JP2023501993A - バッテリーパック - Google Patents

Abstract

本発明は、電気自動車に取り付けたとき、自動車側と円滑に通信または電源接続できるように構成された車両用バッテリーパックを開示する。本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、車両制御ユニット、補助バッテリー、及び車両メモリを備えた自動車に着脱可能に構成され、モータに駆動電源を供給するバッテリーパックであって、バッテリーセル、電源供給端子、電源供給経路、スイッチング部、前記バッテリーセルの電源を用いて前記車両メモリに保存された充電情報を読み出すメモリリーダー部、及び前記メモリリーダー部によって読み出された前記補助バッテリーの充電情報に基づいて前記スイッチング部を制御することで、前記バッテリーセルから前記補助バッテリーに電源が供給されるように構成されたプロセッサを含む。

Description

本発明は、バッテリー技術に関し、より詳しくは、自動車に着脱可能に構成された交換型バッテリーパックであって、自動車の補助バッテリーが放電した場合であっても、バッテリーパックを自動車に搭載したとき円滑に機能を遂行することができる技術に関する。

本出願は、２０２０年８月１４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１０２６４８号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。

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、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系の二次電池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。

このようなリチウム二次電池は、主に、リチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、例えば電池ケースを備える。

一般にリチウム二次電池は、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型二次電池とに分類され得る。

二次電池は、数十年前からスマートフォンやラップトップパソコンのような携帯端末に作動電源を供給するために広く用いられており、最近は電気自動車の開発及び普及とともに、電気自動車の駆動エネルギー源として非常に重要な部品になっている。特に、電気自動車を駆動するためには、高い出力及び容量が必要であるため、二次電池を単独で使用するより、多数の二次電池を互いに直列及び／または並列で接続して一つの高電圧バッテリーパックを構成し、このようなバッテリーパックを電気自動車に搭載する形態で用いられる。

このように自動車を駆動するための駆動電源を供給するバッテリーパックは、自動車に対して着脱可能に構成され得る。さらに、共有型ｅ－モビリティ事業の活性化によって、専門技術者だけでなく、一般の運転者もバッテリーパックを自動車に容易に取付け、分離できるように構成され得る。例えば、共有型自動車を利用するため、ユーザがバッテリーパックを所持して移動し、共有型自動車に直接取り付ける状況が発生し得る。

このような状況で、バッテリーパックが自動車に取り付けられる場合、自動車とバッテリーパックとの間の電源供給が適切に行われる必要がある。特に、自動車には車両制御ユニット（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＶＣＵ）のような制御ユニットが備えられているが、バッテリーパックを取り付けるとき、このような車両側の制御ユニットとバッテリーパックとの間の通信が円滑に行われなければならない。一般に、運転者によって自動車が始動されれば、車両制御ユニット（ＶＣＵ）からバッテリーパック側に電源供給要請信号が伝送され、バッテリーパックからモータへと駆動電源が供給される。

しかし、このような車両側制御ユニットとバッテリーパックとの間で円滑に通信できない場合、運転者の始動要請があるにもかかわらず、車両側の制御ユニットからバッテリーパック側へと電源供給要請信号が伝送されない状況が発生し得る。そして、これにより、自動車が始動しないこともある。

さらに、電気自動車には、駆動電源を供給するためのバッテリーパックの他に、車両の電装品、例えば計器盤やラジオ、ナビゲーションシステム、エアコンなどに電源を供給するための補助バッテリーが別途に搭載され得る。このとき、ＶＣＵなどの車両側の制御ユニットも補助バッテリーから電源の供給を受けて作動するが、補助バッテリーが放電した場合は、車両側の制御ユニットに作動電源が供給されなくなるため、車両側の制御ユニットはバッテリーパックに始動要請信号などを伝送することができない。したがって、バッテリーパックが十分に充電された状態であっても、車両側の補助バッテリーの放電によって自動車が始動しない問題が生じ得る。

さらに、共有型自動車の場合、ユーザが自動車を直接管理しないため、自動車の補助バッテリーが放電状態であるか否かを予め把握し難い。また、共有型自動車の特性上、サービスを提供する事業者側に自動車が常に位置するわけでもないため、各自動車に備えられた補助バッテリーの放電如何を一つ一つ管理し難い。

本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、電気自動車に取り付けたとき、自動車側と円滑に通信または電源接続できるように構成された車両用バッテリーパック及びそれを含む自動車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。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーパックは、車両制御ユニット、前記車両制御ユニットに作動電源を供給する補助バッテリー、及び前記補助バッテリーの充電情報を保存する車両メモリを備え、モータによって駆動される自動車に着脱可能に構成され、前記モータに駆動電源を供給するバッテリーパックであって、一つ以上の二次電池を備えるバッテリーセルと、前記補助バッテリー及び前記モータと接続された前記自動車の接続端子に接続可能に構成された電源供給端子と、前記電源供給端子と前記バッテリーセルとの間に位置し、前記バッテリーセルから前記電源供給端子に電源を供給するように構成された電源供給経路と、前記電源供給経路上に備えられ、前記電源供給経路を選択的にターンオン／ターンオフ可能に構成されたスイッチング部と、前記バッテリーセルの電源を用いて前記車両メモリに保存された充電情報を読み出すメモリリーダー部と、前記メモリリーダー部によって読み出された前記補助バッテリーの充電情報に基づいて前記スイッチング部を制御することで、前記バッテリーセルから前記補助バッテリーに電源が供給されるように構成されたプロセッサと、を含む。

ここで、前記プロセッサは、前記車両制御ユニットと通信可能に構成され、前記バッテリーパックが前記自動車に取り付けられた後、前記車両制御ユニットから応答信号を受信できなかった場合、前記メモリリーダー部を作動させて前記車両メモリに保存された充電情報が読み出されるように構成され得る。

また、前記メモリリーダー部は、前記車両メモリに駆動電流を流すことで前記車両メモリに保存された充電情報を読み出すように構成され得る。

また、前記メモリリーダー部は、前記車両メモリに電磁波を供給して電磁気を誘導することで前記車両メモリに駆動電流を流し、前記駆動電流によって送信された前記充電情報を受信するように構成され得る。

また、本発明によるバッテリーパックは、ユーザの携帯端末と通信可能に構成された端末通信部をさらに含み得る。

また、前記プロセッサは、前記端末通信部を通じてユーザの許可信号を受信した後、前記スイッチング部をターンオンさせるように構成され得る。

また、前記プロセッサは、前記ユーザの許可信号を受信した後、予め決められた遅延時間以後に前記スイッチング部をターンオンさせるように構成され得る。

また、前記プロセッサは、前記端末通信部から前記携帯端末の位置情報を受信し、前記受信された位置情報に基づいて前記メモリリーダー部の動作を制御するように構成され得る。

また、本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーパックの位置を認識するように構成された位置認識部をさらに含み、前記プロセッサは、前記位置認識部によって認識された位置情報に基づいて前記メモリリーダー部の動作を制御するように構成され得る。

また、前記プロセッサは、前記メモリリーダー部によって読み出された充電情報に基づいて、前記補助バッテリーに対する充電時間、充電量、充電電圧及び充電電流のうち少なくとも一つを制御するように構成され得る。

上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含む。

本発明の一態様によれば、自動車に着脱可能に構成されたバッテリーパックにおいて、バッテリーパックが自体的に自動車の補助バッテリーの放電如何を容易に把握することができる。

したがって、自動車の補助バッテリーが放電したと判断された場合、バッテリーパックから電源を供給して補助バッテリーを充電することができる。これにより、バッテリーパックが補助バッテリーから電源の供給を受ける車両制御ユニットなどと円滑に通信できるようになって、自動車の運行などへの影響が一切ない。

さらに、本発明の一態様は、共有型ｅ－モビリティ事業などにより効果的に適用することができる。すなわち、共有型自動車サービスを利用する運転者や該当サービスを提供する事業者が補助バッテリーなどの放電如何を確認しなくても、バッテリーパックが自体的にそれを把握して補助バッテリーを充電させることで、自動車を正常に始動させることができる。

したがって、共有型自動車サービスを利用する運転者の円滑なサービス利用が可能になり、該当サービスを提供する事業者のメンテナンス費用などが節減できる。特に、本発明の一態様によれば、自動車の補助バッテリーが完全放電した場合も、該当事業者の専門管理者や技術者が直接自動車側に移動する必要がない。

外にも本発明による多様な実施構成の効果が達成でき、それについては実施形態を挙げて後述する。

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機能的構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーパックと自動車との接続構成を概略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と自動車との間の接続構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーパックに対し、自動車及び携帯端末と接続される構成を概略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と自動車及び携帯端末との位置構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーパックに対し、携帯端末及び自動車との相対的な位置構成を概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーパックと自動車との相対的な位置関係を概略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と自動車との接続及び動作構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーパックと自動車との接続及び動作構成を概略的に示した図である。

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。

図１は本発明の一実施形態によるバッテリーパック１００の機能的構成を概略的に示したブロック図であり、図２は本発明の一実施形態によるバッテリーパック１００と自動車１０との接続構成を概略的に示した図である。

本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０に着脱可能に構成され得る。すなわち、本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０に取り付けることも可能であり、自動車１０からの分離も可能である。さらに、本発明によるバッテリーパック１００は、同じ種類の自動車１０または相異なる種類の自動車１０に対して自在に搭載または分離できるように構成された交換式バッテリーパック１００の形態で構成され得る。そのため、本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０と電気的に結合されることは勿論、電気的な結合状態を維持するため、自動車１０の一部分で機械的に結合可能に構成され得る。ただし、本発明は、このようなバッテリーパック１００と自動車１０との機械的及び／または電気的結合形態によって具体的に制限されず、本発明の出願時点で公知の多様な電気的及び／または機械的結合形態が本発明に採用され得る。

一方、本発明によるバッテリーパック１００が取り付けられる自動車１０は、モータ１５を備え、モータ１５によって駆動される自動車、すなわち、モータ１５によって動く電気自動車であり得る。ここで、電気自動車は、純粋な電気自動車は勿論、モータ１５とともにエンジンが備えられたハイブリッド自動車及び二輪自動車などを含み得る。

また、本発明によるバッテリーパック１００が取り付けられる自動車１０は、車両制御ユニット１２を備え得る。ここで、車両制御ユニット１２は、ＶＣＵ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）のような用語で表され得、自動車１０の走行などを制御するために自動車１０に設けられた制御装置を意味する。このような車両制御ユニット１２については、本発明の出願時点にすでに公知の技術であるため、具体的な説明を省略する。

また、本発明によるバッテリーパック１００が取り付けられる自動車１０は、補助バッテリー１１を備え得る。すなわち、本発明によるバッテリーパック１００は、補助バッテリー１１を備える自動車１０に取付け可能に構成され得る。ここで、補助バッテリー１１は、車両制御ユニット１２に作動電源を供給するように構成され得る。また、補助バッテリー１１は、車両制御ユニット１２の他に自動車１０に取り付けられた他の電装品に対しても電源を供給するように構成され得る。

また、本発明によるバッテリーパック１００が取り付けられる自動車１０は、車両メモリ１３を備え得る。ここで、車両メモリ１３は、補助バッテリー１１の充電情報を保存するように構成され得る。このような補助バッテリー１１の情報保存構成について詳しくは後述する。

本発明によるバッテリーパック１００は、このような自動車１０に対して着脱可能に構成され、搭載時自動車１０側に電源を供給するように構成され得る。特に、本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０のモータ１５に電源を供給するように構成され得る。

図１及び図２に示されたように、本発明によるバッテリーパック１００は、バッテリーセル１１０、電源供給端子１２０、電源供給経路１３０、スイッチング部１４０、メモリリーダー部１５０及びプロセッサ１６０を含み得る。

前記バッテリーセル１１０は、一つ以上の二次電池を備え得る。そして、二次電池は、電極組立体、電解液及び外装材を備え得る。ここで、電極組立体は、電極と分離膜との組立体であって、一つ以上の正極板と一つ以上の負極板とが分離膜を介在して配置された形態で構成され得る。また、電極組立体の各電極板には電極タブが備えられて電極リードと接続され得る。このような二次電池には、外装材がアルミニウムパウチシート形態で構成されたパウチ型二次電池及び／または外装材が金属缶形態で構成された缶型二次電池が含まれ得る。さらに、本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０に取り付けられて自動車１０に駆動電源を供給するため、高出力及び／または高容量を要するため、多数の二次電池が直列及び／または並列で接続された形態のバッテリーセル１１０を含み得る。そして、このようなバッテリーセル１１０は、充電及び放電を繰り返すことで駆動用エネルギーを貯蔵及び放出し得る。本発明は、このようなバッテリーセル１１０、特に二次電池の具体的な形態や構成などによって限定されず、本発明の出願時点で公知の多様な二次電池やバッテリーセル１１０が本発明に採用され得る。

前記電源供給端子１２０は、自動車１０に備えられた接続端子１４に接続可能に構成され得る。ここで、自動車１０の接続端子１４は、バッテリーパック１００との接続のため、自動車１０の少なくとも一側に設けられた端子であって、コンセントやプラグなどの形態で構成され得る。特に、自動車１０の接続端子１４は、モータ１５及び補助バッテリー１１と電気的に接続されるように構成され得る。例えば、自動車１０の接続端子１４は、モータ１５及び補助バッテリー１１とそれぞれ接続されるように構成され得る。したがって、自動車１０の接続端子１４に供給された電源は、モータ１５及び／または補助バッテリー１１に供給され得る。前記電源供給端子１２０は、このような自動車１０側の接続端子１４に接続可能に構成されたバッテリーパック１００側の端子であって、自動車１０の接続端子１４に対応する形態、例えばコンセントやプラグなどの形態で構成され得る。

前記電源供給経路１３０は、電源供給端子１２０とバッテリーセル１１０との間に位置するように配置され得る。そして、前記電源供給経路１３０は、バッテリーセル１１０から電源供給端子１２０に電源を供給するように構成され得る。すなわち、前記電源供給経路１３０は、バッテリーセル１１０から電源供給端子１２０に電源が供給される経路を提供し得る。このような電源供給経路１３０は、電気伝導性材質を含むワイヤや金属プレート、導体印刷パターンなど、本発明の出願時点で公知の多様な電源供給形態が採用され得る。

前記スイッチング部１４０は、電源供給経路１３０上に備えられ得る。そして、前記スイッチング部１４０は、開閉可能に構成され、電源供給経路１３０を電気的にターンオン／ターンオフさせるように構成され得る。例えば、前記スイッチング部１４０がターンオンされる場合、前記電源供給経路１３０が連結されてバッテリーセル１１０から電源供給端子１２０に電源が供給され得る。一方、前記スイッチング部１４０がターンオフされる場合、前記電源供給経路１３０は断絶され、バッテリーセル１１０から電源供給端子１２０に電源が供給されなくなる。前記スイッチング部１４０としては、本願発明の出願時点で公知の多様なスイッチング素子が採用され得る。例えば、前記スイッチング部１４０は、電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ： Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで具現され得る。

前記メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３に保存された充電情報を読み出すように構成され得る。ここで、車両メモリ１３に保存された充電情報は、自動車１０に備えられた補助バッテリー１１の充電状態に関する情報であると言える。例えば、車両メモリ１３は、補助バッテリー１１の充電状態が基準値以下であるとの情報を充電情報として保存し得る。特に、車両メモリ１３は、補助バッテリー１１の充電状態が車両制御ユニット１２を作動できない程度に放電した場合、このような放電状態情報を充電情報として保存し得る。

このとき、車両メモリ１３の充電情報は、車両制御ユニット１２が保存するように構成され得る。すなわち、車両制御ユニット１２は、補助バッテリー１１の充電状態をモニタリングするか、又は、補助バッテリー１１側から充電状態に関する情報を受信し得る。そして、補助バッテリー１１の充電状態が一定水準以下である場合、自動車１０の始動状態または自動車１０の始動キーのオン状態で、車両制御ユニット１２は補助バッテリー１１の充電情報を車両メモリ１３に保存し得る。一例として、車両制御ユニット１２は、自動車１０の始動が停止されるときまたは自動車１０の始動キーがターンオフされるとき、車両メモリ１３に補助バッテリー１１の充電状態を保存するように構成され得る。

特に、前記メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３に保存された充電情報を読み取るため、バッテリーセル１１０の電源を使用するように構成され得る。例えば、図２に示されたように、バッテリーパック１００は、バッテリーセル１１０からメモリリーダー部１５０に電源を供給するように構成されたリーダー電源経路１９０を含み得る。そして、前記メモリリーダー部１５０は、リーダー電源経路１９０を通じてバッテリーセル１１０から電源の供給を受け、供給された電源を用いて車両メモリ１３側に保存された充電情報を読み取ることができる。すなわち、自動車１０の車両メモリ１３が能動的に充電情報を送出できなくても、バッテリーパック１００のメモリリーダー部１５０は、バッテリーセル１１０の電源を用いて車両メモリ１３に保存された充電情報を読み出すことができる。

特に、交換型バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられるときは、一般にバッテリーセル１１０が十分に充電された状態である場合が多い。したがって、メモリリーダー部１５０は、このようなバッテリーセル１１０の充電電力をメモリリーダー部１５０の動作電源として使用することに特に支障がない。また、本発明のこのような実施構成によれば、メモリリーダー部１５０の動作のために別途の電力供給源を備える必要がないため、バッテリーパック１００の構造をより簡単にすることができる。

また、前記メモリリーダー部１５０は、無線通信方式で車両メモリ１３に保存された充電情報を読み出すことができる。この場合、前記メモリリーダー部１５０と車両メモリ１３とは、相互を有線で接続するためのコネクタやケーブル、端子などを備える必要がない。

前記プロセッサ１６０は、スイッチング部１４０を制御することで、バッテリーセル１１０から補助バッテリー１１への電源供給を制御するように構成され得る。特に、前記プロセッサ１６０は、スイッチング部１４０を制御する際、メモリリーダー部１５０によって読み出された補助バッテリー１１の充電情報を利用するように構成され得る。すなわち、前記プロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０によって読み出された補助バッテリー１１の充電情報に基づいてスイッチング部１４０をターンオンさせることで、バッテリーセル１１０から補助バッテリー１１に電源を供給させることができる。そして、このような電源供給を通じて、自動車１０の補助バッテリー１１は充電され、補助バッテリー１１の充電を通じて車両制御ユニット１２は正常に動作できる。

本発明のこのような構成によれば、自動車１０に着脱可能に構成されたバッテリーパック１００、例えば交換型バッテリーパックが、自体的に補助バッテリー１１の放電如何を容易に把握することができる。特に、自動車１０の補助バッテリー１１が放電し、車両制御ユニット１２及び車両メモリ１３に別途の電源が供給されない状況でも、バッテリーパック１００は自体的に自動車１０の補助バッテリー１１の完全放電如何を把握することができる。したがって、補助バッテリー１１が完全放電した場合、バッテリーパック１００側から補助バッテリー１１に充電電源を供給することで、車両制御ユニット１２などを正常に動作させることができる。

さらに、上記のような実施構成によれば、別途の管理者やユーザ（自動車の運転者）による特別な措置や命令がなくても、自動的に補助バッテリー１１の充電を行うことができる。したがって、相対的に補助バッテリー１１が放電し易い共有型車両などに対する事業者の管理が容易になり、ユーザに対する予期せぬ運行不可状況を予防することができる。特に、バッテリーパック１００のバッテリーセル１１０に充電電源が十分であっても、自動車１０の補助バッテリー１１が放電した状況では、車両制御ユニット１２が正常に動作できない。したがって、従来技術によれば、補助バッテリーが放電した状況では、ユーザが始動キーをターンオンさせても車両制御ユニットとバッテリーパックとの間の通信が行われず、バッテリーパックから自動車に駆動電源が供給できなくなり、それにより自動車が始動しないという問題が発生し得る。しかし、本発明の上記のような構成によれば、補助バッテリー１１が放電して車両制御ユニット１２が動作しない状況で、バッテリーパック１００が自体的に補助バッテリー１１の放電如何を把握し、完全放電時には自動的に充電することで、車両制御ユニット１２をバッテリーパック１００と即刻通信可能な状態に転換することができる。

一方、前記プロセッサ１６０は、本発明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ものであって、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、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むか、または、これら用語で表され得る。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、前記プロセッサ１６０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、プロセッサ１６０によって実行され得る。前記メモリはプロセッサ１６０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１６０と接続され得る。さらに、バッテリーパック１００には、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）またはＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）のような用語で称される制御装置が含まれる場合が多い。前記プロセッサ１６０は、このような一般的なバッテリーパック１００に備えられたＭＣＵやＢＭＳなどの構成要素によっても具現され得る。

また、前記プロセッサ１６０は、車両制御ユニット１２と通信可能に構成され得る。例えば、前記プロセッサ１６０は、車両制御ユニット１２と有線通信及び／または無線通信を通じて相互に接続され、車両制御ユニット１２と信号を送受信するように構成され得る。そして、車両制御ユニット１２との通信のため、プロセッサ１６０は、有線通信用接続コネクタやケーブル及び／または無線通信用アンテナなどを備え得る。また、このようなプロセッサ１６０と車両制御ユニット１２との間の通信方式としては、本発明の出願時点で公知の多様な通信技術が採用され得ることは勿論である。

ここで、前記プロセッサ１６０は、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられた後、車両制御ユニット１２から応答信号を受信するように構成され得る。そして、プロセッサ１６０は、このような応答信号の受信如何に応じてメモリリーダー部１５０の作動を制御するように構成され得る。これについでは、図３を参照して具体的に説明する。

図３は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１００と自動車１０との間の接続構成を概略的に示した図である。

図３を参照すると、矢印ａ１で示されたように、バッテリーパック１００が自動車１０、例えば自動車１０のパワートレインに取り付けられれば、プロセッサ１６０と車両制御ユニット１２とは、矢印ａ２で示されたように、互いに通信するように構成され得る。例えば、前記プロセッサ１６０は、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられた状態で車両制御ユニット１２に応答要請信号を送信し、車両制御ユニット１２は、応答要請信号に対応する応答信号をプロセッサ１６０に伝送するように構成され得る。

ここで、もしプロセッサ１６０が応答要請信号を車両制御ユニット１２に送信し、車両制御ユニット１２からの応答信号を正常に受信したなら、プロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０を動作しなくし得る。しかし、プロセッサ１６０が応答要請信号を車両制御ユニット１２に伝送したにもかかわらず、車両制御ユニット１２から応答信号を受信しなかった場合は、プロセッサ１６０は、矢印ａ３で示されたように、制御信号を送信してメモリリーダー部１５０を作動させるように構成され得る。そして、メモリリーダー部１５０の作動によって、矢印ａ４で示されたように、車両メモリ１３に保存された充電情報が読み出され得る。そして、読み出された充電情報は、矢印ａ５で示されたように、メモリリーダー部１５０からプロセッサ１６０に伝送され得る。このとき、プロセッサ１６０に伝送された情報が補助バッテリー１１が放電したとの情報である場合、プロセッサ１６０は、矢印ａ６で示されたように、スイッチング部１４０をターンオンさせるように制御信号を伝送し得る。そして、このようなスイッチング部１４０のターンオンを通じて、矢印ａ７で示されたように、バッテリーパック１００のバッテリーセル１１０から自動車１０の補助バッテリー１１に充電電源が供給され得る。このとき、自動車１０の補助バッテリー１１の入力端にＤＣ／ＤＣコンバータ１６が備えられて、補助バッテリー１１に適切な大きさの電源を供給し得る。

本発明のこのような構成によれば、メモリリーダー部１５０は、常に作動するものではなく、車両制御ユニット１２側から応答信号を受信できなかった場合のみに作動し得る。すなわち、バッテリーパック１００が取り付けられた状態で車両制御ユニット１２から応答信号を受信したなら、プロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０を作動しなくし得る。このときは、車両制御ユニット１２が正常に動作しているため、補助バッテリー１１の充電状態が十分であると見なし、メモリリーダー部１５０を作動させる必要がない。一方、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられたにもかかわらず、車両制御ユニット１２から応答信号を受信できなかった場合は、補助バッテリー１１から車両制御ユニット１２に駆動電源が正常に供給されていないと見なせる。したがって、上記の実施構成のように、メモリリーダー部１５０を作動させることで、補助バッテリー１１が放電状態であるか否かを確実に確認することができる。

したがって、上記のような実施構成によれば、補助バッテリー１１の放電状態をより正確に把握できることは勿論、メモリリーダー部１５０による電力または資源の無駄な消耗を防止することができる。特に、前記メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３に保存された情報を読み出すため、バッテリーセル１１０の電力を消耗する。それにより、メモリリーダー部１５０が作動するときは電力の消耗が不可避であるが、上記のような実施構成によれば、メモリリーダー部１５０によって不要に電力が消耗されることを防止又は低減できる。

前記メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３に保存された充電情報を読み取るため、車両メモリ１３に駆動電流を流すように構成され得る。すなわち、車両メモリ１３は、自動車１０側から供給される電源がなくても、バッテリーパック１００のメモリリーダー部１５０側から供給される電源を通じて駆動電流が流れるように構成され得る。そして、車両メモリ１３は、このように流れる駆動電流を通じて、保存された情報がメモリリーダー部１５０側に送出されるように構成され得る。

特に、メモリリーダー部１５０は、自動車１０の補助バッテリー１１から車両メモリ１３に別途の電源が供給されない場合、前記車両メモリ１３に駆動電流を流すように構成され得る。さらに、メモリリーダー部１５０は、バッテリーセル１１０から十分な電源の供給を受けることができるため、車両メモリ１３に駆動電流を流すことを容易に具現し得る。したがって、自動車１０の補助バッテリー１１などが完全放電した状態であっても、メモリリーダー部１５０によって車両メモリ１３には駆動電流が流れるため、車両メモリ１３はメモリリーダー部１５０に保存情報を送出することができる。そして、メモリリーダー部１５０は、このように送出された情報を通じて車両メモリ１３に保存された充電情報を読み取ることができる。

前記メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３に電磁波を供給して電磁気を誘導することで車両メモリ１３に駆動電流を流すように構成され得る。そして、メモリリーダー部１５０は、このような駆動電流によって車両メモリ１３から送信された充電情報を受信するように構成され得る。すなわち、前記メモリリーダー部１５０は、電磁気誘導現象を用いて車両メモリ１３に駆動電流を流すことができる。

より具体的には、前記メモリリーダー部１５０は、無線信号、すなわち電磁波を生成して車両メモリ１３側に伝送するように構成され得る。そして、メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３から送出された補助バッテリー１１の充電情報を受信するように構成され得る。そのため、前記メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３側に電磁波を供給する伝送機及び車両メモリ１３側から伝送された電磁波を受信する受信機を備え得る。例えば、前記メモリリーダー部１５０は、コイル形態で構成されたアンテナを備え、車両メモリ１３側に電磁波を発生させ、車両メモリ１３側から送出された電磁波を受信するように構成され得る。

一方、車両メモリ１３は、メモリリーダー部１５０から供給された電磁波を通じて駆動電流が流れ、このような駆動電流によって内部に保存された情報をメモリリーダー部１５０に供給するように、アンテナ及びＩＣチップ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃｈｉｐ）を備え得る。ここで、アンテナは、メモリリーダー部１５０から供給された電磁波を通じて電流が流れる形態で具現され得る。特に、アンテナは、メモリリーダー部１５０から供給された磁束の変化を通じて電流を流すコイル形態で構成され得る。そして、ＩＣチップは、各種の情報、特に補助バッテリー１１の充電情報を保存するように構成され得る。このとき、補助バッテリー１１の充電情報は、車両制御ユニット１２によって保存され得る。さらに、車両制御ユニット１２は、補助バッテリー１１の充電状態が基準値以下である場合、該当情報をＩＣチップに保存するように構成され得る。そして、アンテナに電流が流れる場合、ＩＣチップは、内部に保存された情報をアンテナを通じて無線信号として外部、特にメモリリーダー部１５０で送出するように構成され得る。

前記メモリリーダー部１５０と車両メモリ１３との通信方式は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）方式やＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式の近距離無線通信形態で具現され得る。例えば、前記メモリリーダー部１５０がＲＦＩＤリーダーであり、車両メモリ１３がＲＦＩＤタグ形態で構成され得る。

特に、前記メモリリーダー部１５０と車両メモリ１３との通信方式は、パッシブ（ｐａｓｓｉｖｅ）ＲＦＩＤ方式で具現され得る。このようなパッシブＲＦＩＤ方式では、車両メモリ１３に別途の電源が供給されなくてもよい。したがって、自動車１０の補助バッテリー１１が放電した状態であっても、メモリリーダー部１５０が車両メモリ１３と通信可能な範囲以内に位置するだけで、バッテリーパック１００の電源を通じて車両メモリ１３に保存された情報を読み取ることができる。そして、このような過程を通じて、メモリリーダー部１５０は、自動車１０の補助バッテリー１１が放電したことを把握することができる。

ただし、本発明が必ずしもこのような具体的な通信形態に限定されることはなく、メモリリーダー部１５０と車両メモリ１３との通信方式は、本発明の出願時点で公知の多様な形態の無線通信方式で具現され得る。

一方、車両メモリ１３に対して充電情報を保存する主体は、車両制御ユニット１２であり得る。例えば、車両制御ユニット１２は、補助バッテリー１１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が一定水準以下になれば、補助バッテリー１１の電源が不足であるとの情報を車両メモリ１３に保存するように構成され得る。特に、車両制御ユニット１２は、補助バッテリー１１のＳＯＣが車両制御ユニット１２を駆動できない程に放電した場合、このような放電事実を車両メモリ１３に保存するように構成され得る。

また、本発明によるバッテリーパック１００は、図１及び図２に示されたように、端末通信部１７０をさらに含み得る。

前記端末通信部１７０は、ユーザの携帯端末と通信可能に構成され得る。特に、前記端末通信部１７０は、ユーザの携帯端末と、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＮＦＣのような無線方式で信号を送受信するように構成され得る。そのため、端末通信部１７０は、ユーザの携帯端末と通信するためのアンテナなどを備え得る。一方、ユーザの携帯端末は、バッテリーパック１００の端末通信部１７０と通信可能に構成されたアプリケーションなどを搭載し得る。

前記端末通信部１７０は、プロセッサ１６０と電気的に接続されて信号を送受信するように構成され得る。すなわち、プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じて外部装置と送受信可能に構成され得る。例えば、プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じてユーザ（自動車の運転者）のスマートフォンと接続され、ユーザから命令信号を受信するか又はユーザに通知信号を伝送するように構成され得る。

特に、プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じてユーザの許可信号を受信するように構成され得る。そして、プロセッサ１６０は、このようなユーザの許可信号を受信した後、スイッチング部１４０をターンオンさせるように構成され得る。すなわち、プロセッサ１６０は、ユーザの許可信号を受信する前は、スイッチング部１４０をターンオンさせないように構成され得る。これについては、図４を参照して具体的に説明する。

図４は、本発明の他の実施形態によるバッテリーパック１００に対し、自動車１０及び携帯端末２０と接続される構成を概略的に示した図である。本実施形態に対しては、上述した実施形態と異なる部分を主に説明し、上述した実施形態における説明が同一または類似に適用される部分は詳細な説明を省略する。

図４を参照すると、メモリリーダー部１５０が、矢印ｂ１で示されたように、車両メモリ１３から補助バッテリー１１が完全放電したという情報を受信する場合、該当情報はプロセッサ１６０に伝達され得る。この場合、プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じて携帯端末２０と通信するように構成され得る。ここで、携帯端末２０は、自動車運転者の携帯端末２０、例えばスマートフォンであり得る。特に、プロセッサ１６０は、矢印ｂ２で示されたように、携帯端末２０に補助バッテリー１１の完全放電事実を伝送し、補助バッテリー１１の充電を行ってもよいか否かを問い合わせる信号を伝送し得る。この場合、運転者は、携帯端末２０を通じて、矢印ｂ３で示されたように、補助バッテリー１１の充電を行ってもよいとの許可信号を端末通信部１７０に伝送し得る。すると、許可信号はプロセッサ１６０に伝達され、プロセッサ１６０は、矢印ｂ４で示されたように、スイッチング部１４０を制御してスイッチング部１４０をターンオンさせ得る。そして、スイッチング部１４０がターンオンされれば、矢印ｂ５で示されたように、バッテリーセル１１０から自動車１０の補助バッテリー１１に充電電源が供給され得る。

上記のような実施構成において、自動車１０の補助バッテリー１１が放電した状態である場合、プロセッサ１６０は、スイッチング部１４０をターンオンする前に、まず運転者に補助バッテリー１１の放電事実を通知し、スイッチング部１４０のターンオン如何を問い合わせ得る。そして、プロセッサ１６０は、ユーザの携帯端末２０を通じてスイッチング部１４０のターンオン許可信号を送信した後、スイッチング部１４０をターンオンさせるように構成され得る。

本発明のこのような構成によれば、バッテリーパック１００から自動車１０の補助バッテリー１１に充電電源が供給される前に、ユーザの確認を経るようになるため、ユーザが補助バッテリー１１の放電事実を認知し、補助バッテリー１１の充電を制御することができる。さらに、このような構成によれば、ユーザの許可信号を受信した後、電源供給端子１２０にバッテリーセル１１０の電源が供給されるため、電源供給端子１２０を通じたユーザの感電事故などを予防することができる。特に、共有型自動車１０に取り付けられる交換型バッテリーパック１００の場合、ユーザが直接持ち運ぶかまたは取り扱う状況が頻繁に発生するが、上記のような実施構成によれば、持ち運び又は取り扱い過程でユーザが電源供給端子１２０に接触して発生する感電事故などを防止することができる。

また、前記プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じて携帯端末２０からメモリリーダー部１５０の作動如何に関する命令を受信するように構成され得る。すなわち、プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じて運転者の携帯端末２０にメモリリーダー部１５０を作動させるか否かを問い合わせ得る。このとき、運転者が携帯端末２０を通じてメモリリーダー部１５０の作動を許可する信号を伝送すれば、このような許可信号は端末通信部１７０を経てプロセッサ１６０に伝送され得る。すると、プロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０を作動させて車両メモリ１３の情報を読み出すように構成され得る。

本発明のこのような実施構成によれば、メモリリーダー部１５０の無駄な動作を防止することができる。特に、メモリリーダー部１５０はその動作の実行のためバッテリーセル１１０の電源を利用するため、メモリリーダー部１５０の無駄な動作を防止すると、バッテリーセル１１０のエネルギー消耗を防止することができる。

また、前記プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じて携帯端末２０からバッテリーパック１００の取付け如何についての情報を受信するように構成され得る。例えば、プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じて運転者の携帯端末２０にバッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられたか否かを問い合わせる信号を伝送し得る。そして、運転者が携帯端末２０を通じてバッテリーパック１００を取り付けたことを伝送する場合、このような旨を受信したプロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０を作動させるか又はスイッチング部１４０を制御するように構成され得る。

本発明のこのような構成によれば、バッテリーパック１００が取り付けられた状態でメモリリーダー部１５０を動作させるか又はスイッチング部１４０をターンオンさせることで、バッテリーパック１００資源の無駄な消耗を防止し、運転者の感電事故を予防することができる。

また、前記プロセッサ１６０は、端末通信部１７０を通じてユーザの許可信号を受信した後、予め決められた遅延時間が経過した後にスイッチング部１４０をターンオンさせるように構成され得る。

例えば、図４の構成において、矢印ｂ３で示されたように携帯端末２０からユーザの許可信号が伝送される場合、端末通信部１７０を通じてこのような許可信号を受信したプロセッサ１６０は、直ちにスイッチング部１４０をターンオンさせず、一定時間が経過した後にスイッチング部１４０をターンオンさせ得る。より具体的な例として、ユーザが携帯端末２０を通じて補助バッテリー１１を充電させてもよいとの許可信号を伝送してから３０秒が経過した時点で、プロセッサ１６０はスイッチング部１４０をターンオンさせることで、バッテリーセル１１０から補助バッテリー１１に充電電源を供給し得る。

本発明のこのような構成によれば、バッテリーパック１００の電源供給端子１２０に充電電源が供給される前に所定時間の余裕が与えられるため、ユーザがバッテリーパック１００の電源供給端子１２０に電源が供給される予定であることを予め把握して適切に備え得る。特に、共有型自動車１０の交換型バッテリーパック１００をユーザが直接持ち運ぶかまたは取り扱う場合、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられていない状態でバッテリーパック１００とユーザの携帯端末２０とが通信し得る。さらに、バッテリーパック１００と携帯端末２０との間の円滑な通信のため、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられる前に携帯端末２０との通信が必要な場合もあり得る。この場合、上記のような実施構成のように、携帯端末２０を通じてユーザがバッテリーパック１００から自動車１０の補助バッテリー１１に充電電源が供給されるように許可信号を伝送した後の所定時間は、バッテリーパック１００の電源供給端子１２０が活性化していない状態である。したがって、所定時間中にユーザは安全にバッテリーパック１００を自動車１０に取り付けるか又は取り扱うことができる。さらに、自動車１０にバッテリーパック１００が取り付けられる前にバッテリーパック１００の電源供給端子１２０が活性化することを防止することで、バッテリーパック１００を自動車１０に取り付けるとき、端子側でスパークなどが発生することを防止することができる。

また、前記プロセッサ１６０は、端末通信部１７０から携帯端末２０の位置情報を受信するように構成され得る。ここで、携帯端末２０の位置情報は、自動車１０との相対的な位置を示す情報であり得る。例えば、携帯端末２０の位置情報は、自動車１０と携帯端末２０とがどのくらい離れているか相互間の距離を示す情報であり得る。そして、前記プロセッサ１６０は、受信した携帯端末２０の位置情報に基づいてメモリリーダー部１５０の動作を制御するように構成され得る。これについては、図５を参照して具体的に説明する。

図５は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１００と自動車１０及び携帯端末２０との位置構成を概略的に示した図である。

図５を参照すると、プロセッサ１６０は、携帯端末２０が予め決められた特定の地域または領域に位置する場合、メモリリーダー部１５０を動作させるように構成され得る。より具体的には、まず、携帯端末２０がｃ１地点に位置する場合、プロセッサ１６０はメモリリーダー部１５０を動作しなくし得る。したがって、携帯端末２０がｃ１地点に位置するときは、メモリリーダー部１５０が車両メモリ１３の情報を読み出すための動作を行わない。その後、携帯端末２０がｃ２領域内に位置するようになれば、プロセッサ１６０は、このような携帯端末２０の位置情報を端末通信部１７０を通じて受信し、メモリリーダー部１５０が動作するように制御し得る。したがって、携帯端末２０がｃ２地点に位置するときは、メモリリーダー部１５０が車両メモリ１３の情報を読み出すための動作を行い得る。例えば、ｃ２地点は自動車１０の内部空間に設定され得る。このとき、プロセッサ１６０は、携帯端末２０が自動車１０の外部に位置する場合は、メモリリーダー部１５０を動作させず、携帯端末２０が自動車１０の内部に位置する場合は、メモリリーダー部１５０を動作させ得る。

本発明のこのような構成によれば、メモリリーダー部１５０の無駄な動作を防止することができる。特に、携帯端末２０は、通常、ユーザ、例えば自動車１０の運転者が携帯している場合が多い。そして、交換型バッテリーパック１００もユーザが直接持ち運び得る。したがって、携帯端末２０の位置とバッテリーパック１００の位置とはほぼ同じであると言える。すなわち、プロセッサ１６０は、携帯端末２０から受信した位置情報を通じてバッテリーパック１００の位置を推定し得る。したがって、携帯端末２０の位置が自動車１０から離れていれば、バッテリーパック１００も自動車１０から離れていると見なせる。一方、携帯端末２０が自動車１０と近くに位置していれば、バッテリーパック１００も自動車１０と近い距離に位置すると推定し得る。例えば、図５の構成において、携帯端末２０が矢印ｃ３のように移動したと把握される場合、バッテリーパック１００も矢印ｃ４のように移動したと推定し得る。したがって、携帯端末２０が一定地点に位置しない場合は、バッテリーパック１００も一定地点に位置していないと見なして、メモリリーダー部１５０を動作させないことで、メモリリーダー部１５０による無駄な電力消耗を防止することができる。すなわち、上記のような実施構成による場合、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられた可能性が高い場合のみにメモリリーダー部１５０を動作させることで、メモリリーダー部１５０の効率的な動作を可能にする。

さらに、スマートフォンのような携帯端末２０には、ＧＰＳモジュールやＮＦＣモジュール、ＷＩＦｉモジュール、ブルートゥースモジュールなどのように位置情報を探索可能な装置が備えられる場合が多い。また、携帯端末２０の場合、自動車１０と多様な方式で通信し得る。したがって、プロセッサ１６０は、このように携帯端末２０に一般に備えられている位置探索装置または通信装置を活用し、自動車１０に対する携帯端末２０の相対的な位置情報を容易に受信及び把握できる。

また、前記プロセッサ１６０は、携帯端末２０とバッテリーパック１００との間の相対的な距離をさらに考慮してメモリリーダー部１５０の動作を制御するように構成され得る。すなわち、前記プロセッサ１６０は、携帯端末２０と自動車１０との間の相対的な距離だけでなく、携帯端末２０とバッテリーパック１００との間の相対的な距離も一緒に考慮するように構成され得る。これについては、図６を参照してより具体的に説明する。

図６は、本発明の他の実施形態によるバッテリーパック１００に対し、携帯端末２０及び自動車１０との相対的な位置構成を概略的に示した図である。図６の点線は、携帯端末２０を中心にして、バッテリーパック１００及び自動車１０との予め決められた距離以内の領域を示している。

図６を参照すると、携帯端末２０は、ｄ１領域内に位置して、自動車１０と一定距離以内に位置している。そして、バッテリーパック１００がｄ２領域内に位置する場合は、携帯端末２０とバッテリーパック１００とも一定距離以内に位置し得る。このとき、プロセッサ１６０は、このように携帯端末２０とバッテリーパック１００との間の相対的な距離が一定距離以内であると同時に、携帯端末２０と自動車１０との間の距離が一定距離以内である場合、メモリリーダー部１５０が動作するように構成され得る。

一方、バッテリーパック１００がｄ２領域を越えてｄ３地点に位置する場合、携帯端末２０とバッテリーパック１００とは一定距離以内に位置すると言えない。この場合、プロセッサ１６０は、携帯端末２０とバッテリーパック１００との間の相対的な距離が一定距離以内ではあるが、メモリリーダー部１５０を動作しなくし得る。

ここで、携帯端末２０とバッテリーパック１００との間の相対的な距離は、相互間の近距離通信維持可否を通じて判断し得る。すなわち、プロセッサ１６０は、携帯端末２０と端末通信部１７０との間の近距離通信網が維持された状態、例えばブルートゥースペアリングが維持された状態では、携帯端末２０とバッテリーパック１００とが互いに一定距離以内に位置していると判断し得る。一方、プロセッサ１６０は、このようなブルートゥースペアリングが解除される場合、携帯端末２０とバッテリーパック１００とが一定距離以内に位置していないと判断し得る。他にも、携帯端末２０とバッテリーパック１００との間の相対的な距離は、本発明の出願時点で公知の多様な方式で判断し得る。

本発明のこのような構成によれば、携帯端末２０がバッテリーパック１００と近距離に位置した状態で、携帯端末２０の位置を通じてバッテリーパック１００の位置を推定するため、バッテリーパック１００のより正確な位置推定が可能である。したがって、携帯端末２０のみが自動車１０付近に位置し、バッテリーパック１００は自動車１０付近に位置しない場合、メモリリーダー部１５０が動作しないようにし得る。これにより、メモリリーダー部１５０の無駄な動作や資源消耗をより確実に防止することができる。

また、前記バッテリーパック１００は、図１に示されたように、位置認識部１８０をさらに含み得る。

前記位置認識部１８０は、バッテリーパック１００の位置を認識するように構成され得る。特に、前記バッテリーパック１００は、自動車１０との相対的な位置を認識するように構成され得る。そのため、前記バッテリーパック１００は、位置を認識可能な多様な装置、例えば、ＧＰＳモジュールを備えて自動車１０の位置に対する相対的な位置を認識するように構成され得る。または、前記位置認識部１８０は、自動車１０に備えられた一定部分や装置を認識するように構成され得る。例えば、前記位置認識部１８０は、自動車１０に付けられたＲＦＩＤタグやＮＦＣタグなどを認識するように構成され得る。

このように、位置認識部１８０がバッテリーパック１００の位置、特にバッテリーパック１００と自動車１０との相対的な位置を認識すれば、プロセッサ１６０はこのような位置情報に基づいてメモリリーダー部１５０の動作を制御するように構成され得る。これについては、図７を参照して具体的に説明する。

図７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１００と自動車１０との相対的な位置関係を概略的に示した図である。

図７を参照すると、バッテリーパック１００に位置認識部１８０が含まれ、バッテリーパック１００と自動車１０との相対的な位置を認識するように構成され得る。例えば、図面において、自動車１０とバッテリーパック１００とが一定距離以内である部分が点線ｅ１で示された領域である場合、前記位置認識部１８０はバッテリーパック１００がｅ１領域内に位置していることを認識し得る。そして、位置認識部１８０がｅ１領域内に位置していると認識した場合、このような位置情報はプロセッサ１６０に伝達され得る。そして、プロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０の動作をターンオンさせるように制御し得る。一方、位置認識部１８０がバッテリーパック１００に対してｅ１領域を越えた地点、例えばｅ２地点に位置していると認識した場合、プロセッサ１６０は、メモリリーダー部１５０の動作をターンオンさせないように制御し得る。すなわち、プロセッサ１６０は、バッテリーパック１００が所定地点以内である場合のみにメモリリーダー部１５０を動作させて車両メモリ１３の充電情報を読み取ることができる。

本発明のこのような構成によれば、メモリリーダー部１５０の無駄な動作を防止することができる。さらに、上記のような実施構成の場合、バッテリーパック１００自体的に位置認識が可能であるため、携帯端末２０との通信を通じた間接的な位置推定を行わなくてもよい。また、この場合、バッテリーパック１００が直接位置を認識するため、自動車１０との相対的な位置をより正確に推定することができる。

一方、図６及び図７の実施構成では、携帯端末２０やバッテリーパック１００の位置認識を通じてメモリリーダー部１５０の動作が制御される構成を中心にして説明したが、携帯端末２０やバッテリーパック１００の位置認識を通じてスイッチング部１４０の動作が制御されるように構成されてもよい。特に、携帯端末２０やバッテリーパック１００が自動車１０と所定距離以内であると認識された場合のみに、プロセッサ１６０はスイッチング部１４０をターンオンさせるように構成され得る。

例えば、図７の構成において、バッテリーパック１００がｅ１領域以内に位置する場合のみにスイッチング部１４０がターンオンされ、バッテリーパック１００がｅ１領域を越える地点、例えばｅ２地点に位置する場合は、スイッチング部１４０がターンオンされないように構成され得る。すなわち、プロセッサ１６０は、位置認識部１８０がバッテリーパック１００に対して自動車１０との相対的な距離が一定距離以内であると認識した場合のみに、スイッチング部１４０をターンオンさせ得る。そして、位置認識部１８０がバッテリーパック１００に対して自動車１０との相対的な距離が一定距離以内ではないと認識した場合、スイッチング部１４０がターンオンされないようにし得る。ここで、一定距離以内とは、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられたと見なせる距離であるか、または、自動車１０に取り付けられる直前であると見なせる距離であって、管理者によって適切に設定され得る。

本発明のこのような構成によれば、バッテリーパック１００が自動車１０と所定距離以内である場合のみにスイッチング部１４０がターンオンされるため、運転者などユーザのバッテリーパック１００に対する感電事故などを予防することができる。また、ユーザがバッテリーパック１００を自動車１０に取り付けるとき、電源供給端子１２０に予め電源が供給されることで、自動車１０の接続端子１４との接続時にスパークなどが発生することを防止することができる。

さらに、上記のような実施構成において、位置認識部１８０がバッテリーパック１００に対して自動車１０との相対的な距離が一定距離以内であると認識した場合、プロセッサ１６０は、スイッチング部１４０を直ちにターンオンさせず、所定時間以後にターンオンさせるように構成され得る。例えば、位置認識部１８０がバッテリーパック１００との相対的な距離が一定距離以内であると認識した場合、プロセッサ１６０は、位置認識部１８０の認識時間から２０秒後にスイッチング部１４０をターンオンさせ得る。

本発明のこのような構成によれば、ユーザがバッテリーパック１００を自動車１０に安定的に搭載可能な時間を確保することができる。したがって、運転者の感電事故予防効果及び接続時のスパーク防止効果などをより向上させることができる。

また、前記プロセッサ１６０は、補助バッテリー１１の充電情報に基づいて補助バッテリー１１に対する充電を制御するように構成され得る。すなわち、メモリリーダー部１５０は、車両メモリ１３に保存された補助バッテリー１１の充電情報を読み出してプロセッサ１６０に伝達し得る。そして、プロセッサ１６０は、このような補助バッテリー１１の充電情報に基づいて、補助バッテリー１１に対する各種の充電条件を制御し得る。特に、プロセッサ１６０は、補助バッテリー１１に対する充電時間、充電量、充電電圧及び充電電流のうち少なくとも一つを制御するように構成され得る。

例えば、メモリリーダー部１５０は、補助バッテリー１１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、適正充電電圧、適正充電電流などの情報を車両メモリ１３から読み出し得る。そして、このような情報はプロセッサ１６０に伝達され得る。すると、プロセッサ１６０は、このようなＳＯＣ、適正充電電圧及び適正充電電流などの情報に基づいてスイッチング部１４０やコンバータなどを制御することで、充電時間、充電量、補助バッテリー１１に供給される電圧及び電流の大きさなどを制御し得る。

本発明のこのような構成によれば、車両メモリ１３に保存された補助バッテリー１１の充電情報に基づいて、バッテリーパック１００で適切な充電条件が自動的に設定されることで、最適化した形態の充電電源を補助バッテリー１１に供給できる。したがって、補助バッテリー１１の状態や種類、仕様などに応じて管理者やユーザが別途に命令しなくても、バッテリーパック１００自体的に最適の条件で補助バッテリー１１の充電を行うことができる。

また、前記メモリリーダー部１５０は、補助バッテリー１１の充電中にも車両メモリ１３から補助バッテリー１１の充電情報などを読み出し得る。そして、このように読み出された情報はプロセッサ１６０に伝達され、プロセッサ１６０は、補助バッテリー１１の充電中に変化した状態を反映して充電条件などを適切に変更するように構成され得る。したがって、この場合、補助バッテリー１１の充電状況の変化に適応的に対処してより適した条件で補助バッテリー１１の充電を行うことができる。

本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０に着脱可能に構成され得る。そして、本発明によるバッテリーパック１００は、自動車１０に取り付けられたとき車両メモリ１３の情報を読み出して、補助バッテリー１１が放電した場合は、まず補助バッテリー１１に電源を供給して車両制御ユニット１２を正常に動作させ得る。そして、車両制御ユニット１２が正常に動作可能な状況になった後、バッテリーセル１１０からモータ１５に自動車１０を運行するための駆動電源を供給し得る。これについては、図８を参照して具体的に説明する。

図８は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１００と自動車１０との接続及び動作構成を概略的に示した図である。本実施形態に対しても、上述した実施形態と異なる部分を主に説明し、同一または類似の部分は詳細な説明を省略する。

図８を参照すると、本発明によるバッテリーパック１００の場合、バッテリーセル１１０とメモリリーダー部１５０との間には、バッテリーセル１１０からメモリリーダー部１５０に動作電源が供給されるようにリーダー電源経路１９０が備えられ得る。このとき、リーダー電源経路１９０上にはリーダースイッチ１９１が備えられ、リーダー電源経路１９０を選択的に開閉し得る。また、自動車１０の場合、接続端子１４とモータ１５との間の駆動電源経路１３２上には、該経路を選択的に開閉するためのモータスイッチ１７が備えられ得る。

このような構成において、本発明によるバッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられた場合、プロセッサ１６０は、矢印ｆ１で示されたように、バッテリーセル１１０とメモリリーダー部１５０との間に位置するリーダースイッチ１９１をターンオンさせ得る。このとき、プロセッサ１６０がリーダースイッチ１９１をターンオンさせる前に、車両制御ユニット１２との通信如何をまず確認可能であることは、上述した通りである。このように、リーダースイッチ１９１がターンオンされれば、バッテリーセル１１０からメモリリーダー部１５０に電源が供給され、メモリリーダー部１５０が動作し得る。したがって、メモリリーダー部１５０は、矢印ｆ２で示されたように、車両メモリ１３に保存された補助バッテリー１１の充電情報を読み出し得る。このとき、補助バッテリー１１の充電状態が一定水準以下、例えば完全放電した状態であると読み取られた場合、このような情報は矢印ｆ３で示されたように、プロセッサ１６０に伝達され得る。すると、プロセッサ１６０は、矢印ｆ４で示されたように、スイッチング部１４０をターンオンさせることで、矢印ｆ５で示されたように、バッテリーセル１１０から補助バッテリー１１に電源を供給し得る。それにより、補助バッテリー１１が充電され、このような補助バッテリー１１の充電によって車両制御ユニット１２が正常に動作できる。

このように、車両制御ユニット１２が正常に動作可能になった状態で、運転者（ユーザ）が始動させれば、車両制御ユニット１２は矢印ｆ６で示されたように、接続端子１４とモータ１５との間の電源経路上に位置するモータスイッチ１７をターンオンさせ得る。すると、矢印ｆ７で示されたように、バッテリーセル１１０からモータ１５に駆動電源が供給され得る。

一方、上述した多様な実施形態では、バッテリーパック１００に含まれた共通の電源供給経路１３０及び共通の電源供給端子１２０を通じて、補助バッテリー１１とモータ１５に電源が供給される構成を中心に説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。

図９は、本発明の他の実施形態によるバッテリーパック１００と自動車１０との接続及び動作構成を概略的に示した図である。本実施形態に対しても、上述した実施形態と異なる部分を主に説明し、同一または類似の部分は詳細な説明を省略する。

図９を参照すると、本発明によるバッテリーパック１００において、電源供給端子１２０は、充電電源端子１２１及び駆動電源端子１２２を備え得る。ここで、充電電源端子１２１は、自動車１０に備えられた補助バッテリー１１の接続端子１４Ａに接続可能に構成され得る。そして、駆動電源端子１２２は、モータ１５の接続端子１４Ｂに接続可能に構成され得る。例えば、充電電源端子１２１及び駆動電源端子１２２は、それぞれ、補助バッテリー１１の接続端子１４Ａ及びモータ１５の接続端子１４Ａに対応する形態及び仕様で構成され得る。

また、前記電源供給経路１３０は、充電電源経路１３１及び駆動電源経路１３２を備え得る。ここで、充電電源経路１３１は、バッテリーセル１１０と充電電源端子１２１との間に連結されて補助バッテリー１１に充電電源を供給するように構成された経路であると言える。したがって、補助バッテリー１１は、バッテリーセル１１０から充電電源経路１３１、充電電源端子１２１及び接続端子１４Ａを経由して充電電源の供給を受け得る。そして、駆動電源経路１３２は、バッテリーセル１１０と駆動電源端子１２２との間に連結されてモータ１５に駆動電源を供給するように構成された経路であると言える。したがって、モータ１５は、バッテリーセル１１０から駆動電源経路１３２、駆動電源端子１２２及び接続端子１４Ｂを経由して駆動電源の供給を受け得る。

このような構成において、前記スイッチング部１４０は、充電スイッチング部１４１及び駆動スイッチング部１４２を備え得る。ここで、充電スイッチング部１４１は、充電電源経路１３１上に備えられて充電電源の供給如何をスイッチングするように構成され得る。例えば、充電スイッチング部１４１がターンオンされる場合、充電電源経路１３１が連結状態で維持されて、充電電源がバッテリーセル１１０から補助バッテリー１１に供給され得る。そして、駆動スイッチング部１４２は、駆動電源経路１３２上に備えられて駆動電源の供給如何をスイッチングするように構成され得る。例えば、駆動スイッチング部１４２がターンオンされる場合、駆動電源経路１３２が連結状態で維持されて、駆動電源がバッテリーセル１１０からモータ１５に供給され得る。このとき、充電スイッチング部１４１及び駆動スイッチング部１４２は、プロセッサ１６０の制御下でターンオンまたはターンオフされ得る。

より具体的には、矢印ｇ１で示されたように、メモリリーダー部１５０が車両メモリ１３から補助バッテリー１１が放電したことを認識した場合、このような情報はプロセッサ１６０に伝達され得る。すると、プロセッサ１６０は、矢印ｇ２で示されたように、充電スイッチング部１４１をターンオンさせ得る。この場合、矢印ｇ３で示されたように、バッテリーセル１１０から補助バッテリー１１に充電電源が供給されて補助バッテリー１１が充電され得る。そして、補助バッテリー１１の充電によって、車両制御ユニット１２は正常に動作可能になる。特に、車両制御ユニット１２とプロセッサ１６０とは、矢印ｇ４で示されたように、互いに通信可能になる。このとき、運転者が始動させるようになれば、このような要請信号は、プロセッサ１６０に伝達され得る。そして、プロセッサ１６０は、矢印ｇ５で示されたように、駆動スイッチング部１４２をターンオンさせ得る。したがって、矢印ｇ６で示されたように、バッテリーセル１１０からモータ１５に駆動電源が供給されて自動車１０の運行が可能になる。

本発明のこのような構成によれば、自動車１０側の補助バッテリー１１及び／またはモータ１５と接続端子１４Ａ、１４Ｂとの間に別途のスイッチが備えられなくてもよい。すなわち、上記のような実施構成によれば、自動車１０側の車両制御ユニット１２などによって別途にスイッチを制御する必要なく、バッテリーパック１００側で自体的にスイッチを制御することで、補助バッテリー１１及び／またはモータ１５に電源を選択的に供給し得る。したがって、自動車１０側の電源経路上のスイッチ有無に関係なく、バッテリーパック１００側で充電電源または駆動電源の供給如何を決定するため、バッテリーパック１００の互換性をさらに改善することができる。

また、上記のような実施構成によれば、メモリリーダー部１５０による車両メモリ１３の読み出し段階の後に、充電電源端子１２１及び駆動電源端子１２２に電源が供給され得る。すなわち、メモリリーダー部１５０による読み出し段階の前は、充電電源端子１２１及び駆動電源端子１２２が活性化しない。したがって、バッテリーパック１００に備えられた端子を通じて発生する感電事故などを減少できる。特に、バッテリーパック１００からモータ１５に駆動電源を供給する駆動電源端子１２２側には非常に大きい電圧または電流が印加され得る。しかし、上記のような実施構成によれば、メモリリーダー部１５０の読み出し動作及び車両制御ユニット１２との正常通信の後に駆動電源端子１２２が活性化するため、駆動電源端子１２２の活性化による感電事故予防効果が一層向上できる。

一方、図示していないが、本発明によるバッテリーパック１００は、バッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられたことを認識可能に構成された取付認識部をさらに含み得る。

このような取付認識部は、自動車１０との無線通信方式または機械的締結方式などの多様な方式で、バッテリーパック１００の取付け如何を認識するように構成され得る。例えば、自動車１０のバッテリーパックの取付け位置にＲＦＩＤタグやＮＦＣタグが備えられ、取付認識部は、ＲＦＩＤタグやＮＦＣタグを認識可能なＲＦＩＤリーダーまたはＮＦＣリーダーの形態で具現され得る。この場合、バッテリーパック１００が自動車１０の取付け位置に正常に取り付けられた場合、取付認識部と該当タグとの間の距離が認識距離以内になることで、取付認識部はバッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられたと認識し得る。他にも、取付認識部は、他の多様な方式でバッテリーパック１００が自動車１０に取り付けられたことを認識するように構成され得る。例えば、前記取付認識部は、加速度センサを備え、加速度センサによる加速度測定値を用いることで、バッテリーパック１００の取付け如何を認識するように構成され得る。

そして、このように、取付認識部によってバッテリーパック１００の正常な取付けが認識されれば、このような情報はプロセッサ１６０に伝達され得る。このとき、プロセッサ１６０は、正常な取付けが認識された後、各種の動作、例えば、図３の実施形態に示されたような車両制御ユニット１２との通信動作（矢印ａ２）、メモリリーダー部１５０の読み出し命令（ａ３）及び／またはスイッチング部１４０のターンオン動作（矢印ａ６）などを行い得る。

本発明のこのような実施形態によれば、バッテリーパック１００が自動車１０に正常に取り付けられた後、プロセッサ１６０と車両制御ユニット１２との間の通信、メモリリーダー部１５０の読み出し、及び／またはバッテリーセル１１０から補助バッテリー１１への電源供給が行われ得る。したがって、バッテリーパック１００の多様な構成要素に対する無駄な動作または電力消耗を減らし、感電事故などをより効果的に防止することができる。

本発明による自動車１０は、上述した本発明によるバッテリーパック１００を含み得る。特に、本発明による自動車１０は、上述した多様な実施形態で説明したように、交換可能なバッテリーパック１００が搭載されるように構成され得る。また、本発明による自動車１０は、このようなバッテリーパック１００の外に他の装置、例えば、上述した車両制御ユニット１２、補助バッテリー１１、モータ１５、接続端子１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６などや、モータ１５の駆動電源入力端側に備えられたインバータなどをさらに含み得る。勿論、本発明による自動車１０は、本発明の出願時点で公知の自動車の多様な構成要素をさらに採用し得る。

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。

１００：バッテリーパック
１１０：バッテリーセル
１２０：電源供給端子
１２１：充電電源端子、１２２：駆動電源端子
１３０：電源供給経路
１３１：充電電源経路、１３２：駆動電源経路
１４０：スイッチング部
１４１：充電スイッチング部、１４２：駆動スイッチング部
１５０：メモリリーダー部
１６０：プロセッサ
１７０：端末通信部
１８０：位置認識部
１９０：リーダー電源経路
１９１：リーダースイッチ
１０：自動車
１１：補助バッテリー
１２：車両制御ユニット
１３：車両メモリ
１４：接続端子
１５：モータ
１６：ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７：モータスイッチ
２０：携帯端末

Claims (11)

1. 車両制御ユニット、前記車両制御ユニットに作動電源を供給する補助バッテリー、及び前記補助バッテリーの充電情報を保存する車両メモリを備え、モータによって駆動される自動車に着脱可能に構成され、前記モータに駆動電源を供給するバッテリーパックであって、
   一つ以上の二次電池を備えるバッテリーセルと、
   前記補助バッテリー及び前記モータと接続された前記自動車の接続端子に接続可能に構成された電源供給端子と、
   前記電源供給端子と前記バッテリーセルとの間に位置し、前記バッテリーセルから前記電源供給端子に電源を供給するように構成された電源供給経路と、
   前記電源供給経路上に備えられ、前記電源供給経路を選択的にターンオン／ターンオフ可能に構成されたスイッチング部と、
   前記バッテリーセルの電源を用いて前記車両メモリに保存された充電情報を読み出すメモリリーダー部と、
   前記メモリリーダー部によって読み出された前記補助バッテリーの充電情報に基づいて前記スイッチング部を制御することで、前記バッテリーセルから前記補助バッテリーに電源が供給されるように構成されたプロセッサと、
   を含む、バッテリーパック。
2. 前記プロセッサは、前記車両制御ユニットと通信可能に構成され、前記バッテリーパックが前記自動車に取り付けられた後、前記車両制御ユニットから応答信号を受信できなかった場合、前記メモリリーダー部を作動させて前記車両メモリに保存された充電情報が読み出されるように構成された、請求項１に記載のバッテリーパック。
3. 前記メモリリーダー部は、前記車両メモリに駆動電流を流すことで前記車両メモリに保存された充電情報を読み出すように構成された、請求項１または２に記載のバッテリーパック。
4. 前記メモリリーダー部は、前記車両メモリに電磁波を供給して電磁気を誘導することで前記車両メモリに駆動電流を流し、前記駆動電流によって送信された前記充電情報を受信するように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
5. ユーザの携帯端末と通信可能に構成された端末通信部をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
6. 前記プロセッサは、前記端末通信部を通じてユーザの許可信号を受信した後、前記スイッチング部をターンオンさせるように構成された、請求項５に記載のバッテリーパック。
7. 前記プロセッサは、前記ユーザの許可信号を受信した後、予め決められた遅延時間以後に前記スイッチング部をターンオンさせるように構成された、請求項６に記載のバッテリーパック。
8. 前記プロセッサは、前記端末通信部から前記携帯端末の位置情報を受信し、前記受信された位置情報に基づいて前記メモリリーダー部の動作を制御するように構成された、請求項５から７のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
9. 前記バッテリーパックの位置を認識するように構成された位置認識部をさらに含み、
   前記プロセッサは、前記位置認識部によって認識された位置情報に基づいて前記メモリリーダー部の動作を制御するように構成された、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。
10. 前記プロセッサは、前記メモリリーダー部によって読み出された充電情報に基づいて、前記補助バッテリーに対する充電時間、充電量、充電電圧及び充電電流のうち少なくとも一つを制御するように構成された、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。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、自動車。

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