KR20120079129A

KR20120079129A - 배터리팩 제어 장치

Info

Publication number: KR20120079129A
Application number: KR1020127011128A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 다니가와; 다쿠미 시미즈; 도모미치 미조구치; 마나부 사사키; 요시아키 기쿠치; 료 마노; 쥰타 이즈미; 데루오 이시시타
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-07-11
Also published as: US8907626B2; EP2485364B1; EP2485364A4; JP5333126B2; KR101350370B1; WO2011040412A1; EP2485364A1; US20120187908A1; CN102549874B; JP2011078163A; CN102549874A

Abstract

복수의 전압 전환회로(41)는 복수의 레벨로 기준 전압을 상대 변화시키는 전환 유닛(40)에 제공되며, 이에 따라 기준 전압의 자발 변화를 검출한다. 보굿의 전압 전환회로(41)에 의한 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 각 셀(1a 내지 1d)의 전체 전압 범위(80)의 일부로서 사용 전압 범위(81, 82)로 설정된다. 이는 각 셀(1a 내지 1d)의 전체 전압 범위에 걸쳐 기준 전압을 상대 변화시키도록 필요로 되는 전압 전환 회로(41)를 제공할 필요를 없게 하며, 각 셀(1a 내지 1d)에 대한 전압 전환 회로(41)의 수를 최소화한다. 그러므로, 배터리팩 제어 장치(2)의 사이즈의 증가를 억제할 수 있다.

Description

배터리팩 제어 장치{ASSEMBLED BATTERY CONTROL DEVICE}

본 발명은 배터리팩 제어 장치에 관한 것이다.

종래 배터리 팩의 과충전 및/또는 과방전을 검출하기 위한 기준 전압이 자발 변화하는 것을 검출하는 기능을 갖는 배터리팩 제어 장치는 예를 들면 특허문헌1에 제안되어 있다.

배터리 전압과 기준 전압을 비교할 때, 이 배터리팩 제어장치는 특정 전압에 대한 기준 전압을 1단계로 상대 변화시킨다. 그런 다음, 상기 배터리팩 제어 장치는 기준 전압과 단위 셀의 전압의 크기에서의 관계가 기준 전압의 상대 변화와 관계없이 역전되지 않을 때, 기준 전압에서 큰 자발 변화가 있음을 판정한다. 이는 기준 전압의 자발 변화를 검출할 수 있도록 한다.

특허문헌 1: 일본특허공개공보 제2003-92840호 그러나 상기한 종래 기술에서는 기준 전압을 상대변화시킬 경우, 셀 전압으로서 특정 전압을 필요로 한다. 이는 배터리팩의 사용 상황에 따라 특성 변위(shift)를 검출할 수 없다. 이러한 이유로 종래 기술은 기준 전압의 자발 변화의 판정은 낮은 신뢰성을 갖는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 기준 전압의 자발 변화의 판정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 배터리팩 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 따른 본 발명은 배터리팩을 구성하는 직렬-연결된 복수의 셀의 전압을 감시하기 위한 배터리팩 제어 장치이다. 상기 배터리팩 제어 장치는 상기 복수의 셀에서 적어도 하나의 셀의 전압을 검출하는 전압 검출 수단; 기준 전압을 발생시키는 기준 전압 발생 수단; 상기 적어도 하나의 셀의 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 전압 비교 수단; 상기 기준 전압을 상대 변화시키는 복수의 전압 전환 회로를 포함하는 전환 유닛; 및 판정 수단을 포함하며, 상기 판정 수단은 상기 전압 비교 수단으로부터 출력된 비교의 결과에 근거하여 상기 배터리팩의 상태를 판정하며, 상기 전압 판정 수단에 의해 검출된 적어도 하나의 셀의 전압과 상기 기준 전압 간의 비교 결과, 및 상기 복수의 전압 전환 회로에 의해 상기 기준 전압이 단계적으로 상대 변화하는 때의 상기 전압 비교 수단에 의한 비교의 결과에 근거하여 상기 기준 전압의 자발 변화가 있는지 여부를 판정한다.

상기 복수의 전환 회로에 의한 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 상기 적어도 하나의 셀의 전체 전압 범위 내에서 적어도 하나의 셀에 의해 사용되는 사용 전압 범위로 설정되고, 상기 전체 전압 범위는 상기 적어도 하나의 셀의 최대 전압에서 최소 전압까지로 정의되며, 상기 판정 수단은 상기 복수의 전압 전환 회로에 의해 단계적으로 전환된 기준 전압의 복수의 레벨(plural levels)과 상기 적어도 하나의 셀의 전압 간의 각각의 비교 결과에 근거하여 상기 기준 전압의 자발 변화를 검출한다.

상기한 바와 같이, 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 각 셀에 의해 사용되는 전압 범위 내로 제한되기 때문에, 상기 전환 수단에 제공되는 전압 전환회로의 수를 최소화할 수 있다. 그러므로 배터리팩 제어장치의 규모의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 2에 따른 본 발명에서, 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 상한을 가지며, 상기 상한은 상기 적어도 하나의 셀의 과충전을 나타내는 전압으로 설정되고, 상기 판정 수단은 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위의 상한을 초과할 때 상기 적어도 하나의 셀이 과충전되는 이상 판정을 실행한다.

이는 셀의 과충전으로 인한 고장을 방지하고, 그러므로 셀의 안전성을 향상시킬 수 있다.

청구항 3에 따른 본 발명에서, 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 하한을 가지며, 상기 하한은 상기 적어도 하나의 셀의 과방전을 나타내는 전압으로 설정되고, 상기 판정 수단은 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위의 하한 아래로 떨어지는 것으로 판정될 때 상기 적어도 하나의 셀의 동작을 정지시킨다.

상기 셀의 동작은 과방전의 경우에 정지되기 때문에, 상기 셀이 더 방전되는 것을 방지할 수 있고, 그러므로 상기 셀의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

청구항 4에 따른 본 발명에서, 상기 기준 전압 발생 수단, 상기 전압 비교 수단 및 상기 전환 수단이 과충방전 검출회로를 구성하는 경우, 상기 과충방전 검출회로는 상기 복수의 셀 각각에 대하여 복수로 제공된다.

하나의 셀의 과방전이 복수의 과충방전 회로에 의해 감시되기 때문에, 각 셀의 과충방전 감시의 용장성(redundancy)을 증진시킬 수 있다. 복수의 전환 수단이 하나의 셀에 대하여 제공되더라도, 기준 전압의 상대 변화의 범위는 상기 셀에 의해 사용되는 전압 범위 내에 있도록 제한된다, 이러한 이유로, 각 전환 수단에 제공되는 복수의 전압 전환 회로의 수는 최소화된다. 그러므로 상기 셀의 과충전 및 과방전의 감시의 용장성이 증진되더라도, 배터리팩 제어 장치의 규모가 증대되는 것을 억제할 수 있다.

청구항 5에 따른 본 발명에서, 상기 사용 전압 범위는 상기 전체 전압 범위 중 가장 사용빈도가 높은 전압을 중심으로 설정된 범위이다.

이는 가장 사용 빈도가 높은 전압에 대한 과충전 및 과방전을 적절히 판정한다.

청구항 6에 따른 본 발명에서, 상기 각 셀은 내연기관으로부터 출력된 구동력 및 주행용 전동모터로부터 출력된 구동력 중 적어도 하나에 의해 주행가능한 차량에 탑재되며, 상기 적어도 하나의 셀에 의해 사용되는 상기 사용 전압 범위는 적어도 하나의 셀의 완전 충전 전압에 대해서 60%±20%이하의 범위이다.

내연기관으로부터 출력된 구동력과 구동 전동모터로부터 출력된 구동력 중 적어도 하나로 주행할 수 있는 하이브리드 차량과 같은 차량에서, 셀의 완전 충전 전압에 대해서 60% 전후의 전압의 사용 빈도가 높기 때문에, 기준 전압을 상대 변화시키는 전압의 범위를 이 60%±20%의 범위로 한정함으로써 과충방전을 적절히 판정할 수 있다.

청구항 7에 따른 본 발명에서, 상기 각 셀은 주해용 전동모터로부터 출력된 구동력에 의해 주행가능한 차량에 탑재되며, 상기 적어도 하나의 셀에 의해 사용되는 상기 사용 전압 범위는 적어도 하나의 셀의 완전 충전전압에 대하여 80%에서 -40%이하까지의 범위이다.

구동 전동 모터로부터 출력된 구동력으로 주행할 수 있는 전기 차량과 같은 차량에서, 셀의 완전 충전 전압에 대해서 80%의 전압의 사용 빈도가 높기 때문에, 기준 전압을 상대 변화시키는 전압의 범위를 이 80%로부터 -40%이하까지의 범위로 한정함으로써 과충방전을 적절히 판정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리팩 제어 장치를 포함하는 배터피팩 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 리튬 이온 배터리의 전압 특성을 나타내는 도면이다.
도 3은 전압 전환 회로의 수를 설명하는 도면이다.
도 4는 과충전을 검출하는 이상 검출 처리의 내용을 나타내는 플로차트이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리팩 제어 장치를 포함하는 배터리팩 제어 시스템의 전체 구성도이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다. 다음의 실시 예들에서, 동일 참조 부호는 동일 또는 균등한 부분에 부여된다.

(제1 실시 예)

이하 본 발명의 제1 실시 예에 대하여 상응하는 도면들을 참조하여 설명한다. 본 실시 예에 따른 배터리팩 제어 장치는 내연기관으로부터 출력되는 구동력 및 주행용 전동모터로부터 출력되는 구동력 중 적어도 하나에 의해 주행가능한 차량, 예를 들면 하이브리드 차량(HV 차량)과 같은 차량에 탑재되는 차량탑재 배터리의 감시에 적용될 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따른 배터리팩 제어 장치는 주행용 전동모터로부터 출력되는 구동력에 의해 주행가능한 차량, 예를 들면 전기 차량(EV 차량)과 같은 차량에 탑재되는 차량탑재 배터리의 감시에 적용될 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 따른 배터리팩 제어 장치를 포함하는 배터리팩 제어의 전체 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 배터리팩 제어 시스템에는 배터리팩(1)과 배터리팩 제어 장치(2)가 설비된다.

상기 배터리팩(1)은 복수의 셀(1a, 1b, 1c, 1ㅇ)이 직렬로 접속되어 구성되는 전압원이다. 각 셀(1a 내지 1d)은 예를 들면 충전가능한 리튬이온 2차 배터리이다. 상기 배터리팩(1)은 예를 들면 하이브리드 차량의 경우 차량의 가속 동안 모터가 엔진을 어시스트(assist)할 때의 전력 공급원으로서 이용된다. 한편, 전기 차량의 경우, 상기 배터리팩(1)은 주행용 전동모터의 구동력을 발생시키는 전력 공급원으로서 이용된다.

상기 배터리팩 제어 장치(2)는 각 셀(1a 내지 1d)의 전압과 규정치(역치)를 비교함으로써 각 셀(1a 내지 1d)에서의 전압을 감시하도록 구성되는 장치이다. 각 셀(1a 내지 1d)은 2차 배터리이기 때문에, 상기 배터리팩 제어 장치(2)는 각 셀(1a 내지 1d)의 과충방전을 감시하도록 적용된다. 이와 같은 상기 배터리팩 제어 장치(2)는 과충방전 검출회로(3) 및 배터리 ECU(4)를 구비하여 구성된다.

상기 과충방전 검출회로(3)는 복수의 셀(1a 내지 1d)로 구성되는 하나의 블록(block)의 상태를 감시하도록 구성되는 회로이다. 본 실시 예에서, 4개의 셀(1a 내지 1d)이 하나의 블록을 구성하고, 하나의 과충방전 검출회로(3)는 이 하나의 블록에 접속된다.

실제로 복수의 블록은 서로 직렬로 연결된다. 상기 과충방전 검출회로(3)는 각각의 블록에 접속되고, 각각의 과충방전 검출회로(3)는 배터리 ECU(4)에 접속된다. 도 1에서는 블록들에서 하나의 블록과 하나의 과충방전 검출회로(3)를 대표적으로 나타낸 것이다.

또한, 상기 과충방전 검출회로(3)는 대응하는 블록의 양단의 전압을 입력하고, 대응하는 셀의 양단의 전압을 배터리 ECU(4)로 출력한다. 이를 위하여 상기 과충방전 검출회로(3)는 대응하는 블록의 양극 단자 측에서 전압(VBB1)을 출력하기 위한 양극 단자(10)와, 대응하는 블록의 음극 단자 측에서 전압(VBB2)을 출력하기 위한 음극 단자(11) 및 스위치(20, 21)로 구성된다. 상기 양극 단자(10)와 음극 단자(11)는 상기 과충방전 검출회로(3)와 배터리 ECU(4) 사이에 제공된 각 스위치(20, 21)가 턴온 또는 턴오프될 때 상기 배터리 ECU(4)에 접속된다.

상기 과충방전 검출회로(3)에는 기준 전압원(30, 31, 32, 33), 전환 유닛(40), 비교기(comparator)(50, 51, 52, 43), OR 회로(60), AND 회로(61) 및 I/F 유닛(70)이 구비된다.

상기 각 기준 전압원(30 내지 33)은 대응하는 셀(1a 내지 1d)의 음극에서의 전위에 대한 일정한 기준 전압(Vref)을 발생시키는 전압원이다. 상기 각 기준 전압원(30 내지 33)은 비교기(50 내지 53) 중 대응하는 비교기의 반전 입력 단자(-)와 셀(1a 내지 1d) 중 대응하는 셀의 음극 사이를 접속한다.

상기 전환 유닛(40)은 셀(1a 내지 1d) 중 대응하는 하나에서 전압으로부터 역치에 대응하는 역치 전압을 발생하도록 구성되는 전환 수단이다. 다시 말해서, 상기 기준 전압을 상대 변화시키도록 하는 역할을 한다. 상기 역치 전압은 비교기(50 내지 53) 중 대응하는 하나의 비반전 입력 단자(+)로 출력된다.

상기 전환 유닛(40)은 셀(1a 내지 1d) 각각에 대하여 제공되고, 상기 기준 전압의 상대 변화하도록 적용되는 복수의 전압 전환 회로(41)를 포함한다. 상기 전압 전환 회로(41) 각각은 PNP 트랜지스터(42), 레지스터(43, 44, 45) 및 다이오드(46)로 구성된다.

상기 전압 전환 회로(41)의 구성은 각 셀(1a 내지 1d)에 대하여 공통적이기 때문에, 셀(1a)에 대한 구성을 설명한다.

상기 트랜지스터(42)의 에미터(emitter)는 셀(1a)의 양극에 접속되고, 그의 콜렉터(collecter)는 레지스터(43)를 통해 비교기(50)의 비반전 입력 단자에 접속된다. 상기 레지스터(44)는 트랜지스터(42)의 베이스와 셀(1a)의 양극 간을 접속하며, 상기 레지스터(45)와 다이오드(46)는 트랜지스터(42)의 베이스에 접속된다.

상기 다이오드(46)는 콜렉터 및 트랜지스터(47)의 에미터를 통해 셀(1a)의 음극에 접속되도록 상기 전환 유닛(40)에 제공된 트랜지스터(47)의 콜렉터에 접속된다. 상기 트랜지스터(47)는 각각 직렬 접속된 셀(1a 내지 1d)의 전압 전환 회로(41)에 대하여 공통으로 된다.

상기 트랜지스터(47)는 과충방전 검출 회로(3)에 제공된 클록 단자(clock terminal)(12)로 입력된 클록 신호(CLK1)에 응답하여 구동된다. 구체적으로, 레지스터(62, 63)는 클록 단자(12)와 셀(1a)의 음극 사이에서 서로 직렬로 접속되고, 상기 레지스터(62, 63) 간의 접속 포인트는 트랜지스터(47)의 베이스에 접속된다. 상기 트랜지스터(47)는 클록 신호(CLK1)가 논리 "H"일 때 전도한다(도통 상태로 된다). 클록 신호의 논리 "H" 및 "L"은 과충방전 검출회로(3)와 배터리 ECU(4) 간의 스위치(22)가 배터리 ECU(4)에 의해 턴온/턴오프되는 것으로 생성된다.

이와 같은 전압 전환회로(41)는 셀(1a)에 대하여 복수로 제공된다. 레지스터(48, 49)는 셀(1a)의 양단 사이에서 서로 직렬로 접속된다. 하나의 셀(1a)에 제공된 대응하는 각각의 전압 전환회로(41)의 각각의 레지스터(43)는 대응하는 레지스터(48, 49) 간의 접속 포인트에 접속되고, 상기 접속 포인트는 비교기(50)의 비반전 입력 단자에 접속된다.

또한, 전술한 바와 같이, 전압 전환회로(41) 각각은 트랜지스터(47)에 접속되고, 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)는 트랜지스터(47)에 각각 접속된다. 참조 부호 "n"은 하나의 셀(1a)에 제공된 전압 전환회로(41)의 수에 상당한다.

상기 클록 신호(CLK1)뿐만 아니라, 상기 클록 신호(CLK2 내지 CLKn)는 클록 단자(13, 14, 15)와 접속된 각 레지스터(62, 63)의 접속 포인트들로부터 각 트랜지스터(47)의 베이스로 입력된다. 클록 단자(13, 14, 15) 각각은 스위치(23, 24, 25) 중 대응하는 하나를 통해 배터리 ECU(4)에 접속된다. 상기 클록 신호(CLK2 내지 CLKn) 각각은 스위치(23, 24, 25) 중 대응하는 하나에서 생성되며, 온/오프 된다.

전술한 바와 같이, 상기 복수의 전압 전환회로(41)는 하나의 셀(1a)에 제공된다. 상기 클록 신호(CLK1)가 예를 들면 논리 "H"로 전환될 때, 대응하는 트랜지스터(47)는 도통 상태로 된다. 복수의 전압 전환회로(41)에서 대응하는 트랜지스터(42)를 턴온하고, 대응하는 레지스터(48, 49)의 접속 포인트에서 전위의 변화를 가져온다. 이는 셀(1a) 양단의 전압에 비교되는 역치 전압에서의 감소와 동일한 효과를 달성한다.

본 실시 예에서, 하나의 셀(1a)에 복수의 전압 전환회로(41)가 제공되기 때문에, 각 전압 전환회로(41)의 트랜지스터(42)의 온/오프 제한은 역치 전압의 값이 단계적으로 전환되도록 할 수 있다. 상기 역치 전압이 단계적으로 전환될 수 있는 범위의 상한과 하한은 과충전을 나타내는 역치 전압과 과방전을 나타내는 역치 전압을 나타낸다.

상기 복수의 전압 전환회로(41)가 이와 같이 하나의 셀(1a)에 제공되는 구성은 다른 셀들(1b 내지 1d)에 대해서도 공통적이다.

상기 비교기(50 내지 53)는 각각 기준 전압을 갖는 셀(1a 내지 1d)에서 전압을 비교하도록 적용된다. 상기 비교기(50 내지 53) 각각의 비반전 입력 단자에는 상기 전환 유닛(40)에 의해 전환된 역치 전압이 입력되고, 그의 반전 입력 단자에는 기준 전압원(30 내지 33) 중 대응하는 하나의 기준 전압이 입력된다. 구체적으로, 상기 비교기(50 내지 53) 각각의 반전 입력 단자에는 상기 셀(1a 내지 1d) 중 대응하는 하나의 음극에서의 전압에 대한 기준 전압이 입력된다. 상기 셀(1a 내지 1d) 중 대응하는 하나의 전압의 소정 분압(즉, 역치 전압)은 각 비교기(50 내지 53) 각각의 비반전 입력 단자로 입력된다.

상기 OR 회로(60)는 비교기(50 내지 53)의 각 출력의 논리 OR 신호를 발생시키는 논리 회로이다. 상기 AND 회로(61)는 비교기(50 내지 53)의 각 출력의 논리 AND 신호를 발생시키는 논리 회로이다. 이들 논리 OR과 AND 신호 및 상기 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)의 조합은 배터리 ECU(4)에 의해 과충전 또는 과방전을 판정하도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)가 논리 "L"이어서 과충전의 검출에 따라 상기 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)의 출력의 논리 OR, 상기 OR 회로(60)의 출력 및 상기 AND 회로(61)의 출력이 논리 "H"일 때, 모든 셀(1a 내지 1d)은 과충전이 아니고 정상이다. 또한, 상기 클록 신호(CKL1 내지 CKLn)의 출력의 논리 OR, 상기 OR 회로(60)의 출력 및 상기 AND 회로(61)의 출력이 논리 "L"일 때, 적어도 하나의 셀(1a 내지 1d)은 과충전이거나, 상기 전환 유닛(40), 기준 전압(30 내지 33) 및 비교기(50 내지 53) 중 어느 하나는 비정상이다.

한편, 상기 클록 신호(CLK1 내지 CKLn)가 논리 "H"이어서 과방전의 검출에 따라 상기 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)의 출력의 논리 OR, 상기 OR 회로(60)의 출력 및 상기 AND 회로(61)의 출력이 논리 "L"일 때, 모든 셀(1a 내지 1d)은 과방전이 아니고 정상이다. 또한, 상기 클록 신호(CKL1 내지 CKLn)의 출력의 논리 OR, 상기 OR 회로(60)의 출력 및 상기 AND 회로(61)의 출력이 논리 "H"일 때, 적어도 하나의 셀(1a 내지 1d)은 과방전이거나, 상기 전환 유닛(40), 기준 전압(30 내지 33) 및 비교기(50 내지 53) 중 어느 하나는 비정상이다.

상기 I/F 유닛(70)은 OR 회로(60) 및 AND 회로(61)의 출력에 근거하여 논리 OR 신호 및 논리 AND 신호를 배터리 ECU(4)로 출력하는 일정 전류 회로이다. 이와같은 I/F 유닛(70)은 레지스터(71), 다이오드(72). PNP 트랜지스터(73), 레지스터(74), 레지스터(75) 및 레지스터(76)로 구성된다. 상기 레지스터(75, 76)는 서로 직렬로 접속되고, 상기 레지스터(75)는 블록(직렬 연결된 4개의 셀(1a 내지 1d) 세트)의 음극에 접속된다.

OR 회로(60)에 대해서, 하나의 레지스터(71)는 OR 회로(60)의 출력 단자와 블록의 양극 간을 접속하고, 하나의 다이오드(72)는 블록의 양극과 OR 회로(60)의 출력 단자 간을 접속한다.

상기 하나의 트랜지스터(73)의 베이스는 OR 회로(60)의 출력 단자에 접속되고, 상기 하나의 트랜지스터(73)의 에미터는 하나의 레지스터(74)를 통해 블록의 양극에 접속된다. 상기 하나의 트랜지스터(73)의 콜렉터는 레지스터(76)에 접속된다.

상기 AND 회로(61)에 대한 상기 I/F 유닛(70)의 구성은 OR 회로(60)에 대한 I/F 유닛(70)의 구성과 동일하다. 이들 구성에 의해, 상기 트랜지스터(73)는 OR 회로 또는 AND 회로(61)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되기 때문에, 상기 I/F 유닛(70)의 합성 저항은 변화한다.

상기 I/F 유닛(70)의 각 레지스터(76)는 과충방전 검출 회로(3)에 제공된 레지스터(64)를 통해 블록의 음극에 접속되고, 상기 레지스터들(76, 74) 간의 접속 포인트는 상기 과충방전 검출회로(3)에 제공된 출력 단자(16)에 접속된다. 상기 출력 단자(16)는 상기 과충방전 검출회로(3)와 배터리 ECU(4) 사이에 제공된 스위치(36)의 온/오프에 따라 상기 배터리 ECU(4)에 접속된다. 이는 상기 과충방전 검출회로(3)의 출력(OCDS)으로서 I/F 유닛(70)으로부터 출력된 논리 OR 신호 또는 논리 AND 신호를 배터리 ECU(4)에 입력되도록 한다.

상기 배터리 ECU(4)는 비교기(50 내지 53)로부터 출력된 비교 결과들에 근거하여 배터리 팩(1)의 상태를 결정하는 기능을 갖는다. 구체적으로, 상기 배터리 ECU(4)는 각 셀(1a 내지 1d)에서의 전압이 과충방전 검출회로(3)와 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)의 출력의 논리 조합에 근거한 일정한 전압 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 이는 상기 배터리 ECU(4)가 셀(1a 내지 1d)의 과충전 또는 과방전을 검촐하는 결과를 가져오며, 이에 따라 상기 배터리 팩(1)의 상태를 판정한다.

또한, 상기 배터리 ECU(4)는 블록 전압 검출부(4a)에 의해 검출된 셀(1a 내지 1d)에서의 전압 및 복수의 전환 회로(41)에 의해 기준 전압이 단계적으로 변화할 때 비교기(50 내지 53)의 출력에 근거한 기준 전압에서 자발 변화가 있는지 여부를 검출하기 위한 기능을 갖는다. 이러한 이유로 상기 배터리 ECU(40)에는 블록 전압 검출부(4a)가 제공된다.

상기 블록 전압 검출부(4a)는 블록의 전압, 즉 직렬 연결된 네 개의 셀(1a 내지 1d)의 전압을 측정하도록 적용된다. 이러한 이유로, 상기 블록 전압 검출부(4a)는 스위치(20)를 통해 양극 단자(10)에 접속되고, 스위치(21)를 통해 음극 단자(11)에 접속된다. 또한, 상기 블록 전압 검출부(4a)는 블록의 전압을 셀(1a 내지 1d)의 수로 분할하며, 이에 따라 하나의 셀에서의 전압의 평균을 얻는다. 상기 셀(1a 내지 1d)의 이러한 추정 값은 전환 유닛(40)에서 기준 전압 각각의 자발 변화의 검출에 이용된다.

구체적으로, 상기 배터리 ECU(4)는 다음의 절차로 기준 전압의 자발 변화를 검출한다. 먼저, 블록 전압 검출부(4a)는 블록의 전압을 검출한다. 또한, 상기 배터리 ECU(4)는 상기 전환 유닛(40)의 전압 전환 회로(41)를 전환해서 기준 전압을 상대변화시킨 때의 상기 비교기(50 내지 53)의 출력을 얻는다. 즉, 상기 배터리 ECU(4)는 OR 회로(600 및 AND 회로(61)의 출력을 얻는다.

이후, 상기 배터리 ECU(4)는 블록 전압 검출부(4a)에 의해 검출된 셀(1a 내지 1d) 각각의 추정 값과 대응하는 기준 전압 간의 비교 결과와, 복수의 전압 전환 회로(41)에 의해 복수의 레벨로 단계적으로 변화된 대응 기준 전압에 따라 과충방전 검출회로(3)에 의한 비교 결과(즉, OR 회로(60) 및 AND 회로(61)의 출력)를 비교한다. 그 결과, 대응 비교 결과가 서로 일치할 때 이상이 없음, 또는 대응 비교 결과가 서로 불일치할 때 대응 기준 전압에서 자발 변화가 있음을 판정한다.

상기와 같은 배터리 ECU(4)는 CPU, ROM, EEPROM, RAM 등(미도시)을 포함하는 마이크로컴퓨터를 구비한다. 상기 마이크로컴퓨터에 저장된 프로그램에 따라, 상기 배터리 ECU(4)는 블록의 각 셀(1a 내지 1d)의 과충전 또는 과방전을 감시하고, 상기 기준 전압에서의 자발 변화를 검출한다.

이상이 본 실시 예에 따른 배터리팩 제어 시스템 및 배터리팩 제어 장치(2)의 전체 구성이다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 각 셀(1a 내지 1d)에 대한 전압 전환 회로(41)의 수에 대해서 설명한다.

도 2는 리튬 이온 배터리의 전압 특성을 나타내는 도면이다. 수평축은 셀(1a 내지 1d)에서의 충전 상태(SOC)를 나타내며, 수직축은 셀 단자 전압(하나의 셀의 양단에서의 전압)를 나타낸다. 도 3은 전압 전환 회로(41)의 수를 나타내는 도면이다.

여기에서, 상기 SOC가 100%다는 것은 하나의 셀이 완전히 충전된 것임을 의미한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 리튬 이온 배터리의 전압 특성은 SOC가 0%에서 수 퍼센트에 도달할 때까지 3.3V 정도까지 급격히 증가하는 것을 나타낸다. 상기 셀 단자 전압은 SOC가 몇 퍼센트에서 100%에 도달할 때까지 일정한 상승률로 상승하고, SOC가 100%를 초과한 후 120%정도에 도달할 때까지 일정한 상승률에 비하여 큰 상승률로 상승한다. 상기 셀 단자 전압은 SOC가 120%일 때 5.0V 정도로 된다.

상기 리튬 이온 배터리의 전압 특성에서, 리튬 이온 배터리의 전체 전압 범위(80)는 최소 전압으로부터 최대 전압까지의 범위이다. 이러한 이유로, 리튬 이온 배터리의 전체 전압 범위(80)는 0V에서 5.0V까지의 범위이다. 구체적으로, 각 셀(1a 내지 1d)의 전체 전압 범위(80)는 0V에서 5.0V까지의 범위이며, 이는 0%에서 120%까지의 SOC의 범위에 대응한다.

상기 배터리팩(1)은 예를 들면 하이브리드 차량 또는 전기 차량에 탑재된다. 상기 전체 전압 범위(80)에 대응하는 각각의 사용 전압 범위(81, 82)는 하이브리드 차량 또는 전기 차량 중 대응하는 하나에 따라 결정된다, 구체적으로, 각 셀(1a 내지 1d)의 0에서 5.0V의 전체 전압 범위의 일부가 사용된다.

각 사용 전압 범위(81, 82)는 전체 전압 범위(80) 내에서 각 셀(1a 내지 1d)에 의해 사용되는 전압 범위이다. 각 사용 전압 범위(81, 82)는 가장 사용 빈도가 높은 전압을 중심으로 설정된다 이는 가장 사용 빈도가 높은 전압에 대해서 과충전 및 과방전을 적절히 판정할 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 배터리팩(1)이 하이브리드 차량에 탑재될 때, 각 셀(1a 내지 1d)에 대하여 사용되는 사용 전압 범위(81)는 예를 들면 각 셀의 완전 충전 전압의 60%±20%의 범위이다(도 2 참조). 즉, 하이브리드 차량에서의 각 셀(1a 내지 1d)의 사용 전압 범위는 40%에서 80%까지의 SOC의 범위와 동일한 셀-단자 전압 범위에 대응한다. 상기 셀 단자 전압 범위는 예를 들면 3.6V에서 3.8V까지이다.

하이브리드 차량의 경우, 전체 전압 범위(80) 내에서 가장 사용 빈도가 높은 전압에 대응하는 SOC는 60%이며, 상기 사용 전압 범위(81)는 각 셀의 완전 충전 전압의 60%±20%의 범위로 제한되며, 사용 빈도에 따라 ±10%로 더 제한된다.

한편, 상기 배터리팩(1)이 전기 차량에 탑재될 때, 각 셀(1a 내지 1d)에 대하여 사용되는 사용 전압 범위(82)는 예를 들면 각 셀의 완전 충전 전압의 20%에서 90%까지 범위이다(도 2 참조). 즉, 전기 차량에서 각 셀(1a 내지 1d)의 사용 전압 범위(82)는 20%에서 90%까지 SOC의 범위와 동일한 셀 단자 전압 범위에 대응한다.

전기 차량의 경우, 전체 전압 범위(80) 내에서 가장 높은 사용 빈도를 갖는 전압에 대응하는 SOC는 80%이며, 상기 사용 전압 빈도(8)는 각 셀의 완전 충전 전압의 80%에서 -40%까지의 범위로 제한된다(80%에 대해서 0% 내지 -40%). 상기 사용 전압 범위(82)는 예를 들면 3.5V 내지 4.0V까지이다. 상기 사용 전압 범위(82)는 -20%와 같이 -40% 이하로 더 제한될 수 있다.

또한, 각 셀(1a 내지 1d)에서의 전압이 어떤 사용 전압 범위(81, 82)를 초과할 때, 상기 전압은 이상 전압으로 되는 것으로 추정한다. 각 셀(1a 내지 1d)에서의 전압이 어떤 사용 전압 범위(81, 82) 이하로 떨어질 때, 상기 전압은 동작 금지 전압으로서 간주된다.

복수의 전압 전환 회로(41)에 의한 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 셀(1a 내지 1d) 중 대응하는 하나의 전체 전압 범위(80)의 일부(사용 전압 범위(81, 82) 내로 설정된다. 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 상한이 각 셀(1a 내지 1d)의 대응하는 하나의 과충전ㅇㄹ 나타내는 전압으로 설정되고, 하한이 셀(1a 내지 1d)의 대응하는 하나의 과방전을 나타내는 전압으로 설정되도록 설정된다.

다시 말해서, 복수의 전압 전환 회로(41)는 전체 전압 범위(80)의 일부, 즉 사용 전압 범위(81, 82)를 만족하도록 위치되고, 상기 전압 전환 회로(41)의 수는 사용 전압 범위(81, 82)를 충족하는 수로 설정된다.

그 결과, 전체 전압 범위(80), 즉 0V 내지 5.0V까지의 범위 내에서의 전압의 전환 간격이 0.2V일 때, 25개의 전압 전환 회로(41)가 필요로 된다. 그러나 전압 사용 범위(81, 82) 각각이 3.1V에서 4.1V까지의 범위로 설정될 때, 이 범위는 5개의 전압 전환 회로(41)만을 필요로 한다. 상기 사용 전압 범위(81 또는 82)에 대한 기준 전압에서의 상대 변화 제한은 전압 전환 회로(41)의 수 및 사이즈를 감소하도록 할 수 있다.

상기 전압 전환 회로(41)의 수는 전환 유닛(40)에 의한 과충방전 검추 ㄹ역치의 전환의 정확성을 고려하여 설정될 수 있음을 알 수 있다. 하나의 전압 전환 회로(41)의 전압 전환 정확성이 0.97V에서 1.03V까지의 범위와 동일한 ±3%인 것으로 가정하면, 상기 과충전 역치가 4.0V로 설정될 때 ±0.12V이다. 그러므로, 전압 전환 회로(41)를 0.24(≒0.2V) 간격으로 설정하면, 사용 전압 범위(81, 82) 각각은 철저하게 커버되도록 한다. 구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 4.0V±0.2V, 3.8V±0.2V, 3.6V±0.2V, 3.4V±0.2V, 및 3.2V±0.2V가 얻어진다.

예를 들면, 상측(과충전)이 4.0V로 판정되면, 제1 역치가 제1 측정 전압보다 높을 때 정상이지만(도 3 참조), 최대 0.2V가 제1 측정 전압에 부가될 때 비정상이다. 유사하게, 제1 역치가 제2 측정 전압보다 높을 때 정상이지만(도 3 참조), 최대 0,4V가 제1 측정 전압에 부가될 때 비정상이다. 그러므로 상기 기준 전압은 0.4V까지 변위될 수 있다.

상기 사용 상한 4.0V이 0.4V만큼 변위할 때 전압 전환 회로(41)에 의한 전압 변위 폭의 상한은 4.4V로 되고, 이는 이상 검출 성능을 저하시킨다. 그러므로, 상기 전압 전환 간격을 0.1V로 설정하는 것은 이상 검출이 제1 측정 전압과 최대 0.2V의 합으로 설정되도록 하며, 4.0V의 사용 상한에서 4.2V까지 이상 판정을 제한한다.

다음으로, 도 4를 참조하여 이상 검출에 대한 배터리 ECU(4)의 동작을 설명한다. 도 4는 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출의 내용을 나타내는 플로차트이다. 이 이상 검출 내용은 배터리 ECU(4)에 저장된 프로그램을 가동시킴으로써 실행된다. 상기 이상 검출 내용은 배터리 ECU(4)가 파워 온/오프 될 때 또는 외부 지시를 받을 때 개시된다.

단계 100에서, 플로차트가 개시될 때, 전압 측정이 실행된다. 구체적으로, 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)가 각 전압 전환 회로(41)에 입력됨에 따라 대응 역치 전압이 단계적으로 전환되는 동안, 상기 과충방전 검출 회로(3)의 출력(OCDS)은 배터리 ECU(4)로 입력된다.

단계 110에서, 단계 100에서 얻어진 출력(OCDS) 및 클록 신호(CLK1 내지 CLKn)에 근거하여 각 셀(1a 내지 1d)에서의 전압이 대응하는 사용 전압 범위(81, 82) 내에 있는지 여부가 판정된다. 다시 말해서, 각 셀(1a 내지 1d)이 과충전이나 과방전인지 여부 또는 정상인지 여부를 판정한다. 각 셀(1a, 1b, 1c, 1d)에서의 전압이 대응하는 사용 전압 범위(81, 82) 내에 있지 않은 것으로 판정될 때, 즉 상기 셀(1a, 1b, 1c, 1d)이 과충전 또는 과방전인 것으로 판정될 때, 단계 150으로 진행한다. 한편, 각 셀(1a 내지 1d)에서의 전압이 대응하는 사용 전압 범위(81, 82)내에 있는 것으로 판정될 때, 단계 120으로 진행한다.

단계 120 내지 140은 각 기준 전압의 자발 변화를 검출하는 동작들이다. 먼저, 단계 120에서 측정 전압에 대한 전환이 실행된다. 구체적으로, 상기 셀(1a 내지 1d)의 블록의 전압은 블록 전압 검출부(4a)에 의해 측정되고, 하나의 셀의 추정 값과 대응하는 기준 전압의 크기(대소 관계)가 비교된다.

단계 130에서는 판정이 실행된다. 구체적으로, 각 비교 결과가 서로 일치하는지 여부가 판정된다. 각 비교 결과가 서로 일치할 때, 이상이 없음을 판정한다. 한편, 각 비교 결과가 서로 일치하지 않을 때, 기준 전압의 자발 변화가 발생하는 것으로 판정된다.

단계 140에서, 단꼐 130에서의 판정 결과가 저장되고, 이후 이상 검출 처리는 종료된다.

단계 150 내지 170은 셀(1a, 1b, 1c, 1d)에서의 전압이 이상이 있을 때의 동작들이다. 단계 150에서, 단계 110에서 사용 전압 범위(81, 82) 내에서는 없는 것으로 판정된 전압이 사용 전압 범위(81, 82)의 상한, 즉 과충전 역치 전압을 초과하는지 여부를 판정한다. 이 단계에서, 상기 전압이 사용 전압 범위(81, 82)의 상한을 초과할 때, 단계 160으로 진행된다. 한편, 상기 전압이 사용 전압 범위(81, 82)의 상한을 초과하지 않을 때 단계 170으로 진행된다.

단계 160에서, 상기 전압이 단계 150에서 사용 전압 범위(81, 82)의 상한을 초과할 때, 즉 각 셀(1a, 1b, 1c, 1d)에서의 전압이 대응하는 기준 전압에서의 상대 변화의 범위의 상한을 초과할 때, 상기 대응하는 셀(1a, 1b, 1c, 1d)은 과충전으로 된다. 그런 다음, 이러한 이상 상태가 저장된다.

한편, 단계 170에서, 상기 전압이 단계 150의 사용 전압 범위(81, 82)의 상한을 초과하지 않을 때, 즉 셀(1a, 1b, 1c, 1d)에서의 전압이 대응하는 기준 전압에서의 상대 변화의 범위의 하한 아래로 떨어질 때, 대응하는 셀(1a, 1b, 1c, 1d)의 동작을 금지(정지)시키는 동작 금지 처리가 실행되고, 이후 이상 검출 처리는 종료된다.

전술한 바와 같이, 본 실시 예에서 상기 전환 유닛(40)은 복수의 전압 전환 회로(41)를 포함하고, 복수의 레벨로 대응하는 기준 전압이 단계적으로 상대 변화하는 동안 대응하는 기준 전압의 자발 변화를 검출하는 것으로 특징된다. 이는 기준 전압의 자발 변화를 검출하도록 기준 전압이 한 단계만으로 변위되는 경우에 비하여, 대응하는 기준 전압을 더욱 세밀하게 분할할 수 있다. 이는 기준 전압의 자발 변화를 판정하는데 정확성을 증대시킬 수 있는 결과를 가져온다.

기준 전압의 자발 변화의 판정 정확성의 증대는 배터리팩(1)에서의 기준 전압의 자발 변화를 신뢰있게 판정될 수 있도록 하며, 이 배터리팩(1)은 안전 및 신뢰성을 필요로 하는 하이브리드 차량 또는 전기 차량에 이용되는 것이다.

또한, 복수의 전압 전환회로(41)에 의한 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 각 셀(1a 내지 1d)의 전체 전압 범위의 일부로서 사용 전압 범위(81, 82) 내로 설정되는 것을 특징으로 한다. 이는 각 셀(1a 내지 1d)의 전체 전압 범위에 걸쳐 기준 전압을 상대 변화시키도록 요구되는 전압 전환회로(41)를 제공할 필요성을 없애며, 각 셀(1a 내지 1d)에 대한 전압 전환회로(41)의 수를 최소화할 수 있다. 그러므로 배터리팩 제어 장치(2)의 사이즈가 증가하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 각 셀(1a 내지 1d)이 과충전 또는 과방전인지 여부를 판정한다. 셀(1a, 1b, 1c, 1d)이 과충전으로 판정될 때, 그의 과충전으로 인한 셀(1a, 1b, 1c, 1d)의 손상을 방지하도록 이상 판정이 실행되며, 이에 따라 셀(1a 내지 1d)의 안전성을 향상시킨다. 한편, 셀(1a, 1b, 1c, 1d)이 과방전되는 것으로 판정될 때, 대응하는 셀(1a, 1b, 1c, 1d)의 동작은 정지된다. 이는 대응하는 셀(1a, 1b, 1c, 1d)이 더 방전되는 것을 방지하며, 이에 따라 셀(1a, 1b, 1c, 1d)의 신뢰성을 향상시킨다.

한편, 본 실시 예의 기재와 특허청구범위의 기재의 대응 관계에 대해서는, 블록 전압 검출부(4a)가 특허청구범위에 기재된 "전압 검출 수단"에 대응하고, 기준 전압원(30 내지 33)은 특허청구범위에 기재된 "기준 전압 발생 수단"에 대응한다. 또한, 비교기(50 내지 53), OR 회로(60), AND 회로(61)는 특허청구범위에 기재된 "전압 비교 수단"에 대응하며, 배터리 ECU(4)는 특허청구범위에 기재된 "판정 수단"에 대응한다. 또한, 전환 유닛(40)은 특허청구범위에 기재된 "전환 수단"에 대응한다.

(제2 실시 예)

본 실시 예에서, 제1 실시 예와 다른 부분들에 대해서만 설명한다. 본 실시 예에서, 복수의 과충방전 회로(3)는 하나의 블록으로 제공된다.

도 5는 본 실시 예에 따른 배터리팩 제어 장치(2)를 포함하는 배터리팩 제어 시스템의 전체 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 내지 N번째 과충방전 검출 회로(3)의 N수는 하나의 블록으로 제공된다. 구체적으로, 복수의 셀(1a 내지 1d) 중 하나의 셀에 대하여, 복수의 세트의 기준 전압원(30 내지 33), 비교기(50 내지 53) 및 전환 유닛(40)이 제공된다.

그러므로, 상기 배터리 ECU(4)에서 과충방전은 상기 광충방전 검출 회로(3) 각각의 검출 결과에 근거하여 검출되며, 과충방전 검출 회로(3)의 각각의 결과는 서로 상호 비교된다. 상기 블록 전압 검출부(4a)는 복수의 과충방전 검출회로(3)에 대응하여 복수로 제공될 수 있음을 알 수 있다.

전술한 구성은 각 셀(1a 내지 1d)의 과방전을 복수의 과충방전 검출회로(3)에 의해 감시되도록 한다. 이러한 이유로, 각 셀(1a 내지 1d)의 과충방전 검출의 용장성(redundancy)을 증진시킬 수 있다. 또한, 기준 전압에서의 자발변화가 어떠한 과충방전 검출회로(3)에 발생하더라도, 다른 과충방전 검출회로(3)의 결과를 이용함으로써 전압 감시를 계속하도록 할 수 있다.

복수의 전환 유닛(40)이 셀(1a 내지 1d) 각각에 대하여 제공되더라도, 복수의 전압 전환회로(41)에 의한 대응 기준 전압의 상대 변화의 범위는, 하나의 과충방전 검출회로(3)에서 셀(1a 내지 1d) 중 대응하는 하나의 전체 전압 범위의 일부로서 사용 전압 범위(81, 82)로 설정된다. 이러한 이유로, 상기 각 과충방전 검출회로(3)의 전환 유닛(40)에 제공될 전압 전환회로(3)의 수는 최소화된다. 그러므로, 배터리팩 제어 장치(2)의 규모의 증대를 억제할 수 있다.

(다른 실시 예들)

제1 및 제2 실시 예 각각에서, 배터리 팩(1)을 구성하는 셀(1a 내지 1d) 각각에 대하여 이용되는 리튬 이온 2차 배터리가 예로서 설명되었지만, 다른 타입의 2차 배터리가 사용될 수 있다. 상기 배터리 팩(1)은 하이브리드 차량 또는 전기 차량에 설치될 필요는 없다. 다시 말해서, 상기 배터리 팩(1)은 차량에 설치될 필요는 없다.

제1 및 제2 실시 예 각각에서, 블록 전압 검출부(4a)는 하나의 블록의 전압을 측정하도록 적용되지만, 하나의 셀(1a)의 전압을 측정하도록 적용될 수 있다.

제1 및 제2 실시 예 각각에 나타낸 과충방전 검출 회로(3)의 회로 구성은 예시이며, 다른 회로 구성이 이용될 수 있다.

제1 및 제2 실시 예 각각에서, 배터리 팩(1)은 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 전원으로서 이용되지만, 플러그-인 하이브리드(plug-in hybride)용 배터리로 이용될 수 있다. 이 경우, 사용 전압 범위는 하이브리드 차량용 사용 전압 범위(81) 및 전기 차량용 사용 전압 범위(82) 사이의 범위로 설정될 수 있다.

1: 배터리 팩
1a 내지 1d: 셀
4a: 블록 전압 검출부(전압 검출 수단)
30 내지 33: 기준 전압원(기준 전압 발생 수단)
50 내지 53: 비교기(전압 기교 수단)
60: OR 회로(전압 비교 수단)
61: AND 회로(전압 비교 수단)
41: 전압 전환 회로
40: 전환 유닛(전환 수단)
4: 배터리 ECU(판정 수단)
80: 셀의 전체 전압 범위
81: 하이브리드 차량용 사용 전압 범위
82: 전기차량용 사용 전압 범위

Claims

배터리팩을 구성하는 직렬-연결된 복수의 셀의 전압을 감시하기 위한 배터리팩 제어 장치로서,
상기 복수의 셀에서 적어도 하나의 셀의 전압을 검출하는 전압 검출 수단;
기준 전압을 발생시키는 기준 전압 발생 수단;
상기 적어도 하나의 셀의 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 전압 비교 수단;
상기 기준 전압을 상대 변화시키는 복수의 전압 전환 회로를 포함하는 전환 유닛; 및
판정 수단을 포함하며,
상기 판정 수단은 상기 전압 비교 수단으로부터 출력된 비교의 결과에 근거하여 상기 배터리팩의 상태를 판정하며, 상기 전압 판정 수단에 의해 검출된 적어도 하나의 셀의 전압과 상기 기준 전압 간의 비교 결과, 및 상기 복수의 전압 전환 회로에 의해 상기 기준 전압이 단계적으로 상대 변화하는 때의 상기 전압 비교 수단에 의한 비교의 결과에 근거하여 상기 기준 전압의 자발 변화가 있는지 여부를 판정하며,
상기 복수의 전환 회로에 의한 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 상기 적어도 하나의 셀의 전체 전압 범위 내에서 적어도 하나의 셀에 의해 사용되는 사용 전압 범위로 설정되고, 상기 전체 전압 범위는 상기 적어도 하나의 셀의 최대 전압에서 최소 전압까지로 정의되며,
상기 판정 수단은 상기 복수의 전압 전환 회로에 의해 단계적으로 전환된 기준 전압의 복수의 레벨(plural levels)과 상기 적어도 하나의 셀의 전압 간의 각각의 비교 결과에 근거하여 상기 기준 전압의 자발 변화를 검출하는
배터리팩 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 상한을 가지며, 상기 상한은 상기 적어도 하나의 셀의 과충전을 나타내는 전압으로 설정되고,
상기 판정 수단은 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위의 상한을 초과할 때 상기 적어도 하나의 셀이 과충전되는 이상 판정을 실행하는
배터리팩 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위는 하한을 가지며, 상기 하한은 상기 적어도 하나의 셀의 과방전을 나타내는 전압으로 설정되고,
상기 판정 수단은 상기 기준 전압에서의 상대 변화의 범위의 하한 아래로 떨어지는 것으로 판정될 때 상기 적어도 하나의 셀의 동작을 정지시키는
배터리팩 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준 전압 발생 수단, 상기 전압 비교 수단 및 상기 전환 수단이 과충방전 검출회로를 구성하는 경우, 상기 과충방전 검출회로는 상기 복수의 셀 각각에 대하여 복수로 제공되는
배터리팩 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사용 전압 범위는 상기 전체 전압 범위 중 가장 사용빈도가 높은 전압을 중심으로 설정된 범위인
배터리팩 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 셀은 내연기관으로부터 출력된 구동력 및 주행용 전동모터로부터 출력된 구동력 중 적어도 하나에 의해 주행가능한 차량에 탑재되며,
상기 적어도 하나의 셀에 의해 사용되는 상기 사용 전압 범위는 적어도 하나의 셀의 완전 충전 전압에 대해서 60%±20%이하의 범위인
배터리팩 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 셀은 주해용 전동모터로부터 출력된 구동력에 의해 주행가능한 차량에 탑재되며,
상기 적어도 하나의 셀에 의해 사용되는 상기 사용 전압 범위는 적어도 하나의 셀의 완전 충전전압에 대하여 80%에서 -40%이하까지의 범위인
배터리팩 제어 장치.