(57)【要約】【課題】システムの安定的な動作のために必要とするセンサ及び回路を共通に使用することが可能なバッテリパックとそれを含むハイブリッド車両を提案する。【解決手段】実施例のバッテリパックは、複数個のバッテリセルで構成されるメインバッテリと、前記メインバッテリから出力される電圧レベルを変換するための電力変換部と、前記メインバッテリと電力変換部との間に設けられ、前記メインバッテリが前記電力変換部に連結されることを制御するメインリレー部と、前記メインバッテリの状態をモニタリングし、前記電力変換部の動作を制御する制御手段と、を含み、前記制御手段には、前記メインバッテリの電圧値、電流値及び温度値を測定するための手段と、前記電力変換部の動作を制御するためのゲート信号を出力する手段とが一緒に設けられる。【選択図】図４
2016054635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のバッテリセルで構成されるメインバッテリと、
前記メインバッテリから出力される電圧レベルを変換するための電力変換部と、
前記メインバッテリと電力変換部との間に設けられ、前記メインバッテリが前記電力変換部に連結されることを制御するメインリレー部と、
前記メインバッテリの状態をモニタリングし、前記電力変換部の動作を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段には、前記メインバッテリの電圧値、電流値及び温度値を測定するための手段と、前記電力変換部の動作を制御するためのゲート信号を出力する手段とが一緒に設けられる、バッテリパック。
【請求項２】
前記制御手段には、
メイン制御部と、
前記バッテリセルの間の電圧偏差を減らすためのセルバランシング部と、
前記バッテリセル及び前記メインバッテリの電圧値及び電流値を受信してデジタル変換するセルセンシング管理部と、
前記バッテリセル及び前記メインバッテリの温度を測定するための温度センシング部と、
ＣＡＮ通信が行われるようにする通信部と、
前記メイン制御部の制御に応じて前記電力変換部の動作を指示するゲート信号を出力するゲートドライバとが含まれる、請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記制御手段には、
前記メインバッテリの出力電圧及び出力電流をセンシングするための入出力センシング部と、
前記入出力センシング部の測定値に応じて保護回路を構成するプロテクティング部と、
前記ゲートドライバにＰＷＭデューティ比を伝達するＰＷＭコントローラとが更に含まれる、請求項２に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記制御手段には、前記セルバランシング部、前記セルセンシング管理部、前記温度センシング部、前記通信部及び前記ゲートドライバに電源を供給するための制御電源部が更に含まれる、請求項２に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記制御手段は車両の始動時に前記メインリレー部がオフされる区間を形成するように前記メインリレー部を制御する、請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項６】
前記制御手段は車両の始動時に前記電力変換部に連結されたキャパシタのプリチャージ動作が行われるように前記電力変換部を制御する、請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項７】
複数個の電装負荷が具備されるハイブリッド車両であって、
メインバッテリと、
車両の運行状態に応じて、発電機として動作し、又は前記車両のエンジンから発生した回生制動エネルギーを回収して前記メインバッテリを充電するようにエネルギーを変換するインバータと、
前記電装負荷のうち大容量の負荷要素である第１電装負荷に電源を供給し、前記メインバッテリ及び前記インバータと連結される電力変換部と、
前記電力変換部と連結され、前記電装負荷のうち標準容量の負荷要素である第２電装負荷に電源を提供するサブバッテリと、
前記メインバッテリの状態をモニタリングし、前記電力変換部の動作を制御する制御手段と、
前記メインバッテリと前記電力変換部との間に設けられ、前記制御手段の制御に応じて前記メインバッテリを前記電力変換部に選択的に連結するメインリレー部とを含み、
前記制御手段は第１電装負荷側又は前記インバータ側に形成されるキャパシタをプリチャージするために前記電力変換部を制御して前記サブバッテリの電源が前記キャパシタに提供されるようにする、ハイブリッド車両。
【請求項８】
前記制御手段には、
前記メインバッテリの電圧値、電流値及び温度値を測定するための手段と、
前記電力変換部の動作を制御するためのゲート信号を出力する手段とが設けられる、請求項７に記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記制御手段には、
メイン制御部と、
前記バッテリセルの間の電圧偏差を減らすためのセルバランシング部と、
前記バッテリセル及び前記メインバッテリの電圧値及び電流値を受信してデジタル変換するセルセンシング管理部と、
前記バッテリセル及び前記メインバッテリの温度を測定するための温度センシング部と、
ＣＡＮ通信が行われるようにする通信部と、
前記メイン制御部の制御に応じて前記電力変換部の動作を指示するゲート信号を出力するゲートドライバとが含まれる、請求項７に記載のハイブリッド車両。
【請求項１０】
前記制御手段には、
前記メインバッテリの出力電圧及び出力電流をセンシングするための入出力センシング部と、
前記入出力センシング部の測定値に応じて保護回路を構成するプロテクティング部と、
前記ゲートドライバにＰＷＭデューティ比を伝達するＰＷＭコントローラとが更に含まれる、請求項９に記載のハイブリッド車両。
【請求項１１】
前記制御手段には、前記セルバランシング部、前記セルセンシング管理部、前記温度センシング部、前記通信部及び前記ゲートドライバに電源を供給するための制御電源部が更に含まれる、請求項１０に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両に設けられるエネルギー貯蔵装置であるバッテリパックに関するものであり、大容量の４８Ｖのバッテリを含むバッテリパックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガソリンやディーゼルを主燃料とする内燃エンジンを利用する車両は大気汚染などの公害の発生に深刻な影響を及ぼしており、最近は公害の発生を減らすために電気車両又はハイブリッド車両の開発に対する努力が鋭意なされている。
【０００３】
電気車両はバッテリ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エンジンを利用する車両であり、このような電気車両は充放電が可能な多数の２次電池が一つのパックに形成されたバッテリを主動力源として利用するため、排気ガスがなく、騒音が非常に少ないという長所がある。
【０００４】
一方、ハイブリッド車両は２つ以上の動力源、例えば、内燃エンジンと、バッテリとして利用されるアクチュエーターとを使用する車両である。現在は、内燃エンジンと、水素及び酸素を連続的に供給しながら化学反応を起こして直接電気エネルギーを得る燃料電池とを利用し、又はバッテリと燃料電池とを利用するなど、混合されたハイブリッド車両が開発されている。
【０００５】
前記のような電気車両又はハイブリッド車両内のバッテリ電源供給装置は関連電子機器及びアクチュエーターにエネルギーを提供する電源であって、マルチセルバッテリが適用される。単一セルではなくマルチセルのパックを利用することで高電圧を印加し、又は容量を増加することができる。
【０００６】
ハイブリッド車両内ではテレマティクス（ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ）、ＩＳＧ、電動式ステアリングホイールなどの１２Ｖバッテリの電装負荷の需要が増加し、従来の１２Ｖバッテリシステムではその電力量を充足することが不十分な情況に至っている。このような問題を解決するために、車両システムを低コストでハイブリッド化するための４８Ｖシステムが代案として受け入れられており、電力の消耗が激しい電装負荷を４８Ｖ定格に開発するための研究が行われている。
【０００７】
例えば、４８ＶシステムはＢＳＧ（Ｂｅｌｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、エアコン、及び電装式ステアリングホイール等の高負荷を担当するようにし、オーディオ、ディスプレー及びランプのような電装負荷は１２Ｖシステムが負担する方式がある。
【０００８】
図１及び図２は従来のハイブリッド車両の構成を示す図であり、図３は従来のプリチャージリレーを示す図である。
【０００９】
まず、図１を参照すると、従来のハイブリッド車両のバッテリシステムは、エンジン１０側に滑車１１を介して動力を伝達し、又はエンジン１０から発生した動力を電気エネルギーに変換するためのモータジェネレータを含み、前記モータジェネレータ２０に電気エネルギーを供給し、又は前記モータジェネレータ２０から伝達されるエネルギーを電気エネルギーに変換してメインバッテリパックに伝達するインバータ３０を含む。
【００１０】
前記モータジェネレータは、エンジンとトランスミッションとの間に装着されてエンジン始動のオンオフ及び走向に必要な起動トルクを調整し、車両の正常動作時には発電機として動作し、ブレーキの駆動時には回生制動エネルギーを回収するＩＧＳに当たる。
【００１１】
また、従来のバッテリシステムはサブバッテリ６０を含み、前記メインバッテリパック４０とサブバッテリパック６０との間で電圧を昇圧又は降圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータ５０が設けられる。
【００１２】
詳しくは、図２に示したようにメインバッテリパック４０は車両のバッテリ状態をセンシングし、バッテリの動作を制御するためのメインバッテリ制御部としてＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。
【００１３】
前記ＢＭＳ４１は車両システムのバッテリ状態に関する情報をセンシングし、バッテリの充放電に関する回路に対する制御を行い、大まかには制御電源部と、多数のセンシング部と、メインマイコン及びバックアップマイコンとを含む。
【００１４】
例えば、従来のＢＭＳ４１はメインバッテリ４３を構成するそれぞれのバッテリセルに対する電圧を測定してバッテリセル間の電圧を均一化するためのセルバランシング回路を具備し、バッテリセル及びバッテリパック４０の温度を測定する温度センサを具備する。
【００１５】
そして、前記ＢＭＳ４１は、入出力電圧及び電流を測定するためのセンシング回路と、車両内通信のためのＣＡＮ、ＬＩＮなどの通信モジュールと、バッテリセルバランシング及びシステムの各位置での温度をモニタリングしセルバランシングを行うためのＡＳＩＣとを具備している。
【００１６】
その他、前記ＢＭＳ４１は含まれる各回路及びセンサを制御するためのメインマイコンと、前記メインマイコンが故障した時などの非常時に使用され、又は補助演算を処理するためのバックアップマイコン（Ｂａｃｋｕｐ  ＤＳＰ）を含んでおり、それぞれの回路及びセンサに供給する各制御電源を１２Ｖの補助バッテリから生成するためのＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含んでいる。
【００１７】
このように、電気エネルギーを車両のエネルギー源として使用するためには、安定的な動作及び構成要素の保護のための多数の回路と、センサ及びそれらを管理するためのマイコンとが具備されるべきである。
【００１８】
一方、前記ＢＭＳ４１は、車両システムに前記メインバッテリ４３が接続することを制御するためのメインリレーに当たるＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｄｉｓｃｏｎｎｅｔ  Ｕｎｉｔ）４２を制御する。従来のＢＤＵについては図３を参照してより詳細に後述する。
【００１９】
従来は前記メインバッテリパック４０とは別の物理的構成でＤＣ／ＤＣコンバータ５０を前記メインバッテリパック４０とサブバッテリパック６０との間に配置していた。前記ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は大きくコンバータパワー部５１とコンバータ制御部５２とで構成される。
【００２０】
前記コンバータパワー部５１は前記コンバータ制御部５２から伝達されるゲート信号に応じて直流電圧を昇圧し、又は反対に下げる降圧動作を行うための回路で構成される。
【００２１】
前記コンバータ制御部５２は、上述したＢＭＳの場合と同じく、安定的な動作のため、且つ、含まれる多数の回路及びセンサを保護するためのマイコンを含む。
【００２２】
詳しく説明すると、上述したＢＭＳでも多数の回路及びセンサが構成されることと同様に、各種制御のためのマイコンとＤＣ／ＤＣコンバータ内に必須のパワー素子（ＦＥＴ，ＩＧＢＴなど）を制御するためのＰＷＭコントローラ及びゲートドライバ回路を具備すべきであり、車両内で他の装備とのＣＡＮ通信を行うための通信モジュールと、必要な各領域での温度センシングのためのＮＴＣ回路と、入出力電圧／電流及び各相の電流を測定するためのセンシング回路とを具備している。
【００２３】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０内部の前記各回路及びセンサを過電圧、過電流、及び高温から保護するための保護回路が具備され、それぞれの回路素子に制御電源を供給するためのＳＭＰＳなどが更に具備されるべきである。
【００２４】
このように、従来の電気エネルギーを動力源として使用する車両においては、メインバッテリパック４０だけでなくＤＣ／ＤＣコンバータ５０にも多数のセンサとセンシングされた値を読み込むための手段、そしてそれらを制御し保護するための回路が具備されるべきであるため、多数のワイヤが複雑に連結されるべきであって、メインバッテリパック４０から発生する熱を放熱するための冷却構造及びＤＣ／ＤＣコンバータ５０から発生する熱を放熱するための冷却構造もそれぞれ別に設けられるべきであった。
【００２５】
即ち、従来はメインバッテリ４３とインバータ３０との間、メインバッテリ４３とＤＣ／ＤＣコンバータ５０との間の位置に、メインバッテリ４３をオンオフするためのコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）４２ａと、前記コンタクタ４２ａと並列に連結されるプリチャージリレー４２ｂ及びプリチャージ抵抗４２ｃと、全体のシステムを保護するためのヒューズとが設けられている。
【００２６】
車両始動の際、メインリレーに当たる前記コンタクタ４２ａがすぐに連結されてしまうと、連結される瞬間に急激な電流が流れること、即ちバッテリが一時的にショートして大電流が流れることによって、リレー融着現象が現れ、車両システム（例えば、インバータ平滑用キャパシタなど）に大きい損傷を引き起こす恐れがある。そのため、初期始動時にコンタクタ４２ａがオフされた状態でプリチャージリレー４２ｂがオンされ、プリチャージリレー４２ｂに連結されたプリチャージ抵抗４２ｃを介して流れる電流の大きさを制限することとなる。この際、抵抗の大きさに応じて流れる電流の大きさが異なるため、流れる電流の大きさを基準にプリチャージリレーの仕様を決定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述したような従来の車両システムにおいては、メインバッテリパックとＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれに多数のセンサ及び回路を具備すべきであり、それらのセンサと回路を連結するためのワイヤが構成されるべきであったため、車両のバッテリシステムに対するコストが増加するだけでなく、車両の重さが増加していた。
【００２８】
そして、メインバッテリパック及びＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれに対して温度を下げるための冷却構造が設けられるべきであり、安定的なシステム動作のためにプリチャージリレーを別途構成すべきであった。
【００２９】
このような従来の車両バッテリシステムに対し、４８Ｖを利用するハイブリッド車両に必須的に構成されるバッテリパック、ＢＢＵ、ＢＭＳ及びＤＣ／ＤＣコンバータを統合することで、システムの安定的な動作のために必要とするセンサ及び回路を共通に使用することが可能なバッテリパックとそれを含むハイブリッド車両を提案する。
【００３０】
また、このような単一のシステム装置を提案することで製造原価を下げることができ、各種回路及びセンサと連結されるワイヤを減らして、原価を節減し且つ車両の重さを減少させたバッテリパックとそれを含むハイブリッド車両を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
実施例のバッテリパックは、複数個のバッテリセルで構成されるメインバッテリと、前記メインバッテリから出力される電圧レベルを変換するための電力変換部と、前記メインバッテリと電力変換部との間に設けられ、前記メインバッテリが前記電力変換部に連結されることを制御するメインリレー部と、前記メインバッテリの状態をモニタリングし、前記電力変換部の動作を制御する制御手段と、を含み、前記制御手段には、前記メインバッテリの電圧値、電流値及び温度値を測定するための手段と、前記電力変換部の動作を制御するためのゲート信号を出力する手段とが一緒に設けられる。
【００３２】
また、前記実施例のハイブリッド車両は、複数個の電装負荷が具備されるハイブリッド車両であって、メインバッテリと、車両の運行状態に応じて、発電機として動作し、又は前記車両のエンジンから発生した回生制動エネルギーを回収して前記メインバッテリを充電するようにエネルギーを変換するインバータと、前記電装負荷のうち大容量の負荷要素である第１電装負荷に電源を供給し、前記メインバッテリ及びインバータと連結される電力変換部と、前記電力変換部と連結され、前記電装負荷のうち標準容量の負荷要素である第２電装負荷に電源を提供するサブバッテリと、前記メインバッテリの状態をモニタリングし、前記電力変換部の動作を制御する制御手段と、前記メインバッテリと前記電力変換部との間に設けられ、前記制御手段の制御に応じて前記メインバッテリを前記電力変換部に選択的に連結するメインリレー部と、を含み、前記制御手段は第１電装負荷側又は前記インバータ側に形成されるキャパシタをプリチャージするために前記電力変換部を制御して前記サブバッテリの電源が前記キャパシタに提供される。
【発明の効果】
【００３３】
提案される本発明の実施例においては、バッテリパックに車両のバッテリシステムを監視及び制御するための手段を一元的に統合して構成することができる。
【００３４】
また、実施例のバッテリパック内にバッテリの状態情報及び各構成要素を制御するための制御部が一元的に形成されることによって、これまで車両内に二重に設けるべきであったセンサ及び回路を半分に減らすことができるようになる。このような構成により、ＢＭＳとＤＣ／ＤＣコンバータの冷却のための冷却構造とをそれぞれ別個に構成する必要がなくなる。
【００３５】
また、一元的に統合された制御手段を介して車両の始動時に発生し得る大電流を防止するためのプリチャージ動作が行われるため、プリチャージのための別個のプリチャージリレー回路とプリチャージ抵抗とを別途構成する必要がない。
【００３６】
即ち、車両に必要な回路及びセンサを減らすことができ、なお安定的なバッテリ動作を保障するという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来のハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図２】従来のハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図３】従来のプリチャージリレーを示す図である。
【図４】本実施例のバッテリパックの構成を示す図である。
【図５】本実施例のバッテリパックに構成される制御手段の詳細な構成を示す図である。
【図６】本実施例のバッテリパックでプリチャージ動作を行う方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の具体的な実施例について添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図４は、本実施例のバッテリパックの構成を示す図である。
【００４０】
実施例のバッテリパック１００は、複数個のバッテリセルで構成されたメインバッテリ１１０と、前記メインバッテリ１１０の連結を制御するためのメインリレー部１３０と、バッテリ状態情報を確認しバッテリの充放電を制御するための制御手段２００と、直流電圧の大きさを変換するための電力変換部１２０とを含む。
【００４１】
そして、前記メインバッテリ１１０、制御手段２００及び電力変換部１２０の一端はグラウンド接続される。そして、電力変換部１２０の場合、グラウンド分離が可能である。
【００４２】
そして、前記電力変換部１２０はサブバッテリ６０及び１２Ｖ電装負荷７１側と連結される。
【００４３】
前記制御手段２００は従来のＢＭＳ、ＢＤＵ及びＤＣ／ＤＣコンバータを制御するためのコンバータ制御部の役割を単一の構成で行い、バッテリの状態情報を確認して前記バッテリの充放電を制御する役割を行う。
【００４４】
また、前記制御手段２００は、前記バッテリパック１００に連結される高電圧の電装負荷７０と、電気エネルギーを車両の動力源として使用するようにエネルギー変換するインバータ３０とに構成されるキャパシタをプリチャージするために前記電力変換部１２０の動作を制御する。また、前記制御手段２００はメインリレー部の動作を制御する。前記制御手段２００の構成及び動作については添付した図面と共により詳細に後述する。
【００４５】
前記電力変換部１２０は前記制御手段２００から伝達されるゲート信号に応じて直流電圧をより高い電圧に昇圧するか、直流電圧をより低い電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータのパワー部の役割を行う。
【００４６】
前記メインリレー部１３０は、前記メインバッテリ１１０と、前記電力変換部１２０、４８Ｖ電装負荷７０、及びインバータ３０との連結を制御する役割を行い、スイッチング回路で構成される。但し、従来はメインリレー部にプリチャージ機能を行うためのリレーと抵抗が必要であったが、本実施例では前記電力変換部１２０の動作に応じて必要とされるプリチャージが行われるため、前記メインリレー部１３０にはプリチャージのためのリレーと抵抗が構成される必要がない。
【００４７】
前記メインバッテリ１１０は高電圧の４８Ｖバッテリであり、公知のように複数個のバッテリセルが直列に連結された構造で形成される。
【００４８】
特に、本実施例では従来の分散されていたメインバッテリのＢＭＳ、ＢＤＵなどの構成とＤＣ／ＤＣコンバータを制御するためのコンバータマイコンなどが統合されることで、前記単一の制御手段２００によって車両のバッテリのモニタリング及び管理制御が行われる。
【００４９】
前記制御手段２００の構成については図５を参照して説明する。
【００５０】
図５は、本実施例のバッテリパックに構成される制御手段の詳細な構成を示す図である。
【００５１】
図５を参照すると、上述したように実施例のバッテリパック１００は、メインバッテリ１１０と、前記メインバッテリ１１０とリレー回路を介して選択的に連結される電力変換部１２０と、前記メインバッテリ１１０及び電力変換部１２０をモニタリングし、又は動作を制御するための制御手段２００を含む。
【００５２】
そして、前記制御手段２００は、前記メインバッテリ１１０の状態モニタリング及び制御を行うための制御部が必要とする各種センサとモニタリング回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータのコンバータ制御部が必要とする各種センサとモニタリング回路とを統合管理及び制御する。
【００５３】
詳しくは、前記制御手段２００は、セルバランシング部２２０、セルセンシング管理部２３０、入出力センシング部２４０、保護回路であるプロテクティング部２５０、温度センシング部２６０、及び通信部２７０と、それらの構成を制御するためのメイン制御部２１０とを含む。
【００５４】
そして、前記制御手段２００は、前記メイン制御部２１０の制御に応じてＰＷＭデューティ比を決定するＰＷＭコントローラ２９１と、前記ＰＷＭコントローラ２９１から出力されるＰＷＭデューティ比に応じてゲート信号を出力するゲートドライバ２９２とを更に含むが、これらは実施例によっては必ずしも構成されなくてもよい。
【００５５】
また、前記制御手段２００から出力されるゲート信号、より正確には前記ゲートドライバ２９２から出力されるゲート信号は電力変換部１２０に伝達され、前記電力変換部１２０は伝達されたゲート信号に応じて直流電圧を昇圧し、又は降圧するパワー部としての動作を行う。
【００５６】
前記制御手段２００を構成するセルバランシング部２２０は、前記メインバッテリ１１０を構成するバッテリセル間の電圧偏差を減らすことでバッテリの性能及び耐久寿命を向上させるための役割を行う。バッテリセルの間で電圧偏差が発生した状態でメインバッテリを使用すると一部のバッテリセルが他の電圧領域で他の効率を有して使用されるが、これは特定バッテリセルの劣化を促進しバッテリパック全体の寿命に影響を及ぼすため、バッテリセルの間の電圧偏差を減らすためのセルバランシングが必要である。
【００５７】
前記制御手段２００を構成するセルセンシング管理部２３０はセルセンシングのための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ  ｆｏｒ  ｃｅｌｌ  ｓｅｎｓｉｎｇ）であって、それぞれのバッテリセルに対する電圧値、電流値及び温度値を受信し、それらのアナログデータをデジタル変換してから前記メイン制御部２１０に伝達する役割を行う。
【００５８】
前記制御手段２００を構成する入出力センシング部２４０は、前記メインバッテリ１１０の入出力電圧／電流と温度等をセンシングする役割を行う。
【００５９】
そして、前記プロテクティング部２５０は前記入出力センシング部２４０によって測定される値から過電圧が発生したか否か、過電流が発生したか否か、低電圧が発生したか否か、及び保護温度範囲を超過したか否かを判断し、車両システムの回路を保護するために過電圧、過電流などが回路に流入されることを防止するが、低電圧が発生すればユーザに当該情報を伝達するなどの役割を行う。
【００６０】
前記制御手段２００を構成する温度センシング部２６０は温度検出素子を使用してバッテリパックの温度を測定する役割を行う。そして、通信部２７０は車両のＥＣＵ又は他の構成要素と前記メイン制御部２１０との間でＣＡＮ又はＬＩＮなどの通信が行われるようにデータを送受信する役割を行う。
【００６１】
また、前記制御手段２００を構成する制御電源部２８０は、前記セルバランシング部２２０、セルセンシング管理部２３０、入出力センシング部２４０、プロテクティング部２５０、温度センシング部２６０、通信部２７０、メイン制御部２１０、ＰＷＭコントローラ２９１及びゲートドライバ２９２が動作するのに必要な電源を供給する役割を行う。
【００６２】
前記のように、メインバッテリ１１０が含まれるバッテリパック１００内に制御手段２００が一緒に設けられ、前記制御手段２００はバッテリパックに必要なＢＭＳの役割を行う。そして、前記制御手段２００は電流をセンシングする役割とメインリレー部を制御する役割も一緒に行う。そして、前記制御手段２００はＤＣ／ＤＣコンバータを制御するためのコンバータ制御部の役割も一緒に行う。
【００６３】
即ち、バッテリの状態情報として電圧値、電流値及び温度値をセンシングし、センシングした値から回路を保護するための動作を行って外部との通信を行うなどの役割を行うことはもちろん、直流電圧のレベルを変換する電力変換部１２０の動作を制御する役割も行う。
【００６４】
メイン制御部２１０にこのようなバッテリの状態情報及び各構成要素を制御するための制御部が単一に形成されることで、それまで車両内に二重に設けられていたセンサ及び回路を半分に減らすことができる。
【００６５】
また、前記メイン制御部２１０は前記ＰＷＭコントローラ２９１を制御することで、車両の始動時に前記サブバッテリ６０に蓄電されていた電気エネルギーを、前記電力変換部１２０を経由してインバータのキャパシタ及び車両内の電装負荷のキャパシタに提供することで、当該キャパシタのプリチャージが行われるようにする。
【００６６】
本実施例のバッテリパックにおいて、プリチャージを行う方法を、図６を参照して説明する。
【００６７】
図６は、本実施例のバッテリパックでプリチャージ動作を行う方法を説明するフローチャートである。
【００６８】
まず、車両が初期始動されると（Ｓ６０１）、前記メイン制御部２１０はメインバッテリ１１０と電力変換部１２０との間に配置されているメインリレー部１３０のオフ状態を予め設定された時間だけ維持する（Ｓ６０２）。
【００６９】
そして、前記メイン制御部２１０は前記ＰＷＭコントローラ２９１及びゲートドライバ２９２を制御し、前記電力変換部１２０によるブースト動作が行われるようにする（Ｓ６０３）。即ち、前記電力変換部１２０がサブバッテリ６０の電気エネルギーをインバータ及び電装負荷のキャパシタ側に供給されるようにするブースト動作を行うことで、前記電力変換部１２０と連結された電装負荷及びインバータのキャパシタに対するプリチャージが行われるようにする（Ｓ６０４）。
【００７０】
インバータ及び電装負荷側に形成されるキャパシタのプリチャージが予め設定された電圧レベルに上昇した後、前記メインリレー部１３０をオン（ＯＮ）することで前記メインバッテリ１１０と電力変換部１２０とが電気的に連結されるようにする（Ｓ６０５）。
【００７１】
このような過程を介し、車両内のインバータ及び電装負荷のキャパシタに充電されていない状態でメインバッテリが連結されることによって急激な大電流が流れることを防止することができ、またプリチャージのための別個のプリチャージリレー回路とプリチャージ抵抗とを別途構成する必要がなくなる。
【００７２】
即ち、本発明で提案する統合された制御手段を介して車両に必要な回路及びセンサを減らすことができ、なお安定的なバッテリの動作を保障する長所がある。
【符号の説明】
【００７３】
１０    エンジン
１１    滑車
２０    モータジェネレータ
３０    インバータ
４１    ＢＭＳ
４２    ＢＤＵ
４２ａ    コンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）
４２ｂ    プリチャージリレー
４２ｃ    プリチャージ抵抗
４３    メインバッテリ
４８    メインバッテリパック
５０    ＤＣ／ＤＣコンバータ
５１    コンバータパワー部
５２    コンバータ制御部
６０    サブバッテリ
７０    ４８Ｖ電装負荷
７１    １２Ｖ電装負荷
１００    バッテリパック
１１０    メインバッテリ
１２０    電力変換部
１３０    メインリレー部
２００    制御手段
２１０    メイン制御部
２２０    セルバランシング部
２３０    セルセンシング管理部
２４０    入出力センシング部
２５０    プロテクティング部
２６０    温度センシング部
２７０    通信部
２８０    制御電源部
２９１    ＰＷＭコントローラ
２９２    ゲートドライバ
【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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