(57)【要約】【課題】  バッテリパックの充電装置及び方法を提供する。【解決手段】  一実施形態によれば、充電グループに割り当てられたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電装置は、バッテリ情報に基づいて、バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定する充電因子設定部と、設定された充電グループ別の充電因子に基づいて、バッテリパックを充電グループ単位で順次充電する順次充電部と、充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、各充電グループの充電を制御する充電制御部と、を含みうる。【選択図】      図１
2017131102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電グループに割り当てられたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電装置において、
バッテリ情報に基づいて、前記バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定する充電因子設定部と、
前記設定された充電グループ別の充電因子に基づいて、前記バッテリパックを充電グループ単位で順次充電する順次充電部と、
前記充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記各充電グループの充電を制御する充電制御部と、
を含むバッテリパックの充電装置。
【請求項２】
バッテリセルまたはバッテリモジュールの性能、バッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワー及びＳＯＨのうち少なくとも１つに基づいて、前記バッテリパックのバッテリセルまたはバッテリモジュールのうち少なくとも１つを基準単位として、前記充電グループを設定するグループ設定部をさらに含む請求項１に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項３】
前記充電グループの充電中に充電状態をモニタリングし、バッテリセル、バッテリモジュール及び前記充電グループ単位のうちの少なくとも１つの単位で前記バッテリ情報を収集するモニタリング部をさらに含み、
前記グループ設定部は、
前記充電グループの充電進行によって収集されるバッテリ情報に基づいて、前記充電グループを調整する請求項２に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項４】
前記充電グループ別の充電因子は、
各充電グループ別のパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項５】
前記順次充電部は、
設定された前記充電グループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加するが、パルス電流が印加された以前充電グループの休止期に次の充電グループにパルス電流を印加する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項６】
前記充電制御部は、
前記充電グループの充電中に充電条件に到達したか否かを判断し、充電条件に到逹していない場合、前記個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つを既定の臨界値と比較して、その結果に基づいて、前記充電グループの充電因子を調整する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項７】
前記充電制御部は、
調整された充電因子のうち、パルス保持時間を既定の最小保持時間と比較して、該比較の結果に基づいて、前記パルス保持時間を初期値に初期化する請求項６に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項８】
前記充電制御部は、
前記パルス保持時間が初期化されれば、各充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさに調整する請求項７に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項９】
前記充電条件は、フル充電状態か否か、及びフル充電ではない場合、充電量及び充電時間のうちの少なくとも１つを含む請求項６乃至８のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項１０】
前記個別グループ制御因子は、電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含み、
前記パック制御因子は、温度偏差、ＳＯＣ偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含む請求項６乃至９のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項１１】
前記充電制御部は、
前記既定のＳＯＣによる充電グループ別の最大電流に基づいて、前記充電グループの充電因子を調整する請求項１０に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項１２】
前記充電制御部は、
充電条件と各充電グループのバッテリ情報とに基づいて、グループ連携制御を行うか否かを決定し、前記各充電グループを連携して制御するものと決定されれば、前記各充電グループの充電条件への到達率によって、前記各充電グループの充電因子をグループ連携して調整する請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項１３】
前記充電制御部は、
パルス保持時間が最小保持時間未満に調整された充電グループのパルス保持時間を初期値に初期化し、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループのパルス保持時間を調整する請求項１２に記載のバッテリパックの充電装置。
【請求項１４】
充電グループに設定されたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電方法において、
バッテリ情報に基づいて、前記バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定する段階と、
前記設定された充電グループ別の充電因子に基づいて、前記バッテリパックを充電グループ単位で順次充電する段階と、
前記充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記各充電グループの充電を制御する段階と、
を含むバッテリパックの充電方法。
【請求項１５】
バッテリセルまたはバッテリモジュールの性能、バッテリパックの充電方法の最大許容ピークパワー及びＳＯＨのうち少なくとも１つに基づいて、前記バッテリパックのバッテリセルまたはバッテリモジュールのうち少なくとも１つを基準単位として、前記充電グループを設定する段階をさらに含む請求項１４に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項１６】
前記充電グループの充電中に充電状態をモニタリングし、バッテリセル、バッテリモジュール及び前記充電グループ単位のうちの少なくとも１つの単位で前記バッテリ情報を収集する段階をさらに含み、
前記充電グループを設定する段階は、
前記充電グループの充電進行によって収集されるバッテリ情報に基づいて、前記充電グループを調整する請求項１５に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項１７】
前記充電グループ別の充電因子は、
各充電グループ別のパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含む請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項１８】
前記順次充電する段階は、
前記設定されたグループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加するが、パルス電流が印加された以前充電グループの休止期に次の充電グループにパルス電流を印加する請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項１９】
前記各充電グループの充電を制御する段階は、
前記充電グループの充電中に充電条件に到達したか否かを判断し、充電条件に到逹していない場合、前記個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つを既定の臨界値と比較して、その結果に基づいて、前記充電グループの充電因子を調整する請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２０】
前記各充電グループの充電を制御する段階は、
調整された充電因子のうち、パルス保持時間を既定の最小保持時間と比較して、該比較の結果に基づいて、前記パルス保持時間を初期値に初期化する請求項１９に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２１】
前記各充電グループの充電を制御する段階は、
前記パルス保持時間が初期化されれば、各充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさに調整する請求項２０に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２２】
前記充電条件は、フル充電状態か否か、及びフル充電ではない場合、充電量及び充電時間のうちの少なくとも１つを含む請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２３】
前記個別グループ制御因子は、電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含み、
前記パック制御因子は、温度偏差、ＳＯＣ偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含む請求項１９乃至２２のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２４】
前記各充電グループの充電を制御する段階は、
前記既定のＳＯＣによる充電グループ別の最大電流に基づいて、前記充電グループの充電因子を調整する請求項２３に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２５】
前記各充電グループの充電を制御する段階は、
充電条件と各充電グループのバッテリ情報とに基づいて、グループ連携制御を行うか否かを決定し、前記各充電グループを連携して制御するものと決定されれば、前記各充電グループの充電条件への到達率によって、前記各充電グループの充電因子を調整する請求項１９乃至２３のいずれか一項に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２６】
前記各充電グループの充電を制御する段階は、
パルス保持時間が最小保持時間未満に調整された充電グループのパルス保持時間を初期値に初期化し、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループのパルス保持時間を調整する請求項２５に記載のバッテリパックの充電方法。
【請求項２７】
充電グループに設定されたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電装置において、
前記バッテリパックの充電装置は、プロセッサを含み、
前記プロセッサは、
バッテリ情報に基づいて、前記バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定し、該設定された前記充電グループ別の充電因子に基づいて、前記バッテリパックを充電グループ単位で順次充電するが、前記充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記各充電グループの充電を制御するバッテリパックの充電装置。
【請求項２８】
充電グループに設定されたバッテリモジュールを含むバッテリと、
前記バッテリを充電グループ単位で順次充電するが、順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記充電グループの充電を制御するバッテリ管理装置と、
を含むバッテリ管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数のバッテリモジュールまたはバッテリセルを含むバッテリパックの充電装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、モバイル機器、電気自動車などでバッテリの使用が急増しており、バッテリ容量が次第に増える趨勢である。バッテリ容量が増えることによって、バッテリ急速充電技術に対する要求が次第に増大しつつある。バッテリ急速充電方法は、Ｓｔｅｐ充電方法、パルス充電方法など多様な方法が開発されている。バッテリ充電速度とバッテリ寿命は、トレードオフの関係にあるが、パルス充電方法を通じて充電速度を向上させながらも、寿命低下を遅延させることができる。一般的なパルス充電方法は、高電流のパルス充電後、一定時間の休止期を有する方式でなされている。この際、パルスの大きさとパルス保持時間、波形、休止期時間などを多様な方法を通じて設計することができる。既存の研究は、バッテリセルまたはパックの１つに対して電圧、温度及びバッテリ内部の状態変数（過電圧など）情報を用いて充電アルゴリズムを導出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、バッテリパックの充電装置及び方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様によれば、充電グループに割り当てられたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電装置は、バッテリ情報に基づいて、バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定する充電因子設定部と、設定された充電グループ別の充電因子に基づいて、バッテリパックを充電グループ単位で順次充電する順次充電部と、充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、各充電グループの充電を制御する充電制御部と、を含みうる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】一実施形態によるバッテリパックの充電装置のブロック図である。
【図２】多様なＳＯＣ及びＳＯＨのバッテリ状態を示す例示図である。
【図３Ａ】バッテリ順次充電を説明する例示図である。
【図３Ｂ】バッテリ順次充電を説明する例示図である。
【図３Ｃ】バッテリ順次充電を説明する例示図である。
【図３Ｄ】バッテリ順次充電を説明する例示図である。
【図４】一態様によるＳＯＣ別の最大パルス電流を示すグラフである。
【図５】他の実施形態によるバッテリパックの充電装置のブロック図である。
【図６】一実施形態によるバッテリパックの充電方法のフローチャートである。
【図７】他の実施形態によるバッテリパックの充電方法のフローチャートである。
【図８】一実施形態によるバッテリ管理システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
＜発明の概要＞
本発明の実施形態によると、バッテリの急速充電を行い、バッテリの状態を考慮して順次充電を行う装置及び方法が提示される。バッテリパックの順次充電及びグループ連携制御を通じるバッテリパックの充電を通じてバッテリパックの寿命保持及び充電容量を極大化する装置及び方法が提示される。
【０００７】
一態様によれば、充電グループに割り当てられたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電装置は、バッテリ情報に基づいて、バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定する充電因子設定部と、設定された充電グループ別の充電因子に基づいて、バッテリパックを充電グループ単位で順次充電する順次充電部と、充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、各充電グループの充電を制御する充電制御部と、を含みうる。
【０００８】
また、バッテリパックの充電装置は、バッテリセルまたはバッテリモジュールの性能、バッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワー及び劣化状態若しくは健康状態（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ：ＳＯＨ）のうち少なくとも１つに基づいて、バッテリパックのバッテリセルまたはバッテリモジュールのうち少なくとも１つを基準単位として、充電グループを設定するグループ設定部をさらに含みうる。
【０００９】
バッテリパックの充電装置は、充電グループの充電中に充電状態をモニタリングし、バッテリセル、バッテリモジュール及び充電グループ単位のうちの少なくとも１つの単位でバッテリ情報を収集するモニタリング部をさらに含み、グループ設定部は、充電グループの充電進行によって収集されるバッテリ情報に基づいて、前記充電グループを調整することができる。
【００１０】
充電グループ別の充電因子は、各充電グループ別のパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含みうる。
【００１１】
順次充電部は、設定された充電グループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加するが、パルス電流が印加された以前充電グループの休止期に次の充電グループにパルス電流を印加することができる。
【００１２】
充電制御部は、充電グループの充電中に充電条件に到達したか否かを判断し、充電条件に到逹していない場合、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つを既定の臨界値と比較して、その結果に基づいて、充電グループの充電因子を調整することができる。
【００１３】
充電制御部は、調整された充電因子のうち、パルス保持時間を既定の最小保持時間と比較して、該比較の結果に基づいて、パルス保持時間を初期値に初期化することができる。
【００１４】
この際、充電制御部は、パルス保持時間が初期化されれば、各充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさに調整することができる。
【００１５】
充電条件は、フル充電状態か否か、及びフル充電ではない場合、充電量及び充電時間のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１６】
個別グループ制御因子は、電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含み、パック制御因子は、温度偏差、充電状態（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１７】
充電制御部は、既定のＳＯＣによる充電グループ別の最大電流に基づいて、充電グループの充電因子を調整することができる。
【００１８】
充電制御部は、充電条件と各充電グループのバッテリ情報とに基づいて、グループ連携制御を行うか否かを決定し、各充電グループを連携して制御するものと決定されれば、各充電グループの充電条件への到達率によって、各充電グループの充電因子をグループ連携して調整することができる。
【００１９】
充電制御部は、パルス保持時間が最小保持時間未満に調整された充電グループのパルス保持時間を初期値に初期化し、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループのパルス保持時間を調整することができる。
【００２０】
一態様による充電グループに設定されたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電方法は、バッテリ情報に基づいて、バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定する段階と、設定された充電グループ別の充電因子に基づいて、バッテリパックを充電グループ単位で順次充電する段階と、充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、各充電グループの充電を制御する段階と、を含みうる。
【００２１】
また、バッテリパックの充電方法は、バッテリセルまたはバッテリモジュールの性能、バッテリパックの充電方法の最大許容ピークパワー及びＳＯＨのうち少なくとも１つに基づいて、バッテリパックのバッテリセルまたはバッテリモジュールのうち少なくとも１つを基準単位として、充電グループを設定する段階をさらに含みうる。
【００２２】
充電グループの充電中に充電状態をモニタリングし、バッテリセル、バッテリモジュール及び充電グループ単位のうちの少なくとも１つの単位でバッテリ情報を収集する段階をさらに含み、グループ設定部は、充電グループの充電進行によって収集されるバッテリ情報に基づいて、充電グループを調整することができる。
【００２３】
充電グループ別の充電因子は、各充電グループ別のパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含みうる。
【００２４】
順次充電する段階は、設定されたグループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加するが、パルス電流が印加された以前充電グループの休止期に次の充電グループにパルス電流を印加することができる。
【００２５】
各充電グループの充電を制御する段階は、充電グループの充電中に充電条件に到達したか否かを判断し、充電条件に到逹していない場合、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つを既定の臨界値と比較して、その結果に基づいて、充電グループの充電因子を調整することができる。
【００２６】
各充電グループの充電を制御する段階は、調整された充電因子のうち、パルス保持時間を既定の最小保持時間と比較して、該比較の結果に基づいて、パルス保持時間を初期値に初期化することができる。
【００２７】
また、充電グループの充電を制御する段階は、前記パルス保持時間が初期化されれば、各充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさに調整することができる。
【００２８】
充電条件は、フル充電状態か否か、及びフル充電ではない場合、充電量及び充電時間のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００２９】
個別グループ制御因子は、電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含み、パック制御因子は、温度偏差、ＳＯＣ偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００３０】
各充電グループの充電を制御する段階は、既定のＳＯＣによる充電グループ別の最大電流に基づいて、充電グループの充電因子を調整することができる。
【００３１】
各充電グループの充電を制御する段階は、充電条件と各充電グループのバッテリ情報とに基づいて、グループ連携制御を行うか否かを決定し、各充電グループを連携して制御するものと決定されれば、各充電グループの充電条件への到達率によって、各充電グループの充電因子を調整することができる。
【００３２】
各充電グループの充電を制御する段階は、パルス保持時間が最小保持時間未満に調整された充電グループのパルス保持時間を初期値に初期化し、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループのパルス保持時間を調整することができる。
【００３３】
他の態様による充電グループに設定されたバッテリモジュールを含むバッテリパックの充電装置は、プロセッサを含み、バッテリ情報に基づいて、前記バッテリパックの充電グループ別の充電因子を設定し、該設定された前記充電グループ別の充電因子に基づいて、前記バッテリパックを充電グループ単位で順次充電するが、前記充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記各充電グループの充電を制御することができる。
【００３４】
また、一態様によるバッテリ管理システムは、充電グループに設定されたバッテリモジュールを含むバッテリと、バッテリを充電グループ単位で順次充電するが、順に充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記充電グループの充電を制御するバッテリ管理装置と、を含みうる。
【００３５】
＜発明の詳細＞
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。記載の技術の利点及び特徴、そして、それらを実現する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると、明確になる。明細書の全般に亘って同じ参照符号は、同じ構成要素を指称する。
【００３６】
以下、バッテリパックの充電装置及び方法の実施形態を図面を参考にして詳しく説明する。
【００３７】
図１は、一実施形態によるバッテリパックの充電装置のブロック図である。図２は、多様なＳＯＣ及びＳＯＨのバッテリモジュールを含むバッテリパックを示す例示図である。また、図３Ａないし図３Ｄは、バッテリ順次充電を説明する例示図であり、図４は、一態様によるＳＯＣ別の最大パルス電流を示すグラフである。
【００３８】
本実施形態によれば、バッテリパックの充電装置１００は、バッテリ、例えば、大容量ＥＶバッテリでピークパワーを最小化しながら、パルス充電が可能になるようにバッテリの順次パルス充電を支援することができる。この際、バッテリパックは、直列及び／または並列連結された多数のバッテリモジュールを含みうる。また、各バッテリモジュールは、多数の個別バッテリセルを含みうる。この際、各バッテリモジュールまたは各バッテリセルは、ニッケルメタルバッテリ、リチウムイオンバッテリ、及びリチウムポリマーまたは他の適したバッテリなどの２次電池であり得る。また、各バッテリモジュールの容量は、互いに同一または異なることもある。一例による、バッテリパック／モジュール／セルの間の相互連結は、負荷、持続時間、用途若しくは応用、及び他の関連した動作パラメータに基づいて、直列及び並列連結で再構成されることが可能である。
【００３９】
図１を参照すれば、バッテリパックの充電装置１００は、充電因子設定部１１０、順次充電部１２０及び充電制御部１３０を含みうる。
【００４０】
充電因子設定部１１０は、バッテリ情報に基づいてバッテリパックの充電因子を設定することができる。
【００４１】
例えば、充電因子設定部１１０は、バッテリの充放電過程で持続的に収集されるバッテリ情報、例えば、電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）、温度情報（Ｔ）を含むセンシングデータと、ＳＯＣ、ＳＯＨ、過電圧、イオン濃度分布、バッテリ内部温度を含む予測データと、に基づいて、バッテリパックの順次充電のための充電因子を設定することができる。このような、センシングデータ及び予測データは、絶対的な等級、相対量またはこれらの変化量を表わすことができる。ここで、バッテリパックの充電のために設定される充電因子は、パルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含みうる。また、充電因子は、パルス充電因子及び順次パルス充電因子に分類されうる。
【００４２】
パルス充電因子とは、パルス充電のためのパルス電流の大きさを意味する。例えば、充電因子設定部１１０は、充電するバッテリパックのＳＯＣ情報を用いて図４に示されたＳＯＣ別の最大パルス電流を超過しない範囲内でパルス電流の大きさを設定することができる。また、ここで、順次パルス充電因子とは、順次パルス充電のためのパルス電流保持時間、パルス電流印加後、パルスの休止期が保持される時間をパルス−休止期とするパルスのパルス周期になり、充電因子設定部１１０は、順次充電の基本単位の個数によってパルス周期を設定することができる。
【００４３】
充電因子設定部１１０は、順次充電のために設定されたバッテリパックの充電グループ別に充電因子を設定することができる。また、充電因子設定部１１０は、充電グループの数によって順次パルス充電因子を決定することができる。ここで、充電グループは、順次に充電がなされる基本単位であって、バッテリパックのバッテリモジュールまたはバッテリセルを単位で設定しうる。例えば、各バッテリモジュールが、それぞれ１つの充電グループに設定され、２つ以上のバッテリモジュールが、１つの充電グループに設定されることも可能である。また、充電グループは、必要に応じて２つ以上のバッテリセルが１つの充電グループに設定することもある。
【００４４】
例えば、充電因子設定部１１０は、バッテリパックが４つの充電グループに設定される場合、時間ｔのパルス電流が印加され、時間３ｔ間の休止期を有する周期４ｔを順次パルス充電因子として決定し、各充電グループのＳＯＣ情報を用いて、各ＳＯＣによる最大パルス電流を超過しない範囲内でパルス充電因子を設定することができる。この際、充電因子は、各充電グループのＳＯＣ及び／またはＳＯＨなどバッテリ情報に基づいて、各充電グループ別に同一または異ならせて設定することもある。
【００４５】
例えば、図１及び図２を参照すれば、バッテリパックＡのバッテリモジュール１、２、３、４は、いずれも同じＳＯＨを有するが、バッテリモジュール１とバッテリモジュール２、３、そして、バッテリモジュール４は、互いに異なるＳＯＣを有する。この際、バッテリパックの各バッテリモジュールが１つの充電グループに設定された場合、充電因子設定部１１０は、各充電グループの互いに異なるＳＯＣを考慮して充電グループ別に差別的若しくは特徴的な充電因子を設定することができる。
【００４６】
順次充電部１２０は、充電因子設定部１１０で決定された充電因子に基づいて、各充電グループを順次に充電することができる。
【００４７】
図３Ａは、モジュール単位の順次パルス充電の理解を助けるための例示図である。図１及び図３Ａを参照すれば、順次充電部１２０は、設定されたグループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加してバッテリパックを順次に充電することができる。この際、順次充電部１２０は、以前充電グループに対してパルス電流印加が完了して休止期になった場合、以前充電グループの休止期に次の充電グループにパルス電流を印加して、各充電グループを順次に充電することができる。
【００４８】
例えば、図３Ａは、バッテリパックの各バッテリモジュールが１つの充電グループに設定されたものを例示したものであって、各バッテリモジュール１、２、３、４は、それぞれ充電グループ１、２、３、４を構成する。
【００４９】
順次充電部１２０は、充電因子設定部１１０で決定されたパルス電流を時間ｔ間に印加し、時間３ｔ間の休止期を有するパルス周期４ｔの順次パルス充電因子を決定した場合、各充電グループは、時間ｔ間に充電を行い、時間３ｔ間にイオン拡散のための休止期を有しうる。例えば、順次充電部１２０は、充電グループ１（３０１ａ）に時間ｔにパルス電流を印加して充電を行ったならば、時間２ｔに充電グループ２（３０２ａ）にパルス電流を印加して充電を行い、時間３ｔに充電グループ３（３０３ａ）にパルス電流を印加して順次に充電グループ４（３０４ａ）までパルス充電を進行できる。この際、順次充電部１２０は、以前充電グループの休止期に次の充電グループの充電を進行してパルス周期４ｔの間に、各充電グループ１（３０１ａ）、充電グループ２（３０２ａ）、充電グループ３（３０３ａ）、充電グループ４（３０４ａ）を順次に充電を進行できる。
【００５０】
この際、グループ別の順次充電は、バッテリパックの各モジュール及び／またはバッテリセルの個別制御のためのスイッチまたはバイパス回路を含みうるが、これに限定されず、充電グループの充放電を制御するデジタル回路を含みうる。
【００５１】
また、図３Ａは、説明の便宜上、並列連結された充電グループの順次充電方法に関して示されているが、これに限定されず、バッテリパックの各バッテリモジュール及びバッテリセルは、直列、並列、再構成可能な相互連結または直列及び並列の複合構造を有しうる。
【００５２】
一方、図３Ａは、１つのバッテリモジュール単位で１つの充電グループが設定されるものを例示したものであるが、これに限定されず、バッテリパック情報、例えば、ＳＯＣに基づいて複数のバッテリセル及び／またはモジュール単位で充電グループが構成されても良い。例えば、図２を参照すれば、バッテリパックＡのバッテリモジュール１、２、３、４は、いずれも同じＳＯＨを有するが、バッテリモジュール１とバッテリモジュール２、３、そして、バッテリモジュール４は、互いに異なるＳＯＣを有する。この際、モジュール２、３は、同じＳＯＣを有するので、１つの充電グループを構成されることが可能である。
【００５３】
この際、充電因子設定部１１０は、各充電グループの互いに異なるＳＯＣを考慮してパルス電流の大きさ及びパルス電流の保持時間を決定することができる。例えば、充電因子設定部１１０は、充電グループ１（モジュール１）は、４Ａのパルス電流、グループ２（モジュール２、３）は、３．５Ａのパルス電流、グループ３（モジュール４）は、３Ａのパルス電流として決定し、充電グループ１ないし３のパルス保持時間を１秒に初期設定することができる。この際、充電因子設定部１１０は、図４に示されたＳＯＣ別の最大パルス電流を超過しない範囲で、各充電グループ別のＳＯＣによる差別的な充電因子を設定することができる。
【００５４】
充電制御部１３０は、バッテリパックが充電グループ単位で順に充電が進行する途中で、充電グループの充電条件に到達したか否かを判断することができる。ここで、充電条件は、バッテリパックのフル充電、バッテリパックの一定時間充電、バッテリパックの一定容量充電などになりうるが、これに限定されるものではない。
【００５５】
例えば、バッテリパックのフル充電条件は、各充電グループ基本単位のＳＯＣが１００％になるまで充電を行い、バッテリパックの一定時間充電は、バッテリパックをバッテリパックの充電装置に連結して、例えば、３０分間充電を行うことになり、バッテリパックの一定容量充電は、例えば、バッテリパックの充電装置から供給される電力を５０ｋＷに限定して充電を行うことを意味する。
【００５６】
他の例として、充電条件がバッテリパックのフル充電である場合、充電制御部１３０は、連結されたバッテリパックの各充電グループが充電条件に到逹したか否かを判断して、充電が完了した充電グループの充電を停止するか、順次充電部１２０の順次充電を終了する。但し、これに限定されず、順次充電部１２０は、グループ連携制御を通じて、各充電グループが充電条件に同様に到逹するように調整することもできる。
【００５７】
さらに他の例として、充電条件がバッテリパックの一定時間充電である場合、充電制御部１３０は、バッテリパックの充電装置１００の充電能力、バッテリパックの充電装置１００と連結されたバッテリパックの各充電グループのバッテリ情報に基づいてバッテリパックの一定時間充電完了後、グループ連携制御を通じてバッテリパックの各充電グループ別の充電状態の偏差が最小になるように充電因子を調整することができる。
【００５８】
充電制御部１３０は、充電グループが充電条件に到逹することができず、引き続き順次充電を行う場合、個別グループ制御因子を既定の臨界値と比較して、その結果に基づいて、充電グループの充電因子を調整することができる。ここで、個別グループ制御因子は、バッテリパックの各充電グループまたは各充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／またはモジュールの電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含みうるが、これに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、充電制御部１３０は、特定充電グループのモニタリングの結果を用いて充電グループの電圧が既定の臨界値を超過する場合、当該充電グループの充電因子を既定の基準によって調整することができる。但し、これに限定されず、特定充電グループが複数のバッテリセル及び／またはバッテリモジュールで構成された場合、充電制御部１３０は、特定充電グループ内のバッテリセル及び／またはバッテリモジュールの間の電圧偏差が既定の臨界値を超過する場合に、その充電グループ内のバッテリセル及び／またはバッテリモジュール別にパルス電流を異ならせて印加することも可能である。例えば、ある充電グループの個別バッテリセルの電圧が４．２Ｖを超過する場合、当該充電グループのパルス電流を０．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めるように調整し、陰極過電位が０．０１Ｖに到逹する場合、当該充電グループのパルス電流を０．３Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めるように調整することができる。但し、これに限定されず、当該バッテリセルを当該充電グループの順次充電過程で排除して充電を一時的に中止することも可能である。
【００６０】
ここで、臨界値は、個別バッテリセルの安全範囲に該当する電圧、過電位、温度などになりうるが、これに限定されず、ＳＯＣ、ＳＯＨ、現在パルス電流の大きさによって変わり、ユーザまたは運用者は、個別バッテリセルの充電容量またはバッテリパックの充電装置の性能、例えば、最大許容ピーク電力などを考慮して調整することができる。
【００６１】
また、充電制御部１３０は、充電グループが充電条件に到逹することができず、引き続き充電を行う場合に、パック制御因子を既定の臨界値と比較して、パック制御因子が既定の臨界値を超過する場合、当該パック制御因子の最大または最小値を表わす各充電グループの充電因子を既定の基準によって調整することができる。ここで、パック制御因子は、各充電グループまたは各充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／またはモジュールの温度偏差、ＳＯＣ偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含みうるが、これに限定されず、個別グループ制御因子の偏差をパック制御因子として使うこともできる。
【００６２】
例えば、充電制御部１３０は、各充電グループの平均ＳＯＣが５０％以上であり、各充電グループ間のＳＯＣ偏差が１０％を超過する場合、最大ＳＯＣ値を有する充電グループの電流を０．３Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めるように調整し、充電グループ間の温度偏差が１０°以上である場合、比較対象のうち、最大温度である充電グループのパルス電流の大きさを０．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めるように調整してＳＯＣ及び温度偏差を減らしうる。また、充電グループの充電因子を調整することに限定されず、当該充電グループの充電を一時的に中止することも可能である。
【００６３】
この際、パック制御因子を通じる充電因子の調整は、各充電グループの個別グループ制御因子が既定の臨界値を超過しない場合、行うことができるが、これに限定されず、個別グループ制御因子による充電因子調整と並列的に行われる。
【００６４】
充電制御部１３０は、個別グループ制御因子及び／またはパック制御因子に基づいて充電因子を調整するとき、各充電グループ別の充電因子が安全範囲に含まれるように既定の臨界値と比較して充電因子を調整することができる。
【００６５】
例えば、充電制御部１３０は、調整された充電因子のうち、調整されたパルス保持時間を既定の最小保持時間と比較して、該比較の結果に基づいて、パルス保持時間を初期値に初期化することができる。一例として、一部充電グループの充電因子中に調整されたパルス保持時間が既定の最小保持時間（例：０．５秒）よりも短く設定（例：０．１秒）される場合、パルス保持時間を充電因子設定部１１０によって設定された初期値（例：１秒）に初期化することができる。このように、充電制御部１３０は、調整される各充電グループ別の充電因子が安全範囲を外れる場合、当該充電因子を既定の安全範囲内の初期値に初期化することによって、バッテリパックの充電装置１００が安全範囲内で動作するように制御することができる。
【００６６】
充電制御部１３０は、充電因子のうちの少なくとも１つが初期化される場合、これと連携して他の充電因子を調整することができる。例えば、充電制御部１３０は、パルス保持時間が既定の最小保持時間よりも短く設定されて、パルス保持時間を初期化する場合、これと連携して各充電グループのパルス電流の大きさを共通電流の大きさに調整することができる。ここで、共通電流の大きさは、各充電グループに共通的であり、一括的に適用される電流の大きさを意味する。また、共通電流の大きさは、後述するように、各充電グループの充電条件への到達率に基づいて調整されうる。
【００６７】
また、充電制御部１３０は、充電因子を調整するとき、ＳＯＣによる最大パルス電流に基づいて充電因子を調整することができる。例えば、図１及び図４を参照すれば、バッテリのＳＯＣが増加するにつれて、最大充電パルス電流は次第に減少する傾向を表わす。この際、充電制御部１３０は、順次充電部１２０の順次充電によって変化するバッテリのＳＯＣ値及びＳＯＣによる最大パルス電流に基づいて充電グループのパルス電流の大きさを調整することができる。例えば、４Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）のパルス電流で順次充電中である充電グループのＳＯＣが５６％を超過する場合、充電制御部１３０は、図４のＳＯＣ別の最大パルス電流の大きさを考慮して当該充電グループのパルス電流の大きさを３Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）に調整することができる。
【００６８】
また、図４を参照すれば、３Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）のパルス電流を最大パルス電流とするＳＯＣは、約７４％であり、充電制御部１３０は、順次充電進行のうち、当該充電グループのＳＯＣが７４％に到逹すれば、ＳＯＣ別の最大パルス電流を考慮してパルス電流の大きさを再び調整することができる。
【００６９】
一方、充電制御部１３０は、個別グループ制御因子またはパック制御因子に基づいて充電因子を調整する場合、充電条件と各充電グループのバッテリ情報とに基づいて、グループ連携制御を行うか否かを決定することができる。ここで、グループ連携制御は、充電グループの充電因子を調整する場合、バッテリパックの各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループの充電因子を共に連携制御することを意味する。
【００７０】
例えば、充電制御部１３０は、充電グループの調整された充電因子が安全範囲を外れるように設定されて、当該充電因子を初期化する場合、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループの充電因子を連携して制御することができる。
【００７１】
例えば、図１及び図３Ｃを参照すれば、３０４ｃは、充電グループ１ないし４のパルス電流の大きさが共通パルス電流に調整され、各充電グループの充電条件への到達率によってパルス保持時間が調整された状態を図示する。充電制御部１３０は、充電グループの充電因子中に調整されたパルス保持時間が既定の最小保持時間（例：０．５秒）よりも短く設定（例：０．１秒）された場合、パルス保持時間を充電因子設定部１１０によって設定された初期値（例：１秒）に初期化することができる。この際、充電制御部１３０は、パルス保持時間の初期化と共に各充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさ（例：２．５Ａ）に調整することができる。
【００７２】
一方、充電制御部１３０は、調整された共通パルス電流の大きさ及び各充電グループの充電条件への到達率に基づいて、充電グループのパルス保持時間を調整することができる。
【００７３】
充電制御部１３０は、充電条件と各充電グループのバッテリ情報とに基づいて、各充電グループをグループ連携制御することができる。
【００７４】
例えば、充電条件がフル充電である場合、充電制御部１３０は、グループ連携制御を行わず、まず、充電が完了した充電グループを順次充電から除外してバッテリパックを充電することができる。但し、これに限定されず、ユーザまたは運用者の意図によってグループ連携制御を通じる順次充電を行うことができる。例えば、充電制御部１３０は、バッテリパックの平均充電量が５０％以上になれば、各充電グループを連携制御して、各充電グループ別に充電しなければならない容量またはＳＯＣの比率によって充電因子をグループ連携制御して充電を行うこともできる。
【００７５】
また、充電条件が一定充電容量の充電である場合、充電制御部１３０は、各充電グループを連携制御して、ある充電グループの連携制御時点で各充電グループ別に充電しなければならない充電量の比率で充電因子をグループ連携制御することができる。具体的に、バッテリパックの充電開始前に、各充電グループのバッテリ状態（例えば、ＳＯＣ及び／またはＳＯＨなど）によって、各充電グループ別に充電する充電容量を割り当て、該割り当てられた充電容量を基準に充電因子を連携制御することができる。
【００７６】
例えば、バッテリパックの充電装置から５５ｋＷを供給されて充電グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成されたバッテリパックの充電を行う場合、バッテリパックの充電装置１００は、最初充電グループの状態によって、各充電グループ別に１０ｋＷ、１０ｋＷ、１５ｋＷ及び２０ｋＷの充電量を割り当てて充電を行うことができる。次いで、充電によって充電容量の５０％を充電して、各充電グループの割り当てられた充電量が５ｋＷ、５ｋＷ、７．５ｋＷ及び１０ｋＷになる時点に、充電制御部１３０が充電グループＡのパルス電流の大きさを１０Ａに調整するように充電因子を調整した場合、充電制御部１３０は、他の充電グループの充電容量の比率によって充電グループのパルス電流の大きさをそれぞれ調節することができる。言い換えれば、各充電グループの充電しなければならない充電量の比は、Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ＝５ｋＷ：５ｋＷ：７．５ｋＷ：１０ｋＷ＝１：１：１．５：２なので、充電グループＡのパルス電流の大きさを１０Ａに調整する場合に、充電制御部１３０は、グループ連携制御を通じて充電グループＢ、Ｃ及びＤのパルス電流の大きさをそれぞれ１０Ａ、１５Ａ及び２０Ａになるように調整することができる。
【００７７】
また、充電制御部１３０は、グループ連携制御を通じてパルス電流の大きさを調整するとき、図４に示されたＳＯＣ別の最大パルス電流の大きさを考慮して、各充電グループ別のＳＯＣによる最大パルス電流の大きさを超過する充電グループに対しては、当該充電グループのＳＯＣに対応する最大パルス電流値に調整することができる。
【００７８】
一方、充電制御部１３０は、充電時間を指定してバッテリパックの充電を行うこともできる。例えば、充電制御部１３０は、指定された充電時間の５０％が必要となった以後からグループ連携制御を行って、各充電グループを充電し、この際、グループ連携制御は、フル充電を仮定し、フル充電容量を基準に各充電グループ別の残った充電容量比を計算するか、指定された時間に基づいて仮想の充電可能な容量を計算して、これに基づいてグループ連携制御を行うことができる。このように残った充電容量比または仮想の充電可能な容量が計算されれば、前述した充電条件が一定充電容量の充電である場合と同様にグループ連携制御を通じて順次充電を行うことができる。
【００７９】
図１及び図３Ｄを参照すれば、各充電条件によって充電グループのグループ連携制御を行うか否かを決定した場合、バッテリパックの充電装置１００にバッテリパックを連結した直後には、各充電グループ別のＳＯＣ値によって初期充電因子を決定して充電を行い、次いで、充電を行う過程で個別的な充電因子を適用してバッテリパックを順次に充電することができる。次いで、充電が進行することによって、バッテリパックの各充電グループのＳＯＣが一定レベルに到逹すれば、充電制御部１３０は、各充電グループのパルス電流の大きさを連携調整して、各充電グループが充電条件に同様に到逹するように連携制御如何を決定することができる。
【００８０】
充電制御部１３０は、充電グループを連携して制御するものと決定されれば、個別グループ制御因子またはパック制御因子を通じてある特定グループの充電因子を調整するとき、他の充電グループの充電条件への到達率（または、充電しなければならない容量の比率）によって、充電グループの充電因子を連携して調整することができる。このように、バッテリパックの充電装置１００は、特定グループの充電因子を調整し、他の充電グループの充電因子を共に調整するグループ連携制御を通じて、各充電グループの間の充電状態（例えば、ＳＯＣの比率など）偏差が次第に減少するように制御することができる。
【００８１】
図１及び図４を参照すれば、各充電グループを連携制御する場合、充電制御部１３０は、ある特定充電グループのパルス電流を調整し、調整時点で他の充電グループの各充電グループ別のＳＯＣに該当する最大パルス電流値を求め、調整されたパルス電流の大きさがＳＯＣ別の最大パルス電流の大きさを超過する場合、その充電グループのＳＯＣによる最大電流値に設定することができる。
【００８２】
但し、これに限定されず、充電制御部１３０は、充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／またはモジュールの間の充電状態（例：ＳＯＣの比率など）偏差が次第に減少するように充電グループを細密に制御することも可能である。
【００８３】
例えば、個別グループ制御因子によって充電因子を調整する場合、例えば、何れか１つの充電グループに含まれる個別バッテリセルの電圧が４．２Ｖを超過してパルス電流を０．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めるように調整する場合、当該個別バッテリセルのパルス電流を調整し、当該充電グループの残りのバッテリセルのパルス電流を連携して調整することができる。すなわち、ある充電グループの個別バッテリセルのパルス電流が調整された場合、当該個別バッテリセルのパルス電流の大きさを基準とするとき、そのパルス電流の大きさを限界電流とするＳＯＣ値を基準に残りの個別バッテリセルの充電しなければならないΔＳＯＣの比率に基づいて、残りのセルのパルス電流を調整することができる。
【００８４】
例えば、図４を参照すれば、ある充電グループは、バッテリセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成され、これらの各現在ＳＯＣは、２０％、２６％、４６％、５６％と仮定すれば、ＳＯＣが２０％である個別バッテリセルＡを４Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）に充電のうち、バッテリセルＡの温度が既定の臨界値を超過してパルス電流の大きさを３．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）に調整する場合に、調整されたパルス電流３．５Ｃを最大パルス電流とするＳＯＣ値は、約６６％に該当する。この際、現在他のバッテリセルＢ、Ｃ、ＤのＳＯＣ値とバッテリセルＡの調整されたパルス電流の大きさを最大パルス電流とするＳＯＣを比較したＳＯＣ値の差ΔＳＯＣは、それぞれ４０％、２０％、１０％になる。
【００８５】
充電制御部１３０は、ΔＳＯＣに基づいて個別バッテリセルＢのパルス電流を３．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）またはそれと同等なレベルで設定し、個別バッテリセルＣは、３．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）未満の値に設定し、個別バッテリセルＤは、ＳＯＣ別の最大パルス電流範囲内の最小のパルス電流を設定するか、他のバッテリセルのＳＯＣが一定範囲内に到逹するまで充電を中止する方法でパルス電流を調整することができる。バッテリパックの充電装置１００は、このように調整された個別バッテリセルの電流を基準にして、充電しなければならないΔＳＯＣの比率に基づいてグループ連携制御を行うことによって、各個別バッテリセル別のＳＯＣ偏差を最小化して充電条件に到逹させうる。
【００８６】
図１及び図３Ｄを参照すれば、図３Ｄの区間Ｂは、各充電グループを連携制御した場合に、経時的な各充電グループのＳＯＣ変化を例示したものである。充電制御部１３０は、バッテリパックの充電グループの充電因子をグループ連携制御して、既定の充電条件にバッテリパックの充電グループまたは充電グループの基準単位のＳＯＣ及び／またはＳＯＨの偏差を低減して、バッテリパックの寿命を向上させ、容量が互いに異なるバッテリがパックで構成された場合にも、均等に充電条件に到逹させうる。
【００８７】
図５は、他の実施形態によるバッテリパックの充電装置のブロック図である。
【００８８】
図５を参照すれば、バッテリパックの充電装置５００は、充電因子設定部５１０、順次充電部５２０、モニタリング部５３０、充電制御部５４０及びグループ設定部５５０をさらに含みうる。この際、充電因子設定部５１０、順次充電部５２０及び充電制御部５４０は、図１に示された充電因子設定部１１０、順次充電部１２０及び充電制御部１３０と基本的に同じ構成であり、以下、重複されない構成を中心に説明する。
【００８９】
図５を参照すれば、モニタリング部５３０は、充電グループの充電中に充電状態をモニタリングし、バッテリセル、バッテリモジュール及び充電グループ単位のうちの少なくとも１つの単位でバッテリ情報を収集することができる。ここで、バッテリ情報は、電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）、温度情報（Ｔ）を含むセンシングデータ及びＳＯＣ、ＳＯＨ、過電位、イオン濃度分布、バッテリ内部温度を含む予測データになりうるが、これに限定されるものではない。
【００９０】
一態様によれば、モニタリング部５３０は、バッテリパックがバッテリパックの充電装置５００に連結されれば、充電開始前に連結されたバッテリパックのバッテリ情報を収集して、充電因子設定部５１０に提供することができる。この際、充電因子設定部５１０は、連結されたバッテリパックの充電前に収集されたバッテリパックの情報に基づいて、順次パルス充電因子及び初期パルス充電因子を設定することができる。また、充電因子設定部５１０は、モニタリング部５３０による初期バッテリパック情報の提供がない場合にも、連結されたバッテリパックの個別バッテリセルまたはバッテリモジュールが同じ性能を出すものと仮定して、充電因子を初期設定することができる。
【００９１】
一方、グループ設定部５５０は、モニタリング部５３０で収集されたバッテリパック情報を用いて、バッテリパックのバッテリセルまたはバッテリモジュールのうち少なくとも１つを基準単位とする充電グループを設定することができる。
【００９２】
例えば、連結されたバッテリパックは、多数のバッテリセルを含む多数のバッテリモジュールで構成することができる。この際、グループ設定部５５０は、多数のバッテリセルを含む１つのバッテリモジュールを１つのグループに設定することによって、モジュール単位の充電グループを設定することができる。また、グループ設定部５５０は、１つのバッテリモジュール内の多数バッテリセルを一定基準、例えば、ＳＯＣ値によって類似したＳＯＣ値を有するバッテリセル別にグループ化して、バッテリセル単位の充電グループを設定することもできる。しかし、これに限定されず、グループ設定部５５０は、モニタリング部５３０で収集されたバッテリパックの情報に基づいて類似したバッテリ情報を有する個別バッテリセル及び個別バッテリモジュールのセル−モジュール単位の充電グループを設定することもできる。
【００９３】
例えば、バッテリパックは、バッテリモジュールＡ、Ｂを含み、各モジュールは、バッテリセルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を含み、バッテリセルＡ１、Ａ２、Ａ３のＳＯＣ値は、それぞれ１０％、２０％、３０％であり、バッテリセルＡ４及びバッテリモジュールＢのＳＯＣ値は、５０％である場合、グループ設定部５５０は、個別バッテリセルＡ１、Ａ２及びＡ３をそれぞれ充電グループ１、充電グループ２及び充電グループ３に設定し、バッテリセルＡ４及びバッテリモジュールＢを充電グループ４に設定することも可能である。
【００９４】
一方、グループ設定部５５０は、バッテリセルまたはバッテリモジュールの性能、バッテリパックの充電装置５００の最大許容ピークパワー及びＳＯＨのうち少なくとも１つに基づいて充電グループを設定することができる。
【００９５】
例えば、バッテリパックがバッテリパックの充電装置５００に連結されれば、グループ設定部５５０は、バッテリパックの個別バッテリモジュールまたは個別バッテリセルがいずれも同じ性能を出すものと仮定し、連結されたバッテリパックを少なくとも１つ以上の充電グループに設定することができる。この際、グループ設定部５５０は、順次パルス充電のパルス−休止期時間を考慮して、４つまたは５つの充電グループにバッテリパックを分類することができる。
【００９６】
また、グループ設定部５５０は、バッテリパックの充電装置から伝達されたバッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワーを用いて、バッテリパック充電のための最大パルス電力をバッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワーに割った値の切り上げ値をグループの数で決定することができる。
【００９７】
例えば、バッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワーが１ＶＡであり、バッテリパックの充電のための最大パルス電流が５Ａであり、充電電圧が１Ｖである場合、バッテリパック充電のための最大パルス電力は、５ＶＡになる。この際、バッテリパック充電のための最大パルス電力をバッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワーに割った値は、５ＶＡ／１ＶＡ＝５になり、グループ設定部５５０は、バッテリパックのバッテリセルまたはバッテリモジュールのうち少なくとも１つを基準単位として５つの充電グループに設定することができる。
【００９８】
このようなグループ設定によるバッテリ順次パルス充電は、バッテリパックの充電装置５００の最大許容ピークパワーを低減し、これにより、バッテリパックの充電装置５００の発熱を低減させることができる。
【００９９】
例えば、図３Ｂを参照すれば、パルス充電のためのバッテリパックが内部抵抗が同じ４つのバッテリモジュールが並列連結され、バッテリパック単位パルス充電時に、パルス電流及び充電電圧がそれぞれ２０Ａ及び１Ｖであれば、パルス充電時に、バッテリパックの充電装置に要求されるピークパワーは、２０ＶＡになり、この際、各バッテリモジュールの充電電力は、各バッテリモジュール当たり５ＶＡになる。これと比較してバッテリパックの各モジュールを１つの充電グループに設定し、充電グループ別に順次充電を行って、前記と同様に各バッテリモジュール当たり５ＶＡの充電電力を供給する場合、それぞれ充電グループに要求されるパルス電流及び電圧は、それぞれ５Ａ及び１Ｖのみが要求される。このような結果は、バッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワーの要求性能を２０ＶＡから５ＶＡに低減させることができて、相対的に低容量のバッテリパックの充電装置５００を用いて、ＥＶなど大容量のバッテリパックのパルス充電を可能にする。
【０１００】
また、グループ設定部５５０は、バッテリのＳＯＨに基づいて類似したバッテリのＳＯＨを有する個別バッテリセルまたはモジュール別にグループを設定することができる。例えば、図２を参照すれば、バッテリパックＢのバッテリモジュール１、２、３及び４は、いずれも同じＳＯＣを有するが、バッテリモジュール１とバッテリモジュール２、３、そして、バッテリモジュール４は、互いに異なるＳＯＨの比率に基づいて互いに異なる充電グループに設定しうる。
【０１０１】
グループ設定部５５０は、各グループの順次充電によって、各グループ別にＳＯＣ、ＳＯＨ、バッテリ内部温度、充電可能容量のうち少なくとも１つのバッテリ情報を基準に最初設定された充電グループを調整することができる。
【０１０２】
例えば、図２を参照すれば、グループ設定部５５０は、バッテリパックＡは最初同じＳＯＨを有する。この際、グループ設定部５５０は、ＳＯＨ情報に基づいて、各バッテリモジュールを互いに異なる充電グループ１ないし４に設定することができる。以後、各充電グループの順次充電によって、各充電グループ別にＳＯＨの変化が生じる場合、例えば、充電グループ１ないし４のＳＯＨが、それぞれ９５％、９５％、１００％及び９０％に変更された場合、グループ設定部５５０は、最初設定された充電グループを調整して充電グループ１、２を充電グループ１にし、充電グループ３を充電グループ２に、充電グループ４を充電グループ３に調整することができる。但し、これは、１つの実施形態であって、これに限定されず、グループ設定部５５０は、パルス充電の最も効率的なパルス−休止期時間を考慮してグループを調整することもできる。
【０１０３】
充電制御部５４０は、充電グループが調整されれば、該調整されたグループに対応して適応して充電因子を調整することができる。例えば、図３Ｃを参照すれば、各充電グループの順次充電によって、各充電グループ別にバッテリ状態の変化が生じる場合、各調整された充電グループは、互いに異なる充電因子、例えば、互いに異なるパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期を有するように調整されうる。
【０１０４】
例えば、各充電グループを構成する個別バッテリセルまたは個別バッテリモジュールがいずれも同じ性能を有するものと仮定し、充電グループ１ないし４を設定した場合（３０１ｃ）、順次充電が進行することによって、充電グループのＳＯＨまたはＳＯＣなどの変化があり、充電制御部５４０は、モニタリング部５３０のバッテリモニタリングの結果に基づいて互いに類似したバッテリ情報を有する個別バッテリセルまたは個別バッテリモジュールで調整されたグループに適応して充電因子を調整することができる。例えば、ＳＯＣが低い充電グループは、パルス電流を高く調整するか、パルス電流保持時間が他の充電グループに比べて長く調整し、ＳＯＣが他の充電グループに比べて高い充電グループは、パルス周期を調整して、他の充電グループに２回のパルス電流を印加する間に、１回のパルス電流のみが印加されるように調整することもできる（３０２ｃ、３０３ｃ）。
【０１０５】
他の例として、充電制御部５４０は、充電グループの調整された充電因子が安全範囲を外れるように設定されれば、当該充電因子を初期化し、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループの充電因子を連携して制御することができる。一例として、充電制御部５４０は、充電グループの充電因子中に調整されたパルス保持時間が既定の最小保持時間（例：０．５秒）よりも短く設定（例：０．１秒）された場合、パルス保持時間を充電因子設定部５１０によって設定された初期値（例：１秒）に初期化することができる。この際、充電制御部５４０は、パルス保持時間の初期化と共に各充電グループのパルス電流の大きさを連携制御して調整することができる。
【０１０６】
例えば、図５及び図３Ｃを参照すれば、充電制御部５４０は、パルス保持時間が初期化された充電グループ及び他の充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさに調整し、各充電グループの充電条件への到達率に基づいて、他の充電グループのパルス保持時間を連携して調整することができる（３０４ｃ）。このように、充電制御部５４０は、一部充電グループのパルス保持時間の初期化のような充電因子の調整時に、各充電グループのパルス電流の大きさ及び他の充電グループのパルス保持時間を連携して調整することができる。順次充電部５２０は、充電が進行することによって変化するバッテリ情報に基づいて充電グループが調整され、各充電グループ別及び／または各充電グループの基準単位別に充電因子が調整されれば、該調整された充電グループ及び充電因子によって順次充電を行うことができる。
【０１０７】
図６は、一実施形態によるバッテリパックの充電方法のフローチャートである。
【０１０８】
図６は、図１のバッテリパックの充電装置１００が行うバッテリパックの充電方法の一実施形態であり得る。
【０１０９】
図６を参照すれば、バッテリパックの充電装置１００は、順次充電のために充電グループ別にパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含む充電因子を設定することができる（６１０）。
【０１１０】
例えば、バッテリパックの充電装置１００は、バッテリパックの個別バッテリセル及び個別バッテリモジュールの性能がいずれも同一であると仮定し、最も効率的な順次パルス充電のパルス−休止期時間を考慮してパルス周期を決定することができる。例えば、４つのバッテリモジュールを含むバッテリパックの順次充電の場合、バッテリパックの個別バッテリセル及び個別バッテリモジュールの性能がいずれも同一であると仮定して、各バッテリモジュールを１つの充電グループに設定し、順次パルス電流保持時間をｔに、休止期を３ｔにし、パルス周期を４ｔにし、各充電グループ別に同じパルス電流の大きさを印加するように初期充電グループ別の充電因子を設定することができる（６１０）。
【０１１１】
この際、充電グループの設定は、前述したように、バッテリパックの個別バッテリセル及び個別バッテリモジュールの性能がいずれも同一であると仮定し、最も効率的な順次パルス充電のパルス−休止期時間を考慮してパルス周期を決定することもできるが、これに限定されず、バッテリパックの充電装置の最大許容ピークパワー及びＳＯＨのうち少なくとも１つに基づいて充電グループを設定することができる（６１０）。
【０１１２】
例えば、図２を参照すれば、バッテリ情報のモニタリングの結果、バッテリ充電装置１００に連結されたバッテリパックがバッテリパックＡと同じであれば、バッテリパックの充電装置１００は、各バッテリモジュールのＳＯＣを基準にバッテリモジュール１を充電グループ１、バッテリモジュール２、３を充電グループ２、バッテリモジュール４を充電グループ３に設定する方法も可能である。
【０１１３】
充電因子が設定されれば、バッテリパックの充電装置１００は、決定された充電グループ別に順次充電を行うことができる（６２０）。
【０１１４】
図３Ａを参照すれば、バッテリパックの充電装置１００は、設定されたグループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加して、各充電グループを順次に充電を行うことができる。
【０１１５】
例えば、バッテリパックの充電装置１００に連結されたバッテリパックは、４つの個別バッテリモジュールを含み、各バッテリモジュールがいずれも同じ性能を有すると仮定して、各バッテリモジュールを１つの充電グループにして、バッテリモジュール１を充電グループ１（３０１ａ）に、バッテリモジュール２を充電グループ２（３０２ａ）にグループ化する方式で充電グループを設定し、該設定された充電グループを順次充電する場合、順次充電のためのパルスは、周期４ｔを有し、時間ｔ間にパルス電流を印加し、時間３ｔ間に休止期を有しうる。一方、図３Ａに示されたｔ、２ｔ、３ｔ及び４ｔは、相対的な順序のみ表わし、各充電グループに付与される期間を表示するものではない。言い換えれば、一実施形態によれば、時間ｔは、時間４ｔと同じ時間であり得る。しかし、さらに他の例によれば、各充電グループの持続時間は、バッテリパック内のセルまたはモジュールの数のような要素に基づいて決定されうる。
【０１１６】
この際、バッテリパックの充電装置１００は、時間ｔに充電グループ１にパルス電流を印加し、時間２ｔに充電グループ２にパルス電流を印加し、時間３ｔに充電グループ３にパルス電流を印加して、バッテリパックの充電グループを順次に充電することができる。この際、バッテリパックの充電装置１００の充電グループ１（３０１ａ）の休止期に充電グループ２（３０２ａ）の充電を進行して、パルス周期４ｔ間に、各充電グループ１（３０１ａ）、充電グループ２（３０２ａ）、充電グループ３（３０３ａ）、充電グループ４（３０４ａ）を順次に充電を進行できる（６２０）。一方、図３Ａは、説明の便宜上、各モジュール別に互いに異なる充電グループに設定されて、４つの充電グループを順次充電するものと示されているが、これに限定されず、充電グループの個数及び／または順次パルス電流の印加周期は、バッテリ情報に基づいて調整されうる。
【０１１７】
また、バッテリパックの順次充電が進行し、各充電グループのバッテリ状態が変動される場合、バッテリパックの充電装置１００は、バッテリパックの充電条件に到達したか否かを判断して、バッテリパックの充電を進行できる。ここで、充電条件は、バッテリパックのフル充電、バッテリパックの一定時間充電、バッテリパックの一定容量充電などになりうるが、これに限定されるものではない。
【０１１８】
例えば、充電条件がバッテリパックのフル充電である場合、バッテリパックの充電装置１００は、各充電グループがフル充電されるまで順次充電して、まず、フル充電された充電グループは、順次充電から除外する方式でバッテリパックを充電することができる。また、バッテリパックの充電装置１００によって、各充電グループをグループ連携制御して、各充電グループの充電状態の偏差を減らしながら、順次充電を行うことができる。例えば、バッテリパックの平均充電量が５０％以上になれば、各充電グループを連携制御して、各充電グループ別に充電しなければならない容量またはＳＯＣの比率によって充電因子をグループ連携制御して充電を行うことができる。
【０１１９】
バッテリパックの充電装置１００は、バッテリパックが充電条件に到逹することができず、充電を進行し続ける場合、個別グループ制御因子に基づいて充電因子を調整することができる。ここで、個別グループ制御因子は、バッテリパックの各充電グループまたは各充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／またはモジュールの電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含みうるが、これに限定されるものではない。
【０１２０】
例えば、バッテリパックの充電装置１００は、個別グループ制御因子に基づいて、各充電グループが安全範囲内で充電可能になるように充電因子を調整し、バッテリパックの各充電グループまたは各充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／またはモジュールの充電因子を調整することができる。例えば、個別グループ制御因子は、バッテリパックの各充電グループの情報に基づいて、当該充電グループの温度が既定の臨界値を超過する場合、充電因子を調整して当該充電グループのパルス電流の大きさを低めるか、当該充電グループの温度が既定の臨界値以下になるまで当該充電グループの充電を一時的に中断することもできる（６３０）。
【０１２１】
また、バッテリパックの充電装置１００は、バッテリパックが充電条件に到逹することができず、充電を進行し続ける場合、バッテリパックの個別グループ制御因子がいずれも臨界値以下である場合でも、バッテリパックの充電装置１００は、パック制御因子に基づいて充電状態偏差を低減するように充電因子を調整することができる（６３０）。ここで、パック制御因子は、バッテリパックの各充電グループの温度偏差、ＳＯＣ偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含みうるが、これに限定されず、各充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／または個別バッテリモジュール間の温度、ＳＯＣ及びＳＯＨの偏差を含みうる。
【０１２２】
例えば、バッテリパックの充電装置１００は、充電グループの温度が既定の臨界値を超過しない場合でも、他の充電グループとの温度偏差が１０°以上である場合、そのうち、最大温度の充電グループのパルス電流の大きさを低めるか、当該充電グループと他の充電グループの温度偏差が既定の臨界値以下になるまで当該充電グループの充電を一時的に中断することもできる。
【０１２３】
次いで、バッテリパックの充電装置１００は、順次充電進行を考慮して充電グループを調整することができる。例えば、最初バッテリパックの個別バッテリセル及び個別バッテリモジュールの性能がいずれも同一であると仮定し、充電グループを設定した場合に、順次充電進行によってバッテリのＳＯＨまたはＳＯＣなどの差が発生し、この際、バッテリパックの充電装置１００は、充電因子を調整しながら、類似したバッテリ情報、例えば、類似したＳＯＣまたはＳＯＨを有する個別バッテリセルまたは個別バッテリモジュールを基準単位として充電グループを調整することができる。
【０１２４】
例えば、図２を参照すれば、バッテリパックの充電装置１００は、バッテリパックＢのＳＯＣ及びパルス−休止期時間に基づいて、各バッテリモジュールを互いに異なる充電グループ１ないし４に設定することができる。この際、充電を行う前、充電グループ１ないし４のＳＯＨは、それぞれ１００％、９５％、９５％及び９０％であるが、各充電グループに同じ大きさのパルス電流を印加して順次充電する場合にも、各充電グループ別にＳＯＣが互いに変わりうる。例えば、充電グループ１ないし４のＳＯＣが充電の進行によって、それぞれ２０％、２５％、２５％及び３５％に変更された場合、バッテリパックの充電装置１００は、最初設定された充電グループを調整して充電グループ２及び３を充電グループ２にし、充電グループ４を充電グループ３に調整することができる。
【０１２５】
図７は、他の実施形態によるバッテリパックの充電方法のフローチャートである。
【０１２６】
図７は、図５のバッテリパックの充電装置５００が行うバッテリパックの充電方法の一実施形態であり得る。
【０１２７】
バッテリパックの充電装置５００は、バッテリパックが連結されれば、充電因子を設定することができる（７１０）。ここで、充電因子は、各充電グループ別のパルス電流の大きさ、パルス電流保持時間及びパルス周期のうち少なくとも１つを含みうる。
【０１２８】
次いで、充電因子が設定されれば、バッテリパックの充電装置５００は、決定された充電グループ単位で順次充電を行うことができる（７２０）。順次充電は、設定されたグループ別の充電因子によって、各充電グループに順次にパルス電流を印加するが、パルス電流が印加された以前充電グループの休止期に次の充電グループにパルス電流を印加して、各充電グループを順次に充電することができるが、これに限定されず、順次パルス充電の最も効率的なパルス−休止期時間を考慮して、各充電グループを順次充電することができる（７２０）。
【０１２９】
順次充電を進行しながら、バッテリパックの充電装置５００は、バッテリ情報を持続的にモニタリングして収集することができる（７３０）。この際、バッテリ情報は、電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）、温度情報（Ｔ）を含むセンシングデータ及びＳＯＣ、ＳＯＨ、過電位、イオン濃度分布、バッテリ内部温度を含む予測データになりうるが、これに限定されるものではない。
【０１３０】
一方、図７は、順次充電の進行途中、バッテリ情報をモニタリングするものと示されているが、これに限定されず、バッテリパックをバッテリ充電装置に連結すると共に、バッテリ情報をモニタリングして、充電グループ別の初期充電因子の設定にモニタリングの結果を利用することもできる。
【０１３１】
次いで、バッテリパックの充電装置５００は、バッテリ情報を持続的にモニタリングすることによって、充電が進行することによって、バッテリパックの充電条件に到達したか否かを判断して、順次充電の引き続き進行如何を決定することができる。
【０１３２】
例えば、充電条件が、連結されたバッテリパックのフル充電である場合、バッテリパックの充電装置５００は、バッテリ情報のモニタリングの結果に基づいて完全に充電されたバッテリパックの充電グループの順次充電を停止させることができる。但し、これに限定されず、充電グループを連携制御して、各充電グループ別に充電しなければならない容量またはＳＯＣの比率が既定のフル充電範囲に含まれると判断される場合、当該充電グループの順次充電を停止させることもできる。
【０１３３】
例えば、バッテリパックの充電装置５００は、連結されたバッテリパックの充電グループの平均ＳＯＣが９０％を超過し、各充電グループの間のＳＯＣ偏差が５％以内である場合、フル充電されたと見なし、この場合、当該充電グループの充電を停止することができる。
【０１３４】
一方、バッテリ情報のモニタリングの結果、バッテリパックが充電条件を到逹することができず、引き続き順次充電を進行する場合、バッテリパックの充電装置５００は、個別グループ制御因子を既定の臨界値と比較して、充電グループの充電因子調節有無を決定することができる（７５０）。ここで、個別グループ制御因子は、バッテリパックの各充電グループの電圧、過電位、イオン濃度分布、温度のうちの少なくとも１つを含みうるが、これに限定されるものではない。
【０１３５】
例えば、バッテリパックの充電装置５００は、充電グループの温度が既定の臨界値を超過する場合、当該充電グループのパルス電流を既定のパルス電流値によって低めるように調整することができる。但し、これに限定されず、個別グループ制御因子は、ユーザまたは運用者の意図、バッテリパックの性能及びバッテリパックの充電装置の提供仕様によって異ならせて決定されうる。
【０１３６】
例えば、充電グループのＳＯＣが９０％を超過する場合、過充電によるバッテリパックの損傷ないし爆発の危険を減らすために、バッテリパックの充電装置５００は、以前充電パルス電流の１／５レベルのパルス電流を印加して充電を行うように当該充電グループの充電因子を調整することができる。
【０１３７】
また、バッテリパックの充電装置５００は、個別グループ制御因子が臨界値を超過しない場合、パック制御因子を既定の臨界値と比較して、充電グループの充電因子調節有無を決定することができる。ここで、パック制御因子は、各充電グループまたは各充電グループに含まれる個別バッテリセル及び／またはモジュールの温度偏差、ＳＯＣ偏差及びＳＯＨ偏差のうちの少なくとも１つを含みうるが、これに限定されるものではない。
【０１３８】
例えば、バッテリパックの充電装置５００は、連結されたバッテリパックの各充電グループの平均ＳＯＣが５０％以上である時、各充電グループのＳＯＣ偏差が１０％以上である場合、バッテリパックの充電グループのうち、最大ＳＯＣ値を有する充電グループのパルス電流を０．３Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めることができる。
【０１３９】
一方、図７は、説明の便宜上、個別グループ制御因子が既定の臨界値を超過しない場合、パック制御因子を既定の臨界値と比較して（７６０）、充電グループ別の充電因子を調節するものと示されているが、これに限定されず、個別グループ制御因子が臨界値を超過して充電グループの充電因子を調節する場合にも、バッテリパックの充電装置５００は、パック制御因子を既定の臨界値と比較して、充電グループ別の充電因子の調整に使うことができる。
【０１４０】
次いで、バッテリパックの充電装置５００は、個別グループ制御因子及びパック制御因子を既定の臨界値と比較した結果、個別グループ制御因子またはパック制御因子が臨界値を超過する場合には、当該充電グループの充電因子を調整することができる（７７０）。但し、これに限定されず、個別グループ制御因子が既定の臨界値を超過する当該充電グループを順次充電で一時的に排除する方法で順次充電を進行することも可能である。
【０１４１】
充電グループの充電因子を調整する場合、バッテリパックの充電装置５００は、他の充電グループを連携して充電因子を調節するグループ連携制御を行うか否かを判断することができる（７８０）。
【０１４２】
例えば、バッテリパックの充電装置５００がバッテリパックの各充電グループの充電条件への到達率によってグループ連携制御を判断するとき、充電条件が一定時間バッテリパックの充電で設定された場合、バッテリパックの充電装置５００は、フル充電を仮定し、フル充電容量を基準に各充電グループ別の残った充電容量比を計算するか、指定された時間に基づいて仮想の充電可能な容量を計算することによって、充電グループを連携制御することができる。
【０１４３】
例えば、バッテリパックの充電装置５００は、ある充電グループの電圧が４．２Ｖを超過してパルス電流の大きさを０．５Ｃ（Ｃ−ｒａｔｅ）低めるように調整する場合、当該充電グループの電流を調整し、残りの充電グループのパルス電流を連携して調整することができる（７９０）。
【０１４４】
例えば、バッテリパックの充電装置５００は、ある充電グループのパルス電流が調整された場合、当該充電グループのパルス電流の大きさを基準とするとき、そのパルス電流の大きさを最大電流とするＳＯＣ値を基準に残りの充電グループの充電しなければならないΔＳＯＣの比率に基づいて、残りの充電グループのパルス電流を調整することができる。しかし、これに限定されるものではなく、バッテリパックの充電装置５００は、当該充電グループの充電因子のみを調整し、残りの充電グループは、その充電グループのバッテリ情報に基づいて独立して充電因子を制御することも可能である。また、バッテリパックの充電装置５００は、調整されたパルス電流の大きさがＳＯＣ別の最大パルス電流の大きさを超過する場合、その充電グループのＳＯＣによる最大電流値に設定することもできる。
【０１４５】
他の例として、バッテリパックの充電装置５００は、充電グループの調整された充電因子が安全範囲を外れるように設定されて、当該充電因子を調整する場合、各充電グループの充電条件への到達率によって、他の充電グループの充電因子を連携して制御することができる。一例として、バッテリパックの充電装置５００は、充電グループの充電因子中に調整されたパルス保持時間が既定の最小保持時間（例：０．５秒）よりも短く設定（例：０．１秒）された場合、パルス保持時間を初期設定値（例：１秒）に初期化することができる。この際、バッテリパックの充電装置５００は、パルス保持時間の初期化と共に各充電グループのパルス電流の大きさを連携制御して調整することができる。例えば、バッテリパックの充電装置５００は、パルス保持時間が初期化された充電グループ及び他の充電グループのパルス電流の大きさを共通パルス電流の大きさに調整し、各充電グループの充電条件への到達率に基づいて、他の充電グループのパルス保持時間を連携して調整することができる。このように、バッテリパックの充電装置５００は、一部充電グループのパルス保持時間の初期化のような充電因子の調整時に、各充電グループのパルス電流の大きさ及び他の充電グループのパルス保持時間を連携して調整することができる。
【０１４６】
次いで、バッテリパックの充電装置５００は、順次充電進行状態によって変更されるバッテリ情報を反映して変更された充電因子を使ってグループ単位順次充電を進行し続ける（７２０）。
【０１４７】
一態様によるバッテリパックの充電装置は、プロセッサ（図示せず）を含みうる。この際、プロセッサは、受信されたバッテリ情報に基づいて、バッテリパックの充電グループ別に充電因子を設定することができる。ここで、充電グループは、順次に充電がなされる基本単位であって、バッテリパックのバッテリモジュールまたはバッテリセルを単位で設定しうる。例えば、各バッテリモジュールが、それぞれ１つの充電グループに設定され、または２つ以上のバッテリモジュールが、１つの充電グループに設定されることも可能である。また、必要に応じて２つ以上のバッテリセルが、１つの充電グループに設定することもある。
【０１４８】
充電因子が設定されれば、プロセッサ（図示せず）は、設定された充電因子によって、各充電グループを順次に充電し、順次充電が進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて、前記各充電グループの充電を制御することもできる。
【０１４９】
この際、バッテリパックの順次充電及び充電の制御は、図６及び図７に示されたバッテリパックの充電方法によって、プロセッサ（図示せず）によって具現されうる。
【０１５０】
また、バッテリパックの充電装置のプロセッサは、行う機能によって別個のプロセッサで独立して構成されても良い。例えば、１つのプロセッサが、バッテリパック充電と関連した一連の過程をいずれも行うこともできるが、バッテリ状態のモニタリングを行うプロセッサと順次充電を行うプロセッサは、独立した別個のプロセッサとして構成されても良い。
【０１５１】
図８は、一実施形態によるバッテリ管理システムのブロック図である。
【０１５２】
図８を参照すれば、バッテリ管理システム８００は、バッテリ管理装置８１０及びバッテリ８２０を含みうる。
【０１５３】
バッテリ管理装置８１０は、図１及び図５に示されたバッテリパックの充電装置１００、５００が適用された一実施形態であり得る。
【０１５４】
バッテリ管理装置８１０は、バッテリ８２０が連結されれば、充電因子設定のためにバッテリ情報をモニタリングすることができる。バッテリ情報が収集されれば、バッテリ管理装置８１０は、バッテリ情報に基づいて順次充電のために連結されたバッテリ８２０の充電グループを設定することができる。ここで、バッテリ８２０は、直列及び／または並列連結された多数のバッテリモジュールを含むバッテリパックになりうる。また、バッテリパックに含まれた各バッテリモジュールは、多数の個別バッテリセルを含み、各バッテリモジュールまたは各バッテリセルは、ニッケルメタルバッテリ、リチウムイオンバッテリなどの２次電池であり得る。また、各バッテリモジュールの容量は、互いに同一または異なることもある。
【０１５５】
例えば、図２を参照すれば、バッテリ情報のモニタリングの結果、バッテリ管理システム８００のバッテリ８２０がバッテリパックＡと同じであれば、バッテリ管理装置８１０は、各バッテリモジュールのＳＯＣを基準にバッテリモジュール１を充電グループ１、バッテリモジュール２、３を充電グループ２、バッテリモジュール４を充電グループ３に設定することができる。
【０１５６】
一方、バッテリ管理装置８１０は、設定された充電グループ別に順次充電のための充電グループ別の充電因子を設定し、該設定された充電因子に基づいてバッテリ８２０の充電グループ単位で順次充電するが、充電を進行する途中で、個別グループ制御因子及びパック制御因子のうちの少なくとも１つに基づいて充電グループの充電を制御することができる。
【０１５７】
一方、本実施形態は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取れるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。
【０１５８】
コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ保存装置などがあり、また、搬送波（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現するものを含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードとして保存されて実行可能である。そして、本実施形態を具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論されうる。
【０１５９】
当業者ならば、開示された技術的思想や必須的な特徴を変更せずとも、他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるであろう。したがって、前述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないということを理解せねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本発明は、バッテリパックの充電装置及び方法関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【０１６１】
１００、５００  充電装置
１１０、５１０  充電因子設定部
１２０、５２０  順次充電部
１３０、５４０  充電制御部
３０１  充電グループ
５３０  モニタリング部
５５０  グループ設定部
【図１】
2017131102.tif 000003
【図２】
2017131102.tif 000004
【図３Ａ】
2017131102.tif 000005
【図３Ｂ】
2017131102.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017131102.tif 000012
【図８】
2017131102.tif 000013