JP2020505899A - バッテリーパック及びこれを含む電力システム - Google Patents

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Abstract

バッテリーパック及びこれを含む電力システムを提供する。本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、正極端子及び負極端子を有するバッテリーモジュールと、前記正極端子に接続する第１電力端子、前記負極端子に接続する第２電力端子及び第１補助端子を有する第１コネクターと、第１端が接地に電気的に接続し、第２端が前記第１補助端子に電気的に接続した第１抵抗素子と、前記負極端子と前記第２電力端子との間に設けられるスイッチング部と、前記バッテリーモジュール、前記スイッチング部及び前記第１抵抗素子の第２端に電気的に接続した制御部と、を含む。前記制御部は、前記第１抵抗素子の電圧によって、ウェークアップ状態及びスリープ状態のいずれかの状態に動作するように構成される。

Description

本発明は、バッテリーパック及びこれを含む電力システムに関し、より詳しくは、電圧分配原理を用いて外部装置との電気的接続を制御するバッテリーパック及びこれを含む電力システムに関する。
本出願は、２０１７年１０月１８日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−０１３５４７３号に基づく優先権を主張し、該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。
最近、ノートブックＰＣ、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増し、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、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行しつつある。
現在、商用化した二次電池としては、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があり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、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。
無線掃除機などのような無線器機の本体にはバッテリーパックが脱着可能に結合し得るが、電動器機の出力電力を高めるためには高い出力電圧を提供できるバッテリーパックを用いなければならない。バッテリーパックの充放電のためには、バッテリーパックのハイサイドまたはローサイドに充放電スイッチを設けなければならない。充放電スイッチがバッテリーパックのバイサイドに設けられる場合、充電ポンプ（ｃｈａｒｇｅ ｐｕｍｐ）とゲートドライバー（ｇａｔｅ ｄｒｉｖｅｒ）が求められるので、充放電スイッチがバッテリーパックのローサイドに設けられる場合に比べて製造コストが高くなる。
一方、バッテリーパックのローサイドに設けられた充放電スイッチがターンオフされた状態でバッテリーパックが電動器機の本体に結合する場合、バッテリーパックと電動器機の本体との接地電圧が一致しない問題が存在する。これによって、バッテリーパックと電動器機の本体との通信が正常に行われないので、充放電スイッチを適切にターンオンしにくい。このような問題を解決するために、充放電スイッチを常にターンオン状態に維持する場合、バッテリーパックの二つの電力端子が意図せずに電気的に短絡することによって、スパークの発生する危険がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電圧分配原理を用いて外部装置との電気的結合が正常に行われたか否かを決定することで、ローサイドに設けられた充放電スイッチを制御することができるバッテリーパック及びこれを含む電力システムを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施形態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。
前記課題を達成するための本発明の多様な実施形態は、以下のようである。
本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、正極端子及び負極端子を有するバッテリーモジュールと、前記正極端子に接続する第１電力端子、前記負極端子に接続する第２電力端子及び第１補助端子を有する第１コネクターと、第１端が接地に電気的に接続し、第２端が前記第１補助端子に電気的に接続した第１抵抗素子と、前記負極端子と前記第２電力端子との間に設けられるスイッチング部と、前記バッテリーモジュール、前記スイッチング部及び前記第１抵抗素子の第２端に電気的に接続した制御部と、を含む。前記制御部は、前記第１抵抗素子の電圧によって、ウェークアップ状態及びスリープ状態のいずれかの状態に動作するように構成される。
一面によれば、前記第１抵抗素子の第２端と前記第１補助端子との間に電気的に接続した第２抵抗素子をさらに含み得る。
他面によれば、前記制御部は、前記第１抵抗素子の第２端に電気的に接続し、前記バッテリーモジュールの電圧を測定するように構成された副制御モジュールと、前記副制御モジュールから前記バッテリーモジュールの電圧を示す電圧信号を受信し、前記電圧信号に基づいて前記副制御モジュールに制御信号を伝送するように構成された主制御モジュールと、を含み得る。
この場合、前記副制御モジュールは、前記第１抵抗素子の電圧が臨界範囲に属する場合、前記主制御モジュールに動作電力を供給し得る。前記主制御モジュールは、前記副制御モジュールから前記動作電力が供給される場合、前記スリープ状態から前記ウェークアップ状態に切り換え得る。前記主制御モジュールは、前記ウェークアップ状態における動作中に前記第１抵抗素子の電圧が前記臨界範囲を外れる場合、前記副制御モジュールにシャットダウン命令を伝送し得る。前記副制御モジュールは、前記主制御モジュールからの前記シャットダウン命令に応じて、前記主制御モジュールに対する前記動作電力の供給を中断し得る。
または、前記副制御モジュールは、前記主制御モジュールが前記ウェークアップ状態で動作するうちに前記第１抵抗素子の電圧が前記臨界範囲を外れる場合、前記主制御モジュールに対する前記動作電力の供給を中断し得る。
さらなる他面によれば、前記スイッチング部は、充電スイッチと、前記充電スイッチに直列接続した放電スイッチと、を含み得る。前記制御部は、前記スリープ状態で、前記充電スイッチ及び前記放電スイッチに対するスイッチング信号の出力を中断し得る。
本発明の他の実施形態による電力システムは、前記バッテリーパックと、前記バッテリーパックに脱着可能に構成された外部装置と、を含む。前記外部装置は、前記第１電力端子に接続可能に構成された第３電力端子と、前記第２電力端子に接続可能に構成された第４電力端子と、前記第１補助端子に接続可能に構成された第２補助端子と、を有する第２コネクターを含む。前記第３電力端子と前記第２補助端子とは、相互電気的に接続し得る。
一面によれば、前記外部装置は、前記第３電力端子と前記第２補助端子との間に電気的に接続する第３抵抗素子をさらに含み得る。
他面によれば、前記外部装置は、前記第３電力端子と前記第４電力端子との間に電気的に接続する保護キャパシタをさらに含み得る。
さらなる他面によれば、前記第２コネクターは、前記第１コネクターに結合時、前記第１電力端子と前記第３電力端子との電気的接続及び前記第１補助端子と前記第２補助端子との電気的接続が、前記第２電力端子と前記第４電力端子との電気的接続よりも先に行われるように構成され得る。
本発明の実施形態の少なくとも一つによれば、電圧分配原理を用いて外部装置との電気的結合が正常に行われたか否かを決定することで、ローサイドに設けられた充放電スイッチを制御することができる。
また、本発明の実施形態の少なくとも一つによれば、予め決められた外部装置と結合した場合に限ってローサイドに設けられた充放電スイッチをターンオンすることができる。これによって、バッテリーパックの二つの電力端子が任意の導電体によって意図せずに接続しても充放電スイッチはターンオフ状態に維持されるので、使用者が感電するか、スパークが発生するなどの危険を防止することができる。
本発明の効果は上述の効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は、請求範囲の記載から当業者にとって明確に理解されるであろう。
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。
本発明の実施形態による電力システムの機能的構成を示した図である。 本発明の実施形態による他の電力システムの機能的構成を示した図である。 本発明の実施形態によるさらに他の電力システムの機能的構成を示した図である。 図１〜図３に示した制御部の詳細構成を示した図である。 図１〜図３に示した制御部の詳細構成を示した図である。 図１〜図３に示した第１コネクター及び第２コネクターの結合構造を概略的に示す図である。
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。
また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。
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いずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「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示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。
図１〜図３は、本発明の実施形態による相異なる電力システム１の機能的構成を示した図である。
先ず、図１を参照すれば、電力システム１は、バッテリーパック１０及び外部装置１００を含む。
バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール２０、第１コネクター３０、抵抗素子Ｒ１、スイッチング部４０及び制御部５０を含む。
バッテリーモジュール２０は、少なくとも一つのバッテリーセルを含み得る。バッテリーモジュール２０が相互電気的に接続した複数のバッテリーセルを含む場合、複数のバッテリーセルは相互直列、並列または直・並列に接続し得る。バッテリーモジュール２０は、正極端子及び負極端子を有する。バッテリーモジュール２０の正極端子は、第１電力ラインＬ１を介して第１コネクター３０に電気的に接続する。バッテリーモジュール２０の負極端子は、第２電力ラインＬ２を介して第１コネクター３０に電気的に接続する。
バッテリーパック１０のハイサイドとは、第１電力ラインＬ１を介して接続したバッテリーモジュール２０の正極端子と第１コネクター３０との間の部分を称する。バッテリーパック１０のローサイドとは、第２電力ラインＬ２を介して接続したバッテリーモジュール２０の負極端子と第１コネクター３０との間の部分を称する。
第１コネクター３０は、第１電力端子Ｐ１、第２電力端子Ｐ２及び第１補助端子Ｐａを含む。第１電力端子Ｐ１は、第１電力ラインＬ１を介してバッテリーモジュール２０の正極端子に接続する。第２電力端子Ｐ２は、第２電力ラインＬ２を介してバッテリーモジュール２０の負極端子に接続する。第１補助端子Ｐａは、後述する抵抗素子Ｒ１に接続する。第１コネクター３０は、第１電力端子Ｐ１、第２電力端子Ｐ２及び第１補助端子Ｐａの少なくとも一部が外部から目視で確認可能に露出する構造を有し得、外部装置１００に含まれた第２コネクター１１０に物理的に結合または分離できる。
抵抗素子Ｒ１は、第１端及び第２端を有する。抵抗素子Ｒ１は、第１電力端子Ｐ１と第２電力端子Ｐ２との間に印加されるバッテリーパック１０の電圧（以下、「パック電圧」とする。）を分圧するために用いられる二つ以上の抵抗素子のうち一つである。抵抗素子Ｒ１の第１端は、接地に電気的に接続する。抵抗素子Ｒ１の第２端は、第１補助端子Ｐａに電気的に接続する。
スイッチング部４０は、バッテリーモジュール２０の負極端子と第２電力端子Ｐ２との間に設けられる。即ち、スイッチング部４０は、バッテリーパック１０のローサイドに対応する第２電力ラインの上に設けられる。スイッチング部４０は、相互直列接続した充電スイッチ４１及び放電スイッチ４２を含む。充電スイッチ４１及び放電スイッチ４２各々は、相互並列接続したＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，電界効果トランジスター）及び寄生ダイオードを含み得る。各ＦＥＴは、ドレイン、ソース及びゲートを含む。各ＦＥＴのゲートは、後述する制御部５０からのスイッチング信号を受信できるように制御部５０に接続し得る。
充電スイッチ４１のＦＥＴのドレイン及びソースは、充電電流経路を提供するように接続し得る。逆に、放電スイッチ４２のＦＥＴのドレイン及びソースは、放電電流経路を提供するように接続し得る。
充電スイッチ４１の寄生ダイオードは、放電電流方向へ接続し、放電スイッチ４２の寄生ダイオードは、充電電流方向へ接続し得る。これによって、充電スイッチ４１のＦＥＴがターンオフ状態である場合には、充電スイッチ４１の寄生ダイオードを通す放電電流経路のみが提供され、放電スイッチ４２のＦＥＴがターンオフ状態である場合には、放電スイッチ４２の寄生ダイオードを通す充電電流経路のみが提供され得る。
制御部５０は、バッテリーモジュール２０、第１コネクター３０、抵抗素子Ｒ１及びスイッチング部４０に電気的に接続する。制御部５０は、抵抗素子Ｒ１の電圧、即ち、抵抗素子Ｒ１の第１端と第２端との間に印加される電圧（以下、「分配電圧」ともする。）を検出し、検出された分配電圧によってウェークアップ状態及びスリープ状態のいずれかの状態に動作するように構成される。即ち、制御部５０は、バッテリーパック１０が外部装置１００から分離した状態では常にスリープ状態で動作し、バッテリーパック１０が外部装置１００に結合した状態では、スリープ状態からウェークアップ状態に切換え可能に構成される。
スリープ状態では、制御部５０は、充電スイッチ４１及び放電スイッチ４２をターンオフ状態に維持する。即ち、制御部５０は、スリープ状態における動作する間には充電スイッチ４１及び放電スイッチ４２各々に対するスイッチング信号の出力を中断する。
ウェークアップ状態では、制御部５０は、外部装置１００との通信によって、充電スイッチ４１及び放電スイッチ４２の少なくとも一つをターンオン状態に制御できる。制御部５０のより詳しい構成については、図４及び図５を参照して後述する。
外部装置１００は、充電器または電気負荷（例えば、掃除機のモーター駆動装置）であり得る。以下では、理解を助けるために、電気負荷を「電動器機本体」と称する。バッテリーパック１０は、外部装置１００に脱着可能に結合し得る。または、バッテリーパック１０は、電動器機本体に内蔵されたものであり得る。
外部装置１００は、第２コネクター１１０及び抵抗素子Ｒ３を含み、選択的に保護キャパシタ１２０をさらに含み得る。外部装置１００が掃除機である場合、駆動回路１３０などをさらに含み得ることは勿論である。
第２コネクター１１０は、第３電力端子Ｐ３、第４電力端子Ｐ４及び第２補助端子Ｐｂを含み、第１コネクター３０に物理的に結合または分離可能に構成され得る。第１コネクター３０と第２コネクター１１０とが相互物理的に結合するとき、第３電力端子Ｐ３は第１電力端子Ｐ１に電気的に接続し、第４電力端子Ｐ４は第２電力端子Ｐ２に電気的に接続し、第２補助端子Ｐｂは第１補助端子Ｐａに電気的に接続し得る。
抵抗素子Ｒ３は、第１端及び第２端を有する。抵抗素子Ｒ３は、第３電力端子Ｐ３と第２補助端子Ｐｂとの間に電気的に接続する。詳しくは、抵抗素子Ｒ３の第１端は、第２補助端子Ｐｂに電気的に接続し、抵抗素子Ｒ３の第２端は、第３電力端子Ｐ３に電気的に接続する。これによって、第１コネクター３０と第２コネクター１１０とが相互物理的に結合するとき、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ３とは、相互電気的に直列接続することで電圧分配器として動作する。即ち、第３電力端子Ｐ３と接地との間の電圧は、抵抗素子Ｒ１及び抵抗素子Ｒ３によって分圧される。
保護キャパシタ１２０は、第１端及び第２端を有する。保護キャパシタ１２０は、第３電力端子Ｐ３と第４電力端子Ｐ４との間に電気的に接続し得る。詳しくは、保護キャパシタ１２０の第１端は、第４電力端子Ｐ４に電気的に接続し、保護キャパシタ１２０の第２端は、第３電力端子Ｐ３に電気的に接続し得る。保護キャパシタ１２０は、第１コネクター３０と第２コネクター１１０との物理的な結合によって第３電力端子Ｐ３と第４電力端子Ｐ４との間に印加される電圧の急激な変動を抑制する役割を担う。
次に、図２を参照すれば、図１と比較して、バッテリーパック１０が抵抗素子Ｒ２をさらに含み、外部装置１００の抵抗素子Ｒ３が省略された点で差がある。この場合、第２コネクター１１０の第３電力端子Ｐ３と第２補助端子Ｐｂとは、直接または導電体を介して相互電気的に接続し得る。第１コネクター３０と第２コネクター１１０とが相互物理的に結合するとき、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２とは相互電気的に直列接続することで電圧分配器として動作する。
次に、図３を参照すれば、バッテリーパック１０が抵抗素子Ｒ２を含み、外部装置１００が抵抗素子Ｒ３を含むという点で、図１及び図２と相違する。第１コネクター３０と第２コネクター１１０とが相互物理的に結合するとき、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２及び抵抗素子Ｒ３は、相互電気的に直列接続することで電圧分配器として動作する。
図４及び図５は、図１〜図３に示した制御部５０の詳細構成を示した図である。
先ず、図４を参照すれば、制御部５０は、主制御モジュール５１及び副制御モジュール５２を含む。主制御モジュール５１及び副制御モジュール５２各々は、抵抗素子Ｒ１の第２端に電気的に共通して接続することで、抵抗素子Ｒ１の電圧を相互独立的に検出できる。
副制御モジュール５２は、バッテリーモジュール２０の電圧を測定し、測定されたモジュール電圧を示す電圧信号を主制御モジュール５１に伝送するように構成される。ここで、モジュール電圧は、バッテリーモジュール２０の正極端子と負極端子との間の電圧または各バッテリーセルの電圧を意味する。副制御モジュール５２は、便宜上、「アナログフロントエンド」と称することもある。
主制御モジュール５１は、副制御モジュール５２に動作可能に結合する。主制御モジュール５１は、多様な制御ロジックを実行するために当業界に知られたＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ‐ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，特定用途向け集積回路）、他のチップセット、論理回路、レジスター、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。主制御モジュール５１によって実行可能な多様な制御ロジックは、少なくとも一つ以上が組み合わせられ、組み合わせられた制御ロジックは、コンピュータが読出可能なコード体系で作成され、コンピュータが読出可能な記録媒体に収録され得る。記録媒体は、コンピュータに含まれたプロセッサによってアクセス可能なものであれば、その種類は特に制限されない。一例として、記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスター、ＣＤ‐ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク（登録商標）及び光データ記録装置を含む群より選択された少なくとも一つ以上を含む。
主制御モジュール５１は、副制御モジュール５２からの電圧信号または外部装置１００からの命令に基づき、充電スイッチ４１及び放電スイッチ４２の少なくとも一つをターンオン状態にするためのスイッチング信号を生成するように構成される。
具体的に、第１コネクター３０が第２コネクター１１０から電気的に分離した状態にある場合、抵抗素子Ｒ１の電圧は０Ｖであるため、制御部５０はスリープ状態で動作する。もし、ある時点で第１コネクター３０の第１電力端子Ｐ１と第１補助端子Ｐａとが第２コネクター１１０または任意の導電体によって電気的に接続する場合、抵抗素子Ｒ１の電圧は０Ｖよりも大きくなる。
副制御モジュール５２は、抵抗素子Ｒ１の電圧を周期的または非周期的に繰り返して検出することで、抵抗素子Ｒ１の電圧が予め決められた臨界範囲に属するか否かを判定できる。図１〜図３に示した実施形態各々のための臨界範囲は、相互同一または相異なる場合があるが、全ての臨界範囲の下限は０Ｖよりも大きいことは当業者にとって自明である。図１〜図３を参照して前述の電圧分配器に含まれた各抵抗素子は、予め決められた抵抗値を有するため、第１コネクター３０が第２コネクター１１０に結合する場合のみに抵抗素子Ｒ１の電圧が臨界範囲に属し、第１コネクター３０が任意の導電体に結合する場合には、抵抗素子Ｒ１の電圧が臨界範囲を外れるようになる。
もし、抵抗素子Ｒ１の電圧が臨界範囲に属する場合、副制御モジュール５２は、それに内蔵された電力供給回路を用いて主制御モジュール５１に動作電圧（例えば、３．３Ｖ）を供給できる。主制御モジュール５１は、スリープ状態で動作するうちに、副制御モジュール５２から前記動作電圧が供給される場合、ウェークアップ状態に切換えできる。ウェークアップ状態で、主制御モジュール５１は、スイッチング部４０を制御することで、バッテリーモジュール２０を充電または放電できる。
主制御モジュール５１が前記動作電圧によってウェークアップ状態で動作するうちに、第１電力端子Ｐ１が第３電力端子Ｐ３から分離されるか、第１補助端子Ｐａが第２補助端子Ｐｂから分離する場合、外部装置１００によるバッテリーパック１０の充放電は中断されるので、抵抗素子Ｒ１の電圧は０Ｖに減少して臨界範囲を外れるようになる。この場合、主制御モジュール５１は、副制御モジュール５２にシャットダウン命令を伝送できる。
副制御モジュール５２は、主制御モジュール５１からのシャットダウン命令に応じて、主制御モジュール５１に対する動作電力の供給を中断する。これによって、主制御モジュール５１は、ウェークアップ状態からスリープ状態に再度切り換えられる。
次に、図５を参照すれば、図４とは異なり、抵抗素子Ｒ１の第２端は、副制御モジュール５２及び主制御モジュール５１のうち副制御モジュール５２のみに電気的に接続できる。即ち、抵抗素子Ｒ１の第２端と主制御モジュール５１との電気的接続は、省略できる。この場合、スリープ状態からウェークアップ状態に切り換えて動作する方式は、図４を参照して前述したことと同一であるが、ウェークアップ状態からスリープ状態への再切換の方式は、図４と相違する。具体的に、副制御モジュール５２は、主制御モジュール５１がウェークアップ状態で動作するうちに抵抗素子Ｒ１の電圧をモニターし、抵抗素子Ｒ１の電圧が臨界範囲を外れる場合には、主制御モジュール５１からのシャットダウン命令がなくても主制御モジュール５１に対する動作電圧の供給を中断する。これによって、主制御モジュール５１は、自分が直接抵抗素子Ｒ１の電圧をモニターしないながら、副制御モジュール５２から動作電圧が供給されるかによってスリープ状態またはウェークアップ状態に動作するようになる。
一方、図１または図３による電力システム１において、制御部５０は、抵抗素子Ｒ１の電圧から、外部装置１００が充電器であるか、または電動器機本体であるかを判定できる。具体的に、充電器に含まれる抵抗素子Ｒ３の抵抗値を電動器機本体に含まれる抵抗素子Ｒ３の抵抗値とは相違に設定すれば、充電器がバッテリーパック１０に結合した場合の抵抗素子Ｒ１の電圧は電動器機本体がバッテリーパック１０に結合した場合の抵抗素子Ｒ１の電圧とは相違になる。したがって、抵抗素子Ｒ１の電圧が臨界範囲内の第１値と第２値との間である場合、制御部５０は、バッテリーパック１０が充電器に結合したと判定し、充電スイッチ４１のＦＥＴをターンオン状態に、放電スイッチ４２のＦＥＴはターンオフ状態に制御できる。一方、抵抗素子Ｒ１の電圧が臨界範囲内である第３値と第４値との間である場合、制御部５０は、バッテリーパック１０が電動器機本体に結合したと判定し、充電スイッチ４１のＦＥＴをターンオフ状態に、放電スイッチ４２のＦＥＴはターンオン状態に制御できる。
図６は、図１〜図３に示した第１コネクター３０と第２コネクター１１０との結合構造を概略的に示す図である。
第１コネクター３０と第２コネクター１１０とは、相互結合時、第１電力端子Ｐ１と第３電力端子Ｐ３との電気的接続及び第１補助端子Ｐａと第２補助端子Ｐｂとの電気的接続が、第２電力端子Ｐ２と第４電力端子Ｐ４との電気的接続よりも先に行われるように構成され得る。
このために、第１コネクター３０及び第２コネクター１１０のいずれか一つに含まれた端子は、ピン（ｐｉｎ）形態を有し、ピン形態の各端子は、残りの端子の少なくとも一つとは長さを相違にしてもよい。
図６は、第１コネクター３０の端子がピン形態として第２コネクター１１０の端子に接続する構造を例示する。図６を参照すれば、第１電力端子Ｐ１と第１補助端子Ｐａのピンの長さは、第２電力端子Ｐ２のピンの長さよりも長い。これによって、第１コネクター３０を第２コネクター１１０に物理的に結合するとき、第１電力端子Ｐ１及び第１補助端子Ｐａが第３電力端子Ｐ３及び第２補助端子Ｐｂに電気的に接続した後に第２電力端子Ｐ２が第４電力端子Ｐ４に電気的に接続する。
以上で説明した本発明の実施形態は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施形態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具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施形態の記載から容易に具現できるはずである。
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、本発明はこれに限定されず、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。
また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施形態及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施形態の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。
１ 電力システム
１０ バッテリーパック
２０ バッテリーモジュール
３０ 第１コネクター
４０ スイッチング部
４１ 充電スイッチ
４２ 放電スイッチ
５０ 制御部
５１ 主制御モジュール
５２ 副制御モジュール
１００ 外部装置
１１０ 第２コネクター
１２０ 保護キャパシタ

Claims (11)

  1. 正極端子及び負極端子を有するバッテリーモジュールと、
    前記正極端子に接続する第１電力端子、前記負極端子に接続する第２電力端子及び第１補助端子を有する第１コネクターと、
    第１端が接地に電気的に接続し、第２端が前記第１補助端子に電気的に接続した第１抵抗素子と、
    前記負極端子と前記第２電力端子との間に設けられるスイッチング部と、
    前記バッテリーモジュール、前記スイッチング部及び前記第１抵抗素子の第２端に電気的に接続した制御部と、を含み、
    前記制御部は、
    前記第１抵抗素子の電圧によって、ウェークアップ状態及びスリープ状態のいずれかの状態に動作するように構成された、バッテリーパック。
  2. 前記第１抵抗素子の第２端と前記第１補助端子との間に電気的に接続した第２抵抗素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記制御部は、
    前記第１抵抗素子の第２端に電気的に接続し、前記バッテリーモジュールの電圧を測定するように構成された副制御モジュールと、
    前記副制御モジュールから前記バッテリーモジュールの電圧を示す電圧信号を受信し、前記電圧信号に基づいて前記副制御モジュールに制御信号を伝送するように構成された主制御モジュールと、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記副制御モジュールは、
    前記第１抵抗素子の電圧が臨界範囲に属する場合、前記主制御モジュールに動作電力を供給するように構成され、
    前記主制御モジュールは、
    前記副制御モジュールから前記動作電力が供給される場合、前記スリープ状態から前記ウェークアップ状態に切り換えるように構成されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記主制御モジュールは、
    前記ウェークアップ状態で動作するうちに前記第１抵抗素子の電圧が前記臨界範囲を外れる場合、前記副制御モジュールにシャットダウン命令を伝送するように構成され、
    前記副制御モジュールは、
    前記主制御モジュールからの前記シャットダウン命令に応じて、前記主制御モジュールに対する前記動作電力の供給を中断するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記副制御モジュールは、
    前記主制御モジュールが前記ウェークアップ状態で動作するうちに前記第１抵抗素子の電圧が前記臨界範囲を外れる場合、前記主制御モジュールに対する前記動作電力の供給を中断するように構成されることを特徴とする請求項４又は５に記載のバッテリーパック。
  7. 前記スイッチング部は、
    充電スイッチと、
    前記充電スイッチに直列接続した放電スイッチと、を含み、
    前記制御部は、
    前記スリープ状態で、前記充電スイッチ及び前記放電スイッチに対するスイッチング信号の出力を中断することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーパックと、
    前記バッテリーパックに脱着可能に構成された外部装置と、を含み、
    前記外部装置は、
    前記第１電力端子に接続可能に構成された第３電力端子と、前記第２電力端子に接続可能に構成された第４電力端子と、前記第１補助端子に接続可能に構成された第２補助端子と、を有する第２コネクターを含み、
    前記第３電力端子と前記第２補助端子とは相互電気的に接続した、電力システム。
  9. 前記外部装置は、前記第３電力端子と前記第２補助端子との間に電気的に接続する第３抵抗素子をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の電力システム。
  10. 前記外部装置は、前記第３電力端子と前記第４電力端子との間に電気的に接続する保護キャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の電力システム。
  11. 前記第２コネクターは、
    前記第１コネクターに結合時、前記第１電力端子と前記第３電力端子との電気的接続及び前記第１補助端子と前記第２補助端子との電気的接続が、前記第２電力端子と前記第４電力端子との電気的接続よりも先に行われるように構成されたことを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の電力システム。
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