KR20130046359A - 방전 제어 방법, 배터리 팩, 축전 시스템, 전자 기기, 전기 차량, 및 전력 시스템 - Google Patents

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Abstract

배터리 팩에 있어서의 방전 제어 방법은, 배터리 셀의 주변 온도와 상기 배터리 셀의 전압을 측정하는 단계, 상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리 단계, 및 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리 단계를 포함한다.

Description

방전 제어 방법, 배터리 팩, 축전 시스템, 전자 기기, 전기 차량, 및 전력 시스템{METHOD OF CONTROLLING DISCHARGE, BATTERY PACK, ELECTRICAL STORAGE SYSTEM, ELECTRONIC APPARATUS, ELECTRIC VEHICLE AND POWER SYSTEM}
본 개시는, 예를 들어, 배터리 팩의 방전 제어 방법, 배터리 팩, 배터리 팩을 사용하는 축전 시스템, 전자 기기, 전기 차량, 및 전력 시스템에 관한 것이다.
배터리로 대표되는 축전 장치는 다양한 전자 기기에 사용되고 있다. 리튬 이온 2차 배터리는 전자 기기에 있어서 주로 사용되는 배터리 종류의 예이다. 리튬 이온 2차 배터리는 재충전 가능하고 고전압을 출력할 수 있기 때문에, 폭넓게 사용되고 있다. 최근에, 더욱 높은 출력 및 용량에 대한 요구를 충족시키기 위해서, 다중-직렬이나 다중-병렬의 복수의 배터리 셀로 구성된 조립 배터리들이 점차 더 많이 사용되고 있다. 그러한 조립 배터리는 케이스에 하우징되어 배터리 팩을 형성한다.
배터리 팩이 고온 환경에서 장시간 동안 사용되면, 배터리 팩의 팽윤이나 가스의 발생에 기인하여 배터리 팩의 성능이 열화된다. 일본 특허 제2961853호에는, 고온 환경에서 2차 배터리가 사용되지 않고 방치되는 경우에 2차 배터리를 방전하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 제2961853호에 개시된 기술에 있어서는, 배터리가 고온 상태에 있을 때 바이메탈식 스위치(bi-metal switch)를 턴온함으로써 2차 배터리가 방전 회로에 전기적으로 접속된다. 바이메탈식 스위치를 사용하기 때문에, 배터리 팩의 크기가 대형화되는 문제가 있다. 또한, 일본 특허 제2961853호는 상온 환경에서 배터리 팩을 방전하는 것에 대해 개시하고 있지 않다.
고온 환경 및 상온 환경 양방에 있어서 필요에 따라 방전 처리를 행하는 배터리 팩을 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 실시 형태에 따르면, 배터리 팩에 있어서의 방전 제어 방법으로서, 배터리 셀의 주변 온도와 배터리 셀의 전압을 측정하는 단계, 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리 단계, 및 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리 단계를 포함하는, 방전 제어 방법이 제공된다.
본 개시의 다른 실시 형태에 따르면, 배터리 팩으로서, 배터리 셀, 및 배터리 셀의 주변 온도에 관한 정보 및 배터리 셀의 전압에 관한 정보가 입력되는 제어 섹션을 포함하고, 제어 섹션은, 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리를 행하고, 제어 섹션은, 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리를 행하는, 배터리 팩이 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 배터리 팩으로서, 배터리 셀, 배터리 셀의 포지티브 전극에 접속되는 포지티브 라인, 배터리 셀의 네거티브 전극에 접속되는 네거티브 라인, 배터리 셀의 주변 온도에 관한 정보 및 배터리 셀의 전압에 관한 정보가 입력되고, 적어도, 포지티브 라인에 접속되는 제1 단자와, 배터리 셀의 전압에 응답하여 전압 레벨이 상이한 제어 신호를 출력하는 제2 단자를 갖는 제어 섹션, 및 제2 단자와 네거티브 라인 사이에 접속되는 저항을 포함하고, 제어 섹션은, 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리를 행하고, 제어 섹션은, 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리를 행하고, 제1 방전 처리 및 제2 방전 처리는, 포지티브 라인, 제1 단자, 제2 단자, 저항, 및 네거티브 라인을 갖는 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 행해지는, 배터리 팩이 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 축전 시스템으로서, 배터리 팩이 재생가능한 에너지원에 기초하여 발전(power generation)을 행하는 발전기에 의해 충전되는, 축전 시스템이 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 축전 시스템으로서, 배터리 팩을 포함하고, 시스템은 배터리 팩에 접속되는 전자 기기에 전력을 공급하는, 축전 시스템이 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 전자 기기로서, 배터리 팩으로부터 전력을 받는 전자 기기가 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 전기 차량으로서, 배터리 팩으로부터 전력을 받아서 그 전력을 차량의 구동력으로 변환하는 변환 장치, 및 배터리 팩에 관련된 정보에 기초하여 차량 제어에 관련된 정보 처리를 행하는 제어 장치를 포함하는, 전기 차량이 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 전력 시스템으로서, 외부 기기와 네트워크를 통해 신호를 송수신하는 전력 정보 송수신 유닛을 포함하고, 시스템은 전력 정보 송수신 유닛에 의해 수신된 정보에 기초하여 배터리 팩의 충전 및 방전의 제어를 행하는, 전력 시스템이 제공된다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 따르면, 전력 시스템으로서, 배터리 팩으로부터 전력을 받거나, 또는 발전기 또는 전력 네트워크로부터 배터리 팩에 전력을 공급하는, 전력 시스템이 제공된다.
적어도 하나의 실시 형태에 따르면, 고온 환경 및 상온 환경에 있어서 필요에 따라 방전 처리를 행할 수 있는 배터리 팩이 제공된다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 배터리 팩의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 검출 전압 및 복귀 전압 등의 설정 예이다.
도 3은 방전 처리의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 배터리 팩의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 변형에 따른 방전 라인을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 다른 변형에 따른 방전 라인을 설명하기 위한 개략도이다
도 7은 또 다른 변형에 따른 방전 라인을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 변형에 따른 배터리 팩의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 9는 배터리 팩의 응용을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 배터리 팩의 다른 응용을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 설명은 다음의 순서로 행한다.
1. 제1 실시 형태
2. 제2 실시 형태
3. 변형
4. 응용 예
또한, 본 개시는 이하에 설명하는 실시 형태에 한정되지 않는다.
1. 제1 실시 형태
배터리 팩의 구성
도 1은 제1 실시 형태에 따른 배터리 팩의 주요 구성의 예를 도시한다. 배터리 팩에 있어서, 2개의 배터리 셀 BT1과 배터리 셀 BT2(배터리 셀들을 구별할 필요가 없을 경우에는, 배터리 셀 BT라고 간단히 칭함)는 직렬로 접속된다. 배터리 셀 BT는, 예를 들어, 리튬 이온 2차 배터리이다. 리튬 이온 2차 배터리의 전압인 배터리 셀 BT의 완전 충전 전압이 4.2 V인 경우, 배터리 팩(1)의 완전 충전 전압은 8.4 V이다.
배터리 셀 BT는 리튬 이온 2차 배터리에 한정되지 않고, 리튬 이온 폴리머 등의 다른 2차 배터리일 수 있다. 또한, 배터리 셀 BT의 개수는 2개에 한정되지 않는다. 1개 이상의 배터리 셀 BT가 하나의 배터리 패키지에 포함될 수 있다. 배터리 셀 BT의 접속 구성은 적절하게 변경될 수 있다. 복수의 배터리 셀 BT가 병렬로 접속될 수 있다. 직렬로 접속된 복수의 배터리 셀 BT가 병렬로 접속될 수 있다. 배터리 셀 BT의 개수 또는 접속 구성은 배터리 팩의 용도에 따라 변경될 수 있다.
배터리 셀 BT1의 포지티브 전극과 배터리 팩의 포지티브 단자(11) 사이에는 포지티브 라인 L1이 배치된다. 배터리 셀 BT2의 네거티브 전극과 네거티브 단자(12) 사이에는 네거티브 라인 L2가 배치된다. 배터리 팩(1)에 의해 전력이 공급되는 외부 장치(부하)는 포지티브 단자(11) 및 네거티브 단자(12)에 접속된다. 배터리 팩(1)을 충전할 때, 배터리 팩(1)에 배터리 충전기가 접속된다.
배터리 팩(1)은 보호 집적 회로(IC)(13)를 포함한다. 보호 IC(13)에는 중앙 처리 장치(central process unit: CPU) 및 메모리 장치 등이 집적된다. 또한, 보호 IC(13)는 원하는 데이터가 영구히 저장되고 재기입되지 않도록 제조되는 ROM 타입의 IC일 수 있다. 보호 IC(13)는 각각의 배터리 셀 BT의 단자들 간의 전압을 측정하는 기능을 갖는다. 복수의 배터리 셀 BT가 접속되는 경우, 보호 IC(13)는 개개의 배터리 셀 BT의 단자들 간의 전압을 측정한다. 이 실시 형태에서, 보호 IC(13)는 배터리 셀 BT1의 단자들 간의 전압과 배터리 셀 BT2의 단자들 간의 전압을 각각 측정한다. 이 경우, 보호 IC(13)는 과전류 검출 저항(14)에 의해 배터리 팩(1) 내에 있어서의 과전류도 검출한다.
보호 IC(13)에는 복수의 단자(핀)가 형성되어 있다. 용도에 따라서 사용되는 단자가 정의된다. 예를 들어, 배터리 셀 BT의 단자들 간의 전압의 검출에 사용되는 단자, 및 보호 IC(13)를 동작시키기 위한 전원으로서 사용되는 단자가 정의된다. 보호 IC(13)는 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2의 전압을 사용해서 동작한다. 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2의 전압이 레귤레이터(도시 생략)에 의해 변환되어, 보호 IC(13)를 동작시키기 위한 전원 전압이 생성된다. 생성된 전원 전압이 보호 IC(13)의 소정의 단자에 입력된다. 배터리 셀 BT의 전압을 사용해서 배터리 팩(1)이 동작하기 위해, 예를 들어, 배터리 팩(1)이 부하와 분리되어, 배터리 팩(1)이 사용되지 않고 방치되더라도 IC(13)는 동작한다.
보호 IC(13)에는 포지티브 라인 L1과 접속되는 단자 Ps가 형성되어 있다. 포지티브 라인 L1과 단자 Ps 사이에 저항 R0가 접속된다. 또한, 보호 IC(13)에는 단자 A가 형성된다. 단자 Ps는 단자 A의 전원용의 단자로서 사용된다. 배터리 셀 BT의 전압이 저항 R0에 의해 강하되어 소정 전압이 생성된다. 이 소정 전압은 단자 A의 전원이 된다. 또한, 저항 R0는 없어도 된다. 따라서, 단자 Ps와 A 단자 사이의 스위칭 소자가 쇼트되는 경우, 저항 R0에 의해 전류를 제한할 수 있다. 이로 인해, 저항 R0를 설치하는 것이 바람직하다.
보호 IC(13)의 내부에 있어서, 단자 Ps와 단자 A 사이에, 스위칭 소자(도시 생략)가 접속된다. 스위칭 소자는, 예를 들어, 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor: FET)이다. 단자 Ps와 단자 A 사이에 접속되는 스위칭 소자를 스위칭 소자 S라고 칭한다. 스위칭 소자 S를 턴온함으로써 단자 Ps와 단자 A가 접속된다. 스위칭 소자 S가 턴온되면, 단자 Ps 및 단자 A를 통하여 보호 IC(13)의 내부에 전류가 흐를 수 있다. 예를 들어, 단자 Ps 및 단자 A를 통해서 전류가 흐름으로써 배터리 셀 BT를 방전할 수 있다. 스위칭 소자 S가 턴오프된 상태에서, 단자 Ps와 단자 A 사이에 전류가 흐르지 않는다.
단자 A로부터 하이의 논리 레벨 또는 로우의 제어 신호가 출력된다. 단자 A로부터 출력되는 제어 신호의 레벨은 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2의 전압에 응답하여 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2 중 적어도 하나의 전압이 소정의 전압을 초과하면, 단자 A로부터 입력되는 신호 레벨이 하이 레벨로 스위칭된다. 하이 레벨의 신호가 단자 A로부터 출력된다. 즉, 단자 A는, 제어 신호가 출력되는 단자로서 사용되고, 배터리 셀 BT를 방전할 때 방전 라인으로서 사용된다.
배터리 셀 BT2의 네거티브 전극과 네거티브 단자(12) 사이의 네거티브 라인 L2에 충전 및 방전용 FET(15)가 접속된다. 충전 및 방전용 FET(15)는 FET 이외의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor: IGBT)로 구성될 수도 있다. 충전 및 방전용 FET(15)는 충전 제어용 FET와 방전 제어용 FET로 구성된다. 예를 들어, 배터리 셀 BT2의 네거티브 전극에서부터 방전 제어용 FET 및 충전 제어용 FET가 이 순서대로 접속된다. 방전 제어용 FET의 온/오프는 보호 IC(13)로부터 공급되는 제어 신호에 의해 제어된다. 충전 제어용 FET의 온/오프는 보호 IC(13)로부터 공급되는 제어 신호에 의해 제어된다.
온도 센서(16)는 배터리 팩(1)(배터리 셀 BT)의 주변 온도(분위기 온도)를 측정한다. 배터리 팩(1)의 주변 온도는, 예를 들어, 배터리 팩(1)의 내부의 온도이다. 바람직하게, 주변 온도는 배터리 팩(1)의 근방의 온도일 수 있다. 온도 센서(16)로서는, 서모스탯(thermostats), 저항 온도 센서, 및 반도체 센서 등의 다양한 센서를 이용할 수 있다. 온도 센서에 의해 취득된 주변 온도에 관한 온도 정보가 보호 IC(13)에 공급된다. 또한, 온도 센서(16)의 기능은 보호 IC(13)에 통합될 수도 있다.
IC(13)의 단자 A로부터 도출되는 라인에 디지털 트랜지스터 DTr(20)이 접속된다. 디지털 트랜지스터 DTr(20)은 스위칭 소자 S의 예인 NPN형 트랜지스터 Tr(30)과, 저항 R1과, 저항 R2를 구비하는 구성으로 된다.
트랜지스터 Tr(30)의 콜렉터 단자는 통신 단자(17)에 접속된다. 트랜지스터 Tr(30)의 에미터 단자는 네거티브 라인 L2에 접속된다. 트랜지스터 Tr(30)의 베이스 단자에, 입력 저항으로서 작용하는 저항 R1이 접속된다. 트랜지스터 Tr(30)의 베이스와 에미터 간에 병렬로 저항 R2가 접속된다. 저항 R2의 일단은 저항 R1과 베이스 단자 사이의 라인에 접속된다. 저항 R2의 타단은 트랜지스터 Tr(30)의 에미터와 네거티브 라인 L2 사이의 라인에 접속된다. 후술하는 바와 같이, 저항 R1 및 저항 R2에 전류를 흘려서 방전 처리를 행한다. 이로 인해, 저항 R1 및 저항 R2가 디지털 트랜지스터의 저항값보다 약간 낮게 설정된다.
방전 라인은 보호 IC(13)의 포지티브 라인, 단자 Ps, 단자 A, 저항 R1, 및 저항 R2를 포함한다. 도 1에서 방전 라인의 일 예를 점선으로 도시한다. 방전 시에, 전류는 포지티브 라인 L1로부터 단자 Ps를 통해서 보호 IC(13)에 공급된다. 보호 IC(13)에 공급된 전류는 단자 A로부터 출력된다. 단자 A로부터 출력된 전류는 저항 R1 및 저항 R2를 통해서 네거티브 라인 L2에 공급된다. 네거티브 라인 L2의 방전 제어용 FET를 통해 전류가 흘러서 방전 처리가 행해진다.
단자 A로부터 출력되는 제어 신호의 레벨에 응답하여 디지털 트랜지스터 DTr(20)이 턴온/턴오프된다. 예를 들어, 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호가 트랜지스터 Tr(30)의 베이스 단자에 입력되면, 트랜지스터 Tr(30)이 턴온된다. 트랜지스터 Tr(30)이 턴온됨으로써 통신 단자(17)의 전위의 레벨이, 예를 들어, 로우 레벨로 변화되고, 통신 단자(17)로부터 로우 레벨의 신호가 출력된다. 단자 A로부터 로우 레벨의 제어 신호가 트랜지스터 Tr(30)의 베이스 단자에 입력되면, 트랜지스터 Tr(30)이 턴오프된다. 트랜지스터 Tr(30)이 오프됨으로써 통신 단자(17)의 전위가, 예를 들어, 하이 레벨로 변화되고, 통신 단자(17)로부터 하이 레벨의 제어 신호가 출력된다.
통신 단자(17)는 배터리 팩(1)에 접속되는 외부 장치와 통신을 행하는 단자이다. 외부 장치는, 예를 들어, 배터리 팩(1)에 응답하여 충전을 행하는 배터리 충전기이다. 배터리 팩(1)에 충전기가 접속되어 충전 처리가 행해진다. 배터리 충전기는 통신 단자(17)를 통해 공급되는 신호의 레벨을 감시한다. 통신 단자(17)로부터 로우 레벨의 신호가 공급되는 경우, 충전 처리가 정지한다. 또한, 시스템 관리 버스(system management bus: SMBus)와 컨트롤러 영역 네트워크(controller area network: CAN) 등의 표준에 따른 통신을 행하기 위한 통신 단자가 배터리 팩(1)에 설치된다.
보호 IC의 기능
보호 IC(13)는 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 및 과전류 보호 기능을 갖는다. 또한, 보호 IC(13)는 고온에 있어서의 방전 기능 및 상온에 있어서의 방전 기능을 갖는다. 먼저, 과충전 보호 기능에 대해서 설명한다. 보호 IC(13)는 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2의 단자들 간의 전압을 감시하고, 단자들 간의 적어도 하나의 전압이 소정값(예를 들어, 4.270 V)보다 높아지면, 충전 제어용 FET를 턴오프하며, 충전 제어용 FET를 턴오프함으로써 충전 전류가 차단된다. 이 기능이 과충전 보호 기능이다.
과방전 보호 기능에 대해서 설명한다. 보호 IC(13)는 배터리 셀 BT의 단자들 간의 전압을 감시하고, 배터리 셀 BT1과 배터리 셀 BT2의 단자들 간의 전압을 감시하고, 적어도 하나의 배터리 전압이, 예를 들어, 1.5 V 내지 2 V의 과전류 상태로 되었을 경우에 방전 제어용 FET를 턴오프한다. 방전 제어용 FET를 턴오프함으로써 방전 전류가 차단된다. 이 기능이 과방전 보호 기능이다.
과전류 보호 기능에 대해서 설명한다. 배터리의 포지티브 단자와 네거티브 단자가 쇼트되면, 대전류가 흐를 수 있어서, 비정상적인 발열의 위험이 있을 수 있다. 또한, 보호 IC(13)는 과전류 검출 저항(14)을 이용하여 전류를 검출하고, 방전 전류가 임의의 전류값 이상이면 방전 제어용 FET를 턴오프한다. 방전 제어용 FET를 턴오프함으로써 방전 전류가 차단된다. 이 기능이 과전류 보호 기능이다.
보호 IC(13)는 고온 상태에 있어서 배터리 셀 BT를 방전하는 제1 방전 처리를 행하는 기능을 갖는다. 또한, 보호 IC(13)는 상온 상태에 있어서 배터리 셀 BT를 방전하는 제2 방전 처리를 행하는 기능을 갖는다. 제1 방전 처리 및 제2 방전 처리의 설명에 앞서서, 상온 상태 및 고온 상태를 판정하기 위한 임계값의 설정 예와, 검출 전압 및 복귀 전압의 설정 예에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2의 횡축은 온도를 나타내고, 종축은 각각의 배터리 셀 BT1의 전압을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 온도는 온도 센서(16)에 의해 측정되고, 전압은 보호 IC(13)에 의해 측정된다. 또한, 온도 및 전압의 측정은, 예를 들어, 주기적으로 행해진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 소정 온도의 예로서 고온 검출 온도 TAH가 설정된다. 고온 검출 온도 TAH는, 예를 들어, 45℃로 설정된다. 검출 온도가 45℃보다 높으면 보호 IC(13)는 고온 상태로서 판정된다. 검출 온도가 45℃보다 낮으면 IC(13)는 상온 상태로서 판정된다. 또한, 제2 소정 온도의 일 예로서 상온 복귀 온도 TRAH가 설정된다. 즉, 상온 복귀 온도 TRAH는 40℃로 설정된다. 검출 온도와 복귀 온도에서 히스테리시스(hysteresis)를 유지함으로써 보호 IC(13)의 동작이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 제1 전압의 예로서 고온 방전 검출 전압 VAH가, 예를 들어, 4.090 V로 설정된다. 또한, 제2 전압의 예로서 고온 방전 복귀 전압 VRAH가, 예를 들어, 3.900 V로 설정된다.
제3 전압의 예로서 상온 방전 검출 전압 VAU가 설정된다. 상온 방전 검출 전압 VAU는, 예를 들어, 4.240 V로 설정된다. 또한, 과충전 보호 기능이 동작하는 전압은 상온 방전 검출 전압 VAU보다 큰 전압(예를 들어, 4.270 V)으로 설정된다. 또한, 제4 전압의 예로서 상온 방전 복귀 전압 VRAU가 설정된다. 상온 방전 복귀 전압 VRAU는, 예를 들어, 4.050 V로 설정된다. 또한, 도 2에 도시된 전압의 크기 연관성은 예이다. 예를 들어, 전술한 전압값이 설정될 경우에는, 고온 방전 검출 전압 VAH가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 높다.
고온 상태에 있어서 적어도 하나의 배터리 셀 BT의 전압이 고온 방전 검출 전압 VAH보다 높고, 상온 상태에 있어서 적어도 하나의 배터리 셀 BT의 전압이 상온 방전 검출 전압 VAU보다 높으면, 보호 IC(13)는 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호를 출력한다. 단자 A로부터 출력되는 하이 레벨의 제어 신호에 의해 디지털 트랜지스터 DTr(20)의 트랜지스터 Tr(30)이 턴온된다. 트랜지스터 Tr(30)이 턴온됨으로써, 통신 단자(17)의 전위의 레벨이 로우 레벨로 변화된다. 통신 단자(17)로부터 로우 레벨의 신호가 알람 신호로서 충전기에 공급된다.
알람 신호를 수신한 충전기는 충전 처리를 정지한다. 그러므로, 충전기가 사양 및 불량에 의해 알람 신호를 인식하지 못하면, 충전 처리가 정지되지 않을 경우가 있다. 일반적으로, 고온에서는 전압이 약간 높으면, 배터리 셀 BT의 팽윤이 쉽게 발생할 수 있다. 따라서, 온도가 45℃보다 높고, 팽윤이 쉽게 발생하고, 배터리 셀 BT의 전압이 고온 방전 검출 전압 VAH보다 높으면, 보호 IC(13)는 배터리 셀 BT가 고온 방전 복귀 전압 VRAH가 될 때까지 배터리 셀 BT를 방전하는 제1 방전 처리를 행한다.
상온 상태에서는, 배터리 셀 BT의 전압이 높은 상태라도 배터리 셀 BT의 성능의 열화가 발생하기 어렵다. 따라서, 예를 들어, 배터리 셀 BT의 전압이 4.240 V 내지 4.300 V 사이에 충전되면, 배터리 셀 BT의 성능이 열화하고, 배터리 셀 BT의 수명이 저하된다. 상온 방전 검출 전압 VAU를, 예를 들어, 4.240 V까지로 설정함으로써 배터리 셀 BT가 4.240 V까지 충전될 때, 충전기에 알람 신호를 공급할 수 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이 배터리 셀 BT의 전압이, 예를 들면, 4.240 V 내지 4.300 V 정도까지 충전될 경우가 있다. 배터리 셀이 4.270 V까지 충전될 때, 전술한 과충전 보호 기능이 동작하지만, 예를 들어, 배터리 셀이 4.250 V 정도까지 충전될 때에는 과충전 보호 기능이 동작하지 않는다. 전술한 바와 같이, 배터리 셀 BT가 4.250 V 정도까지 충전된 배터리 팩이 상온 상태에서 사용되지 않고 방치될 경우, 배터리 셀 BT를 방전할 필요가 있다.
여기서, 보호 IC(13)가 45℃보다 낮고, 배터리 셀 BT의 전압이 상온 방전 검출 전압 VAU보다 높을 경우, 배터리 셀 BT가 상온 방전 복귀 전압 VRAU가 될 때까지 배터리 셀 BT를 방전하는 제2 방전 처리를 행한다. 제2 방전 처리에 의해, 상온 상태에 있어서도 배터리 셀 BT를 방전할 수 있어서, 배터리 셀 BT의 전압을 배터리 셀 BT의 상온 방전 복귀 전압 VRAU까지 내릴 수 있다.
제1 및 제2 방전 처리를 행할 때, 보호 IC(13)는 단자 Ps와 단자 A 사이의 스위칭 소자 S를 턴온한다. 이 경우, 예를 들어, 방전 제어용 FET가 턴온되고, 충전 제어용 FET가 턴온된다. 배터리 셀 BT로부터의 전류가 포지티브 라인 L1로부터 단자 Ps를 통해 보호 IC(13)의 내부를 통과하고, 보호 IC(13)의 단자 A로부터 출력된다. 또한, 전류는 디지털 트랜지스터 DTr(20)의 저항 R1 및 저항 R2를 통해 네거티브 라인 L2에 유입된다. 또한, 전류는 방전 제어용 FET를 통해 배터리 셀 BT의 네거티브 전극에 유입되어, 방전 처리가 행해진다.
배터리 셀 BT의 전압이 고온 방전 복귀 전압 VRAH 또는 상온 방전 복귀 전압 VRAU까지 저하된 경우, 방전 처리가 정지된다. 예를 들어, 단자 Ps와 단자 A 사이의 스위칭 소자 S를 턴오프함으로써 방전 처리를 정지시킨다. 방전 제어용 FET를 턴오프함으로써 방전 처리를 정지하도록 해도 된다.
또한, 예를 들어, 고온 방전 검출 전압 VAH만에 기초하여 보호 IC(13)의 방전 처리가 행해지고, 배터리 셀 BT의 전압이 배터리 셀 BT의 고온 방전 검출 전압 VAH 부근일 경우, 보호 IC(13)에 의해 출력되는 제어 신호의 레벨이 매우 빈번하게 스위칭될 가능성이 있다. 또한, 보호 IC(13)가 방전을 개시 및 정지하는 동작을 매우 빈번하게 행한다. 그러므로, 고온 방전 검출 전압 VAH에 대하여 히스테리시스를 갖는 고온 방전 복귀 전압 VRAH를 설정함으로써 보호 IC(13)의 동작이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상온 방전 검출 전압 VAU에 대하여 히스테리시스를 갖는 상온 방전 복귀 전압 VRAU가 설정된다.
제1 방전 처리 및 제2 방전 처리는 배터리 팩(1)이 충전기 등의 외부 장치와 접속된 상태에서 행해질 수도 있고, 외부 장치와 분리된 상태에서 행해질 수도 있다. 외부 장치와 분리되더라도, 배터리 팩(1)은 자기-방전될(self-discharged) 수 있다. 배터리 팩(1)이 자기-방전되기 때문에, 배터리 팩(1)의 팽윤이나 가스가 발생함에 기인한 배터리 팩(1)의 열화를 방지한다. 예를 들어, 배터리 셀 BT의 금속의 석출 등에 기인한 열화를 방지할 수 있다.
고온 방전 검출 전압 VAH 및 상온 방전 검출 전압 VAU를 적절하게 설정함으로써 배터리 셀 BT가 팽윤되기 전에 방전 처리를 행할 수 있다. 이로 인해, 배터리 셀 BT의 팽윤에 따른 압력의 변화를 검출하는 소자 등을 제공할 필요가 없다. 배터리 팩(1)을 이용하여 방전 처리를 완료하기 위해, 배터리 팩(1)의 방전 처리가 외부 장치의 처리에 의존하지 않는다.
배터리 셀 BT의 전압을 측정하기 때문에, 필요 이상으로 배터리 셀 BT를 방전할 필요가 없다. 예를 들어, 상온 방전 복귀 전압 VRAU를 적절하게 설정함으로써 배터리 셀 BT를 필요 이상으로 방전하는 것을 방지할 수 있다.
배터리 팩(1)에 있어서의 디지털 트랜지스터 DTr(20)는 소형이기 때문에, 배터리 팩(1)이 대형화되는 것을 방지한다. 또한, 통신을 행하기 위한 기존의 라인을 사용하여 방전 처리가 행해진다. 이로 인해, 향상된 방전용의 회로를 추가할 필요가 없다.
처리
도 3의 흐름도를 참조하여 처리에 대해서 설명한다. 도 3에 도시된 처리는, 바람직하다면, 보호 IC(13)에 의해 행해진다. 또한, 크기 연관성을 나타내는 큰 크기 및 작은 크기라는 표기는 기준에 대하여 그 위와 아래로 설정되는 경우와, 기준에 대하여 더 큰 것과 작은 것으로 설정되는 경우를 포함한다. 온도에 관한 고저 관계를 나타내는 표기도 마찬가지이다.
우선, 온도 센서(16)에 의해 측정된 온도 정보 T가 IC(13)에 공급된다. 단계 S1의 처리에서, 온도 정보가 고온 검출 온도 TAH보다 낮은지가 판정된다. 온도 정보 T가 고온 검출 온도 TAH보다 높으면, 고온 상태라고 판정된다. 고온 상태이면, 처리는 단계 S2로 진행한다. 온도 정보 T가 고온 검출 온도 TAH보다 낮다고 판정되면, 상온 상태라고 판정된다. 온도 정보가 상온 상태이면, 처리는 단계 S6으로 진행한다.
단계 S2에서 배터리 셀 BT1의 전압 V1이 고온 방전 검출 전압 VAH보다 높은지가 판정된다. 또한, 배터리 셀 BT2의 전압 V2가 고온 방전 검출 전압 VAH보다 높은지가 판정된다. 전압 V1 및 전압 V2 중 적어도 하나가 고온 방전 검출 전압 VAH보다 높아서, 예를 들어, 전압 V1 또는 전압 V2가 고온 방전 검출 전압 VAH보다 높으면, 처리는 단계 S3으로 진행한다. 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 검출 전압 VAH보다 낮으면, 처리는 단계 S1로 복귀한다.
단계 S3에서 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호가 출력되어, 디지털 트랜지스터 DTr(20)이 턴온된다. 또한, 단계 S2의 판정이 긍정적이면, 배터리 팩(1)이 충전기에 접속되어 있는지에 상관없이, 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호가 출력된다. 또한, 단계 S3에서는 제1 방전 처리가 행해져서, 예를 들어, 단자 Ps와 단자 A 사이의 스위칭 소자 S가 턴온된다. 충전 제어용 FET 및 방전 제어용 FET는, 예를 들어, 턴온된다. 이 경우, 후술되는 방전 라인이 형성되고, 방전 라인에 전류가 흐름으로써 제1 방전 처리가 완료된다. 또한, 전류는 방전 라인 내에 흐르고, 전류는 단자 Ps로부터 단자 A까지 보호 IC(13)에 흐른다.
방전 라인
배터리 셀 BT(포지티브 전극) → 단자 Ps → 단자 A → 저항 R1 → 저항 R2 → 방전 제어용 FET → 배터리 셀 BT(네거티브 전극)
단계 S3에서 제1 방전 처리가 이루어지는 경우, 단계 S4에서 온도 정보 T에 관한 판정이 병렬적으로 이루어진다. 단계 S4에서 온도 정보 T가 상온 복귀 온도 TRAH보다 높은지가 판정된다. 온도 정보 T가 상온 복귀 온도 TRAH보다 높으면, 단계 S5에서, 제1 방전 처리가 계속된다.
또한, 단계 S4에서 온도 정보 T를 고온 검출 온도 TAH와 비교할 수도 있다. 그러나, 온도 센서(16)에 의해 측정되는 온도가 고온 검출 온도 TAH 부근으로 변동하는 경우, 보호 IC(13)의 동작이 불안정해진다. 따라서, 고온 검출 온도 TAH에 대하여 히스테리시스를 갖는 상온 복귀 온도 TRAH를 설정한다.
단계 S5에서 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 복귀 전압 VRAH보다 낮은지가 판정된다. 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 복귀 전압 VRAH보다 낮지 않으면, 처리는 단계 S3으로 복귀되고, 제1 방전 처리가 계속된다. 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 복귀 전압 VRAH보다 낮으면, 제1 방전 처리가 종료된다. 예를 들어, 단자 Ps와 단자 A 사이의 스위칭 소자 S가 턴오프된다. 방전 제어용 FET가 턴오프될 수 있다. 이 경우, 전술한 방전 라인이 차단되어 배터리 셀 BT로부터의 방전이 정지한다. 또한, 처리는 단계 S1로 복귀한다.
또한, 단계 S5에서 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 검출 전압 VAH보다 낮은지를 판정할 수 있다. 그리하여, 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 검출 전압 VAH 부근의 전압인 경우, 보호 IC(13)의 동작이 불안정해진다. 예를 들어, 보호 IC(13)의 동작이 로우 또는 하이 레벨의 제어 신호를 빈번에 스위칭해서 출력한다. 이에 의해, 통신 단자(17)를 통해 접속되는 외부 장치의 동작이 불안정해질 수 있다. 이러한 상황을 방지하기 위해서, 고온 방전 검출 전압 VAH에 대하여 히스테리시스를 갖는 고온 방전 복귀 전압 VRAH를 설정한다.
단계 S1에서 상온 상태라고 판정될 때의 처리에 대해서 설명한다. 단계 S6에서, 배터리 셀 BT1의 전압 V1이 상온 방전 검출 전압 VAU보다 높은지가 판정된다. 또한, 배터리 셀 BT2의 전압 V2가 상온 방전 검출 전압 VAU보다 높은지가 판정된다. 전압 V1 및 전압 V2 중 적어도 하나의 전압이 상온 방전 검출 전압 VAU보다 높으면, 처리는 단계 S7로 진행한다. 전압 V1 및 전압 V2의 전압이 상온 방전 검출 전압 VAU보다 낮으면, 처리는 단계 S1로 복귀한다.
단계 S7에서 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호가 출력되어 디지털 트랜지스터 DTr(20)이 턴온된다. 또한, 배터리 팩(1)이 충전기에 접속되어 있는지의 사실에 상관없이, 단계 S6의 판정이 긍정적이면, 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호가 출력된다. 또한, 단계 S7에서 제2 방전 처리가 행해진다. 제2 방전 처리에서, 예를 들어, 단자 Ps와 단자 A 사이의 스위칭 소자 S가 턴온된다. 충전 제어용 FET 및 방전 제어용 FET는, 예를 들어, 턴온된다. 이에 의해, 전술한 방전 라인이 형성되고, 방전 라인에 전류가 흐른다.
단계 S7에서 제2 방전 처리가 행해지는 동안, 단계 S8에 있어서 온도 정보 T에 관한 판정이 병렬적으로 행해진다. 단계 S8의 판정은, 단계 S1의 판정의 내용과 마찬가지이다. 고온 상태로 변화하지 않은 경우, 즉, 단계 S8에서 긍정적인 것으로 판정되면, 처리는 단계 S9로 진행한다. 또한, 온도 정보 T가 고온 검출 온도 TAH보다 높으면, 배터리 셀 BT를 신속하게 방전할 필요가 있다. 이로 인해, 단계 S8에서는, 고온 검출 온도 TAH를 기준으로 한다.
단계 S9에서 전압 V1 및 전압 V2가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 낮은지가 판정된다. 전압 V1 및 전압 V2가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 낮지 않으면, 처리는 단계 S7로 복귀되고, 제2 방전 처리가 계속된다. 예를 들어, 전압 V1 및 전압 V2가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 낮으면, 제2 방전 처리가 종료된다. 예를 들어, 단자 Ps와 단자 A 사이의 스위칭 소자 S가 턴오프될 수 있다. 방전 제어용 FET가 턴오프될 수도 있다. 이에 의해, 전술한 방전 라인이 차단되어 배터리 셀 BT로부터의 방전이 정지한다. 또한, 처리는 단계 S1로 복귀한다.
단계 S4의 판정에서, 온도 정보 T가 상온 복귀 온도 TRAH보다 높지 않으면, 처리는 단계 S9로 진행한다. 단계 S9에서는 전술한 처리가 행해지고, 전압 V1 및 전압 V2가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 낮은지가 판정된다. 전압 V1 및 전압 V2가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 낮지 않으면, 처리는 단계 S7로 복귀되고, 제2 방전 처리가 실행된다. 전압 V1 및 전압 V2가 상온 방전 복귀 전압 VRAU보다 낮으면, 처리는 단계 S1로 복귀한다.
단계 S8의 판정에서, 온도 정보 T가 고온 검출 온도 TAH보다 낮지 않으면, 처리는 단계 S5로 진행한다. 단계 S5에서는 전술한 처리가 행해지고, 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 복귀 전압 VRAH보다 낮은지가 판정된다. 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 복귀 전압 VRAH보다 높은 경우, 처리는 단계 S3으로 복귀되고, 제1 방전 처리가 실행된다. 전압 V1 및 전압 V2가 고온 방전 복귀 전압 VRAH보다 낮은 경우, 처리는 단계 S1로 복귀한다.
2. 제2 실시 형태
다음에, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 4는 제2 실시 형태에 따른 배터리 팩(2)의 구성 예이다. 배터리 팩(2)의 구성에 있어서, 배터리 팩(1)과 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 참조 번호들을 붙이고, 중복적인 설명을 생략한다.
배터리 팩(2)은 직렬로 접속된 4개의 배터리 셀 BT1, BT2, BT3, 및 BT4를 구비한다. 배터리 팩(2)은, 예를 들어, 2개의 보호 IC(18, 19)를 구비한다. 보호 IC(18)는 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2의 전압을 감시한다. 보호 IC(19)는 배터리 셀 BT3 및 배터리 셀 BT4의 전압을 감시한다. 보호 IC(18) 및 보호 IC(19)는 각각 단자 Ps 및 단자 A를 구비한다.
보호 IC(18)의 단자 A는 디지털 트랜지스터 DTr(21)과 접속된다. 디지털 트랜지스터 DTr(21)에는 트랜지스터 Tr(31), 저항 R3, 및 저항 R4가 구비된다. 트랜지스터 Tr(31)의 베이스 단자에 저항 R3이 접속된다. 베이스와 에미터 간에 저항 R4가 병렬로 접속된다. 트랜지스터 Tr(31)의 콜렉터 단자가 OR 회로(40)에 접속된다.
보호 IC(19)의 단자 A는 디지털 트랜지스터 DTr(22)과 접속된다. 디지털 트랜지스터 DTr(22)에는 트랜지스터 Tr(32), 저항 R5, 및 저항 R6이 구비된다. 트랜지스터 Tr(32)의 베이스 단자에 저항 R5가 접속된다. 베이스-에미터 간에 저항 R6이 병렬로 접속된다. 트랜지스터 Tr(32)의 콜렉터 단자가 OR 회로(40)에 접속된다.
디지털 트랜지스터 DTr(21)은 보호 IC(18)의 단자 A로부터 출력되는 하이 레벨의 신호에 의해 턴온된다. 디지털 트랜지스터 DTr(22)은 보호 IC(19)의 단자 A로부터 출력되는 하이 레벨의 신호에 의해 턴온된다. 적어도 하나의 디지털 트랜지스터 DTr이 턴온될 때, OR 회로(40)의 동작에 응답하여 로우 레벨의 제어 신호가 통신 단자(17)로부터 출력된다.
보호 IC(18) 및 보호 IC(19)는 OR 회로(41)와 접속된다. 보호 IC(19)에서 과전류 검출 저항(14)이 검출된다. 보호 IC(19)에 의해 과전류가 검출되면, 보호 IC(19)는 방전 제어용 FET를 턴오프하는, 예를 들어, 로우 레벨의 제어 신호를 출력한다. 로우 레벨의 제어 신호가 OR 회로(41)를 통해 충전 및 방전 제어용 FET(15)에 공급된다. 로우 레벨의 제어 신호에 의해 방전 제어용 FET가 턴오프된다.
임의의 배터리 셀 BT가 과충전 상태로 되면, 보호 IC(18) 및 보호 IC(19) 중 적어도 하나가 충전 제어용 FET를 턴오프하는 제어 신호를 출력한다. 보호 IC(18) 및 보호 IC(19) 중 적어도 하나로부터, 예를 들어, 로우 레벨의 제어 신호가 출력된다. OR 회로(41)에 의해 보호 IC(18) 및 보호 IC(19)로부터의 출력의 OR가 판정된다. 판정 결과에 따른 제어 신호가 OR 회로(41)로부터 출력된다. 즉, 보호 IC(18) 및 보호 IC(19) 중 적어도 하나로부터 로우 레벨의 제어 신호가 공급되면, OR 회로(41)로부터 로우 레벨의 제어 신호가 출력된다. 출력된 로우 레벨의 제어 신호가 충전 제어용 FET에 공급된다. 로우 레벨의 제어 신호에 의해 충전 제어용 FET가 턴오프되어, 과충전 보호 기능이 동작한다.
제2 실시 형태에 따른 배터리 팩(2)은 블록마다 방전 처리를 행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2에 의해 블록1이 형성된다. 배터리 셀 BT3 및 배터리 셀 BT4에 의해 블록2가 형성된다. 보호 IC(18)는 배터리 셀 BT1 및 배터리 셀 BT2로 구성되는 블록1에 대하여, 전술한 제1 및 제2 방전 처리를 행한다. 보호 IC(19)는 배터리 셀 BT3 및 배터리 셀 BT4로 구성되는 블록2에 대하여, 전술한 제1 및 제2 방전 처리를 행한다. 도 4에서, 각각의 블록에 있어서의 방전 라인의 예를 점선으로 나타낸다. 또한, 제1 및 제2 방전 처리의 내용은 도 3에서 설명한 처리의 내용과 마찬가지이므로, 중복적인 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 따른 배터리 팩(2)은 각각의 블록이 방전될 수 있고, 선택된 블록의 방전 처리만을 행할 수도 있다. 예를 들어, 배터리 셀 BT의 전압이 변동되면, 배터리 팩(2)이 고온에서 사용되지 않고 방치된 경우에도, 선택된 블록만을 방전하는 것이 필요할 수 있다.
3. 변형
이상, 본 개시의 복수의 실시 형태에 대해서 설명했으나, 본 개시는 전술한 본 개시의 실시 형태에 한정되지 않는다. 이하, 복수의 변형에 대해서 설명한다.
도 5는 방전 회로의 제1 변형의 구성 예를 도시한다. 또한, 도 5에서는 도시를 일부 생략하여 간략화한다. 도 5에 있어서의 GND는 네거티브 라인 L2에 상당한다. 제1 변형에서는, 포지티브 라인 L1과 네거티브 라인 L2 사이에 라인 L3이 설치된다. 라인 L3에는, 포지티브 라인 L1측으로부터 저항 R7 및 FET(50)가 이 순서대로 접속된다. 저항 R7과 방전용 FET(50) 사이에 통신 단자(17)가 접속된다.
전술한 바와 같이, 제1 또는 제2 방전 처리가 행해질 때, 단자 A로부터 하이 레벨의 제어 신호가 출력된다. 하이 레벨의 제어 신호에 의해 FET(50)가 턴온된다. FET(50)가 턴온됨으로써 포지티브 라인 L1에 흐르는 전류가 저항 R7 및 FET(50)를 통해 네거티브 라인 L2에 흐르고, 방전 처리가 행해진다. 전술한 바와 같이, 보호 IC(13)의 내부를 통과하지 않는 방전 라인을 형성하고, 그 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 방전 처리가 행해질 수도 있다. 보호 IC(13)의 내부에 대전류가 흐르지 않기 때문에, 방전 라인에 보다 대전류가 흐르고, 배터리 셀 BT를 신속하게 방전할 수 있다.
도 6은 방전 회로의 제2 변형의 구성 예를 도시한다. 또한, 도 6에서는 도시를 일부 생략하여 간략화한다. 도 6에 있어서의 GND는 네거티브 라인 L2에 상당한다. 포지티브 라인 L1과 네거티브 라인 L2 사이에 라인 L4를 설치할 수도 있다. 라인 L4에는, 포지티브 라인 L1측으로부터 PNP형 트랜지스터 Tr(33)과 방전용의 저항 R8이 이 순서대로 접속된다. PNP형 트랜지스터 Tr(33)과 저항 R8 사이에 통신 단자(17)가 접속된다. 제1 또는 제2 방전 처리가 행해질 때, 단자 A로부터는 로우 레벨의 제어 신호가 출력된다. 로우 레벨의 제어 신호에 의해 PNP형 트랜지스터 Tr(33)이 턴온된다.
PNP형 트랜지스터 Tr(33)이 턴온됨으로써 포지티브 라인 L1에 흐르는 전류가 PNP형 트랜지스터 Tr(33) 및 저항 R8을 통해서 네거티브 라인 L2에 흐르고, 방전 처리가 행해진다. 이와 같이, 보호 IC(13)의 내부를 통과하지 않는 방전 라인을 형성하고, 그 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 방전 처리가 행해질 수도 있다. 보호 IC(13)의 내부에 전류가 흐르지 않기 때문에, 방전 라인에 대전류가 흐르고, 배터리 셀 BT를 신속하게 방전할 수 있다.
도 7은 방전 회로의 제3 변형의 구성 예를 도시한다. 도 7에서는 도시를 일부 생략하여 간략화한다. 도 7에 있어서의 GND는 네거티브 라인 L2에 상당한다. 제3 변형은 제1 실시 형태에 있어서의 디지털 트랜지스터 DTr(20)이 FET(51)에 설치되고, 단자 A와 FET(51) 사이에 풀다운 저항 R9가 접속되는 예이다. FET(51) 및 풀다운 저항 R9은 각각 네거티브 라인 L2에 접속된다.
제1 또는 제2 방전 처리가 완료되면, 단자 A와 단자 Ps 사이의 스위칭 소자 S가 턴온된다. 풀다운 저항 R9의 저항값을 적절하게 설정함으로써 풀다운 저항 R9에 전류가 흐르도록 할 수 있다. 도 7에 있어서 점선으로 도시된 바와 같이, 포지티브 라인 L1로부터 흘러 오는 전류가 단자 Ps 및 단자 A를 통해 저항 R9로 흐른다. 전술한 바와 같이, 디지털 트랜지스터 DTr에 내장되는 저항 이외의 저항에 전류를 흐르게 함으로써 방전 처리가 행해질 수도 있다.
도 8은 배터리 팩의 다른 변형을 도시한다. 배터리 팩은 직렬로 접속된 4개의 배터리 셀 BT1, BT2, BT3, 및 BT4를 구비한다. 배터리 팩에 있어서의 보호 IC(60)는 각 배터리 셀 BT의 전압을 감시한다. 보호 IC(60)에 의해 행해지는 처리는 보호 IC(13)에 의해 행해지는 처리와 마찬가지이다. 전술한 바와 같이, 복수의 배터리 셀 BT의 개수는 2개로 한정되지 않는다. 복수의 배터리 셀 BT의 전압을 1개의 보호 IC에 의해 감시할 수 있다. 따라서, 부품 개수를 감소시킬 수 있다.
전술한 실시 형태에서는 단자 Ps와 단자 A 사이에 스위칭 소자 S가 설치되는 구성을 설명했지만, 포지티브 라인 L1과 단자 Ps 사이에 스위칭 소자 S가 설치되는 구성일 수도 있다. 전술한 실시 형태에 따른 방전 처리는 복수의 배터리 셀을 방전하기 위해 실행된다. 그러나, 배터리 셀마다 방전 라인을 설치할 수 있고, 방전해야 할 배터리 셀만을 개별적으로 방전할 수도 있다.
본 개시에 기재된 구성 및 수치 등은 예이며, 기술적 모순이 발생하지 않는 범위에서 변경될 수 있다. 전술한 실시 형태 및 변형은 기술적 모순이 발생하지 않는 범위에서 적절하게 조합될 수 있다.
또한, 본 개시는 다음의 구성을 갖는다.
(1) 배터리 팩에 있어서의 방전 제어 방법으로서,
배터리 셀의 주변 온도와 상기 배터리 셀의 전압을 측정하는 단계,
상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리 단계, 및
상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리 단계를 포함하는, 방전 제어 방법이 제공된다.
(2) (1)항에 있어서,
상기 제1 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 제2 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
상기 제2 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
상기 제2 미리결정된 온도는 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은, 방전 제어 방법.
(3) (1)항 또는 (2)항에 있어서,
상기 제1 방전 처리 및 상기 제2 방전 처리는 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 행해지고,
상기 방전 라인은,
상기 배터리 셀의 포지티브 전극에 접속되는 포지티브 라인,
상기 배터리 셀의 네거티브 전극에 접속되는 네거티브 라인,
상기 포지티브 라인에 접속되고, 제어 섹션에 설치되는 제1 단자,
상기 배터리 셀의 전압에 응답하여 전압 레벨이 상이한 제어 신호를 출력하고, 상기 제어 섹션에 설치되는 제2 단자, 및
상기 제2 단자와 상기 네거티브 라인 사이에 접속되는 저항을 포함하는, 방전 제어 방법.
(4) 배터리 팩으로서,
배터리 셀, 및
상기 배터리 셀의 주변 온도에 관한 정보 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 정보가 입력되는 제어 섹션을 포함하고,
상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리를 행하고,
상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리셀을 방전하는 제2 방전 처리를 행하는, 배터리 팩이 제공된다.
(5) (4)항에 있어서,
상기 제어 섹션은, 상기 제1 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 제2 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
상기 제어 섹션은, 상기 제2 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
상기 제2 미리결정된 온도는 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은, 배터리 팩.
(6) 배터리 팩으로서,
배터리 셀,
상기 배터리 셀의 포지티브 전극에 접속되는 포지티브 라인,
상기 배터리 셀의 네거티브 전극에 접속되는 네거티브 라인,
상기 배터리 셀의 주변 온도에 관한 정보 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 정보가 입력되고, 적어도, 상기 포지티브 라인에 접속되는 제1 단자와, 상기 배터리 셀의 전압에 응답하여 전압 레벨이 상이한 제어 신호를 출력하는 제2 단자를 갖는 제어 섹션, 및
상기 제2 단자와 상기 네거티브 라인 사이에 접속되는 저항을 포함하고,
상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리를 행하고,
상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리를 행하고,
상기 제1 방전 처리 및 상기 제2 방전 처리는, 상기 포지티브 라인, 상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 저항, 및 상기 네거티브 라인을 갖는 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 행해지는, 배터리 팩이 제공된다.
(7) (6)항에 있어서,
상기 저항은 스위칭 소자에 포함되는, 배터리 팩.
(8) (7)항에 있어서,
상기 스위칭 소자는 제1 저항, 제2 저항, 및 트랜지스터를 포함하는 디지털 트랜지스터이고,
상기 제1 저항은 상기 제2 단자와 상기 트랜지스터의 베이스 단자 사이에 접속되고, 상기 제2 저항은 상기 트랜지스터의 베이스 단자와 에미터 단자 간에 병렬로 접속되는, 배터리 팩.
(9) 축전 시스템으로서,
(4)항 내지 (8)항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 팩이 재생가능한 에너지원에 기초하여 발전(power generation)을 행하는 발전기에 의해 충전되는, 축전 시스템.
(10) 축전 시스템으로서,
(4)항 내지 (8)항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하고,
상기 시스템은 상기 배터리 팩에 접속되는 전자 기기에 전력을 공급하는, 축전 시스템.
(11) 전자 기기로서,
(4)항 내지 (8)항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 팩으로부터 전력을 받는, 전자 기기.
(12) 전기 차량으로서,
(4)항 내지 (8)항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 팩으로부터 전력을 받아서 그 전력을 차량의 구동력으로 변환하는 변환 장치, 및
상기 배터리 팩에 관련된 정보에 기초하여 차량 제어에 관련된 정보 처리를 행하는 제어 장치를 포함하는, 전기 차량.
(13) 전력 시스템으로서,
외부 기기와 네트워크를 통해 신호를 송수신하는 전력 정보 송수신 유닛을 포함하고,
상기 시스템은 상기 전력 정보 송수신 유닛에 의해 수신된 정보에 기초하여 (4)항 내지 (8)항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 팩의 충전 및 방전의 제어를 행하는, 전력 시스템.
(14) 전력 시스템으로서,
(4)항 내지 (8)항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 팩으로부터 전력을 받거나, 또는 발전기 또는 전력 네트워크로부터 상기 배터리 팩에 전력을 공급하는, 전력 시스템.
4. 응용 예
이하, 배터리 팩의 응용 예에 대해서 설명한다. 단, 응용 예는 하기에 설명하는 응용 예에 한정되지 않는다.
응용 예로서의 주택에 있어서의 축전 배터리
본 개시의 배터리 팩을 주택용의 축전 시스템에 적용한 예에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다. 예를 들어, 주택(101)용의 축전 시스템(100)에 있어서, 화력 발전소(102a), 원자력 발전소(102b), 수력 발전소(102c) 등의 집중형 전력 시스템(102)으로부터 전력 네트워크(109), 정보망(112), 스마트 미터(107), 파워 허브(108) 등을 통해 전력이 축전 장치(103)에 공급된다. 또한, 가정내 발전소(104) 등의 독립 전원으로부터 전력이 축전 장치(103)에 공급된다. 축전 장치(103)에 전력이 축전된다. 축전 장치(103)를 사용하여 주택(101)에서 사용되는 전력이 공급된다. 주택(101) 외에 빌딩에 대해서도 마찬가지의 축전 시스템을 사용할 수 있다.
주택(101)에는 발전소(104), 전력 소비 장치(105), 축전 장치(103), 각 장치를 제어하는 제어기(110), 스마트 미터(107), 및 각종 정보를 취득하는 센서(111)가 설치된다. 각 장치는 전력 네트워크(109) 및 정보 네트워크(112)에 의해 접속된다. 발전소(104)로서 태양 배터리, 연료 배터리, 및 풍차 등이 이용되고, 발전된 전력은 전력 소비 장치(105) 및/또는 축전 장치(103)에 공급된다. 전력 소비 장치(105)는 냉장고(105a), 공기 조절 장치(105b), 텔레비전 수신기(105c), 및 목욕탕(105d) 등을 포함한다. 또한, 전력 소비 장치(105)는 전기 차량(106)을 포함한다. 전기 차량(106)은 전기 자동차(106a), 하이브리드 자동차(106b), 및 전기 바이크(106c)를 포함한다. 전기 차량(106)은 전동 보조형 자전거일 수 있다.
축전 장치(103)는 2차 배터리 또는 캐패시터로 구성된다. 예를 들어, 축전 장치는 리튬 이온 2차 배터리로 형성된다. 리튬 이온 2차 배터리가 정적인 타입이라도, 전기 차량(106)에서 사용될 수 있다. 축전 장치(103)에 전술한 배터리 팩이 적용될 수 있다. 스마트 미터(107)는 상용 전력의 사용량을 검출하고, 검출된 사용량을 전력회사에 송신하는 기능을 갖는다. 전력 네트워크(109)는 DC 급전, AC 급전, 및 비접촉 전력 전송 중 어느 하나 또는 그 조합일 수 있다.
각종 센서(111)는, 예를 들어, 사람 존재 센서, 광 센서, 물체 검지 센서, 전력 소비 센서, 진동 센서, 접촉 센서, 온도 센서, 및 적외선 센서 등이다. 각종 센서(111)에 의해 취득된 정보는 제어기(110)에 송신된다. 센서(111)로부터의 정보에 의해 기상의 상태 및 사람의 상태가 파악되어, 전력 소비 장치(105)를 자동적으로 제어한다. 이에 따라, 에너지 소비를 최소화할 수 있다. 또한, 제어기(110)는 주택(101)에 관한 정보를 인터넷을 통해 외부의 전력 회사 등에 송신할 수 있다.
파워 허브(108)에 의해 전력 라인의 분기 및 AC-DC 변환 등의 처리가 행해진다. 제어기(110)와 접속된 정보 네트워크(112)의 통신 방식으로서는, 범용 비동기 수신기 송신기(universal asynchronous receiver transmitter: UART) 등의 통신 인터페이스를 사용하는 방식, Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi 등의 무선 통신 표준에 의한 센서 네트워크를 이용하는 방식이 있다. Bluetooth 방식은 멀티미디어 통신에 이용되어, 일-대-다 접속의 통신을 행할 수 있다. ZigBee는 국제전기전자기술자협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) 802.15.4의 물리층을 사용한다. IEEE802.15.4는 개인 영역 네트워크(personal area network: PAN) 또는 W(wireless: 무선) PAN이라고 칭해지는 단거리 무선 네트워크 표준의 명칭이다.
제어기(110)는 외부 서버(113)와 접속된다. 서버(113)는 주택(101), 전력회사, 및 공급자 중 어느 하나에 의해 제어될 수 있다. 서버(113)에 의해 송수신되는 정보는, 예를 들면, 전력 소비 정보, 생활 패턴 정보, 전기 요금, 날씨 정보, 천재 정보, 및 전력 거래이다. 전술한 정보는 전력 소비 장치(예를 들면, 텔레비전 수신기) 및 가정 외의 장치(예를 들면, 휴대 전화기)로부터 송수신될 수 있다. 이 정보는 표시 장치, 휴대 전화기, 및 개인 정보 단말기(personal digital assistants: PDA) 등의 장치에 표시될 수 있다.
각 장치를 제어하는 제어기(110)는 CPU, RAM, 및 ROM 등으로 구성되고, 일 예로서 축전 장치(103)에 수용된다. 제어기(110)는 축전 장치(103), 가정내 발전 장치(104), 전력 소비 장치(105), 각종 센서(111), 서버(113), 및 정보 네트워크(112)에 의해 접속되고, 예를 들어, 상용 전력의 사용량과 발전량을 조정하는 기능을 갖는다. 또한, 제어기는 전력 시장에서 전력 거래를 행하는 기능 등을 제공할 수 있다.
이상과 같이, 전력은 화력 발전소(102a), 원자력 발전소(102b), 수력 발전소(102c) 등의 집중형 전력 시스템(102)에 축전될 수 있을 뿐만 아니라, 가정내 발전 장치(104)(태양광 발전 및 풍력 발전)의 발전 전력의 축전 장치(103)에도 축전될 수 있다. 따라서, 가정내 발전 장치(104)의 발전 전력이 변화하더라도, 외부로 송출되는 전력량이 일정하고, 방전을 적당하게 행할 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전에서 얻어진 전력을 축전 장치(103)에 축전하고, 요금이 싼 심야의 전력을 축전 장치에 축전하고, 축전 장치(103)에 의해 축전된 전력을 요금이 비싼 대낮의 시간대에 방전해서 이용할 수 있다.
또한, 예에서는, 제어기(110)가 축전 장치(103) 내에 수용되는 예를 설명했으나, 스마트 미터(107) 내에 수용될 수도 있고, 독립적으로 구성될 수도 있다. 또한, 축전 시스템(100)은 복수의 가정에 이용될 수도 있고, 주택용으로 다른 집과 떨어져 있는 주택에도 이용될 수 있다.
응용 예로서의 차량에 있어서의 축전 시스템
본 개시를 차량용의 축전 시스템에 적용한 예에 대해서 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 개시에 따른 시리얼 하이브리드 시스템(serial hybrid system)을 이용하는 하이브리드 차량의 구성의 일 예를 개략적으로 도시한다. 시리얼 하이브리드 시스템은 엔진에 의해 움직이는 발전기에 의해 발전된 전력, 또는 배터리에 일단 축전된 전력을 이용하여 전력 구동력 변환기로 주행되는 차량이다.
하이브리드 차량(200)에는 엔진(201), 발전기(202), 전력 구동력 변환 장치(203), 구동륜(204a), 구동륜(204b), 차륜(205a), 차륜(205b), 배터리(208), 차량 제어 장치(209), 각종 센서(210), 및 충전 인렛(211)이 탑재되어 있다. 전술한 본 개시에서 따른 축전 시스템이 배터리(208)에 적용된다. 1개 이상의 축전 시스템이 적용될 수 있다.
하이브리드 차량(200)은 전력 구동력 변환 장치(203)를 동력원으로 하여 주행한다. 전력 구동력 변환 장치(203)의 예는 모터이다. 배터리(208)의 전력에 의해 전력 구동력 변환 장치(203)가 구동되고, 이 전력 구동력 변환 장치(203)의 토크가 구동륜(204a, 204b)에 전달된다. 또한, 직류-교류(DC-AC) 또는 역 변환(AC-DC 변환)을 이용하여, 전력 구동력 변환 장치(203)가 AC 모터에도 DC 모터에도 적용 가능하다. 각종 센서(210)는 차량 제어 장치(209)를 통해 엔진의 회전수를 제어하고, 스로틀 밸브(throttle valve)의 개방도(스로틀 개방도; 도시 생략)를 제어한다. 각종 센서(210)는 속도 센서, 가속도 센서, 및 엔진 회전수 센서 등을 포함한다.
엔진(201)의 토크는 발전기(202)에 전달되고, 이 토크에 의해 발전기(202)에 의해 생성된 전력을 배터리(208)에 축전하는 것이 가능하다.
제동 기구에 의해 하이브리드 차량이 감속되면, 감속시의 저항력이 전력 구동력 변환 장치(203)에 토크로서 가해진다. 이 토크에 의해 전력 구동력 변환 장치(203)에 의해 생성된 회생 전력이 배터리(208)에 축전된다.
배터리(208)는 하이브리드 차량의 외부 전원에 접속되기 때문에, 외부 전원으로부터 충전 포트(211)를 입력 포트로 하여 전력을 공급받고, 공급받은 전력을 축전할 수 있다.
도면에 도시되지는 않지만, 2차 배터리에 관한 정보에 기초하여 차량 제어에 관한 정보 처리를 행하는 정보 처리 장치가 구비될 수도 있다. 정보 처리 장치로서는, 예를 들어, 배터리 잔량 표시를 잔량에 관한 정보에 기초하여 행하는 정보 처리 장치 등이 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 엔진에 의해 구동되는 발전기에 의해 발전된 전력을 이용하거나, 또는 그것을 배터리에 일단 축전한 전력을 이용하여 모터에 의해 주행되는 시리얼 하이브리드 차량을 예로서 설명했다. 그러나, 엔진만으로 주행, 모터만으로 주행, 및 엔진과 모터로 주행을 행하는 세 가지 방식을 적절히 스위칭하는 병렬 하이브리드 차량에 대하여도 본 개시를 적용할 수 있다. 또한, 엔진을 이용하지 않고 구동 모터만으로 주행되는 전기 차량에도 본 개시를 유효하게 적용할 수 있다.
본 개시는 2011년 10월 27일자로 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 JP 2011-235838에 개시된 내용과 관련된 요지를 포함하고, 그 천체 내용이 본 명세서에 참조되어 포괄된다.
당업자는, 첨부의 청구항들 및 그 등가물들의 범위 내에 들어오는 한, 설계 요건 및 다른 요인에 따라 다양한 변형, 조합, 서브-조합, 및 변경이 발생할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
1: 배터리 팩
BT: 배터리 셀
13: 보호 IC
16: 온도 센서
DTr(20): 디지털 트랜지스터
Tr(30): 트랜지스터
R1, R2: 저항
L1: 포지티브 라인
L2: 네거티브 라인

Claims (14)

  1. 배터리 팩에 있어서의 방전 제어 방법으로서,
    배터리 셀의 주변 온도와 상기 배터리 셀의 전압을 측정하는 단계,
    상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리 단계, 및
    상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리 단계를 포함하는, 방전 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 제2 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
    상기 제2 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
    상기 제2 미리결정된 온도는 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은, 방전 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방전 처리 및 상기 제2 방전 처리는 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 행해지고,
    상기 방전 라인은,
    상기 배터리 셀의 포지티브 전극에 접속되는 포지티브 라인,
    상기 배터리 셀의 네거티브 전극에 접속되는 네거티브 라인,
    상기 포지티브 라인에 접속되고, 제어 섹션에 설치되는 제1 단자,
    상기 배터리 셀의 전압에 응답하여 전압 레벨이 상이한 제어 신호를 출력하고, 상기 제어 섹션에 설치되는 제2 단자, 및
    상기 제2 단자와 상기 네거티브 라인 사이에 접속되는 저항을 포함하는, 방전 제어 방법.
  4. 배터리 팩으로서,
    배터리 셀, 및
    상기 배터리 셀의 주변 온도에 관한 정보 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 정보가 입력되는 제어 섹션을 포함하고,
    상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리를 행하고,
    상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리셀을 방전하는 제2 방전 처리를 행하는, 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 섹션은, 상기 제1 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 제2 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
    상기 제어 섹션은, 상기 제2 방전 처리가 행해지는 동안, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은지를 판정하고,
    상기 제2 미리결정된 온도는 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮은, 배터리 팩.
  6. 배터리 팩으로서,
    배터리 셀,
    상기 배터리 셀의 포지티브 전극에 접속되는 포지티브 라인,
    상기 배터리 셀의 네거티브 전극에 접속되는 네거티브 라인,
    상기 배터리 셀의 주변 온도에 관한 정보 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 정보가 입력되고, 적어도 상기 포지티브 라인에 접속되는 제1 단자와, 상기 배터리 셀의 전압에 응답하여 전압 레벨이 상이한 제어 신호를 출력하는 제2 단자를 갖는 제어 섹션, 및
    상기 제2 단자와 상기 네거티브 라인 사이에 접속되는 저항을 포함하고,
    상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 제1 미리결정된 온도보다 높고, 상기 배터리 셀의 전압이 제1 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제1 방전 처리를 행하고,
    상기 제어 섹션은, 상기 주변 온도가 상기 제1 미리결정된 온도보다 낮고, 상기 배터리 셀의 전압이 제3 전압보다 높은 경우, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압이 될 때까지 상기 배터리 셀을 방전하는 제2 방전 처리를 행하고,
    상기 제1 방전 처리 및 상기 제2 방전 처리는, 상기 포지티브 라인, 상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 저항, 및 상기 네거티브 라인을 갖는 방전 라인에 전류를 흐르게 함으로써 행해지는, 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저항은 스위칭 소자에 포함되는, 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 제1 저항, 제2 저항, 및 트랜지스터를 포함하는 디지털 트랜지스터이고,
    상기 제1 저항은 상기 제2 단자와 상기 트랜지스터의 베이스 단자 사이에 접속되고, 상기 제2 저항은 상기 트랜지스터의 베이스 단자와 에미터 단자 간에 병렬로 접속되는, 배터리 팩.
  9. 축전 시스템으로서,
    제4항에 따른 상기 배터리 팩이 재생가능한 에너지원에 기초하여 발전(power generation)을 행하는 발전기에 의해 충전되는, 축전 시스템.
  10. 축전 시스템으로서,
    제4항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하고,
    상기 시스템은 상기 배터리 팩에 접속되는 전자 기기에 전력을 공급하는, 축전 시스템.
  11. 전자 기기로서,
    제4항에 따른 상기 배터리 팩으로부터 전력을 받는, 전자 기기.
  12. 전기 차량으로서,
    제4항에 따른 상기 배터리 팩으로부터 전력을 받아서 그 전력을 차량의 구동력으로 변환하는 변환 장치, 및
    상기 배터리 팩에 관련된 정보에 기초하여 차량 제어에 관련된 정보 처리를 행하는 제어 장치를 포함하는, 전기 차량.
  13. 전력 시스템으로서,
    외부 기기와 네트워크를 통해 신호를 송수신하는 전력 정보 송수신 유닛을 포함하고,
    상기 시스템은 상기 전력 정보 송수신 유닛에 의해 수신된 정보에 기초하여 제4항에 따른 상기 배터리 팩의 충전 및 방전의 제어를 행하는, 전력 시스템.
  14. 전력 시스템으로서,
    제4항에 따른 상기 배터리 팩으로부터 전력을 받거나, 또는 발전기 또는 전력 네트워크로부터 상기 배터리 팩에 전력을 공급하는, 전력 시스템.
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