JP2022544472A - バッテリーモジュールの自動ｉｄ割当システム及び方法 - Google Patents

バッテリーモジュールの自動ｉｄ割当システム及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、バッテリーモジュールの自動ＩＤ割当であって、バッテリーモジュールの所定表面部に加えられる圧力を検出して圧力値を出力する圧力検出部、無線通信を介して前記圧力値が含まれた圧力検出信号を上位ＢＭＳに伝送する無線通信部、及び前記上位ＢＭＳから自動で割り当てられたＩＤ情報が受信されると、受信されたＩＤ情報を自身のＩＤとして設定及び登録する第１制御部を含み、少なくとも１つ以上のバッテリーラックに形成されているバッテリーモジュール装着部に挿入されるバッテリーモジュール、及び前記バッテリーモジュールがそれぞれ挿入されるバッテリーモジュール装着部に設けられる圧力生成部に対応する圧力値に基づいて、圧力値が含まれた圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュールを識別し、識別されたバッテリーモジュールに対してＩＤを自動で割り当てる第２制御部、前記バッテリーモジュールを識別するための基準圧力値と前記基準圧力値に連携されて自動で割り当てられるＩＤ情報を貯蔵するＩＤ情報貯蔵部、及び前記第２制御部により前記識別されたバッテリーモジュールに対して自動で割り当てられたＩＤ情報を貯蔵するＩＤ割当情報貯蔵部を含み、前記バッテリーモジュールと無線通信する上位ＢＭＳを含んで構成される。

Description

［関連出願の相互参照］
本発明は、２０１９年８月５日に出願された韓国特許出願第１０－２０１９－００９５０１９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を本明細書の一部として含む。
本発明は、上位ＢＭＳが同一のバッテリーラック内にある下位ＢＭＳに自動でＩＤを割り当てるシステムに関する。
最近、二次電池に対する研究開発が活発になされている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと最近のリチウムイオン電池をいずれも含む意味である。二次電池のうち、リチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べてエネルギー密度が遥かに高いという長所がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量に製作することができるので、移動機器の電源として用いられる。また、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源として使用範囲が拡張され、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目を受けている。
二次電池は、一般的に、複数個のバッテリーセルが直列及び／又は並列に連結されたバッテリーモジュールを含むバッテリーパックとして用いられる。そして、バッテリーパックは、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）により状態及び動作が管理及び制御される。
複数のバッテリーモジュールは、直／並列連結されてバッテリーラックを構成し、また複数のバッテリーラックが並列連結されてバッテリーバンクを構成する。このようなバッテリーバンクは、ＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ）として用いられ得る。それぞれのバッテリーモジュールは、対応する下位ＢＭＳによりモニタリングされて制御される。各バッテリーラック内の最上位制御機である上位ＢＭＳは、各下位ＢＭＳをモニタリングして制御し、下位ＢＭＳから獲得した情報に基づいて全体バッテリーラック状態をモニタリングして制御する。
このとき、いくつかのバッテリーラックの下位ＢＭＳと上位ＢＭＳとが同一の空間から互いに無線で通信する場合、当該信号が当該バッテリーラック以外のバッテリーラックにも伝送される場合がある。したがって、ＥＳＳの初期設置後、各上位ＢＭＳが同一のバッテリーラックに配置された下位ＢＭＳを自動で識別し、当該下位ＢＭＳにＩＤを割り当てることが難しいという問題がある。
本発明は、複数のバッテリーラックを含むＥＳＳ内の各バッテリーラックに配置されている上位ＢＭＳが、当該バッテリーラックに配置されている下位ＢＭＳのＩＤを自動で割り当てるようにすることを目的とする。
本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールは、上位ＢＭＳと無線通信し、バッテリーラックに形成されている少なくとも１つのバッテリーモジュール装着部に挿入されるバッテリーモジュールであって、前記バッテリーモジュールの所定表面部に設けられ、前記所定表面部に加えられる圧力を検出して圧力値を出力する圧力検出部、無線通信を介して前記圧力値が含まれた圧力検出信号を前記上位ＢＭＳに伝送する無線通信部、及び前記上位ＢＭＳから自動で割り当てられたＩＤ情報が受信されると、受信されたＩＤ情報を自身のＩＤとして設定及び登録する制御部を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールにおいて、前記圧力検出部は、圧力が加えられる面積に応じて異なる圧力値を出力する圧力センサを含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールにおいて、前記圧力検出部は、圧力が加えられる複数地点に対する圧力値を出力する複数の圧力センシング手段と、前記複数の圧力センシング手段から出力を多重化して一連のデジタル信号に出力する信号処理部を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールにおいて、前記所定表面部は、前記バッテリーモジュールが前記バッテリーモジュール装着部に挿着されるとき、前記所定表面部が前記バッテリーモジュール装着部に接触される部分に対応して設けられている圧力生成部から圧力を受け、前記圧力生成部は、各バッテリーモジュールに対して異なる圧力を加えられるように前記バッテリーモジュール装着部のそれぞれに異なる大きさ又は個数で設けられることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールにおいて、前記所定表面部は、前記バッテリーモジュールの底部であることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る上位ＢＭＳは、バッテリーラックに搭載される少なくとも１つのバッテリーモジュールと無線通信する上位ＢＭＳであって、前記バッテリーモジュールがそれぞれ挿入されるバッテリーモジュール装着部に対応する基準圧力値に基づいて、圧力値が含まれた圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュールを識別し、識別されたバッテリーモジュールに対してＩＤを自動で割り当てる制御部、前記バッテリーモジュールを識別するための基準圧力値と前記基準圧力値に連携されて自動で割り当てられるＩＤ情報とを貯蔵するＩＤ情報貯蔵部、及び前記制御部により前記識別されたバッテリーモジュールに対して自動で割り当てられたＩＤ情報を貯蔵するＩＤ割当情報貯蔵部を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る上位ＢＭＳにおいて、前記制御部は、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された基準圧力値に基づいて前記バッテリーモジュールを識別し、前記圧力検出信号に含まれた前記圧力値と、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された前記基準圧力値を比べた結果、前記圧力値が前記基準圧力値の所定範囲内に属しなければ、前記バッテリーモジュールに対する識別が失敗したものと判断し、前記バッテリーモジュールにＩＤ割当失敗を通知することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る上位ＢＭＳにおいて、前記制御部は、前記バッテリーモジュールに対する識別に失敗すると、前記バッテリーモジュールに位置調整命令を伝送し、前記バッテリーモジュールに対するＩＤ割当手続きを終了することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る上位ＢＭＳにおいて、前記基準圧力値は、前記バッテリーモジュール装着部に設けられる圧力生成部により加えられる圧力に対する基準値に該当する値であって、前記バッテリーモジュール装着部に挿入される前記バッテリーモジュールを識別することができるように、前記基準値は、前記バッテリーモジュール装着部に設けられる前記圧力生成部それぞれに対して異なる値であることを特徴とする。
本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システムは、バッテリーモジュールの所定表面部に加えられる圧力を検出して圧力値を出力する圧力検出部、無線通信を介して前記圧力値が含まれた圧力検出信号を上位ＢＭＳに伝送する無線通信部、及び前記上位ＢＭＳから自動で割り当てられたＩＤ情報が受信されると、受信されたＩＤ情報を自身のＩＤとして設定及び登録する第１制御部を含み、少なくとも１つ以上のバッテリーラックに形成されているバッテリーモジュール装着部に挿入されるバッテリーモジュール、及び前記バッテリーモジュールがそれぞれ挿入されるバッテリーモジュール装着部に設けられる圧力生成部に対応する圧力値に基づいて、圧力値が含まれた圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュールを識別し、識別されたバッテリーモジュールに対してＩＤを自動で割り当てる第２制御部、前記バッテリーモジュールを識別するための基準圧力値と前記基準圧力値に連携されて自動で割り当てられるＩＤ情報とを貯蔵するＩＤ情報貯蔵部、及び前記第２制御部により前記識別されたバッテリーモジュールに対して自動で割り当てられたＩＤ情報を貯蔵するＩＤ割当情報貯蔵部を含み、前記バッテリーモジュールと無線通信する上位ＢＭＳを含むことを特徴とする。
本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システムにおいて、前記圧力検出部は、圧力が加えられる面積に応じて異なる圧力値を出力する圧力センサを含むことを特徴とする。
本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システムにおいて、前記圧力検出部は、圧力が加えられる複数地点に対する圧力値を出力する複数の圧力センシング手段と、前記複数の圧力センシング手段から出力を多重化して一連のデジタル信号に出力する信号処理部を含むことを特徴とする。
本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システムにおいて、前記所定表面部は、前記バッテリーモジュールが前記バッテリーモジュール装着部に挿着されるとき、前記所定表面部が前記バッテリーモジュール装着部に接触される部分に対応して設けられている圧力生成部から圧力を受け、それに対応する圧力値を出力することを特徴とする。
本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システムにおいて、前記第２制御部は、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された基準圧力値に基づいて前記バッテリーモジュールを識別し、前記圧力検出信号に含まれた前記圧力値と、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された前記基準圧力値を比べた結果、前記圧力値が前記基準圧力値の所定範囲内に属しなければ、前記バッテリーモジュールに対する識別が失敗したものと判断し、前記バッテリーモジュールにＩＤ割当失敗を通知することを特徴とする。
本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システムにおいて、前記第２制御部は、前記バッテリーモジュールに対する識別に失敗すると、前記バッテリーモジュールに位置調整命令を伝送し、前記バッテリーモジュールに対するＩＤ割当手続きを終了することを特徴とする。
本発明のまた他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当方法は、バッテリーラックに形成された少なくとも１つのバッテリーモジュール装着部に挿入される少なくとも１つのバッテリーモジュールが、所定表面部に加えられる圧力を検出し、無線通信を介して検出された圧力に対応する圧力値が含まれた圧力検出信号を上位ＢＭＳに伝送する段階、上位ＢＭＳにおいて、前記バッテリーモジュールがそれぞれ挿入されるバッテリーモジュール装着部に設けられる圧力生成部に対応する圧力値に基づいて、圧力値が含まれた圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュールを識別し、識別されたバッテリーモジュールに対してＩＤを自動で割り当てる段階、前記自動で割り当てられた前記識別されたバッテリーモジュールに対するＩＤ情報を貯蔵し、自動で割り当てられたＩＤ情報を前記バッテリーモジュールで無線通信する段階、及び前記バッテリーモジュールが、前記上位ＢＭＳから自動で割り当てられたＩＤ情報に基づいて自身のＩＤを設定及び登録し、ＩＤ設定を終了する段階を含むことを特徴とする。
本発明の実施形態によると、複数のバッテリーラックを含むＥＳＳ内の各バッテリーラックに配置されている上位ＢＭＳが当該バッテリーラックに配置されている下位ＢＭＳのＩＤを自動で割り当て、ＥＳＳの効率的な管理が可能となる。
本発明の実施形態と関連し、ＥＳＳ内の複数のバッテリーラックの構成を簡略に示した図である。 本発明の実施形態に係る上位ＢＭＳ（ＢＭＣ）と下位ＢＭＳ（ＣＭＣ）の設置状態を簡略に示したバッテリーラックの側面図である。 本発明の実施形態に係る下位ＢＭＳの主要ブロック構成図である。 （ａ）は、図３に示された圧力検出部の一構成例であり、（ｂ)は、バッテリーラックに設けられる圧力生成部の一構成例を示した図である。 （ａ）は、図３に示された圧力検出部の他の構成例であり、（ｂ）は、バッテリーラックに設けられる圧力生成部の他の構成例を示した図である。 本発明の実施形態に係る上位ＢＭＳの主要ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当方法を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当方法を説明するフローチャートである。
以下、本発明の多様な実施形態が図を参照して記載される。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の実施形態の多様な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、均等物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、及び／又は代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むものと理解されなければならない。図の説明に関し、類似の構成要素に対しては、類似の参照符号が用いられ得る。
本文書で用いられた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、他の実施形態の範囲を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明らかに異なる意味を有しない限り、複数の表現を含むことができる。技術的かつ科学的な用語を含め、ここで用いられる全ての用語は、本発明の技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有し得る。一般的に用いられる辞典に定義された用語は、関連技術の文脈上有する意味と同一又は類似した意味を有するものと解釈されてよく、本文書で明らかに定義されない限り、理想的であるか過度に形式的な意味に解釈されない。場合により、本文書で定義された用語であるとしても、本発明の実施形態を排除するように解釈されてはならない。
また、本発明の実施形態の構成要素を説明するのに際し、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いることがある。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により当該構成要素の本質や順番又は順序などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されるか接続されてもよいが、各構成要素の間にまた他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」されてもよいと理解されなければならない。
図１は、ＥＳＳ内の複数のバッテリーラック１００～１４０の構成を簡略に示す図である。
ＥＳＳは、複数のバッテリーラックを含む。それぞれのバッテリーラックは、直列及び／又は並列に連結されている複数のバッテリーモジュールを含む。それぞれのバッテリーモジュールは、それぞれの下位ＢＭＳによりモニタリングされて制御される。
このように１つのＥＳＳに複数のバッテリーラックが含まれており、バッテリーラック内の上位ＢＭＳと下位ＢＭＳとの間に無線で通信する場合、当該バッテリーラック内の上位ＢＭＳと異なるバッテリーラック内の下位ＢＭＳとの間にも無線通信が行われることができるため、ＥＳＳを初期に設置した後、各上位ＢＭＳが同一のバッテリーラックに位置する下位ＢＭＳを識別することが難しい。よって、従来には、ＥＳＳを初期設置するとき、設置者が手動でそれぞれの下位ＢＭＳにＩＤ情報を入力するか事前に指定された順にモジュールを設置しなければならなかった。このような場合には、設置過程でエラーが発生することがあり、設置するのにさらに多くの時間がかかるという問題があった。このような問題点を解消するための本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム及び方法に対して後述する。
図２は、本発明の実施形態に係る上位ＢＭＳ（ＢＭＣ１０）と下位ＢＭＳ（ＣＭＣ２２）との設置状態を簡略に示したバッテリーラックの側面図である。本発明の実施形態においては、下位ＢＭＳはバッテリーモジュールに含まれ、下位ＢＭＳから獲得した情報に基づいて全体バッテリーラック状態をモニタリングして制御する上位ＢＭＳはＢＰＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔ）に含まれるものと示したが、これは例示的なものであって、これに限定されるものではない。
バッテリーラックには、少なくとも１つのバッテリーモジュール装着部５０－１～５０－ｎが形成されており、そのバッテリーモジュール装着部５０－１～５０－ｎの下部にはレール部３０－１～３０－ｎが設けられ、各バッテリーモジュール２０－１～２０－ｎがバッテリーモジュール装着部５０－１～５０－ｎに挿入されるとき、レール部３０－１～３０－ｎの助けで安定的に嵌め込んで装着することができるようにする。
レール部３０－１～３０－ｎの所定領域には、圧力生成部３４－１～３４－ｎが設けられ、バッテリーモジュール２０－１～２０－ｎの底部には圧力生成部３４－１～３４－ｎにより加えられる圧力を検出するためにセンサ２３－１～２３－ｎが設けられるところ、このセンサ２３－１～２３－ｎは、バッテリーモジュール２０－１～２０－ｎが正常に挿着されたとき、圧力生成部３４－１～３４－ｎと接して圧力生成部３４－１～３４－ｎから加えられる圧力を検知することができる位置に設けられることが好ましい。
センサ２３－１～２３－ｎは、圧力生成部３４－１～３４－ｎにより加えられる圧力に応じて抵抗が変わり圧力検知による所定圧力値を出力する圧力センサであってよく、圧力生成部３４－１～３４－ｎは、図２に示されたとおり、各バッテリーモジュール装着部５０－１～５０－ｎ内で互いに異なる大きさに設けられてよい。この場合、センサ２３－１～２３－ｎは、圧力生成部３４－１～３４－ｎの大きさにより加えられる圧力の程度が異なるため、バッテリーモジュール装着部５０－１～５０－ｎと関連付けられる大きさの圧力値を出力するようになるので、この圧力値を介して当該バッテリーモジュール２０－１～２０－ｎがどのバッテリー装着部５０－１～５０－ｎに挿着されているか否かを識別することができるようになる。センサ２３－１～２３－ｎは、ＦＲＳ（ｆｏｒｃｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）などを活用することができる。
圧力生成部３４－１～３４－ｎと、センサ２３－１～２３－ｎとを含む圧力検出部２３０の構成例に対しては、以下、図３から図５を参照して説明する。
また、図２に示されたバッテリーモジュール２０－１～２０－ｎ、ＣＭＣ２２－１～２２－ｎ、センサ２３－１～２３－ｎ、レール部３０－１～３０－ｎ、圧力生成部形成領域３２－１～３２－ｎ、圧力生成部３４－１～３４－ｎ、バッテリーモジュール装着部５０－１～５０－ｎなどは、当該バッテリーラックにおいて、各バッテリーモジュールを特定する必要がある場合を除いては、バッテリーモジュール２０、ＣＭＣ２２、センサ２３、レール部３０、圧力生成部形成領域３２、圧力生成部３４、バッテリーモジュール装着部５０として簡単に記載する。各構成要素の機能に対しては、本発明の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＰ割当機能と直接的に関連される部分を主に説明する。
一方、図２に示されたＢＰＵ１０のＢＭＣ１２は、バッテリーモジュール２０のＣＭＣ２２と無線で通信して全体バッテリーモジュールの状態をモニタリング及び制御する機能を行う。ＢＭＣ１２は、各ＣＭＣ２２との無線通信のために各ＣＭＣ２２を識別するための固有したＩＤを管理する。そして、特に、本発明の実施形態において、ＢＭＣ１２は、各ＣＭＣ２２から圧力値が含まれた圧力検出信号が受信されると、その圧力値に基づいてＣＭＣ２２を備えているバッテリーモジュール２０の設置位置に連携してＩＤを自動で割り当てる機能を行う。
次いで、図３は、本発明の実施形態に係るＣＭＣ２２の主要ブロック図であり、図４（ａ）は、図３に示された圧力検出部の一構成例であり、図４（ｂ）は、バッテリーラックに設けられる圧力生成部の一構成例を示した図である。
先ず、図３を説明すると、ＣＭＣ２２は、ＢＭＣ１２の無線通信部１４（図６参照）と、例えば、ワイファイ、ＺｉｇＢｅｅ、又はブルートゥースなどの無線通信方式で信号を送受信する無線通信部２１と、無線通信部１４、２１を介してＢＭＣ１２に圧力検出信号を伝送し、ＢＭＣ１２からＩＤの自動割り当てを受けるための一連の制御動作を行う制御部２４と、制御部２４の制御下にＢＭＣ１２により割り当てられたＩＤを登録及び設定して管理するＩＤ貯蔵部２５を備える。また、ＣＭＣ２２はＢＭＣ１２から、バッテリーモジュールに対する認識が失敗した場合に伝送される位置調整命令に応じて、制御部２４の制御下にレール部３０を介してバッテリーモジュール２０の位置を調整するモジュール位置自動調整部２６と、位置調整命令に応じて制御部２４の制御下にバッテリーモジュール２０の認識失敗を警告するための通知部２８をさらに備えることができる。本発明の実施形態において、通知部２８は、視覚又は聴覚的警告を行うことができる、ブザーやアナウンス装置、警告ランプなどを採用することができる。
一方、圧力検出部２３０は、図２に示されたとおり、バッテリーモジュール２０の所定表面部、例えば、底部に設けられ、レール部３０の圧力生成部３４により加えられる圧力に応じて抵抗値が変わる、例えば、圧力センサであるセンサ２３を備え、当該抵抗値に対応する圧力検出信号を制御部２４に出力する。
圧力検出部２３０は、図４（ａ）又は図５（ａ）のように構成されてよい。
図４（ａ）を参照すると、圧力検出部２３０は、圧力生成部３４により圧力が加えられる面積に応じて抵抗値が変わる圧力センサであるセンサ２３を備えるところ、圧力センサの抵抗値により出力されるアナログ値は、ＡＤＣ端子を介してＡ／Ｄコンバータなどに入力されてデジタル値として出力される。
この場合、圧力生成部３４は、図４（ｂ）のように構成されるのが好ましい。
すなわち、各バッテリーモジュール装着部５０に設けられたレール部３０には、例えば、凹状に圧力生成部形成領域３２が形成されており、その圧力生成部形成領域３２内に各バッテリーモジュール装着部５０に連携され、バッテリーモジュールの設置位置を特定することができるようにセンサ２３に特定の圧力を加えるため、各バッテリーモジュール装着部５０－１～５０－４に対してそれぞれ異なる大きさの圧力生成部３４－１～３４－４が形成される。図４（ｂ）の左側に記載された１番、２番、３番、４番は、バッテリーモジュール装着部５０の番号を示し、同図に示されたとおり、各バッテリーモジュール装着部５０に対してそれぞれ互いに異なる大きさの圧力生成部３４が設けられることが好ましい。
図４の構成によると、バッテリーモジュール２０がバッテリーモジュール装着部５０に挿着されるとき、圧力検出部２３０は、圧力生成部３４－１～３４－４の各大きさが有する面積により加えられる圧力に該当する圧力値を出力する。この圧力値は、好ましくは、バッテリーモジュール２０が挿着されるバッテリーモジュール装着部５０により変わり得る。
一方、図５（ａ）を参照し、圧力検出部２３０の他の構成例を説明する。
図５（ａ）によると、センサ２３は、図４の構成例と同様に、バッテリーモジュール２０の底部に設けられるが、図５（ｂ）のように形成される複数個の圧力生成部３４１～３４４により加えられる複数地点の圧力を検出できるように、各圧力生成部３４１～３４４の位置に対応する位置に、複数のセンサ１～センサ４で構成されてよい。センサ１～センサ４は、ピエゾセンサであってよい。センサ１～センサ４の個数は、圧力生成部の個数により変わってよく、圧力生成部の個数は、バッテリーモジュール装着部５０の個数により決定されてよい。図５（ｂ）のように４個で構成された場合には、２進数１０００（１番）～１１１１（１５番）に対応させることができるので、バッテリーモジュール装着部５０を１５（２４－１）個まで区別することができる。同様に、圧力生成部形成領域３２に５個の圧力生成部３４１～３４５が形成されると、バッテリーモジュール装着部５０を３１（２５－１）個まで区別することができる。ここで、バッテリーモジュール装着部５０を区別するとのことは、バッテリーモジュールを区別するのと同じ意味に用いることができる。
図５（ｂ）によると、４地点に圧力生成部３４１～３４４が形成され得る構造において、４地点に圧力生成部３４１～３４４がいずれも形成されている場合には、センサ１で圧力生成部３４１～３４４が感知され、それに該当する電流値がＭＵＸ２２０に印加され、ＭＵＸ２２０から「１１１１」に該当する圧力値が出力されて「１５」番として識別される。４地点のうち、圧力生成部３４１、３４３が形成されている場合には、センサ１とセンサ３により圧力生成部３４１、３４３が検知され、それに該当する電流値ＭＵＸ２２０に印加され、ＭＵＸ２２０から「１０１０」に該当する圧力値が出力されて「５」番として識別される。４地点のうち、圧力生成部３４１、３４２が形成されている場合には、センサ１とセンサ２により圧力生成部３４１、３４２が検知され、それに該当する電流値ＭＵＸ２２０に印加され、ＭＵＸ２２０から「１１００」に該当する圧力値が出力されて「３」番として識別される。そして、４地点のうち、圧力生成部３４１のみが形成されている場合には、センサ１により圧力生成部３４１が検知され、それに該当する電流値ＭＵＸ２２０に印加され、ＭＵＸ２２０から「１０００」に該当する圧力値が出力されて「１」番として識別されてよい。
このように、圧力生成部３４の形成位置に応じて、バッテリーモジュール装着部５０に挿着されるバッテリーモジュール２０の位置を容易に識別することができるようになる。
次いで、図６を参照して、本発明の実施形態に係る上位ＢＭＳに該当するＢＭＣ１２の主要構成を説明する。
本発明の実施形態に係るＢＭＣ１２は、ＣＭＣ２２と無線で通信する無線通信部１４、ＣＭＣ２２から伝送された圧力検出信号から圧力値を抽出して制御部１３に伝送する圧力値抽出部１６、バッテリーラックの各バッテリーモジュール装着部５０に挿着されるバッテリーモジュールを識別するための基準圧力値と、当該基準圧力値に連携されて自動で割り当てられるＩＤ情報とを貯蔵するＩＤ情報貯蔵部１８、圧力値抽出部１６で抽出された圧力値を用いてＩＤ情報貯蔵部１８から基準入力値を照会し、その基準入力値に連携され貯蔵されているＩＤを検索してＩＤ割当部１９に印加する制御部１３、及び検索されたＩＤを用いて圧力検出信号を伝送したＣＭＣ２２に対してＩＤを自動で割り当てて登録し、その自動で割り当てられたＩＤを無線通信部１４を介してＣＭＣ２２に伝送するＩＤ割当部１９を備える。また、ＩＤ情報貯蔵部１８に貯蔵される基準入力値は、各バッテリーモジュール装着部５０に対応付けて貯蔵されており、基準入力値は、各バッテリーモジュール装着部５０に設けられる圧力生成部３４と関連付けて決定されることが好ましい。
以下、図７に示されたフローチャートを参照し、本発明の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当方法を説明する。
作業者によってバッテリーモジュール装着部５０にバッテリーモジュール２０が挿入されると、バッテリーモジュール２０のセンサ２３は、圧力生成部３４により加えられる圧力に応じて抵抗値が変わり、当該圧力に対応する圧力値が生成され、この圧力値はＣＭＣ２２の制御部２４に伝送される。制御部２４は、圧力値を含む圧力検出信号を生成し（Ｓ２）、無線通信部２１を介してＢＭＣ１２に伝送する（Ｓ４）。
ＢＭＣ１２においては、無線通信部１４を介して圧力検出信号が受信されると（Ｓ６）、圧力値抽出部１６が受信された圧力検出信号から圧力値を抽出して制御部１３に伝送する（Ｓ８）。
制御部１３は、抽出された圧力値を用いてＩＤ情報貯蔵部１８から、ＩＤ情報を検索してＩＤ割当部１９に伝送する（Ｓ１０）。段階Ｓ１０においては、制御部１３が抽出された圧力値に対応する基準圧力値をＩＤ情報貯蔵部１８から検索することにより、その基準圧力値に連携されて貯蔵されたＩＤ情報を検索する。
次いで、ＩＤ割当部１９は、制御部１３の制御下に当該圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュール２０に対して検索されたＩＤを割り当てた後（Ｓ１２）、ＩＤ割当情報を無線通信部１４を介してバッテリーモジュール２０に無線伝送する（Ｓ１４）。
次いで、バッテリーモジュール２０においては、無線通信部２１を介してＩＤ割当情報が受信されると（Ｓ１６）、ＣＭＣ２２の制御下にＩＤ貯蔵部２５が受信したＩＤ割当情報から当該バッテリーモジュールに割り当てられたＩＤを抽出した後（Ｓ１８）、ＩＤ貯蔵部２５に貯蔵して自身のＩＤとして登録及び設定する処理を完了する（Ｓ２０）。前述した一連の過程を終えたバッテリーモジュール２０のＣＭＣ２２は、ＢＰＵ１０にＩＤ設定完了を通報して自動ＩＤ割当手続きを終了する（Ｓ２２）。
また、バッテリーモジュール２０から伝送されたＩＤ設定完了の通報を受けたＢＰＵ１０のＢＭＣ１２も一連の自動ＩＤ割当手続きを終了する。
次いで、図８に示されたフローチャートを参照し、本発明の他の実施形態に係るバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当方法を説明する。
作業者によってバッテリーモジュール装着部５０にバッテリーモジュール２０が挿入されると、バッテリーモジュール２０のセンサ２３は、圧力生成部３４により加えられる圧力に応じて抵抗値が変わり、当該圧力に対応する圧力値が生成され、この圧力値はＣＭＣ２２の制御部２４に伝送される。制御部２４は、圧力値を含む圧力検出信号を生成し（Ｓ２）、無線通信部２１を介してＢＭＣ１２に伝送する（Ｓ４）。
ＢＭＣ１２においては、無線通信部１４を介して圧力検出信号が受信されると（Ｓ６）、圧力値抽出部１６が受信された圧力検出信号から圧力値を抽出して制御部１３に伝送する（Ｓ８）。
制御部１３は、抽出された圧力値を抽出された圧力値に対応する基準圧力値をＩＤ情報貯蔵部１８から検索することにより、その基準圧力値に連携されて貯蔵されたＩＤ情報を検索する（Ｓ１０）。次いで、制御部１３は、ＩＤ情報検索に成功すると（Ｓ３０においてＹＥＳ）、制御部１３の制御下に、ＩＤ割当部１９は、当該圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュール２０に対して検索されたＩＤを割り当てた後（Ｓ１２）、ＩＤ割当情報を無線通信部１４を介してバッテリーモジュール２０に無線で伝送する（Ｓ１４）。
次いで、バッテリーモジュール２０においては、無線通信部２１を介してＩＤ割当情報が受信されると（Ｓ１６）、ＣＭＣ２２の制御下にＩＤ貯蔵部２５が受信したＩＤ割当情報から当該バッテリーモジュールに割り当てられたＩＤを抽出した後（Ｓ１８）、ＩＤ貯蔵部２５に貯蔵して自身のＩＤとして登録及び設定する処理を完了する（Ｓ２０）。前述した一連の過程を終えたバッテリーモジュール２０のＣＭＣ２２は、ＢＭＣ１２にＩＤ設定完了を通報して自動ＩＤ割当手続きを終了する（Ｓ２２）。
また、バッテリーモジュール２０から伝送されたＩＤ設定完了の通報を受けたＢＭＣ１２は、一連の自動ＩＤ割当手続きを終了する。
一方、制御部１３は、抽出された圧力値を用いてＩＤ情報貯蔵部１８から基準圧力値を検索した結果、その基準圧力値に連携されて貯蔵されたＩＤ情報の検索に失敗すると（Ｓ３０においてＮｏ）、これをモジュール認識失敗と判断してバッテリーモジュール２０にモジュール認識失敗を通知するのとともに、当該モジュールに対する位置調整命令を伝送する（Ｓ３２）。ここで、圧力値が基準圧力値の所定範囲内に属しない場合、これをモジュール認識失敗と判断することもある。
ＢＭＣ１２から位置調整命令を受け付けたバッテリーモジュールの制御部２４は、モジュール位置自動調整部２６を制御し、レール部３０を介して当該バッテリーモジュール２０の位置を調整（Ｓ３４）した後、段階Ｓ２に進行し、段階Ｓ２から段階Ｓ１０までの過程を再び行う。選択的に、位置調整命令を受け付けた制御部２４が通知部２８を介してバッテリーモジュール２０の認識失敗を警告することもある。
段階Ｓ３０から段階Ｓ３４は、段階Ｓ３４を介して位置が自動調整されたバッテリーモジュールが正確な位置に移動され、圧力検出部２３０において検出される圧力値がＩＤ情報貯蔵部１８に貯蔵された基準入力値の所定範囲内に属するようになるので、Ｓ３０でＩＤ情報検索を成功したものと判断するまで繰り返し行われる。
本明細書において、本発明の原理の「一実施形態」と、このような表現の多様な変形の指称は、本実施形態に関連して特定の特徴、構造、特性などが本発明の原理の少なくとも１つの実施形態に含まれるとのことを意味する。よって、表現「一実施形態において」と、本明細書の全体を介して開示されている任意の他の変形例示は、必ずしも全て同一の実施形態を指称するものではない。
本明細書を介して開示されている全ての実施形態と条件付き例示は、本発明の技術分野で通常の知識を有する当業者が自ら本発明の原理と概念を理解するように助けるための意図で記述されたものであって、当業者は、本発明が本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現され得るということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異点は、本発明に含まれているものと解釈されなければならない。
１～４ センサ
１０ ＢＰＵ
１２ ＢＭＣ
１３ 制御部
１４ 無線通信部
１６ 圧力値抽出部
１８ ＩＤ情報貯蔵部
１９ ＩＤ割当部
２０ バッテリーモジュール
２０－１～２０－ｎ バッテリーモジュール
２１ 無線通信部
２２ ＣＭＣ
２２－１～２２－ｎ ＣＭＣ
２３ センサ
２３－１～２３－ｎ センサ
２４ 制御部
２５ ＩＤ貯蔵部
２６ モジュール位置自動調整部
２８ 通知部
３０ レール部
３０－１～３０－ｎ レール部
３２ 圧力生成部形成領域
３２－１～３２－ｎ 圧力生成部形成領域
３４ 圧力生成部
３４－ｎ 圧力生成部
３４－１ 圧力生成部
３４－２ 圧力生成部
３４－３ 圧力生成部
３４－４ 圧力生成部
５０ バッテリーモジュール装着部
５０－ｎ バッテリーモジュール装着部
５０－１、５０－２、５０－３、５０－４ バッテリーモジュール装着部
１００～１４０ バッテリーラック
２２０ ＭＵＸ、電流値ＭＵＸ
２３０ 圧力検出部
３４１ 圧力生成部
３４２ 圧力生成部
３４３ 圧力生成部
３４４ 圧力生成部
３４５ 圧力生成部

Claims (15)

  1. 上位ＢＭＳと無線通信し、バッテリーラックに形成されている少なくとも１つのバッテリーモジュール装着部に挿入されるバッテリーモジュールであって、
    前記バッテリーモジュールの所定表面部に設けられ、前記所定表面部に加えられる圧力を検出して圧力値を出力する圧力検出部、
    無線通信を介して前記圧力値が含まれた圧力検出信号を前記上位ＢＭＳに伝送する無線通信部、及び
    前記上位ＢＭＳから自動で割り当てられたＩＤ情報が受信されると、受信されたＩＤ情報を自身のＩＤとして設定及び登録する制御部
    を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 前記圧力検出部は、圧力が加えられる面積に応じて異なる圧力値を出力する圧力センサを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記圧力検出部は、圧力が加えられる複数地点に対する圧力値を出力する複数の圧力センシング手段と、
    前記複数の圧力センシング手段からの出力を多重化して一連のデジタル信号に出力する信号処理部と、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記所定表面部は、前記バッテリーモジュールが前記バッテリーモジュール装着部に挿着されるとき、前記所定表面部が前記バッテリーモジュール装着部に接触される部分に対応して設けられている圧力生成部から圧力を受け、
    前記圧力生成部は、各バッテリーモジュールに対して異なる圧力を加えられるように前記バッテリーモジュール装着部のそれぞれに異なる大きさ又は個数で設けられることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記所定表面部は、前記バッテリーモジュールの底部であることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーモジュール。
  6. バッテリーラックに搭載される少なくとも１つのバッテリーモジュールと無線通信する上位ＢＭＳであって、
    前記バッテリーモジュールがそれぞれ挿入されるバッテリーモジュール装着部に対応する基準圧力値に基づいて、圧力値が含まれた圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュールを識別し、識別されたバッテリーモジュールに対してＩＤを自動で割り当てる制御部、
    前記バッテリーモジュールを識別するための基準圧力値と前記基準圧力値に連携されて自動で割り当てられるＩＤ情報とを貯蔵するＩＤ情報貯蔵部、及び
    前記制御部により前記識別されたバッテリーモジュールに対して自動で割り当てられたＩＤ情報を貯蔵するＩＤ割当情報貯蔵部
    を含むことを特徴とする上位ＢＭＳ。
  7. 前記制御部は、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された基準圧力値に基づいて前記バッテリーモジュールを識別し、
    前記圧力検出信号に含まれた前記圧力値と、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された前記基準圧力値とを比べた結果、前記圧力値が前記基準圧力値の所定範囲内に属しなければ、前記バッテリーモジュールに対する識別が失敗したものと判断し、前記バッテリーモジュールにＩＤ割当失敗を通知することを特徴とする、請求項６に記載の上位ＢＭＳ。
  8. 前記制御部は、前記バッテリーモジュールに対する識別に失敗すると、前記バッテリーモジュールに位置調整命令を伝送し、前記バッテリーモジュールに対するＩＤ割当手続きを終了する、請求項６又は７に記載の上位ＢＭＳ。
  9. 前記基準圧力値は、前記バッテリーモジュール装着部に設けられる圧力生成部により加えられる圧力に対する基準値に該当する値であって、
    前記バッテリーモジュール装着部に挿入される前記バッテリーモジュールを識別することができるように、前記基準値は、前記バッテリーモジュール装着部に設けられる前記圧力生成部それぞれに対して異なる値であることを特徴とする、請求項６に記載の上位ＢＭＳ。
  10. バッテリーモジュールの所定表面部に加えられる圧力を検出して圧力値を出力する圧力検出部、無線通信を介して前記圧力値が含まれた圧力検出信号を上位ＢＭＳに伝送する無線通信部、及び前記上位ＢＭＳから自動で割り当てられたＩＤ情報が受信されると、受信されたＩＤ情報を自身のＩＤとして設定及び登録する第１制御部を含み、少なくとも１つ以上のバッテリーラックに形成されているバッテリーモジュール装着部に挿入されるバッテリーモジュール、及び
    前記バッテリーモジュールがそれぞれ挿入されるバッテリーモジュール装着部に設けられる圧力生成部に対応する圧力値に基づいて、圧力値が含まれた圧力検出信号を伝送したバッテリーモジュールを識別し、識別されたバッテリーモジュールに対してＩＤを自動で割り当てる第２制御部、前記バッテリーモジュールを識別するための基準圧力値と前記基準圧力値に連携されて自動で割り当てられるＩＤ情報とを貯蔵するＩＤ情報貯蔵部、及び前記第２制御部により前記識別されたバッテリーモジュールに対して自動で割り当てられたＩＤ情報を貯蔵するＩＤ割当情報貯蔵部を含み、前記バッテリーモジュールと無線通信する上位ＢＭＳを含むことを特徴とするバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム。
  11. 前記圧力検出部は、圧力が加えられる面積に応じて異なる圧力値を出力する圧力センサを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム。
  12. 前記圧力検出部は、圧力が加えられる複数地点に対する圧力値を出力する複数の圧力センシング手段と、
    前記複数の圧力センシング手段からの出力を多重化して一連のデジタル信号に出力する信号処理部と、
    を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム。
  13. 前記所定表面部は、前記バッテリーモジュールが前記バッテリーモジュール装着部に挿着されるとき、前記所定表面部が前記バッテリーモジュール装着部に接触される部分に対応して設けられている圧力生成部から圧力を受け、それに対応する圧力値を出力することを特徴とする、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム。
  14. 前記第２制御部は、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された基準圧力値に基づいて前記バッテリーモジュールを識別し、前記圧力検出信号に含まれた前記圧力値と、前記ＩＤ情報貯蔵部に貯蔵された前記基準圧力値を比べた結果、前記圧力値が前記基準圧力値の所定範囲内に属しなければ、前記バッテリーモジュールに対する識別が失敗したものと判断し、前記バッテリーモジュールにＩＤ割当失敗を通知することを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム。
  15. 前記第２制御部は、前記バッテリーモジュールに対する識別に失敗すると、前記バッテリーモジュールに位置調整命令を伝送し、前記バッテリーモジュールに対するＩＤ割当手続きを終了することを特徴とする、請求項１４に記載のバッテリーモジュールの自動ＩＤ割当システム。
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