(57)【要約】  本発明の一実施例によるバッテリーバランシング装置は、第１バッテリー群に含まれる複数のバッテリー各々を第１ノードと第２ノードとの間に選択的に接続する第１選択部と、第１抵抗素子、第２抵抗素子、第１及び第２抵抗素子の直列回路、または第１及び第２抵抗素子の並列回路を第１ノードと第２ノードとの間に接続する抵抗調節部と、制御部と、を含む。制御部は、各々のバッテリーの電圧を示す第１電圧信号に基づき、複数のバッテリーの少なくとも一つを第１バランシング対象に決定する。第１選択部は、第１バランシング対象を第１ノードと第２ノードとの間に接続する。制御部は、第１バランシング対象の電圧と基準電圧との電圧差に基づき、抵抗調節部を制御する。
2021520773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バッテリー群に含まれる複数のバッテリーの各々の電圧を示す第１電圧信号を出力するように構成される検出部と、
前記第１バッテリー群に含まれる前記複数のバッテリーの各々を第１ノードと第２ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成される第１選択部と、
第１抵抗素子、第２抵抗素子、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との直列回路または前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との並列回路を前記第１ノードと前記第２ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成される抵抗調節部と、
前記検出部、前記第１選択部及び前記抵抗調節部に動作可能に結合した制御部を含み、
前記制御部は、前記第１電圧信号に基づき、前記第１バッテリー群に含まれた前記複数のバッテリーの少なくとも一つを第１バランシング対象として決定するように構成され、
前記第１選択部は、前記第１バランシング対象を前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続するように構成され、
前記制御部は、
前記第１バランシング対象の電圧と基準電圧との第１電圧差に基づき、前記抵抗調節部を制御するように構成される、バッテリーバランシング装置。
【請求項２】
前記第１抵抗素子の一端が、前記第１ノードに電気的に接続され、
前記第２抵抗素子の一端が、前記第２ノードに電気的に接続され、
前記抵抗調節部は、前記第１抵抗素子の他端と前記第２ノードとの間に接続される第１スイッチと、
前記第２抵抗素子の他端と前記第１ノードとの間に接続される第２スイッチと、を含む、請求項１に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項３】
前記第１抵抗素子の抵抗が、前記第２抵抗素子の抵抗よりも大きく、
前記制御部は、前記第１電圧差が第１臨界電圧以上であり、第２臨界電圧未満である場合、前記第１抵抗素子が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第１スイッチをターンオンし、前記第２スイッチをターンオフするように構成される、請求項２に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項４】
前記第１抵抗素子の抵抗が、前記第２抵抗素子の抵抗よりも大きく、
前記制御部は、前記第１電圧差が第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧未満である場合、前記第２抵抗素子が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第１スイッチをターンオフし、前記第２スイッチをターンオンするように構成される、請求項２または３に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１電圧差が第３臨界電圧以上である場合、前記並列回路が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをターンオンするように構成される、請求項２から４のいずれか一項に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項６】
前記抵抗調節部は、前記第１抵抗素子の他端と前記第２抵抗素子の他端との間に接続される第３スイッチをさらに含み、
前記制御部は、前記第１電圧差が第１臨界電圧未満である場合、前記直列回路が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続するように、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをターンオフし、前記第３スイッチをターンオンするように構成される、請求項２から５のいずれか一項に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項７】
前記第１抵抗素子の一端は、前記第１ノードに電気的に接続し、
前記抵抗調節部は、前記第１抵抗素子の他端と前記第２ノードとの間に接続される第１スイッチと、前記第２抵抗素子の一端と前記第２ノードとの間に接続される第２スイッチと、前記第２抵抗素子の他端と前記第１ノードとの間に接続される第３スイッチと、を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項８】
前記第１抵抗素子の抵抗は、前記第２抵抗素子の抵抗よりも大きく、
前記制御部は、前記第１電圧差が第１臨界電圧以上であり、第２臨界電圧未満である場合、前記第１抵抗素子が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第１スイッチをターンオンし、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの少なくとも一つをターンオフするように構成される、請求項７に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項９】
前記第１抵抗素子の抵抗は、前記第２抵抗素子の抵抗よりも大きく、
前記制御部は、前記第１電圧差が前記第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧未満である場合、前記第２抵抗素子が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをターンオンし、前記第１スイッチをターンオフするように構成される、請求項８に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１電圧差が前記第３臨界電圧以上である場合、前記並列回路が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをターンオンするように構成される、請求項９に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項１１】
第２バッテリー群に含まれる複数のバッテリーの各々を第３ノードと第４ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成される第２選択部をさらに含み、
前記検出部は、前記第２バッテリー群に含まれる前記複数のバッテリーの各々の電圧を示す第２電圧信号を出力するように構成され、
前記抵抗調節部は、前記第１抵抗素子、前記第２抵抗素子、前記並列回路または前記直列回路を前記第３ノードと前記第４ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成され、
前記制御部は、前記第２電圧信号に基づき、前記第２バッテリー群に含まれた前記複数のバッテリーの少なくとも一つを第２バランシング対象に決定するように構成され、
前記第２選択部は、前記第２バランシング対象を前記第３ノードと前記第４ノードとの間に電気的に接続するように構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項１２】
前記第１抵抗素子の一端が、前記第１ノードに電気的に接続され、
前記第２抵抗素子の一端が、前記第３ノードに電気的に接続され、
前記抵抗調節部は、前記第１抵抗素子の他端と前記第２ノードとの間に接続される第１スイッチと、前記第２抵抗素子の他端と前記第４ノードとの間に接続される第２スイッチと、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続される第３スイッチと、前記第２抵抗素子の他端と前記第２ノードとの間に接続される第４スイッチと、前記第１抵抗素子の他端と前記第３ノードとの間に接続される第５スイッチと、前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続される第６スイッチと、を含む、請求項１１に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記第１バランシング対象の電圧が前記第２バランシング対象の電圧よりも高く、前記第１バランシング対象と前記第２バランシング対象との第２電圧差が第４臨界電圧未満である場合、前記直列回路が前記第１ノードと前記第２ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第４スイッチ及び前記第５スイッチをターンオンし、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第６スイッチをターンオフするように構成される、請求項１２に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第２バランシング対象の電圧が前記第１バランシング対象の電圧よりも高く、前記第１バランシング対象と前記第２バランシング対象との第２電圧差が第４臨界電圧未満である場合、前記直列回路が前記第３ノードと前記第４ノードとの間に電気的に接続されるように、前記第１スイッチ、前記第４スイッチ及び前記第６スイッチをターンオンし、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第５スイッチをターンオフするように構成される、請求項１２または１３に記載のバッテリーバランシング装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のバッテリーバランシング装置を含む、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、複数のバッテリーの充電状態をバランシングする技術に関する。
【０００２】
本出願は、２０１９年１月３日出願の韓国特許出願第１０−２０１９−００００８９６号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行されつつある。
【０００４】
現在、商用化したバッテリーとしては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどがあり、このうち、リチウムバッテリーは、ニッケル系のバッテリーに比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００５】
最近、電気自動車などにおいて高出力が要求されるにつれ、これに搭載されるバッテリーパックには複数のバッテリーモジュールが含まれ、各バッテリーモジュールには相互に直列接続した複数のバッテリーが含まれることが通常であった。ところが、バッテリーパックの充放電が繰り返されるほどバッテリー同士の充電状態に不均衡が発生するしかない。このような不均衡を抑制することなくバッテリーパックの充放電を繰り返し続ける場合、バッテリーパックの可用容量が減少し、これに含まれたバッテリーの劣化が加速化する。
【０００６】
前述したような問題を解決するための従来技術としての特許文献１は、バッテリーのうち相対的に高い充電状態を有するものを強制的に放電することでバッテリー同士の充電状態を均一化する。しかし、特許文献１の図２に示したように、複数のバッテリーと同数の抵抗素子を含むバランシング回路が必須に要求される。したがって、バッテリーパックの全体的なサイズが大きくなるしかない。また、複数のバッテリーに対するバランシングが同時に行われるとき、多量の熱が急激に放出される状況に備えてバッテリーパック内に放熱構造を追加することが望ましいが、空間的な制約が伴うことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許公報第１０−２０１５−００８９６２７号（公開日：２０１５年８月５日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーパックに搭載されたバッテリーの個数より少ない個数の抵抗素子を用いて、各バッテリーを選択的に放電できるバッテリーバランシング装置及びそれを含むバッテリーパックを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、バランシング対象として決定された各バッテリーの電圧に応じて、単一の抵抗素子、抵抗素子二つの直列回路または抵抗素子二つの並列回路をバランシング対象に並列接続できるバッテリーバランシング装置及びそれを含むバッテリーパックを提供することを他の目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一面によるバッテリーバランシング装置は、第１バッテリー群に含まれる複数のバッテリー各々の電圧を示す第１電圧信号を出力するように構成される検出部と、第１バッテリー群に含まれる複数のバッテリー各々を第１ノードと第２ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成される第１選択部と、第１抵抗素子、第２抵抗素子、第１抵抗素子と第２抵抗素子との直列回路または第１抵抗素子と第２抵抗素子との並列回路を第１ノードと第２ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成される抵抗調節部と、検出部、第１選択部及び抵抗調節部に動作可能に結合した制御部を含む。制御部は、第１電圧信号に基づき、第１バッテリー群に含まれた複数のバッテリーの少なくとも一つを第１バランシング対象として決定するように構成される。第１選択部は、第１バランシング対象を第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続するように構成される。制御部は、第１バランシング対象の電圧と基準電圧との第１電圧差に基づき、抵抗調節部を制御するように構成される。
【００１２】
第１抵抗素子の一端は、第１ノードに電気的に接続され得る。第２抵抗素子の一端は、第２ノードに電気的に接続され得る。抵抗調節部は、第１抵抗素子の他端と第２ノードとの間に接続される第１スイッチと、第２抵抗素子の他端と第１ノードとの間に接続される第２スイッチと、を含み得る。
【００１３】
第１抵抗素子の抵抗は、第２抵抗素子の抵抗よりも大きいことがある。制御部は、第１電圧差が第１臨界電圧以上であり、第２臨界電圧未満である場合、第１抵抗素子が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチをターンオンし、第２スイッチをターンオフするように構成され得る。
【００１４】
第１抵抗素子の抵抗は、第２抵抗素子の抵抗よりも大きいことがある。制御部は、第１電圧差が第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧未満である場合、第２抵抗素子が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチをターンオフし、第２スイッチをターンオンするように構成され得る。
【００１５】
制御部は、第１電圧差が第３臨界電圧以上である場合、並列回路が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチ及び第２スイッチをターンオンするように構成され得る。
【００１６】
抵抗調節部は、第１抵抗素子の他端と第２抵抗素子の他端との間に接続される第３スイッチをさらに含み得る。制御部は、第１電圧差が第１臨界電圧未満である場合、直列回路が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチ及び第２スイッチをターンオフし、第３スイッチをターンオンするように構成され得る。
【００１７】
第１抵抗素子の一端は、第１ノードに電気的に接続し得る。抵抗調節部は、第１抵抗素子の他端と第２ノードとの間に接続される第１スイッチと、第２抵抗素子の一端と第２ノードとの間に接続される第２スイッチと、第２抵抗素子の他端と第１ノードとの間に接続される第３スイッチと、を含み得る。
【００１８】
第１抵抗素子の抵抗は、第２抵抗素子の抵抗よりも大きいことがある。制御部は、第１電圧差が第１臨界電圧以上であり、第２臨界電圧未満である場合、第１抵抗素子が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチをターンオンし、第２スイッチ及び第３スイッチの少なくとも一つをターンオフするように構成され得る。
【００１９】
第１抵抗素子の抵抗は、第２抵抗素子の抵抗よりも大きいことがある。制御部は、第１電圧差が第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧未満である場合、第２抵抗素子が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第２スイッチ及び第３スイッチをターンオンし、第１スイッチをターンオフするように構成され得る。
【００２０】
制御部は、第１電圧差が第３臨界電圧以上である場合、並列回路が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチをターンオンするように構成され得る。
【００２１】
バッテリーバランシング装置は、第２バッテリー群に含まれる複数のバッテリー各々を第３ノードと第４ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成される第２選択部をさらに含み得る。検出部は、第２バッテリー群に含まれる複数のバッテリー各々の電圧を示す第２電圧信号を出力するように構成され得る。抵抗調節部は、第１抵抗素子、第２抵抗素子、並列回路または直列回路を第３ノードと第４ノードとの間に選択的に電気的に接続するように構成され得る。制御部は、第２電圧信号に基づき、第２バッテリー群に含まれた複数のバッテリーの少なくとも一つを第２バランシング対象に決定するように構成され得る。第２選択部は、第２バランシング対象を第３ノードと第４ノードとの間に電気的に接続するように構成され得る。
【００２２】
第１抵抗素子の一端は、第１ノードに電気的に接続され得る。第２抵抗素子の一端が、第３ノードに電気的に接続され得る。抵抗調節部は、第１抵抗素子の他端と第２ノードとの間に接続される第１スイッチと、第２抵抗素子の他端と第４ノードとの間に接続される第２スイッチと、第１ノードと第３ノードとの間に接続される第３スイッチと、第２抵抗素子の他端と第２ノードとの間に接続される第４スイッチと、第１抵抗素子の他端と第３ノードとの間に接続される第５スイッチと、第１ノードと第４ノードとの間に接続される第６スイッチと、を含み得る。
【００２３】
制御部は、第１バランシング対象の電圧が第２バランシング対象の電圧よりも高く、第１バランシング対象と第２バランシング対象との第２電圧差が第４臨界電圧未満である場合、直列回路が第１ノードと第２ノードとの間に電気的に接続されるように、第４スイッチ及び第５スイッチをターンオンし、第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ及び第６スイッチをターンオフするように構成され得る。
【００２４】
制御部は、第２バランシング対象の電圧が第１バランシング対象の電圧よりも高く、第１バランシング対象と第２バランシング対象との第２電圧差が第４臨界電圧未満である場合、直列回路が第３ノードと第４ノードとの間に電気的に接続されるように、第１スイッチ、第４スイッチ及び第６スイッチをターンオンし、第２スイッチ、第３スイッチ及び第５スイッチをターンオフするように構成され得る。
【００２５】
本発明の他面によるバッテリーパックは、バッテリーバランシング装置を含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施例の少なくとも一つによれば、バッテリーの個数よりも少ない個数の抵抗素子を用いて、各バッテリーを選択的に放電することができる。これによって、バッテリーごとに抵抗素子が要求される従来技術に比べ、バッテリーバランシング装置の全体的なサイズを減らすことができる。
【００２７】
また、本発明実施例の少なくとも一つによれば、バランシング対象として決定されたバッテリーの電圧に応じて、単一抵抗素子、抵抗素子二つの直列回路または抵抗素子二つの並列回路をバランシング対象に並列接続することで、バランシングに要する時間、バランシング中の発熱及びバランシングの精度を効果的に管理することができる。
【００２８】
本発明の効果は以上で言及した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。
【００２９】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるバッテリーパックの構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例によるバッテリーバランシング装置のための各選択部の詳細構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例によるバッテリーバランシング装置のための各選択部の詳細構成を示す図である。
【図４】本発明の第３実施例によるバッテリーバランシング装置のための抵抗調節部の詳細構成を示す図である。
【図５】本発明の第４実施例によるバッテリーバランシング装置のための抵抗調節部の詳細構成を示す図である。
【図６】本発明の第５実施例によるバッテリーバランシング装置のための抵抗調節部の詳細構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００３２】
また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。
【００３３】
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちいずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
【００３４】
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「制御ユニット」のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。
【００３５】
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。
【００３６】
図１は、本発明によるバッテリーパックの構成を概略的に示す図である。
【００３７】
図１を参照すれば、バッテリーパック１０は、バッテリー群２１及びバッテリーバランシング装置１００（以下、「装置」と称することがある。）を含む。バッテリーパック１０は、バッテリー群２２をさらに含み得る。バッテリー群２２は、バッテリー群２１に電気的に直列接続し得る。
【００３８】
バッテリー群２１は、ｍ個（ｍは、２以上の自然数である。）のバッテリーを含み、順番に符号ＢＡ１〜ＢＡｍを付与した。複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍは、電気的に直列接続する。
【００３９】
バッテリー群２２は、ｎ個（ｎは、２以上の自然数である。）のバッテリーを含み、順番に符号ＢＢ１〜ＢＢｍを付与した。複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎは、電気的に直列接続する。ｍとｎは、相異なるか、または同一であり得る。
【００４０】
複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍの充電状態は、装置１００によって均等化する。装置１００は、検出部１１０、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、選択部１２１、抵抗調節部１３０及び制御部１４０を含む。
【００４１】
装置１００は、選択部１２２をさらに含み得る。複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎの充電状態は、装置１００によって均等化し得る。
【００４２】
抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２は、相互に同一または相異なる抵抗を有し得る。例えば、抵抗素子Ｒ１の抵抗は０．０５Ωであり、抵抗素子Ｒ２の抵抗は０．０１Ωであり得る。抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２は、単独でまたは相互に電気的に組み合わせられ、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ及び／または複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎのうちバランシング対象として選択された各バッテリーに貯蔵された電気エネルギーを消耗するために提供される。
【００４３】
検出部１１０は、電圧検出回路を含み、選択的に温度検出回路をさらに含み得る。電圧検出回路は、少なくとも一つの電圧センサーを含み得る。電圧検出回路は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の正極端子及び負極端子にセンシングラインを介して電気的に接続することで、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の電圧を所定の周期ごとに検出し、検出された電圧を示す電圧信号を制御部１４０に伝送し得る。電圧検出回路は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の正極端子及び負極端子にセンシングラインを介して電気的に接続することで、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の電圧を所定の周期ごとに検出し、検出された電圧を示す電圧信号を制御部１４０に伝送し得る。
【００４４】
選択部１２１は、バッテリー群２１に含まれた複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の正極端子をノードＮ１に選択的に電気的に接続するように構成される。選択部１２１は、バッテリー群２１に含まれた複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の負極端子をノードＮ２に選択的に電気的に接続するように構成される。
【００４５】
選択部１２２は、バッテリー群２２に含まれた複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の正極端子をノードＮ３に選択的に電気的に接続するように構成される。選択部１２２は、バッテリー群２２に含まれた複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の負極端子をノードＮ４に選択的に電気的に接続するように構成される。
【００４６】
抵抗調節部１３０は、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、直列回路及び並列回路のいずれか一つをノードＮ１とノードＮ２との間に選択的に電気的に接続するように構成される。抵抗調節部１３０は、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、直列回路及び並列回路のいずれか一つをノードＮ３とノードＮ４との間に選択的に電気的に接続するようにさらに構成され得る。
【００４７】
直列回路は、抵抗素子Ｒ１が抵抗素子Ｒ２に電気的に直列接続した回路を指す。並列回路は、抵抗素子Ｒ１が抵抗素子Ｒ２に電気的に並列接続した回路を指す。ここで、直列回路の抵抗は、抵抗素子Ｒ１及び抵抗素子Ｒ２各々の抵抗より大きい。並列回路の抵抗は、抵抗素子Ｒ１及び抵抗素子Ｒ２各々の抵抗より小さい。
【００４８】
制御部１４０は、検出部１１０、選択部１２１及び抵抗調節部１３０に動作可能に結合する。制御部１４０は、選択部１２２に動作可能にさらに結合し得る。
【００４９】
制御部１４０は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）、マイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、その他の機能の遂行のための電気的ユニットの少なくとも一つを用いて具現され得る。制御部１４０は、メモリーを含み得る。メモリーは、装置１００の全般的な動作に要求されるデータ、命令語及びソフトウェアを保存するものであって、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ  ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ）、ＳＳＤタイプ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ，ソリッドステートディスクタイプ）、ＳＤＤタイプ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ  ｔｙｐｅ，シリコンディスクドライブタイプ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃａｒｄ  ｍｉｃｒｏ  ｔｙｐｅ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ，ランダムアクセスメモリ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ，スタティックランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ，リードオンリメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ，エレクトリカリーイレーサブルリードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ，プログラマブルリードオンリメモリ）の少なくとも一つのタイプの保存媒体を含み得る。
【００５０】
制御部１４０は、第１電圧信号を検出部１１０から受信し得る。また、制御部１４０は、第２電圧信号を検出部１１０からさらに受信し得る。第１電圧信号は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の開放電圧（ＯＣＶ：ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ）を示すものであり得る。第２電圧信号は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の開放電圧を示すものであり得る。
【００５１】
制御部１４０は、第１電圧信号に基づいて、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍの少なくとも一つをバランシング対象として決定し得る。以下、バッテリー群２１から決定されたバランシング対象を「第１バランシング対象」と称し得る。
【００５２】
制御部１４０は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の開放電圧に基づき、メモリーに予め記録されたＯＣＶ−ＳＯＣマップから複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を決定し得る。第１バランシング対象は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍのうち、最大開放電圧（または最大充電状態）を有するバッテリーを含む。第１バランシング対象は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍのうち、バッテリー群２１の最小開放電圧よりも所定の設定電圧以上に高い開放電圧を有する少なくても一つのバッテリーをさらに含み得る。バッテリー群２１の最小開放電圧は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の開放電圧のうち最小の開放電圧である。即ち、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍのいずれか一つまたは相互隣接して直列接続した二つ以上のバッテリーが第１バランシング対象として決定され得る。
【００５３】
例えば、所定の設定電圧は、０．０１Ｖ、バッテリー群２１の最小開放電圧は、３．３０Ｖ、バッテリーＢＡ１の開放電圧（最大開放電圧）は３．３４Ｖ、バッテリーＢＡ２の開放電圧は３．３３Ｖ、バッテリーＢＡ３の開放電圧は３．３２Ｖ、バッテリーＢＡ４の開放電圧は３．３０５Ｖ、バッテリーＢＡ５の開放電圧は３．３１Ｖとする。この場合、バッテリーＢＡ１は第１バランシング対象に含まれる。バッテリーＢＡ２とバッテリーＢＡ３各々は、３．３０Ｖよりも０．０１Ｖ以上高い開放電圧を有し、バッテリーＢＡ１に直列接続するため、第１バランシング対象に含まれ得る。バッテリーＢＡ４は、３．３０Ｖよりも０．０１Ｖ  以上高くない開放電圧を有するため、第１バランシング対象に含まれない。バッテリーＢＡ５の開放電圧は３．３０Ｖよりも０．０１Ｖ以上高いが、バッテリーＢＡ４を介してバッテリーＢＡ１〜ＢＡ３に接続するため、第１バランシング対象に含まれない。
【００５４】
制御部１４０は、第２電圧信号に基づき、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎの少なくとも一つをバランシング対象として決定し得る。以下では、バッテリー群２２から決定されたバランシング対象を「第２バランシング対象」と称することがある。
【００５５】
制御部１４０は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の開放電圧に基づき、 ＯＣＶ−ＳＯＣマップから複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の充電状態を決定し得る。第２バランシング対象は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎのうち最大開放電圧（または最大充電状態）を有するバッテリーを含む。第２バランシング対象は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎのうちバッテリー群２２の最小開放電圧よりも設定電圧以上に高い開放電圧を有する少なくても一つのバッテリーをさらに含み得る。即ち、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎのいずれか一つまたは相互に隣接して直列接続した二つ以上のバッテリーが第２バランシング対象として決定され得る。
【００５６】
制御部１４０は、第１電圧信号に基づき、第１バランシング対象のための基準電圧（以下、「第１基準電圧」と称し得る。）を決定し得る。一例で、第１バランシング対象が一つのバッテリー（例えば、ＢＡ１）のみを含む場合、第１基準電圧は、バッテリー群２１の最小開放電圧と同一であり得る。他の例で、第１バランシング対象が直列接続した二つ以上のバッテリー（例えば、ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３）を含む場合、第１基準電圧は、バッテリー群２１の最小開放電圧と第１バランシング対象に含まれたバッテリーの個数との積と同一であり得る。または、第１基準電圧は、予め決定された値の電圧であり得る。
【００５７】
制御部１４０は、第２電圧信号に基づいて、第２バランシング対象のための基準電圧（以下、「第２基準電圧」と称することがある。）を決定し得る。一例で、第２バランシング対象が一つのバッテリー（例えば、ＢＢ１）のみを含む場合、第２基準電圧は、バッテリー群２２の最小開放電圧と同一であり得る。他の例で、第２バランシング対象が直列接続した二つ以上のバッテリー（例えば、ＢＢ１、ＢＢ２）を含む場合、第２基準電圧は、バッテリー群２２の最小開放電圧と第２バランシング対象に含まれたバッテリーの個数との積と同一であり得る。または、第２基準電圧は、予め決定された値の電圧であり得る。
【００５８】
制御部１４０は、第１バランシング対象が決定された場合、第１バランシング対象をノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続することを選択部１２１に要請し得る。選択部１２１は、制御部１４０からいかなる命令も受信されていない場合には、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍをノードＮ１とノードＮ２から電気的に分離し得る。
【００５９】
制御部１４０は、第２バランシング対象が決定された場合、第２バランシング対象をノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続することを選択部１２２に要請し得る。選択部１２２は、制御部１４０からいかなる命令も受信されていない場合には、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎをノードＮ３とノードＮ４から電気的に分離し得る。
【００６０】
制御部１４０は、第１バランシング対象が決定された場合、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、直列回路及び並列回路のいずれか一つがノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、抵抗調節部１３０を制御し得る。制御部１４０は、第２バランシング対象が決定された場合、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、直列回路及び並列回路のいずれか一つがノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続されるように、抵抗調節部１３０を制御し得る。抵抗調節部１３０を制御するということは、抵抗調節部１３０に含まれる各スイッチのオンオフを制御するということを意味する。
【００６１】
第１バランシング対象が決定された場合、抵抗調節部１３０によって抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、直列回路及び並列回路のいずれか一つがノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されることで、第１バランシング対象の放電のための閉回路が形成され得る。
【００６２】
第２バランシング対象が決定された場合、抵抗調節部１３０によって抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、直列回路及び並列回路のいずれか一つがノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続されることで、第２バランシング対象の放電のための閉回路が形成され得る。
【００６３】
制御部１４０は、第１バランシング対象が決定された場合、第１命令を生成し得る。第１命令は、選択部１２１に出力される。選択部１２１は、第１命令に応じて、第１バランシング対象をノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続する。
【００６４】
制御部１４０は、第２バランシング対象が決定された場合、第２命令を生成し得る。第２命令は、選択部１２２に出力される。選択部１２２は、第２命令に応じて、第２バランシング対象をノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続する。
【００６５】
以下、図２〜図６を参照して、本発明の多様な実施例によるバッテリーバランシング装置１００についてより詳しく説明する。図１〜図３には、バッテリー群２２及び選択部１２２までも図示されているが、バッテリー群２２は、バッテリーパック１０から除去され、選択部１２２は装置１００から除去されてもよい。
【００６６】
図２は、本発明の第１実施例によるバッテリーバランシング装置のための各選択部の詳細構成を示す図である。説明の便宜のために、検出部１１０、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、抵抗調節部１３０及び制御部１４０の図示を図２から省略した。
【００６７】
図１及び図２を参照すれば、選択部１２１は、スイッチングスイッチング回路ＳＣ１及びスイッチング回路ＳＣ２を含む。
【００６８】
スイッチング回路ＳＣ１は、複数のスイッチＳＰＡ１〜ＳＰＡｍを含む。複数のスイッチＳＰＡ１〜ＳＰＡｍ各々の一端は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の正極端子に接続される。即ち、ｋ＝１〜ｍとするとき、スイッチＳＰＡｋの一端はバッテリーＢＡｋの正極端子に接続される。複数のスイッチＳＰＡ１〜ＳＰＡｍ各々の他端は、ノードＮ１に接続される。
【００６９】
スイッチング回路ＳＣ２は、複数のスイッチＳＮＡ１〜ＳＮＡｍを含む。複数のスイッチＳＮＡ１〜ＳＮＡｍ各々の一端は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍ各々の負極端子に接続される。即ち、スイッチＳＮＡｋの一端は、バッテリーＢＡｋの負極端子に接続される。複数のスイッチＳＮＡ１〜ＳＮＡｍ各々の他端は、ノードＮ２に接続される。
【００７０】
スイッチＳＰＡｋがターンオンされると、バッテリーＢＡｋの正極端子は、スイッチＳＰＡｋを介してノードＮ１に電気的に接続される。スイッチＳＰＡｋがターンオフされると、バッテリーＢＡｋの正極端子がノードＮ１から電気的に分離される。
【００７１】
スイッチＳＮＡｋがターンオンされると、バッテリーＢＡｋの負極端子は、スイッチＳＮＡｋを介してノードＮ２に電気的に接続される。スイッチＳＮＡｋがターンオフされると、バッテリーＢＡｋの負極端子がノードＮ２から電気的に分離される。
【００７２】
制御部１４０は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍのいずれか一つのバッテリーＢＡｉ（ｉ＝１〜ｍ）が第１バランシング対象に決定された場合、第１命令を生成する。第１命令は、スイッチＳＰＡｉをターンオンするための信号（例えば、一定のレベル以上の電圧）及びスイッチＳＮＡｉをターンオンするための信号を含み得る。
【００７３】
または、制御部１４０は、複数のバッテリーＢＡ１〜ＢＡｍのうち二つ以上のバッテリーＢＡｉ〜ＢＡｈ（ｈ＞ｉ）が第１バランシング対象に決定された場合、第１命令を生成する。第１命令は、スイッチＳＰＡｉをターンオンするための信号（例えば、一定のレベル以上の電圧）及びスイッチＳＮＡｈをターンオンするための信号を含み得る。
【００７４】
選択部１２２は、スイッチング回路ＳＣ３及びスイッチング回路ＳＣ４を含む。
【００７５】
スイッチング回路ＳＣ３は、複数のスイッチＳＰＢ１〜ＳＰＢｎを含む。複数のスイッチＳＰＢ１〜ＳＰＢｎ各々の一端は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の正極端子に接続される。スイッチＳＰＢｋの一端は、バッテリーＢＢｋの正極端子に接続される。複数のスイッチＳＰＢ１〜ＳＰＢｎ各々の他端は、ノードＮ３に接続される。
【００７６】
スイッチング回路ＳＣ４は、複数のスイッチＳＮＢ１〜ＳＮＢｎを含む。複数のスイッチＳＮＢ１〜ＳＮＢｎ）各々の一端は、複数バッテリーＢＢ１〜ＢＢｎ各々の負極端子に接続される。即ち、スイッチＳＮＢｋの一端は、バッテリーＢＢｋの負極端子に接続される。複数のスイッチＳＮＢ１〜ＳＮＢｎ各々の他端は、ノードＮ４に接続される。
【００７７】
スイッチＳＰＢｋがターンオンされると、バッテリーＢＢｋの正極端子は、スイッチＳＰＢｋを介してノードＮ３に電気的に接続される。スイッチＳＰＢｋがターンオフされると、バッテリーＢＢｋの正極端子がノードＮ３から電気的に分離される。
【００７８】
スイッチＳＮＢｋがターンオンされると、バッテリーＢＢｋの負極端子は、スイッチＳＮＢｋを介してノードＮ４に電気的に接続される。スイッチＳＮＢｋがターンオフされると、バッテリーＢＢｋの負極端子がノードＮ４から電気的に分離される。
【００７９】
制御部１４０は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎのいずれか一つのバッテリーＢＢｊ（ｊ＝１〜ｎ）が第２バランシング対象に決定された場合、第２命令を生成する。第２命令は、スイッチＳＰＢｊをターンオンするための信号（例えば、一定のレベル以上の電圧）及びスイッチＳＮＢｊをターンオンするための信号を含み得る。
【００８０】
または、制御部１４０は、複数のバッテリーＢＢ１〜ＢＢｎのうち二つ以上のバッテリーＢＢｊ〜ＢＢｇ（ｇ＞ｊ）が第２バランシング対象に決定された場合、第２命令を生成する。第２命令は、スイッチＳＰＢｊをターンオンするための信号（例えば、一定のレベル以上の電圧）及びスイッチＳＮＢｇをターンオンするための信号を含み得る。
【００８１】
図３は、本発明の第２実施例によるバッテリーバランシング装置のための各選択部の詳細構成を示す図である。説明の便宜のために、検出部１１０、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、抵抗調節部１３０及び制御部１４０の図示を図３から省略した。
【００８２】
図１及び図３を参照すれば、選択部１２１は、複数のスイッチＳＡ１〜ＳＡｍ＋１を含む。
【００８３】
ｕ＝１〜ｍ＋１であるとしよう。ｕが奇数である場合、スイッチＳＡｕの一端は、バッテリーＢＡｕの正極端子に接続される。スイッチＳＡｕの他端は、ノードＮ１に接続される。スイッチＳＡｕがターンオンされると、バッテリーＢＡｕの正極端子は、スイッチＳＡｕを介してノードＮ１に電気的に接続される。スイッチＳＡｕがターンオフされると、バッテリーＢＡｕの正極端子がノードＮ１から電気的に分離される。
【００８４】
ｕが偶数である場合、スイッチＳＡｕの一端は、バッテリーＢＡｕの負極端子に接続される。スイッチＳＡｕの他端は、ノードＮ２に接続される。スイッチＳＡｕがターンオンされると、バッテリーＢＡｕの負極端子は、スイッチＳＡｕを介してノードＮ２に電気的に接続される。逆に、スイッチＳＡｕがターンオフされると、バッテリーＢＡｕの負極端子がノードＮ２から電気的に分離される。
【００８５】
制御部１４０は、バッテリーＢＡｉが第１バランシング対象に決定された場合、第１命令を生成する。第１命令は、スイッチＳＡｉをターンオンするための信号及びスイッチＳＡｉ＋１をターンオンするための信号を含み得る。
【００８６】
選択部１２２は、複数のスイッチＳＢ１〜ＳＢｎ＋１を含む。
【００８７】
ｕが奇数である場合、スイッチＳＢｕの一端は、バッテリーＢＢｕの正極端子に接続される。スイッチＳＢｕの他端は、ノードＮ３に接続される。スイッチＳＢｕがターンオンされると、バッテリーＢＢｕの正極端子は、スイッチＳＢｕを介してノードＮ３に電気的に接続される。スイッチＳＢｕがターンオフされると、バッテリーＢＢｕの正極端子がノードＮ３から電気的に分離される。
【００８８】
ｕが偶数である場合、スイッチＳＢｕの一端は、バッテリーＢＢｕの負極端子に接続される。スイッチＳＢｕの他端は、ノードＮ４に接続される。スイッチＳＢｕがターンオンされると、バッテリーＢＢｕの負極端子は、スイッチＳＢｕを介してノードＮ４に電気的に接続される。スイッチＳＢｕがターンオフされると、バッテリーＢＢｕの負極端子がノードＮ４から電気的に分離される。
【００８９】
制御部１４０は、バッテリーＢＢｊが第２バランシング対象に決定された場合、第２命令を生成する。第２命令は、スイッチＳＢｊをターンオンするための信号（例えば、一定のレベル以上の電圧）及びスイッチＳＢｊ＋１をターンオンするための信号を含み得る。
【００９０】
図４は、本発明の第３実施例によるバッテリーバランシング装置のための抵抗調節部１３０の詳細構成を示す図である。説明の便宜のために、検出部１１０、選択部１２１、選択部１２２及び制御部１４０の図示を図４から省略した。抵抗素子Ｒ１の抵抗が抵抗素子Ｒ２の抵抗よりも大きいと仮定する。
【００９１】
第３実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、第１実施例または第２実施例による選択部１２１を含む。第３実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、第１実施例または第２実施例による選択部１２２をさらに含み得る。
【００９２】
図１〜図４を参照すれば、抵抗調節部１３０は、スイッチＳＸ１及びスイッチＳＸ２を含む。抵抗調節部１３０は、スイッチＳＸ３をさらに含み得る。
【００９３】
抵抗素子Ｒ１の一端は、ノードＮ１に接続される。抵抗素子Ｒ２の一端は、ノードＮ２に接続され得る。抵抗素子Ｒ２の一端は、ノードＮ３にさらに接続され得る。図示したように、ノードＮ１はノードＮ４に接続し、ノードＮ２はノードＮ３に接続され得る。
【００９４】
スイッチＳＸ１は、抵抗素子Ｒ１の他端とノードＮ２との間に接続される。スイッチＳＸ１のターンオン時、抵抗素子Ｒ１はスイッチＳＸ１を介してノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。スイッチＳＸ１のターンオン時、抵抗素子Ｒ１はノードＮ３とノードＮ４との間にも電気的に接続され得る。
【００９５】
スイッチＳＸ２は、抵抗素子Ｒ２の他端とノードＮ１との間に接続される。スイッチＳＸ２のターンオン時、抵抗素子Ｒ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。スイッチＳＸ２のターンオン時、抵抗素子Ｒ２は、スイッチＳＸ２を介してノードＮ３とノードＮ４との間にも電気的に接続され得る。
【００９６】
スイッチＳＸ３は、抵抗素子Ｒ１の他端と抵抗素子Ｒ２の他端との間に接続される。
【００９７】
スイッチＳＸ３はターンオフされ、スイッチＳＸ１及びスイッチＳＸ２がターンオンされた場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との並列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。
【００９８】
スイッチＳＸ３はターンオンされ、スイッチＳＸ１及びスイッチＳＸ２がターンオフされる場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との直列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。直列回路は、ノードＮ３とノードＮ４との間にも電気的に接続され得る。
【００９９】
制御部１４０は、第１バランシング対象の電圧と第１基準電圧との電圧差（以下、「第１電圧差」と称することがある。）に基づき、スイッチＳＸ１、スイッチＳＸ２及びスイッチＳＸ３各々のオンオフを制御するように構成される。第１バランシング対象が二つ以上であるバッテリーを含む場合、第１バランシング対象の電圧は、第１バランシング対象に含まれた各バッテリーの電圧の和を意味する。
【０１００】
制御部１４０は、第１電圧差が第１臨界電圧（例えば、０．０５Ｖ）以上であり、第２臨界電圧（例えば、０．０８Ｖ）未満である場合、抵抗素子Ｒ１がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＸ１をターンオンし、スイッチＳＸ２及びスイッチＳＸ３はターンオフする。
【０１０１】
制御部１４０は、第１電圧差が第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧（例えば、０．１０Ｖ）未満である場合、抵抗素子Ｒ２がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＸ２をターンオンし、スイッチＳＸ1及びスイッチＳＸ３はターンオフする。
【０１０２】
制御部１４０は、第１電圧差が第３臨界電圧以上である場合、スイッチＳＸ１及びスイッチＳＸ２をターンオンし、スイッチＳＸ３をターンオフする。これによって、並列回路は、抵抗調節部１３０を介してノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。
【０１０３】
制御部１４０は、第１電圧差が第１臨界電圧未満である場合、直列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＸ１及びスイッチＳＸ２をターンオフし、スイッチＳＸ３はターンオンする。
【０１０４】
第１電圧差が大きいほど、抵抗調節部１３０によってノードＮ１とノードＮ２との間に提供される抵抗が段階的に減少する。これによって、第１バランシング対象の迅速な放電を図ることができる。逆に、第１電圧差が小さいほど、抵抗調節部１３０によってノードＮ１とノードＮ２との間に提供される抵抗が段階的に増加する。これによって、第１バランシング対象の各バッテリーの充電状態を精密に調節することができる。
【０１０５】
図５は、本発明の第４実施例によるバッテリーバランシング装置のための抵抗調節部１３０の詳細構成を示す図である。説明の便宜のために、抵抗素子Ｒ１の抵抗が抵抗素子Ｒ２の抵抗よりも大きいと仮定する。
【０１０６】
第４実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、第１実施例または第２実施例による選択部１２１を含む。第４実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、第１実施例または第２実施例による選択部１２２をさらに含み得る。
【０１０７】
図１〜図３及び図５を参照すれば、抵抗調節部１３０は、スイッチＳＹ１及びスイッチＳＹ２を含む。抵抗調節部１３０は、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４の少なくとも一つをさらに含む。
【０１０８】
抵抗素子Ｒ１の一端は、ノードＮ１に接続される。抵抗素子Ｒ２の一端は、ノードＮ３に接続され得る。図示したように、ノードＮ１は、スイッチＳＹ３を介してノードＮ３に接続され、ノードＮ２はスイッチＳＹ４を介してノードＮ４に接続され得る。
【０１０９】
スイッチＳＹ１は、抵抗素子Ｒ１の他端とノードＮ２との間に接続される。スイッチＳＹ１のターンオン時、抵抗素子Ｒ１は、スイッチＳＹ１を介してノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。
【０１１０】
スイッチＳＹ２は、抵抗素子Ｒ２の他端とノードＮ４との間に接続され得る。スイッチＳＹ２のターンオン時、抵抗素子Ｒ２は、スイッチＳＹ２を介してノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続され得る。
【０１１１】
スイッチＳＹ３は、ノードＮ１と抵抗素子Ｒ２の一端との間に接続される。スイッチＳＹ３は、ノードＮ１とノードＮ３とを連結する導電体に代替可能である。
【０１１２】
スイッチＳＹ４は、ノードＮ２とノードＮ４との間に接続される。スイッチＳＹ４は、ノードＮ２とノードＮ４とを連結する導電体に代替可能である。
【０１１３】
スイッチＳＹ１、スイッチＳＹ２、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４が共にターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との並列回路がノードＮ１とノードＮ２との間及びノードＮ３とノードＮ４との間に各々電気的に接続される。
【０１１４】
スイッチＳＹ１がターンオフされ、スイッチＳＹ２、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４は、ターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間及びノードＮ３とノードＮ４との間に各々電気的に接続される。
【０１１５】
スイッチＳＹ２がターンオフされ、スイッチＳＹ１、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４はターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１は、ノードＮ１とノードＮ２との間及びノードＮ３とノードＮ４との間に各々電気的に接続される。
【０１１６】
制御部１４０は、第１電圧差に基づき、スイッチＳＹ１、スイッチＳＹ２、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４各々のオンオフを制御するように構成される。
【０１１７】
制御部１４０は、第１電圧差が第１臨界電圧以上であり、第２臨界電圧未満である場合、抵抗素子Ｒ１がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＹ１をターンオンし、スイッチＳＹ２、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４の少なくとも一つをターンオフし得る。
【０１１８】
制御部１４０は、第１電圧差が第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧未満である場合、抵抗素子Ｒ２がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＹ２、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４をターンオンし、スイッチＳＹ１はターンオフし得る。
【０１１９】
制御部１４０は、第１電圧差が第３臨界電圧以上である場合、並列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＹ１、スイッチＳＹ２、スイッチＳＹ３及びスイッチＳＹ４をターンオンし得る。
【０１２０】
即ち、第１電圧差が大きいほど、ノードＮ１とノードＮ２との間に接続される抵抗を段階的に減少する。これによって、第１バランシング対象の迅速な放電を図ることができる。逆に、第１電圧差が小さいほど、ノードＮ１とノードＮ２との間に接続される抵抗が段階的に増加する。これによって、第１バランシング対象の各バッテリーの充電状態を精密に調節し得る。
【０１２１】
第４実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、図４を参照して前述した第３実施例による抵抗調節部１３０をさらに含み得る。
【０１２２】
図６は、本発明の第５実施例によるバッテリーバランシング装置のための抵抗調節部１３０の詳細構成を示す図である。説明の便宜のために、抵抗素子Ｒ１の抵抗が抵抗素子Ｒ２の抵抗よりも大きいと仮定する。
【０１２３】
第５実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、第１実施例または第２実施例による選択部１２１を含む。第５実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、第１実施例または第２実施例による選択部１２２をさらに含み得る。
【０１２４】
図１〜図３及び図６を参照すれば、抵抗調節部１３０は、スイッチＳＺ１及びスイッチＳＺ２を含む。抵抗調節部１３０は、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の少なくとも一つをさらに含む。抵抗調節部１３０は、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つをさらに含む。
【０１２５】
抵抗素子Ｒ１の一端は、ノードＮ１に接続される。抵抗素子Ｒ２の一端は、ノードＮ３に接続され得る。
【０１２６】
スイッチＳＺ１は、抵抗素子Ｒ１の他端とノードＮ２との間に接続される。スイッチＳＺ１のターンオン時、抵抗素子Ｒ１は、スイッチＳＺ１を介してノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。
【０１２７】
スイッチＳＺ２は、抵抗素子Ｒ２の他端とノードＮ４との間に接続され得る。スイッチＳＺ２のターンオン時、抵抗素子Ｒ２は、スイッチＳＺ２を介してノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続され得る。
【０１２８】
スイッチＳＺ３は、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続される。スイッチＳＺ３は、ノードＮ１とノードＮ３とを連結する導電体に代替可能である。
【０１２９】
スイッチＳＺ４は、ノードＮ２と抵抗素子Ｒ２の他端との間に接続される。スイッチＳＺ４は、ノードＮ２と抵抗素子Ｒ２の他端とを連結する導電体に代替可能である。
【０１３０】
スイッチＳＺ５は、抵抗素子Ｒ１の他端とノードＮ３との間に接続される。スイッチＳＺ５は、抵抗素子Ｒ１の他端とノードＮ３とを連結する導電体に代替可能である。
【０１３１】
スイッチＳＺ６は、ノードＮ１とノードＮ４との間に接続される。スイッチＳＺ６は、ノードＮ１とノードＮ４とを連結する導電体に代替可能である。
【０１３２】
スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６がターンオフされ、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。これによって、抵抗素子Ｒ２によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３３】
スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４がターンオフされ、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１は、ノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続される。これによって、抵抗素子Ｒ１によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３４】
スイッチＳＺ１及びスイッチＳＺ２がターンオフされ、スイッチＳＺ３、スイッチＳＺ４、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続され、抵抗素子Ｒ１は、ノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続される。これによって、抵抗素子Ｒ２によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗する共に、抵抗素子Ｒ１によって第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３５】
スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４がターンオンされ、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６がターンオフされる場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との並列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。これによって、並列回路によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３６】
スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４がターンオフされ、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との並列回路がノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続される。これによって、並列回路によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３７】
スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ６がターンオフされ、スイッチＳＺ４及びスイッチＳＺ５がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との直列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。これによって、直列回路によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３８】
スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ６がターンオフされ、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ４及びスイッチＳＺ６がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との直列回路がノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続される。これによって、直列回路によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１３９】
制御部１４０は、第１バランシング対象の電圧と第１基準電圧との間の第１電圧差に基づき、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３、スイッチＳＺ４、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６各々のオンオフを制御し得る。
【０１４０】
制御部１４０は、第１電圧差が第１臨界電圧以上であり、第２臨界電圧未満である場合、抵抗素子Ｒ１がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ１はターンオンし、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３、スイッチＳＺ４、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つはターンオフし得る。
【０１４１】
制御部１４０は、第１電圧差が第２臨界電圧以上であり、第３臨界電圧未満である場合、抵抗素子Ｒ２がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４をターンオンし、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つは、ターンオフし得る。
【０１４２】
制御部１４０は、第１電圧差が第３臨界電圧以上である場合、並列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４をターンオンし、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つはターンオフし得る。
【０１４３】
制御部１４０は、第１電圧差が第１臨界電圧未満である場合、直列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ４及びスイッチＳＺ５をターンオンし、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つはターンオフし得る。
【０１４４】
制御部１４０は、第１バランシング対象及び第２バランシング対象が決定された場合、第１バランシング対象の電圧及び第２バランシング対象の電圧に基づき、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３、スイッチＳＺ４、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６各々のオンオフを制御するように構成される。  第２バランシング対象が二つ以上のバッテリーを含む場合、第２バランシング対象の電圧は、第２バランシング対象に含まれた各バッテリーの電圧の和を意味する。
【０１４５】
制御部１４０は、第２バランシング対象の電圧が第１バランシング対象の電圧よりも高く、第１バランシング対象と第２バランシング対象との電圧差（以下、「第２電圧差」と称することがある。）が第４臨界電圧以上であり、かつ第５臨界電圧未満である場合、スイッチＳＺ１及びスイッチＳＺ２をターンオンし、スイッチＳＺ３、スイッチＳＺ４、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つはターンオフし得る。これによって、抵抗素子Ｒ１によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗し得る。また、抵抗素子Ｒ２によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１４６】
第４臨界電圧は、第１臨界電圧または第２臨界電圧と同一であり得る。第５臨界電圧は、第３臨界電圧と同一であり得る。勿論、第４臨界電圧及び第５臨界電圧各々は、第１〜第３臨界電圧とは相違に予め決められたものであり得る。
【０１４７】
制御部１４０は、第１バランシング対象の電圧が第２バランシング対象の電圧より高く、第２電圧差が第４臨界電圧以上であり、かつ第５臨界電圧未満である場合、スイッチＳＺ１及びスイッチＳＺ２はターンオフし、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の対と、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の対とを所定のデューティー比をもって相互にオンオフし得る。これによって、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の対がターンオンされ、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の対がターンオフされる場合、抵抗素子Ｒ２によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。また、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の対がターンオフされ、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の対がターンオンされる場合、抵抗素子Ｒ１によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１４８】
制御部１４０は、第２バランシング対象の電圧が第１バランシング対象の電圧より高く、第２電圧差が第４臨界電圧未満である場合、直列回路がノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ４及びスイッチＳＺ６をターンオンし、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ５の少なくとも一つはターンオフし得る。これによって、直列回路によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。また、抵抗素子Ｒ１によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１４９】
制御部１４０は、第１バランシング対象の電圧が第２バランシング対象の電圧より高く、第２電圧差が第４臨界電圧未満である場合、直列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ４及びスイッチＳＺ５をターンオンし、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つはターンオフする。これによって、直列回路によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１５０】
制御部１４０は、第２バランシング対象の電圧が第１バランシング対象の電圧より高く、第２電圧差が第５臨界電圧以上である場合、並列回路がノードＮ３とノードＮ４との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６をターンオンし、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の少なくとも一つはターンオフする。これによって、並列回路によって、第２バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１５１】
制御部１４０は、第１バランシング対象の電圧が第２バランシング対象の電圧より高く、第２電圧差が第５臨界電圧以上である場合、並列回路がノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続されるように、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４をターンオンし、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６の少なくとも一つはターンオフする。これによって、並列回路によって、第１バランシング対象に貯蔵された電気エネルギーが消耗できる。
【０１５２】
または、制御部１４０は、第１バランシング対象の電圧が第２バランシング対象の電圧より高く、第２電圧差が第５臨界電圧以上である場合、スイッチＳＺ１、スイッチＳＺ２、スイッチＳＺ５及びスイッチＳＺ６をターンオンし、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の少なくとも一つはターンオフすることも可能である。これによって、スイッチＳＺ３及びスイッチＳＺ４の少なくとも一つが故障（例えば、閉め不可）しても、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列回路を電気的に接続することができる。
【０１５３】
第５実施例によるバッテリーバランシング装置１００は、図４を参照して前述した第３実施例または図５を参照して前述した第４実施例による抵抗調節部１３０をさらに含み得る。
【０１５４】
図２〜図６を参照して前述した選択部１２１、選択部１２２及び抵抗調節部１３０に含まれる各スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのように電気的信号を用いて制御可能な公知のスイッチング素子であり得、信号ラインを介して制御部１４０に動作可能に結合する。各スイッチは、制御部１４０によって出力される第１制御電圧（例えば、３Ｖ）に応じて、ターンオンされ得る。各スイッチは、制御部１４０によって出力される第２制御電圧（例えば、０Ｖ）に応じて、ターンオフされ得る。第２制御電圧が出力されるということは、第１制御電圧の出力が中断されるということを意味し得る。
【０１５５】
以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。
【０１５６】
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【０１５７】
また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。
【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】
2021520773.tif 000008
【国際調査報告】
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2021520773.tif 000011
2021520773.tif 000012
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