JP2022509144A - バッテリーパックの欠陥検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、バッテリーパックの欠陥検出装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーパックの内部に備えられたキャパシタの欠陥を検出する装置及び方法に関する。本発明によれば、ノイズ信号を用いてキャパシタの欠陥が検出されるため、組み立てられたバッテリーパック内部のキャパシタの欠陥を簡便に検出することができる。また、本発明は、ノイズ信号出力、ノイズ信号フィルタリング及び電圧測定のためのコンパクトな回路構造を含んでいるため、キャパシタの欠陥検出のための費用を節減することができる。

Description

本発明は、バッテリーパックの欠陥検出装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーパックの内部に備えられたキャパシタの欠陥を検出する装置及び方法に関する。

本出願は、２０１９年５月３０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－００６３９９８に基づく優先権を主張し、当該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、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。

現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系列のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

バッテリーが含まれたバッテリーパックには、一般に、リップル電流または高周波電流をフィルタリングするためのフィルタが備えられ、フィルタには一般にキャパシタが備えられる。キャパシタは高周波電流を通過させるため、フィルタの内部でキャパシタが備えられた位置によって、フィルタの種類をローパスフィルタとハイパスフィルタとに区分し得る。すなわち、フィルタに含まれたキャパシタは、一定周波数帯域の電流をフィルタリングすることで、バッテリーの電圧をより正確に測定できるようにする役割を果たす。

このようなキャパシタに欠陥が生じた場合、フィルタリングされるべき周波数帯域を有した電流がフィルタリングされず、バッテリーの電圧が正確に測定されないおそれがある。バッテリーの電圧が正確に測定されないと、バッテリーの充電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）が不正確に算出され、それによって多くの問題が生じ得る。

特許文献１は、バッテリーの電圧に応じたアナログ信号を出力し、出力されたアナログ信号を複数のフィルタに入力してフィルタリングする構成を開示している。しかし、特許文献１は、アナログ信号に含まれた遮断周波数以上の高周波信号をフィルタリングするため複数のフィルタを用いる構成を開示しているだけで、フィルタに含まれたキャパシタの欠陥を検出する構成は何ら開示していない。

特開２０１０－２４３１５７号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、非破壊的な方式でフィルタに含まれたキャパシタの容量を算出し、キャパシタの欠陥を検出するバッテリーパックの欠陥検出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、下記の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。

本発明の一態様によるバッテリーパックの欠陥検出装置は、センシングラインを通じてバッテリーセルの電圧を測定するように構成された電圧測定部と、バッテリーセルに対応する形態でキャパシタを含み、キャパシタを通じて対応するバッテリーセルに対して電圧測定部で測定される電圧に含まれたノイズをフィルタリングするように構成されたフィルタ部と、ノイズ抵抗が備えられたラインを通じてフィルタ部と接続され、周波数情報が含まれた制御信号が入力されれば、周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号をフィルタ部に出力するように構成された信号出力部と、電圧測定部及び信号出力部と接続され、周波数情報が含まれた制御信号を信号出力部に送信し、電圧測定部によって測定されたバッテリーセルの電圧値を受信し、受信したバッテリーセルの電圧値と既に設定された基準値に基づいてフィルタ部に含まれたキャパシタの欠陥を検出するように構成された制御部と、を含む。

制御部は、バッテリーパック内にバッテリーセルが複数個備えられた場合、電圧測定部によって測定された複数のバッテリーセルそれぞれの電圧値を受信し、受信した複数のバッテリーセルそれぞれの電圧値と既に設定された基準値に基づいて、複数のバッテリーセルのそれぞれに対応するキャパシタの欠陥を検出するように構成され得る。

フィルタ部は、バッテリーセルと直列で接続されたフィルタ抵抗、及びセンシングライン上でフィルタ抵抗と電圧測定部との間のノードに接続されて対応するバッテリーセルと並列で接続されたキャパシタを含み得る。

信号出力部は、ノイズ抵抗が備えられたノイズラインを通じてノードと接続され得る。

本発明の他の態様によるバッテリーパックの欠陥検出装置は、バッテリーパック内にバッテリーセルが複数個備えられた場合、ノイズラインの少なくとも一部分を複数の分岐ラインに分岐するように構成されたライン分岐部をさらに含み得る。

複数の分岐ラインは、複数のバッテリーセルのそれぞれに対応するノードにそれぞれ接続され得る。

ノイズ抵抗は、ノイズライン上でライン分岐部と信号出力部との間に備えられ得る。

制御部は、バッテリーセルに対して受信した電圧値に基づいてターゲット電圧値を算出し、算出されたターゲット電圧値を既に設定された基準値と比較し、比較結果に応じて出力周波数を選択し、選択された出力周波数に基づいてキャパシタの欠陥如何を判断するように構成され得る。

制御部は、電圧測定部からバッテリーセルに対する最大電圧値及び最小電圧値を受信し、最大電圧値と最小電圧値との差に基づいてターゲット電圧値を算出するように構成され得る。

制御部は、選択された出力周波数及びノイズ抵抗の抵抗値を用いて、バッテリーセルに対応するキャパシタの容量を算出するように構成され得る。

本発明のさらに他の態様によるバッテリーパックの欠陥検出装置は、出力されたノイズ信号の出力周波数と電圧測定部によって測定された電圧値とがマッピングされて保存される周波数－電圧テーブルがバッテリーセルに対応するように備えられた保存部をさらに含み得る。

制御部は、周波数情報を変更し、変更された周波数情報を含む制御信号を信号出力部に送信するように構成され得る。

制御部は、キャパシタの初期容量及びノイズ抵抗の抵抗値に応じて予め設定された周波数範囲内で、周波数情報を変更するように構成され得る。

制御部は、予め設定された周波数範囲内で、周波数情報を既に設定された周波数間隔ずつ変更するように構成され得る。

既に設定された周波数間隔は、電圧測定部で測定可能な最小電圧の大きさに基づいて予め設定された周波数間隔であり得る。

制御部は、予め設定された周波数範囲内で周波数情報を変更する前に、予め設定された周波数範囲未満の周波数範囲で選択された所定の予備周波数の周波数情報を含む制御信号を信号出力部に送信し、信号出力部によって予備周波数に対応する出力周波数を有するノイズ信号が出力されることによって電圧測定部で測定されたバッテリーセルの電圧値を受信し、受信した電圧値に基づいて予備電圧値を算出し、算出したバッテリーセルの予備電圧値と既に設定された基準電圧値に基づいてフィルタ部に含まれたキャパシタの欠陥を検出するように構成され得る。

本発明の他の一態様によるバッテリーパックは、本発明の一態様によるバッテリーパックの欠陥検出装置を含む。

本発明のさらに他の一態様によるバッテリーパックの欠陥検出方法は、周波数情報が含まれた制御信号が入力されれば、周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号を出力するノイズ信号出力段階と、ノイズ信号が出力された後、一部の周波数帯域がフィルタリングされたバッテリーセルの電圧を測定する電圧測定段階と、電圧測定段階で測定された電圧値と既に設定された基準値に基づいてバッテリーセルに対応するキャパシタの欠陥を検出する欠陥検出段階と、を含む。

本発明の一態様によれば、ノイズ信号を用いてキャパシタの欠陥が検出されるため、組み立てられたバッテリーパック内部のキャパシタの欠陥を簡便に検出することができる。

また、本発明は、ノイズ信号出力、ノイズ信号フィルタリング及び電圧測定のためのコンパクトな回路構造を含んでいるため、キャパシタの欠陥検出のための費用を節減することができる。

また、本発明の一態様によれば、ユーザにバッテリーセルの測定電圧及びキャパシタの容量などの情報が提供されるため、ユーザがキャパシタの劣化程度及び／または劣化進行速度などの傾向を把握することができる。

本発明の効果は以上の効果に制限されず、その他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

本明細書に添付される次の図面は、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ものであるため、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パックの欠陥検出装置の構成を例示的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置の一例を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置の他の例を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置において、ライン分岐部の一例を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置において、ライン分岐部の他の例を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置を用いてキャパシタの欠陥を検出した実験データである。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置に保存された周波数－電圧テーブルの例を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置に保存された周波数－デシベルテーブルの例を示した図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出方法を概略的に示したフロー図である。

本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や事前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、本発明のもっと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表すものではないため、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、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

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ある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載された「制御部」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意味し、ハードウェア、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で具現され得る。

さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。

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。

図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００の構成を例示的に示した図である。図２は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００の一例を示した図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１の欠陥検出装置１００はバッテリーパック１に含まれる。すなわち、バッテリーパック１は、バッテリーモジュール１０及びバッテリーパックの欠陥検出装置１００を含むことができる。ここで、バッテリーモジュール１０は、単数または複数のバッテリーセルＢを含み得る。

図１の実施形態において、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１の欠陥検出装置１００は、電圧測定部１１０、フィルタ部１２０、信号出力部１３０及び制御部１４０を含むことができる。

電圧測定部１１０は、センシングラインＬを通じてバッテリーセルＢの電圧を測定するように構成され得る。例えば、センシングラインＬは、一端がバッテリーモジュール１０の電極リードに接続され、他端が電圧測定部１１０の入力端子に接続され得る。したがって、電圧測定部１１０は、センシングラインＬを通じてバッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセルＢの電圧を測定することができる。

例えば、図２の実施形態において、バッテリーモジュール１０に一つのバッテリーセルＢが含まれたと仮定する。電圧測定部１１０は、バッテリーセルＢと接続されたセンシングラインＬを通じてバッテリーセルＢの電圧を測定するように構成され得る。具体的には、バッテリーセルＢの正極と電圧測定部１１０の入力端子との間がセンシングラインＬを通じて接続され得る。

フィルタ部１２０は、バッテリーセルＢに対応する形態でキャパシタＣを含むことができる。このとき、キャパシタＣは、バッテリーセルＢと直列または並列で接続され得る。

例えば、図２の実施形態において、バッテリーモジュール１０にバッテリーセルＢが一つ含まれているため、フィルタ部１２０は一つのキャパシタＣを含み得る。

また、フィルタ部１２０は、キャパシタＣを通じて、対応するバッテリーセルＢに対して電圧測定部１１０で測定する電圧に含まれたノイズをフィルタリングするように構成され得る。

例えば、図１及び図２の実施形態において、フィルタ部１２０は、バッテリーモジュール１０と電圧測定部１１０との間に備えられ、電圧測定部１１０で測定する電圧に含まれたノイズをフィルタリングすることができる。ここで、フィルタ部１２０は、ローパスフィルタ（ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）またはハイパスフィルタ（ｈｉｇｈ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）で具現され得る。図２は、フィルタ部１２０がローパスフィルタで具現された実施形態である。説明の便宜上、以下ではフィルタ部１２０がローパスフィルタで具現された場合を主に説明する。

より具体的には、図２の実施形態に示されたように、フィルタ部１２０は、キャパシタＣ及びフィルタ抵抗Ｒを含むことができる。ここで、フィルタ部１２０のキャパシタＣは、バッテリーセルＢに並列で接続された形態で構成され得る。例えば、キャパシタＣは、一端がセンシングラインＬに接続され、他端がバッテリーモジュール１０の負極端子側（パック端子側）Ｐ－に接続された形態で構成され得る。

そして、フィルタ部１２０のフィルタ抵抗Ｒは、センシングラインＬ上に備えられ得る。例えば、図２に示されたように、フィルタ抵抗Ｒは、バッテリーモジュール１０の正極端子（パック端子側）Ｐ＋とキャパシタＣとが接続された地点の間に備えられ得る。

キャパシタＣ及びフィルタ抵抗Ｒを含むフィルタ部１２０の構成によって、電圧測定部１１０は、フィルタ部１２０の遮断周波数以上の高周波が減衰した電圧を測定することができる。すなわち、高周波が通過可能なキャパシタＣの特性によって、電圧測定部１１０は、高周波が減衰したバッテリーセルＢの電圧を測定できる。

信号出力部１３０は、ノイズ抵抗Ｒｎが備えられたラインを通じてフィルタ部１２０と接続され得る。

例えば、図２の実施形態において、信号出力部１３０は、ノイズ抵抗Ｒｎが備えられたノイズラインＬｎを通じてフィルタ部１２０と接続され得る。ここで、ノイズ抵抗Ｒｎは、抵抗値が事前に知られた抵抗であって、抵抗値の変動が小さい抵抗であり得る。

このとき、ノイズ抵抗Ｒｎの大きさは小さいほど望ましい。例えば、ノイズ抵抗Ｒｎが大き過ぎれば、信号出力部１３０から出力されるノイズ信号の大きさが減少し得る。この場合、信号出力部１３０から相異なる出力周波数のノイズ信号が出力されても、ノイズ抵抗Ｒｎによってフィルタ部１２０に入力される信号の大きさが小さくなり、フィルタ部１２０に入力される信号同士の差が僅かなものになり得る。また、ノイズ抵抗Ｒｎが大き過ぎれば、外部の要因による変動が激しくなり得る。例えば、ノイズ抵抗Ｒｎが大き過ぎれば、バッテリーパック１内部の温度または湿度など外部の要因によって、ノイズ抵抗Ｒｎが対応する大きさだけ変わり得る。したがって、バッテリーパックの欠陥検出の信頼性及び正確性が外部の要因によって大きい影響を受けないように、ノイズ抵抗Ｒｎの大きさは小さく設定され得る。

また、信号出力部１３０には、周波数情報が含まれた制御信号が入力され得る。例えば、信号出力部１３０には、制御部１４０からの制御信号が入力され得る。

制御信号が入力されれば、信号出力部１３０は、制御信号に含まれた周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号をフィルタ部１２０に出力するように構成され得る。ここで、周波数情報とは、信号出力部１３０から出力されるノイズ信号に含まれる出力周波数についての情報を含み得る。すなわち、信号出力部１３０は、周波数を有する信号を出力し、入力される制御信号に含まれた周波数情報に対応する周波数を有するノイズ信号を出力することができる。

例えば、図２の実施形態において、信号出力部１３０が制御部１４０からｘ［Ｈｚ］の周波数情報が含まれた制御信号の入力を受けた場合、信号出力部１３０は、ｘ［Ｈｚ］の周波数を有するノイズ信号をノイズラインＬｎを通じて出力し得る。したがって、ｘ［Ｈｚ］の周波数を有するノイズ信号がノイズラインＬｎを通じてフィルタ部１２０に入力され得る。具体的には、出力されたノイズ信号は、センシングラインＬに印加されて、電圧測定部１１０に入力されるバッテリーセルＢの電圧測定信号と結合され得る。そして、ノイズ信号と結合された電圧測定信号において、高周波成分はフィルタ部１２０によってフィルタリングされ得る。すなわち、ノイズ信号と結合された電圧測定信号において、高周波成分はキャパシタＣを通過してバッテリーパック１の負極端子Ｐ－側に流れ得る。したがって、電圧測定部１１０は、高周波成分がフィルタリングされたバッテリーセルＢの電圧測定信号の入力を受け、バッテリーセルＢの電圧を測定し得る。ここで、図２の実施形態では、説明の便宜上、キャパシタＣを通過した高周波成分がバッテリーパック１の負極端子Ｐ－側に流れる例を示した。すなわち、バッテリーパック１にキャパシタＣと接続された接地端子が別に備えられた場合であれば、キャパシタＣを通過した高周波成分は接地端子側に流れてもよい。

制御部１４０は、電圧測定部１１０及び信号出力部１３０と接続され得る。例えば、図１及び図２を参照すると、制御部１４０は、有線で電圧測定部１１０及び信号出力部１３０と接続され得る。したがって、制御部１４０は、電圧測定部１１０及び信号出力部１３０と信号を送受信することができる。

また、制御部１４０は、制御信号を信号出力部１３０に送信するように構成され得る。上述したように、信号出力部に送信される制御信号には、周波数情報が含まれ得る。

例えば、制御部１４０は、周波数情報が含まれた制御信号を信号出力部１３０に送信し得る。信号出力部１３０は、制御部１４０から周波数情報が含まれた制御信号を受信すれば、制御信号に含まれた周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号をノイズラインＬｎを通じて出力し得る。したがって、フィルタ部１２０には出力周波数を有するノイズ信号が入力され得る。

具体的には、図２の実施形態において、制御部１４０はｘ［Ｈｚ］の周波数情報が含まれた制御信号を信号出力部１３０に送信し得る。信号出力部１３０はｘ［Ｈｚ］出力周波数が含まれたノイズ信号をノイズラインＬｎを通じて出力し得る。ノイズラインＬｎを通じて出力されたノイズ信号は、センシングラインＬに印加され得る。そして、ノイズ信号に含まれた高周波成分は、フィルタ部１２０によってフィルタリングされ得る。

また、制御部１４０は、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの電圧値を受信するように構成され得る。ここで、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの電圧値は、フィルタ部１２０によって高周波がフィルタリングされた電圧値であり得る。

例えば、信号出力部１３０から出力されたノイズ信号は、出力周波数に応じて一部または全部がフィルタ部１２０でフィルタリングされ、電圧測定部１１０は、フィルタリングされたノイズ信号が含まれたバッテリーセルＢの電圧を測定し得る。そして、制御部１４０は、電圧測定部１１０からバッテリーセルＢの電圧値を受信し得る。

具体的には、信号出力部１３０が出力したノイズ信号は、フィルタ部１２０によってフィルタリングされ得る。このとき、ノイズ信号に含まれた遮断周波数以上の高周波成分はフィルタ部１２０によって減衰し、ノイズ信号に含まれた高周波成分がフィルタリングされ得る。ここで、遮断周波数は、キャパシタＣの容量に基づいた周波数値であり得る。すなわち、キャパシタＣの容量が小さいほど、フィルタリングされる周波数帯域が小さくなり得る。したがって、キャパシタＣによってフィルタリングされた結果に応じてキャパシタＣの欠陥が検出され得る。キャパシタＣと遮断周波数との相関関係式は後述する。

また、制御部１４０は、受信したバッテリーセルＢの電圧値と既に設定された基準値に基づいてフィルタ部１２０に含まれたキャパシタＣの欠陥を検出するように構成され得る。例えば、図２の実施形態において、制御部１４０は、受信したバッテリーセルＢの電圧値と既に設定された基準値とを比較し、比較結果に基づいてフィルタ部１２０に含まれたキャパシタＣの欠陥を検出することができる。

例えば、バッテリーパックのフィルタ部１２０に含まれたキャパシタＣに欠陥が生じた場合、フィルタ部１２０によるフィルタリングに影響を及ぼすため、バッテリーセルＢの電圧が正確に測定されない問題が発生する。また、バッテリーセルＢの電圧が正確に測定されないと、バッテリーセルＢの充電状態（ＳＯＣ）が正確に推定されず、これによってバッテリーセルＢが過充電または過放電する問題が生じ得る。また、バッテリーセルＢの電圧が正確に測定されないことで、バッテリーセルＢのスウェリング（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）、発火または爆発など予期せぬ多様な問題が生じるおそれがある。

すなわち、ノイズ信号がフィルタリングされた結果に基づいてキャパシタＣのフィルタリング性能を確認し、確認されたフィルタリング性能に基づいてキャパシタＣの欠陥を検出することができる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、非破壊的な方式を用いることで、組み立てられたバッテリーパック１の内部に備えられたキャパシタＣの欠陥を簡便に検出することができる。

バッテリーパック１内に複数個のバッテリーセルＢが備えられた場合、制御部１４０は、電圧測定部１１０によって測定されたそれぞれのバッテリーセルＢの電圧値を受信するように構成され得る。バッテリーモジュール１０に複数のバッテリーセルＢの含まれた形態は図３を参照して説明する。

図３は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００の他の例を示した図である。

図３の実施形態において、バッテリーモジュール１０は複数のバッテリーセルＢを含む。例えば、バッテリーモジュール１０は、第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４を含み得る。

第１センシングラインＬ１は第１バッテリーセルＢ１の正極端と電圧測定部１１０とに接続され、第２センシングラインＬ２は第２バッテリーセルＢ２の正極端と電圧測定部１１０とに接続され得る。第３センシングラインＬ３は第３バッテリーセルＢ３の正極端と電圧測定部１１０とに接続され、第４センシングラインＬ４は第４バッテリーセルＢ４の正極端と電圧測定部１１０とに接続され得る。

電圧測定部１１０は、第１センシングラインＬ１を通じて第１バッテリーセルＢ１の電圧を測定し、第２センシングラインＬ２を通じて第２バッテリーセルＢ２の電圧を測定し得る。そして、電圧測定部１１０は、第３センシングラインＬ３を通じて第３バッテリーセルＢ３の電圧を測定し、第４センシングラインＬ４を通じて第４バッテリーセルＢ４の電圧を測定し得る。

信号出力部１３０によって出力されたノイズ信号は、ノイズラインＬｎを通じてそれぞれのセンシングラインＬ１～Ｌ４に入力され得る。例えば、ノイズラインＬｎが複数本備えられた場合、それぞれのノイズラインがそれぞれのセンシングラインＬ１～Ｌ４に接続され得る。他の例として、一つのノイズラインＬｎが備えられた場合、ノイズラインＬｎは複数の分岐ラインに分岐して、複数の分岐ラインがセンシングラインＬ１～Ｌ４にそれぞれ接続され得る。

図３は、一つのノイズラインＬｎが備えられた実施形態である。図３に示された構成を参照すると、ノイズラインＬｎは、第１センシングラインＬ１、第２センシングラインＬ２、第３センシングラインＬ３及び第４センシングラインＬ４のそれぞれに接続され得る。より具体的には、ノイズラインＬｎは、第１センシングラインＬ１上で第１抵抗Ｒ１と電圧測定部１１０との間の第１ノードＮ１に接続され得る。また、ノイズラインＬｎは、第２センシングラインＬ２上で第２抵抗Ｒ２と電圧測定部１１０との間の第２ノードＮ２に接続され得る。また、ノイズラインＬｎは、第３センシングラインＬ３上で第３抵抗Ｒ３と電圧測定部１１０との間の第３ノードＮ３に接続され得る。また、ノイズラインＬｎは、第４センシングラインＬ４上で第４抵抗Ｒ４と電圧測定部１１０との間の第４ノードＮ４に接続され得る。

このような構成において、信号出力部１３０から出力されたノイズ信号は第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノードＮ３及び第４ノードＮ４のそれぞれに入力され得る。そして、フィルタ部１２０に含まれた第１キャパシタＣ１、第２キャパシタＣ２、第３キャパシタＣ３及び第４キャパシタＣ４のそれぞれによってノイズ信号がフィルタリングされ得る。電圧測定部１１０は、測定した第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４それぞれの電圧に対する電圧値を制御部１４０に送信し得る。

また、制御部１４０は、受信した複数のバッテリーセルＢそれぞれの電圧値と既に設定された基準値に基づいて、複数のバッテリーセルＢそれぞれに対応するキャパシタＣの欠陥を検出するように構成され得る。

図３の実施形態において、第１キャパシタＣ１は、第１バッテリーセルＢ１に対応するキャパシタであって、一端が第１ノードＮ１に接続され、他端がバッテリーモジュール１０の負極端子側（パック端子側）Ｐ－に接続されて、第１バッテリーセルＢ１と並列で接続され得る。

第２キャパシタＣ２は、第２バッテリーセルＢ２に対応するキャパシタであって、一端が第２ノードＮ２に接続され、他端がバッテリーモジュール１０の負極端子側（パック端子側）Ｐ－に接続されて、第２バッテリーセルＢ２と並列で接続され得る。

第３キャパシタＣ３は、第３バッテリーセルＢ３に対応するキャパシタであって、一端が第３ノードＮ３に接続され、他端がバッテリーモジュール１０の負極端子側（パック端子側）Ｐ－に接続されて、第３バッテリーセルＢ３と並列で接続され得る。

第４キャパシタＣ４は、第４バッテリーセルＢ４に対応するキャパシタであって、一端が第４ノードＮ４に接続され、他端がバッテリーモジュール１０の負極端子側（パック端子側）Ｐ－に接続されて、第４バッテリーセルＢ４と並列で接続され得る。

制御部１４０は、第１バッテリーセルＢ１の電圧値と既に設定された基準値に基づいて第１キャパシタＣ１の欠陥を検出でき、第２バッテリーセルＢ２の電圧値と既に設定された基準値に基づいて第２キャパシタＣ２の欠陥を検出することができる。また、制御部１４０は、第３バッテリーセルＢ３の電圧値と既に設定された基準値に基づいて第３キャパシタＣ３の欠陥を検出でき、第４バッテリーセルＢ４の電圧値と既に設定された基準値に基づいて第４キャパシタＣ４の欠陥を検出することができる。ここで、既に設定された基準値とは、一定の数値または一定の数値範囲を意味し得る。

すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、それぞれのバッテリーセルＢに対応するキャパシタＣそれぞれの欠陥如何を独立的に判断することで、どのバッテリーセルＢに対応するキャパシタＣに欠陥があるかを判断することができる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、欠陥が検出されたキャパシタＣについての情報をユーザに提供することができる。また、欠陥が検出されたキャパシタＣ及び該キャパシタＣに対応するバッテリーセルＢとの接続を切ることで、該当バッテリーセルＢの電圧が不正確に測定されることで発生し得る問題を予め防止することができる。

ここで、制御部１４０は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００で実行される多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ‐ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１４０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存されてプロセッサによって実行され得る。メモリは、プロセッサの内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段でプロセッサと接続され得る。

一方、図２を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、保存部１５０をさらに含むことができる。ここで、保存部１５０は、ノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値及びバッテリーセルＢの初期状態（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｌｉｆｅ、ＢＯＬ）の出力電圧値などを保存し得る。すなわち、保存部１５０は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００の各構成要素が動作及び機能を実行するのに必要なデータやプログラム、または、動作及び機能の実行過程で生成されるデータなどを保存し得る。保存部１５０は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記憶手段であればその種類に特に制限がない。一例として、情報記憶手段には、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュ（登録商標）メモリ、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、レジスタなどが含まれ得る。保存部１５０は、制御部１４０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムまたはプログラムコードを保存し得る。

フィルタ部１２０は、センシングライン上に位置してバッテリーセルＢと直列で接続されたフィルタ抵抗Ｒ、及びセンシングラインＬ上でフィルタ抵抗Ｒと電圧測定部１１０との間のノードＮに接続され、対応するバッテリーセルＢと並列で接続されたキャパシタＣを含むことができる。

例えば、図２の実施形態において、フィルタ部１２０は、抵抗Ｒ－キャパシタＣ構造のローパスフィルタを含み得る。すなわち、フィルタ部１２０は、センシングラインＬ上に備えられてバッテリーセルＢと直列で接続されたフィルタ抵抗Ｒを含み得る。以下、説明の便宜上、センシングラインＬ上で、フィルタ抵抗Ｒと電圧測定部１１０との間のラインをノードＮと称する。キャパシタＣは、一端がノードＮに接続され得る。

もし、フィルタ部１２０がハイパスフィルタで具現された場合は、図２の実施形態でフィルタ抵抗ＲとキャパシタＣとの位置が入れ替えられ得る。

また、図３の実施形態では、フィルタ抵抗Ｒ１～Ｒ４と対応するキャパシタＣ１～Ｃ４との位置が互いに入れ替えられ得る。

信号出力部１３０は、ノイズ抵抗Ｒｎが備えられたノイズラインＬｎを通じてノードＮと接続されるように構成され得る。すなわち、信号出力部１３０は、ノイズラインＬｎを通じてフィルタ部１２０と接続され得る。

例えば、図２の実施形態において、ノードＮにノイズラインＬｎが接続され、ノイズラインＬｎにはノイズ抵抗Ｒｎが備えられ得る。望ましくは、ノードＮ上でキャパシタＣの一端が接続された地点とフィルタ抵抗Ｒとの間にノイズラインＬｎが接続され得る。したがって、信号出力部１３０から出力されたノイズ信号のうち高周波がキャパシタＣを通じてフィルタリングされ得る。

すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、それぞれのバッテリーセルＢに対して備えられたフィルタを用いて測定される電圧に含まれた一定帯域の周波数をフィルタリングすることができる。例えば、リップル信号及びノイズ高周波信号をフィルタリングすることができる。そして、バッテリーパックの欠陥検出装置１００は、バッテリーセルＢのそれぞれに対応するキャパシタＣを備え、キャパシタＣそれぞれの欠陥を独立的に検出することができる。

本発明の一実施形態によるバッテリーパック１の欠陥検出装置１００は、バッテリーパック１内にバッテリーセルＢが複数個備えられた場合、ノイズラインＬｎの少なくとも一部分を複数の分岐ラインに分岐するように構成されたライン分岐部１６０をさらに含むことができる。また、ライン分岐部１６０は、制御部１４０と電気的に接続され得る。

例えば、図３の実施形態において、ライン分岐部１６０は、ノイズラインＬｎを第１分岐ラインＬｎ１、第２分岐ラインＬｎ２、第３分岐ラインＬｎ３及び第４分岐ラインＬｎ４に分岐し得る。そして、ライン分岐部１６０は、ノイズラインＬｎを通じて信号出力部１３０と接続され得る。ライン分岐部１６０は、第１分岐ラインＬｎ１、第２分岐ラインＬｎ２、第３分岐ラインＬｎ３及び第４分岐ラインＬｎ４を通じてフィルタ部１２０とも接続され得る。

ライン分岐部１６０とフィルタ部１２０とを連結する分岐ラインの本数は、バッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセルＢ１～Ｂ４の個数に対応し得る。すなわち、図３の実施形態において、バッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセルの個数が４個であるため、分岐ラインの本数も４本であり得る。

複数の分岐ラインは、複数のバッテリーセルのそれぞれに対応するノードにそれぞれ接続され得る。

すなわち、ライン分岐部１６０は、複数の分岐ラインＬｎ１～Ｌｎ４を通じて複数のバッテリーセルＬ１～Ｌ４にそれぞれに対応するノードＮ１～Ｎ４にそれぞれ接続され得る。

例えば、図３の実施形態において、ライン分岐部１６０は、ノイズラインＬｎを第１分岐ラインＬｎ１、第２分岐ラインＬｎ２、第３分岐ラインＬｎ３及び第４分岐ラインＬｎ４に分岐し得る。第１分岐ラインＬｎ１、第２分岐ラインＬｎ２、第３分岐ラインＬｎ３及び第４分岐ラインＬｎ４は、それぞれ第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノードＮ３及び第４ノードＮ４に接続され得る。

具体的には、図３の実施形態において、第１ノードＮ１上で第１キャパシタＣ１の一端が接続された地点と第１フィルタ抵抗Ｒ１との間に第１分岐ラインＬｎ１が接続され、第１分岐ラインＬｎ１を通じてノイズ信号が第１ノードＮ１に印加され得る。

同様に、第２ノードＮ２上で第２キャパシタＣ２の一端が接続された地点と第２フィルタ抵抗Ｒ２との間に第２分岐ラインＬｎ２が接続され、第２分岐ラインＬｎ２を通じてノイズ信号が第２ノードＮ２に印加され得る。

また、第３ノードＮ３上で第３キャパシタＣ３の一端が接続された地点と第３フィルタ抵抗Ｒ３との間に第３分岐ラインＬｎ３が接続され、第３分岐ラインＬｎ３を通じてノイズ信号が第３ノードＮ３に印加され得る。

第４ノードＮ４上で第４キャパシタＣ４の一端が接続された地点と第４フィルタ抵抗Ｒ４との間に第４分岐ラインＬｎ４が接続され、第４分岐ラインＬｎ４を通じてノイズ信号が第４ノードＮ４に印加され得る。

ここで、ライン分岐部１６０は、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ、ＤＥＭＵＸ）または複数のスイッチが含まれた構造であり得る。

図４は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置において、ライン分岐部の一例を示した図である。

図４を参照すると、ライン分岐部１６０はデマルチプレクサで構成され得る。ライン分岐部１６０は、ｎ本の入力ラインが接続され、ｍ本の出力ラインが接続されたデマルチプレクサであり得る。ここで、ｍとｎは、正の整数であり、デマルチプレクサの定義上、ｍはｎよりも大きい。

また、デマルチプレクサで構成されたライン分岐部１６０は、入力端子ＩＴ、シリアル端子ＳＴ及び出力端子ＯＴを含み得る。例えば、図４の実施形態において、バッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセルの個数が４個であるため、ライン分岐部１６０には１個の入力端子ＩＴ、２個のシリアル端子ＳＴ及び４個の出力端子ＯＴが含まれ得る。すなわち、ライン分岐部１６０には、入力端子ＩＴ、第１シリアル端子ＳＴ１、第２シリアル端子ＳＴ２、第１出力端子ＯＴ１、第２出力端子ＯＴ２、第３出力端子ＯＴ３及び第４出力端子ＯＴ４が含まれ得る。

入力端子ＩＴには、ノイズラインＬｎが接続され、信号出力部１３０から出力されたノイズ信号が入力端子ＩＴに入力され得る。

シリアル端子ＳＴには分岐制御ラインＬｓが接続され、ライン分岐部１６０は分岐制御ラインＬｓを通じて制御部１４０と接続され得る。制御部１４０は、分岐制御ラインＬｓを通じて分岐命令を送信し、ライン分岐部１６０は受信した分岐命令に従って、入力端子ＩＴに入力されたノイズ信号を出力するための端子を出力端子ＯＴから選択し得る。例えば、ライン分岐部１６０で最大に分岐されるラインの個数をＮとすれば、シリアル端子ＳＴの個数は「Ｌｏｇ_２Ｎ」よりも大きい整数であり得る。望ましくは、シリアル端子ＳＴの個数は「Ｌｏｇ_２Ｎ」よりも大きい整数のうち最小の整数であり得る。例えば、Ｎが４であれば、シリアル端子ＳＴの個数は２以上であり得る。他の例として、Ｎが７であれば、「Ｌｏｇ_２７」は２よりも大きく３よりも小さい数であるため、「Ｌｏｇ_２７」よりも大きい整数は３以上の整数である。ただし、望ましくは、シリアル端子ＳＴの個数は３であり得る。

以下の例示では、図４に示されたように、分岐制御ラインＬｓが第１ラインＬｓ１及び第２ラインＬｓ２を備えると仮定する。また、説明の便宜上、制御部１４０から第１ラインＬｓ１に出力する信号と第２ラインＬｓ２に出力する信号との対を（ｘ，ｘ）の形態で示す。例えば、制御部１４０が第１ラインＬｓ１にａ信号を出力し、第２ラインＬｓ２にｂ信号を出力した場合であれば、制御部１４０が（ｂ，ａ）信号を出力したと示すことにする。

例えば、入力端子ＩＴを通じてノイズ信号が入力された状態で、制御部１４０が（０，０）信号を出力すれば、ライン分岐部１６０は第１出力端子ＯＴ１を通じて入力されたノイズ信号を出力し得る。

他の例として、入力端子ＩＴを通じてノイズ信号が入力された状態で、制御部１４０が（０，１）信号を出力すれば、ライン分岐部１６０は第２出力端子ＯＴ２を通じて入力されたノイズ信号を出力し得る。

さらに他の例として、入力端子ＩＴを通じてノイズ信号が入力された状態で、制御部１４０が（１，０）信号を出力すれば、ライン分岐部１６０は第３出力端子ＯＴ３を通じて入力されたノイズ信号を出力し得る。

さらに他の例として、入力端子ＩＴを通じてノイズ信号が入力された状態で、制御部１４０が（１，１）信号を出力すれば、ライン分岐部１６０は第４出力端子ＯＴ４を通じて入力されたノイズ信号を出力し得る。

すなわち、ライン分岐部１６０は、シリアル端子ＳＴを通じて入力された信号の組合せに基づいて、ノイズ信号を出力する出力端子を選択することができる。

他の例として、入力端子ＩＴを通じてノイズ信号が入力された状態で、制御部１４０が（０，０）、（０，１）、（１，０）及び（１，１）信号を出力すれば、ライン分岐部１６０は第１出力端子ＯＴ１、第２出力端子ＯＴ２、第３出力端子ＯＴ３及び４出力端子ＯＴ４を通じて入力されたノイズ信号を出力し得る。

出力端子ＯＴには分岐ラインが接続され、ライン分岐部１６０は分岐ラインを通じてフィルタ部１２０と接続され得る。望ましくは、ライン分岐部１６０は、分岐ラインを通じてフィルタ部１２０に含まれた各ノードと接続され得る。

第１出力端子ＯＴ１には第１分岐ラインＬｎ１が接続され、第２出力端子ＯＴ２には第２分岐ラインＬｎ２が接続され得る。第３出力端子ＯＴ３には第３分岐ラインＬｎ３が接続され、第４出力端子ＯＴ４には第４分岐ラインＬｎ４が接続され得る。

例えば、入力端子ＩＴを通じてノイズ信号が入力された状態で、制御部１４０が（０，０）及び（１，１）信号を一緒に出力すれば、ライン分岐部１６０は第１出力端子ＯＴ１及び第４出力端子ＯＴ４を通じて入力されたノイズ信号を出力し得る。この場合、第１ノードＮ１及び第４ノードＮ４に信号出力部１３０から出力されたノイズ信号が入力され得る。

図５は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置において、ライン分岐部１６０の他の例を示した図である。

図５を参照すると、ライン分岐部１６０は、複数の分岐ラインＬｎ１～Ｌｎ４及び複数のスイッチＳ１～Ｓ４を含み得る。ここで、複数のスイッチＳ１～Ｓ４の種類は、機械式スイッチ、電子式スイッチ及び電気式スイッチなどが制限なく適用され得る。ただし、複数のスイッチＳ１～Ｓ４による影響を最小化するため、複数のスイッチＳ１～Ｓ４はすべてが同じ種類と仕様のスイッチであり得る。すなわち、第１スイッチＳ１がＦＥＴであれば、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４もＦＥＴであり得る。

例えば、ライン分岐部１６０に接続されたノイズラインＬｎは、分岐点ＢＰを基準にして、第１分岐ラインＬｎ１、第２分岐ラインＬｎ２、第３分岐ラインＬｎ３及び第４分岐ラインＬｎ４に分岐され得る。そして、第１分岐ラインＬｎ１には第１スイッチＳ１が備えられ、第２分岐ラインＬｎ２には第２スイッチＳ２が備えられ得る。第３分岐ラインＬｎ３には第３スイッチＳ３が備えられ、第４分岐ラインＬｎ４には第４スイッチＳ４が備えられ得る。

図５には概略的に示したが、複数のスイッチＳ１～Ｓ４のそれぞれは分岐制御ラインＬｓを通じて制御部１４０と接続され得る。したがって、制御部１４０は、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４の動作状態を独立的に制御することができる。

例えば、制御部１４０は、第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２の動作状態をターンオン状態に制御し、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４の動作状態をターンオフ状態に制御し得る。この場合、ノイズラインＬｎを通じて入力されたノイズ信号は、第１分岐ラインＬｎ１及び第２分岐ラインＬｎ２を通じて出力され得る。すなわち、ノイズ信号は、第１分岐ラインＬｎ１及び第２分岐ラインＬｎ２を通じて第１ノードＮ１及び第２ノードＮ２に印加され得る。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、ノイズラインＬｎを複数の分岐ラインに分岐するライン分岐部１６０を含むことで回路的構成が比較的に簡単であるため、生産性が向上して生産費用を節減できる。

ノイズ抵抗Ｒｎは、ノイズラインＬｎ上でライン分岐部１６０と信号出力部１３０との間に備えられ得る。

図３に示されたように、ライン分岐部１６０によってノイズラインＬｎが第１分岐ラインＬｎ１、第２分岐ラインＬｎ２、第３分岐ラインＬｎ３及び第４分岐ラインＬｎ４に分岐されても、ノイズ抵抗Ｒｎは信号出力部１３０とライン分岐部１６０との間に備えられ得る。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、一つのノイズ抵抗Ｒｎを備えることで、それぞれのキャパシタＣに対する欠陥を検出するとき、ノイズ抵抗Ｒｎによる影響を最小化することができる。したがって、キャパシタＣの欠陥をより正確に検出することができる。

以下、バッテリーセルＢの電圧値と既に設定された基準値とを比べてキャパシタＣの欠陥を検出する過程について詳しく説明する。

制御部１４０は、バッテリーセルＢに対して受信した電圧値に基づいてターゲット電圧値を算出することができる。ここで、ターゲット電圧値は、既に設定された基準値との比較の対象になる値であって、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの電圧値を制御部１４０が加工して得た値である。

以下、説明の便宜上、バッテリーセルＢの出力電圧がＶ［Ｖ］であると仮定する。

例えば、図２に示されたように、バッテリーセルＢからセンシングラインＬを通じて直流電流が出力され得る。出力された直流電流はフィルタ抵抗Ｒを通過し、信号出力部１３０から出力されたノイズ信号と結合され得る。このとき、ノイズ信号は周波数を有する交流電流であるため、電圧測定部１１０では、バッテリーセルＢの出力電圧として、Ｖ［Ｖ］を基準にして一定範囲内に属する電圧値が測定され得る。電圧測定部１１０は、バッテリーセルＢの最大電圧値（Ｖｍａｘ）及び最小電圧値（Ｖｍｉｎ）を測定し得る。そして、制御部１４０は、電圧測定部１１０で測定した最大電圧値及び最小電圧値を加工してターゲット電圧値を算出し得る。例えば、制御部１４０は、最大電圧値と最小電圧値との差に基づいてターゲット電圧値を算出し得る。

例えば、既に設定された基準値は、バッテリーセルＢの初期状態で測定された値であって、信号出力部１３０から既に設定された大きさの周波数を有するノイズ信号を出力したとき電圧測定部１１０によって測定された値である。例えば、バッテリーセルＢが初期状態であるとき、信号出力部１３０は、大きさが１００［ｍＶ］であって、１０［Ｈｚ］程度の非常に小さい出力周波数を有するノイズ信号を出力し得る。この場合、電圧測定部１１０で測定したバッテリーセルＢの最大電圧値と最小電圧値との差が既に設定された基準値であり得る。

すなわち、既に設定された基準値は、バッテリーセル毎に相異なり得る。例えば、図３の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４が同じ工程ラインで製造されたとしても、内部抵抗の微細な差などの多様な要因のため完璧に同じバッテリーセルであるとは言えない。したがって、バッテリーセル毎に測定される最大電圧値及び最小電圧値が異なり得るため、第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４に対して既に設定された基準値はすべて相異なり得る。

制御部１４０は、算出されたターゲット電圧値を既に設定された基準値と比較することができる。例えば、制御部１４０は、既に設定された基準値に対するターゲット電圧値の比率を算出し得る。すなわち、既に設定された基準値がＡ［ｍＶ］であり、ターゲット電圧値がＢ［ｍＶ］であれば、制御部１４０は、ターゲット電圧値と既に設定された基準値とを比べて「Ｂ÷Ａ×１００」を算出し得る。

図３の実施形態において、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノードＮ３及び第４ノードＮ４のすべてにノイズ信号が印加される場合であれば、制御部１４０は、第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４のそれぞれに対してターゲット電圧値を算出し、算出したターゲット電圧値を既に設定された基準値と比較し得る。そして、制御部１４０は、第１バッテリーセルＢ１に対する第１ターゲット電圧値を算出し、第１バッテリーセルＢ１に対して既に設定された基準値と第１ターゲット電圧値とを比較し得る。制御部１４０は、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４に対しても対応する動作を実行し得る。

制御部１４０は、算出されたターゲット電圧値を既に設定された基準値と比較した結果に応じて出力周波数を選択することができる。望ましくは、制御部１４０は、算出したターゲット電圧値が既に設定された基準値と既に設定された比率に近似するときの出力周波数を選択し得る。

具体的には、制御部１４０は、ａ［Ｈｚ］の周波数情報を含む制御信号を信号出力部１３０に送信し得る。そして、信号出力部１３０によって出力周波数の大きさがａ［Ｈｚ］であるノイズ信号が出力されたとき、制御部１４０は、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの最大電圧値Ｖｍａｘ［ｍＶ］及び最小電圧値Ｖｍｉｎ［ｍＶ］を受信し得る。制御部１４０は、最大電圧値Ｖｍａｘ［ｍＶ］と最小電圧値Ｖｍｉｎ［ｍＶ］との差であるＶｓ［ｍＶ］をターゲット電圧値として算出し得る。制御部１４０は、算出したターゲット電圧値Ｖｓ［ｍＶ］を既に設定された基準値Ｖｏ［ｍＶ］と比較し、減衰率（ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）を算出し得る。ここで、減衰率は、「Ｖｓ÷Ｖｏ×１００」の数式で算出され得る。算出された減衰率が既に設定された比率である場合、制御部１４０は、ａ［Ｈｚ］を出力周波数として選択し得る。

望ましくは、既に設定された比率は「｛１－（１÷√２）｝×１００」であって、約２９．３％であり得る。ここで、約２９．３％と算出された既に設定された比率は、既に設定された基準値から約７０．７％減衰した比率である。このような既に設定された比率は、キャパシタＣが備えられたフィルタ部１２０の遮断周波数に基づいた周波数減衰率であり得る。すなわち、既に設定された基準値は、非常に小さい周波数のノイズ信号を出力して算出された値であり、減衰率が既に設定された基準値よりも約２９．３％低いときの周波数は該当キャパシタＣを含むフィルタ部１２０またはフィルタリング経路の遮断周波数であり得る。したがって、制御部１４０は、既に設定された基準値Ｖｏ［ｍＶ］に対する算出したターゲット電圧値Ｖｓ［ｍＶ］の比率が約２９．３％に近似すれば、ａ［Ｈｚ］を出力周波数として選択し得る。

制御部１４０は、選択された出力周波数に基づいてキャパシタＣの欠陥如何を判断するように構成され得る。

例えば、図３の実施形態において、制御部１４０が第１バッテリーセルＢ１に対してはａ１［Ｈｚ］を出力周波数として選択し、第２バッテリーセルＢ２に対してはａ２［Ｈｚ］を出力周波数として選択したと仮定する。制御部１４０は、ａ１［Ｈｚ］に基づいて第１バッテリーセルＢ１に対応する第１キャパシタＣ１の欠陥を検出し、ａ２［Ｈｚ］に基づいて第２バッテリーセルＢ２に対応する第２キャパシタＣ２の欠陥を検出することができる。

図６は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００を用いてキャパシタＣの欠陥を検出した実験データである。

キャパシタＣの欠陥検出実験は、図２に示された実施形態のように、単一バッテリーセルＢ及び単一キャパシタＣを備えて実施した。

図６を参照すると、制御部１４０は、１０［Ｈｚ］、１００［Ｈｚ］、５００［Ｈｚ］、１０００［Ｈｚ］、１５９１［Ｈｚ］、１８００［Ｈｚ］及び５０００［Ｈｚ］の周波数情報を含む制御信号を生成することができる。

図６の表の２列を参照すると、制御部１４０が１０［Ｈｚ］の周波数情報を含む制御信号を信号出力部１３０に出力したとき、電圧測定部１１０は、４２５．１９３［ｍＶ］～２４６．１５２［ｍＶ］を測定する。制御部１４０は、電圧測定部１１０から測定された電圧値を受信し、最大電圧値（Ｖｍａｘ）と最小電圧値（Ｖｍｉｎ）との差を基準値として設定し得る。この場合、制御部１４０は、最大電圧値（Ｖｍａｘ）である４２５．１９３［ｍＶ］と最小電圧値（Ｖｍｉｎ）である２４６．１５２［ｍＶ］との差を算出し、算出された差値（Ｖｓ）である１７９．０４１［ｍＶ］を基準値として設定し得る。

同様の方式で、制御部１４０は、１００［Ｈｚ］、５００［Ｈｚ］、１０００［Ｈｚ］、１５９１［Ｈｚ］、１８００［Ｈｚ］及び５０００［Ｈｚ］の周波数情報を含む制御信号を生成し、それぞれの場合に対して差値（Ｖｓ）を算出し得る。ここで、１００［Ｈｚ］、５００［Ｈｚ］、１０００［Ｈｚ］、１５９１［Ｈｚ］、１８００［Ｈｚ］及び５０００［Ｈｚ］の周波数情報に対応する差値（Ｖｓ）は、既に設定された基準値との比較の対象になるターゲット電圧値である。

図６の実施形態において、制御部１４０は、既に設定された基準値に対するターゲット電圧値の比率である減衰率を算出することができる。この場合、１００［Ｈｚ］の周波数情報に対応する減衰率は約０％、５００［Ｈｚ］の周波数情報に対応する減衰率は約３．０２％、１０００［Ｈｚ］の周波数情報に対応する減衰率は約１６．６９％、１５９１［Ｈｚ］の周波数情報に対応する減殺率は約２８．４２％、１８００［Ｈｚ］の周波数情報に対応する減衰率は約３２．３４％、５０００［Ｈｚ］の周波数情報に対応する減衰率は約６８．９６％で算出され得る。

その後、制御部１４０は、算出されたターゲット電圧値を既に設定された基準値と比べた結果に応じて出力周波数を選択することができる。上述した実施形態のように、制御部１４０は、算出したターゲット電圧値が既に設定された基準値と既に設定された比率に近似するときの出力周波数を選択し得る。望ましくは、制御部１４０は、算出された減衰率が２９．３％と最も近似する１５９１［Ｈｚ］の周波数情報を出力周波数として選択し得る。

制御部１４０は、選択した１５９１［Ｈｚ］周波数の大きさに基づいてキャパシタＣの容量を算出することができる。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、選択された出力周波数に基づいてバッテリーセルＢに対応するキャパシタＣの欠陥を検出することができる。すなわち、出力されたノイズ信号に対するフィルタリング性能を確認することで、組み立てられたバッテリーパック１を分離しなくても簡単にフィルタ部１２０に含まれたキャパシタＣの欠陥を検出することができる。

他の実施形態として、制御部１４０は、算出したターゲット電圧値と既に設定された基準値とのデシベル（ｄＢ）差が既に設定されたデシベルの大きさに近似すれば、算出したターゲット電圧値に基づいて出力周波数を選択することができる。例えば、制御部１４０は、以下の数式１を用いて算出したターゲット電圧値と既に設定された基準値とのデシベル差を算出できる。

ｄＢ＝２０×ｌｏｇ（Ｖｔ÷Ｖｏ） … 数式１

ここで、ｄＢはデシベルであり、Ｖｏ及びＶｔは電圧値であって、Ｖｏは既に設定された基準値であり、Ｖｔはターゲット電圧値である。

例えば、図６の実施形態において、１０［Ｈｚ］の周波数を有するノイズ信号が信号出力部１３０から出力されたとき、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの既に設定された基準値が１７９．０４１［ｍＶ］である。そして、１５９１［Ｈｚ］の周波数を有するノイズ信号が信号出力部１３０から出力されたとき、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの最大電圧値（Ｖｍａｘ）は４００．４３９［ｍＶ］であって、最小電圧値（Ｖｍｉｎ）は２７２．２８７［ｍＶ］である。制御部１４０は、測定された最大電圧値（Ｖｍａｘ）と最小電圧値（Ｖｍｉｎ）に基づいて、ターゲット電圧値を１２８．１５２［ｍＶ］と算出し得る。

そして、制御部１４０は、数式１を用いて既に設定された基準値と算出したターゲット電圧値との間のデシベルの大きさを算出し得る。制御部１４０は、「２０×ｌｏｇ（１２８．１５２÷１７９．０４１）」の結果に基づいて、既に設定された基準値と算出したターゲット電圧値との間のデシベル差を約－２．９［ｄＢ］と算出し得る。

そして、制御部１４０は、算出されたデシベル差と既に設定されたデシベルの大きさとを比べた結果に基づいて出力周波数を選択し得る。望ましくは、既に設定されたデシベルの大きさは－３［ｄＢ］と予め設定され得る。ここで、－３［ｄＢ］は、上述した減衰率「－２９．３％」に対応する値であって、遮断周波数の定義に従って設定された値であり得る。

図６の実施形態において、１５９１［Ｈｚ］の周波数を有するノイズ信号が信号出力部１３０から出力されたとき、制御部１４０によって算出されたデシベル差が約－２．９［ｄＢ］と既に設定されたデシベルの大きさである－３［ｄＢ］と最も近似するため、制御部１４０は１５９１［Ｈｚ］を出力周波数として選択し得る。

そして、制御部１４０は、選択された出力周波数に基づいてキャパシタＣの欠陥如何を判断するように構成され得る。

第１バッテリーセルＢ１の電圧値が４．１［Ｖ］であって、第２バッテリーセルＢ２の電圧値が３．５［Ｖ］である場合、制御部１４０は、数式１を用いて第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の測定された電圧値をデシベルに換算することができる。制御部１４０は、数式１による「２０×ｌｏｇ（４．１）」の結果をもって第１バッテリーセルＢ１の電圧値を１２．２６［ｄＢ］に換算し得る。制御部１４０は、数式１による「２０×ｌｏｇ（３．５）」の結果をもって第２バッテリーセルＢ２の電圧値を１０．８８［ｄＢ］と換算し得る。

その後、制御部１４０は、換算されたデシベルの大きさと既に設定された基準値とを比較することができる。ここで、既に設定された基準値は、保存部１５０に保存された特定のデシベル数値またはデシベル範囲であり得る。以下、既に設定された基準値が保存部１５０に保存されたデシベル数値であることに限定して説明する。

既に設定された基準値は、バッテリーセルＢの初期状態の出力電圧値がデシベルに換算された値であり得る。例えば、バッテリーモジュール１０に複数のバッテリーセルＢが含まれ、複数のバッテリーセルＢの初期仕様がすべて同一である場合、既に設定された基準値は複数のバッテリーセルＢにおいてすべて同一であり得る。一方、複数のバッテリーセルＢの初期仕様が相異してそれぞれのバッテリーセルＢの初期状態の出力電圧値が相異なる場合、保存部１５０には複数のバッテリーセルＢそれぞれに対して相異なる基準値が保存され得る。本実施形態では、説明の便宜上、バッテリーセルＢの初期状態の出力電圧値がすべて４［Ｖ］であると仮定して説明する。

例えば、図３の実施形態において、保存部１５０には第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４に対する既に設定された基準値が保存され得る。既に設定された基準値は、数式１を用いて算出されたデシベルであって、「２０×ｌｏｇ（４）」の結果である１２．０４［ｄＢ］であり得る。

制御部１４０は、換算されたデシベルの大きさが既に設定された基準値以下であるときの出力周波数を選択することができる。望ましくは、制御部１４０は、換算されたデシベルの大きさが既に設定された基準値よりも既に設定された大きさ以下になるときの出力周波数を選択し得る。例えば、既に設定された大きさは３［ｄＢ］と予め設定され得る。すなわち、制御部１４０は、換算されたデシベルのうち既に設定された基準値よりも３［ｄＢ］以下に小さい大きさを有するデシベルを選択し、選択されたデシベルとマッチングされる出力周波数を選択し得る。

すなわち、望ましくは、制御部は、換算されたデシベルのうち既に設定された基準値と３［ｄＢ］の差を有するデシベルを選択し得る。ただし、換算されたデシベルのうち既に設定された基準値との差が正確に３［ｄＢ］であるデシベルが存在しない場合、制御部１４０は、換算されたデシベルのうち既に設定された基準値よりも３［ｄＢ］以下に小さい大きさを有し、かつ、最も大きいデシベルを選択し得る。

具体的には、制御部１４０は、ａ［Ｈｚ］の周波数情報を含む制御信号を信号出力部１３０に送信し得る。そして、信号出力部１３０によって出力周波数の大きさがａ［Ｈｚ］であるノイズ信号が出力されたとき、制御部１４０は、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの電圧値ｂ［Ｖ］を受信し得る。制御部１４０は、電圧値ｂ［Ｖ］をｃ［ｄＢ］に換算し、換算したｃ［ｄＢ］を既に設定された基準値と比較し得る。もし、ｃ［ｄＢ］が既に設定された基準値よりも３［ｄＢ］だけ小さい値であれば、制御部１４０は、換算されたデシベルの大きさが既に設定された基準値よりも既に設定された大きさ以下になるときの出力周波数としてａ［Ｈｚ］周波数を選択し得る。ここで、選択された出力周波数は、遮断周波数（ｃｕｔ‐ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）であり得る。すなわち、選択された出力周波数は、フィルタ部１２０を通過して電圧測定部１１０に印加されない周波数帯域の境界周波数であり得る。

制御部１４０は、選択された出力周波数に基づいてキャパシタＣの欠陥如何を判断するように構成され得る。

本発明の他の実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、算出されたデシベル差及び出力周波数に基づいてバッテリーセルＢに対応するキャパシタＣの欠陥を検出することができる。すなわち、出力されたノイズ信号に対するフィルタリング性能を確認することで、組み立てられたバッテリーパック１を分離しなくても簡単にフィルタ部１２０に含まれたキャパシタＣの欠陥を検出することができる。

制御部１４０は、選択された出力周波数とノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値を通じて、バッテリーセルＢに対応するキャパシタＣの容量を算出するように構成され得る。

例えば、図２及び図３の実施形態において、フィルタ部１２０に備えられたローパスフィルタの遮断周波数は下記の数式２のように表され得る。

Ｆｃ＝１÷（２×π×Ｒｎ×Ｃ） … 数式２

ここで、Ｆｃは遮断周波数であり、πは円周率（パイ）であり、Ｒｎはノイズ抵抗の抵抗値であり、ＣはキャパシタＣの容量（キャパシタンス）である。

制御部１４０によって選択された出力周波数は、数式２の遮断周波数（Ｆｃ）に代入され、ノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値は保存部１５０に予め保存された値である。したがって、制御部１４０は、数式２にπ、選択した出力周波数の大きさ及びノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値を代入してキャパシタＣの容量を算出することができる。

望ましくは、キャパシタＣの初期状態の容量である基準容量は、保存部１５０に予め保存され得る。制御部１４０は、算出したキャパシタＣの容量と基準容量とを比べることで、キャパシタＣの欠陥如何を検出することができる。

一般に、キャパシタＣに欠陥がある場合、キャパシタＣの容量は小さくなる傾向がある。したがって、制御部１４０は、算出したキャパシタＣの容量が基準容量よりも小さければ、キャパシタＣに欠陥があると判断することができる。

望ましくは、キャパシタＣの初期容量の誤差範囲を考慮して、制御部１４０は、算出したキャパシタＣの容量が基準容量よりも１０％未満であるとき、キャパシタＣに欠陥があると判断し得る。

すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、非破壊的な方式でキャパシタＣの容量を算出し、キャパシタＣの欠陥を検出することができる。

また、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、ノイズ信号出力、ノイズ信号フィルタリング及び電圧測定のためのコンパクトな回路構造を含んでいるため、キャパシタＣの欠陥検出のための費用を節減することができる。

保存部１５０には、出力されたノイズ信号の出力周波数と電圧測定部１１０によって測定された電圧値とがマッピングされて保存される周波数－電圧テーブルがバッテリーセルに対応するように備えられ得る。

すなわち、保存部１５０には、信号出力部１３０でノイズ信号が出力される度に、出力されたノイズ信号の出力周波数及び電圧測定部１１０によって測定された電圧値がマッピングされて保存される周波数‐電圧テーブルが備えられ得る。

図７は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００に保存された周波数－電圧テーブルの例を示した図である。

図７を参照すると、周波数‐電圧テーブルにはバッテリーセルＢ毎に出力周波数及び測定された電圧値が保存され得る。望ましくは、周波数‐電圧テーブルには、バッテリーセルＢ毎に出力周波数とともに、測定された最大電圧値及び最小電圧値の差値が保存され得る。

例えば、図６を参照すると、Ｂ１はバッテリーセルＢであり得る。

そして、Ｆ０は１０［Ｈｚ］であり、Ｆ１は１００［Ｈｚ］であり、Ｆ２は５００［Ｈｚ］であり、Ｆ３は１０００［Ｈｚ］であり、Ｆ４は１５９１［Ｈｚ］であり、Ｆ５は１８００［Ｈｚ］であり、Ｆ６は５０００［Ｈｚ］であり得る。

そして、Ｖ１０は１７９．０４１［ｍＶ］であり、Ｖ１１は１７９．１４８［ｍＶ］であり、Ｖ１２は１７３．６３１［ｍＶ］であり、Ｖ１３は１４９．１６［ｍＶ］であり、Ｖ１４は１２８．１５２［ｍＶ］であり、Ｖ１５は１２１．１４４［ｍＶ］であり、Ｖ１６は５５．５７２［ｍＶ］であり得る。

望ましくは、Ｆ０列に含まれた電圧値は、各バッテリーセルに既に設定された基準値であり得る。また、バッテリーセルＢ毎に算出された最大電圧値と最小電圧値との差値（Ｖｓ）が周波数‐電圧テーブルに保存され得る。

制御部１４０は、保存部１５０に保存された周波数‐電圧テーブルからバッテリーセルＢ１～Ｂ４毎に減衰率を算出し得る。そして、制御部１４０は、算出された減衰率が約２９．３％に最も近似した場合に、対応する周波数を出力周波数として選択し得る。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、それぞれのバッテリーセルＢに対して測定された電圧値及び出力周波数をテーブルで保存することで、ユーザに出力周波数毎の電圧値の変化傾向についての情報を提供することができる。したがって、ユーザは、保存部１５０に保存されたテーブルを用いて、キャパシタＣの劣化程度及び／または劣化進行速度などの傾向を把握することができる。

さらに他の実施形態において、バッテリーパックの欠陥検出装置１００は、周波数‐デシベルテーブルをさらに含み得る。

図８は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００に保存された周波数‐デシベルテーブルの例示を示した図である。

図６～図８を参照すると、Ｂ１はバッテリーセルＢであり得る。そして、Ｆ１は１００［Ｈｚ］であり、Ｆ２は５００［Ｈｚ］であり、Ｆ３は１０００［Ｈｚ］であり、Ｆ４は１５９１［Ｈｚ］であり、Ｆ５は１８００［Ｈｚ］であり、Ｆ６は５０００［Ｈｚ］であり得る。

そして、ｄＢ１１は数式１にＶ１０及びＶ１１を代入して得た値であり、ｄＢ１２は数式１にＶ１０及びＶ１２を代入して得た値であり、ｄＢ１３は数式１にＶ１０及びＶ１３を代入して得た値であり、ｄＢ１４は数式１にＶ１０及びＶ１４を代入して得た値であり、ｄＢ１５は数式１にＶ１０及びＶ１５を代入して得た値であり、ｄＢ１６は数式１にＶ１０及びＶ１６を代入して得た値であり得る。

制御部１４０は、保存部１５０に保存された周波数‐デシベルテーブルからバッテリーセルＢ１～Ｂ４毎に－３［ｄＢ］に最も近似した値を選択し、選択した値に対応する周波数を出力周波数として選択し得る。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、それぞれのバッテリーセルＢに対して測定された電圧値だけでなく、換算されたデシベル差を出力周波数とともにテーブルとして保存することで、ユーザに出力周波数毎のデシベル大きさの変化傾向についての情報を提供することができる。したがって、ユーザは、保存部１５０に保存されたテーブルを用いて、キャパシタＣの劣化程度及び／または劣化進行速度などの傾向を把握することができる。

制御部１４０は、周波数情報を変更し、変更された周波数情報を含む制御信号を信号出力部１３０に送信するように構成され得る。すなわち、制御部１４０は制御信号に含まれる周波数情報を変更し、信号出力部１３０は出力周波数の大きさを変更しながらノイズ信号を出力することができる。この場合、信号出力部１３０は、多様な周波数を有するノイズ信号を出力し、このようなノイズ信号はアナログ信号またはパルス幅変調信号を含み得る。

例えば、図６を参照すると、制御部１４０は、周波数情報を１０［Ｈｚ］、１００［Ｈｚ］、５００［Ｈｚ］、１０００［Ｈｚ］、１５９１［Ｈｚ］、１８００［Ｈｚ］及び５０００［Ｈｚ］に変更し得る。このとき、制御部は、周波数情報を周波数の大きさ順に変更してもよく、周波数の大きさに関係なく任意の順序によって変更してもよい。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、多様な大きさの周波数を有するノイズ信号を用いることで、キャパシタＣの欠陥をより正確且つ精密に検出することができる。

制御部１４０は、キャパシタＣの初期容量とノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値によって予め設定された周波数範囲内で、周波数情報を変更するように構成され得る。

保存部１５０にはキャパシタＣの初期容量についての情報が保存され得る。例えば、保存部１５０に保存されたキャパシタＣの初期容量についての情報が「Ｃ［Ｆ］±１０％」であり、ノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値がＲ［Ω］であると仮定する。この場合、遮断周波数は「１÷（２×π×Ｒ×Ｃ）」として算出され得る。

そして、予め設定された周波数範囲は、「１÷｛２×π×Ｒ×（Ｃ×１．１）｝」以上「１÷｛２×π×Ｒ×（Ｃ×０．９）｝」以下の範囲であり得る。

本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、予め設定された周波数範囲内で周波数情報を変更して不要な演算にかかる時間を画期的に減らすことで、バッテリーパックの欠陥検出時間を短縮させることができる。

制御部１４０は、予め設定された周波数範囲内で、周波数情報を既に設定された周波数間隔ずつ変更するように構成され得る。ここで、既に設定された周波数間隔は、電圧測定部１１０で測定可能な最小電圧の大きさに基づいて予め設定された周波数間隔であり得る。

すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、電圧測定部１１０で測定可能な最小電圧の大きさに基づいて設定された周波数間隔だけノイズ信号に含まれた出力周波数を変更させることで、バッテリーパックの欠陥検出にかかる時間を短縮させることができる。

制御部１４０は、予め設定された周波数範囲内で周波数情報を変更する前に、予め設定された周波数範囲未満の周波数範囲で選択された所定の予備周波数の周波数情報を含む制御信号を信号出力部１３０に送信するように構成され得る。

例えば、制御部１４０は、０［Ｈｚ］、または０［Ｈｚ］よりも大きく予め設定された周波数範囲の最小周波数よりも小さい範囲に含まれた周波数を予備周波数として選択することができる。そして、制御部１４０は、選択した予備周波数情報が含まれた制御信号を信号出力部１３０に送信できる。信号出力部１３０は、予備周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号をノイズラインＬｎに出力できる。そして、制御部１４０は、電圧測定部１１０で測定したバッテリーセルＢの電圧値に基づいて、予備電圧値を算出するように構成され得る。ここで、予備電圧値は、バッテリーセルＢの最大電圧値と最小電圧値との間のターゲット電圧値であり得る。

例えば、予備周波数としてｚ［Ｈｚ］が選択され、信号出力部１３０が出力周波数としてｚ［Ｈｚ］を有するノイズ信号をノイズラインＬｎを通じてフィルタ部１２０に出力したと仮定する。電圧測定部１１０は、フィルタリングされたノイズ信号が含まれたバッテリーセルＢの電圧を測定し得る。そして、制御部１４０は、電圧測定部１１０から受信したバッテリーセルＢの電圧値に基づいて予備電圧値を算出し得る。例えば、図６の実施形態を参照すると、制御部１４０は、基準値算出の基準になった１０［Ｈｚ］近傍の周波数情報を有する制御信号を信号出力部１３０に送信し得る。

また、制御部１４０は、バッテリーセルＢの予備電圧値と既に設定された基準値に基づいて、フィルタ部１２０に含まれたキャパシタＣの欠陥を検出するように構成され得る。制御部１４０が算出した電圧値と既に設定された基準値に基づいてキャパシタＣの欠陥を検出する構成は既に上述したため、制御部１４０が予備電圧値と既に設定された基準値に基づいてキャパシタＣの欠陥を検出することについての説明は省略する。このとき、算出されたキャパシタＣが０に近似せず、異常に大きい値を有する場合、制御部１４０は、図６の実施形態のように周波数情報を変更しながら減衰率を算出することなく、直ちにキャパシタＣが故障したと判断できる。

すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、周波数情報を変更しながら制御信号を送信する前に、周波数範囲に属しない予備周波数を用いてキャパシタＣに重大な欠陥があるか否かを予め判断することができる。したがって、キャパシタＣの重大な欠陥をより迅速に検出することができる。

本発明の他の実施形態によるバッテリーパック１は、上述した本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００を含むことができる。

例えば、本発明の他の実施形態によるバッテリーパック１は、バッテリーパックの欠陥検出装置１００の他に、バッテリーセルＢ、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）、各種の電装品（リレー、ヒューズなど）及びパックケースなどをさらに含み得る。

他の例として、本発明によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、ＢＭＳに適用され得る。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリーパックの欠陥検出装置１００を含み得る。このような構成において、バッテリーパックの欠陥検出装置１００の各構成要素のうち少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完又は追加することで具現され得る。例えば、電圧測定部１１０、フィルタ部１２０、信号出力部１３０、制御部１４０及び保存部１５０は、ＢＭＳの構成要素として具現され得る。

また、本発明のさらに他の実施形態として、バッテリーパックの欠陥検出装置１００は、電気自動車、エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＳＳ）などのように電気エネルギーを使用する多様な装置に搭載され得る。特に、本発明によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００は、電気自動車に含まれ得る。すなわち、本発明による電気自動車は、本発明によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００を含み得る。ここで、バッテリーパックの欠陥検出装置１００は、バッテリーパック１に含まれた形態であってもよく、バッテリーパック１とは別途の装置として具現されてもよい。例えば、バッテリーパックの欠陥検出装置１００の少なくとも一部は、自動車のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御ユニット）によって具現され得る。また、本発明による自動車は、このようなバッテリーパックの欠陥検出装置１００の他に、自動車に通常備えられる車体や電子装備などを含み得る。例えば、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００の他にも、コンタクタ、インバータ、モータ、一つ以上のＥＣＵなどを含み得る。ただし、本発明は、バッテリーパックの欠陥検出装置１００の外に自動車の他の構成要素などに対しては特に限定しない。

図９は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出方法を概略的に示したフロー図である。

図９を参照すると、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出方法は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出装置１００で実行される方法であって、ノイズ信号出力段階、電圧測定段階及び欠陥検出段階を含むことができる。

ノイズ信号出力段階Ｓ１００は、周波数情報が含まれた制御信号が入力されれば、周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号を出力する段階であって、信号出力部１３０で実行できる。

まず、制御部１４０は、周波数情報が含まれた制御信号を信号出力部１３０に送信する。信号出力部１３０は、制御信号が入力されれば、制御信号に含まれた周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号をノイズラインＬｎを通じて出力することができる。

例えば、信号出力部１３０が制御部１４０からａ［Ｈｚ］の周波数情報を含む制御信号の入力を受けた場合、信号出力部１３０は、ａ［Ｈｚ］の出力周波数を有するノイズ信号を出力し得る。

電圧測定段階Ｓ２００は、ノイズ信号が出力された後、一部の周波数帯域がフィルタリングされたバッテリーセルＢの電圧を測定する段階であって、電圧測定部１１０で実行できる。

例えば、上述した実施形態のように、フィルタ部１２０はローパスフィルタを備え得る。この場合、フィルタ部１２０は、ノイズ信号に含まれた高周波成分をフィルタリングし得る。すなわち、フィルタ部１２０は、遮断周波数以上の高周波成分をフィルタリングし得る。このとき、遮断周波数は、ノイズラインＬｎに備えられたノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値及びキャパシタＣの容量によって決定され得る。

電圧測定部１１０は、バッテリーセルＢと接続されたセンシングラインを通じてフィルタ部１２０によってフィルタリングされたノイズ信号が印加された電圧を測定することができる。例えば、図２の実施形態において、ノードＮに印加されたノイズ信号の高周波成分はキャパシタＣを通じてフィルタリングされ、電圧測定部１１０は、バッテリーセルＢの電圧をセンシングラインＬを通じて測定し得る。このとき、バッテリーセルＢの電圧にはフィルタリングされていないノイズ信号が含まれ得る。

例えば、図６の実施形態において、バッテリーセルＢの基準電圧が３．７［Ｖ］、すなわち３７００［ｍＶ］であると仮定する。出力周波数の大きさが１０［Ｈｚ］であるノイズ信号が信号出力部１３０から出力されたとき、信号出力部１３０から出力されたノイズ信号によって電圧測定部１１０ではバッテリーセルＢの最大電圧値を４２５．１９３［ｍＶ］と測定し、最小電圧値を２４６．１５２［ｍＶ］と測定し得る。

制御部１４０は、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセルＢの最大電圧値と最小電圧値との差値を、制御信号に含まれた周波数情報（ノイズ信号に含まれた出力周波数）とともに保存部１５０に保存し得る。図６及び図７を参照すると、制御部１４０は、保存部１５０に備えられた周波数－電圧テーブルに、バッテリーセルＢ毎に測定された差値（Ｖｓ）及び周波数情報を保存し得る。

欠陥検出段階Ｓ３００は、電圧測定段階Ｓ２００で測定された電圧値と既に設定された基準値に基づいてバッテリーセルＢに対応するキャパシタＣの欠陥を検出する段階であって、制御部１４０で実行できる。

例えば、図２の実施形態において、制御部１４０は、電圧測定段階で測定されたバッテリーセルＢの電圧値と既に設定された基準値に基づいてキャパシタＣの欠陥を検出することができる。

まず、制御部１４０は、既に設定された基準値に対する算出されたターゲット電圧値の比率を算出し得る。すなわち、制御部１４０は、ノイズ信号の印加によるバッテリーセルＢの減衰率を算出し得る。ここで、減衰率は、既に設定された基準値に対する算出されたターゲット電圧値の電圧減衰率である。

そして、制御部１４０は、算出したターゲット電圧値が既に設定された基準値と既に設定された比率に近似するときの出力周波数を選択し得る。

制御部１４０は、選択した出力周波数、保存部１５０に保存されたノイズ抵抗Ｒｎの抵抗値及びπに対する値を上述した数式２に代入することで、キャパシタの容量を算出し得る。

制御部１４０は、算出したキャパシタの容量と事前に知られているキャパシタの初期容量とを比べてキャパシタの容量の増減を算出し得る。そして、キャパシタの容量が初期容量から一定水準以上減少した場合、制御部１４０は、キャパシタＣに欠陥があると判断することができる。

この場合、制御部１４０は、備えられたアラームユニット、備えられたメッセージ送信ユニットまたは外部アラームユニットなどを通じてユーザにキャパシタＣの欠陥如何を通知することができる。

一般に、キャパシタＣは、欠陥が発生した場合に容量が小さくなるため、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出方法によってキャパシタＣの容量を算出することでキャパシタＣの欠陥を検出することができる。

また、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーパックの欠陥検出方法は、非破壊的な方法を用いるため、バッテリーパック１を分解しなくてもキャパシタＣの容量を算出し、キャパシタＣの欠陥を検出することができる。

上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、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も具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。

以上のように、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るものではなく、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。

また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。

１：バッテリーパック
１０：バッテリーモジュール
１００：バッテリーパックの欠陥検出装置
１１０：電圧測定部
１２０：フィルタ部
１３０：信号出力部
１４０：制御部
１５０：保存部
１６０：ライン分岐部

Claims (15)

1. センシングラインを通じてバッテリーセルの電圧を測定するように構成された電圧測定部と、
   前記バッテリーセルに対応する形態でキャパシタを含み、前記キャパシタを通じて対応するバッテリーセルに対して前記電圧測定部で測定される電圧に含まれたノイズをフィルタリングするように構成されたフィルタ部と、
   ノイズ抵抗が備えられたラインを通じて前記フィルタ部と接続され、周波数情報が含まれた制御信号が入力されれば、前記周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号を前記フィルタ部に出力するように構成された信号出力部と、
   前記電圧測定部及び前記信号出力部と接続され、前記周波数情報が含まれた制御信号を前記信号出力部に送信し、前記電圧測定部によって測定された前記バッテリーセルの電圧値を受信し、受信したバッテリーセルの電圧値と既に設定された基準値に基づいて前記フィルタ部に含まれたキャパシタの欠陥を検出するように構成された制御部と、を含む、バッテリーパックの欠陥検出装置。
2. 前記制御部は、前記バッテリーパック内に前記バッテリーセルが複数個備えられた場合、前記電圧測定部によって測定された前記複数のバッテリーセルそれぞれの電圧値を受信し、受信した複数のバッテリーセルそれぞれの電圧値と既に設定された基準値に基づいて、前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対応するキャパシタの欠陥を検出するように構成されている、請求項１に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
3. 前記フィルタ部は、前記バッテリーセルと直列で接続されるフィルタ抵抗、及び前記センシングライン上で前記フィルタ抵抗と前記電圧測定部との間のノードに接続されて対応する前記バッテリーセルと並列で接続されるキャパシタを含み、
   前記信号出力部は、ノイズ抵抗が備えられたノイズラインを通じて前記ノードと接続されている、請求項１または２に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
4. 前記バッテリーパック内に前記バッテリーセルが複数個備えられた場合、前記ノイズラインの少なくとも一部分を複数の分岐ラインに分岐するように構成されたライン分岐部をさらに含み、
   前記複数の分岐ラインは、前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対応するノードにそれぞれ接続される、請求項３に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
5. 前記ノイズ抵抗は、前記ノイズライン上で前記ライン分岐部と前記信号出力部との間に備えられている、請求項４に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
6. 前記制御部は、前記バッテリーセルに対して受信した電圧値に基づいてターゲット電圧値を算出し、算出されたターゲット電圧値を前記既に設定された基準値と比較し、比較結果に応じて出力周波数を選択し、選択された出力周波数に基づいて前記キャパシタの欠陥如何を判断するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
7. 前記制御部は、前記電圧測定部から前記バッテリーセルに対する最大電圧値及び最小電圧値を受信し、前記最大電圧値と前記最小電圧値との差に基づいて前記ターゲット電圧値を算出するように構成されている、請求項６に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
8. 前記制御部は、前記選択された出力周波数及び前記ノイズ抵抗の抵抗値を用いて、前記バッテリーセルに対応するキャパシタの容量を算出するように構成されている、請求項６または７に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
9. 出力されたノイズ信号の出力周波数と前記電圧測定部によって測定された電圧値とがマッピングされて保存される周波数－電圧テーブルが前記バッテリーセルに対応するように備えられた保存部をさらに含む請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
10. 前記制御部は、前記周波数情報を変更し、変更された周波数情報を含む制御信号を前記信号出力部に送信するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
11. 前記制御部は、前記キャパシタの初期容量及び前記ノイズ抵抗の抵抗値に応じて予め設定された周波数範囲内で、前記周波数情報を変更するように構成されている、請求項１０に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
12. 前記制御部は、前記予め設定された周波数範囲内で、前記周波数情報を既に設定された周波数間隔ずつ変更するように構成され、
    前記既に設定された周波数間隔は、前記電圧測定部で測定可能な最小電圧の大きさに基づいて予め設定された周波数間隔である、請求項１１に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
13. 前記制御部は、前記予め設定された周波数範囲内で周波数情報を変更する前に、前記予め設定された周波数範囲未満の周波数範囲で選択された所定の予備周波数の周波数情報を含む制御信号を前記信号出力部に送信し、前記信号出力部によって前記予備周波数に対応する出力周波数を有するノイズ信号が出力されることによって前記電圧測定部で測定された前記バッテリーセルの電圧値を受信し、受信した電圧値に基づいて予備電圧値を算出し、算出したバッテリーセルの予備電圧値と既に設定された基準電圧値に基づいて前記フィルタ部に含まれたキャパシタの欠陥を検出するように構成されている、請求項１１または１２に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリーパックの欠陥検出装置を含む、バッテリーパック。
15. 周波数情報が含まれた制御信号が入力されれば、前記周波数情報に対応する出力周波数を有するノイズ信号を出力するノイズ信号出力段階と、
    前記ノイズ信号が出力された後、一部の周波数帯域がフィルタリングされたバッテリーセルの電圧を測定する電圧測定段階と、
    前記電圧測定段階で測定された電圧値と既に設定された基準値に基づいて前記バッテリーセルに対応するキャパシタの欠陥を検出する欠陥検出段階と、を含む、バッテリーパックの欠陥検出方法。

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