JP6822728B2 - バッテリーパック管理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー管理技術に関し、より詳しくは、車両に搭載される車両用バッテリーパックであって、マスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとの無線通信を行うバッテリーパックを管理する技術に関する。
本出願は、２０１７年７月６日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００８５９９７号に基づく優先権を主張したもので、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。
バッテリーは、携帯電話、ラップトップＰＣ、スマートフォン、スマートパッドなどのモバイルデバイスのみならず、電気によって駆動する自動車（ＥＶ、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）や大容量電力貯蔵装置（ＥＳＳ）などの分野にまでその用途が急速に拡散しつつある。そして、このようなバッテリーは、バッテリーの動作を全般的に制御するバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）と結合し得る。
バッテリーパック、特に、自動車やＥＳＳなどに用いられる中・大型バッテリーパックの場合、複数のバッテリーモジュールが含まれ得る。そして、このような複数のバッテリーモジュールは、相互直列及び／または並列接続するマルチモジュール構造を有することで、バッテリーパックの容量及び／または出力を増大させることができる。
このようなマルチ構造のバッテリーパックは、回路ロジッグやＰＣＢ構成などによって多様な形態に具現され得るが、この場合、バッテリー管理システムは、モニタリング及び制御の効率性などを向上させるために、マルチスレーブ構造が主に用いられる。マルチスレーブ構造は、バッテリーパックを構成する複数個のバッテリーモジュールを複数個のスレーブＢＭＳが各々担当するようにし、マスターＢＭＳがこのような複数個のスレーブＢＭＳを統合制御するように構成される。
従来のバッテリーパックにおいて、マスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとのデータ送受信は、主に有線方式で行われる。即ち、ケーブルの両端に備えられたコネクターが、各々マスターＢＭＳ及びスレーブＢＭＳに接続し、このようなケーブルによってマスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとが相互データを交換する。
しかし、このように有線方式でマスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとが通信する場合、コネクターの接触不良やケーブルの断線などによって回路不良の発生し得る問題がある。また、このように有線方式の通信には、コネクターとケーブルなどが設けられるための空間が必要となり、このようなコネクターとケーブルなどによるバッテリーパックの組立がややこしくなり、絶縁素子やコネクター、ケーブルなどの製造コストが追加されるなどの問題がある。
最近、このような有線通信方式の問題を解消するために、バッテリーパックのマスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとの無線通信方式の採用が試みられている。しかし、このような無線通信方式を用いる場合、様々に解決すべき問題が多いことから、未だにマスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとの無線通信方式をバッテリーパックに採用しにくい実情である。
特に、このような無線通信方式の代表的な問題点の一つが、待機電力消耗の問題である。即ち、バッテリーパック内でマスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとの無線通信が行われるためには、受信部、特に、マスターＢＭＳから命令を受信するスレーブＢＭＳの受信部がターンオンされていなければならない。例えば、スレーブＢＭＳは、マスターＢＭＳからＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を受信するために増幅器を常にオンに設定される。
そして、このようにスレーブＢＭＳの無線受信部がターンオン状態を維持するために、例えば、増幅器がターンオン状態を維持するために、電力が必要である。ところが、このようなスレーブＢＭＳは、主にバッテリーモジュールから電力の供給を受けるため、スレーブＢＭＳの無線受信部は、ターンオンのためにバッテリーモジュールから持続的に電力の供給を受ける必要がある。しかし、この場合、バッテリーモジュールの電力が無駄に消耗されてしまう問題がある。さらに、車両用バッテリーパックの場合、車両が運行されず駐車中にバッテリーモジュールの電力が消耗されれば、車両の運行が必要なとき、始動がかからないか、運行距離が短縮してしまう問題が発生し得る。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとの無線通信方式を用いてデータを送受信しながらも電力消耗を減らすことができるバッテリーパック管理装置、これを含むバッテリーパック及び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、下記する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。
上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーパック管理装置は、複数の二次電池が備えられたバッテリーモジュールを一つ以上含み、車両に搭載されるバッテリーパックを管理する装置であって、前記バッテリーパックの外部装置と信号を送受信する外部通信ユニットと、前記バッテリーパックの内部に備えられた一つ以上のスレーブＢＭＳと無線通信信号を送受信する内部通信ユニットと、前記外部通信ユニット及び前記内部通信ユニットによって受信されたデータを処理する制御ユニットと、を備えるマスターＢＭＳと、前記バッテリーモジュールから電源の供給を受けて伝達する電源モジュールと、前記バッテリーモジュールの電圧及び温度の少なくとも一つ以上の状態情報を測定する状態測定モジュールと、前記マスターＢＭＳと無線通信信号を送受信する無線通信モジュールと、前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する制御モジュールと、を備えるスレーブＢＭＳと、を含む。
ここで、前記無線通信モジュールは、決められた周期ごとにターンオンまたはターンオフされ得る。
また、前記制御モジュールは、前記車両の駐車時間に応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御し得る。
また、前記制御モジュールは、前記車両の駐車時間が増加するにつれ、前記無線通信モジュールのターンオフ時間を増加させ得る。
また、前記制御モジュールは、前記状態測定モジュールによって測定された前記バッテリーモジュールの電圧に応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御し得る。
前記制御モジュールは、測定されたバッテリーモジュールの電圧が低くなるにつれ、前記無線通信モジュールのターンオフ時間を増加させ得る。
前記制御モジュールは、前記状態測定モジュールによって測定された前記バッテリーモジュールの温度に応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御し得る。
また、前記制御モジュールは、測定されたバッテリーモジュールの温度が低くなるにつれ、前記無線通信モジュールのターンオフ時間を増加させ得る。
また、前記制御モジュールは、前記車両の走行時間パターンに応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御し得る。
また、前記制御モジュールは、前記車両の走行開始頻度数が最も多い時間帯を設定し、前記設定された時間帯で前記無線通信モジュールのターンオフ時間を減少させ得る。
また、上記の目的を達成するための本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーパック管理装置を含む。
また、上記の目的を達成するための本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパック管理装置を含む。
本発明の一面によれば、マスターＢＭＳとスレーブＢＭＳとの無線方式で通信が行われることで、従来の有線通信方式による問題点、例えば、コネクターの接触不良やケーブル断線による回路不良、バッテリーパックの体積増加及び構造の複雑化、組立性の低下、コスト増大などのような問題を解消または減少させることができる。
さらに、本発明の一面によれば、無線信号を受信するために電力が無駄に消耗される問題を解消または最小化することができる。
特に、本発明の一実施例によれば、スレーブＢＭＳがマスターＢＭＳから信号を受信するために増幅器を続いてオンさせておくことによる過度な待機電力消耗の問題を解消することができる。
したがって、本発明のこのような面によれば、バッテリーパックが使用されるべき状況、特に、車両が運行されるべき状況において、バッテリーパックの電力不足によって車両の始動がかからないか、運行距離が短縮してしまうなどの問題を解消することができる。
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。
本発明の一実施例によるバッテリーパック管理装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施例によるマスターＢＭＳの機能的構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の一実施例によるスレーブＢＭＳの機能的構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の一実施例による電源モジュールの詳細構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施例による状態測定モジュールの詳細構成を概略的に示す図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。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。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパック管理装置の構成を概略的に示す図である。
図１を参照すれば、本発明によるバッテリーパック管理装置１０００が適用されるバッテリーパックＰには、バッテリーモジュール１０が一つ以上含まれ得る。特に、バッテリーパックＰには、複数のバッテリーモジュール１０が備えられ、各バッテリーモジュール１０は、電気的に直列及び／または並列接続し得る。したがって、バッテリーパックＰは、このようなバッテリーモジュール１０の電気的接続によって出力及び／または容量が増大できる。
ここで、各バッテリーモジュール１０には、複数の二次電池が備えられ得る。そして、バッテリーモジュール１０に備えられた複数の二次電池は、相互電気的に接続し、バッテリーモジュール１０の出力及び／または容量を増大させることができる。
また、本発明によるバッテリーパック管理装置１０００が適用されるバッテリーパックは、車両に搭載され得る。即ち、本発明によるバッテリーパック管理装置が採用されるバッテリーパックは、車両用バッテリーパックであり得る。ここで、車両は、バッテリーパックによって運行のための駆動電源が供給されるか、オーディオやエアコンなどの電装品を作動させるための作動電源が供給される自動車であり得る。特に、車両は、バッテリーパックから駆動電源が供給される自動車、例えば、ＥＶなどで呼ばれる電気自動車や、ＨＥＶ、ＰＨＥＶなどで呼ばれるハイブリッド自動車であり得る。
本発明によるバッテリーパック管理装置１０００は、図１に示したように、マスターＢＭＳ１００及びスレーブＢＭＳ２００を含み得る。
前記マスターＢＭＳ１００は、バッテリーパック内に備えられ、バッテリーパックＰの外部装置Ｏとデータを交換できる。ここで、バッテリーパックの外部装置Ｏとは、バッテリーパックの外部に位置した装置であって、車両に搭載された他の装置、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）のような制御装置であり得る。
また、前記マスターＢＭＳ１００は、バッテリーパックＰ内に備えられた一つ以上のスレーブＢＭＳ２００を統合制御する機能を行う。このために、前記マスターＢＭＳ１００は、各々のスレーブＢＭＳ２００との通信によって必要な情報を送受信できる。
特に、本発明によるバッテリーパック管理装置のマスターＢＭＳ１００は、図１に示したように、スレーブＢＭＳ２００と無線で通信するように構成され得る。
図２は、本発明の一実施例によるマスターＢＭＳ１００の機能的構成を概略的に示すブロック図である。
図２を参照すれば、前記マスターＢＭＳ１００は、外部通信ユニット１１０、内部通信ユニット１２０及び制御ユニット１３０を含み得る。
前記外部通信ユニット１１０は、車両のＥＣＵのようなバッテリーパックの外部装置Ｏと信号を送受信するように構成され得る。ここで、前記外部通信ユニット１１０は、外部装置Ｏと有線で接続し得る。例えば、前記外部通信ユニット１１０は、車両内でケーブルを用いて外部装置Ｏと接続し得る。そして、外部通信ユニット１１０は、このようなケーブルを介して外部装置Ｏから命令や情報を受信するか、外部装置Ｏへ命令や情報を伝送し得る。例えば、前記外部通信ユニット１１０は、バッテリーパックの状態についての情報を外部装置Ｏへ伝達し得る。
このように外部通信ユニット１１０は、有線方式で外部装置Ｏと通信するという面で、有線通信ユニットともいえる。但し、本発明が必ずしもこのような実施構成に限定されることではなく、前記外部通信ユニット１１０は、外部装置Ｏと無線方式によっても接続可能である。
前記内部通信ユニット１２０は、該当バッテリーパック内に備えられたスレーブＢＭＳ２００と無線方式で信号を送受信できる。例えば、前記内部通信ユニット１２０は、スレーブＢＭＳ２００から各バッテリーモジュール１０の電圧や温度についての情報を、無線信号として受信し得る。このために、前記内部通信ユニット１２０は、ＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を備え得る。また、内部通信ユニット１２０は、アンテナを備え得る。
特に、マスターＢＭＳ１００は、通常、マイクロコントローラーユニット（ＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）を備え得るが、前記のようなＲＦＩＣは、ＭＣＵからの信号を無線通信信号に変えてスレーブＢＭＳ２００へ伝達できる。また、この場合、ＲＦＩＣは、スレーブＢＭＳ２００からの無線通信信号を有線通信信号に変えてＭＣＵへ伝達できる。
マスターＢＭＳ１００には、このようなＲＦＩＣが複数具備され得る。例えば、前記内部通信ユニット１２０は、バッテリーパック内に含まれたスレーブ ＢＭＳ２００の個数だけＲＦＩＣを備え、各スレーブＢＭＳ２００に別のＲＦＩＣが担当するようにすることができる。
前記制御ユニット１３０は、外部通信ユニット１１０及び内部通信ユニット１２０から受信されたデータを処理する動作を行う。
即ち、外部通信ユニット１１０が外部装置Ｏから命令または情報を受信すれば、受信された情報は、制御ユニット１３０へ伝達され、前記制御ユニット１３０は、受信された情報に基づいて必要な動作を行うことが可能である。例えば、前記制御ユニット１３０は、外部装置Ｏからウェイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）信号を受信し、マスターＢＭＳ１００をスリープモードからウェイクアップモードに切り換え得る。
また、内部通信ユニット１２０がスレーブＢＭＳ２００からバッテリーモジュール１０の状態情報を受信すれば、前記制御ユニット１３０は、受信された情報に基づいて必要な動作を行う。例えば、前記制御ユニット１３０は、全てのスレーブＢＭＳ２００から各バッテリーモジュール１０の電圧情報や温度情報を受信し、受信された情報に基づいて特定バッテリーモジュール１０の充放電動作または全体バッテリーパックの充放電動作などを制御し得る。特に、前記制御ユニット１３０は、内部通信ユニット１２０を介して交換した情報に基づいて適切な処理動作を行い、スレーブＢＭＳ２００を管理できる。
前記制御ユニット１３０は、マスターＢＭＳ１００に備えられるＭＣＵによって具現できるが、必ずしも本発明がこのような実施例に限定されることではない。前記制御ユニット１３０は、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、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、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、前記制御ロジッグがソフトウェアとして具現されるとき、前記制御ユニット１３０は、プログラムモジュールの集合により具現できる。この際、プログラムモジュールは、メモリに保存され、プロセッサによって実行可能である。前記メモリは、プロセッサの内部または外部に存在し得、よく知られている多様な手段でプロセッサと連結され得る。また、前記メモリは、デバイスの種類を問わず情報が保存されるデバイスを総称し、特定のメモリデバイスを指称することではない。前記制御ユニット１３０の多様な制御ロジッグは、少なくとも一つ以上が組み合わせられ、 組み合わせられた制御ロジッグはコンピューターが判読可能なコード体系で作成され、コンピューターが判読可能な記録媒体に収録され得る。前記記録媒体は、コンピューターに含まれたプロセッサによってアクセス可能なものであれば、その種類は特に制限されない。一例として、前記記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスター、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気デープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群より選択された少なくとも一つ以上を含む。また、前記コード体系は、ネットワークで連結されたコンピューターに分散して保存し実行され得る。また、前記組み合わせられた制御ロジッグを具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論できる。
前記マスターＢＭＳ１００は、バッテリーパックではなくバッテリーパックの外部から駆動に必要な電源の供給を受けることができる。このために、前記マスターＢＭＳ１００は、図２に示したように、電源ユニット１４０をさらに備え得る。
前記電源ユニット１４０は、バッテリーパックの外部装置Ｏから電源の供給を受けることができる。そして、前記電源ユニット１４０は、外部装置Ｏから供給された電源をマスターＢＭＳ１００の幾つかの構成要素へ供給できる。例えば、前記電源ユニット１４０は、外部装置Ｏから供給された電源を用いて、外部通信ユニット１１０、内部通信ユニット１２０及び制御ユニット１３０の各々へ必要な電源を供給し得る。
この際、マスターＢＭＳ１００の各構成要素に供給される電圧の大きさと外部装置Ｏから供給された電圧の大きさとは相違し得るため、前記電源ユニット１４０は、外部装置Ｏから供給された電圧の大きさを、マスターＢＭＳ１００の各構成要素に適した電圧の大きさに変圧できる。例えば、前記電源ユニット１４０は、外部装置Ｏから供給された電源に対して３．３Ｖに変換して各構成要素に供給し得る。
一方、バッテリーパックには、図１に示したように、大電流経路、即ち、充放電経路Ｃ上にリレー２０を含み得る。そして、このようなリレー２０によって、バッテリーパックの充放電経路Ｃが遮断されることが可能である。前記マスターＢＭＳ１００は、このようなリレー２０を制御することで、バッテリーパックの大電流経路をオンオフすることができる。このために、前記マスター ＢＭＳ１００は、図２に示したように、リレー駆動ユニット１５０をさらに備え得る。
前記リレー駆動ユニット１５０は、バッテリーパックの充放電経路Ｃ上に備えられたリレー２０をターンオンまたはターンオフできる。この際、前記リレー駆動ユニット１５０は、このようなリレー２０のオンオフ動作に対し、制御ユニット１３０から命令を受信し得る。即ち、制御ユニット１３０がリレー２０のターンオフを命令すれば、前記リレー駆動ユニット１５０は、このような命令に応じて、リレー２０をターンオフさせることができる。
前記スレーブＢＭＳ２００は、バッテリーパックの内部に備えられ得る。特に、バッテリーパック内に複数のバッテリーモジュール１０が含まれた場合、前記スレーブＢＭＳ２００もバッテリーパック内に複数個が含まれ得る。この場合、各々のバッテリーモジュール１０ごとに担当スレーブＢＭＳ２００が別に備えられ得る。
前記スレーブＢＭＳ２００は、バッテリーモジュール１０に接続し、該当バッテリーモジュール１０を制御し得る。このようなスレーブＢＭＳ２００の制御機能には、バッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセル、即ち、二次電池の充放電制御、平滑化制御、スイチング、電気的特性値の測定及びモニタリング、エラー表示、オンオフ制御などのようなものなどが含まれ得る。また、前記スレーブＢＭＳ２００は、この外にも本発明の出願時点における公知の多様な電気電子的制御機能を行うことができる。
図３は、本発明の実施例によるスレーブＢＭＳ２００の機能的構成を概略的に示すブロック図である。
図３を参照すれば、前記スレーブＢＭＳ２００は、電源モジュール２１０、状態測定モジュール２２０、無線通信モジュール２３０及び制御モジュール２４０を備え得る。
前記電源モジュール２１０は、バッテリーモジュール１０から電源の供給を受け得る。即ち、前記電源モジュール２１０は、該当のスレーブＢＭＳ２００が装着されて担当しているバッテリーモジュール１０から電源の供給を受け得る。そして、電源モジュール２１０は、このようにバッテリーモジュール１０から供給された電力をスレーブＢＭＳ２００の各構成要素、例えば、制御モジュール２４０及び無線通信モジュール２３０などへ伝達し得る。したがって、制御モジュール２４０及び無線通信モジュール２３０は、このように電源モジュール２１０から伝達された電力を用いて駆動できる。
図４は、本発明の一実施例による電源モジュール２１０の詳細構成を概略的に示す図である。
図４を参照すれば、前記電源モジュール２１０は、電源部２１１及びスイチング部２１２を備え得る。
前記電源部２１１は、バッテリーモジュール１０から電源の供給を受け、供給された電源を適切な電圧に変換できる。特に、バッテリーモジュール１０から供給された電力は電圧の大きさが大きいため、スレーブＢＭＳ２００の各構成要素、例えば、無線通信モジュール２３０や制御モジュール２４０に適切な電圧の大きさに変換できる。例えば、前記電源部２１１は、バッテリーモジュール１０から供給された電力に対して３．３Ｖに出力して無線通信モジュール２３０及び制御モジュール２４０に供給し得る。このような電源部２１１としては、レギュレーターのように本発明の出願時点における公知の多様な電圧変換装置を用い得る。
前記スイチング部２１２は、電源部２１１と制御モジュール２４０との間に介され、電源部２１１によって供給された電圧を制御モジュール２４０に供給する経路をオンオフできる。特に、前記スイチング部２１２は、図示したように、無線通信モジュール２３０のオンオフ制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ得る。例えば、無線通信モジュール２３０からターンオン信号が伝送されれば、前記スイチング部２１２がターンオンされ、電源部２１１から制御モジュール２４０へ３．３Ｖの駆動電源が供給され得る。そして、これによって制御モジュール２４０は、正常に動作できる。このようなスイチング部２１２は、本願出願時点における公知のスイチング素子、例えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のような多様なスイッチによって具現され得る。
前記状態測定モジュール２２０は、バッテリーモジュール１０の状態情報、特に、バッテリーモジュール１０の電圧及び温度のうち少なくとも一つ以上を含む状態の情報を測定できる。そして、状態測定モジュール２２０は、そのような測定結果を制御モジュール２４０へ伝送するか、そのような測定結果に基づいて適切な処理動作を行うことができる。
図５は、本発明の一実施例による状態測定モジュール２２０の詳細構成を概略的に示す図である。
図５を参照すれば、前記状態測定モジュール２２０は、電圧測定部２２１、均等化部２２２及び温度測定部２２３を含み得る。
前記電圧測定部２２１は、バッテリーモジュール１０の電圧を測定できる。特に、前記電圧測定部２２１は、バッテリーモジュール１０の全体電圧を測定することもでき、バッテリーモジュール１０に備えられた各バッテリーセル、即ち、各二次電池の両端の電圧を測定することもできる。ここで、前記電圧測定部２２１は、バッテリーセルやバッテリーモジュールの両端の電圧を測定する電圧センサー、またはバッテリーセルやバッテリーモジュールを流れる電流を測定する電流センサーを備えて具現され得る。
前記電圧測定部２２１は、測定した電圧をデジタル値に変換できる。そして、電圧測定部２２１は、このようにデジタル変換された電圧値を、制御モジュール２４０に伝送できる。または、前記電圧測定部２２１は、測定した電圧をメモリなどに保存し得る。
前記均等化部２２２は、バッテリーモジュール１０に備えられた各二次電池の電圧に差がある場合、このような二次電池の電圧を均等化する動作を行うことができる。このために、前記均等化部２２２は、各二次電池の両端に電流経路が形成され、このような電流経路にスイチング素子を備えるように構成され得る。そして、前記均等化部２２２は、このようなスイチング素子を制御することで各二次電池の電圧を低めるか高めることで、複数の二次電池の電圧バランシングを行うことができる。
また、前記均等化部２２２は、抵抗素子を備え得る。この場合、均等化部２２２は、特定の二次電池とこのような抵抗素子とを連結することで、抵抗素子によって特定の二次電池の電力が消耗され、該当二次電池の電圧を低めるバランシング動作を行い得る。または、前記均等化部２２２は、スイチング部２１２の制御によって特定の二次電池の電力が他の二次電池に供給されるようにするか、またはバッテリーモジュール１０全体に電力が供給されるようにすることができる。
前記温度測定部２２３は、バッテリーモジュール１０の温度を測定することができる。例えば、前記温度測定部２２３は、バッテリーモジュール１０の外部温度及び／または内部温度を測定し得る。また、前記温度測定部２２３は、バッテリーモジュール１０の内部においても、複数箇所の温度を測定することで、バッテリーモジュール１０の温度を部分別により詳細に把握することができる。一方、前記温度測定部２２３は、このように測定されたバッテリーモジュール１０の温度情報を、制御モジュール２４０へ伝送し得る。このような温度測定部２２３は、本願出願時点における公知の温度センサーを備えて具現され得る。また、温度測定部２２３によって測定された温度は、メモリなどに保存され得る。
前記無線通信モジュール２３０は、バッテリーパック内に備えられたマスターＢＭＳ１００と通信できる。特に、前記無線通信モジュール２３０は、マスターＢＭＳ１００と無線で信号を交換できる。このために、前記無線通信モジュール２３０は、ＲＦＳｏＣ（ＲＦ Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）を備え得る。この場合、ＲＦＳｏＣは、内部の無線リンクを介してマスターＢＭＳ１００、例えば、マスターＢＭＳ１００のＲＦＩＣと接続して通信を行い得る。
また、前記無線通信モジュール２３０は、アンテナ及び増幅器を備え得る。例えば、前記無線通信モジュール２３０は、マスターＢＭＳ１００のＲＦＩＣから無線伝送された信号をアンテナ及び増幅器によって受信し得る。また、前記無線通信モジュール２３０は、制御モジュール２４０から伝送された情報をアンテナ及び増幅器によってマスターＢＭＳ１００のＲＦＩＣに送信し得る。
一方、前記無線通信モジュール２３０は、電源モジュール２１０の電源部２１１から駆動に必要な電力の供給を受け得る。また、前記無線通信モジュール２３０は、電源モジュール２１０のスイチング部２１２に対してオンオフを制御することで、電源部２１１から制御モジュール２４０へ供給される電源をオンオフできる。
前記制御モジュール２４０は、スレーブＢＭＳ２００に備えられた幾つかの構成要素から各種情報を受信し、これを処理して各構成要素に必要な命令を伝送できる。
例えば、前記制御モジュール２４０は、状態測定モジュール２２０の電圧測定部２２１から各二次電池の電圧状態情報を受信し、二次電池間の電圧差がどのぐらいであるかを確認し得る。そして、制御モジュール２４０は、所定の二次電池の電圧が、他の二次電池と差があると判断する場合、状態測定モジュール２２０の均等化部２２２へ均等化動作の命令を伝送し得る。そうすれば、均等化部２２２は、このような制御モジュール２４０の命令を受信し、バッテリーモジュール１０の均等化動作、即ち、バランシング動作を行い得る。
他の例で、前記制御モジュール２４０は、状態測定モジュール２２０の温度測定部２２３からバッテリーモジュール１０の温度情報を受信し、非正常的な状況であるか否かを判断し得る。そして、温度が過度に高いと判断されれば、前記制御モジュール２４０は、このような情報を、無線通信モジュール２３０を介してマスターＢＭＳ１００へ伝送することで、マスターＢＭＳ１００が適切な制御動作、例えば、リレー２０のターンオフ動作を行うようにすることができる。
また、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０を介してマスターＢＭＳ１００からバッテリーモジュール１０に対する制御命令を受信し、このような制御命令に応じて適切な処理動作を行い得る。例えば、前記制御モジュール２４０は、マスターＢＭＳ１００の命令に応じて、状態測定モジュール２２０が該当バッテリーモジュール１０の電圧情報や温度情報を把握するようにすることができる。
一般的に、スレーブＢＭＳ２００にもＭＣＵが備えられ得、前記制御モジュール２４０は、このようなスレーブＢＭＳ２００のＭＣＵによってその機能が行われるように構成され得るが、本発明が必ずしもこのような実施例に限定されることではない。即ち、本発明において、制御モジュール２４０は、従来のスレーブＢＭＳ２００のＭＣＵではなく、スレーブＢＭＳ２００に別に装着された装置によって具現され得る。
前記制御モジュール２４０は、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、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、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、前記制御ロジッグがソフトウェアとして具現されるとき、前記制御モジュール２４０は、プログラムモジュールの集合により具現できる。この際、プログラムモジュールは、メモリに保存され、プロセッサによって実行可能である。前記メモリは、プロセッサの内部または外部に存在し得、よく知られている多様なコンピューター部品でプロセッサと連結され得る。また、前記メモリは、デバイスの種類を問わず情報が保存されるデバイスを総称し、特定のメモリデバイスを指称することではない。前記制御モジュール２４０の多様な制御ロジッグは、少なくとも一つ以上が組み合わせられ、 組み合わせられた制御ロジッグはコンピューターが判読可能なコード体系で作成され、コンピューターが判読可能な記録媒体に収録され得る。前記記録媒体は、コンピューターに含まれたプロセッサによってアクセス可能なものであれば、その種類は特に制限されない。一例として、前記記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスター、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気デープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群より選択された少なくとも一つ以上を含む。また、前記コード体系は、ネットワークで連結されたコンピューターに分散して保存し実行され得る。また、前記組み合わせられた制御ロジッグを具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論できる。
特に、本発明によるバッテリーパック管理装置において、前記無線通信モジュール２３０は、ターンオン及びターンオフが反復的に行われ得る。即ち、前記無線通信モジュール２３０は、少なくとも一部の状況または一部の時間においては、常にターンオンされておらず、ターンオン区間とターンオフ区間とに区分して維持され得る。
例えば、前記無線通信モジュール２３０は、第１時間区間ではターンオンされ、第２時間区間ではターンオフ状態に維持され得る。そして、第２時間区間が完了すれば、無線通信モジュール２３０は、再度、第１時間区間に進入してターンオンされ得る。
このような構成において、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０のオンオフ時間を制御できる。即ち、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０がいつターンオンまたはターンオフされるべきであるかなどについて、無線通信モジュール２３０を制御できる。また、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０のターンオン時間やターンオフ時間が、どのぐらいの時間だけが維持されるべきであるかについて、無線通信モジュール２３０を制御することができる。
本発明のこのような構成によれば、無線通信モジュール２３０が常にターンオンされておらず、所定時間の間にターンオフされるようにすることで、無線通信モジュール２３０による電力消耗を減らすことができる。前記無線通信モジュール２３０は、電源モジュール２１０から駆動電源の供給を受け、このような駆動電源は結局、バッテリーモジュール１０から供給されたものであるので、前記構成によれば、バッテリーモジュール１０の電力消耗を減らすといえる。したがって、バッテリーモジュール１０の電力消耗によって車両の始動がかからないか、車両の運行距離が短縮することを最小化することができる。
特に、前記無線通信モジュール２３０は、車両の始動が消えた状態でターンオン状態及びターンオフ状態が交互に繰り返されるようにすることができる。例えば、車両の始動がかかっているときには、前記無線通信モジュール２３０は、ターンオン状態が持続的に維持され得る。しかし、車両の始動が消えれば、前記無線通信モジュール２３０は、ターンオン状態とターンオフ状態とが交互に繰り返されるようにすることができる。本発明のこのような構成によれば、車両が運行中であるときには、無線通信モジュール２３０が常にターンオンされており、スレーブＢＭＳ２００の信号受信が迅速に行われ得る。そして、車両の始動が消えている間には、無線通信モジュール２３０のターンオン状態の維持のための電力消耗が減るようにすることで、バッテリーモジュール１０が放電する問題を予防することができる。
望ましくは、前記無線通信モジュール２３０は、決められた周期ごとにターンオンまたはターンオフされ得る。即ち、前記無線通信モジュール２３０は、周期的にターンオン及びターンオフされ得る。例えば、前記無線通信モジュール２３０は、１１０ｍｓごとにターンオンまたはターンオフされ得る。
ここで、前記無線通信モジュール２３０は、所定時間の間、ターンオン及びターンオフ状態を維持し得る。例えば、前記無線通信モジュール２３０は、ターンオンされた場合、１０ｍｓの時間の間ターンオン状態を維持し、１０ｍｓの時間が経過すれば、ターンオフされ得る。そして、前記無線通信モジュール２３０は、このようなターンオフ状態を１００ｍｓの時間の間に維持し、ターンオフされてから１００ｍｓの時間が経過すれば、再度ターンオンされ得る。この場合、前記無線通信モジュール２３０は、１０ｍｓの時間の間ターンオン状態に維持され、１００ｍｓの時間の間ターンオフ状態に維持され、ターンオン及びターンオフの周期は１１０ｍｓであるといえる。
そして、このような無線通信モジュール２３０のターンオン及びターンオフ周期は、制御モジュール２４０によって制御及び変更され得る。
特に、前記制御モジュール２４０は、車両が運行中でないとき、無線通信モジュール２３０のターンオン及びターンオフ周期を変更できる。車両が運行中であるとき、言い換えれば、車両の始動がかかっているときは、スレーブＢＭＳ２００の無線通信モジュール２３０が継続的にターンオンされており、マスターＢＭＳ１００とデータを迅速に交換した方がよい。しかし、車両が運行中ではないとき、言い換えれば、車両の始動が消えているときには、スレーブＢＭＳ２００の無線通信モジュール２３０が、一部の時間の間ターンオフされるようにすることで、無線通信モジュール２３０の待機による無駄な電力消耗を減らすことができる。
望ましくは、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車状態に関わって無線通信モジュール２３０のオンオフを制御できる。
特に、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間に応じて無線通信モジュール２３０のオンオフ時間を制御することができる。ここで、駐車とは、車両の始動が消えた状態を意味する。即ち、前記制御モジュール２４０は、車両の始動が消えた状態でどのぐらいの時間が経過したかによって無線通信モジュール２３０のオンオフ時間を制御することができる。
この際、車両の駐車時間は、制御モジュール２４０が直接測定してもよく、バッテリーパック外部の他の装置、例えば、ＥＣＵなどから駐車時間に関わる情報を制御モジュール２４０が受信してもよい。制御モジュール２４０が、車両の駐車時間を測定する場合にも、制御モジュール２４０はＥＣＵのような外部装置Ｏから車両の始動が消えたというなどの情報を受信し、これに基づいて車両の駐車時間を測定することも可能である。
前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間を二つ以上の区間に分け、各区間に応じて無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を変えることができる。例えば、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間を２４時間未満と２４時間以上との区間に分け、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を相違に設定し得る。
より望ましくは、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間が長くなるほど無線通信モジュール２３０のオフ時間を増加させ得る。即ち、前記制御モジュール２４０は、駐車時間が所定の基準時間を越えれば、無線通信モジュール２３０のオフ時間を増やすように無線通信モジュール２３０を制御できる。
例えば、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間が２４時間未満であるときには、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を１００ｍｓにし得る。この場合、無線通信モジュール２３０は、一度ターンオフされれば、１００ｍｓの時間の間ターンオフ状態が維持される。一方、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間が２４時間を越えれば、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を３００ｍｓに変更し得る。この場合、無線通信モジュール２３０は、一度ターンオフされれば、３００ｍｓの時間の間ターンオフ状態が維持される。このような構成では、駐車時間が増加するにつれ、無線通信モジュール２３０のターンオフ区間の長さが増大するといえる。
本発明のこのような構成によれば、車両の駐車時間に応じて無線通信モジュール２３０のターンオフ区間を適応的に変化させることができる。即ち、駐車時間が短いときには待機電力によってバッテリーモジュール１０の二次電池が放電する可能性が低いため、ターンオフ区間を短くする余裕がある。この場合、バッテリーモジュール１０の使用者、例えば、車両の運転者は、バッテリーモジュール１０が迅速にウェイクアップされることを感じることができる。しかし、駐車時間が長くなるほど累積した待機電力によってバッテリーが放電する可能性が高くなり、前記実施例のように駐車時間の増加につれてターンオフ区間を増加させれば、待機電力が減少できる。そのため、この場合、運転者が出張や旅行などによって車両を長期間使用しなくても、待機電力が過度に消費されることを防止し、バッテリーの放電などを予防することができる。また、車両を長期間使用しない場合はたまにあり得る事であり、この場合には、車両をよく使用する場合に比べてバッテリーのウェイクアップが多少遅れても、運転者が理解する可能性が高いといえる。
一方、前記実施例では、一つの基準時間に基づいて無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が変更される状況を説明したが、本発明が必ずしもこのような実施例に限定されることではない。即ち、前記制御モジュール２４０は、駐車時間に関わって二つ以上の基準時間に基づき、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を段階的に変更できる。この場合、前記制御モジュール２４０は、駐車時間を三つ以上の時間区間に分け、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を各々別に設定し得る。
例えば、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間に関わり、第１基準時間として１０時間、そして第２基準時間として２０時間を設定し得る。そして、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を第１オフ時間として１００ｍｓ、第２オフ時間として２００ｍｓ、第３オフ時間として３００ｍｓに分けて設定し得る。この場合、車両の駐車時間が１０時間未満（第１時間区間）であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が１００ｍｓに設定され得る。そして、車両の駐車時間が１０時間以上２０時間未満（第２時間区間）であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が２００ｍｓに設定され得る。次に、車両の駐車時間が２０時間以上（第３時間区間）であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が３００ｍｓに設定され得る。
また望ましくは、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の電圧によって無線通信モジュール２３０のオンオフ時間を制御し得る。
即ち、スレーブＢＭＳ２００の状態測定モジュール２２０は、バッテリーモジュール１０の電圧を測定でき、このように測定された電圧情報は、同一のスレーブＢＭＳ２００に備えられた制御モジュール２４０に伝送され得る。そうすれば、制御モジュール２４０は、このように伝送されたバッテリーモジュール１０の電圧測定結果に応じて無線通信モジュール２３０のターンオン時間及び／またはターンオフ時間を設定し得る。
さらに、制御モジュール２４０は、車両の始動が消えた状態で、バッテリーモジュール１０の電圧測定情報に基づいて無線通信モジュール２３０のターンオン時間及び／またはターンオフ時間を制御できる。スレーブＢＭＳ２００は、バッテリーモジュール１０がスリープモードの場合にも周期的にウェイクアップされ得、このようにウェイクアップされた状態で状態測定モジュール２２０は、バッテリーモジュール１０の電圧を測定し得る。
特に、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の電圧が低くなるほど無線通信モジュール２３０のオフ時間を増加させることができる。即ち、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の電圧が所定の基準電圧よりも低くなれば、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を増やすように無線通信モジュール２３０を制御できる。
例えば、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の電圧が２０Ｖ以上であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を１００ｍｓにし得る。一方、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の電圧が２０Ｖ未満であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を２００ｍｓに増加させ得る。
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュール１０の電圧に応じて無線通信モジュール２３０のターンオフ区間を適応的に変化させることができる。即ち、バッテリーモジュール１０の電圧が一定水準以下である場合は、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を増加させることで、無線通信モジュール２３０によるバッテリーモジュール１０の電力消耗を減らすことができる。特に、このような構成の場合、無線通信モジュール２３０によってバッテリーモジュール１０が放電され、バッテリーパックの使用が不可能になることを予防することができる。
さらに、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の電圧を ３段階以上の電圧区間に分け、分けられた電圧区間によってターンオフ維持時間を相違に設定できる。即ち、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の電圧に応じて無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を３段階以上に区分できる。
例えば、前記制御モジュール２４０は、第１基準電圧を２０Ｖ、第２基準電圧を１５Ｖに設定し得る。この場合、バッテリーモジュール１０の電圧区間は、第１電圧区間として２０Ｖ以上、第２電圧区間として１５Ｖ以上２０Ｖ未満、及び第３電圧区間として１５Ｖ未満の３つの区間に分けられ得る。そして、前記制御モジュール２４０は、第１電圧区間では、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を１００ｍｓに維持し得る。次に、前記制御モジュール２４０は、第２電圧区間では無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を２００ｍｓに維持し得る。そして、前記制御モジュール２４０は、第３電圧区間では無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を３００ｍｓに維持し得る。即ち、前記制御モジュール２４０は、全体電圧区間で、第３電圧区間の場合、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が相対的に最大になるようにし得る。
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュール１０の電圧に応じて無線通信モジュール２３０のターンオフ時間がより細密に調整され、バッテリーモジュール１０のウェイクアップ時間と待機電力消耗の問題に適応的に対処することができる。特に、バッテリーモジュール１０の電圧が放電限界点の辺りに低下すれば、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を極大化してバッテリーモジュール１０のセルが完全放電することを防止することができる。
また望ましくは、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の温度に応じて無線通信モジュール２３０のオンオフ時間を制御できる。
即ち、スレーブＢＭＳ２００の状態測定モジュール２２０は、バッテリーモジュール１０の温度を測定でき、このように測定された温度情報は制御モジュール２４０へ伝送できる。そうすれば、制御モジュール２４０は、このように伝送されたバッテリーモジュール１０の温度情報に基づいて無線通信モジュール２３０のターンオン時間及び／またはターンオフ時間を設定できる。
特に、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の温度が低くなるほど、前記無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を増加させることができる。即ち、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の温度が所定の基準温度よりも低くなれば、無線通信モジュール２３０のオフ時間を増やすように無線通信モジュール２３０を制御することができる。
例えば、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の温度が０℃以上であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を１００ｍｓにし得る。しかし、測定されたバッテリーモジュール１０の温度が０℃未満であるときは、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を２００ｍｓに増加させ得る。
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュール１０の温度が低い状況でバッテリーモジュール１０が速く放電することを防止することができる。即ち、バッテリーモジュール１０の温度が低いときは、バッテリーモジュール１０に備えられた各二次電池の性能がまともに発揮されず、出力電圧が低くなるか、より速く放電し得る。しかし、前記実施例によれば、低い温度でバッテリーモジュール１０の待機電力の消耗を減らすことで、冬季などのような低温状況でバッテリーモジュール１０の低電力によって車両の始動がかからないか、運行距離が低下するなどの問題を減らすことができる。
また、このようにバッテリーモジュール１０の温度に応じて無線通信モジュール２３０のオフ時間を変更する実施例においても、ターンオフ時間を３段階以上に設定可能である。例えば、前記制御モジュール２４０は、バッテリーモジュール１０の温度を３段階以上の温度区間に分け、それによって無線通信モジュール２３０のターンオフ時間も３段階以上の区間になるように設定し得る。この場合、バッテリーモジュール１０の温度によるより細密な無線通信モジュール２３０のオフ時間の調節が可能となる。
一方、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の温度が基準温度以上である場合、無線通信モジュール２３０のオフ時間を減少させることができる。
例えば、前記制御モジュール２４０は、測定されたバッテリーモジュール１０の温度が０℃から７０℃までの温度区間では、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を１００ｍｓに維持し、バッテリーモジュール１０の温度が７０℃以上であるときは、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を１００ｍｓから５０ｍｓに減少させ得る。
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュール１０の非常状況をより迅速に感知することができる。例えば、バッテリーモジュール１０や車両の異常によるバッテリーモジュール１０または車両における発熱や火事の発生時、バッテリーモジュール１０の温度が増加し得るが、この場合、無線通信モジュール２３０はターンオフ時間が減少するため、スレーブＢＭＳ２００のより迅速なウェイクアップまたは機能遂行、情報伝達などを可能にする。
また望ましくは、前記制御モジュール２４０は、車両の走行時間パターンに応じて無線通信モジュール２３０のオンオフ時間を制御し得る。ここで、車両の走行時間パターンとは、車両が走行される時間帯をパターン化した情報といえる。さらに、車両の走行時間パターンは、該当の車両がどの時間帯に主に運行が始まるかについてのパターン情報であり得る。
特に、前記制御モジュール２４０は、車両の走行時間パターンを分析できる。さらに、前記制御モジュール２４０は、車両の走行開始頻度数が最も多い（高い）時間帯（走行開始時間帯）を設定できる。例えば、前記制御モジュール２４０は、バッテリーパックの外部装置Ｏから車両の始動がかかったという情報を受信し得る。そうすれば、前記制御モジュール２４０は、このような情報が受信された時刻に基づき、車両の走行開始がいつ行われたかについての時間情報をメモリなどに保存し得る。そして、前記制御モジュール２４０は、このような車両の走行開始時間をデータベース化し得る。そして、前記制御モジュール２４０は、車両走行開始が最も多い時間帯を分析し、これを走行開始頻度数が最も多い時間帯（走行開始時間帯）に設定し得る。また、前記制御モジュール２４０は、このように設定された時間帯に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を減少させ得る。
この際、前記制御モジュール２４０は、一日（２４時間）を基準にして時間帯を区分し得る。より具体的に、前記制御モジュール２４０は、０時〜２４時までの時間を多数の時間区間に分け、該当の車両が、分けられた多数の時間区間のうちどの時間帯に主に始動がかかるかを把握し得る。そして、前記制御モジュール２４０は、最も多い始動がかかる時間として把握された時間帯のある一地点、例えば、該当の時間帯の開始点で無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を減少させ得る。
例えば、前記制御モジュール２４０は、一日の時間を２時間ずつ１２個の時間区間に分け得る。そして、もし該当の車両に対して主に運行が始まる時点、即ち、主に始動のかかる時間帯が午前５時〜午前７時の時間帯として把握されれば、前記制御モジュール２４０は、このような時間帯に進入する時間、即ち、午前５時に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が減るようにし得る。より具体的に、前記制御モジュール２４０は、車両の運行が終了した時点から午前５時前までは無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を３００ｍｓとなるようにし、午前５時からは無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が１００ｍｓとなるように変更し得る。
本発明のこのような構成によれば、車両の運行パターンに応じて無線通信モジュール２３０のオンオフ周期が決定されるので、車両運転者の運転パターンまたは生活パターンに最適化した無線通信モジュール２３０のオンオフ制御が可能である。即ち、運転者が通常的に運転しないと予測される時点では、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を増やしてバッテリーモジュール１０の待機電力の消耗を最小化し、運転者が運転を始めると予測される時点では、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を減らし、駐車中である車両のバッテリーモジュール１０が迅速にウェイクアップされるようにすることができる。
また、前記のように車両の走行時間パターンに応じてターンオフ時間を制御する構成においても、前記制御モジュール２４０は、ターンオフ時間を三つ以上の段階に差等的に分けて制御できる。例えば、前記制御モジュール２４０は、午前３時前までは無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を２００ｍｓに維持し、午前４時から午前５時までの時間区間では、無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を１５０ｍｓに減少させ得る。さらに、前記制御モジュール２４０は、午前５時から午後６時までの時間区間では無線通信モジュール２３０のターンオフ維持時間を１００ｍｓにさらに減少させ得る。
本発明のこのような構成によれば、車両の走行開始時間をより精密に考慮して、バッテリーモジュール１０の待機電力消耗及びウェイクアップの迅速化がより効率的になされるようにすることができる。
一方、前記のような構成において、車両の走行時間パターンを考慮して無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を減少させた状態で一定時間が経過した後には、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が再度増加するようにすることができる。即ち、車両の始動が最も多くかかる時間帯が経たにも関わらず車両の始動がかからない時には、制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を再度増加させることができる。例えば、前記制御モジュール２４０は、時間が午前５時〜７時区間に進入したにも関わらず始動がかからないと把握された場合、該当時間帯の終了時点、即ち、午前７時になる時点に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が１００ｍｓから再度３００ｍｓになるように変更し得る。この場合、所定の時間が経過した後には、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が再度元の状態へ復帰するといえる。このような実施例によれば、車両が毎日運行されない状況を考慮し得る。
また、このような構成において、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間は、一度に元の状態に復帰せず、順次復帰することもできる。即ち、車両の始動が最も多くかかる時間帯に進入したにも関わらず車両の始動がかからない場合、前記制御モジュール２４０は、第１時間経過後に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を一次的に増加させ、第１時間よりも長い第２時間経過後に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を二次的に増加させ得る。例えば、前記制御モジュール２４０は、午前５時に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を３００ｍｓから１００ｍｓに減らしたが、車両の始動がかからないと把握された場合、午前６時に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を １００ｍｓから２００ｍｓに増加させ得る。それからも続いて車両の始動がかからないと把握された場合、前記制御モジュール２４０は、午前７時に無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を２００ｍｓから３００ｍｓに増加させ得る。
一方、前記幾つかの実施例においては、前記制御モジュール２４０が各状況に応じて無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を増加または減少させることを中心に説明したが、前記制御モジュール２４０は、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間の代わりにターンオン時間を変更することも可能である。例えば、前記制御モジュール２４０は、車両の運行開始頻度が最も高い時間区間で、無線通信モジュール２３０のターンオン時間を増加させ得る。より具体的に、車両の運行が主に午前５時〜午前６時の間に行われると分析された場合、前記制御モジュール２４０は、午前５時前には無線通信モジュール２３０のターンオン時間を１０ｍｓに維持し、午前５時になった時点からは無線通信モジュール２３０のターンオン時間を２０ｍｓに増加させ得る。この場合、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間ではなくターンオン時間のみが増加することから、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間が相対的に減少するといえる。
また、前記制御モジュール２４０は、前記のような多様な状況で、無線通信モジュール２３０のターンオン時間とターンオフ時間とを共に変更できる。例えば、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間が増加するにつれ、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を増加させ、それと共に無線通信モジュール２３０のターンオン時間を減少させ得る。より具体的に、前記制御モジュール２４０は、車両の駐車時間が基準時間を越える場合、無線通信モジュール２３０のターンオフ時間を１００ｍｓから２００ｍｓに増やす一方、無線通信モジュール２３０のターンオン時間を１０ｍｓから５ｍｓに減らし得る。
一方、前記スレーブＢＭＳ２００の制御モジュール２４０は、マスターＢＭＳ１００へのデータ伝送時、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）コードをデータフレームに追加してパッケージを構成し得る。この場合、マスターＢＭＳ１００の制御ユニット１３０は、制御モジュール２４０から伝送されたパッケージのデータＣＲＣを検査することで、スレーブＢＭＳ２００の無線通信モジュール２３０やマスターＢＭＳ１００の内部通信ユニット１２０でデータ誤謬が発生したかなどを検証することができる。
また、前記制御モジュール２４０は、該当のスレーブＢＭＳ２００の無線通信モジュール２３０へ特定信号を伝送できる。この場合、無線通信モジュール２３０は、制御モジュール２４０から指定された時間内に信号が来ない場合、制御モジュール２４０の動作に異常ができたと判断し得る。そうすれば、無線通信モジュール２３０は、電源モジュール２１０のスイチング部２１２をトグル（ｔｏｇｇｌｅ）することで制御モジュール２４０をリセットして制御モジュール２４０の正常復帰を試み得る。
本発明のこのような構成によれば、スレーブＢＭＳ２００やマスターＢＭＳ１００において、ＭＣＵのような制御部品やＲＦＩＤのような通信部品の状態をより効果的に診断し、バッテリーパック管理装置の機能安全性がより向上する。
本発明によるバッテリーパック管理装置は、バッテリーパック自体に適用可能である。したがって、本発明によるバッテリーパックは、上述のバッテリーパック管理装置を含み得る。
また、本発明によるバッテリーパック管理装置は、自動車に適用可能である。したがって、本発明による自動車は、上述のバッテリーパック管理装置を含み得る。この場合、バッテリーパック管理装置は、バッテリーパックの内部に備えられるか、またはバッテリーパックの外部、即ち、自動車そのものに備えられ得る。特に、本発明によるバッテリーパック管理装置は、自動車が運行中ではないとき、バッテリーモジュール１０の待機電力消耗が減少することで、自動車が運行されなくてはならない状況で始動がかからないか、運行距離が減少するなどの問題を最小化することができる。
以上のように、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。
一方、本明細書において、「電源モジュール」、「状態測定モジュール」、「無線通信モジュール」、「制御モジュール」などのように「モジュール」という用語が使われており、「外部通信ユニット」、「内部通信ユニット」、「制御ユニット」などのように「ユニット」という用語が使われているが、このような用語は、論理的な構成単位を示すことであって、必ず物理的に分離するか、物理的に分離しなければならない構成要素を示すことではない点は、当業者にとって自明である。
１０ バッテリーモジュール
２０ リレー
１００ マスターＢＭＳ
１１０ 外部通信ユニット
１２０ 内部通信ユニット
１３０ 制御ユニット
１４０ 電源ユニット
１５０ リレー駆動ユニット
２００ スレーブＢＭＳ
２１０ 電源モジュール
２１１ 電源部
２１２ スイチング部
２２０ 状態測定モジュール
２２１ 電圧測定部
２２２ 均等化部
２２３ 温度測定部
２３０ 無線通信モジュール
２４０ 制御モジュール
１０００ バッテリーパック管理装置
Ｐ バッテリーパック
Ｃ 充放電経路
Ｏ 外部装置

Claims (11)

  1. 複数の二次電池が備えられたバッテリーモジュールを一つ以上含み、車両に搭載されるバッテリーパックを管理する装置であって、
    前記バッテリーパックの外部装置と信号を送受信する外部通信ユニットと、前記バッテリーパックの内部に備えられた一つ以上のスレーブＢＭＳと無線通信信号を送受信する内部通信ユニットと、前記外部通信ユニット及び前記内部通信ユニットによって受信されたデータを処理する制御ユニットと、を備えるマスターＢＭＳと、
    前記バッテリーモジュールから電源の供給を受けて伝達する電源モジュールと、前記バッテリーモジュールの電圧及び温度の少なくとも一つ以上の状態情報を測定する状態測定モジュールと、前記マスターＢＭＳと無線通信信号を送受信する無線通信モジュールと、前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する制御モジュールと、を備えるスレーブＢＭＳと、
    を含み、
    前記制御モジュールが、前記車両の駐車時間に応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する、バッテリーパック管理装置。
  2. 前記無線通信モジュールが、決められた周期ごとにターンオンまたはターンオフされる、請求項１に記載のバッテリーパック管理装置。
  3. 前記制御モジュールが、前記車両の駐車時間が増加するにつれ、前記無線通信モジュールのターンオフ時間を増加させる、請求項１に記載のバッテリーパック管理装置。
  4. 複数の二次電池が備えられたバッテリーモジュールを一つ以上含み、車両に搭載されるバッテリーパックを管理する装置であって、
    前記バッテリーパックの外部装置と信号を送受信する外部通信ユニットと、前記バッテリーパックの内部に備えられた一つ以上のスレーブＢＭＳと無線通信信号を送受信する内部通信ユニットと、前記外部通信ユニット及び前記内部通信ユニットによって受信されたデータを処理する制御ユニットと、を備えるマスターＢＭＳと、
    前記バッテリーモジュールから電源の供給を受けて伝達する電源モジュールと、前記バッテリーモジュールの電圧及び温度の少なくとも一つ以上の状態情報を測定する状態測定モジュールと、前記マスターＢＭＳと無線通信信号を送受信する無線通信モジュールと、前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する制御モジュールと、を備えるスレーブＢＭＳと、
    を含み、
    前記制御モジュールが、前記状態測定モジュールによって測定された前記バッテリーモジュールの電圧に応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する、バッテリーパック管理装置。
  5. 前記制御モジュールが、測定されたバッテリーモジュールの電圧が低くなるにつれ、前記無線通信モジュールのターンオフ時間を増加させる、請求項４に記載のバッテリーパック管理装置。
  6. 複数の二次電池が備えられたバッテリーモジュールを一つ以上含み、車両に搭載されるバッテリーパックを管理する装置であって、
    前記バッテリーパックの外部装置と信号を送受信する外部通信ユニットと、前記バッテリーパックの内部に備えられた一つ以上のスレーブＢＭＳと無線通信信号を送受信する内部通信ユニットと、前記外部通信ユニット及び前記内部通信ユニットによって受信されたデータを処理する制御ユニットと、を備えるマスターＢＭＳと、
    前記バッテリーモジュールから電源の供給を受けて伝達する電源モジュールと、前記バッテリーモジュールの電圧及び温度の少なくとも一つ以上の状態情報を測定する状態測定モジュールと、前記マスターＢＭＳと無線通信信号を送受信する無線通信モジュールと、前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する制御モジュールと、を備えるスレーブＢＭＳと、
    を含み、
    前記制御モジュールが、前記状態測定モジュールによって測定された前記バッテリーモジュールの温度に応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する、バッテリーパック管理装置。
  7. 前記制御モジュールが、測定されたバッテリーモジュールの温度が低くなるにつれ、前記無線通信モジュールのターンオフ時間を増加させる、請求項６に記載のバッテリーパック管理装置。
  8. 複数の二次電池が備えられたバッテリーモジュールを一つ以上含み、車両に搭載されるバッテリーパックを管理する装置であって、
    前記バッテリーパックの外部装置と信号を送受信する外部通信ユニットと、前記バッテリーパックの内部に備えられた一つ以上のスレーブＢＭＳと無線通信信号を送受信する内部通信ユニットと、前記外部通信ユニット及び前記内部通信ユニットによって受信されたデータを処理する制御ユニットと、を備えるマスターＢＭＳと、
    前記バッテリーモジュールから電源の供給を受けて伝達する電源モジュールと、前記バッテリーモジュールの電圧及び温度の少なくとも一つ以上の状態情報を測定する状態測定モジュールと、前記マスターＢＭＳと無線通信信号を送受信する無線通信モジュールと、前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する制御モジュールと、を備えるスレーブＢＭＳと、
    を含み、
    前記制御モジュールが、前記車両の走行時間パターンに応じて前記無線通信モジュールのオンオフ時間を制御する、バッテリーパック管理装置。
  9. 前記制御モジュールが、前記車両の走行開始頻度数が最も多い時間帯を設定し、前記設定された時間帯で前記無線通信モジュールのターンオフ時間を減少させる、請求項８に記載のバッテリーパック管理装置。
  10. 請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック管理装置を含む、バッテリーパック。
  11. 請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック管理装置を含む、自動車。
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