JP2023514154A - バッテリ装置および電圧供給方法 - Google Patents

バッテリ装置および電圧供給方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023514154A
JP2023514154A JP2022547983A JP2022547983A JP2023514154A JP 2023514154 A JP2023514154 A JP 2023514154A JP 2022547983 A JP2022547983 A JP 2022547983A JP 2022547983 A JP2022547983 A JP 2022547983A JP 2023514154 A JP2023514154 A JP 2023514154A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
battery cell
cell group
management system
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022547983A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7459439B2 (ja
Inventor
リー、スンウー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2023514154A publication Critical patent/JP2023514154A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7459439B2 publication Critical patent/JP7459439B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0019Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/441Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

第1電圧を提供する第1バッテリパックと、第1バッテリパックを管理するバッテリ管理システムと、第1電圧より低い第2電圧を提供する第2バッテリパックとを含むバッテリ装置が提供される。第2バッテリパックは、複数のバッテリセルを含み、バッテリ管理システムは、第2バッテリパックの複数のバッテリセルの中から所定数のバッテリセルを含むバッテリセルグループを選択する。選択したバッテリセルグループからバッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を提供する。

Description

[関連出願との相互参照]
本出願は、2021年1月8日付の大韓民国特許出願第10-2021-0002663号に基づく優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
下記の技術は、バッテリ装置および電圧供給方法に関する。
電気自動車またはハイブリッド自動車は、主にバッテリを電源として用いてモータを駆動することによって動力を得る自動車であって、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という点から研究が活発に行われている。また、充電可能なバッテリは自動車以外に多様な外部装置で用いられている。
バッテリ装置は、バッテリパックと、バッテリパックを管理するためのバッテリ管理システムとを含む。バッテリ管理システムは、バッテリに含まれるバッテリセルの電圧、充電状態、温度などの多様な情報を監視し、多様な情報を監視するための多様な回路を含む。
現在、バッテリ管理システムに電力を供給するために、電装部品などに電力を供給するための電源を用いている。ところが、電装部品などに電力を供給するための電源から供給する電圧(例えば、12V)はバッテリ管理システムの動作電圧(例えば、5V)より高いため、電源の電圧を下げるための部品が必要である。このように電圧を下げて用いる場合、DC/DC(direct current to direct current)変換器で電磁波干渉(electromagnetic interference、EMI)が発生し、LDO(low dropout)レギュレータによって電力消耗が増加することがあり、電圧安定化のための追加部品が必要になりうる。
ある実施例は、電圧下降のための部品を用いることなく、バッテリ管理システムの動作電圧を供給可能なバッテリ装置および電圧供給方法を提供することができる。
一実施例によれば、第1電圧を提供する第1バッテリパックと、前記第1バッテリパックを管理するバッテリ管理システムと、前記第1電圧より低い第2電圧を提供する第2バッテリパックとを含むバッテリ装置が提供される。前記第2バッテリパックは、複数のバッテリセルを含み、前記バッテリ管理システムは、前記第2バッテリパックの前記複数のバッテリセルの中から所定数のバッテリセルを含むバッテリセルグループを選択する。前記選択したバッテリセルグループから前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を提供することができる。
ある実施例において、前記第1バッテリパックの電圧は、前記動作電圧として提供されない。
ある実施例において、前記動作電圧は、前記所定数のバッテリセルの電圧の合計に相当できる。
ある実施例において、前記所定数のバッテリセルのうち最初のバッテリセルの負極に連結された配線が前記動作素子の接地端子に連結され、前記所定数のバッテリセルのうち最後のバッテリセルの正極に連結された配線が前記動作素子の動作電圧供給端子に連結される。
ある実施例において、前記第2バッテリパックの前記複数のバッテリセルは、複数のバッテリセルグループにグループ化され、各バッテリセルグループは、前記所定数のバッテリセルを含むことができる。前記バッテリ管理システムは、前記複数のバッテリセルグループの中から前記バッテリセルグループを選択することができる。
ある実施例において、前記バッテリ管理システムは、所定の時間間隔で前記複数のバッテリセルグループの中から1つのバッテリセルグループを交互に選択することができる。
ある実施例において、前記バッテリ管理システムは、前記複数のバッテリセルグループを選択するためのスイッチング回路をさらに含むことができる。
ある実施例において、前記複数のバッテリセルグループは、第1バッテリセルグループと、第2バッテリセルグループとを含むことができる。前記第1バッテリセルグループが選択される場合、前記スイッチング回路は、前記第1バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最初のバッテリセルの負極に連結された第1配線を前記動作素子の接地端子に連結し、前記第1バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最後のバッテリセルの正極に連結された第2配線を前記動作素子の動作電圧供給端子に連結することができる。前記第2バッテリセルグループが選択される場合、前記スイッチング回路は、前記第2バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最初のバッテリセルの負極に連結された第3配線を前記接地端子に連結し、前記第2バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最後のバッテリセルの正極に連結された第4配線を前記動作電圧供給端子に連結することができる。
ある実施例において、前記スイッチング回路は、前記第1配線と前記接地端子との間に連結される第1スイッチと、前記第2配線と前記動作電圧供給端子との間に連結される第2スイッチと、前記第3配線と前記接地端子との間に連結される第3スイッチと、前記第4配線と前記動作電圧供給端子との間に連結される第4スイッチとを含むことができる。前記バッテリ管理システムは、前記第1スイッチと前記第2スイッチをターンオンして前記第1バッテリセルグループを選択し、前記第3スイッチと前記第4スイッチをターンオンして前記第2バッテリセルグループを選択することができる。
ある実施例において、前記動作素子は、プロセッサを含むことができる。
他の実施例によれば、第1電圧を供給する第1バッテリパックと、前記第1電圧より低い第2電圧を供給する第2バッテリパックと、前記第1バッテリパックを管理するバッテリ管理システムとを含むバッテリ装置の電圧供給方法が提供される。前記電圧供給方法は、前記第2バッテリパックに含まれる複数のバッテリセルの中から所定数のバッテリセルを含む第1バッテリセルグループを選択する段階と、前記第1バッテリセルグループを通して前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給する段階とを含むことができる。
ある実施例において、前記電圧供給方法は、前記第1バッテリセルグループを選択した後、所定の時間が経過する場合、前記複数のバッテリセルの中から前記所定数の他のバッテリセルを含む第2バッテリセルグループを選択する段階と、前記第2バッテリセルグループを通して前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給する段階とを含むことができる。
さらに他の実施例によれば、複数のバッテリセルを含むバッテリパックと、バッテリ管理システムとを含むバッテリ装置が提供される。前記バッテリ管理システムは、前記バッテリパックの前記複数のバッテリセルをそれぞれ所定数のバッテリセルを含む複数のバッテリセルグループにグループ化し、前記複数のバッテリセルグループの中から1つのバッテリセルグループを交互に選択し、前記選択したバッテリセルグループを通して前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を提供することができる。
ある実施例によれば、電源の電圧を下げるための部品を用いることなく、バッテリ管理システムの動作電圧を供給することができる。
一実施例によるバッテリ装置を示す図である。 一実施例によるバッテリ管理システムの動作電圧の供給を説明する図である。 他の実施例によるバッテリ管理システムの動作電圧の供給を説明する図である。 他の実施例によるバッテリ管理システムの動作電圧の供給を説明する図である。 図3に示したスイッチング回路の一例を示す図である。 さらに他の実施例による電圧供給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、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分については類似の図面符号を付した。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いると言及された時は、その他の構成要素に直接的に連結されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいことが理解されなければならない。これに対し、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いると言及された時は、中間に他の構成要素が存在しないことが理解されなければならない。
以下の説明において、単数で記載された表現は、「1つ」または「単一」などの明示的な表現を使わない以上、単数または複数と解釈される。
図面を参照して説明したフローチャートにおいて、動作の順序は変更可能であり、様々な動作が併合されたり、ある動作が分割されたりしてもよく、特定の動作は行われなくてもよい。
図1は、一実施例によるバッテリ装置を示す図である。
図1を参照すれば、バッテリ装置100は、高電圧(high voltage、HV)バッテリパック110と、低電圧(low voltage、LV)バッテリパック120と、バッテリ管理システム(battery management system、BMS)130とを含む。
バッテリ装置100は、外部装置に電気的に連結可能な構造を有する。外部装置が負荷の場合、バッテリ装置100は、負荷に電力を供給する電源として動作して放電される。負荷として動作する外部装置10は、例えば、電子装置、移動手段またはエネルギー貯蔵システム(energy storage system、ESS)であってもよいし、移動手段は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車またはスマートモビリティ(smart mobility)などの車両であってもよい。
HVバッテリパック110は、相対的に高い電圧を出力し、外部装置の大容量負荷に電力を供給する。LVバッテリパック120は、相対的に低い電圧を出力し、外部装置の低容量負荷に電力を供給する。HVバッテリパック110から供給する電圧は、LVバッテリパック120から供給する電圧より高い。ある実施例において、大容量負荷は、車両を駆動するための負荷であってもよいし、例えば、車両のモータを含むことができる。ある実施例において、外部装置の低容量負荷は、車両の制御に使用される負荷であってもよいし、例えば、電装部品であってもよい。
HVバッテリパック110とLVバッテリパック120は、それぞれ複数のバッテリセル(図示せず)を含む。ある実施例において、バッテリセルは、充電可能な二次電池であってもよい。各バッテリパック110または120は、所定数のバッテリセルが直列連結されているバッテリモジュールを含むことができる。ある実施例において、各バッテリパック110または120で所定数のバッテリモジュールが直列または並列連結されて所望の電力を供給することができる。
HVバッテリパック110は、配線(図示せず)を介してバッテリ管理システム130に連結されている。例えば、HVバッテリパック110の複数のバッテリセルは、それぞれ配線を介してバッテリ管理システム130に連結される。バッテリ管理システム130は、プロセッサ131を含むことができる。プロセッサ131は、複数のバッテリセルに関する情報を含むバッテリセルに関する多様な情報を収集および分析して、バッテリセルの充電および放電、セル均等化動作、保護動作などを制御することができる。ある実施例において、プロセッサ131は、例えば、マイクロ制御装置(micro controller unit、MCU)であってもよい。ある実施例において、バッテリ管理システム130は、セル電圧監視回路のような多様な監視回路(図示せず)をさらに含むことができる。
ある実施例において、バッテリ管理システム130は、LVバッテリパック120のバッテリセルに関する多様な情報を収集および分析して、バッテリセルの充電および放電、セル均等化動作、保護動作などを制御することができる。
ある実施例において、バッテリ装置100は、LVバッテリパック120のための別途のバッテリ管理システム(図示せず)をさらに含むことができる。
バッテリ管理システム130の動作素子、例えば、バッテリ管理システム130のプロセッサ131は、動作電圧を受けて動作することができる。このために、LVバッテリパック120の一部のバッテリセルからバッテリ管理システム130のための動作電圧Vccを供給することができる。これによって、電源の電圧を下げるためのDC/DC変換器、LDOレギュレータ、電圧安定化のための部品などを用いなくてもよい。ある実施例において、HVバッテリパック110の電圧は、動作電圧Vccとして提供されず、LVバッテリパック120のみから動作電圧Vccを供給することができる。これによって、動作電圧Vccの供給によって大容量負荷に供給される電力が影響を受けない。
図2は、一実施例によるバッテリ管理システムの動作電圧の供給を説明する図である。
図2を参照すれば、LVバッテリパック210は、直列に連結されている複数のバッテリセルを含む。説明の便宜上、図2には、6つのバッテリセルC1、C2、C3、C4、C5、C6を示したが、LVバッテリパックに含まれるバッテリセルの個数はこれに限定されない。
LVバッテリパック210の複数のバッテリセルのうち一部の隣接したバッテリセルC1、C2が1つのバッテリセルグループを形成して、バッテリ管理システム220に動作電圧を供給する。例えば、LVバッテリパック210の各バッテリセルの電圧が2.5Vであり、バッテリ管理システム220の動作電圧が5Vである場合、2つのバッテリセルC1、C2が動作電圧を供給することができる。
バッテリセルグループにおいて最初のバッテリセルC1の負極と最後のバッテリセルC2の正極にそれぞれ配線211、212が連結されている。配線211がバッテリ管理システム220の接地電位に相当する端子に連結され、配線212がバッテリ管理システム220の動作電圧を供給する端子に連結されている。ある実施例において、図2に示しているように、配線211がバッテリ管理システム220のプロセッサ221の接地端子、つまり、接地ピンGNDに連結され、配線212がプロセッサ221の動作電圧供給端子、つまり、動作電圧供給ピンVccに連結される。
これによって、バッテリセルグループに含まれているバッテリセルC1、C2の電圧の合計(例えば、5V)がバッテリ管理システム220の動作電圧として供給される。
図3および図4は、他の実施例によるバッテリ管理システムの動作電圧の供給を説明する図であり、図5は、図3に示したスイッチング回路の一例を示す図である。
図3を参照すれば、LVバッテリパック310は、直列に連結されている複数のバッテリセルを含む。説明の便宜上、図3には、6つのバッテリセルC1、C2、C3、C4、C5、C6を示したが、LVバッテリパックに含まれるバッテリセルの個数はこれに限定されない。
LVバッテリパック310の複数のバッテリセルが複数のバッテリセルグループG1、G2、G3にグループ化され、各バッテリセルグループGiは、バッテリ管理システム320の動作電圧に相当する電圧を供給できるバッテリセルを含む(ここで、iは1から3までの整数)。例えば、LVバッテリパック310の各バッテリセルの電圧が2.5Vであり、バッテリ管理システム320の動作電圧が5Vである場合、各バッテリセルグループGiは、2つの隣接したバッテリセルを含むことができる。つまり、1つのバッテリセルグループG1は、2つのバッテリセルC1、C2を含み、他のバッテリセルグループG2は、他の2つのバッテリセルC3、C4を含み、さらに他のバッテリセルグループG3は、さらに他の2つのバッテリセルC5、C6を含むことができる。
バッテリセルグループG1において最初のバッテリセルC1の負極と最後のバッテリセルC2の正極にそれぞれ配線311、312が連結されている。バッテリセルグループG2において最初のバッテリセルC3の負極と最後のバッテリセルC4の正極にそれぞれ配線312、313が連結されている。この場合、バッテリセルグループG1の最後のバッテリセルC2の正極とバッテリセルグループG2の最初のバッテリセルC3の負極は共有されるので、同一の配線312がバッテリセルC2の正極とバッテリセルC3の負極に連結されている。ある実施例において、バッテリセルグループG2の最初のバッテリセルC3の負極には配線312以外に別途の配線が連結されていてもよい。同様に、バッテリセルグループG3において最初のバッテリセルC5の負極と最後のバッテリセルC6の正極にそれぞれ配線313、314が連結されている。この場合、バッテリセルグループG2の最後のバッテリセルC4の正極とバッテリセルグループG3の最初のバッテリセルC5の負極は共有されるので、同一の配線313がバッテリセルC4の正極とバッテリセルC5の負極に連結されている。ある実施例において、バッテリセルグループG3の最初のバッテリセルC5の負極には配線313以外に別途の配線が連結されていてもよい。
バッテリ管理システム320は、スイッチング回路322を含む。スイッチング回路322は、配線311、312、313、314に連結されており、負極出力端子323と正極出力端子324とを有する。負極出力端子323は、バッテリ管理システム320の動作素子の接地端子に連結され、正極出力端子324は、バッテリ管理システム320の動作素子の動作電圧供給端子に連結されている。ある実施例において、図3に示しているように、負極出力端子323がバッテリ管理システム320のプロセッサ321の接地端子、つまり、接地ピンGNDに連結され、正極出力端子324がプロセッサ321の動作電圧供給端子、つまり、動作電圧供給ピンVccに連結される。
スイッチング回路322は、配線311、312、313、314と負極出力端子323および正極出力端子324との連結を周期的にスイッチングする。ある実施例において、図4に示しているように、スイッチング回路322は、第1期間T1の間、配線311を負極出力端子323に、配線312を正極出力端子324に連結して、バッテリセルグループG1から動作電圧を供給することができる。第1期間T1の後に、スイッチング回路322は、第2期間T2の間、配線312を負極出力端子323に、配線313を正極出力端子324に連結して、バッテリセルグループG2から動作電圧を供給することができる。第2期間T2の後に、スイッチング回路322は、第3期間T3の間、配線313を負極出力端子323に、配線314を正極出力端子324に連結して、バッテリセルグループG3から動作電圧を供給することができる。スイッチング回路322は、第1期間T1、第2期間T2および第3期間T3を繰り返すことによって、複数のバッテリセルグループG1、G2、G3を交互に選択して動作電圧を供給することができる。これによって、特定のバッテリセルグループのみから動作電圧が供給されることによって発生しうるバッテリセル電圧の不均衡を防止することができる。
ある実施例において、スイッチング回路322は、他の期間に切り替える時、2つのバッテリセルグループが同時に動作電圧を供給するようにしてもよい。これによって、動作電圧の供給に空白期間がないようにすることができる。
ある実施例において、第1期間T1、第2期間T2および第3期間T3は、同一に設定可能である。
ある実施例において、バッテリ管理システム320のプロセッサ321がスイッチング回路322の動作を制御することができる。
ある実施例において、図5に示しているように、スイッチング回路322は、複数のスイッチS1、S2、S3、S4、S5、S6を含むことができる。スイッチS1は、配線311と負極出力端子323との間に連結され、スイッチS2は、配線312と正極出力端子324との間に連結されている。スイッチS3は、配線312と負極出力端子323との間に連結され、スイッチS4は、配線313と正極出力端子324との間に連結されている。スイッチS5は、配線313と負極出力端子323との間に連結され、スイッチS6は、配線314と正極出力端子324との間に連結されている。これによって、バッテリ管理システムは、スイッチS1、S2をターンオンしてバッテリセルグループG1を選択し、スイッチS3、S4をターンオンしてバッテリセルグループG2を選択し、スイッチS5、S6をターンオンしてバッテリセルグループG3を選択することができる。
図6は、さらに他の実施例による電圧供給方法を示すフローチャートである。
図6を参照すれば、バッテリ管理システムは、LVバッテリパックの複数のバッテリセルの中から1つのバッテリセルグループを選択する(S610)。選択したバッテリセルグループからバッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給する(S620)。
1つのバッテリセルグループを選択した後、所定の時間が経過していなければ(S630)、継続して、選択されたバッテリセルグループから動作電圧が供給される(S620)。1つのバッテリセルグループを選択した後、所定の時間が経過した場合、バッテリ管理システムは、LVバッテリパックから他のバッテリセルグループを選択する(S610)。これによって、新たに選択されたバッテリセルグループからバッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給することができる(S620)。
バッテリ管理システムは、S610、S620およびS630の処理を繰り返すことによって、バッテリセル電圧の均衡を保ちながらバッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給することができる。
以上、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ものではなく、以下の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様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

Claims (15)

  1. 第1電圧を提供する第1バッテリパックと、
    前記第1バッテリパックを管理するバッテリ管理システムと、
    前記第1電圧より低い第2電圧を提供し、複数のバッテリセルを含む第2バッテリパックとを含み、
    前記バッテリ管理システムは、前記第2バッテリパックの前記複数のバッテリセルの中から所定数のバッテリセルを含むバッテリセルグループを選択し、
    前記選択したバッテリセルグループから前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を提供する
    バッテリ装置。
  2. 前記第1バッテリパックの電圧は、前記動作電圧として提供されない、請求項1に記載のバッテリ装置。
  3. 前記動作電圧は、前記所定数のバッテリセルの電圧の合計に相当する、請求項1または2に記載のバッテリ装置。
  4. 前記所定数のバッテリセルのうち最初のバッテリセルの負極に連結された配線が前記動作素子の接地端子に連結され、
    前記所定数のバッテリセルのうち最後のバッテリセルの正極に連結された配線が前記動作素子の動作電圧供給端子に連結される、
    請求項1から3のいずれか一項に記載のバッテリ装置。
  5. 前記第2バッテリパックの前記複数のバッテリセルは、複数のバッテリセルグループにグループ化され、各バッテリセルグループは、前記所定数のバッテリセルを含み、
    前記バッテリ管理システムは、前記複数のバッテリセルグループの中から前記バッテリセルグループを選択する、
    請求項1から4のいずれか一項に記載のバッテリ装置。
  6. 前記バッテリ管理システムは、所定の時間間隔で前記複数のバッテリセルグループの中から1つのバッテリセルグループを交互に選択する、請求項5に記載のバッテリ装置。
  7. 前記バッテリ管理システムは、前記複数のバッテリセルグループを選択するためのスイッチング回路をさらに含む、請求項5または6に記載のバッテリ装置。
  8. 前記複数のバッテリセルグループは、第1バッテリセルグループと、第2バッテリセルグループとを含み、
    前記第1バッテリセルグループが選択される場合、前記スイッチング回路は、前記第1バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最初のバッテリセルの負極に連結された第1配線を前記動作素子の接地端子に連結し、前記第1バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最後のバッテリセルの正極に連結された第2配線を前記動作素子の動作電圧供給端子に連結し、
    前記第2バッテリセルグループが選択される場合、前記スイッチング回路は、前記第2バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最初のバッテリセルの負極に連結された第3配線を前記接地端子に連結し、前記第2バッテリセルグループの前記所定数のバッテリセルのうち最後のバッテリセルの正極に連結された第4配線を前記動作電圧供給端子に連結する、
    請求項7に記載のバッテリ装置。
  9. 前記スイッチング回路は、
    前記第1配線と前記接地端子との間に連結される第1スイッチと、
    前記第2配線と前記動作電圧供給端子との間に連結される第2スイッチと、
    前記第3配線と前記接地端子との間に連結される第3スイッチと、
    前記第4配線と前記動作電圧供給端子との間に連結される第4スイッチとを含み、
    前記バッテリ管理システムは、前記第1スイッチと前記第2スイッチをターンオンして前記第1バッテリセルグループを選択し、前記第3スイッチと前記第4スイッチをターンオンして前記第2バッテリセルグループを選択する、
    請求項8に記載のバッテリ装置。
  10. 前記動作素子は、プロセッサを含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のバッテリ装置。
  11. 第1電圧を供給する第1バッテリパックと、前記第1電圧より低い第2電圧を供給する第2バッテリパックと、前記第1バッテリパックを管理するバッテリ管理システムとを含むバッテリ装置の電圧供給方法であって、
    前記第2バッテリパックに含まれる複数のバッテリセルの中から所定数のバッテリセルを含む第1バッテリセルグループを選択する段階と、
    前記第1バッテリセルグループを通して前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給する段階と
    を含む電圧供給方法。
  12. 前記第1バッテリパックの電圧は、前記動作電圧として提供されない、請求項11に記載の電圧供給方法。
  13. 前記第1バッテリセルグループを選択した後、所定の時間が経過する場合、前記複数のバッテリセルのから前記所定数の他のバッテリセルを含む第2バッテリセルグループを選択する段階と、
    前記第2バッテリセルグループを通して前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を供給する段階と
    を含む、請求項11または12に記載の電圧供給方法。
  14. 前記動作電圧は、前記所定数のバッテリセルの電圧の合計に相当する、請求項11から13のいずれか一項に記載の電圧供給方法。
  15. 複数のバッテリセルを含むバッテリパックと、
    バッテリ管理システムとを含み、
    前記バッテリ管理システムは、
    前記バッテリパックの前記複数のバッテリセルをそれぞれ所定数のバッテリセルを含む複数のバッテリセルグループにグループ化し、
    前記複数のバッテリセルグループの中から1つのバッテリセルグループを交互に選択し、
    前記選択したバッテリセルグループを通して前記バッテリ管理システムの動作素子に動作電圧を提供する
    バッテリ装置。
JP2022547983A 2021-01-08 2021-12-27 バッテリ装置および電圧供給方法 Active JP7459439B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0002663 2021-01-08
KR1020210002663A KR20220100332A (ko) 2021-01-08 2021-01-08 배터리 장치 및 전압 공급 방법
PCT/KR2021/019911 WO2022149780A1 (ko) 2021-01-08 2021-12-27 배터리 장치 및 전압 공급 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023514154A true JP2023514154A (ja) 2023-04-05
JP7459439B2 JP7459439B2 (ja) 2024-04-02

Family

ID=82357226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022547983A Active JP7459439B2 (ja) 2021-01-08 2021-12-27 バッテリ装置および電圧供給方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230246459A1 (ja)
EP (1) EP4080720A4 (ja)
JP (1) JP7459439B2 (ja)
KR (1) KR20220100332A (ja)
CN (1) CN115053427A (ja)
WO (1) WO2022149780A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024195206A1 (ja) * 2023-03-20 2024-09-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 電源装置及び電源システム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240104578A (ko) * 2022-12-28 2024-07-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 시스템 및 이를 이용한 배터리 팩 간 연결 제어 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511199A (ja) * 2003-11-04 2007-04-26 ソニー株式会社 電子機器のバッテリコントローラを効率的に実装するシステム及び方法
JP2010220279A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Omron Corp 電源制御装置及び方法
JP2012523670A (ja) * 2009-04-10 2012-10-04 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 大規模バッテリシステムのための動的に再構成可能な構造
WO2013140605A1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-26 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電池制御装置および蓄電装置
JP2014054168A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Samsung Sdi Co Ltd セルバランシング回路およびこれを用いたセルバランシング方法
KR20140061839A (ko) * 2012-11-14 2014-05-22 현대모비스 주식회사 배터리 충전 장치 및 방법
JP2016054635A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. バッテリパックと、前記バッテリパックを含むハイブリッド車両
JP2018026973A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 株式会社今仙電機製作所 車両用電源装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201346A1 (de) * 2014-01-27 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Bordnetz
JP6767769B2 (ja) * 2016-04-27 2020-10-14 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、電池監視システム、及び検出方法
JP2020178486A (ja) * 2019-04-19 2020-10-29 株式会社デンソー 負荷駆動装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511199A (ja) * 2003-11-04 2007-04-26 ソニー株式会社 電子機器のバッテリコントローラを効率的に実装するシステム及び方法
JP2010220279A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Omron Corp 電源制御装置及び方法
JP2012523670A (ja) * 2009-04-10 2012-10-04 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 大規模バッテリシステムのための動的に再構成可能な構造
WO2013140605A1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-26 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電池制御装置および蓄電装置
JP2014054168A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Samsung Sdi Co Ltd セルバランシング回路およびこれを用いたセルバランシング方法
KR20140061839A (ko) * 2012-11-14 2014-05-22 현대모비스 주식회사 배터리 충전 장치 및 방법
JP2016054635A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. バッテリパックと、前記バッテリパックを含むハイブリッド車両
JP2018026973A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 株式会社今仙電機製作所 車両用電源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024195206A1 (ja) * 2023-03-20 2024-09-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 電源装置及び電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP4080720A4 (en) 2023-08-23
US20230246459A1 (en) 2023-08-03
WO2022149780A1 (ko) 2022-07-14
CN115053427A (zh) 2022-09-13
JP7459439B2 (ja) 2024-04-02
KR20220100332A (ko) 2022-07-15
EP4080720A1 (en) 2022-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3579327B1 (en) Battery module equalization apparatus, and battery pack and automobile including same
KR102501272B1 (ko) 이중 전력 공급 시스템
EP2075892B1 (en) Cell balancing systems with multiple controllers
JP7459439B2 (ja) バッテリ装置および電圧供給方法
EP2058918A2 (en) Hybrid power source
EP3620321B1 (en) Power supply system
EP3722137A1 (en) Control electronics for a battery system, method for power supplying control electronics for a battery system, battery system and vehicle
US11084397B2 (en) Power supply system for vehicle with multiple operating voltages
KR20150013302A (ko) 배터리의 충전 밸런싱
JP4163221B2 (ja) 電源システム及びその放電制御方法
KR20120112072A (ko) 보조 배터리 충전 장치
KR20220025414A (ko) 배터리 장치 및 배터리 팩 선택 방법
EP3751715B1 (en) Control system for a battery system
JP2003087988A (ja) 蓄電装置
US11329564B2 (en) Control system for a battery system
US10128666B2 (en) Battery module
US20220224124A1 (en) Bi-directional active battery cell balancer and method for bi-directional cell balancing
US20220085623A1 (en) Cell balancing apparatus, battery apparatus including the same, and cell balancing method
EP3337002B1 (en) Battery system and control unit for a battery system
KR20210047750A (ko) 배터리 관리 시스템 및 밸런싱 방법
JP2019134635A (ja) 充放電装置及び充放電システム
JP7548512B2 (ja) バッテリー装置およびセル電圧測定方法
WO2023286225A1 (ja) 切替装置、蓄電システム、及び充電方法
Thiyagarajan et al. Monitoring Stack of Batteries for EV Through Controller Area Network Gateway
KR20230018644A (ko) 배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 밸런싱 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220808

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7459439

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150