(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受けて駆動される駆動体と連結され、前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第１電池と、
前記第１電池と連結されて前記第１電池を充電させるための電力を供給するか、または前記駆動体と連結されて前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第２電池と、
前記第１電池から前記駆動体に供給される電力量、前記第２電池から前記駆動体に供給される電力量および前記第２電池から前記第１電池に供給される電力量の１つ以上を制御する制御部と、
前記制御部の制御を受け、前記駆動体、前記第１電池、および前記第２電池の２つ以上を互いに連結するスイッチ部と
を含み、
前記制御部は、
前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らない場合および前記出力許容範囲を超過する場合、前記第１電池を介して前記駆動体を駆動させるように制御する、バッテリー制御装置。
【請求項２】
前記第１電池のエネルギー密度は、
前記第２電池のエネルギー密度より低い、請求項１に記載のバッテリー制御装置。
【請求項３】
前記第１電池は、
リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、金属酸化（Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ）電池のうち１つ以上に該当する、請求項２に記載のバッテリー制御装置。
【請求項４】
前記第２電池の容量は、
前記第１電池の容量より大きい、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項５】
前記第２電池は、
リチウム（Ｌｉ）電池、リチウム硫黄（Ｌｉ−Ｓ）電池、金属酸化（Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ）電池、全固体（Ａｌｌ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ）電池のうち１つ以上に該当する、請求項１から４のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２電池の電力によって前記駆動体が駆動されるように前記第２電池の電力供給を制御する、請求項１から５のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項７】
前記スイッチ部は、
前記駆動体と各々連結される第１および第２スイッチ部を含み、
前記制御部は、
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第１スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にし、前記第２スイッチ部をオン（Ｏｎ）にし、そして
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量を超過する場合、前記第２スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にする、請求項６に記載のバッテリー制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２電池が前記第１電池を充電するように前記第２電池の電力を制御する、請求項１から６のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項９】
前記スイッチ部は、
前記駆動体および第１電池の間に提供される第１スイッチ部と
前記第１および第２電池の間に提供される第２スイッチ部と
を含み、
前記制御部は、
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２スイッチ部をオン（Ｏｎ）にして、前記第２電池の電力によって前記第１電池が充電されるようにし、そして
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量を超過する場合、前記第２スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にして、前記第２電池の電力が前記第１電池に供給されないようにする、請求項８に記載のバッテリー制御装置。
【請求項１０】
前記スイッチ部は、
前記駆動体と各々連結される第１および第２スイッチ部を含み、
前記制御部は、
前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れない場合、前記第１電池と連結された前記第２スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にし、そして
前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らない場合および前記出力許容範囲を超過する場合、前記第２電池と連結された前記第１スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にし、前記第１電池と連結された前記第２スイッチ部をオン（Ｏｎ）にして、前記第１電池の電力によって前記駆動体が駆動されるようにする、請求項１から６のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項１１】
電力の供給を受けて駆動される駆動体と前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第１電池を連結するステップと、
前記第１電池を充電させるための電力を供給するかまたは前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第２電池を前記第１電池または前記駆動体と連結するステップと、
制御部が前記第１電池から前記駆動体に供給される電力量、前記第２電池から前記駆動体に供給される電力量および前記第２電池から前記第１電池に供給される電力量の１つ以上を制御するステップと、
スイッチ部が前記駆動体、前記第１電池、および前記第２電池の２つ以上を互いに連結するステップと
を含み、
前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、
前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らない場合および前記出力許容範囲を超過する場合、前記第１電池を介して前記駆動体を駆動させるように制御するステップを含む、バッテリー制御方法。
【請求項１２】
前記制御部が前記第１電池の充電量（ＳＯＣ）を計算するステップと、
前記制御部が既に設定された充電量と前記第１電池の充電量を比較判断して前記駆動体に供給される電力を制御するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載のバッテリー制御方法。
【請求項１３】
前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記制御部が前記第２電池の電力によって前記駆動体が駆動されるように前記スイッチ部を制御して前記第２電池の電力供給を制御するステップを含む、請求項１２に記載のバッテリー制御方法。
【請求項１４】
前記第２電池の電力供給を制御するステップは、
前記駆動体と各々連結される第１および第２スイッチ部を各々前記第１および第２電池と連結するステップと、
前記制御部が、前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第１スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にし、前記第２スイッチ部をオン（Ｏｎ）にし、そして前記第１電池の充電量が既に設定された充電量を超過する場合、前記第２スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にするステップと
を含む、請求項１３に記載のバッテリー制御方法。
【請求項１５】
前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、
前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２電池が前記第１電池を充電するように前記第２電池の電力を制御するステップを含む、請求項１２または１３に記載のバッテリー制御方法。
【請求項１６】
前記第２電池の電力を制御するステップは、
前記駆動体および前記第１電池の間に第１スイッチ部を提供して互いに連結させるステップと、
前記第１および第２電池の間に第２スイッチ部を提供して互いに連結させるステップと、
前記制御部が、前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２スイッチ部をオン（Ｏｎ）にして前記第２電池の電力によって前記第１電池が充電されるようにし、そして前記第１電池の充電量が既に設定された充電量を超過する場合、前記第２スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にして前記第２電池の電力が前記第１電池に供給されないようにするステップと
を含む、請求項１５に記載のバッテリー制御方法。
【請求項１７】
前記第１電池の電力供給を制御するステップは、
前記駆動体と各々連結される第１および第２スイッチ部を各々前記第２および第１電池と連結するステップと、
前記制御部が、前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れない場合、前記第１電池と連結された前記第２スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にし、そして前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らない場合および前記出力許容範囲を超過する場合、前記第２電池と連結された前記第１スイッチ部をオフ（Ｏｆｆ）にし、前記第１電池と連結された前記第２スイッチ部をオン（Ｏｎ）にして、前記第１電池の電力によって前記駆動体が駆動されるようにするステップと
を含む、請求項１２または１３に記載のバッテリー制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１３年７月３０日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１３−００９０１２５号および２０１４年７月３０日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１４−００９７０６２号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
【０００２】
本発明は、バッテリー制御装置および方法に関し、より詳しくは、互いに異なるエネルギー密度を有する複数のバッテリーを互いに連結し、該複数のバッテリーを介して供給される電力を制御することによって駆動体の駆動が制御されるようにするバッテリー制御装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
最近、産業および経済が急速に発展するに伴い、このような発展を可能にする電気の使用量と共に蓄電池とも呼ばれるバッテリー（Ｂａｔｔｅｒｙ）の使用量も増加するようになった。
【０００４】
一般的に、バッテリーは蓄電池または２次電池ともいい、バッテリー内に存在する化学物質（例えば、硫酸など）が銅板、亜鉛板などのような２つの板を用いた化学的作用によって電気分解されて電気的エネルギーを発生させ、このような電気的エネルギーを貯蔵または出力する貯蔵装置を意味する。
【０００５】
このようなバッテリーは＋極（正極）と−極（負極）とからなり、電流は＋極を通して流入され、−極を通して流出される。
【０００６】
一方、このようなバッテリーは、複数のバッテリーの＋極および−極を順に連結して各バッテリー間の電流値が同一な直列連結、または複数のバッテリーの＋極は＋極同士で、−極は−極同士で連結して各バッテリー間の電圧値が同一な並列連結に連結することができる。
【０００７】
この時、バッテリーは充電量が一定値に定められるので無制限に使用することはできない。したがって、バッテリーを外部電源と常時連結して使用するか、異種のバッテリーと連結させて充電させることによってバッテリーと連結されたモーターなどのような駆動体の駆動が円滑に行われるようにする。
【０００８】
しかし、従来のバッテリー制御装置は、２４ｋＷｈ容量のリチウムイオンバッテリーを適用した車両の場合、最大走行距離が１６０ｋｍに過ぎず、リチウムイオン電池の最大可能エネルギー密度である２５０Ｗｈ／ｋｇのバッテリーを使用しても最大走行距離は３００ｋｍ内外に過ぎないため、内燃機関（Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅ）車両の最大走行距離である５００ｋｍには至らないのでエネルギー効率が落ちるという問題点を有する。
【０００９】
そこで、本発明者は、上述した従来のバッテリー制御装置が有する問題点を解決するために、バッテリーの全体的な大きさは同一でありながらも、複数のバッテリーを用いて電力が互いに交換されるようにすることにより、様々な状況に応じて駆動体に電力を供給するバッテリーを選択的に制御できるバッテリー制御装置および方法を発明するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明の目的は、互いに異なるエネルギー密度を有する複数のバッテリーを互いに連結し、該複数のバッテリーを介して供給される電力を制御することによって駆動体の駆動が制御されるようにするバッテリー制御装置および方法を提供することにある。
【００１１】
より具体的に、本発明は、互いに異なるエネルギー密度を有する複数のバッテリーを１つ以上の駆動体と連結されるようにすることにより、駆動体に供給される電力を選択的に制御するようにするバッテリー制御装置および方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明は、複数のバッテリーが互いに電力を相互補完することにより、いずれか一方のバッテリーの出力が低下しても他のバッテリーを介して駆動体の駆動が非正常に作動しないようにするバッテリー制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
実施形態中、バッテリー制御装置は、電力の供給を受けて駆動される駆動体と連結され、前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第１電池、前記第１電池と連結されて前記第１電池を充電させるための電力を供給するか、または前記駆動体と連結されて前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第２電池、前記第１電池から前記駆動体に供給される電力量、前記第２電池から前記駆動体に供給される電力量および前記第２電池から前記第１電池に供給される電力量の１つ以上を制御する制御部、および前記制御部の制御を受け、前記駆動体、前記第１電池、および前記第２電池の２つ以上を互いに連結するスイッチ部を含んでよい。前記制御部は、前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らない場合および前記出力許容範囲を超過する場合、前記第１電池を介して前記駆動体を駆動させるように制御してよい。
【００１４】
一実施形態において、前記第１電池のエネルギー密度は前記第２電池のエネルギー密度より低いことを特徴とする。
【００１５】
一実施形態において、前記第１電池は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、金属酸化（Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ）電池のうち１つ以上に該当しても良い。
【００１６】
一実施形態において、前記第２電池の容量は前記第１電池の容量より大きいことを特徴とする。
【００１７】
一実施形態において、前記第２電池は、リチウム（Ｌｉ）電池、リチウム硫黄（Ｌｉ−Ｓ）電池、金属酸化（Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ）電池、全固体（Ａｌｌ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ）電池のうち１つ以上に該当しても良い。
【００１８】
一実施形態において、前記制御部は、前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２電池の電力によって前記駆動体が駆動されるように前記第２電池の電力供給を制御しても良い。
【００１９】
一実施形態において、前記スイッチ部は前記駆動体と各々並列に連結される第１および第２スイッチ部を含み、前記第１および第２スイッチ部は各々前記第１および第２電池と連結されても良い。
【００２０】
一実施形態において、前記制御部は、前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２電池が前記第１電池を充電するように前記第２電池の電力を制御しても良い。
【００２１】
一実施形態において、前記スイッチ部は、前記駆動体および第１電池の間に提供される第１スイッチ部、および前記第１および第２電池の間に提供される第２スイッチ部を含んでも良い。
【００２２】
一実施形態において、前記制御部は、前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れる場合、前記第１電池を介して前記駆動体を駆動させるように制御しても良い。
【００２３】
一実施形態において、前記スイッチ部は前記駆動体と各々並列に連結される第１および第２スイッチ部を含み、前記第１および第２スイッチ部は各々前記第２および第１電池と連結されても良い。
【００２４】
本発明の他の実施形態によるバッテリー制御方法は、電力の供給を受けて駆動される駆動体と前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第１電池を連結するステップ、前記第１電池を充電させるための電力を供給するかまたは前記駆動体が駆動されるための電力を供給する第２電池を前記第１電池または前記駆動体と連結するステップ、制御部が前記第１電池から前記駆動体に供給される電力量、前記第２電池から前記駆動体に供給される電力量および前記第２電池から前記第１電池に供給される電力量の１つ以上を制御するステップ、およびスイッチ部が前記駆動体、前記第１電池、および前記第２電池の２つ以上を互いに連結するするステップを含んでも良い。前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らない場合および前記出力許容範囲を超過する場合、前記第１電池を介して前記駆動体を駆動させるように制御するステップを含んでよい。
【００２５】
一実施形態において、バッテリー制御方法は、前記制御部が前記第１電池の充電量（ＳＯＣ）を計算するステップ、および前記制御部が既に設定された充電量と前記第１電池の充電量を比較判断して前記駆動体に供給される電力を制御するステップをさらに含んでも良い。
【００２６】
一実施形態において、前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記制御部が前記第２電池の電力によって前記駆動体が駆動されるように前記スイッチ部を制御して前記第２電池の電力供給を制御するステップを含んでも良い。
【００２７】
一実施形態において、前記第２電池の電力供給を制御するステップは、前記駆動体と各々並列に連結される第１および第２スイッチ部を各々前記第１および第２電池と連結するステップを含んでも良い。
【００２８】
一実施形態において、前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、前記第１電池の充電量が既に設定された充電量以下である場合、前記第２電池が前記第１電池を充電するように前記第２電池の電力を制御するステップを含んでも良い。
【００２９】
一実施形態において、前記第２電池の電力を制御するステップは、前記駆動体および前記第１電池の間に第１スイッチ部を提供して互いに連結させるステップ、および前記第１および第２電池の間に第２スイッチ部を提供して互いに連結させるステップを含んでも良い。
【００３０】
一実施形態において、前記駆動体に供給される電力を制御するステップは、前記第２電池の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れる場合、前記第１電池の電力によって前記駆動体が駆動されるように前記第１電池の電力供給を制御するステップを含んでも良い。
【００３１】
一実施形態において、前記第１電池の電力供給を制御するステップは、前記駆動体と各々並列に連結される第１および第２スイッチ部を各々前記第２および第１電池と連結するステップを含んでも良い。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置および方法は、互いに異なるエネルギー密度を有する複数のバッテリーを互いに連結することにより、出力が低下するバッテリーが発生する場合に複数のバッテリーが互いに電力を相互補完することによって駆動体の駆動が常に正常に作動するように維持する効果を有する。
【００３３】
また、複数のバッテリーを連結するにおいて、従来の１個のバッテリーサイズと同一なサイズに形成するため、電気自動車にバッテリーを取り付ける場合にも従来のバッテリー収容空間に収容できるので空間活用が容易であるという効果を有する。
【００３４】
なお、エネルギー密度が高く容量が大きい第２電池を備えるため、出力効率が増加して電気自動車の最大走行距離が画期的に増加する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のバッテリー１０と本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００を比較して示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００の構成をより具体的に示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００の回路図を示す図である。
【図４】図３に示されたバッテリー制御装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態によるバッテリー制御装置１００'の回路図を示す図である。
【図６】図５に示されたバッテリー制御装置１００'の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明のまた他の実施形態によるバッテリー制御装置１００''の回路図を示す図である。
【図８】図７に示されたバッテリー制御装置１００''の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明を添付図面を参照して詳細に説明すれば次の通りである。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不要に濁す恐れのある公知機能、および構成に関する詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状および大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００３７】
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００３８】
図１は、従来のバッテリー１０と本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００を比較して示す図である。
【００３９】
図１を参照すれば、従来のバッテリー１０は単一個数で形成されるバッテリー１０が駆動体２０と連結され、この時、従来のバッテリー１０の出力が低下する場合、従来のバッテリー１０に電力を供給するかまたは従来のバッテリー１０を充電させるための手段が備えられないため、従来のバッテリー１０と連結された駆動体２０の駆動出力も共に低下するしかない。
【００４０】
しかし、本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００は、第１および第２電池１１０，１２０を互いに連結するように形成することにより、第１電池１１０の出力が低下しても第２電池１２０を介して電力を補完供給するか或いは第２電池１２０を用いて駆動体２０を直接駆動させることもできる。
【００４１】
また、従来のバッテリー１０と本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００の体積を比較してみれば、全体的な体積は同一でありながらも、２つのバッテリーに分けることにより、従来の電気自動車から従来のバッテリー１０を取り外してバッテリー制御装置１００を取り付けることによって、別途の収容空間を形成する必要がなく、電気自動車においてバッテリー制御装置１００をそのまま使用できる。
【００４２】
このようなバッテリー制御装置１００の構成は図２を参照してより詳細に説明する。
【００４３】
図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００の構成をより具体的に示すブロック図である。
【００４４】
図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００は、第１電池１１０、第２電池１２０および制御部１３０を含む。
【００４５】
先ず、第１電池１１０は電力の供給を受けて駆動される駆動体２０と連結され、駆動体２０が駆動されるための電力を供給する役割をすることができる。
【００４６】
ここで、駆動体２０とは電力を用いて作動する全ての電気製品を意味することができ、例えば、電動モーター（ｍｏｔｏｒ）に該当することができる。
【００４７】
電動モーターは、電力の供給を受けて内部の回転体を回転させることによって電力を消耗し、それと同時に回転する回転体を用いて他の運動エネルギーを生成するようになる。
【００４８】
一方、第１電池１１０から駆動体２０に供給される電力が低下する場合は駆動体２０の出力も低下し得るため、駆動体２０が供給電力の不足のために非正常に作動するのを防止するために、第１および第２電池１１０，１２０および制御部１３０が相互補完的に動作する。
【００４９】
このような役割をする第１電池１１０のエネルギー密度は後述する第２電池１２０のエネルギー密度より低く形成されることができ、これは、第１電池１１０に該当するバッテリーの種類の影響である。
【００５０】
第１電池１１０は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、金属酸化（Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ）電池のうち１つ以上に該当することができる。
【００５１】
このような第１電池１１０は後述する第２電池１２０および制御部１３０と連結されることができ、第２電池１２０を介して充電可能に形成されることができ、また、制御部１３０の制御によって出力電力が制御されることができ、これは、後述する図３〜図５を参照してより詳細に説明する。
【００５２】
一方、第１電池１１０が上述した役割（駆動体２０を駆動させるための電力を供給する役割）をする限り、第１電池１１０の種類、出力電力および容量は制限されないことに留意する。
【００５３】
次に、第２電池１２０は上述した第１電池１１０と連結されて第１電池１１０に電力を供給するかまたは第１電池１１０を充電させることができ、または駆動体２０と直接に連結されて駆動体２０が駆動されるための電力を供給する役割をすることができる。
【００５４】
このような役割をする第２電池１２０も、駆動体２０に供給される電力が低下する場合に駆動体２０の出力が低下し得るため、駆動体２０が供給電力の不足のために非正常に作動するのを防止するために、第２電池１２０も第１電池１１０と同様に後述する制御部１３０と相互補完的に動作する。
【００５５】
このような第２電池１２０のエネルギー密度は上述した第１電池１１０のエネルギー密度より高く形成され、例えば、２５０Ｗｈ／ｋｇ以上に該当することができ、これは、第２電池１２０に該当するバッテリーの種類の影響である。
【００５６】
第２電池１２０は、リチウム（Ｌｉ）電池、リチウム硫黄（Ｌｉ−Ｓ）電池、金属酸化（Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ）電池、全固体（Ａｌｌ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ）電池のうち１つ以上に該当することができる。
【００５７】
また、第２電池１２０は充放電可能な電池で構成され、第２電池１２０が全て放電しても交換する必要なく充電して使用することができる。
【００５８】
また、第２電池１２０は第１電池１１０より高容量であることができ、このように第２電池１２０を高容量とすることによって、バッテリー制御装置１００は従来のバッテリー１０に比べて駆動体２０をより長時間駆動させることができる。また、第２電池１２０は第１電池１１０に比べて出力密度が低く廉価な電池で構成されるため、本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００は低費用で長時間駆動可能なバッテリー１０を実現することができる。
【００５９】
なお、第２電池１２０は第１電池１１０を充電させる役割をすることができ、これは、第１電池１１０の出力が低下することによって発生する駆動体２０の非正常な作動を防止するためであり、これは、後述する図３〜図５を参照してより詳細に説明する。
【００６０】
一方、第２電池１２０が上述した役割（駆動体２０を駆動させるための電力を供給するかまたは第１電池１１０を充電させる役割）をする限り、第２電池１２０の種類、出力電力および容量は制限されないことに留意する。
【００６１】
最後に、制御部１３０は、上述した第１電池１１０および第２電池１２０から駆動体２０に供給される電力の電力量を制御する役割をすることができる。
【００６２】
すなわち、制御部１３０は電気車両に備えられるバッテリーを制御するバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）に該当することができ、制御部１３０は大きく３つの方法によって第１電池１１０および第２電池１２０の電力量を制御することができ、これは、図３〜図５を参照してより詳細に説明する。
【００６３】
図３は本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００の回路図を示す図であり、図４は図３に示されたバッテリー制御装置１００の動作を示すフローチャートであり、図５は本発明の他の実施形態によるバッテリー制御装置１００'の回路図を示す図であり、図６は図５に示されたバッテリー制御装置１００'の動作を示すフローチャートであり、図７は本発明のまた他の実施形態によるバッテリー制御装置１００''の回路図を示す図であり、図８は図７に示されたバッテリー制御装置１００''の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
先ず、図３を参照すれば、第１および第２電池１１０，１２０は駆動体２０と各々連結されており、各々の連結端間にはスイッチ部１４０が連結されている。
【００６５】
ここで、スイッチ部１４０は、制御部１３０とも連結されて制御部１３０の制御を受け、第１および第２電池１１０，１２０の電力を個別的に遮断および連結する役割をすることができる。
【００６６】
このようなスイッチ部１４０は第１電池１１０と連結される第１スイッチ部１４０ａおよび第２電池１２０と連結される第２スイッチ部１４０ｂを含んで構成されることができ、第１および第２スイッチ部１４０ａ，１４０ｂがオン（Ｏｎ）状態に該当する場合、第１または第２電池１１０，１２０が駆動体２０と通電し、それによって駆動体２０が駆動される。
【００６７】
その逆に、第１および第２スイッチ部１４０ａ，１４０ｂがオフ（Ｏｆｆ）状態に該当する場合、第１または第２電池１１０，１２０が駆動体２０と遮断され、それによって駆動体２０の駆動も中止される。
【００６８】
また、第１および第２電池１１０，１２０は制御部１３０とも連結されており、制御部１３０は第１および第２電池１１０，１２０から充電量（ＳＯＣ）の伝達を受け、充電量に応じて駆動体２０に供給される電力を制御する。
【００６９】
すなわち、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量以下である場合、制御部１３０は第２電池１２０の電力によって駆動体２０が駆動されるように第２電池１２０の電力を制御する。
【００７０】
ここで、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量以下に該当する場合には、駆動体２０の出力が低下して非正常に作動するようになる。
【００７１】
図４を参照すれば、先ず、駆動体２０は第１電池１１０から電力を得て駆動を開始する（Ｓ４０１）。次に、制御部１３０は、第１および第２電池１１０，１２０から充電量（ＳＯＣ）に対するデータを受信する（Ｓ４０２）。次に、制御部１３０は、受信した充電量に基づいて第１電池１１０の充電量と駆動体２０が駆動されるのに必要となるように設定された基本充電量を互いに比較判断するが（Ｓ４０３）、この時、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量を超過する場合、制御部１３０は継続して第１電池１１０の電力によって駆動体２０が駆動されるように第１電池１１０を制御すると同時に、第２電池１２０が動作しないように第２電池１２０と連結された第２スイッチ部１４０ｂをオフ（Ｏｆｆ）にする（Ｓ４０４）。
【００７２】
一方、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量以下である場合、制御部１３０は、第１電池１１０と連結された第１スイッチ部１４０ａをオフ（Ｏｆｆ）にして作動を中断させ、第２電池１２０と連結された第２スイッチ部１４０ｂをオン（Ｏｎ）にして第２電池１２０の電力によって駆動体２０が駆動されるように第２電池１１０を制御する（Ｓ４０５）。
【００７３】
そして、継続して駆動体２０が駆動される場合、制御部１３０は、駆動体２０から駆動データの伝達を受け（Ｓ４０６）、駆動データに基づいて第１および第２電池１１０，１２０の制御動作を繰り返し行うようになる。
【００７４】
次に、本発明の他の実施形態によるバッテリー制御装置１００'を図５を参照して説明すれば、第１電池１１０は第１スイッチ部１４０ａ'を介して駆動体２０と互いに連結されており、第１および第２電池１１０，１２０は第２スイッチ部１４０ｂ'を介して連結されている。
【００７５】
それにより、第２電池１２０は、第２スイッチ部１４０ｂ'のオン／オフ状態に応じて第１電池１１０と連結されることも遮断されることもできる。
【００７６】
また、第１および第２電池１１０，１２０は制御部１３０と連結されており、これは、上述した図３の内容に相応するので詳細な説明は省略する。
【００７７】
一方、第１電池１１０と駆動体２０との間の第１スイッチ部１４０ａ'および第１電池１１０と第２電池１２０との間の第２スイッチ部１４０ｂ'は、全て制御部１３０と連結されて制御部１３０の制御を受ける。
【００７８】
また、制御部１３０は、第１および第２電池１２０から充電量に対するデータの伝達を受け、充電量に応じて駆動体２０に供給される電力を制御する。
【００７９】
すなわち、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量以下に該当する場合、制御部１３０は第２電池１２０の電力によって第１電池１１０を充電させる。
【００８０】
図６を参照すれば、先ず、駆動体２０は第１電池１１０から電力を得て駆動を開始する（Ｓ６０１）。次に、制御部１３０は、第１および第２電池１１０，１２０から充電量（ＳＯＣ）に対するデータを受信する（Ｓ６０２）。次に、制御部１３０は、受信した充電量に基づいて第１電池１１０の充電量と駆動体２０が駆動されるのに必要となるように設定された基本充電量を互いに比較判断するが（Ｓ６０３）、この時、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量超過に該当する場合、制御部１３０は、継続して第１電池１１０の電力によって駆動体２０が駆動されるように第１電池１１０を制御すると同時に、第２電池１２０が第１電池を充電させないように第２電池１２０と連結された第２スイッチ部１４０ｂ'をオフ（Ｏｆｆ）にする（Ｓ６０４）。
【００８１】
一方、第１電池１１０の充電量が既に設定された充電量以下に該当する場合、制御部１３０は、第２電池１２０と連結された第２スイッチ部１４０ｂ'をオン（Ｏｎ）にして第２電池１２０の電力によって第１電池１１０を充電させるようにする（Ｓ６０５）。それにより、第１電池１１０は第２電池１２０から電力の供給を受けるため、継続して駆動体２０を正常に駆動させることができる。
【００８２】
また、継続して駆動体２０が駆動される場合、制御部１３０は、駆動体２０から駆動データの伝達を受け（Ｓ６０６）、駆動データに基づいて第１および第２電池１１０，１２０の制御動作を繰り返し行うようになる。
【００８３】
次に、本発明のまた他の実施形態によるバッテリー制御装置１００'を図７を参照して説明すれば、バッテリー制御装置１００'は図３に示されたバッテリー制御装置１００と技術的構成が同様に形成されるため、相異なるように形成される制御部１３０を中心に説明することにする。
【００８４】
制御部１３０は車両制御部１３１と連結されることができ、車両制御部１３１は制御部１３０に出力要求情報を提供し、制御部１３０はこのような出力要求情報に基づいて第１および第２電池１１０，１２０を制御する。
【００８５】
ここで、制御部１３０は、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れる場合、第２電池１２０の電力供給を中断させ、第１電池１１０の電力によって駆動体２０が駆動されるようにする。
【００８６】
ここで、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れるという意味は、第２電池１２０の出力量は不安定であるため、高くなることも低くなることもある。したがって、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲以下の場合も、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲を大きく超える場合もある。
【００８７】
したがって、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れるという意味は、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲に至らないか、または既に設定された出力許容範囲を大きく超過することを意味することができる。
【００８８】
図８を参照すれば、先ず、駆動体２０は第２電池１２０から電力を得て駆動を開始する（Ｓ８０１）。次に、制御部１３０は、第１および第２電池１１０，１２０から出力量に対するデータを受信する（Ｓ８０２）。次に、制御部１３０は、受信した出力量に基づいて第２電池１２０の出力量と駆動体２０が駆動されるのに必要となるように設定された基本出力量を互いに比較判断するが（Ｓ８０３）、この時、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れない場合、制御部１３０は、継続して第２電池１２０の電力によって駆動体２０が駆動されるように第２電池１２０を制御すると同時に、第１電池１１０が動作しないように第１電池１１０と連結された第２スイッチ部１４０ｂ''をオフ（Ｏｆｆ）にする（Ｓ８０４）。
【００８９】
一方、第２電池１２０の出力量が既に設定された出力許容範囲を外れる場合、制御部１３０は、第２電池１２０と連結された第１スイッチ部１４０ａ''をオフ（Ｏｆｆ）にして作動を中断させ、第１電池１１０と連結された第２スイッチ部１４０ｂ''をオン（Ｏｎ）にして第１電池１１０の電力によって駆動体２０が駆動されるように第１電池１１０を制御する（Ｓ８０５）。
【００９０】
また、継続して駆動体２０が駆動される場合、制御部１３０は、駆動体２０から駆動データの伝達を受け（Ｓ８０６）、駆動データに基づいて第１および第２電池１１０，１２０の制御動作を繰り返し行うようになる。
【００９１】
次は、本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００に応じた車両の運行効率を説明する。
【００９２】
一実施形態において、従来のリチウムイオン電池を取り付けた車両のリチウムイオン電池は、総重さ３００ｋｇ、２４ｋＷｈの出力量、１４０Ｗｈ／ｋｇの重さ当たりエネルギー密度を有することができ、最大１６０ｋｍの距離を走行することができる。
【００９３】
この時、１ｋＷｈの出力量を出力するためには７５０ドルが必要であり、この時、総走行距離である１６０ｋｍを走行するためには最大１８，０００ドルの費用が必要となる。
【００９４】
すなわち、従来のリチウムイオン電池だけでは走行距離も短く、また、そのために必要となる費用も多いという問題点がある。
【００９５】
本発明の一実施形態によるバッテリー制御装置１００の第１および第２電池１１０，１２０を取り付けた車両の第１電池１１０は、重さ２００ｋｇ、１６ｋＷｈの出力量、１４０Ｗｈ／ｋｇの重さ当たりエネルギー密度を有することができる。また、第２電池１２０は、重さ１００ｋｇ、２９ｋＷｈの出力量、５００Ｗｈ／ｋｇの重さ当たりエネルギー密度を有することができる。
【００９６】
したがって、第１および第２電池１１０，１２０の総重さは３００ｋｇであるため、従来のリチウムイオン電池と同一な重さを有するようになる。
【００９７】
また、最大２９７ｋｍの距離を走行することができ、この時、１ｋＷｈの出力量を出力するためには３３３ドルが必要であり、この時、総走行距離である２９７ｋｍを走行するためには最大１４，８５７ドルの費用が必要となる。
【００９８】
すなわち、本発明の一実施形態による第１および第２電池１１０，１２０は従来のリチウムイオン電池に比べて走行距離が画期的に増加し、費用も２０％以上減少することが分かる。
【００９９】
本発明の他の実施形態によるバッテリー制御装置１００の第２電池１２０を取り付けた車両の第２電池１２０は、重さ３００ｋｇ、８６ｋＷｈの出力量、５００Ｗｈ／ｋｇの重さ当たりエネルギー密度を有することができる。
【０１００】
したがって、第２電池１２０の総重さは３００ｋｇであるため、従来のリチウムイオン電池と同一の重さを有するようになる。
【０１０１】
また、最大５００ｋｍ以上の距離を走行することができ、この時、１ｋＷｈの出力量を出力するためには１００ドルが必要であり、この時、総走行距離である５００ｋｍを走行するためには最大８，６００ドルの費用が必要となる。
【０１０２】
すなわち、本発明の他の実施形態によるバッテリー制御装置１００は、従来のリチウムイオン電池に比べて走行距離が画期的に増加し、費用も５０％以上減少することが分かる。
【０１０３】
上記では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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