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特許7107487バッテリー管理装置及び方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2022-07-19

(45)【発行日】2022-07-27

(54)【発明の名称】バッテリー管理装置及び方法

(51)【国際特許分類】

H02J 7/00 20060101AFI20220720BHJP

H02J 7/10 20060101ALI20220720BHJP

H02J 7/04 20060101ALI20220720BHJP

H01M 10/48 20060101ALI20220720BHJP

H01M 10/44 20060101ALI20220720BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Y

H02J7/10 B

H02J7/10 L

H02J7/04 L

H02J7/00 301D

H01M10/48 P

H01M10/44 P

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020550120

(86)(22)【出願日】2019-12-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-07-08

(86)【国際出願番号】 KR2019017211

(87)【国際公開番号】W WO2020117000

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2020-09-18

(31)【優先権主張番号】10-2018-0157150

(32)【優先日】2018-12-07

(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】ホワン、ジウォン

【審査官】山本香奈絵

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１０７６８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１３９６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１７８５２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２２２９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１２１９７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１２５１０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５４１３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０９２８４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１７６２０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０２Ｊ７／１０

Ｈ０２Ｊ７／０４

Ｈ０１Ｍ１０／４８

Ｈ０１Ｍ１０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部装置と第１周波数を用いて通信可能な第１アンテナと、
前記外部装置からの第２周波数の信号を受信可能な第２アンテナと、
前記第２アンテナで受信された前記第２周波数の信号に基づいて電圧を生成する電圧生成部と、
前記電圧生成部で生成された電圧に基づいた信号がイネーブル信号として印加される駆動部と、
前記駆動部からの制御信号に基づいてバッテリーセルの状態を示すパラメータを測定するセルパラメータ測定部と、を含み、
前記イネーブル信号に基づいて前記駆動部が待機状態からウェークアップ状態に遷移し、
前記第２周波数の信号は、データを含まない、変調されていない信号である、セル管理制御機。

【請求項2】

前記第２周波数の信号は、前記第１周波数の信号よりエネルギー密度がより高い、請求項１に記載のセル管理制御機。

【請求項3】

前記第２アンテナで前記第２周波数の信号を受信できるようにインピーダンスをマッチングするインピーダンスマッチング回路をさらに含む、請求項１または２に記載のセル管理制御機。

【請求項4】

前記電圧生成部に蓄積されるエネルギーを放電させるための放電回路をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のセル管理制御機。

【請求項5】

前記駆動部は、前記セルパラメータ測定部から受信した前記バッテリーセルのパラメータ値に基づいて前記バッテリーセルの異常有無を判断し、
前記バッテリーセルに異常が発生したと判断された場合、前記外部装置に前記バッテリーセルの異常状態を示すフォールト信号を第３周波数で伝送する、請求項１から４のいずれか一項に記載のセル管理制御機。

【請求項6】

前記第３周波数の信号は、前記第１周波数の信号よりエネルギー密度がより高い、請求項５に記載のセル管理制御機。

【請求項7】

前記フォールト信号は、前記第１アンテナを介して伝送される、請求項５または６に記載のセル管理制御機。

【請求項8】

前記駆動部に電力を供給する電源回路をさらに含み、
前記電源回路は、前記電圧生成部で生成された電圧が入力される時前記駆動部にイネーブル信号を印加し、
前記駆動部は、前記電源回路から印加される前記イネーブル信号に基づいてウェークアップ状態に遷移する、請求項１から７のいずれか一項に記載のセル管理制御機。

【請求項9】

前記駆動部に電力を供給する電源回路をさらに含み、
前記電源回路は、前記駆動部に電力を常時供給し、
前記駆動部は、前記電圧生成部で生成された前記電圧が前記イネーブル信号として印加される、請求項１から７のいずれか一項に記載のセル管理制御機。

【請求項10】

外部装置と第１周波数及び第２周波数を用いて通信可能な第１アンテナと、
前記外部装置を待機状態からウェークアップ状態に遷移するためのウェークアップ信号を前記第２周波数の信号として生成し前記第１アンテナを介して前記外部装置に伝送し、前記外部装置とのデータ送受信を前記第１周波数で行う制御部と、を含み、
前記制御部は前記第２周波数の信号のエネルギー密度が前記第１周波数の信号のエネルギー密度より大きくなるように前記第１周波数の信号及び第２周波数の信号を生成し、
前記制御部は、データを含まないよう変調されていない前記第２周波数の信号を生成する、バッテリー管理制御機。

【請求項11】

前記外部装置から第３周波数の信号を受信可能な第２アンテナをさらに含み、
前記制御部は、前記第２アンテナから前記第３周波数の信号を受信した時、前記外部装置がモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断する、請求項１０に記載のバッテリー管理制御機。

【請求項12】

前記制御部は、前記第２アンテナから予め設定された基準以上のエネルギーを有する第３周波数の信号を受信することを検出する場合、前記外部装置がモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断する、請求項１１に記載のバッテリー管理制御機。

【請求項13】

前記第２アンテナで前記第３周波数の信号を受信できるようにインピーダンスをマッチングするインピーダンスマッチング回路と、
前記インピーダンスマッチング回路を介して受信される信号によって蓄積されるエネルギーを放電させるための放電回路と、をさらに含む、請求項１１または１２に記載のバッテリー管理制御機。

【請求項14】

バッテリーセルの状態をモニタリングする複数のセル管理制御機と、
前記複数のセル管理制御機と通信して前記複数のセル管理制御機からフォールト信号を受信するバッテリー管理制御機と、を含み、
前記複数のセル管理制御機それぞれは、
前記バッテリー管理制御機と第１周波数を用いて通信できるように構成された第１アンテナと、前記バッテリー管理制御機から第２周波数の信号を受信できるように構成された第２アンテナと、前記第２アンテナで受信する前記第２周波数の信号に基づいて電圧を生成するように構成された電圧生成部と、前記電圧生成部で生成された電圧に基づいた信号がイネーブル信号として印加されるように構成された駆動部と、前記駆動部からの制御信号に基づいて前記バッテリーセルの状態を示すパラメータを測定するように構成されたセルパラメータ測定部と、を含み、
前記イネーブル信号に基づいて前記駆動部が待機状態からウェークアップ状態に遷移し、
前記第２周波数の信号は、データを含まない、変調されていない信号である、バッテリー管理システム。

【請求項15】

前記複数のセル管理制御機それぞれにおいて、
前記駆動部は、前記セルパラメータ測定部から受信した前記バッテリーセルのパラメータ値に基づいて前記バッテリーセルの異常有無を判断し、
前記バッテリーセルに異常が発生したと判断された場合、前記バッテリー管理制御機に前記バッテリーセルの異常状態を示す前記フォールト信号を予め設定された第３周波数で伝送し、
前記複数のセル管理制御機は、前記予め設定された第３周波数が互いに異なる周波数である、請求項１４に記載のバッテリー管理システム。

【請求項16】

前記複数のセル管理制御機からの前記フォールト信号を受信するために、前記複数のセル管理制御機が前記フォールト信号を送信する互いに異なる第３周波数を含む周波数範囲をスキャニングする、請求項１５に記載のバッテリー管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］

【0002】

本発明は、２０１８年１２月７日に出願された韓国特許出願第１０－２０１８－０１５７１５０号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容を本明細書の一部として含む。

【0003】

本発明は、バッテリーセル単位でバッテリーの状態をモニタリングする装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0004】

最近、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充電・放電が可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池等と最近のリチウムイオン電池を全て含む意味である。二次電池のうちリチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池等に比べてエネルギー密度が遥かに高いという長所がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量で製作することができ、移動機器の電源として用いられる。また、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源に使用範囲が拡張され次世代エネルギー保存媒体として注目を浴びている。

【0005】

二次電池は、一般的に複数のバッテリーパックで構成されるバッテリーシステムにおいて利用される。バッテリーシステムを構成するバッテリーパックは、複数のバッテリーモジュールが直列又は並列に連結されて構成され、それぞれのバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルでなり得る。このようなバッテリーシステムは、バッテリー管理システム（ＢＭＳ、ｂａｔｔｅｒｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ）によって状態及び動作が管理及び制御される。ＢＭＳは、マスターに該当するバッテリー管理制御機（ＢＭＣ、ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と複数のバッテリーパックをそれぞれ制御する複数のセル管理制御機（ＣＭＣ、ＣｅｌｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含んで構成される。そして、バッテリーパックに含まれたそれぞれのバッテリーモジュールとそれに含まれたバッテリーセルのそれぞれの状態は、対応されるＣＭＣによりモニタリングされ、ＢＭＣにより収集されることでＢＭＳによりバッテリーシステムがモニタリングされる。

【0006】

したがって、ＢＭＳがバッテリーセルの状態を正確に把握するためにはＢＭＣとＣＭＣを効率的に動作させる必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、既存のバッテリー管理システムにおいて、ＢＭＣとＣＭＣが無線通信を行う場合、ＣＭＣが周期的に起動することなくＢＭＣと効率的に通信できるようにすることにある。

【0008】

また、本発明の目的は、ＣＭＣが監視するバッテリーモジュールのフォールト状態を伝達できる安全な経路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管理制御機は、外部装置と第１周波数を用いて通信可能な第１アンテナと、外部装置からの第２周波数の信号を受信可能な第２アンテナと、第２アンテナで受信された第２周波数の信号に基づいて電圧を生成する電圧生成部と、電圧生成部で生成された電圧に基づいた信号がイネーブル信号として印加される駆動部と、駆動部からの制御信号に基づいてバッテリーセルの状態を示すパラメータを測定するセルパラメータ測定部と、を含み、イネーブル信号に基づいて駆動部が待機状態からウェークアップ状態に遷移する。

【0010】

本実施形態において、第１周波数と第２周波数は、異なる周波数であってもよく、同一の周波数であってもよい。

【0011】

本実施形態において、第２周波数の信号は、第１周波数の信号よりエネルギー密度がより高くてよい。

【0012】

本実施形態において、第２周波数の信号は、ＣＷ信号であってよい。

【0013】

本実施形態において、セル管理制御機は、第２アンテナで第２周波数の信号を受信できるようにインピーダンスをマッチングするインピーダンスマッチング回路をさらに含んでよい。

【0014】

本実施形態において、セル管理制御機は、電圧生成部に蓄積されるエネルギーを放電させるための放電回路をさらに含んでよい。

【0015】

本実施形態において、駆動部は、セルパラメータ測定部から受信したバッテリーセルのパラメータ値に基づいてバッテリーセルの異常有無を判断し、バッテリーセルに異常が発生したと判断された場合、外部装置にバッテリーセルの異常状態を示すフォールト信号を第３周波数で伝送してよい。

【0016】

本実施形態において、第１周波数と第３周波数は異なる周波数であってもよく、同一の周波数であってもよい。

【0017】

本実施形態において、第３周波数の信号は、第１周波数の信号よりエネルギー密度がより高くてよい。

【0018】

本実施形態において、第３周波数の信号はＣＷ信号であってよい。

【0019】

本実施形態において、フォールト信号は第１アンテナを介して伝送されてよい。

【0020】

本実施形態において、セル管理制御機は、駆動部に電力を供給する電源回路をさらに含み、電源回路は、電圧生成部で生成された電圧が入力される時駆動部にイネーブル信号を印加し、駆動部は、電源回路から印加されるイネーブル信号に基づいてウェークアップ状態に遷移してよい。

【0021】

本実施形態において、セル管理制御機は、駆動部に電力を供給する電源回路をさらに含み、電源回路は、駆動部に電力を常時供給し、駆動部は、電圧生成部で生成された電圧がイネーブル信号として印加されてよい。

【0022】

本発明の他の実施形態によるバッテリー管理制御機は、外部装置と第１周波数及び第２周波数を用いて通信可能な第１アンテナと、外部装置を待機状態からウェークアップ状態に遷移させるためのウェークアップ信号を第２周波数の信号として生成し第１アンテナを介して外部装置に伝送し、外部装置とのデータ送受信を第１周波数で行う制御部と、を含み、制御部は、第２周波数の信号のエネルギー密度が第１周波数の信号のエネルギー密度より大きくなるように第１周波数の信号及び第２周波数の信号を生成する。

【0023】

本実施形態において、バッテリー管理制御機は、外部装置から第３周波数の信号を受信可能な第２アンテナをさらに含み、制御部は、第２アンテナから第３周波数の信号を受信した時、外部装置がモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断してよい。

【0024】

本実施形態において、制御部は、第２アンテナから予め設定された基準以上のエネルギーを有する第３周波数の信号を受信することを検出する場合、外部装置がモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断してよい。

【0025】

本実施形態において、バッテリー管理制御機は、第２アンテナで第３周波数の信号を受信できるようにインピーダンスをマッチングするインピーダンスマッチング回路と、インピーダンスマッチング回路を介して受信される信号によって蓄積されるエネルギーを放電させるための放電回路とをさらに含んでよい。

【0026】

本発明の他の実施形態によるバッテリー管理システムは、バッテリーセルの状態をモニタリングする複数のセル管理制御機と、セル管理制御機と通信してセル管理制御機からバッテリーセルに対して測定したパラメータ値を受信するバッテリー管理制御機と、を含み、複数のセル管理制御機それぞれは、バッテリー管理制御機と第１周波数を用いて通信できるように構成された第１アンテナと、バッテリー管理制御機から第２周波数の信号を受信できるように構成された第２アンテナと、第２アンテナで受信する第２周波数の信号に基づいて電圧を生成するように構成された電圧生成部と、電圧生成部で生成された電圧に基づいた信号がイネーブル信号として印加されるように構成された駆動部と、駆動部からの制御信号に基づいてバッテリーセルの状態を示すパラメータを測定するように構成されたセルパラメータ測定部とを含み、イネーブル信号に基づいて駆動部が待機状態からウェークアップ状態に遷移する。

【0027】

本実施形態において、複数のセル管理制御機それぞれにおける駆動部は、セルパラメータ測定部から受信したバッテリーセルのパラメータ値に基づいてバッテリーセルの異常有無を判断し、バッテリーセルに異常が発生したと判断された場合、バッテリー管理制御機にバッテリーセルの異常状態を示すフォールト信号を予め設定された第３周波数で伝送し、複数のセル管理制御機は、予め設定された第３周波数が互いに異なる周波数であってよい。

【0028】

本実施形態において、バッテリー管理制御機は、複数のセル管理制御機からのフォールト信号を受信するために、複数のセル管理制御機がフォールト信号を送信する互いに異なる第３周波数を含む周波数範囲をスキャニングしてよい。

【発明の効果】

【0029】

本発明の一側面によれば、ＣＭＣの待機電力を「０」に近く具現可能であり、バッテリーの電流消耗を減らしてバッテリーの放電を防止できる。

【0030】

本発明の一側面によれば、ＲＦモジュールを追加せずにフォールト信号をＢＭＣに伝達できる。また、本発明の一側面によれば、フォールト信号を直ちに伝達できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の一実施形態によるセル管理制御機の簡略な構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリー状態モニタリング方法の簡略な流れ図である。

【図3】本発明の一実施形態によるセル管理制御機とバッテリー管理制御機の簡略な構成を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態又は他の実施形態の多段整流回路の具現例を示した図である。

【図5】本発明の他の実施形態によるセル管理制御機の簡略な構成を示す図である。

【図6】本発明の他の実施形態によるバッテリー状態モニタリング方法の簡略な流れ図である。

【図7】本発明の他の実施形態によるセル管理制御機とバッテリー管理制御機の簡略な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図を介して詳しく説明する。各図の構成要素に参照符号を付与することにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図上に表示されるとしても、出来る限り同一の符号を有するようにしていることに留意されたい。また、本発明の実施形態を説明することにおいて、関連する公知の構成又は機能に対する具体的な説明が、本発明の実施形態に対する理解の妨げになると判断された場合には、その詳細な説明は省略する。

【0033】

従来には、ＢＭＳでバッテリーの状態及び性能を管理するために、マスターに該当するＢＭＣ（バッテリー管理制御機、ｂａｔｔｅｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が上位制御部から動作開始命令を受信すると、ＢＭＣはスレーブに該当する下位のＣＭＣ（セル管理制御機、ｃｅｌｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を起動させて当該ＣＭＣが連結されるバッテリーセルの電圧又は温度等のバッテリー状態を示すパラメータのモニタリングを開始した。ここで、ＢＭＣとＣＭＣは、ＢＭＳに含まれるモジュールである。

【0034】

従来のＢＭＣとＣＭＣとの無線通信が適用される場合、有線ではないため、ＣＭＣはＢＭＣから受信されるウェークアップ（ｗａｋｅｕｐ）信号を受けるために、継続して若しくは周期的に起動して持続的に電流を消耗する。このようなＣＭＣの持続的な電流消耗によって、不要な電流が消耗され、追ってバッテリーの放電を誘発し得る。

【0035】

したがって、ＢＭＣからバッテリー状態を確認するための信号を受信するために、ＣＭＣが周期的に起動する方法以外に、より効率的で、電流を節約できる方法が必要である。

【0036】

また、安全のために、ＣＭＣがバッテリーセルの状態（バッテリーセルの電圧及び温度を測定してバッテリーセルの状態をチェック）をチェックした後、バッテリーセル（又はモジュール）の状態に問題があると判断されれば、フォールト（ｆａｕｌｔ）信号をＢＭＣに伝達できる多様な経路が必要である。このような問題を解決するための本発明の構成及び動作方法を以下で説明する。

【0037】

先ず、図１を参照して本発明の一実施形態によるセル管理制御機１００に対して説明する。

【0038】

図１は、本発明の一実施形態によるセル管理制御機１００の簡略な構成を示す図である。

【0039】

セル管理制御機１００は、第２アンテナ１０２、インピーダンスマッチング回路１０４、電圧生成部１０６、電源回路１０８、セルパラメータ測定部１１０、駆動部１１２、ＲＦモジュール１１４及び第１アンテナ１１６を含んでよい。

【0040】

ここで、バッテリーの種類は特に限定されず、例えば、バッテリーは、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池等で構成されてよい。

【0041】

また、バッテリーは、複数のバッテリーセルが直列及び／又は並列に連結されているバッテリーモジュールで形成され、複数のバッテリーモジュールが直列及び／又は並列に連結されてバッテリーパックが形成される。バッテリーは、一つ以上のバッテリーパックを含んでよい。

【0042】

第２アンテナ１０２は、外部装置、例えば、ＢＭＣから第２周波数を有するＲＦ信号を受信する。第２アンテナ１０２とは異なり第１アンテナ１１６は、外部装置から第１周波数を有するＲＦ信号を受信して一般的な通信を行ってよい。第２アンテナ１０２で受信されるＲＦ信号は、インピーダンスマッチング回路１０４を介してインピーダンスマッチングされる。すなわち、インピーダンスマッチング回路１０４は、受信されるＲＦ信号のうち、予めマッチングされている周波数である第２周波数を有するＲＦ信号を選別し、電圧生成部１０６に伝達する。

【0043】

第２アンテナ１０２で外部装置から受信されたＲＦ信号は電圧生成部１０６に伝達される。

【0044】

第２アンテナ１０２からＲＦ信号を受信した電圧生成部１０６は、受信されたＲＦ信号を用いて電圧を生成する。すなわち、電圧生成部１０６は、第２アンテナ１０２で受信された第２周波数を有するＲＦ信号に基づいて電圧を生成する。第２アンテナ１０２で受信する第２周波数を有するＲＦ信号は、第１アンテナ１１６でＢＭＣと通信するために送受信する第１周波数を有するＲＦ信号に比べてエネルギー密度が高い。これは、第２周波数を有するＲＦ信号に基づいて後述するイネーブル信号として利用できる電圧が生成されなければならないためである。このような第２周波数を有するＲＦ信号は、データを含まない信号であってよい。すなわち、第２周波数を有するＲＦ信号は、変調されていない信号であってよい。例えば、第２周波数を有するＲＦ信号は、ＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）信号であってよい。すなわち、第２周波数を有するＲＦ信号は、単に所定のエネルギー密度以上のエネルギーをセル管理制御機１００に伝達するための信号であってよい。

【0045】

電圧生成部１０６は、例えば、多段整流回路であってよい。但し、受信されたＲＦ信号で駆動部１１２をウェークアップ状態に遷移させるほどの電圧を生成することが難しいため、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で具現してよい。すなわち、多段整流回路は、第２周波数を有するＲＦ信号から生成されなければならない電圧によって段数が調節されてよい。

【0046】

電圧生成部１０６は、多段整流回路を構成するために複数のダイオードと複数のキャパシタを含んでよい。ダイオードは、例えば、速い整流及び高電圧の形成のためにダイオードの閾値電圧（Ｖｆ）が低く、状態遷移速度が速いＲＦダイオードであってよい。

【0047】

電圧生成部１０６でＲＦ信号を受信して電圧を生成すれば、駆動部１１２でこれを感知してイネーブルされる。すなわち、駆動部１１２は、電圧生成部で生成された電圧に基づいた信号がイネーブル信号として印加される。このとき、駆動部１１２は、電源回路１０８から電力の供給を受ける。駆動部１１２は、例えば、セル管理制御機１００内の構成それぞれを制御するＭＣＵ（ＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵｎｉｔ）であってよい。ＭＣＵは、大部分の電子製品に採用され電子製品の頭脳の役割を担う核心チップであって、単純時間予約から特殊な機能に至るまで製品の多様な特性をコントロールする役割を担う非メモリ半導体（システム半導体）である。

【0048】

電源回路１０８からイネーブル信号を受けてイネーブルされた駆動部１１２がＲＦモジュール１１４をイネーブルする。

【0049】

セルパラメータ測定部１１０は、バッテリーに連結され、駆動部１１２で受信した制御信号に基づいてバッテリーセルの状態を示すパラメータを測定する。バッテリーセルの状態を示すパラメータは、電圧又は温度のうち少なくとも一つであってよい。セルパラメータ測定部１１０は、本図で一つに示されているが、セル電圧測定部及びセル温度測定部の別個の構成で構成されてもよい。セルパラメータ測定部１１０で測定したセルの電圧及び温度に対するデータを駆動部１１２に伝送する。

【0050】

セルパラメータ測定部１１０から受信したバッテリーセルのパラメータ値に基づいて、駆動部１１２はバッテリーセルの異常有無を判断する。すなわち、セルパラメータ測定部１１０からセルの電圧及び温度に対するデータを受信した駆動部１１２は、当該セルの測定電圧及び温度がセルの正常動作の範囲内か否かを判断する。例えば、測定されたセルの電圧が第１閾値より大きいか第２閾値より小さければ、駆動部１１２はセルの状態に問題があると判断する。駆動部１１２でセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュール１１４に予め設定された周波数のフォールト信号を生成させる。また、例えば、測定されたセルの温度が第３閾値より大きければ、駆動部１１２はセルの状態に問題があると判断する。駆動部１１２でセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュール１１４にフォールト信号を生成させる。すなわち、バッテリーセルに異常が発生したと判断された場合、外部装置にバッテリーセルの異常状態を示すフォールト信号を第１周波数とは異なる第３周波数で伝送する。

【0051】

このとき、第３周波数で伝送する信号もまた第２周波数の信号と同様に、ＢＭＣと通信するために送受信する第１周波数を有するＲＦ信号に比べてエネルギー密度が高い。これは、第３周波数を有するＲＦ信号に基づいてバッテリー管理制御機（ＢＭＣ）で電圧が生成されなければならないためである。そして、第３周波数を有するＲＦ信号であるフォールト信号はデータを含まない信号であってよい。すなわち、第３周波数を有するＲＦ信号は、変調されていない信号であってよい。例えば、第３周波数を有するＲＦ信号は、ＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）信号であってよい。すなわち、フォールト信号は、単に所定のエネルギー密度以上のエネルギーをＢＭＣに伝達するための信号であってよい。

【0052】

本実施形態では、駆動部１１２とセルパラメータ測定部１１０が別途の構成でなるものと記載したが、これは例示的なもので、これらが一つの統合された構成で具現されてもよい。

【0053】

ＲＦモジュール１１４は、駆動部１１２が電圧生成部１０６で生成された電圧に基づいたイネーブル信号を受信すると、駆動部１１２がイネーブルさせる。また、駆動部１１２がセルの状態に問題があると判断し、駆動部１１２からフォールト信号の生成信号を受信すると、ＲＦモジュール１１４は第３周波数を有するフォールト信号を生成して第１アンテナ１１６に伝送する。

【0054】

第１アンテナ１１６は、ＲＦモジュール１１４からフォールト信号を受信する。ＲＦモジュール１１４からフォールト信号を受信した第１アンテナ１１６は、外部装置、例えばＢＭＣにフォールト信号を伝送する。すなわち、フォールト信号は、第１アンテナを介して伝送される。また、第１アンテナ１１６は、ＢＭＣにフォールト信号を伝送すること以外にも、ＢＭＣと一般的な通信を行うアンテナである。

【0055】

一方、図示されてはいないが、電圧生成部１０６である多段整流回路に蓄積されたエネルギーを放電させるための放電回路をさらに含んでよい。多段整流回路には、第２周波数の信号以外の信号やノイズによって所定のエネルギーが蓄積され得る。蓄積されたエネルギーがある程度以上になれば、第２周波数のＲＦ信号を受信しなくても電圧生成部１０６が電圧を生成して駆動部１１２がイネーブルされる問題が発生し得る。したがって、多段整流回路に蓄積されたエネルギーを周期的に若しくは所定の条件を満たす時（例えば、蓄積されたエネルギーが基準値以上の時）に放電させる必要がある。

【0056】

図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー状態モニタリング方法の簡略な流れ図である。

【0057】

セル管理制御機１００は、ＢＭＣからＲＦ信号を受信する前までは、ＭＣＵがラッチ（ｌａｔｃｈ）するのに必要な電力だけ消費するため、「０」に近い待機電力だけを消耗しながら待機できる。すなわち、セル管理制御機１００は、ＲＦ信号を受信した後に動作するため、ＲＦ信号を受信する前に周期的に起動する必要がない。

【0058】

セル管理制御機１００は、待機状態で、第２アンテナ１０２が外部装置、例えば、ＢＭＣから第２周波数を有するＲＦ信号を受信する（Ｓ２００）。このとき、インピーダンスマッチング回路１０４が第２アンテナ１０２で受信されるＲＦ信号の中から予めマッチングされている周波数のＲＦ信号を選別し、電圧生成部１０６に伝達する。

【0059】

第２アンテナ１０２でＢＭＣから受信されたＲＦ信号は電圧生成部１０６に伝達される。第２アンテナ１０２からＲＦ信号を受信した電圧生成部１０６は駆動部１１２にイネーブル信号を伝送するための電圧を生成する（Ｓ２０２）。

【0060】

電圧生成部１０６は、例えば、整流回路であってよい。但し、電圧生成部１０６を構成する整流回路は、受信されたＲＦ信号で駆動部１１２にイネーブル信号を生成して伝送するほどの電圧を生成することが難しいため、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で具現してよい。

【0061】

電圧生成部１０６は、多段整流回路を構成するために複数のダイオードと複数のキャパシタを含んでよい。ダイオードは、例えば、速い整流及び高電圧の形成のために、ダイオードの閾値電圧（Ｖｆ）が低く、状態遷移速度が速いＲＦダイオードであってよい。

【0062】

電圧生成部１０６でＲＦ信号を受信して電圧を生成すれば、これを駆動部１１２で感知する（Ｓ２０４）。すなわち、駆動部１１２は、電圧生成部１０６で生成された電圧に基づいたイネーブル信号が印加される。電圧生成部１０６で生成された電圧を感知した駆動部１１２は、イネーブルされてセル管理制御機１００内の各回路をイネーブルさせる（Ｓ２０６）。駆動部１１２は、例えば、セル管理制御機１００内の構成をそれぞれ制御するＭＣＵであってよい。

【0063】

すなわち、駆動部１１２がＲＦモジュール１１４をイネーブルさせる。駆動部１１２からイネーブル信号を受けた電源回路１０８は、バッテリーから電流の供給を受けてＲＦモジュール１１４に電力を供給する。本実施形態では、駆動部１１２は、電源回路１０８から最小限の常時電力の供給を受ける。セルパラメータ測定部１１０は、バッテリーから直接電力の供給を受けてもよく、電源回路１０８から供給を受けてもよい。

【0064】

駆動部１１２からセルパラメータ測定信号（制御信号）を受信したセルパラメータ測定部は、セルの電圧及び温度を測定する（Ｓ２０８）。セルパラメータ測定部１１０は、バッテリーセルと連結されてバッテリーセルの電圧及び温度を測定する。セルパラメータ測定部１１０がバッテリーセルの電圧及び温度を測定し、セルの電圧及び温度データを駆動部１１２に伝送する。

【0065】

セルパラメータ測定部１１０で測定されたセルの電圧及び温度データを受信した駆動部１１２は、受信したセルの電圧及び温度データに基づいてバッテリーセルに問題が発生したかを判断する（Ｓ２１０）。

【0066】

例えば、測定されたセルの電圧が第１閾値より大きいか第２閾値より小さければ、駆動部１１２はセルの状態に問題があると判断する。または、測定されたセルの温度が第３閾値より大きければ、駆動部１１２はセルの状態に問題があると判断する。

【0067】

駆動部１１２でセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュール１１４によりフォールト信号を生成させ第１アンテナ１１６を介してフォールト信号を外部装置に伝送するようにする（Ｓ２１２）。フォールト信号は、第２アンテナが受信するＲＦ信号とは異なる周波数を有する信号である。また、フォールト信号は、外部装置でインピーダンスマッチングされる周波数を有する信号である。

【0068】

駆動部１１２でセルの状態に問題がないと判断されると、駆動を終了して再び待機モードに入る。但し、セルの状態に問題がないと判断される時にも、駆動部１１２は、ＲＦモジュール１１４によりフォールト信号とは異なる周波数の信号を生成させることはできる。これは予め設定できる。

【0069】

図３には、本発明の一実施形態によるＣＭＣとＢＭＣの構成図が簡略に示されている。ＣＭＣは、バッテリーセルとモジュールの状態をモニタリング／管理するモジュールであり、ＢＭＣは、ＣＭＣから伝達される情報に基づいてバッテリー状態を診断／推定／管理するモジュールである。

【0070】

それぞれのバッテリーに連結されるＣＭＣモジュールは、第１アンテナａ１、第２アンテナｂ１、インピーダンスマッチング回路、多段整流回路、ＭＣＵ、ＲＦモジュール、セルパラメータ測定部及び電源回路を含む。

【0071】

また、ＢＭＣは、第１アンテナａ２、第２アンテナｂ２、ＭＣＵ、ＲＦモジュール、多段整流回路、インピーダンスマッチング回路を含む。先立って説明した通り、ＣＭＣ及びＢＭＣは、多段整流回路に蓄積されたエネルギーを放電させるための放電回路をさらに含んでよい。

【0072】

ＢＭＣのＭＣＵは、ＲＦモジュールにより第２周波数を有するＲＦ信号を生成させ、第１アンテナａ２を用いてＣＭＣモジュールに伝送するようにする。すなわち、ＢＭＣの制御部は、ＣＭＣを待機状態からウェークアップ状態に遷移させるためのウェークアップ信号を、第２周波数を有する信号として生成し第１アンテナａ２を介してＣＭＣに伝送し、ＣＭＣと一般的なデータ送受信を、第１周波数を有するＲＦ信号で行うようにする。ＣＭＣの第１アンテナａ２を介して伝送されたＲＦ信号は、第２アンテナｂ１から受信されてインピーダンスマッチング回路により周波数マッチングされ、ＭＣＵに伝達される。

【0073】

第２周波数を有する信号は、ＣＭＣとＢＭＣがデータ通信を行うための信号ではない。第２周波数を有する信号は、単にＣＭＣが待機状態からウェークアップ状態に遷移されれば良いため、信号内に命令やデータが含まれる必要はない。その代わりに、第２周波数を有する信号を用いてＭＣＵがウェークアップ状態に遷移され得るイネーブル信号を生成しなければならないため、所定のエネルギー密度を有する必要がある。すなわち、第２周波数を有する信号のエネルギー密度は、ＣＭＣとＢＭＣが通信する時に用いる第１周波数を有する信号のエネルギー密度より大きくなければならない。言い換えれば、第２周波数を有する信号は、データの送信ではなくエネルギーの伝達が主な目的である。

【0074】

第２アンテナｂ１が第１アンテナａ２からＲＦ信号を受信すると、多段整流回路は電圧を生成する。整流回路は、受信されたＲＦ信号でＭＣＵをウェークアップ状態に遷移させるほどの電圧を生成することが難しいため、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で構成されてよい。

【0075】

多段整流回路は、複数のダイオードと複数のキャパシタを含んでよい。ダイオードは、例えば、速い整流及び高電圧の形成のために、ダイオードの閾値電圧（Ｖｆ）が低く、状態遷移速度が速いＲＦダイオードであってよい。

【0076】

多段整流回路でＲＦ信号を受信し、電圧を生成してイネーブル信号をＭＣＵに伝送し、ＭＣＵでこの信号を感知してイネーブルされる。ＭＣＵは、電源回路から最小限の電力だけ供給を受けてイネーブル信号を待つ。イネーブルされたＭＣＵは各回路をイネーブルさせる。

【0077】

ＭＣＵは、ＲＦモジュールをイネーブルさせる。ＭＣＵからイネーブル信号を受けた電源回路がイネーブルされ、バッテリーから電流の供給を受けてＭＣＵ及びＲＦモジュールに電力を供給する。

【0078】

セルパラメータ測定部は、バッテリーに連結され、連結されたバッテリーの電圧及び温度を測定する。セルパラメータ測定部は、本図で一つに示されているが、セル電圧測定部及びセル温度測定部の別個の構成で構成されてもよい。セルパラメータ測定部で測定したセルの電圧及び温度に対するデータをＭＣＵに伝送する。

【0079】

セルパラメータ測定部からセルの電圧及び温度に対するデータを受信したＭＣＵは、当該セルの測定電圧及び温度がセルの正常動作の範囲内か否かを判断する。例えば、測定されたセルの電圧が第１閾値より大きいか第２閾値より小さければ、ＭＣＵはセルの状態に問題があると判断する。ＭＣＵでセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュールによりフォールト信号を生成させる。また、例えば、測定されたセルの温度が第３閾値より大きければ、ＭＣＵはセルの状態に問題があると判断する。ＭＣＵでセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュールによりフォールト信号を生成させる。

【0080】

ＲＦモジュールは、ＭＣＵが多段整流回路で生成された電圧を感知してイネーブルされれば、ＭＣＵからイネーブル信号を受信してイネーブルされる。また、ＭＣＵがセルの状態に問題があると判断し、ＭＣＵからフォールト信号の生成信号を受信すると、ＲＦモジュールはフォールト信号を生成して第１アンテナａ１に伝送する。フォールト信号は、第２アンテナｂ１から受信されたＲＦ信号とは異なる周波数を有する。

【0081】

第１アンテナａ１は、ＲＦモジュールからフォールト信号を受信する。ＲＦモジュールからフォールト信号を受信した第１アンテナａ１は、ＢＭＣに当該フォールト信号を伝送する。フォールト信号は、第１周波数及び第２周波数とは異なる第３周波数を有する。ここで、第３周波数有する信号は、データを有している信号ではない。第３周波数を有する信号は、単にＢＭＣに対してバッテリーセルに異常が発生したことだけを通知すれば良い。したがって、信号内に命令やデータの含まれる必要はない。その代わりに、ＢＭＣで第３周波数を有する信号を受信したということが検出可能でなければならないため、所定のエネルギー密度を有する必要がある。すなわち、第３周波数を有する信号のエネルギー密度は、ＣＭＣとＢＭＣが通信する時に用いる第１周波数を有する信号のエネルギー密度より大きくなければならない。言い換えれば、第３周波数を有する信号の送信は、エネルギーの伝達を介して特定イベントが発生したという事実を通知することを主な目的とする。

【0082】

ＢＭＣの第２アンテナｂ２は、ＣＭＣから伝送されたフォールト信号を受信する。当該フォールト信号の周波数は予め設定されているため、ＢＭＣのインピーダンスマッチング回路によってマッチングされる信号であって、第２アンテナｂ２で受信される。

【0083】

ＢＭＣの第２アンテナｂ２を介して受信されたフォールト信号をＢＭＣのＭＣＵで感知し、当該ＣＭＣが監視するバッテリーセルに問題が生じたことが分かる。すなわち、ＢＭＣの制御部は、第２アンテナｂ２から第３周波数を有する信号を受信した時、ＣＭＣがモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断する。

【0084】

第１アンテナａ１は、ＲＦモジュールからフォールト信号を受信する。ＲＦモジュールからフォールト信号を受信した第１アンテナａ１は、ＢＭＣにフォールト信号を伝送する。

【0085】

また、ＣＭＣの第１アンテナａ１は、ＢＭＣの第１アンテナａ２との間で第１周波数を有するＲＦ信号を用いて一般的な通信を行う通信経路として用いられる。そして、ＣＭＣの第１アンテナａ１は、ＢＭＣの第２アンテナｂ２に第３周波数を有するフォールト信号を伝送する。また、ＣＭＣの第２アンテナｂ１は、ＢＭＣの第１アンテナａ２からウェークアップ信号を受信する。

【0086】

図４は、本発明の一実施形態による多段整流回路の具現例を示す図である。

【0087】

ＲＦ信号を受信して電圧を生成する多段整流回路は、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で具現が可能である。

【0088】

多段整流回路には、複数のダイオードと複数のキャパシタが含まれる。ＲＦ信号が入力される入力端にキャパシタの一端が並列に連結されており、それぞれのキャパシタの他端には、並列に連結されているダイオードの一端が連結される。それぞれのキャパシタの他端に並列に連結されているダイオードのうち一つのダイオードの他端にキャパシタがさらに連結される。また、ＲＦ信号が入力される入力端に並列に連結されるキャパシタのうち最も先端に連結されるキャパシタの他端に連結されるダイオードの他端から電圧が出力される。

【0089】

入力部に並列に連結されるキャパシタの数によって多段で具現されてよく、所望電圧の大きさによって多段の数が調節されて具現されてよい。

【0090】

また、多段整流回路に含まれるダイオードは、速い整流及び高電圧の形成のために、閾値電圧が低く、状態遷移速度が速いＲＦダイオードであってよい。

【0091】

また、図４に示された多段整流回路は一例に過ぎず、公知の他の多段整流回路が適用されてもよいだろう。

【0092】

一方、図１から図４によるＣＭＣ及びＢＭＣは、第１周波数から第３周波数に関連して異なる方式で動作してもよい。以下では、図３のＣＭＣ及びＢＭＣ構成に基づいた他の動作方式に対して説明する。

【0093】

他の動作方式の一例として、第１周波数信号及び第２周波数信号の周波数は、互いに同一であってもよい。データ通信や命令を送信する時に用いる信号はエネルギー密度が低いため、回路部品の動作に必要な電圧を生成することが容易ではない。したがって、イネーブル信号に用いる電圧を生成してＣＭＣのＭＣＵをウェークアップ状態に遷移させるためには、ＲＦ信号が所定のエネルギー密度を有していなければならない。したがって、第１周波数信号及び第２周波数信号の周波数を異にする代わりに、それぞれの信号が有するエネルギー密度を異にして、通信のための信号とウェークアップのための信号に区分することができる。

【0094】

他の動作方式の他の例として、第１周波数信号及び第３周波数信号の周波数は、互いに同一であってもよい。第３周波数信号は、フォールト信号としてデータを伝送する必要があるものではなく、第３周波数信号が受信されたという事実だけをＢＭＣが把握できれば良い。すなわち、ＣＭＣからＢＭＣに所定のエネルギーが伝達されれば良い。したがって、第３周波数信号も、第２周波数信号の場合と同様に、周波数を異にする代わりにそれぞれの信号が有するエネルギー密度を異にすることで、通信のための信号とフォールト信号を区分することができる。

【0095】

このように、第１周波数信号と第２周波数信号における周波数を同一にする場合、ＢＭＣは一つのＲＦモジュールだけ備えれば良いため、費用及び設置空間を節約できる。また、同様に、第１周波数信号と第３周波数信号における周波数を同一にする場合、ＣＭＣは一つのＲＦモジュールだけ備えれば良いため、費用及び設置空間を節約できる。

【0096】

図５は、本発明の他の実施形態によるセル管理制御機の簡略な構成を示す図である。

【0097】

セル管理制御機１００は、第２アンテナ１０２、インピーダンスマッチング回路１０４、電圧生成部１０６、電源回路１０８、セルパラメータ測定部１１０、駆動部１１２、ＲＦモジュール１１４及び第１アンテナ１１６を含んでいる。

【0098】

【0099】

また、バッテリーは、複数の電池セルが直列及び／又は並列に連結されているバッテリーモジュールで形成され、複数のバッテリーモジュールは直列及び／又は並列に連結されたバッテリーパックを形成する。バッテリーは、一つ以上のバッテリーパックを含んでよい。

【0100】

第２アンテナ１０２は、外部装置、例えば、ＢＭＣから第２周波数を有するＲＦ信号を受信する。第２アンテナ１０２で受信されるＲＦ信号のうち、インピーダンスマッチング回路１０４でマッチングされた周波数を有するＲＦ信号が電圧生成部１０６に伝達される。すなわち、インピーダンスマッチング回路１０４は、第２アンテナ１０２を介して受信されるＲＦ信号の中から予めマッチングされている第２周波数を有するＲＦ信号を選別し、電圧生成部１０６に伝達する。

【0101】

第２アンテナ１０２からＲＦ信号を受信した電圧生成部１０６は、受信されたＲＦ信号を用いて電圧を生成する。すなわち、電圧生成部１０６は、第２アンテナ１０２で受信された第２周波数を有するＲＦ信号に基づいて電圧を生成する。第２アンテナ１０２で受信する第２周波数を有するＲＦ信号は、第１アンテナ１１６でＢＭＣと通信するために送受信する第１周波数を有するＲＦ信号に比べてエネルギー密度が高い。このような第２周波数を有するＲＦ信号は、データを含まない信号であってよい。すなわち、第２周波数を有するＲＦ信号は、変調されていない信号であってよい。例えば、第２周波数を有するＲＦ信号は、ＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）信号であってよい。すなわち、第２周波数を有するＲＦ信号は、単に所定のエネルギー密度以上のエネルギーをセル管理制御機１００に伝達するための信号であってよい。

【0102】

電圧生成部１０６は、例えば、多段整流回路であってよい。但し、受信されたＲＦ信号で駆動部１１２をウェークアップ状態に遷移させるほどの電圧を生成することが難しいため、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で構成されてよい。すなわち、多段整流回路は、第２周波数を有するＲＦ信号から生成されなければならない電圧によって段数が調節されてよい。

【0103】

【0104】

電圧生成部１０６でＲＦ信号を受信して電圧を生成すれば、電源回路１０８でこれを感知してイネーブルされる。すなわち、電圧生成部１０６で生成された電圧が電源回路１０８をイネーブルさせるイネーブル信号となる。電源回路は、電圧生成部で生成された電圧が入力される時駆動部１１２にイネーブル信号を印加する。イネーブルされた電源回路１０８は、各回路をイネーブルさせる。電源回路１０８がイネーブルされ、セル管理制御機１００内のそれぞれの回路の構成、駆動部１１２、ＲＦモジュール１１４に電力を供給する。

【0105】

電源回路１０８から電力の供給を受けた駆動部１１２は、電源回路１０８から印加されるイネーブル信号に基づいてウェークアップ状態に遷移する。ウェークアップされた駆動部１１２は、セルパラメータ測定部１１０に制御信号を伝送し、セルの電圧又は温度を測定する。

【0106】

【0107】

セルパラメータ測定部１１０から受信したバッテリーセルのパラメータ値に基づいて、駆動部１１２は、バッテリーセルの異常有無を判断する。すなわち、セルパラメータ測定部１１０からセルの電圧及び温度に対するデータを受信した駆動部１１２は、当該セルの測定電圧及び温度がセルの正常動作の範囲内か否かを判断する。例えば、測定されたセルの電圧が第１閾値より大きいか第２閾値より小さければ、駆動部１１２はセルの状態に問題があると判断する。駆動部１１２でセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュール１１４によりフォールト信号を生成させる。また、例えば、測定されたセルの温度が第３閾値より大きければ、駆動部１１２はセルの状態に問題があると判断する。駆動部１１２でセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュール１１４によりフォールト信号を生成させる。すなわち、バッテリーセルに異常が発生したと判断された場合、外部装置にバッテリーセルの異常状態を示すフォールト信号を第１周波数とは異なる第３周波数で伝送する。

【0108】

このとき、第３周波数で伝送する信号も第２周波数の信号と同様に、ＢＭＣと通信するために送受信する第１周波数を有するＲＦ信号に比べてエネルギー密度が高い。そして、第３周波数を有するＲＦ信号であるフォールト信号は、データを含まない信号であってよい。すなわち、第３周波数を有するＲＦ信号は、変調されていない信号であってよい。例えば、第３周波数を有するＲＦ信号は、ＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）信号であってよい。すなわち、フォールト信号は、単に所定のエネルギー密度以上のエネルギーをＢＭＣに伝達するための信号であってよい。

【0109】

ＲＦモジュール１１４は、電源回路１０８から電源が供給され、駆動部１１２によってイネーブルされる。また、駆動部１１２がセルの状態に問題があると判断し、駆動部１１２からフォールト信号の生成信号を受信すると、ＲＦモジュール１１４は第３周波数を有するフォールト信号を生成して第１アンテナ１１６に伝送する。

【0110】

第１アンテナ１１６は、ＲＦモジュール１１４からフォールト信号を受信する。ＲＦモジュール１１４からフォールト信号を受信した第１アンテナ１１６は、外部装置、例えば、ＢＭＣにフォールト信号を伝送する。また、第１アンテナ１１６は、ＢＭＣにフォールト信号を伝送すること以外にも、ＢＭＣと一般的な通信を行うアンテナである。

【0111】

また、図示されてはいないが、多段整流回路に蓄積されたエネルギーを放電させるための放電回路をさらに含んでよい。放電回路は、多段整流回路に蓄積されたエネルギーを周期的に若しくは所定の条件を満たす時（例えば、蓄積されたエネルギーが基準値以上の時）に放電させる。

【0112】

図６は、本発明の他の実施形態によるバッテリー状態モニタリング方法の簡略な流れ図である。

【0113】

セル管理制御機１００は、第２アンテナｂ１を介してＲＦ信号を受信した後に動作するため、ＲＦ信号を受信する前にＢＭＣから信号を受信するために周期的に起動する必要がない。

【0114】

セル管理制御機１００は普段待機状態でいながら、第２アンテナ１０２は、外部装置、例えば、ＢＭＣからＲＦ信号を受信する（Ｓ５００）。

【0115】

第２アンテナ１０２で受信されるＲＦ信号のうち、インピーダンスマッチング回路１０４によって周波数がマッチングされるＲＦ信号だけ電圧生成部１０６に伝達される。

【0116】

第２アンテナ１０２でＢＭＣから受信されたＲＦ信号は、電圧生成部１０６に伝達される。第２アンテナ１０２からＲＦ信号を受信した電圧生成部１０６は、電源回路１０８をウェークアップ状態に遷移させるための電圧を生成する（Ｓ５０２）。このとき生成された電圧に基づいてイネーブル信号を電源回路１０８に印加する。

【0117】

電圧生成部１０６は、例えば、多段整流回路であってよい。但し、受信されたＲＦ信号で電源回路１０８をウェークアップ状態に遷移させるほどの電圧を生成することが難しいため、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で具現してよい。

【0118】

【0119】

電圧生成部１０６でＲＦ信号を受信して電圧を生成すれば、電源回路１０８でこれを受信してイネーブルされる（Ｓ５０４）。電圧生成部１０６で生成された電圧によってイネーブルされた電源回路１０８は、セル管理制御機１００内の各回路に電力を供給しながらイネーブルさせる（Ｓ５０６）。駆動部１１２は、例えば、セル管理制御機１００内の構成をそれぞれ制御するＭＣＵであってよい。

【0120】

イネーブル信号を受信してウェークアップ状態に遷移された駆動部１１２は、パラメータ測定部１１０にセル電圧及び温度測定信号（制御信号）を伝送し、セル電圧及び温度を測定する（Ｓ５０８）。駆動部１１２によって駆動されたセルパラメータ測定部は、セルの電圧及び温度を測定する（Ｓ５１０）。セルパラメータ測定部１１０は、バッテリーセルと連結されてバッテリーセルの電圧及び温度を測定する。セルパラメータ測定部１１０がバッテリーセルの電圧及び温度を測定し、電圧及び温度データを駆動部１１２に伝送する。

【0121】

セルパラメータ測定部１１０で測定されたセルの電圧及び温度データを受信した駆動部１１２は、受信したセルの電圧及び温度データに基づいてバッテリーセルに問題が発生したかを判断する（Ｓ５１２）。

【0122】

【0123】

駆動部１１２でセルの状態に問題があると判断されれば、ＲＦモジュール１１４により第３周波数を有するフォールト信号を生成させ、第１アンテナ１１６を介してフォールト信号を外部装置に伝送するようにする（Ｓ５１４）。このフォールト信号は、外部装置、例えば、ＢＭＣで予めインピーダンスマッチングされる信号である。

【0124】

駆動部１１２でセルの状態に問題がないと判断されれば、駆動を終了して再び待機モードに入る。但し、セルの状態に問題がないと判断される時にも、駆動部１１２は、ＲＦモジュール１１４によりフォールト信号とは異なる周波数の信号を生成させることはできる。これは予め設定できる。

【0125】

図７には、本発明の他の実施形態によるＣＭＣとＢＭＣの構成図が簡略に示されている。

【0126】

【0127】

【0128】

ＢＭＣのＭＣＵは、ＲＦモジュールにより第２周波数を有するＲＦ信号を生成させ、第１アンテナａ２を用いてＣＭＣモジュールに伝送するようにする。すなわち、ＢＭＣの制御部は、ＣＭＣを待機状態からウェークアップ状態に遷移させるためのウェークアップ信号を、第２周波数を有する信号として生成し第１アンテナａ２を介してＣＭＣに伝送し、ＣＭＣとデータ送受信を、第１周波数を有するＲＦ信号で行うようにする。ＲＦ信号は、所定の周波数を有する。ＣＭＣの第１アンテナａ２を介して伝送されたＲＦ信号は、第２アンテナｂ１で受信され、インピーダンスマッチング回路で周波数マッチングされる信号を選別し、多段整流回路に伝達される。

【0129】

前述の実施形態と同様に、第２周波数を有する信号は、ＣＭＣとＢＭＣがデータ通信を行うための信号ではない。第２周波数を有する信号は、単にＣＭＣが待機状態からウェークアップ状態に遷移されれば良いため、信号内に命令やデータが含まれる必要はない。その代わりに、第２周波数を有する信号を用いて電源回路がウェークアップ状態に遷移され得るイネーブル信号を生成しなければならないため、所定のエネルギー密度を有する必要がある。すなわち、第２周波数を有する信号のエネルギー密度は、ＣＭＣとＢＭＣが通信する時に用いる第１周波数を有する信号のエネルギー密度より大きくなければならない。言い換えれば、第２周波数を有する信号は、データの送信ではなくエネルギーの伝達が主な目的である。

【0130】

第２アンテナｂ１が第１アンテナａ２からＲＦ信号を受信すると、多段整流回路は電圧を生成する。整流回路は、受信されたＲＦ信号で電源回路を起動するほどの電圧を生成するこがは難しいため、高電圧を形成するために必要電圧まで多段で構成されてよい。

【0131】

【0132】

多段整流回路でＲＦ信号を受信して電圧を生成すれば、電源回路でこれをイネーブル信号と感知し（又は生成された電圧が印加され）イネーブルされて各回路に電力を供給する。すなわち、電源回路が各回路の構成ＭＣＵ、ＲＦモジュールをイネーブルさせる。

【0133】

電源回路からイネーブル信号を受信したＭＣＵは、セルパラメータ測定部によりセルの電圧及び温度を測定するようにする。

【0134】

【0135】

【0136】

ＲＦモジュールは、ＭＣＵが電源回路からイネーブル信号を受信し、再びＲＦモジュールでイネーブル信号を伝送するとイネーブルされる。また、ＭＣＵがセルの状態に問題があると判断し、ＭＣＵからフォールト信号の生成信号を受信すると、ＲＦモジュールはフォールト信号を生成して第１アンテナａ１に伝送する。

【0137】

第１アンテナａ１は、ＲＦモジュールからフォールト信号を受信する。ＲＦモジュールからフォールト信号を受信した第１アンテナａ１は、ＢＭＣに当該フォールト信号を伝送する。ここで、第３周波数有する信号は、データを有している信号ではない。第３周波数を有する信号は、単にＢＭＣに対してバッテリーセルに異常が発生したことだけを通知すれば良い。したがって、信号内に命令やデータの含まれる必要はない。その代わりに、ＢＭＣで第３周波数を有する信号を受信したということが検出可能でなければならないため、所定のエネルギー密度を有する必要がある。すなわち、第３周波数を有する信号のエネルギー密度は、ＣＭＣとＢＭＣが通信する時に用いる第１周波数を有する信号のエネルギー密度より大きくなければならない。言い換えれば、第３周波数を有する信号の送信は、エネルギーの伝達を介して特定イベントが発生したという事実を通知することを主な目的とする。

【0138】

ＢＭＣの第２アンテナｂ２でＣＭＣから伝送されたフォールト信号を受信する。当該フォールト信号の周波数は予め設定されているため、ＢＭＣのインピーダンスマッチング回路によってマッチングされる信号であって、第２アンテナｂ２で受信される。

【0139】

ＢＭＣの第２アンテナｂ２を介して受信されたフォールト信号をＢＭＣのＭＣＵで感知し、当該ＣＭＣが監視するバッテリーセルに問題が生じたことが分かる。すなわち、ＢＭＣの制御部は、第２アンテナｂ２から第３周波数を有する信号を受信した時、ＣＭＣがモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断する。フォールト信号は、エネルギー伝達によるイベント検出の通知が目的であるため、ＢＭＣのＭＣＵは、第２アンテナｂ２から予め設定された基準以上のエネルギーを有する第３周波数の信号を受信することを検出する場合、ＣＭＣがモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したと判断してよい。

【0140】

【0141】

図１から図４による実施形態の場合と同様に、第１周波数から第３周波数が互いに同一の周波数の場合にも図５から図７によるＣＭＣ及びＢＭＣが動作できることが理解できるはずである。すなわち、第１周波数から第３周波数が互いに同一の周波数の場合、第２周波数の信号と第３周波数の信号は、エネルギー密度を異にすることで本発明の目的を達成することができるだろう。

【0142】

さらに、図４及び図７に示された通り、ＢＭＣが複数のＣＭＣを管理する場合に次のような変形例を考慮することができる。

【0143】

複数のＣＭＣそれぞれは同一の構成を有する。但し、ＣＭＣで自分がモニタリングするバッテリーセルに異常が発生したことを検出した場合、ＢＭＣに伝送するフォールト信号の周波数を互いに異なるように設定する。すなわち、フォールト信号の伝送のための第３周波数の信号における第３周波数が、各ＣＭＣ別に互いに異なる。

【0144】

これと共に、ＢＭＣは、複数のＣＭＣと第１周波数で通信を行うことに加え、複数のＣＭＣのうちどのＣＭＣからフォールト信号が受信されるのかをモニタリングしなければならない。すなわち、フォールト信号がどのＣＭＣから送信されるのか分からないため、対象となる全ての周波数をスキャンしなければならない。よって、ＣＭＣのＭＣＵは、インピーダンスマッチング回路のインピーダンスを調整するなどにより、複数のＣＭＣがフォールト信号を送信することになる互いに異なる第３周波数を含む周波数範囲をスキャニングする。

【0145】

このような構成により、ＢＭＣは、どのＣＭＣで異常が発生したのかを直ぐ把握できるようになる。すなわち、ＢＭＣがフォールト信号を受信した周波数を把握できるため、フォールト信号に他の情報が含まれていなくても、ＢＭＣはフォールト信号を送信したＣＭＣを特定できるようになる。

【0146】

以上、本発明は、たとえ限定された実施形態と図によって説明されてはいるものの、本発明がこれによって限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な実施が可能なことは勿論である。

【図1】