JP6763946B2 - バッテリーセルのバランシング方法及びシステム - Google Patents
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Description
一方、前記バッテリーバンク探知ステップは、バッテリーバンクを構成するバッテリーセルの偏差が所定の基準電圧偏差よりも大きい場合に、セルバランシングが必要であると判断することを特徴とする。
一方、前記セルバランシング終了ステップは、バッテリーバンク内のバッテリーセルの電圧偏差が所定の基準電圧偏差以下である場合に行われることを特徴とする。
一方、前記結果確認ステップは、セルバランシングの開始時点の電圧偏差が終了時点の電圧偏差よりも小さいか又はそれに等しい場合に、セルバランシングに失敗したと判断し、前記セルバランシングに失敗したと判断された場合に、報知及び均一に増幅される出力を大きさで表示した値(RMA)の記録を行う報知発生ステップを含むことを特徴とする。
一方、前記メモリー部は、セルバランシングに失敗したと判断された場合に、均一に増幅される出力を大きさで表示した値を記録するものを更に備える。
一方、前記報知部は、前記比較判断部においてセルバランシングに失敗したと判断された場合に報知を発生することを特徴とする。
ここで、前記電圧偏差は、バッテリーバンクを構成しているバッテリーセルの最大の電圧と最低の電圧との差分であることを特徴とする。
明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「接続」されているとしたとき、これは、「直接的に接続」されている場合だけではなく、これらの間に他の素子を挟んで「電気的に接続」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「備える」としたとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を排除するものではなく、他の構成要素を更に備えていてもよい。」ことを意味する。本願明細書の全体に亘って用いられる程度の用語「〜(する)ステップ」又は「〜のステップ」は、「〜のためのステップ」を意味しない。
図1は、本発明の実施の形態によるバッテリーセルをバランシングするためのシステム構成を概略的に示すブロック構成図である。
前記図1を参照すると、本発明の一実施の形態によるバッテリーセルをバランシングするためのシステムは、バッテリー管理部100と、バッテリーパック200と、を備える。
前記バッテリーパック200は、少なくとも2つ以上のバッテリーバンク210を備える。前記バッテリーパックは、直列及び並列に接続されたそれぞれのバッテリーセル211を備え、前記バッテリーセル211が接続されて1つのバッテリーバンク210を構成する。本明細書において、バッテリーバンク210とは、互いに接続されたバッテリーセル211のグループのことをいう。
複数のバッテリーセル211が接続されて1つのバッテリーバンク210を構成し、少なくとも2つ以上のバッテリーバンク210を備えて前記バッテリーパック200が構成される。
前記図2に示すように、前記バッテリー管理部100は、条件確認部110と、検出部120と、メモリー部130と、比較判断部140及び報知部150を備えていてもよい。
前記条件確認部110は、バッテリーセルバランシングへの進入条件を確認してもよい。前記バッテリーセルバランシングへの進入条件は、前記バッテリーセル211の充電状態を確認することにより行われ、前記バッテリーセル211が充電状態である場合にセルバランシングへの進入条件を満たす。
前記充電状態を確認する方法においては、前記バッテリーセル211に直列に接続された電流センシング抵抗を接続して前記バッテリーセル211の両端の電位差を測定する。前記測定された電位差を用いて前記バッテリーセル211の電流が流れる方向を把握して充電状態を確認する。
前記電流センシング抵抗は、回路の特定の部分にどれ位の電流が流れるかを確認するために用いる非常に低い抵抗を有している抵抗であって、前記抵抗値が非常に低いため電流の流れを大きく妨げないことから、更に正確に前記バッテリーセル211の電流量を測定することができる。
前記セルバランシングが必要なバッテリーバンク210を探知する方法においては、リアルタイムにて各バッテリーバンク210内に組み込まれているバッテリーセル211の電圧を測定して各バッテリーバンク別の電圧偏差を算出する。このため、前記算出されたバッテリーバンク210の電圧偏差が所定の基準電圧偏差以上である場合にセルバランシングが必要であると判断して、前記セルバランシングが必要であると探知されたバッテリーバンク210に組み込まれているバッテリーセル211のバランシングを開始することができる。
前記図3を参照すると、まず、開始ステップ(S10)から始まる。次いで、前記バッテリーセルバランシングへの進入条件を確認する進入条件確認ステップ(S20)が行われる。前記進入条件確認ステップ(S20)においては、前記バッテリーセル211が充電状態であれば、進入条件を満たしており、充電状態ではない場合に進入条件を満たしていないと判断する。
ここで、前記電流センシング抵抗は、回路の特定の部分にどれ位の電流が流れるかを確認するために用いる非常に低い抵抗を有している抵抗であって、前記抵抗値が非常に低いため電流の流れを大きく妨げないことから、更に正確に前記バッテリーセル211の電流量を測定することができる。
ここで、前記所定の基準電圧偏差よりも大きな電圧偏差が算出されたバッテリーバンクは、前記バッテリーバンク内に組み込まれているバッテリーセルのバランシングが必要であると判断されてセルバランシングが行われてもよい。
これにより、前記セルバランシングが必要なバッテリーバンクが探知されれば、セルバランシング開始ステップ(S40)の動作が行われて、セルバランシングが必要であると探知されたバッテリーバンクの電圧偏差を記録する(S23)。前記ステップ(S23)において記録する電圧偏差とは、セルバランシングの開始時点の電圧偏差のことをいう。
また、セルバランシングが行われるステップ(S60)は、前記セルバランシングが行われた後に開始ステップ(S10)に戻る。
前記バッテリーセルバランシングへの進入条件を確認するステップである進入条件確認ステップ(S20)において、前記バッテリーセルが充電状態ではない場合に、セルバランシングを終了するセルバランシング終了ステップ(S70)の動作が行われる。
前記セルバランシング終了ステップ(S70)は、前記バッテリーバンク210内に組み込まれているバッテリーセル211の電圧を測定し、電圧偏差を算出する。算出された電圧偏差と所定の基準電圧偏差とを比較して、前記算出された電圧偏差が所定の基準電圧偏差以下である場合に、セルバランシングが必要ではないと判断してセルバランシングを終了する。
これに対し、算出された電圧偏差が所定の基準電圧偏差よりも大きい場合に、セルバランシングが必要であると判断されて開始ステップ(S10)に戻る。
前記開始時点の電圧偏差が終了後の電圧偏差よりも小さいか又はそれに等しい場合に、前記セルバランシングに失敗したと判断され、前記開始時点の電圧偏差が終了後の電圧偏差よりも大きい場合に、前記セルバランシングに成功したと判断される。
前記電圧偏差の比較結果に基づいて、セルバランシング失敗確認ステップ(S73)の失敗有無が決定される。前記開始時点の電圧偏差が終了後の電圧偏差よりも小さいか又はそれに等しいと確認された場合に、前記セルバランシング失敗確認ステップ(S73)においては、セルバランシングに失敗したと判断して失敗を知らせる報知を発生し、RMAを記録する報知発生及びRMA記録ステップ(S74)の動作が行われる。
ここで、前記電圧偏差は、バッテリーバンクを構成しているバッテリーセルの最大の電圧と最低の電圧との差分に設定されるものである。
前記図5を基づいて、本発明の全体的な動作について説明する。本発明の流れは、開始ステップ(S10)から始まる。次いで、前記バッテリーセルバランシングへの進入条件を確認するステップ(S20)が行われる。前記バッテリーセルバランシングへの進入条件を確認するステップ(S20)においては、前記バッテリーセルが充電状態であるか否かを確認する。
これに対し、前記バッテリーセルが充電状態ではない場合に、セルバランシングへの進入条件を満たしておらず、その結果、セルバランシング終了ステップ(S70)が行われる。
前記セルバランシングが必要なバッテリーバンクを探知するステップ(S30)が行われ、前記セルバランシングが必要なバッテリーバンクが探知されたと判断されれば、前記バッテリーセルバランシング開始ステップ(S40)の動作が行われ、前記セルバランシングが開始されれば、開始時点バッテリーバンクの電圧偏差を記録する(S50)。
前記セルバランシングが行われるステップ(S60)は、前記セルバランシングが行われた後に開始ステップ(S10)に戻る。
前記セルバランシングへの進入条件を満たしていない場合に、セルバランシング終了ステップ(S70)が行われる。前記セルバランシング終了ステップ(S70)において、前記バッテリーセルの電圧偏差が所定の基準電圧偏差よりも大きい場合に、セルバランシングが必要であると判断されて開始ステップ(S10)に戻る。
前記セルバランシングの失敗有無を確認する方法においては、開始時点の電圧偏差が終了後の電圧偏差よりも小さいか又はそれに等しい場合に、セルバランシングに失敗したと判断されて報知の発生及びRMA記録(S74)が行われ、前記開始時点の電圧偏差が終了後の電圧偏差よりも大きい場合に、セルバランシングが行われたと判断されて開始ステップ(S10)に戻る。
ここで、前記電圧偏差は、バッテリーバンクを構成しているバッテリーセルの最大の電圧と最低の電圧との差分に設定されるものである。
200:バッテリーパック
210:バッテリーバンク
211:バッテリーセル
Claims (6)
- バッテリーパックに組み込まれている少なくとも2つ以上のバッテリーバンクを構成するバッテリーセルの電圧をバランシングするバッテリーセルのバランシング方法において、
バッテリー管理部が、セルバランシングへの進入条件を確認する進入条件確認ステップであって、該進入条件確認ステップが、バッテリーセルの充電状態を確認することを含み、バッテリーセルが充電状態である場合に前記進入条件を満たしており、バッテリーセルが充電状態ではない場合に前記進入条件を満たしていないと判断し、バッテリーセルの充電状態の確認が、バッテリーセルに電流センシング抵抗を直列に接続してバッテリーセルの両端の電位差を測定することによって行われる、進入条件確認ステップと、
バッテリー管理部が、セルバランシングが必要なバッテリーバンクを探知するバッテリーバンク探知ステップと、
バッテリー管理部が、セルバランシングを開始するセルバランシング開始ステップと、
バッテリー管理部が、セルバランシングが必要であると探知されたバッテリーバンク内に組み込まれているバッテリーセルの電圧偏差を記録する開始時点の電圧偏差の記録ステップと、
バッテリー管理部が、セルバランシングを行うセルバランシング遂行ステップと、
バッテリー管理部が、セルバランシングを終了するセルバランシング終了ステップと、
を含み、
前記セルバランシング終了ステップは、
前記セルバランシングの終了後のバッテリーバンク内のバッテリーセルの電圧偏差を記録する終了時点電圧偏差記録ステップと、
前記開始時点の電圧偏差の記録ステップにおいて記録したバッテリーセルの電圧偏差と、セルバランシング終了後のバッテリーセルの電圧偏差とを比較する電圧偏差比較ステップと、
セルバランシング結果を確認する結果確認ステップと、
を含み、
前記結果確認ステップは、セルバランシングの開始時点の電圧偏差が終了時点の電圧偏差よりも小さいか又はそれに等しい場合に、セルバランシングに失敗したと判断し、前記セルバランシングに失敗したと判断された場合に、報知を行う報知発生ステップを含む、バッテリーセルのバランシング方法。 - 前記バッテリーバンク探知ステップにおいては、
バッテリーバンクを構成するバッテリーセルの電圧偏差が所定の基準電圧偏差よりも大きい場合に、セルバランシングが必要であると判断することを特徴とする請求項1に記載のバッテリーセルのバランシング方法。 - 前記セルバランシング終了ステップは、
バッテリーバンク内のバッテリーセルの電圧偏差が所定の基準電圧偏差以下である場合に行われることを特徴とする請求項1に記載のバッテリーセルのバランシング方法。 - バッテリーパックに組み込まれている少なくとも2つ以上のバッテリーバンク内に組み込まれているバッテリーセルの電圧をバランシングするバッテリーセルのバランシングシステムにおいて、
複数のバッテリーセルを有するバッテリーパックと、
バッテリーセルのバランシングを管理するバッテリー管理部と、
を備え、
前記バッテリー管理部は、
バッテリーセルバランシングへの進入条件を確認する条件確認部と、
セルバランシングが必要なバッテリーバンクを探知する検出部と、
セルバランシングの開始時点及び終了後のバッテリーバンク内のバッテリーセルの電圧偏差を記録及び保存するメモリー部と、
前記メモリー部に保存された電圧偏差を比較してセルバランシング結果を確認する比較判断部と、
前記比較判断部のセルバランシング結果に基づいて報知を発生する報知部と、
を備え、
前記条件確認部が、バッテリーセルの充電状態を確認することを含み、バッテリーセルが充電状態である場合に前記進入条件を満たしており、バッテリーセルが充電状態ではない場合に前記進入条件を満たしていないと判断し、バッテリーセルの充電状態の確認が、バッテリーセルに電流センシング抵抗を直列に接続してバッテリーセルの両端の電位差を測定することによって行われ、
前記比較判断部は、前記メモリー部に保存されたセルバランシングの開始時点の電圧偏差と終了後の電圧偏差とを比較して、前記セルバランシングの開始時点の電圧偏差が終了後の電圧偏差よりも小さいか又はそれに等しい場合に、セルバランシングに失敗したと判断し、
前記報知部は、前記比較判断部においてセルバランシングに失敗したと判断された場合に報知を発生する、バッテリーセルのバランシングシステム。 - 前記電圧偏差は、バッテリーバンクを構成しているバッテリーセルの最大の電圧と最低の電圧との差分であることを特徴とする請求項1に記載のバッテリーセルのバランシング方法。
- 前記電圧偏差は、バッテリーバンクを構成しているバッテリーセルの最大の電圧と最低の電圧との差分であることを特徴とする請求項4に記載のバッテリーセルのバランシングシステム。
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