(57)【要約】【課題】乗り物及びその制御方法を提供する。【解決手段】発電モジュールから充電電流を供給されて電力を充電するバッテリーセルと、発電モジュールとバッテリーセルとの間に直列に連結されて充電電流を導通させるダイオードと、ダイオードの温度によって発電モジュールから供給される充電電流を調節する制御部と、を備える乗り物である。 【選択図】図２
2013201889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電モジュールから充電電流を供給されて電力を充電するバッテリーセルと、
前記発電モジュールと前記バッテリーセルとの間に直列に連結されて前記充電電流を導通させるダイオードと、
前記ダイオードの温度によって前記発電モジュールから供給される充電電流を調節する制御部と、を備える乗り物。
【請求項２】
前記ダイオードの温度を測定する温度検出部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の乗り物。
【請求項３】
前記バッテリーセルは、リチウム−イオンバッテリーセルであることを特徴とする、請求項１に記載の乗り物。
【請求項４】
前記発電モジュールの出力電圧は、前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧よりも高く、
前記ダイオードは、前記発電モジュールの出力電圧と前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧との電圧差に対応する電圧降下を伴うことを特徴とする、請求項３に記載の乗り物。
【請求項５】
前記制御部は、前記ダイオードの温度が第１基準温度以上ならば前記発電モジュールから供給される充電電流を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の乗り物。
【請求項６】
エンジンと、
前記エンジンから供給されるエネルギーから電気エネルギーを生成する発電モジュールと
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の乗り物。
【請求項７】
前記乗り物のエンジン始動のための初期回転動力を提供し、前記バッテリーセルから放電電流を供給されるスターターモータをさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の乗り物。
【請求項８】
前記乗り物は、前記発電モジュールと前記バッテリーセルとの間で、前記ダイオードと並列に連結されるスイッチを備えるバイパス部をさらに備え、
前記制御部は、前記バッテリーセルの充電状態が第１基準値以下ならば前記バイパス部を導通させ、前記第１基準値を超えれば前記バイパス部を遮断させることを特徴とする、請求項１に記載の乗り物。
【請求項９】
前記制御部は、前記バッテリーセルの充電状態が前記第１基準値を超える場合にだけ、前記ダイオードの温度によって前記発電モジュールから供給される充電電流を調節することを特徴とする、請求項８に記載の乗り物。
【請求項１０】
前記発電モジュールと前記バッテリーセルとの間で、前記ダイオードと並列に連結され、前記バッテリーセルから出力される放電電流を導通させる放電部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の乗り物。
【請求項１１】
乗り物の制御方法において、
前記乗り物は、ダイオードを通じて発電モジュールからバッテリーセルに充電電流を供給し、前記乗り物の制御方法は、
前記ダイオードの温度を測定するステップと、
前記ダイオードの温度に応じて前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップと、を含む乗り物の制御方法。
【請求項１２】
前記バッテリーセルは、リチウム−イオンバッテリーセルであることを特徴とする、請求項１１に記載の乗り物の制御方法。
【請求項１３】
前記発電モジュールの出力電圧は、前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧よりも高く、
前記ダイオードは、前記発電モジュールの出力電圧と前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧との電圧差に対応する電圧降下を伴うことを特徴とする、請求項１２に記載の乗り物の制御方法。
【請求項１４】
前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップでは、前記ダイオードの温度が第１基準温度以上ならば前記発電モジュールから供給される充電電流を減少させるように調節することを特徴とする、請求項１１に記載の乗り物の制御方法。
【請求項１５】
前記発電モジュールは、前記乗り物のエンジンから供給されるエネルギーから電気エネルギーを生成し、
前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップは、前記乗り物のメイン制御部によって行われることを特徴とする、請求項１１に記載の乗り物の制御方法。
【請求項１６】
前記バッテリーセルは、前記乗り物のエンジン始動のための初期回転動力を提供するスターターモータに放電電流を供給することを特徴とする、請求項１５に記載の乗り物の制御方法。
【請求項１７】
前記バッテリーセルの充電状態を感知するステップと、
前記バッテリーセルの充電状態が第１基準値以下ならば前記充電電流を前記ダイオードと並列連結されたバイパス経路にバイパスさせるステップと、
前記バッテリーセルの充電状態が前記第１基準値を超えれば前記バイパス経路を遮断するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の乗り物の制御方法。
【請求項１８】
前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップは、前記バッテリーセルの充電状態が前記第１基準値を超える場合にだけ行われることを特徴とする、請求項１７に記載の乗り物の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗り物及び乗り物の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、二次電池は、充電が不能な一次電池とは異なり、充放電が可能な電池である。二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気自転車、無停電電源供給装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）などのエネルギー源として使われ、適用される外部機器の種類によって単一の電池の形態で使われることもあり、多数の電池を連結して一つの単位にまとめた電池モジュールの形態で使われることもある。
【０００３】
従来は、エンジン始動のための電源供給装置として、鉛蓄電池を使用している。最近は、燃費改善のためにＩＳＧ（Ｉｄｌｅ  Ｓｔｏｐ  ＆  Ｇｏ）システムが適用されており、次第に普及する流れである。空回転制限装置であるＩＳＧシステムを支援する電源供給装置は、エンジン始動のための高出力を出せる出力特性、及び頻繁な始動にも拘わらず、充放電特性がロバスト性をもって維持される寿命が保証されねばならない。しかし、既存の鉛蓄電池は、ＩＳＧシステム下で頻繁にエンジンの停止及び再始動が反復されることにより、充放電特性が劣化する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、バッテリーセルが、乗り物の発電モジュールから充電電流を供給される構成で、発電モジュールの出力電圧とバッテリーセルの定格電圧とが異なる場合、素子を保護しながら安全性を保証することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を達成するために、本発明の一実施形態の一側面によれば、発電モジュールから充電電流を供給されて電力を充電するバッテリーセルと、前記発電モジュールと前記バッテリーセルとの間に直列に連結されて、前記充電電流を導通させるダイオードと、前記ダイオードの温度によって、前記発電モジュールから供給される充電電流を調節する制御部と、を備える乗り物が提供される。
【０００６】
前記乗り物は、前記ダイオードの温度を測定する温度検出部をさらに備えうる。
【０００７】
また、前記バッテリーセルは、リチウム−イオンバッテリーセルであってもよい。
【０００８】
さらに、前記発電モジュールの出力電圧は、前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧よりも高く、前記ダイオードは、前記発電モジュールの出力電圧と前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧との電圧差に対応する電圧降下を伴ってもよい。
【０００９】
前記制御部は、前記ダイオードの温度が第１基準温度以上ならば、前記発電モジュールから供給される充電電流を減少させてもよい。
【００１０】
一例として、前記乗り物は、エンジンと、前記エンジンから供給されるエネルギーから電気エネルギーを生成する発電モジュールと、をさらに備えうる。
【００１１】
また、前記乗り物は、前記乗り物のエンジン始動のための初期回転動力を提供し、前記バッテリーセルから放電電流を供給されるスターターモータをさらに備えうる。
【００１２】
また、前記課題を達成するために、本発明の他の実施形態によれば、前記乗り物は、前記発電モジュールと前記バッテリーセルとの間で、前記ダイオードと並列に連結されるスイッチを備えるバイパス部をさらに備え、前記制御部は、前記バッテリーセルの充電状態が第１基準値以下ならば、前記バイパス部を導通させ、前記第１基準値を超えれば、前記バイパス部を遮断させる。
【００１３】
上記実施形態によれば、前記制御部は、前記バッテリーセルの充電状態が前記第１基準値を超える場合にだけ、前記ダイオードの温度によって、前記発電モジュールから供給される充電電流を調節できる。
【００１４】
また、前記乗り物は、前記発電モジュールと前記バッテリーセルとの間で、前記ダイオードと並列で連結され、前記バッテリーセルから出力される放電電流を導通させる放電部をさらに備えうる。
【００１５】
本発明の一実施形態の他の側面によれば、乗り物の制御方法において、前記乗り物は、ダイオードを通じて発電モジュールからバッテリーセルに充電電流を供給し、前記乗り物の制御方法は、前記ダイオードの温度を測定するステップと、前記ダイオードの温度によって前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップと、を含む乗り物の制御方法が提供される。
【００１６】
前記バッテリーセルは、リチウム−イオンバッテリーセルであってもよい。
【００１７】
また、前記発電モジュールの出力電圧は、前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧よりも高く、前記ダイオードは、前記発電モジュールの出力電圧と前記リチウム−イオンバッテリーセルの定格電圧との電圧差に対応する電圧降下を伴ってもよい。
【００１８】
さらに、前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップでは、前記ダイオード温度が第１基準温度以上ならば、前記発電モジュールから供給される充電電流を減少させるように調節してもよい。
【００１９】
一例として、前記発電モジュールは、前記乗り物のエンジンから供給されるエネルギーから電気エネルギーを生成し、前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップは、前記乗り物のメイン制御部によって行われうる。
【００２０】
また、前記バッテリーセルは、前記乗り物のエンジン始動のための初期回転動力を提供するスターターモータに放電電流を供給してもよい。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、前記乗り物の制御方法は、前記バッテリーセルの充電状態を感知するステップと、前記バッテリーセルの充電状態が第１基準値以下ならば前記充電電流を前記ダイオードと並列連結されたバイパス経路にバイパスさせるステップと、前記バッテリーセルの充電状態が前記第１基準値を超えれば前記バイパス経路を遮断するステップと、をさらに含みうる。
【００２２】
本実施形態によれば、前記発電モジュールから供給される充電電流を調節するステップは、前記バッテリーセルの充電状態が前記第１基準値を超える場合にだけ行われる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、バッテリーセルが乗り物の発電モジュールから充電電流を供給される構成で、発電モジュールの出力電圧とバッテリーセルの定格電圧とが異なる場合、素子を保護しながら安全性を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態による乗り物の構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるバッテリーパックの構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、バッテリー電圧、ダイオード温度、及びバッテリーセル温度の変化を経時的に示す例示的なグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態による乗り物の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態によるバッテリーパックの構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における、バッテリーセルの電圧、ダイオード温度、及びバッテリーセル温度の変化を経時的に示す例示的なグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態による乗り物の制御方法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】
【００２５】
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付した図面と共に、詳細に後述している実施形態を参照することによって明確になる。しかしながら、本発明は、後述する実施形態には限定されず、異なる多様な形態に実現されうる。つまり、本発明の実施形態は、本発明を十分に開示し、当業者に発明の範疇を十分に知らせるために提供されるのであって、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義される。一方、本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定することを意図したものではない。本明細書で、単数形で言及される名詞は、文言で特別に言及しない限り、複数である場合をも含む。明細書で使われる“含む（Ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）”及び／または“含むところの（Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）”は、述べられた構成要素、段階、動作及び／または素子以外に、１つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子の存在または追加を排除しない。第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。こうした用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用される。
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態による乗り物１０の構造を示した図である。
【００２８】
本発明の第１の実施形態によるバッテリーパック１００は、エンジンを備える乗り物１０に装着される。乗り物１０は、例えば、自動車、電気自転車でありうる。
【００２９】
前記バッテリーパック１００は、発電モジュール１１０から生成される充電電流Ｉ１を供給されて電気エネルギーを保存し、スターターモータ１２０に放電電流Ｉ２を供給することが可能である。例えば、前記発電モジュール１１０は、エンジン（図示せず）と動力連結され、エンジンの駆動軸と連結されて、回転動力を電気的な出力に変換しうる。このとき、発電モジュール１１０から生成された充電電流Ｉ１は、バッテリーパック１００に供給される。例えば、前記発電モジュール１１０は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）発電機（図示せず）、またはＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）発電機（図示せず）や整流装置（図示せず）を含み、およそＤＣ１５Ｖ、さらに具体的には、およそＤＣ１４.２Ｖ〜１４.８Ｖの電圧を供給できる。
【００３０】
前記スターターモータ１２０は、例えば、エンジンの始動時に作動し、エンジンの駆動軸を回転させる初期回転動力を提供することが可能である。例えば、前記スターターモータ１２０は、バッテリーパック１００の第１、第２端子Ｐ１,Ｐ２を通じて保存された電力を供給され、エンジンの始動時またはアイドルストップ（Ｉｄｌｅ  Ｓｔｏｐ）以後のエンジンの再始動時に駆動軸を回転させてエンジンを始動させることが可能である。前記スターターモータ１２０はエンジンの始動時に作動し、スターターモータ１２０によって始動されたエンジンの運転中には、発電モジュール１１０が駆動されて充電電流Ｉ１を生成することが可能である。
【００３１】
例えば、前記バッテリーパック１００は、燃費改善のためにＩＳＧ（Ｉｄｌｅ  Ｓｔｏｐ  ＆  Ｇｏ）機能が実現されたＩＳＧシステムのエンジン始動のための電源装置に適用される。ＩＳＧシステムでは、エンジンの停止及び再始動が頻繁に反復されることによって、バッテリーパック１００の充放電が反復される。
【００３２】
従来のＩＳＧシステムに適用される鉛蓄電池は、充放電動作が頻繁に反復されることによって、耐久寿命が短縮され、充放電特性が低下する問題がある。例えば、充放電の反復によって、充電容量が低下してエンジンの始動性が落ち、鉛蓄電池の交換周期が短くなる問題がある。
【００３３】
本発明の第１の実施形態によれば、バッテリーパック１００が、鉛蓄電池に比べて充放電特性が比較的一定に維持され、経時的な劣化が少ないリチウム−イオン電池（Ｌｉｔｈｉｕｍ−Ｉｏｎ  Ｂａｔｔｅｒｙ）を含むことによって、エンジンの停止及び再始動が反復するＩＳＧシステムにも好適に適用される。また、同一充電容量の鉛蓄電池に比べて低重量化が可能であるので、燃費改善効果が期待でき、鉛蓄電池より小さい体積にも同一充電容量を実現できるので、搭載空間が節約できるという長所がある。
【００３４】
本発明の実施形態は、バッテリーパック１００がリチウム−イオン電池を含むことに限定されず、バッテリーパック１００は、多様な種類の電池を含みうる。但し、バッテリーパック１００に含まれる電池は、発電モジュール１１０の出力電圧より定格電圧が低いものである。例えば、バッテリーパック１００には、ニッケル−水素電池（ＮｉＭＨ：Ｎｉｃｋｅｌ  Ｍｅｔａｌ  Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｂａｔｔｅｒｙ）、ニッケル−カドミウム電池（Ｎｉｃｋｅｌ−Ｃａｄｍｉｕｍ  Ｂａｔｔｅｒｙ）が適用されてもよい。
【００３５】
一方、前記バッテリーパック１００には、発電モジュール１１０及びスターターモータ１２０と共に、少なくとも一つの電気負荷１３０が連結されてもよい。電気負荷の個数及び種類は、乗り物１０の具体的な実現例によって変わりうる。電気負荷１３０は、バッテリーパック１００に保存された電力を消費するものであって、第１、第２端子Ｐ１，Ｐ２を通じてバッテリーパック１００から放電電流Ｉ２を供給される。電気負荷１３０は、例えば、ナビゲーション、オーディオ、照明灯、車両用ブラックボックス、盗難防止装置などの多様な種類の電子装置でありうる。
【００３６】
メイン制御部１４０は、バッテリーパック１００が装着された乗り物１０の全体動作を制御する制御部である。メイン制御部１４０は、バッテリーパック１００と第３端子Ｐ３を通じて連結されて制御信号を交換し、バッテリーパック１００の状態をモニタリングし、バッテリーパック１００の動作を制御することが可能である。また、メイン制御部１４０は、発電モジュール１１０の出力電流を調節することが可能である。メイン制御部１４０は、バッテリーパック１００の状態をモニタリングし、発電モジュール１１０の出力電流Ｉ１を増加または減少させうる。
【００３７】
メイン制御部１４０は、乗り物１０及びバッテリーパック１００をいずれも制御する乗り物１０の制御部として動作してもよい。
【００３８】
他の例として、メイン制御部１４０とバッテリー制御部とが別個に形成され、メイン制御部１４０は、バッテリー制御部から提供される制御信号またはデータによって発電モジュールの電流を制御してもよい。このような場合にも、発電モジュール１１０の電流を制御する乗り物１０の制御部を、メイン制御部１４０とする。本明細書では、メイン制御部１４０とバッテリー制御部とが別個に形成された実施形態を中心に説明する。
【００３９】
図２は、本発明の第１の実施形態によるバッテリーパック１００ａの構造を示した図面である。
【００４０】
本発明の第１の実施形態によるバッテリーパック１００ａは、バッテリーセル２１０、ダイオードＤ１、放電部２２０、バッテリー制御部（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）２３０、及び温度検出部２４０を備えうる。
【００４１】
バッテリーセル２１０は、リチウム−イオン電池、ニッケル−水素電池で実現される。バッテリーセル２１０は、発電モジュール１１０から供給された充電電流を供給されて充電する。また、バッテリーセル２１０は、スターターモータ１２０、電気負荷１３０に充電電力を供給することが可能である。本発明の第１の実施形態によれば、バッテリーセル２１０の定格電圧は、発電モジュール１１０の出力電圧よりも低い。例えば、バッテリーセル２１０がリチウム−イオン電池で実現される場合、発電モジュールは、およそＤＣ１４.２Ｖ〜１４.８Ｖ範囲の電圧を供給し、リチウム−イオン電池は、およそＤＣ１２.６Ｖ〜１３.０５Ｖの定格電圧を有しうる。
【００４２】
ダイオードＤ１は、第１端子Ｐ１とバッテリーセル２１０との間に直列に連結され、第１端子Ｐ１を通じて入力される充電電流Ｉ１をバッテリーセル２１０に供給する。ダイオードＤ１は、発電モジュール１１０の出力電圧とバッテリーセル２１０の定格電圧との差にあたる電圧降下を伴うように構成される。ダイオードＤ１は、第１端子Ｐ１にアノードが連結され、バッテリーセル２１０にカソードが連結され、バッテリーパック１００ａの充電経路を形成する。本発明の実施形態は、ダイオードＤ１が単一のダイオードで形成された構成、複数のダイオードが直列に連結された構成、または複数のダイオードが並列に連結された構成など、多様な実施形態を含む。
【００４３】
放電部２２０は、ダイオードＤ１と並列に連結されて放電経路を形成する。放電部２２０は、スイッチ、ダイオード、コンバータのうち少なくとも一つを含んで形成される。放電部２２０は、バッテリーセル２１０から出力される放電電流を第１端子Ｐ１及び第２端子Ｐ２を通じて出力する。
【００４４】
温度検出部２４０は、ダイオードＤ１の温度を測定する。温度検出部２４０は、多様な種類の温度センサーで構成される。温度検出部２４０は、測定された温度を表す温度データをＢＭＳ２３０に提供する。
【００４５】
ＢＭＳ２３０は、バッテリーパック１００ａの全般的な動作を制御する。ＢＭＳ２３０は、例えば、バッテリーセル２１０のモニタリング、バッテリーセル２１０のセルバランシング動作、充放電の開始または遮断、メイン制御部１４０との通信などの動作を行える。ＢＭＳ２３０は、第３端子Ｐ３を通じてメイン制御部１４０と連結される。
【００４６】
本発明の第１の実施形態によるＢＭＳ２３０は、温度検出部２４０から検出されたダイオードＤ１の温度によって、発電モジュール１１０の出力電流を調節する。例えば、発電モジュール１１０の出力電流調節は、メイン制御部１４０に発電モジュール１１０の出力電流の調節を要請する制御信号を伝達して行われる。他の例として、ＢＭＳ２３０は、ダイオードＤ１の温度データをメイン制御部１４０に伝達し、メイン制御部１４０が温度データによって発電モジュール１１０の出力電流を調節してもよい。
【００４７】
図３は、本発明の第１の実施形態における、バッテリー電圧Ｖｂａｔ、ダイオード温度、及びバッテリーセル温度の変化を経時的に示した例示的なグラフである。図３で、Ｖｂａｔは、バッテリーセル２１０の電圧を表す。バッテリーセル２１０の電圧Ｖｂａｔは、バッテリーセル２１０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ）の一例である。
【００４８】
図３のように、時間によってバッテリーの充電状態が満放電状態から満充電状態になる場合、充電電流の大きさが大きい充電初期にはダイオードＤ１の温度が急激に上昇し、バッテリーセル２１０の電圧Ｖｂａｔが所定レベル以上に上昇して充電電流の大きさが減少すると再びダイオードＤ１の温度が降下する、という特性を示す。しかし、ダイオードＤ１の温度が充電初期に急に上昇することによって、ダイオードＤ１が破壊されたり、素子特性が変化したりする可能性がある。特に、本発明の第１の実施形態によれば、ダイオードＤ１は、発電モジュール１１０とバッテリーセル２１０の定格電圧との差にあたる電圧降下を伴うため、ダイオードＤ１で電気エネルギーが消耗され、これにより、ダイオードＤ１で相当量の熱が発生しうる。また、本実施形態で、ダイオードＤ１の温度は、バッテリーセル２１０の温度より速い速度で上昇する。したがって、本発明の第１の実施形態によれば、ダイオードＤ１での発熱がバッテリーパック１００ａの安全性を脅かす可能性がある。
【００４９】
そこで、本発明の第１の実施形態は、ダイオードＤ１の温度を測定し、ダイオードＤ１の温度が第１基準温度Ｔｄ以上である場合、または第１基準温度Ｔｄを超える場合に、発電モジュール１１０から供給される充電電流を調節することによって、ダイオードＤ１での発熱による問題点を解決する。具体的には、ＢＭＳ２３０またはメイン制御部１４０は、ダイオードＤ１の温度が第１基準温度Ｔｄ以上である場合、または第１基準温度Ｔｄを超える場合に、発電モジュール１１０から供給される充電電流の大きさを減少させるか、または充電電流を遮断しうる。
【００５０】
図４は、本発明の第１の実施形態による乗り物の制御方法を示したフローチャートである。
【００５１】
本発明の第１の実施形態によれば、バッテリーパック１００ａが動作する間、温度検出部２４０は、ダイオードＤ１の温度を測定する（Ｓ４０２）。ダイオードＤ１の温度測定は、継続的に行われるか、または周期的に行われるなど、多様な形態で行われる。
【００５２】
ダイオードＤ１の温度が第１基準温度Ｔｄより高い場合（Ｓ４０４）、ＢＭＳ２３０は、メイン制御部１４０に発電モジュール１１０から出力される充電電流を減少させるように要請しうる（Ｓ４０６）。他の例として、ダイオードＤ１の温度が第１基準温度Ｔｄより高い場合（Ｓ４０４）、ＢＭＳ２３０は、メイン制御部１４０にダイオードＤ１の温度データを提供し、メイン制御部１４０は、ＢＭＳ２３０から提供されたダイオードＤ１の温度データによって、発電モジュール１１０から供給される充電電流を調節してもよい。
【００５３】
図５は、本発明の第２の実施形態によるバッテリーパック１００ｂの構造を示した図面である。
【００５４】
本発明の第２の実施形態によるバッテリーパック１００ｂは、バッテリーセル２１０、ダイオードＤ１、放電部２２０、ＢＭＳ２３０、温度検出部２４０、及びバイパス部４１０を備えうる。
【００５５】
本発明の第２の実施形態によれば、ダイオードＤ１及びバイパス部４１０が第１端子Ｐ１とバッテリーセル２１０との間に並列に連結され、バッテリーセルの充電状態によってバイパス部４１０を連結または遮断する。バイパス部４１０は、スイッチング素子を含んで構成される。
【００５６】
ＢＭＳ２３０は、バッテリーパック１００ｂが動作する間、バッテリーセル２１０の充電状態を測定する。ＢＭＳ２３０は、バッテリーセル２１０の充電状態に応じて、第１充電経路ＰＡＴＨ１を通じて充電電流を導通させるか、または第２充電経路ＰＡＴＨ２を通じて充電電流を導通させる。
【００５７】
具体的には、バッテリーセル２１０の充電状態が基準レベル以下である場合、ＢＭＳ２３０は、バイパス部４１０のスイッチング素子を連結させて第１充電経路ＰＡＴＨ１を通じて充電電流を導通させる。これにより、バッテリーセル２１０の充電状態が基準レベル以下ならば、ダイオードＤ１を通じては充電電流がほとんど流れないので、ダイオードＤ１から発熱がほとんど発生しない。
【００５８】
バッテリーセル２１０の充電状態が基準レベルを超える場合、ＢＭＳ２３０は、バイパス部４１０のスイッチング素子をオフにして、第２充電経路ＰＡＴＨ２を通じて充電電流を導通させる。これにより、バッテリーセル２１０の充電状態が基準レベルを超えれば、ダイオードＤ１を通じて充電電流が供給される。また、ＢＭＳ２３０は、第２充電経路ＰＡＴＨ２を通じて充電電流を導通させる場合、温度検出部２４０を利用してダイオードＤ１の温度をモニタリングし、ダイオードＤ１の温度が第１基準温度以上である場合、ダイオードＤ１の温度に応じて発電モジュール１１０から供給される充電電流を調節する。例えば、ＢＭＳ２３０は、ダイオードＤ１の温度が第１基準温度以上である場合、発電モジュール１１０から供給される充電電流を減少させるようにメイン制御部１４０に要請してもよい。
【００５９】
本発明の第２の実施形態によれば、バッテリーセル２１０の過充電が問題とならない充電初期には、ダイオードＤ１を通じる電圧降下を伴わないバイパス部４１０を通じて充電電流を供給され、バッテリーセル２１０の過充電が問題となる区間でだけダイオードＤ１を通じて充電電流を供給することで、ダイオードＤ１の発熱を減少させる効果が得られる。また、本発明の第２の実施形態によれば、ダイオードＤ１を通じて充電電流を供給される間には、ＢＭＳ２３０がダイオードＤ１の温度をモニタリングし、ダイオードＤ１の温度が所定値以上である場合に、充電電流を減少させることによって、ダイオードＤ１の発熱によってバッテリーパック１００ｂの安定性が低下する問題を解決できる。
【００６０】
図６は、本発明の第２の実施形態における、バッテリーセルの電圧Ｖｂａｔ、ダイオード温度、及びバッテリーセル温度の変化を経時的に示した例示的なグラフである。バッテリーセル２１０の電圧Ｖｂａｔは、バッテリーセル２１０の充電状態ＳＯＣの一例である。
【００６１】
本実施形態によれば、図６のように時間によってバッテリーの充電状態が満放電状態から満充電状態に変化する場合、バッテリーセルの電圧Ｖｂａｔが第１基準値Ｖｒｅｆ以下である場合には充電電流を第２充電経路ＰＡＴＨ２を通じて導通させるため、ダイオードＤ１の温度にほとんど変化がない、つまりダイオードＤ１の発熱がほとんどない。バッテリーセルの電圧Ｖｂａｔが第１基準値Ｖｒｅｆを超える場合、充電電流は第１充電経路ＰＡＴＨ１を通じて導通され、ダイオードＤ１の温度が上昇し始める。しかし、バッテリーセル２１０の充電状態が満充電状態に近づくにつれてダイオードＤ１を通じて流れる充電電流の大きさが減少し、バッテリーセル２１０の充電状態が所定状態以上になれば、ダイオードＤ１から発熱がほとんど発生せず、かえってダイオードＤ１の温度が低下し始める。このように、本発明の第２の実施形態によれば、ダイオードＤ１の発熱自体が減少し、ダイオードＤ１から熱が発生しても、ＢＭＳ２３０でダイオードＤ１の温度によって発電モジュール１１０から供給される充電電流を調節するため、ダイオードＤ１の発熱による問題をさらに効果的に解決できる。
【００６２】
図７は、本発明の第２の実施形態による乗り物の制御方法を示したフローチャートである。
【００６３】
本発明の第２の実施形態による乗り物の制御方法は、バッテリーパック１００ｂが動作する間にバッテリーセル２１０の電圧を測定する（Ｓ７０２）。
【００６４】
バッテリーセル２１０の電圧Ｖｂａｔが第１基準電圧Ｖｒｅｆ以下である場合（Ｓ７０４）、バイパス部４１０が接続されて、充電電流が第１充電経路ＰＡＴＨ１を通じて導通される（Ｓ７０６）。
【００６５】
バッテリーセル２１０の電圧Ｖｂａｔが第１基準電圧Ｖｒｅｆを超える場合（Ｓ７０４）、バイパス部４１０はオフとなり、充電電流は第２充電経路ＰＡＴＨ２を通じて導通される（Ｓ７０８）。このような場合、ＢＭＳ２３０は、温度検出部２４０を利用してダイオードＤ１の温度をモニタリングする（Ｓ７１０）。ダイオードＤ１の温度が第１基準温度Ｔｄ以上である場合（Ｓ７１２）、ＢＭＳ２３０は、発電モジュール１１０から供給される充電電流を減少させるように制御する（Ｓ７１４）。
【００６６】
以上、本発明について望ましい実施形態を中心に説明した。当業者は、本発明の本質的な特性から離脱しない範囲で変形された形態に本発明を実現できることを理解するであろう。それゆえ、前述した実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に現れており、特許請求の範囲によって請求された発明及び請求された発明と均等な発明は、本発明に含まれていると解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、乗り物の二次電池関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    乗り物
１００，１００ａ，１００ｂ    バッテリーパック
１１０    発電モジュール
１２０    スターターモータ
１３０    電気負荷
１４０    メイン制御部
Ｄ１    ダイオード
２１０    バッテリーセル
２２０    放電部
２３０    バッテリー制御部（ＢＭＳ）
２４０    温度検出部
Ｐ１    第１端子
Ｐ２    第２端子
Ｐ３    第３端子
４１０    バイパス部
ＰＡＴＨ１    第１充電経路
ＰＡＴＨ２    第２充電経路
【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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