特許 7088495 セルモジュール均等化およびプレチャージ装置、および方法

(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】

(24)【登録日】2022-06-13

(45)【発行日】2022-06-21

(54)【発明の名称】セルモジュール均等化およびプレチャージ装置、および方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20220614BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220614BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20220614BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220614BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 H

H02J7/00 302A

H01M10/44 P

H01M10/48 P

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019561907

(86)(22)【出願日】2018-10-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-07-02

(86)【国際出願番号】 KR2018012106

(87)【国際公開番号】W WO2019088500

(87)【国際公開日】2019-05-09

【審査請求日】2019-11-15

(31)【優先権主張番号】10-2017-0146828

(32)【優先日】2017-11-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】スン、チャン ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】リー、サン フン

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、ヤン シク

【審査官】辻丸 詔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０５４６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５０７７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２９３１２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０２４３５０８２（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つ以上のセルモジュールを含むバッテリーと負荷との間に位置し、プレチャージ動作または均等化動作を行うコンバータ部と、
前記一つ以上のセルモジュールと前記コンバータ部を各々連結するスイッチング部と、
前記コンバータ部の動作に基づいて、前記プレチャージ動作を実行するプレチャージ回路または前記均等化動作を実行する均等化回路を選択的に形成する制御部と、
を備え、
前記コンバータ部は、
前記バッテリーと連結される入力端子と、
前記負荷と連結される第１出力端子と、
前記スイッチング部と連結される第２出力端子と、
を有する、多重出力絶縁型の両方向コンバータであり、
前記制御部は、
前記コンバータ部が前記均等化動作を実行する場合、前記スイッチング部を制御して、不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールの正極端子および負極端子を前記第２出力端子に連結することによって、不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュール、前記入力端子および前記第２出力端子を含む前記均等化回路を形成し、
前記コンバータ部が前記プレチャージ動作を実行する場合、前記スイッチング部を制御して前記第２出力端子と前記スイッチング部との間の連結を切断することによって、前記バッテリー、前記入力端子および前記第１出力端子を含む前記プレチャージ回路を形成する、
セルモジュール均等化およびプレチャージ装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記一つ以上のセルモジュールからセルモジュール情報を取得し、前記セルモジュール情報に基づいて前記一つ以上のセルモジュールの不均衡異常を診断する、請求項１に記載のセルモジュール均等化およびプレチャージ装置。

【請求項3】

前記制御部は、
不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールからエネルギーの回収が必要な場合、不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールのエネルギーが前記第２出力端子から前記入力端子に伝達されるように前記コンバータ部の動作を制御する、請求項１または２に記載のセルモジュール均等化およびプレチャージ装置。

【請求項4】

前記制御部は、
不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールにエネルギーの伝達が必要な場合、前記バッテリーから出力されるエネルギーが前記入力端子から前記第２出力端子に伝達されるように前記コンバータ部の動作を制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載のセルモジュール均等化およびプレチャージ装置。

【請求項5】

一つ以上のセルモジュールを含むバッテリーと負荷との間に位置するコンバータ部がプレチャージ動作または均等化動作を行うステップと、
スイッチング部が前記一つ以上のセルモジュールと前記コンバータ部を各々連結するステップと、
前記コンバータ部が実行の動作に基づいて前記プレチャージ動作を実行するプレチャージ回路または前記均等化動作を実行する均等化回路を選択的に形成するために前記スイッチング部の導通状態を制御するステップと、
を備え、
前記コンバータ部は、
前記バッテリーと連結される入力端子と、
前記負荷と連結される第１出力端子と、
前記スイッチング部と連結される第２出力端子と、を有する、多重出力絶縁型の両方向コンバータであり、
前記制御するステップは、
前記コンバータ部が前記均等化動作を実行する場合、前記スイッチング部を制御して、不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールの正極端子および負極端子を前記第２出力端子に連結することによって、不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュール、前記入力端子および前記第２出力端子を含む前記均等化回路を形成するステップを含み、
前記コンバータ部が前記プレチャージ動作を実行する場合、前記スイッチング部を制御して前記第２出力端子と前記スイッチング部との間の連結を切断することによって、前記バッテリー、前記入力端子および前記第１出力端子を含む前記プレチャージ回路を形成するステップを含む、
セルモジュール均等化およびプレチャージ方法。

【請求項6】

前記制御するステップは、
前記一つ以上のセルモジュールからセルモジュール情報を取得し、前記セルモジュール情報に基づいて前記一つ以上のセルモジュールの不均衡異常を診断するステップを含む、請求項５に記載のセルモジュール均等化およびプレチャージ方法。

【請求項7】

前記制御するステップは、
不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールからエネルギーの回収が必要な場合、不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールのエネルギーが前記第２出力端子から前記入力端子に伝達されるように前記コンバータ部の動作を制御するステップを含む、請求項５または６に記載のセルモジュール均等化およびプレチャージ方法。

【請求項8】

前記制御するステップは、
不均衡異常が診断された前記一つ以上のセルモジュールにエネルギーの伝達が必要な場合、前記バッテリーから出力されるエネルギーが前記入力端子から前記第２出力端子に伝達されるように前記コンバータ部の動作を制御するステップを含む、請求項５から７のいずれか一項に記載のセルモジュール均等化およびプレチャージ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は２０１７年１１月０６日付の韓国特許出願第１０－２０１７－０１４６８２８号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、セルモジュール均等化およびプレチャージ装置、および方法に関し、より具体的には、コンバータ部が実行しようとする動作に基づいてスイッチング部の導通状態を制御してコンバータ部と一つ以上のセルモジュール（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ）を選択的に連結することによって、コンバータ部が該動作を実行するための回路を形成することができる、セルモジュール均等化およびプレチャージ装置、および方法に関する。

【背景技術】

【0003】

一般に、２次電池は、電気自動車、エネルギー貯蔵システムおよび無停電電源供給装置のような高容量を必要とする環境では、単位２次電池セル（Ｃｅｌｌ）を複数接合することによって一つのバッテリーモジュールとして用いることができ、場合によってはバッテリーモジュールを複数接合して用いることができる。

【0004】

複数のバッテリーモジュールを共に用いる場合、バッテリーモジュールを生産するにつれて発生する生産偏差、バッテリーモジュールの温度偏差などの様々な要因により、複数のバッテリーモジュールの電圧が不均衡になりうる。

【0005】

一方、電圧が不均衡なバッテリーモジュールを接合して用いる場合、複数のバッテリーモジュールのキャパシティ（Ｃａｐａｃｉｔｙ）および電力（Ｐｏｗｅｒ）が減少し、バッテリーモジュールの老化を加速化して寿命を短縮させるという問題点がある。このような問題点を補完するために、複数接合して用いる場合、常に各個別モジュールの電圧、電流および温度などの種々の状態情報に基づいてモジュール間の不均衡を診断してバランシング動作を通じてバッテリーモジュール間の偏差を除去する必要性がある。

【0006】

また、従来のバッテリー管理システムの場合、バッテリーバランシングだけでなく、バッテリーの状態を測定、モニターおよび診断するシステムのように様々なシステムが複合的に構成されるため、システムを構成する費用やシステムの体積が増加するという問題点がある。

【0007】

そこで、本発明者は、従来のバッテリー管理システムが有する問題点を解決するために、コンバータ部が実行しようとする動作に基づいてスイッチング部の導通状態を制御してコンバータ部と一つ以上のセルモジュール（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ）を選択的に連結することによって、一つのスイッチング部を制御してコンバータ部が様々な機能を実行するようにすることができる、セルモジュール均等化およびプレチャージ装置、および方法を開発するに至った。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明の目的は、コンバータ部が実行しようとする動作に基づいてスイッチング部の導通状態を制御してコンバータ部と一つ以上のセルモジュール（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ）を選択的に連結することによって、コンバータ部が該動作を実行するための回路を形成することができる、セルモジュール均等化およびプレチャージ装置、および方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置は、一つ以上のセルモジュールを含むバッテリーと負荷との間に位置し、プレチャージ動作または均等化動作を行うコンバータ部、上記一つ以上のセルモジュールと上記コンバータ部を各々連結するスイッチング部、および上記コンバータ部が実行しようとする動作に基づいて上記スイッチング部の導通状態を制御することによって、上記プレチャージ動作を実行するためのプレチャージ回路または上記均等化動作を実行するための均等化回路を選択的に形成する制御部を含む。

【0010】

一つの実施形態において、上記コンバータ部は、上記バッテリーと連結される入力端子、上記負荷と連結される第１出力端子、および上記スイッチング部と連結される第２出力端子を含んでもよい。

【0011】

一つの実施形態において、上記制御部は、上記コンバータ部が上記プレチャージ動作を実行しようとする場合、上記スイッチング部を制御して上記第２出力端子と上記スイッチング部との間の連結を短絡させることによって、上記バッテリー、上記入力端子および上記第１出力端子を含む上記プレチャージ回路を形成してもよい。

【0012】

一つの実施形態において、上記制御部は、上記一つ以上のセルモジュールからセルモジュール情報を取得し、上記セルモジュール情報に基づいて上記一つ以上のセルモジュールの不均衡異常を診断してもよい。

【0013】

一つの実施形態において、上記制御部は、上記コンバータ部が上記均等化動作を実行しようとする場合、上記スイッチング部を制御して不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールと上記第２出力端子を連結することによって、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュール、上記入力端子および上記第２出力端子を含む上記均等化回路を形成してもよい。

【0014】

一つの実施形態において、上記制御部は、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールからエネルギーの回収が必要な場合、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールのエネルギーが上記第２出力端子から上記入力端子に伝達されるように上記コンバータ部の動作を制御してもよい。

【0015】

一つの実施形態において、上記制御部は、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールにエネルギーの伝達が必要な場合、上記バッテリーから出力されるエネルギーが上記入力端子から上記第２出力端子に伝達されるように上記コンバータ部の動作を制御してもよい。

【0016】

本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ方法は、一つ以上のセルモジュールを含むバッテリーと負荷との間に位置したコンバータ部がプレチャージ動作または均等化動作を行うステップ、スイッチング部が上記一つ以上のセルモジュールと上記コンバータ部を各々連結するステップ、および上記コンバータ部が実行しようとする動作に基づいて上記プレチャージ動作を実行するためのプレチャージ回路または上記均等化動作を実行するための均等化回路を選択的に形成するために上記スイッチング部の導通状態を制御するステップを含む。

【0017】

一つの実施形態において、上記コンバータ部は、上記バッテリーと連結される入力端子、上記負荷と連結される第１出力端子、および上記スイッチング部と連結される第２出力端子を含んでもよい。

【0018】

一つの実施形態において、上記制御するステップは、上記コンバータ部が上記プレチャージ動作を実行しようとする場合、上記スイッチング部を制御して上記第２出力端子と上記スイッチング部との間の連結を短絡させることによって、上記バッテリー、上記入力端子および上記第１出力端子を含む上記プレチャージ回路を形成するステップを含んでもよい。

【0019】

一つの実施形態において、上記制御するステップは、上記一つ以上のセルモジュールからセルモジュール情報を取得し、上記セルモジュール情報に基づいて上記一つ以上のセルモジュールの不均衡異常を診断するステップを含んでもよい。

【0020】

一つの実施形態において、上記制御するステップは、上記コンバータ部が上記均等化動作を実行しようとする場合、上記スイッチング部を制御して不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールと上記第２出力端子を連結することによって、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュール、上記入力端子および上記第２出力端子を含む上記均等化回路を形成するステップをさらに含んでもよい。

【0021】

一つの実施形態において、上記制御するステップは、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールからエネルギーの回収が必要な場合、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールのエネルギーが上記第２出力端子から上記入力端子に伝達されるように上記コンバータ部の動作を制御するステップをさらに含んでもよい。

【0022】

一つの実施形態において、上記制御するステップは、不均衡異常が診断された上記一つ以上のセルモジュールにエネルギーの伝達が必要な場合、上記バッテリーから出力されるエネルギーが上記入力端子から上記第２出力端子に伝達されるように上記コンバータ部の動作を制御するステップをさらに含んでもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、コンバータ部が実行しようとする動作に基づいてスイッチング部の導通状態を制御してコンバータ部と一つ以上のセルモジュール（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ）を選択的に連結することによって、プレチャージ動作のためのプレチャージ回路または均等化動作のための均等化回路を選択的に形成することができ、一つのコンバータ部を用いて様々な動作を行うことによって、システムの体積および価格を減少できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００の構成要素を概略的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００におけるプレチャージ回路を概略的に示す図である。

【図3】本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００における均等化回路を概略的に示す図である。

【図4】本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００における均等化回路を概略的に示す図である。

【図5】本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００を用いてセルモジュールの均等化動作を行う一連の過程を説明するためのフローチャートである。

【図6】本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００を用いてセルモジュールのプレチャージ動作を行う一連の過程を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下では本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００の構成要素を概略的に示す図である。

【0027】

図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００は、コンバータ部１１０、スイッチング部１２０および制御部１３０を含んで構成されることができる。

【0028】

ここで、図１に示されたセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００は一実施形態によるものであって、その構成要素は図１に示された実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて交替、付加、変更または削除されてもよい。

【0029】

先ず、コンバータ部１１０は、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎを含むバッテリー１０と負荷２０との間に位置することができ、プレチャージ動作または均等化動作を行うことができる。例えば、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎが直列に連結された場合、コンバータ部１１０は、最前端に位置したセルモジュール１０－ｎと負荷２０との間に位置することができる。また、コンバータ部１１０は、正極スイッチ４０ａと並列連結されることができる。

【0030】

ここで、プレチャージ動作は、メインスイッチ（４０ａおよび４０ｂ）の融着を防止するために、メインスイッチ（４０ａおよび４０ｂ）を動作させる前にＤＣリンクキャパシタ３０を充電させてＤＣリンクキャパシタ３０の電圧をバッテリー１０の電圧と同一にさせる動作を意味する。

【0031】

ここで、均等化動作は、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎが有するエネルギーを均等にするために行う動作を意味する。例えば、均等化動作は、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎのうち他のセルモジュールに比べてエネルギーが不足したセルモジュールにエネルギーを供給する動作、および他のセルモジュールに比べてエネルギーが過度なセルモジュールからエネルギーを回収する動作であってもよい。

【0032】

一つの実施形態において、コンバータ部１１０は、バッテリー１０から電力の供給を受けてＤＣリンクキャパシタ３０または異常のあるセルモジュール１０－１～１０－ｎに伝達することができる。このために、コンバータ部１１０は、バッテリー１０と連結されてバッテリー１０から電力の供給を受ける入力端子１１０ａ、負荷２０側と連結されてＤＣリンクキャパシタ３０にエネルギーを供給する第１出力端子１１０ｂ、および後述のスイッチング部と連結されてセルモジュール１０－１～１０－ｎに電力を供給する第２出力端子１１０ｃを含むことができる。一例として、コンバータ部１１０は、一つの入力値を複数の出力値として出力できる多重出力絶縁型の両方向コンバータであってもよい。

【0033】

多重出力絶縁型の両方向コンバータは、一つの入力端子と二つの出力端子とからなり、入力端子および出力端子間には絶縁がなされており、両方向にエネルギー伝達が可能である。それにより、バッテリー１０から供給されるエネルギーを他のセルモジュール１０－１～１０－ｎに比べて相対的にエネルギーが不足したセルモジュール１０－１～１０－ｎに提供することができるだけでなく、エネルギーが過度なセルモジュール１０－１～１０－ｎからエネルギーを回収することもできる。

【0034】

スイッチング部１２０は、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎとコンバータ部１１０を各々連結することができる。例えば、図１に示すように、スイッチング部１２０は、一側が一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎ各々の正極端子および負極端子と連結されることができ、他側がコンバータ部１１０の第２出力端子１１０ｃと連結されることによって一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎとコンバータ部１１０を各々連結させることができる。

【0035】

一つの実施形態において、スイッチング部１２０は、スイッチマトリクス（Ｓｗｉｔｃｈ Ｍａｔｒｉｘ）であってもよく、後述の制御部１３０を介して選択されたセルモジュール１０－１～１０－ｎの正極端子および負極端子を選択的に連結させることによって、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎとコンバータ部１１０を連結させることができる。

【0036】

一つの実施形態において、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００の動作が開始される場合および一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎに不均衡異常が診断されない場合、スイッチング部１２０は、オフ状態を維持して一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎとコンバータ部１１０の連結を短絡させることができる。

【0037】

制御部１３０は、コンバータ部１１０が実行しようとする動作に基づいてスイッチング部１２０の導通状態を制御することによって、プレチャージ動作を実行するためのプレチャージ回路または均等化動作を実行するための均等化回路を選択的に形成することができる。以下では、図２～４を参照して制御部１３０がプレチャージ回路および均等化回路を形成する構成について具体的に説明する。

【0038】

図２は、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００におけるプレチャージ回路を概略的に示す図であり、図３および４は、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００における均等化回路を概略的に示す図である。

【0039】

先ず、図２を参照すれば、制御部１３０は、コンバータ部１１０がプレチャージ動作を実行しようとする場合、スイッチング部１２０を制御してプレチャージ回路を形成することができる。例えば、コンバータ部１１０がプレチャージ動作を実行しようとする場合、制御部１３０は、メインスイッチ（４０ａおよび４０ｂ）のうち負極スイッチ４０ｂの導通状態をオン状態に変更し、スイッチング部１２０の導通状態を制御して第２出力端子１１０ｃとスイッチング部１２０との間の連結を短絡させることができる。それにより、制御部１３０は、バッテリー１０、コンバータ部１１０の入力端子１１０ａ、第１出力端子１１０ｂ、ＤＣリンクキャパシタ３０および負極スイッチ４０ｂを含む閉回路であるプレチャージ回路を形成することができる。ここで、バッテリー１０から印加される電力は、コンバータ部１１０の第１出力端子１１０ｂを経てＤＣリンクキャパシタ３０に印加され、印加されたバッテリー１０の電力を用いてＤＣリンクキャパシタ３０を充電させることができる。その後、制御部１３０は、ＤＣリンクキャパシタ３０に充電された電圧がバッテリー１０の電圧と同一になる場合、負極スイッチ４０ｂの導通状態をオフ状態に変更してプレチャージ回路を短絡させることによって、コンバータ部１１０のプレチャージ動作を中止させることができる。

【0040】

次に、図３を参照すれば、制御部１３０は、コンバータ部１１０が均等化動作を実行しようとする場合、スイッチング部１２０を制御して均等化回路を形成することができる。例えば、制御部１３０は、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎからセルモジュール情報を取得し、取得されたセルモジュール情報に基づいて一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎの不均衡異常を診断することができる。

【0041】

ここで、セルモジュール情報は、一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎの状態を示す情報を意味する。例えば、セルモジュール情報は、電流、電圧、温度、残存容量（ＳＯＣ）および残存寿命（ＳＯＨ）のいずれか一つ以上を含むことができる。

【0042】

制御部１３０は、セルモジュール情報に基づいて一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎの不均衡異常を診断することができる。ここで、図３に示すようにｎ番目のセルモジュール１０－ｎに不均衡異常が診断された場合、制御部１３０は、スイッチング部１２０を制御してｎ番目のセルモジュール１０－ｎの正極端子と負極端子をコンバータ部１１０の第２出力端子１１０ｃと連結させることができる。それにより、制御部１３０は、ｎ番目のセルモジュール１０－ｎ、スイッチング部１２０、コンバータ部１１０の第２出力端子１１０ｃおよびコンバータ部１１０の入力端子１１０ａを含む閉回路である均等化回路を形成することができる。

【0043】

次に、図４を参照すれば、制御部１３０は、上述した方法と同様の方法により均等化回路を形成することができる。例えば、２番目のセルモジュール１０－２に不均衡異常が発生した場合、制御部１３０は、スイッチング部１２０を制御して２番目のセルモジュール１０－２の正極端子と負極端子をコンバータ部１１０の第２出力端子１１０ｃと連結させることができる。それにより、制御部１３０は、２番目のセルモジュール１０－２、スイッチング部１２０、コンバータ部１１０の第２出力端子１１０ｃおよびコンバータ部１１０の入力端子１１０ａを含む閉回路である均等化回路を形成することができる。

【0044】

一つの実施形態において、制御部１３０は、不均衡異常が診断されたセルモジュール１０－１～１０－ｎにエネルギーの伝達が必要な場合、制御部１３０は、バッテリー１０から出力されるエネルギーが入力端子１１０ａから第２出力端子１１０ｃに伝達されるようにコンバータ部１１０の動作を制御することができる。例えば、図３を参照すれば、ｎ番目のセルモジュール１０－ｎのエネルギーが他のセルモジュール（１０－１～１０－３）に比べて不足した場合、制御部１３０は、コンバータ部１１０の動作を制御して入力端子１１０ａに入力されたバッテリー１０のエネルギーを第２出力端子１１０ｃに伝達し、第２出力端子１１０ｃに伝達されたバッテリー１０のエネルギーをｎ番目のセルモジュール１０－ｎに提供することによって、ｎ番目のセルモジュール１０－ｎの不足したエネルギーを充電して不均衡異常を解決することができる。

【0045】

一つの実施形態において、制御部１３０は、不均衡異常が診断された一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎからエネルギーの回収が必要な場合、制御部１３０は、不均衡異常が診断された一つ以上のセルモジュール１０－１～１０－ｎのエネルギーが第２出力端子１１０ｃから入力端子１１０ａに伝達されるようにコンバータ部１１０の動作を制御することができる。例えば、図４を参照すれば、２番目のセルモジュール１０－２のエネルギーが他のセルモジュール（１０－１、１０－３～１０－ｎ）に比べて多い場合、制御部１３０は、コンバータ部１１０の動作を制御して２番目のセルモジュール１０－２のエネルギーを第２出力端子１１０ｃに伝達し、伝達された２番目のセルモジュール１０－２のエネルギーを、入力端子１１０ａを介してバッテリー１０に伝達することによって、２番目のセルモジュール１０－２の超過したエネルギーを消費して不均衡異常を解決することができる。以下では、図５および図６を参照して本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプリチャジン方法について説明する。

【0046】

図５は、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００を用いてセルモジュールの均等化動作を行う一連の過程を説明するためのフローチャートであり、図６は、本発明の一実施形態によるセルモジュール均等化およびプレチャージ装置１００を用いてセルモジュールのプレチャージ動作を行う一連の過程を説明するためのフローチャートである。
先ず、図５を参照すれば、スイッチング部の導通状態をオフ状態に維持し、一つ以上のセルモジュールからセルモジュール情報を取得する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０ステップで取得したセルモジュール情報に基づいて一つ以上のセルモジュールに対して不均衡を診断する（Ｓ１２０）。この時、不均衡異常がない場合には、Ｓ１１０ステップに戻って一つ以上のセルモジュールの不均衡異常を持続的にモニターする。しかし、不均衡異常が発生した場合、スイッチング部を制御して不均衡異常が診断されたセルモジュールと第２出力端子を連結させ、それにより、不均衡異常が診断されたセルモジュール、スイッチング部、第２出力端子、入力端子およびバッテリーを含む均等化回路を形成する（Ｓ１３０およびＳ１４０）。Ｓ１３０およびＳ１４０ステップで形成された均等化回路を用いて不均衡異常が診断されたセルモジュールにバッテリーのエネルギーを伝達または回収する（Ｓ１５０）。
次に、図６を参照すれば、プレチャージ動作を実行しようとする場合、負極スイッチの導通状態をオン状態に変更する（Ｓ２１０）。その後、スイッチング部を制御してスイッチング部と第２出力端子との間の連結を短絡させ、バッテリー、コンバータ部の入力端子、第１出力端子、ＤＣリンクキャパシタおよび負極スイッチを含むプレチャージ回路を生成する（Ｓ２２０およびＳ２３０）。Ｓ２２０およびＳ２３０ステップで形成されたプレチャージ回路を介してプレチャージ動作を実行してバッテリーのエネルギーをＤＣリンクキャパシタに伝達してＤＣリンクキャパシタを充電する（Ｓ２４０）。

【0047】

前述したセルモジュール均等化およびプレチャージ方法は、図面に提示されたフローチャートを参照して説明された。簡単に説明するために、上記方法は一連のブロックで図示し説明されたが、本発明は上記ブロックの順に限定されず、幾つかのブロックは他のブロックと本明細書で図示し記述されたものとは互いに異なる順にまたは同時になされてもよく、同一または類似した結果を達成する様々な他の分枝、流れ経路およびブロックの順が実現されてもよい。また、本明細書にて記述される方法の実現のために示された全てのブロックが要求されなくてもよい。

【0048】

以上では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】