KR20120120111A

KR20120120111A - 배터리 시스템, 전동 차량, 이동체, 전력 저장 장치 및 전원 장치

Info

Publication number: KR20120120111A
Application number: KR1020127006229A
Authority: KR
Inventors: 가즈미 오꾸라; 도모노리 구니미쯔
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-11-01
Also published as: EP2642630B1; KR101199102B1; WO2012131808A1; CN102823107A; EP2642630A1; EP2642630A4; US8742619B2; CN102823107B; US20120280573A1

Abstract

하나의 상태 검출부는, 하나의 배터리 모듈의 배터리 셀군의 충방전에 관한이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 하나의 검출 신호를 발생시킨다. 다른 상태 검출부가 다른 배터리 모듈의 다른 배터리 셀군의 충방전에 관한 이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 다른 검출 신호를 발생시킨다. 하나의 상태 검출부에 의해 발생되는 하나의 검출 신호는, 하나의 연산 처리 장치에 의해 외부에 송신된다. 다른 상태 검출부에 의해 발생되는 다른 검출 신호는, 다른 연산 처리 장치에 의해 외부에 송신된다. 하나의 상태 검출부에 의해 발생되는 하나의 검출 신호는, 신호선을 통하여 다른 연산 처리 장치 및 다른 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달된다.

Description

배터리 시스템, 전동 차량, 이동체, 전력 저장 장치 및 전원 장치{BATTERY SYSTEM, ELECTRIC VEHICLE, MOVABLE BODY, POWER STORAGE DEVICE, AND POWER SUPPLY DEVICE}

본 발명은 배터리 시스템 및 그것을 구비한 전동 차량, 이동체, 전력 저장 장치 및 전원 장치에 관한 것이다.

전동 자동차 등의 이동체의 구동원 또는 축전 장치로서 사용되는 배터리 시스템에 있어서는 충방전이 가능한 복수의 배터리 모듈이 설치된다. 각 배터리 모듈은 복수의 전지(배터리 셀)가 예를 들어 직렬로 접속된 구성을 갖는다. 또한, 배터리 시스템에는 배터리 셀의 과충전 또는 과방전 등의 이상을 검출하는 검출 장치가 설치된다.

특허문헌 1에 기재되어 있는 차량 탑재 조전지 제어 장치에 있어서는, 조전지를 구성하는 복수의 셀 그룹에 대응하여 복수의 간이 셀 과충방전 검출 장치가 설치된다. 각 간이 셀 과충방전 검출 장치는, 대응하는 셀 그룹의 배터리 셀에 과충전 또는 과방전이 발생하고 있는지의 여부를 판정하고, 그 결과를 전지 컨트롤러에 송신한다.

일본 특허 공개 제2003-79059호 공보

특허문헌 1에 기재된 차량 탑재 조전지 제어 장치에 있어서는, 셀 그룹의 배터리 셀의 과충전 또는 과방전이 전지 컨트롤러에 의해 검출된다. 그러나, 간이 셀 과충방전 검출 장치와 전지 컨트롤러의 사이의 CPU(중앙 연산 처리 장치) 또는 IC(집적 회로)를 포함하는 통신 경로에 문제가 발생한 경우에는, 배터리 셀의 과충전 또는 과방전의 판정 결과를 전지 컨트롤러에 송신할 수 없다. 이 경우, 배터리 셀의 충전 및 방전을 정지시킬 수 없다. 그 결과, 차량 탑재 조전지 제어 장치의 신뢰성이 저하한다.

본 발명의 목적은, 비용의 증가를 억제하면서 신뢰성의 향상이 가능한 배터리 시스템, 그것을 구비한 전동 차량, 이동체, 전력 저장 장치 및 전원 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 배터리 시스템은, 제1 배터리 모듈과, 제2 배터리 모듈과, 제1 통신 경로를 구비하고, 제1 배터리 모듈은, 1개 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 셀군과, 제1 배터리 셀군의 충방전에 관한 이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 제1 검출 신호를 발생시키는 제1 상태 검출부와, 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 제1 검출 신호를 외부에 송신하는 제1 통신 회로를 포함하고, 제2 배터리 모듈은, 1개 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 셀군과, 제2 배터리 셀군의 충방전에 관한 이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 제2 검출 신호를 발생시키는 제2 상태 검출부와, 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 제2 검출 신호를 외부에 송신하는 제2 통신 회로를 포함하고, 제1 통신 경로는, 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 제1 검출 신호를 제2 통신 회로 및 제2 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치되는 것이다.

본 발명에 따르면, 비용의 증가를 억제하면서 배터리 시스템, 그것을 구비한 전동 차량, 이동체, 전력 저장 장치 및 전원 장치의 신뢰성이 향상된다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 배터리 모듈의 전압 검출부, 상태 검출부 및 균등화 회로의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 프린트 회로 기판의 일 구성예를 도시하는 모식적인 평면도.
도 4는 프린트 회로 기판의 다른 구성예를 도시하는 모식적인 평면도.
도 5는 각 배터리 모듈이 복수의 전압 검출부 및 복수의 상태 검출부를 포함하는 경우의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 7은 제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 8은 제4 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 9는 배터리 모듈의 일례를 도시하는 외관 사시도.
도 10은 배터리 시스템을 구비하는 전동 자동차의 구성을 도시하는 블록도.
도 11은 전원 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 12는 제1 변형예에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 13은 제2 변형예에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 14는 제2 변형예의 다른 예에서의 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 15는 제3 변형예에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 16은 제3 변형예의 다른 예에서의 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 17은 제4 변형예에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.

[1] 제1 실시 형태

이하, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 관한 배터리 시스템은, 전력을 구동원으로 하는 전동 차량(예를 들어 전동 자동차)에 탑재된다. 배터리 시스템은 충방전이 가능한 복수의 배터리 셀을 구비하는 축전 장치 또는 민생 기기 등에 사용할 수도 있다.

(1) 배터리 시스템의 구성

도 1은 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 시스템(500)은 복수의 배터리 모듈(100), 배터리 ECU(Electronic Control Unit: 전자 제어 유닛)(510), 컨덕터(520), HV(High Voltage; 고압) 커넥터(530) 및 서비스 플러그(540)를 구비한다. 본 실시 형태에서는 배터리 시스템(500)은 2개의 배터리 모듈(100)을 포함한다. 이하의 설명에 있어서, 2개의 배터리 모듈(100)을 각각 배터리 모듈(100a, 100b)이라고 칭한다.

각 배터리 모듈(100a, 100b)은 복수의 배터리 셀(10)로 이루어지는 배터리 셀군(BL), 전압 검출부(20), 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40), 통신 드라이버(60) 및 균등화 회로(70)를 포함한다. 배터리 셀군(BL)의 복수의 배터리 셀(10)은 직렬 접속되어 있다. 배터리 셀군(BL)은 서로 인접하도록 배치됨과 함께 배터리 블록으로서 일체적으로 유지되어 있다. 배터리 셀군(BL)에는 온도를 검출하기 위한 복수의 서미스터(TH)(후술하는 도 9 참조)가 설치된다. 각 배터리 셀(10)은, 예를 들어 리튬 이온 전지 또는 니켈 수소 전지 등의 이차 전지이다.

복수의 배터리 모듈(100a, 100b)의 배터리 셀군(BL)은 전원선 및 서비스 플러그(540)를 통하여 직렬 접속되어 있다. 서비스 플러그(540)는 배터리 모듈(100a, 100b)간을 전기적으로 접속 또는 차단하기 위한 스위치를 포함한다. 서비스 플러그(540)의 스위치가 온됨으로써, 복수의 배터리 모듈(100a, 100b)의 모든 배터리 셀(10)이 직렬 접속된다. 배터리 시스템(500)의 유지 보수 시 등에는 서비스 플러그(540)의 스위치가 오프된다. 이 경우, 배터리 모듈(100a, 100b)에 전류가 흐르지 않는다. 이에 의해, 유저가 배터리 모듈(100a, 100b)에 접촉하여도 유저가 감전되는 것을 방지할 수 있다.

우선, 배터리 모듈(100a)의 각 부의 동작에 대하여 설명한다. 전압 검출부(20)는 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압을 검출하고, 검출한 단자 전압의 값을 나타내는 검출 신호(DA)를 연산 처리 장치(40)에 제공한다.

상태 검출부(30)는 대응하는 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 이상으로서 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40)에 제공된다. 각 배터리 셀(10)의 과방전 및 과충전을 방지하기 위하여, 단자 전압의 허용 전압 범위가 정해져 있다. 본 실시 형태에서는 상태 검출부(30)는 각 배터리 셀(10)의 단자 전압이 허용 전압 범위의 상한값(이하, 상한 전압이라고 칭함) 이상인지의 여부를 검출함과 함께 단자 전압이 허용 전압 범위의 하한값(이하, 하한 전압이라고 칭함) 이하인지의 여부를 검출한다.

상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL) 중 적어도 1개의 배터리 셀(10)의 단자 전압이 상한 전압 이상인 경우 또는 하한 전압 이하인 경우(이상 검출 시)에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 모든 배터리 셀(10)의 단자 전압이 허용 전압 범위 내에 있는 경우(정상 검출 시)에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT1)를 발생시킨다.

연산 처리 장치(40)는, 예를 들어 CPU 및 메모리 또는 마이크로컴퓨터로 이루어진다. 이 연산 처리 장치(40)는, 통신 드라이버(60)를 통하여 예를 들어 CAN(Controller Area Network) 통신을 행한다. 이에 의해, 연산 처리 장치(40)는, 대응하는 상태 검출부(30)에 의해 제공된 검출 신호(DT1) 및 후술하는 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30)에 의해 제공된 검출 신호(DT2)를 통신 드라이버(60) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 송신한다. 또한, 연산 처리 장치(40)는, 전압 검출부(20)로부터 제공된 검출 신호(DA)에 기초하여 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값을 통신 드라이버(60) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 송신한다. 또한, 연산 처리 장치(40)는, 후술하는 도 9의 서미스터(TH)로부터 제공되는 배터리 모듈(100a)의 온도의 값을 통신 드라이버(60) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 송신한다.

또한, 연산 처리 장치(40)는, 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값 및 온도의 값을 사용한 각종 연산 처리 및 판정 처리를 행한다. 또한, 연산 처리 장치(40)는 배터리 ECU(510)로부터 각종 명령 신호를 버스(BS) 및 통신 드라이버(60)를 통하여 수신한다.

균등화 회로(70)는, 연산 처리 장치(40)의 제어에 의해 배터리 셀군(BL)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압을 균등화하는 균등화 처리를 행한다.

배터리 모듈(100b)의 구성 및 동작은, 다음의 점을 제외하고 배터리 모듈(100a)의 구성 및 동작과 마찬가지이다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 이상으로서 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40)에 제공된다.

상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL) 중 적어도 1개의 배터리 셀(10)의 단자 전압이 상한 전압 이상인 경우 또는 하한 전압 이하인 경우(이상 검출 시)에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 모든 배터리 셀(10)의 단자 전압이 허용 전압 범위 내에 있는 경우(정상 검출 시)에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT2)를 발생시킨다.

배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40)는, 대응하는 상태 검출부(30)에 의해 제공된 검출 신호(DT2) 및 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30)에 의해 제공된 검출 신호(DT1)를 통신 드라이버(60) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 송신한다. 또한, 연산 처리 장치(40)는, 후술하는 도 9의 서미스터(TH)로부터 제공되는 배터리 모듈(100b)의 온도의 값을 통신 드라이버(60) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 송신한다.

배터리 ECU(510)는, 배터리 모듈(100a, 100b)의 연산 처리 장치(40)로부터 제공된 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값에 기초하여 각 배터리 셀(10)의 충전량을 산출한다. 또한, 배터리 ECU(510)는, 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 연산 처리 장치(40)로부터 제공된 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값에 기초하여 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 이상의 유무를 판정한다. 배터리 모듈(100a, 100b)의 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 이상이란, 예를 들어 배터리 셀군(BL)에 흐르는 전류, 배터리 셀(10)의 단자 전압, SOC(충전량), 과방전, 과충전 또는 온도의 이상 등을 포함한다.

또한, 배터리 ECU(510)는, 배터리 모듈(100a, 100b)의 연산 처리 장치(40)로부터 제공되는 검출 신호(DT1, DT2)에 기초하여 배터리 모듈(100a, 100b)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출한다.

배터리 모듈(100a)의 가장 고전위의 플러스 전극에 접속되는 전원선 및 배터리 모듈(100b)의 가장 저전위의 마이너스 전극에 접속되는 전원선은 컨덕터(520)에 접속된다. 또한, 컨덕터(520)는 HV 커넥터(530)를 통하여 전동 차량의 모터 등의 부하에 접속된다. 배터리 ECU(510)는 배터리 모듈(100a, 100b)에 이상이 발생한 경우, 컨덕터(520)를 오프한다. 이에 의해, 이상 시에는 복수의 배터리 셀(10)에 전류가 흐르지 않으므로, 배터리 모듈(100a, 100b)의 이상 발열이 방지된다.

배터리 ECU(510)는 버스를 통하여 전동 차량의 주 제어부(300)(후술하는 도 10 참조)에 접속된다. 배터리 ECU(510)로부터 주 제어부(300)에 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 충전량(배터리 셀(10)의 충전량)이 제공된다. 주 제어부(300)는, 그 충전량에 기초하여 전동 차량의 동력(예를 들어 모터의 회전 속도)을 제어한다. 또한, 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 충전량이 적어지면, 주 제어부(300)는 전원선에 접속된 도시하지 않은 발전 장치를 제어하여 각 배터리 모듈(100a, 100b)을 충전한다.

(2) 전압 검출부 및 상태 검출부의 구성

도 2는 배터리 모듈(100a)의 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)의 구성을 도시하는 블록도이다.

전압 검출부(20)는, 예를 들어 ASIC(Application Specific Integrated Circuit: 주문형 집적 회로)로 이루어진다. 전압 검출부(20)는 복수의 차동 증폭기(21), 멀티플렉서(22), A/D(아날로그/디지털) 변환기(23) 및 송신 회로(24)를 포함한다.

각 차동 증폭기(21)는 2개의 입력 단자 및 출력 단자를 갖는다. 각 차동 증폭기(21)는 2개의 입력 단자에 입력된 전압을 차동 증폭하고, 증폭된 전압을 출력 단자로부터 출력한다. 각 차동 증폭기(21)의 2개의 입력 단자는, 각각 도체선(W1)에 의해 대응하는 배터리 셀(10)의 플러스 전극 및 마이너스 전극에 접속된다. 이에 의해, 각 배터리 셀(10)의 플러스 전극과 마이너스 전극의 사이의 전압이 각 차동 증폭기(21)에 의해 차동 증폭된다. 각 차동 증폭기(21)의 출력 전압은 각 배터리 셀(10)의 단자 전압에 상당한다. 복수의 차동 증폭기(21)로부터 출력되는 단자 전압은 멀티플렉서(22)에 제공된다. 멀티플렉서(22)는 복수의 차동 증폭기(21)로부터 제공되는 단자 전압을 순차적으로 A/D 변환기(23)에 출력한다.

A/D 변환기(23)는 멀티플렉서(22)로부터 출력되는 단자 전압을 디지털값으로 변환한다. A/D 변환기(23)에 의해 얻어진 디지털값은, 단자 전압의 값을 나타내는 검출 신호(DA)로서 송신 회로(24)를 통하여 연산 처리 장치(40)(도 1 참조)에 제공된다.

상태 검출부(30)는, 예를 들어 ASIC로 이루어진다. 상태 검출부(30)는 복수의 차동 증폭기(31), 멀티플렉서(32), 스위치 회로(33), 기준 전압 출력부(34, 35), 비교기(36), 검출 신호 출력 회로(37), 수신 회로(38a) 및 송신 회로(38b)를 포함한다.

각 차동 증폭기(31)는 2개의 입력 단자 및 출력 단자를 갖는다. 각 차동 증폭기(31)는, 2개의 입력 단자에 입력된 전압을 차동 증폭하고, 증폭된 전압을 출력 단자로부터 출력한다. 각 차동 증폭기(31)의 2개의 입력 단자는, 각각 도체선(W1)에 의해 대응하는 배터리 셀(10)의 플러스 전극 및 마이너스 전극에 접속된다. 이에 의해, 각 배터리 셀(10)의 플러스 전극과 마이너스 전극의 사이의 전압이 각 차동 증폭기(31)에 의해 차동 증폭된다. 각 차동 증폭기(31)의 출력 전압은 각 배터리 셀(10)의 단자 전압에 상당한다. 복수의 차동 증폭기(31)로부터 출력되는 단자 전압은 멀티플렉서(32)에 제공된다. 멀티플렉서(32)는 복수의 차동 증폭기(31)로부터 제공되는 단자 전압을 순차적으로 비교기(36)에 출력한다.

스위치 회로(33)는 단자(CP0, CP1, CP2)를 갖는다. 기준 전압 출력부(34)는 스위치 회로(33)의 단자(CP1)에 상한 전압 Vth_O를 출력한다. 기준 전압 출력부(35)는 출력 단자(CP2)에 하한 전압 Vth_U를 출력한다. 상한 전압 Vth_O는 예를 들어 4.2V(4.19V 이상 4.21V 이하)로 설정되고, 하한 전압 Vth_U는 예를 들어 약 2.0V(1.99V 이상 2.01V 이하)로 설정된다.

비교기(36)는 2개의 입력 단자 및 출력 단자를 갖는다. 비교기(36)의 한쪽의 입력 단자는 멀티플렉서(32)에 접속된다. 비교기(36)의 다른쪽의 입력 단자는 스위치 회로(33)의 단자(CP0)에 접속된다. 스위치 회로(33)는 일정 주기로 단자(CP0)가 복수의 단자(CP1, CP2)에 교대로 접속되도록 전환된다. 이에 의해, 비교기(36)의 한쪽의 입력 단자에는 멀티플렉서(32)로부터 출력되는 단자 전압이 제공됨과 함께, 비교기(36)의 다른쪽의 입력 단자에는 상한 전압 Vth_O 및 하한 전압 Vth_U가 교대로 제공된다. 이 경우, 비교기(36)는 멀티플렉서(32)로부터 제공되는 배터리 셀(10)의 단자 전압을 상한 전압 Vth_O 및 하한 전압 Vth_U와 순서대로 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호를 검출 신호 출력 회로(37)에 출력한다.

검출 신호 출력 회로(37)는, 비교기(36)의 출력 신호에 기초하여 복수의 배터리 셀(10) 중 적어도 1개의 단자 전압이 상한 전압 Vth_O 이상인지의 여부를 판정함과 함께, 복수의 배터리 셀(10) 중 적어도 1개의 단자 전압이 하한 전압 Vth_U 이하인지의 여부를 판정한다.

복수의 배터리 셀(10) 중 적어도 1개의 단자 전압이 상한 전압 Vth_O 이상인 경우 또는 하한 전압 Vth_U 이하인 경우, 검출 신호 출력 회로(37)는 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정한다. 모든 배터리 셀(10)의 단자 전압이 상한 전압 Vth_O 미만이고, 하한 전압 Vth_U를 초과하는 경우, 검출 신호 출력 회로(37)는 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정한다.

도 1 및 후술하는 도 6의 예에 있어서는, 수신 회로(38a)에 검출 신호가 제공되지 않는다. 따라서, 수신 회로(38a)가 설치되지 않아도 된다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정된 경우에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 송신 회로(38b)는, 검출 신호 출력 회로(37)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)를 도 1의 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40)에 제공함과 함께, 도 1의 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40)에 제공한다.

균등화 회로(70)는 저항(R) 및 스위칭 소자(SW)로 이루어지는 복수조의 직렬 회로를 포함한다. 각 배터리 셀(10)의 플러스 전극과 마이너스 전극의 사이에는, 저항(R) 및 스위칭 소자(SW)로 이루어지는 1조의 직렬 회로가 접속된다. 스위칭 소자(SW)의 온 및 오프는, 도 1의 연산 처리 장치(40)를 통하여 배터리 ECU(510)에 의해 제어된다. 또한, 통상 상태에서는 스위칭 소자(SW)는 오프로 되어 있다.

도 1의 배터리 모듈(100b)의 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)의 구성은, 다음의 점을 제외하고 배터리 모듈(100a)의 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)의 구성 및 동작과 마찬가지이다.

배터리 모듈(100b)의 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정된 경우에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100b)의 송신 회로(38b)는, 검출 신호 출력 회로(37)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)를 도 1의 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40)에 제공함과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40)에 제공한다.

(3) 프린트 회로 기판의 일 구성예

도 1의 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 전압 검출부(20), 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40), 통신 드라이버(60) 및 균등화 회로(70)는 리지드 프린트 회로 기판(이하, 프린트 회로 기판이라고 칭함)에 실장된다. 도 3은 프린트 회로 기판의 일 구성예를 도시하는 모식적인 평면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 프린트 회로 기판(110)에는 절연 소자(DIa, DIb, DIc) 및 커넥터(CNa, CNb, CNc, CNd)가 더 실장된다. 또한, 프린트 회로 기판(110)은 제1 실장 영역(MT1), 제2 실장 영역(MT2) 및 띠 형상의 절연 영역(INS)을 갖는다.

제2 실장 영역(MT2)은 프린트 회로 기판(110)의 1개의 코너부에 형성된다. 절연 영역(INS)은 제2 실장 영역(MT2)을 따라 연장되도록 형성된다. 제1 실장 영역(MT1)은 프린트 회로 기판(110)의 나머지 부분에 형성된다. 제1 실장 영역(MT1)과 제2 실장 영역(MT2)은 절연 영역(INS)에 의해 서로 분리된다. 그에 의해, 제1 실장 영역(MT1)과 제2 실장 영역(MT2)은 절연 영역(INS)에 의해 전기적으로 절연된다.

제1 실장 영역(MT1)에는 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)가 실장된다. 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)의 전원으로서, 배터리 셀군(BL)의 복수의 배터리 셀(10)이 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)에 접속된다.

전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)의 실장 영역 및 접속선의 형성 영역을 제외하고, 제1 실장 영역(MT1)에 접지 패턴(GND1)이 형성된다. 접지 패턴(GND1)은 배터리 셀군(BL)의 복수의 배터리 셀(10)의 기준 전위(접지 전위)로 유지된다.

제2 실장 영역(MT2)에는 연산 처리 장치(40), 통신 드라이버(60) 및 커넥터(CNa 내지 CNd)가 실장된다. 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)의 전원으로서, 전동 차량의 비동력용 배터리(BAT)가 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)에 접속된다.

연산 처리 장치(40), 통신 드라이버(60) 및 커넥터(CNa 내지 CNd)의 실장 영역 및 복수의 접속선의 형성 영역을 제외하고, 제2 실장 영역(MT2)에 접지 패턴(GND2)이 형성된다. 접지 패턴(GND2)은 비동력용 배터리(BAT)의 기준 전위(접지 전위)로 유지된다.

이와 같이 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)에는 배터리 셀군(BL)의 복수의 배터리 셀(10)에 의해 전력이 공급되고, 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)에는 비동력용 배터리(BAT)에 의해 전력이 공급된다. 그에 의해, 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)를 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)로부터 독립적으로 안정하게 동작시킬 수 있다.

절연 소자(DIa)는 절연 영역(INS)을 넘도록 실장된다. 절연 소자(DIa)는 전압 검출부(20)와 연산 처리 장치(40)를 서로 전기적으로 절연하면서 전압 검출부(20)와 연산 처리 장치(40)의 사이에서 신호를 전송한다. 절연 소자(DIb)는 절연 영역(INS)을 넘도록 실장된다. 절연 소자(DIb)는 상태 검출부(30)와 연산 처리 장치(40)를 서로 전기적으로 절연하면서 접속선(Q1)(또는 접속선(Q2))을 통하여 상태 검출부(30)의 송신 회로(38b)(도 2 참조)와 연산 처리 장치(40)의 사이에서 신호를 전송한다. 또한, 절연 소자(DIb)는 상태 검출부(30)와 커넥터(CNc)를 서로 전기적으로 절연하면서 상태 검출부(30)의 송신 회로(38b)(도 2 참조)와 커넥터(CNc)의 사이에서 신호를 전송한다. 절연 소자(DIc)는 절연 영역(INS)을 넘도록 실장된다. 절연 소자(DIc)는 상태 검출부(30)와 커넥터(CNd)를 서로 전기적으로 절연하면서 상태 검출부(30)의 수신 회로(38a)(도 2 참조)와 커넥터(CNd)의 사이에서 신호를 전송한다. 절연 소자(DIa 내지 DIc)로서는, 예를 들어 디지털 아이솔레이터 또는 포토커플러 등을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 절연 소자(DIa 내지 DIc)로서 디지털 아이솔레이터를 사용한다.

제2 실장 영역(MT2)에 있어서, 연산 처리 장치(40)와 커넥터(CNa)는 통신 드라이버(60)를 통하여 접속된다. 이에 의해, 연산 처리 장치(40)로부터 출력되는 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값 및 배터리 모듈(100a, 100b)의 온도의 값이 통신 드라이버(60)를 통하여 커넥터(CNa)에 제공된다. 커넥터(CNa)에는 도 1의 버스(BS)가 접속된다. 커넥터(CNb)는 연산 처리 장치(40)에 접속된다. 배터리 모듈(100a)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100b)의 커넥터(CNb)가 도 1의 신호선(P1)에 의해 접속된다. 배터리 모듈(100a)의 커넥터(CNb)와 배터리 모듈(100b)의 커넥터(CNc)가 도 1의 신호선(P2)에 의해 접속된다. 또한, 도 1 및 후술하는 도 6의 예에 있어서는, 절연 소자(DIc) 및 커넥터(CNd)는 설치되지 않아도 된다.

(4) 프린트 회로 기판의 다른 구성예

프린트 회로 기판(110)의 다른 구성예에 대하여, 도 3의 프린트 회로 기판(110)과 다른 점을 설명한다. 도 4는 프린트 회로 기판(110)의 다른 구성예를 도시하는 모식적인 평면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 연산 처리 장치(40)는 제2 실장 영역(MT2)이 아니라 제1 실장 영역(MT1)에 실장된다.

연산 처리 장치(40)에는 배터리 셀군(BL)의 복수의 배터리 셀(10)에 의해 전력이 공급된다. 이 경우, 전압 검출부(20), 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40) 및 균등화 회로(70)에 전력을 공급하기 위한 구성이 간단하게 된다.

제1 실장 영역(MT2)에 있어서, 상태 검출부(30)와 연산 처리 장치(40)가 접속선(Q1)(또는 접속선(Q2))에 의해 접속된다. 커넥터(CNa)는 통신 드라이버(60) 및 절연 소자(DIa)를 통하여 연산 처리 장치(40)에 접속된다. 커넥터(CNb)는 절연 소자(DIb)를 통하여 연산 처리 장치(40)에 접속된다. 커넥터(CNc)는 절연 소자(DIb)를 통하여 상태 검출부(30)의 송신 회로(38b)(도 2 참조)에 접속된다. 커넥터(CNd)는 절연 소자(DIc)를 통하여 상태 검출부(30)의 수신 회로(38a)(도 2 참조)에 접속된다. 도 1의 신호선(P2)에 의해 접속된다. 또한, 도 1 및 후술하는 도 6의 예에 있어서는 절연 소자(DIc) 및 커넥터(CNd)는 설치되지 않아도 된다.

(5) 배터리 셀의 단자 전압의 균등화 처리

배터리 ECU(510)는 전압 검출부(20)에 의해 검출된 각 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값을 연산 처리 장치(40)를 통하여 취득한다. 여기서, 배터리 ECU(510)는, 어떤 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값이 다른 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값보다도 높다고 판정된 경우, 그 배터리 셀(10)에 대응하는 균등화 회로(70)의 스위칭 소자(SW)를 온으로 하는 명령 신호를 연산 처리 장치(40)에 제공한다. 그에 의해, 그 배터리 셀(10)에 충전된 전하가 저항(R)을 통하여 방전된다.

배터리 ECU(510)는, 그 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값이 다른 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값과 대략 동등해질 때까지 저하된 것으로 판정한 경우, 그 배터리 셀(10)에 대응하는 균등화 회로(70)의 스위칭 소자(SW)를 오프로 하는 명령 신호를 연산 처리 장치(40)에 제공한다. 그에 의해, 모든 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값이 대략 균등하게 유지된다. 이에 의해, 일부의 배터리 셀(10)의 과충전 및 과방전을 방지할 수 있다. 그 결과, 배터리 셀(10)의 열화를 방지할 수 있다.

(6) 전압 검출부 및 상태 검출부의 다른 예

배터리 모듈(100a, 100b)에 포함되는 배터리 셀군(BL)의 배터리 셀(10)의 수가 많은 경우, 또는 전압 검출부(20) 혹은 상태 검출부(30)의 내압이 작은 경우에는, 각 배터리 모듈(100a, 100b)은 직렬로 접속된 복수의 전압 검출부(20) 및 복수의 상태 검출부(30)를 포함하여도 된다.

도 5는 각 배터리 모듈(100a, 100b)이 복수의 전압 검출부(20) 및 복수의 상태 검출부(30)를 포함하는 경우의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 5에는 배터리 모듈(100a)의 구성이 도시된다. 도 5의 예에서는 배터리 모듈(100a)은 3개의 전압 검출부(20) 및 3개의 상태 검출부(30)를 포함한다.

하나의 전압 검출부(20)(이하, 저전위 전압 검출부(20L)라고 칭함)는, 복수의 배터리 셀(10) 중 저전위측의 1/3의 수의 배터리 셀(10)(이하, 저전위 배터리 셀군(10L)이라고 칭함)에 대응한다. 다른 전압 검출부(20)(이하, 중전위 전압 검출부(20M)라고 칭함)는, 복수의 배터리 셀(10) 중 중전위의 1/3의 수의 배터리 셀(10)(이하, 중전위 배터리 셀군(10M)이라고 칭함)에 대응한다. 또 다른 전압 검출부(20)(이하, 고전위 전압 검출부(20H)라고 칭함)는, 복수의 배터리 셀(10) 중 고전위측의 1/3의 수(본 예에서는 6개)의 배터리 셀(10)(이하, 고전위 배터리 셀군(10H)이라고 칭함)에 대응한다.

저전위 전압 검출부(20L)는 저전위 배터리 셀군(10L)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압을 검출한다. 중전위 전압 검출부(20M)는 중전위 배터리 셀군(10M)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압을 검출한다. 고전위 전압 검출부(20H)는 고전위 배터리 셀군(10H)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압을 검출한다.

고전위 전압 검출부(20H)의 송신 회로(24)(도 2 참조)로부터 출력되는 검출 신호(DA)는 중전위 전압 검출부(20M)의 송신 회로(24)(도 2 참조)를 경유하여 저전위 전압 검출부(20L)의 송신 회로(24)(도 2 참조)에 제공되고, 저전위 전압 검출부(20L)의 송신 회로(24)로부터 연산 처리 장치(40)에 제공된다. 중전위 전압 검출부(20M)의 송신 회로(24)로부터 출력되는 검출 신호(DA)는 저전위 전압 검출부(20L)의 송신 회로(24)에 제공되고, 저전위 전압 검출부(20L)의 송신 회로(24)로부터 연산 처리 장치(40)에 제공된다. 저전위 전압 검출부(20L)의 송신 회로(24)로부터 출력되는 검출 신호(DA)는 연산 처리 장치(40)에 제공된다.

하나의 상태 검출부(30)(이하, 저전위 상태 검출부(30L)라고 칭함)는 저전위 배터리 셀군(10L)에 대응한다. 다른 상태 검출부(30)(이하, 중전위 상태 검출부(30M)라고 칭함)는 중전위 배터리 셀군(10M)에 대응한다. 또 다른 상태 검출부(30)(이하, 고전위 상태 검출부(30H)라고 칭함)는 고전위 배터리 셀군(10H)에 대응한다.

저전위 상태 검출부(30L)는 저전위 배터리 셀군(10L)의 복수의 배터리 셀(10)의 이상의 유무를 검출한다. 중전위 상태 검출부(30M)는 중전위 배터리 셀군(10M)의 복수의 배터리 셀(10)의 이상의 유무를 검출한다. 고전위 상태 검출부(30H)는 고전위 배터리 셀군(10H)의 복수의 배터리 셀(10)의 이상의 유무를 검출한다.

이 경우, 고전위 상태 검출부(30H)의 송신 회로(38b)(도 2 참조)와 중전위 상태 검출부(30M)의 수신 회로(38a)(도 2 참조)가 접속된다. 중전위 상태 검출부(30M)의 송신 회로(38b)(도 2 참조)와 저전위 상태 검출부(30L)의 수신 회로(38a)(도 2 참조)가 접속된다. 저전위 상태 검출부(30L)의 송신 회로(38b)(도 2 참조)는 절연 소자(DIb)(도 3 및 도 4 참조)를 통하여 연산 처리 장치(40)(도 3 및 도 4 참조)에 접속됨과 함께, 절연 소자(DIb)를 통하여 커넥터(CNc)(도 3 및 도 4 참조)에 접속된다. 고전위 상태 검출부(30H)의 수신 회로(38a)는 설치되지 않아도 된다.

고전위 상태 검출부(30H)에 있어서, 검출 신호 출력 회로(37)(도 2 참조)는, 대응하는 고전위 배터리 셀군(10H)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT1H)를 발생시킨다. 또한, 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 고전위 배터리 셀군(10H)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정된 경우에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT1H)를 발생시킨다. 송신 회로(38b)(도 2 참조)는 검출 신호 출력 회로(37)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1H)를 중전위 상태 검출부(30M)에 제공한다.

중전위 상태 검출부(30M)에 있어서, 수신 회로(38a)(도 2 참조)는 고전위 상태 검출부(30H)에 의해 제공된 검출 신호(DT1H)를 검출 신호 출력 회로(37)(도 2 참조)에 제공한다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 중전위 배터리 셀군(10M)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우 또는 수신 회로(38a)에 의해 제공되는 검출 신호(DT1H)가 "H" 레벨(이상)인 경우에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT1M)를 발생시킨다. 또한, 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 중전위 배터리 셀군(10M)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정되고, 수신 회로(38a)에 의해 제공되는 검출 신호(DT1H)가 "L" 레벨(정상)인 경우에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT1M)를 발생시킨다. 송신 회로(38b)(도 2 참조)는 검출 신호 출력 회로(37)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1M)를 저전위 상태 검출부(30L)에 제공한다.

저전위 상태 검출부(30L)에 있어서, 수신 회로(38a)(도 2 참조)는 중전위 상태 검출부(30M)에 의해 제공된 검출 신호(DT1M)를 검출 신호 출력 회로(37)(도 2 참조)에 제공한다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 저전위 배터리 셀군(10L)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우 또는 수신 회로(38a)에 의해 제공되는 검출 신호(DT1M)가 "H" 레벨(이상)인 경우에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT1L)를 발생시킨다. 또한, 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 저전위 배터리 셀군(10L)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정되고, 수신 회로(38a)에 의해 제공되는 검출 신호(DT1M)가 "L" 레벨(정상)인 경우에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT1L)를 발생시킨다. 송신 회로(38b)(도 2 참조)는, 검출 신호 출력 회로(37)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1L)를 검출 신호(DT1)로서 대응하는 연산 처리 장치(40)(도 1 참조) 및 신호선(P1)(도 1 참조)에 제공한다.

다른 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30)의 동작은, 다음의 점을 제외하고 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30)의 동작과 마찬가지이다. 배터리 모듈(100b)의 저전위 상태 검출부(30L)는, 검출 신호(DT1) 대신에 검출 신호(DT2)를 대응하는 연산 처리 장치(40)(도 1 참조) 및 신호선(P2)(도 1 참조)에 제공한다.

(7) 배터리 시스템의 동작 및 효과

이하, 배터리 모듈(100a)의 배터리 셀군(BL), 전압 검출부(20), 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)를 각각 배터리 셀군(BLa), 전압 검출부(20a), 상태 검출부(30a), 연산 처리 장치(40a) 및 통신 드라이버(60a)라고 칭한다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 배터리 셀군(BL), 전압 검출부(20), 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)를 각각 배터리 셀군(BLb), 전압 검출부(20b), 상태 검출부(30b), 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b)라고 칭한다.

배터리 모듈(100a)에 있어서, 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우에, 이상을 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 한편, 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정된 경우에, 정상을 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 상태 검출부(30a)에 의해 발생된 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다.

배터리 모듈(100b)에 있어서, 상태 검출부(30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLb)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우에, 이상을 나타내는 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 한편, 상태 검출부(30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLb)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정된 경우에, 정상을 나타내는 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생된 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공된다.

배터리 모듈(100a)에 있어서, 연산 처리 장치(40a)는, 대응하는 상태 검출부(30a)에 의해 제공된 검출 신호(DT1) 및 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 제공된 검출 신호(DT2)를 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공한다.

배터리 모듈(100b)에 있어서, 연산 처리 장치(40b)는, 대응하는 상태 검출부(30b)에 의해 제공된 검출 신호(DT2) 및 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 제공된 검출 신호(DT1)를 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공한다.

즉, 본 실시 형태에 있어서, 제1 상태 검출부인 상태 검출부(30a)는, 제1 배터리 모듈인 배터리 모듈(100a)의 제1 배터리 셀군인 배터리 셀군(BLa)의 충방전에 관한 이상 상태를 검출하면, 제1 검출 신호인 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 제2 상태 검출부인 상태 검출부(30b)는, 제2 배터리 모듈인 배터리 모듈(100b)의 제2 배터리 셀군인 배터리 셀군(BL2)의 충방전에 관한 이상 상태를 검출하면, 제2 검출 신호인 상태 검출부(DT2)를 발생시킨다.

상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제1 통신 회로인 연산 처리 장치(40a)에 의해 외부에 송신된다. 구체적으로는, 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제1 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달된다.

상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제2 통신 회로인 연산 처리 장치(40b)에 의해 외부에 송신된다. 구체적으로는, 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제4 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달된다.

이와 같이 하여 배터리 모듈(100a, 100b)의 모든 배터리 셀(10)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정된 경우, 배터리 ECU(510)는 배터리 모듈(100a, 100b)로부터 정상을 나타내는 검출 신호(DT1, DT2)를 취득한다. 한편, 배터리 모듈(100a, 100b) 중 적어도 1개의 배터리 셀(10)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우, 배터리 ECU(510)는 배터리 모듈(100a, 100b)로부터 이상을 나타내는 검출 신호(DT1, DT2)를 취득한다. 그에 의해, 배터리 ECU(510)는 배터리 모듈(100a, 100b)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출할 수 있다.

상기의 구성에 따르면, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a) 혹은 통신 드라이버(60a)가 고장난 경우 또는 접속선(Q1)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P1), 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 검출 신호(DT1)를 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 혹은 통신 드라이버(60b)가 고장난 경우 또는 접속선(Q2)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 신호선(P2), 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a) 및 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 검출 신호(DT2)를 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 그로 인해, 배터리 시스템(500)에 추가의 통신 회로를 설치하지 않고 배터리 셀군(BLa, BLb)의 단자 전압의 이상을 확실하게 배터리 ECU(510)에 통지하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 배터리 시스템(500)의 비용의 증가를 억제하면서 배터리 시스템(500)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

동시에, 배터리 ECU(510)는, 배터리 모듈(100a)의 전압 검출부(20a)로부터 연산 처리 장치(40a), 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 셀군(BLa)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값을 취득한다. 또한, 배터리 ECU(510)는, 배터리 모듈(100b)의 전압 검출부(20b)로부터 연산 처리 장치(40b), 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 셀군(BLb)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 값을 취득한다. 이에 의해, 배터리 ECU(510)는, 취득한 단자 전압의 값에 기초하여 배터리 모듈(100a, 100b)의 복수의 배터리 셀(10)의 이상의 유무를 검출할 수 있다.

상기의 구성에 따르면, 상태 검출부(30a, 30b)가 고장난 경우 또는 신호선(P1, P2)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100a)의 전압 검출부(20a)에 의해 검출된 배터리 셀군(BLa)의 단자 전압의 값을 연산 처리 장치(40a), 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 통지할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 전압 검출부(20b)에 의해 검출된 배터리 셀군(BLb)의 단자 전압의 값을 연산 처리 장치(40b), 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 통지할 수 있다. 한편, 전압 검출부(20a, 20b)가 고장난 경우에도, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 검출된 배터리 셀군(BLa)의 단자 전압의 이상을 접속선(Q1), 연산 처리 장치(40a), 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 통지할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 검출된 배터리 셀군(BLb)의 단자 전압의 이상을 접속선(Q2), 연산 처리 장치(40b), 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 통지할 수 있다. 그 결과, 배터리 시스템(500)의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

[2] 제2 실시 형태

(1) 배터리 시스템의 구성

제2 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 다른 점을 설명한다. 도 6은 제2 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLb)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다.

이 경우, 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNb)가 신호선(P1)에 의해 접속된다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 ECU(510)가 신호선(P2)에 의해 접속된다. 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)에는 커넥터(CNb)가 설치되지 않아도 된다.

(2) 배터리 시스템의 동작 및 효과

배터리 모듈(100a)에 있어서, 상태 검출부(30a)에 의해 발생된 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다. 배터리 모듈(100b)에 있어서, 상태 검출부(30b)에 의해 발생된 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다.

배터리 모듈(100a)에 있어서, 연산 처리 장치(40a)는, 대응하는 상태 검출부(30a)에 의해 제공된 검출 신호(DT1)를 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공한다. 배터리 모듈(100b)에 있어서, 연산 처리 장치(40b)는, 대응하는 상태 검출부(30b)에 의해 제공된 검출 신호(DT2) 및 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 제공된 검출 신호(DT1)를 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공한다.

즉, 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제1 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달된다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제7 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 외부인 배터리 ECU(510)에 전달된다.

상기의 구성에 따르면, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a) 혹은 통신 드라이버(60a)가 고장난 경우 또는 접속선(Q1)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P1), 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 검출 신호(DT1)를 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 혹은 통신 드라이버(60b)가 고장난 경우 또는 접속선(Q2)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 신호선(P2)을 통하여 검출 신호(DT2)를 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 그로 인해, 배터리 시스템(500)에 추가의 통신 회로를 설치하지 않고 배터리 셀군(BLa, BLb)의 단자 전압의 이상을 확실하게 배터리 ECU(510)에 통지하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 배터리 시스템(500)의 비용의 증가를 억제하면서 배터리 시스템(500)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

[3] 제3 실시 형태

(1) 배터리 시스템의 구성

제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 다른 점을 설명한다. 도 7은 제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 제공된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLb)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과 및 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 제공되는 검출 신호(DT1)에 기초하여 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다.

이 경우, 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNd)가 신호선(P1)에 의해 접속된다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 ECU(510)가 신호선(P2)에 의해 접속된다. 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)에는 커넥터(CNb, CNd) 및 절연 소자(DIc)(도 3 및 도 4 참조)가 설치되지 않아도 된다.

(2) 배터리 시스템의 동작 및 효과

배터리 모듈(100a)에 있어서, 상태 검출부(30a)에 의해 발생된 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 제공된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)의 수신 회로(38a)(도 2 참조)는, 커넥터(CNd)에 제공된 검출 신호(DT1)를 검출 신호 출력 회로(37)에 제공한다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 이상인 것으로 판정된 경우 또는 수신 회로(38a)에 의해 제공되는 검출 신호(DT1)가 "H" 레벨(이상)인 경우에, 이상을 나타내는 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 검출 신호 출력 회로(37)는, 대응하는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압이 정상인 것으로 판정되고, 수신 회로(38a)에 의해 제공되는 검출 신호(DT1)가 "L" 레벨(정상)인 경우에, 정상을 나타내는 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 송신 회로(38b)는 검출 신호 출력 회로(37)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)를 출력한다. 이와 같이 하여, 배터리 모듈(100b)에 있어서, 상태 검출부(30b)에 의해 발생된 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다. 즉, 배터리 모듈(100a)의 배터리 셀군(BLa)의 단자 전압이 이상인 경우, 이상을 나타내는 검출 신호(DT1)가 검출 신호(DT2)로서 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 및 배터리 ECU(510)에 제공된다.

배터리 모듈(100a)에 있어서, 연산 처리 장치(40a)는, 대응하는 상태 검출부(30a)에 의해 제공된 검출 신호(DT1)를 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공한다. 배터리 모듈(100b)에 있어서, 연산 처리 장치(40b)는, 대응하는 상태 검출부(30b)에 의해 제공된 검출 신호(DT2)를 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공한다.

즉, 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제3 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 상태 검출부(30b)에 전달된다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제7 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 전달된다.

상기의 구성에 따르면, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a) 혹은 통신 드라이버(60a)가 고장난 경우 또는 접속선(Q1)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P1), 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b), 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 검출 신호(DT1)를 검출 신호(DT2)로서 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P1), 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 신호선(P2)을 통하여 검출 신호(DT1)를 검출 신호(DT2)로서 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다.

또한, 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 혹은 통신 드라이버(60b)가 고장난 경우 또는 접속선(Q2)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 신호선(P2)을 통하여 검출 신호(DT2)를 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 그로 인해, 배터리 시스템(500)에 추가의 통신 회로를 설치하지 않고 배터리 셀군(BLa, BLb)의 단자 전압의 이상을 확실하게 배터리 ECU(510)에 통지하는 것이 가능하게 된다.

상기의 구성에서는 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a) 및 통신 드라이버(60a) 및 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b)가 고장나고, 접속선(Q1, Q2)에 문제가 발생한 경우에도 배터리 셀군(BLa, BLb)의 단자 전압의 이상을 확실하게 배터리 ECU(510)에 통지하는 것이 가능하기 때문에, 배터리 시스템(500)의 비용의 증가를 억제하면서 배터리 시스템(500)의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

[4] 제4 실시 형태

(1) 배터리 시스템의 구성

제4 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)에 대하여, 제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 다른 점을 설명한다. 도 8은 제4 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 제공된다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 신호선(P3)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다.

이 경우, 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNd)가 신호선(P1)에 의해 접속된다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNb)가 신호선(P3)에 의해 접속된다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 ECU(510)가 신호선(P2)에 의해 접속된다. 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)에는 커넥터(CNb, CNd) 및 절연 소자(DIc)(도 3 및 도 4 참조)가 설치되지 않아도 된다.

(2) 배터리 시스템의 동작 및 효과

배터리 모듈(100a)에 있어서, 상태 검출부(30a)에 의해 발생된 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 제공된다. 또한, 상태 검출부(30a)에 의해 발생된 검출 신호(DT1)는, 신호선(P3)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다. 배터리 모듈(100b)에 있어서, 상태 검출부(30b)에 의해 발생된 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다. 즉, 배터리 모듈(100a)의 배터리 셀군(BLa)의 단자 전압이 이상인 경우, 이상을 나타내는 검출 신호(DT1)가 검출 신호(DT2)로서 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 및 배터리 ECU(510)에 제공된다.

즉, 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제1 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달되고, 제3 통신 경로인 신호선(P3)을 통하여 상태 검출부(30b)에 전달된다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제7 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 배터리 ECU(510)에 전달된다.

상기의 구성에 따르면, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a) 혹은 통신 드라이버(60a)가 고장난 경우 또는 접속선(Q1)에 문제가 발생한 경우에도, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P1), 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b), 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 검출 신호(DT1)를 검출 신호(DT2)로서 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P1), 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 신호선(P2)을 통하여 검출 신호(DT1)를 검출 신호(DT2)로서 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)로부터 신호선(P3), 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b) 및 통신 드라이버(60b) 및 버스(BS)를 통하여 검출 신호(DT1)를 배터리 ECU(510)에 송신할 수 있다.

[5] 배터리 모듈

배터리 모듈(100)의 구조에 대하여 설명한다. 도 9는 배터리 모듈(100)의 일례를 도시하는 외관 사시도이다. 또한, 도 9에 있어서는 화살표 X, Y, Z로 나타낸 바와 같이, 서로 직교하는 3방향을 X 방향, Y 방향 및 Z 방향이라고 정의한다. 또한, 본 예에서는 X 방향 및 Y 방향이 수평면에 평행한 방향이고, Z 방향이 수평면에 직교하는 방향이다. 또한, 상측 방향은 화살표 Z가 향하는 방향이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100)에 있어서는, 편평한 대략 직육면체 형상을 갖는 복수의 배터리 셀(10)이 X 방향으로 배열되도록 배치된다. 대략 판 형상을 갖는 한 쌍의 단부면 프레임(EP)이 YZ 평면에 평행하게 배치된다. 한 쌍의 상단부 프레임(FR1) 및 한 쌍의 하단부 프레임(FR2)은 X 방향으로 연장되도록 배치된다. 한 쌍의 단부면 프레임(EP)의 네 코너에는, 한 쌍의 상단부 프레임(FR1) 및 한 쌍의 하단부 프레임(FR2)을 접속하기 위한 접속부가 형성된다. 한 쌍의 단부면 프레임(EP)의 사이에 복수의 배터리 셀(10)이 배치된 상태에서, 한 쌍의 단부면 프레임(EP)의 상측의 접속부에 한 쌍의 상단부 프레임(FR1)이 설치되고, 한 쌍의 단부면 프레임(EP)의 하측의 접속부에 한 쌍의 하단부 프레임(FR2)이 설치된다. 이에 의해, 복수의 배터리 셀(10)이, 한 쌍의 단부면 프레임(EP), 한 쌍의 상단부 프레임(FR1) 및 한 쌍의 하단부 프레임(FR2)에 의해 일체적으로 고정된다. 복수의 배터리 셀(10), 한 쌍의 단부면 프레임(EP), 한 쌍의 상단부 프레임(FR1) 및 한 쌍의 하단부 프레임(FR2)에 의해 대략 직육면체 형상의 배터리 블록(BLK)이 구성된다. 배터리 블록(BLK)은 도 1의 배터리 셀군(BL)을 포함한다.

한쪽의 단부면 프레임(EP)에는 프린트 회로 기판(110)이 설치된다. 배터리 블록(BLK)의 측면에는 배터리 모듈(100)의 온도를 검출하는 복수의 서미스터(TH)가 설치된다.

여기서, 각 배터리 셀(10)은 Y 방향을 따라 배열되도록 배터리 블록(BLK)의 상면에 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)을 갖는다. 배터리 모듈(100)에 있어서, 각 배터리 셀(10)은, 인접하는 배터리 셀(10)간에서 Y 방향에서의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)의 위치 관계가 서로 반대로 되도록 배치된다. 또한, 복수의 배터리 셀(10)의 한쪽의 전극(10a, 10b)이 X 방향을 따라 일렬로 배열되고, 복수의 배터리 셀(10)의 다른쪽의 전극(10a, 10b)이 X 방향을 따라 일렬로 배열된다.

그에 의해, 인접하는 2개의 배터리 셀(10)간에서는, 한쪽의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 다른쪽의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)이 근접하고, 한쪽의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)과 다른쪽의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)이 근접한다. 이 상태에서 근접하는 2개의 전극(10a, 10b)에, 예를 들어 구리로 이루어지는 버스 바(BB)가 설치된다. 이에 의해, 복수의 배터리 셀(10)이 직렬 접속된다.

Y 방향에서의 복수의 배터리 셀(10)의 일단부측에는, X 방향으로 연장되는 긴 형상의 플렉시블 프린트 회로 기판(이하, FPC 기판이라고 약기함)(120)이 복수의 버스 바(BB)에 공통되게 접속된다. 마찬가지로, Y 방향에서의 복수의 배터리 셀(10)의 타단부측에는, X 방향으로 연장되는 긴 형상의 FPC 기판(120)이 복수의 버스 바(BB)에 공통되게 접속된다.

FPC 기판(120)은 주로 절연층 상에 후술하는 도 2의 복수의 도체선(W1)이 형성된 구성을 갖고, 굴곡성 및 가요성을 갖는다. FPC 기판(120)을 구성하는 절연층의 재료로서는 예를 들어 폴리이미드가 사용되고, 도체선(W1)의 재료로서는 예를 들어 구리가 사용된다. 각 FPC 기판(120)은 배터리 셀군(BL)의 한쪽의 단부면 프레임(EP)의 상단부 부분에서 내측을 향하여 직각으로 되접어지고, 또한 하방을 향하여 되접어져 프린트 회로 기판(110)에 접속된다. 이에 의해, 도 1의 전압 검출부(20), 상태 검출부(30) 및 균등화 회로(70)가 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)에 접속된다.

[6] 전동 차량

(1) 구성 및 동작

전동 차량에 대하여 설명한다. 전동 차량은 상기의 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)을 구비한다. 또한, 이하에서는 전동 차량의 일례로서 전동 자동차를 설명한다.

도 10은 배터리 시스템(500)을 구비하는 전동 자동차의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 전동 자동차(600)는 차체(610)를 구비한다. 차체(610)에 도 1의 배터리 시스템(500) 및 비동력용 배터리(BAT), 전력 변환부(601), 모터(602), 구동륜(603), 액셀러레이터 장치(604), 브레이크 장치(605), 회전 속도 센서(606) 및 주 제어부(300)가 설치된다. 모터(602)가 교류(AC) 모터인 경우에는, 전력 변환부(601)는 인버터 회로를 포함한다. 배터리 시스템(500)에는 도 1의 배터리 ECU(510)가 포함되어 있다.

배터리 시스템(500)은, 전력 변환부(601)를 통하여 모터(602)에 접속됨과 함께 주 제어부(300)에 접속된다.

주 제어부(300)에는 배터리 시스템(500)의 배터리 ECU(510)로부터 배터리 모듈(100)(도 1 참조)의 충전량이 제공된다. 또한, 주 제어부(300)에는 액셀러레이터 장치(604), 브레이크 장치(605) 및 회전 속도 센서(606)가 접속된다. 주 제어부(300)는, 예를 들어 CPU 및 메모리 또는 마이크로컴퓨터로 이루어진다.

액셀러레이터 장치(604)는, 전동 자동차(600)가 구비하는 액셀러레이터 페달(604a)과, 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량(답입량)을 검출하는 액셀러레이터 검출부(604b)를 포함한다. 유저에 의해 액셀러레이터 페달(604a)이 조작되면, 액셀러레이터 검출부(604b)는, 유저에 의해 조작되어 있지 않은 상태를 기준으로 하여 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량을 검출한다. 검출된 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량이 주 제어부(300)에 제공된다.

브레이크 장치(605)는, 전동 자동차(600)가 구비하는 브레이크 페달(605a)과, 유저에 의한 브레이크 페달(605a)의 조작량(답입량)을 검출하는 브레이크 검출부(605b)를 포함한다. 유저에 의해 브레이크 페달(605a)이 조작되면, 브레이크 검출부(605b)에 의해 그 조작량이 검출된다. 검출된 브레이크 페달(605a)의 조작량이 주 제어부(300)에 제공된다. 회전 속도 센서(606)는 모터(602)의 회전 속도를 검출한다. 검출된 회전 속도는 주 제어부(300)에 제공된다.

상기와 같이, 주 제어부(300)에는 배터리 모듈(100)의 충전량, 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량, 브레이크 페달(605a)의 조작량 및 모터(602)의 회전 속도가 제공된다. 주 제어부(300)는 이들 정보에 기초하여 배터리 모듈(100)의 충방전 제어 및 전력 변환부(601)의 전력 변환 제어를 행한다. 예를 들어, 액셀러레이터 조작에 기초하는 전동 자동차(600)의 발진 시 및 가속 시에는, 배터리 시스템(500)으로부터 전력 변환부(601)에 배터리 모듈(100)의 전력이 공급된다.

또한, 주 제어부(300)는, 제공된 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량에 기초하여 구동륜(603)에 전달해야 할 회전력(명령 토크)을 산출하고, 그 명령 토크에 기초하는 제어 신호를 전력 변환부(601)에 제공한다.

상기의 제어 신호를 받은 전력 변환부(601)는, 배터리 시스템(500)으로부터 공급된 전력을, 구동륜(603)을 구동하기 위하여 필요한 전력(구동 전력)으로 변환한다. 이에 의해, 전력 변환부(601)에 의해 변환된 구동 전력이 모터(602)에 공급되고, 그 구동 전력에 기초하는 모터(602)의 회전력이 구동륜(603)에 전달된다.

한편, 브레이크 조작에 기초하는 전동 자동차(600)의 감속 시에는 모터(602)는 발전 장치로서 기능한다. 이 경우, 전력 변환부(601)는, 모터(602)에 의해 발생된 회생 전력을 복수의 배터리 셀(10)의 충전에 적합한 전력으로 변환하고, 복수의 배터리 셀(10)에 제공한다. 그에 의해, 복수의 배터리 셀(10)이 충전된다.

(2) 효과

배터리 시스템(500)으로부터의 전력에 의해 모터(602)가 구동된다. 그 모터(602)의 회전력에 의해 구동륜(603)이 회전함으로써, 전동 차량인 전동 자동차(600)가 이동한다.

전동 자동차(600)에 있어서는, 상기의 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)이 설치되므로, 전동 자동차(600)의 비용의 증가를 억제하면서 전동 자동차(600)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 주 제어부(300)는 배터리 ECU(510)의 기능을 가져도 된다. 이 경우, 주 제어부(300)는 버스(BS)를 통하여 각 배터리 시스템(500)에 포함되는 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 통신 드라이버(60a, 60b)(도 1 참조)에 접속된다. 또한, 제2 내지 제4 실시 형태에 있어서는, 주 제어부(300)는 신호선(P2)을 통하여 각 배터리 시스템(500)에 포함되는 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)(도 1 참조)에 또한 접속된다. 또한, 주 제어부(300)가 배터리 ECU(510)의 기능을 갖는 경우에는, 각 배터리 시스템(500)에는 배터리 ECU(510)가 설치되지 않아도 된다.

(3) 다른 이동체

상기에서는 도 1의 배터리 시스템(500)이 전동 차량에 탑재되는 예에 대하여 설명하였지만, 배터리 시스템(500)이 배, 항공기, 엘리베이터 또는 보행 로봇 등의 다른 이동체에 탑재되어도 된다.

배터리 시스템(500)이 탑재된 배는, 예를 들어 도 10의 차체(610) 대신에 선체를 구비하고, 구동륜(603) 대신에 스크류를 구비하고, 액셀러레이터 장치(604) 대신에 가속 입력부를 구비하고, 브레이크 장치(605) 대신에 감속 입력부를 구비한다. 운전자는 선체를 가속시킬 때 액셀러레이터 장치(604) 대신에 가속 입력부를 조작하고, 선체를 감속시킬 때 브레이크 장치(605) 대신에 감속 입력부를 조작한다. 이 경우, 선체가 이동 본체부에 상당하고, 모터가 동력원에 상당하고, 스크류가 구동부에 상당한다. 이와 같은 구성에 있어서, 모터가 배터리 시스템(500)으로부터의 전력을 받아 그 전력을 동력으로 변환하고, 그 동력에 의해 스크류가 회전됨으로써 선체가 이동한다.

마찬가지로, 배터리 시스템(500)이 탑재된 항공기는, 예를 들어 도 10의 차체(610) 대신에 기체를 구비하고, 구동륜(603) 대신에 프로펠러를 구비하고, 액셀러레이터 장치(604) 대신에 가속 입력부를 구비하고, 브레이크 장치(605) 대신에 감속 입력부를 구비한다. 이 경우, 기체가 이동 본체부에 상당하고, 모터가 동력원에 상당하고, 프로펠러가 구동부에 상당한다. 이와 같은 구성에 있어서, 모터가 배터리 시스템(500)으로부터의 전력을 받아 그 전력을 동력으로 변환하고, 그 동력에 의해 프로펠러가 회전됨으로써 기체가 이동한다.

배터리 시스템(500)이 탑재된 엘리베이터는, 예를 들어 도 10의 차체(610) 대신에 바구니를 구비하고, 구동륜(603) 대신에 바구니에 설치되는 승강용 로프를 구비하고, 액셀러레이터 장치(604) 대신에 가속 입력부를 구비하고, 브레이크 장치(605) 대신에 감속 입력부를 구비한다. 이 경우, 바구니가 이동 본체부에 상당하고, 모터가 동력원에 상당하고, 승강용 로프가 구동부에 상당한다. 이와 같은 구성에 있어서, 모터가 배터리 시스템(500)으로부터의 전력을 받아 그 전력을 동력으로 변환하고, 그 동력에 의해 승강용 로프가 감아 올려짐으로써 바구니가 승강한다.

배터리 시스템(500)이 탑재된 보행 로봇은, 예를 들어 도 10의 차체(610) 대신에 동체를 구비하고, 구동륜(603) 대신에 발을 구비하고, 액셀러레이터 장치(604) 대신에 가속 입력부를 구비하고, 브레이크 장치(605) 대신에 감속 입력부를 구비한다. 이 경우, 동체가 이동 본체부에 상당하고, 모터가 동력원에 상당하고, 발이 구동부에 상당한다. 이와 같은 구성에 있어서, 모터가 배터리 시스템(500)으로부터의 전력을 받아 그 전력을 동력으로 변환하고, 그 동력에 의해 발이 구동됨으로써 동체가 이동한다.

이와 같이, 배터리 시스템(500)으로부터의 전력이 동력원에 의해 동력으로 변환되고, 그 동력에 의해 이동 본체부가 이동한다. 배터리 시스템(500)이 탑재된 이동체에 있어서는, 동력원이 배터리 시스템(500)으로부터의 전력을 받아 그 전력을 동력으로 변환하고, 구동부가 동력원에 의해 변환된 동력에 의해 이동 본체부를 이동시킨다.

[7] 전원 장치

(1) 구성 및 동작

전원 장치에 대하여 설명한다. 도 11은 전원 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 전원 장치(700)는 전력 저장 장치(710) 및 전력 변환 장치(720)를 구비한다. 전력 저장 장치(710)는 배터리 시스템군(711) 및 컨트롤러(712)를 구비한다. 배터리 시스템군(711)은 복수의 배터리 시스템(500)을 포함한다. 복수의 배터리 시스템(500)은 서로 병렬로 접속되어도 되고, 또는 서로 직렬로 접속되어도 된다.

컨트롤러(712)는, 예를 들어 CPU 및 메모리 또는 마이크로컴퓨터로 이루어진다. 컨트롤러(712)는 각 배터리 시스템(500)에 포함되는 배터리 ECU(510)(도 1 참조)에 접속된다. 컨트롤러(712)는 각 배터리 ECU(510)로부터 제공된 각 배터리 셀(10)의 충전량에 기초하여 전력 변환 장치(720)를 제어한다. 컨트롤러(712)는 배터리 시스템(500)의 배터리 모듈(100)의 방전 또는 충전에 관한 제어로서, 후술하는 제어를 행한다.

전력 변환 장치(720)는 DC/DC(직류/직류) 컨버터(721) 및 DC/AC(직류/교류) 인버터(722)를 포함한다. DC/DC 컨버터(721)는 입출력 단자(721a, 721b)를 갖고, DC/AC 인버터(722)는 입출력 단자(722a, 722b)를 갖는다. DC/DC 컨버터(721)의 입출력 단자(721a)는 전력 저장 장치(710)의 배터리 시스템군(711)에 각 배터리 시스템(500)의 HV 커넥터(530)(도 1 참조)를 통하여 접속된다.

DC/DC 컨버터(721)의 입출력 단자(721b) 및 DC/AC 인버터(722)의 입출력 단자(722a)는 서로 접속됨과 함께 전력 출력부(PU1)에 접속된다. DC/AC 인버터(722)의 입출력 단자(722b)는 전력 출력부(PU2)에 접속됨과 함께 다른 전력 계통에 접속된다.

전력 출력부(PU1, PU2)는 예를 들어 콘센트를 포함한다. 전력 출력부(PU1, PU2)에는, 예를 들어 다양한 부하가 접속된다. 다른 전력 계통은, 예를 들어 상용 전원 또는 태양 전지를 포함한다. 전력 출력부(PU1, PU2) 및 다른 전력 계통이 전원 장치에 접속되는 외부의 예이다. 또한, 전력 계통으로서 태양 전지를 사용하는 경우, DC/DC 컨버터(721)의 입출력 단자(721b)에 태양 전지가 접속된다. 한편, 전력 계통으로서 태양 전지를 포함하는 태양광 발전 시스템을 사용하는 경우, DC/AC 인버터(722)의 입출력 단자(722b)에 태양광 발전 시스템의 파워 컨디셔너의 AC 출력부가 접속된다.

DC/DC 컨버터(721) 및 DC/AC 인버터(722)가 컨트롤러(712)에 의해 제어됨으로써, 배터리 시스템군(711)의 방전 및 충전이 행해진다. 배터리 시스템군(711)의 방전 시에는, 배터리 시스템군(711)으로부터 제공되는 전력이 DC/DC 컨버터(721)에 의해 DC/DC(직류/직류) 변환되고, 또한 DC/AC 인버터(722)에 의해 DC/AC(직류/교류) 변환된다.

전원 장치(700)가 직류 전원으로서 사용되는 경우, DC/DC 컨버터(721)에 의해 DC/DC 변환된 전력이 전력 출력부(PU1)에 공급된다. 전원 장치(700)가 교류 전원으로서 사용되는 경우, DC/AC 인버터(722)에 의해 DC/AC 변환된 전력이 전력 출력부(PU2)에 공급된다. 또한, DC/AC 인버터(722)에 의해 교류로 변환된 전력을 다른 전력 계통에 공급할 수도 있다.

컨트롤러(712)는 배터리 시스템군(711)의 배터리 모듈(100)의 방전에 관한 제어의 일례로서, 다음의 제어를 행한다. 배터리 시스템군(711)의 방전 시에, 컨트롤러(712)는, 산출된 충전량에 기초하여 배터리 시스템군(711)의 방전을 정지할지의 여부 또는 방전 전류(또는 방전 전력)를 제한할지의 여부를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 전력 변환 장치(720)를 제어한다. 구체적으로는, 배터리 시스템군(711)에 포함되는 복수의 배터리 셀(10)(도 1 참조) 중 어느 한쪽의 배터리 셀(10)의 충전량이 미리 정해진 임계값보다도 작아지면, 컨트롤러(712)는, 배터리 시스템군(711)의 방전이 정지되거나 또는 방전 전류(또는 방전 전력)가 제한되도록 DC/DC 컨버터(721) 및 DC/AC 인버터(722)를 제어한다. 이에 의해, 각 배터리 셀(10)의 과방전이 방지된다.

방전 전류(또는 방전 전력)의 제한은, 배터리 시스템군(711)의 전압이 일정한 기준 전압으로 되도록 제한됨으로써 행해진다. 또한, 기준 전압은 배터리 셀(10)의 충전량에 기초하여 컨트롤러(712)에 의해 설정된다.

한편, 배터리 시스템군(711)의 충전 시에는, 다른 전력 계통으로부터 제공되는 교류의 전력이 DC/AC 인버터(722)에 의해 AC/DC(교류/직류) 변환되고, 또한 DC/DC 컨버터(721)에 의해 DC/DC(직류/직류) 변환된다. DC/DC 컨버터(721)로부터 배터리 시스템군(711)에 전력이 제공됨으로써, 배터리 시스템군(711)에 포함되는 복수의 배터리 셀(10)(도 1 참조)이 충전된다.

컨트롤러(712)는 배터리 시스템군(711)의 배터리 모듈(100)의 충전에 관한 제어의 일례로서, 다음의 제어를 행한다. 배터리 시스템군(711)의 충전 시에, 컨트롤러(712)는, 산출된 충전량에 기초하여 배터리 시스템군(711)의 충전을 정지할지의 여부 또는 충전 전류(또는 충전 전력)를 제한할지의 여부를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 전력 변환 장치(720)를 제어한다. 구체적으로는, 배터리 시스템군(711)에 포함되는 복수의 배터리 셀(10)(도 1 참조) 중 어느 한쪽의 배터리 셀(10)의 충전량이 미리 정해진 임계값보다도 커지면, 컨트롤러(712)는, 배터리 시스템군(711)의 충전이 정지되거나 또는 충전 전류(또는 충전 전력)가 제한되도록DC/DC 컨버터(721) 및 DC/AC 인버터(722)를 제어한다. 이에 의해, 각 배터리 셀(10)의 과충전이 방지된다.

충전 전류(또는 충전 전력)의 제한은, 배터리 시스템군(711)의 전압이 일정한 기준 전압으로 되도록 제한됨으로써 행해진다. 또한, 기준 전압은 배터리 셀(10)의 충전량에 기초하여 컨트롤러(712)에 의해 설정된다.

또한, 전원 장치(700)와 외부의 사이에서 서로 전력을 공급 가능하면, 전력 변환 장치(720)가 DC/DC 컨버터(721) 및 DC/AC 인버터(722) 중 어느 한쪽만을 가져도 된다. 또한, 전원 장치(700)와 외부의 사이에서 서로 전력을 공급 가능하면, 전력 변환 장치(720)가 설치되지 않아도 된다.

(2) 효과

전력 저장 장치(710)에 있어서는, 시스템 제어부인 컨트롤러(712)에 의해, 상기의 배터리 시스템(500)의 배터리 모듈(100a, 100b)의 충전 또는 방전에 관한 제어가 행해진다. 그에 의해, 배터리 모듈(100a, 100b)의 열화, 과방전 및 과충전을 방지할 수 있다.

전원 장치(700)에 있어서는, 배터리 시스템(500)과 외부의 사이에서 전력 변환 장치(720)에 의해 전력 변환이 행해진다. 전력 변환 장치(720)가 전력 저장 장치(710)의 배터리 모듈(100a, 100b)의 충전 또는 방전에 관한 제어를 행한다. 구체적으로는, 컨트롤러(712)에 의해 배터리 시스템군(711)과 외부의 사이의 전력의 공급이 제어된다. 그에 의해, 배터리 시스템군(711)에 포함되는 배터리 모듈(100a, 100b)의 각 배터리 셀(10)의 과방전 및 과충전이 방지된다.

전원 장치(700)에 있어서는, 상기의 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)이 설치되므로, 전원 장치(700)의 비용의 증가를 억제하면서 전원 장치(700)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

컨트롤러(712)는 배터리 셀군(BL)의 단자 전압의 이상을 검출한 경우, 전력 변환 장치(720)를 제어한다. 그로 인해, 각 배터리 시스템(500)에는, 도 1의 컨덕터(520)가 설치되지 않아도 된다.

컨트롤러(712)는 배터리 ECU(510)의 기능을 가져도 된다. 이 경우, 컨트롤러(712)는, 버스(BS)를 통하여 각 배터리 시스템(500)에 포함되는 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 통신 드라이버(60a, 60b)(도 1 참조)에 접속된다. 또한, 제2 내지 제4 실시 형태에 있어서는, 컨트롤러(712)는, 신호선(P3)을 통하여 각 배터리 시스템(500)에 포함되는 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)(도 1 참조)에 또한 접속된다. 또한, 컨트롤러(712)가 배터리 ECU(510)의 기능을 갖는 경우에는, 각 배터리 시스템(500)에는 배터리 ECU(510)가 설치되지 않아도 된다.

[8] 다른 실시 형태

(1) 상기 실시 형태에 있어서, 상태 검출부(30)는, 이상 검출 시에 예를 들어 "H" 레벨의 검출 신호를 발생시키고, 정상 검출 시에 예를 들어 "L" 레벨의 검출 신호를 발생시키지만, 이것에 한정되지 않는다. 상태 검출부(30)는 이하의 검출 신호를 발생시켜도 된다.

상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL) 중 적어도 1개의 배터리 셀(10)의 단자 전압이 상한 전압 이상인 경우(제1 이상 검출 시)에 제1 듀티비(예를 들어 75%)를 갖는 검출 신호를 발생시킨다. 상태 검출부(30)는, 대응하는 배터리 셀군(BL) 중 적어도 1개의 배터리 셀(10)의 단자 전압이 하한 전압 이하인 경우(제2 이상 검출 시)에 제2 듀티비(예를 들어 25%)를 갖는 검출 신호를 발생시킨다. 상태 검출부(30)는, 정상 검출 시에 제3 듀티비(예를 들어 50%)를 갖는 검출 신호를 발생시킨다.

또한, 지락(地絡)이 발생한 경우, 검출 신호는 "L" 레벨로 된다. 한편, 천락(天絡)이 발생한 경우, 검출 신호는 "H" 레벨로 된다. 또한, 지락이란 상태 검출부(DT)의 신호선이 단선됨과 함께 접지 단자 등에 접촉함으로써, 그 신호선이 접지 전위로 유지되는 상태이다. 또한, 천락이란, 상태 검출부(DT)의 신호선이 단선됨과 함께 전원 단자 등에 접촉함으로써, 그 신호선이 전원 전위로 유지되는 상태이다. 따라서, 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40) 및 배터리 ECU(510)는, 지락이 발생한 경우에는 "L" 레벨의 검출 신호를 받고, 천락이 발생한 경우에는 "H" 레벨의 검출 신호를 받는다.

배터리 ECU(510)는, 상기의 제1 내지 제3 듀티비를 갖는 검출 신호 및 "L" 레벨 및 "H" 레벨의 검출 신호를 받음으로써, 배터리 셀(10)의 제1 및 제2 이상, 정상, 지락 및 천락의 발생을 검출할 수 있다.

(2) 상기 실시 형태에 있어서, 상태 검출부(30)는, 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 이상 상태 및 정상 상태를 검출하고, 이상 또는 정상을 나타내는 검출 신호를 발생시키지만, 이것에 한정되지 않는다. 상태 검출부(30)는, 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 이상 상태만을 검출하고, 이상만을 나타내는 검출 신호를 발생시켜도 된다. 또한, 상태 검출부(30)는, 배터리 셀군(BL)의 충방전에 관한 정상 상태만을 검출하고, 정상만을 나타내는 검출 신호를 발생시켜도 된다.

(3) 상기의 실시 형태에 있어서, 배터리 모듈(100)은 복수의 배터리 셀(10)을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 배터리 모듈(100)은 1개의 배터리 셀(10)을 포함하여도 된다.

(4) 상기의 실시 형태에 있어서, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 연산 처리 장치(40a)를 통하지 않고 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 연산 처리 장치(40b) 중 적어도 한쪽에 제공되지만, 이것에 한정되지 않는다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 연산 처리 장치(40a)를 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 연산 처리 장치(40b) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다.

마찬가지로, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 연산 처리 장치(40b)를 통하여 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a) 및 연산 처리 장치(40a) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다.

도 12는 제1 변형예에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 접속선(Q1), 연산 처리 장치(40a) 및 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 접속선(Q2), 연산 처리 장치(40b) 및 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공된다.

즉, 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제1 통신 경로인 접속선(Q1) 및 신호선(P1)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달된다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제4 통신 경로인 접속선(Q2) 및 신호선(P2)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달된다.

배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1), 연산 처리 장치(40a) 및 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 제공되어도 된다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1), 연산 처리 장치(40a) 및 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공되고, 또한 접속선(Q1), 연산 처리 장치(40a) 및 다른 신호선을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2), 연산 처리 장치(40b) 및 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 제공되어도 된다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2), 연산 처리 장치(40b) 및 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공되고, 또한 접속선(Q2), 연산 처리 장치(40b) 및 다른 신호선을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공되어도 된다.

연산 처리 장치(40a, 40b)는 CAN, UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter), I²C(Inter-Integrated Circuit), LIN(Local Interconnect Network) 및 이더넷(등록 상표) 등의 규격에 따른 복수의 통신 단자를 갖는다. 따라서, 연산 처리 장치(40a, 40b)는 복수의 통신 기기와 용이하게 접속된다.

그로 인해, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)는, 연산 처리 장치(40a)의 복수의 통신 단자를 통하여 검출 신호(DT1)를 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 연산 처리 장치(40b)에 용이하게 제공할 수 있다. 마찬가지로, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)는, 연산 처리 장치(40b)의 복수의 통신 단자를 통하여 검출 신호(DT2)를 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a) 및 연산 처리 장치(40a)에 용이하게 제공할 수 있다.

(5) 상기의 실시 형태에 있어서, 배터리 시스템(500)은 2개의 배터리 모듈(100a, 100b)을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 배터리 시스템(500)은 3개 이상의 배터리 모듈(100)을 포함하여도 된다.

도 13은 제2 변형예에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 배터리 시스템(500)은, 제1 배터리 모듈인 배터리 모듈(100a) 및 제2 배터리 모듈인 배터리 모듈(100b) 외에 1번째의 제3 배터리 모듈인 배터리 모듈(100c)을 더 포함한다. 즉, 이 배터리 시스템(500)은 제1 배터리 모듈, 제2 배터리 모듈 및 N개의 제3 배터리 모듈을 포함한다. 제2 변형예에서는 N은 1이다.

배터리 모듈(100c)의 구성은 배터리 모듈(100a, 100b)의 구성과 마찬가지이다. 배터리 모듈(100c)의 배터리 셀군(BL), 전압 검출부(20), 상태 검출부(30), 연산 처리 장치(40) 및 통신 드라이버(60)를 각각 배터리 셀군(BLc), 전압 검출부(20c), 상태 검출부(30c), 연산 처리 장치(40c) 및 통신 드라이버(60c)라고 칭한다. 또한, 도 13에 있어서는, 도 1의 컨덕터(520), HV 커넥터(530) 및 서비스 플러그(540)의 도시를 생략하고 있다.

배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLb)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 제공된다.

배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)는, 대응하는 배터리 셀군(BLc)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT3)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 접속선(Q3)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P5)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공된다.

즉, 제3 상태 검출부인 상태 검출부(30c)가 제3 배터리 모듈인 배터리 모듈(100c)의 제3 배터리 셀군인 배터리 셀군(BLc)의 충방전에 관한 이상 상태를 검출하면, 제3 검출 신호인 검출 신호(DT3)를 발생시킨다.

상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제1 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달된다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제8 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 연산 처리 장치(40c)에 전달된다.

또한, 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)가, 신호선(P5)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공되지 않고, 신호선(P5)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공되어도 된다.

이 경우, 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNb)가 신호선(P1)에 의해 접속된다. 또한, 배터리 모듈(100b)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100c)의 프린트 회로 기판(110)(도 3 및 도 4 참조)의 커넥터(CNb)가 신호선(P2)에 의해 접속된다. 또한, 배터리 모듈(100c)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNb)가 신호선(P5)에 의해 접속된다.

또한, 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)가, 신호선(P5)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공되는 경우에는, 배터리 모듈(100c)의 프린트 회로 기판(110)의 커넥터(CNc)와 배터리 ECU(510)가 신호선(P5)에 의해 접속된다. 이 경우, 배터리 모듈(100a)의 프린트 회로 기판(110)에는 커넥터(CNb)가 설치되지 않아도 된다.

제2 변형예에 있어서는, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 연산 처리 장치(40a)를 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 연산 처리 장치(40b) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 연산 처리 장치(40b)를 통하여 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c) 및 연산 처리 장치(40c) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다. 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 연산 처리 장치(40c)를 통하여 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a) 및 연산 처리 장치(40a) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다.

도 14는 제2 변형예의 다른 예에서의 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 14에 있어서는, 각 배터리 모듈(100a 내지 100c)의 배터리 셀(10), 전압 검출부(20), 통신 드라이버(60) 및 균등화 회로(70)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 1의 배터리 ECU(510), 컨덕터(520), HV 커넥터(530) 및 서비스 플러그(540)의 도시를 생략하고 있다.

배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P1')을 통하여 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 또한 제공된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 제공됨과 함께, 신호선(P2')을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 또한 제공된다.

배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 신호선(P5)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P5')을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 또한 제공된다.

도 15는 제3 변형예에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 배터리 시스템(500)은, 제1 배터리 모듈인 배터리 모듈(100a), 제2 배터리 모듈인 배터리 모듈(100b), 1번째의 제3 배터리 모듈인 배터리 모듈(100c) 및 N번째의 배터리 모듈인 배터리 모듈(100d)을 포함한다. 즉, 이 배터리 시스템(500)은 제1 배터리 모듈, 제2 배터리 모듈 및 N개의 배터리 모듈을 포함한다. 제3 변형예에서는 N은 2이다.

배터리 모듈(100d)의 구성은 배터리 모듈(100a 내지 100c)의 구성과 마찬가지이다. 배터리 모듈(100d)의 배터리 셀군(BL), 상태 검출부(30) 및 연산 처리 장치(40)를 각각 배터리 셀군(BLd), 상태 검출부(30d) 및 연산 처리 장치(40d)라고 칭한다. 도 15에 있어서는, 각 배터리 모듈(100a 내지 100d)의 배터리 셀(10), 전압 검출부(20), 통신 드라이버(60) 및 균등화 회로(70)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 1의 배터리 ECU(510), 컨덕터(520), HV 커넥터(530) 및 서비스 플러그(540)의 도시를 생략하고 있다.

배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT1)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 접속선(Q1)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 제1 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공된다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공되지 않고 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30b)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLb)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT2)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 접속선(Q2)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 제8 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 제공된다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 제공되지 않고 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30c)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)는, 대응하는 배터리 셀군(BLc)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT3)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 접속선(Q31)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40c)에 제공됨과 함께, 1번째의 제9 통신 경로인 신호선(P51)을 통하여 배터리 모듈(100d)의 연산 처리 장치(40d)에 제공된다. 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 배터리 모듈(100d)의 연산 처리 장치(40d)에 제공되지 않고 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30d)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d)는, 대응하는 배터리 셀군(BLd)의 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상의 유무를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호(DT4)를 발생시킨다. 배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d)에 의해 발생되는 검출 신호(DT4)는, 접속선(Q32)을 통하여 대응하는 연산 처리 장치(40d)에 제공됨과 함께, N번째(본 예에 있어서는 2번째)의 제9 통신 경로인 신호선(P52)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공된다. 배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d)에 의해 발생되는 검출 신호(DT4)는, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공되지 않고 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30a)에 제공되어도 된다.

제3 변형예에 있어서는, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 연산 처리 장치(40a) 즉 제1 통신 회로를 통하여 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b) 및 연산 처리 장치(40b) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 연산 처리 장치(40b) 즉 제2 통신 회로를 통하여 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c) 및 연산 처리 장치(40c) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다. 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 연산 처리 장치(40c) 즉 1번째의 제3 통신 회로를 통하여 배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d) 및 연산 처리 장치(40d) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다. 배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d)에 의해 발생되는 검출 신호(DT4)는, 연산 처리 장치(40d) 즉 2번째의 제3 통신 회로를 통하여 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a) 및 연산 처리 장치(40a) 중 적어도 한쪽에 제공되어도 된다.

도 16은 제3 변형예의 다른 예에서의 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 16에 있어서는, 각 배터리 모듈(100a 내지 100d)의 배터리 셀(10), 전압 검출부(20), 통신 드라이버(60) 및 균등화 회로(70)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 1의 배터리 ECU(510), 컨덕터(520), HV 커넥터(530) 및 서비스 플러그(540)의 도시를 생략하고 있다.

배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 신호선(P1)을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공됨과 함께, 신호선(P1')을 통하여 배터리 모듈(100d)의 연산 처리 장치(40d)에 또한 제공된다. 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 배터리 모듈(100d)의 연산 처리 장치(40d)에 제공되지 않고 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30d)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 신호선(P2)을 통하여 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 제공됨과 함께, 신호선(P2')을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 또한 제공된다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공되지 않고 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30a)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 신호선(P51)을 통하여 배터리 모듈(100d)의 연산 처리 장치(40d)에 제공됨과 함께, 신호선(P51')을 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 또한 제공된다. 배터리 모듈(100c)의 상태 검출부(30c)에 의해 발생되는 검출 신호(DT3)는, 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공되지 않고 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30b)에 제공되어도 된다.

배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d)에 의해 발생되는 검출 신호(DT4)는, 신호선(P52)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공됨과 함께, 신호선(P52')을 통하여 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 또한 제공된다. 배터리 모듈(100d)의 상태 검출부(30d)에 의해 발생되는 검출 신호(DT4)는, 배터리 모듈(100c)의 연산 처리 장치(40c)에 제공되지 않고 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 상태 검출부(30c)에 제공되어도 된다.

이와 같이 제2 및 제3 변형예에 관한 배터리 시스템은, 제10 통신 경로(신호선(P1'))와, 1번째부터 N번째까지의 N개(도 14의 예에서는 N=1, 도 16의 예에서는 N=2)의 제11 통신 경로(도 14의 예에서는 신호선(P5'), 도 16의 예에서는 신호선(P51', P52'))를 더 구비한다. 제10 통신 경로는, 제1 배터리 모듈(배터리 모듈(100a))의 제1 상태 검출부(상태 검출부(30a))에 의해 발생되는 제1 검출 신호(검출 신호(DT1))를 N번째의 제3 배터리 모듈(도 14의 예에서는 배터리 모듈(100c), 도 16의 예에서는 배터리 모듈(100d))의 제3 통신 회로(도 14의 예에서는 연산 처리 장치(40c), 도 16의 예에서는 연산 처리 장치(40d)) 및 제3 상태 검출부(도 14의 예에서는 상태 검출부(30c), 도 16의 예에서는 상태 검출부(30d)) 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치된다. N이 1인 경우(도 14의 예의 경우), 1번째의 제11 통신 경로(신호선(P5'))는, 1번째의 제3 배터리 모듈(배터리 모듈(100c))의 제3 상태 검출부(상태 검출부(30c))에 의해 발생되는 제3 검출 신호(검출 신호(DT3))를 제2 배터리 모듈(배터리 모듈(100b))의 제2 통신 회로(연산 처리 장치(40b)) 및 제2 상태 검출부(상태 검출부(30b)) 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치된다. N이 2 이상인 경우(도 16의 예의 경우), j번째(j는 2 내지 N의 자연수)의 제11 통신 경로(신호선(P52'))는, j번째의 제3 배터리 모듈(배터리 모듈(100d))의 제3 상태 검출부(상태 검출부(30d))에 의해 발생되는 제3 검출 신호(검출 신호(DT4))를 (j-1)번째의 제3 배터리 모듈(배터리 모듈(100c))의 제3 통신 회로(연산 처리 장치(40c)) 및 제3 상태 검출부(상태 검출부(30c)) 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치된다. 1번째의 제11 통신 경로(신호선(P51'))는, 1번째의 제3 배터리 모듈(배터리 모듈(100c))의 제3 상태 검출부(상태 검출부(30c))에 의해 발생되는 제3 검출 신호(검출 신호(DT3))를 제2 배터리 모듈(배터리 모듈(100b))의 제2 통신 회로(연산 처리 장치(40b)) 및 제2 상태 검출부(상태 검출부(30b)) 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치된다.

또한, 제2 및 제3 변형예에 관한 배터리 시스템에 있어서, 제10 통신 경로는 제1 검출 신호를 제1 통신 회로를 통하여 전달하여도 된다. 마찬가지로, 제11 통신 경로는 제3 검출 신호를 제3 통신 회로를 통하여 전달하여도 된다.

(6) 상기 실시 형태에 있어서, 상태 검출부(30a, 30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa, BLb)의 충방전에 관한 이상으로서 복수의 배터리 셀(10)의 단자 전압의 이상을 검출하지만, 이것에 한정되지 않는다. 상태 검출부(30a, 30b)는, 대응하는 배터리 셀군(BLa, BLb)의 충방전에 관한 이상으로서, 배터리 셀군(BLa, BLb)에 흐르는 전류, 배터리 셀(10)의 SOC(충전량), 과방전, 과충전 또는 온도의 이상 등을 검출하여도 된다.

상태 검출부(30a, 30b)가 대응하는 배터리 셀군(BLa, BLb)의 충방전에 관한 이상으로서, 배터리 셀군(BLa, BLb)에 흐르는 전류의 이상을 검출하는 경우, 배터리 모듈(100a, 100b)은 배터리 셀군(BLa, BLb)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부를 갖는다.

(7) 제1 실시 형태에 있어서, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생된 검출 신호(DT2)는, 배터리 모듈(100a)의 연산 처리 장치(40a)에 제공되지만, 이것에 한정되지 않는다.

도 17은 제4 변형예에 관한 배터리 시스템(500)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 17에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생된 검출 신호(DT2)는, 신호선(P4)을 통하여 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 제공되어도 된다. 이 경우, 배터리 모듈(100b)의 커넥터(CNc)(도 3 및 도 4 참조)와 배터리 모듈(100a)의 커넥터(CNd)(도 3 및 도 4 참조)가 신호선(P4)에 의해 접속된다. 이 구성에 따르면, 검출 신호(DT2)는, 검출 신호(DT1)로서 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 신호선(P4), 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a), 연산 처리 장치(40a) 및 통신 드라이버(60a) 및 버스(BS)를 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다.

또한, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)와 배터리 ECU(510)가 신호선(P3)에 의해 접속되어도 된다. 이 경우, 배터리 모듈(100a)의 커넥터(CNc)(도 3 및 도 4 참조)와 배터리 ECU(510)가 신호선(P3)에 의해 접속된다. 이 구성에 따르면, 검출 신호(DT2)는, 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)로부터 신호선(P4), 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a) 및 신호선(P3)을 통하여 배터리 ECU(510)에 제공된다.

즉, 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 제2 통신 경로인 접속선(Q1)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달됨과 함께, 제1 통신 경로인 신호선(P1)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달된다. 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 제5 통신 경로인 접속선(Q2)을 통하여 연산 처리 장치(40b)에 전달됨과 함께, 제4 통신 경로인 신호선(P2)을 통하여 연산 처리 장치(40a)에 전달되고, 제6 통신 경로인 신호선(P4)을 통하여 상태 검출부(30a)에 전달된다.

제4 변형예에 있어서는, 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a)에 의해 발생되는 검출 신호(DT1)는, 연산 처리 장치(40a)를 통하여 배터리 모듈(100b)의 연산 처리 장치(40b)에 제공되어도 된다. 배터리 모듈(100b)의 상태 검출부(30b)에 의해 발생되는 검출 신호(DT2)는, 연산 처리 장치(40b)를 통하여 배터리 모듈(100a)의 상태 검출부(30a) 및 연산 처리 장치(40a)에 제공되어도 된다.

[9] 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 부와의 대응 관계

이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 부와의 대응예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.

배터리 모듈(100a)이 제1 배터리 모듈의 예이고, 배터리 모듈(100b)이 제2 배터리 모듈의 예이고, 배터리 모듈(100c)이 1번째의 제3 배터리 모듈의 예이고, 배터리 모듈(100d)이 2번째의 제3 배터리 모듈의 예이다. 배터리 셀(10)이 배터리 셀의 예이고, 배터리 셀군(BLa)이 제1 배터리 셀군의 예이고, 배터리 셀군(BLb)이 제2 배터리 셀군의 예이고, 배터리 셀군(BLc, BLd)이 제3 배터리 셀군의 예이다. 검출 신호(DT1)가 제1 검출 신호의 예이고, 검출 신호(DT2)가 제2 검출 신호의 예이고, 검출 신호(DT3, DT4)가 제3 검출 신호의 예이다. 상태 검출부(30a)가 제1 상태 검출부의 예이고, 상태 검출부(30b)가 제2 상태 검출부의 예이고, 상태 검출부(30c, 30d)가 제3 상태 검출부의 예이다. 연산 처리 장치(40a)가 제1 통신 회로의 예이고, 연산 처리 장치(40b)가 제2 통신 회로의 예이고, 연산 처리 장치(40c, 40d)가 제3 통신 회로의 예이고, 배터리 시스템(500)이 배터리 시스템의 예이다.

모터(602)가 모터의 예이고, 구동륜(603)이 구동륜의 예이고, 전동 자동차(600)가 전동 차량의 예이고, 차체(610), 배의 선체, 항공기의 기체, 엘리베이터의 바구니 또는 보행 로봇의 동체가 이동 본체부의 예이다. 모터(602), 구동륜(603), 스크류, 프로펠러, 승강용 로프의 권상 모터 또는 보행 로봇의 발이 동력원의 예이고, 전동 자동차(600), 배, 항공기, 엘리베이터 또는 보행 로봇이 이동체의 예이다. 컨트롤러(712)가 시스템 제어부의 예이고, 전력 저장 장치(710)가 전력 저장 장치의 예이고, 전원 장치(700)가 전원 장치의 예이고, 전력 변환 장치(720)가 전력 변환 장치의 예이다.

제1 실시 형태(도 1 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제4 통신 경로의 예이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 다른 예(제5 통신 경로의 예)이다.

제2 실시 형태(도 6 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 예(제5 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제7 통신 경로의 예이다.

제3 실시 형태(도 7 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예(제3 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 예(제5 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제7 통신 경로의 예이다.

제4 실시 형태(도 8 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 신호선(P3)이 제1 통신 경로의 다른 예(제3 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 또 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 예(제5 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제7 통신 경로의 예이다.

제1 변형예(도 12 참조)에 있어서는, 접속선(Q1) 및 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q2) 및 신호선(P2)이 제4 통신 경로의 예이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 다른 예(제5 통신 경로의 예)이다.

제2 변형예(도 13 및 도 14 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제8 통신 경로의 예이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 다른 예(제5 통신 경로의 예)이다. 신호선(P5)이 1번째의 제9 통신 경로의 예이다.

제3 변형예(도 15 및 도 16 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제8 통신 경로의 예이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 다른 예(제5 통신 경로의 예)이다. 신호선(P51)이 1번째의 제9 통신 경로의 예이다. 신호선(P52)이 2번째의 제9 통신 경로의 예이다.

제4 변형예(도 17 참조)에 있어서는, 신호선(P1)이 제1 통신 경로의 예이다. 접속선(Q1)이 제1 통신 경로의 다른 예(제2 통신 경로의 예)이다. 신호선(P2)이 제4 통신 경로의 예이다. 신호선(P4)이 제4 통신 경로의 다른 예(제6 통신 경로의 예)이다. 접속선(Q2)이 제4 통신 경로의 또 다른 예(제5 통신 경로의 예)이다.

청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는다른 여러가지의 요소를 사용할 수도 있다.

Claims

제1 배터리 모듈과,
제2 배터리 모듈과,
제1 통신 경로를 구비하고,
상기 제1 배터리 모듈은,
1개 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 셀군과,
상기 제1 배터리 셀군의 충방전에 관한 이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 제1 검출 신호를 발생시키는 제1 상태 검출부와,
상기 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 제1 검출 신호를 외부에 송신하는 제1 통신 회로를 포함하고,
상기 제2 배터리 모듈은,
1개 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 셀군과,
상기 제2 배터리 셀군의 충방전에 관한 이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 제2 검출 신호를 발생시키는 제2 상태 검출부와,
상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 제2 검출 신호를 외부에 송신하는 제2 통신 회로를 포함하고,
상기 제1 통신 경로는, 상기 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제1 검출 신호를 상기 제2 통신 회로 및 상기 제2 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치되는, 배터리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 통신 경로는, 상기 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 제1 검출 신호를 상기 제1 통신 회로를 통하여 상기 제2 통신 회로 및 상기 제2 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하는, 배터리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 통신 경로는,
상기 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 제1 검출 신호를 상기 제1 통신 회로에 전달하는 제2 통신 경로와,
상기 제1 상태 검출부에 의해 발생되는 제1 검출 신호를 상기 제2 상태 검출부에 전달하는 제3 통신 경로를 포함하는, 배터리 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제2 검출 신호를 상기 제1 통신 회로 및 상기 제1 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하는 제4 통신 경로를 더 구비하는, 배터리 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제4 통신 경로는, 상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제2 검출 신호를 상기 제2 통신 회로를 통하여 상기 제1 통신 회로 및 상기 제1 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하는, 배터리 시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제4 통신 경로는,
상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 제2 검출 신호를 상기 제2 통신 회로에 전달하는 제5 통신 경로와,
상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 제2 검출 신호를 상기 제1 상태 검출부에 전달하는 제6 통신 경로를 포함하는, 배터리 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 제2 검출 신호를 상기 제1 및 제2 통신 회로를 경유하지 않고 외부에 전달하는 제7 통신 경로를 더 구비하는, 배터리 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 1번째부터 N번째까지의 N개(N은 1 이상의 자연수)의 제3 배터리 모듈과,
제8 통신 경로와,
1번째부터 N번째까지의 N개의 제9 통신 경로를 더 구비하고,
상기 N개의 제3 배터리 모듈의 각각은,
1개 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 제3 배터리 셀군과,
상기 제3 배터리 셀군의 충방전에 관한 이상 상태 또는 정상 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 제3 검출 신호를 발생시키는 제3 상태 검출부와,
상기 제3 상태 검출부에 의해 발생되는 제3 검출 신호를 외부에 송신하는 제3 통신 회로를 포함하고,
상기 제8 통신 경로는, 상기 제2 배터리 모듈의 상기 제2 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제2 검출 신호를 1번째의 제3 배터리 모듈의 상기 제3 통신 회로 및 상기 제3 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치되고,
N이 1인 경우,
1번째의 제9 통신 경로는, 상기 1번째의 제3 배터리 모듈의 상기 제3 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제3 검출 신호를 상기 제1 배터리 모듈의 상기 제1 통신 회로 및 상기 제1 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치되고,
N이 2 이상인 경우,
i번째(i는 1 내지 (N-1)의 자연수)의 제9 통신 경로는, i번째의 제3 배터리 모듈의 상기 제3 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제3 검출 신호를 (i+1)번째의 제3 배터리 모듈의 상기 제3 통신 회로 및 상기 제3 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치되고,
N번째의 제9 통신 경로는, N번째의 제3 배터리 모듈의 상기 제3 상태 검출부에 의해 발생되는 상기 제3 검출 신호를 상기 제1 배터리 모듈의 상기 제1 통신 회로 및 상기 제1 상태 검출부 중 적어도 한쪽에 전달하도록 설치되는, 배터리 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 시스템과,
상기 배터리 시스템의 전력에 의해 구동되는 모터와,
상기 모터의 회전력에 의해 회전하는 구동륜을 구비하는, 전동 차량.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 시스템과,
이동 본체부와,
상기 배터리 시스템으로부터의 전력을 상기 이동 본체부를 이동시키기 위한 동력으로 변환하는 동력원을 구비하는, 이동체.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 시스템과,
상기 배터리 시스템의 상기 제1 및 제2 배터리 모듈의 방전 또는 충전에 관한 제어를 행하는 시스템 제어부를 구비하는, 전력 저장 장치.
외부에 접속 가능한 전원 장치이며,
제11항에 기재된 전력 저장 장치와,
상기 전력 저장 장치의 상기 시스템 제어부에 의해 제어되고, 상기 전력 저장 장치의 상기 배터리 시스템과 상기 외부의 사이에서 전력 변환을 행하는 전력 변환 장치를 구비하는, 전원 장치.