(57)【要約】  本発明は、少ないオプトカプラを使用して製造コストを低減できるバッテリー管理システムに関する。本発明によるバッテリー管理システムは、平常時ターンオフ状態を維持するように制御される。そして、直列に接続されたスイッチは、いずれか一つがターンオンする場合、ターンオンしたスイッチの後方に接続されているスイッチが連続的にターンオンされるように接続される。最後に接続されているスイッチのターンオンにより、オプトカプラをターンオンさせるスイッチがターンオンされる。その結果、オプトカプラがターンオンされ、バッテリー管理装置は外部装置に情報を伝達することができる。
2016535562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のバッテリーアセンブリが順次接続されたバッテリーパックを管理するバッテリー管理システムであって、
可変電圧を出力する第１端子及び一定電圧を出力する第２端子を備え、前記バッテリーアセンブリ毎に備えられた２以上のバッテリー管理装置と、
前記バッテリー管理装置毎に備えられ、前記第１端子と前記第２端子との間に接続されて前記第１端子から出力される可変電圧によって選択的にターンオン又はターンオフされる、互いに順次接続された２以上のスレイブスイッチ部と、
前記バッテリー管理装置の情報を外部装置に伝達する情報伝達部と、を含み、
前記スレイブスイッチ部は、前記スレイブスイッチ部のうち、外部装置に情報を伝達しようとするバッテリー管理装置に備えられたスレイブスイッチ部がターンオンすれば、前記スレイブスイッチ部のうち、末端に備えられた末端スレイブスイッチ部の方向に順次ターンオンされて、前記情報伝達部が前記外部装置に情報を伝達できるように情報伝達経路を形成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】
前記スレイブスイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタを備える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】
前記バイポーラ接合トランジスタは、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタであり、
前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続され、
前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記バッテリー管理装置の前記第１端子に接続され、
前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、順次接続された隣接したスレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタと前記隣接したスレイブスイッチ部が備えられたバッテリー管理装置の第１端子とを接続する線路上に形成された接続ノードに接続され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】
前記情報伝達部と前記末端スレイブスイッチ部との間に接続され、前記末端スレイブスイッチ部のターンオンによってターンオンされるマスタースイッチ部をさらに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】
前記末端スレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記マスタースイッチ部に接続され、
前記マスタースイッチ部は、前記末端スレイブスイッチ部がターンオンして前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに電流が流れれば、ターンオンされ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】
前記マスタースイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタを備える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】
前記マスタースイッチ部は、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタを備え、
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに接続さ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】
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記末端スレイブスイッチ部を備える前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続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】
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記情報伝達部の一端に接続され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ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベースと前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタとを接続する線路上には、キャパシタが備えられる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１１】
前記接続ノードと前記第１端子とを接続する線路上には、前記接続ノードから前記第１端子に電流が流れる方向でダイオードが備えられる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１２】
前記末端スレイブスイッチ部は、前記バッテリーアセンブリのうち最高電位を有するバッテリーアセンブリを管理するバッテリー管理装置に備えられる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１３】
前記バイポーラ接合トランジスタは、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタであり、
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記バッテリー管理装置の前記第１端子に接続され、
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続され、
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、順次接続された隣接したスレイブスイッチ部に備えられたＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタと前記隣接したスレイブスイッチ部が備えられたバッテリー管理装置の第２端子とを接続する線路上に形成された接続ノードに接続され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１４】
前記情報伝達部と前記末端スレイブスイッチ部との間に接続され、前記末端スレイブスイッチ部のターンオンによってターンオンされるマスタースイッチ部をさらに含む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】
前記末端スレイブスイッチ部に備えられたＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記マスタースイッチ部に接続され、
前記マスタースイッチ部は、前記末端スレイブスイッチ部がターンオンして前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに電流が流れれば、ターンオンされる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】
前記マスタースイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタを備えることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１７】
前記マスタースイッチ部は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタを備え、
前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに接続され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】
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記末端スレイブスイッチ部を備える前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続されることを特徴とする請求項１７に記載のバッテリー管理システム。
【請求項１９】
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記情報伝達部の一端に接続される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。
【請求項２０】
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースと前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタとを接続する線路上には、キャパシタが備えられる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２１】
前記接続ノードと前記第２端子とを接続する線路上には、前記第２端子から前記接続ノードに電流が流れる方向でダイオードが備えられる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２２】
前記末端スレイブスイッチ部は、前記バッテリーアセンブリのうち最低電位を有するバッテリーアセンブリを管理するバッテリー管理装置に備えられる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２３】
前記スレイブスイッチ部は、前記第１端子が出力する可変電圧が前記第２端子が出力する一定電圧よりも低ければ、ターンオンされる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２４】
前記情報伝達部は、前記外部装置に情報を伝達するものの、前記情報伝達部と前記外部装置とを絶縁するオプトカプラである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２５】
請求項１ないし２４のいずれか一項に記載のバッテリー管理システムを含むバッテリーパック。
【請求項２６】
請求項２５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、バッテリー管理システムに関し、より詳しくは、オプトカプラの使用を減らして製造コストを低減できるバッテリー管理システムに関する。
本出願は、２０１３年９月２４日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１１３３２５号及び２０１４年９月１７日出願の韓国特許出願第１０−２０１４−０１２３６９７号に基づく優先権を主張するものであり、該当韓国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）を含む多数のバッテリーアセンブリを直列に接続した構造を有している。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繰り返して充放電することができる。
このような基本的な構造に加えて、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）などを推定する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ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）などがさらに含まれて構成される。
【０００４】
一方、近来、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する要求が高まるとともに、多数のバッテリーが直列及び／または並列に接続された多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増加している。
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、多数のバッテリーを含むので、一つのＢＭＵを使用して全てのバッテリーの充放電状態を制御するには限界がある。したがって、近年は、バッテリーパックに含まれているバッテリーモジュール毎にＢＭＵを装着し、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を構成する技術が用いられている。
【０００５】
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、一般に高い動作電圧を有するので、前記ＢＭＳに接続された外部装置は電気的に絶縁する必要がある。
韓国特許出願公開第１０−２０１１−００２７１８９号明細書（特許文献１）には、ＢＭＳに接続された外部装置を電気的に絶縁する方法が開示されている。
【０００６】
図１は、従来技術によるＢＭＳと外部装置との絶縁方法を示した回路図である。
図１を参照すれば、バッテリーパックＰの信号出力端子に多数のオプトカプラ１−＃１〜１−＃Ｎを接続して外部装置Ｅｘにそれぞれ情報を伝送しながら、バッテリーパックＰと外部装置Ｅｘとを電気的に絶縁している。このような従来技術によれば、バッテリーパックのＢＭＳと外部装置との情報伝達のためには多くのオプトカプラが必要となる。言い換えれば、必要なオプトカプラの個数はＢＭＳの出力端子の数に比例して増加するようになる。しかしながら、オプトカプラは一般的な電気素子に比べて比較的に高価の電気素子であるので、それぞれの出力端子毎にオプトカプラを１つずつ設けることは経済的ではない。
したがって、ＢＭＳの製造コストを低減させると同時に、ＢＭＳと外部装置とを絶縁することができる方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許出願公開第２０１１−００２７１８９号明細書
【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、オプトカプラの使用を減らして製造コストを低減させるとともに、外部装置とバッテリー管理システムとの絶縁状態を維持して、外部装置に情報又は信号を効果的に伝達できるバッテリー管理システム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、本発明の一態様によるバッテリー管理システムは、２以上のバッテリーアセンブリが順次接続されたバッテリーパックを管理するバッテリー管理システムであって、可変電圧を出力する第１端子及び一定電圧を出力する第２端子を備え、前記バッテリーアセンブリ毎に備えられた２以上のバッテリー管理装置と、前記バッテリー管理装置毎に備えられ、前記第１端子と前記第２端子との間に接続されて前記第１端子から出力される可変電圧によって選択的にターンオン又はターンオフされる、互いに順次接続された２以上のスレイブスイッチ部と、前記バッテリー管理装置の情報を外部装置に伝達する情報伝達部とを含み、前記スレイブスイッチ部は、前記スレイブスイッチ部のうち、外部装置に情報を伝達しようとするバッテリー管理装置に備えられたスレイブスイッチ部がターンオンすれば、前記スレイブスイッチ部のうち、末端に備えられた末端スレイブスイッチ部の方向に順次ターンオンされて、前記情報伝達部が前記外部装置に情報を伝達できるように情報伝達経路を形成することができる。
【００１０】
前記スレイブスイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタを備えることができる。
前記バイポーラ接合トランジスタは、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタであり、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続され、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記バッテリー管理装置の前記第１端子に接続され、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、順次接続された隣接したスレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタと前記隣接したスレイブスイッチ部が備えられたバッテリー管理装置の第１端子とを接続する線路上に形成された接続ノードに接続され得る。
【００１１】
前記バッテリー管理システムは、前記情報伝達部と前記末端スレイブスイッチ部との間に接続され、前記末端スレイブスイッチ部のターンオンによってターンオンされるマスタースイッチ部をさらに含むことができる。
前記末端スレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記マスタースイッチ部に接続され、前記マスタースイッチ部は、前記末端スレイブスイッチ部がターンオンして前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに電流が流れれば、ターンオンされ得る。
前記マスタースイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタを備えることができる。
前記マスタースイッチ部は、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタを備え、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに接続され得る。
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記末端スレイブスイッチ部を備える前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続され得る。
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記情報伝達部の一端に接続され得る。
【００１２】
前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベースと前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタとを接続する線路上には、キャパシタが備えられ得る。
前記接続ノードと前記第１端子とを接続する線路上には、前記接続ノードから前記第１端子に電流が流れる方向でダイオードが備えられ得る。
前記末端スレイブスイッチ部は、前記バッテリーアセンブリのうち最高電位を有するバッテリーアセンブリを管理するバッテリー管理装置に備えられ得る。
【００１３】
前記バイポーラ接合トランジスタは、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタであり、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記バッテリー管理装置の前記第１端子に接続され、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続され、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、順次接続された隣接したスレイブスイッチ部に備えられたＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタと前記隣接したスレイブスイッチ部が備えられたバッテリー管理装置の第２端子とを接続する線路上に形成された接続ノードに接続され得る。
【００１４】
前記バッテリー管理システムは、前記情報伝達部と前記末端スレイブスイッチ部との間に接続され、前記末端スレイブスイッチ部のターンオンによってターンオンされるマスタースイッチ部をさらに含むことができる。
前記末端スレイブスイッチ部に備えられたＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記マスタースイッチ部に接続され、前記マスタースイッチ部は、前記末端スレイブスイッチ部がターンオンして前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに電流が流れれば、ターンオンされ得る。
前記マスタースイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタを備えることができる。
前記マスタースイッチ部は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタを備え、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、前記末端スレイブスイッチ部に備えられた前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに接続され得る。
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタは、前記末端スレイブスイッチ部を備える前記バッテリー管理装置の前記第２端子に接続され得る。
前記マスタースイッチ部に備えられた前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタは、前記情報伝達部の一端に接続され得る。
【００１５】
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースと前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタとを接続する線路上には、キャパシタが備えられ得る。
前記接続ノードと前記第２端子とを接続する線路上には、前記第２端子から前記接続ノードに電流が流れる方向でダイオードが備えられ得る。
前記末端スレイブスイッチ部は、前記バッテリーアセンブリのうち最低電位を有するバッテリーアセンブリを管理するバッテリー管理装置に備えられ得る。
【００１６】
前記スレイブスイッチ部は、前記第１端子が出力する可変電圧が前記第２端子が出力する一定電圧よりも低ければ、ターンオンされる。
前記情報伝達部は、前記外部装置に情報を伝達するものの、前記情報伝達部と前記外部装置とを絶縁するオプトカプラであり得る。
【００１７】
上記の課題を達成するために、本発明の別の態様によるバッテリーパックは、上述したバッテリー管理システムを含むことができる。
上記の課題を達成するために、本発明のさらに別の態様によるバッテリー駆動システムは、前記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ができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オプトカプラを使用して外部装置とバッテリー管理システムとの絶縁状態を維持することができる。特に、本発明によれば、少ないオプトカプラを使用しながらも、バッテリー管理装置の情報を外部装置に効果的に伝達することができる。
【００１９】
本明細書に添付される次の図面は、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】
【００２０】
【図１】従来技術によるＢＭＳと外部装置との絶縁方法を示した回路図である。
【図２】本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの構成を概略的に示した回路図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムの構成を概略的に示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、本明細書及び請求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全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。
【００２２】
図２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、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、２以上のバッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎ、２以上のスレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎ、情報伝達部５０、及びマスタースイッチ部４０を含む。
【００２３】
また、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、２以上のバッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎが電気的に接続されたバッテリーパックＰを管理する。ここで、２以上のバッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎは順次接続される。すなわち、２以上のバッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎは互いに直列に接続され得る。言い換えれば、図２に示されたように、最低電位を有するバッテリーアセンブリ１０−＃１から最高電位を有するバッテリーアセンブリ１０−＃Ｎまで、２以上のバッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎが順次接続され得る。一方、ここで、「順次」とは、必ずしも低電位から高電位の方向を意味せず、高電位から低電位の方向に接続されることも含む。
【００２４】
前記バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎは、単一の二次電池セル１１または二次電池セル１１の集合体を意味し、前記二次電池セル１１の集合体は、直列、並列、または直並列に接続された二次電池セル１１で構成され得る。
ここで、前記二次電池セル１１の種類は特に限定されない。それぞれの二次電池セル１１は、再充電自在であって、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できる。また、前記二次電池セル１１の個数は、求められる出力電圧または充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１１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２には前記二次電池セル１１が全て直列に接続された実施形態を示したが、本発明が前記二次電池セル１１の接続方法によって制限されることはない。
【００２５】
前記バッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎは、前記バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎ毎に備えられて、バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎを管理することができる。すなわち、前記バッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎは、前記バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎと同様に２以上が備えられる。前記バッテリー管理装置は、前記バッテリーアセンブリ毎に少なくとも一つが備えられ、該当バッテリーアセンブリを管理することができる。一例として、図２に示されたように、前記バッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎは、前記バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎに対応する個数が備えられる。したがって、第１バッテリー管理装置２０−＃１は第１バッテリーアセンブリ１０−＃１を管理し、第２バッテリー管理装置２０−＃２は第２バッテリーアセンブリ１０−＃２を管理し、第Ｎバッテリー管理装置２０−＃Ｎは第Ｎバッテリーアセンブリ１０−＃Ｎを管理することができる。
【００２６】
具体的には、前記バッテリー管理装置２０は、自身が管理するバッテリーアセンブリ１０に含まれた各二次電池セル１１の電圧または電流を含む電気的特性値の測定、充放電制御、電圧の平滑化制御、ＳＯＣの推定などを含む多様な制御機能を行うことができる。
また、前記バッテリー管理装置２０は、外部装置６０から自身が管理するバッテリーアセンブリ１０の充放電に関連する制御信号を受信し、自身が管理するバッテリーアセンブリ１０の状態に関連する情報などを外部装置６０に送信することができる。本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、前記２以上のバッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎが一つの情報伝達部５０を通じて自身が管理するバッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎの状態に関連する情報などを外部装置６０に伝達することができる。
【００２７】
また、前記バッテリー管理装置２０は、第１端子２１及び第２端子２２を備えることができる。ここで、前記第１端子２１は、可変電圧を出力することができる。一例として、前記第１端子２１は、外部装置６０に情報を伝達しない場合は高い電圧を出力し、外部装置６０に情報を伝送しようとする場合は低い電圧を出力することができる。ここで、「高い」、「低い」とは、絶対的な意味で使用されるが、後述する第２端子２２が出力する一定電圧の大きさを基準に、相対的な意味で使用されることもある。すなわち、第２端子２２が出力する一定電圧と相対的に比べて第１端子２１が出力する可変電圧が高い場合、前記可変電圧は高い電圧であると表すことができ、逆に、第２端子２２が出力する一定電圧と相対的に比べて第１端子２１が出力する可変電圧が低い場合、前記可変電圧は低い電圧であると表すことができる。
【００２８】
前記第２端子２２は、一定電圧を出力することができる。上述したように、前記「一定電圧」とは、前記第１端子２１で相対的に低い電圧を出力するとき、スレイブスイッチ部３０をターンオンできる電圧値であり得る。一例として、前記第２端子２２から出力される一定電圧値は５Ｖであり得る。しかしながら、前記第２端子２２から出力される電圧値は、前記スレイブスイッチ部３０のターンオン及びターンオフを制御するために、前記第１端子２１から出力される高い電圧値と連携して設定され得ることを理解しなければならない。
【００２９】
一例として、前記バッテリー管理装置２０は、集積回路（ＩＣ）として具現でき、前記第１端子２１はシグナルピンであり、第２端子２２はパワーピンであり得る。
一方、前記バッテリー管理装置２０は、前記第２端子２２が一定電圧を出力できるよう、レギュレーター（ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）を含むことができる。レギュレーターとは、回路に一定電圧を提供する装置であって、このようなレギュレーターは、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者には既知の装置であるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
前記情報伝達部５０は、外部装置６０に情報を伝達することができる。具体的には、前記情報伝達部５０は、２以上のバッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎのうち外部装置６０に情報を伝達しようとするバッテリー管理装置の情報を外部装置６０に伝達することができる。このとき、前記情報伝達部５０は、スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎが順次ターンオンされることで形成される情報伝達経路を通じてバッテリー管理装置の情報を外部装置に伝達することができる。
【００３１】
望ましくは、前記情報伝達部５０は、オプトカプラ（ｏｐｔｏ−ｃｏｕｐｌｅｒ）であり得る。
オプトカプラとは、発光源（入力）と光検出器（出力）とからなるスイッチング素子である。一般に、発光源としては、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用され、光検出器としては、光を受ければターンオンされるフォトダイオードやフォトトランジスタが使用される。したがって、入力側ｉｎに電流を流せば、発光源で光を発散し、出力側ｏｕｔ素子であるフォトダイオードやフォトトランジスタがターンオンする。すなわち、電気的カップリングではなく、光によってターンオンまたはターンオフするスイッチング素子である。したがって、前記オプトカプラＯＣは、外部装置６０に情報または信号を伝達すると共に、バッテリー管理システムと外部装置６０とを絶縁することができる。
【００３２】
前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、前記バッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎ毎に備えられる。すなわち、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、２以上が備えられ、それぞれのバッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎ毎に少なくとも一つが備えられる。
このとき、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、それぞれのバッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎ毎に備えられ、前記第１端子２１と第２端子２２と間に接続され得る。前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、第１端子２１から出力される可変電圧によって選択的にターンオン又はターンオフされ得る。
【００３３】
また、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、互いに順次接続される。すなわち、図２に示されたように、第１スレイブスイッチ部３０−＃１は第２スレイブスイッチ部３０−＃２に接続され、第２スレイブスイッチ部３０−＃２は第３スレイブスイッチ部３０−＃３に接続され、第Ｎ−１スレイブスイッチ部３０−＃Ｎ−１は第Ｎスレイブスイッチ部３０−＃Ｎに接続され得る。
【００３４】
そして、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎのうちいずれか一つのスレイブスイッチ部がターンオンすれば、順次ターンオンされる。より具体的には、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎのうちいずれか一つのスレイブスイッチ部がターンオンすれば、末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎの方向に順次または連鎖的にターンオンされる。
【００３５】
ここで、末端スレイブスイッチ部とは、スレイブスイッチ部のうち最も末端に備えられたスレイブスイッチ部３０−＃Ｎを意味する。すなわち、末端スレイブスイッチ部は、情報伝達部５０と隣接したスレイブスイッチ部３０−＃Ｎを意味する。すなわち、図２の実施形態において、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎは、最高電位バッテリーアセンブリ１０−＃Ｎを管理するバッテリー管理装置２０−＃Ｎに備えられたスレイブスイッチ部３０−＃Ｎである。
このように、スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、外部装置６０に情報を伝達しようとするバッテリー管理装置に備えられたスレイブスイッチ部がターンオンすれば、末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎの方向に順次ターンオンされ、情報伝達部５０にバッテリー管理装置の情報を伝達できるように情報伝達経路を形成することができる。
【００３６】
望ましくは、前記バッテリー管理システムは、前記情報伝達部５０と前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎとの間に接続されたマスタースイッチ部４０をさらに含むことができる。
前記マスタースイッチ部４０は、前記情報伝達部５０と前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎとの間に備えられ得る。より具体的には、前記マスタースイッチ部４０は、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎのうち末端に備えられた末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎと前記情報伝達部５０との間に備えられ、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎ及び前記情報伝達部５０に直接接続され得る。
【００３７】
また、前記マスタースイッチ部４０は、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎのターンオンによってターンオンするように構成される。
したがって、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎのうちいずれか一つのスレイブスイッチ部がターンオンすれば、ターンオンした前記いずれか一つのスレイブスイッチ部から末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎの方向にスレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎが順次ターンオンされる。その結果、末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎもターンオンされれば、マスタースイッチ部４０もターンオンし、情報伝達部５０が外部装置６０に情報を伝達できるようになる。
【００３８】
以下、このような動作を実現できる具体的な実施形態について説明する。
前記スレイブスイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ；Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えることができる。すなわち、スレイブスイッチ部は、バイポーラ接合トランジスタをスイッチング素子として使用することができる。
【００３９】
一例として、前記スレイブスイッチ部は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタを備えることができる。すなわち、図２に示されたように、前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃１〜３０Ｎ−＃Ｎで具現することができる。
前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃１〜３０Ｎ−＃Ｎは、３つの端子を備えることができる。すなわち、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタは、ベースＢ、エミッタＥ、及びコレクタＣの３つの端子を備えることができる。前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタは、ベースＢに電流が入力されれば、エミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるようにターンオンされる。
【００４０】
このようなＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタは、それぞれのバッテリー管理装置２０−＃１〜２０−＃Ｎ毎に備えられる。このとき、ベースＢは、前記バッテリー管理装置の第２端子２２に接続され、エミッタＥは、前記バッテリー管理装置の第１端子２１に接続され得る。そして、コレクタＣは、隣接したスレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタに接続され得る。より具体的には、前記コレクタＣは、隣接したスレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタＥと前記隣接したスレイブスイッチ部が備えられたバッテリー管理装置の第１端子２１とを接続する線路上に形成された接続ノードｎｓに接続され得る。結果的に、前記接続ノードｎｓを通じてＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタＣと、隣接したＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタＥと、隣接したスレイブスイッチ部が備えられたバッテリー管理装置の第１端子２１とが互いに接続され得る。
【００４１】
具体的に、図２を再度参照して説明する。
まず、図２の第２スレイブスイッチ部３０−＃２を見れば、前記第２スレイブスイッチ部３０−＃２は、第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２を備え、前記第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２は、ベースＢ、エミッタＥ、及びコレクタＣを備えている。前記ベースＢは、第２バッテリー管理装置２０−＃２の第２端子２２に接続される。そして、前記エミッタＥは、第２バッテリー管理装置２０−＃２の第１端子２１に接続される。そして、前記コレクタＣは、第２スレイブスイッチ部３０−＃２と第３スレイブスイッチ部３０−＃３との間の接続ノードｎｓに接続される。このような接続ノードｎｓには、前記コレクタＣと、隣接したＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタである第３ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃３のエミッタＥと、隣接したスレイブスイッチ部である第３スレイブスイッチ部３０−＃３が備えられた第３バッテリー管理装置２０−＃３の第１端子２１とが接続されている。
【００４２】
このような方式でスレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎは互いに接続され、いずれか一つのスレイブスイッチ部がターンオンすれば、他のスレイブスイッチ部が順次ターンオンされる。例えば、第２バッテリー管理装置２０−＃２の第１端子２１から出力される可変電圧が第２端子２２から出力される一定電圧よりも低い場合を想定してみる。前記第２端子２２の電圧が前記第１端子２１の電圧よりも高いので、第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２のベースＢに電流が流れ、これにより第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２のエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるようになる。したがって、第２スレイブスイッチ部３０−＃２はターンオンされる。
【００４３】
一方、第２スレイブスイッチ部３０−＃２のエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れることで、第３ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃３のベースＢに電流が流れるようになる。これにより、第３ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃３のエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるようになる。したがって、第３スレイブスイッチ部３０−＃３もターンオンされる。
【００４４】
このような方法で、第４スレイブスイッチ部３０−＃４ないし第Ｎ−１スレイブスイッチ部３０−＃Ｎ−１、及び末端スレイブスイッチ部である第Ｎスレイブスイッチ部３０−＃Ｎが連鎖的にターンオンされる。したがって、第２バッテリー管理装置２０−＃２が外部装置６０に情報を伝達する情報伝達経路を形成することができる。
【００４５】
一方、上述したように、情報伝達部５０と末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎとの間にマスタースイッチ部４０を接続することができる。このとき、前記マスタースイッチ部４０は、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎに備えられるＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃ＮのコレクタＣに電流が流れれば、ターンオンされるように具現され得る。
【００４６】
そして、前記マスタースイッチ部４０も前記スレイブスイッチ部３０と同様にバイポーラ接合トランジスタで具現され得る。一例として、前記マスタースイッチ部４０はＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタを備えることができる。
前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースは、末端スレイブスイッチ部に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタに接続され、末端スレイブスイッチ部がターンオンすれば、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのベースから電流が流れて、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタとコレクタとの間に電流が流れるように具現される。
【００４７】
より具体的には、図２に示されたように、マスタースイッチ部４０に備えられるＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのエミッタＥは、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎを備えた第Ｎバッテリー管理装置２０−＃Ｎの第２端子２２に接続され、前記マスタースイッチ部４０に備えられるＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのコレクタＣは、情報伝達部５０の一端に接続される。より詳しくは、前記コレクタＣは、情報伝達部５０の入力側ｉｎ高電位端子と電気的に接続される。
【００４８】
以下、図２を参照してマスタースイッチ部４０がＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｐで具現された実施形態の動作について説明する。
例えば、第２バッテリー管理装置２０−＃２が情報を伝送しようとする場合を想定してみる。この場合、第２バッテリー管理装置２０−＃２の第１端子２１は、第２端子２２が出力する一定電圧よりも低い電圧を出力する。第２端子２２の電圧が第１端子２１の電圧よりも高いので、第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２のベースＢに電流が流れ、これにより第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２のエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるようになる。したがって、第２スレイブスイッチ部３０−＃２はターンオンされる。
【００４９】
一方、第２ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃２のエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるので、第３ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃３のベースＢに電流が流れるようになる。これにより、第３ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃３のエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるようになる。したがって、第３スレイブスイッチ部３０−＃３もターンオンされる。
【００５０】
このような方法で、第４スレイブスイッチ部３０−＃４ないし第Ｎ−１スレイブスイッチ部３０−＃Ｎ−１、及び末端スレイブスイッチ部である第Ｎスレイブスイッチ部３０−＃Ｎが連鎖的にターンオンされる。末端スレイブスイッチ部である第Ｎスレイブスイッチ部３０−＃Ｎがターンオンすれば、第Ｎ ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃ＮのエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れるようになる。したがって、第Ｎ ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎ−＃ＮのコレクタＣに接続されたマスタースイッチ部４０のＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのベースＢに電流が流れるようになる。その結果、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れ、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのコレクタＣに接続されたオプトカプラＯＣに電流が流れるようになる。
【００５１】
一方、図２において、前記オプトカプラの他端は、第Ｎ−１バッテリーアセンブリ１０−＃Ｎ−１の下端に接続されているが、本発明のオプトカプラＯＣの接続構成がこれに限定されることはない。これはマスタースイッチ部を構成するＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰとオプトカプラＯＣとの耐圧を考慮して設定されたものであり、他の方式で前記オプトカプラＯＣの他端が接続され得ることは勿論である。
【００５２】
上述したように、スレイブスイッチ部３０及びマスタースイッチ部４０がターンオンすれば、バッテリー管理装置２０は、自身が管理するバッテリーアセンブリ１０に関する情報をオプトカプラＯＣを用いて外部装置６０に伝送することができる。例えば、バッテリー管理装置２０は、自身が管理するバッテリーアセンブリ１０に過充電による爆発のような危険状況が発生すれば、前記外部装置６０に情報を伝達することができる。
【００５３】
一方、本明細書において、前記スレイブスイッチ部３０と前記マスタースイッチ部４０とを区分するために、「マスター」及び「スレイブ」との用語を用いたが、前記マスタースイッチ部４０が前記スレイブスイッチ部３０に制御（命令）信号を伝達する関係を意味するものではない。
【００５４】
望ましくは、スレイブスイッチ部３０に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０ＮのベースＢとエミッタＥとの間に、キャパシタｃａｐが備えられ得る。すなわち、前記ベースＢとエミッタＥとを接続する線路上にキャパシタｃａｐが備えられ得る。このようなキャパシタｃａｐは、スレイブスイッチ部３０に備えられたＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｎの動作の際、ノイズによる誤動作を低減させる役割をする。すなわち、前記キャパシタｃａｐは、電圧バッファーの役割をして、前記複数のスレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎ及びマスタースイッチ部４０のターンオン及びターンオフ動作が安定的に行われるようにする。
【００５５】
また望ましくは、接続ノードｎｓと第１端子２１とを接続する線路上には、ダイオードＤが備えられ得る。このとき、前記ダイオードＤは、図２に示されたように、前記接続ノードｎｓから前記第１端子２１に電流が流れる方向で備えられ得る。このようなダイオードＤは、第１端子２１に電流が流れ込むことを防止し、バッテリー管理装置２０の損傷を防止する役割をする。例えば、高電位端の第１端子から低電位端の第１端子に電流が流れ、バッテリー管理装置２０が損傷されることがあるが、前記ダイオードＤはこのような電流の流れを防止することができる。
【００５６】
また、前記マスタースイッチ部４０も、動作安定化のためにキャパシタｃａｐを備えることができ、素子の損傷を防止するためにダイオードＤを備えることができる（図２参照）。
外にも、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、過電流防止のために保護抵抗Ｒをさらに含むことができる。
【００５７】
以上、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタで構成されたスレイブスイッチ部について説明した。以下、本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムについて説明する。一方、本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムには、上述した本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムについての説明がそのまま適用され得るので、繰り返される部分の説明は省略する。
【００５８】
本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムは、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタで構成されたスレイブスイッチ部を含むことができる。
図３は、本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムの構成を概略的に示した回路図である。
図３を参照すれば、本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムは、スレイブスイッチ部３０のターンオン順番が上述した本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムと逆である。すなわち、本発明の別の実施形態によれば、高電位端のスレイブスイッチ部３０−＃１が先にターンオンし、低電位端方向に順次スレイブスイッチ部がターンオンされる。
【００５９】
前記スレイブスイッチ部３０は、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｐを備える。前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０ＰのベースＢは、バッテリー管理装置２０の第１端子２１に接続される。そして、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０ＰのエミッタＥは、前記バッテリー管理装置２０の第２端子２２に接続される。そして、前記ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０ＰのコレクタＣは、順次接続された隣接したスレイブスイッチ部３０に備えられるＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０ＰのエミッタＥと前記隣接したスレイブスイッチ部３０が備えられたバッテリー管理装置２０の第２端子２２とを接続する線路上に形成された接続ノードｎｓに接続される。
そして、前記接続ノードｎｓと前記第２端子２２とを接続する線路上には、ダイオードＤが接続されている。ここで、前記ダイオードＤは、前記第２端子２２から前記接続ノードｎｓに電流が流れる方向で備えられる。
【００６０】
一方、図３には示されていないが、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０ＰのベースＢとエミッタＥとを接続する線路上には、キャパシタが備えられ得る。
前記スレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎのうち末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎは、前記バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎのうち最低電位を有するバッテリーアセンブリ１０−＃Ｎを管理するバッテリー管理装置２０−＃Ｎに備えられている。そして、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎは、マスタースイッチ部４０に接続され、前記マスタースイッチ部４０は、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎのターンオンによってターンオンされるように構成されている。
【００６１】
より具体的には、本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムの場合、前記マスタースイッチ部４０は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｎを備える。前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＮのベースＢは、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎに備えられるＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ３０Ｐ−＃ＮのコレクタＣに接続される。そして、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＮのエミッタＥは、前記末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎを備える前記バッテリー管理装置２０−＃Ｎの第２端子２２に接続される。そして、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＮのコレクタＣは、オプトカプラＯＣで具現された情報伝達部５０の一端と第１バッテリー管理装置の下端（低電位端）とに接続される。
【００６２】
このとき、オプトカプラＯＣとＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＮのコレクタＣとは、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｐを介して接続される。すなわち、本発明の別の実施形態によるバッテリー管理システムのマスタースイッチ部４０は、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰとＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｎとの組合せで構成される。前記マスタースイッチ部４０を構成するＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのベースＢは、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＮのコレクタＣに接続されている。したがって、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｎがターンオンし、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＮのエミッタＥとコレクタＣとの間に電流が流れれば、前記マスタースイッチ部４０を構成するＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのベースＢに電流が流れ、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｐがターンオンされる。このようにＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｐがターンオンされれば、オプトカプラＯＣの入力端ｉｎに電流が流れるようになる。図３において、オプトカプラの一端は、第１バッテリー管理装置の第２端子に接続され、他端は、マスタースイッチ部４０を構成するＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０ＰのエミッタＥに接続される。
【００６３】
このような実施形態によれば、情報を伝達しようとするバッテリー管理装置が第１端子２１に低い電圧を出力すれば、情報を伝達しようとする前記バッテリー管理装置２０に接続されたスレイブスイッチ部３０がターンオンし、低い電圧を有するバッテリー管理装置に接続されたスレイブスイッチ部の方向にスレイブスイッチ部３０−＃１〜３０−＃Ｎが順次ターンオンされる。その結果、バッテリーアセンブリ１０−＃１〜１０−＃Ｎのうち最低電位を有するバッテリーアセンブリ１０−＃Ｎを管理するバッテリー管理装置２０−＃Ｎに備えられた末端スレイブスイッチ部３０−＃Ｎがターンオンされ、マスタースイッチ部４０がターンオンされる。具体的には、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｎがターンオンされた後、ＰＮＰ型バイポーラ接合トランジスタ４０Ｐがターンオンされることで、オプトカプラＯＣを通じて電流が流れるようにする。
【００６４】
一方、本発明によるバッテリー管理システムは、バッテリー管理システムと、相互に電気的に接続された２以上のバッテリーアセンブリとを含むバッテリーパックの一構成要素になり得る。
また、本発明によるバッテリーパックは、前記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。
【００６５】
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。
【００６６】
本発明によれば、少ないオプトカプラを使用してバッテリー管理システムと外部装置とを電気的に絶縁することができる。したがって、バッテリー管理システムの製造コストを低減させることができる。
【００６７】
一方、本発明の説明において、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であると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。
【００６８】
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】
【００６９】
１０  バッテリーアセンブリ
１１  二次電池セル
２０  バッテリー管理装置
２１  第１端子
２２  第２端子
３０  スレイブスイッチ部
４０  マスタースイッチ部
５０  情報伝達部
６０  外部装置
【図１】
2016535562.tif 000003
【図２】
2016535562.tif 000004
【図３】
2016535562.tif 000005
【国際調査報告】
2016535562.tif 000006
2016535562.tif 000007
2016535562.tif 000008
2016535562.tif 000009