KR20120094529A - 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치 - Google Patents

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Abstract

기능 모듈의 구성을 간소화해서 집중적으로 관리할 수 있도록 한다. 직렬 및/또는 병렬로 접속된 복수의 전지 셀(11)을 적층한 전지 블록과, 전지 셀(11)의 상태를 검출하기 위한 전지 상태 검출부(14)와, 다른 기능 모듈(10) 또는 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신하기 위한 통신 인터페이스(16)와, 통신 인터페이스(16)를 통해서 통신되는 데이터를 기록 가능한 메모리부(18)를 구비하는, 복수의 기능 모듈(10)과, 각 기능 모듈(10)의 통신 인터페이스(16)와, 통신 라인 CB를 통해서 접속되는 메인 컨트롤러(2)를 구비하고, 복수의 기능 모듈(10)이 출력 라인 OL 상에서 직렬 및/또는 병렬로 접속한다.

Description

전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치{POWER SUPPLY DEVICE, AND VEHICLE AND ELECTRICAL STORAGE DEVICE EACH EQUIPPED WITH SAME}
본 발명은 복수의 전지 셀을 구비하는 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치에 관한 것으로, 특히, 하이브리드 차나 전기 자동차 등의 전동 차량에 탑재되어서 차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 전원에 최적인 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치에 관한 것이다.
차량용의 전원 장치는 다수의 전지 셀을 직렬로 접속해서 출력 전압을 높이고, 출력 전력을 크게 하고 있다. 또한, 체적에 대한 충전 용량을 크게 함으로써, 다수의 각형 전지 셀을 적층 상태로 배치하는 전지 적층체를 구비하는 전원 장치가 개발되어 있다. 이러한 전지 적층체를 모듈 형상으로 구성하고, 복수의 전지 모듈을 직렬 및/또는 병렬로 연결함으로써, 상이한 사양의 전압, 전류에 대응한 출력의 전원 장치가 구성된다.
또한, 각 전지 모듈마다 회로 기판을 설치하고, 상기 전지 모듈의 전지 용량이나 전압, 상기 전지 모듈에 포함되는 전지 셀의 온도 등을 개별적으로 관리하는 소위 기능 모듈이나 인텔리전트 모듈이라고 불리는 구성도 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2003-47111호 공보
그러나 각 전지 모듈에 마이크로 컴퓨터 등의 제어 회로를 설치하는 것은 고도의 제어 관리가 가능하게 되는 반면, 각 전지 모듈마다 복잡한 전자 회로를 배치하게 되어, 지극히 회로 구성이 복잡화되고, 처리도 어려워지는 동시에, 제조 및 관리 유지 비용도 늘어난다고 하는 문제가 있었다. 특히, 대량 생산되는 차량 탑재용 전원 장치에서는 비용 절감의 요구가 강하고, 보다 간이하며 저렴한 구성이 요구되고 있었다.
본 발명은 종래의 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은 기능 모듈의 구성을 간소화해서 집중적으로 관리할 수 있도록 한 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 복수의 기능 모듈(10)과, 상기 복수의 기능 모듈(10)과 접속되어, 이들을 제어하는 메인 컨트롤러(2)를 구비하고, 상기 복수의 기능 모듈(10)은 각각 직렬 및/또는 병렬로 접속된 복수의 전지 셀(11)을 적층한 전지 블록(12)과, 상기 전지 셀(11)의 상태를 검출하기 위한 전지 상태 검출부(14)와, 다른 기능 모듈(10) 또는 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신하기 위한 통신 인터페이스(16)를 구비하고 있으며, 상기 메인 컨트롤러(2)는 각 기능 모듈(10)의 상기 통신 인터페이스(16)와 통신 라인 CB를 통해서 접속되어 있으며, 상기 복수의 기능 모듈(10)이 출력 라인 OL 상에서 직렬 및/또는 병렬로 접속할 수 있다. 이에 의해, 연산 기능을 기능 모듈로부터 생략하고, 연산 자체는 메인 컨트롤러에서 통합해서 행함으로써, 전체의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 기능 모듈의 하드웨어 구성을 공통화함으로써 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 일부의 기능 모듈에 문제가 발생해도 해당되는 기능 모듈만을 교환할 수 있어, 유지 보수의 면에서도 유리해진다.
또한, 제2 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 기능 모듈(10)은 상기 통신 인터페이스(16)를 통해서 통신되는 데이터를 기록 가능한 메모리부(18)를 더 구비할 수 있다. 이에 의해, 메모리부를 사용한 데이터 통신이 가능해진다.
또한, 제3 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 기능 모듈(10)은 상기 메인 컨트롤러(2)로부터의 신호에 기초하여, 상기 기능 모듈(10)의 메모리부(18)를 재기입 가능하게 구성할 수 있다. 이에 의해, 필요한 정보를 메인 컨트롤러로부터 각 기능 모듈로 송신하고, 기능 모듈 측에서 기록할 수 있다. 이로 인해, 메인 컨트롤러 측에서 일원적으로 기능 모듈을 관리시켜서, 기능 모듈 측의 처리를 간소화하여 부하를 경감시키는 것도 가능해진다.
또한, 제4 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 기능 모듈(10)이 상기 출력 라인 OL 상에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 전원 장치는 상기 출력 라인 OL을 흐르는 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(4)를 더 구비할 수 있다. 이에 의해, 직렬 접속된 기능 모듈을 흐르는 출력 전류를 공통인 전류 검출부로 검출할 수 있기 때문에, 각 기능 모듈에 전류 센서를 설치할 필요를 없애고, 기능 모듈을 보다 간소화할 수 있다는 이점이 얻어진다.
또한, 제5 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 메인 컨트롤러(2)와 복수의 기능 모듈(10)이 통신 라인 CB를 통해서 버스형, 데이지 체인형, 루프형 또는 스타형 중 어느 한 형태에 의해 접속할 수 있다. 이에 의해, 다양한 용도에 따라서 기능 모듈의 접속 형태를 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 제6 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 기능 모듈(10)은 상기 통신 인터페이스(16)를 복수 구비하고 있으며, 한쪽의 통신 인터페이스(16)를 상류 측의 기능 모듈(10A)에, 다른 쪽의 통신 인터페이스(16B)를 하류 측의 기능 모듈(10)에 접속 가능하게 할 수 있다. 이에 의해, 인접하는 기능 모듈끼리의 접속을 용이하게 행할 수 있어, 레이아웃을 간소화할 수 있다는 이점이 얻어진다. 특히, 인접하는 기능 모듈끼리의 접속 라인을 짧게 함으로써, 노이즈 대책에 유효해진다.
또한, 제7 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 기능 모듈(10)이 상기 기능 모듈(10)에 포함되는 전지 블록을 구성하는 복수의 전지 셀(11)간의 잔류 용량을 균형시키기 위한 균등화 회로(13)를 더 구비하고 있으며, 상기 메인 컨트롤러(2)로부터의 명령을 받아서 각 기능 모듈(10)이 상기 균등화 회로(13)를 사용해서 전지 셀(11)간의 잔류 용량의 균등화를 행할 수 있다. 이에 의해, 기능 모듈마다 균등화 회로를 설치하는 한편, 각 기능 모듈의 셀 밸런스를 메인 컨트롤러에서 집중적으로 관리함으로써, 기능 모듈 측의 처리를 저감시키고 구성을 간소화하면서, 종래와 마찬가지의 셀 밸런스의 유지를 도모할 수 있다.
또한, 제8 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 전지 상태 검출부(14)가 상기 전지 셀(11)의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(21)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 각 기능 모듈로 전지 셀의 전압을 감시할 수 있다.
또한, 제9 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 전지 상태 검출부(14)가 상기 전지 셀(11)의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(22)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 각 기능 모듈로 전지 셀의 온도를 감시할 수 있다.
또한, 제10 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 기능 모듈(10)은 상기 통신 인터페이스(16)를 통해서 상기 기능 모듈(10)에 포함되는 전지 셀(11)의 셀 전압에 관한 정보를 상기 메인 컨트롤러(2)로 송신 가능하게 구성할 수 있다. 이에 의해, 각 기능 모듈의 전지 셀의 셀 전압을 메인 컨트롤러 측에서 통합해서 모니터할 수 있다.
또한, 제11 측면에 따른 전원 장치에 의하면, 상기 메인 컨트롤러(2)는 각 기능 모듈(10)에 대하여, 통신 라인 CB에 접속된 것을 검출하고, 고유한 어드레스 정보를 부여 가능하며, 상기 기능 모듈(10)은 상기 부여된 고유 어드레스 정보를 상기 메모리부(18)에 기록 가능하며, 상기 메모리부(18)에 기록된 고유 어드레스 정보에 기초하여, 각 기능 모듈(10)은 각각 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신 가능하게 구성할 수 있다. 이에 의해, 각 기능 모듈은 고유한 어드레스 정보를 가질 수 있으며, 상기 고유 어드레스 정보에 기초하여 메인 컨트롤러와 통신 라인을 통해서 데이터 통신을 할 수 있다. 특히, 고유 어드레스 정보의 설정을 자동으로 행할 수 있기 때문에, 이 작업을 줄일 수 있다는 이점이 얻어진다. 또한, 기능 모듈의 제조 시에는 미리 고유 어드레스 정보를 고정하지 않기 때문에, 기능 모듈을 공통화할 수 있어, 제조 비용을 저감할 수 있는 이점도 얻어진다.
또한, 제12 측면에 따른 전원 장치를 구비하는 차량에 의하면, 상기 어느 하나의 전원 장치를 구비할 수 있다.
또한, 제10 측면에 따른 축전 장치는 상기 어느 하나의 전원 장치를 탑재한 것이다.
도 1은 실시예 1에 따른 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 실시예 2에 따른 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 실시예 3에 따른 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 실시예 4에 따른 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 실시예 5에 따른 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 전원 장치의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 기능 모듈의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 8은 기능 모듈의 분해 사시도이다.
도 9는 엔진과 모터로 주행하는 하이브리드 차에 배터리 시스템을 탑재하는 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 모터만으로 주행하는 전기 자동차에 배터리 시스템을 탑재하는 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 전원 장치를 축전 장치에 적용한 예를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치를 예시하는 것이며, 본 발명은 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치를 이하의 것으로 특정하지 않는다. 또한, 특허 청구 범위에 개시되는 부재를 실시 형태의 부재로 특정하는 것은 결코 아니다. 특히, 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부재의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특별히, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명 예에 지나지 않는다. 또한, 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은 설명을 명확하게 하기 위해서 과장되어 있는 경우가 있다. 또한, 이하의 설명에서 동일한 명칭, 부호에 대해서는 동일 또는 동질의 부재를 나타내고 있으며, 상세한 설명을 적절히 생략한다. 또한, 본 발명을 구성하는 각 요소는 복수의 요소를 동일한 부재로 구성해서 하나의 부재로 복수의 요소를 겸용하는 형태로 해도 좋고, 반대로 하나의 부재의 기능을 복수의 부재로 분담해서 실현할 수도 있다. 또한, 일부의 실시예, 실시 형태에서 설명된 내용은 다른 실시예, 실시 형태 등에 이용 가능한 것도 있다. 또한, 본 명세서에서 「상류」, 「하류」란, 기능 모듈이 접속되는 통신 라인에 있어서, 노드의 한쪽 단부에 있는 기능 모듈을 상류로 한 경우, 상류 기능 모듈에 대하여 다른 쪽 단부에 있는 기능 모듈을 하류 기능 모듈이라고 하고, 또한, 복수개가 직렬로 접속되어 있는 기능 모듈에 있어서는, 특정한 기능 모듈을 기준으로 해서, 상류 기능 모듈 측에 접속되어 있는 기능 모듈을 「상류」, 하류 기능 모듈 측에 접속되어 있는 기능 모듈을 「하류」라고 칭한다. 또는, 마스터 컨트롤러에 가까운 측을 상류, 먼 측을 하류라고 정의할 수도 있다.
(실시예 1)
도 1에 본 발명의 실시예 1에 따른 전원 장치(100)를 나타낸다. 이 전원 장치(100)는 복수의 전지 셀을 사용한 조전지 시스템으로서, 하이브리드 차나 전기 자동차 등에 탑재되어서 차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 전원으로 사용된다. 단, 본 발명의 전원 장치는 차량용의 전원 장치로는 특정하지 않고, 대출력이 요구되는 다른 전원 장치에도 적절히 사용할 수 있다. 이 도면에 나타내는 전원 장치는 복수의 기능 모듈(10)과, 메인 컨트롤러(2)와, 접속부(3)와, 전류 검출부(4)를 구비하고 있다.
(기능 모듈(10))
각 기능 모듈(10)은 각각 전지 셀(11)을 적층한 전지 블록(12)과, 전지 셀(11)의 상태를 검출하기 위한 전지 상태 검출부(14)와, 다른 기능 모듈(10)이나 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신을 행하기 위한 통신 인터페이스(16)와, 메모리부(18)를 구비한다. 각 기능 모듈(10)끼리나 메인 컨트롤러(2)와는 통신 라인 CB를 통해서 통신 인터페이스(16)로 데이터 통신을 행한다. 통신 라인 CB는 쌍방향통신 가능한 라인으로 되어 있다.
(통신 인터페이스(16))
통신 인터페이스(16)는 데이터 통신 기능을 구비하고 있으며, 통신 라인 CB를 통해서 인접하는 기능 모듈(10)끼리가 접속된다. 또한, 도 1에 나타내는 기능 모듈(10)은 통신 인터페이스(16)를 2개 구비하고 있으며, 한쪽의 통신 인터페이스(16A)를 상류 측의 기능 모듈(10)에, 다른 쪽의 통신 인터페이스(16B)를 하류 측의 기능 모듈(10)에 접속하고 있다. 이렇게 함으로써, 인접하는 기능 모듈(10)끼리를 접속하는 통신 라인 CB를 짧게 할 수 있어, 노이즈가 통신 라인 CB에 탈 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 이 예에서는, 복수의 기능 모듈(10)을 연결한 한쪽의 단부 테두리에 있어서, 통신 인터페이스(16B)를 메인 컨트롤러(2)와 접속하는 한편, 다른 쪽의 단부 테두리에서는 통신 인터페이스(16A)를 접속하지 않는 데이지 체인식의 접속 형태로 되어 있다.
(통신 인터페이스(16)의 접속 형태)
단, 이러한 데이지 체인식의 접속 형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 도 2에 나타내는 실시예 2에 따른 전원 장치(200)와 같이, 다른 쪽의 단부 테두리의 통신 인터페이스(16A)도 메인 컨트롤러(2)와 접속함으로써, 루프형으로 기능 모듈(10)을 메인 컨트롤러(2)에 접속할 수도 있다. 이 경우에는, 통신 라인 CB를 쌍방향 통신 가능한 라인으로 할 필요는 없고, 일방향의 통신으로 충분하기 때문에, 통신 라인 CB나 통신 인터페이스(16)를 간소화할 수 있다는 이점이 얻어진다.
또는, 도 3에 나타내는 실시예 3에 따른 전원 장치(300)와 같이, 각 기능 모듈(10)을 메인 컨트롤러(2)와 개별로 통신 라인 CB로 접속하는 스타형의 접속 형태로 할 수도 있다. 이 구성에서는, 각 기능 모듈(10)은 메인 컨트롤러(2)와 개별 접속되어 있기 때문에 통신 데이터의 간섭이 없고, 또한, 통신 데이터 패킷에 개별의 식별 정보를 부여할 필요도 없앨 수 있다. 또한, 어느 하나의 통신 라인 CB가 단선되어도, 다른 기능 모듈(10)과의 통신은 유지할 수 있다고 하는 이점도 얻어진다. 또한, 도 3의 구성예에서는, 통신 인터페이스(16)는 반드시 복수개가 필요하지 않으며, 1개로 충분하다. 여기에서는, 통신 인터페이스(16B)에만 통신 라인 CB를 접속하고 있으며, 통신 인터페이스(16A)에는 접속하고 있지 않다. 따라서, 통신 인터페이스 수를 삭감할 수 있는 이점도 얻어진다.
또한, 도 3의 예에서는, 메인 컨트롤러(2)를 각 기능 모듈(10)과 직접 통신 라인 CB를 통해서 접속하고 있다. 단, 기능 모듈 수가 많은 경우나, 기능 모듈을 직렬 접속한 모듈 집합체(1)를 복수 병렬로 접속하는 경우 등은, 허브를 통해서 접속하는 구성으로 해도 좋다. 이러한 예를 실시예 4로서 도 4에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 전원 장치(400)는 메인 컨트롤러(2)와 모듈 집합체(1) 사이에 허브 컨트롤러(5)를 배치하고 있다. 허브 컨트롤러(5)는 복수개의 통신 라인 CB를 스타형 접속으로 각 기능 모듈(10)과 접속한다. 이 허브 컨트롤러(5)를 메인 컨트롤러(2)와 접속함으로써, 복수개의 통신 라인 CB를 통합한 통신을 행할 수 있다.
또는, 도 5에 나타내는 실시예 5에 따른 전원 장치(500)와 같이, 공통의 통신 라인 CCB에 대하여, 각 기능 모듈(10)이 개별로 접속하는 형태로 해도 좋다. 이 예에서는, 공통 통신 라인 CCB의 도중에 버스를 분기시켜서, 기능 모듈(10)과 접속하고 있다. 이러한 현수형의 접속 형태에 의하면, 공통 통신 라인 CCB를 사용해서 기능 모듈(10)을 차차 추가할 수 있다. 또한, 기능 모듈(10)에 한정되지 않고, 다른 부재도 공통 통신 라인 CCB에 접속하도록 구성해도 좋고, 통신선의 간소화를 도모할 수 있다. 이 공통 통신 라인 CCB는 쌍방향 통신 가능한 라인으로 한다.
또한, 통신 라인을 사용한 통신 형태로서는 CAN(Controller Area Network)이나 LIN, FlexRay, MOST, UART, SOI, I2C 등, 기존의 통신 프로토콜을 적절히 이용할 수 있다.
(모듈 집합체(1))
또한, 각 기능 모듈(10)은 전지 블록(12)의 플러스 측과 마이너스 측을 각각 출력 라인 OL 상에 접속시키고 있다. 이 기능 모듈(10)은 각각 출력 라인 OL 상에 직렬로 접속되어, 모듈 집합체(1)를 구성하고 있다. 모듈 집합체(1)는 각 전지 블록(12)을 직렬로 접속한 출력 전력을 접속부(3)를 통해서 외부로 출력 가능하게 하고 있다. 이로 인해, 접속부(3)는 외부 출력 단자를 구비하고 있다.
또한, 도 1 내지 도 3의 예에서는 기능 모듈(10)을 직렬로 4대 접속하고 있지만, 접속 대수는 3대 이하, 또는 5대 이상으로 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 병렬 접속을 혼재시키는 것도 가능하다. 기능 모듈의 접속 수나 접속 형태에 따라서, 출력 전압이나 전류값을 조정할 수 있는 것은 전술한 바와 같다.
(전류 검출부(4))
또한, 출력 라인 OL 상에는 전류 검출부(4)가 설치되어 있으며, 모듈 집합체(1)로부터 출력 라인 OL에 흐르는 출력 전류를 전류 검출부(4)로 검출하고 있다. 전류 검출부(4)도 메인 컨트롤러(2)와, 통신 라인 CB와는 개별의 전류 신호선 CL을 통해서 접속되어 있으며, 전류 검출부(4)로 검출된 출력 전류에 관한 정보는 이 전류 신호선 CL을 통해서 메인 컨트롤러(2)로 송출된다. 이 예에서는 전류 검출부(4)는 메인 컨트롤러(2)와 통신을 행하고 있지 않으며, 단순히 메인 컨트롤러(2)가 전류 검출부(4)에 의해 검출된 전류 신호를 취득할 뿐인 I/O 접속이다. 단, 통신에 의해 전류 신호를 취득하는 것도 가능하며, 이 경우에는 통신 라인 등의 통신선과 접속해도 좋다. 메인 컨트롤러(2)는 통신 라인 CB를 통해서 각 기능 모듈(10)에서의 전지 셀(11)의 상태를, 또한, 전류 신호선 CL을 통해서 출력 전류를 각각 모니터할 수 있으며, 이들의 정보를 외부 기기로 송신하거나, 기능 모듈(10)에 대하여 전지 셀(11)의 분리 등을 지시한다.
이와 같이 전류 검출부(4)를 각 기능 모듈(10)에 설치하지 않고, 하나의 전류 검출부(4)를 출력 라인 OL 상에 설치하고, 또한, 이것을 메인 컨트롤러(2)와 접속시킴으로써, 전류 검출부(4)를 공통화할 수 있다. 다시 말하면, 기능 모듈마다 전류 센서를 설치할 필요를 없애고, 기능 모듈의 간소화에 공헌할 수 있다.
(전지 상태 검출부(14))
전술한 도 1 등에 나타내는 기능 모듈(10)은 종래의 전지 모듈과 같이, 복수의 전지 셀을 적층한 단순한 전지 적층체가 아니라, 전지 셀(11)의 적층체인 전지 블록(12)을 보호하는 보호 회로 등을 실장한 회로 기판(20)을 구비하고 있다(도 8). 회로 기판(20)은 전지 상태 검출부(14)를 실장하고 있으며, 전지 블록(12)의 온도나 전압, 전류 등을 전지 상태 검출부(14)로 검출한다. 또한, 회로 기판(20)은 이상 전압 발생 시에 회로를 차단하는 보호 회로를 설치할 수도 있다.
(전압 검출부(21))
이 전지 상태 검출부(14)는 기능 모듈(10)에 포함되는 전지 셀(11)의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(21)를 구비하고 있다. 전압 검출부(21)는 전지 셀(11)마다 설치하는 것이 바람직하다. 특히, 리튬 이온 이차 전지에서는, 전지 셀마다 전압을 감시함으로써 이상을 정확하게 파악하고, 안전성을 확실하게 담보할 수 있다. 단, 전지 블록 중 특정한 위치, 예를 들어 전지 블록의 양단부나 중간부 등의 전지 셀만의 전압을 검출하도록 해도 좋다. 이 전압 검출부(21) 및 통신 인터페이스(16)는 전지 셀(11) 근방에 배치되어 있다. 특히, 짧은 와이어하데스나 FPC(Flexible printed circuits) 등을 사용하여, 전압 검출부(21)를 전지 블록(12)의 근방에 배치함으로써, 검출선간의 쇼트를 방지할 수 있다.
또한, 이들의 전압 검출부(21)와 2개의 통신 인터페이스(16)는 하나의 칩으로 구성할 수도 있다. 이에 의해 각 기능 모듈(10)의 회로 기판(20)을 소형화할 수 있다. 또한, 전압 검출부(21)와 통신 인터페이스(16) 외에, 메모리부(18)도 포함해서 하나의 칩으로 구성해도 좋다. 또한, 회로 기판(20)은 전지 블록(12)의 단부면에 직접 장착 할 수도 있다.
기능 모듈(10)은 통신 인터페이스(16)를 통해서 전지 셀(11)의 셀 전압에 관한 정보를 메인 컨트롤러(2)로 송신할 수 있다. 이에 의해, 각 기능 모듈(10)의 전지 셀(11)의 셀 전압을 메인 컨트롤러(2) 측에서 통합해서 모니터할 수 있다.
(온도 검출부(22))
또한, 전지 상태 검출부(14)는 기능 모듈(10)에 포함되는 전지 셀(11)의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(22)를 구비할 수도 있다(도 6). 온도 검출부(22)는 전지 셀(11)의 온도가 가장 높은 부위(예를 들어 전지 블록(12)의 중앙이나 냉각풍의 하류 측)나 가장 낮은 부위(예를 들어 전지 블록(12)의 단부면이나 냉각풍의 상류 측) 등, 특정한 전지 셀(11)에만 설치한다. 단, 모든 전지 셀에 설치해도 되는 것은 말할 필요도 없다.
(메모리부(18))
메모리부(18)는 통신 인터페이스(16)를 통해서 통신되는 데이터를 기록한다. 이러한 메모리부(18)에는 E2PROM 등의 불휘발성 메모리를 사용할 수 있다. 불휘발성 메모리에는 각 기능 모듈(10)을 식별하기 위한 식별 정보인 고유 어드레스 정보나, 이 기능 모듈에 포함되는 전지 셀의 전지 용량(SOC), 전지의 수명 정보(SOH) 등을 보존할 수 있다. 고유 어드레스 정보를 각 기능 모듈(10)에 부여함으로써, 복수 접속된 기능 모듈(10)을 구별하는 것이 가능해진다.
메모리부(18)에 기록되는 데이터는 메인 컨트롤러(2)로부터의 신호에 기초하여, 재기입 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 필요한 정보를 메인 컨트롤러(2)로부터 각 기능 모듈(10)로 송신하여, 기능 모듈(10) 측에서 기록할 수 있다. 이로 인해, 메인 컨트롤러(2) 측에서 일원적으로 기능 모듈(10)을 관리시켜서, 기능 모듈(10) 측의 처리를 간소화해서 부하를 경감시키는 것도 가능해진다. 예를 들어, 각 기능 모듈(10)을 메인 컨트롤러(2)에서 식별하기 위한 식별 정보인 고유 어드레스 정보가 메인 컨트롤러(2)로부터 기능 모듈(10)에 할당될 때, 기능 모듈(10)은 자신의 고유 어드레스 정보를 메모리부(18)에 기입한다.
(고유 어드레스 정보)
메인 컨트롤러(2)는 각 기능 모듈(10)에 대하여, 통신 라인 CB에 접속된 것을 검출하고, 고유한 어드레스 정보를 부여 가능하게 하고 있다. 이에 의해, 각 기능 모듈(10)은 고유한 어드레스 정보를 가질 수 있고, 상기 고유 어드레스 정보에 기초하여 메인 컨트롤러(2)와 통신 라인 CB를 통해서 데이터 통신할 수 있다. 특히, 고유 어드레스 정보의 설정을 자동으로 행할 수 있기 때문에, 이 작업을 줄일 수 있다는 이점이 얻어진다. 또한, 기능 모듈(10)의 제조 시에는 미리 고유 어드레스 정보를 고정하지 않기 때문에, 기능 모듈(10)을 공통화할 수 있어, 제조 비용을 저감할 수 있다는 이점도 얻어진다.
예를 들어, 기능 모듈(10)은 전원 장치(100)에 접속한 시점에서, 메인 컨트롤러(2)가 이 접속을 검지해서 자동으로 고유 어드레스 정보를 정의하고, 기능 모듈(10)로 송신한다. 기능 모듈(10)은 송신된 고유 어드레스 정보를 인식하고, 메모리부(18)에 기입하여 기록함과 함께, 이 고유 어드레스 정보에 기초하여 데이터 통신을 개시할 수 있다. 이와 같이 하여 기능 모듈(10)은 고유 어드레스 정보를 취득하고, 취득한 고유 어드레스 정보에 기초하여, 각각 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신을 행할 수 있다.
이와 같이 기능 모듈(10) 측의 기능을 한정해서, 기능 모듈(10)의 하드웨어 구성을 공통화하여, 부품 비용을 대폭 억제할 수 있다. 더불어, 기능 모듈(10)을 공통화함으로써, 일부의 기능 모듈(10)에 문제가 발생해도 해당되는 기능 모듈(10)만을 교환할 수 있어, 유지 보수의 면에서도 유리해진다.
(전지 셀(11))
전지 블록(12)은 복수의 전지 셀(11)을 직렬 및/또는 병렬로 접속해서 구성된다. 도 1의 예에서는, 전지 셀(11)을 직렬로 접속하고 있다. 전지 셀(11)에는 리튬 이온 전지를 적절하게 사용할 수 있다. 리튬 이온 전지는 전압이 높고, 적은 개수를 직렬로 접속해서 출력 전압을 높게 할 수 있다. 단, 전지 셀은 니켈 수소 전지나 니켈 카드뮴 전지 등, 충전할 수 있는 다른 전지 셀을 사용할 수도 있다. 전지 블록(12)은 직렬로 접속하는 전지 셀(11)의 개수로 출력 전압을 조정하고 있다. 또한, 전원 장치(100)는 직렬로 접속하는 기능 모듈(10)의 개수로 출력 전압을 조정하고 있다. 전원 장치(100)는 복수의 전지 블록(12)을 직렬로 접속하고, 예를 들어 차량의 주행 모터에 전력을 공급하는 장치에서는, 출력 전압을, 예를 들어 100V 내지 400V, 바람직하게는 200V 내지 300V로 한다.
(균등화 회로(13))
또한, 각 기능 모듈(10)은 전지 블록(12)을 구성하는 복수의 전지 셀(11)간의 잔류 용량을 균형시키기 위한 균등화 회로(13)를 구비하고 있다. 각 기능 모듈(10)은 메인 컨트롤러(2)로부터 균등화의 명령을 받아서 균등화 회로(13)를 동작시켜서 전지 셀(11)간의 잔류 용량의 균등화를 행할 수 있다. 균등화 회로(13)는 전압이 높거나, 또는 잔량이 큰 전지 셀을 저항을 통해서 단락시킴으로써, 전력을 소비시켜서 다른 전지 셀의 그것과 일치시킨다. 이로 인해, 각 전지 셀을 포함하는 폐회로를 구성하고 있으며, 폐회로의 개폐를 스위치로 제어해서 균등화를 실행한다. 이에 의해, 메인 컨트롤러(2)로 각 기능 모듈(10) 내에서의 셀 밸런스를 적절하게 유지하도록 집중적으로 관리할 수 있다. 다시 말하면, 기능 모듈(10) 측의 처리를 저감시키고, 기능 모듈(10)의 구성의 간소화에 이바지한다. 또한, 필요에 따라서, 기능 모듈간의 전지 블록의 전압의 밸런스를 유지하도록, 블록간의 균등화 회로를 설치해도 좋다. 또는, 기능 모듈간의 균등화를 도모하기 위해서, 블록 전압이 높은 기능 모듈로부터, 다른 기능 모듈에 대하여 구동 전원을 공급하도록 구성할 수도 있다.
(전기 자동차)
이러한 전원 장치를 전동 자동차에 탑재한 예를 도 6의 블록도에 나타낸다. 도 6의 예에서는 2개의 기능 모듈(10)을 접속해서 전원 장치(300)를 구성하고 있다. 또한, 전류 검출부(4)는 통신 라인 CB와 상이한 전용 버스로 메인 컨트롤러(2)와 접속하고 있다. 메인 컨트롤러(2)는 전원 장치 측의 ECU(Electronic Control Unit: 전자 제어 유닛)로서, 출력 전류의 검출, 각 기능 모듈(10)의 제어, 통신 라인 CB의 제어를 행하고, 또한, 외부 접속된 차량 측 컨트롤러(97)와의 사이에서 데이터 통신을 행한다. 이로 인해, 메인 컨트롤러(2)는 저전압의 커넥터에 의해 차량 측 컨트롤러(97)와 접속되어 있다. 한편, 접속부(3)는 모듈 집합체(1)의 출력 라인 OL을 고전압의 커넥터를 통해서 차량 측의 커넥터 유닛(98)과 접속한다. 또한, 출력 라인 OL의 경로 상에는 점검 시 등의 안전성을 확보하기 위해서 출력 라인 OL을 개방하기 위한 서비스 플러그(99)가 설치된다.
도 6에 나타내는 기능 모듈(10)은 MPU 등의 고기능의 연산 소자를 회로 기판(20)에 갖지 않는다. 이로 인해, 회로 기판(20) 상에는 지극히 간단한 IC나 ASIC 등과, 메모리부(18)와, 균등화 회로(13)를 구비하는 것만으로 회로 구성을 간소화, 소형화할 수 있는 동시에, 비용도 저렴하게 할 수 있다는 이점이 얻어진다. 한편, SOC나 SOH의 연산 등, 연산 처리가 필요한 경우에는, 통신 라인 CB를 통해서 접속된 메인 컨트롤러(2) 측에서 행한다. 이와 같이 구성함으로써, 각 기능 모듈(10)에 요구되는 하드웨어적인 사양을 간소화할 수 있기 때문에, 저렴하게 제조할 수 있다. 한편, 필요한 처리는 메인 컨트롤러(2)에서 통합해서 처리할 수 있기 때문에, 기능적으로 종래보다도 떨어질 일은 없고, 필요한 기능은 유지된다.
이와 같이, 각 기능 모듈(10)로부터의 데이터를 메인 컨트롤러(2)에 집약하여, 집중적으로 데이터 처리를 행한다. 또한, 메인 컨트롤러(2)는 기능 모듈(10)이 접속될 때마다, 접속된 새로운 기능 모듈(10)을 인식하고, 이 기능 모듈(10)에 대하여 고유 어드레스 정보를 자동으로 정의, 배포한다. 이에 의해, 추가된 기능 모듈(10)은 부여된 고유 어드레스 정보에 기초하여, 전원 장치 내에서의 데이터 통신을 행할 수 있게 된다.
(기능 모듈(10)의 상세 구성)
기능 모듈(10)의 일례의 외관 사시도를 도 7에, 도 7의 분해 사시도를 도 8에 각각 도시한다. 이들의 도면에 도시하는 기능 모듈(10)은 전지 블록(12)과 회로 기판(20)을 구비하고 있다. 이 예에서는, 복수매의 각형 전지 셀(11)을 적층한 전지 블록(12)을 바인드 바(30)로 체결하고 있다. 또한, 회로 기판(20)에는 이상 사태로부터 전지 셀(11)의 보호를 도모하는 보호 회로 등, 다양한 회로를 실장하고 있다.
(전지 블록(12))
전지 블록(12)은 도 7에 도시하는 바와 같이, 외관을 대략 상자형으로 하고, 각형의 전지 셀(11)을 다수 적층하여, 양단부면으로부터 엔드 플레이트(24)에서 바인드 바(30)를 통해서 끼움 지지하고 있다. 전지 블록(12)은 도 8의 분해 사시도에 도시하는 바와 같이, 각형의 전지 셀(11)을 복수, 세퍼레이터(40)를 통해서 적층해서 구성된다. 도 8의 전지 블록(12)의 예에서는, 18개의 전지 셀(11)을 적층하고 있다. 바인드 바(30)는 전지 셀(11)을 체결하는 체결 수단으로서 기능한다. 이 예에서는 프레임 형상의 금속판의 양단부를 상면에서 보아 ㄷ자 형상으로 절곡해서 절곡편(31)으로서 엔드 플레이트(24)에 마련된 돌기(26)와 끼워 맞춤하기 위한 슬릿(32)이 절곡편(31)에 개구되어 있다. 이 전지 블록(12)은 바인드 바(30)의 절곡편(31)에 개구된 슬릿(32)에 엔드 플레이트(24)의 돌기(26)를 끼워 삽입시킴으로써, 전지 셀(11)을 세퍼레이터(40)를 개재시켜서 적층한 상태로 끼움 지지해서 고정한다.
(전지 셀(11))
전지 셀(11)은 외형을 폭보다도 두께를 얇게 한 각형으로 하는 외장 캔으로 구성되고, 외장 캔의 천장면, 즉 외장 캔을 폐색하는 밀봉판에 정부의 전극 단자를 설치하고 있다. 전극 단자끼리는 버스 바를 통해서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전지 셀의 외장 캔은 플라스틱 등의 절연재로 제작할 수도 있다. 이 경우에는 전지 셀끼리를 적층 할 때에 외장 캔을 절연할 필요가 없기 때문에, 세퍼레이터를 금속제로 할 수도 있다. 또한, 전지 셀(11)의 천장면을 제외하는 면은 절연 처리된다. 구체적으로는, 전지 셀(11)의 천장면 및 바닥면을 제외하는 면을 피복 필름으로 표면을 피복한다.
이러한 전지 셀(11)은 리튬 이온 이차 전지의 각형 전지이다. 단, 전지 셀은 니켈 수소 전지나 니켈 카드뮴 전지 등의 이차 전지로 할 수도 있다. 전지 셀(11)은 소정의 두께를 갖는 사각형으로, 천장면의 양단부에는 정부의 전극 단자가 돌출되어서 설치되어 있으며, 천장면의 중앙부에는 안전 밸브의 개구부가 형성되어 있다. 적층되는 전지 셀(11)은 인접하는 정부의 전극 단자를 버스 바로 연결해서 서로 직렬로 접속되어 있다. 인접하는 전지 셀(11)을 서로 직렬로 접속하는 배터리 시스템은 출력 전압을 높게 해서 출력을 크게 할 수 있다. 단, 배터리 시스템은 인접하는 전지 셀을 병렬로 접속할 수도 있다.
(세퍼레이터(40))
전지 블록(12)은 적층되어 있는 전지 셀(11)의 사이에 세퍼레이터(40)를 협착하고 있다. 이 전지 블록(12)은 전지 셀(11)의 외장 캔(12)을 금속제로 하여, 플라스틱제의 세퍼레이터(40)로 절연해서 적층할 수 있다. 세퍼레이터(40)는 양면을 전지 셀(11)에 끼움 부착할 수 있는 형상으로서, 인접하는 전지 셀(11)의 위치 어긋남을 저지해서 적층할 수 있다.
또한, 세퍼레이터(40)는 도 8에 도시하는 바와 같이, 전지 셀(11)을 냉각시키기 위해서, 전지 셀(11)과의 사이에 공기 등의 냉각 기체를 통과시키는 냉각 간극을 형성하고 있다. 이에 의해 전지 블록(12)은 복수의 전지 셀(11)을 냉각 간극이 형성되는 상태로 적층하고 있다. 또한, 전지 블록(12)의 전지 셀(11)에 냉각 기체를 강제 송풍해서 냉각시키는 냉각 기구로서, 강제 송풍 기구를 구비하고 있다(도시하지 않음).
(전원 장치를 사용한 차량)
이어서, 이상의 전지 셀을 사용한 전원 장치를 탑재한 차량을 도 9 및 도 10에 기초하여 설명한다. 도 9는 차량용의 배터리 시스템을 탑재하는 차량이며, 엔진과 모터의 양쪽으로 주행하는 하이브리드 차 HV의 일례를 나타내고 있다. 이 도면의 하이브리드 차는 차량을 주행시키는 엔진(96) 및 주행용의 모터(93)와, 모터(93)에 전력을 공급하는 배터리 시스템(91, 92)과, 배터리 시스템(91, 92)의 전지를 충전하는 발전기(94)를 구비하고 있다. 배터리 시스템(91, 92)은 DC/AC 인버터(95)를 통해서 모터(93)와 발전기(94)에 접속되어 있다. 하이브리드 차는 배터리 시스템(91, 92)의 전지를 충방전하면서 모터(93)와 엔진(96)의 양쪽으로 주행한다. 모터(93)는 엔진 효율이 나쁜 영역, 예를 들어 가속 시나 저속 주행 시에 구동되어서 차량을 주행시킨다. 모터(93)는 배터리 시스템(91, 92)으로부터 전력이 공급되어서 구동한다. 발전기(94)는 엔진(96)으로 구동되거나, 또는 차량에 제동을 걸 때의 회생 제동으로 구동되어서, 배터리 시스템(91, 92)의 전지를 충전한다.
또한, 도 10은 차량용의 배터리 시스템을 탑재하는 차량이며, 모터만으로 주행하는 전기 자동차 EV의 일례를 나타내고 있다. 이 도면에 나타내는 전기 자동차는 차량을 주행시키는 주행용의 모터(93)와, 이 모터(93)에 전력을 공급하는 배터리 시스템(91, 92)과, 이 배터리 시스템(91, 92)의 전지를 충전하는 발전기(94)를 구비하고 있다. 배터리 시스템(91, 92)은 DC/AC 인버터(95)를 통해서 모터(93)와 발전기(94)에 접속되어 있다. 모터(93)는 배터리 시스템(91, 92)으로부터 전력이 공급되어서 구동한다. 발전기(94)는 차량을 회생 제동할 때의 에너지로 구동되어서, 배터리 시스템(91, 92)의 전지를 충전한다.
또한, 차량 측 부하에는 DC/AC 인버터의 입력 측에 승강압 컨버터를 접속해서, 전원 장치의 출력 전압을 승압해서 모터에 공급하는 것도 있다. 이 차량 측 부하는 승강압 컨버터로 전원 장치의 출력 전압을 승압하고, DC/AC 인버터를 통해서 모터에 공급하고, 또한, 발전기의 출력을 DC/AC 인버터로 직류로 변환하고, 또한, 승강압 컨버터로 강압해서 주행용 배터리를 충전한다.
(축전용 전원 장치)
또한, 이 전원 장치는 차량 등의 이동체용의 동력원으로서 뿐만 아니라, 적재형의 축전용 설비로서도 사용할 수 있다. 이 전원 장치는 예를 들어 가정용, 공장용의 전원으로서, 태양광 발전의 전력이나 심야 전력 등으로 충전하고, 필요 시에 방전하는 전원 시스템, 또는 낮 동안 태양광 발전의 전력을 충전해서 야간에 방전하는 가로등용의 전원이나, 정전 시에 구동하는 신호기용의 백업 전원 등에도 사용할 수 있다. 이러한 예를 도 11에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 전원 장치(100)는 복수의 전지 팩(81)을 유닛 형상으로 접속해서 전지 유닛(82)을 구성하고 있다. 각 전지 팩(81)은 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 접속되어 있다. 각 전지 팩(81)은 전원 컨트롤러(84)에 의해 제어된다. 이 전원 장치(100)는 전지 유닛(82)을 충전용 전원 CP로 충전한 후, 부하 LD를 구동한다. 이로 인해, 전원 장치(100)는 충전 모드와 방전 모드를 구비한다. 부하 LD와 충전용 전원 CP는 각각 방전 스위치 DS 및 충전 스위치 CS를 통해서 전원 장치(100)와 접속되어 있다. 방전 스위치 DS 및 충전 스위치 CS의 ON/OFF는 전원 장치(100)의 전원 컨트롤러(84)에 의해 전환된다. 충전 모드에서는 전원 컨트롤러(84)는 충전 스위치 CS를 ON으로, 방전 스위치 DS를 OFF로 전환하고, 충전용 전원 CP로부터 전원 장치(100)로의 충전을 허가한다. 또한, 충전이 완료되어 만충전이 되거나, 또는 소정값 이상의 용량이 충전된 상태로 부하 LD로부터의 요구에 따라서, 전원 컨트롤러(84)는 충전 스위치 CS를 OFF로, 방전 스위치 DS를 ON으로 해서 방전 모드로 전환하여, 전원 장치(100)로부터 부하 LD로의 방전을 허가한다. 또한, 필요에 따라서, 충전 스위치 CS를 ON으로, 방전 스위치 DS를 ON으로 해서, 부하 LD의 전력 공급과, 전원 장치(100)로의 충전을 동시에 행할 수도 있다.
전원 장치(100)에서 구동되는 부하 LD는 방전 스위치 DS를 통해서 전원 장치(100)와 접속되어 있다. 전원 장치(100)의 방전 모드에서는 전원 컨트롤러(84)가 방전 스위치 DS를 ON으로 전환하고, 부하 LD에 접속하여, 전원 장치(100)로부터의 전력으로 부하 LD를 구동한다. 방전 스위치 DS는 FET 등의 스위칭 소자를 사용할 수 있다. 방전 스위치 DS의 ON/OFF는 전원 장치(100)의 전원 컨트롤러(84)에 의해 제어된다. 또한, 전원 컨트롤러(84)는 외부 기기와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 구비하고 있다. 도 11의 예에서는, UART나 RS-232C 등의 기존의 통신 프로토콜에 따라서 호스트 기기 HT와 접속되어 있다. 또한, 필요에 따라서, 전원 시스템에 대하여 유저가 조작을 행하기 위한 유저 인터페이스를 마련할 수도 있다. 각 전지 팩(81)은 신호 단자와 전원 단자를 구비한다. 신호 단자는 팩 입출력 단자 DI와, 팩 이상 출력 단자 DA와, 팩 접속 단자 DO를 포함한다. 팩 입출력 단자 DI는 다른 전지 팩이나 전원 컨트롤러(84)로부터의 신호를 입출력하기 위한 단자이며, 팩 접속 단자 DO는 자팩인 다른 전지 팩에 대하여 신호를 입출력하기 위한 단자이다. 또한, 팩 이상 출력 단자 DA는 전지 팩의 이상을 외부로 출력하기 위한 단자이다. 또한, 전원 단자는 전지 팩(81)끼리를 직렬, 병렬로 접속하기 위한 단자이다. 또한, 전지 유닛(82)은 병렬 접속 스위치(85)를 통해서 출력 라인 OL에 접속되어서 서로 병렬로 접속되어 있다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명에 따른 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치는 EV 주행 모드와 HEV 주행 모드를 전환 가능한 플러그인식 하이브리드 전기 자동차나 하이브리드식 전기 자동차, 전기 자동차 등의 전원 장치로서 적절하게 사용할 수 있다.
100, 200, 300, 400, 500: 전원 장치
1: 모듈 집합체
2: 메인 컨트롤러
3: 접속부
4: 전류 검출부
5: 허브 컨트롤러
10: 기능 모듈
11: 전지 셀
12: 전지 블록
13: 균등화 회로
14: 전지 상태 검출부
16, 16A, 16B: 통신 인터페이스
18: 메모리부
20: 회로 기판
21: 전압 검출부
22: 온도 검출부
23: 온도 센서
24: 엔드 플레이트
25: 적재 플레이트
26: 돌기
30: 바인드 바
31: 절곡편
32: 슬릿
40: 세퍼레이터
81: 전지 팩
82: 전지 유닛
84: 전원 컨트롤러
85: 병렬 접속 스위치
91, 92: 배터리 시스템
93: 모터
94: 발전기
95: 인버터
96: 엔진
97: 차량 측 컨트롤러
98: 컨텍터 유닛
99: 서비스 플러그
CB: 통신 라인
CCB: 공통 통신 라인
OL: 출력 라인
CL: 전류 신호선
HV, EV: 차량
LD: 부하
CP: 충전용 전원
DS: 방전 스위치
CS: 충전 스위치
HT: 호스트 기기
DI: 팩 입출력 단자
DA: 팩 이상 출력 단자
DO: 자 측 팩 접속 단자

Claims (13)

  1. 복수의 기능 모듈(10)과,
    상기 복수의 기능 모듈(10)과 접속되어, 이들을 제어하는 메인 컨트롤러(2)를 구비하고,
    상기 복수의 기능 모듈(10)은 각각,
    직렬 및/또는 병렬로 접속된 복수의 전지 셀(11)을 적층한 전지 블록(12)과,
    상기 전지 셀(11)의 상태를 검출하기 위한 전지 상태 검출부(14)와,
    다른 기능 모듈(10) 또는 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신하기 위한 통신 인터페이스(16)를 구비하고 있으며,
    상기 메인 컨트롤러(2)는 각 기능 모듈(10)의 상기 통신 인터페이스(16)와, 통신 라인(CB)을 통해서 접속되어 있고,
    상기 복수의 기능 모듈(10)이 출력 라인(OL) 상에서 직렬 및/또는 병렬로 접속되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기능 모듈(10)은,
    상기 통신 인터페이스(16)를 통해서 통신되는 데이터를 기록 가능한 메모리부(18)를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기능 모듈(10)은 상기 메인 컨트롤러(2)로부터의 신호에 기초하여, 상기 기능 모듈(10)의 메모리부(18)를 재기입 가능하게 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능 모듈(10)이 상기 출력 라인(OL) 상에 직렬로 접속되어 있으며,
    상기 전원 장치는 상기 출력 라인(OL)을 흐르는 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(4)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러(2)와 복수의 기능 모듈(10)이 통신 라인(CB)을 통해서 버스형, 데이지 체인형, 루프형 또는 스타형 중 어느 한 형태에 의해 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능 모듈(10)은 상기 통신 인터페이스(16)를 복수 구비하고 있으며, 한쪽의 통신 인터페이스(16A)를 상류 측의 기능 모듈(10)에, 다른 쪽의 통신 인터페이스(16B)를 하류 측의 기능 모듈(10)에 접속 가능하게 해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능 모듈(10)이 상기 기능 모듈(10)에 포함되는 전지 블록(12)을 구성하는 복수의 전지 셀(11)간의 잔류 용량을 균형시키기 위한 균등화 회로(13)를 더 구비하고 있으며,
    상기 메인 컨트롤러(2)로부터의 명령을 받아서 각 기능 모듈(10)이 상기 균등화 회로(13)를 사용해서 전지 셀(11)간의 잔류 용량의 균등화를 행하는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전지 상태 검출부(14)는,
    상기 전지 셀(11)의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전지 상태 검출부(14)는,
    상기 전지 셀(11)의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 기능 모듈(10)은 상기 통신 인터페이스(16)를 통해서 상기 기능 모듈(10)에 포함되는 전지 셀(11)의 셀 전압에 관한 정보를 상기 메인 컨트롤러(2)로 송신 가능하게 구성해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러(2)는 각 기능 모듈(10)에 대하여 통신 라인(CB)에 접속된 것을 검출하고, 고유한 어드레스 정보를 부여 가능하며,
    상기 기능 모듈(10)은 상기 부여된 고유 어드레스 정보를 상기 메모리부(18)에 기록 가능하며,
    상기 메모리부(18)에 기록된 고유 어드레스 정보에 기초하여, 각 기능 모듈(10)은 각각 메인 컨트롤러(2)와 데이터 통신 가능하게 구성해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전원 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전원 장치를 구비하는 차량.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전원 장치를 탑재한 축전 장치.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140086863A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 축전 장치의 제어 시스템, 축전 시스템, 및 전기 기기
WO2015057030A1 (ko) * 2013-10-18 2015-04-23 주식회사 엘지화학 입력 커넥터 및 출력 커넥터의 구분 없이 데이지 체인 통신망을 구성할 수 있는 통신단말기
KR20190084353A (ko) * 2016-12-16 2019-07-16 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션 배터리 팩 스위치
KR102313082B1 (ko) * 2020-04-09 2021-10-18 제주대학교 산학협력단 전기차 배터리 모듈의 연결 변환 장치
US11179841B2 (en) 2016-12-16 2021-11-23 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack interface
US11251508B2 (en) 2017-03-24 2022-02-15 Milwaukee Electric Tool Corporation Terminal configuration for a battery pack
US11374528B2 (en) 2017-06-30 2022-06-28 Milwaukee Electric Tool Corporation High power battery-powered system

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011039865A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換システム
CN102754245B (zh) 2011-04-18 2014-02-19 华为终端有限公司 电池、电池组件及用户设备
DE102011082937A1 (de) * 2011-09-19 2013-03-21 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemanagementsystem, Batterie, Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem sowie Verfahren zur Überwachung einer Batterie
JP2013083514A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Keihin Corp バッテリ監視装置
DE112011106046T5 (de) * 2011-12-27 2014-11-27 Mitsubishi Electric Corporation Energieversorgungsvorrichtung
US20130175976A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Salim Rana Battery Management System
US9070950B2 (en) 2012-03-26 2015-06-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage element, manufacturing method thereof, and power storage device
FR2990766B1 (fr) * 2012-05-15 2014-05-09 Renault Sa Systeme et procede correspondant d'estimation de l'etat de charge d'une batterie
DE102012214091A1 (de) * 2012-08-08 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Batterie-Management-System mit Datenschnittstelle für Batteriemodul, Batteriemodul mit Datenspeicher, Batteriesystem mit Batterie-Management-System sowie Batteriemodul und Kraftfahrzeug mit Batteriesystem
FR2997242B1 (fr) * 2012-10-18 2014-12-26 Commissariat Energie Atomique Systeme d'alimentation electrique a capacite modulable
WO2014070931A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-08 Quantitative Sampling Technologies, LLC Supervisory computer system over data acquisition devices
US10381691B1 (en) * 2012-11-15 2019-08-13 Nova Greentech, Inc. Modular battery network systems and methods for managing modular battery network systems
WO2014132321A1 (ja) * 2013-02-26 2014-09-04 株式会社 日立製作所 電源装置
CN104247198B (zh) * 2013-03-29 2017-07-28 三洋电机株式会社 电源系统以及电源系统的充放电控制方法
CN105122071B (zh) 2013-04-15 2018-06-01 日立汽车系统株式会社 电池系统
DE102013207357A1 (de) * 2013-04-23 2014-10-23 Elringklinger Ag Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung
DE102013207356A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Elringklinger Ag Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung und Zellkontaktierungssystem
JP2014217146A (ja) * 2013-04-24 2014-11-17 トヨタ自動車株式会社 電池監視装置、及び、電池ユニット
WO2014178567A1 (ko) * 2013-04-29 2014-11-06 주식회사 엘지화학 자동차용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈 집합체
KR101520902B1 (ko) 2013-04-29 2015-05-15 주식회사 엘지화학 자동차용 배터리 팩 케이스
CA2910928C (en) * 2013-04-30 2017-05-16 Aleees Eco Ark Co. Ltd. Power driving system
JP6185150B2 (ja) * 2013-04-30 2017-08-23 アリース エコ アーク（ケイマン） シーオー．エルティーディー． 大型電気自動車の電力系統、並びに交互休止バッテリー管理及びその制御方法
CA2910934C (en) 2013-04-30 2019-02-26 Aleees Eco Ark Co. Ltd. Large electric vehicle power structure and alternating-hibernation battery management and control method thereof
US9559389B2 (en) * 2013-07-10 2017-01-31 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. Daisy chain communication bus and protocol
US10063069B1 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Artisan Vehicle Systems Inc. Module maintenance system
US9960396B2 (en) 2013-09-24 2018-05-01 Artisan Vehicle Systems Inc. Module backbone system
US20150104673A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. Daisy-chain communication bus and protocol
CN106463998A (zh) * 2014-03-21 2017-02-22 英属盖曼群岛商立凯绿能移动科技股份有限公司 电池管理装置
US9461482B2 (en) * 2014-04-15 2016-10-04 Win Sheng Cheng Multi-chemistry battery pack system
US9385542B2 (en) * 2014-06-26 2016-07-05 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company, Limited Serial multi-battery charger with independent simultaneous charge and discharge
US10826136B2 (en) 2014-07-24 2020-11-03 The Boeing Company Battery pack including stacked battery-board assemblies
DE102014215035A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriesystem und elektrisch angetriebenes Zweirad mit einem Batteriesystem
CN104659877B (zh) * 2015-01-28 2017-12-22 杭州高特电子设备股份有限公司 一种基于共用设备供电电源的隔离双向恒流维护系统
JP6501205B2 (ja) * 2015-03-13 2019-04-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 通信装置、受信装置、通信システム
KR102442187B1 (ko) * 2015-04-10 2022-09-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호 회로
JP6477200B2 (ja) * 2015-04-24 2019-03-06 ミツミ電機株式会社 電池保護システム、電池保護装置、及び電池保護方法
TWI617921B (zh) * 2015-05-15 2018-03-11 碩天科技股份有限公司 具有定址模式及偵測模式的電池感測器
CN106787226A (zh) * 2015-12-30 2017-05-31 南京宇能新能源科技有限公司 基于塑料光纤通讯的新能源智能化储能装置
KR102523045B1 (ko) * 2016-01-12 2023-04-17 삼성전자주식회사 고장 셀 검출 장치 및 방법
WO2017150013A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 三洋電機株式会社 温度検出回路
JP2019515694A (ja) * 2016-05-05 2019-06-13 ドンフェン アグリカルチュラル イクイップメント （シアンヤン） カンパニー リミテッドＤｏｎｇｆｅｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ （Ｘｉａｎｇｙａｎｇ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 電動多機能移植機及びその使用
CN106183850B (zh) * 2016-07-13 2019-02-19 重庆长安汽车股份有限公司 一种动力电池状态信号获取方法、获取系统及电动汽车
JP6741211B2 (ja) * 2016-08-05 2020-08-19 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法
JP6790102B2 (ja) * 2016-08-30 2020-11-25 三洋電機株式会社 管理装置、及び蓄電システム
KR102211362B1 (ko) * 2016-09-07 2021-02-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩의 제조 방법
JP6930745B2 (ja) * 2016-09-13 2021-09-01 三洋電機株式会社 管理装置および電源システム
CN209488195U (zh) * 2016-10-12 2019-10-11 Oppo广东移动通信有限公司 移动终端
CN107947252B (zh) 2016-10-12 2020-09-22 Oppo广东移动通信有限公司 终端和设备
DE102016013702A1 (de) 2016-11-17 2018-05-17 Man Truck & Bus Ag Traktionsenergiespeichersystem mit Betriebsgrenzenbestimmung
JP6922337B2 (ja) * 2017-03-31 2021-08-18 株式会社豊田中央研究所 電源装置及びそれにおけるｓｏｃ推定方法
JP6408068B2 (ja) * 2017-05-31 2018-10-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム
CN107472054A (zh) * 2017-07-07 2017-12-15 浙江吉利新能源商用车有限公司 一种可阶梯利用的电池系统
CN110832668A (zh) * 2017-07-24 2020-02-21 工机控股株式会社 电池组以及使用电池组的电气设备
JP6928347B2 (ja) * 2017-08-02 2021-09-01 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 管理装置、蓄電装置、蓄電システム、及び、電気機器
US11513163B2 (en) * 2017-08-29 2022-11-29 Nuvoton Technology Corporation Japan Voltage detection circuit for voltage measurement apparatus for use in assembled battery system
CN108233490A (zh) * 2018-03-15 2018-06-29 江苏本安环保科技有限公司 一种具有主动均衡功能的储能电站
JP6963358B2 (ja) * 2018-03-26 2021-11-10 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン 電源装置
CN112055926A (zh) * 2018-04-25 2020-12-08 三洋电机株式会社 管理装置、电源系统
WO2019235956A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 Siemens Aktiengesellschaft Smart battery system and method of smart battery system balancing
US11804622B2 (en) 2018-06-22 2023-10-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Abnormality detection method of power storage device and management device of power storage device
KR102217590B1 (ko) * 2018-07-16 2021-02-18 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱 장치 및 방법
US11063444B2 (en) * 2018-08-10 2021-07-13 Powin, Llc Enhanced battery management system for battery pack
US10978884B2 (en) 2018-08-10 2021-04-13 Powin Energy Corporation Enhanced switched balancing network for battery pack
DE102018218316A1 (de) * 2018-10-26 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug, Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeug
JP6960898B2 (ja) * 2018-10-31 2021-11-05 株式会社豊田中央研究所 電源装置
JP6898904B2 (ja) 2018-10-31 2021-07-07 株式会社豊田中央研究所 電源装置
JP6960897B2 (ja) 2018-10-31 2021-11-05 株式会社豊田中央研究所 電源装置
JP7247543B2 (ja) * 2018-11-22 2023-03-29 トヨタ自動車株式会社 車両
JP7145391B2 (ja) * 2018-11-28 2022-10-03 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP7216889B2 (ja) * 2018-11-28 2023-02-02 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP2020137390A (ja) * 2019-02-26 2020-08-31 本田技研工業株式会社 バッテリ装置
KR102428906B1 (ko) 2019-11-11 2022-08-04 현대모비스 주식회사 저전압 및 고전압 배터리를 통합 관리하는 배터리 관리 시스템 및 그것의 통신 방법
US11545841B2 (en) * 2019-11-18 2023-01-03 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for autonomous balancing and communication in a battery system
WO2021149298A1 (ja) * 2020-01-23 2021-07-29 三洋電機株式会社 電源装置とこの電源装置を備える電動車両及び蓄電装置
USD1016012S1 (en) * 2020-07-31 2024-02-27 FLIR Belgium BVBA Module for power control system
JP7299930B2 (ja) * 2021-01-12 2023-06-28 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 電池システム
CN114312267B (zh) * 2021-01-28 2024-04-09 华为数字能源技术有限公司 一种车载分布式供电系统、车载供电控制方法及装置
KR20220153129A (ko) * 2021-05-10 2022-11-18 현대자동차주식회사 차량용 전력 시스템
CN113696794B (zh) * 2021-08-27 2022-07-08 南京邮电大学 一种用于新能源汽车用燃料电池冷却的降温系统
WO2023187815A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 Tvs Motor Company Limited Method and system for managing batteries in a vehicle

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3099181B2 (ja) * 1996-09-10 2000-10-16 本田技研工業株式会社 蓄電器の電圧制御装置
JP3503453B2 (ja) * 1997-12-26 2004-03-08 株式会社日立製作所 電池システム及びそれを用いた電気自動車
US6380711B2 (en) * 1999-06-30 2002-04-30 Research In Motion Limited Battery recharging device and method and an automatic battery detection system and method therefor
JP2004524793A (ja) * 2001-03-30 2004-08-12 デザインライン・リミテッド バッテリー管理ユニット、システム、および方法
JP3778821B2 (ja) 2001-07-31 2006-05-24 三洋電機株式会社 自動車用の電源装置
JP4605952B2 (ja) * 2001-08-29 2011-01-05 株式会社日立製作所 蓄電装置及びその制御方法
TW530429B (en) * 2001-12-24 2003-05-01 Avid Electronics Corp Intelligent secondary battery management method and device
JP3893291B2 (ja) * 2002-01-10 2007-03-14 パナソニック・イーブイ・エナジー株式会社 ハイブリッド車用電池電源装置
US7567057B2 (en) * 2003-08-11 2009-07-28 Reserve Power Cell, Llc Multiple battery management system, auxiliary battery attachment system, and network controlled multiple battery system
JP5089883B2 (ja) 2005-12-16 2012-12-05 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電池管理装置
KR100814884B1 (ko) * 2006-10-16 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
JP5250230B2 (ja) 2007-09-28 2013-07-31 株式会社日立製作所 車両用電源システムおよび電池セル制御用集積回路
JP5486780B2 (ja) 2008-07-01 2014-05-07 株式会社日立製作所 電池システム
JP5431842B2 (ja) * 2008-10-21 2014-03-05 セイコーインスツル株式会社 バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
WO2011132434A1 (ja) * 2010-04-22 2011-10-27 三洋電機株式会社 バッテリモジュール、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
WO2011135868A1 (ja) 2010-04-28 2011-11-03 三洋電機株式会社 バッテリモジュール、それを備えた移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
WO2012029317A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 三洋電機株式会社 バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
US8598847B2 (en) * 2010-12-07 2013-12-03 Volkswagen Ag Balancing voltage for a multi-cell battery system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10897152B2 (en) 2012-12-28 2021-01-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device control system, power storage system, and electrical appliance
KR20140086863A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 축전 장치의 제어 시스템, 축전 시스템, 및 전기 기기
WO2015057030A1 (ko) * 2013-10-18 2015-04-23 주식회사 엘지화학 입력 커넥터 및 출력 커넥터의 구분 없이 데이지 체인 통신망을 구성할 수 있는 통신단말기
US9800072B2 (en) 2013-10-18 2017-10-24 Lg Chem, Ltd. Communication terminal for constructing daisy chain communication network without distinction between input connector and output connector
US11685037B2 (en) 2016-12-16 2023-06-27 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack interface
KR20190084353A (ko) * 2016-12-16 2019-07-16 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션 배터리 팩 스위치
US10944131B2 (en) 2016-12-16 2021-03-09 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack switch
US11945094B2 (en) 2016-12-16 2024-04-02 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack interface
US11179841B2 (en) 2016-12-16 2021-11-23 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack interface
US11251508B2 (en) 2017-03-24 2022-02-15 Milwaukee Electric Tool Corporation Terminal configuration for a battery pack
US11374528B2 (en) 2017-06-30 2022-06-28 Milwaukee Electric Tool Corporation High power battery-powered system
US11652437B2 (en) 2017-06-30 2023-05-16 Milwaukee Electric Tool Corporation High power battery-powered system
KR102313082B1 (ko) * 2020-04-09 2021-10-18 제주대학교 산학협력단 전기차 배터리 모듈의 연결 변환 장치

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Publication number Publication date
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