特開 2024-125149 バッテリシステムの制御方法、そしてそれを行うバッテリ制御装置およびバッテリシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024125149

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】バッテリシステムの制御方法、そしてそれを行うバッテリ制御装置およびバッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240906BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 Q

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023147581

(22)【出願日】2023-09-12

(31)【優先権主張番号】10-2023-0028668

(32)【優先日】2023-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】590002817

【氏名又は名称】三星エスディアイ株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１５０－２０ Ｇｏｎｇｓｅ－ｒｏ，Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ，Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， ４４６－９０２ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】▲曹▼ ▲徳▼九

(72)【発明者】

【氏名】陰 泳煥

(72)【発明者】

【氏名】李 大勳

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503EA09

5G503FA16

5G503FA17

5G503FA18

5G503GB06

(57)【要約】

【課題】本開示が解決しようとする技術的課題は、バッテリシステムのテストの際に誤った臨界値の調整により安全性の問題が発生することを防止できるバッテリシステムの制御方法、そしてそれを行うバッテリ制御装置およびバッテリシステムを提供することにある。
【解決手段】本開示によるバッテリシステムのバッテリ制御装置は、少なくとも一つのバッテリモジュールの状態と関連するパラメータに対する安全限界範囲と、前記パラメータに対する臨界値設定値を保存する保存装置、テスト装置と通信する通信装置、そして前記臨界値設定値に基づいて前記バッテリシステムの保護機能を作動させ、前記臨界値設定値の変更の要請を受けると前記テスト装置から受信した変更値に基づいて前記臨界値設定値を変更し、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると前記臨界値設定値の変更を制限する制御器を含み得る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つのバッテリモジュールを含むバッテリシステムのバッテリ制御装置であって、
前記少なくとも一つのバッテリモジュールの状態と関連するパラメータに対する安全限界範囲と、前記パラメータに対する臨界値設定値を保存する保存装置、
テスト装置と通信する通信装置、そして
前記臨界値設定値に基づいて前記バッテリシステムの保護機能を作動させ、前記臨界値設定値の変更の要請を受けると前記テスト装置から受信した変更値に基づいて前記臨界値設定値を変更し、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると前記臨界値設定値の変更を制限する制御器を含む、バッテリ制御装置。

【請求項2】

前記制御器は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を以前の値で維持する、請求項１に記載のバッテリ制御装置。

【請求項3】

前記制御器は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を前記安全限界範囲に対応する値に変更する、請求項１に記載のバッテリ制御装置。

【請求項4】

前記制御器は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記変更値が有効な値ではないことを前記テスト装置に通知する、請求項１に記載のバッテリ制御装置。

【請求項5】

前記制御器は、前記テスト装置からテストモードへの進入の要請を受けると前記バッテリシステムの作動モードを前記テストモードに変更し、前記バッテリシステムが前記テストモードで作動する間のみ前記臨界値設定値の変更を許容する、請求項１に記載のバッテリ制御装置。

【請求項6】

前記制御器は、前記バッテリシステムが前記テストモードで作動する間前記臨界値設定値が変更されると、変更された前記臨界値設定値に基づいて前記保護機能の作動を制御する、請求項５に記載のバッテリ制御装置。

【請求項7】

前記制御器は、前記バッテリシステムと前記テスト装置の間の連結が遮断されるか前記テスト装置から前記テストモードの終了の要請を受けると、前記バッテリシステムの作動モードをノーマルモードに変更する、請求項５に記載のバッテリ制御装置。

【請求項8】

前記制御器は、前記バッテリシステムの作動モードが前記ノーマルモードに変更されると、前記臨界値設定値をデフォルト値に変更し、
前記デフォルト値は前記安全限界範囲を外れる値である、請求項７に記載のバッテリ制御装置。

【請求項9】

前記パラメータは前記少なくとも一つのバッテリモジュールのセル電圧、モジュール電圧、電流、または温度であり、
前記臨界値設定値は、前記少なくとも一つのバッテリモジュールの過電圧臨界値、低電圧臨界値、過電流臨界値、または過温度臨界値である、請求項８に記載のバッテリ制御装置。

【請求項10】

前記臨界値設定値が前記過電圧臨界値である場合、前記過電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧上限値よりもさらに高い、請求項９に記載のバッテリ制御装置。

【請求項11】

前記臨界値設定値が前記低電圧臨界値である場合、前記低電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧下限値よりもさらに低い、請求項９に記載のバッテリ制御装置。

【請求項12】

前記臨界値設定値が前記過電流臨界値である場合、前記過電流臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電流上限値よりもさらに高い、請求項９に記載のバッテリ制御装置。

【請求項13】

前記臨界値設定値が前記過温度臨界値である場合、前記過温度臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の温度上限値よりもさらに高い、請求項９に記載のバッテリ制御装置。

【請求項14】

前記保護機能は、前記少なくとも一つのバッテリモジュールと前記バッテリシステムの負荷の間に連結されたスイッチを遮断させる機能を含む、請求項１に記載のバッテリ制御装置。

【請求項15】

少なくとも一つのバッテリモジュール、そして
請求項１ないし１４のいずれか一項によるバッテリ制御装置を含む、バッテリシステム。

【請求項16】

少なくとも一つのバッテリモジュールを含むバッテリシステムの制御方法であって、
前記少なくとも一つのバッテリモジュールの状態と関連するパラメータの臨界値設定値の変更要請を受信する段階、
前記臨界値設定値の変更値が予め設定された安全限界範囲を外れるかどうかを判断する段階、
前記変更値が前記安全限界範囲内である場合、前記臨界値設定値を前記変更値に変更する段階、
前記変更値が前記安全限界範囲を外れると前記臨界値設定値の変更を制限する段階、そして
前記臨界値設定値に基づいて前記バッテリシステムの保護機能の作動を制御する段階を含む、制御方法。

【請求項17】

前記制限する段階は、
前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を以前の値で維持する段階、または
前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を前記安全限界範囲に対応する値に変更する段階を含む、請求項１６に記載の制御方法。

【請求項18】

テストモードへの変更要請を受信する段階、そして
前記バッテリシステムの作動モードを前記テストモードに変更する段階をさらに含み、
前記臨界値設定値の変更は前記バッテリシステムが前記テストモードで作動する間のみ許容される、請求項１６に記載の制御方法。

【請求項19】

前記バッテリシステムとテスト装置の間の連結が遮断されるか前記テストモードの終了の要請を受けると、前記バッテリシステムの作動モードをノーマルモードに変更する段階、そして
前記バッテリシステムの作動モードが前記ノーマルモードに変更されると、前記臨界値設定値をデフォルト値に変更する段階をさらに含み、
前記デフォルト値は前記安全限界範囲を外れる値である、請求項１８に記載の制御方法。

【請求項20】

前記パラメータは前記少なくとも一つのバッテリモジュールのセル電圧、モジュール電圧、電流、または温度であり、
前記臨界値設定値は、前記少なくとも一つのバッテリモジュールの過電圧臨界値、低電圧臨界値、過電流臨界値、または過温度臨界値であり、
前記臨界値設定値が前記過電圧臨界値である場合、前記過電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧上限値よりもさらに高く、
前記臨界値設定値が前記低電圧臨界値である場合、前記低電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧下限値よりもさらに低く、
前記臨界値設定値が前記過電流臨界値である場合、前記過電流臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電流上限値よりもさらに高く、
前記臨界値設定値が前記過温度臨界値である場合、前記過温度臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の温度上限値よりもさらに高い、請求項１９に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はバッテリシステムの制御方法、そしてそれを行うバッテリ制御装置およびバッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

エネルギ貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＳＳ）は、大容量の電気エネルギを貯蔵してから電気エネルギが必要な時期に貯蔵された電気エネルギを供給してエネルギ使用効率を上げるシステムである。

【0003】

通常、ＥＳＳはバッテリシステム、バッテリシステムの電圧、電流、温度などをモニタリングするなどバッテリシステムを管理するバッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）、交流（ＡＣ）－直流（ＤＣ）変換および配電機能を実行する電力変換システム（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＰＣＳ）、ＥＳＳのエネルギの流れを制御し、ＥＳＳの状態などに係る情報を収集および管理するなどＥＳＳの全体システムを統合制御するエネルギ管理システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＭＳ）などを含むことができる。また、バッテリシステムは電気的に互いに連結された複数のバッテリラック（ＲＡＣＫ）を含むことができる。各バッテリラックは電気的に互いに連結された複数のバッテリモジュールを含み、各バッテリモジュールは電気的に互いに連結された複数のセルを含むことができる。

【0004】

通常、ＥＳＳが現場に適用される前にＥＳＳが正常に作動するかどうかを確認するための試験運転が行われる。試運転中にはバッテリシステムの保護機能が正常に作動するかどうかをテストする作業が行われる。バッテリシステムのテストの際の作業者はバッテリシステムの損傷を防止するために保護機能を作動するかどうかを決めるパラメータ（例えば、電圧、電流、温度など）の臨界値を任意に変更した後にテストを行う。この過程で作業者の過誤などにより臨界値を誤って調整する場合、テスト中のバッテリシステムに実際問題が発生したにもかかわらず保護機能が作動しないためバッテリシステムの損傷など安全性の問題が発生し得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示が解決しようとする技術的課題は、バッテリシステムのテストの際に誤った臨界値の調整により安全性の問題が発生することを防止できるバッテリシステムの制御方法、そしてそれを行うバッテリ制御装置およびバッテリシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記した課題を解決するための一実施形態によるバッテリシステムのバッテリ制御装置は、少なくとも一つのバッテリモジュールの状態と関連するパラメータに対する安全限界範囲と、前記パラメータに対する臨界値設定値を保存する保存装置、テスト装置と通信する通信装置、そして前記臨界値設定値に基づいて前記バッテリシステムの保護機能を作動させ、前記臨界値設定値の変更の要請を受けると前記テスト装置から受信した変更値に基づいて前記臨界値設定値を変更し、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると前記臨界値設定値の変更を制限する制御器を含み得る。

【0007】

前記制御器は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を以前の値で維持し得る。

【0008】

前記制御器は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を前記安全限界範囲に対応する値に変更し得る。

【0009】

前記制御器は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記変更値が有効な値ではないことを前記テスト装置に通知し得る。

【0010】

前記制御器は、前記テスト装置からテストモードへの進入の要請を受けると前記バッテリシステムの作動モードを前記テストモードに変更し、前記バッテリシステムが前記テストモードで作動する間のみ前記臨界値設定値の変更を許容し得る。

【0011】

前記制御器は、前記バッテリシステムが前記テストモードで作動する間前記臨界値設定値が変更されると、変更された前記臨界値設定値に基づいて前記保護機能の作動を制御し得る。

【0012】

前記制御器は、前記バッテリシステムと前記テスト装置の間の連結が遮断されるか前記テスト装置から前記テストモードの終了の要請を受けると、前記バッテリシステムの作動モードをノーマルモードに変更し得る。

【0013】

前記制御器は、前記バッテリシステムの作動モードが前記ノーマルモードに変更されると、前記臨界値設定値をデフォルト値に変更し得る。前記デフォルト値は前記安全限界範囲を外れる値であり得る。

【0014】

前記パラメータは前記少なくとも一つのバッテリモジュールのセル電圧、モジュール電圧、電流、または温度であり得る。前記臨界値設定値は、前記少なくとも一つのバッテリモジュールの過電圧臨界値、低電圧臨界値、過電流臨界値、または過温度臨界値であり得る。

【0015】

前記臨界値設定値が前記過電圧臨界値である場合、前記過電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧上限値よりもさらに高くてもよい。前記臨界値設定値が前記低電圧臨界値である場合、前記低電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧下限値よりもさらに低くてもよい。前記臨界値設定値が前記過電流臨界値である場合、前記過電流臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電流上限値よりもさらに高くてもよい。前記臨界値設定値が前記過温度臨界値である場合、前記過温度臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の温度上限値よりもさらに高くてもよい。前記保護機能は、前記少なくとも一つのバッテリモジュールと前記バッテリシステムの負荷の間に連結されたスイッチを遮断させる機能を含み得る。

【0016】

一実施形態によるバッテリシステムは、少なくとも一つのバッテリモジュール、そして前述した特徴のうち少なくとも一つを含むバッテリ制御装置を含み得る。

【0017】

一実施形態によるバッテリシステムの制御方法は、少なくとも一つのバッテリモジュールの状態と関連するパラメータの臨界値設定値の変更要請を受信する段階、前記臨界値設定値の変更値が予め設定された安全限界範囲を外れるかどうかを判断する段階、前記変更値が前記安全限界範囲内である場合、前記臨界値設定値を前記変更値に変更する段階、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると前記臨界値設定値の変更を制限する段階、そして前記臨界値設定値に基づいて前記バッテリシステムの保護機能の作動を制御する段階を含み得る。

【0018】

前記制限する段階は、前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を以前の値で維持する段階、または前記変更値が前記安全限界範囲を外れると、前記臨界値設定値を前記安全限界範囲に対応する値に変更する段階を含み得る。

【0019】

前記制御方法は、テストモードへの変更要請を受信する段階、そして前記バッテリシステムの作動モードを前記テストモードに変更する段階をさらに含み得る。前記臨界値設定値の変更は前記バッテリシステムが前記テストモードで作動する間のみ許容され得る。

【0020】

前記制御方法は、前記バッテリシステムと前記テスト装置の間の連結が遮断されるか前記テストモードの終了の要請を受けると、前記バッテリシステムの作動モードをノーマルモードに変更する段階、そして前記バッテリシステムの作動モードが前記ノーマルモードに変更されると、前記臨界値設定値をデフォルト値に変更する段階をさらに含み得る。前記デフォルト値は前記安全限界範囲を外れる値であり得る。

【0021】

前記制御方法において、前記パラメータは前記少なくとも一つのバッテリモジュールのセル電圧、モジュール電圧、電流、または温度であり得る。前記臨界値設定値は、前記少なくとも一つのバッテリモジュールの過電圧臨界値、低電圧臨界値、過電流臨界値、または過温度臨界値であり得る。

【0022】

前記制御方法で、前記臨界値設定値が前記過電圧臨界値である場合、前記過電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧上限値よりもさらに高くてもよい。前記臨界値設定値が前記低電圧臨界値である場合、前記低電圧臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電圧下限値よりもさらに低くてもよい。前記臨界値設定値が前記過電流臨界値である場合、前記過電流臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の電流上限値よりもさらに高くてもよい。前記臨界値設定値が前記過温度臨界値である場合、前記過温度臨界値の前記デフォルト値は前記安全限界範囲の温度上限値よりもさらに高くてもよい。

【発明の効果】

【0023】

本開示によれば、バッテリシステムのテストの際の誤った臨界値の調整により安全性の問題が発生することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】一実施形態によるバッテリシステムを概略的に示す図である。

【図2】一実施形態によるバッテリシステムの制御方法を示す図である。

【図3】一実施形態によるバッテリシステムが適用されるエネルギ貯蔵システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下に添付する図面を参照して実施形態の効果および特徴、そしてその実現方法を詳細に説明する。図面で、同じ参照符号は同じ構成要素を示し、それに係る重複する説明は省略する。しかし、本発明は多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。かえって、これらの実施形態は本開示が徹底的かつ完全になるように例として提供され、通常の技術者に本発明の態様および特徴を十分に伝えるであろう。

【0026】

したがって、本発明の態様および特徴の完全な理解のために当業者には必要でないと考えられるプロセス、要素、および技術は説明しない。図面で、素子、層、および領域の相対的大きさは明確性のために誇張することができる。

【0027】

本発明で「および／または」という用語は、関連して列挙された複数の項目のすべての組み合わせまたは任意の組み合わせを含む。本発明の実施形態を記述する際、「～することができる」、「～であり得る」を使用するのは「本発明の一つ以上の実施形態」を意味する。本発明で単数形の用語は文脈上特に示さない限り複数形を含むことができる。

【0028】

本発明で「第１」、「第２」、「第３」などの序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するために使用されるが、これらの構成要素はこの用語によって限定されない。これらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れない限り、第２構成要素は第１構成要素と名付けられてもよく、同様に第１構成要素も第２構成要素と名付けられてもよい。

【0029】

本発明で一つの構成要素または層が他の構成要素または層に対して「上に」、「連結された」、または「結合された」と記載される場合において、「上に」、「連結された」および「結合された」とは、直接または一つ以上の他の構成要素または層を介在して形成されることをすべて含む。また、一つの構成要素または層が２個の構成要素または層の「間」にあると記載される場合、２個の構成要素または層の間の唯一の構成要素または層であるか、一つ以上の介在する他の要素または層が存在するものとして理解されなければならない。

【0030】

本発明で２個の構成要素を電気的に連結することは、２個の構成要素を直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）連結する場合だけでなく、２個の構成要素の間に他の構成要素を経て連結する場合も含むことができる。他の構成要素は、スイッチ、抵抗、キャパシタなどを含むことができる。実施形態の説明において、連結するという表現は、直接連結するという表現がない場合、電気的に連結することを意味する。

【0031】

以下、必要な図面を参照して実施形態によるバッテリシステムの制御方法、そしてそれを行うバッテリ制御装置およびバッテリシステムについて詳細に説明する。

【0032】

図１は一実施形態によるバッテリシステムを概略的に示す図である。

【0033】

図１を参照すると、一実施形態によるバッテリシステム１０は、バッテリモジュール１１、スイッチ１２、測定装置１３、およびバッテリ制御装置１４を含み得る。

【0034】

バッテリモジュール１１は電気的に互いに直列または並列連結される複数のセル（図示せず）を含み得る。

【0035】

スイッチ１２はバッテリモジュール１１と負荷２０／充電装置３０の間に位置し、バッテリモジュール１１と負荷２０／充電装置３０を電気的に連結するか、バッテリモジュール１１と負荷２０／充電装置３０の間の電気的な連結を遮断する。

【0036】

測定装置１３はバッテリモジュール１１の電圧（セル電圧、モジュール電圧など）、電流、温度などバッテリモジュール１１の状態と関連するパラメータを測定する。測定装置１３は電圧検出装置、電流検出装置、温度センサなどを含み得る。

【0037】

バッテリ制御装置１４はバッテリモジュール１１の状態と関連する測定値とこれらの臨界値設定値に基づいてバッテリシステム１０の保護機能を行うことができる。バッテリ制御装置１４はテスト装置４０と通信してテストモードへの進入を決め、テストモードに進入時、テスト装置４０から受信する制御情報に基づいて予め設定された安全限界の範囲内で臨界値設定値を変更することができる。

【0038】

バッテリ制御装置１４は通信装置１４１、保存装置１４２、および制御器１４３を含み得る。

【0039】

通信装置１４１はバッテリ制御装置１４と外部装置の間の通信機能をする。例えば、通信装置１４１はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信によりテスト装置４０と通信する。また、例えば、通信装置１４１はＣＡＮ通信により上位制御器（図示せず）と通信することもできる。

【0040】

保存装置１４２はバッテリ制御装置１４で処理される情報、データなどを保存する。例えば、保存装置１４２はバッテリモジュール１１の状態と関連する少なくとも一つのパラメータ（電圧、電流、温度など）の安全限界範囲を保存する。ここで、安全限界範囲はバッテリシステム１０のテストモードで臨界値設定値の変更が許容される範囲をいう。また、例えば、保存装置１４２はバッテリモジュール１１の状態と関連する少なくとも一つのパラメータの臨界値設定値を保存することができる。ここで、臨界値設定値は保護機能を実行するかどうかを決める基準になる値をいう。安全限界範囲は固定された値であって、初期に設定された後の変更は許容されない。反面、臨界値設定値は変更可能な値であって、バッテリシステム１０がテストモードで作動時に変更が可能である。

【0041】

制御器１４３はバッテリ制御装置１４の全般的な動作を制御する。

【0042】

制御器１４３は測定装置１３から電圧、電流、温度などのバッテリモジュール１１の状態と関連するパラメータの測定値を取得し得る。制御器１４３は取得された測定値を対応する臨界値設定値と比較し、比較結果に応じて保護機能を実行するかどうかを決める。保護機能は、例えばスイッチ１２をオープンして充電または放電を中断する機能、上位制御器（図示せず）に警告メッセージを伝送する機能などを含み得る。

【0043】

例えば、制御器１４３はバッテリモジュール１１のモジュール電圧または少なくとも一つのセル電圧が過電圧臨界値以上であるか低電圧臨界値以下である場合、バッテリモジュール１１の充電または放電を遮断するためにスイッチ１２をオープンさせ得る。また、例えば、制御器１４３はバッテリモジュール１１の充放電電流が過電流臨界値以上である場合、バッテリモジュール１１の充電または放電を遮断するためにスイッチ１２をオープンさせ得る。また、例えば、制御器１４３はバッテリモジュール１１または少なくとも一つのセルの温度が過温度臨界値以上である場合、バッテリモジュール１１の充電または放電を遮断するためにスイッチ１２をオープンさせ得る。

【0044】

制御器１４３はテスト装置４０と通信してテストモードへの作動を決める。制御器１４３はテスト装置４０からテストモードへの進入の要請を受けるとテストモードに進入する。制御器１４３はテストモードで作動中にテスト装置４０との連結が解除されるかまたはテスト装置４０からテストモードの終了の要請を受けるとテストモードを終了してノーマル（ｎｏｒｍａｌ）モードで作動する。

【0045】

制御器１４３はテストモードに進入した後、テスト装置４０から受信する制御情報に基づいて保存装置１４２に保存された臨界値設定値を変更し得る。テストモードに進入する前に保存装置１４２に保存された臨界値設定値はデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）値として設定された状態であり得る。制御器１４３はテスト装置４０から臨界値設定値の変更要請と共に臨界値設定値の変更値を受信し、受信した変更値に応じて保存装置１４２に保存された対応する臨界値設定値を変更し得る。制御器１４３はテスト装置４０から受信した変更値が対応するパラメータの安全限界範囲を外れる場合、臨界値設定値の変更を中断してテスト装置４０に変更値が有効な値ではないことを通知する。制御器１４３はテスト装置４０から受信した変更値が対応するパラメータの安全限界範囲を外れる場合、対応する臨界値設定値を安全限界範囲に対応する値に設定することもできる。

【0046】

制御器１４３はテストモードが終了すると、変更された臨界値設定値をデフォルト値に復帰させる。ここで、各臨界値設定値のデフォルト値はバッテリシステム１０を実際使用するとき、保護機能の作動を決めるために実際使用される値であって、安全限界範囲はこのデフォルト値を外れないように設定する。例えば、過電圧臨界値のデフォルト値は安全限界範囲が定義する電圧上限値よりもさらに高くてもよい。また、例えば、低電圧臨界値のデフォルト値は安全限界範囲が定義する電圧下限値よりもさらに低くてもよい。また、例えば、過電流臨界値のデフォルト値は安全限界範囲が定義する電流上限値よりもさらに高くてもよい。また、例えば、過温度臨界値のデフォルト値は安全限界範囲が定義する温度上限値よりもさらに高くてもよい。

【0047】

制御器１４３はマイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ，ＣＰＵ）、プロセッサコア（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｃｏｒｅ）、マルチプロセッサ（ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）などのようにプログラム内に含まれたコードまたは命令として表現された機能を実行するために物理的に構造化された回路を有するプロセッサで構成されることができる。

【0048】

前述したバッテリ制御装置１４はバッテリ管理システム（ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）に統合されることができる。

【0049】

一方、図１ではバッテリシステム１０が一つのバッテリモジュール１１と、バッテリモジュール１１と負荷２０／充電装置３０の間に連結される一つのスイッチ１２を含む場合を例にあげて図示したが、実施形態はこれにより限定されるものではない。他の実施形態によれば、バッテリシステム１０は複数のバッテリモジュールを含むか、バッテリモジュール１１と負荷２０／充電装置３０の間に複数のスイッチを含むこともできる。

【0050】

図２は一実施形態によるバッテリシステムの制御方法を概略的に示す図である。図２の制御方法は、図１のバッテリ制御装置１４により行われることができる。

【0051】

図２を参照すると、一実施形態によるバッテリシステム１０のバッテリ制御装置１４は、バッテリシステム１０がノーマルモードで作動中（Ｓ１１）にテスト装置４０からテストモードの作動が要請されると（Ｓ１２）、バッテリシステム１０の作動モードをテストモードに変更する（Ｓ１３）。

【0052】

テストモードで作動する場合、保存装置１４２に保存された臨界値設定値の変更が許容される。バッテリ制御装置１４はテスト装置４０から臨界値設定値の変更の要請を受けると（Ｓ１４）、テスト装置４０から受信した変更値が対応する安全限界範囲内であるかどうかを判断する（Ｓ１５）。

【0053】

バッテリ制御装置１４は受信した変更値が安全限界範囲内である場合、受信した変更値に対応する臨界値設定値を変更する（Ｓ１６）。バッテリ制御装置１４は臨界値設定値が変更されると、バッテリシステム１０がテストモードで作動する間に変更された臨界値設定値に基づいてバッテリシステム１０の保護機能作動を制御することができる。

【0054】

バッテリ制御装置１４は受信した変更値が安全限界範囲を外れると、変更値が安全限界範囲を外れたことを通知する情報をテスト装置４０に伝送し、対応する臨界値設定値の変更を制限する（Ｓ１７）。例えば、バッテリ制御装置１４は変更要請された臨界値設定値を変更せず、以前の値を維持することができる。また、例えば、バッテリ制御装置１４は変更要請された臨界値設定値を安全限界範囲に対応する値に変更することもできる。

【0055】

その後、バッテリ制御装置１４は、テスト装置４０がバッテリシステム１０と分離されるか、テスト装置４０からテストモードの終了の要請を受けてテストモードが終了すると（Ｓ１８）、バッテリシステム１０の作動モードをノーマルモードに変更する（Ｓ１９）。バッテリ制御装置１４はまた、バッテリシステム１０がノーマルモードで作動することにより、テストモード間に変更された臨界値設定値を変更前のデフォルト値に自動復元する（Ｓ２０）。

【0056】

図３は一実施形態によるバッテリシステムが適用されるエネルギ貯蔵システム（ＥＳＳ）を概略的に示す図である。

【0057】

図３を参照すると、一実施形態によるＥＳＳは、バッテリシステム１、エネルギ管理システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＭＳ）２、および電力変換システム（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＰＣＳ）３を含み得る。

【0058】

バッテリシステム１は少なくとも一つのバッテリバンク（ｂａｎｋ）１００を含み得る。各バッテリバンク１００は電気的に互いに直列または並列連結される複数のバッテリラック（Ｒａｃｋ，１１０）を含み得る。また、各バッテリラック１１０は電気的に互いに直列または並列連結される複数のバッテリモジュール１１１を含み、各バッテリモジュール１１１は電気的に互いに直列または並列連結される複数のバッテリセル（図示せず）を含み得る。

【0059】

バッテリシステム１０は各バッテリラック１１０に対応するラックＢＭＳ１２０を含み得る。

【0060】

ラックＢＭＳ１２０は対応するバッテリラック１１０の状態をモニタリングしてバッテリシステム１が最適な状態で運転されるように制御する。このために、ラックＢＭＳ１２０は対応するバッテリラック１１０を構成するバッテリセルに対して状態（電圧、電流、温度、充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）、寿命（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ，ＳＯＨ）など）モニタリング機能、制御機能（例えば、温度制御、セルバランス制御）、保護機能（例えば、過放電、過充電、過電流防止など）などを行うことができる。

【0061】

システムＢＭＳ１３０はラックＢＭＳ１２０からラックＢＭＳ１２０が収集したデータを収集し、収集されたデータを集合および管理する。また、システムＢＭＳ１３０はＥＭＳ２からデータ転送が要請されると、各ラックＢＭＳ１２０から受信したデータを集めてＥＭＳ２に伝達する。

【0062】

ＥＭＳ２はＥＳＳの効率的なエネルギ管理のために電力系統の電力使用およびＥＳＳの電力供給をリアルタイムでモニタリングして制御する統合制御装置である。ＥＭＳ２はＥＳＳを構成する全体システム（バッテリシステム１０、ＰＣＳ３など）の状態をモニタリングし、ＥＳＳの運転を制御する。

【0063】

ＰＣＳ３はバッテリシステム１０と電力系統の間で電気エネルギを伝達するために電気の特性（直流（ＤＣ）、交流（ＡＣ）、電圧、周波数など）を変換する電力変換装置として作動する。通常バッテリシステム１０では直流（ＤＣ）形態の電気エネルギが使用され、電力系統では交流（ＡＣ）形態の電気エネルギが使用される。したがって、ＰＣＳ３は直流（ＤＣ）－交流（ＡＣ）変換によりバッテリシステム１０に貯蔵された電気エネルギを電力系統に伝達するか、交流（ＡＣ）－直流（ＤＣ）変換により電力系統から供給される電気エネルギをバッテリシステム１０に伝達することができる。

【0064】

ＰＣＳ３は前述した電力変換および配電機能の他にも、ＥＳＳの有効電力と無効電力など電気品質を制御し、ＥＳＳの電圧と運転状態を監視する監視／制御機能、停電時に電力系統を保護する系統連系保護機能、電源がない場合にもバッテリシステム１０を活用してＥＳＳを運転する独立運転機能などをさらに行うことができる。

【0065】

前述した構造のＥＳＳでバッテリシステム１およびバッテリモジュール１１１は図１を参照して説明したバッテリシステム１０およびバッテリモジュール１１にそれぞれ対応する。また、図１のバッテリ制御装置１４はＥＳＳのラックＢＭＳ１２０内に組み込むことができる。また、図１のスイッチ１２および測定装置１３はバッテリラック１１０内に取り付けることができる。

【0066】

以上、参照した図面と記載された発明の詳細な説明は単に本発明を例示するためであり、これは単に本発明を説明するための目的で使用され、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されるものではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これより多様な変形および均等な他の実施形態が可能であることを理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。

【符号の説明】

【0067】

１ バッテリシステム
２ ＥＭＳ
３ ＰＣＳ
１００ バッテリバンク
１１０ バッテリラック
１１１ バッテリモジュール
１２０ ラックＢＭＳ
１３０ システムＢＭＳ
１０ バッテリシステム
１１ バッテリモジュール
１２ スイッチ
１３ 測定装置
１４ バッテリ制御装置
１４１ 通信装置
１４２ 保存装置
１４３ 制御器

【図1】

【図2】

【図3】