(57)【要約】【課題】過放電制御部がなくても、放電終点付近でバッテリーセルのバランシングが始まることで特定バッテリーセルの深い放電を防止できるバッテリーパック及びバッテリーセルのバランシング方法を提供すること。【解決手段】バッテリーセルバランシング方法の一つとして、バッテリーセルの電圧中の最大電圧が基準電圧より小さいか判断するバランシングチェック条件判断段階；個別バッテリーセル間の残存容量差または電圧差が基準値を超えるか判断するバランシングスタート条件判断段階；基準値を超えるバッテリーセルを放電するためのバランシング時間を計算するバランシング時間計算段階；及びバッテリーセルが充電中や、待機中や、又はバッテリーセルの放電電流が基準電流より小さいときに、選択されたバッテリーセルを放電するバランシングオペレーション段階を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のバッテリーセルを含むバッテリーパックのバランシング方法において、
前記方法は、放電終点付近でバッテリーセルをバランシングすることを特徴とする、バッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２】
前記バッテリーセルの放電は、過放電制御部を用いずに防止されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項３】
多数のバッテリーセルを含むバッテリーパックのためのバランシング方法において、前記方法は、
バッテリーセルのバランシングを行うための第１条件が存在するかを決める段階と、
前記バッテリーセルのバランシングを行うための第２条件が存在するかを決める段階と、
前記の第１、２条件が存在する場合、バランシング時間を計算する段階と、
前記バランシング時間によってバランシングオペレーションを行う段階と、
を含むことを特徴とする、バッテリーパックのバランシング方法。
【請求項４】
前記第１条件が存在するかを決める段階では、
多数のバッテリーセルの電圧中で最高電圧が基準電圧より小さいか否かを決めることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項５】
前記基準電圧は２．０〜３．７Ｖであることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項６】
前記第２条件が存在するか否かを決める段階では、
多数のバッテリーセル中の二つの残存容量差又は二つの電圧差が基準値を超えるか否かを決めることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項７】
前記バランシング時間を計算する段階は、
多数のバッテリーセル中から放電されるバッテリーセルを選択する段階と、
前記選択されたバッテリーセルのバランシング時間を計算する段階と、
からなることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項８】
前記の放電されるバッテリーセルを選択する段階では、
多数のバッテリーセル中で最も小さい残存容量を有するバッテリーセルを除いた少なくとも一つのバッテリーセルを選択することを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項９】
前記バランシング時間を計算する段階では、
最も小さい残存容量と同一になるように選択された少なくとも一つのバッテリーセルの残存容量に対するバランシング時間が計算されることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１０】
前記の放電されるバッテリーセルを選択する段階では、
多数のバッテリーセル中で最も小さい電圧を有するバッテリーセルを除いた少なくとも一つのバッテリーセルを選択することを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１１】
前記バランシング時間を計算する段階では、
最も小さい電圧と同様になるように選択された少なくとも一つのバッテリーセルの電圧に対するバランシング時間が計算されることを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１２】
前記バランシングオペレーションを行う段階では、
前記の計算されたバランシング時間中、複数のバッテリーセルから選択されたバッテリーセルを放電することを特徴とする、請求項３〜１１のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１３】
前記の選択されたバッテリーセルの放電は、断続的に行われることを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１４】
前記第１条件が存在するかを決める段階は、
基準時間を超える期間中、
多数のバッテリーセルの電圧中で最高電圧が基準電圧より大きいか小さいかということと、バッテリーパックの電流が基準電流より大きいか小さいかということと、
を判断する段階を含むことを特徴とする、請求項３〜１３のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１５】
前記第１条件は、
前記基準時間以上の期間中、
前記最高電圧が前記基準電圧より小さく、前記電流が前記基準電流より小さい場合に存在することを特徴とする、請求項１４に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１６】
充電電流又は放電電流が前記基準電流と比較される電流として利用されることを特徴とする、請求項１４または１５に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１７】
前記最高電圧が前記基準電圧と同様か大きい場合、
前記方法は前記バランシング時間が予めセットされているか否かを決める段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１８】
前記バランシングオペレーションのための累積時間が前記バランシング時間より小さいか否かを判断する段階をさらに含み、
前記バランシングオペレーションは、前記累積時間がバランシング時間より短い場合に行われることを特徴とする、請求項１７に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項１９】
前記第２条件が存在するかを決める段階は、
前記多数のバッテリーセルの完全充電容量（ＦＣＣ）を計算する段階と、
前記の計算された完全充電容量（ＦＣＣ）を利用して、前記の多数のバッテリーセルの残存容量と前記バッテリーセル間の残存容量差を計算する段階と、
多数のバッテリーセル中の二つの間の残存容量差が基準値を超えるかを判断する段階と、
からなることを特徴とする、請求項３〜１８のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２０】
前記残存容量差が前記基準値を超えた場合、
前記第２条件は存在し、
前記バランシング時間を計算する段階では、
多数のバッテリーセルからバランシングされるバッテリーセルを選択するが、前記の選択されたバッテリーセルは多数のバッテリーセルのうち最も小さい残存容量を有するバッテリーセルを除いたバッテリーセルが選択されることを特徴とする、請求項１９に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２１】
前記バランシングオペレーションは、
第１、２条件が存在する場合、又はバランシングオペレーションに対する累積時間が前記の計算されたバランシング時間を超えない場合に行われることを特徴とする、請求項〜２０のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２２】
前記バランシングオペレーションの遂行は、
バッテリーパックが充電中か否か、又は充電後で放電時までの待機中か否か、又はバッテリーパックが放電中の場合は、バッテリーパックの放電電流が基準電流より小さいか大きいかを判断する段階を含むバランシングオペレーション条件を決め、
前記バランシングオペレーション条件が満たされれば、多数のバッテリーセルから選択されたバッテリーセルを放電することを特徴とする、請求項３〜２１のいずれか１項に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２３】
前記バッテリーパックが充電中でなく、待機中でもなく、且つバッテリーパックの放電電流が前記基準電流より大きい場合は、多数のバッテリーセルに対するバランシングが終了されることを特徴とする、請求項２２に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２４】
前記バッテリーパックが基準電流より高いレベルで放電中の場合は、前記バランシングオペレーションが一時的に中断されることを特徴とする、請求項２２に記載のバッテリーパックのバランシング方法。
【請求項２５】
多数のバッテリーセルを含むバッテリーパックのためのバッテリーセルバランシングシステムにおいて、前記バッテリーセルバランシングシステムは、
各バッテリーセルの陽極と負極間に連結されている多数のバランシングスイッチと、
各バッテリーセルの陽極と負極間にバランシングスイッチと直列連結された多数のバランシング抵抗と、
前記バッテリーセルが相互同一または類似する電圧を有するように、放電終点付近で前記バランシング抵抗を通じて前記バッテリーセルを選択的に放電させるように前記バランシングスイッチを制御するロジック回路と、
を含むことを特徴とする、バッテリーセルバランシングシステム。
【請求項２６】
過放電制御部を用いずに前記バッテリーセルの放電が防止されることを特徴とする、請求項２５に記載のバッテリーセルバランシングシステム。
【請求項２７】
前記バランシング抵抗を制御する前記ロジック回路を制御するための制御部をさらに含み、
前記制御部は、
放電セルのバランシングを行うための第１条件が存在するか否かを決める手段と、
前記放電セルのバランシングを行うための第２条件が存在するか否かを決める手段と、
前記の第１、２条件が存在する場合はバランシング時間を計算する手段と、
前記バランシング時間に応じてバランシングオペレーションを行う手段と、
を含むことを特徴とする、請求項２５または２６に記載のバッテリーセルバランシングシステム。
【請求項２８】
相互連結された多数のバッテリーセルと、
各バッテリーセルの陽極と負極間に連結された多数のバランシングスイッチと、
各バッテリーセルの陽極と負極間にバランシングスイッチと直列連結された多数のバランシング抵抗と、
前記バッテリーセルが相互同一または類似する電圧を有するように、放電終点付近で前記バランシング抵抗を通じて前記バッテリーセルを選択的に放電させるように前記バランシングスイッチを制御するロジック回路と、
からなるバッテリーセルバランシングシステムを含んでなることを特徴とする、バッテリーパック。
【請求項２９】
放電端子及び充電端子をさらに含み、
各放電端子及び充電端子は少なくとも一つのバッテリーセルのバッテリー端子に連結され、過充電制御部が前記バッテリー端子と前記充電端子間に介在され、
過放電制御部が前記バッテリー端子と前記放電端子間に介在されていることを特徴とする、請求項２８に記載のバッテリーパック。
【請求項３０】
多数のバッテリーセル中の一つの電圧をセンシングするために、多数のバッテリーセル中の一つに並列にアナログスイッチが連結されたことを特徴とする請求項２８または２９に記載のバッテリーパック。
【請求項３１】
前記アナログスイッチは、前記バランシングスイッチを制御するための前記ロジック回路を制御する制御部に保存されたバッテリーセルの電圧を提供するためにフライングキャパシティーを含むことを特徴とする、請求項３０に記載のバッテリーパック。
【請求項３２】
前記バッテリーセルの電圧を感知し、前記制御部に感知された電圧を提供するための電圧感知回路をさらに含んでなることを特徴とする、請求項３１に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックのバランシング方法、バッテリーセルバランシングシステム、及びバッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、携帯用ノート型パソコン及び携帯用電動工具のような携帯用電子機器は、充電可能なバッテリーパックが備えられている。該バッテリーパックは、多数のバッテリーセルと、各バッテリーセルの過充電または過放電を制御し、容量を計算するバッテリーモニタリングユニットからなる。
【０００３】
バッテリーパックを成す各バッテリーセルは、製造工程上の様々な理由により容量偏差が存在する。よって、バッテリーパックは充放電サイクル中に各バッテリーセルの充放電電圧に偏差が生じる。これによって、バッテリーパックは充電中に特定バッテリーセルが過充電し得、また放電中に特定バッテリーセルが過放電し得る。このように、バッテリーパック中の特定バッテリーセルの過充電や過放電は、バッテリーパックの容量を減少させるだけでなく、バッテリーパックを劣化させ寿命を短縮させる。
【０００４】
よって、一般的にバッテリーモニタリングユニットは、直列連結された多数のバッテリーセルの電圧差を最小化するためのバランシング回路を有する。即ち、バッテリーモニタリングユニットは、各バッテリーセルの電圧をセンシングし、各バッテリーセルの電圧差が基準値以上に差が出る場合は、電圧が相対的に高いバッテリーセルを強制的に放電させ、全てのバッテリーセルの電圧が同一になるようにする。さらに、該バッテリーセルのバランシングは、電力を節約するために（ｔｏ  ｓａｖｅ  ｐｏｗｅｒ）充電終点付近（ｎｅａｒ  ｅｎｄ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）で始められる。
【０００５】
よって、従来はバッテリーセルのバランシングが充電終点付近でバッテリーセル間の電圧差だけを参照して行われていたことから、バッテリーセルのバランシングが完全且つ正確に行われていたとは見なし難かった。即ち、従来のバッテリーセルのバランシング方法は、過放電の抑制に効率的ではなかった。さらに、携帯用電動工具に用いられるバッテリーパックは過放電制御部がないため、特定バッテリーセルが深い放電（ｄｅｅｐ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）状態に置かれる確率が高かった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の通り、通常、携帯用電動工具のような特殊な装置に装着されるバッテリーパックは、過放電制御部を持たない。例えば、携帯用電動工具製造企業は、携帯用電動工具の最大出力を高めるために、バッテリーパックに過放電制御部を装着しないことを要求する。これにより、多数のバッテリーセルのうち特定バッテリーセルが深い放電状態に置かれる確率が高い。また、このような深い放電によって直列に連結された多数のバッテリーセルのうち、特定バッテリーセルには逆電圧（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）がかかることもある。このように、多数の直列に連結されたバッテリーセル中の特定バッテリーセルが逆電圧状態になると、その特定バッテリーセルは一列にＣＩＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）が開放される。即ち、円筒形リチウムイオン電池の場合は、逆電圧が印加されると非常に不安定な状態になるため、使用者の安全のためにＣＩＤのような安全装置が作動する。このＣＩＤは非可逆的に作動するため、一度作動するとそのバッテリーセルは再び正常的に動作しなくなる。即ち、使用者はバッテリーパックを交換するか新たに購入しなければならなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、過放電制御部がなくても、放電終点付近でバッテリーセルのバランシングが始まることで特定バッテリーセルの深い放電を防止できるバッテリーパック及びバッテリーセルのバランシング方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、バッテリーセルの深い放電を防止することにより、逆電圧によるバッテリーセルの損傷を防止できるバッテリーパック及びバッテリーセルのバランシング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の一実施例によるバッテリーセルのバランシング方法は、バッテリーセルの電圧中の最大電圧が基準電圧より小さいか判断するバランシングチェック条件判断段階；個別バッテリーセル間の残存容量差または電圧差が基準値を超えるか判断するバランシングスタート条件判断段階；基準値を超えるバッテリーセルを放電するためのバランシング時間を計算するバランシング時間計算段階；及びバッテリーセルが、充電中や、待機中、又はバッテリーセルの放電電流が基準電流より小さいときに、選択されたバッテリーセルを放電するバランシングオペレーション段階を含む。
【００１０】
本発明にかかる一例として、バッテリーパックのバランシング方法は多数のバッテリーセルが提供される。上記の方法によると、上記バッテリーセルは放電終点付近でバランシングされる。上記バッテリーセルの深い放電は過放電制御部を用いることなく防止できる。
【００１１】
本発明にかかる他の例として、多数のバッテリーセルを含むバッテリーパックのバランシング方法が提供される。上記方法は、放電セルのバランシングを行うための第１条件が存在するかを決める段階；放電セルのバランシングを行うための第２条件が存在するかを決める段階；上記の第１、２条件が存在する場合にバランシング時間を計算する段階；及び上記バランシング時間によってバランシングオペレーションを行う段階を含む。
【００１２】
上記の第１条件が存在するかを決める段階では、多数のバッテリーセルの電圧中で最高電圧が基準電圧より小さいか否かを決める。上記の基準電圧は２．０〜３．７Ｖであり得る。
【００１３】
上記の第２条件が存在するかを決める段階では、多数のバッテリーセル中の二つの残存容量差または二つの電圧差が基準値を超えるか否かを決める。
【００１４】
上記のバランシング時間を計算する段階は、多数のバッテリーセル中から、放電されるバッテリーセルを選択する段階；及び上記選択されたバッテリーセルのバランシング時間を計算する段階からなる。
【００１５】
上記の放電されるバッテリーセルを選択する段階では、多数のバッテリーセル中で最も小さい残存容量を有するバッテリーセルを除いた少なくとも一つのバッテリーセルを選択する。上記のバランシング時間を計算する段階では、最も小さい残存容量と同様になるように選択された少なくとも一つのバッテリーセルの残存容量に対するバランシング時間が計算される。
【００１６】
上記の放電されるバッテリーセルを選択する段階では、多数のバッテリーセル中で最も小さい電圧を有するバッテリーセルを除いた少なくとも一つのバッテリーセルを選択する。上記のバランシング時間を計算する段階では、最も小さい電圧と同様になるように選択された少なくとも一つのバッテリーセルの電圧に対するバランシング時間が計算される。
【００１７】
上記のバランシングオペレーションを行う段階では、上記の計算されたバランシング時間中、多数のバッテリーセルから選択されたバッテリーセルを放電する。上記の選択されたバッテリーセルの放電は、断続的に行うことができる。
【００１８】
上記の第１条件が存在するかを決める段階は、基準時間を超える期間中、多数のバッテリーセルの電圧中で最高電圧が基準電圧より大きいか小さいか；及びバッテリーパックの電流が基準電流より大きいか小さいか判断する段階を含んでなり得る。上記の第１条件は、上記基準時間と同様か長い期間中、上記最高電圧が上記基準電圧より小さく、上記電流が上記基準電流より小さい場合に存在し得る。充電電流または放電電流が上記基準電流と比較される電流として利用できる。上記最高電圧が上記基準電圧と同様か大きい場合、上記方法は上記バランシング時間が予めセットされているか否かを決める段階をさらに含む。上記バランシングオペレーションのための累積時間が上記バランシング時間より小さいか否かを判断する段階をさらに含み、上記バランシングオペレーションは、上記累積時間がバランシング時間より短い場合に行われる。
【００１９】
上記第２条件が存在するかを決める段階は、上記の多数のバッテリーセルの完全充電容量（ＦＣＣ）を計算する段階；上記の計算された完全充電容量（ＦＣＣ）を利用して、上記の多数のバッテリーセルの残存容量と上記バッテリーセル間の残存容量差を計算する段階；及び多数のバッテリーセル中の二つの間の残存容量差が基準値を超えるかを判断する段階からなる。万一、上記残存容量差が上記基準値を超えると上記第２条件は存在し、上記バランシング時間を計算する段階では多数のバッテリーセルからバランシングされるバッテリーセルを選択するが、上記の選択されたバッテリーセルは、多数のバッテリーセルのうち最も小さい残存容量を有するバッテリーセルを除いたバッテリーセルが選択される。
【００２０】
上記バランシングオペレーションは、万一、第１、２条件が存在したり、バランシングオペレーションに対する累積時間が上記の計算されたバランシング時間を超えない場合に行われる。
【００２１】
上記バランシングオペレーションの遂行は、バッテリーパックが充電中か否か、又は充電後で放電時までの待機中か否か、又はバッテリーパックが放電中の場合は、バッテリーパックの放電電流が基準電流より小さいか大きいかを判断する段階を含むバランシングオペレーション条件を決め、万一、上記バランシングオペレーション条件が満たされれば、多数のバッテリーセルから選択されたバッテリーセルを放電できる。万一、上記バッテリーパックが充電中でなく、待機中でもなく、且つバッテリーパックの放電電流が上記基準電流より大きい場合は、多数のバッテリーセルに対するバランシングが終了される。上記バッテリーパックが基準電流より高いレベルで放電中の場合は、上記バランシングオペレーションが一時的に中断される。
【００２２】
また、上述の目的を達成するために、本発明の他の実施例にかかる多数のバッテリーセルを含むバッテリーパックのためのバッテリーセルバランシングシステムにおいて、上記バッテリーセルバランシングシステムは、各バッテリーセルの陽極と負極間に連結された多数のバランシングスイッチ；各バッテリーセルの陽極と負極間にバランシングスイッチと直列連結された多数のバランシング抵抗；及び上記バッテリーセルが相互同一または類似する電圧を有するように、放電終点付近で上記バランシング抵抗を通じて上記バッテリーセルを選択的に放電させるように上記バランシングスイッチを制御するロジック回路を含んでなり得る。過放電制御部を用いず上記バッテリーセルの深い放電が防止できる。
上記バランシング抵抗を制御する上記ロジック回路を制御するための制御部をさらに含み、上記制御部は放電セルのバランシングを行うための第１条件が存在するか否かを決める手段；上記放電セルのバランシングを行うための第２条件が存在するか否かを決める手段；万一、上記第１、２条件が存在する場合は、バランシング時間を計算する手段；及び上記バランシング時間に応じてバランシングオペレーションを行う手段を含む。
【００２３】
また、上述の目的を達成するために本発明の他の実施例にかかるバッテリーパックは、相互連結された多数のバッテリーセル；及び各バッテリーセルの陽極と負極間に連結された多数のバランシングスイッチ、各バッテリーセルの陽極と負極間にバランシングスイッチと直列連結された多数のバランシング抵抗、及び上記バッテリーセルが相互同一または類似する電圧を有するように、放電終点付近で上記バランシング抵抗を通じて上記バッテリーセルを選択的に放電させるように上記バランシングスイッチを制御するロジック回路からなるバッテリーセルバランシングシステムを含む。
【００２４】
放電端子および充電端子をさらに含み、各放電端子および充電端子は少なくとも一つのバッテリーセルのバッテリー端子に連結され、過充電制御部は上記バッテリー端子と上記充電端子間に介在し、過放電制御部は上記バッテリー端子と上記放電端子間に介在していない場合がある。
【００２５】
多数のバッテリーセル中の一つの電圧をセンシングするために、多数のバッテリーセル中の一つに並列にアナログスイッチが連結され得る。上記アナログスイッチは、上記バランシングスイッチを制御するための上記ロジック回路を制御する制御部に保存されたバッテリーセルの電圧を提供するためにフライングキャパシティーを含む。上記バッテリーセルの電圧を感知し、上記制御部に感知された電圧を提供するための電圧感知回路をさらに含む。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、バッテリーセルの最高電圧が基準電圧（ｅ．ｇ．  ２．０〜３．７Ｖ）より小さい状態で各バッテリーセルの残存容量または電圧差が基準値を超える場合にバッテリーセルのバランシングを行うことにより、放電終点付近でもバッテリーセルのバランシング状態を優れたものとすることができる。
【００２７】
また、本発明によれば、充電終点付近ではなく放電終点付近でバッテリーセルのバランシングを行うことにより、過放電制御部がなくても特定バッテリーセルの深い放電を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例にかかるバッテリーパックの構成を図示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるバッテリーパックのバランシング回路を図示した回路図である。
【図３】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法を概略的に図示した順序図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法を詳しく図示した順序図である。
【図５】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングチェック条件判断段階を詳しく図示した順序図である。
【図６】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、容量計算段階を詳しく図示した順序図である。
【図７】バッテリーセルのＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）とＲＳＯＣ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の関係を図示したグラフである。
【図８】本発明の実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングオペレーション段階を詳しく図示した順序図である。
【図９】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングオペレーション条件判断段階を詳しく図示した順序図である。
【図１０ａ】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングのタイミングを図示したタイミング図である。
【図１０ｂ】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングのタイミングを図示したタイミング図である。
【図１１ａ】本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングが行われる途中でバッテリーセルに連結された抵抗の両端電圧変化を図示したものである。
【図１１ｂ】図１１ａに対応するバランシング回路とバッテリーセルを図示した回路図である。
【図１２ａ】バッテリーセルのバランシングが行われない場合の充放電サイクルにかかる電圧差を図示したグラフであり、図１２ｂは、本発明の一実施例に従ってバッテリーセルのバランシングが行われた場合の充放電サイクルによる電圧差を図示したグラフである。
【図１２ｂ】本発明の一実施例に従ってバッテリーセルのバランシングが行われた場合の充放電サイクルによる電圧差を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【実施例】
【００３０】
図１は、本発明の一実施例にかかるバッテリーパックの構成を図示したブロック図である。
【００３１】
図１に図示したように、本発明の一実施例にかかるバッテリーパック１００は、直列に連結された多数の充電可能なバッテリーセル１１０と、上記バッテリーセルの電圧を感知すると同時にバランシングを行う電圧感知及びバランシング回路１２０と、制御部１３０を含む。
【００３２】
ここで、上記の各バッテリーセル１１０は、約４．２Ｖまで充電可能なリチウムイオン電池であり得るが、これにより本発明を限定するのではない。また、上記の電圧感知及びバランシング回路１２０は、リチウムイオン電池用として製造された多種類のアナログフロントエンドを含み得るが、これにより本発明を限定するのではない。また、上記制御部１３０もリチウムイオン電池用として製造された多種類のマイクロコンピュータであり得るが、これにより本発明を限定するのではない。また、上記の電圧感知及びバランシング回路１２０は、上記制御部１３０にパワーを供給し、４個のバッテリーセル１１０から感知された電圧情報を上記制御部１３０のアナログデジタルコンバータに提供する。上記制御部１３０は、プログラム又はアルゴリズムによって処理されたデータ（例えば、バッテリーセル１１０の電圧情報）に対応する充電／放電制御信号、及びバランシング制御信号を上記の電圧感知及びバランシング回路１２０に提供する。
【００３３】
上記バッテリーパック１００は、バッテリーセル１１０の放電のための放電端子１４１と、バッテリーセル１１０の充電のための充電端子１４２と、外部装置とのシングルワイヤー通信のための通信端子１４３と、バッテリーセル１１０の充電または放電のための負極端子１４４を含む。
【００３４】
ここで、上記放電端子１４１及び充電端子１４２はバッテリーセル１１０の陽極に、上記負極端子１４４はバッテリーセル１１０の負極に、上記通信端子１４３は上記制御部１３０にそれぞれ電気的に連結される。
【００３５】
また、上記バッテリーパック１００は、バッテリーセル１１０と充電端子１４２間に連結された過充電防止のためのヒューズ１５１を含む。図１において、上記ヒューズ１５１には加熱抵抗１５２及びスイッチ１５３がさらに連結されており、上記スイッチ１５３は上記制御部１３０の制御信号によってターンオン又はターンオフできる。勿論、本発明はこのような構成で過充電防止部材を限定するのではない。即ち、本発明は過充電防止部材が多数の電界効果トランジスタからなることもある。
【００３６】
本発明は、上述のように放電端子１４１と充電端子１４２をそれぞれ備え、放電経路と充電経路が相違する。このように、本発明は充電時にヒューズ１５１によってバッテリーセル１１０の過充電が防止されるが、放電時にバッテリーセル１１０の過放電は防止されない。よって、本発明の一実施例にかかるバッテリーパック１００は、特定バッテリーセル１１０の深い放電、劣化と容量低下現象を防止するためにバッテリーセル１１０のバランシング機能が必要になる。
【００３７】
しかし、本発明の一実施例にかかるバランシング方法は、上述の構造のバッテリーパック１００にのみ適用されるのではない。即ち、本発明の一実施例にかかるバランシング方法は放電端子１４１と充電端子１４２が共通して使われ、また電界効果トランジスタで具現された過放電防止用スイッチ又は過充電防止用スイッチを有する全ての種類のバッテリーパックにも適用できる。
【００３８】
本発明の一実施例にかかるバッテリーパック１００は直列に連結された５個のバッテリーセル１１０を含む。ところが、今まで開発されて来た電圧感知及びバランシング回路１２０は、４個のバッテリーセル１１０に対する電圧だけを感知できるように設計されていた。即ち、回路変更がない限り、５個目のバッテリーセル１１０の電圧は感知できなかった。
【００３９】
よって、本発明の一実施例にかかるバッテリーパック１００は、５個目のバッテリーセル１１０の電圧感知のためのアナログスイッチ１６０をさらに含む。該アナログスイッチ１６０は５個目のバッテリーセル１１０の陽極と負極間に並列に連結されている。上記アナログスイッチ１６０は、４個のスイッチ１６１と一つのフライングキャパシティー１６２を含む。上記アナログスイッチ１６０は、５個目のバッテリーセル１１０の電圧をフライングキャパシティー１６２に充電する。また、上記アナログスイッチ１６０はフライングキャパシティー１６２に保存された電圧を制御部１３０に出力する。このために上記アナログスイッチ１６０と制御部１３０間にはオペアンプ１６３及び電圧分圧抵抗１６４ａ、１６４ｂがさらに連結されている。さらに、放電端子１４１と負極端子１４４間にも電圧分圧抵抗１６５ａ、１６５ｂが連結されており、上記電圧分圧抵抗１６５ａ、１６５ｂはバッテリーパック１００の全体電圧を制御部１３０に出力する。上記アナログスイッチ１６０は、上記制御部１３０の制御信号によってスイッチ１６１がターンオン又はターンオフされることにより、フライングキャパシティー１６２に充電されている５個目のバッテリーセル１１０の電圧を出力する。
【００４０】
さらに、本発明は５個目のバッテリーセル１１０のバランシングのためにバランシング抵抗１６６及びバランシングスイッチ１６７をさらに含む。即ち、上記バランシング抵抗１６６及びバランシングスイッチ１６７は、上記の５個目のバッテリーセル１１０の陽極と負極間に電気的に連結されている。勿論、上記バランシングスイッチ１６７は、上記制御部１３０の制御信号によってターンオン又はターンオフできる。さらに、残りの４個のバッテリーセル１１０に対するバランシング抵抗及びバランシングスイッチは、既に電圧感知及びバランシング回路１２０に内蔵されている。
【００４１】
ここで、本発明の一実施例にかかるバランシング方法は、上記のように直列に連結されている５個のバッテリーセル１１０を含むバッテリーパック１００だけに適用されるのではない。即ち、本発明の一実施例にかかるバランシング方法は、例えば、３個のバッテリーセル１１０又は４個のバッテリーセル１１０又は６個のバッテリーセル１１０が直列に連結されているバッテリーパック１００にも適用できる。バッテリーセルの個数によって、上記アナログスイッチ１６０は不要だったり又はさらに必要だったり、或いは似た機能を有する回路が必要になり得る。さらに、本発明はバッテリーセル１１０の温度感知のための温度センサー１６９と、バッテリーパック１００の電流感知のための電流センス抵抗１６８をさらに含むことができる。
【００４２】
図２は、本発明の一実施例にかかるバッテリーパック中のバランシング回路を図示した回路図である。
【００４３】
図２に図示したように、電圧感知及びバランシング回路１２０はロジック回路１２１と、上記ロジック回路１２１によって順に又は同時にターンオン又はターンオフされる多数のバランシングスイッチＳ６１、Ｓ６２、Ｓ６３、Ｓ６４と、上記バランシングスイッチＳ６１、Ｓ６２、Ｓ６３、Ｓ６４間に連結されている多数のバランシング抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４を含む。勿論、上記バランシングスイッチＳ６１、Ｓ６２、Ｓ６３、Ｓ６４及びバランシング抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４にはそれぞれ並列にバッテリーセル１１０が連結できる。ここで、図２には４Ｓ１Ｐのバッテリーパックが図示されているが、このような形態で本発明を限定するのではない。
【００４４】
このように、上記の電圧感知及びバランシング回路１２０は、上記ロジック回路１２１が上記バランシングスイッチＳ６１、Ｓ６２、Ｓ６３、Ｓ６４を個別的に制御することにより、上記バッテリーセル１１０が個別的にバランシング抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４を通じて放電される。即ち、上記バッテリーセル１１０は、バランシング抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４によって相互似た或いは同じ電圧を有するようにバランシングされる。勿論、このようなバッテリーセル１１０のバランシングは下記の方法によって行われる。
【００４５】
以下では、上記のような構成を有するバッテリーパック１００において、上記制御部１３０によって主に行われるバッテリーセルのバランシング方法の一例を説明する。周知の通り、上記制御部１３０は本発明にかかる方法を遂行する中央処理装置、本発明の方法を遂行するためのプログラム及び各種変数等が保存されているメモリー等を含む。
【００４６】
図３は、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法を概略的に図示した順序図である。
【００４７】
図３に図示したように、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルの概略的なバランシング方法は、バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００と、バランシングスタート条件判断段階Ｓ２００と、バランシング時間計算段階Ｓ３００と、バランシングオペレーション段階Ｓ４００を含む。
【００４８】
ここで、上記段階Ｓ１００から上記段階Ｓ３００は、一例として、１０分（ｍｉｎ）毎に行われる。上記段階Ｓ２００でバランシングスタート条件が満たされると、上記バランシングオペレーション段階Ｓ４００が行われる。ある特定のバランシングオペレーション条件が満たされる約１０分間隔で上記バランシングオペレーションが持続される。上記バランシングオペレーション条件は、一例として１２５ミリ秒（ｍｓ）毎にチェックされる。上記の時間間隔１０分及び１２５ミリ秒は、実施例毎に異なり得る。例えば、ある実施例では、上記段階Ｓ１００から上記段階Ｓ３００の第１時間間隔が１０分より長かったり短い場合もあり、上記バランシングオペレーション段階Ｓ４００の第２時間間隔が１２５ミリ秒より長かったり短い場合もあり、ここで、上記の第１時間間隔は上記の第２時間間隔より長い。
【００４９】
上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００では、全てのバッテリーセルの電圧中の最大電圧が基準電圧より小さいか判断する。例えば、上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００では、全てのバッテリーセルの電圧中の最大電圧が約２．０〜３．７Ｖより小さいか大きいか判断する。上記バッテリーセルの電圧中の最大電圧が約２．０〜３．７Ｖより小さいと、次の段階であるバランシングスタート条件判断段階Ｓ２００が行われる。これは上記段階Ｓ３００でのバランシング時間の計算のための第１条件である。
【００５０】
さらに、該バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００ではより多い条件を比較及び判断するが、これについては下記でより詳しく説明する。さらに、上記２．０〜３．７Ｖは本発明の理解のための一例であるだけで、このような数値で本発明を限定するのではない。一例として、バッテリーセルの正常作動電圧が４．２Ｖのとき、３．７Ｖはバッテリーセルが適切に作動しない臨界電圧である。
【００５１】
上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２００では、各バッテリーセルの残存容量差又は電圧差が基準値を超えるか判断する。例えば、上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２００では、各バッテリーセルの残存容量差が約１５〜４５ｍＡｈ、一例として、約３０ｍＡｈより大きいか小さいか判断する。また、上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２００では、各バッテリーセルの電圧差が約１０〜２０ｍＶ、一例として、約１５ｍＶより大きいか小さいか判断する。勿論、上記バッテリーセルの残存容量差が約３０ｍＡｈより大きいか、又は上記バッテリーセルの電圧差が約１５ｍＶより大きいと、次の段階であるバランシング時間計算段階Ｓ３００が行われる。さらに、上記３０ｍＡｈ及び１５ｍＶは、本発明の理解のための一例であるだけで、このような数値で本発明を限定するのではない。これは上記段階Ｓ３００でのバランシング時間の計算のための第２条件である。
【００５２】
上記バランシング時間計算段階Ｓ３００では、上記バッテリーセルのうち放電が必要なバッテリーセル又は複数のバッテリーセルを選択し、選択されたバッテリーセル又は複数のバッテリーセルに対して必要なバランシング時間（放電時間）を計算する。例えば、上記バランシング時間計算段階Ｓ３００では、相対的に残存容量が多く残っているバッテリーセル又は複数のバッテリーセルを選択し、それが相対的に残存容量が最も少ないバッテリーセルと同じ残存容量になるまでのバランシング時間を計算する。また、上記バランシング時間計算段階Ｓ３００では、相対的に電圧が高いバッテリーセル及び／又は複数のバッテリーセルを選択し、それが相対的に電圧が最も低いバッテリーセルと同電圧になるまでのバランシング時間を計算する。
【００５３】
上記バランシングオペレーション段階Ｓ４００では、上記の選択されたバッテリーセル又は複数のバッテリーセルを上記の計算されたバランシング時間分だけ放電する。勿論、このバランシングオペレーション段階Ｓ４００ではより多くの条件を比較及び判断するが、これについては下記でより詳しく説明する。
【００５４】
このように、本発明はバッテリーセルの最高電圧が基準電圧（ｅ．ｇ．  ２．０〜３．７Ｖ）より低い状態で各バッテリーセルの残存容量又は電圧差が基準値を超える場合、バッテリーセル又は複数のバッテリーセルのバランシングを行うことにより、放電終点付近でもバッテリーセルのバランシング状態が優れる。
【００５５】
また、本発明は充電終点付近ではない放電終点付近でバッテリーセルのバランシングを行うことにより、過放電制御部がなくても特定バッテリーセルの深い放電を防止できる。ここで、バッテリーセルの深い放電とは、通常充電容量の２０％又はそれより小さい容量で放電されることを意味する。例えば、２．０〜３．０Ｖの電圧レベルを持つバッテリーセルは過放電（ｏｖｅｒ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）セルと正義されることができるし、１．０〜２．０Ｖ未満の電圧を持つバッテリーセルは深い放電（ｄｅｅｐ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）セルと正義されることができる。一般的に上記過放電セルより深い放電セルの劣化現象がもっと大きいことと知られている。したがって、バッテリーセルの寿命を増加させるためには深い放電状態をできるなら回避しなければならない。
【００５６】
一例として、ここで開示されている実施例では、充電容量に対して２０％より小さいか或いは多く放電されないようにできる。
【００５７】
図４は、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法を詳しく図示した順序図である。ここで、上記バッテリーセルのバランシング方法はバッテリーセル間の容量差を参考してなるものを例として説明する。
【００５８】
図４に図示したように、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法は、バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００、バランシングスタート条件判断段階Ｓ２００、バランシング時間計算段階Ｓ３００、バランシングオペレーション段階Ｓ４００以外にも、バランシング時間設定判断段階Ｓ５１０及びバランシング時間比較判断段階Ｓ５２０をさらに含み得る。
【００５９】
先ず、上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００では、バッテリーセルの最大電圧及び電流（充電電流又は放電電流）がそれぞれ予め設定された基準電圧及び基準電流より小さいか大きいか、そして維持時間が予め設定された基準時間を超えるか否かを判断する。勿論、この判断の結果、バッテリーセルの最大電圧、電流及び維持時間が予め設定された基準電圧、基準電流及び基準時間を全て満たせば、次の段階である容量計算段階Ｓ２１０が行われる。さらに、この判断の結果、バッテリーセルの最大電圧が予め設定された基準電圧と同じか大きいと、バランシング時間設定判断段階Ｓ５１０が行われる。ここで、上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００は、相対的に長い間隔で行われる。即ち、上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００は、例えば約１０分毎に１回ずつ行うことができるが、このような数値で本発明を限定するのではない。ここで、上記のバランシング時間設定判断段階Ｓ５１０及びバランシング時間比較判断段階Ｓ５２０は、１０分毎に上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００でバランシングチェック条件に合わない場合に行われる。このようなバランシングチェック条件判断段階Ｓ１００は、下記で再度詳しく説明する。
【００６０】
次いで、上記段階Ｓ２００は容量計算段階Ｓ２１０及びバランシングスタート条件判断段階Ｓ２２０からなる。
【００６１】
上記容量計算段階Ｓ２１０では、予めセンシングされてメモリーに保存されている各バッテリーセルの満充電時の電圧及び満放電時の電圧を参照して、各バッテリーセルの完全充電容量を計算し、またこのような完全充電容量を参照して各バッテリーセルの残存容量及び各バッテリーセル間の残存容量差を計算する。
【００６２】
上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２２０では、上記の各バッテリーセル間の残存容量差が基準値を超えるか判断する。例えば、第１バッテリーセルと第２バッテリーセル間の残存容量差が基準値を超えるか判断する。上記判断の結果、バッテリーセル間の残存容量差が基準値を超えると次の段階Ｓ３１０が行われる。勿論、上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２２０で第１バッテリーセルと第２バッテリーセル間の残存容量差が基準値を超えない場合は、本発明によるバッテリーセルのバランシングは終了する。
【００６３】
次いで、上記段階Ｓ３００は、バランシングが必要なバッテリーセル選択段階Ｓ３１０及びバランシング時間計算段階Ｓ３２０からなる。
【００６４】
上記のバランシングが必要なバッテリーセル選択段階Ｓ３１０では、相対的に残存容量が多く残っているバッテリーセル又は複数のバッテリーセルを選択する。例えば、第１バッテリーセルの残存容量が第２バッテリーセルの残存容量に比べて相対的に多く残っている場合は、バランシング（放電）するバッテリーセルとして上記第１バッテリーセルを選択する。ここで、実質的に最も小さい残存容量を有するバッテリーセルを除いた残りのバッテリーセルが選択される。
【００６５】
上記バランシング時間計算段階Ｓ３２０では、上記の選択されたバッテリーセル又はバッテリーセルに対する必要バランシング時間（放電時間）を計算する。例えば、下記のような数式を利用して必要バランシング時間が計算できる。
【００６６】
バランシング時間＝容量差／バランシング電流
【００６７】
続いて、上記バランシングオペレーション段階Ｓ４００は、選択されたバッテリーセル又は複数のバッテリーセルに対して予め計算されたバランシング時間分だけ放電してなる。即ち、選択されたバッテリーセル又は複数のバッテリーセルに所定のバランシング時間中所定のバランシング電流が流れることにより、上記の選択されたバッテリーセル又は複数のバッテリーセルの残存容量が残りのバッテリーセル（残存容量が最も小さいバッテリーセル）の残存容量と同一になるようにする。さらに、このようなバランシングオペレーション段階Ｓ４００は連続的に行われるのではなく、相対的に短い間隔で行われる。即ち、上記バッテリーセルの放電は、例えば１２５ｍｓ毎に一回ずつ行うことができる。勿論、このような数値は本発明の理解のための一例であるだけで、このような数値で本発明を限定するのではない。このバランシングオペレーション段階Ｓ４００は下記で再度詳しく説明する。
【００６８】
次いで、上記バランシング時間設定判断段階Ｓ５１０は、上述のように上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００でバッテリーセルの最大電圧が予め設定された基準電圧（ｅ．ｇ．２〜３．７Ｖ）と同一か大きい場合に行われる。
【００６９】
ここで、上記バランシング時間は以前の周期でバランシング時間計算段階Ｓ３２０が行われた場合にのみ存在する。即ち、以前の周期でバランシング時間計算段階Ｓ３２０が行われた場合、バランシング時間（放電時間）がメモリーに保存され、制御部は上記メモリーに保存されたバランシング時間を読み取ってバランシング時間の存在可否を確認できる。勿論、最初に本発明にかかるバッテリーセルの方法が行われる場合は、バランシング時間設定判断段階Ｓ５１０で上記バランシング時間は存在しないため、本発明にかかるバッテリーセルのバランシングは直ぐに終了する。
【００７０】
次いで、上記バランシング時間比較判断段階Ｓ５２０は、バッテリーセルのバランシング累積時間が予め設定されたバランシング時間より短いか判断してなる。上記累積時間が予め設定されたバランシング時間（バランシング時間計算段階Ｓ３２０で計算されたバランシング時間）より短い場合は、バランシングオペレーション段階Ｓ４００が行われる。また、上記累積時間が予め設定されたバランシング時間と同一か長い場合は、本発明にかかるバッテリーセルのバランシングは直ぐに終了する。
【００７１】
このように、上記バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００は、相対的に長い間隔（例えば、約１０分）で行うことができ、上記バランシングオペレーション段階Ｓ４００は相対的に短い間隔（例えば、約１２５ｍｓ）で行われる。ところが、ここで上記数値は、バッテリーパックの容量や特性によって変更することができるものであり、このような数値で本発明を限定するのではない。
【００７２】
さらに、上記段階Ｓ２２０、上記段階Ｓ５１０及び上記段階Ｓ５２０でそれぞれ「いいえ」と判断された場合、本発明にかかるバッテリーセルのバランシングは次の周期のバランシングチェック条件判断段階Ｓ１００前まで終了状態を維持する。言い換えると、上記段階Ｓ２２０、上記段階Ｓ５１０及び上記段階Ｓ５２０は、バランシング終了条件と見なすこともできる。
【００７３】
図５は、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングチェック条件判断段階をより具体的に図示した順序図である。
【００７４】
図５に図示したように、バランシングチェック条件判断段階はバッテリーセルの最大電圧が基準電圧より小さいか判断する段階Ｓ１１０、電流（充電電流又は放電電流）が基準電流より小さいか判断する段階Ｓ１２０、維持時間が基準時間より大きいか判断する段階Ｓ１３０を含む。
【００７５】
上記バッテリーセルの最大電圧が基準電圧より小さいか判断する段階Ｓ１１０では、多数のバッテリーセルが有する電圧のうち最大電圧が予め設定された基準電圧より小さいか判断する。一例として、上記基準電圧は約２．０〜３．７Ｖに設定できる。ここで、上記２．０〜３．７Ｖは容量に換算すると約０〜６０％に対応する。上記基準電圧が約２．０Ｖより小さく設定されると、バッテリー容量がほぼ０％（図７のＲＳＯＣ  ｖｓ  ＯＣＶグラフ参照）に近くなるため、実際にバッテリーセルのバランシングがほぼ不可能か完全に不可能になる。また、上記基準電圧が約３．７Ｖより高く設定されると、相対的に高い電圧レベルでバッテリーセルのバランシングが行われる。よって、バッテリーセルが急激に放電されて低電圧状態になると、バッテリーセル間の容量差が相対的に大きくなる。即ち、相対的に高い電圧レベルでバッテリーセルのバランシングが行われるため、相対的に低い電圧レベルでバッテリーセルのバランシングが合わなく、これによって特定バッテリーセルが深い放電状態に置かれ得る。一方、上記段階Ｓ１１０でバッテリーセルの最大電圧が約２．０〜３．７Ｖより大きい場合、バランシング時間設定判断段階Ｓ５１０が行われる。即ち、バッテリーセルの最大電圧が基準電圧より大きい場合、バランシング時間が設定されていない場合は、本発明にかかるバッテリーセルのバランシングが終了する。また、バランシング時間が設定されていたとしても、バランシング時間が予め設定されたバランシング時間を超えた場合は本発明にかかるバッテリーセルのバランシングが終了する。
【００７６】
上記電流が基準電流より小さいか判断する段階Ｓ１２０では、バッテリーパックを通じて放電される電流又はバッテリーパックに流れ込む充電電流が基準電流より小さいか判断する。一例として、バッテリーパックの電流が基準電流である約１０〜３０ｍＡ、一例として、２０ｍＡ（２０ｍＡは絶対値）より小さいか判断する。勿論、このような基準電流は、バッテリーパックの容量や特性によって変更することができ、このような数値で本発明を限定するのではない。
【００７７】
上記の維持時間が基準時間より大きいか判断する段階Ｓ１３０では、上記のような条件、即ち、バッテリーセルの最大電圧が基準電圧より小さく、電流が基準電流より小さいという条件が基準時間である約１０分以上維持されるか判断する。勿論、このような基準時間はバッテリーパックの容量や特性によって変更でき、このような数値で本発明を限定するのではない。実質的に、電流が約２０ｍＡより小さい状態で約１０分以上維持されるということは、バッテリーパックが現在ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）状態にあることを意味する。
【００７８】
このように上述の３つの条件が全て満たされると、バッテリーパックはバランシングが必要なものと判断される。即ち、次の段階である容量計算段階Ｓ２１０が行われる。
【００７９】
さらに、ここで上述の３つの条件の判断方法は、上記のような順序で限定するのではなく、様々な順序で行うことができる。さらに、上記バッテリーセルの基準電圧、基準電流及び基準時間は一例であるだけで、これらは全てバッテリーパックの容量や特性によって変更できる。
【００８０】
図６は、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち容量計算段階を詳しく図示した順序図である。
【００８１】
図６に図示したように、容量計算段階は満充電時の各バッテリーセルの電圧ロード段階Ｓ２１１と、満放電時の各バッテリーセルの電圧ロード段階Ｓ２１２と、各バッテリーセルの完全充電容量計算段階Ｓ２１３と、各バッテリーセルの残存容量計算段階Ｓ２１４を含む。
【００８２】
図７は、バッテリーセルのＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）とＲＳＯＣ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の関係を図示したグラフである。
【００８３】
図７でＸ軸は、バッテリーセルのＲＳＯＣを意味し、Ｙ軸はバッテリーセルのＯＣＶを意味する。また、図７に記載されているＱ１及びＱ２は製造社が設定したセルデザイン容量を意味する。さらに、上記Ｑ１及びＱ２は％単位ではなくｍＡｈ単位である。
【００８４】
図６及び図７を同時に参照し、容量計算方法を説明する。
【００８５】
上記満充電時の各バッテリーセルの電圧ロード段階Ｓ２１１では、予めセンシングされてメモリーに保存されているバッテリーパックの満充電（充電終点付近）時の各バッテリーセルの電圧をロードする。ここで、満充電とは、例えば充電完了後、バッテリーセルの電圧が約４．０Ｖ以上の状態を約１５分以上維持することを意味する。即ち、充電完了後、約１５分が過ぎると充電電圧が安定化するが、このときバッテリーセルの電圧が約４．０Ｖ以上を維持すると満充電状態と見なせる。
【００８６】
図７に図示したように、一例として、第１バッテリーセルは満充電時の電圧が約４．１５Ｖ（ＲＳＯＣ：９７％）であり、第２バッテリーセルは約４．１２Ｖ（ＲＳＯＣ：９６％）である。
【００８７】
上記満放電時の各バッテリーセルの電圧ロード段階Ｓ２１２では、予めセンシングされてメモリーに保存されているバッテリーパックの満放電時の電圧（放電終点付近）をロードする。ここで、満放電とは、例えば放電完了後バッテリーセルの最大電圧が約３．７Ｖ以下の状態を約１５分以上維持する状態を意味する。即ち、放電完了後、約１５分が過ぎると放電電圧が安定化するが、このときバッテリーセルの電圧が約３．７Ｖ以下を維持すると放電状態と見なせる。
【００８８】
図７に図示したように、一例として、第１バッテリーセルは満放電後の電圧が約３．６８Ｖ（ＲＳＯＣ：１１％）であり、第２バッテリーセルは約３．６Ｖ（ＲＳＯＣ：８％）でありうる。
【００８９】
上記の各バッテリーセルの完全充電容量計算段階Ｓ２１３は、バッテリーパックを成す各バッテリーセルの完全充電容量を計算してなる。即ち、上記段階Ｓ２１３では各バッテリーセルのＦＣＣ（Ｆｕｌｌ  Ｃｈａｒｇｅ  ｏｆ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）を計算する。このＦＣＣは、一例として下記のような数式によって計算できる。
【００９０】
ＦＣＣ１＝Ｑ１＊１００／（９７−１１）＝１．１６３＊Ｑ１  
ＦＣＣ２＝Ｑ２＊１００／（９６−８）＝１．１３６＊Ｑ２  
【００９１】
ここで、ＦＣＣ１は第１バッテリーセルのＦＣＣを意味し、ＦＣＣ２は第２バッテリーセルのＦＣＣを意味する。さらに、Ｑ１及びＱ２は上述のようにセルデザイン容量を意味する。
【００９２】
上記の各バッテリーセルの残存容量計算段階Ｓ２１４は、バッテリーパックを成す各バッテリーセルの残存容量を計算してなる。即ち、上記段階Ｓ２１４では各バッテリーセルのＲＣ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｃｈａｒｇｅ）を計算する。このＲＣは一例として下記のような数式によって計算できる。
【００９３】
ＲＣ１＝ＦＣＣ１＊０．１１＝１．１６３＊Ｑ１＊０．１１  
ＲＣ２＝ＦＣＣ２＊０．０８＝１．１３６３＊Ｑ２＊０．０８  
【００９４】
ここで、ＲＣ１は第１バッテリーセルのＲＣを意味し、ＲＣ２は第２バッテリーセルのＲＣを意味する。また、ここで上記Ｑ１及びＱ２が同一だと仮定した場合、第１バッテリーセルが相対的により多い残存容量を有していることが分かる。
【００９５】
一方、このように各バッテリーセルの残存容量が計算された後は、上述のようにバランシングスタート条件判断段階Ｓ２２０［図４参照］が行われる。即ち、上記のように計算された各バッテリーセルの残存容量差が基準値より大きいか小さいか判断する。上記段階Ｓ２２０では、各バッテリーセルの容量差が下記のような数式によって計算できる。
【００９６】
容量差＝ＲＣ１−ＲＣ２  
＝（０．１２８−０．０９１）＊Ｑ１  
＝０．０３７＊Ｑ１  
【００９７】
ここで、上記Ｑ１が１３００ｍＡｈだと仮定した場合、容量差は約４８ｍＡｈになる。また、上記基準値を約３０ｍＡｈだと仮定すると、上記容量差は基準値を超える。このように上記バランシングスタート条件は満たされ、よって次の段階が行われる。勿論、ここで上記基準値３０ｍＡｈは一例であるだけで、これはバッテリーパックの容量や特性によって変更できる。さらに、上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２２０でバッテリーセル間の容量差が基準値より小さい場合は、本発明にかかるバッテリーセルのバランシングは終了する。即ち、上記バランシングスタート条件判断段階Ｓ２２０で「いいえ」はバランシング完了条件と見なせる。
【００９８】
さらに、上記バランシングが必要なバッテリーセル選択段階Ｓ３１０では、どのバッテリーセルに対してバランシング、即ち、放電が必要か判断する。一例として、第１バッテリーセルと第２バッテリーセルでは第１バッテリーセルの残存容量がより多く残っているため、第１バッテリーセルが放電が必要なものとされる。
【００９９】
続いて、上記バランシング時間計算段階Ｓ３２０では、バランシング対象バッテリーセルに対して必要なバランシング時間がどれくらいか計算する。
【０１００】
一例として、バランシング電流が５ｍＡで、Ｑ１を１３００ｍＡｈと仮定した場合、バランシング時間は下記のような数式によって計算できる。
【０１０１】
バランシング時間＝０．０３７＊１３００／５＝９．６２ｈ  
【０１０２】
このように、一例として第１バッテリーセルが５ｍＡのバランシング電流で放電される場合、バランシングの完了に約９．６２時間を必要とすることが分かる。
【０１０３】
図８は、本発明の実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうちバランシングオペレーション方法を図示した順序図である。
【０１０４】
図８に図示したように、バランシングオペレーション方法はバランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０及びバランシングオペレーション段階Ｓ４２０からなり得る。ここで、上記段階Ｓ４１０及び段階Ｓ４２０は上述のように約１２５ｍｓ毎に繰り返し実行できる。
【０１０５】
上記バランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０では、バッテリーパックが充電中か、充電後の放電時まで待機（ｒｅｓｔ）中か、又は放電中の場合は放電電流が基準電流より小さい状態かを判断する。勿論、バッテリーパックの放電電流が基準電流と同じか大きいと、本発明にかかるバッテリーセルのバランシングは行われない。さらに、上記バランシングオペレーション段階Ｓ４２０では、選択されたバッテリーセルを放電させる。勿論、このバランシングオペレーション段階Ｓ４２０以降は再度上記バランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０が行われる。即ち、上記バランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０と上記バランシングオペレーション段階Ｓ４２０は、例えば１２５ｍｓ毎に繰り返し実行できる。
【０１０６】
ここで、上記バランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０は、上述のようにバランシング時間計算段階Ｓ３２０以降に行われるだけでなく、バランシング時間比較判断段階５２０でバランシング時間が基準時間を超えない場合にも行うことができる。即ち、バッテリーセルの最高電圧が基準電圧（ｅ．ｇ．  ２〜３．７Ｖ）を超える場合にもバッテリーセルのバランシングを行うことができるが、この場合、バランシング時間が未だ基準時間を超えていない場合は、上記バランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０及びバランシングオペレーション段階Ｓ４２０が順次的に行われ得る。勿論、上記バランシング時間比較判断段階５２０以降に、直ぐにバランシングオペレーション段階Ｓ４２０が行われる場合もある。
【０１０７】
図９は本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうちバランシングオペレーション条件判断段階を詳しく図示した順序図である。
【０１０８】
図９に図示したように、バランシングオペレーション条件判断段階は、充電中かを判断する段階Ｓ４１１と、待機中かを判断する段階Ｓ４１２と、放電電流が基準電流より小さいかを判断する段階Ｓ４１３を含む。即ち、本発明でバランシングオペレーション段階Ｓ４２０は、充電中か、待機中か、放電中だとしても、放電電流が基準電流より小さいと行われる。ここで、上記基準電流は例えば約１００ｍＡに設定できるが、このような数値で本発明を限定するのではない。即ち、上記基準電流はバッテリーパックの容量や特性によって変更できる。ここで、上述の３つの条件の判断方法は、上記のような順序で限定するのではなく、様々な順序で行うことができる。
【０１０９】
さらに、上記バランシングオペレーション条件判断の結果、バッテリーパックが充電中でなく、待機中でもなく、基準電流より大きい電流で放電される場合は、当然本発明にかかるバッテリーセルのバランシングは終了する。
【０１１０】
さらに、このようなバランシングオペレーション条件判断は、一定間隔毎に行われる。例えば、上述のように約１２５ｍｓ毎に一回ずつ行われる。即ち、１２５ｍｓに一回ずつバランシングオペレーション条件を判断することにより、バッテリーパックの急な放電が行われる場合は、バッテリーセルのバランシングオペレーションが行われないようにする。即ち、上述のようにバランシングチェック条件は、約１０分毎に一回ずつ行ってバッテリーセルをバランシングするか否かを決定するが、バランシングオペレーション条件は約１２５ｍｓ毎に一回ずつ行うことにより、バッテリーパックの急な放電時にバランシングオペレーションが即刻中止されるようにする。
【０１１１】
図１０ａ及び図１０ｂは、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングのタイミングを図示したタイミング図である。
【０１１２】
図１０ａに図示したように、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシングは、約１２５ｍｓの周期で行うことができる。より具体的には、このバッテリーセルのバランシングは、図１０ｂに図示したようにオフセットサンプルステージ、温度及び電圧サンプルステージからなるノーバランシング（Ｎｏ  Ｂａｌａｎｃｉｎｇ）区間と、バッテリーセルを実際に放電するバランシング（Ｂａｌａｎｃｉｎｇ）区間からなる。
【０１１３】
ここで、上記ノーバランシング区間中のオフセットサンプルステージでは電圧感知回路等の零点が調整される。また、上記ノーバランシング区間中の温度及び電圧サンプルステージでは、バッテリーパックの温度と各バッテリーセルの電圧がサンプリングされる。さらに、このような温度及び電圧サンプルステージは４回行われ、その評価値がバランシングの基礎データして利用できる。即ち、このような温度及び電圧サンプルステージでバッテリーセルの満充電時電圧、満放電時電圧及び現在の電圧等の基礎データが得られる。勿論、上記の現在の電圧から充電電流又は放電電流が計算されることは当然である。
【０１１４】
本発明は、１２５ｍｓの周期中４５ｍｓはノーバランシング区間であり、残りの８０ｍｓはバランシング区間に設定できるが、このような数値で本発明を限定するのではない。即ち、上記時間や周期は、電圧感知及びバランシング回路又は制御部の特性に応じて様々に調整できる。
【０１１５】
また、本発明は一番目のバランシング区間中に行われたアルゴリズムによって所定の時間中バッテリーセルをバランシングすることに決まった場合は、このような状態を約１０分程度維持する。即ち、ノーバランシング区間とバランシング区間が繰り返し続けはするが、一番目以降の二番目のバランシング区間からはバランシングオペレーション段階Ｓ４００が予め計算されたバランシング時間分だけ繰り返して行われるだけである。勿論、このようにバランシングオペレーション段階Ｓ４００が繰り返していくうちに、予め決められた時間、例えば約１０分が経過すると、上記バランシング区間で再度バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００が始まる。
【０１１６】
また、バランシングオペレーション段階Ｓ４００が行われる途中で、例えば携帯用電動工具が作動してバッテリーパックが放電される場合がある。このときは、バッテリーバランシングを停止して安定的なバッテリーパックの出力を図らなければならない。このように、バッテリーパックの放電可否を確認する時間は、バランシング区間毎に確認される。即ち、各バランシング区間毎に現在のバッテリーパックが基準電流以上に放電されるか否かが継続してチェックされる。言い換えると、バランシングオペレーション条件判断段階Ｓ４１０は、一例として約１２５ｍｓ毎に行われ、上記のようにバッテリーパックが放電されることが確認されると、上記バランシングオペレーション段階Ｓ４２０が一旦中止される。勿論、このバッテリーパックの放電が完了すると、バランシングオペレーション段階Ｓ４２０が再度行われる。
【０１１７】
要するに、バランシングチェック条件判断段階Ｓ１００は、相対的に長い間隔（例えば、約１０分）で行うことができ、バランシングオペレーション段階Ｓ４００は相対的に短い間隔（例えば、約１２５ｍｓ）で行われる。勿論、このような数値で本発明を限定するのではない。
【０１１８】
図１１ａは、本発明の一実施例にかかるバッテリーセルのバランシング方法のうち、バランシングの途中で、バッテリーセルに連結された抵抗の両端電圧の変化を図示したものであり、図１１ｂは図１１ａに対応するバランシング回路とバッテリーセルを図示した回路図である。
【０１１９】
図１１ａに図示したように、約４５ｍｓ中バランシングオフ状態が維持され、約８０ｍｓ中バランシングオン状態が維持される。即ち、上述のように一周期は約１２５ｍｓである。また、図１１ｂに図示したように、電圧感知及びバランシング回路１２０とバッテリーセル１１０間には抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂが追加連結できる。勿論、電圧感知及びバランシング回路１２０の内側にはバランシング抵抗Ｒ６２及びバランシングスイッチＳ６２が既に内蔵されている。
【０１２０】
このように、例えばバランシングスイッチＳ６２がターンオンされると、バランシングスイッチＳ６２、抵抗Ｒａ、バッテリーセル１１０、抵抗Ｒｂ及び抵抗Ｒ６２が閉回路を形成してバッテリーセル１１０がバランシング電流を流して放電される。このとき、バッテリーセル１１０の電圧（Ｖ３）が約３．０Ｖだと仮定すると、下記の数式のように約４．３ｍＡのバランシング電流が流れるものと計算される。
【０１２１】
バランシング電流＝Ｖ３／Ｒｔ＝３．０Ｖ／７００ｏｈｍ＝４．３ｍＡ  
【０１２２】
ここで、Ｒｔ＝Ｒ６２＋Ｒａ＋Ｒｂであり、Ｒ６２は約５００±１００ｏｈｍ、Ｒａ及びＲｂはそれぞれ１００ｏｈｍであり得る。
【０１２３】
ところが、ここで上記抵抗Ｒ６２は、集積回路の内部に具現されており、±１００ｏｈｍ程度の誤差を有している。よって、バランシング電流は数学的に計算されるだけで、実際に正確にどの程度なのか確実ではない。もし、上記抵抗Ｒ６２の誤差が上記範囲（±１００ｏｈｍ）より遥かに大きかったり小さかったり場合は、実質的なバランシング電流にも誤差が非常に大きくなる。
【０１２４】
図１１ａに図示したように、例えば抵抗Ｒａの両端電圧をバランシングオフ区間とバランシングオン区間で測定してみた。ここで、上記抵抗Ｒａの両端電圧Ｖ３は、バランシングオフ区間で約４５０ｍＶ程度さらに上昇し、これによって電流は下記のように計算される。
【０１２５】
電流＝Ｖ３／Ｒａ＝４５０ｍＶ／１００ｏｈｍ＝４．５ｍＡ  
【０１２６】
このように、全体の抵抗Ｒｔを利用して計算したバランシング電流と、一つの抵抗Ｒａだけを利用して計算した電流は、殆ど同じであることが確認できた。よって、集積回路の内部に備えられた抵抗Ｒ６２は、誤差の範囲内にあることが確認でき、これによって適切なバランシング電流が流れを確認できた。
【０１２７】
図１２ａは、バッテリーセルのバランシングが行われない場合の充放電サイクルによる電圧差を図示したグラフであり、図１２ｂは本発明の一実施例によってバッテリーセルのバランシングが行われた場合の充放電サイクルによる電圧差を図示したグラフである。
【０１２８】
ここで、充放電サイクル試験には４Ｓ１Ｐからなるバッテリーパックを利用した。また、充電は１６．８Ｖ、４Ａで行い、充電電流５０ｍＡで充電動作をカットオフした。放電は３０分間待機状態を維持し、４Ｖ、７Ａで行った。試験時の温度は約２６℃だった。
【０１２９】
図１２ａに図示したように、バッテリーセルのバランシングが行われない場合、放電直後の１サイクルでバッテリーセルの最小電圧は０．７９Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は１．４２Ｖであって、約０．６３Ｖの電圧差が出た。また、放電直後７０サイクルでバッテリーセルの最小電圧は０．０８Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は１．８６Ｖであって、約１．７８Ｖの電圧差が出た。
【０１３０】
また、放電及び待機後１サイクルでバッテリーセルの最小電圧は２．６０Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は２．６７Ｖであって、約０．０７Ｖの電圧差が出た。また、放電及び待機後７０サイクルでバッテリーセルの最小電圧は２．４５Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は２．８０Ｖであって、約０．３５Ｖの電圧差が出た。
【０１３１】
即ち、バッテリーセルのバランシングを行わないバッテリーパックは、充放電サイクルが増加する程、バッテリーセル間の電圧差が大きくなることが分かる。特に、充放電サイクル回数が増加するに伴い、放電直後のバッテリーセル間の電圧差が大きく、またバッテリーセルの最小電圧値は殆ど０Ｖに近いことが分かる。
【０１３２】
図１２ｂに図示したように、バッテリーセルのバランシングが行われた場合、放電直後の１サイクルでバッテリーセルの最小電圧は０．９７Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は１．２５Ｖであって、約０．２８Ｖの電圧差が出た。また、放電直後の７０サイクルでバッテリーセルの最小電圧は０．９８Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は１．０７Ｖであって、約０．０９Ｖの電圧差が出た。
【０１３３】
また、放電及び待機後の１サイクルでバッテリーセルの最小電圧は２．６２Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は２．６５Ｖであって、約０．０３Ｖの電圧差が出た。また、放電及び待機後７０サイクルでバッテリーセルの最小電圧は２．６１Ｖであり、バッテリーセルの最大電圧は２．６２Ｖであって、約０．０１Ｖの電圧差が出た。
【０１３４】
即ち、本発明の一実施例でのように、バッテリーセルのバランシングを行ったバッテリーパックは充放電サイクルが増加しても、バッテリーセル間の電圧差が大きくならないことが分かる。特に、充放電サイクル回数の増加に伴い、放電直後のバッテリーセルの電圧差が殆どないことにより、特定バッテリーセルの深い放電（ｄｅｅｐ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生しないことが分かる。
【０１３５】
ここで、放電直後の電圧差、最低電圧及び容量を比較すると下記の表１のようになる。
【０１３６】
【表１】
2010183831.tif 000003
【０１３７】
このように、バッテリーセルがバランシングされると、放電直後にもバッテリーセルの最低電圧が約１Ｖに維持されることが分かる。また、バッテリーセル間の電圧差も増加しないことが分かる。しかし、バッテリーセルがバランシングされない場合、放電時のバッテリーセルの最低電圧が相対的に大きく減少することが分かる。また、バッテリーセル間の電圧差も大きく増加することが分かる。さらに、バッテリーパックの容量においても、バランシング機能がある場合は７０サイクルが過ぎた後の容量が９７．４％に減少する反面、バランシング機能がない場合は７０サイクルが過ぎた後の容量が９６％に減少することが分かる。即ち、バランシング機能がないバッテリーパックの場合は、充放電サイクルが繰り返されることにより、バッテリー容量低下現象が加速することが分かる。
【０１３８】
以上にて説明したことは、本発明の一実施例にかかるバッテリーパック及びバッテリーセルのバランシング方法を実施するための一つの実施例に過ぎないものであり、本発明は上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求するような本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも様々な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。
【０１３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１４０】
１００    バッテリーパック
１１０    バッテリーセル
１２０    電圧感知及びバランシング回路
１３０    制御部
１４１    放電端子  
１４２    充電端子
１４３    通信端子
１４４    負極端子
１５１    ヒューズ
１５２    加熱抵抗
１５３    スイッチ
１６０    アナログスイッチ
１６１    スイッチ
１６２    フライングキャパシティー
１６３    オペアンプ
１６４ａ、１６４ｂ    分圧抵抗
１６５ａ、１６５ｂ    分圧抵抗
１６６    バランシング抵抗
１６７    バランシングスイッチ
１６８    電流センス抵抗
１６９    温度センサー
【図１】
2010183831.tif 000004
【図２】
2010183831.tif 000005
【図３】
2010183831.tif 000006
【図４】
2010183831.tif 000007
【図５】
2010183831.tif 000008
【図６】
2010183831.tif 000009
【図７】
2010183831.tif 000010
【図８】
2010183831.tif 000011
【図９】
2010183831.tif 000012
【図１０ａ】
2010183831.tif 000013
【図１０ｂ】
2010183831.tif 000014
【図１１ａ】
2010183831.tif 000015
【図１１ｂ】
2010183831.tif 000016
【図１２ａ】
2010183831.tif 000017
【図１２ｂ】
2010183831.tif 000018