JP2023541143A - バッテリー管理装置及びそれを含むバッテリーパック - Google Patents
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Abstract
本発明の一実施例によるバッテリー管理装置は、バッテリーと前記バッテリーに直列に接続された正極リレーの一端との間の第１ノードに電気的に接続され、動作モードに基づいて前記バッテリーの電圧を所定の電圧に変換して出力するように構成されたコンバータ部と、前記第１ノードに接続されて前記バッテリーからバッテリー電圧が入力され、前記バッテリー電圧に基づいて、前記コンバータ部の前記動作モードを前記コンバータ部が非活性化されるシャットダウンモードまたは前記コンバータ部が活性化されるウェークアップモードに制御するように構成されたコンバータ駆動部と、を含み得る。
Description
本発明は、バッテリー管理装置及びそれを含むバッテリーパックに関し、より詳しくは、バッテリーの過放電を防止するためのバッテリー管理装置及びそれを含むバッテリーパックに関する。
本出願は、２０２１年０３月２４日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００３８１２７号に基づく優先権を主張し、該当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。
最近、ノートブックＰＣ、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増し、電気車両、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、反復的な充放電の可能な高性能バッテリーについての研究が活発に進行しつつある。
現在、商用化したバッテリーとしては、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があり、このうち、リチウムバッテリーは、ニッケル系のバッテリーに比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、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。
通常、バッテリーは、バッテリーパックに備えられ、ＤＣ－ＤＣコンバータによって、バッテリーパックに備えられたＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）などの装置に電源を供給し得る。この場合、ＢＭＳ などにバッテリーから印加される電源が常時供給されるため、バッテリーパックと負荷との接続が解除された状態においてもバッテリー電圧は継続的に消耗されるという問題がある。即ち、ＤＣ－ＤＣコンバータが駆動される間に、バッテリー電圧は継続的に消耗されるため、バッテリーが過放電されるという問題がある。そこで、バッテリーの電圧レベルに応じてＤＣ－ＤＣコンバータの駆動を制御することで、バッテリーが過放電されることを防止してバッテリーの寿命を増大させることができる技術の開発が求められる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリー電圧に基づいてコンバータ部の動作モードを制御することでバッテリーの過放電が防止可能なバッテリー管理装置及びそれを含むバッテリーパック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、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。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。
本発明の一面によるバッテリー管理装置は、バッテリーと前記バッテリーに直列に接続された正極リレーの一端との間の第１ノードに電気的に接続され、動作モードに基づいて前記バッテリーの電圧を所定の電圧に変換して出力するように構成されたコンバータ部と、前記第１ノードに接続されて前記バッテリーからバッテリー電圧が入力され、前記バッテリー電圧に基づいて、前記コンバータ部の前記動作モードを前記コンバータ部が非活性化されるシャットダウンモードまたは前記コンバータ部が活性化されるウェークアップモードに制御するように構成されたコンバータ駆動部と、を含み得る。
前記コンバータ駆動部は、前記バッテリー電圧と予め設定された基準電圧を比較して、比較結果に基づいて前記コンバータ部の動作モードを制御するように構成され得る。
前記コンバータ駆動部は、前記バッテリー電圧が前記基準電圧未満であれば、前記コンバータ部の動作モードを前記シャットダウンモードに制御するように構成され得る。
前記バッテリー電圧が前記基準電圧以上であれば、前記コンバータ部の動作モードを前記ウェークアップモードに制御するように構成され得る。
前記コンバータ駆動部は、前記正極リレーの他端側の第２ノードにさらに接続され、前記第２ノードから外部電圧が入力されると、前記コンバータ部の動作モードを制御するように構成され得る。
前記コンバータ駆動部は、前記コンバータ部の動作モードが前記シャットダウンモードである場合、前記外部電圧が入力されると、前記コンバータ部の動作モードを前記ウェークアップモードに制御するように構成され得る。
前記コンバータ駆動部は、前記第１ノードに電気的に接続され、前記バッテリーから前記バッテリー電圧が入力され、入力されたバッテリー電圧を変換して出力するように構成された電源モジュールと、前記電源モジュールから電源が印加され、前記第１ノード、前記第２ノード及び前記コンバータ部に電気的に接続され、前記第１ノードから入力された前記バッテリー電圧、前記第２ノードから入力された前記外部電圧及び前記基準電圧に基づいて前記コンバータ部の動作モードを制御するように構成された駆動モジュールと、を含み得る。
本発明の他面によるバッテリー管理装置は、前記コンバータ部の動作モードによる電源印加の有無に基づいて動作状態が非活性モードまたは活性モードに制御され、制御される動作状態に応じて前記正極リレーの動作状態を制御するように構成された制御部をさらに含み得る。
前記制御部は、前記コンバータ部の動作モードが前記ウェークアップモードに制御されると、前記コンバータ部から電源が印加されて前記動作状態が前記活性モードに制御されるように構成され得る。
前記制御部は、前記コンバータ部の動作モードが前記シャットダウンモードに制御されると、前記コンバータ部から電源が印加されず、前記動作状態が前記非活性モードに制御されるように構成され得る。
前記制御部は、前記動作状態が前記活性モードから前記非活性モードに制御される場合、前記正極リレーの動作状態をターンオフ状態に制御するように構成され得る。
前記制御部は、前記動作状態が前記非活性モードから前記活性モードに制御される場合、前記正極リレーの動作状態をターンオン状態に制御するように構成され得る。
本発明のさらに他面によるバッテリーパックは、本発明の一面によるバッテリー管理装置を含み得る。
本発明の一面によると、バッテリー電圧が一定の水準以下である場合には、コンバータ部の動作モードがシャットダウンモードに制御されることで、バッテリーの過放電が防止される。これによって、無駄なバッテリー電圧の消耗が防止されるので、バッテリーの寿命が増大される。
本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。
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例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。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、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例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例に過ぎず、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。
また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。
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いずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。
以下では、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明する。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置１００を概略的に示した図である。図２は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置１００が含まれたバッテリーパック１の例示的構成を概略的に示した図である。
図１を参照すると、バッテリー管理装置１００は、コンバータ部１１０、コンバータ駆動部１２０及び制御部１３０を含み得る。
コンバータ部１１０は、バッテリー１０とバッテリー１０に直列に接続された正極リレー２０の一端との間の第１ノードＮ１に電気的に接続されるように構成され得る。
ここで、バッテリー１０は負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例で、リチウムイオン電池またはリチウムポリマー電池がバッテリー１０として看做され得る。また、バッテリー１０は、複数のセルが直列及び／または並列に接続されて備えられたバッテリーモジュールであり得る。以下では、説明の便宜のために、バッテリー１０が一つの独立したセルを意味することに説明する。
例えば、図２の実施例で、バッテリー１０は、バッテリーパック１に備えられ得る。そして、バッテリー１０の正極端子（＋）は、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋と接続され、バッテリー１０の負極端子（－）は、バッテリーパック１の負極端子Ｐ－と接続され得る。
また、バッテリー１０の正極端子（＋）とバッテリーパック１の正極端子Ｐ＋との間には、正極リレー２０が備えられ得る。即ち、正極リレー２０の一端は、バッテリー１０の正極端子（＋）に接続され、正極リレー２０の他端は、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋に接続され得る。
例えば、図２の実施例で、コンバータ部１１０は、バッテリー１０の正極端子（＋）と正極リレー２０の一端との間の第１ノードＮ１に電気的に接続され、第１ノードＮ１に接続された第１ラインＬ１によってバッテリー電圧が入力され得る。
コンバータ部１１０は、動作モードに基づいてバッテリー１０の電圧を所定の電圧に変換して出力するように構成され得る。
例えば、コンバータ部１１０は、バッテリー１０の電圧を所定の電圧（例えば、１２Ｖ）に変換し、変換された電圧を出力するＤＣ－ＤＣコンバータであり得る。図２の実施例で、コンバータ部１１０は、第１ラインＬ１から入力されたバッテリー電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を、第４ラインＬ４を介して制御部１３０及び負荷２に出力し得る。
コンバータ駆動部１２０は、第１ノードＮ１に接続されてバッテリー１０からバッテリー電圧が入力されるように構成され得る。
例えば、コンバータ駆動部１２０は、バッテリー１０からバッテリー電圧を受けて駆動され得る。即ち、コンバータ駆動部１２０は、バッテリー１０から電源が印加されることで駆動され得る。
図２の実施例で、コンバータ部１１０及びコンバータ駆動部１２０は、第１ノードＮ１に接続され、第１ラインＬ１を介してバッテリー電圧を受け得る。但し、コンバータ部１１０とコンバータ駆動部１２０は、共通ライン（第１ラインＬ１）のみによって第１ノードＮ１に接続されることではなく、別のラインによってバッテリー１０の正極端子（＋）と正極リレー２０の一端との間に接続されることも可能である。
コンバータ駆動部１２０は、バッテリー電圧に基づいてコンバータ部１１０の動作モードをコンバータ部１１０が非活性化されるシャットダウンモードまたはコンバータ部１１０が活性化されるウェークアップモードに制御するように構成され得る。
具体的には、コンバータ駆動部１２０は、バッテリー電圧と予め設定された基準電圧を比較し、比較結果に基づいてコンバータ部１１０の動作モードを制御するように構成され得る。
ここで、基準電圧は、予め設定された電圧値であって、過放電されたバッテリー１０の電圧に対応するように設定され得る。即ち、バッテリー電圧が基準電圧未満であれば、バッテリー１０は充電が求められる状態であり、このような状況におけるバッテリー１０に対する追加の放電は、バッテリー１０の退化を誘発し得る。
例えば、コンバータ駆動部１２０は、バッテリー電圧と基準電圧の比較結果によって、コンバータ部１１０の動作モードをシャットダウンモードまたはウェークアップモードに制御するように構成され得る。
ここで、コンバータ部１１０は、第１ラインＬ１によってバッテリー電圧が入力される端子と、第３ラインＬ３によってコンバータ駆動部１２０から制御信号が入力される端子を各々備え得る。
例えば、図２の実施例で、コンバータ駆動部１２０は、コンバータ部１１０の動作モードを制御できる制御信号を第３ラインＬ３から出力し得る。コンバータ部１１０は、第３ラインＬ３を介してコンバータ駆動部１２０から受信した制御信号に応じて動作モードがシャットダウンモードまたはウェークアップモードに制御され得る。
ここで、シャットダウンモードとは、コンバータ部１１０が非活性化され、第１ラインＬ１からバッテリー電圧が入力されないモードを意味する。逆に、ウェークアップモードとは、コンバータ部１１０が活性化され、第１ラインＬ１から入力されたバッテリー電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を第４ラインＬ４によって出力可能なモードを意味する。即ち、シャットダウンモードとは、コンバータ部１１０の状態がオフされるモードであり、ウェークアップモードとは、コンバータ部１１０の状態がオンされるモードである。
具体的な例で、コンバータ駆動部１２０は、バッテリー電圧が基準電圧未満であれば、コンバータ部１１０の動作モードをシャットダウンモードに制御するように構成され得る。即ち、バッテリー電圧が基準電圧未満であれば、コンバータ駆動部１２０は、第３ラインＬ３によってコンバータ部１１０の動作モードをシャットダウンモードに制御するための制御信号を出力し得る。この場合、コンバータ部１１０は、バッテリー１０からバッテリー電圧が入力されないことによって、バッテリー１０の電圧がコンバータ部１１０によって持続的に消耗されることが防止できる。また、コンバータ部１１０が非活性化されることで、コンバータ部１１０から変換された電圧が出力されないので、バッテリーパック１に備えられたコンバータ駆動部１２０を除いた他の構成も非活性化され得る。
逆に、コンバータ駆動部１２０は、バッテリー電圧が基準電圧以上であれば、コンバータ部１１０の動作モードをウェークアップモードに制御するように構成され得る。即ち、バッテリー電圧が基準電圧以上であれば、コンバータ駆動部１２０は、第３ラインＬ３によってコンバータ部１１０の動作モードをウェークアップモードに制御するための制御信号を出力し得る。この場合、コンバータ部１１０は、バッテリー１０からバッテリー電圧が入力され、入力を受けたバッテリー電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を出力し得る。また、コンバータ部１１０が活性化されることで、バッテリーパック１に備えられた他の構成も活性化され得る。
即ち、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置１００は、コンバータ部１１０によってバッテリー１０の電圧が持続的に減少することを防止するために、バッテリー電圧が基準電圧未満であれば、コンバータ部１１０を非活性化することを特徴とする。これによって、バッテリー１０の漏洩電流（Ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）の発生を最小化することができるので、バッテリー１０の過放電が防止され、延いては、バッテリー１０の寿命が増大する。
コンバータ駆動部１２０は、正極リレー２０の他端側の第２ノードＮ２にさらに接続されるように構成され得る。
例えば、図２の実施例で、コンバータ駆動部１２０は、第２ラインＬ２を介して正極リレー２０の他端とバッテリーパック１の正極端子Ｐ＋との間の第２ノードＮ２に接続され得る。
コンバータ駆動部１２０は、第２ノードＮ２から外部電圧が入力されると、コンバータ部１１０の動作モードを制御するように構成され得る。
例えば、バッテリーパック１が負荷２と接続された場合、負荷２から第２ノードＮ２へ外部電圧が印加され得る。コンバータ駆動部１２０は、第２ノードＮ２を介して負荷２から印加される外部電圧を受け得る。
具体的には、バッテリーパック１が充電装置と接続された場合、充電装置によってバッテリー１０の充電が開始される前に、充電装置から外部電圧が印加され得る。ここで、外部電圧は、充電開始を要請する信号であり得る。即ち、コンバータ駆動部１２０は、充電開始を要請する信号に対応する外部電圧が入力されると、コンバータ部１１０の動作モードを制御し得る。
また、バッテリー１０が充電中である場合、充電装置によって外部電圧が持続的に印加されるため、コンバータ駆動部１２０は、コンバータ部１１０の動作モードをウェークアップモードに維持し得る。
より具体的には、バッテリー電圧が基準電圧未満である場合、コンバータ部１１０の動作モードは、シャットダウンモードに制御され得る。そして、コンバータ部１１０の動作モードがシャットダウンモードである場合、バッテリー１０の電圧レベルは、充電が要求されるレベルであり得る。これによって、コンバータ駆動部１２０は、コンバータ部１１０の動作モードがシャットダウンモードである場合、外部電圧が入力されると、コンバータ部１１０の動作モードをウェークアップモードに制御するように構成され得る。
コンバータ部１１０の動作モードがウェークアップモードに切り替えられた場合、コンバータ部１１０は、バッテリー１０からバッテリー電圧が入力され、入力を受けたバッテリー電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を第４ラインＬ４から出力し得る。
図３は、図２のバッテリーパック１をより具体的に示した図である。
図３を参照すると、コンバータ駆動部１２０は、電源モジュール１２１及び駆動モジュール１２２を含み得る。
電源モジュール１２１は、第１ノードＮ１に電気的に接続されてバッテリー１０からバッテリー電圧が入力され、入力を受けたバッテリー電圧を変換して出力するように構成され得る。
例えば、電源モジュール１２１は、第１ノードＮ１に電気的に接続されてバッテリー電圧が入力され、入力を受けたバッテリー電圧を５Ｖ電圧に変換し得る。そして、電源モジュール１２１は、変換された５Ｖ電圧を駆動モジュール１２２に出力し得る。
例えば、電源モジュール１２１は、バッテリー電圧を低電圧に変換可能なリニアレギュレーターであって、ＬＤＯ（Ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ）が適用され得る。
駆動モジュール１２２は、電源モジュール１２１から電源が印加されるように構成され得る。即ち、駆動モジュール１２２は、コンバータ部１１０によって電源を受けず、電源モジュール１２１によって電源を受けるため、コンバータ部１１０の動作モードがシャットダウンモードに制御されても常時駆動可能である。
駆動モジュール１２２は、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２及びコンバータ部１１０に電気的に接続され、第１ノードＮ１から入力されたバッテリー電圧、第２ノードＮ２から入力された外部電圧及び基準電圧に基づいてコンバータ部１１０の動作モードを制御するように構成され得る。
例えば、図３の実施例で、駆動モジュール１２２は、第１ラインＬ１によって第１ノードＮ１に接続され得る。駆動モジュール１２２は、第１ラインＬ１からバッテリー電圧が入力され、バッテリー電圧と基準電圧を比較した結果によってコンバータ部１１０の動作モードを制御し得る。駆動モジュール１２２は、コンバータ部１１０の動作モードをシャットダウンモードまたはウェークアップモードに制御する信号を第３ラインＬ３によって出力し得る。
また、駆動モジュール１２２は、第２ラインＬ２によって第２ノードＮ２に接続され得る。バッテリー電圧が基準電圧未満であるため、コンバータ部１１０の動作モードがシャットダウンモードに制御された後、駆動モジュール１２２が第２ラインＬ２によって外部電圧を受けた場合、駆動モジュール１２２はコンバータ部１１０の動作モードをウェークアップモードに制御する信号を第３ラインＬ３によって出力し得る。
本発明の一実施例によるバッテリー管理装置１００は、バッテリー１０から直接電源が印加されるコンバータ駆動部１２０を含むことで、コンバータ部１１０の動作モードを効率的に制御可能であるという長所がある。
図１を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置１００は、制御部１３０をさらに含み得る。
制御部１３０は、コンバータ部１１０の動作モードによる電源印加の有無に基づいて動作状態が非活性モードまたは活性モードに制御されるように構成され得る。
具体的には、コンバータ部１１０の動作モードがウェークアップモードに制御されると、制御部１３０は、コンバータ部１１０から電源が印加されて動作状態が活性モードに制御され得る。例えば、図２の実施例で、コンバータ部１１０と制御部１３０は、第４ラインＬ４によって接続され得る。そして、コンバータ部１１０は、動作モードがウェークアップモードである場合、バッテリー電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を第４ラインＬ４から出力し得る。これによって、コンバータ部１１０の動作モードがウェークアップモードである場合、制御部１３０は、コンバータ部１１０から動作電源が印加されて動作状態が活性モードに制御され得る。
逆に、制御部１３０は、コンバータ部１１０の動作モードがシャットダウンモードに制御されると、制御部１３０は、コンバータ部１１０からの電源を受けず、動作状態が非活性モードに制御され得る。例えば、コンバータ部１１０は、動作モードがシャットダウンモードである場合、バッテリー電圧が印加されないことがある。これによって、制御部１３０は、コンバータ部１１０から動作電源が印加されないので、動作状態が非活性モードに制御され得る。
制御部１３０は、制御される動作状態によって正極リレー２０の動作状態を制御するように構成され得る。
図２の実施例で、制御部１３０は、第７ラインＬ７によって正極リレー２０と接続され、第７ラインＬ７を介して正極リレー２０へ制御信号を出力し得る。
例えば、制御部１３０は、動作状態が活性モードから非活性モードに制御される場合、正極リレー２０の動作状態をターンオフ状態に制御するように構成され得る。即ち、制御部１３０の動作状態が非活性モードに制御されると、第７ラインＬ７による制御信号の出力が中断され得る。これによって、制御部１３０の動作状態が非活性モードに制御されると、正極リレー２０の動作状態はターン－オフ状態に制御され得る。
逆に、制御部１３０は、動作状態が非活性モードから活性モードに制御される場合、正極リレー２０の動作状態をターンオン状態に制御するように構成され得る。
例えば、図２の実施例で、コンバータ部１１０の動作モードがウェークアップモードに制御されると、コンバータ部１１０は、第４ラインＬ４を介して制御部１３０と負荷２へ電圧を出力し得る。その後、負荷２は、第５ラインＬ５を介して制御部１３０へイネーブル信号を出力し、制御部１３０は、第５ラインＬ５を介してイネーブル信号を受けると、第６ラインＬ６を介して負荷２と通信し得る。そして、制御部１３０は、第６ラインＬ６を介して負荷２と通信可能な状態で、第７ラインＬ７を介して正極リレー２０の動作状態をターンオン状態に制御し得る。
一方、バッテリー管理装置１００に備えられた制御部１３０は、本発明で行われる多様な制御ロジッグを実行するために当業界に知られたプロセッサー、 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、レジスター、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、制御ロジッグがソフトウェアに具現されるとき、制御部１３０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。この際、プログラムモジュールは、メモリーに保存され、制御部１３０によって実行され得る。メモリーは、制御部１３０の内部または外部に存在してもよく、公知の多様な手段で制御部１３０と接続され得る。
また、バッテリー管理装置１００は、保存部（図示せず）をさらに含み得る。保存部は、バッテリー管理装置１００の各構成要素が動作及び機能を行うのに必要なデータやプログラムまたは動作及び機能が行われる過程で生成されるデータなどを保存し得る。保存部は、データを記録、消去、更新及び読出可能な公知の情報保存手段であれば、その種類は特に制限されない。一例として、情報保存手段には、ＲＡＭ、フラッシュメモリー（登録商標）、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスターなどが挙げられる。また、保存部は、制御部１３０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し得る。
図４は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置１００が含まれたバッテリーパック１の他の例示的構成を概略的に示した図である。
図４を参照すると、コンバータ駆動部１２０は、第１電源モジュール１２１及び駆動モジュール１２２を含み、制御部１３０は、第２電源モジュール１３１及び制御モジュール１３２を含み得る。
第２電源モジュール１３１は、第４ラインＬ４によってコンバータ部１１０と接続され得る。そして、コンバータ部１１０の動作モードがウェークアップモードである場合、第２電源モジュール１３１は、第４ラインＬ４を介してコンバータ部１１０から変換された電圧が入力され得る。
また、第２電源モジュール１３１は、第５ラインＬ５によって負荷２と接続され得る。そして、第２電源モジュール１３１は、第５ラインＬ５によって負荷２からイネーブル信号を受信した場合、制御モジュール１３２へ電源を印加して、制御モジュール１３２の動作状態を活性化状態に制御し得る。
制御モジュール１３２は、第２電源モジュール１３１から電源が印加されると、第６ラインＬ６によって負荷２と通信可能に接続され得る。制御モジュール１３２が第６ラインＬ６によって負荷２と通信可能な状態になった場合、制御モジュール１３は第７ラインＬ７によって正極リレー２０の動作状態を制御し得る。
また、図４を参照すると、バッテリーパック１は、バッテリー１０の負極端子（－）とバッテリーパック１の負極端子Ｐ－との間に接続された負極リレー３０をさらに含み得る。即ち、負極リレー３０の一端は、バッテリー１０の負極端子（－）に接続され、負極リレー３０の他端は、バッテリーパック１の負極端子Ｐ－に接続され得る。
制御モジュール１３２は、第６ラインＬ６によって負荷２と通信可能に接続された後、第８ラインＬ８ｎによって負極リレー３０の動作状態を制御し得る。
例えば、図４の実施例で、制御モジュール１３２が第６ラインＬ６によって負荷２と通信可能な状態である場合、制御モジュール１３２は、第７ラインＬ７によって正極リレー２０の動作状態をターンオンに制御し、第８ラインＬ８によって負極リレー３０の動作状態をターンオン状態に制御し得る。これによって、バッテリー１０の正極端子（＋）、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋、負荷２、バッテリーパック１の負極端子Ｐ－及びバッテリー１０の負極端子（－）が電気的に接続され、バッテリー１０は負荷２によって充電され得る。
また、図４を参照すると、負荷２は、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋及び負極端子Ｐ－に接続されるように構成され得る。
例えば、図４の実施例で、負荷２の一端がバッテリーパック１の正極端子Ｐ＋に接続され、負荷２の他端がバッテリーパック１の負極端子Ｐ－に接続され得る。そして、正極リレー２０及び負極リレー３０の動作状態が両方ともターンオン状態に制御されると、バッテリー１０と負荷２は電気的に接続され得る。
一方、本発明によるバッテリー管理装置１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に適用可能である。即ち、本発明による ＢＭＳは、上述したバッテリー管理装置１００を含み得る。このような構成において、バッテリー管理装置１００の各構成要素のうちで少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完または追加することで具現され得る。例えば、バッテリー管理装置１００のコンバータ部１１０、コンバータ駆動部１２０及び制御部１３０は、ＢＭＳの構成要素として具現され得る。
以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例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具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、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、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。
１ バッテリーパック
２ 負荷
１０ バッテリー
２０ 正極リレー
３０ 負極リレー
１００ バッテリー管理装置
１１０ コンバータ部
１２０ コンバータ駆動部
１２１ 電源モジュール、第１電源モジュール
１２２ 駆動モジュール
１３０ 制御部
１３１ 第２電源モジュール
１３２ 制御モジュール
２ 負荷
１０ バッテリー
２０ 正極リレー
３０ 負極リレー
１００ バッテリー管理装置
１１０ コンバータ部
１２０ コンバータ駆動部
１２１ 電源モジュール、第１電源モジュール
１２２ 駆動モジュール
１３０ 制御部
１３１ 第２電源モジュール
１３２ 制御モジュール
Claims (10)
- バッテリーと前記バッテリーに直列に接続された正極リレーの一端との間の第１ノードに電気的に接続され、動作モードに基づいて前記バッテリーの電圧を所定の電圧に変換して出力するコンバータ部と、
前記第１ノードに接続されて前記バッテリーからバッテリー電圧が入力され、前記バッテリー電圧に基づいて、前記コンバータ部の前記動作モードを前記コンバータ部が非活性化されるシャットダウンモードまたは前記コンバータ部が活性化されるウェークアップモードに制御するコンバータ駆動部と、を含む、バッテリー管理装置。 - 前記コンバータ駆動部は、
前記バッテリー電圧と予め設定された基準電圧を比較し、前記コンバータ部の前記動作モードを制御する、請求項１に記載のバッテリー管理装置。 - 前記コンバータ駆動部は、
前記バッテリー電圧が前記基準電圧未満であれば、前記コンバータ部の前記動作モードを前記シャットダウンモードに制御し、
前記バッテリー電圧が前記基準電圧以上であれば、前記コンバータ部の前記動作モードを前記ウェークアップモードに制御する、請求項２に記載のバッテリー管理装置。 - 前記コンバータ駆動部は、
前記正極リレーの他端側の第２ノードにさらに接続され、前記第２ノードから外部電圧が入力されると、前記コンバータ部の前記動作モードを制御する、請求項２または３に記載のバッテリー管理装置。 - 前記コンバータ駆動部は、
前記コンバータ部の動作モードが前記シャットダウンモードである場合、前記外部電圧が入力されると、前記コンバータ部の前記動作モードを前記ウェークアップモードに制御する、請求項４に記載のバッテリー管理装置。 - 前記コンバータ駆動部は、
前記第１ノードに電気的に接続され、前記バッテリーから前記バッテリー電圧が入力され、入力されたバッテリー電圧を変換して出力する電源モジュールと、
前記電源モジュールから電源が印加され、前記第１ノード、前記第２ノード及び前記コンバータ部に電気的に接続され、前記第１ノードから入力された前記バッテリー電圧、前記第２ノードから入力された前記外部電圧及び前記基準電圧に基づいて前記コンバータ部の動作モードを制御する駆動モジュールと、を含む、請求項４または５に記載のバッテリー管理装置。 - 前記コンバータ部の動作モードによる電源印加の有無に基づいて動作状態が非活性モードまたは活性モードに制御され、制御される動作状態に応じて前記正極リレーの動作状態を制御する制御部をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
- 前記制御部は、
前記コンバータ部の動作モードが前記ウェークアップモードに制御されると、前記コンバータ部から電源が印加され、前記動作状態が前記活性モードに制御され、
前記コンバータ部の動作モードが前記シャットダウンモードに制御されると、前記コンバータ部から電源が印加されず、前記動作状態が前記非活性モードに制御される、請求項７に記載のバッテリー管理装置。 - 前記制御部は、
前記動作状態が前記活性モードから前記非活性モードに制御される場合、前記正極リレーの動作状態をターンオフ状態に制御し、
前記動作状態が前記非活性モードから前記活性モードに制御される場合、前記正極リレーの動作状態をターンオン状態に制御する、請求項７または８に記載のバッテリー管理装置。 - 請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含む、バッテリーパック。
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