JP2021506210A - バッテリー管理装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明によるバッテリー管理装置は、バッテリーシステムに脱着可能であり、前記バッテリーシステムに装着されると、他のバッテリーパックと電気的に並列接続するバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を測定するように構成されたセンシング部と、前記セルアセンブリーの充放電経路に並列接続するバランシング抵抗及び前記セルアセンブリーと前記バランシング抵抗との電気的接続を通電または遮断するバランシングスイッチを備えるバランシング回路部と、前記センシング部及び前記バランシング回路部と動作可能に結合したプロセッサと、を含み得る。

Description

本発明は、バッテリー管理装置及び方法に関し、より詳しくは、他のバッテリーパックと電気的に並列接続して、セルアセンブリーの電圧間のバランシングを行うバッテリー管理装置及び方法に関する。
本出願は、２０１８年１０月１２日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１２２１３１に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
近年、化石エネルギーの枯渇と環境汚染によって、化石エネルギーを使用することなく電気エネルギーを用いて駆動できる電気製品に対する関心が高まりつつある。
これにつれて、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド自動車、電力貯蔵装置、無停電電源装置などについての技術開発と需要が増加することに伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加しつつある。したがって、多様な要求に応じて二次電池についての研究が活発に進みつつある。
一方、電気自動車やハイブリッド電気自動車が走行するためには、高出力が要求される電動モーターを駆動しなければならない。また、建物や一定の地域に電力を供給する電力貯蔵装置の場合、電力需要を満たすに足りる電力を供給しなければならない。このように高出力または大容量の電力を提供するために、単位セル集合体からなるセルアセンブリーを直列または並列に複数個接続してバッテリーパックを構成することで、所望する出力または電力が供給されるようにしている。
さらに、バッテリーパックは複数個が並列に接続して高容量が要求される高性能電気自動車に使用されている。この際、バッテリーパックが並列に接続する場合、バッテリーパックの電圧間に電圧差が発生すると、最終出力端子に電圧が出力されず、バッテリーパック同士間に高電流が流れるようになる。これによって、バッテリーパック同士間に電圧差が発生する場合、バッテリーパックが過放電され、高電流によってバッテリーパックの各々に含まれた電気部品が損傷するという問題点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーパックが他のバッテリーパックと電気的に並列接続すると、バランシングの要否を決定し、バランシングが必要であると決定されると、バランシング抵抗を用いてバランシングを行い得るバッテリー管理装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の課題を達成するための本発明の多様な実施形態は、次のようである。本発明によるバッテリー管理装置は、バッテリーシステムに脱着可能であり、前記バッテリーシステムに装着されると、他のバッテリーパックと電気的に並列接続するバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を測定するように構成されたセンシング部と、前記セルアセンブリーの充放電経路に並列接続するバランシング抵抗及び前記セルアセンブリーと前記バランシング抵抗との電気的接続を通電または遮断するバランシングスイッチを備えるバランシング回路部と、前記センシング部及び前記バランシング回路部と動作可能に結合したプロセッサと、を含み得る。
望ましくは、前記プロセッサは、前記バッテリーパックが前記他のバッテリーパックと電気的に並列接続したと検知されると、前記セルアセンブリーの電圧と他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧とのバランシングの要否を決定し、前記バランシングが必要であると決定されると、バランシング回路データを用いて前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング電流を算出し、算出された前記バランシング電流の各々と基準バランシング電流との大小を比較して、比較結果に基づいて前記バランシングスイッチの動作状態を制御することができる。
望ましくは、前記プロセッサは、前記バッテリーパックが前記他のバッテリーパックと電気的に並列接続したと検知されると、接続完了信号及び他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を要請する電圧要請信号を他のバッテリーパックに送信し得る。
望ましくは、前記プロセッサは、前記セルアセンブリーの電圧と他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧との電圧差と、基準電圧差との大小を比較し、その結果、前記電圧差が基準電圧差を超過すると、前記バランシングが必要であると決定し得る。
望ましくは、前記プロセッサは、前記セルアセンブリーの電圧、他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧、前記バランシング抵抗の抵抗値及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシング抵抗の抵抗値のいずれか一つ以上を含むバランシング回路データを用いて、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング電流を算出し得る。
望ましくは、前記プロセッサは、算出された前記バランシング電流のうち前記基準バランシング電流未満のバランシング電流に対応する、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態のいずれか一つに、前記バランシングスイッチを制御し得る。
望ましくは、前記プロセッサは、前記バランシングが必要であると決定されると、前記バランシング回路データを用いて前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング時間を算出し、算出された前記バランシング時間の各々と基準バランシング時間との長短を比較して、比較結果に基づいて前記バランシングスイッチの動作状態を制御し得る。
望ましくは、前記プロセッサは、前記セルアセンブリーの電圧、他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧、前記バランシング抵抗の抵抗値及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシング抵抗の抵抗値のいずれか一つ以上を含むバランシング回路データを用いて、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング時間を算出し得る。
望ましくは、前記プロセッサは、算出された前記バランシング時間のうち基準バランシング時間未満のバランシング時間に対応する、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態のいずれか一つに、前記バランシングスイッチを制御し得る。
本発明によるバッテリーパックは、バッテリー管理装置を含み得る。
本発明によるバッテリー管理方法は、バッテリーシステムに脱着可能であり、前記バッテリーシステムに装着されると、他のバッテリーパックと電気的に並列接続するバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を測定するように構成されたセンシング部と、前記セルアセンブリーの充放電経路に並列接続するバランシング抵抗及び前記セルアセンブリーと前記バランシング抵抗との電気的接続を通電または遮断するバランシングスイッチを備えるバランシング回路部と、前記センシング部及び前記バランシング回路部と動作可能に結合したプロセッサと、を含むバッテリー管理装置を用い得る。
前記バッテリー管理方法は、前記プロセッサが、前記バッテリーパックが前記他のバッテリーパックと電気的に並列接続したか否かを検知する段階と、前記プロセッサが、前記セルアセンブリーの電圧と他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧とのバランシングの要否を決定する段階と、前記バランシングが必要であると決定されると、前記プロセッサがバランシング回路データを用いて前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング電流を算出する段階と、前記プロセッサが、算出された前記バランシング電流の各々と基準バランシング電流との大小を比較して、比較結果に基づいて前記バランシングスイッチの動作状態を制御する段階と、を含み得る。
本発明の実施形態の少なくとも一つによれば、バッテリーパックが他のバッテリーパックと電気的に並列接続すると、バランシングの要否を決定し、バランシングが必要であると決定されると、バランシング抵抗を用いてバランシングを行うことで、電圧が相異なるバッテリーパックが並列接続して流れる高電流からバッテリーパック及びバッテリーパック内の回路を保護することができる。
なお、本発明の効果は前述の効果に制限されず、言及していないさらに他の効果は、特許請求の範囲の記載から当業者にとって明確に理解されるであろう。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を備えるバッテリーパック及び他のバッテリーパックが装着されたバッテリーシステムの連結構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を備えるバッテリーパック及び他のバッテリーパックの機能的構成を示す回路図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を説明するためのフローチャートである。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法を説明するためのフローチャートである。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちいずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「制御ユニット」のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せにより具現され得る。
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を備えるバッテリーパック１及び他のバッテリーパック２が装着されたバッテリーシステムＳの連結構成を示す図であり、図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００の機能的な構成を示すブロック図であり、図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を備えるバッテリーパック１及び他のバッテリーパック２の機能的な構成を示す回路図である。
図１〜図３を参照すれば、バッテリーシステムＳには、複数のバッテリーパック１、２が装着され得る。即ち、複数のバッテリーパック１、２は、バッテリーシステムＳに脱着可能である。複数のバッテリーパック１、２のうち一実施形態によるバッテリーパック１がバッテリーシステムＳに装着されると、バッテリーシステムＳに既に装着されていた他のバッテリーパック２と電気的に並列接続可能となる。
即ち、バッテリーシステムＳは、電気的に並列接続した複数のバッテリーパック１、２が内部に装着され、システム入出力端子Ｐ＋、Ｐ−を介して負荷に電力を出力することができる。
本明細書において、バッテリーシステムＳは、バッテリーパック１、２が二つ装着されたものとして説明するが、３個以上のバッテリーパックが装着されて相互並列接続してもよい。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を備えるバッテリーパック１は、セルアセンブリー１ａ、充放電スイッチ１ｂ、充放電経路１ｃ及びパック入出力端子ａ＋、ａ−をさらに備え得る。
セルアセンブリー１ａは、一つ以上のバッテリーセルを備え得る。セルアセンブリー１ａは、充放電経路１ｃを通してパック入出力端子ａ＋、ａ−に電気的に接続し得る。これによって、セルアセンブリー１ａは、充放電経路１ｃに位置する充放電スイッチ１ｂがターンオンされている間、充放電経路１ｃを通して電流の入力または出力によって充放電され得る。逆に、セルアセンブリー１ａは、充放電スイッチ１ｂがターンオフされている間、充放電が中断され得る。
充放電スイッチ１ｂは、後述するバッテリー管理装置１００のプロセッサ１３０によって動作状態がターンオンまたはターンオフ状態に制御され得る。
パック入出力端子ａ＋、ａ−は、バッテリーシステムＳに装着された他のバッテリーパック２のパック入出力端子ｂ＋、ｂ−及びバッテリーシステムＳのシステム入出力端子Ｐ＋、Ｐ−に各々電気的に接続し得る。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、センシング部１１０、バランシング回路部１２０、プロセッサ１３０及び通知部１４０を含み得る。
センシング部１１０は、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，特定用途向け集積回路）などを用いて具現されるものであって、セルアセンブリー１ａに電気的に接続してセルアセンブリー１ａの電圧を測定し得る。
このために、センシング部１１０は、少なくとも一つの電圧センサー（図示せず）を備え得る。
また、センシング部１１０は、充放電経路１ｃに電気的に接続して充放電経路１ｃに流れる電流を測定し得る。
このために、センシング部１１０は、少なくとも一つの電流センサー（図示せず）を備え得る。
センシング部１１０は、セルアセンブリー１ａの電圧及び充放電経路１ｃの電流を示す信号をプロセッサ１３０に出力し得る。
バランシング回路部１２０は、バランシング抵抗１２１、バランシングスイッチ１２３及びバランシング経路１２２を備え得る。
バランシング抵抗１２１は、セルアセンブリー１ａの充放電経路１ｃに並列接続し得る。また、バランシング抵抗１２１は、充放電スイッチ１ｂに並列接続し得る。
このために、バランシング経路１２２は、バランシング抵抗１２１と充放電スイッチ１ｂとを電気的に接続させ得る。
バランシングスイッチ１２３は、バランシング経路１２２に位置し、セルアセンブリー１ａとバランシング抵抗１２１との電気的接続を通電または遮断し得る。このようなバランシングスイッチ１２３は、プロセッサ１３０によって動作状態が制御され得る。
例えば、バランシングスイッチ１２３がターンオン状態を維持し、かつ充放電スイッチ１ｂがターンオフ状態を維持すると、セルアセンブリー１ａから出力されるか、またはセルアセンブリー１ａに入力される電流は、バランシング抵抗１２１を通して流れ得る。
逆に、バランシングスイッチ１２３がターンオンまたはターンオフ状態を維持し、かつ充放電スイッチ１ｂがターンオン状態を維持すると、セルアセンブリー１ａから出力されるか、またはセルアセンブリー１ａに入力される電流は、バランシング抵抗１２１を経ず充放電スイッチ１ｂを通して流れ得る。
プロセッサ１３０は、センシング部１１０及びバランシング回路部１２０と動作可能に結合し得る。
プロセッサ１３０は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したか否かを検知し得る。プロセッサ１３０は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したと検知されると、セルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧とのバランシングの要否を決定し得る。
この際、プロセッサ１３０は、バッテリーパック１が、他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したと検知されると、充放電スイッチ１ｂとバランシングスイッチ１２３とを共にターンオフ状態に維持し得る。
一方、他のバッテリーパック２も、バッテリー管理装置２００、セルアセンブリー２ａ、充放電スイッチ２ｂ、充放電経路２ｃ及びパック入出力端子ｂ＋、ｂ−を備え得る。また、他のバッテリーパック２に備えられたバッテリー管理装置２００は、一実施形態によるバッテリー管理装置１００と同様に、センシング部２１０、バランシング回路部２２０、プロセッサ２３０及び通知部２４０を含み得る。また、他のバッテリーパック２に備えられたバッテリー管理装置２００のバランシング回路部２２０は、バランシング抵抗２２１、バランシングスイッチ２２３及びバランシング経路２２２を備え得る。
プロセッサ１３０は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したと検知されると、接続完了信号及び電圧要請信号を他のバッテリーパック２に送信し得る。
ここで、接続完了信号は、バッテリーパック１と他のバッテリーパック２とが電気的に並列接続が完了したことを示す信号であり得る。また、電圧要請信号は、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧を要請する信号であり得る。
このために、プロセッサ１３０は、他のバッテリーパック２に備えられたプロセッサ２３０へ接続完了信号及び電圧要請信号を送信し得る。
他のバッテリーパック２に備えられたプロセッサ２３０は、接続完了信号及び電圧要請信号を受信すると、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧をプロセッサ１３０に送信し得る。
プロセッサ１３０は、セルアセンブリー１ａの電圧と他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧との電圧差と、基準電圧差との大小を比較して、比較結果の電圧差が基準電圧差を超過すると、バランシングが必要であると決定し得る。
この際、前記電圧差が基準電圧差を超過する場合、充放電スイッチ１ｂ、２ｂがターンオン状態を維持し、バランシングスイッチ１２３、２２３がターンオフ状態を維持すると、無負荷状態で前記電圧差によってセルアセンブリー１ａ、２ａの間に高電流が流れ得る。これによって、バッテリーパック１及び他のバッテリーパック２の各々に備えられたセルアセンブリー１ａ、２ａ、充放電スイッチ１ｂ、２ｂ及びプロセッサ１２０、２２０に高電流が流れて故障が発生することがある。
これを防止するために、プロセッサ１３０は、前記電圧差が基準電圧差を超過する場合、バランシングが必要であると決定し、バランシングを行い得る。
より具体的に、プロセッサ１３０は、バランシングが必要であると決定されると、バランシング回路データを用いてバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態別のバランシング電流を算出し、算出されたバランシング電流の各々と基準バランシング電流との大小を比較し、比較結果に基づいてバランシングスイッチ１２３の動作状態を制御し得る。
ここで、バランシング回路データは、セルアセンブリー１ａの電圧、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧、バランシング抵抗１２１の抵抗値及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシング抵抗２２１の抵抗値のいずれか一つ以上を含み得る。
一方、プロセッサ１３０は、バランシングが必要であると決定されると、充放電スイッチ１ｂとバランシングスイッチ１２３をターンオフ状態に維持し得る。また、プロセッサ１３０は、他のバッテリーパック２に備えられた充放電スイッチ２ｂ及びバランシングスイッチ２２３の動作状態をターンオフ状態に維持するように要請するターンオフ要請信号を、他のバッテリーパック２に備えられたプロセッサ２３０に送信し得る。
これによって、バランシングが必要であると決定されると、バッテリーシステムＳ内の充放電スイッチ１ｂ、２ｂ及びバランシングスイッチ１２３、２２３は、ターンオフ状態を維持し得る。
その後、プロセッサ１３０は、バッテリーシステムＳ内の充放電スイッチ１ｂ、２ｂがターンオフ状態であり、かつバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々がターンオンまたはターンオフ状態である場合、バランシング回路データを用いてバッテリーシステムＳ内のセルアセンブリー１ａ、２ａの間に流れるバランシング電流を算出し得る。
例えば、プロセッサ１３０は、バランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態が下記の表１のような場合、バランシング電流を算出することができる。
Figure 2021506210
一方、プロセッサ１３０は、オームの法則を用いてバランシング電流を算出し得る。
その後、プロセッサ１３０は、算出された前記バランシング電流のうち基準バランシング電流未満のバランシング電流に対応する、バランシングスイッチ１２３及びバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態のいずれか一つに、バランシングスイッチ１２３を制御し得る。
この際、プロセッサ１３０は、基準バランシング電流未満のバランシング電流のうち基準バランシング電流との電流差が最小となるバランシング電流に対応する動作状態に、バランシングスイッチ１２３を制御し得る。
例えば、プロセッサ１３０は、基準バランシング電流未満のバランシング電流のうち基準バランシング電流との電流差が最小となるバランシング電流に対応する動作状態が、前記表１の「動作状態２」である場合、バランシングスイッチ１２３をターンオン状態に制御し得る。
また、プロセッサ１３０は、基準バランシング電流未満のバランシング電流のうち基準バランシング電流との電流差が最小となるバランシング電流に対応する動作状態が、前記表１の「動作状態２」である場合、プロセッサ１３０は、他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３がターンオフ状態に制御されるように、他のバッテリーパック２に備えられたプロセッサ２３０に制御要請信号を送信し得る。
このように本発明によれば、バッテリーパック１に備えられたセルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧との電圧差が、基準電圧差を超過しても、バッテリーシステムＳ内のセルアセンブリー１ａ、２ａの間に高電流が流れる現象を遮断することができる。
その後、プロセッサ１３０は、バッテリーパック１に備えられたセルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧とが同一になると、充放電スイッチ１ｂをターンオン状態に制御し、バランシングスイッチ１２３をターンオフ状態に制御し得る。また、プロセッサ１３０は、バッテリーパック１に備えられたセルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧とが同一になると、他のバッテリーパック２に備えられた充放電スイッチ２ｂ及びバランシングスイッチ２２３が各々ターンオン及びターンオフ状態に制御されるように、他のバッテリーパック２に備えられたプロセッサ２３０に制御要請信号を送信し得る。
一方、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、バランシングが必要であると決定されると、バランシング回路データを用いてバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態別のバランシング時間を算出し、算出されたバランシング時間の各々と基準バランシング時間との大小を比較し、比較結果に基づいてバランシングスイッチ１２３の動作状態を制御し得る。
具体的に、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、バッテリーシステムＳ内の充放電スイッチ１ｂ、２ｂがターンオフ状態であり、かつバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々がターンオンまたはターンオフ状態である場合、バランシング回路データを用いてバッテリーシステムＳ内のセルアセンブリー１ａ、２ａの各々の電圧が同一になるバランシング時間を算出し得る。
ここで、バランシング時間は、他の実施形態によるプロセッサ１３０’がバランシングのためにバランシングスイッチ１２３の制御を開始した時点からバッテリーシステムＳ内のセルアセンブリー１ａ、２ａの各々の電圧が同一になる時点までの時間であり得る。
例えば、プロセッサ１３０’は、バランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態が上記の表１のような場合、バランシング時間を算出し得る。
一方、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、オームの法則及び電力公式を用いてバランシング時間を算出し得る。
その後、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、算出された前記バランシング時間のうち基準バランシング時間未満のバランシング時間に対応するバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態のいずれか一つに、バランシングスイッチ１２３を制御し得る。
この際、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、基準バランシング時間未満のバランシング時間のうち最短のバランシング時間に対応する動作状態に、バランシングスイッチ１２３を制御し得る。
例えば、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、基準バランシング時間未満のバランシング時間のうち最短のバランシング時間に対応する動作状態が前記表１の「動作状態３」である場合、バランシングスイッチ１２３をターンオフ状態に制御し得る。
また、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、基準バランシング時間未満のバランシング時間のうち最短のバランシング時間に対応する動作状態が前記表１の「動作状態３」である場合、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３がターンオン状態に制御されるように、他のバッテリーパック２に備えられたプロセッサ２３０へ制御要請信号を送信し得る。
このように本発明によれば、バッテリーパック１に備えられたセルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧とが迅速に同一になるようにバランシングを行うことができる。
一方、プロセッサ１３０、１３０’は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，デジタルシグナルプロセッサ）、ＤＳＰＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，デジタル信号処理デバイス）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ，プログラマブル論理デバイス）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ，フィールドプログラマブルゲートアレイ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、その他の機能遂行のための電気的ユニットの少なくとも一つを用いて具現され得る。プロセッサ１３０、１３０’には、メモリーが内蔵され得る。メモリーには、後述する方法を行うためのプログラム及び各種データが保存され得る。メモリーは、例えば、フラッシュメモリータイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、ＳＳＤタイプ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ，ソリッドステートディスクタイプ）、ＳＤＤタイプ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ ｔｙｐｅ，シリコンディスクドライブタイプ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ，ランダムアクセスメモリ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ，スタティックランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，リードオンリメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，エレクトリカリーイレーサブルリードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，プログラマブルリードオンリメモリ）の少なくとも一つのタイプの保存媒体を含み得る。
通知部１４０は、プロセッサ１３０からバランシング要否の決定結果及びバランシング完了有無を受け、外部へ出力し得る。より具体的に、通知部１４０は、バランシング要否の決定結果及びバランシング完了有無を、記号、数字及びコードのいずれか一つ以上を用いて表示するディスプレイ部と音で出力するスピーカー装置の一つ以上を備え得る。
以下、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を説明する。
図４は、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を説明するためのフローチャートである。
図４を参照すれば、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法は、一実施形態によるバッテリー管理装置（図２の１００）を用い得る。
まず、段階Ｓ１１でプロセッサ１３０は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したか否かを検知し得る。
段階Ｓ１２において、プロセッサ１３０は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したと検知されると、セルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧とのバランシングの要否を決定し得る。
段階Ｓ１３において、プロセッサ１３０は、バランシングが必要であると決定されると、バランシング回路データを用いてバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態別のバランシング電流を算出し得る。
段階Ｓ１４において、プロセッサ１３０は、算出された前記バランシング電流のうち基準バランシング電流未満のバランシング電流に対応する、バランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態のいずれか一つに、バランシングスイッチ１２３を制御し得る。
以下、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法を説明する。
図５は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法を説明するためのフローチャートである。
図５を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法は、一実施形態によるバッテリー管理装置（図２の１００）と、これに含まれた他の実施形態によるプロセッサ１３０’を用い得る。
まず、段階Ｓ２１において、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したか否かを検知し得る。
段階Ｓ２２において、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、バッテリーパック１が他のバッテリーパック２と電気的に並列接続したと検知されると、セルアセンブリー１ａの電圧と、他のバッテリーパック２に備えられたセルアセンブリー２ａの電圧とのバランシングの要否を決定し得る。
段階Ｓ２３において、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、バランシングが必要であると決定されると、バランシング回路データを用いてバランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態別のバランシング時間を算出し得る。
段階Ｓ２４において、他の実施形態によるプロセッサ１３０’は、算出された前記バランシング時間のうち基準バランシング時間未満のバランシング時間に対応する、バランシングスイッチ１２３及び他のバッテリーパック２に備えられたバランシングスイッチ２２３の各々の動作状態のいずれか一つに、バランシングスイッチ１２３を制御し得る。
以上で説明した本発明の実施形態は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施形態の記載から容易に具現できるはずである。
以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
１、２ バッテリーパック
１００、２００ バッテリー管理装置
１１０ センシング部
１２０、２２０ バランシング回路部
１３０、１３０’、２３０ プロセッサ
１４０、２４０ 通知部

Claims (10)

  1. バッテリーシステムに脱着可能であり、前記バッテリーシステムに装着されると、他のバッテリーパックと電気的に並列接続するバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を測定するように構成されたセンシング部と、
    前記セルアセンブリーの充放電経路に並列接続するバランシング抵抗及び前記セルアセンブリーと前記バランシング抵抗との電気的接続を通電または遮断するバランシングスイッチを備えるバランシング回路部と、
    前記センシング部及び前記バランシング回路部と動作可能に結合したプロセッサと、を含み、
    前記プロセッサは、
    前記バッテリーパックが前記他のバッテリーパックと電気的に並列接続したと検知されると、前記セルアセンブリーの電圧と前記他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧とのバランシングの要否を決定し、前記バランシングが必要であると決定されると、バランシング回路データを用いて前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング電流を算出し、算出された前記バランシング電流の各々と基準バランシング電流との大小を比較して、比較結果に基づいて前記バランシングスイッチの動作状態を制御する、バッテリー管理装置。
  2. 前記プロセッサは、
    前記バッテリーパックが前記他のバッテリーパックと電気的に並列接続したと検知されると、接続完了信号及び前記他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を要請する電圧要請信号を前記他のバッテリーパックに送信する、請求項１に記載のバッテリー管理装置。
  3. 前記プロセッサは、
    前記セルアセンブリーの電圧と前記他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧との電圧差と、基準電圧差との大小を比較し、その結果、前記電圧差が基準電圧差を超過すると、前記バランシングが必要であると決定する、請求項１又は２に記載のバッテリー管理装置。
  4. 前記プロセッサは、
    前記セルアセンブリーの電圧、前記他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧、前記バランシング抵抗の抵抗値及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシング抵抗の抵抗値のいずれか一つ以上を含むバランシング回路データを用いて、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング電流を算出する、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  5. 前記プロセッサは、
    算出された前記バランシング電流のうち前記基準バランシング電流未満のバランシング電流に対応する、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態のいずれか一つに、前記バランシングスイッチを制御する、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  6. 前記プロセッサは、
    前記バランシングが必要であると決定されると、前記バランシング回路データを用いて前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング時間を算出し、算出された前記バランシング時間の各々と基準バランシング時間との長短を比較して、比較結果に基づいて前記バランシングスイッチの動作状態を制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  7. 前記プロセッサは、
    前記セルアセンブリーの電圧、前記他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧、前記バランシング抵抗の抵抗値及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシング抵抗の抵抗値のいずれか一つ以上を含むバランシング回路データを用いて、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング時間を算出する、請求項６に記載のバッテリー管理装置。
  8. 前記プロセッサは、
    算出された前記バランシング時間のうち基準バランシング時間未満のバランシング時間に対応する、前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態のいずれか一つに、前記バランシングスイッチを制御する、請求項７に記載のバッテリー管理装置。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含む、バッテリーパック。
  10. バッテリーシステムに脱着可能であり、前記バッテリーシステムに装着されると、他のバッテリーパックと電気的に並列接続するバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧を測定するように構成されたセンシング部と、前記セルアセンブリーの充放電経路に並列接続するバランシング抵抗及び前記セルアセンブリーと前記バランシング抵抗との電気的接続を通電または遮断するバランシングスイッチを備えるバランシング回路部と、前記センシング部及び前記バランシング回路部と動作可能に結合したプロセッサと、を含むバッテリー管理装置を用いるバッテリー管理方法であって、
    前記プロセッサが、前記バッテリーパックが前記他のバッテリーパックと電気的に並列接続したか否かを検知する段階と、
    前記プロセッサが、前記セルアセンブリーの電圧と前記他のバッテリーパックに備えられたセルアセンブリーの電圧とのバランシングの要否を決定する段階と、
    前記バランシングが必要であると決定されると、前記プロセッサがバランシング回路データを用いて前記バランシングスイッチ及び前記他のバッテリーパックに備えられたバランシングスイッチの各々の動作状態別のバランシング電流を算出する段階と、
    前記プロセッサが、算出された前記バランシング電流の各々と基準バランシング電流との大小を比較して、比較結果に基づいて前記バランシングスイッチの動作状態を制御する段階と、を含む、バッテリー管理方法。
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