(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリアル通信網を介して接続される通信端末機であって、
入力ポート及び出力ポートを有する制御部と、
前記入力ポート及び前記出力ポートに電気的に接続された第１コネクタと、
前記入力ポート及び前記出力ポートに電気的に接続された第２コネクタと、
前記第１コネクタから前記入力ポート方向に電流が流れるように、前記第１コネクタと前記入力ポートとの間に電気的に接続された第１−１ダイオードと、
前記出力ポートから前記第１コネクタ方向に電流が流れるように、前記第１コネクタと前記出力ポートとの間に電気的に接続された第１−２ダイオードと、
前記出力ポートから前記第２コネクタ方向に電流が流れるように、前記第２コネクタと前記出力ポートとの間に電気的に接続された第２−１ダイオードと、
前記第２コネクタから前記入力ポート方向に電流が流れるように、前記第２コネクタと前記入力ポートとの間に電気的に接続された第２−２ダイオードと
を含み、
前記シリアル通信網が、デイジーチェーンであり、
前記入力ポートが、スリープ状態の前記制御部を起動させる信号を受信し、
前記出力ポートが、スリープ状態の他の制御部を起動させる信号を出力することを特徴とする通信端末機。
【請求項２】
前記制御部が、二次電池の電気的特性値を測定することを特徴とする請求項１に記載の通信端末機。
【請求項３】
前記二次電池の電気的特性値が、二次電池の電圧及び電流のうち少なくとも１つの値であることを特徴とする請求項２に記載の通信端末機。
【請求項４】
請求項２または３に記載の通信端末機を含むバッテリー管理システムと、
複数の二次電池が電気的に接続された複数のバッテリーモジュールと
を含むことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項５】
複数の前記バッテリー管理システムが、それぞれ、前記複数のバッテリーモジュールに電気的に接続されてい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。
【請求項６】
請求項４に記載のバッテリーパックと、
前記バッテリーパックから電力の供給を受ける負荷と
を含むことを特徴とするバッテリー駆動システム。
【請求項７】
前記負荷が、電気駆動手段または携帯用機器であることを特徴とする請求項６に記載のバッテリー駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末機に関し、より詳しくは、入力コネクタと出力コネクタとを区分せずデイジーチェーン通信網を構成することができる通信端末機に関する。
本出願は、２０１３年１０月１８日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１２４７０５号に基づく優先権を主張するものであり、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
製品群毎の適用性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などに普遍的に用いられている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
【０００３】
前記電気自動車などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るために複数の単位セル（ｃｅｌｌ）を含む複数のセルアセンブリーを直列または並列に接続した構造を有する。そして、前記単位セルは、正極及び負極集電体、セパレータ、活物質、電解液などを含み、構成要素間の電気化学的反応によって充放電を繰り返すことができる。
このような基本的構造に加えて、前記バッテリーパックには、モーターなどの駆動負荷に対する電力供給の制御、電流または電圧などの電気的特性値の測定、充放電制御、電圧の平滑化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）制御、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の推定などのためのアルゴリズムが適用され、二次電池の状態をモニタリングし制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などがさらに含まれる。
【０００４】
一方、近来、エネルギー貯蔵源としての活用を初めとして大容量構造への必要性が高まるにつれて、複数のバッテリーが直列及び／または並列に接続された複数のバッテリーモジュールを集合させたマルチモジュール構造のバッテリーパックに対する需要が伸びている。
このようなマルチモジュール構造のバッテリーパックは複数のバッテリーセルを含むので、１つのＢＭＳを使用してすべてのバッテリーセルの充放電状態を制御することには限界がある。したがって、最近は、バッテリーパックに含まれているそれぞれのバッテリーモジュール毎にＢＭＳを設け、ＢＭＳのうち、いずれか１つをマスタＢＭＳとして指定し、残りのＢＭＳをスレーブＢＭＳとして指定して、マスタ−スレーブ方式で各バッテリーモジュールの充放電を制御する技術が用いられている。
【０００５】
スレーブＢＭＳは、平常時はスリープ（ｓｌｅｅｐ）状態で待機し、マスタＢＭＳの制御信号によって起動を開始する。制御信号は様々な通信網を介して伝送可能であるが、一般にはシリアル通信網が主に使用される。シリアル通信網は、通信構造を具現し易く、信号の伝送特性に優れ、既存の通信線路などを活用できるので、コストを節減できるという長所がある。
シリアル通信網は、信号を受信したレシーバー（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）側がトランスミッタ（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）になって、自身に接続された隣接する他のレシーバーにリレー方式で信号を伝達する接続方式を有する。したがって、ＢＭＳ同士は、信号を出力できる出力コネクタと信号を受信できる入力コネクタとが区分されて接続されねばならない。
【０００６】
図１は、従来技術による通信網の構成を示した例示図である。
図１を参照すれば、通信端末機に該当するコンピューターシステム１０、２０及び３０が通信網を構成していることが確認できる。図１に示されたように、シリアル通信網を構成するために、各コンピューターシステム１０、２０及び３０に含まれた入力部１６、２６及び３６と出力部１８、２８及び３８とは明確に区分されて入力部−出力部が相互接続されていることが確認できる。
【０００７】
しかしながら、このようにシリアル通信網を構成するとき、入力部−出力部のコネクタの形状が明確に区分されない場合、作業者に混同を生じさせることがあり得る。また、入力部コネクタと出力部コネクタとの形状を区別して製作することは、生産コスト上昇の要因になり得る。したがって、シリアル通信網を構成するとき、入力コネクタと出力コネクタとが柔軟に互換可能な通信端末機が必要となっている。
【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、入力コネクタと出力コネクタとを区分せずデイジーチェーン（ｄａｉｓｙ ｃｈａｉｎ）通信網を構成することができる通信端末機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するために、本発明による通信端末機は、シリアル通信網を介して接続される通信端末機であって、入力ポート及び出力ポートを有する制御部と、前記入力ポート及び前記出力ポートに電気的に接続された第１コネクタと、前記入力ポート及び前記出力ポートに電気的に接続された第２コネクタと、前記第１コネクタから前記入力ポート方向に電流が流れるように、前記第１コネクタと前記入力ポートとの間に電気的に接続された第１−１ダイオードと、前記出力ポートから前記第１コネクタ方向に電流が流れるように、前記第１コネクタと前記出力ポートとの間に電気的に接続された第１−２ダイオードと、前記出力ポートから前記第２コネクタ方向に電流が流れるように、前記第２コネクタと前記出力ポートとの間に電気的に接続された第２−１ダイオードと、前記第２コネクタから前記入力ポート方向に電流が流れるように、前記第２コネクタと前記入力ポートとの間に電気的に接続された第２−２ダイオードとを含む。
【００１０】
本発明の一実施態様によれば、前記入力ポートは、スリープ状態の制御部を起動させる信号を受信する。
本発明の一実施態様によれば、前記出力ポートは、スリープ状態の他の制御部を起動させる信号を出力する。
本発明の一実施態様によれば、前記シリアル通信網は、デイジーチェーンである。
本発明の一実施態様によれば、前記制御部は、二次電池の電気的特性値を測定する。前記二次電池の電気的特性値は、二次電池の電圧及び電流のうち少なくとも１つの値であり得る。
【００１１】
本発明による通信端末機は、通信端末機を含むバッテリー管理システムと、複数の二次電池が電気的に接続された複数のバッテリーモジュールとを含むバッテリーパックの一構成要素であり得る。このとき、それぞれの前記バッテリー管理システムは、それぞれの前記バッテリーモジュールに電気的に接続され得る。
本発明によるバッテリーパックは、バッテリーパックと、前記バッテリーパックから電力の供給を受ける負荷とを含むバッテリー駆動システムの一構成要素になり得る。前記負荷は、電気駆動手段または携帯用機器であり得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、通信網を構成するために外部に接続されるコネクタにおいて、従来と違って入力と出力との区分がない。すなわち、２つのコネクタのうち位置と順番に関係なく電線を接続して通信網を構成することができる。
本発明の別の態様によれば、作業者が入力コネクタと出力コネクタとを区別する必要がなく、通信網を構築する作業が容易になる。したがって、時間が短縮して作業者の手間を省くことができる。
【００１３】
本明細書に添付される以下の図面は、本発明の望ましい実施形態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のものであるので、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】
【００１４】
【図１】従来技術による通信網の構成を示した例示図である。
【図２】本発明の一実施形態による通信端末機の構成を概略的に示した回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による複数の通信端末機を含むバッテリーパックの構成を概略的に示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の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。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないので、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態による通信端末機１００の構成を概略的に示した回路図である。
図２を参照すれば、本発明による通信端末機１００は、第１コネクタ１０１、第２コネクタ１０２、第１−１ダイオード１１１、第１−２ダイオード１１２、第２−１ダイオード１２１、第２−２ダイオード１２２及び制御部１３０を含む。
本発明による通信端末機１００は、シリアル通信網４００を介して他の通信端末機または外部装置に接続される。したがって、前記第１コネクタ１０１及び第２コネクタ１０２は、シリアル通信網４００を構成するための接続端子である。
【００１７】
前記制御部１３０は、入力ポート１３１及び出力ポート１３２を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記制御部１３０は、平常時はスリープ状態を維持し、外部からウェイクアップ（ｗａｋｅ−ｕｐ）信号を受信すれば、起動を開始するマイクロプロセッサであり得る。したがって、前記入力ポート１３１は、スリープ状態の制御部１３０を起動させる信号を受信する。また、前記出力ポート１３２は、スリープ状態の他の制御部を起動させる信号を出力する。
前記制御部１３０を起動させる信号は、外部から前記第１コネクタ１０１または第２コネクタ１０２を介して受信される。また、他の制御部１３０を起動させる信号は、前記第１コネクタ１０１または第２コネクタ１０２を介して送信される。したがって、前記第１コネクタ１０１は、前記入力ポート１３１及び前記出力ポート１３２に電気的に接続される。そして、前記第２コネクタ１０２は、前記入力ポート１３１及び前記出力ポート１３２に電気的に接続される。
【００１８】
本発明による通信端末機１００は、通信網を構成するために外部に接続されるコネクタにおいて、従来と違って入力と出力との区分がない。すなわち、２つのコネクタ１０１、１０２のうち位置と順番に関係なく電線を接続することで、通信網を構成できるという長所がある。
しかしながら、前記制御部１３０の入力ポート１３１及び出力ポート１３２は、信号の種類に応じて接続が成立しなければならない。したがって、入出力の区分がない前記第１コネクタ１０１及び前記第２コネクタ１０２と違って、入出力の区分がある前記入力ポート１３１及び前記出力ポート１３２を電気的に接続するために、第１−１ダイオード１１１、第１−２ダイオード１１２、第２−１ダイオード１２１及び第２−２ダイオード１２２が、第１コネクタ１０１／第２コネクタ１０２と入力ポート１３１／出力ポート１３２との間に設けられている。
【００１９】
前記第１−１ダイオード１１１は、前記第１コネクタ１０１から前記入力ポート１３１方向に電流が流れるように、前記第１コネクタ１０１と前記入力ポート１３１との間に電気的に接続される。
前記第１−２ダイオード１１２は、前記出力ポート１３２から前記第１コネクタ１０１方向に電流が流れるように、前記第１コネクタ１０１と前記出力ポート１３２との間に電気的に接続される。
前記第２−１ダイオード１２１は、前記出力ポート１３２から前記第２コネクタ１０２方向に電流が流れるように、前記第２コネクタ１０２と前記出力ポート１３２との間に電気的に接続される。
前記第２−２ダイオード１２２は、前記第２コネクタ１０２から前記入力ポート１３１方向に電流が流れるように、前記第２コネクタ１０２と前記入力ポート１３１との間に電気的に接続される。
【００２０】
以下、本発明による複数の通信端末機１００がシリアル通信網４００を介して接続された例を挙げて入出力信号がどのように受信または出力されるかを説明する。
図３は、本発明の一実施形態による複数の通信端末機１００を含むバッテリーパック２００の構成を概略的に示したブロック図である。
図３を参照すれば、本発明による２つの通信端末機１００がバッテリーパック２００に電気的に接続されていることが確認できる。説明の便宜上、上側に示された通信端末機を第１通信端末機１００−１、下側に示された通信端末機を第２通信端末機１００−２と称する。
【００２１】
本発明による通信端末機１００は、バッテリーパック２００を管理するバッテリー管理システムに含まれ得る。前記バッテリー管理システムは、本発明による通信端末機１００の外に必要に応じて追加構成をさらに含み得るが、図面の簡素化のために、前記バッテリー管理システムには本発明による通信端末機１００のみを示す。したがって、図３の通信端末機１００−１及び１００−２をバッテリー管理システムとして理解すれば良い。
【００２２】
バッテリー管理システムとしての役割を果たすので、前記制御部１３０は、二次電池セル２１１の電気的特性値を測定することができる。ここで、前記二次電池セル２１１の電気的特性値とは、二次電池セル２１１の電圧及び電流のうち少なくとも１つの値を意味する。さらに、前記制御部１３０は、各二次電池セル２１１の電圧または電流を含む電気的特性値の測定の外に、二次電池セル２１１の充放電制御、電圧の平滑化制御、ＳＯＣの推定などを含む、当業者であれば適用可能な多様な制御機能を果たせるアルゴリズムを含むことができる。また、既知の通信プロトコルによってデータを送受信できるアルゴリズムを含むこともできる。
【００２３】
前記制御部１３０は、上述した多様な制御ロジックを実行するために、本発明が属する技術分野で既知のプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを含むことができる。また、上述した制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、前記制御部１３０はプログラムモジュールの集合として具現され得る。
【００２４】
一方、前記バッテリーパック２００は、複数の二次電池セル２１１が電気的に接続されてなる。前記バッテリーパック２００は、１つ以上の二次電池セル２１１を含むものであって、二次電池セル２１１の種類は特に限定されない。それぞれの二次電池セル２１１は再充電自在であり、充電または放電電圧を考慮してリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などで構成することができる。また、前記バッテリーパック２００に含まれる二次電池セル２１１の個数は、要求される出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定することができる。しかしながら、本発明が二次電池セル２１１の種類、出力電圧、充電容量などによって限定されることはない。また、図３では前記二次電池セル２１１がすべて直列に接続されているが、本発明が前記二次電池セル２１１の接続方法によって制限されることはない。
【００２５】
所定の数の前記二次電池セル２１１が組み合わせられてバッテリーモジュール２１０を構成する。そして、前記バッテリーモジュール２１０毎にそれぞれバッテリー管理システムが接続される。図３に示されたバッテリー管理システムは、マスタ−スレーブ方式で各バッテリーモジュール２１０の充放電を制御する技術を用いている。したがって、前記バッテリー管理システム、つまり、本発明による通信端末機１００は、スリープ状態で待機し、マスタまたは外部装置３００の制御信号によって起動を開始する。
【００２６】
本発明による通信端末機１００は、シリアル通信網４００を構成して起動を制御する信号を送信及び受信する。
本発明の一実施形態によれば、前記シリアル通信網４００は、デイジーチェーンである。デイジーチェーンとは、連続的に接続されているバス（ｂｕｓ）結線方式を意味する。デイジーチェーンは、単なるバス接続と異なり、チェーン内に属した１つの装置が他の装置に信号をリレー方式で伝達できる信号伝送方式をサポートする。デイジーチェーンは既知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【００２７】
前記外部装置３００からの前記制御部１３０を起動させる信号は、第１通信端末機１００−１の第１コネクタ１０１で受信される（丸付き数字１）。前記第１コネクタ１０１で受信された信号は、第１−１ダイオード１１１を通過して前記制御部１３０の入力ポート１３１に入力される（丸付き数字２）。一方、前記第１コネクタ１０１で受信された信号は、第１−２ダイオード１１２によって遮断されて前記制御部１３０の出力ポート１３２には伝達されない（丸付き数字３）。
前記第１通信端末機１００−１に含まれた制御部１３０が起動を始めれば、第２通信端末機１００−２に含まれた制御部１３０を起動させる信号を出力する（丸付き数字４）。該信号は、第２−１ダイオード１２１を通過して第１通信端末機１００−１の第２コネクタ１０２に出力される（丸付き数字５）。
【００２８】
図３を参照すれば、前記第１通信端末機１００−１の第２コネクタ１０２から出力された信号は、第１通信端末機１００−１の場合とは違って、第２通信端末機１００−２の第２コネクタ１０２に入力される実施形態が示されている。
前記第２通信端末機１００−２の第２コネクタ１０２で受信された信号は、第２−２ダイオード１２２を通過して前記制御部１３０の入力ポート１３１に入力される（丸付き数字６）。一方、前記第２通信端末機１００−２の第２コネクタ１０２で受信された信号は、第２−１ダイオード１２１によって遮断されて前記制御部１３０の出力ポート１３２には伝達されない（丸付き数字７）。
前記第２通信端末機１００−２に含まれた制御部１３０が起動を始めれば、第３通信端末機（図示せず）に含まれた制御部（図示せず）を起動させる信号を出力する（丸付き数字８）。該信号は、第１−２ダイオード１１２を通過して第２通信端末機１００−２の第１コネクタ１０１に出力される（丸付き数字９）。
【００２９】
一方、本発明によるバッテリーパック２００は、前記バッテリーパック２００と、バッテリーパック２００から電力の供給を受ける負荷とを含むバッテリー駆動システムの一構成要素になり得る。
前記バッテリー駆動システムの一例としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自転車（Ｅ−Ｂｉｋｅ）、電動工具（Ｐｏｗｅｒ ｔｏｏｌ）、電力貯蔵装置、無停電電源装置（ＵＰＳ）、携帯用パソコン、携帯電話、携帯用オーディオ装置、携帯用ビデオ装置などが挙げられる。前記負荷の一例としては、バッテリーパックが供給する電力によって回転力を提供するモーター、またはバッテリーパックが供給する電力を各種の回路部品が要する電力に変換する電力変換回路が挙げられる。
【００３０】
一方、本発明の説明において、図２及び図３に示された本発明の各構成は、物理的に区分される構成要素ではなく、論理的に区分される構成要素として理解されねばならない。
すなわち、各構成要素は、本発明の技術思想を実現するための論理的な構成要素に該当するので、各構成要素が統合または分離されても、本発明の論理構成が果たす機能を実現できれば、本発明の範囲内であると解釈されねばならず、同一または類似機能を果たす構成要素であれば、その名称の一致如何とは関係なく、本発明の範囲内であると解釈されねばならないことは勿論である。
【００３１】
以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれらによって限定されず、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者にとって、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勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  通信端末機
１００−１  第１通信端末機
１００−２  第２通信端末機
１０１  第１コネクタ
１０２  第２コネクタ
１１１  第１−１ダイオード
１１２  第１−２ダイオード
１２１  第２−１ダイオード
１２２  第２−２ダイオード
１３０  制御部
１３１  入力ポート
１３２  出力ポート
２００  バッテリーパック
２１０  バッテリーモジュール
２１１  二次電池セル
３００  外部装置
４００  シリアル通信網
【図１】
0006284063.tif 000002
【図２】
0006284063.tif 000003
【図３】
0006284063.tif 000004