特許 5780694 高効率操作ハイブリッド型電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5780694

(24)【登録日】2015年7月24日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】高効率操作ハイブリッド型電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/44 20060101AFI20150827BHJP

   H01G 9/28 20060101ALI20150827BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20150827BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20150827BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/44 PZHV

   H01G9/00 531

   H01M2/10 E

   H01M2/10 S

   H01M10/48 P

   H02J7/00 302C

【請求項の数】14

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2008-555135(P2008-555135)

(86)(22)【出願日】2007年1月6日

(65)【公表番号】特表2009-527873(P2009-527873A)

(43)【公表日】2009年7月30日

(86)【国際出願番号】KR2007000090

(87)【国際公開番号】WO2007097522

(87)【国際公開日】20070830

【審査請求日】2009年12月22日

【審判番号】不服2014-13206(P2014-13206/J1)

【審判請求日】2014年7月8日

(31)【優先権主張番号】10-2006-0015995

(32)【優先日】2006年2月20日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ジュヒュン・カン

(72)【発明者】

【氏名】ジョンミン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ド・ヤン・ジュン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・イー・ナムゴーン

【合議体】

【審判長】 中川 真一

【審判官】 矢島 伸一

【審判官】 藤井 昇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２５４２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６８１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０４９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１９１５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３３１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−６４９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−９５１７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01M 2/10

H01M 10/44 - 10/48

H02J 7/00 - 7/36

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異なる出力及び容量を有し、相対的に高出力且つ小容量ユニットモジュール及び相対的に低出力且つ大容量ユニットモジュールを含む２つ又はそれ以上のユニットモジュールを含むモジュールアセンブリと、
外部デバイスの操作中に、電池パックの電流及び／又は電圧を検出し、検出電流信号及び／又は検出電圧信号を制御ユニットに伝送するための検出ユニットと、
前記外部デバイスの操作が開始されるときに、前記モジュールアセンブリの前記高出力且つ小容量ユニットモジュールが、外部入力及び出力端子に接続されるようにスイッチングユニットを制御し、前記外部デバイスの操作中に、所定の臨界値と前記検出ユニットから受け取った前記電流信号及び／又は前記電圧信号との比較結果に基づき、前記モジュールアセンブリから最適なユニットモジュールを選択するための前記制御ユニットと、
前記制御ユニットの制御下において、前記モジュールアセンブリの特定のユニットモジュールを前記外部入力及び出力端子に電気的に接続するための前記スイッチングユニットとを含み、
前記所定の臨界値が、前記外部デバイスによって変化されることが可能である、電池パック。

【請求項2】

それぞれの前記ユニットモジュールは、ユニットセルとしてニッケル−金属水素化物二次電池、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）二次電池、コンデンサ及び／又はリチウム二次電池を含む請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記相対的に高出力且つ小容量ユニットモジュールは、ユニットセルとして超コンデンサ及び／又は二次電池を含む請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

前記超コンデンサは、電気二重層コンデンサ及び／又は疑似キャパシタに基づき、前記二次電池は、リチウム二次電池である請求項３に記載の電池パック。

【請求項5】

前記スイッチングユニットは、ソリッドステートリレー又は半導体リレーのような機械的リレースイッチ又は電気スイッチである請求項１に記載の電池パック。

【請求項6】

前記検出ユニットは、前記電池パックの電流及び／又は電圧を、即時に又は定期的に検出する請求項１に記載の電池パック。

【請求項7】

前記検出ユニットは、前記スイッチングユニットと前記外部入力及び出力端子との間に配置される電流検出ユニットである請求項１に記載の電池パック。

【請求項8】

前記検出ユニットは、２つの前記外部入力及び出力端子の間に配置される電圧検出ユニットである請求項１に記載の電池パック。

【請求項9】

前記電流検出ユニット及び前記電圧検出ユニットの両方は、前記電池パック内に含まれる請求項７又は８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記制御ユニットは、バッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）内に含まれる請求項１に記載の電池パック。

【請求項11】

前記ＢＭＳは、前記それぞれのユニットモジュールの容量を検出するための電圧検出ユニットをさらに含む請求項１０に記載の電池パック。

【請求項12】

前記電池パックは、電動自動車、ハイブリッド電動自動車、ロボット、電動自転車、又は電動スクーター用の電源として使用される請求項１に記載の電池パック。

【請求項13】

請求項１に記載の電池パックであって、
前記検出信号から計算した値が、前記所定の臨界値よりも小さい場合に、前記制御ユニットが、前記低出力且つ大容量ユニットモジュールが前記外部入力及び出力端子に接続されるように、信号を前記スイッチングユニットへ伝送する、電池パック。

【請求項14】

操作された前記低出力且つ大容量ユニットモジュールの電圧が、前記所定の臨界値よりも小さい場合、前記制御ユニットが、前記高出力且つ小容量ユニットモジュールが前記外部入力及び出力端子に接続されるように、信号を前記スイッチングユニットへ伝送する、請求項１に記載の電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デバイスの条件に応じ高効率で操作されるハイブリッド型電池パックに係り、特に、異なる出力及び容量を有する２つのユニットモジュール、電圧検出ユニット、制御ユニット、及びスイッチングユニットを含むコンプレックス形又はハイブリッド型電池パックに関し、ここで、適切なユニットモジュールが、電池パックが組み込まれるデバイスの操作条件に応じて選択され及び操作され、これによって電池パックの操作効率が改善される。

【背景技術】

【0002】

ガソリン及びディーゼルオイルのような化石燃料を用いた自動車から生じる最も大きな問題の一つは、大気汚染を引き起こすことである。自動車の電源として、充電及び放電が可能な二次電池を用いた技術は、上記の問題を解決する１つの方法として大きな注目を集めてきた。結果として、電池のみを使用して操作される電動自動車（ＥＶ）及び電池と従来のエンジンの両方を使用するハイブリッド電動自動車（ＨＥＶ）が、開発されてきた。いくつかの電動自動車及びハイブリッド電動自動車が、現在、商業的に使用されている。ニッケル−金属水素化物（Ｎｉ−ＭＨ）二次電池が、電動自動車（ＥＶ）及びハイブリッド電動自動車（ＨＥＶ）の電源として主に使用されている。しかしながら、近年、リチウム−イオン二次電池の使用に対する試みが行われている。

【0003】

電動自動車（ＥＶ）及びハイブリッド電動自動車（ＨＥＶ）の電源として使用されるこのような二次電池において、高出力及び大容量が必要とされている。このため、電池パックを構成するために、複数の小型の二次電池（ユニットセル）は、互いに直列又は並列に接続される。

【0004】

図１は、同じ出力及び容量特性を有するユニットモジュールを含む従来の電池パックを概略的に説明する典型的な図である。

【0005】

図１について言及すると、従来の電池パック１００は、同じ出力及び容量を有する複数の電池セル１１０を含むユニットモジュール１２０、ユニットモジュール１２０の操作を制御するための制御ユニット１３０、並びに制御ユニット１３０をデバイス（図示しない）に接続するための外部入力及び出力端子１４０を含む。

【0006】

図１に示すように、従来の電池パック１００は、一種類のみのユニットモジュール１２０を含む（同じ種類のユニットセルを有する機械的及び電気的接続アセンブリ）。しかしながら、デバイスの初期操作条件は、デバイスの中間操作条件とは通常異なる。結果として、従来の電池パック１００は、それらの操作条件に対し効率的に対応することが出来ないという制限を有する。

【0007】

現在、多くの電池パックは、一種類の電池セル、すなわち、ユニットセルとして大容量電池セル又は高出力電池セルを含んでいる。しかしながら、これらの電池パックは、モーターのような、トルク起動のための高出力及び起動後の大容量を必要とするシステムに適していない。言い換えると、一種類のみのユニットモジュールを含む電池パックは、複雑な性能を必要とするシステムに使用することが出来ない。

【0008】

その結果、複雑な操作モードを必要とするデバイス（又はシステム）は、複数の電池パックを必要とする。複数の電池パックを使用した場合、しかしながら、空間及び時間効率及び安全性が低下する。さらに、全ての特性を満足する電池セル自体を開発するために、高レベルな技術及び膨大なコストが必要とされる。

【0009】

上記の内容を考慮すると、複雑な特性を必要とするシステムに適応することが可能であり及び空間効率が改善された新規な電池パックを至急開発することが必要とされる。

【0010】

これに関連して、ハイブリッド電力供給ユニットとして燃料電池を使用した技術が知られている。例えば、特許文献１は、２つ又はそれ以上の蓄電池及び燃料電池を含む電池システムを開示している。この電池システムによると、外部への電力は、１つの蓄電池から供給され、一方、他の蓄電池の充電を可能とするために他の蓄電池への電力は、燃料電池から供給され、これによって、安定した電力供給が達成される。電池システムは、複数の電池を含む電池パックであるが、電池システムの主要な部品は、燃料電池である。結果として、開示された電池システムは、電池システムが組み込まれるデバイスの操作条件に応じて効率的に操作されることが出来ない。

【0011】

さらに、特許文献２は、電池アセンブリを構成するために、高出力二次電池と大容量二次電池とを互いに並列に直接的に接続する、及び電池アセンブリを備えた電池パックを製造する技術を開示している。この技術において、しかしながら、異なる種類の電池セルが、１つのユニットモジュールを構成するため、これにより、電池パックは、この電池パックが組み込まれるデバイスの操作条件に応じて効率的に操作されることが出来ない。

【特許文献1】特開平６−１２４７２０号公報

【特許文献2】特開２００４−１１１２４２号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

従って、本発明は、上記の問題、及び未だ解決されていない他の問題を解決するためになされるものである。

【0013】

上記のような問題を解決するための様々な広範囲且つ集中的な研究及び実験の結果、電池パックが異なる特性を有するユニットモジュールを使用して構成される場合、電流及び／又は電圧検出ユニット、制御ユニット、及びスイッチングユニットが、適切な方法によって互いに電気的に接続され、最適なユニットモジュールが、電流及び／又は電圧信号に基づき自動的に選択され及び操作され、電池パックが、この電池パックが組み込まれるデバイスの操作条件に応じて極めて効率的に操作されることを本発明の発明者は発見した。本発明は、これらの発見に基づいて完成された。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の１つの側面によると、前記及び他の目的が、電池パック（異なる出力及び容量を有する２つ又はそれ以上のユニットモジュールを含むモジュールアセンブリ；電池パックの電流及び／又は電圧を検出し並びに検出電流信号及び／又は検出電圧信号を制御ユニットに伝送するための検出ユニット；検出ユニットから受け取った電流信号及び／又は電圧信号に基づきモジュールアセンブリから最適なユニットモジュールを選択するための制御ユニット；及び制御ユニットの制御下において、モジュールアセンブリの特定のユニットモジュールを外部入力及び出力端子に電気的に接続するためのスイッチングユニットを含む）の提供により達成されることが出来る。

【0015】

モジュールアセンブリは、異なる出力及び容量を有する２つ又はそれ以上のユニットモジュールを含む。あるいは、モジュールアセンブリは、電池パックの使用目的に応じた異なる出力及び容量を有する複数のユニットモジュールを含んでよい。

【0016】

それぞれのユニットモジュールのユニットセルとして、例えば、ニッケル−金属水素化物二次電池、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）二次電池、及びコンデンサが使用されてよい。状況に応じ、前記に特定したうちの２つ又はそれ以上を、それぞれのユニットモジュールのユニットセルとして組み合わせて使用してもよい。

【0017】

好ましい実施形態において、モジュールアセンブリは、相対的に高出力且つ小容量ユニットモジュール及び相対的に低出力且つ大容量ユニットモジュールを含む。特に、このモジュールアセンブリは、自動車又はモーター用の電源として電池パック内に好ましくは使用されることが出来る。

【0018】

高出力且つ小容量ユニットモジュールは、相対的に小さな内部抵抗を有し及び瞬間的に高出力を提供するユニットモジュールを意味し、一方、低出力且つ大容量ユニットモジュールは、相対的に大きな内部抵抗を有し及び高出力を提供するものではないが大容量を提供するユニットモジュールを意味する。本発明の特徴の１つは、電池パックを構成するために上記のような異なる特性を有するユニットモジュールが、組み合わされることである。

【0019】

電池パックが、自動車又はモーター用の電源のような、トルク起動のための高出力及び起動後の大容量を必要とするデバイスに組み込まれた場合、初期操作の間、高出力且つ小容量ユニットモジュールが一時的に使用されるため、高出力且つ小容量ユニットモジュールが、小さな容量を有して良い。しかしながら、デバイスの操作が開始された後は、連続的にエネルギーを供給するための低出力且つ大容量ユニットモジュールが必要とされるため、低出力且つ大容量ユニットモジュールが、大きな容量を有することが好ましい。ここで、出力の高低は、相対概念であるため、出力の規模は、特に制限されるものではない。

【0020】

好ましい実施形態において、相対的に高出力且つ小容量ユニットモジュールは、ユニットセルとして、超コンデンサ及び／又は二次電池を含む。特に、高出力且つ小容量ユニットモジュールが、超コンデンサ又は二次電池のいずれかによって構成されてよい。状況に応じ、高出力且つ小容量ユニットモジュールが、超コンデンサと二次電池の組み合わせによって構成されてよい。例えば、超コンデンサは、電気二重層コンデンサ、疑似（ｐｓｅｕｄｏ）キャパシタ等に基づく。

【0021】

本発明によると、二次電池は、好ましくはリチウム二次電池でよい。リチウム二次電池において、カソード活性材料の構造、アノード活性材料の構造、電極アセンブリの形状、又は電池の形状に応じ、重量あたりの出力及び容量を制御することが可能である。結果として、高出力且つ小容量ユニットモジュール用のユニットセル及び低出力且つ大容量ユニットモジュール用のユニットセルを容易に構成することが可能である。

【0022】

コンデンサは、電圧がかけられた場合に電荷を蓄積する要素である。コンデンサは、高出力特性を有する。好ましい実施形態において、コンデンサは、電気二重層コンデンサ及び／又は疑似キャパシタでよい。

【0023】

電気二重層コンデンサは、電荷を蓄積するために電極と電解質の間の界面に形成される電気二重層内において、電解質上にイオンを蓄え及び電極上に電子を蓄える要素である。疑似キャパシタは、電極材料の表面付近に電子を蓄えるためにファラデー反応を使用する要素である。

【0024】

電気二重層コンデンサは、二重層容量（ｄｏｕｂｌｅ−ｌａｙｅｒ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）と等価直列抵抗（ＥＳＲ）とが互いに直列に接続された等価回路を含む。この場合、二重層容量は、電極の表面積に比例し、ＥＳＲは、電極の抵抗、電界液の抵抗、及び電極の細孔内における電解質の抵抗の合計である。電気二重層コンデンサは瞬間的な高出力特性に優れているが、従来の二次電池と比較して、電気二重層コンデンサのエネルギー密度及び保存特性に劣る。

【0025】

一方、本発明による電池パックは、異なる出力及び容量を有する２つ又はそれ以上のユニットモジュールを含み、従って、本発明は、上記の超コンデンサの問題を解消する。例えば、超コンデンサが、高出力且つ小容量ユニットモジュール用のユニットセルとして使用され、及び高エネルギー密度及び高放電電圧を有するリチウム二次電池が、低出力且つ大容量ユニットモジュール用のユニットセルとして使用された場合、超コンデンサの瞬間的な高出力特性及びリチウム二次電池の高エネルギー密度特性の両方が得られる。

【0026】

スイッチングユニットは、制御ユニットの制御下において、モジュールアセンブリの特定のユニットモジュールを外部入力及び出力端子に電気的に接続する役割を果たす。スイッチングユニットとして、例えば、ソリッドステートリレー又は半導体リレーのような商品化された機械的リレースイッチ又は電気スイッチが使用されてよい。当然ながら、異なる構造を有する様々な種類のスイッチが使用されてもよい。

【0027】

検出ユニットは、電池パックの電流及び／又は電圧を検出し及び検出情報を制御ユニットに伝送する役割を果たす。検出ユニットは、電池パックの電流及び／又は電圧を、即時に又は定期的に検出する。電池パックの電流を検出する場合、検出ユニットは、電流検出ユニットでよい。一方、電池パックの電圧を検出する場合、検出ユニットは、電圧検出ユニットでよい。好ましくは、電流検出ユニットと電圧検出ユニットはいずれも電池パック内に含まれる。

【0028】

電流検出ユニットが、スイッチングユニットと外部入力及び出力端子の間に配置される限り、外部入力及び出力端子（カソード端子及びアノード端子）の種類は、特に制限されない。電圧検出ユニットが、外部入力及び出力端子の間に、すなわち、カソード端子とアノード端子の間に配置されてよい。

【0029】

制御ユニットは、検出ユニットから受け取った電流及び／又は電圧信号に基づきモジュールアセンブリから最適なユニットモジュールを選択する役割を果たす。制御ユニットは、独立した要素として電池パック内に含まれてよい。あるいは、制御ユニットは、バッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）内に含まれてよい。加えて、ＢＭＳは、それぞれのユニットモジュールの容量を検出するための電圧検出ユニットをさらに含んでよい。

【0030】

本発明の他の側面によると、上述した構造を備えた電池パックの操作方法が提供される。電池パックの操作方法は、（ａ）外部デバイスが操作された場合に、モジュールアセンブリの高出力且つ小容量ユニットモジュールが、外部入力及び出力端子に接続されるための、制御ユニットによる、スイッチングユニットの制御段階、（ｂ）検出ユニットによる、電池パックの電流及び／又は電圧の検出、及び制御ユニットへの検出信号の伝送段階、並びに（ｃ）検出信号から計算した値が所定の臨界値よりも小さい場合に、低出力且つ大容量ユニットモジュールが、外部入力及び出力端子に接続されるための、制御ユニットによる、スイッチングユニットへの信号の伝送段階、を含む。

【0031】

制限するものではないが、外部デバイスは、電動自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電動自動車（ＨＥＶ）、ロボット、電動自転車、及び電動スクーターを含んでよい。

【0032】

上記のように、デバイスの初期操作段階において、高出力が必要とされるので、モジュールアセンブリの高出力且つ小容量ユニットモジュールが外部入力及び出力端子に接続されるように、制御ユニットは、スイッチングユニットに信号を伝送する。特定のユニットモジュールが外部入力及び出力端子に接続されることが出来るように、スイッチングユニットは、対応するスイッチを作動させる。

【0033】

検出ユニットは、電池パックの電流及び／又は電圧を、即時に又は定期的に監視する。検出電流値及び／又は検出電圧値が、所定の臨界値に達する又は超えた場合、制御ユニットへのフィードバックが、実行される。制御ユニットは、スイッチングユニットを、低出力且つ大容量ユニットモジュールが外部入力及び出力端子に接続されるという操作が行われるように制御する。外部入力及び出力端子に接続された低出力且つ大容量ユニットモジュールは、連続的にエネルギーを負荷に供給する。

【0034】

加えて、電池パックの操作方法は、操作された低出力且つ大容量ユニットモジュールの電圧が、所定の臨界値よりも小さい場合、高出力且つ小容量ユニットモジュールが、外部入力及び出力端子に接続されるための、制御ユニットによるスイッチングユニットへの対応する信号の伝送段階をさらに含んでよい。

【0035】

２つのユニットモジュールの選択的な操作の基となる臨界値は、ユニットモジュールを構成するユニットセルの条件、デバイスの操作条件等のような様々な要因を考慮して、適切に決定される。

【0036】

上記のような操作方法によると、本発明による電池パックの最適なユニットモジュールは、外部デバイスの操作条件に応じて選択されることが出来る。その結果、本発明による電池パックは、デバイスの操作の間に、必要とされる出力が変化するデバイスに組み込まれ、これによって、電池パックの操作効率が、改善される。電池パックの効率的な操作は、最終的にそれぞれのユニットモジュールの耐用年数を増加させ、これにより、電池パックの耐用年数を増加させる。さらに、特定のユニットモジュールの耐用年数を経過した場合、電池パックの全体を除去することなく、使い古しのユニットモジュールを新しいものに交換することが可能である。したがって、本発明は、極めて経済的である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0037】

本発明の上記及び他の目的、特徴、並びに他の利点が、添付の図面と併用される以下の詳細な記述から、より明確に理解されるだろう。

【0038】

これから、本発明の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して詳細に記述されるだろう。しかしながら、本発明の範囲は、説明された実施形態によって制限されないことに注意すべきである。

【0039】

図２は、本発明の好ましい実施形態による、異なる出力及び容量特性を有する２つのユニットモジュールを含む電池パックの構造を説明する典型的な図である。

【0040】

図２を参照すると、電池パック２００は、モジュールアセンブリ２１０、電流検出ユニット２４０、制御ユニット２５０、スイッチングユニット２６０、並びに外部入力及び出力端子２７０を含む。モジュールアセンブリ２１０は、それぞれ複数の電池セル２２１及び２３１を有する２つのユニットモジュール２２０及び２３０を含む。第１ユニットモジュール２２０は、相対的に高出力且つ小容量電池セル２２１を有し、一方、第２ユニットモジュール２３０は、相対的に低出力且つ大容量電池セル２３１を有する。ユニットモジュール２２０及び２３０を構成する電池セル２２１及び２３１の数は、互いに異なってよい。例えば、大容量が必要とされる第２ユニットモジュール２３０を構成する電池セル２３１の数は、第１ユニットモジュール２２０を構成する電池セル２２１のそれよりも大きい。

【0041】

スイッチングユニット２６０と外部入力及び出力端子２７０の間に配置される電流検出ユニット２４０は、電池パック２００の電流値を即時に又は定期的に監視し、監視した電流値を制御ユニット２５０に伝送する役割を果たす。

【0042】

モジュールアセンブリ２１０及びスイッチングユニット２６０の操作を制御する制御ユニット２５０は、電流検出ユニット２４０から受け取った電流値を、制御ユニット２５０の中に記憶しておいた所定の臨界値と比較し、比較結果に基づき、モジュールアセンブリ２１０及びスイッチングユニット２６０の操作を制御する役割を果たす。例えば、大量の電流が、デバイス（図示しない）の操作条件に基づきモジュールアセンブリ２１０に出力されていることが確認された場合、制御ユニット２５０は、スイッチングユニット２６０を、第１ユニットモジュール２２０が外部入力及び出力端子２７０に接続されるという操作が行われるように制御する。一方、小量の電流が、モジュールアセンブリ２１０に出力されていることが確認された場合、制御ユニット２５０は、スイッチングユニット２６０を、第２ユニットモジュール２３０が外部入力及び出力端子２７０に接続されるという操作が行われるように制御する。

【0043】

制御ユニット２５０の操作は、制御ユニット２５０の操作がデバイスによってさらに制御されるように構成されてよい。所定の臨界値は、所定の臨界値がデバイスによって変化されることが出来るように構成されてもよい。

【0044】

状況に応じ、ユニットモジュール２２０及び２３０のそれぞれの条件（例えば、ある電池セルの劣化）が制御ユニット２５０によってチェックされることが出来、チェック情報が外部から確認されることが出来るように、制御ユニット２５０は構成されてよい。加えて、特定の１つのユニットモジュール（例えば、ユニットモジュール２２０）が交換される必要があり、特定のユニットモジュールの交換の間に、電池パックの連続的な操作が必要とされる場合、制御ユニット２５０は、スイッチングユニット２６０を、交換されないユニットモジュール２３０が外部入力及び出力端子２７０に接続されるという操作が行われるように制御してよい。

【0045】

図３は、本発明の他の好ましい実施形態による電池パックを説明する典型的な図である。

【0046】

図３の電池パック２０１は、スイッチングユニット２６０と外部入力及び出力端子２７０の間に配置される電流検出ユニット２４０に加え、電圧検出ユニット２４２が外部入力及び出力端子２７０と２７２の間にさらに配置されるという点において、図２の電池パック２００と異なる。

【0047】

結果として、制御ユニット２５０は、電圧検出ユニット２４２から受け取った電圧値及び電流検出ユニット２４０から受け取った電流値と、制御ユニット２５０の中に記憶された所定の臨界値を即時に又は定期的に比較し、比較結果に基づき、モジュールアセンブリ２１０及びスイッチングユニット２６０の操作を制御する役割を果たす。

【0048】

本発明の応用形態に応じ、本発明による電池パックに、他の周知の部品が追加されてよい。説明のため、本発明の好ましい実施形態を開示したが、当業者は、添付の特許請求の範囲に開示されるような本発明の範囲及び精神から外れることなく、様々な修正、追加及び置換が可能であることを理解するだろう。

【産業上の利用可能性】

【0049】

上記から明らかなように、本発明による電池パックは、電池パックが異なる特性を有するユニットモジュールを含み、及び特定の１つ（又は複数）のユニットモジュールが、最適な条件下において操作されるよう制御されるように構成される。結果として、本発明による電池パックは、複雑な操作特性を必要とする電動自動車、ハイブリッド電動自動車、ロボット、電動自転車、及び電動スクーターのような様々なシステムを効率的に操作するために使用されることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】同じ出力及び容量特性を有するユニットモジュールを含む従来の電池パックを説明する典型的な図である。

【図2】本発明の好ましい実施形態による異なる出力及び容量特性を有するユニットモジュールを含む電池パックを説明する典型的な図である。

【図3】本発明の他の好ましい実施形態による電池パックを説明する典型的な図である。

【符号の説明】

【0051】

１００、２００、２０１ 電池パック
１１０、２２１、２３１ 電池セル
１２０、２２０、２３０ ユニットモジュール
１３０、２５０ 制御ユニット
１４０、２７０ 外部入力及び出力端子
２１０ モジュールアセンブリ
２４０ 電流検出ユニット
２４２ 電圧検出ユニット
２６０ スイッチングユニット

【図1】

【図2】

【図3】