特許 7467803 バスバー診断装置、バッテリパック、エネルギー貯蔵システム及びバスバー診断方法

(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】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】バスバー診断装置、バッテリパック、エネルギー貯蔵システム及びバスバー診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/54 20200101AFI20240409BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240409BHJP

   G01R 31/36 20200101ALN20240409BHJP

【ＦＩ】

G01R31/54

H02J7/00 Q

G01R31/36

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022575457

(86)(22)【出願日】2022-01-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-19

(86)【国際出願番号】 KR2022001154

(87)【国際公開番号】W WO2022158909

(87)【国際公開日】2022-07-28

【審査請求日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】10-2021-0008928

(32)【優先日】2021-01-21

(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】ジョ、ヨン－ミン

(72)【発明者】

【氏名】リー、ナク－チューン

(72)【発明者】

【氏名】リー、ム－ヨン

(72)【発明者】

【氏名】ジェオン、ジュ－ヨン

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７８６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－００５５０６５（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００５－１３４１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０６９３９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１４３２８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０２１－５１１４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－０１３７３８９（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／５０－３１／７４

Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／３９６

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列連結された複数のバッテリセルを含む第１バッテリモジュールのプラス端子と直列連結された複数のバッテリセルを含む第２バッテリモジュールのマイナス端子との間に連結されたバスバーを含むバッテリパックのためのバスバー診断装置において、
複数の電圧センシングピンを含み、隣接した２つの電圧センシングピンごとの電位差を用いて、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧を検出するように構成されるバッテリ監視回路と、
前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの正極及び負極を前記複数の電圧センシングピンに連結する複数の電圧センシングラインを含む電圧センシングチャネルと、
前記複数の電圧センシングピンのうち、第１電圧センシングピン及び第２電圧センシングピンを通じて前記バスバーに連結されるが、前記第１電圧センシングピンは、前記複数の電圧センシングラインのうち、１つを通じて前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの正極に連結され、前記第２電圧センシングピンは、前記複数の電圧センシングラインのうち、他の１つを通じて前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの負極に連結されるバイパスユニットと、
前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧に基づいて、前記バスバーを診断するように構成される制御回路と、
を含み、
前記制御回路は、
前記バッテリパックが設定時間以上、放電モードに保持していると判定される場合、所定の診断時間ごとに、
前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルの平均電圧を決定し、
前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差、及び前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差が両方とも基準電圧差よりも大きな場合、診断カウントを所定値ほど増加させ、
増加した診断カウントが基準カウント以上である場合、前記バスバーが異常状態を有していることを示す診断フラグを設定するように構成される、バスバー診断装置。

【請求項2】

直列連結された複数のバッテリセルを含む第１バッテリモジュールのプラス端子と直列連結された複数のバッテリセルを含む第２バッテリモジュールのマイナス端子との間に連結されたバスバーを含むバッテリパックのためのバスバー診断装置において、
複数の電圧センシングピンを含み、隣接した２つの電圧センシングピンごとの電位差を用いて、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧を検出するように構成されるバッテリ監視回路と、
前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの正極及び負極を前記複数の電圧センシングピンに連結する複数の電圧センシングラインを含む電圧センシングチャネルと、
前記複数の電圧センシングピンのうち、第１電圧センシングピン及び第２電圧センシングピンを通じて前記バスバーに連結されるが、前記第１電圧センシングピンは、前記複数の電圧センシングラインのうち、１つを通じて前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの正極に連結され、前記第２電圧センシングピンは、前記複数の電圧センシングラインのうち、他の１つを通じて前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの負極に連結されるバイパスユニットと、
前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧に基づいて、前記バスバーを診断するように構成される制御回路と、
を含み、
前記制御回路は、
前記バッテリパックが休止モードまたは充電モードから放電モードに切り替えられたと判定される場合、
診断時間にわたった、前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧降下量、前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧降下量及び前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルの平均電圧降下量を決定し、
前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧降下量と前記平均電圧降下量との差、及び前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧降下量と前記平均電圧降下量との差が両方とも基準電圧降下量よりも大きな場合、前記バスバーが異常状態を有していることを示す診断フラグを設定するように構成される、バスバー診断装置。

【請求項3】

前記バイパスユニットは、ダイオードを含み、
前記ダイオードのアノード及びカソードは、それぞれ前記第１電圧センシングピン及び前記第２電圧センシングピンに連結される、請求項１または請求項２に記載のバスバー診断装置。

【請求項4】

各電圧センシングラインは、所定の抵抗値を有する保護抵抗体を含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバスバー診断装置。

【請求項5】

前記バッテリ監視回路は、
前記バッテリパックの電流経路に連結される一対の電流センシングピンをさらに含み、
前記一対の電流センシングピン間の電位差を用いて、前記電流経路を通じて流れる電流を検出するように構成される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバスバー診断装置。

【請求項6】

前記制御回路は、
前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差、及び前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差のうち少なくとも１つが、前記基準電圧差以下である場合、前記診断カウントを前記基準カウント未満の初期値と同様に設定するように構成される、請求項１に記載のバスバー診断装置。

【請求項7】

前記制御回路は、
前記バッテリパックが休止モードまたは充電モードから放電モードに切り替えられたと判定される場合、
前記診断時間にわたった電流変化量に所定の変換係数を乗算して、前記基準電圧降下量を決定するように構成される、請求項２に記載のバスバー診断装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７の何れか一項に記載のバスバー診断装置を含む、バッテリパック。

【請求項9】

請求項８に記載のバッテリパックを含む、エネルギー貯蔵システム。

【請求項10】

請求項１から請求項７の何れか一項に記載のバスバー診断装置によって実行可能なバスバー診断方法において、
前記バッテリ監視回路が、前記複数の電圧センシングピンのうち、隣接した２つの電圧センシングピンごとの電位差を用いて、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧を検出する段階と、
前記制御回路が、前記バッテリ監視回路によって検出された、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧に基づいて、前記バスバーを診断する段階と、
を含む、バスバー診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年１月２１日付の大韓民国特許出願番号第１０－２０２１－０００８９２８に対する優先権主張出願であって、当該出願の明細書及び図面に開示されたあらゆる内容は、引用によって本出願に援用される。

【0002】

本発明は、２つのバッテリモジュール間の直列連結に用いられるバスバーの異常を診断する技術に関する。

【背景技術】

【0003】

最近、ノート型パソコン、ビデオカメラ、携帯用電話機のような携帯用電子製品の需要が急激に増大し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化されることによって、反復的な充電・放電が可能な高性能バッテリについての研究が活発に進められている。

【0004】

現在、商用化されたバッテリとしては、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、リチウムバッテリなどがあるが、そのうち、リチウムバッテリは、ニッケル系のバッテリに比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充電・放電が自在であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所によって脚光を浴びている。

【0005】

最近、高電圧を提供するために、それぞれ複数のバッテリセルの直列接続体である２つ以上のバッテリモジュールをバスバーを通じて直列連結した構造のバッテリパックに対する需要が増大しつつある。

【0006】

ところで、外部からの衝撃やバスバー自体の老朽化などによって、バスバーに異常が発生する。バスバーが異常である場合、バッテリパックの安全性が低下するので、バスバーの異常を適切に診断できる方案が要求される。

【0007】

特許文献１は、バスバー自体の両端にわたった電圧またはバスバーとバッテリセルとの直列接続体の両端にわたった電圧の検出値に基づいて、バスバーの異常を検出している。しかし、バッテリセルに対する電圧測定とは独立してバスバーの電圧を測定しなければならないという点で、非効率的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００８０３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、バスバーの電圧を測定する手続きなしでも、バスバーの両端に１つずつ接続された２つのバッテリセルの電圧履歴に基づいて、バスバーの異常を診断するバスバー診断装置、バッテリパック、エネルギー貯蔵システム及びバスバー診断方法を提供することを目的とする。

【0010】

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解され、本発明の実施例によってより明らかになるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に表われた手段及びその組み合わせによって実現可能であるということを容易に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一側面によるバスバー診断装置は、直列連結された複数のバッテリセルを含む第１バッテリモジュールのプラス端子と直列連結された複数のバッテリセルを含む第２バッテリモジュールのマイナス端子との間に連結されたバスバーを含むバッテリパックのために提供される。前記バスバー診断装置は、複数の電圧センシングピンを含み、隣接した２つの電圧センシングピンごとの電位差を用いて、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧を検出するように構成されるバッテリ監視回路；前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの正極及び負極を前記複数の電圧センシングピンに連結する複数の電圧センシングラインを含む電圧センシングチャネル；前記複数の電圧センシングピンのうち、第１電圧センシングピン及び第２電圧センシングピンを通じて前記バスバーに並列連結されるが、前記第１電圧センシングピンは、前記複数の電圧センシングラインのうち、１つを通じて前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの負極に連結され、前記第２電圧センシングピンは、前記複数の電圧センシングラインのうち、他の１つを通じて前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの正極に連結されるバイパスユニット；及び前記バッテリ監視回路によって検出された、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧履歴に基づいて、前記バスバーを診断するように構成される制御回路；を含む。

【0012】

前記バイパスユニットは、ダイオードを含みうる。前記ダイオードのアノード及びカソードは、それぞれ前記第１電圧センシングピン及び前記第２電圧センシングピンに連結される。

【0013】

各電圧センシングラインは、所定の抵抗値を有する保護抵抗体を含みうる。

【0014】

前記バッテリ監視回路は、前記バッテリパックの電流経路に連結される一対の電流センシングピンをさらに含みうる。前記一対の電流センシングピン間の電位差を用いて、前記電流経路を通じて流れる電流を検出するように構成することができる。

【0015】

前記制御回路は、前記バッテリパックが設定時間以上、放電モードに保持していると判定される場合、所定の診断時間ごとに、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルの平均電圧を決定し、前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差、及び前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差が両方とも基準電圧差よりも大きな場合、診断カウントを所定値ほど増加させ、増加した診断カウントが基準カウント以上である場合、前記バスバーが異常状態を有していることを示す診断フラグを設定するように構成することができる。

【0016】

前記制御回路は、前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差、及び前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧と前記平均電圧との差のうち少なくとも１つが、前記基準電圧差以下である場合、前記診断カウントを前記基準カウント未満の初期値と同様に設定するように構成することができる。

【0017】

前記制御回路は、前記バッテリパックが休止モードまたは充電モードから放電モードに切り替えられたと判定される場合、前記診断時間にわたった、前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧降下量、前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧降下量及び前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルの平均電圧降下量を決定し、前記第１バッテリモジュールの最上流に位置するバッテリセルの電圧降下量と前記平均電圧降下量との差、及び前記第２バッテリモジュールの最下流に位置するバッテリセルの電圧降下量と前記平均電圧降下量との差が両方とも基準電圧降下量よりも大きな場合、前記バスバーが異常状態を有していることを示す診断フラグを設定するように構成することができる。

【0018】

前記制御回路は、前記バッテリパックが休止モードまたは充電モードから放電モードに切り替えられたと判定される場合、前記診断時間にわたった電流変化量に所定の変換係数を乗算して、前記基準電圧降下量を決定するように構成することができる。

【0019】

本発明の他の側面によるバッテリパックは、前記バスバー診断装置を含む。

【0020】

本発明の他の側面によるエネルギー貯蔵システムは、前記バッテリパックを含む。

【0021】

本発明のさらに他の側面によるバスバー診断方法は、前記バスバー診断装置によって実行可能に提供される。前記バスバー診断方法は、前記バッテリ監視回路が、前記複数の電圧センシングピンのうち、隣接した２つの電圧センシングピンごとの電位差を用いて、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧を検出する段階；及び前記制御回路が、前記バッテリ監視回路によって検出された、前記第１バッテリモジュールの複数のバッテリセル及び前記第２バッテリモジュールの複数のバッテリセルのそれぞれの電圧履歴に基づいて、前記バスバーを診断する段階；を含む。

【発明の効果】

【0022】

本発明の実施例のうち少なくとも１つによれば、バスバーの電圧を測定する手続きなしでも、バスバーの両端に１つずつ接続された２つのバッテリセルの電圧履歴に基づいて、バスバーの異常有無を診断することができる。

【0023】

本発明の実施例のうち少なくとも１つによれば、経時的に変化するバッテリパックの電流に基づいて、バスバーの異常有無の判定に用いられる基準（例えば、後述した基準電圧降下量）を調節することにより、バスバーの異常有無をより正確に診断することができる。

【0024】

本発明の効果は、前述した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は、特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0025】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、後述する発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を行うものなので、本発明は、そのような図面に記載の事項のみに限定されて解釈されてはならない。

【0026】

【図1】本発明によるエネルギー貯蔵システムの構成を例示的に示す図面である。

【図2】図１に示されたバスバーの異常状態とバッテリセルの電圧の検出エラーとの関係の説明に参照される図面である。

【図3】本発明によるバスバー診断方法を例示的に示すフローチャートである。

【図4】図３の段階Ｓ３２０を具現するための第１実施例による異常検出プロセスを概略的に示すフローチャートである。

【図5】図３の段階Ｓ３２０を具現するための第２実施例による異常検出プロセスを概略的に示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は、通常の、または辞書的な意味として限定して解釈されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則を踏まえて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。

【0028】

したがって、本明細書に記載の実施例と図面とに示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をいずれも代弁するものではないので、本願の出願時点において、これらを代替しうる多様な均等物及び変形例があるということを理解しなければならない。

【0029】

第１、第２のように序数を含む用語は、多様な構成要素のうち何れか１つを残りと区別する目的として使われるものであり、そのような用語によって構成要素を限定するために使われるものではない。

【0030】

明細書の全体において、ある部分が、ある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含みうるということを意味する。また、明細書に記載の「制御回路」のような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで具現可能である。

【0031】

また、明細書の全体において、ある部分が、他の部分と「連結」されているとする時、これは、「直接連結」されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで「間接的に連結」されている場合も含む。

【0032】

図１は、本発明によるエネルギー貯蔵システムの構成を例示的に示す図面である。

【0033】

図１を参照すれば、エネルギー貯蔵システム１は、バッテリパック１０、リレー２０及び電力変換システム３０を含む。

【0034】

バッテリパック１０は、第１バッテリモジュール１１、第２バッテリモジュール１２、バスバー１３及びバスバー診断装置１００を含む。

【0035】

第１バッテリモジュール１１、バスバー１３及び第２バッテリモジュール１２の直列回路は、リレー２０を通じて電力変換システム３０に電気的に連結可能である。

【0036】

第１バッテリモジュール１１は、直列連結された複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ、ｍは、２以上の自然数）を含む。第２バッテリモジュール１２は、直列連結された複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ、ｎは、２以上の自然数）を含む。

【0037】

複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ）と複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ）は、互いに同じ電気化学的仕様を有するように製造されたものである。以下、バッテリパック１０に含まれたあらゆるバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）の共通した内容を説明するに当って、参照符号「Ｃ」をバッテリセルを称するものと使用する。

【0038】

バッテリセル（Ｃ）は、例えば、リチウムイオンセルのように、反復的な充電・放電が可能なものであれば、その種類は、特に限定されるものではない。

【0039】

第１バッテリモジュール１１において、複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ）のそれぞれは、正極リードと負極リードとを有し、隣接した２つのバッテリセル（例えば、Ｃ_１、Ｃ_２）のうち、１つ（例えば、Ｃ_１）の正極リードと他の１つ（例えば、Ｃ_２）の負極リードとが溶接などに通じて接合されている。これにより、バッテリセル（Ｃ_１）の負極リードからバッテリセル（Ｃ_ｍ）の正極リードまでの直列接続体が、第１バッテリモジュール１１内に配される。

【0040】

第２バッテリモジュール１２において、複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれは、正極リードと負極リードとを有し、隣接した２つのバッテリセル（例えば、Ｃ_ｍ＋１、Ｃ_ｍ＋２）のうち、１つ（例えば、Ｃ_ｍ＋１）の正極リードと他の１つ（例えば、Ｃ_ｍ＋２）の負極リードとが溶接などに通じて接合されている。これにより、バッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の負極リードからバッテリセル（Ｃ_ｍ＋ｎ）の正極リードまでの直列接続体が、第２バッテリモジュール１２内に配される。

【0041】

以下、バッテリセル（Ｃ）の正極リードと負極リードとを、それぞれ「正極」及び「負極」とも称する。

【0042】

第１バッテリモジュール１１のプラス端子は、バスバー１３を通じて第２バッテリモジュール１２のマイナス端子に連結される。一例として、バスバー１３の一端は、第１バッテリモジュール１１のプラス端子に、バスバー１３の他端は、第２バッテリモジュール１２のマイナス端子に、それぞれボルトなどを通じて固着される。

【0043】

バッテリモジュール１１、１２のそれぞれにおいて、相対的に低い電位の電気的位置を「下流」と、その反対を「上流」と称することができる。例えば、バッテリセル（Ｃ_ｍ）は、第１バッテリモジュール１１の最上流に位置しており、バッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）は、第２バッテリモジュール１２の最下流に位置している。第１バッテリモジュール１１のプラス端子は、バッテリセル（Ｃ_ｍ）の正極と同一電位を有し、第２バッテリモジュール１２のマイナス端子は、バッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の負極と同一電位を有しうる。ｘは、２以上ｍ＋ｎ以下の自然数であるとする時、バッテリセル（Ｃ_ｘ）は、バッテリセル（Ｃ_ｘ－１）の上流に位置すると言い、バッテリセル（Ｃ_ｘ－１）は、バッテリセル（Ｃ_ｘ）の下流に位置すると言う。

【0044】

リレー２０は、バッテリパック１０の充電・放電のための電流経路として提供される電力ラインに設けられる。リレー２０がオンになっている間に、バッテリパック１０と電力変換システム３０とのうち何れか１つから他の１つへの電力伝達が可能である。リレー２０は、機械式コンタクタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような公知のスイッチングデバイスのうち何れか１つまたは２つ以上を組み合わせることで具現可能である。制御回路１４０は、後述するバスバー１３に対する診断結果などによってリレー２０をオン／オフ制御することができる。

【0045】

電力変換システム（ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）３０は、上位コントローラ２を通じてバスバー診断装置１００に動作可能に結合される。電力変換システム３０は、電気系統４０によって供給される交流電力からバッテリパック１０の充電のための直流電力を生成することができる。電力変換システム３０は、バッテリパック１０からの直流電力から交流電力を生成することができる。

【0046】

バスバー診断装置１００は、バスバー１３の異常を監視するように提供される。バスバー１３の異常とは、（ｉ）バスバー１３自体の欠陥（例えば、クラック）、（ｉｉ）第１バッテリモジュール１１のプラス端子との締結不良、及び（ｉｉｉ）第２バッテリモジュール１２のマイナス端子との締結不良のうち少なくとも１つによって、バスバー１３の両端間の総抵抗が所定の初期値から許容値以上増加した状態を称する。

【0047】

バスバー診断装置１００は、電圧センシングチャネル１１０、バッテリ監視回路１２０、バイパス素子１３０及び制御回路１４０を含む。バスバー診断装置１００は、シャント抵抗体１５０及び通信回路１６０のうち少なくとも１つをさらに含みうる。

【0048】

バッテリ監視回路１２０は、複数の電圧センシングピン（Ｐ_０～Ｐ_{ｍ＋ｎ＋１}）を含む。複数の電圧センシングピン（Ｐ_０～Ｐ_{ｍ＋ｎ＋１}）は、電圧センシングチャネル１１０を通じて、複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれの正極リードと負極リードとに電気的に連結可能に提供される。バッテリ監視回路１２０は、ハードウェア的にＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を用いて具現可能である。例えば、ＢＱ７６９４０がバッテリ監視回路１２０として用いられる。

【0049】

電圧センシングチャネル１１０は、複数の電圧センシングライン（Ｌ_０～Ｌ_{ｍ＋ｎ＋１}）を含みうる。複数の電圧センシングライン（Ｌ_０～Ｌ_{ｍ＋ｎ＋１}）のそれぞれは、所定の抵抗を有する保護抵抗体（Ｒ）を含みうる。保護抵抗体（Ｒ）は、それが含まれた電圧センシングラインを通じた過電流を防止するように提供される。

【0050】

電圧センシングライン（Ｌ_０）の一端及び他端は、バッテリセル（Ｃ_１）の負極とバッテリ監視回路１２０の電圧センシングピン（Ｐ_０）とにそれぞれ連結される。

【0051】

ｉは、ｍ以下の自然数であるとする時、電圧センシングライン（Ｌ_ｉ）の一端及び他端は、バッテリセル（Ｃ_ｉ）の正極とバッテリ監視回路１２０の電圧センシングピン（Ｐ_ｉ）とにそれぞれ連結される。

【0052】

電圧センシングライン（Ｌ_ｍ＋１）の一端及び他端は、バッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の負極とバッテリ監視回路１２０の電圧センシングピン（Ｐ_ｍ＋１）とにそれぞれ連結される。

【0053】

ｊは、ｍ＋２以上ｍ＋ｎ＋１以下の自然数であるとする時、電圧センシングライン（Ｌ_ｊ）の一端及び他端は、バッテリセル（Ｃ_ｊ）の正極とバッテリ監視回路１２０の電圧センシングピン（Ｐ_ｊ）とにそれぞれ連結される。

【0054】

バッテリ監視回路１２０は、複数の電圧センシングピン（Ｐ_０～Ｐ_{ｍ＋ｎ＋１}）のうち、隣接した２つの電圧センシングピンごとの電位差を用いて、複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれの両端にわたった電圧を検出する。

【0055】

すなわち、ｉは、ｍ以下の自然数、ｊは、ｍ＋２以上ｍ＋ｎ＋１以下の自然数であるとする時、２つの電圧センシングピン（Ｐ_ｉ－１、Ｐ_ｉ）間の電位差がバッテリセル（Ｃ_ｉ）の電圧として検出され、２つの電圧センシングピン（Ｐ_ｊ－１、Ｐ_ｊ）間の電位差がバッテリセル（Ｃ_ｊ－１）の電圧として検出される。一例として、バッテリ監視回路１２０は、互いに隣接した２つの電圧センシングピン（Ｐ_ｍ－１、Ｐ_ｍ）間の電位差をバッテリセル（Ｃ_ｍ）の電圧として検出することができる。他の例として、バッテリ監視回路１２０は、互いに隣接した２つの電圧センシングピン（Ｐ_ｍ＋１、Ｐ_ｍ＋２）間の電位差をバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の電圧として検出することができる。

【0056】

制御回路１４０は、設定時間（例えば、０．００１秒）ごとに、バッテリ監視回路１２０から電圧信号を収集して、アナログ－デジタル変換を通じて、複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれの電圧を示す値を決定することができる。

【0057】

バイパス素子１３０は、一対の電圧センシングライン（Ｌ_ｍ、Ｌ_ｍ＋１）を通じて、バスバー１３に並列連結される。詳細には、バイパス素子１３０の一端及び他端は、一対の電圧センシングピン（Ｐ_ｍ、Ｐ_ｍ＋１）に１つずつ接続される。これにより、バイパス素子１３０、電圧センシングピン（Ｐ_ｍ＋１）、電圧センシングライン（Ｌ_ｍ＋１）、バスバー１３、電圧センシングライン（Ｌ_ｍ）及び電圧センシングピン（Ｐ_ｍ）で構成される閉回路が形成される。バイパス素子１３０に対する所定の条件（例えば、バッテリパックの放電モード）が満足される間に、２つの電圧センシングピン（Ｐ_ｍ、Ｐ_ｍ＋１）は、バイパス素子１３０を通じて電気的に連結される。一方、バイパス素子１３０に対する所定の条件が満たされない間に、２つの電圧センシングピン（Ｐ_ｍ、Ｐ_ｍ＋１）間でバイパス素子１３０を通じた電流経路は遮断される。

【0058】

図１では、バイパス素子１３０がバッテリ監視回路１２０の外部に配されたと示されているが、代案としてバイパス素子１３０は、バッテリ監視回路１２０の一構成要素としてバッテリ監視回路１２０内に集積化される。

【0059】

バスバー１３が正常である場合には、バスバー１３の抵抗が２つの電圧センシングライン（Ｌ_ｍ、Ｌ_ｍ＋１）に含まれた保護抵抗体（Ｒ）の抵抗よりも遥かに小さいので、バッテリパック１０を通じて流れる電流の全部またはほとんどは、バスバー１３を通過し、バイパス素子１３０には、０Ａまたは無視できる程度に非常に小さな電流のみが流れる。

【0060】

一方、バスバー１３が異常である場合には、（ｉ）バスバー１３自体の抵抗、（ｉｉ）バスバー１３の一端と第１バッテリモジュール１１のプラス端子との接触抵抗（ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、及び／または（ｉｉｉ）バスバー１３の他端と第２バッテリモジュール１２のマイナス端子との接触抵抗が正常レベルから増加する。したがって、バスバー１３の異常が深まるほど、バッテリパック１０を通じて流れる電流の総量のうちからバイパス素子１３０を通過する電流の量が次第に増加する。

【0061】

制御回路１４０は、リレー２０、バッテリ監視回路１２０、シャント抵抗体１５０、及び／または通信回路１６０に動作可能に結合される。

【0062】

制御回路１４０は、ハードウェア的に、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、その他の機能遂行のための電気的ユニットのうち少なくとも１つを用いて具現可能である。

【0063】

制御回路１４０には、メモリが内蔵される。メモリには、後述する実施例によるバッテリ管理方法の実行に必要なプログラム及び各種のデータがあらかじめ保存することができる。メモリは、例えば、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、ＳＳＤタイプ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、ＳＤＤタイプ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）のうち少なくとも１つのタイプの記録媒体を含みうる。

【0064】

シャント抵抗体１５０は、前記電力ラインを通じて第１バッテリモジュール１１、バスバー１３及び第２バッテリモジュール１２の直列回路に電気的に直列連結される。バッテリ監視回路１２０は、一対の電流センシングピンを通じてシャント抵抗体１５０の一端と他端とにそれぞれ連結される。バッテリ監視回路１２０は、一対の電流センシングピン間の電位差に基づいて、バッテリパック１０を通じて流れる電流を検出し、該検出された電流を示す電流信号を制御回路１４０に出力するように構成される。

【0065】

通信回路１６０は、エネルギー貯蔵システム１の上位コントローラ２と通信可能に結合されうる。通信回路１６０は、上位コントローラ２からのメッセージを制御回路１４０に伝送し、制御回路１４０からのメッセージを上位コントローラ２に伝送しうる。制御回路１４０からのメッセージは、バスバー１３の異常及び／またはバッテリセル（Ｃ）の電圧を通知するための情報を含みうる。通信回路１６０と上位コントローラ２との通信には、例えば、ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、デイジーチェーンのような有線ネットワーク及び／またはブルートゥース（登録商標）、ジグビー（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの近距離無線ネットワークが活用されうる。通信回路１６０は、制御回路１４０及び／または上位コントローラ２から受信された情報をユーザが認識可能な形態に提供する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー）を含みうる。上位コントローラ２は、バスバー診断装置１００との通信を通じて収集される情報に基づいて、電力変換システム３０を制御することができる。

【0066】

図２は、図１に示されたバスバーの異常状態とバッテリセルの電圧の検出エラーとの関係の説明に参照される図面である。

【0067】

図２では、ダイオードがバイパス素子１３０として用いられることを例示している。ダイオードのアノード及びカソードは、それぞれ電圧センシングピン（Ｐ_ｍ）及び電圧センシングピン（Ｐ_ｍ＋１）に連結される。この場合、バッテリパック１０の放電中にバスバー１３の両端にわたった電圧が純方向電圧としてダイオードに印加されて、ダイオードがオン（導通）状態になる。すなわち、ダイオードは、バッテリパック１０が放電モードにある間に導通可能であり、ダイオードが導通状態である間に、バスバー１３に並列的な電流経路を構成する。放電モードとは、第１バッテリモジュール１１及び第２バッテリモジュール１２を通じて放電電流が流れながらバッテリパック１０から電力変換システムに電力が供給される状態を称する。

【0068】

図２を参照すれば、何らかの原因によってバスバー１３が異常状態を有する場合、前述したように、バスバー１３の総抵抗が初期値から許容値以上増加する。バスバー１３の総抵抗とは、（ｉ）バスバー１３自体の抵抗、（ｉｉ）バスバー１３の一端と第１バッテリモジュール１１のプラス端子との接続部分（Ｑ_Ａ）での接触抵抗、及び（ｉｉｉ）バスバー１３の他端と第２バッテリモジュール１２のマイナス端子との接続部分（Ｑ_Ｂ）での接触抵抗の和である。

【0069】

この場合、バッテリパック１０の電流（Ｉ_Ｐ）は、バスバー１３を通じて流れる電流（Ｉ_Ａ）及びバイパス素子１３０を通じて流れる電流（Ｉ_Ｂ）の和と同一である。バイパス素子１３０がオン（導通）になっている場合、バスバー１３とバイパス経路との抵抗比によって、バスバー１３の総抵抗が大きいほど、バスバー１３を通じて流れる電流（Ｉ_Ａ）に対するバイパス素子１３０を通じて流れる電流（Ｉ_Ｂ）の比率（Ｉ_Ｂ／Ｉ_Ａ）が大きい。バイパス経路は、電圧センシングライン（Ｌ_ｍ）、バイパス素子１３０及び電圧センシングライン（Ｌ_ｍ＋１）の直列接続経路である。すなわち、電流（Ｉ_Ｂ）がバイパス素子１３０を通じて流れるということは、一対の電圧センシングライン（Ｌ_ｍ、Ｌ_ｍ＋１）を通じても電流（Ｉ_Ｂ）が流れるということを意味する。

【0070】

電圧センシングライン（Ｌ_ｍ）を通じて電流（Ｉ_Ｂ）が流れる場合、バッテリセル（Ｃ_ｍ）の正極と電圧センシングピン（Ｐ_ｍ）との間で電流（Ｉ_Ｂ）と保護抵抗体（Ｒ）の抵抗の積に対応する電圧降下（Ｖ_Ｄ）が起こる。また、電圧センシングライン（Ｌ_ｍ＋１）を通じて電流（Ｉ_Ｂ）が流れる場合、電圧センシングピン（Ｐ_ｍ＋１）とバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の負極との間で電流（Ｉ_Ｂ）と保護抵抗体（Ｒ）の抵抗の積に対応する電圧降下（Ｖ_Ｄ）が起こる。

【0071】

これにより、バッテリ監視回路１２０によって検出されるバッテリセル（Ｃ_ｍ）の電圧は、バッテリセル（Ｃ_ｍ）の実際電圧から電圧センシングライン（Ｌ_ｍ）での電圧降下（Ｖ_Ｄ）ほど減少する。また、バッテリ監視回路１２０によって検出されるバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の電圧も、バッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の実際電圧から電圧センシングライン（Ｌ_ｍ＋１）での電圧降下（Ｖ_Ｄ）ほど減少する。すなわち、第１バッテリモジュール１１の最上流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ）の電圧及び第２バッテリモジュール１２の最下流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の電圧に対する検出結果にエラーが発生する。

【0072】

図３は、本発明によるバスバー診断方法を例示的に示すフローチャートであり、図４は、図３の段階Ｓ３２０を具現するための第１実施例による異常検出プロセスを概略的に示すフローチャートであり、図５は、図３の段階Ｓ３２０を具現するための第２実施例による異常検出プロセスを概略的に示すフローチャートである。図３から図５の方法は、バスバー診断装置１００によって所定の診断時間ごとに周期的に繰り返して実行可能である。診断時間は、前記所定時間と同一であるか、前記所定時間の整数倍であらかじめ定められる。

【0073】

図１から図３を参照すれば、段階Ｓ３１０において、バッテリ監視回路１２０は、複数の電圧センシングピン（Ｐ_０～Ｐ_{ｍ＋ｎ＋１}）のうち、隣接した２つの電圧センシングピン（例えば、Ｐ_０、Ｐ_１）ごとの電位差を用いて、第１バッテリモジュール１１の複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ）及び第２バッテリモジュール１２の複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれの電圧を検出する。制御回路１４０は、バッテリ監視回路１２０によって検出された複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれの電圧を示すアナログ信号を収集して、該収集されたアナログ信号をデジタル信号に変換した後、電圧履歴を示す時系列の最新値としてメモリに記録することができる。バッテリセル（Ｃ）の電圧履歴を示す時系列は、以前周期から検出された電圧の値と現周期から検出された電圧の値とを含む。段階Ｓ３２０において、バッテリ監視回路１２０は、一対の電流センシングピンを用いて、バッテリパック１０の電流を追加的に検出することができる。すなわち、制御回路１４０は、バッテリパック１０の電流を示すアナログ信号を収集して、該収集されたアナログ信号をデジタル信号に変換した後、電流履歴を示す時系列の最新値としてメモリに記録することができる。

【0074】

段階Ｓ３２０において、制御回路１４０は、バッテリ監視回路１２０によって検出された、第１バッテリモジュール１１の複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ）及び第２バッテリモジュール１２の複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ）のそれぞれの電圧履歴に基づいて、バスバー１３を診断する。

【0075】

図４を参照すれば、第１実施例による段階Ｓ３２０は、段階Ｓ４１０～段階Ｓ４７０を含む。段階Ｓ４１０において、制御回路１４０は、バッテリ監視回路１２０によって検出された電流に基づいて、バッテリパック１０が設定時間（例えば、１秒）以上、放電モードを保持しているか否かを判定する。すなわち、制御回路１４０は、バッテリパック１０の電流の変化履歴を示す時系列をメモリに記録し、該記録された電流の時系列に基づいてバッテリパック１０が設定時間以上持続的に放電しているか否かを判定する。一例として、バッテリパック１０の充電電流は、正の値に、放電電流は、負の値にメモリに記録されるようにプログラムされている場合、制御回路１４０は、現時点から設定時間前から現時点までの時間帯で記録された電流の時系列が負の値として記録されている場合、段階Ｓ４１０の値が「はい」であると判定し、それ以外には、段階Ｓ４１０の値が「いいえ」であると判定する。段階Ｓ４１０の値が「はい」である場合、段階Ｓ４２０が進行する。段階Ｓ４１０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ４７０が進行する。

【0076】

段階Ｓ４２０において、制御回路１４０は、第１バッテリモジュール１１の複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ）及び第２バッテリモジュール１２の複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ）の平均電圧を決定する。段階Ｓ４２０での平均電圧は、次の数式１または数式２によって決定される。

【0077】

【数1】

【0078】

【数2】

【0079】

数式１及び数式２において、ｔは、現時点、Ｖ_ｙ［ｔ］は、バッテリ監視デバイスによって検出された現時点でのバッテリセル（Ｃ_ｙ）の電圧、Ｖ_ＡＶ［ｔ］は、現時点での平均電圧である。数式２は、バスバー１３の状態に依存する２つのバッテリセル（Ｃ_ｍ、Ｃ_ｍ＋１）の電圧Ｖ_ｍ［ｔ］、Ｖ_ｍ＋１［ｔ］を除いて平均電圧を算出するという点で数式１と異なる。

【0080】

段階Ｓ４３０において、制御回路１４０は、（ｉ）第１バッテリモジュール１１の最上流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ）の電圧Ｖ_ｍ［ｔ］と平均電圧Ｖ_ＡＶ［ｔ］との差Ｖ_ＡＶ［ｔ］－Ｖ_ｍ［ｔ］、及び（ｉｉ）第２バッテリモジュール１２の最下流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の電圧Ｖ_ｍ＋１［ｔ］と平均電圧Ｖ_ＡＶ［ｔ］との差Ｖ_ＡＶ［ｔ］－Ｖ_ｍ＋１［ｔ］が両方とも基準電圧差よりも大きいか否かを判定する。基準電圧差（例えば、０．３Ｖ）は、バスバー１３及び複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）がいずれも正常である場合には、Ｖ_ＡＶ［ｔ］－Ｖ_ｍ［ｔ］及びＶ_ＡＶ［ｔ］－Ｖ_ｍ＋１［ｔ］よりも大きいように、バッテリ監視回路１２０の電圧分解能などを考慮してあらかじめ定められたものである。段階Ｓ４３０の値が「はい」であることは、バスバー１３が異常状態を有している可能性が基準値以上であることを示す。段階Ｓ４３０の値が「はい」である場合、段階Ｓ４４０が進行する。段階Ｓ４３０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ４７０が進行する。

【0081】

段階Ｓ４４０において、制御回路１４０は、診断カウントを所定値（例えば、１）ほど増加させる。診断カウントは、段階Ｓ４３０の値が「はい」であると連続して判定された回数を示す。

【0082】

段階Ｓ４５０において、制御回路１４０は、診断カウントが基準カウント（例えば、３）以上であるか否かを判定する。段階Ｓ４５０の値が「はい」である場合、段階Ｓ４６０が進行する。

【0083】

段階Ｓ４６０において、制御回路１４０は、バスバー１３が異常状態を有していることを示す診断フラグを設定する。制御回路１４０は、診断フラグが設定されたことに応答して、所定の保護動作を実行することができる。一例として、制御回路１４０は、バスバー１３が異常状態を有していることを示すフォールトメッセージを上位コントローラ２に伝送しうる。上位コントローラ２は、フォールトメッセージに応答して、電力変換システム３０を中止させることができる。他の例として、制御回路１４０は、リレー２０をターンオフさせることができる。他の例として、制御回路１４０は、バッテリセル（Ｃ_ｍ）及びバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）のそれぞれの電圧の検出値Ｖ_ｍ［ｔ］、Ｖ_ｍ＋１［ｔ］を複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ＋ｎ）の平均電圧Ｖ_ＡＶ［ｔ］と同様に設定することができる。

【0084】

段階Ｓ４７０において、制御回路１４０は、診断カウントを基準カウント未満の初期値（例えば、０）として設定する。

【0085】

図５を参照すれば、第２実施例による段階Ｓ３２０は、段階Ｓ５１０～段階Ｓ５５０を含む。段階Ｓ５１０において、制御回路１４０は、バッテリ監視回路１２０によって検出された電流に基づいて、バッテリパック１０が充電モードまたは休止モードから放電モードに切り替えられたか否かを判定する。休止モードとは、リレー２０がオフになるか、電力変換システム３０が止められて、第１バッテリモジュール１１及び第２バッテリモジュール１２を通じて充電電流及び放電電流が両方とも流れていない状態を称する。充電モードとは、電力変換システムからバッテリパック１０に電力が供給されて、第１バッテリモジュール１１及び第２バッテリモジュール１２を通じて充電電流が流れる状態を称する。

【0086】

例えば、制御回路１４０は、バッテリパック１０の電流の変化履歴を示す時系列をメモリに記録し、該記録された電流の時系列に基づいて現時点から診断時間前の電流が０または正の値として記録されており、現時点で電流は負の値として記録されている場合、段階Ｓ５１０の値が「はい」であると判定することができる。それ以外には、段階Ｓ５１０の値が「いいえ」であると判定される。段階Ｓ５１０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５２０が進行する。

【0087】

段階Ｓ５２０において、制御回路１４０は、診断時間にわたった、第１バッテリモジュール１１の最上流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ）の電圧降下量、第２バッテリモジュール１２の最下流に位置するバッテリセルの電圧降下量（Ｃ_ｍ＋１）及び第１バッテリモジュール１１の複数のバッテリセル（Ｃ_１～Ｃ_ｍ）及び第２バッテリモジュール１２の複数のバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１～Ｃ_ｍ＋ｎ）の平均電圧降下量を決定する。段階Ｓ５２０での平均電圧降下量は、次の数式３または数式４によって決定される。

【0088】

【数3】

【0089】

【数4】

【0090】

数式３及び数式４において、ｔは、現時点、ΔＶ_ｙ［ｔ］は、バッテリセル（Ｃ_ｙ）の電圧降下量、ΔＶ_ＡＶ［ｔ］は、平均電圧降下量である。ΔＶ_ｙ［ｔ］は、Ｖ_ｙ［ｔ－ｔ_Ｄ］－Ｖ_ｙ［ｔ］と同一であり、ｔ_Ｄは、前記診断時間である。すなわち、Ｖ_ｙ［ｔ－ｔ_Ｄ］は、バッテリパック１０が休止モードまたは充電モードで運用中に検出されたバッテリセル（Ｃ_ｙ）の電圧であり、Ｖ_ｙ［ｔ］は、バッテリパック１０が休止モードまたは充電モードから放電モードに切り替えられた以後に初めて検出されたバッテリセル（Ｃ_ｙ）の電圧である。

【0091】

数式４は、バスバー１３の状態に依存する２つのバッテリセル（Ｃ_ｍ、Ｃ_ｍ＋１）の電圧降下量ΔＶ_ｍ［ｔ］、ΔＶ_ｍ＋１［ｔ］を除いて平均電圧降下量を算出するという点で数式３と異なる。

【0092】

段階Ｓ５３０において、制御回路１４０は、診断時間にわたった、電流変化量に所定の変換係数を乗算して、基準電圧降下量を決定する。電流変化量は、Ｉ_Ｐ［ｔ－ｔ_Ｄ］－Ｉ_Ｐ［ｔ］と同一である。Ｉ_Ｐ［ｔ－ｔ_Ｄ］は、バッテリパック１０が休止モードまたは充電モードで運用中に検出されたバッテリパック１０の電流であり、Ｉ_Ｐ［ｔ］は、バッテリパック１０が休止モードまたは充電モードから放電モードに切り替えられた以後に初めて検出されたバッテリパック１０の電流である。変換係数は、バッテリセル（Ｃ）が正常である時の内部抵抗範囲などを考慮して、既定の値である。

【0093】

段階Ｓ５４０において、制御回路１４０は、（ｉ）第１バッテリモジュール１１の最上流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ）の電圧降下量ΔＶ_ｍ［ｔ］と平均電圧降下量ΔＶ_ＡＶ［ｔ］との差ΔＶ_ｍ［ｔ］－ΔＶ_ＡＶ［ｔ］、及び（ｉｉ）第２バッテリモジュール１２の最下流に位置するバッテリセル（Ｃ_ｍ＋１）の電圧降下量ΔＶ_ｍ＋１［ｔ］と平均電圧降下量ΔＶ_ＡＶ［ｔ］との差ΔＶ_ｍ＋１［ｔ］－ΔＶ_ＡＶ［ｔ］が両方とも基準電圧降下量よりも大きいか否かを判定する。段階Ｓ５４０の値が「はい」であることは、バスバー１３が異常状態を有していることを示す。段階Ｓ５４０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５５０が進行する。

【0094】

段階Ｓ５５０において、制御回路１４０は、バスバー１３が異常状態を有していることを示す診断フラグを設定する。制御回路１４０は、診断フラグが設定されたことに応答して、所定の保護動作を実行することができる。一例として、制御回路１４０は、バスバー１３が異常状態を有していることを示すフォールトメッセージを上位コントローラ２に伝送しうる。上位コントローラ２は、フォールトメッセージに応答して、電力変換システム３０を中止させることができる。他の例として、制御回路１４０は、リレー２０をターンオフさせることができる。

【0095】

前述した本発明の実施例は、装置及び方法を通じてのみ具現されるものではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現されることもあり、このような具現は、前述した実施例の記載から当業者ならば、容易に具現することができる。

【0096】

以上、本発明は、たとえ限定された実施例と図面とによって説明されたとしても、本発明は、これによって限定されず、当業者によって本発明の技術思想と下記に記載される特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということはいうまでもない。

【0097】

また、前述した本発明は、当業者において、本発明の技術的思想を外れない範囲内でさまざまな置換、変形及び変更が可能なので、前述した実施例及び添付図面によって限定されるものではなく、多様な変形が行われるように、各実施例の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成することができる。

【符号の説明】

【0098】

１：エネルギー貯蔵システム
１０：バッテリパック
１１、１２：バッテリモジュール
Ｃ：バッテリセル
２０：リレー
３０：電力変換システム
１００：バスバー診断装置
１１０：電圧センシングチャネル
Ｌ：電圧センシングライン
１２０：バッテリ監視回路
Ｐ：電圧センシングピン
１３０：バイパス素子
１４０：制御回路
１６０：通信回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】