(57)【要約】  本発明は、バッテリーバランシングのための装置及び上記装置を含むバッテリーパックに関する。本発明の一実施形態による装置は、上記複数のバッテリーセルの電圧を検出するモニタリング部と、第１共通ノードと第２共通ノードとの間に連結された第１共用抵抗素子及びスイッチングモジュールを含むバランシング部と、上記モニタリング部及び上記スイッチングモジュールに動作可能に結合された制御部とを含む。上記制御部は、上記複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧に基づいて、上記複数のバッテリーセルのうち少なくとも一つを含むバランシング対象を決定した後、上記第１共用抵抗素子と上記バランシング対象との間の電流経路が形成されるように上記スイッチングモジュールを制御するように構成される。
2020511919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリーセルをバランシングするための装置であって、
前記複数のバッテリーセルの電圧を検出するモニタリング部と、
第１共通ノードと第２共通ノードとの間に連結された第１共用抵抗素子及びスイッチングモジュールを含むバランシング部と、
前記モニタリング部及び前記スイッチングモジュールに動作可能に結合された制御部とを含み、
前記スイッチングモジュールは、前記複数のバッテリーセルの正極端子を前記第１共通ノードに選択的に連結し、前記複数のバッテリーセルの負極端子を前記第２共通ノードに選択的に連結するように構成され、
前記制御部は、前記複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーセルのうち少なくとも一つを含むバランシング対象を決定し、前記第１共用抵抗素子と前記バランシング対象との間の電流経路が形成されるように前記スイッチングモジュールを制御するように構成された、装置。
【請求項２】
前記スイッチングモジュールは、
前記複数のバッテリーセルの正極端子と前記第１共通ノードとの間に設けられる複数の正極スイッチング素子を含む第１スイッチング回路と、
前記複数のバッテリーセルの負極端子と前記第２共通ノードとの間に設けられる複数の負極スイッチング素子を含む第２スイッチング回路とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数のバッテリーセルのうちいずれか一つを前記バランシング対象として決定したとき、前記複数の正極スイッチング素子のうち前記バランシング対象の正極端子に連結されたいずれか一つの正極スイッチング素子、及び前記複数の負極スイッチング素子のうち前記バランシング対象の負極端子に連結されたいずれか一つの負極スイッチング素子をターンオンさせるように構成された、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数のバッテリーセルのうち互いに隣接した二つ以上のバッテリーセルを前記バランシング対象として決定したとき、前記複数の正極スイッチング素子のうち前記バランシング対象の最高電位電極に連結されたいずれか一つの正極スイッチング素子、及び前記複数の負極スイッチング素子のうち前記バランシング対象の最低電位電極に連結されたいずれか一つの負極スイッチング素子をターンオンさせるように構成された、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数のバッテリーセルの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーセルの充電状態を決定するように構成され、
前記バランシング対象は、前記複数のバッテリーセルのうち最大充電状態を有するバッテリーセルを含む、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記バランシング対象は、前記最大充電状態を有するバッテリーセルに隣接して連結された他のバッテリーセルをさらに含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記他のバッテリーセルの充電状態は、前記複数のバッテリーセルの最小充電状態よりも大きい、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１共用抵抗素子の抵抗及び前記複数のバッテリーセルの電圧に基づいて、前記バランシング対象に包含可能なバッテリーセルの最大個数を決定する、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記バランシング部は、
前記第１共通ノードと前記第２共通ノードとの間で前記第１共用抵抗素子に直列で連結される第１選択スイッチと、
前記第１共用抵抗素子の抵抗よりも小さい抵抗を有する第２共用抵抗素子と、
前記第１共通ノードと前記第２共通ノードとの間で前記第２共用抵抗素子に直列で連結される第２選択スイッチとをさらに含む、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記バランシング対象の電圧と前記複数のバッテリーセルの最小電圧との差に基づいて、前記第１選択スイッチ及び前記第２選択スイッチを制御するように構成された、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記バランシング対象の電圧と前記最小電圧との差が第１臨界電圧よりも大きい場合、前記第１選択スイッチをターンオンさせて前記第２選択スイッチをターンオフさせるように構成された、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記バランシング対象の電圧と前記最小電圧との差が第１臨界電圧以下である場合、前記第１選択スイッチをターンオフさせて前記第２選択スイッチをターンオンさせるように構成された、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のうちいずれか一項に記載の装置を含む、バッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列で連結された複数のバッテリーセルをバランシングするための装置及び上記装置を含むバッテリーパックに関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年１０月２７日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−０１４１２８２号及び２０１８年１０月０８日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１２００２１号に基づく優先権を主張し、上記当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。
【０００４】
現在、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、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００５】
一般に、電気自動車などは高出力を必要とするため、それに搭載されるバッテリーパックには複数のバッテリーモジュールが含まれ、それらバッテリーモジュールには互いに直列で連結された複数のバッテリーセルが含まれる。しかし、複数のバッテリーセルが完全に同じ特性を有することはできないため、バッテリーパックの充放電が繰り返されるほどそれぞれのバッテリーセルの充電状態には不均衡が生じるしかない。このような不均衡を抑制せず継続的にバッテリーパックの充放電を繰り返せば、バッテリーパックの可用容量が減少するだけでなく、そこに含まれたバッテリーセルの退化が加速化する。
【０００６】
このような問題を解決するための従来技術として、特許文献１には、バッテリーセルのうち相対的に高い充電状態を有するものを強制的に放電させることでバッテリーセル同士の充電状態を均一化することが開示されている。しかし、特許文献１の図２に示されたように、複数のバッテリーセルと同じ個数の抵抗素子を含むバランシング回路を必要とするため、バッテリーパックが全体的に大きくなるしかない。また、複数のバッテリーセルに対するバランシングが同時に行われるときに急激に放出される多量の熱に備え、バッテリーパック内には放熱構造が設けられなければならず空間的な制約が伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２０１５−００８９６２７号公報
【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、バッテリーパックに含まれたバッテリーセルの個数よりも少ない個数の抵抗素子を用いて複数のバッテリーセルのうち一つまたは二つ以上を選択的に放電させることができる装置及び上記装置を含むバッテリーパックを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の多様な実施形態は次のようである。
【００１１】
本発明の一実施形態による複数のバッテリーセルをバランシングするための装置は、上記複数のバッテリーセルの電圧を検出するモニタリング部と、第１共通ノードと第２共通ノードとの間に連結された第１共用抵抗素子及びスイッチングモジュールを含むバランシング部と、上記モニタリング部及び上記スイッチングモジュールに動作可能に結合された制御部とを含む。上記スイッチングモジュールは、上記複数のバッテリーセルの正極端子を上記第１共通ノードに選択的に連結し、上記複数のバッテリーセルの負極端子を上記第２共通ノードに選択的に連結するように構成される。上記制御部は、上記複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧に基づいて、上記複数のバッテリーセルのうち少なくとも一つを含むバランシング対象を決定した後、上記第１共用抵抗素子と上記バランシング対象との間の電流経路が形成されるように上記スイッチングモジュールを制御するように構成される。
【００１２】
上記スイッチングモジュールは、上記複数のバッテリーセルの正極端子と上記第１共通ノードとの間に設けられる複数の正極スイッチング素子を含む第１スイッチング回路と、上記複数のバッテリーセルの負極端子と上記第２共通ノードとの間に設けられる複数の負極スイッチング素子を含む第２スイッチング回路とを含むことができる。
【００１３】
上記制御部は、上記複数のバッテリーセルのうちいずれか一つを上記バランシング対象として決定したとき、上記複数の正極スイッチング素子のうち上記バランシング対象の正極端子に連結されたいずれか一つの正極スイッチング素子、及び上記複数の負極スイッチング素子のうち上記バランシング対象の負極端子に連結されたいずれか一つの負極スイッチング素子をターンオンさせるように構成することができる。
【００１４】
上記制御部は、上記複数のバッテリーセルのうち互いに隣接した二つ以上のバッテリーセルを上記バランシング対象として決定したとき、上記複数の正極スイッチング素子のうち上記バランシング対象の最高電位電極に連結されたいずれか一つの正極スイッチング素子、及び上記複数の負極スイッチング素子のうち上記バランシング対象の最低電位電極に連結されたいずれか一つの負極スイッチング素子をターンオンさせるように構成することができる。
【００１５】
上記制御部は、上記複数のバッテリーセルの電圧に基づいて、上記複数のバッテリーセルの充電状態を決定するように構成することができる。上記バランシング対象は、上記複数のバッテリーセルのうち最大充電状態を有するバッテリーセルを含むことができる。
【００１６】
上記バランシング対象は、上記最大充電状態を有するバッテリーセルに隣接するように連結された他のバッテリーセルをさらに含むことができる。上記他のバッテリーセルの充電状態は、上記複数のバッテリーセルの最小充電状態よりも大きい。
【００１７】
上記制御部は、上記第１共用抵抗素子の抵抗及び上記複数のバッテリーセルの電圧に基づいて、上記バランシング対象に包含可能なバッテリーセルの最大個数を決定することができる。
【００１８】
上記バランシング部は、上記第１共通ノードと上記第２共通ノードとの間で上記第１共用抵抗素子に直列で連結される第１選択スイッチと、上記第１共用抵抗素子の抵抗よりも小さい抵抗を有する第２共用抵抗素子と、上記第１共通ノードと上記第２共通ノードとの間で上記第２共用抵抗素子に直列で連結される第２選択スイッチとをさらに含むことができる。
【００１９】
上記制御部は、上記バランシング対象の電圧と上記複数のバッテリーセルの最小電圧との差に基づいて、上記第１選択スイッチ及び上記第２選択スイッチを制御するように構成することができる。
【００２０】
上記制御部は、上記バランシング対象の電圧と上記最小電圧との差が第１臨界電圧よりも大きい場合、上記第１選択スイッチをターンオンさせて上記第２選択スイッチをターンオフさせるように構成することができる。
【００２１】
上記制御部は、上記バランシング対象の電圧と上記最小電圧との差が上記第１臨界電圧以下である場合、上記第１選択スイッチをターンオフさせて上記第２選択スイッチをターンオンさせるように構成することができる。
【００２２】
本発明の他の実施形態によるバッテリーパックは、上記装置を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施形態のうち少なくとも一つによれば、バッテリーパックに含まれたバッテリーセルの個数よりも少ない個数の抵抗素子を用いて複数のバッテリーセルのうちいずれか一つまたは二つ以上を選択的に放電させることができる。それによって、各バッテリーセルに少なくとも一つの抵抗素子を必要とする従来技術に比べて、バッテリーパックの全体的なサイズを減らすことができる。
【００２４】
また、本発明の実施形態のうち少なくとも一つによれば、複数のバッテリーセルの電圧に基づいて、同時にバランシングするバッテリーセルの個数を制限することで、バッテリーパック内に放熱構造をさらに設けなくてもバランシングによる過熱を抑制することができる。
【００２５】
本発明の効果は、上述した効果に制限されることなく、その他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【００２６】
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例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、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】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【図２】図１に示された複数のバッテリーセルの電圧を測定した結果を例示した第１テーブルである。
【図３】図２の第１テーブルに基づいたバランシング動作の説明に参照される図である。
【図４】図１に示された複数のバッテリーセルの電圧を測定した結果を例示した第２テーブルである。
【図５】図４の第２テーブルに基づいたバランシング動作の説明に参照される図である。
【図６】本発明の第２実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【図７】本発明の第３実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【図８】本発明の第４実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。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。
【００２９】
したがって、本明細書に記載された実施例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例に過ぎず、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ため、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。
【００３０】
また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。
【００３２】
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載された「制御ユニット」のような用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。
【００３３】
さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結」されるとするとき、これは「直接的な連結」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結」も含む。
【００３４】
図１は、本発明の第１実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【００３５】
図１を参照すれば、バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール２０及び装置１００を含む。
【００３６】
バッテリーモジュール２０は、互いに直列で接続された複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎを含む。参照符号として使われた記号ｎは、２以上の整数であって、バッテリーセルＣｅｌｌの総個数を示す。装置１００は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの間の充電状態をバランシングするように構成される。
【００３７】
装置１００は、モニタリング部１１０、バランシング部ＢＵ及び制御部１３０を含む。
【００３８】
モニタリング部１１０は、電圧検出回路を含み、選択的に温度検出回路をさらに含むことができる。電圧検出回路は、少なくとも一つの電圧センサを含むことができる。電圧検出回路は、バッテリーモジュール２０に含まれた複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのそれぞれの正極端子と負極端子にセンシングラインを通じて電気的に連結されることで、各バッテリーセルＣｅｌｌの電圧を所定周期毎に検出し、検出された電圧を示す電圧信号を制御部１３０に伝送することができる。
【００３９】
バランシング部ＢＵは、共用抵抗素子Ｒ１及びスイッチングモジュールＳＭを含む。共用抵抗素子Ｒ１は、予め決められた抵抗を有することができる。共用抵抗素子Ｒ１は、第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間に連結される。すなわち、共用抵抗素子Ｒ１の第１端及び第２端はそれぞれ第１共通ノードＮ１及び第２共通ノードＮ２に連結される。
【００４０】
スイッチングモジュールＳＭは、各バッテリーセルＣｅｌｌの正極端子を第１共通ノードＮ１に選択的に連結するように構成される。さらに、スイッチングモジュールＳＭは、各バッテリーセルの負極端子を第２共通ノードＮ２に選択的に連結するように構成される。
【００４１】
スイッチングモジュールＳＭは、第１スイッチング回路ＳＣ１及び第２スイッチング回路ＳＣ２を含む。
【００４２】
第１スイッチング回路ＳＣ１は、複数の正極スイッチング素子ＰＳ１〜ＰＳｎを含む。複数の正極スイッチング素子ＰＳ１〜ＰＳｎのそれぞれの一端は、第１共通ノードＮ１に電気的に連結される。正極スイッチング素子ＰＳの総個数はバッテリーセルＣｅｌｌの総個数と同一であり得る。
【００４３】
第２スイッチング回路ＳＣ２は、複数の負極スイッチング素子ＮＳ１〜ＮＳｎを含む。複数の負極スイッチング素子ＮＳ１〜ＮＳｎのそれぞれの一端は、第２共通ノードＮ２に電気的に連結される。各正極スイッチング素子ＰＳ及び各負極スイッチング素子ＮＳは、スイッチング信号で制御可能な半導体スイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）であり得る。負極スイッチング素子ＮＳの総個数もバッテリーセルＣｅｌｌの総個数と同一であり得る。
【００４４】
正極スイッチング素子ＰＳｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、バッテリーセルＣｅｌｌｉの正極と共用抵抗素子Ｒ１の第１端との間に設けられる。正極スイッチング素子ＰＳｉがターンオンされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｉの正極端子が正極スイッチング素子ＰＳｉを通じて共用抵抗素子Ｒ１の第１端に電気的に結合される。逆に、正極スイッチング素子ＰＳｉがターンオフされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｉの正極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第１端から電気的に分離される。
【００４５】
負極スイッチング素子ＮＳｉは、バッテリーセルＣｅｌｌｉの負極端子と共用抵抗素子Ｒ１の第２端との間に設けられる。負極スイッチング素子ＮＳｉがターンオンされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｉの負極端子が負極スイッチング素子ＮＳｉを通じて共用抵抗素子Ｒ１の第２端に電気的に結合される。逆に、負極スイッチング素子ＮＳｉがターンオフされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｉの負極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第２端から電気的に分離される。
【００４６】
制御部１３０は、モニタリング部１１０及びスイッチングモジュールＳＭに動作可能に結合される。制御部１３０は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、マイクロプロセッサ、その他の機能実行のための電気的ユニットのうち少なくとも一つを用いて具現することができる。制御部１３０は、メモリを含むことができる。メモリは、装置１００の全般的な動作に求められるデータ、命令語及びソフトウェアを保存するものであって、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｉｓｋ）、ＳＤＤ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、マルチメディアマイクロカード、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）のうち少なくとも一つの形態の保存媒体を含むことができる。
【００４７】
制御部１３０は、モニタリング部１１０から複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を示す電圧信号を受信し、それに基づいてスイッチングモジュールＳＭに含まれた第１スイッチング回路ＳＣ１と第２スイッチング回路ＳＣ２とを個別的に制御することができる。このとき、第１スイッチング回路ＳＣ１に含まれたいずれか一つの正極スイッチング素子がターンオンされる場合、残りの正極スイッチング素子は全てターンオフされるように制御することができる。第２スイッチング回路ＳＣ２に含まれたいずれか一つの負極スイッチング素子がターンオンされる場合、残りの負極スイッチング素子は全てターンオフされるように制御することができる。
【００４８】
制御部１３０は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧（例えば、開放電圧）に基づいて、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち少なくとも一つを含むバランシング対象を決定することができる。制御部１３０がバランシング対象を決定するのに用いる電圧信号は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの開放電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）を示すものであり得る。制御部１３０は、モニタリング部１１０からの電圧信号が示す複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧に基づいて、メモリに予め記録されたＯＣＶ−ＳＯＣマップから複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの充電状態（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を決定することができる。制御部１３０は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち最大充電状態を有するものをバランシング対象に含ませることができる。すなわち、バランシング対象は、少なくとも最大充電状態を有するバッテリーセルを含むことができる。
【００４９】
制御部１３０は、共用抵抗素子Ｒ１の抵抗及び複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧に基づいて、バランシング対象に同時に包含可能なバッテリーセルの最大個数を決定することができる。バランシング部ＢＵが集積回路の形態で具現される場合、共用抵抗素子Ｒ１を通じて流れられるバランシング電流の上限値が予め決められ、上記上限値よりも大きいバランシング電流が流れる場合は、バランシング部ＢＵが損傷を受けるおそれがある。したがって、制御部１３０は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの中から充電状態が大きい順に、上記最大個数以下のバッテリーセルのみをバランシング対象として同時に設定することができる。
【００５０】
例えば、共用抵抗素子Ｒ１の抵抗が１ｋΩであり、バランシング電流の上限値が１０ｍＡであり、バッテリーセルＣｅｌｌｋが最上位電圧５．１Ｖを有し、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１が次上位電圧５．０Ｖを有する場合、制御部１３０は１を上記最大個数として決定することで、バッテリーセルＣｅｌｌｋのみをバランシング対象として決定することができる。その理由は、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１までバランシング対象として決定する場合、バランシング電流は（５．１Ｖ＋５．０Ｖ）／１ｋΩ＞１０ｍＡであるためである。
【００５１】
他の例として、共用抵抗素子Ｒ１の抵抗が１ｋΩであり、バランシング電流の上限値１０ｍＡであり、バッテリーセルＣｅｌｌｋが最上位電圧５．０Ｖを有し、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１が次上位電圧４．９Ｖを有する場合、制御部１３０は２を上記最大個数として決定することで、バッテリーセルＣｅｌｌｋ及びバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１を同時にバランシング対象として決定することができる。その理由は、バッテリーセルＣｅｌｌｋ及びバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１を同時にバランシング対象として決定しても、バランシング電流は（５．０Ｖ＋４．９Ｖ）／１ｋΩ＜１０ｍＡであるためである。
【００５２】
制御部１３０は、バランシング対象が共用抵抗素子Ｒ１に並列で連結されるようにスイッチングモジュールＳＭを制御することができる。すなわち、制御部１３０は、共用抵抗素子Ｒ１とバランシング対象との間の電流経路が形成されるようにスイッチングモジュールＳＭを制御することができる。
【００５３】
制御部１３０によるバランシング動作については、図２〜図５を参照して詳しく後述する。
【００５４】
図２は図１に示された複数のバッテリーセルの電圧を測定した結果を例示した第１テーブルであり、図３は図２の第１テーブルに基づいたバランシング動作の説明に参照される図である。
【００５５】
図２を参照すれば、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち二つのバッテリーセルＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌｋ＋１の電圧は最小電圧３．２Ｖより高く、残りのバッテリーセルＣｅｌｌ２〜Ｃｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋２〜Ｃｅｌｌｎの電圧は３．２Ｖと同じである。
【００５６】
図１〜図３を参照すれば、制御部１３０は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち電圧が最も高いもの（バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１）をバランシング対象に含ませることができる。ＯＣＶ−ＳＯＣマップによって電圧と充電状態とは一対一対応し、相対的に高い電圧は相対的に高い充電状態に対応する。したがって、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち電圧が最も高いものと充電状態が最も高いものは同じバッテリーセルであり得る。
【００５７】
制御部１３０は、二つのバッテリーセルＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌｋのうちより高い電圧３．６Ｖを有するバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１をバランシング対象として決定することができる。バッテリーセルＣｅｌｌ１の電圧３．５Ｖが最小電圧３．２Ｖよりは高いものの、バッテリーセルＣｅｌｌ１はバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１に隣接して連結されたものではないため、制御部１３０はバッテリーセルＣｅｌｌ１をバランシング対象として決定しない。すなわち、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧が図２に示されたような状態では、制御部１３０によって決定されるバランシング対象はバッテリーセルＣｅｌｌｋのみを含む。
【００５８】
制御部１３０は、バランシング対象として決定されたバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の正極端子と負極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第１端と第２端にそれぞれ電気的に結合されるように、第１スイッチング回路ＳＣ１に含まれた正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１と第２スイッチング回路ＳＣ２に含まれた負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１のみをターンオンさせる。このとき、制御部１３０は、正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１と負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１とを同時にターンオンさせてもよく、いずれか一方を先にターンオンさせてから他方をターンオンさせてもよい。もちろん、上述したように、制御部１３０は、残りの正極スイッチング素子ＰＳ１〜ＰＳｋ、ＰＳｋ＋２〜ＰＳｎ及び負極スイッチング素子ＮＳ１〜ＮＳｋ、Ｎｋ＋２〜ＮＳｎは全てターンオフさせる。
【００５９】
これによって、図３に示されたように、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１）、正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１、共用抵抗素子Ｒ１及び負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１から構成される閉回路が形成され、閉回路を通じて放電電流が流れることで、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１）を放電させることができる。
【００６０】
図４は図１に示された複数のバッテリーセルの電圧を測定した結果を例示した第２テーブルであり、図５は図４の第２テーブルに基づいたバランシング動作の説明に参照される図である。
【００６１】
図４を参照すれば、図２とは異なって、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち二つのバッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１の電圧は最小電圧３．２Ｖより高く、残りのバッテリーセルＣｅｌｌ２〜Ｃｅｌｌｋ−１、Ｃｅｌｌｋ＋２〜Ｃｅｌｌｎのそれぞれの電圧は３．２Ｖと同じである。
【００６２】
図１、図４及び図５を参照すれば、制御部１３０は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち最も高い電圧３．６Ｖを有するバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１をバランシング対象に含ませることができる。また、制御部１３０は、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１がバッテリーセルＣｅｌｌｋに隣接して連結されたものであるかを判断することができる。図示されたように、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１とバッテリーセルＣｅｌｌｋとの間に他のバッテリーセルが連結されていないため、制御部１３０は、バッテリーセルＣｅｌｌｋとバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１とが互いに隣接して電気的に連結されたと判断する。
【００６３】
これによって、制御部１３０は、二つのバッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１をバランシング対象として決定することができる。すなわち、制御部１３０は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち最大充電状態を有するバッテリーセルＣｅｌｌｋ及びバッテリーセルＣｅｌｌｋに隣接して連結された少なくとも一つのバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１をバランシング対象に含ませることができる。このとき、バランシング対象に含まれたバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の充電状態は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの最小充電状態よりも大きい。
【００６４】
制御部１３０は、複数の正極スイッチング素子ＰＳ１〜ＰＳｎのうちバランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）の最高電位電極に連結された正極スイッチング素子ＰＳＫ、及び複数の負極スイッチング素子ＮＳ１〜ＮＳｎのうちバランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）の最低電位電極に連結された負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１をターンオンさせることができる。このとき、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）の「最高電位電極」は、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）で最も高い電位が形成される個所であるバッテリーセルＣｅｌｌｋの正極端子である。また、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）の「最低電位電極」は、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）で最も低い電位が形成される個所であるバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の負極端子である。
【００６５】
すなわち、制御部１３０は、バランシング対象に含まれた二つ以上のバッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１のうち最も上位に位置するバッテリーセルＣｅｌｌｋの正極及び最も下位に位置するバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の負極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第１端及び第２端にそれぞれ電気的に結合されるように、第１スイッチング回路ＳＣ１に含まれたいずれか一つの正極スイッチング素子ＰＳｋ及び第２スイッチング回路ＳＣ２に含まれたいずれか一つの負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１のみをターンオンさせる。このとき、制御部１３０は、正極スイッチング素子ＰＳｋと負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１とを同時にターンオンさせてもとく、一つずつ順次にターンオンさせてもよい。もちろん、上述したように、制御部１３０は、残りの正極スイッチング素子ＰＳ１〜ＰＳｋ−１、ＰＳｋ＋１〜ＰＳｎ及び負極スイッチング素子ＮＳ１〜ＮＳｋ、Ｎｋ＋２〜ＮＳｎは全てターンオフさせる。
【００６６】
これによって、図５に示されたように、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）、正極スイッチング素子ＰＳｋ、共用抵抗素子Ｒ１及び負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１から構成される閉回路が形成され、閉回路を通じて放電電流が流れることで、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１）を放電させることができる。
【００６７】
図６は、本発明の第２実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【００６８】
図６に示されたバッテリーパック１０については、図１を参照して上述した第１実施例と共通する内容は説明を繰り返さず、相違点を中心に説明することにする。
【００６９】
第２実施例のバッテリーパック１０と第１実施例のバッテリーパック１０との相違点は、装置１００がバランシング部ＢＵの代わりに第１バランシング部ＢＵ１及び第２バランシング部ＢＵ２を含む点である。
【００７０】
第１バランシング部ＢＵ１は複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち第１バッテリーグループＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｋのバランシングに使用し、第２バランシング部ＢＵ２は複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎのうち第２バッテリーグループＣｅｌｌｋ＋１〜Ｃｅｌｌｎのバランシングに使用することができる。第１バッテリーグループＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｋと第２バッテリーグループＣｅｌｌｋ＋１〜Ｃｅｌｌｎとは直列で連結される。
【００７１】
第１バランシング部ＢＵ１は、第１共用抵抗素子Ｒ１及び第１スイッチングモジュールＳＭ１を含む。共用抵抗素子Ｒ１は、予め決められた抵抗を有し得る。第１スイッチングモジュールＳＭ１は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｋのうちいずれか一つの正極端子と第１共用抵抗素子Ｒ１の第１端とを選択的に連結するように構成される。さらに、第１スイッチングモジュールＳＭ１は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｋのうちいずれか一つの負極端子と第１共用抵抗素子Ｒ１の第２端とを選択的に連結するように構成される。
【００７２】
第１スイッチングモジュールＳＭ１は、第３スイッチング回路ＳＣ３及び第４スイッチング回路ＳＣ４を含む。第３スイッチング回路ＳＣ３は、複数の正極スイッチング素子ＰＳ１〜ＰＳｋを含む。第４スイッチング回路ＳＣ４は、複数の負極スイッチング素子ＮＳ１〜ＮＳｋを含む。
【００７３】
正極スイッチング素子ＰＳｊ（ｊ＝１〜ｋ）は、バッテリーセルＣｅｌｌｊの正極端子と共用抵抗素子Ｒ１の第１端との間に設けられる。正極スイッチング素子ＰＳｊがターンオンされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｊの正極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第１端に電気的に結合される。逆に、正極スイッチング素子ＰＳｊがターンオフされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｊの正極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第１端から電気的に分離される。
【００７４】
負極スイッチング素子ＮＳｊは、バッテリーセルＣｅｌｌｊの負極端子と共用抵抗素子Ｒ１の第２端との間に設けられる。負極スイッチング素子ＮＳｊがターンオンされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｊの負極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第２端に電気的に結合される。逆に、負極スイッチング素子ＮＳｊがターンオフされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｊの負極端子が共用抵抗素子Ｒ１の第２端から電気的に分離される。
【００７５】
第２バランシング部ＢＵ２は、第２共用抵抗素子Ｒ２及び第２スイッチングモジュールＳＭ２を含む。共用抵抗素子Ｒ２は、共用抵抗素子Ｒ１の抵抗と同一または異なるように予め決められた抵抗を有し得る。第２スイッチングモジュールＳＭ２は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１〜Ｃｅｌｌｎのいずれか一つの正極端子と第２共用抵抗素子Ｒ２の第１端とを選択的に連結するように構成される。さらに、第２スイッチングモジュールＳＭ２は、複数のバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１〜Ｃｅｌｌｎのいずれか一つの負極端子と第２共用抵抗素子Ｒ２の第２端とを選択的に連結するように構成される。
【００７６】
第２スイッチングモジュールＳＭ２は、第５スイッチング回路ＳＣ５及び第６スイッチング回路ＳＣ６を含む。第５スイッチング回路ＳＣ５は、複数の正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１〜ＰＳｎを含む。第６スイッチング回路ＳＣ６は、複数の負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１〜ＮＳｎを含む。
【００７７】
正極スイッチング素子ＰＳｍ（ｍ＝ｋ＋１〜ｎ）は、バッテリーセルＣｅｌｌｍの正極端子と第２共用抵抗素子Ｒ２の第１端との間に設けられる。正極スイッチング素子ＰＳｍがターンオンされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｍの正極端子が第２共用抵抗素子Ｒ２の第１端に電気的に結合される。逆に、正極スイッチング素子ＰＳｍがターンオフされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｍの正極端子が第２共用抵抗素子Ｒ２の第１端から電気的に分離される。
【００７８】
負極スイッチング素子ＮＳｍは、バッテリーセルＣｅｌｌｍの負極端子と第２共用抵抗素子Ｒ２の第２端との間に設けられる。負極スイッチング素子ＮＳｍがターンオンされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｍの負極端子が第２共用抵抗素子Ｒ２の第２端に電気的に結合される。逆に、負極スイッチング素子ＮＳｍがターンオフされれば、バッテリーセルＣｅｌｌｍの負極端子が第２共用抵抗素子Ｒ１の第２端から電気的に分離される。
【００７９】
制御部１３０は、モニタリング部１１０、第１スイッチングモジュールＳＭ１及び第２スイッチングモジュールＳＭ２に動作可能に結合される。
【００８０】
制御部１３０は、モニタリング部１１０から複数のバッテリーセルＣｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を示す電圧信号を受信し、それに基づいて第１スイッチングモジュールＳＭ１及び第２スイッチングモジュールＳＭ２に含まれた第３〜第６スイッチング回路ＳＣ３〜ＳＣ６を個別的に制御することができる。
【００８１】
一例として、複数のバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１〜Ｃｅｌｌｎの電圧が図２のようであれば、制御部１３０は二つのバッテリーセルＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌｋ＋１をバランシング対象として決定することができる。制御部１３０は、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌ１）の正極端子及び負極端子が第１共用抵抗素子Ｒ１の第１端及び第２端にそれぞれ電気的に結合されるように、第３スイッチング回路ＳＣ３に含まれたいずれか一つの正極スイッチング素子ＰＳ１及び第４スイッチング回路ＳＣ４に含まれたいずれか一つの負極スイッチング素子ＮＳ１をターンオンさせる。このとき、制御部１３０は、正極スイッチング素子ＰＳ１と負極スイッチング素子ＮＳ１とを同時にターンオンさせることができる。さらに、制御部１３０は、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１）の正極端子及び負極端子が第２共用抵抗素子Ｒ２の第１端及び第２端にそれぞれ電気的に結合されるように、第５スイッチング回路ＳＣ５に含まれたいずれか一つの正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１及び第６スイッチング回路ＳＣ６に含まれたいずれか一つの負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１をターンオンさせる。このとき、制御部１３０は、正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１と負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１とを同時にターンオンさせることができる。結果的に、図３によるバランシング動作と異なって、二つのバッテリーセルＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌｋ＋１のバランシングを同時に行うことができる。
【００８２】
他の例として、複数のバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１〜Ｃｅｌｌｎの電圧が図４のようであれば、制御部１３０は二つのバッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１をバランシング対象として決定することができる。制御部１３０は、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ）の正極端子及び負極端子が第１共用抵抗素子Ｒ１の第１端及び第２端にそれぞれ電気的に結合されるように、第３スイッチング回路ＳＣ３に含まれたいずれか一つの正極スイッチング素子ＰＳｋ及び第４スイッチング回路ＳＣ４に含まれたいずれか一つの負極スイッチング素子ＮＳｋをターンオンさせる。このとき、制御部１３０は、正極スイッチング素子ＰＳｋと負極スイッチング素子ＮＳｋとを同時にターンオンさせることができる。さらに、制御部１３０は、バランシング対象（バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１）の正極端子及び負極端子が第２共用抵抗素子Ｒ２の第１端及び第２端にそれぞれ電気的に結合されるように、第５スイッチング回路ＳＣ５に含まれたいずれか一つの正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１及び第６スイッチング回路ＳＣ６に含まれたいずれか一つの負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１をターンオンさせる。このとき、制御部１３０は、正極スイッチング素子ＰＳｋ＋１と負極スイッチング素子ＮＳｋ＋１とを同時にターンオンさせることができる。結果的に、図５と同様に、隣接した二つのバッテリーセルＣｅｌｌｋ、Ｃｅｌｌｋ＋１を同時に放電させることができる。
【００８３】
図７は、本発明の第３実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【００８４】
図７に示されたバッテリーパック１０については、図１を参照して上述した第１実施例と共通する内容は説明を繰り返さず、相違点を中心に説明することにする。
【００８５】
第３実施例のバッテリーパック１０と第１実施例のバッテリーパック１０との相違点は、バランシング部ＢＵが第２共用抵抗素子Ｒ２、第１選択スイッチＳＳ１及び第２選択スイッチＳＳ２をさらに含む点である。第１共用抵抗素子Ｒ１は、第２共用抵抗素子Ｒ２の抵抗と同じであるか、大きいか、又は小さい抵抗を有し得る。以下、説明の便宜上、第１共用抵抗素子Ｒ１の抵抗（例えば、１ｋΩ）が第２共用抵抗素子Ｒ２の抵抗（例えば、０．５ｋΩ）よりも大きいと仮定する。
【００８６】
第１共用抵抗素子Ｒ１と第１選択スイッチＳＳ１とは直列で連結される。第１共用抵抗素子Ｒ１は、第１選択スイッチＳＳ１を通じて第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間に連結される。例えば、第１選択スイッチＳＳ１の一端は第１共通ノードＮ１に連結され、第１共用抵抗素子Ｒ１の一端は第２共通ノードＮ２に連結され、第１選択スイッチＳＳ１の他端は第１共用抵抗素子Ｒ１の他端に連結され得る。
【００８７】
第２共用抵抗素子Ｒ２と第２選択スイッチＳＳ２とは直列で連結される。第２共用抵抗素子Ｒ２は、第２選択スイッチＳＳ２を通じて第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間に連結される。例えば、第２選択スイッチＳＳ２の一端は第１共通ノードＮ１に連結され、第２共用抵抗素子Ｒ２の一端は第２共通ノードＮ２に連結され、第２選択スイッチＳＳ２の他端は第２共用抵抗素子Ｒ２の他端に連結され得る。すなわち、第１共用抵抗素子Ｒ２と第２共用抵抗素子Ｒ２とは、第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間で、第１選択スイッチＳＳ１及び第２選択スイッチＳＳ２を通じて互いに並列で連結される。
【００８８】
制御部１３０は、バランシング対象の電圧と最小電圧との差に基づいて、第１選択スイッチＳＳ１及び第２選択スイッチＳＳ２を制御する。以下、図２をともに参照して詳しく説明する。
【００８９】
制御部１３０は、バランシング対象の電圧と最小電圧との差が第１臨界電圧（例えば、０．３Ｖ）よりも大きければ、第１共用抵抗素子Ｒ２に直列で連結された第１選択スイッチＳＳ１をターンオンさせ、第２選択スイッチＳＳ２をターンオフさせる。例えば、図２のように、バランシング対象であるバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の電圧３．６Ｖと最小電圧３．２Ｖとの差が第１臨界電圧（例えば、０．３Ｖ）より大きい場合、制御部１３０は第１選択スイッチＳＳ１をターンオンさせることでバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１を放電させる。これによって、バランシング対象であるバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１に貯蔵された電気エネルギーが第１共用抵抗素子Ｒ１によって消費されながら、バランシング対象であるバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の電圧が３．６Ｖから徐々に低くなる。
【００９０】
制御部１３０は、バランシング対象の電圧と最小電圧との差が第１臨界電圧（例えば、０．３Ｖ）以下であれば、第２共用抵抗素子Ｒ２に直列で連結された第２選択スイッチＳＳ２をターンオンさせ、第１選択スイッチＳＳ１をターンオフさせる。例えば、バランシング対象であるバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の電圧が３．５Ｖに達した時点から、第１共用抵抗素子Ｒ１の代わりに第２共用抵抗素子Ｒ２によってバッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１が放電する。
【００９１】
制御部１３０は、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の電圧と最小電圧３．２Ｖとの差が０Ｖに達するまで、第２選択スイッチＳＳ２をターンオン状態に維持することができる。
【００９２】
または、制御部１３０は、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の電圧と最小電圧３．２Ｖとの差が第１臨界電圧よりも小さい第２臨界電圧（例えば、０．１Ｖ）に達した時点から０Ｖに到達するまで、第１選択スイッチＳＳ１及び第２選択スイッチＳＳ２を全てターンオンさせることができる。これによって、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１に貯蔵された電気エネルギーが第１共用抵抗素子Ｒ２及び第２共用抵抗素子Ｒ２によって消費されながら、バッテリーセルＣｅｌｌｋ＋１の電圧が３．５Ｖから最小電圧３．２Ｖに向けて徐々に低くなる。
【００９３】
ここで注目すべき点は、第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間の総抵抗が、第１選択スイッチＳＳ１及び第２選択スイッチＳＳ２がターンオンされている場合が第１選択スイッチＳＳ１及び第２選択スイッチＳＳ２のうち一方のみがターンオンされる場合よりも小さいということである。
【００９４】
図７を参照して上述した第３実施例によれば、装置１００は、バランシング対象の電圧と最小電圧との差が小さくなるほど第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間の総抵抗を段階的に減少させることで、バランシング対象を通じて流れる電流を安定化させる長所がある。
【００９５】
図８は、本発明の第４実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【００９６】
図８に示されたバッテリーパック１０については、図７を参照して上述した第３実施例と共通する内容は説明を繰り返さず、相違点を中心に説明することにする。
【００９７】
第４実施例のバッテリーパック１０と第３実施例のバッテリーパック１０との相違点は、バランシング部ＢＵが第３選択スイッチＳＳ３及び第４選択スイッチＳＳ４をさらに含む点である。
【００９８】
第３選択スイッチＳＳ３は、第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間で第１選択スイッチＳＳ１及び第１共用抵抗素子Ｒ１に直列で連結される。
【００９９】
第４選択スイッチＳＳ４は、第１共通ノードＮ１と第２共通ノードＮ２との間で第２選択スイッチＳＳ２及び第２共用抵抗素子Ｒ２に直列で連結される。
【０１００】
第３選択スイッチＳＳ３は、第１選択スイッチＳＳ１の短絡故障からバッテリーモジュール２０及び第１共用抵抗素子Ｒ１を保護するように提供される。短絡故障とは、スイッチが開放不能になった状態を称する。制御部１３０は、第１選択スイッチＳＳ１をターンオンさせる場合、第３選択スイッチＳＳ３もターンオンさせるように構成される。制御部１３０は、第１選択スイッチＳＳ１をターンオフさせる場合、第３選択スイッチＳＳ３もターンオフさせるように構成される。したがって、第１選択スイッチＳＳ１が短絡故障を起こしても、第３選択スイッチＳＳ３をターンオフさせることで、第１共用抵抗素子Ｒ１を通じる電流の流れを遮断することができる。
【０１０１】
第４選択スイッチＳＳ４は、第２選択スイッチＳＳ２の短絡故障からバッテリーモジュール２０及び第２共用抵抗素子Ｒ２を保護するように提供される。制御部１３０は、第２選択スイッチＳＳ２をターンオンさせる場合、第４選択スイッチＳＳ４もターンオンさせるように構成される。制御部１３０は、第２選択スイッチＳＳ２をターンオフさせる場合、第４選択スイッチＳＳ４もターンオフさせるように構成される。したがって、第２選択スイッチＳＳ２が短絡故障を起こしても、第４選択スイッチＳＳ４をターンオフさせることで、第２共用抵抗素子Ｒ２を通じる電流の流れを遮断することができる。
【０１０２】
上述した本発明の実施例は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施例の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。
【０１０３】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によ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言うまでもない。
【０１０４】
また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施例及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施例の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。
【図１】
2020511919.tif 000003
【図２】
2020511919.tif 000004
【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】
2020511919.tif 000009
【図８】
2020511919.tif 000010
【国際調査報告】
2020511919.tif 000011
2020511919.tif 000012
2020511919.tif 000013
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