特許 7460240 融接合防止方法およびこれを適用したバッテリーシステム

(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】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】融接合防止方法およびこれを適用したバッテリーシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240326BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20240326BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20240326BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240326BHJP

   B60L 1/00 20060101ALN20240326BHJP

   B60L 50/60 20190101ALN20240326BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 P

H02J7/00 302A

H02H7/00 L

H02H7/18

H02J1/00 304H

H02J1/00 309Q

B60L1/00 L

B60L50/60

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022538332

(86)(22)【出願日】2021-06-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-13

(86)【国際出願番号】 KR2021007310

(87)【国際公開番号】W WO2021256780

(87)【国際公開日】2021-12-23

【審査請求日】2022-06-28

(31)【優先権主張番号】10-2020-0074977

(32)【優先日】2020-06-19

(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】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、キフーン

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２８４６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３８４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１２３３６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０４－３４４１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｈ ７／００

Ｈ０２Ｈ ７／１８

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｂ６０Ｌ １／００

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーセルを含むバッテリーと、
前記バッテリーの一方の極と第１出力端との間に連結されている第１メインリレーと、
前記第１メインリレーに対して並列に連結されているプリチャジリレーと、
前記バッテリーの他方の極と第２出力端との間に連結されている第２メインリレーと、
前記バッテリーの充放電を制御し、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、および前記第２メインリレーを制御するバッテリー管理システムと、を含み、
前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、前記第２メインリレー、および前記バッテリー管理システムは、外部の鉛蓄電池から電源電圧の供給を受け、
前記バッテリー管理システムは、前記電源電圧が所定の基準電圧以下である時、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、前記第２メインリレーを開放し、前記電源電圧が前記基準電圧より高い時、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じてプリチャジを行い、前記プリチャジが完了した後に前記第１メインリレーを閉じる、バッテリーシステム。

【請求項2】

前記バッテリー管理システムは、
前記電源電圧が前記基準電圧以下である時、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、および前記第２メインリレーを開放した後、
前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じる制御電圧を供給し、前記電源電圧が前記基準電圧より高いと、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じる、請求項１に記載のバッテリーシステム。

【請求項3】

前記バッテリー管理システムは、
前記プリチャジが完了した後、前記第１メインリレーを閉じた後に、前記プリチャジリレーを開放する、請求項１または２に記載のバッテリーシステム。

【請求項4】

前記電源電圧が前記基準電圧以下であるか否かを感知するための比較器と、
前記比較器の出力である比較信号が入力されるセット端、リセット信号が入力されるリセット端、および前記比較信号および前記リセット信号により決定された感知信号を出力する出力端を備えるＳＲラッチと、をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーシステム。

【請求項5】

前記バッテリー管理システムは、
前記感知信号が前記比較信号により論理１に対応するレベルに変更する時、前記電源電圧が前記基準電圧以下であることを感知する、請求項４に記載のバッテリーシステム。

【請求項6】

前記バッテリー管理システムは、
前記プリチャジが完了した後、前記リセット信号を論理１に対応するレベルに変更する、請求項４または５に記載のバッテリーシステム。

【請求項7】

前記バッテリー管理システムは、
前記論理１に対応するレベルのリセット信号により前記感知信号が論理０に対応するレベルに変更したことを確認した後、前記リセット信号を論理０に対応するレベルに変更する、請求項５または６に記載のバッテリーシステム。

【請求項8】

前記基準電圧は、
前記電源電圧が前記バッテリー管理システムを駆動させることができるレベルであり、前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、および前記プリチャジリレーを動作させるには低いレベルであることを感知するためのレベルに設定される、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーシステム。

【請求項9】

バッテリー、前記バッテリーに対する電流経路を提供する第１メインリレー、第２メインリレー、プリチャジリレー、およびＳＲラッチを含むバッテリーシステムに適用された融接合防止方法において、
前記ＳＲラッチの出力である感知信号を利用して電源電圧が所定の基準電圧以下であるか否か判断する段階と、
前記判断の結果、前記電源電圧が前記基準電圧以下である時、前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、および前記プリチャジリレーを開放する段階と、
前記開放する段階以降、前記電源電圧が前記基準電圧より高い時、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じてプリチャジを行う段階と、
前記プリチャジが完了した後、前記第１メインリレーを閉じる段階と、
前記第１メインリレーを閉じた後、前記プリチャジリレーを開放する段階と、を含み、
前記電源電圧は、前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、および前記プリチャジリレーに供給される電圧であり、
前記プリチャジリレーは、前記第１メインリレーに対して並列に連結されている、融接合防止方法。

【請求項10】

前記プリチャジリレーを開放した後、前記感知信号をリセットさせるために前記ＳＲラッチのリセット端に論理１に対応するレベルのリセット信号を供給する段階をさらに含む、請求項９に記載の融接合防止方法。

【請求項11】

前記感知信号がリセットされたか否か判断する段階と、
前記感知信号がリセットされた後、前記リセット信号を論理０に対応するレベルに変更する段階と、をさらに含む、請求項１０に記載の融接合防止方法。

【請求項12】

前記基準電圧は、
前記電源電圧がバッテリー管理システムを駆動させることができるレベルであり、前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、および前記プリチャジリレーを動作させるには低いレベルであることを感知するためのレベルに設定される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の融接合防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願（ら）との相互引用］
本出願は、２０２０年６月１９日付韓国特許出願第１０－２０２０－００７４９７７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は本明細書の一部として組み含まれる。

【0002】

本開示は、融接合防止方法およびこれを適用したバッテリーシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

低温始動時、一般的な状況より鉛蓄電池の電圧が瞬間的により大幅に下降する現象が発生する。このような場合、バッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）ボードに供給される電圧はＢＭＳボードが動作できる電圧レベルであるが、リレーに供給される電圧はリレーが動作できる電圧レベルに至らないことがある。そうすると、リレーが開かれる現象が発生することがある。ＢＭＳボードは動作することができるため、ＢＭＳボードはリレーを閉じようとする試みをする。このような条件で、低温始動が完了して鉛蓄電池の電圧が正常に復帰された場合、プリチャジなしにメインリレーが閉じられてメインリレーが融接合（ｍｅｌｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）されることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リレーの融接合を防止することができる方法およびこれを適用したバッテリーシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

発明の一特徴によるバッテリーシステムは、複数のバッテリーセルを含むバッテリー；前記バッテリーの一方の極と第１出力端との間に連結されている第１メインリレー；前記第１メインリレーに対して並列に連結されているプリチャジリレー；前記バッテリーの他方の極と第２出力端との間に連結されている第２メインリレー；および前記バッテリーの充放電を制御し、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、および前記第２メインリレーを制御するバッテリー管理システムを含み、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、前記第２メインリレー、および前記バッテリー管理システムは、外部の鉛蓄電池から電源電圧の供給を受け、前記バッテリー管理システムは、前記電源電圧が所定の基準電圧以下である時、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、前記第２メインリレーを開放し、前記電源電圧が前記基準電圧以上である時、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じてプリチャジを行い、前記プリチャジが完了した後に前記第１メインリレーを閉じる。

【0006】

前記バッテリー管理システムは、前記電源電圧が前記基準電圧以下である時、前記第１メインリレー、前記プリチャジリレー、および前記第２メインリレーを開放した後、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じる制御電圧を供給し、前記電源電圧が前記基準電圧以上であれば、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーが閉じられ得る。

【0007】

前記バッテリー管理システムは、前記プリチャジが完了した後、前記第１メインリレーを閉じた後に、前記プリチャジリレーを開放することができる。

【0008】

前記バッテリーシステムは、前記電源電圧が前記基準電圧以下であるか否かを感知するための比較器、および前記比較器の出力である比較信号が入力されるセット端、リセット信号が入力されるリセット端、および前記比較信号および前記リセット信号により決定された感知信号を出力する出力端を含むＳＲラッチをさらに含むことができる。

【0009】

前記バッテリー管理システムは、前記感知信号が前記比較信号により論理１に対応するレベルに変更する時、前記電源電圧が前記基準電圧以下であることを感知することができる。

【0010】

前記バッテリー管理システムは、前記プリチャジ完了後、前記リセット信号を論理１に対応するレベルに変更することができる。

【0011】

前記バッテリー管理システムは、前記論理１に対応するレベルのリセット信号により前記感知信号が論理０に対応するレベルに変更したことを確認した後、前記リセット信号を論理０に対応するレベルに変更することができる。

【0012】

発明の他の特徴による、バッテリー、前記バッテリーに対する電流経路を提供する第１メインリレー、第２メインリレー、プリチャジリレー、およびＳＲラッチを含むバッテリーシステムの融接合防止方法は、前記ＳＲラッチの出力である感知信号を利用して電源電圧が所定の基準電圧以下であるか否か判断する段階；前記判断結果、前記電源電圧が前記基準電圧以下である時、前記第１および第２メインリレー、および前記プリチャジリレーを開放する段階；前記開放段階以降、前記電源電圧が前記基準電圧以上である時、前記プリチャジリレーおよび前記第２メインリレーを閉じてプリチャジを行う段階；前記プリチャジが完了した後、前記第１メインリレーを閉じる段階；および前記第１メインリレーを閉じた後、前記プリチャジリレーを開放する段階を含む。前記電源電圧は、前記第１および第２メインリレー、および前記プリチャジリレーに供給される電圧であり、前記プリチャジリレーは、前記第１メインリレーに対して並列に連結されている。

【0013】

前記バッテリーシステムの融接合防止方法は、前記プリチャジリレーを開放した後、前記感知信号をリセットさせるために前記ＳＲラッチのリセット端に論理１に対応するレベルのリセット信号を供給する段階をさらに含むことができる。

【0014】

前記バッテリーシステムの融接合防止方法は、前記感知信号がリセットされたか否か判断する段階；および前記感知信号がリセットされており、前記リセット信号を論理０に対応するレベルに変更する段階をさらに含むことができる。

【0015】

前記基準電圧は、前記電源電圧が前記バッテリー管理システムを駆動させることができるレベルであり、前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、および前記プリチャジリレーを動作させるには低いレベルであることを感知するためのレベルに設定され得る。

【発明の効果】

【0016】

リレーの融接合を防止することができる方法およびこれを適用したバッテリーシステムを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態によるバッテリーシステムを示す図面である。

【図2】一実施形態による融接合防止方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付した図面を参照して本明細書に開示された実施形態を詳細に説明するが、同一または類似の構成要素には同一または類似の図面符号を付与し、これについての重複説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」および／または「部」は、明細書作成の容易さだけを考慮して付与されたり混用されるものであって、それ自体で互いに区別される意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施形態を説明するに当たり、関連した公知技術に対する具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を不明確にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付した図面は、本明細書に開示された実施形態を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付した図面により本明細書に開示された技術的な思想が制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物または代替物を含むものと理解されなければならない。

【0019】

第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明することに使用され得るが、前記構成要素は前記用語により限定されない。前記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のみで使用される。

【0020】

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか、または「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることもできるが、中間に他の構成要素が存在することもできると理解されなければならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか、または「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないと理解されなければならない。

【0021】

本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。

【0022】

図１は一実施形態によるバッテリーシステムを示す図面である。

【0023】

図１のバッテリーシステム１は、車両に装着されて車両を駆動するためのモータなどの電装負荷３に電力を供給する電源であり得る。同時に、電装負荷３の代わりに出力端Ｐ＋、Ｐ－に充電器が連結され、バッテリーシステム１は充電器から供給される電力により充電され得る。

【0024】

バッテリーシステム１は、バッテリー１０、バッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）２０、第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、プリチャジ（ｐｒｅｃｈａｒｇｅ）リレー５０、プリチャジ抵抗６０、電流センサー７０、リンクキャパシタ８０、ヒューズ９０、および融接合防止部１００を含むことができる。

【0025】

鉛蓄電池２は、ボード４、第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、およびプリチャジリレー５０に電源電圧ＶＳを供給する。鉛蓄電池２は、車両の電装負荷にも電源電圧ＶＳを供給することができる。ボード４には、ＢＭＳ２０および融接合防止部１００などが位置することができる。図１に示されたボード４に追加的な構成がさらに位置することができる。

【0026】

図１に示されているように、バッテリー１０は、直列に連結された複数のバッテリーセル１１－１５を含む。図１ではバッテリー１０が５個のバッテリーセル１１－１５を含むものと示されているが、これは一例であり、発明がこれに限定されない。

【0027】

ヒューズ９０は、バッテリー１０の正極と出力端Ｐ＋との間に連結されて過度電流によりその温度が臨界値に到達すれば切れる。

【0028】

電流センサー７０は、バッテリー１０に流れる電流（以下、バッテリー電流）を感知し、電流センサー７０は、感知された電流を指示する信号をＢＭＳ２０に伝送することができる。

【0029】

ＢＭＳ２０は、複数のバッテリーセル１１－１５に連結されて、複数のバッテリーセル１１－１５のセル電圧を測定し、バッテリー電流およびバッテリー１０の温度などの情報を受信し、複数のバッテリーセル１１－１５のセル電圧、バッテリー電流、温度などに基づいてバッテリー１０の充放電電流を制御し、複数のバッテリーセル１１－１５に対するセルバランシング動作を制御することができる。ＢＭＳ２０の動作に必要な電源電圧ＶＳは鉛蓄電池２から供給され得る。

【0030】

ＢＭＳ２０は、融接合防止部１００から入力される感知信号ＱＳに基づいて第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、およびプリチャジリレー５０の動作を制御することができる。例えば、電源電圧ＶＳが所定の基準電圧ＶＲ以下に減少することを指示する感知信号ＱＳが融接合防止部１００から受信されると、全てのリレー３０－５０を開放した後、プリチャジリレー５０と第２メインリレー４０を閉じて、プリチャジ動作が所定期間の間に行われるようにする。次に、ＢＭＳ２０は、第１メインリレー３０を閉じてプリチャジリレー５０を開放する。その後、ＢＭＳ２０は、融接合防止部１００をリセットして感知信号ＱＳをリセットすることができる。

【0031】

第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、およびプリチャジリレー５０は、バッテリー１０に対する充電電流または放電電流が流れることができるように電流経路を形成する。プリチャジリレー５０は、第１メインリレー３０に対して並列に連結されている。

【0032】

第１メインリレー３０は、スイッチ３１、インダクタ３２、および制御スイッチ３３を含む。スイッチ３１の一端はバッテリー１０の正極に連結されており、スイッチ３１の他端は出力端Ｐ＋に連結されており、インダクタ３２に電流が流れる時、スイッチ３１は閉じられ、インダクタ３２に電流が流れなければ開かれ得る。インダクタ３２の一端はグラウンドに連結され、インダクタ３２の他端は制御スイッチ３３の一端に連結されている。制御スイッチ３３の他端には電源電圧ＶＳが供給され、制御スイッチ３３はＢＭＳ２０から供給される制御電圧ＶＧ１によりスイッチングする。例えば、制御電圧ＶＧ１がオンレベルである時、制御スイッチ３３はオンされ、制御電圧ＶＧ１がオフレベルである時、制御スイッチ３３はオフされる。

【0033】

第２メインリレー４０は、スイッチ４１、インダクタ４２、および制御スイッチ４３を含む。スイッチ４１の一端はバッテリー１０の負極に連結されており、スイッチ４１の他端は出力端Ｐ－に連結されており、インダクタ４２に電流が流れる時、スイッチ４１は閉じられ、インダクタ４２に電流が流れなければ開かれ得る。インダクタ４２の一端はグラウンドに連結され、インダクタ４２の他端は制御スイッチ４３の一端に連結されている。制御スイッチ４３の他端には電源電圧ＶＳが供給され、制御スイッチ４３はＢＭＳ２０から供給される制御電圧ＶＧ２によりスイッチングする。例えば、制御電圧ＶＧ２がオンレベルである時、制御スイッチ４３はオンされ、制御電圧ＶＧ２がオフレベルである時、制御スイッチ４３はオフされる。

【0034】

プリチャジリレー５０は、プリチャジ抵抗６０と共に第１メインリレー３０に並列に連結されており、スイッチ５１、インダクタ５２、および制御スイッチ５３を含む。スイッチ５１の一端はバッテリー１０の正極に連結されており、スイッチ５１の他端はプリチャジ抵抗６０の一端に連結されており、インダクタ５２に電流が流れる時、スイッチ５１は閉じられ、インダクタ５２に電流が流れなければ開かれ得る。インダクタ５２の一端はグラウンドに連結され、インダクタ５２の他端は制御スイッチ５３の一端に連結されている。制御スイッチ５３の他端には電源電圧ＶＳが供給され、制御スイッチ５３はＢＭＳ２０から供給される制御電圧ＶＧ３によりスイッチングする。例えば、制御電圧ＶＧ３がオンレベルである時、制御スイッチ５３はオンされ、制御電圧ＶＧ３がオフレベルである時、制御スイッチ５３はオフされる。

【0035】

プリチャジ抵抗６０の他端は出力端Ｐ＋に連結されている。リンクキャパシタ８０は出力端Ｐ＋と出力端Ｐ－との間に連結されて、バッテリー１０から電装負荷３に供給される出力電圧のノイズ成分をフィルタリングしたり、出力電圧の急激な変化を減少させることができる。

【0036】

融接合防止部１００は、比較器１０１、およびＳＲラッチ１０２を含む。

【0037】

比較器１０１は、入力端（＋）の電圧が入力端（－）の電圧以上であれば論理"１"を指示するハイレベルの比較信号ＣＭを出力し、入力端（＋）の電圧が入力端（－）の電圧より低ければ、論理"０"を指示するローレベルの比較信号ＣＭを出力することができる。比較器１０１の入力端（－）には電源電圧ＶＳが入力され、比較器１０１の入力端（＋）には基準電圧ＶＲが入力され得る。電源電圧ＶＳがＢＭＳ２０を駆動させることができるレベルであるが、第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、およびプリチャジリレー５０を動作させるには低いレベルであることを感知するためのレベルに基準電圧ＶＲが設定され得る。例えば、バッテリーシステム１を装着した車両の正常な始動時、電源電圧が１３Ｖであるが、低温始動時、ボード４に入る電源電圧ＶＳが数十ミリ秒（ｍｓ）の間に５．５Ｖに下がってから１３Ｖに上がることがある。この時、５．５ＶはＢＭＳ２０を動作させることができる電圧レベルであるが、第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、およびプリチャジリレー５０の動作電圧としては足りないレベルである。そのために、基準電圧ＶＲを５．５Ｖに設定することができる。

【0038】

ＳＲラッチ１０２は、セット端Ｓに入力される信号に基づいて出力端Ｑの感知信号ＱＳを決定し、リセット端Ｒに入力される信号に基づいて出力端Ｑの感知信号ＱＳをリセットする。例えば、セット端Ｓの入力信号が論理"１"に対応するハイレベルである時、感知信号ＱＳはハイレベルになり、リセット端Ｒの入力信号が論理"１"に対応するハイレベルである時、感知信号ＱＳはローレベルになる。セット端Ｓおよびリセット端Ｒの入力が論理"０"に対応するローレベルである時、感知信号ＱＳは維持される。比較器１０１の出力である比較信号ＣＭがハイレベルであれば、ＳＲラッチ１０２はハイレベルの感知信号ＱＳを生成し、リセット端Ｒの入力がハイレベルであれば感知信号ＱＳをローレベルにリセットすることができる。

【0039】

以下、図２を参照して一実施形態による融接合防止方法を説明する。

【0040】

図２は一実施形態による融接合防止方法を示すフローチャートである。

【0041】

まず、ＢＭＳ２０は感知信号ＱＳが論理"１"を指示するハイレベルであるか否か判断する（Ｓ１）。感知信号ＱＳが"１"でない論理"０"を指示するローレベルである時、持続的にＳ１段階を繰り返す。感知信号ＱＳが論理１を指示することは、電源電圧ＶＳが基準電圧ＶＲ以下であることを意味する。

【0042】

Ｓ１段階の判断結果、感知信号ＱＳが"１"である時、ＢＭＳ２０は全てのリレーを開放する（Ｓ２）。つまり、第１メインリレー３０、第２メインリレー４０、およびプリチャジリレー５０の以前の状態に関係なしに全て開放する。

【0043】

次に、ＢＭＳ２０は、プリチャジリレー５０および第２メインリレー４０を閉じるためのオンレベルの制御電圧ＶＧ２および制御電圧ＶＧ３をプリチャジリレー５０および第２メインリレー４０に出力する。電源電圧ＶＳが基準電圧ＶＲ以上である正常状態であれば、オンレベルの制御電圧ＶＧ２、ＶＧ３によりプリチャジリレー５０および第２メインリレー４０が閉じられる（Ｓ３）。そうすると、バッテリー１０、プリチャジリレー５０、プリチャジ抵抗６０、および第２メインリレー４０を通じて流れる電流によりプリチャジが行われる。プリチャジ電流によりリンクキャパシタ８０が充電される。

【0044】

もし、電源電圧ＶＳが基準電圧ＶＲ未満であれば、オンレベルの制御電圧ＶＧ２、ＶＧ３であるにもかかわらず、電源電圧ＶＳが低いため、プリチャジリレー５０および第２メインリレー４０は閉じられない。以降、電源電圧ＶＳが基準電圧ＶＲ以上になるとプリチャジリレー５０および第２メインリレー４０が閉じられる。

【0045】

フリーチャージによりリンクキャパシタ８０の両端電圧であるリンク電圧がバッテリー１０の両端電圧に対して所定比率に到達すればプリチャジが完了したと判断され得る。ＢＭＳ２０は、リンク電圧を感知してプリチャジ完了有無を判断する（Ｓ４）。所定比率は９５～９７％範囲内で設定され得る。Ｓ４段階の判断結果、リンク電圧がバッテリー１０の両端電圧に対して所定比率に至らなかった場合、プリチャジは継続して行われ、Ｓ４段階を持続的に繰り返す。

【0046】

Ｓ４段階の判断結果、プリチャジが完了すると、ＢＭＳ２０は第１メインリレー３０を閉じ、プリチャジリレー５０を開放する（Ｓ５）。第１メインリレー３０の閉じられる時点とプリチャジリレー５０の開放時点との間に所定の時間遅延があり得る。

【0047】

次に、ＢＭＳ２０は、リセット信号ＲＳを論理"１"に対応するハイレベルで生成する（Ｓ６）。そうすると、ＳＲラッチ１０２のリセット端Ｒにハイレベルが入力されて感知信号ＱＳは論理"０"に対応するローレベルに変更され得る。つまり、感知信号ＱＳが初期状態にリセットされる。

【0048】

ＢＭＳ２０は、感知信号ＱＳが"０"であるか否か判断する（Ｓ７）。Ｓ７段階の判断結果、感知信号ＱＳが０でなければ、ＢＭＳ２０はリセット信号ＲＳを１に維持する。

【0049】

Ｓ７段階の判断結果、感知信号ＱＳが０であれば、ＢＭＳ２０はリセット信号ＲＳを論理"０"に対応するローレベルで生成する（Ｓ８）。

【0050】

従来の技術は、鉛蓄電池の瞬間的な電圧降下（ｄｒｏｐ）が発生することを防止するためにキャパシタを利用する。しかし、従来の技術は、鉛蓄電池の電圧降下が数十ミリ秒の間に発生する場合までは考慮していない。数十ミリ秒の電圧降下を防止するためには、多数のキャパシタが必要であり、これによるボードのサイズが大きくなり得るためである。また、従来のソフトウェアで鉛蓄電池の電圧降下を感知してリレー動作を中止する方式は動作速度に問題がある。つまり、ソフトウェアを実行することにかかる時間の問題で電圧降下を感知できない場合が発生し得る。

【0051】

本発明の一実施形態は、ハードウェアを利用して鉛蓄電池の電圧降下を感知することができる。本発明の一実施形態によるバッテリーシステムは、鉛蓄電池の電圧を比較する比較器、および比較器の出力により動作するＳＲラッチを利用して鉛蓄電池の電圧降下発生を感知することができる。ハードウェアで電圧降下が感知されるため、ソフトウェアの動作速度により逃がし得る瞬間的な電圧降下を感知し、リレーの融接合を防止することができる。

【0052】

以上で本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されず、本発明の属する分野における通常の知識を有する者が多様に変形および改良した形態も本発明の権利範囲に属する。

【図1】

【図2】