JP7235220B2 - バッテリーコントローラ、無線バッテリー制御システム、バッテリーパック及びバッテリーバランシング方法 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーモジュールの制御及びバッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセルをバランシングする技術に関する。

本出願は、２０１９年５月７日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－００５３１７７号及び２０２０年５月４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００５３３５９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。

近年、ノートパソコン、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激に伸び、電気自動車、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て、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。

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列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。

電気車両などに適用されるバッテリーパックは、通常、互いに直列で接続された複数のバッテリーモジュール及び複数のバッテリーコントローラを含む。それぞれのバッテリーコントローラは、自らが管理するバッテリーモジュールの状態をモニタリング及び制御する。近年、大容量且つ高出力のバッテリーパックが求められていることから、バッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの個数も増加している。このようなバッテリーパックに含まれたそれぞれのバッテリーモジュールの状態を効率的に管理するため、シングルマスター－マルチスレーブ構造が提案されている。シングルマスター－マルチスレーブ構造は、複数のバッテリーモジュールに一対一で対応するように提供される複数のスレーブコントローラ、及び複数のスレーブコントローラを全般的に管制するマスターコントローラを含む。マスターコントローラが無線チャネルを通じて複数のスレーブコントローラと通信するように構成されることで、無線バッテリー制御システムが提供される。

各スレーブコントローラは、「バッテリーコントローラ」とも称し、一般に、自らに対応するバッテリーモジュールの両端電圧であるモジュール電圧を動作電源として用いる。しかし、複数のバッテリーセルが含まれたバッテリーモジュールのモジュール電圧（例えば、１２Ｖ）は、該当バッテリーモジュールに対応するスレーブコントローラの起動（活性化）に必要な電圧範囲（例えば、１．８～３．６Ｖ）の上限値を遥かに超える。したがって、モジュール電圧をスレーブコントローラの起動に必要な定格電圧に降下させるための電源回路（例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ）を各スレーブコントローラに設けなければならない（例えば、特許文献１）。
［先行技術文献］
［特許文献］
特許文献１ 特開２０１０－２８３９１８号公報

本発明は、バッテリーモジュールのモジュール電圧をバッテリーコントローラの起動に必要な定格電圧に変換する電源回路を追加しなくても、バッテリーモジュール内の特定のバッテリーセルから供給される電力によって起動することで、モジュール情報を無線伝送することができるバッテリーコントローラ、無線バッテリー制御システム及び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。

本発明の一態様によるバッテリーコントローラは、正極端子、負極端子及び正極端子と負極端子との間に電気的に直列で接続された複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールのためのものである。バッテリーコントローラは、複数のバッテリーセルそれぞれのセル電圧を示す電圧信号を生成するように構成される電圧測定部と、電圧測定部に動作可能に結合される制御モジュールと、を含む。制御モジュールは、複数のバッテリーセルのうち最下端セルの第１セル電圧を制御モジュールの動作電源として用いて起動するように構成される。制御モジュールは、制御モジュールの起動中、複数のバッテリーセルそれぞれのセル電圧を示すセンシングデータを無線伝送するように構成される。

制御モジュールは、最下端セルの正極端子に電気的に接続された電源入力端子と、最下端セルの負極端子に電気的に接続された基準端子と、を含む。

バッテリーコントローラは、最下端セルの正極端子と電源入力端子との間に電気的に接続される保護回路をさらに含み得る。保護回路は、電源入力端子と基準端子との間の電圧を所定の設定電圧以下に制限するように構成され得る。

保護回路は、最下端セルの正極端子に電気的に接続される第１端及び電源入力端子に電気的に接続される第２端を有するツェナーダイオードを含み得る。

バッテリーコントローラは、複数のバッテリーセルのうち最下端セルを除いた他のバッテリーセルの直列セル回路に電気的に並列で接続されるバランシング回路をさらに含み得る。

制御モジュールは、直列セル回路に含まれた少なくとも一つのバッテリーセルのセル電圧に基づいて基準セル電圧を決定するように構成され得る。制御モジュールは、基準セル電圧が第１セル電圧よりも大きい場合、バランシング回路にバランシング制御信号を出力するように構成され得る。バランシング回路は、バランシング制御信号に応えて直列セル回路のための放電経路を形成するように構成される。

バランシング回路は、放電抵抗と、放電抵抗に直列で接続された放電スイッチと、を含み得る。放電スイッチは、バランシング制御信号に応えてターンオンされる。

制御モジュールは、基準セル電圧から第１セル電圧を引いた電圧である基準電圧差に基づいて、バランシング制御信号のデューティ比を決定するように構成され得る。

制御モジュールは、下記の数式１を用いてデューティ比を決定するように構成され得る。

［数式１］
Ｄ_Ｂ＿Ｖ ＝ ΔＶ_１ × Ｃ_１

数式１において、Ｄ_Ｂ＿Ｖはデューティ比、ΔＶ_１は基準電圧差、Ｃ_１は所定のスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）である。

バッテリーコントローラは、最下端セルの正極端子から電源入力端子に流れる電流を示す電流信号を生成するように構成される電流センサをさらに含み得る。制御モジュールは、電流信号にさらに基づいて、バランシング制御信号のデューティ比を決定するように構成され得る。

制御モジュールは、電流信号に基づいて、所定の監視期間毎に、最下端セルの放電容量を決定するように構成され得る。制御モジュールは、下記の数式２を用いてデューティ比を決定するように構成され得る。

［数式２］
Ｄ_Ｂ＿ＶＩ ＝ （ΔＶ_１ × Ｃ_１） × Ｗ_１ ＋ （ΔＱ × Ｃ_２） × Ｗ_２

数式２において、Ｄ_Ｂ＿ＶＩはデューティ比、ΔＶ_１は基準電圧差、Ｃ_１は所定の第１スケールファクタ、ΔＱは放電容量、Ｃ_２は所定の第２スケールファクタ、Ｗ_１は所定の第１加重値、Ｗ_２は所定の第２加重値である。

本発明の他の態様による無線バッテリー制御システムは、バッテリーコントローラを含む。

本発明のさらに他の態様によるバッテリーパックは、無線バッテリー制御システムを含む。

本発明のさらに他の態様によるバッテリーモジュールの正極端子と負極端子との間に直列で接続された複数のバッテリーセルのためのバッテリーバランシング方法は、複数のバッテリーセルそれぞれのセル電圧を測定する段階と、複数のバッテリーセルのうち、バッテリーモジュールのためのバッテリーコントローラの動作電源として用いられる最下端セルを除いた他のバッテリーセルの直列セル回路に含まれた少なくとも一つのバッテリーセルのセル電圧に基づいて、基準セル電圧を決定する段階と、基準セル電圧が最下端セルの第１セル電圧よりも大きい場合、基準セル電圧から第１セル電圧を引いた電圧である基準電圧差に基づいて、第１デューティ比を決定する段階と、直列セル回路に並列で接続されたバランシング回路の放電スイッチに、第１デューティ比を有するバランシング制御信号を出力する段階と、を含む。

バッテリーバランシング方法は、基準セル電圧が臨界セル電圧未満である場合、臨界セル電圧と基準セル電圧との差及び第１デューティ比に基づいて、第１デューティ比よりも小さい第２デューティ比を決定する段階と、放電スイッチに、第２デューティ比を有するバランシング制御信号を出力する段階と、をさらに含み得る。

本発明の実施形態のうち少なくとも一つによれば、バッテリーモジュールのモジュール電圧の代わりに、バッテリーモジュールに含まれた特定のバッテリーセル（例えば、最下端に位置するバッテリーセル）のセル電圧をバッテリーコントローラの動作電源として用いることができる。したがって、モジュール電圧をバッテリーコントローラの起動に必要な定格電圧に変換する電源回路を追加しなくても、バッテリーコントローラを起動することができる。

本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

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形態を例示するものであり、発明の詳細な説明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構成を概略的に示した図である。 図１に示されたマスターの構成を概略的に示した図である。 本発明の第１実施例によるスレーブの構成を概略的に示した図である。 本発明の第２実施例によるスレーブの構成を概略的に示した図である。 図３の第１実施例によるスレーブを用いてバッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセルをバランシングする方法を例示的に示したフロー図である。 図４の第２実施例によるスレーブを用いてバッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセルをバランシングする方法を例示的に示したフロー図である。

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、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や事前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。

また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

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ある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載された「制御部」のような用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。

さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。

図１は、本発明によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。

図１を参照すると、バッテリーパック１０は、複数のバッテリーモジュール２０_１～２０_ｎ（ｎは２以上の自然数）、少なくとも一つのリレーＲｅｌａｙ_１、Ｒｅｌａｙ_２及び無線バッテリー制御システム３０を含む。バッテリーパック１０は、電力システム１（例えば、電気車両）に搭載され、電力システムの動作に必要な電力を供給することができる。

バッテリーモジュール２０_１～２０_ｎそれぞれは、バッテリーセル２１_１～２１_ｍ（図３を参照）を含むことができる。

リレーＲｅｌａｙ_１は、バッテリーパック１０の正極端子（Ｐ＋）側の大電流経路に設けられ得る。リレーＲｅｌａｙ_２は、バッテリーパック１０の負極端子（Ｐ－）側の大電流経路に設けられ得る。リレーＲｅｌａｙ_１及びリレーＲｅｌａｙ_２のいずれか一つは、必要に応じてバッテリーパック１０から取り外されてもよい。

無線バッテリー制御システム３０は、複数のバッテリーコントローラ１００_１～１００_ｎ及びコントローラ２００を含む。以下、複数のバッテリーコントローラ１００_１～１００_ｎのそれぞれを「スレーブ」と称し、コントローラ２００を「マスター」と称する。

スレーブ１００_１～１００_ｎは、バッテリーモジュール２０_１～２０_ｎに一対一で電気的に接続される。

ｉ＝１～ｎとするとき、スレーブ１００_ｉは、バッテリーモジュール２０_ｉの状態をモニタリングできるように、バッテリーモジュール２０_ｉに電気的に接続される。

スレーブ１００_ｉは、バッテリーモジュール２０_ｉの状態に関連するモジュールパラメータを測定するように構成される。例えば、バッテリーモジュール２０_ｉのモジュール電圧、バッテリーモジュール２０_ｉに含まれた複数のバッテリーセル２１_１～２１_ｍそれぞれのセル電圧などがバッテリーモジュール２０_ｉのモジュールパラメータとして測定され得る。

スレーブ１００_ｉは、バッテリーモジュール２０_ｉの状態を制御するための各種の機能（例えば、バランシング）を実行する。それぞれの機能は、バッテリーモジュール２０_ｉの状態に基づいてスレーブ１００_ｉによって直接実行されるか、または、マスター２００からの命令に従って実行され得る。

マスター２００は、スレーブ１００_１～１００_ｎのそれぞれに無線通信可能に接続され得る。マスター２００は、スレーブ１００_１～１００_ｎから無線で伝送されるセンシングデータを受信する。また、マスター２００は、スレーブ１００_１～１００_ｎからのセンシングデータに基づいて、スレーブ１００_１～１００_ｎのうち少なくとも一つの状態を制御するための命令を無線で伝送する。

図２は、図１に示されたマスター２００の構成を概略的に示した図である。

図２を参照すると、マスター２００は、リレー駆動部２１０、通信部２２０、電源供給部２３０及び制御部２４０を含むことができる。

リレー駆動部２１０は、リレーＲｅｌａｙ_１、Ｒｅｌａｙ_２を制御するように構成される。リレー駆動部２１０は、リレー駆動回路２１１、２１２を含むことができる。リレー駆動回路２１１は、制御部２４０からの第１命令に対応する第１デューティ比を有するスイッチング信号Ｓ１をリレーＲｅｌａｙ_１に出力することで、リレーＲｅｌａｙ_１をターンオンまたはターンオフする。リレー駆動回路２１２は、制御部２４０からの第２命令に対応する第２デューティ比を有するスイッチング信号Ｓ２をリレーＲｅｌａｙ_２に出力することで、リレーＲｅｌａｙ_２をターンオンまたはターンオフする。

通信部２２０は、アンテナ２２１、無線通信回路２２２及び有線通信回路２２３を含む。無線通信回路２２２は、アンテナ２２１及び有線通信回路２２３とそれぞれ動作可能に接続される。無線通信回路２２２は、アンテナ２２１を通じて無線で受信した信号を復調することができる。無線通信回路２２２は、スレーブ１００_ｉに伝送しようとする信号を変調した後、アンテナ２２１を通じて変調された信号を無線伝送することができる。アンテナ２２１は、通信部２２０によって変調された信号に対応する信号をスレーブ１００_ｉに無線伝送することができる。

有線通信回路２２３は、外部デバイス２と両方向通信可能に結合される。有線通信回路２２３は、外部デバイス２から受信した信号を制御部２４０に有線で伝送する。また、有線通信回路２２３は、制御部２４０から受信された信号を外部デバイス２に有線で伝送する。例えば、有線通信回路２２３は、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｅａ）を用いて外部デバイス２と通信することができる。

電源供給部２３０は、外部電力源３（例えば、電力システム１の鉛蓄電池）から供給される電力を用いて動作電圧を発生させる。電源供給部２３０によって発生した動作電圧は、リレー駆動部２１０、通信部２２０及び／または制御部２４０に供給され得る。

制御部２４０は、少なくとも一つのプロセッサ２４１及びメモリ２４２を含み、通信部２２０に動作可能に接続される。メモリ２４２は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記録手段であればその種類に特に制限がない。一例として、メモリ２４２は、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどであり得る。メモリ２４２は、制御部２４０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。メモリ２４２にはＩＤテーブルが既に保存され得る。ＩＤテーブルには、複数のスレーブ１００_１～１００_ｎと複数のＩＤとの対応関係が記録され得る。すなわち、ＩＤテーブルは、複数のスレーブ１００_１～１００_ｎに相異なる値として既に割り当てられた複数のＩＤを含む。

メモリ２４２は、制御部２４０と物理的に分離していてもよく、半導体チップなどに制御部２４０と一体的に集積化されていてもよい。

制御部２４０は、マスター２００の全般的な動作を制御するように構成される。また、制御部２４０は、アンテナ２２１を通じて無線で受信されるそれぞれのスレーブ１００_１～１００_ｎのモジュールパラメータに基づいて、バッテリーモジュール２０_１～２０_ｎそれぞれのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）及び／またはＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を決定することができる。また、制御部２４０は、バッテリーモジュール２０_１～２０_ｎそれぞれのＳＯＣ及び／またはＳＯＨに基づいて、バッテリーモジュール２０_１～２０_ｎのうち少なくとも一つの充電、放電及び／またはバランシングを制御するためのメッセージを生成する。制御部２４０によって生成されたメッセージは、メッセージを用いて制御しようとするバッテリーモジュール（例えば、２０_ｉ）に対応するスレーブ（例えば、１００_ｉ）に伝送することができる。

プロセッサ２４１は、多様な制御ロジックを実行するため、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、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含むことができる。プロセッサ２４１の多様な制御ロジック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クはコンピュータ可読のコード体系で作成されてコンピュータ可読の記録媒体に書き込まれ得る。

図３は、本発明の第１実施例によるスレーブの構成を概略的に示した図である。

図３を参照すると、スレーブ１００_ｉは、バッテリーモジュール２０_ｉに電気的に接続される。

バッテリーモジュール２０_ｉは、複数のバッテリーセル２１_１～２１_ｍ（ｍは２以上の自然数）を含む。それぞれのバッテリーセル２１_１～２１_ｍは、例えばリチウムイオンセルであり得る。勿論、バッテリーセルの種類がリチウムイオンバッテリーに限定されることはなく、繰り返して充放電可能なものであれば特に限定されない。バッテリーセル２１_１～２１_ｍは、ノードＮ_ＮとノードＮ_Ｐとの間に電気的に直列で接続される。ノードＮ_Ｎはバッテリーモジュール２０_ｉの負極端子であり得る。ノードＮ_Ｐはバッテリーモジュール２０_ｉの正極端子であり得る。バッテリーセル２１_１～２１_ｍは、それぞれ、例えば３．０～４．５Ｖ範囲のセル電圧を有し得る。

１≦ｘ＜ｙ≦ｍとするとき、バッテリーセル２１_ｘはバッテリーセル２１_ｙよりも、ノードＮ_Ｎからは電気的に近くてノードＮ_Ｐからは電気的に遠く位置する。すなわち、バッテリーセル２１_ｘの負極端子（または正極端子）とノードＮ_Ｎとの間の電圧は、バッテリーセル２１_ｙの負極端子（または正極端子）とノードＮ_Ｎとの間の電圧よりも小さい。バッテリーセル２１_ｘの負極端子（または正極端子）とノードＮ_Ｐとの間の電圧は、バッテリーセル２１_ｙの負極端子（または正極端子）とノードＮ_Ｐとの間の電圧よりも大きい。バッテリーセル２１_１をバッテリーモジュール２０_ｉの「最下端セル（または第１バッテリーセル）」と称し得る。バッテリーセル２１_ｍはバッテリーモジュール２０_ｉの「最上端セル」と称し得る。

スレーブ１００_ｉは、アンテナ１０１、電圧測定部１１０及び制御モジュール１２０を含む。スレーブ１００_ｉは、保護回路１５０及びバランシング回路１６０の少なくとも一つをさらに含むことができる。

電圧測定部１１０は、バッテリーモジュール２０_ｉに含まれたバッテリーセル２１_１～２１_ｍそれぞれのセル電圧を測定するように構成される。そのため、電圧測定部１１０は、複数のセンシングラインを通じてバッテリーセル２１_１～２１_ｍそれぞれの正極端子と負極端子とに電気的に接続され得る。

電圧測定部１１０は、バッテリーモジュール２０_ｉのモジュール電圧を測定することができる。モジュール電圧は、ノードＮ_ＮとノードＮ_Ｐとの間の電圧であり得る。

制御モジュール１２０は、「ＲＦ－ＳｏＣ」とも称し、電源入力端子ＶＤＤ、基準端子ＧＮＤ、無線通信回路１３０及びプロセッサ１４０を含む。

電源入力端子ＶＤＤは、最下端セルであるバッテリーセル２１_１の正極端子に電気的に接続される。

基準端子ＧＮＤは、ノードＮ_Ｎに電気的に接続される。電源入力端子ＶＤＤと基準端子ＧＮＤとの間の電圧、すなわち、バッテリーセル２１_１のセル電圧が制御モジュール１２０の動作電源として提供される。

保護回路１５０は、バッテリーセル２１_１の正極端子と電源入力端子ＶＤＤとの間に電気的に接続され得る。すなわち、保護回路１５０は、バッテリーセル２１_１の正極端子と電源入力端子ＶＤＤとを連結する電気ラインに電気的に接続され得る。

保護回路１５０は、電源入力端子ＶＤＤに印加される電圧の最大値を所定の設定電圧（例えば、３．６Ｖ）に制限するように構成される。例えば、バッテリーセル２１_１のセル電圧が設定電圧以下である場合、バッテリーセル２１_１のセル電圧は保護回路１５０を通じて電源入力端子ＶＤＤにそのまま印加され得る。一方、バッテリーセル２１_１のセル電圧が設定電圧よりも大きい場合、バッテリーセル２１_１のセル電圧の代わりに、設定電圧が保護回路１５０を通じて電源入力端子ＶＤＤに印加され得る。

保護回路１５０は、第１端及び第２端を含むツェナーダイオードを含むことができる。ツェナーダイオードの第１端（例えば、カソード）はバッテリーセル２１_１の正極端子に電気的に接続され、ツェナーダイオードの第２端（例えば、アノード）は電源入力端子ＶＤＤに電気的に接続され得る。電源入力端子ＶＤＤと基準端子ＧＮＤとの間の電圧は、ツェナーダイオードの降伏電圧（例えば、１．０）によって設定電圧以下に制限され得る。

代案的に、ツェナーダイオードの第１端は電源入力端子ＶＤＤに電気的に接続され、ツェナーダイオードの第２端は基準端子ＧＮＤに電気的に接続され得る。この場合、ツェナーダイオードの降伏電圧（例えば、３．６Ｖ）は、設定電圧以下であり得る。

無線通信回路１３０は、アンテナ１０１に電気的に接続される。無線通信回路１３０は、アンテナ１０１によって受信された無線信号を復調する。無線通信回路１３０は、プロセッサ１４０からの信号を変調し、変調された信号をアンテナ１０１に提供することができる。アンテナ１０１は、変調された信号をマスター２００に無線伝送することができる。

プロセッサ１４０は、電圧測定部１１０及び無線通信回路１３０に動作可能に結合され、メモリ１４１を含むことができる。

メモリ１４１は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記録手段であれば、その種類に特に制限がない。一例として、メモリ１４１は、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどであり得る。メモリ１４１は、プロセッサ１４０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することができる。メモリ１４１には、スレーブ１００_ｉに既に割り当てられたＩＤが保存されている。メモリ１４１に既に保存されたＩＤは、スレーブ１００_ｉがマスター２００との無線通信を実行するのに用いることができる。メモリ１４１は、プロセッサ１４０と物理的に分離していてもよく、チップなどにプロセッサ１４０と一体的に集積化されていてもよい。

プロセッサ１４０は、電圧測定部１１０からの電圧信号を示すデータを無線通信回路１３０に提供する。電圧信号は、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーセル２１_１～２１_ｍそれぞれのセル電圧を示すものである。無線通信回路１３０は、電圧信号を示すデータを変調した後、変調されたデータをセンシングデータとしてアンテナ１０１を通じてマスター２００に無線伝送することができる。

プロセッサ１４０は、多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ、他のチップセット、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ことができる。制御モジュール１２０の多様な制御ロジック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クはコンピュータ可読のコード体系で作成されてコンピュータ可読の記録媒体に書き込まれ得る。記録媒体は、コンピュータ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、その種類に特に制限がない。

上述したように、バッテリーモジュール２０_ｉにおいて、バッテリーセル２１_１～２１_ｍのうちバッテリーセル２１_１のみが制御モジュール１２０の動作電源として用いられるため、バッテリーセル２１_１と残りのバッテリーセル２１_２～２１_ｍとは、ＳＯＣに大きい差が生じ得る。バランシング回路１６０は、バッテリーセル２１_２～２１_ｍとバッテリーセル２１_１との間のＳＯＣバランシングのため、バッテリーセル２１_１を除いたバッテリーセル２１_２～２１_ｍのための放電経路を選択的に形成するように構成される。

バランシング回路１６０は、バッテリーセル２１_２～２１_ｍに電気的に並列で接続される。すなわち、バランシング回路１６０は、バッテリーセル２１_１～２１_ｍのうち、バッテリーセル２１_１を除いた他のバッテリーセル２１_２～２１_ｍの直列セル回路に電気的に並列で接続される。例えば、バランシング回路１６０の第１端はバッテリーセル２１_２の負極端子に電気的に接続され、バランシング回路１６０の第２端はバッテリーセル２１_ｍの正極端子に電気的に接続され得る。

バランシング回路１６０は、放電抵抗Ｒ及び放電スイッチＳＷを含む。放電抵抗Ｒ及び放電スイッチＳＷは、互いに電気的に直列で接続される。すなわち、バランシング回路１６０は、放電抵抗Ｒ及び放電スイッチＳＷの直列回路である。

放電スイッチＳＷは、プロセッサ１４０からのバランシング制御信号Ｓ_Ｂに応じてオンオフ制御できる。例えば、放電スイッチＳＷは、バランシング制御信号Ｓ_Ｂが所定のハイレベル電圧を有することに応えてターンオンされ得る。一方、放電スイッチＳＷは、バランシング制御信号Ｓ_Ｂがローレベル電圧を有することに応えてターンオフされ得る。バランシング制御信号Ｓ_Ｂは、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号であり得る。放電スイッチＳＷがターンオンしている間、バッテリーセル２１_２～２１_ｍの電気エネルギーが放電抵抗Ｒによって消耗することで、バッテリーセル２１_２～２１_ｍそれぞれのＳＯＣが徐々に低下する。

プロセッサ１４０は、バッテリーセル２１_２～２１_ｍのうち少なくとも一つのセル電圧に基づいて基準セル電圧を決定する。一例として、基準セル電圧は、バッテリーセル２１_２～２１_ｍのうち一つのバッテリーセル（例えば、２１_２）のセル電圧と同一であり得る。他の例として、基準セル電圧は、バッテリーセル２１_２～２１_ｍのうち少なくとも二つのバッテリーセルの平均セル電圧であり得る。

次いで、プロセッサ１４０は、基準セル電圧とバッテリーセル２１_１のセル電圧との差である基準電圧差に基づいて、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を制御する。デューティ比は、バランシング制御信号Ｓ_Ｂの一周期の時間の長さに対する、パルスがオン状態（例えば、ハイレベル電圧）を有する時間の比率を示す。例えば、一周期が０．０１秒であり、オン状態を有する時間が０．００５秒である場合、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比は０．５（または５０％）である。バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比が大きくなるほど、バッテリーセル２１_２～２１_ｍの放電が迅速に行われる。

プロセッサ１４０は、基準電圧差が大きいほど、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を増加させることができる。プロセッサ１４０は、基準セル電圧がバッテリーセル２１_１のセル電圧よりも大きい場合、基準電圧差が小さいほど、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を減少させることができる。例えば、基準電圧差とバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比との関係は、下記の数式１で表され得る。
［数式１］
Ｄ_Ｂ＿Ｖ ＝ ΔＶ_１ × Ｃ_１
Ｄ_Ｂ＿Ｖはバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比、ΔＶ_１は基準電圧差、Ｃ_１は所定のスケールファクタを示す。基準電圧差は、制御モジュール１２０の動作中、所定の監視期間（例えば、１．０秒）毎に周期的に決定され得る。また、基準電圧差に基づいてバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を決定する動作も所定の監視期間毎に繰り返され得る。

これによれば、プロセッサ１４０は、制御モジュール１２０によってバッテリーセル２１_１から消耗される電力量が増加してバッテリーセル２１_１のＳＯＣが急速に減少する間は、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を増加させることで、バッテリーセル２１_２～２１_ｍとバッテリーセル２１_１との間のＳＯＣのばらつきをバランシング（抑制）することができる。一方、プロセッサ１４０は、制御モジュール１２０の電力消耗が低くてバッテリーセル２１_１のＳＯＣがゆっくり減少する間は、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を徐々に減少させることができる。

図４は、本発明の第２実施例によるスレーブの構成を概略的に示した図である。第２実施例によるスレーブ１００に対しては、第１実施例（図３参照）との共通点についての繰り返される説明は省略し、相違点を中心に説明する。

第２実施例のスレーブ１００は、電流センサ１７０をさらに含み、電流センサ１７０によって測定される電流に基づいてバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を制御する点で第１実施例と相違する。

図４を参照すると、電流センサ１７０は、バッテリーセル２１_１と制御モジュール１２０との間の電力供給経路に設けられる。すなわち、電流センサ１７０は、バッテリーセル２１_１の正極端子と電源入力端子ＶＤＤとを連結する電気ライン、または、バッテリーセル２１_１の負極端子と基準端子ＧＮＤとを連結する電気ラインに位置し得る。例えば、電流センサ１７０は、バッテリーセル２１_１の正極端子と保護回路１５０の第１端との間の電流経路に位置し得る。

電流センサ１７０は、バッテリーセル２１_１と制御モジュール１２０との間の電力供給経路を通じて流れる電流を測定し、測定された電流を示す電流信号を生成する。電流センサ１７０は、シャント抵抗またはホール効果センサを含むことができる。

プロセッサ１４０は、電流センサ１７０に動作可能に結合される。プロセッサ１４０は、電流センサ１７０からの電流信号に基づいて、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を制御することができる。

具体的には、プロセッサ１４０は、電流信号に基づいて、所定の監視期間（例えば、１．０秒）毎に、制御モジュール１２０の動作電源として消耗されたバッテリーセル２１_１の放電容量を決定する。監視期間の放電容量は、該当監視期間中に電流センサ１７０によって単位時間（例えば、０．０００１秒）毎に測定された電流の積算値であり得る。プロセッサ１４０は、最近の監視期間の放電容量に基づいて、次回の監視期間のためのバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を決定することができる。例えば、前回の監視期間の放電容量が大きいほど、次回の監視期間のためのバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比は増加し得る。前回の監視期間の放電容量と次回の監視期間のデューティ比との関係は、下記の数式２で表され得る。

［数式２］
Ｄ_Ｂ＿Ｉ ＝ ΔＱ × Ｃ_２

数式２において、Ｄ_Ｂ＿Ｉは次回の監視期間のバランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比、ΔＱは前回の監視期間の放電容量、Ｃ_２は所定のスケールファクタを示す。

Ｃ_２＝０．０３％／ｍＡｈと仮定しよう。すると、数式２によれば、第１監視期間のΔＱが１００ｍＡｈである場合は、第１監視期間の次回である第２監視期間にはデューティ比が３．０％に維持される。また、第２監視期間のΔＱが９０ｍＡｈである場合は、第２監視期間の次回である第３監視期間にはデューティ比が２．７％に維持される。また、第３監視期間のΔＱが１２０ｍＡｈである場合は、第３監視期間の次回である第４監視期間にはデューティ比が３．６％に維持される。

代案的に、プロセッサ１４０は、基準電圧差と前回の監視期間の放電容量に基づいて、次回の監視期間のデューティ比を決定することができる。基準電圧差、前回の放電容量及び次回のデューティ比の関係は、下記の数式３で表され得る。数式３は、数式１と数式２とを組み合わせたものである。

［数式３］
Ｄ_Ｂ＿ＶＩ ＝ （ΔＶ_１ × Ｃ_１） × Ｗ_１ ＋ （ΔＱ × Ｃ_２） × Ｗ_２

Ｗ_１及びＷ_２は、互いに同一または相異なる正の値を有する所定の加重値である。例えば、Ｗ_２＝１－Ｗ_１であり得る。ΔＶ_１＝１０ｍＶ、Ｃ_１＝０．２［％／ｍＶ］、Ｃ_２＝０．０３［％／ｍＡｈ］、Ｗ_１＝０．５、Ｗ_２＝０．５と仮定しよう。数式３によれば、ΔＱ＝１００ｍＡｈの場合は次回の監視期間中にデューティ比が２．５％に維持され、ΔＱ＝２００ｍＡｈの場合は次回の監視期間中にデューティ比が４．０％に維持され得る。

第１実施例及び第２実施例の少なくとも一つにおいて、プロセッサ１４０は、基準セル電圧がバッテリーセル２１_１のセル電圧と同一であるか又は小さい場合（すなわち、基準電圧差≦０Ｖ）は、バランシング制御信号Ｓ_Ｂのデューティ比を０に設定することができる。デューティ比が０である間、放電スイッチＳＷはオフ状態を維持する。

図５は、図３の第１実施例によるスレーブを用いてバッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセルをバランシングする方法を例示的に示したフロー図である。図５の方法は、スレーブ１００ｉに対応する制御モジュール１２０が起動している間に所定の監視期間毎に繰り返され得る。

図３及び図５を参照すると、段階Ｓ５１０において、プロセッサ１４０は、電圧測定部１１０を用いてバッテリーモジュール２０ｉに含まれた複数のバッテリーセル２１_１～２１_ｍそれぞれのセル電圧を測定する。

段階Ｓ５２０において、プロセッサ１４０は、基準電圧差を決定する。基準電圧差は、基準セル電圧から第１バッテリーセル２１_１の第１セル電圧を引いたものである。基準セル電圧は、バッテリーセル２１_１を除いた他のバッテリーセル２１_２～２１_ｍのうちいずれか一つ（例えば、２１_２）のセル電圧、または、二つ以上の平均セル電圧であり得る。

段階Ｓ５２５において、プロセッサ１４０は、基準電圧差が０Ｖよりも大きいか否かを判断する。段階Ｓ５２５の値が「はい」である場合、段階Ｓ５３０に進む。段階Ｓ５２５の値が「いいえ」である場合、方法は終了し、デューティ比は０に設定される。

段階Ｓ５３０において、プロセッサ１４０は、基準電圧差に基づいて、第１デューティ比を決定する（数式１参照）。

段階Ｓ５４０において、プロセッサ１４０は、基準セル電圧が所定の臨界セル電圧以上であるか否かを判断する。臨界セル電圧は、所定のＳＯＣ（例えば、２０％）に対応する所定の電圧（例えば、３．８Ｖ）であり得る。段階Ｓ５４０の値が「はい」であることは、第２～第ｍバッテリーセル２１_２～２１_ｍが十分に充電されている状態であることを示す。段階Ｓ５４０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５５０に進む。段階Ｓ５４０の値が「いいえ」であることは、第２～第ｍバッテリーセル２１_２～２１_ｍのうち少なくとも一つが過放電される恐れがある状態であることを示す。段階Ｓ５４０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ５６０に進む。

段階Ｓ５５０において、プロセッサ１４０は、第１デューティ比を有するバランシング制御信号Ｓ_Ｂを放電スイッチＳＷに出力する。

段階Ｓ５６０において、プロセッサ１４０は、臨界セル電圧と基準セル電圧との差及び第１デューティ比に基づいて第２デューティ比を決定する。第２デューティ比は第１デューティ比よりも小さい。プロセッサ１４０は、下記の数式４を用いて第２デューティ比を決定することができる。

［数式４］
Ｄ_{Ｂ＿Ｖ＿Ｌ} ＝ Ｄ_Ｂ＿Ｖ ／（ΔＶ_２ × Ｃ_３）

数式４において、Ｄ_Ｂ＿Ｖは第１デューティ比、ΔＶ_２は臨界セル電圧と基準セル電圧との差（すなわち、臨界セル電圧－基準セル電圧）、Ｃ_３は所定のスケールファクタ、Ｄ_{Ｂ＿Ｖ＿Ｌ}は第２デューティ比を示す。Ｃ_３は、（ΔＶ_２×Ｃ_３）が１よりも大きくなるように、予め決められた正の値であり得る。例えば、セル電圧測定のため電圧測定部１１０またはプロセッサ１４０に組み込まれたＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の電圧分解能（ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が１／４０９６Ｖである場合、Ｃ_３は４０９６［１／Ｖ］以上と予め決められ得る。数式４から、ΔＶ_２とＤ_{Ｂ＿Ｖ＿Ｌ}とが反比例関係を有することが分かる。

段階Ｓ５７０において、プロセッサ１４０は、第２デューティ比を有するバランシング制御信号Ｓ_Ｂを放電スイッチＳＷに出力する。この場合、バランシング制御信号Ｓ_Ｂが第１デューティ比を有する場合に比べて、第２～第ｍバッテリーセル２１_２～２１_ｍを過放電から保護することができる。

図５の方法において、段階Ｓ５４０、Ｓ５６０及びＳ５７０は省略されてもよい。

図６は、図４の第２実施例によるスレーブを用いてバッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセルをバランシングする方法を例示的に示したフロー図である。図６の方法は、スレーブ１００_ｉに対応する制御モジュール１２０が起動している間に所定の監視期間毎に繰り返され得る。

図４及び図６を参照すると、段階Ｓ６１０において、プロセッサ１４０は、電圧測定部１１０を用いてバッテリーモジュール２０_ｉに含まれた複数のバッテリーセル２１_１～２１_ｍそれぞれのセル電圧を測定する。

段階Ｓ６２０において、プロセッサ１４０は、基準電圧差を決定する。基準電圧差は、基準セル電圧から第１バッテリーセル２１_１の第１セル電圧を引いたものである。基準セル電圧は、バッテリーセル２１_１を除いた他のバッテリーセル２１_２～２１_ｍのうちいずれか一つ（例えば、２１_２）のセル電圧、または、二つ以上の平均セル電圧であり得る。

段階Ｓ６２５において、プロセッサ１４０は、基準電圧差が０Ｖよりも大きいか否かを判断する。段階Ｓ６２５の値が「はい」である場合、段階Ｓ６３０に進む。段階Ｓ６２５の値が「いいえ」である場合、方法は終了し、デューティ比は０に設定される。

段階Ｓ６３０において、プロセッサ１４０は、基準電圧差及び前回の放電容量に基づいて第３デューティ比を決定する（数式３参照）。前回の放電容量は、前回の監視期間中に電流センサ１７０を通じて流れた電流の積算値を示し得る。制御モジュール１２０の起動が始まった時点から監視期間が１回経過する以前である場合は、段階Ｓ６２０の放電容量を所定の初期値（例えば、０ｍＡｈ）に設定し得る。

段階Ｓ６４０において、プロセッサ１４０は、基準セル電圧が所定の臨界セル電圧以上であるか否かを判断する。臨界セル電圧は、所定のＳＯＣ（例えば、２０％）に対応する所定の電圧（例えば、３．８Ｖ）であり得る。段階Ｓ６４０の値が「はい」であることは、第２～第ｍバッテリーセル２１_２～２１_ｍが十分に充電されている状態であることを示す。段階Ｓ６４０の値が「はい」である場合、段階Ｓ６５０に進む。段階Ｓ６４０の値が「いいえ」であることは、第２～第ｍバッテリーセル２１_２～２１_ｍのうち少なくとも一つが過放電される恐れがある状態であることを示す。段階Ｓ６４０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ６６０に進む。

段階Ｓ６５０において、プロセッサ１４０は、第３デューティ比を有するバランシング制御信号Ｓ_Ｂを放電スイッチＳＷに出力する。

段階Ｓ６６０において、プロセッサ１４０は、臨界セル電圧と基準セル電圧との差及び第３デューティ比に基づいて第４デューティ比を決定する。第４デューティ比は第３デューティ比よりも小さい。プロセッサ１４０は、下記の数式５を用いて第４デューティ比を決定することができる。

［数式５］
Ｄ_{Ｂ＿ＶＩ＿Ｌ} ＝ Ｄ_Ｂ＿ＶＩ ／（ΔＶ_２ × Ｃ_４）

数式５において、Ｄ_Ｂ＿ＶＩは第３デューティ比、ΔＶ_２は臨界セル電圧と基準セル電圧との差、Ｃ_４は所定のスケールファクタ、Ｄ_{Ｂ＿ＶＩ＿Ｌ}は第４デューティ比を示す。Ｃ_４は、（ΔＶ_２×Ｃ_４）が１よりも大きくなるように、予め決められた正の値であり得る。例えば、セル電圧測定のため電圧測定部１１０またはプロセッサ１４０に組み込まれたＡＤＣの電圧分解能が１／４０９６Ｖである場合、Ｃ_４は４０９６［１／Ｖ］以上に予め決められ得る。数式５から、ΔＶ_２とＤ_{Ｂ＿ＶＩ＿Ｌ}とが反比例関係を有することが分かる。

段階Ｓ６７０において、プロセッサ１４０は、第４デューティ比を有するバランシング制御信号Ｓ_Ｂを放電スイッチＳＷに出力する。この場合、バランシング制御信号Ｓ_Ｂが第３デューティ比を有する場合に比べて、第２～第ｍバッテリーセル２１_２～２１_ｍを過放電から保護することができる。

図６の方法において、段階Ｓ６４０、Ｓ６６０及びＳ６７０は省略されてもよい。

上述した本発明の実施形態は、装置のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態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も具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。

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。

また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。

Claims (16)

1. 正極端子、負極端子及び前記正極端子と負極端子との間に電気的に直列で接続された複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールのためのバッテリーコントローラであって、
   前記複数のバッテリーセルそれぞれのセル電圧を示す電圧信号を生成するように構成される電圧測定部と、
   前記電圧測定部に動作可能に結合される制御モジュールと、
   前記複数のバッテリーセルのうち最下端セルを除いた他のバッテリーセルの直列セル回路に電気的に並列で接続されるバランシング回路と、を含み、
   前記制御モジュールは、
   前記複数のバッテリーセルのうち前記最下端セルの第１セル電圧を前記制御モジュールの動作電源として用いて起動するように構成され、
   前記制御モジュールの起動中、前記複数のバッテリーセルそれぞれのセル電圧を示すセンシングデータを無線伝送するように構成される、バッテリーコントローラ。
2. 前記制御モジュールは、
   前記最下端セルの正極端子に電気的に接続された電源入力端子と、
   前記最下端セルの負極端子に電気的に接続された基準端子と、を含む、請求項１に記載のバッテリーコントローラ。
3. 前記最下端セルの前記正極端子と前記電源入力端子との間に電気的に接続される保護回路をさらに含み、
   前記保護回路は、前記電源入力端子と前記基準端子との間の電圧を所定の設定電圧以下に制限するように構成される、請求項２に記載のバッテリーコントローラ。
4. 前記保護回路は、前記最下端セルの前記正極端子に電気的に接続される第１端及び前記電源入力端子に電気的に接続される第２端を有するツェナーダイオードを含む、請求項３に記載のバッテリーコントローラ。
5. 前記制御モジュールは、
   前記直列セル回路に含まれた少なくとも一つのバッテリーセルのセル電圧に基づいて基準セル電圧を決定し、
   前記基準セル電圧が前記第１セル電圧よりも大きい場合、前記バランシング回路にバランシング制御信号を出力するように構成され、
   前記バランシング回路は、前記バランシング制御信号に応えて前記直列セル回路のための放電経路を形成するように構成される、請求項４に記載のバッテリーコントローラ。
6. 前記バランシング回路は、
   放電抵抗と、
   前記放電抵抗に直列で接続された放電スイッチと、を含み、
   前記放電スイッチは、前記バランシング制御信号に応えてターンオンされる、請求項５に記載のバッテリーコントローラ。
7. 前記制御モジュールは、前記基準セル電圧から前記第１セル電圧を引いた電圧である基準電圧差に基づいて、前記バランシング制御信号のデューティ比を決定するように構成される、請求項５または６に記載のバッテリーコントローラ。
8. 前記制御モジュールは、下記の数式１を用いて前記デューティ比を決定するように構成され、
   ［数式１］
   Ｄ_Ｂ＿Ｖ ＝ ΔＶ_１ × Ｃ_１
   Ｄ_Ｂ＿Ｖは前記デューティ比、ΔＶ_１は前記基準電圧差、Ｃ_１は所定のスケールファクタである、
   請求項７に記載のバッテリーコントローラ。
9. 前記最下端セルの前記正極端子から前記電源入力端子に流れる電流を示す電流信号を生成するように構成される電流センサをさらに含み、
   前記制御モジュールは、
   前記電流信号にさらに基づいて、前記バランシング制御信号のデューティ比を決定するように構成される、請求項７に記載のバッテリーコントローラ。
10. 前記制御モジュールは、
    前記電流信号に基づいて、所定の監視期間毎に、前記最下端セルの放電容量を決定するように構成され、
    下記の数式２を用いて前記デューティ比を決定するように構成され、
    ［数式２］
    Ｄ_Ｂ＿ＶＩ ＝ （ΔＶ_１ × Ｃ_１） × Ｗ_１ ＋ （ΔＱ × Ｃ_２） × Ｗ_２
    Ｄ_Ｂ＿ＶＩは前記デューティ比、ΔＶ_１は前記基準電圧差、Ｃ_１は所定の第１スケールファクタ、ΔＱは前記放電容量、Ｃ_２は所定の第２スケールファクタ、Ｗ_１は所定の第１加重値、Ｗ_２は所定の第２加重値である、
    請求項９に記載のバッテリーコントローラ。
11. 前記制御モジュールは、
    前記基準セル電圧が前記第１セル電圧と同一であるかまたは小さい場合、前記バランシング制御信号のデューティ比をゼロに決定するように構成され、
    前記基準セル電圧が前記第１セル電圧よりも大きい場合であって、前記基準セル電圧が臨界セル電圧以上である場合、前記基準セル電圧から前記第１セル電圧を引いた電圧である基準電圧差に基づいて、前記デューティ比を第１デューティ比に決定するように構成され、
    前記基準セル電圧が前記第１セル電圧よりも大きい場合であって、前記基準セル電圧が前記臨界セル電圧未満である場合、前記臨界セル電圧と前記基準セル電圧との差及び前記第１デューティ比に基づいて、前記デューティ比を前記第１デューティ比よりも小さい第２デューティ比に決定するように構成される、
    請求項５から１０のいずれか一項に記載のバッテリーコントローラ。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の前記バッテリーコントローラを含む無線バッテリー制御システム。
13. 請求項１２に記載の前記無線バッテリー制御システムを含むバッテリーパック。
14. バッテリーモジュールの正極端子と負極端子との間に直列で接続された複数のバッテリーセルのためのバッテリーバランシング方法であって、
    前記複数のバッテリーセルそれぞれのセル電圧を測定する段階と、
    前記複数のバッテリーセルのうち、前記バッテリーモジュールのためのバッテリーコントローラの動作電源として用いられる最下端セルを除いた他のバッテリーセルの直列セル回路に含まれた少なくとも一つのバッテリーセルのセル電圧に基づいて、基準セル電圧を決定する段階と、
    前記基準セル電圧が前記最下端セルの第１セル電圧よりも大きい場合、前記基準セル電圧から前記第１セル電圧を引いた電圧である基準電圧差に基づいて、第１デューティ比を決定する段階と、
    前記複数のバッテリーセルのうち最下端セルを除いた他のバッテリーセルの直列セル回路に電気的に並列で接続されるバランシング回路の放電スイッチに、前記第１デューティ比を有するバランシング制御信号を出力する段階と、を含むバッテリーバランシング方法。
15. 前記基準セル電圧が臨界セル電圧未満である場合、前記臨界セル電圧と前記基準セル電圧との差及び前記第１デューティ比に基づいて、前記第１デューティ比よりも小さい第２デューティ比を決定する段階と、
    前記放電スイッチに、前記第２デューティ比を有する前記バランシング制御信号を出力する段階と、をさらに含む、請求項１４に記載のバッテリーバランシング方法。
16. 前記基準セル電圧が前記第１セル電圧と同一であるかまたは小さい場合、デューティ比をゼロに決定する段階を備える、請求項１４または１５に記載のバッテリーバランシング方法。

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