特開 2024-139761 バッテリＳＯＣ補正方法、バッテリＳＯＣ補正装置、及びその方法を実行させるために記録媒体に保存されているコンピュータプログラム

(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】P2024139761

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】バッテリＳＯＣ補正方法、バッテリＳＯＣ補正装置、及びその方法を実行させるために記録媒体に保存されているコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/44 20060101AFI20241002BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241002BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20241002BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241002BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

H01M10/44 P

H02J7/00 X

H02J7/02 H

H01M10/48 P

G01R31/382

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024049755

(22)【出願日】2024-03-26

(31)【優先権主張番号】10-2023-0039963

(32)【優先日】2023-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0045444

(32)【優先日】2023-04-06

(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】奥井 芳明

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216CB18

2G216CB47

5G503AA01

5G503BA03

5G503BB02

5G503BB05

5G503CA01

5G503CB11

5G503EA05

5G503GB03

5G503GD03

5G503GD06

5G503HA03

5H030AA10

5H030AS01

5H030FF42

(57)【要約】

【課題】バッテリＳＯＣ補正方法、バッテリＳＯＣ補正装置及び前記方法を実行させるために記録媒体に保存されているコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】互いに直列に連結されている第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールのＳＯＣを補正する方法において、第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び第２バッテリモジュールのＳＯＣをそれぞれ算出するステップと、第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいて、第２バッテリモジュールと電気的に並列連結されているＤＣ－ＤＣコンバータを用いて、第２バッテリモジュール及びＤＣ－ＤＣコンバータと電気的に並列連結された保存部と第２バッテリモジュールとの間の充放電電流を制御して、第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールの間のＳＯＣを補正するステップを含む、バッテリＳＯＣ補正方法。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに直列に連結されている第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールのＳＯＣを補正する方法において、
前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣをそれぞれ算出するステップと、
前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいて、前記第２バッテリモジュールと電気的に並列連結されているＤＣ－ＤＣコンバータを用いて、前記第２バッテリモジュール及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータと電気的に並列連結された保存部と前記第２バッテリモジュールとの間の充放電電流を制御して、前記第１バッテリモジュール及び前記第２バッテリモジュールの間のＳＯＣを補正するステップと、
を含む、バッテリＳＯＣ補正方法。

【請求項2】

前記ＳＯＣを補正するステップは、
前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいてＳＯＣ補正値を算出するステップと、
前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記ＳＯＣ補正値に対応する充放電電流指令値で前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御するステップと、
を含む、請求項１に記載のバッテリＳＯＣ補正方法。

【請求項3】

前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御するステップは、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記第２バッテリモジュールから前記保存部への前記保存部を充電させる前記充放電電流を制御するステップを含む、請求項２に記載のバッテリＳＯＣ補正方法。

【請求項4】

前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御するステップは、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記第２バッテリモジュールから前記保存部への前記保存部を充電させる前記充放電電流を制御するステップを含む、請求項２に記載のバッテリＳＯＣ補正方法。

【請求項5】

コンピュータ装置を用いて請求項１ないし４のうちいずれか一つの方法を実行させるために、記録媒体に保存されている、コンピュータプログラム。

【請求項6】

互いに直列に連結されている第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールのＳＯＣを補正する装置において、
前記第２バッテリモジュールと電気的に並列連結されたＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記第１バッテリモジュールと前記第２バッテリモジュールとの間のＳＯＣを補正する制御部と、
前記第２バッテリモジュール及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータと電気的に並列連結された保存部と、
を含み、
前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣをそれぞれ算出し、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを用いて、前記保存部と前記第２バッテリモジュールとの間の充放電電流を制御して、前記第１バッテリモジュールと前記第２バッテリモジュールとの間のＳＯＣを補正する、バッテリＳＯＣ補正装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいてＳＯＣ補正値を算出し、前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記ＳＯＣ補正値に対応する充放電電流指令値で前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する、請求項６に記載のバッテリＳＯＣ補正装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記第２バッテリモジュールから前記保存部への前記保存部を充電させる前記充放電電流を制御する、請求項７に記載のバッテリＳＯＣ補正装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記保存部から前記第２バッテリモジュールへの前記保存部を放電させる前記充放電電流を制御する、請求項７に記載のバッテリＳＯＣ補正装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリＳＯＣ補正方法、バッテリＳＯＣ補正装置、及び前記方法を実行させるために記録媒体に保存されているコンピュータプログラムに係り、さらに詳細には、互いに直列に連結されているバッテリモジュールを充放電する過程で、効果的にバッテリモジュールのＳＯＣを補正することができるバッテリＳＯＣ補正方法、バッテリＳＯＣ補正装置、及び前記方法を実行させるために記録媒体に保存されているコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリセルを大量に必要とするＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）のようなシステムでは、バッテリセルを直並列接続してシステム全体が必要とするバッテリ容量を得ている。具体的には、持ち運びが容易になるように直列に接続された電池セルを、モジュールというボックスに収納し、このモジュールは、システムが必要とする電圧までさらに直列に接続されて、ラック（Ｒａｃｋ）を構成する。そして、このラックがシステムの要求する容量を得ることができるまで並列接続されることが、一般的なＥＳＳのバッテリ構成である。もし故障などによりバッテリを入れ替えたい場合、直列に構成されたモジュールの一部のみを入れ替えれば、同種のモジュールであっても、経時的な劣化などの特性の差によって、各モジュールのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）のバランスが合わないようになる。よって、一つのモジュールを入れ替えたい場合にも、ラック単位で入れ替るようになって、入れ替えコストが高くなるという問題点がある。またＥＳＳは、１０年以上の長い間に使われる場合が多いが、同期間にバッテリセルも引き続き開発されるため、ＥＳＳの運用期間中に入れ替え用の同じバッテリモジュールの在庫を保持するのにも膨大なコストがかかる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明が解決しようとする課題は、前述した問題点を克服するためのものであって、バッテリモジュールを充放電する過程で、効果的にバッテリモジュールのＳＯＣを補正することができるバッテリＳＯＣ補正方法、バッテリＳＯＣ補正装置、及び前記方法を実行させるために記録媒体に保存されているコンピュータプログラムを提供することである。

【0004】

しかし、このような課題は、例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前述した技術的課題を解決するための技術的手段として、互いに直列に連結されている第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールのＳＯＣを補正する方法において、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣをそれぞれ算出するステップと、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいて、前記第２バッテリモジュールと電気的に並列連結されているＤＣ－ＤＣコンバータを用いて、前記第２バッテリモジュール及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータと電気的に並列連結された保存部と前記第２バッテリモジュールとの間の充放電電流を制御して、前記第１バッテリモジュール及び前記第２バッテリモジュールの間のＳＯＣを補正するステップを含む、バッテリＳＯＣ補正方法が提供される。

【0006】

一例によれば、前記ＳＯＣを補正するステップは、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいてＳＯＣ補正値を算出するステップ、及び前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記ＳＯＣ補正値に対応する充放電電流指令値で前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御するステップを含む。

【0007】

他の例によれば、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御するステップは、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記第２バッテリモジュールから前記保存部への前記保存部を充電させる前記充放電電流を制御するステップを含む。

【0008】

さらに他の例によれば、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御するステップは、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記保存部から前記第２バッテリモジュールへの前記保存部を放電させる前記充放電電流を制御するステップを含む。

【0009】

前述した技術的課題を解決するための技術的手段として、コンピュータ装置を用いて前述した方法を実行させるために、記録媒体に保存されているコンピュータプログラムが提供される。

【0010】

前述した技術的課題を解決するための技術的手段として、互いに直列に連結されている第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールのＳＯＣを補正する装置において、前記第２バッテリモジュールと電気的に並列連結されたＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記第１バッテリモジュールと前記第２バッテリモジュールとの間のＳＯＣを補正する制御部、及び前記第２バッテリモジュール及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータと電気的に並列連結された保存部を含み、前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣをそれぞれ算出し、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを用いて、前記保存部と前記第２バッテリモジュールとの間の充放電電流を制御して、前記第１バッテリモジュールと前記第２バッテリモジュールとの間のＳＯＣを補正する、バッテリＳＯＣ補正装置が提供される。

【0011】

一例によれば、前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣに基づいてＳＯＣ補正値を算出し、前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記ＳＯＣ補正値に対応する充放電電流指令値で前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御することができる。

【0012】

他の例によれば、前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記第２バッテリモジュールから前記保存部への前記保存部を充電させる前記充放電電流を制御することができる。

【0013】

さらに他の例によれば、前記制御部は、前記第１バッテリモジュールのＳＯＣ及び前記第２バッテリモジュールのＳＯＣが同じ値を有する前記ＳＯＣ補正値に基づいて、前記保存部から前記第２バッテリモジュールへの前記保存部を放電させる前記充放電電流を制御することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、互いに直列に連結されているバッテリモジュールのＳＯＣを効果的に補正することによって、相異なるバッテリセルで構成されたバッテリモジュールを直列に構成するとしても、問題になったＳＯＣアンバランス問題は発生しない。よって、ラック（Ｒａｃｋ）単位ではないモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）単位で入れ替えが可能になって、入れ替えコストが削減される。このような効果によって本発明の範囲が限定されるものではないということは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】従来の異種バッテリモジュールの直列接続時の問題点を説明するための図面である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置を説明するための図面である。

【図3】本発明の一実施形態によるＤＣ－ＤＣコンバータの制御方法を説明するためのブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正方法を説明するための図面である。

【図5】本発明の他の実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置を説明するための図面である。

【図6】本発明の他の実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置を説明するための図面である。

【図7】本発明の他の実施形態によるバッテリＳＯＣ補正方法を説明するための図面である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付した図面を参照して当業者が容易に実施することができるように多様な実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の技術的思想は、多様な形態に変形されて具現されうるために、本明細書で説明する実施形態に制限されない。本明細書に開示された実施形態を説明するに際して、関連する公知技術を具体的に説明することが、本発明の技術的思想の要旨を不明瞭にすると判断される場合、その公知技術の具体的な説明は省略する。同一または類似した構成要素には同じ参照番号を付し、これについての重なる説明を省略する。

【0017】

本明細書で、ある要素が他の要素と「連結」されていると記述される時、これは「直接的に連結」されている場合だけではなく、その間に他の要素を介して「間接的に連結」されている場合も含む。ある要素が他の要素を「含む」という時、これは、特に反対の記載がない限り、他の要素以外にさらに他の要素を排除するものではなく、さらに他の要素をさらに備えるということを意味する。

【0018】

一部の実施形態は、機能的なブロック構成及び多様な処理ステップによって説明される。これらの機能ブロックの一部または全部は、特定機能を行う多様な数のハードウェア及び／またはソフトウェア構成で具現される。例えば、本発明の機能ブロックは、一つ以上のマイクロ制御部によって具現されるか、所定の機能のための回路構成によって具現される。本発明の機能ブロックは、多様なプログラミングまたはスクリプト言語で具現される。本発明の機能ブロックは、一つ以上の制御部で実行されるアルゴリズムで具現される。本発明の機能ブロックの行う機能は、複数の機能ブロックによって行われるか、本発明で複数の機能ブロックの行う機能は、一つの機能ブロックによって行われることもある。また、本発明は、電子的な環境設定、信号処理、及び／またはデータ処理などのために、従来技術を採用してもよい。

【0019】

図１は、従来の異種バッテリモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）の直列接続時の問題点を説明するための図面である。

【0020】

先ず、図１（ａ）を参照すれば、複数のバッテリモジュールが互いに直列に連結されている。例えば、図１（ａ）に示されたように、バッテリ容量１００Ａｈのバッテリモジュールと、バッテリ容量１５０Ａｈのバッテリモジュール１とが、互いに直列に連結される。ここで、ラック（Ｒａｃｋ）に流れる電流は、３０Ａと等しいため、異種バッテリモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）が直列に連結されている場合、バッテリモジュールの間に電圧やＳＯＣが変わる。

【0021】

図１（ｂ）を参照すれば、複数のバッテリモジュールが互いに直列に連結されている。例えば、図１（ｂ）に示されたように、元々等しいバッテリモジュールであったが、劣化したバッテリ容量９０Ａｈのバッテリモジュールと、劣化していないバッテリ容量１００Ａｈのバッテリモジュール３とが、互いに直列に連結される。ここで、同一バッテリモジュールであるとして、既存バッテリモジュールの劣化状態によって、異種バッテリモジュールが直列連結された場合と同様に、バッテリモジュールの間に電圧やＳＯＣが変わる。

【0022】

ＥＳＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ）メンテナンスにおいて、バッテリモジュールを入れ替る時、同種のバッテリモジュールであるとしても、劣化進行程度の差などによってセル（Ｃｅｌｌ）電圧のアンバランスが発生して、問題になる。また長期間運用中のＥＳＳの場合、同種の入れ替えバッテリモジュールを用意することができない場合もあった。よって、本発明では、バッテリモジュール単位でＳＯＣを補正する方法を提案した。

【0023】

図２は、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置を説明するための図面である。

【0024】

図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置の構成要素が概略的に図示されている。例えば、図２に示されたように、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置は、制御部３００、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００、保存部２００を含む。また、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置は、複数のバッテリモジュール１１、１３、１５を含むのである。ここで、バッテリモジュール１１、１３、１５は、バッテリラック１０に含まれる。例えば、図２に示されたように、複数のバッテリモジュール１１、１３、１５には、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）がそれぞれ備えられて、各バッテリモジュールのＳＯＣを算出する。また、各ＢＭＳは、制御部３００と互いに通信して算出したＳＯＣ値ＳＯＣ１、ＳＯＣ２、ＳＯＣ＿Ｘを送受信する。

【0025】

第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５は、少なくとも一つのバッテリセルを含み、バッテリセルは、充電可能な二次電池である。例えば、バッテリセルは、ニッケル－カドミウム電池、鉛蓄戦池、ニッケル－水素電池（ＮｉＭＨ：ｎｉｃｋｅｌ ｍｅｔａｌ ｈｙｄｒｉｄｅ ｂａｔｔｅｒｙ）、リチウム－イオン電池、リチウムポリマー電池などからなる群から選択される少なくとも一つを含む。

【0026】

第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５に含まれるバッテリセルの数及び連結方式は、バッテリパックに要求される電力量及び電圧などに基づいて定められる。図２には、概念的な目的のみで、第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５に含まれているバッテリセルが直列に連結されるように図示されるが、バッテリセルは、互いに並列に連結されるか、直列及び並列に連結される。また、第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５は、ただ一つのバッテリセルを含んでもよい。また、図２に示されていないが、バッテリＳＯＣ補正装置は、スイッチ、バッテリ保護回路、ヒューズ、電流センサ、温度センサなどをさらに含むことができる。

【0027】

本発明の一実施形態による第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５は、電気的に互いに直列に連結される。

【0028】

本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００を含む。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００は、直流入力電源を供給されて出力側の負荷が要求する形態の直流電源に変換させて出力する電力変換器である。例えば、図２に示されたように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００は、第ｎバッテリモジュール１５と電気的に並列連結される。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００、第ｎバッテリモジュール１５、及び保存部２００は、電気的に互いに並列連結される。

【0029】

保存部２００は、第ｎバッテリモジュール１５と並列に連結されて第ｎバッテリモジュール１５の放電電流を保存するか、第ｎバッテリモジュール１５を充電させる充電電流を出力する。例えば、保存部２００は、第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣが補正されるように、一時的な電力をバッファリングすることができる。

【0030】

また、図２に示されたように、ＤＣ／ＤＣなどの電力変換時の損失分は、制御電源から保存部２００に供給されうる。

【0031】

制御部３００は、バッテリモジュールのＳＯＣ情報を比べてＳＯＣ補正値を算出し、算出されたＳＯＣ補正値に対応する充放電電流指令値でＤＣ－ＤＣコンバータ１００を制御して、一時的に差分余剰電力を保存部２００を用いて調整することができる。例えば、本発明の一実施形態による制御部３００は、第ｎバッテリモジュール１５と電気的に並列連結されたＤＣ－ＤＣコンバータ１００を制御して、第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５の間のＳＯＣを補正することができる。

【0032】

制御部３００は、第１バッテリモジュール１１のＳＯＣ、第２バッテリモジュール１３のＳＯＣ、及び第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣをそれぞれ算出する。また、制御部３００は、第１バッテリモジュール１１のＳＯＣ、第２バッテリモジュール１３のＳＯＣ、及び第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣに基づいてＤＣ－ＤＣコンバータ１００を用いて、保存部２００と第ｎバッテリモジュール１５との間の充放電電流を制御して、第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１３、及び第ｎバッテリモジュール１５の間のＳＯＣを補正する。

【0033】

図３は、本発明の一実施形態によるＤＣ－ＤＣコンバータの制御方法を説明するためのブロック図である。

【0034】

図３を参照すれば、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の制御ブロックが図示されている。例えば、図２及び図３を共に参照すれば、本発明の一実施形態による制御部３００は、第１バッテリモジュール１１のＳＯＣ、第２バッテリモジュール１３のＳＯＣ、及び第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣに基づいてＳＯＣ補正値を算出し、算出されたＳＯＣ補正値に基づいて、ＳＯＣ補正値に対応する充放電電流指令値でＤＣ－ＤＣコンバータ１００を制御する。例えば、制御部３００は、第１バッテリモジュール１１のＳＯＣ及び第２バッテリモジュール１３のＳＯＣのＳＯＣ平均値と第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣ値とを比べて、ＳＯＣ補正値を算出する。

【0035】

本発明の一実施形態による制御部３００は、第１バッテリモジュール１１のＳＯＣ、第２バッテリモジュール１３のＳＯＣ、及び第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣが等しい値を有するＳＯＣ補正値に基づいて、第ｎバッテリモジュール１５から保存部２００への、保存部２００を充電させる充放電電流を制御する。

【0036】

本発明の一実施形態による制御部３００は、第１バッテリモジュール１１のＳＯＣ、第２バッテリモジュール１３のＳＯＣ、及び第ｎバッテリモジュール１５のＳＯＣが相等しい値を有するＳＯＣ補正値に基づいて、保存部２００から第ｎバッテリモジュール１５への、保存部２００を放電させる充放電電流を制御する。

【0037】

制御部３００は、バッテリＳＯＣ補正装置の全般的な動作を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。例えば、制御部３００は、当業界で周知のＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム及び／またはデータ処理装置などを選択的に含む形態に具現される。また、制御部３００は、基本的な算術、ロジック及び入出力演算を行い、例えば、メモリに保存されているプログラムコードを実行する。制御部３００は、データをメモリに保存するか、メモリに保存されたデータをローディングする。

【0038】

メモリは、制御部３００が読み取り可能な記録媒体であって、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びディスクドライブのような永久大容量記録装置（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｓｓ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）でもある。メモリには、オペレーティング・システムと、少なくとも一つのプログラムまたはアプリケーションコードが格納される。メモリには、本発明の一実施形態によって、バッテリＳＯＣ補正方法のためのプログラムコードが保存される。メモリには、充放電中のバッテリの少なくとも一つのパラメータを測定することで生成されるデータが保存される。例えば、前記データは、バッテリの充放電電流、端子電圧及び／または温度を含む。メモリには、バッテリの少なくとも一つのパラメータを測定することで生成されるデータを用いて、バッテリのＳＯＣを推定するためのプログラムコード、ＳＯＣ－ＯＣＶデータが保存される。バッテリの少なくとも一つのパラメータは、バッテリの端子電圧、充放電電流、及び／または周辺温度のような要素または変数を意味する。

【0039】

制御部３００は、通信モジュールをさらに含む。例えば、図２に示されたように、制御部３００は、通信モジュールを用いて、各バッテリモジュールのＢＭＳ及びＤＣ－ＤＣコンバータ１００と互いにデータを送受信する。また、制御部３００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００に制御命令を送信する。

【0040】

通信モジュールの通信方式は、これらに制限されず、ネットワークが含むことができる通信網（一例として、移動通信網、有線インターネット、無線インターネット、放送網）を活用する通信方式だけではなく、機器間の近距離無線通信も含まれる。例えば、ネットワークは、ＰＡＮ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＡＮ（ｃａｍｐｕｓ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＡＮ（ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＢＢＮ（ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワークのうち一つ以上の任意のネットワークを含むことができる。また、ネットワークは、バスネットワーク、スターネットワーク、リングネットワーク、メッシュネットワーク、スターバスネットワーク、ツリーまたは階層的ネットワークなどを含むネットワークトポロジーのうち任意の一つ以上を含むことができるが、これらに制限されるものではない。

【0041】

また、本発明によるバッテリＳＯＣ補正装置は、入出力インターフェースを含む。入出力インターフェースは、入出力装置とのインターフェースのための手段である。例えば、入力装置は、キーボードまたはマウスなどの装置を、そして出力装置は、アプリケーションの通信セッションを表示するためのディスプレイのような装置を含む。他の例として、入出力インターフェースは、タッチスクリーンのように、入力と出力のための機能が一つに統合されている装置とのインターフェースのための手段でもある。

【0042】

図４は、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正方法を説明するための図面である。

【0043】

図４を参照すれば、図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、異種バッテリモジュールが互いに直列に連結されるか、同一バッテリモジュールであるとしても、劣化した既存バッテリモジュールと入れ替えられたバッテリモジュールが互いに直列に連結されている場合、本発明のバッテリＳＯＣ補正装置を用いてバッテリモジュール間のＳＯＣを補正することができる。

【0044】

例えば、図４に示されたように、制御部３００は、入れ替えられたバッテリモジュール５のＳＯＣが、互いに直列に連結されている他のバッテリモジュールのＳＯＣと同一になるように、保存部２００及びＤＣ－ＤＣコンバータ１００を用いて、入れ替えられたバッテリモジュール５のＳＯＣを補正することができる。

【0045】

図５及び図６は、本発明の他の実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置を説明するための図面である。

【0046】

本発明の一実施形態によるＤＣ－ＤＣコンバータ１００は、降圧型、昇降圧型、ＺＥＴＡ＋ＳＥＰＩＣ方式、Ｃｈｏｐｐｅｒ方式、及び絶縁型昇降圧方式などの多様なタイプに適用される。例えば、図５及び図６を参照すれば、本発明の一実施形態による降圧型ＤＣ－ＤＣコンバータ１００が適用された実施形態が図示されている。

【0047】

例えば、図５に示されたように、新たに入れ替えられた入れ替えバッテリモジュール１５のセル容量が１００Ａｈであり、直列連結された既存バッテリモジュールのセル容量が９０Ａｈであって、セル容量差がある。例えば、いずれも同じバッテリモジュールであっても、既存バッテリモジュールの劣化によって容量差がありうる。この場合、本発明の一実施形態によるＳＯＣ補正装置は、入れ替えバッテリモジュール１５と既存バッテリモジュールとの差分容量ほど、保存部２００の容量が設定される。

【0048】

例えば、図６に示されたように、新たに入れ替えられた、入れ替えバッテリモジュール１５のセル容量が１４５Ａｈであり、直列連結された既存バッテリモジュールのセル容量が９０Ａｈであって、セル容量差がありうる。この場合、図５の実施形態と比べて、入れ替えバッテリモジュール１５と既存バッテリモジュールとのセル容量差が大きい。本発明の一実施形態によるＳＯＣ補正装置は、入れ替えバッテリモジュール１５と既存バッテリモジュールとのセル容量差が大きい場合、入れ替えバッテリモジュール１５のセル直列数を低減させて、他の既存バッテリモジュールとほぼ同じ容量に合わせることで、保存部２００の容量を最小化するように設定される。この場合、入れ替えバッテリモジュール１５は、入れ替えバッテリモジュール１５のセル直列数を低減させたため、ＤＣ－ＤＣコンバータで他の既存バッテリモジュールと同じ電圧になるように配置される。

【0049】

図７は、本発明の他の実施形態によるバッテリＳＯＣ補正方法を説明するための図面である。

【0050】

図７を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置がない場合（ａ）と、バッテリＳＯＣ補正装置がある場合（ｂ）との第１バッテリモジュール、第２バッテリモジュール、及び第ｎバッテリモジュールの、充放電時間によるＳＯＣのグラフが示されている。ここで、第１バッテリモジュール、第２バッテリモジュール、及び第ｎバッテリモジュールは、互いに直列に連結されており、図７（ｂ）の場合、第ｎバッテリモジュールと並列にＤＣ－ＤＣコンバータ及び保存部が連結されている。

【0051】

例えば、図７に示されたように、第１バッテリモジュールのＳＯＣ（ＳＯＣ０）、第２バッテリモジュールのＳＯＣ（ＳＯＣ２）、及び第ｎバッテリモジュールのＳＯＣ（ＳＯＣ１）のＳＯＣグラフは、バッテリＳＯＣ補正装置がない場合（ａ）に、ＳＯＣが一致しないが、本発明の一実施形態によるバッテリＳＯＣ補正装置がある場合（ｂ）に、ＳＯＣが補正されて、ＳＯＣが一致するということが分かる。

【0052】

本発明によれば、モジュール単位で入れ替えることができ、異種バッテリでもＳＯＣアンバランスを補正することができる。また、本発明によれば、ＥＳＳメンテナンスにおいて、バッテリモジュールを入れ替える時、本来構成されたバッテリ種類とは異なるバッテリであっても、本発明のＳＯＣ補正装置を並列に接続して動作させることで共存することができ、モジュール単位で入れ替えることができる。

【0053】

また、本発明によれば、相異なるバッテリセルで構成されたバッテリモジュールを直列に構成するとしても、問題になったＳＯＣアンバランス問題は発生しない。よって、ラック単位ではないモジュール単位で入れ替えが可能になって、入れ替えコストが削減される。また、アフターサービスの時、ＥＳＳ運用期間の間に同一モジュールの在庫がないとしても、新たに開発されたセルと本発明のＳＯＣ補正装置で構成されたモジュールを必要な時に製作して対応することができるため、アフターサービスの運用方法を大きく改善することができる。

【0054】

以上、説明された多様な実施形態は例示的なものであるが、互いに区別されて独立して実施されるべきものではない。本明細書で説明された実施形態は、互いに組み合わせられた形態でも実施される。

【0055】

以上、説明された多様な実施形態は、コンピュータ上で多様な構成要素により実行されるコンピュータプログラムの形態で具現され、これらのコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能な媒体に記録される。この時、媒体は、コンピュータで実行可能なプログラムを保存し続けるか、実行またはダウンロードのために臨時保存するものであってもよい。また、媒体は、単一または複数のハードウェアが結合された形態の多様な記録手段または保存手段でありうるが、あるコンピュータシステムに直接接続される媒体に限定されず、ネットワーク上に分散存在するものであってもよい。媒体の例示としては、ハードディスク、フロッピィーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクなどの磁気－光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどを含み、プログラム命令語が保存されるように構成されたものがある。また、他の媒体の例示として、アプリケーションを流通するアプリストアや、その他の多様なソフトウェアを供給ないし流通するサイト、サーバなどで管理する記録媒体ないし保存媒体も挙げられる。

【0056】

本明細書で、「部」、「モジュール」などは、制御部または回路などのハードウェア構成、及び／または制御部などのハードウェア構成によって実行されるソフトウェア構成でありうる。例えば、「部」、「モジュール」などは、ソフトウェア構成要素、客体志向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素などの構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、および変数によって具現される。

【0057】

前述した本発明の説明は例示のためのものであり、当業者ならば、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更しなくても他の具体的な形態に容易に変形できるということを理解できるであろう。よって、以上で述べた実施例はすべて例示的なものであり、限定的なものではないと理解せねばならない。例えば、単一型に説明されている各構成要素は、分散して実施されてもよく、同様に、分散していると説明されている構成要素も、結合された形態に実施されてもよい。

【0058】

本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって現れ、特許請求の範囲の意味及び範囲そしてその均等な概念から導出されるすべての変更または変形された形態は、本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。

【符号の説明】

【0059】

１１、１３、１５：バッテリモジュール
１００：ＤＣ－ＤＣコンバータ
２００：保存部
３００：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】