JP2024519143A - 衝撃感知モジュールを備えるバッテリーパック - Google Patents

衝撃感知モジュールを備えるバッテリーパック Download PDF

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Abstract

本発明は、衝撃感知モジュールを備えるバッテリーパックに関し、衝撃感知モジュールの構造をバッテリー管理システム（ＢＭＳ）に適用して、バッテリーパックに加えられる衝撃の強度を段階別に感知し、これに対するバッテリー管理システム（ＢＭＳ）の制御が行えるように構成されたバッテリーパックに関する。

Description

本発明は、衝撃感知モジュールを備えるバッテリーパックに関し、より詳細には、衝撃による抵抗の接続に伴う電圧の変化をもって衝撃の強度を段階的に感知して、衝撃の強度に応じてパックの動作を制御することのできるバッテリーパックに関する。
バッテリーは、スマートフォン、ノートパソコン、タブレットＰＣなどの小型電子機器のみならず、電気自動車、エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に至るまで多岐にわたる分野において広く用いられている。
バッテリー（パック）は、通常、複数の単位セル（ｃｅｌｌ）が集まってアセンブリを構成し、これらのアセンブリが複数集まってなるものであって、前記セル（ｃｅｌｌ）は、正極集電体、セパレーター、活物質、電解液、アルミニウム薄膜層などを備えて、構成要素間の電気化学的な反応によって充放電が行える構造となる。
かような充放電のための基本的な構造に加えて、前記バッテリーには、セルからアセンブリを経てバッテリーとなるまで、物理的な保護装置、様々なセンシング手段、充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などの推定のための精度良いアルゴリズムが適用されたファームウェアなどがさらに組み込まれる。
このようなバッテリー（パック）に物理的な衝撃が加えられる場合、バッテリーまたはバッテリーを構成するセルのパウチ、ハウジング、フレームなどに物理的な形状のひずみが生じる虞があり、これは、バッテリーまたはセルの抵抗や電気的な特性値の変化につながる可能性がある。
しかしながら、従来には、バッテリーパックへの外部の衝撃を感知してパック動作を制御したり遮断したりする手段が存在しなかったため、物理的な衝撃に伴うバッテリーパックの安全性を確保することができないという問題がある。
本発明に関わる先行技術としては、下記に掲げるような文献がある。
大韓民国登録特許第１０５３３５２号公報
本発明は、上述した問題を解決するために案出されたものであって、衝撃感知モジュールの構造をバッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に適用して、バッテリーパックに加えられる衝撃の強度を段階別に感知し、これに対するＢＭＳの制御が行えるように構成されたバッテリーパックを提供することをその目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明は、ＢＭＳモジュールと、バッテリーパックに加えられる衝撃の強度を段階的に感知するための衝撃感知モジュールと、を備え、前記ＢＭＳモジュールは、衝撃の感知のための基準電圧源Ｖｒｅｆと、前記基準電圧源Ｖｒｅｆに接続される基準抵抗Ｒｒｅｆと、前記基準抵抗Ｒｒｅｆと測定抵抗Ｒ０との間において分配電圧を測定する電圧測定部と、を備えてなり、前記衝撃感知モジュールは、バッテリーパックのケースの内側に弾性体を介して接続される非伝導性隔壁と、前記基準抵抗Ｒｒｅｆに接続される測定抵抗Ｒ０と、前記非伝導性隔壁の両端部にそれぞれヒンジを介して接続され、その一方の端が接地に接続され、他方の端は測定抵抗Ｒ０に接続される第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２と、を備えてなるバッテリーパックを提供する。
前記ＢＭＳモジュールは、前記電圧測定部の分配電圧測定値に基づいて、所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較して、その比較の結果に基づいて、バッテリーパックに加えられる衝撃の度合いを判断する比較判断部と、前記比較判断部における判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作を制御するパック動作制御部と、をさらに備えていてもよい。
前記第１の抵抗及び第２の抵抗の他方の端は、前記測定抵抗Ｒ０に所定の間隔以下で配置されて、前記バッテリーパックのケースに振動が加えられる場合、前記第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２が前記測定抵抗Ｒ０に接触して前記電圧測定部の分配電圧測定値に変動が生じることを特徴とし、前記第１の抵抗Ｒ１が前記測定抵抗Ｒ０に隣接配置される間隔ｄ１は、前記第２の抵抗Ｒ２が前記測定抵抗Ｒ０に隣接配置される間隔ｄ２とは互いに異なることを特徴とする。なお、前記間隔ｄ１と間隔ｄ２とが互いに異なるため、バッテリーパックに生じる振動の度合いに応じて、前記電圧測定部において測定される分配電圧値が異なってくることを特徴とする。
このとき、前記測定抵抗Ｒ０は、ＢＭＳモジュールを構成するＢＭＳボードの上の固定位置に形成され、前記第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２との接触部を備え、前記第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２は、前記非伝導性隔壁に弾性体により接続されて外部の振動に対して位置の変動を有し、前記分配電圧は、前記第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２が前記測定抵抗Ｒ０に接触される瞬間電圧として測定され、外部の振動の度合いに応じて互いに異なる値として測定される。
前記バッテリーパックにおいて、前記比較判断部は、前記電圧測定部の分配電圧測定値が第１の基準電圧値と同じであるか否かを比較して、同じである場合、バッテリーパックに加えられる衝撃がない状態であると判断し、前記電圧測定部の分配電圧測定値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達したか否かを比較して、達した場合、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断し、前記電圧測定部の分配電圧測定値が第３の基準電圧値に達したか否かを比較して、達した場合、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断する。
また、本発明は、上述したバッテリーパックにおいて外部の衝撃の状態を感知する方法において、ＢＭＳボードに衝撃の感知を実現するための基準電圧源Ｖｒｅｆに接続された基準抵抗Ｒｒｅｆと衝撃感知モジュールの測定抵抗Ｒ０との接続地点において分配電圧を測定する分配電圧測定ステップと、前記分配電圧測定ステップにおいて測定される分配電圧値に基づいて、所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較する衝撃到達条件充足有無比較ステップと、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果に基づいて、バッテリーパックに加えられる衝撃の度合いを判断する衝撃状態判断ステップと、を含むバッテリーパックの衝撃感知方法を提供する。
前記バッテリーパックの衝撃感知方法は、前記衝撃状態判断ステップにおける判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作を制御するパック動作制御ステップをさらに含んでいてもよく、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップは、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と同じであるか否かを比較し、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達したか否かを比較し、前記測定された分配電圧値が第３の基準電圧値に達したか否かを比較するものである。
また、前記衝撃状態判断ステップは、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果、前記測定された分配電圧値が第１の基準値と同じである場合、バッテリーパックに加えられる外部の衝撃がない状態であると判断し、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達した場合、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断し、前記測定された分配電圧値が第３の基準電圧値に達した場合、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断するものである。
本発明は、衝撃による抵抗の接続に伴う電圧の変化をもって衝撃の強度を段階的に感知して、衝撃の強度に応じてバッテリーパックの動作を制御することにより、外部の衝撃に対する向上した安全性を提供することができる。
本発明の実施形態によるバッテリーパックを概略的に示す図である。 本発明の実施形態による衝撃感知モジュールの構成を示す図である。 図２の衝撃感知モジュールを回路として図式化して示す図である。 バッテリーパックに弱い衝撃が印加される場合を想定したとき、衝撃感知モジュールの動作を示す図である。 バッテリーパックに強い衝撃が印加される場合を想定したとき、衝撃感知モジュールの動作を示す図である。 バッテリーパックに強い衝撃が印加される場合、電圧測定値の例を示す図である。
以下では、添付図面に基づいて、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら、本発明は、種々の異なる形態に具体化可能であり、ここで説明する実施形態に何ら限定されるものではない。なお、図中、本発明を明確に説明するために、説明とは無関係な部分は省略し、明細書の全般に亘って、類似の部分には類似の図面符号を付している。
以下、添付図面に基づいて、本発明について詳しく説明する。
１．本発明によるバッテリーパック
図１は、本発明の実施形態によるバッテリーパックを概略的に示す図である。
図１を参照すると、本発明のバッテリーパック１０は、大きく、ＢＭＳモジュール１００と、セルモジュール２００と、衝撃感知モジュール３００と、を備える。
１．１．ＢＭＳモジュール１００
本発明によるＢＭＳモジュール１００は、図１に示すように、衝撃の感知を実現するための基準電圧源Ｖｒｅｆと、前記基準電圧源Ｖｒｅｆに接続される基準抵抗Ｒｒｅｆと、前記基準抵抗Ｒｒｅｆと後述する衝撃感知モジュール３００に形成されている測定抵抗パターンＲ０との接続地点において分配電圧ＶＩｎを測定する電圧測定部１１０と、を備えてなり、後述する制御部（図示せず）をさらに備えていてもよい。
１．２．セルモジュール２００
セルモジュール２００は、１つ以上のバッテリーセル（図示せず）を備えていてもよい。
１．３．衝撃感知モジュール３００
図２は、本発明の実施形態による衝撃感知モジュールの構成を示す図である。
衝撃感知モジュール３００は、バッテリーパック１０に加えられる衝撃の強度を段階別に感知できるようにする構成要素であって、下記のような構成要素を備えていてもよい。
本発明の衝撃感知モジュール３００は、別途の上述したＢＭＳモジュールと別途のボードに形成されて、バッテリーパックの他の部位に配設されてもよく、またはＢＭＳモジュールが形成されるプリント回路ボード（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）に一緒に配置されてもよい。
１．３．１．非伝導性隔壁３１０
非伝導性隔壁３１０は、バッテリーパック１０の振動に伴い変位が生じるように、バッテリーパック１０のケースと弾性体により接続されてもよく、または非伝導性隔壁３１０が形成されるボードに弾性体により接続されて構成されてもよい。
非伝導性隔壁３１０は、図２に示すように、後述する測定抵抗パターンＲ０を包み込む形状に形成される。
ここで、弾性体は、例えば、復元力を有しているバネにより実現されてもよい。
１．３．２．測定抵抗パターンＲ０
測定抵抗パターンＲ０は、非伝導性隔壁３１０の内側に離隔して形成され、一方の端が基準抵抗Ｒｒｅｆに接続される。
１．３．３．第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２
第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２は、非伝導性隔壁３１０の端部にそれぞれ接続され、一方の端が接地（ＧＮＤ）に接続される。より具体的に、非伝導性隔壁３１０の両端部にそれぞれヒンジ３２０を介して接続され、その一方の端は接地（ＧＮＤ）に接続され、他方の端は測定抵抗パターンＲ０と隣接配置される形態である。
図２に示すように、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２の他方の端が測定抵抗パターンＲ０に所定の間隔以下で隣接配置されるが、前記第１の抵抗Ｒ１が前記測定抵抗パターンＲ０に隣接配置される間隔と、前記第２の抵抗Ｒ２が前記測定抵抗パターンＲ０に隣接配置される間隔とは、互いに異なるように設定される。このような配置間隔の差により、バッテリーパック１０の外部からの衝撃によりバッテリーパックのケースに振動が加えられる場合、バネにより固定された非伝導性隔壁３１０に変位が生じ、ここに接続された前記第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２が前記測定抵抗パターンＲ０に接触してＢＭＳモジュール１００の電圧測定部１１０において測定する分配電圧値ＶＩｎに変動が生じることになる。
前記ヒンジ３２０は、復元力を有しており、たとえ外部の衝撃により非伝導性隔壁３１０に非常に大きな変位が生じるとしても、機械的に第１及び第２の抵抗と非伝導性隔壁３１０との接続部位が破損しないようにする。また、衝撃後に非伝導性隔壁３１０が元の位置に戻る場合、第１及び第２の抵抗は、測定抵抗パターンＲ０から離隔するように、または接触された状態でそのまま残っているように、ヒンジの復元力が設定されてもよく、このような互いに異なる場合において、後述する衝撃レベルの判断及びバッテリーパックの動作の制御に変更を加えることができる。例えば、場合によって、ヒンジ３２０は、変位の発生に伴い第１の抵抗及び第２の抵抗がしばらくの間測定抵抗パターンＲ０に接触してから離隔するように設定されるに当たって、十分な分配電圧の測定時間を与えるために所定の時間以上接触するように非伝導性隔壁３１０が戻ることと時間差をおいて変位が戻るようにヒンジの復元力の強度が設定されてもよく、必要に応じて、たとえ非伝導性隔壁３１０が戻るとしても、第１及び第２の抵抗の位置が復元されないようにヒンジの復元力の度合いを設定することも可能である。
図３は、図２の衝撃感知モジュール３００を回路として図式化して示す図である。図３を参照すると、基準抵抗Ｒｒｅｆと測定抵抗Ｒ０の電圧分配によりＢＭＳモジュール１００の電圧測定部１１０において感知される分配電圧測定値ＶＩｎは、下記の数式１により表わされる。
１．４．制御部（図示せず）
制御部は、電圧測定部１１０において感知される分配電圧測定値ＶＩｎに基づいて、所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較して、その比較の結果に基づいて、衝撃レベルを判断することができる。なお、判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作を制御することができる。
１．４．１．比較判断部
比較判断部は、電圧測定部１１０において感知される分配電圧測定値を用いて、現在のバッテリーパックに加えられる外部の衝撃が所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較して、その充足結果に基づいて、衝撃の度合いを判断することができる。
＜第１の場合：衝撃がない状態＞
比較判断部は、電圧測定部１１０の分配電圧測定値が第１の基準電圧値と同じであるか否かを比較して、同じである場合、バッテリーパックに加えられる衝撃がない状態であると判断する。
衝撃感知モジュールの動作状態が、図２及び図３に示すような場合、電圧測定部１１０の分配電圧測定値ＶＩｎは、第１の基準電圧値と同じ値を有することになる。
ここで、第１の基準電圧値は、以上で述べた上記の数式１により演算される値であってもよい。
＜第２の場合：弱い衝撃が持続的に加えられる状態＞
比較判断部は、電圧測定部１１０の分配電圧測定値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値を行き来するパルスサイクルをカウントし、カウントされた回数が所定の衝撃回数に達したか否かを比較して、達した場合、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられている状態であると判断する。
図４は、バッテリーパックに弱い衝撃が加えられる場合を想定したとき、衝撃感知モジュールの動作を示す図である。
図４を参照すると、上述したように、測定抵抗Ｒ０と第１の抵抗Ｒ１との間の間隙と、測定抵抗Ｒ０と第２の抵抗Ｒ２との間の間隙とが異なるように配置されているため、弱い衝撃により測定抵抗Ｒ０と第１の抵抗Ｒ１とが相接する状況でも、測定抵抗Ｒ０と第２の抵抗Ｒ２とは相接しなくなる。このような状態を図４の（ｂ）のように回路として図式化して、弱い衝撃が加えられた場合、電圧測定部１１０において感知される分配電圧測定値ＶＩｎｗを計算すれば、下記の数式２により表わされる。
外部の環境から印加される持続的な細かい衝撃により測定抵抗Ｒ０と第１の抵抗Ｒ１とが相接したり相接しなかったりする状態を繰り返すことができ、電圧のレベルもまた、衝撃に合わせて、第１及び第２の基準電圧を行き来するパルスの形状として感知される。このような原理を用いて、一実施形態として、電圧測定部１１０の分配電圧測定値ＶＩｎが第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるパルスサイクルが所定の衝撃回数に達したか否かを比較して、バッテリーパックに対して僅かな衝撃が持続的に加えられる場合を判断することができる。他の実施形態としては、電圧測定部１１０の分配電圧測定値ＶＩｎが第１の基準電圧値と同じ値として最初に感知された後、第２の基準電圧値と同じ値として所定の衝撃回数に見合う分だけ持続的に感知されたか否かを比較して、バッテリーパックに対して弱い衝撃が持続的に加えられる場合を判断することもできる。
ここで、第２の基準電圧値は、上記の数式２により演算される値であってもよい。
＜第３の場合：強い衝撃が加えられる状態＞
比較判断部は、電圧測定部１１０の分配電圧測定値ＶＩｎが第３の基準電圧値に達したか否かを比較して、達した場合、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断する。
図５は、バッテリーパックに強い衝撃が加えられる場合を想定したとき、衝撃感知モジュールの動作を示す図である。
図５を参照すると、強い衝撃により非伝導性隔壁３１０が激しく揺れる場合、測定抵抗Ｒ０と第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２がいずれも相接する状態となり、これを図５の（ｂ）のように、回路として図式化して、電圧測定部１１０において感知される分配電圧測定値ＶＩｎｓを計算すれば、下記の数式３により表わされる。
この場合、ＶＩｎ、ＶＩｎｗに比べて、ＶＩｎｓの電圧は低くなる。前記３つの電圧値の大きさを比較してみると、図６のようなグラフの形状に表わされることができる。
１．４．２．パック動作制御部
パック動作制御部は、前記比較判断部における判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作の制御を行うことができる。
前記判断の結果、外部の衝撃がない一般的な状態であると判断された場合、バッテリーパックの正常の動作を保持することができる。
一方、前記判断の結果、弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断された場合、外部の衝撃がない一般的な状態である場合に比べて高い段階の安全制御動作を行うことができる。
一方、前記判断の結果、強い衝撃が加えられる状態であると判断された場合、弱い衝撃が持続的に加えられる状態である場合に比べて高い段階の安全制御動作を行うことができる。
このような制御部（図示せず）は、上述したＢＭＳモジュール１００内に組み込まれる通常のＢＭＳ及びそこに組み込まれるプロセッサーにより実現可能であるが、上述した本発明の特徴的な機能を行うことを特徴とする。この場合、上述した電圧測定部１１０は、ＢＭＳの１つの構成要素として配備され得る。
２．本発明によるバッテリーパックの衝撃感知方法
本発明の実施形態によるバッテリーパックの衝撃感知方法は、ＢＭＳボードに衝撃の感知を実現するための基準電圧源Ｖｒｅｆ、基準電圧源Ｖｒｅｆに接続される基準抵抗Ｒｒｅｆを構成し、バッテリーパック１０の振動に伴い変位が生じるようにバッテリーパックのケースと弾性体により接続された非伝導性隔壁３１０、非伝導性隔壁３１０の内側に離隔して形成され、一方の端が基準抵抗Ｒｒｅｆに接続され、ボードの上に固設された測定抵抗パターンＲ０、非伝導性隔壁３１０の両端部にそれぞれヒンジ３２０を介して接続され、その一方の端が測定抵抗パターンＲ０と隣接配置され、他方の端は接地（ＧＮＤ）に接続された第１及び第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２を備える衝撃感知モジュール３００を適用して行われ得る。
２．１．分配電圧測定ステップ
分配電圧測定ステップは、ＢＭＳボードに衝撃の感知を実現するための基準電圧源Ｖｒｅｆと、基準電圧源Ｖｒｅｆに接続された基準抵抗Ｒｒｅｆと衝撃感知モジュールの測定抵抗パターンＲ０との接続地点において分配電圧を測定するステップである。このステップは、上述したＢＭＳモジュール１００の電圧測定部１１０により行われる。
２．２．衝撃到達条件充足有無比較ステップ
衝撃到達条件充足有無比較ステップは、前記分配電圧測定ステップにおいて測定される分配電圧値に基づいて、所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較するステップである。
＜第１の場合：衝撃がない状態＞
第１の場合であって、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と同じであるか否かを比較することができる。
ここで、第１の基準電圧値は、上述した数式１により演算された値であってもよい。
＜第２の場合：弱い衝撃が持続的に加えられる状態＞
第２の場合であって、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数をカウントし、カウントされた回数が所定の衝撃回数に達したか否かを比較することができる。
一方、他の実施形態としては、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と同じ値として最初に感知された後、第２の基準電圧値と同じ値として所定の衝撃回数に見合う分だけ持続的に感知されるか否かを比較することができる。
ここで、第２の基準電圧値は、上述した数式２により演算された値であってもよい。
＜第３の場合：強い衝撃が加えられる状態＞
第３の場合であって、前記測定された分配電圧値が第３の基準電圧値に達したか否かを比較することができる。
ここで、第３の基準電圧値は、上述した数式３により演算された値であってもよい。
２．３．衝撃状態判断ステップ
衝撃状態判断ステップにおいては、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果に基づいて、バッテリーパックに加えられる衝撃の強度の状態を判断することができる。
＜第１の場合：外部の衝撃がない状態＞
第１の場合であって、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と同じである場合、現在のバッテリーパックに外部の衝撃がない状態であると判断することができる。
＜第２の場合：弱い衝撃が持続的に加えられる状態＞
第２の場合であって、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果、前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達した場合、または前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と同じ値として最初に感知された後、第２の基準電圧値と同じ値として持続的に感知された回数が所定の衝撃回数に達した場合、現在、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断することができる。
＜第３の場合：強い衝撃が加えられる状態＞
第３の場合であって、前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果、前記測定された分配電圧値が第３の基準電圧値に達した場合、現在、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断することができる。
上記のように判断する技術原理は、既に上述したため、その詳細な説明は省略する。
２．４．パック動作制御ステップ
パック動作制御ステップは、前記衝撃状態判断ステップにおける判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作を制御するステップである。
前記判断の結果、外部の衝撃がない通常の状態であると判断された場合、バッテリーパックの正常の動作を保持・制御することができる。
一方、前記判断の結果、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断された場合、前記外部の衝撃がない状態である場合に比べて高い段階の安全制御動作を行うように制御することができる。
一方、前記判断の結果、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断された場合、前記弱い衝撃が持続的に加えられる状態である場合に比べて高い段階の安全制御動作を行うように制御することができる。
すなわち、バッテリーパックに加えられる衝撃の度合いに応じて、段階的に安全制御動作のレベルを高めて行うように制御するのである。
一方、本発明の技術的思想は、前記実施形態に基づいて具体的に記述されたが、前記実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに留意すべきである。なお、本発明の技術分野における当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において種々の実施形態が実施可能であるということが理解できる筈である。
本発明において用いられた図面の符号及びそれによる名称は、下記の通りである。
１０…バッテリーパック
１００…ＢＭＳモジュール
１１０…電圧測定部
２００…セルモジュール
３００…衝撃感知モジュール
３１０…非伝導性隔壁
３２０…ヒンジ
Ｖｒｅｆ…基準電圧源
Ｒｒｅｆ…基準抵抗
Ｒ０…測定抵抗
Ｒ１…第１の抵抗
Ｒ２…第２の抵抗

Claims (12)

  1. バッテリーパックにおいて、
    バッテリー管理システム（ＢＭＳ）モジュールと、
    前記バッテリーパックに加えられる衝撃の強度を段階的に感知するための衝撃感知モジュールと、
    を備え、
    前記ＢＭＳモジュールは、
    衝撃の感知のための基準電圧源（Ｖｒｅｆ）と、
    前記基準電圧源（Ｖｒｅｆ）に接続される基準抵抗（Ｒｒｅｆ）と、
    前記基準抵抗（Ｒｒｅｆ）と測定抵抗（Ｒ０）との間において分配電圧を測定する電圧測定部と、
    を備え、
    前記衝撃感知モジュールは、
    前記バッテリーパックのケースの内側に弾性体を介して接続される非伝導性隔壁と、
    前記基準抵抗（Ｒｒｅｆ）に接続される前記測定抵抗（Ｒ０）と、
    前記非伝導性隔壁の両端部にそれぞれヒンジを介して接続され、その一方の端が接地に接続され、他方の端は前記測定抵抗（Ｒ０）に接続される第１及び第２の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）と、
    を備える、バッテリーパック。
  2. 前記ＢＭＳモジュールは、
    前記電圧測定部の分配電圧測定値に基づいて、所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較して、その比較の結果に基づいて、バッテリーパックに加えられる衝撃の度合いを判断する比較判断部と、
    前記比較判断部における判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作を制御するパック動作制御部と、
    をさらに備える、請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記第１の抵抗及び第２の抵抗の他方の端は、前記測定抵抗（Ｒ０）に所定の間隔以下で配置されて、前記バッテリーパックのケースに振動が加えられる場合、前記第１及び第２の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）が前記測定抵抗（Ｒ０）に接触して前記電圧測定部の分配電圧測定値に変動が生じる、請求項１に記載のバッテリーパック。
  4. 前記第１の抵抗（Ｒ１）が前記測定抵抗（Ｒ０）に隣接配置される間隔（ｄ１）は、前記第２の抵抗（Ｒ２）が前記測定抵抗（Ｒ０）に隣接配置される間隔（ｄ２）とは互いに異なる、請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記間隔（ｄ１）と間隔（ｄ２）とが互いに異なるため、バッテリーパックに生じる振動の度合いに応じて、前記電圧測定部において測定される分配電圧値が異なってくる、請求項４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記測定抵抗（Ｒ０）は、前記ＢＭＳモジュールを構成するＢＭＳボードの上の固定位置に形成され、前記第１及び第２の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）との接触部を備え、
    前記第１及び第２の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）は、前記非伝導性隔壁に弾性体により接続されて外部の振動に対して位置の変動を有する、請求項５に記載のバッテリーパック。
  7. 前記分配電圧は、
    前記第１及び第２の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）が前記測定抵抗（Ｒ０）に接触される瞬間電圧として測定され、
    外部の振動の度合いに応じて互いに異なる値として測定される、請求項６に記載のバッテリーパック。
  8. 前記比較判断部は、
    前記電圧測定部の分配電圧測定値が第１の基準電圧値と同じであるか否かを比較して、同じである場合、バッテリーパックに加えられる衝撃がない状態であると判断し、
    前記電圧測定部の分配電圧測定値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達したか否かを比較して、達した場合、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断し、
    前記電圧測定部の分配電圧測定値が第３の基準電圧値に達したか否かを比較して、達した場合、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断する、請求項２に記載のバッテリーパック。
  9. 請求項１から８のうちのいずれか一項に記載のバッテリーパックにおいて外部の衝撃の状態を感知する方法において、
    バッテリー管理システム（ＢＭＳ）ボードに衝撃の感知を実現するための基準電圧源（Ｖｒｅｆ）に接続された基準抵抗（Ｒｒｅｆ）と衝撃感知モジュールの測定抵抗（Ｒ０）との接続地点において分配電圧を測定する分配電圧測定ステップと、
    前記分配電圧測定ステップにおいて測定される分配電圧値に基づいて、所定の衝撃到達条件を満たすか否かを比較する衝撃到達条件充足有無比較ステップと、
    前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果に基づいて、バッテリーパックに加えられる衝撃の度合いを判断する衝撃状態判断ステップと、
    を含む、バッテリーパックの衝撃感知方法。
  10. 前記衝撃状態判断ステップにおける判断の結果に対応して、バッテリーパックの動作を制御するパック動作制御ステップをさらに含む、請求項９に記載のバッテリーパックの衝撃感知方法。
  11. 前記衝撃到達条件充足有無比較ステップは、
    前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と同じであるか否かを比較し、
    前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達したか否かを比較し、
    前記測定された分配電圧値が第３の基準電圧値に達したか否かを比較するものである、請求項９に記載のバッテリーパックの衝撃感知方法。
  12. 前記衝撃状態判断ステップは、
    前記衝撃到達条件充足有無比較ステップにおける比較の結果、
    前記測定された分配電圧値が第１の基準値と同じである場合、バッテリーパックに加えられる外部の衝撃がない状態であると判断し、
    前記測定された分配電圧値が第１の基準電圧値と第２の基準電圧値との間で切り替わるサイクル回数が所定の衝撃回数に達した場合、バッテリーパックに弱い衝撃が持続的に加えられる状態であると判断し、
    前記測定された分配電圧値が第３の基準電圧値に達した場合、バッテリーパックに強い衝撃が加えられた状態であると判断するものである、請求項１１に記載のバッテリーパックの衝撃感知方法。
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