１１０の接触不良が解消された後にユーザーが再度電源スイッチを押す前まで電源が供給されない。すなわち、計器盤のようなユーザーインターフェース部１２０の場合には電源供給が遮断されて消えた場合に、バッテリーパック１１０から再度電源が供給されてもユーザーがスイッチを手で直接押して電源をつけなければ再び使用することができなくなる。
図２は、本発明の一実施例による電気移動手段のブロック構成図の一例である。
図２を参照すれば、本発明の一実施例による電気移動手段は、充電・放電の可能なバッテリーパック２１０、前記バッテリーパック２１０から電源の供給を受けて駆動される負荷部２６０、前記バッテリーパック２１０から電源の供給を受けて駆動されるユーザーインターフェース部２２０、前記ユーザーインターフェース部２２０に連結された補助貯蔵部２３０、前記補助貯蔵部２３０と前記駆動部２６０との間に連結されたスイッチング部２４０、及び前記電気移動手段の全般的な動作を制御する制御部２５０を含むことができる。そして、電気移動手段は電気自転車、電気バイク及び電気自動車のうちいずれか一つであり得る。
以下、本発明の一実施例による電気移動手段について調べて見る。この時、上記図１で説明した電気移動手段の構成要素等についての説明は別途の言及がなくとも矛盾する内容ではないかぎり、図２で例示された本発明の一実施例による電気移動手段に適用することができる。
負荷部２６０は駆動部、例えばモーターを含むことができる。また、前記ユーザーインターフェース部２２０は、電子計器盤などを含むことができる。そして、前記電子計器盤２２０は、あらかじめ設定された情報をユーザーの入力またはあらかじめ設定された条件にしたがってディスプレイ部にディスプレイすることができる。実施例したがって前記ユーザーインターフェース部２２０はＨＭＩであり得る。
前記負荷部２６０及び前記ユーザーインターフェース部２２０は、バッテリーパック２１０の接触不良が発生していない場合、バッテリーパック２１０から電源の供給を受けて、あらかじめ設定された条件にしたがって動作することができる。
例えば、負荷部２６０は入力を受けた電源にしたがってモーターを駆動し、所定の速力で電気移動手段を駆動させることができる。そしてユーザーインターフェース部２２０は、バッテリーパック２１０から入力を受けた電源を利用してディスプレイ部に所定の情報をディスプレイすることができる。
また、例えば、ユーザーはユーザーインターフェース部２２０の入力部を介して電気移動手段の動作を設定するか、またはディスプレイ部にディスプレイされる情報を設定することも可能である。
そして、制御部２５０は、前記電気移動手段の全般的な動作を制御することができる。例えば、制御部２５０は、電気移動手段の速力による駆動部２６０の必要電圧を計算することができる。
そして、制御部２５０は、計算された駆動部２６０の必要電圧に応じて駆動部２６０に前記必要電圧が供給されるように前記バッテリーパック２１０を制御することができる。これについての具体的な説明は後述する。
一方、前記電気移動手段は、センサー部２７０をさらに含むことができる。また、前記制御部２５０は、電界效果トランジスター（ＦＥＴ；Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ゲートドライバー２５５を含むことができる。
一方、バッテリーパック２１０は、バッテリーセル２１１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ:Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ；２１３）、マイクロ制御部（Ｍｉｃｏｍ；２１５）及びバッテリーパックスイッチ２１８、２１９を含むことができる。
バッテリーセル２１１は、一つまたは二つ以上のバッテリーセルを含むことができ、充電可能な多様な二次電池を使用することができる。そして、ＡＦＥ２１３は、バッテリーセル２１１に連結されて、バッテリーセル２１１の充電及び放電のための制御を遂行することができる。
ＡＦＥ２１３は、バッテリーパック２１０内部の電流流れの状態のようなバッテリーセル２１１の充電・放電状態、電圧、電流、温度、残余電力量、寿命、充電状態などをモニタリングすることができる。
そしてＡＦＥ２１３は、バッテリーセル２１１の状態を感知したデータをマイクロ制御部２１５に伝送することができる。
そしてＡＦＥ２１３は、マイクロ制御部２１５から命令信号を受信し、受信した命令信号に応じて充電制御信号または放電制御信号を生成してバッテリーパックスイッチ２１８、２１９のオン／オフ状態を制御することができる。
マイクロ制御部２１５は、バッテリーパック２１０の全般的な動作を制御することができる。例えば、マイクロ制御部２１５は、ＡＦＥ２１３の動作を制御し、ＡＦＥ２１３からモニタリングデータを収集することができる。そしてマイクロ制御部２１５は、それに連結された他の構成要素を制御することができる。
充電スイッチ２１９及び放電スイッチ２１８は、バッテリーセル２１１と外部端子Ｐ＋との間の大電流経路に直列に形成されて、充電電流及び放電電流の流れを制御するスイッチである。
充電スイッチ２１９は充電電流を遮断し、放電スイッチ２１８は放電電流を遮断することができる。このような充電スイッチ２１９及び放電スイッチ２１８それぞれは電界效果トランジスターＦＥＴを含んで構成することができ、それぞれのスイッチは、上述したようにマイクロ制御部２１５によって制御することができる。
一方、バッテリーパック２１０の端子部Ｐは、バッテリーセル２１１を充電する充電器または外部器機に連結することができる。ここで、外部器機とは、上記図１に係わる部分で説明したように、バッテリーセル２１１に貯蔵された電気エネルギーを消費する負荷を意味し、本発明の一実施例による電気移動手段の場合には、駆動部２６０が外部器機になり得る。
端子部Ｐは、陽極端子Ｐ＋及び陰極端子Ｐ-を具備する。端子部Ｐに充電器が連結されると、充電が行うことができる。そして、端子部Ｐに外部器機が連結されると、放電が行うことができる。
前記バッテリーパック２１０は、図２に示されたように分類機２１７のような構成要素をさらに含むことができる。
一方、本発明の一実施例による電気移動手段は、補助貯蔵部２３０をさらに含むことができる。
前記補助貯蔵部２３０は、電気移動手段のバッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合に前記ユーザーインターフェース部２２０に補助電圧を供給する役目を遂行することができる。
例えば、電気移動手段が衝撃などによってバッテリーパック２１０が分離されるなどの接触不良が発生しえる。この時、制御部２５０は、前記バッテリーパック２１０の接触不良が発生したか否かを判断することができる。
そして、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合、制御部２５０は補助貯蔵部２３０が前記ユーザーインターフェース部２２０に補助電圧を供給するように補助貯蔵部２３０を制御することができる。この時、制御部２５０はバッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合に補助貯蔵部２３０にユーザーインターフェース部２１０に補助電圧を供給せよと指示する情報を含むメッセージまたは信号を伝送することができる。
一方、この時、制御部２５０はバッテリーパック電圧モニター部２５０を含むことができる。すなわち、制御部２５０はバッテリーパック２１０の電圧を測定してバッテリーパック２１０の陽極端子Ｐ＋及び／または陰極端子Ｐ−の接触不良が発生したか否かを判断することができる。
また、バッテリーパック電圧モニター部２５０は、バッテリーパック２１０の陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間の電圧を周期的にまたはあらかじめ設定された条件を満足する場合にモニタリングすることができる。
そして、バッテリーパック２１０の陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間の電圧が、第１時点と第２時点においての差があらかじめ設定された第１大きさΔＶ１以上の場合、バッテリーパック電圧モニター部２５０は、前記バッテリーパック２１０の接触不良が発生したものと判断することができる。
例えば、バッテリーパック２１０の電圧が第１時点に１５Ｖであったが、電圧降下が発生して第２時点にバッテリーパック２１０の端子部Ｐで電圧が０Ｖに下がって電圧差が１５Ｖになった場合、バッテリーパック電圧モニター部２５０は、前記バッテリーパック２１０の接触不良が発生したものと判断することができる。
一方、前記制御部２５０は、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合に、補助貯蔵部２３０が充電電圧をユーザーインターフェース部２２０にのみ提供するようにスイッチング部２４０を制御することができる。
すなわち、本発明の一実施例による電気移動手段の補助貯蔵部２３０は、ユーザーインターフェース部２２０に連結されることができる。そして、前記補助貯蔵部２３０と負荷部２６０との間には、スイッチング部２４０が位置することができる。この時、バッテリーパック２１０の接触不良が発生したものと制御部２５０が判断した場合、制御部２５０は、補助貯蔵部２３０と負荷部２６０との間のスイッチング部２４０をオフにして前記補助貯蔵部２３０の電圧が負荷部２６０に流れ込むことを防止することができる。
これは、上述したように負荷部（駆動部）２６０の場合には、電源供給が中断されても加速ペダルまたは自転車のペダルのような駆動手段を利用して駆動することができる反面、ユーザーインターフェース部２２０の場合には、電源供給が一度中断されると、バッテリーパック２１０の接触不良が解消された後にユーザーが再び電源スイッチを押す前まで電源が供給されないからである。
すなわち、ユーザーインターフェース部２２０が駆動部２６０に比べてバッテリーパック２１０から電源の供給が遮断された場合にも補助電圧の供給によって電源を維持する必要性がさらに大きいからである。
一方、前記スイッチング部２４０は、Ｄ-ＦＥＴを含んで構成されることができ、実施例にしたがって寄生ダイオードをさらに含むこともできる。
前記補助貯蔵部２３０は、バッテリーパック２１０に並列に連結されて、バッテリーパック２１０から電圧を受信して貯蔵することができる。そして補助貯蔵部２３０は、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合にも貯蔵している電圧を利用して前記ユーザーインターフェース部２２０に電源を供給することができる。
また、前記補助貯蔵部２３０は、バッテリーパック２１０の接触不良が発生していない場合にノイズ除去部であり得る。すなわち、補助貯蔵部２３０は、バッテリーパック２１０、負荷部２６０とそれぞれ並列に連結することができる。すなわち、前記補助貯蔵部２３０は、バッテリーパック２１０の端子部Ｐの陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間に連結することができる。この時、補助貯蔵部２３０は、駆動部２６０のモーターから発生するノイズを除去するために（大容量）キャパシタを通じて具現することができる。
このため、補助貯蔵部２３０は、バッテリーパック２１０の接触不良が発生していない場合には、ノイズ除去部として動作するが、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合には、ユーザーインターフェース部２２０への補助電源として動作することができる。このために、本発明の一実施例による電気移動手段は、補助貯蔵部２３０と駆動部２６０との間にスイッチング部２４０をさらに含み、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合、前記スイッチング部２４０をオフにして、補助貯蔵部２３０がユーザーインターフェース部２２０の補助電源として動作できるようにすることができる。
また、制御部２５０は、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した以後に、バッテリーパック２１０の接触不良が解除されたか否かを判断することができる。例えば、バッテリーパック２１０が衝撃などによって分離された後、ユーザーが再びバッテリーパック２１０を電気移動手段に接触させるなどによってバッテリーパック２１０の接触不良を解消することができる。
この時、制御部２５０は、バッテリーパック２１０の接触不良が解消されたものと判断された場合に、補助貯蔵部２３０がユーザーインターフェース部２２０に電源を供給することを遮断し、バッテリーパック２１０によって電源が供給されるように制御することができる。
例えば、制御部２５０は、バッテリーパック２１０の電圧を測定してバッテリーパック２１０の陽極端子Ｐ＋及び／または陰極端子Ｐ−の接触不良が解消されたかどうかを判断することができる。
また、バッテリーパック電圧モニター部２５０は、バッテリーパック２１０の陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間の電圧を周期的にまたはあらかじめ設定された条件を満足する場合にモニタリングすることができる。
そして、バッテリーパック２１０の陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間の電圧が第３時点と第４時点とで、差があらかじめ設定された第２大きさΔＶ２以上の場合、バッテリーパック電圧モニター部２５０は前記バッテリーパック２１０の接触不良が発生したものと判断することができる。
例えば、バッテリーパック２１０の電圧が第３時点に０Ｖであったが、電圧の上昇が発生して第４時点でバッテリーパック２１０の端子部Ｐで電圧が１５Ｖに上昇して電圧差が１５Ｖになった場合、バッテリーパック電圧モニター部２５０は前記バッテリーパック２１０の接触不良が解消されたものと判断することができる。この時、前記バッテリーパック２１０の接触不良が発生したものと判断するための電圧差の第１大きさΔＶ１と、前記バッテリーパック２１０の接触不良が解除されたものと判断するための電圧差の第２大きさΔＶ２は、互いに同一であり得るが、互いに異なる場合もあり得る。
例えば、バッテリーパック２１０の接触不良が発生したものと判断する基準をもう少し低くするために第１大きさΔＶ１が第２大きさΔＶ２よりも大きくすることができ、その反対の場合も可能であることは勿論である。
一方、バッテリーパック２１０の接触不良が解消されたものと判断された場合、制御部２５０は、補助貯蔵部２３０がユーザーインターフェース部２２０のみに電圧を提供するようにしたことを解除するためにスイッチング部２４０を制御することができる。
すなわち、制御部２５０は補助貯蔵部２３０と駆動部２６０との間のスイッチング部２４０をオンにすることができる。この場合、補助貯蔵部２３０は上述したようにバッテリーパック２１０、及び駆動部２６０にそれぞれ並列に連結されてノイズ除去部として動作することができる。
一方、バッテリーパック２１０の接触不良が発生した場合にも動作ができるように前記制御部２５０は、補助貯蔵部２３０に貯蔵された電圧によって駆動することができる。
また、制御部２５０は図示されたように、バッテリーパック電圧モニター部２５０と電気移動手段の全般的な動作を制御するモーター制御部２５３、そしてＦＥＴゲートドライバー２５５をさらに含むことができる。図示された例では三つの制御部が図示されているが、これに限定されるものではなく、一つの制御部が上述した三つの制御部の動作をすべて遂行することもできることは勿論である。
図３は、本発明の一実施例による電気移動手段の概略構成図である。
図３を参照すれば、本発明の一実施例による電気移動手段は、バッテリーパック３１０、ユーザーインターフェース部３２０、補助貯蔵部３３０、スイッチング部３４０、制御部３５０、及び負荷部／駆動部３６０を含むことができる。
それぞれの構成要素の動作については前記図２に係わる説明部分で具体的に説明されたので、各構成要素について概略的に調べて見る。
本発明の一実施例による電気移動手段において、バッテリーパック３１０は負荷部３６０及びユーザーインターフェース部３２０に電源を供給することができる。そして、バッテリーパック３１０に連結された補助貯蔵部３３０は、バッテリーパック３１０の正常動作中に補助電圧を貯蔵することができる。
また、補助貯蔵部３３０は、負荷部／駆動部３６０に連結されてモーターのノイズを除去するノイズ除去部として動作することができ、この時、補助貯蔵部３３０は（大容量）キャパシタを通じて具現することができる。
この時、バッテリーパック３１０の接触不良が発生した場合、制御部３５０はこれを感知することができる。そして制御部３５０は、スイッチング部３４０を制御して補助貯蔵部３３０がユーザーインターフェース部３２０に補助電源を供給するように制御することができる。すなわち、制御部３５０は、スイッチング部３４０をオフにして補助貯蔵部３３０の電圧が負荷部／駆動部３６０に提供しないようにすることができる。この具体的な動作は、前記図２に係わる部分で説明したので、具体的な説明は略する。
以後、バッテリーパック３１０の接触不良が解消されたか否かを制御部３５０が判断し、バッテリーパック３１０の接触不良が解消された場合、制御部３５０はスイッチング部３４０をオンにし、バッテリーパック３１０の電源が負荷部／駆動部３６０に提供するように制御することができる。この具体的な動作は、前記図２に係わる部分で説明したので、具体的な説明は略する。
図４は、本発明の一実施例による電気移動手段の制御方法のフローチャートの一例である。
図４を参照すれば、４１０段階で制御部は、バッテリーパックの接触不良が発生したか否かを判断することができる。例えば、制御部はバッテリーパックの端子部Ｐの陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間の電圧を、第１時点と第２時点でそれぞれ測定し、測定された電圧差があらかじめ設定された値以上であるか否かによって判断することができる。
もしも、バッテリーパックの接触不良が発生したものと判断された場合、４２０段階で制御部は、補助貯蔵部と負荷部／駆動部との間のスイッチング部をオフにすることができる。これにより補助貯蔵部の電圧は、ユーザーインターフェース部に提供され、補助貯蔵部の電圧を一定の水準以上に維持してユーザーインターフェース部の電源がオフになることを防止することができる。
以後、４３０段階で制御部は、バッテリーパックの接触不良が解消されたかどうかを判断することができる。例えば、制御部は、バッテリーパックの端子部Ｐの陽極端子Ｐ＋と陰極端子Ｐ−との間の電圧を第３時点と第４時点でそれぞれ測定し、測定された電圧差があらかじめ設定された値以上であるか否かによって判断することができる。
もしも、バッテリーパックの接触不良が解消されたと判断された場合、４４０段階で制御部は、補助貯蔵部と負荷部／駆動部との間のスイッチング部をオフにすることができる。これにより補助貯蔵部の電圧がユーザーインターフェース部に提供されることが中断され、バッテリーパックによって負荷部／駆動部及びユーザーインターフェース部に電源が供給することができる。そして、前記補助貯蔵部は、ノイズ除去部として動作することができる。
本明細書及び図面に開示された実施例は、技術の内容を分かりやすく説明して、理解のために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。これに開示された実施例等以外にも本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であるということは本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明である。
２１０ バッテリーパック、
２２０ ユーザーインターフェース部、
２３０ 補助貯蔵部、
２４０ スイッチング部、
２５０ 制御部、
２６０ 負荷部／駆動部

Claims (10)

  1. 電気移動手段において、
    バッテリーパックと、
    前記バッテリーパックに連結された駆動部と、
    前記バッテリーパックに連結されたユーザーインターフェース部と、
    前記ユーザーインターフェース部に連結された補助貯蔵部と、
    前記補助貯蔵部と前記駆動部との間に連結されたスイッチング部と、
    前記バッテリーパック及び前記スイッチング部を制御する制御部と、を含み、
    前記制御部は、
    前記バッテリーパックの接触不良が発生した場合、前記スイッチング部をオフにするように制御することを特徴とする電気移動手段。
  2. 前記制御部は、
    前記バッテリーパックの接触不良の発生か否かを第１時点における前記バッテリーパックの＋端子及び−端子の間の電圧、及び第２時点における前記バッテリーパックの＋端子及び−端子の間の電圧の差があらかじめ設定された第１大きさ以上であるか否かによって判断することを特徴とする請求項１に記載の電気移動手段。
  3. 前記制御部は、
    前記バッテリーパックの接触不良が解除された場合、前記スイッチング部をオンにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の電気移動手段。
  4. 前記制御部は、
    前記バッテリーパックの接触不良の解除か否かを第３時点における前記バッテリーパックの＋端子と−端子との間の電圧、及び第４時点における前記バッテリーパックの＋端子と−端子との間の電圧の差があらかじめ設定された第２大きさ以上であるか否かによって判断することを特徴とする請求項３に記載の電気移動手段。
  5. 前記制御部及び前記スイッチング部は、
    前記バッテリーパックの接触不良が発生した場合、前記補助貯蔵部から電源の供給を受けることを特徴とする請求項１に記載の電気移動手段。
  6. 前記補助貯蔵部は、
    キャパシタであることを特徴とする請求項１に記載の電気移動手段。
  7. 前記ユーザーインターフェース部は、
    電子計器盤であることを特徴とする請求項１に記載の電気移動手段。
  8. 前記電気移動手段は、
    電気自転車、電気バイク及び電気自動車のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の電気移動手段。
  9. 前記バッテリーパックの接触不良が発生しなかった場合に前記補助貯蔵部は、
    前記駆動部のノイズを除去することを特徴とする請求項６に記載の電気移動手段。
  10. 電気移動手段の制御方法において、
    バッテリーパックの接触不良が発生したか否かを判断する段階と、
    前記バッテリーパックの接触不良が発生した場合、
    補助貯蔵部と駆動部とを連結するスイッチをオフにする段階と、
    前記バッテリーパックの接触不良が解除されたか否かを判断する段階と、
    前記バッテリーパックの接触不良が解除された場合、
    前記スイッチをオンにする段階と、
    を含むことを特徴とする電気移動手段の制御方法。
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