JP2021536213A - バッテリー充電システムおよびバッテリー充電方法 - Google Patents

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Abstract

バッテリー充電システムであって、第１バッテリーパックは、非接触連結で充電される第１バッテリーを含み、第２バッテリーパックは、非接触連結を通じて充電される第２バッテリー、第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第１キャパシター、および第２バッテリーの電圧と第２キャパシターの両端電圧を測定するように構成された第１ＢＭＳを含み、第１ＢＭＳは、第１バッテリー電圧が第２バッテリー電圧より大きい場合、第１バッテリーの電圧で第２バッテリーを充電し、第１バッテリー電圧が第２バッテリー電圧より小さい場合、第２バッテリーの電圧で第１バッテリーを充電する。

Description

関連出願（ら）との相互引用
本出願は、２０１９年１月１５日付韓国特許出願第１０−２０１９−０００５２４５号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
本発明は、バッテリー充電システムおよびバッテリー充電方法に関する。
電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）は、主にバッテリーの電源を利用してＡＣまたはＤＣモータを駆動して動力を得る自動車として、内燃自動車の公害およびエネルギー問題を解決できる代案であるという点から研究が活発に行われている。このような電気自動車は、バッテリー専用電気自動車とハイブリッド電気自動車に分類され、バッテリー専用電気自動車はバッテリーの電源を利用してモータを駆動し、ハイブリッド電気自動車はエンジンを稼動して電気発電を行ってバッテリーに充電し、この電気を利用して電気モータを駆動して車を動かすことができる。
従来は、このような電気自動車に追加バッテリーが含まれたり、電気自動車の後方のトレーラに補助バッテリーが含まれたりすることがあった。しかし、このような補助バッテリーは、充電と放電が継続して行われて主バッテリーと補助バッテリー間の電圧差が発生する。したがって、このような電圧差を最小化するために物理的コネクタを使用したが、摩耗によりコネクタの寿命が短くなるという問題点がある。
本発明は、前述した問題点を克服するためのものであって、主バッテリーと補助バッテリー間の電圧差を最小化することができるバッテリー充電システムおよびバッテリー充電方法を提供することに目的がある。
また、主バッテリーと補助バッテリー間の物理的連結手段を省略することができるバッテリー充電システムを提供することに目的がある。
本発明が目的とする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は本発明の記載から当該分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得る。
実施例は、第１バッテリーパックおよび第２バッテリーパックを含むバッテリー充電システムを提供し、このような充電システムの、第１バッテリーパックは、第１バッテリーを含み、第２バッテリーパックは、第２バッテリー、第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第１キャパシター、および第２バッテリーの電圧と第１キャパシターの両端電圧を測定するように構成された第１ＢＭＳを含み、第１ＢＭＳは、両端電圧を利用して第１バッテリーの電圧を計算し、第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧を比較して、第１バッテリー電圧が第２バッテリー電圧より大きい場合、第１バッテリーの電圧で第２バッテリーを充電し、第１バッテリー電圧が第２バッテリー電圧より小さい場合、第２バッテリーの電圧で第１バッテリーを充電するように構成され、第１バッテリーパックと第２バッテリーパックは非接触連結で充電される。
また、実施例による充電システムの、第１バッテリーパックは、第１バッテリーの正極と負極の間に直列連結された、第１スイッチと第１コイル、および第１スイッチを第１状態または第２状態に制御するように構成された第２ＢＭＳをさらに含み、第２バッテリーパックは、第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第２コイルをさらに含み、第１コイルは、第1バッテリーと第２バッテリーとの間の無線電力伝送のための1次側コイルであり、第２コイルは、無線電力伝送のための２次側コイルである。
また、実施例による充電システムの、第１スイッチの第１状態で第１コイルには第１バッテリーの電流が流れ、第１スイッチの第２状態で第２コイルには第１バッテリー電圧の逆起電力に対応する電流が流れる。
また、実施例による充電システムの、第１キャパシターは、第１スイッチの第１状態において第２バッテリー電圧で充電され、第１スイッチの第２状態で第１バッテリーの電圧と第２バッテリー電圧の合計に対応する電圧で充電される。
また、実施例による充電システムの、第２バッテリーパックは、第１キャパシターと並列連結された第１ダイオード；および第２バッテリーの負極と第２コイルの間に連結された第２スイッチをさらに含む。
また、実施例による充電システムの、第１バッテリーパックは、第１バッテリーの正極と負極の間に、互いに直列連結された、第２キャパシター、第３コイル、および第３スイッチをさらに含み、第２バッテリーパックは、第２バッテリーの正極と負極の間に、互いに直列に連結された、第４コイルをさらに含み、第１ＢＭＳは、第４スイッチを第１状態または第２状態に制御するように構成される。
また、実施例による充電システムの、第１バッテリー電圧が第２バッテリー電圧より小さい場合、第４スイッチの第１状態で第４コイルには第２バッテリーの電流が流れ、第４スイッチの第２状態で第３コイルには第２バッテリー電圧の逆起電力に対応する電流が流れる。
また、実施例による充電システムの、第２キャパシターは、第４スイッチの第１状態において第２バッテリー電圧で充電され、第４スイッチの第２状態で第１バッテリーの電圧と第２バッテリー電圧の合計に対応する電圧で充電される。
また、実施例による充電システムの、第１バッテリーパックは、第２キャパシターと並列連結された第２ダイオード；および第１バッテリーの負極と第３コイルの間に連結された第４スイッチをさらに含む。
また、実施例による充電システムの、第１バッテリーパックは、固有ＩＤを含む第１通信モジュールをさらに含み、第２バッテリーパックは、第１通信モジュールと無線通信し、固有ＩＤを含む第２通信モジュールをさらに含み、第１バッテリーパックと第２バッテリーパックが非接触連結された場合、第１通信モジュールと第２通信モジュールのそれぞれは、固有ＩＤを送受信して互いに固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を生成するように構成される。
また、実施例による充電システムの、第１ＢＭＳは、マッチング信号により第１スイッチを制御し、第２ＢＭＳは、マッチング信号により第４スイッチを制御するように構成される。
実施例は、第１バッテリーパックおよび第２バッテリーパックを含むバッテリー充電方法を提供し、このようなバッテリー充電方法の、第１バッテリーパックは、第１バッテリー、第１バッテリーの正極と負極の間に直列連結された、第１スイッチと第１コイル、および固有ＩＤを含む第１通信モジュールを含み、第２バッテリーパックは、第２バッテリー、第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第１キャパシター、および第１通信モジュールと無線通信し、固有ＩＤを含む第２通信モジュールを含み、第１バッテリーパックと第２バッテリーパックが連結された場合、第１通信モジュールと第２通信モジュールのそれぞれが固有ＩＤを送受信して互いに固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を生成する段階；マッチング信号により第１スイッチを制御する段階；第２バッテリーの電圧を測定する段階；第１キャパシターの両端電圧を利用して第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧の合計を計算する段階；第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧の合計を利用して第１バッテリーの電圧を計算する段階；および第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧を比較し、第１バッテリーの電圧が第２バッテリーの電圧より大きい場合、基準回数だけ第１スイッチのスイッチング動作を制御する段階を含み、連結は非接触連結である。
また、実施例によるバッテリー充電方法の第２バッテリーパックは、第１キャパシターと並列連結された第１ダイオードおよび第２バッテリーの負極と第２コイルの間に連結された第２スイッチをさらに含み、第１バッテリーパックは、第１バッテリーの正極と負極の間に連結された第３スイッチ、第１バッテリーの正極と負極の間に連結された第２キャパシター、第２キャパシターと並列連結された第２ダイオード、および第１バッテリーの負極と第３コイルの間に連結された第４スイッチをさらに含み、マッチング信号により第１スイッチを制御する段階は、第１スイッチを第１状態に制御する段階、および第１スイッチを第２状態に制御する段階を含む。
また、実施例によるバッテリー充電方法の第１スイッチを第１状態に制御する段階後に、第３スイッチを第２状態に制御する段階；および第４スイッチを第２状態に制御する段階をさらに含む。
また、実施例によるバッテリー充電方法の第１キャパシターの両端電圧を利用して第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧の合計を計算する段階は、第１スイッチを第２状態に制御する段階後に、第１キャパシターの両端電圧を利用して第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧の合計を計算する段階である。
また、実施例によるバッテリー充電方法の第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧の合計を利用して第１バッテリーの電圧を計算する段階は、第１スイッチを第２状態に制御する段階後に、第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧の合計を利用して第１バッテリーの電圧を計算する段階である。
また、実施例によるバッテリー充電方法の第１バッテリーの電圧と第２バッテリーの電圧を比較し、第２バッテリーの電圧が第１バッテリーの電圧より大きい場合、第２バッテリーで第１バッテリーを充電する段階をさらに含む。
本発明によるバッテリー充電システムおよびバッテリー充電方法は、主バッテリーと補助バッテリー間の電圧差を最小化することができる効果がある。
また、主バッテリーと補助バッテリー間の物理的連結手段を省略することができる効果がある。
実施例によるバッテリー充電システムの構成を示すブロック図である。 実施例によるバッテリー充電システムの第１経路を示す図面である。 実施例によるバッテリー充電システムの第２経路を示す図面である。 実施例によるバッテリー充電システムの第３経路を示す図面である。 実施例によるバッテリー充電システムの第４経路を示す図面である。 実施例によるバッテリー充電方法を示すフローチャートである。
以下、添付した図面を参照して本明細書に開示された実施例を詳細に説明するが、同一または類似の構成要素には同一または類似の図面符号を付与し、これについての重複説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」および「部」は、明細書作成の容易さだけが考慮されて付与されたり混用されたりするものであって、それ自体で互いに区別される意味または役割を果たすものではない。また、本明細書に開示された実施例を説明するに当たり、関連した公知技術に対する具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨を不明確にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付した図面は、本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付した図面により本明細書に開示された技術的な思想が制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物または代替物を含むものと理解されなければならない。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明することに使用され得るが、構成要素は用語により限定されない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使用される。
単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。
以下、図１から図３ｂを参照して実施例によるバッテリー充電システムを説明する。
図１は実施例によるバッテリー充電システムの構成を示すブロック図である。
図２ａは実施例によるバッテリー充電システムの第１経路を示す図面である。
図２ｂは実施例によるバッテリー充電システムの第２経路を示す図面である。
図３ａは実施例によるバッテリー充電システムの第３経路を示す図面である。
図３ｂは実施例によるバッテリー充電システムの第４経路を示す図面である。
図１を参照すれば、実施例によるバッテリー充電システム１は、第１バッテリーパック１０および第２バッテリーパック２０を含む。
第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０は、非接触式無線電力伝送連結（以下、非接触連結という）されて電源を互いに供給することができる。本発明での非接触連結とは、コネクタを利用した物理的連結を除いた、誘導結合方式、放射方式、非放射方式、遠距離方式などを利用した連結であり得るが、これに限定されるのではない。第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０は相補的関係であり、２個のバッテリーパックのうち高い電圧のバッテリーパックで低い電圧のバッテリーパックを充電することができる。また、第１バッテリーパック１０は補助バッテリー、第２バッテリーパック２０はメインバッテリーであり得るが、これに限定されるのではない。
第１バッテリーパック１０は、第１通信モジュール１１、第１バッテリー１２、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第１ダイオードＤ１、第１キャパシターＣ１、第１コイルＣＬ１ａ、第２コイルＣＬ１ｂ、２個のコネクタＣＮ１、および第１ＢＭＳ１３を含む。
第１通信モジュール１１は、第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０が非接触連結された場合、第１通信モジュール１１と第２通信モジュール２１のそれぞれに含まれている固有ＩＤを送受信する。第１通信モジュール１１は、第２バッテリーパック２０から受信された固有ＩＤと第１通信モジュール１１の固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を第１ＢＭＳ１３に伝送することができる。第１通信モジュール１１は、変更信号を第２通信モジュール２１に伝送することができる。第１通信モジュール１１は、ＮＦＣモジュールまたはＲＦＩＤモジュールなどの無線通信モジュールであり得るが、これに限定されるのではない。
第１バッテリー１２は、複数のセル（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｅｌｌ、Ｃ）を含み、２個のコネクタＣＮ１を通じてモータＭ（図３ａ参照）と連結され得、非接触連結を通じて第２バッテリー２２の電源で充電され得る。
第１ＢＭＳ１３は、第１バッテリー１２の電圧（以下、第１電圧（Ｖ１））を測定し、マッチング信号または変更信号により、所定のデューティーサイクル（ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ）を有する第１ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を第１スイッチＳ１に印加して第１スイッチＳ１のスイッチング動作を制御する。第１ＢＭＳ１３は、第１制御信号を利用して第２スイッチＳ２のスイッチング動作を制御する。
第１スイッチＳ１は、第１バッテリー１２の正極と第１コイルＣＬ１ａの一端の間に連結され、第１ＰＷＭ信号によりオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）が制御される。
第２スイッチＳ２は、第１バッテリー１２の負極と第２コイルＣＬ１ｂの一端に連結され、第１制御信号によりオン／オフが制御される。
第１ダイオードＤ１は、第１バッテリー１２の正極に連結されたカソードおよび第２コイルＣＬ１ｂの他端に連結されたアノードを含む。
第１キャパシターＣ１は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２の間に連結される。
第１コイルＣＬ１ａは、第１スイッチＳ１に連結された一端と第１バッテリー１２の負極に連結された他端を含む。
第２コイルＣＬ１ｂは、第２スイッチＳ２に連結された一端と第１ダイオードＤ１のアノードに連結された他端を含む。
第２バッテリーパック２０は、第２通信モジュール２１、第２バッテリー２２、第３スイッチＳ３、第４スイッチＳ４、第２ダイオードＤ２、第２キャパシターＣ２、第３コイルＣＬ２ａ、第４コイルＣＬ２ｂ、２個のコネクタＣＮ２、および第２ＢＭＳ２３を含む。
第２通信モジュール２１は、第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０が非接触連結された場合、第１通信モジュール１１と第２通信モジュール２１のそれぞれに含まれている固有ＩＤを送受信する。第２通信モジュール２１は、第１バッテリーパック１０から受信された固有ＩＤと第２通信モジュール２１の固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を第２ＢＭＳ２３に伝送することができる。第２通信モジュール２１は、ＮＦＣモジュールまたはＲＦＩＤモジュールなどの無線通信モジュールであり得るが、これに限定されるのではない。第２通信モジュール２１は、変更信号を第１通信モジュール１１に伝送することができる。
第２バッテリー２２は、複数のセルＣを含み、２個のコネクタＣＮ２を通じてモータＭ（図２ａ参照）と連結され得、非接触連結を通じて第１バッテリー１２の電源で充電され得る。
第２ＢＭＳ２３は、第２バッテリー２２の電圧（以下、第２電圧（Ｖ２））を測定し、マッチング信号または変更信号により、所定のデューティーサイクルを有する第２ＰＷＭ信号を第３スイッチＳ３に印加して第３スイッチＳ３のスイッチング動作を制御する。第２ＢＭＳ２３は、第２制御信号を利用して第４スイッチＳ４のスイッチング動作を制御する。第２ＢＭＳ２３は、第１電圧（Ｖ１）が第２電圧（Ｖ2）より小さい場合、充電バッテリーパックを変更する変更信号を生成することができる。
第３スイッチＳ３は、第２バッテリー２２の正極と第３コイルＣＬ２ａの一端の間に連結され、第２ＰＷＭ信号によりオン／オフが制御される。
第４スイッチＳ４は、第２バッテリー２２の負極と第４コイルＣＬ２ｂの一端に連結され、第２制御信号によりオン／オフが制御される。
第２ダイオードＤ２は、第２バッテリー２２の正極に連結されたカソードおよび第４コイルＣＬ２ｂの他端に連結されたアノードを含む。
第２キャパシターＣ２は、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４の間に連結される。
第３コイルＣＬ２ａは、第３スイッチＳ３に連結された一端と第２バッテリー２２の負極に連結された他端を含む。
第４コイルＣＬ２ｂは、第4スイッチＳ4に連結された一端と第２ダイオードＤ２のアノードに連結された他端を含む。
以下、図２ａおよび図２ｂを参照して、第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０が非接触連結され、第１バッテリーパック１０で第２バッテリーパック２０を充電する実施例の充電経路を説明する。図２ａは実施例によるバッテリー充電システムの第１経路を示す図面である。図２ｂは実施例によるバッテリー充電システムの第２経路を示す図面である。
第１ＢＭＳ１３は、マッチング信号により、第１スイッチＳ１がスイッチング動作、つまり、オン動作およびオフ動作を１回行うように制御し、第２スイッチＳ２がオフされるように制御する。この時、第２ＢＭＳ２３は、第３スイッチＳ３はオフ、第４スイッチＳ４はオンされるように制御する。モータＭは、２個のコネクタＣＮ２に連結され得る。また、第１コイルＣＬ１ａは１次側コイル、第４コイルＣＬ２ｂが２次側コイルとして動作する。
まず、図２ａを参照すれば、第１スイッチＳ１がオンされた場合、第１スイッチＳ１、第１コイルＣＬ１ａを通過する第１経路Ｒｏ１を通じて第１コイルＣＬ１ａに電流が流れる。
第２ダイオードＤ２の、カソードには第２バッテリー２２の正極が連結され、アノードには第２バッテリー２２の負極が連結される。したがって、第２ダイオードＤ２に逆電圧が印加されるため、第２ダイオードＤ２を通じて電流が流れない。この時、第２キャパシターＣ２は第２電圧（Ｖ２）で充電される。
次に、図２ｂを参照すれば、第１スイッチＳ１がオフされた場合、第１コイルＣＬ１ａの電流が中断されて第１電圧（Ｖ１）に対応する逆起電力が発生し、このような逆起電力に対応する電流が２次側コイルである第４コイルＣＬ２ｂに流れるようになる。つまり、第４コイルＣＬ２ｂ、第２ダイオードＤ２を通過する第２経路Ｒｆ１を通じて第１電圧（Ｖ１）に対応する電流が流れるようになる。したがって、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４の間には第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）の合計（Ｖ１＋Ｖ２）に対応する電位差が発生する。
第２ＢＭＳ２３は、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４の間の電圧を利用して第2キャパシターＣ2の両端電圧（Ｖ１＋Ｖ２）を測定し、以下の数式１を利用して第１電圧（Ｖ１）を計算する。
［数式１］
Ｖ１＝（Ｖ１＋Ｖ２）−Ｖ２
第２ＢＭＳ２３は、計算された第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）を比較し、第１電圧（Ｖ１）が第２電圧（Ｖ２）より大きい場合、スイッチング動作を基準回数（例えば、１０回）行うように第１スイッチＳ１を制御する。
第２ＢＭＳ２３は、第１電圧（Ｖ１）が第２電圧（Ｖ２）より小さい場合、バッテリーパックを変更して第２バッテリーパック２０で第１バッテリーパック１０が充電されるように変更信号を生成する。
以下、図３ａおよび図３ｂを参照して、第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０が非接触連結され、第２バッテリーパック２０で第１バッテリーパック１０を充電する実施例の充電経路を説明する。図３ａは実施例によるバッテリー充電システムの第３経路を示す図面である。図３ｂは実施例によるバッテリー充電システムの第４経路を示す図面である。
第１ＢＭＳ１３は、変更信号により、第３スイッチＳ３がスイッチング動作、つまり、オン動作およびオフ動作を１回行うように制御し、第４スイッチＳ４がオフされるように制御する。この時、第１ＢＭＳ１３は、第１スイッチＳ１はオフ、第２スイッチＳ２はオンされるように制御する。モータＭは２個のコネクタＣＮ１に連結され得る。また、第３コイルＣＬ２ａは１次側コイル、第２コイルＣＬ１ｂが２次側コイルとして動作する。
まず、３ａを参照すれば、第３スイッチＳ３がオンされた場合、第３スイッチＳ１、第３コイルＣＬ２ａを通過する第３経路Ｒｏ２を通じて第３コイルＣＬ２ａに電流が流れる。
第１ダイオードＤ１の、カソードには第１バッテリー１２の正極が連結され、アノードには第１バッテリー１２の負極が連結される。したがって、第１ダイオードＤ１に逆電圧が印加されるため、第１ダイオードＤ１を通じて電流が流れない。この時、第１キャパシターＣ１は第１電圧（Ｖ１）で充電される。
次に、図３ｂを参照すれば、第３スイッチＳ３がオフされた場合、第３コイルＣＬ２ａの電流が中断されて第２電圧（Ｖ２）に対応する逆起電力が発生し、このような逆起電力に対応する電流が２次側コイルである第２コイルＣＬ１ｂに流れるようになる。つまり、第２コイルＣＬ１ｂ、第１ダイオードＤ１を通過する第４経路Ｒｆ２を通じて第２電圧（Ｖ２）に対応する電流が流れるようになる。したがって、第１ノードＮ１と第２ノードＮ１の間には第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）の合計（Ｖ１＋Ｖ２）に対応する電位差が発生する。
第１ＢＭＳ１３は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２の間の電圧を利用して第１キャパシターＣ１の両端電圧（Ｖ１＋Ｖ２）を測定し、以下の数式２を利用して第２電圧（Ｖ２）を計算する。
［数式２］
Ｖ２＝（Ｖ１＋Ｖ２）−Ｖ１
第１ＢＭＳ１３は、計算された第２電圧（Ｖ２）と第１電圧（Ｖ１）を比較し、第２電圧（Ｖ２）が第１電圧（Ｖ１）より大きい場合、スイッチング動作を基準回数行うように第３スイッチＳ３を制御する。
第１ＢＭＳ１３は、第２電圧（Ｖ２）が第１電圧（Ｖ１）より小さい場合、バッテリーパックを変更して第１バッテリーパック１０で第２バッテリーパック２０が充電されるように変更信号を生成する。
第１バッテリーパック１０で第２バッテリーパック２０が充電される実施例は、図２ａおよび図２ｂを参照して詳述したため省略する。
したがって、第１電圧（Ｖ１）に対する情報がない場合、実施例によるバッテリー充電システム１は、第１電圧（Ｖ１）を計算して第１バッテリー１２と第２バッテリー２２のうち高い電圧のバッテリーで低い電圧のバッテリーを充電することができ、第２電圧（Ｖ２）に対する情報がない場合、第２電圧（Ｖ２）を計算して第１バッテリー１２と第２バッテリー２２のうち高い電圧のバッテリーで低い電圧のバッテリーを充電することができるため、主バッテリーと補助バッテリー間の電圧差を最小することができる。
以下、図４を参照して実施例によるバッテリー充電方法を説明する。
段階Ｓ１０で、第１通信モジュール１１は、第１バッテリーパック１０と第２バッテリーパック２０が非接触連結された場合、第１通信モジュール１１と第２通信モジュール２１のそれぞれに含まれている固有ＩＤを送受信し、第１通信モジュール１１の固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を第１ＢＭＳ１３に伝送して固有ＩＤを確認する。
段階Ｓ２０で、第１ＢＭＳ１３は、マッチング信号により、第１スイッチＳ１がオン動作およびオフ動作を１回行うように制御し、第２スイッチＳ２がオフされるように制御する。この時、第２ＢＭＳ２３は、第３スイッチＳ３はオフ、第４スイッチＳ４はオンされるように制御する。
段階Ｓ３０で、第２ＢＭＳ２３は、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４の間の電圧を測定して第2キャパシターＣ2の両端電圧を測定する。
段階Ｓ４０で、第２ＢＭＳ２３は、数式１により第１電圧（Ｖ１）を計算する。
段階Ｓ５０で、第２ＢＭＳ２３は、計算された第１電圧（Ｖ１）を利用して計算された第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）を比較する。
段階Ｓ６１で、第２ＢＭＳ２３は、電圧（Ｖ１）が第２電圧（Ｖ２）より大きい場合、スイッチング動作を基準回数行うように第１スイッチＳ１を制御して充電を維持する。
段階Ｓ６２で、第２ＢＭＳ２３は、第１電圧（Ｖ１）が第２電圧（Ｖ２）より小さい場合、充電バッテリーパックが変更されるように第２バッテリーパック２０で第１バッテリーパック１０が充電されるように変更信号を生成する。
以上で説明の便宜のために、実施例によるバッテリー充電システム１に２個のバッテリーパックが含まれたものと説明したが、これに限定されるのではなく、２個以上のバッテリーパックが含まれてもよい。
また、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。したがって、の詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはならず、例示的なものに考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付された請求項の合理的解釈により決定されなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

Claims (17)

  1. 第１バッテリーパックおよび第２バッテリーパックを含むバッテリー充電システムであって、
    前記第１バッテリーパックは、第１バッテリーを有し、
    前記第２バッテリーパックは、第２バッテリー、前記第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第１キャパシター、および前記第２バッテリーの電圧と前記第１キャパシターの両端電圧を測定するように構成された第１ＢＭＳを有し、
    前記第１ＢＭＳは、前記両端電圧を利用して前記第１バッテリーの電圧を計算し、第１バッテリー電圧が第２バッテリー電圧より大きい場合、前記第１バッテリーの電圧で前記第２バッテリーを充電し、前記第１バッテリー電圧が前記第２バッテリー電圧より小さい場合、前記第２バッテリーの電圧で前記第１バッテリーを充電するように構成され、
    前記第１バッテリーパックと前記第２バッテリーパックは非接触連結で充電される、バッテリー充電システム。
  2. 前記第１バッテリーパックは、前記第１バッテリーの正極と負極の間に直列連結された、第１スイッチと第１コイル、および前記第１スイッチを第１状態または第２状態に制御するように構成された第２ＢＭＳをさらに含み、
    前記第２バッテリーパックは、前記第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第２コイルをさらに含み、
    前記第１コイルは、前記第１バッテリーと前記第２バッテリーに無線電力伝送のための１次側コイルであり、前記第２コイルは、前記無線電力伝送のための２次側コイルである、
    請求項１に記載のバッテリー充電システム。
  3. 前記第１スイッチの第１状態で前記第１コイルには前記第１バッテリーの電流が流れ、
    前記第１スイッチの第２状態で前記第２コイルには前記第１バッテリー電圧の逆起電力に対応する電流が流れる、請求項２に記載のバッテリー充電システム。
  4. 前記第１キャパシターは、前記第１スイッチの第１状態で前記第２バッテリー電圧によって充電され、前記第１スイッチの第２状態で前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリー電圧の合計に対応する電圧で充電される、請求項３に記載のバッテリー充電システム。
  5. 前記第２バッテリーパックは、
    前記第１キャパシターと並列連結された第１ダイオード；および
    前記第２バッテリーの負極と前記第２コイルの間に連結された第２スイッチ
    をさらに含む、請求項４に記載のバッテリー充電システム。
  6. 前記第１バッテリーパックは、前記第１バッテリーの正極と負極の間に、互いに直列連結された、第２キャパシター、第３コイル、および第３スイッチをさらに含み、
    前記第２バッテリーパックは、前記第２バッテリーの正極と負極の間に、互いに直列に連結された、第４コイルおよび第４スイッチをさらに含み、
    前記第１ＢＭＳは、前記第４スイッチを第１状態または第２状態に制御するように構成された、請求項５に記載のバッテリー充電システム。
  7. 前記第１バッテリー電圧が前記第２バッテリー電圧より小さい場合、
    前記第４スイッチの第１状態で前記第４コイルには前記第２バッテリーの電流が流れ、
    前記第４スイッチの第２状態で前記第３コイルには前記第２バッテリー電圧の逆起電力に対応する電流が流れる、請求項６に記載のバッテリー充電システム。
  8. 前記第２キャパシターは、前記第４スイッチの第１状態で前記第２バッテリー電圧によって充電され、前記第４スイッチの第２状態で前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリー電圧の合計に対応する電圧で充電される、請求項７に記載のバッテリー充電システム。
  9. 前記第１バッテリーパックは、
    前記第２キャパシターと並列連結された第２ダイオード；および
    前記第１バッテリーの負極と前記第３コイルの間に連結された第４スイッチ
    をさらに含む、請求項８に記載のバッテリー充電システム。
  10. 前記第１バッテリーパックは、固有ＩＤを含む第１通信モジュールをさらに含み、
    前記第２バッテリーパックは、前記第１通信モジュールと無線通信し、前記固有ＩＤを含む第２通信モジュールをさらに含み、
    前記第１バッテリーパックと前記第２バッテリーパックが前記非接触連結された場合、前記第１通信モジュールと前記第２通信モジュールのそれぞれは、前記固有ＩＤを送受信して互いに固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を生成するように構成された、請求項９に記載のバッテリー充電システム。
  11. 前記第１ＢＭＳは、前記マッチング信号により前記第１スイッチを制御し、
    前記第２ＢＭＳは、前記マッチング信号により前記第４スイッチを制御するように構成された、請求項１０に記載のバッテリー充電システム。
  12. 第１バッテリーパックおよび第２バッテリーパックを含むバッテリー充電方法であって、
    前記第１バッテリーパックは、第１バッテリー、前記第１バッテリーの正極と負極の間に直列連結された、第１スイッチと第１コイル、および固有ＩＤを含む第１通信モジュールを含み、前記第２バッテリーパックは、第２バッテリー、前記第２バッテリーの正極と負極の間に直列連結された第１キャパシター、および前記第１通信モジュールと無線通信し、前記固有ＩＤを含む第２通信モジュールを含み、
    前記第１バッテリーパックと前記第２バッテリーパックが連結された場合、前記第１通信モジュールと前記第２通信モジュールのそれぞれが前記固有ＩＤを送受信して互いに固有ＩＤがマッチングされる場合、マッチング信号を生成する段階；
    前記マッチング信号により前記第１スイッチを制御する段階；
    前記第２バッテリーの電圧を測定する段階；
    前記第１キャパシターの両端電圧を利用して前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリーの電圧の合計を計算する段階；
    前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリーの電圧の合計を利用して前記第１バッテリーの電圧を計算する段階；および
    前記第１バッテリーの電圧が前記第２バッテリーの電圧より大きい場合、基準回数だけ前記第１スイッチのスイッチング動作を制御する段階を含み、
    前記連結は非接触連結である、バッテリー充電方法。
  13. 前記第２バッテリーパックは、前記第１キャパシターと並列連結された第１ダイオードおよび前記第２バッテリーの負極と第２コイルの間に連結された第２スイッチをさらに含み、
    前記第１バッテリーパックは、前記第１バッテリーの正極と負極の間に連結された第３スイッチ、前記第１バッテリーの正極と負極の間に連結された第２キャパシター、前記第２キャパシターと並列連結された第２ダイオード、および前記第１バッテリーの負極と第３コイルの間に連結された第４スイッチをさらに含み、
    前記マッチング信号により前記第１スイッチを制御する段階は、
    前記第１スイッチを第１状態に制御する段階、および
    前記第１スイッチを第２状態に制御する段階
    を含む、請求項１２に記載のバッテリー充電方法。
  14. 前記第１スイッチを第１状態に制御する段階後に、
    前記第３スイッチを前記第２状態に制御する段階；および
    前記第４スイッチを前記第２状態に制御する段階
    をさらに含む、請求項１３に記載のバッテリー充電方法。
  15. 前記第１キャパシターの両端電圧を利用して前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリーの電圧の合計を計算する段階は、
    前記第１スイッチを第２状態に制御する段階後に、前記第１キャパシターの両端電圧を利用して前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリーの電圧の合計を計算する段階である、請求項１４に記載のバッテリー充電方法。
  16. 前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリーの電圧の合計を利用して前記第１バッテリーの電圧を計算する段階は、
    前記第１スイッチを第２状態に制御する段階後に、前記第１バッテリーの電圧と前記第２バッテリーの電圧の合計を利用して前記第１バッテリーの電圧を計算する段階である、請求項１５に記載のバッテリー充電方法。
  17. 前記第２バッテリーの電圧が前記第１バッテリーの電圧より大きい場合、前記第２バッテリーで前記第１バッテリーを充電する段階
    をさらに含む、請求項１６に記載のバッテリー充電方法。
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