(57)【要約】【課題】自動車に動力を供給し、複数のセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システム及びバッテリー管理システムの駆動方法を提供すること。【解決手段】自動車に動力を供給し、複数のセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムにおいて、複数のセルのセル電圧を測定するセンシング部を含み、センシング部で測定された複数のセル電圧に応じてセルバランシングを要する少なくとも一つの第１セルを検出して、自動車の運行モードに応じて他の方法で少なくとも一つの第１セルのセルバランシングを遂行することを特徴とするバッテリー管理システムが提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に動力を供給し、複数のセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムにおいて、
前記複数のセルのセル電圧を測定するセンシング部を含み、
前記センシング部で測定された複数のセル電圧に応じてセルバランシングを要する少なくとも一つの第１セルを検出して、前記自動車の運行モードに応じて他の方法で前記少なくとも一つの第１セルのセルバランシングを遂行することを特徴とするバッテリー管理システム。
【請求項２】
前記センシング部で測定された複数のセル電圧を各々正常範囲と比較して、前記複数のセルの中から前記第１セルを検出するセルバランシング判断部と、
前記自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、前記第１セルの電圧を放電させるように制御するセルバランシング制御部と、
前記セルバランシング制御部の制御により前記第１セルの電圧を放電させるセルバランシング部と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー管理システム。
【請求項３】
前記自動車の運行モードが停車モードの場合、前記セルバランシング判断部は前記複数のセルの中から過充電セルまたは過放電セルを検出して、
前記セルバランシング部は、前記過充電セルからエネルギーを受けて、前記過放電セルに前記過充電セルから受けたエネルギーを伝達することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー管理システム。
【請求項４】
前記セルバランシング部は、
前記複数のセルに各々第１端が接続されており、第１出力端に第２端が接続された複数の第１セルバランシングスイッチと、
前記複数のセルに各々第１端が接続されており、第２出力端に第２端が接続された複数の第２セルバランシングスイッチと、
前記自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、前記第１セルを放電させる第１セルバランシング駆動部と、
前記自動車の運行モードが停車モードの場合、前記過充電セルから受けたエネルギーを前記過放電セルに伝達する第２セルバランシング駆動部と、
前記第１セルバランシング駆動部と前記第１出力端及び前記第２出力端を接続する第１リレーと、
前記第２セルバランシング駆動部と前記第１出力端及び第２出力端を接続する第２リレーと、
を含むことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリー管理システム。
【請求項５】
前記セルバランシング制御部は、前記自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、前記第１リレーを導通させて、前記複数のセルバランシングスイッチの中から前記第１セルに対応する第１セルバランシングスイッチ及び第２セルバランシングスイッチを導通させることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー管理システム。
【請求項６】
前記第１セルバランシング駆動部は、
前記第１リレーの一端にその一端が接続された第１抵抗と、
前記第１リレーの一端及び前記第１抵抗の一端にその一端が接続された第２抵抗と、
前記第２抵抗の他端に第１電極が接続され、前記第１リレーの他端に第２電極が接続されている第１トランジスタと、
前記第１抵抗の他端に第１電極が接続された第２トランジスタと、
前記第１トランジスタの制御電極と第２電極との間に接続され、前記第２トランジスタの第２電極に接続されている第３抵抗と、
前記第２トランジスタとフォトカプラーを構成するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードのアノード電極に接続されている第１電源と、
前記フォトダイオードのカソード電極に一端が接続されている第４抵抗と、
前記第４抵抗の一端及び前記フォトダイオードのカソード電極にその一端が接続されている第５抵抗と、
を含むことを特徴とする、請求項５に記載のバッテリー管理システム。
【請求項７】
前記セルバランシング制御部は、前記第４抵抗の他端に放電制御信号を印加し、前記放電制御信号によって前記フォトダイオードに駆動電流が流れることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリー管理システム。
【請求項８】
前記駆動電流に応じて前記第２トランジスタにバイアス電流が流れて、前記バイアス電流と前記第３抵抗によって前記第１トランジスタの制御電極と第２電極に印加されるバイアス電圧によって前記第１トランジスタが導通されることを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー管理システム。
【請求項９】
前記第１トランジスタが導通されると、前記第２抵抗と前記第１トランジスタを含む放電経路によって前記第１セルの電荷が放電されて、前記第１セルの電圧が減少することを特徴とする、請求項８に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１０】
前記セルバランシング制御部は、前記自動車の運行モードが停車モードの場合に前記第２リレーを導通させ、前記複数のセルバランシングスイッチの中の前記過充電セルに対応する第１及び第２セルバランシングスイッチを導通させ、前記過充電セルが正常範囲に到達すると、前記第１及び第２セルバランシングスイッチを遮断させることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１１】
前記セルバランシング制御部は、前記第１セルバランシングスイッチ及び第２セルバランシングスイッチが遮断された後に前記複数の第１セルバランシングスイッチの中の前記過放電セルに対応する第３セルバランシングスイッチ及び前記複数の第２セルバランシングスイッチの中の前記過放電セルに対応する第４セルバランシングスイッチを導通させることを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１２】
前記セルバランシング制御部は、前記過放電セルが正常範囲に達すると前記第３セルバランシングスイッチ及び第４セルバランシングスイッチを遮断させることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１３】
前記第２セルバランシング駆動部は、
前記第２リレーの一端にその一端が接続され、前記第２リレーの他端にその他端が接続されているインダクタを含み、
前記インダクタは導通された前記第１及び第２セルバランシングスイッチ及び導通された前記第２リレーを通して伝えられるエネルギーを貯蔵することを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１４】
前記インダクタに貯蔵されたエネルギーは、導通された前記第３セルバランシングスイッチ及び第４セルバランシングスイッチ並びに導通された前記第２リレーを通して前記過放電セルに伝達することを特徴とする、請求項１３に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１５】
前記第２セルバランシング駆動部は、前記インダクタに電気的に並列接続されているキャパシタをさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１６】
前記複数のセルに各々接続され、前記バッテリー管理システムと前記複数のセルを各々接続する接続ポート部をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載のバッテリー管理システム。
【請求項１７】
前記バッテリー管理システムは、一つのチップで構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１８】
自動車に動力を供給し、複数のセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムの駆動方法において、
ａ）前記自動車の運行モードを判断する段階と、
ｂ）前記複数のセルの電圧を各々センシングする段階と、
ｃ）前記複数のセルの中からセルバランシングを要するセルを判断する段階と、
ｄ）前記自動車の運行モードに応じて、他の方法で前記複数のセルの中のセルバランシングが必要であると判断されたセルのセルバランシングを遂行する段階と、
を含むことを特徴とするバッテリー管理システムの駆動方法。
【請求項１９】
前記ａ）段階において、前記自動車の運行モードが停車モードの場合、
前記ｃ）段階は前記複数のセル中の過充電及び過放電セルを検出する段階を含み、
前記ｄ）段階は前記過充電セルのエネルギーを前記過放電セルに伝達して、前記過充電セル及び過放電セルのセルバランシングを遂行する段階を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のバッテリー管理システムの駆動方法。
【請求項２０】
前記ａ）段階において、前記自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、
前記ｃ）段階は前記複数のセルの中の過充電セルを検出する段階を検出し、
前記ｄ）段階は前記過充電セルを放電させてセルバランシングを遂行する段階を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のバッテリー管理システムの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリー管理システムに関し、特に、電気エネルギーを利用する自動車に用いられるバッテリー管理システム及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンや重油を主燃料として使用する内燃エンジンを利用する自動車は、大気汚染など公害発生に深刻な影響を与えている。従って、最近は公害発生を減らすために、電気自動車またはハイブリッド（Ｈｙｂｒｉｄ）自動車の開発に多くの努力をしている。
【０００３】
電気自動車は、バッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）から出力される電気エネルギーによって動作するバッテリーエンジンを利用する自動車である。このような電気自動車は、充放電ができる多数の２次電池（ｃｅｌｌ）が一つのパック（ｐａｃｋ）で形成されたバッテリーを主動力源として利用するため、排気ガスが全く発生せず、騒音がとても小さい長所がある。
【０００４】
一方、ハイブリッド自動車は、内燃エンジンを利用する自動車と電気自動車の中間段階の自動車であり、２種類以上の動力源、例えば内燃エンジン及びバッテリーからエネルギーを印加されて駆動されるモータを使用する自動車である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようにバッテリーを動力源として利用する自動車は、出力電力向上のために２次電池（ＣＥＬＬ）の数が段々増加しており、接続された多数のセルを効率的に管理できるバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＢＭＳ）を要する。
【０００６】
特に、多数のセルが直列接続されている場合、セル間のバランシングが重要な問題になる。セル間のバランシングは、バッテリーを構成する複数のセルから発生する各々の電圧の間に差が許容範囲内にあるように維持することを意味する。セル間のバランシングは、以下、「セルバランシング」という。セルバランシングは、バッテリーの寿命及び出力電力と密接な関連がある。セルバランシングが行われないセルは劣化して、結局バッテリーの寿命を短縮させ、出力電力を減少させる。
【０００７】
また、従来のセルバランシング方法は、メインコントローラーの制御により形成された放電経路を利用する。この時、放電経路は抵抗を含む。この時、メインコントローラーは各セル電圧を、比較器を用いて、所定の電圧と比較した結果を利用して、セルバランシングの可否を判断する。そのために、セルバランシングに多くの時間を要する。そして、バッテリーを構成する複数のセルの数が増加することによって、セルバランシングに必要な回路の構成が増加し、これを制御するためのメインコントローラーとこれらの間の情報交換のための別途の配線などが必要になる。また、セルの個数が増加すれば、新たなメインコントローラーが必要な問題点がある。
【０００８】
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、バッテリーのセルバランシングを効率的に、かつ正確に遂行でき、セルの数が変わってもセルバランシングを遂行できる、新規かつ改良されたバッテリー管理システム及びバッテリー管理システムの駆動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】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自動車に動力を供給し、複数のセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムにおいて、複数のセルのセル電圧を測定するセンシング部を含み、センシング部で測定された複数のセル電圧に応じてセルバランシングを要する少なくとも一つの第１セルを検出して、自動車の運行モードに応じて他の方法で少なくとも一つの第１セルのセルバランシングを遂行することを特徴とするバッテリー管理システムが提供される。
【００１０】
上記バッテリー管理システムは、センシング部で測定された複数のセル電圧を各々正常範囲と比較して、複数のセルの中から第１セルを検出するセルバランシング判断部と、自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、第１セルの電圧を放電させるように制御するセルバランシング制御部と、セルバランシング制御部の制御により第１セルの電圧を放電させるセルバランシング部と、を含んでいてもよい。
【００１１】
自動車の運行モードが停車モードの場合、セルバランシング判断部は複数のセルの中から過充電セルまたは過放電セルを検出して、セルバランシング部は、過充電セルからエネルギーを受けて、過放電セルに過充電セルから受けたエネルギーを伝達してもよい。
【００１２】
セルバランシング部は、複数のセルに各々第１端が接続されており、第１出力端に第２端が接続された複数の第１セルバランシングスイッチと、複数のセルに各々第１端が接続されており、第２出力端に第２端が接続された複数の第２セルバランシングスイッチと、自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、第１セルを放電させる第１セルバランシング駆動部と、自動車の運行モードが停車モードの場合、過充電セルから受けたエネルギーを過放電セルに伝達する第２セルバランシング駆動部と、第１セルバランシング駆動部と第１出力端及び第２出力端を接続する第１リレーと、第２セルバランシング駆動部と第１出力端及び第２出力端を接続する第２リレーと、を含んでいてもよい。
【００１３】
セルバランシング制御部は、自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、第１リレーを導通させて、複数のセルバランシングスイッチの中から第１セルに対応する第１セルバランシングスイッチ及び第２セルバランシングスイッチを導通させてもよい。
【００１４】
第１セルバランシング駆動部は、第１リレーの一端にその一端が接続された第１抵抗と、第１リレーの一端及び第１抵抗の一端にその一端が接続された第２抵抗と、第２抵抗の他端に第１電極が接続され、第１リレーの他端に第２電極が接続されている第１トランジスタと、第１抵抗の他端に第１電極が接続された第２トランジスタと、第１トランジスタの制御電極と第２電極との間に接続され、第２トランジスタの第２電極に接続されている第３抵抗と、第２トランジスタとフォトカプラーを構成するフォトダイオードと、フォトダイオードのアノード電極に接続されている第１電源と、フォトダイオードのカソード電極に一端が接続されている第４抵抗と、第４抵抗の一端及びフォトダイオードのカソード電極にその一端が接続されている第５抵抗と、を含んでいてもよい。
【００１５】
セルバランシング制御部は、第４抵抗の他端に放電制御信号を印加し、放電制御信号によってフォトダイオードに駆動電流が流れてもよい。
【００１６】
駆動電流に応じて第２トランジスタにバイアス電流が流れて、バイアス電流と第３抵抗によって第１トランジスタの制御電極と第２電極に印加されるバイアス電圧によって第１トランジスタが導通されてもよい。
【００１７】
第１トランジスタが導通されると、第２抵抗と第１トランジスタを含む放電経路によって第１セルの電荷が放電されて、第１セルの電圧が減少してもよい。
【００１８】
セルバランシング制御部は、自動車の運行モードが停車モードの場合に第２リレーを導通させ、複数のセルバランシングスイッチの中の過充電セルに対応する第１及び第２セルバランシングスイッチを導通させ、過充電セルが正常範囲に到達すると、第１及び第２セルバランシングスイッチを遮断させてもよい。
【００１９】
セルバランシング制御部は、第１及び第２セルバランシングスイッチが遮断された後に複数の第１セルバランシングスイッチの中の過放電セルに対応する第３セルバランシングスイッチ及び複数の第２セルバランシングスイッチの中の過放電セルに対応する第４セルバランシングスイッチを導通させてもよい。
【００２０】
セルバランシング制御部は、過放電セルが正常範囲に達すると第３セルバランシングスイッチ及び第４セルバランシングスイッチを遮断させてもよい。
【００２１】
第２セルバランシング駆動部は、第２リレーの一端にその一端が接続され、第２リレーの他端にその他端が接続されているインダクタを含み、インダクタは導通された第１及び第２セルバランシングスイッチ及び導通された第２リレーを通して伝えられるエネルギーを貯蔵してもよい。
【００２２】
インダクタに貯蔵されたエネルギーは、導通された第３セルバランシングスイッチ及び第４セルバランシングスイッチ並びに導通された第２リレーを通して過放電セルに伝達してもよい。
【００２３】
第２セルバランシング駆動部は、インダクタに電気的に並列接続されているキャパシタをさらに含んでいてもよい。
【００２４】
複数のセルに各々接続され、バッテリー管理システムと複数のセルを各々接続する接続ポート部をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
バッテリー管理システムは、一つのチップで構成されていてもよい。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、自動車に動力を供給し、複数のセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムの駆動方法において、ａ）自動車の運行モードを判断する段階と、ｂ）複数のセルの電圧を各々センシングする段階と、ｃ）複数のセルの中からセルバランシングを要するセルを判断する段階と、ｄ）自動車の運行モードに応じて、他の方法で複数のセルの中のセルバランシングが必要であると判断されたセルのセルバランシングを遂行する段階と、を含むことを特徴とするバッテリー管理システムの駆動方法が提供される。
【００２７】
ａ）段階において、自動車の運行モードが停車モードの場合、ｃ）段階は複数のセル中の過充電及び過放電セルを検出する段階を含み、ｄ）段階は過充電セルのエネルギーを過放電セルに伝達して、過充電セル及び過放電セルのセルバランシングを遂行する段階を含んでいてもよい。
【００２８】
ａ）段階において、自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、ｃ）段階は複数のセルの中の過充電セルを検出する段階を検出し、ｄ）段階は過充電セルを放電させてセルバランシングを遂行する段階を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、自動車の運行モードによりセルバランシングを行う。それにより、セル間の均等化及びセルバランシングを効率的に行なうことができる。
【００３０】
また、バッテリー管理システムを１つのチップで構成して、セルの数が増加しても、交替せずに用いることができるバッテリー管理システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
明細書全体で、ある部分が他の部分と「接続」されているという時、これは「直接に接続」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を間において「電気的に接続」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対記載がない限り、他の構成要素を除かずに他の構成要素をさらに包含できるのを意味する。
【００３３】
図１は本発明の一実施形態によるバッテリー、ＢＭＳ及びＢＭＳの周辺装置を概略的に示す図である。本発明の一実施形態によるＢＭＳは一つのチップで構成されている。
【００３４】
まず、バッテリー２は複数の電池セルが互いに直列に接続された複数のサブパック（２ａ〜２ｈ）、出力端子（２＿ＯＵＴ１）、出力端子（２＿ＯＵＴ２）及びサブパック（２ｄ）とサブパック（２ｅ）の間に備えられる安全スイッチ（２＿ＳＷ）を含む。ここでサブパック（２ａ〜２ｈ）は、例えば図１においては８つ示し、サブパックは複数の電池セルを一つのグループとして示したが、本発明はこれに限定されるのではない。また、安全スイッチ（２＿ＳＷ）はサブパック（２ｄ）とサブパック（２ｅ）の間に備えられるスイッチで、バッテリーを交替したり、バッテリーに対する作業を遂行したりする時に作業者の安全のために手動的に遮断できるスイッチである。本実施形態では、サブパック（２ｄ）とサブパック（２ｅ）の間に安全スイッチ（２＿ＳＷ）が備えられるが、本発明はこれに限定されるのではない。出力端子（２＿ＯＵＴ１）及び出力端子（２＿ＯＵＴ２）はインバータ８と接続される。
【００３５】
電流センサー３は、バッテリー２の出力電流量を測定してＢＭＳ１のセンシング部１０より出力する。具体的に、電流センサー３はホール（Ｈａｌｌ）素子を利用して電流を測定し、測定された電流に対応するアナログ電流信号に出力するＨａｌｌ  ＣＴ（Ｈａｌｌ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）でありうる。電流センサー３は、ＢＭＳ１で測定されたバッテリー電流に関する情報を伝達する。
【００３６】
冷却ファン４は、ＢＭＳ１の制御信号に基づいて、バッテリー２の充放電によって発生する熱を冷却して、温度上昇によるバッテリー２の劣化及び充放電効率の低下を防止する。
【００３７】
ヒューズ５は、バッテリー２の断線または短絡によって過電流がバッテリー２に伝えられるのを防止する。つまり、過電流が発生すると、ヒューズ５は断線されて過電流がバッテリー２に伝えられるのを遮断する。
【００３８】
メインスイッチ６は、過電圧、過電流、高温など異常が発生すると、ＢＭＳ１の制御信号に基づいてバッテリー２を遮断する。
【００３９】
ＢＭＳ１は、センシング部１０と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）２０と、内部電源供給部３０と、セルバランシング部４０と、貯蔵部５０と、通信部６０と、保護回路部７０と、パワーオンリセット部８０、及び外部インターフェース９０と、を含む。そして、接続ポート部１５を通して、複数のセルに各々電気的に接続されている。本発明の一実施形態による接続ポート部１５は、セルの数以上の接続端子を含んでいる。以下、複数の接続端子の中、セルに接続された複数の接続端子をセル接続端子という。
【００４０】
センシング部１０は、バッテリーを構成する複数のセルに各々複数のセル接続端子を通して電気的に接続されており、各電池セル電圧及びバッテリー端子電圧を測定し、電流センサー３から印加される電気信号を利用してバッテリー電流を測定する。また、セルの温度及びバッテリーの温度を測定する。センシング部１０は、セル電圧と、バッテリー端子電圧と、バッテリー電流と、及びセルの温度などをＭＣＵ２０に印加する。バッテリー端子電圧は、出力端子（２＿ＯＵＴ１）と出力端子（２＿ＯＵＴ２）の間の電圧であり、バッテリー電流はバッテリーに流れる電流を意味する。
【００４１】
ＭＣＵ２０は、センシング部１０から印加されたバッテリー電流と、バッテリー端子電圧と、各電池セル電圧と、セル温度及び周辺温度に基づいてバッテリー２の充電状態（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｉｎｇ、以下、ＳＯＣ）と、健康状態（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｈｅａｌｔｈ、以下、ＳＯＨ）等を推定して、バッテリー２の状態を知らせる情報を生成して自動車のＭＴＣＵ７に印加する。そうすると、自動車のＭＴＣＵ７はＭＣＵ２０から伝えられたＳＯＣ及びＳＯＨに基づいて、バッテリー２の充電または放電を制御する。本発明の一実施形態によるＭＣＵ２０は、接続ポート部１５のセル接続端子とセルが各々接続されると、セルの数を認識できる。このように認識されたセルの数に合わせて、セルバランシング部４０を制御するための信号を生成する。セルバランシング部４０の具体的な構成及び動作は後述する。
【００４２】
内部電源供給部３０は、一般に補助バッテリーを利用してＢＭＳ１が動作するために要するバイアス電圧などを印加するための電源を供給する装置である。
【００４３】
セルバランシング部４０は、各セルの充電状態の均衡をとる。つまり、充電状態が正常範囲から外れたセルを充電及び放電させて、基準範囲に入るように制御する。ここで正常範囲とは、バッテリー端子電圧、ＳＯＣ、ＳＯＨ、及び温度などを考慮して、設定される範囲であってもよい。また、複数のセル電圧の平均値を基準に所定の範囲を基準範囲に設定できる。そして、セルバランシング部４０は、各セルの電圧に関する情報を受けたＭＣＵ２０の制御信号に従って動作したり、セルバランシング部４０がセンシング部１０からセル電圧に関する情報を直接受け取り、各セルのセルバランシングの可否を判断して、セルバランシングを制御したりできる。セルバランシング部４０は各セルに、複数のセル接続端子を通して電気的に接続されている。本発明の一実施形態によるセルバランシング部４０は、自動車の運行モードに応じてセルバランシング方法が異なる。以下、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システム及びその駆動方法に対する具体的な説明は、図２〜図５を参照して後述する。
【００４４】
貯蔵部５０は、ＢＭＳ１の電源が遮断されると、現在のＳＯＣ、ＳＯＨなどのデータを貯蔵する。ここで貯蔵部５０は、電気的に読み込んだり削除したりできる非揮発性貯蔵装置としてＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）であってもよい。
【００４５】
通信部６０は自動車のＭＴＣＵ７との通信を行う。保護回路部７０はファームウエア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）を利用して、外部の衝撃、過電流、過電圧、及び低電圧などからバッテリー２を保護するための回路である。パワーオンリセット部８０は、ＢＭＳ１の電源が点灯されると、全体システムをリセットする。外部インターフェース９０は、冷却ファン４、メインスイッチ６等のＢＭＳの補助装置をＭＣＵ２０に接続する装置である。本実施形態では、冷却ファン４及びメインスイッチ６だけを示したが、これに限定されるのではない。
【００４６】
ＭＴＣＵ７は、車両のアクセル、ブレーキ、車両速度などの情報に基づいて、トルク程度を決め、モータゼネレータ９の出力がトルク情報に合うように制御する。つまり、ＭＴＣＵ７は、インバータ８のスイッチングを制御して、モータゼネレータ９の出力がトルク情報に合うように制御する。また、ＭＴＣＵ７は、ＢＭＳ１の通信部６０を通してＭＣＵ２０から伝えられるバッテリー２のＳＯＣを受けて、バッテリー２のＳＯＣが目標値（例えば５５％）となるように制御する。例えば、ＭＣＵ２０から伝えられたＳＯＣが５５％以下の場合、インバータ８のスイッチを制御して、電力をバッテリー２の方向に出力させてバッテリー２を充電させ、この時バッテリー電流は「＋」の値である。一方、ＳＯＣが５５％以上の場合、インバータ８のスイッチを制御して、電力をモータゼネレータ９方向に出力させてバッテリー２を放電させ、この時バッテリー電流は「−」の値である。
【００４７】
インバータ８は、ＭＴＣＵ７の制御信号に基づいて、バッテリー２を充電または放電させる。
【００４８】
モータゼネレータ９は、バッテリー２の電気エネルギーを利用して、ＭＴＣＵ７から伝えられるトルク情報に基づいて自動車を駆動する。
【００４９】
このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、ＭＴＣＵ７にバッテリーに関する情報及び充放電を制御するための信号を印加して、ＭＴＣＵ７が充放電を行うように制御する。また、ＢＭＳ１で、各セルのセルバランシングはセンシング部１０、セルバランシング部４０及びＭＣＵ２０等を利用して行われる。
【００５０】
以下、図２〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるセルバランシングを遂行するための構成及び動作について説明する。以下、ＢＭＳと複数のセルがセル接続端子を通して、電気的に接続されたとして説明する。図２及び図３では、図示の便宜のために接続ポート部１５は省略する。
【００５１】
図２は、本発明の一実施形態によるＢＭＳ１においてセルバランシングに直接的に関与する構成要素である、センシング部１０、セルバランシング部４０、及びＭＣＵ２０を示した図である。複数のセルの両端に接続された導線は、センシング部１０及びセルバランシング部４０に接続されており、センシング部１０はＭＣＵ２０に接続されていて、測定されたセル電圧を印加する。そして、セルバランシング部４０は共通処理装置（バッテリー管理システム）内のＭＣＵ２０に接続されている。ＭＣＵ２０は、ＭＴＣＵ７から自動車の運行モードに応じる情報を受け取る。本発明の一実施形態では、ＭＣＵ２０がセンシング部１０からセル電圧に関する情報を受け、セルバランシングの必要性を判断して、セルバランシングを制御すると説明する。しかし、本発明はこれに限定されることなく、セルバランシング部４０は独自的に共通処理装置内にマイクロコントロールユニットを別途に含み、センシング部１０から伝えられるセル電圧に関する情報、及びＭＴＣＵ７から自動車の運行モードに関する情報を受けて、セルバランシングの必要の可否を判断して、自動車の運行モードに応じるセルバランシングを制御及び遂行してもよい。つまり、図２に示されたＭＣＵ２０のセルバランシング判断部２１０及びセルバランシング制御部２２０は、セルバランシング部４０に直接含まれていてもよい。
【００５２】
具体的に、センシング部１０は、各セルの電圧を測定して、生成したセル電圧信号（ＳＣＶ）をセルバランシング判断部２１０に印加する。セルバランシング判断部２１０は、セル電圧信号（ＳＣＶ）の電圧を正常範囲と比較する。セルバランシング判断部２１０は、比較結果、セル電圧信号（ＳＣＶ）の電圧が正常範囲から外れると、セルバランシングを要すると判断する。セル電圧信号（ＳＣＶ）が正常範囲から外れて、小さい値を有する場合、当該セルを放電対象セルと判断し、セル電圧信号（ＳＣＶ）が正常範囲から外れて、大きい値を有する場合、当該セルを充電対象セルと判断する。セルバランシング制御部２２０は、セルバランシング判断部２１０からセルバランシングを要するセルに関する情報を受けて、セルバランシング部４０にセルバランシング制御信号（ＣＢＳ）を伝える。セルバランシング制御部２２０は、ＭＴＣＵ７から伝えられる自動車の運行モードに関する情報及びセルバランシングを要するセルに関する情報により、セルバランシング制御信号（ＣＳＤ）を生成して、セルバランシング部４０に印加する。本発明の一実施形態による自動車の運行モードは、停車モード、走行モード、及び一時停車モードに区分する。自動車の運行モードが停車モードである場合は、一般に駐車をした後の自動車の動作が停止した状態であり、一時停車は、運行中に赤信号等で一時停止した段階を意味する。本発明の一実施形態によるＢＭＳ１は、自動車の運行モードが停車モード、走行モード、及び一時停車モードである場合に、それぞれのモードにおいてセルバランシングを要するセルを検出して、セルバランシングを行う。そして、自動車の運行モードに応じるセルバランシング方法を異ならせて、それによる制御信号（ＣＳＤ）は異なるが、具体的な説明は図３を参照して後述する。その他に、セルバランシング制御部２２０は、セルバランシングを要すると判断されたセルとセルバランシング部の接続を制御する接続制御信号（ＣＳＳ）を生成して、セルバランシング部４０に印加し、セルバランシングのためのセルの放電を制御するための放電制御信号（ＣＢ）を生成して、セルバランシング部４０に印加する。
【００５３】
図３は本発明の一実施形態による自動車の運行モードによりセルバランシングを遂行するバッテリー管理システムを示した図である。バッテリー２は４０個のセル（ＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４０）を含み、５個のセルを一単位として一つのパックを構成する。従って、バッテリー２は８個のパック（２ａ〜２ｈ）で構成される。
【００５４】
セルバランシング部４０は、複数のセルバランシング多重化部４１０、セルバランシング接続部４２０、第１セルバランシング駆動部４３０、及び第２セルバランシング駆動部４４０を含む。
【００５５】
セルバランシング多重化部４１０は、複数の管理対象セルから１個のセルを選択して共通処理装置に接続し、測定または充放電させるためのマルチプレクサであり、管理対象セルの個数を自由に設定できる１チップの共通処理装置で多数のセルを管理するために用いられる。このため、複数のセルバランシングスイッチ（ＳＨ１〜ＳＨ４０、ＳＬ１〜ＳＬ４０）を含み、複数のセルバランシングスイッチ（ＳＨ１〜ＳＨ４０、ＳＬ１〜ＳＬ４０）は接続制御信号（ＣＳＳ）により導通／遮断される。セルバランシングスイッチ（ＳＨ１）の一端はセル（ＣＥＬＬ１）の一端に接続されており、セルバランシングスイッチ（ＳＨ１）の他端は第１出力端（Ｈ）に電気的に接続されている。そして、セルバランシングスイッチ（ＳＬ１）の一端はセル（ＣＥＬＬ１）の他端に接続されており、セルバランシングスイッチ（ＳＬ１）の他端は第２出力端（Ｌ）に電気的に接続されている。同様な方式で、複数のセルバランシングスイッチ（ＳＨ１〜ＳＨ４０）は、各々対応するセルの一端に電気的に接続されており、他端は第１出力端（Ｈ）に電気的に接続されている。同様に、複数のセルバランシングスイッチ（ＳＬ１〜ＳＬ４０）は、各々対応するセルの一端に接続されており、他端は第２出力端（Ｌ）に電気的に接続されている。複数のセルバランシングスイッチ（ＳＨ１〜ＳＨ４０、ＳＬ１〜ＳＬ４０）は、セルバランシング制御部２２０から伝えられた接続制御信号（ＣＳＳ）に応じて導通／遮断される。本発明の一実施形態による接続制御信号（ＣＳＳ）は、複数のセルバランシングスイッチ（ＳＨ１〜ＳＨ４０、ＳＬ１〜ＳＬ４０）に各々対応する複数の信号のことをいう。具体的に、セルバランシング判断部２１０が、セル（ＣＥＬＬ３）がセルバランシングの必要があると判断すると、セルバランシング制御部２２０はセルバランシングスイッチ（ＳＨ３、ＳＬ３）を導通させる接続制御信号（ＣＳＳ）をセルバランシングスイッチ（ＳＨ３、ＳＬ３）に印加する。以下、セルバランシングスイッチ（ＳＨ３、ＳＬ３）が導通されて、第１出力端（Ｈ）と第２出力端（Ｌ）はセル（ＣＥＬＬ３）の両断に各々接続される。
【００５６】
セルバランシング接続部４２０は共通処理装置の部品であって、セルバランシング多重化部４１０の第１及び第２出力端（Ｈ、Ｌ）、共通処理装置の部品である第１セルバランシング駆動部４３０及び第２セルバランシング駆動部４４０に接続されている。セルバランシング接続部４２０は、第１リレー及び第２リレー（Ｒ１、Ｒ２）を含み、第１リレー及び第２リレー（Ｒ１、Ｒ２）の入力端（Ｈ１、Ｈ２）は第１出力端（Ｈ）に接続されており、第１リレー及び第２リレーの入力端（Ｌ１、Ｌ２）は第２出力端（Ｌ）に接続されている。第１リレー及び第２リレー（Ｒ１、Ｒ２）はセルバランシング制御信号（ＣＳＤ）により動作する。具体的に、セルバランシング制御信号（ＣＳＤ）は、自動車の運行モードが一時停車モードの場合には、第１リレー（Ｒ１）を導通させて、第１セルバランシング駆動部４３０とセルバランシングを要するセルを電気的に接続する。第１セルバランシング駆動部４３０はセルと接続されると、抵抗を利用した放電経路を形成して、セルの電圧を減少させて、正常範囲に入るようにする。この時、セルバランシングを要するセルの放電の開始と終了を制御する放電制御信号（ＣＢ）が第１セルバランシング駆動部４３０に伝えられる。そして、自動車の運行モードが停車モードの場合には、セルバランシング制御信号（ＣＳＤ）は第２リレー（Ｒ２）を導通させて、第２セルバランシング駆動部４４０とセルバランシングを要するセルを電気的に接続する。第２セルバランシング駆動部４４０は、自動車の運行モードが停車モードの時、セルバランシングを要するセルの中から高い電圧のセルのエネルギーを受けて、セルバランシングを要するセルの中の低い電圧のセルにエネルギーを伝達する。以下、高い電圧のセルの電圧は減少し、低い電圧のセルの電圧は上昇して、複数のセルの電圧が各々正常範囲に収まる。
【００５７】
以下、図４を参照して、第１セルバランシング駆動部４３０を具体的に説明する。図４は複数のセル中にセル（ＣＥＬＬｉ）がセルバランシングを要する場合、第１リレー（Ｒ１を通して、セル（ＣＥＬＬｉ）と第１セルバランシング駆動部４３０が接続されていることを示した図である。
【００５８】
図４に示したように、第１セルバランシング駆動部４３０は、複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ５）と、フォトカプラー（ｐｈｏｔｏ  ｃｏｕｐｌｅｒ）を構成する第２トランジスタ及びフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、第１トランジスタと、を含む。第１セルバランシング駆動部４３０は放電制御信号（ＣＢ）によって制御される。
【００５９】
具体的に、セルバランシング判断部２１０がセル（ＣＥＬＬｉ）のセルバランシングを要すると判断して、セルバランシング制御部２２０にセル（ＣＥＬＬｉ）に関する情報を与える。セル（ＣＥＬＬｉ）に関する情報とは、セル（ＣＥＬＬｉ）の位置による識別情報を含む。以下、セルバランシング制御部２２０は、セル（ＣＥＬＬｉ）の位置による識別情報により接続制御信号（ＣＳＳ）を生成する。接続制御信号（ＣＳＳ）によりセルバランシング多重化部４１０のセルバランシングスイッチ（ＳＨｉ）及びセルバランシングスイッチ（ＳＬｉ）が導通される。そして、セルバランシング制御部２２０は、ＭＴＣＵ７から伝えられる自動車の運行モードにより、第１セルバランシング駆動部４３０と第２セルバランシング駆動部４４０のうちの一つを選択するためのセルバランシング制御信号（ＣＳＤ）を生成して、セルバランシング接続部４２０に印加する。現在、自動車の運行モードが一時停車モードの場合、第１セルバランシング駆動部４３０を動作させるために、セルバランシング制御信号（ＣＳＳ）は第１リレー（Ｒ１）を導通させる。以下、図４に簡略に示したように、セル（ＣＥＬＬｉ）と第１セルバランシング駆動部４３０は電気的に接続される。
【００６０】
この時、放電制御信号（ＣＢ）は、セルバランシング制御部２２０で生成され、セル（ＣＥＬＬｉ）の電圧が正常範囲に達するまで、セル（ＣＥＬＬｉ）を放電させるように制御する。セルバランシング判断部２１０は、センシング部１０から伝えられるセル（ＣＥＬＬｉ）の電圧をリアルタイムで正常範囲と比較して、正常範囲に入ると、セルバランシング制御部２２０にセル（ＣＥＬＬｉ）のセルバランシングの完了を知らせる。以下、セルバランシング制御部２２０はセルバランシングが完了されると、放電制御信号（ＣＢ）を調節して、セル（ＣＥＬＬｉ）の放電を止めるように制御する。本発明の一実施形態による放電制御信号（ＣＢ）は、放電開始時にローレベルの第１レベルに変更されて、放電が維持される間の放電制御信号は第１レベルを維持する。セルバランシングが完了されると、第１レベルから高いレベルの第２レベルに変更される。
【００６１】
図５は本発明の一実施形態による放電制御信号（ＣＢ）を示した図である。図５に示したように、放電開始時点（Ｔ１）で第１レベル（ＶＬ）の放電制御信号（ＣＢ）が第１セルバランシング駆動部４３０に伝えられると、電源（ＶＤＤ）の電圧と第１レベル（ＶＬ）の電圧との間の電圧（ＶＡ）が、抵抗（Ｒ４）と抵抗（Ｒ５）が接する接続点（Ａ）に印加される。電圧（ＶＡ）は、抵抗（Ｒ４）及び抵抗（Ｒ５）との間の抵抗比により決定される。本発明の一実施形態による電圧（ＶＡ）は、フォトダイオード（ＰＤ）に駆動電流を流せるレベルに設定する。従って、第１レベルの放電制御信号（ＣＢ）が印加されると、電源（ＶＤＤ）の電圧と電圧（ＶＡ）の電圧差によって、フォトダイオード（ＰＤ）に駆動電流（Ｉｒ）が発生する。フォトダイオード（ＰＤ）でフォトカプラーを形成している第２トランジスタ（Ｑ２）は、フォトダイオード（ＰＤ）に流れる駆動電流（Ｉｒ）に対応して導通されて、バイアス電流（Ｉｖ）が発生する。バイアス電流（Ｉｖ）が流れると、抵抗（Ｒ３）にバイアス電圧（Ｖｒ）が印加されて、第１トランジスタ（Ｑ１）が導通される。導通された第１トランジスタ（Ｑ１）を通して、放電電流（Ｉｄ）が流れる。以下、導通された第１リレー（Ｒ１）、抵抗（Ｒ２）および導通された第１トランジスタ（Ｑ１）を通して、セル（ＣＥＬＬｉ）の一端（Ｃ１）から他端（Ｃ２）に接続される放電経路が形成され、放電電流（Ｉｄ）を通して、セル（ＣＥＬＬｉ）の電圧は急速に減少する。このように放電を通して、セル（ＣＥＬＬｉ）の電圧が減少して正常範囲に至ると、放電制御信号（ＣＢ）は時点（Ｔ２）で第２レベル（ＶＨ）となって、放電電流（Ｉｄ）は発生しない。本発明の一実施形態による第１及び第２トランジスタは、コレクタ電極及びエミッタ電極を二つの電極として有し、ベース電極を制御電極として有する接合型トランジスタ（ｂｉｐｏｌａｒ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に、第１トランジスタ及び第２トランジスタはｎ−チャンネルタイプのトランジスタである。しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、同様の動作を行う他のトランジスタを用いてもよい。
【００６２】
このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、自動車の運行モードが一時停車モードの場合には強制放電を利用して、セル（ＣＥＬＬｉ）の電圧を正常範囲に入るように制御して、セルバランシングを行う。
【００６３】
以下、図６及び図７を参照して、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システム及び駆動方法を利用して、自動車の運行モードが停車モードの場合のセルバランシングを説明する。
【００６４】
自動車の運行モードが停車モードの場合には、運行モードが一時停車モード及び走行モードの場合とは異なって、強制放電をさせる必要がない。つまり、セルバランシングを速い時間内に完了しなければならない必要はない。従って、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システム及びその駆動方法は、高い電圧のセルのエネルギーを低い電圧のセルに移動させて、複数のセル電圧を正常範囲に入るようにするセルバランシング方法を使用する。
【００６５】
図６及び図７は、本発明の一実施形態によるセルバランシング部４０の第２セルバランシング駆動部４４０の動作を示した図である。以下、セルの電圧が複数のセルの電圧を平均して算出した平均電圧より高い電圧を有するセルを過充電セルといい、セルの電圧が平均電圧より低い電圧を有するセルを過放電セルという。正常範囲は、平均電圧を基準に誤差を考慮した所定の範囲であってもよく、または平均電圧であってもよい。
【００６６】
図６は、セルバランシング駆動部４４０に過充電セル（ＣＥＬＬｊ）のエネルギーが伝えられることを示した説明図である。図７はセルバランシング駆動部４４０が過放電セル（ＣＥＬＬｋ）にエネルギーを伝えることを示した説明図である。
【００６７】
セルバランシング判断部２１０は、複数のセルの中のセルバランシングを要するセルを検出して、これをセルバランシング制御部２２０に知らせるが、セルバランシング制御部２２０は、セルバランシングを要するセルの中の正常範囲より高い電圧を有する過充電セル（ＣＥＬＬｊ）と正常範囲より低い電圧を有する過放電セル（ＣＥＬＬｋ）を区分する。そして、セルバランシング制御部２２０は、接続制御信号（ＣＳＳ）をセルバランシング多重化部４１０に印加して、セルバランシングスイッチ（ＳＨｊ、ＳＬｊ）を導通させ、セルバランシング制御信号（ＣＳＤ）を第２リレー（Ｒ２）に印加して、第２リレー（Ｒ２）を導通させる。そうすると、図６に示したように、第２セルバランシング駆動部４４０のインダクタ（Ｌ）の両端と過充電セル（ＣＥＬＬｊ）が接続され、電流（ｉｃ）がインダクタ（Ｌ）に流れると共に、電圧（ＶＬ）は上昇し、過充電セル（ＣＥＬＬｊ）の電圧は減少する。このように過充電セル（ＣＥＬＬｊ）の電圧が減少して、正常範囲に至ると、セルバランシング判断部２１０はこれをセルバランシング制御部２２０に知らせる。セルバランシング制御部２２０は、接続制御信号（ＣＳＳ）及びセルバランシング制御信号（ＣＳＤ）を利用して、セルバランシングスイッチ（ＳＨｊ、ＳＬｊ）及び第２リレー（Ｒ２）を遮断させて、セル（ＣＥＬＬｊ）とインダクタ（Ｌ）の接続を遮断する。
【００６８】
そして、セルバランシング制御部２２０は接続制御信号（ＣＳＳ）及びセルバランシング制御信号（ＣＳＤ）を利用して、セルバランシングスイッチ（ＳＨｋ、ＳＬｋ）及び第２リレー（Ｒ２）を導通させて、過放電セル（ＣＥＬＬｋ）とインダクタ（Ｌ）を電気的に接続させる。以下、インダクタ（Ｌ）の電圧が過放電セル（ＣＥＬＬｋ）の電圧より高くなり、電流（ｉａ）がセル（ＣＥＬＬｋ）に流れる。以下、インダクタ（Ｌ）に貯蔵されたエネルギーがセル（ＣＥＬＬｋ）に伝えられて、セル（ＣＥＬＬｋ）の電圧は上昇する。セルバランシング判断部２１０はセル（ＣＥＬＬｋ）の電圧が正常範囲に至ると、これをセルバランシング制御部２２０に知らせる。セルバランシング制御部２２０は、接続制御信号（ＣＳＳ）及びセルバランシング制御信号（ＣＳＤ）を利用して、セルバランシングスイッチ（ＳＨｋ、ＳＬｋ）及び第２リレー（Ｒ２）を遮断させて、セル（ＣＥＬＬｋ）とインダクタ（Ｌ）の接続を遮断する。
【００６９】
本発明の一実施形態による第２セルバランシング駆動部４４０は、インダクタ（Ｌ）だけを含むものとして示したが、これに限定されることなく、インダクタ（Ｌ）の電圧を一定に維持するためのキャパシタをさらに含むことができる。ここで用いるインダクタ、キャパシタはエネルギー蓄積用の大形部品であるから１チップ化した共通処理装置の外付け部品にできることが望ましい。
【００７０】
このように、インダクタを含む第２セルバランシング駆動部を利用して、複数のセル電圧を平均電圧と同じ値でバランシングできる。
【００７１】
以下、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの駆動方法を、図８を参照して、詳細に説明する。
【００７２】
図８は本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの駆動方法を示したフローチャートである。
【００７３】
図８に示されているように、ＢＭＳ１は自動車の運行モードを判断する（Ｓ１００）。Ｓ１００段階において判断した結果、ＢＭＳ１は自動車の運行モードが停車モードの場合、複数のセルの電圧を各々センシングする（Ｓ１１０）。ＢＭＳ１はセンシング結果に基づいて、平均電圧を基準としてセルバランシングを要するセルを検出する（Ｓ１２０）。ＢＭＳ１は検出されたセル中の過充電セルと過放電セルを区分する（Ｓ１３０）。ＢＭＳ１は、まず、過充電セルからセルバランシング部４０がエネルギーを受けるようにする（Ｓ１４０）。そしてＢＭＳ１は過充電セルの電圧が正常範囲に至ったかを判断する（Ｓ１５０）。Ｓ１５０段階の判断結果、過充電セルの電圧が正常範囲に至っていれば、ＢＭＳ１は過充電セルとセルバランシング部４０の接続を遮断する（Ｓ１６０）。Ｓ１５０段階においての判断結果、過充電セルが正常範囲に至らなかったら、過充電セルからセルバランシング部４０にエネルギーが伝えられるようにする。そして、Ｓ１６０段階以降に、ＢＭＳ１はセルバランシング部４０と過放電セルを接続し、セルバランシング部４０は伝達されたエネルギーを過放電セルに伝達する（Ｓ１７０）。ＢＭＳ１は過放電セルの電圧が正常範囲に至ったかを判断する（Ｓ１８０）。Ｓ１８０段階においての判断結果、過放電セルが正常範囲に至ったら、ＢＭＳ１は過放電セルとセルバランシング部４０の接続を遮断する（Ｓ１９０）。Ｓ１８０段階においての判断結果、過放電セルが正常範囲に至らなかったら、セルバランシング部４０から過放電セルにエネルギーが伝えられるようにする。
【００７４】
Ｓ１００段階での判断結果、ＢＭＳ１は自動車の運行モードが一時停車モードまたは走行モードの場合、複数のセルの電圧を各々センシングする（Ｓ２１０）。ＢＭＳ１はセンシング結果に基づいて、セルバランシングを要する過充電セルを検出する（Ｓ２２０）。ＢＭＳ１は検出された過充電セルをセルバランシング部４０と接続する（Ｓ２３０）。以下、過充電セルの電圧は放電で減少する。ＢＭＳ１は過充電セルの電圧減少によって過充電セルの電圧が正常範囲に至ったかを判断する（Ｓ２４０）。Ｓ２５０段階での判断結果、過充電セルの電圧が正常範囲に至っていれば、過充電セルとセルバランシング部４０の接続を遮断する（Ｓ２５０）。一方、Ｓ２５０段階での判断結果、過充電セルの電圧が正常範囲に至っていなければ、Ｓ２３０に戻って過充電セルをセルバランシング部４０と接続する状態を継続する。
【００７５】
このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システム及びその駆動方法は、自動車の運行モードに応じてセルバランシングを行う。そのために、セル間の均等化及びセルバランシングを効率的に行なうことができる。また、一つのチップで構成されたバッテリー管理システムを利用して、セルの数が変更されても、不要な配線の増加及びメインコントローラーを交替せずにバッテリー管理システムを使用できる。
【００７６】
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説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、そ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。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリー、ＢＭＳ及びＢＭＳの周辺装置を概略的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態によるセンシング部１０、セルバランシング部４０、及びＭＣＵ２０を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態による自動車の運行モードに応じてセルバランシングを遂行するバッテリー管理システムを示した図である。
【図４】複数のセルの中のセルバランシングを要するセル、第１リレー（Ｒ１）、及び第１セルバランシング駆動部４３０が接続されているのを示した図である。
【図５】本発明の一実施形態による放電制御信号を示した図である。
【図６】セルバランシング駆動部４４０に過充電セルのエネルギーが伝えられることを示した図である。
【図７】セルバランシング駆動部４４０が過放電セルにエネルギーを伝えることを示した図である。
【図８】本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの駆動方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１          ＢＭＳ
２          バッテリー
３          電流センサー
４          冷却ファン
５          ヒューズ
６          メインスイッチ
７          ＭＴＣＵ
８          インバータ
９          モータゼネレータ
１０        センシング部
１５        接続ポート部
２０        ＭＣＵ
３０        内部電源供給部
４０        セルバランシング部
５０        貯蔵部
６０        通信部
７０        保護回路部
８０        パワーオンリセット部
９０        外部インターフェース
２１０      セルバランシング判断部
２２０      セルバランシング制御部
４１０      セルバランシング多重化部
４２０      セルバランシング接続部
４３０、４４０      セルバランシング駆動部
【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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