特許 7505841 バッテリー管理装置及び方法

(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】2024-06-17

(45)【発行日】2024-06-25

(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】

   H01M 10/42 20060101AFI20240618BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240618BHJP

   G01R 31/3835 20190101ALI20240618BHJP

   G01R 31/371 20190101ALI20240618BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 P

H01M10/48 P

H01M10/48 301

G01R31/3835

G01R31/371

H02J7/00 302D

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023514788

(86)(22)【出願日】2021-10-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-03

(86)【国際出願番号】 KR2021013728

(87)【国際公開番号】W WO2022080745

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】10-2020-0131452

(32)【優先日】2020-10-12

(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】リー、フ－ジュン

(72)【発明者】

【氏名】クォン、ジュン－ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】リー、サン－フーン

(72)【発明者】

【氏名】ハム、ソク－ヒェオン

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５２０２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１０２０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１６４９９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ３１／３６－３１／３９６

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め設定された電圧測定周期毎にバッテリーの電圧を測定する電圧測定部と、
予め設定された通信周期毎に前記電圧測定部によって測定された電圧についての電圧情報を出力する通信部と、
前記通信部が動作される場合、前記通信部に駆動電源を提供する電源部と、
前記電源部の周辺の温度及び湿度の少なくとも一つを含む環境情報を測定する環境情報測定部と、
前記環境情報測定部から測定された環境情報を受信し、受信した環境情報、前記電源部の容量、並びに前記通信部が前記電圧情報を出力するのに必要な消費電流及び通信時間の少なくとも一つに基づいて前記電源部の駆動可能如何を判断し、前記駆動可能如何に対する判断結果に応じて前記通信部の動作を制御する制御部と、を含む、バッテリー管理装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記電源部が駆動可能と判断された場合、前記通信部を動作させて前記電圧情報を出力させる、請求項１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記環境情報に基づいて前記電源部に対する診断係数を算出し、算出された診断係数、前記電源部の容量、前記消費電流及び前記通信時間に基づいて前記電源部に対する可用限度を算出し、算出された可用限度に基づいて前記電源部の前記駆動可能如何を判断する、請求項１または２に記載のバッテリー管理装置。

【請求項4】

前記可用限度は、
前記算出された診断係数が大きいほど減少する、請求項３に記載のバッテリー管理装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記電源部に対して予め設定された基準温度と前記電源部の周辺の温度との温度差、及び前記電源部に対して予め設定された基準湿度と前記電源部の周辺の湿度との湿度差に基づいて前記診断係数を算出する、請求項３または４に記載のバッテリー管理装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記基準温度を基準にして高温区間と低温区間とを区分し、前記電源部の周辺の温度が前記高温区間に属する場合よりも前記電源部の周辺の温度が前記低温区間に属する場合に前記診断係数をさらに大きく算出する、請求項５に記載のバッテリー管理装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記可用限度を第１基準値と比較し、比較の結果に応じて前記通信周期の変更如何を決定する、請求項３から６のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。

【請求項8】

前記制御部は、
前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記通信周期を増加させ、
前記可用限度が前記第１基準値以上であれば、前記電源部が駆動可能であると判断する、請求項７に記載のバッテリー管理装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記可用限度と第２基準値とを比較し、前記可用限度が前記第２基準値未満であれば、前記電源部が駆動不可能であると判断する、請求項７または８に記載のバッテリー管理装置。

【請求項10】

前記制御部は、
前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記通信周期及び前記電圧測定周期を増加させる、請求項７から９のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。

【請求項11】

前記電圧測定周期毎に前記電圧測定部によって測定された電圧についての電圧情報を保存する記録部をさらに含み、
前記通信部は、
前記通信周期毎に前記記録部にアクセスして保存された電圧情報を出力する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含む、バッテリー貯蔵システム。

【請求項13】

電源部の周辺の温度及び湿度の少なくとも一つを含む環境情報を測定する環境情報測定段階と、
前記環境情報測定段階で測定された環境情報、前記電源部の容量、並びに通信部によってバッテリーについての電圧情報が出力されるのに必要な消費電流及び通信時間の少なくとも一つに基づいて前記電源部の駆動可能如何を判断する駆動可能如何判断段階と、
前記駆動可能如何に対する判断結果に応じて前記通信部の動作を制御する通信部制御段階と、を含み、
前記電源部は、
前記通信部が動作される場合、前記通信部に駆動電源を提供する、バッテリー管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年１０月１２日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１３１４５２号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【0002】

本発明は、バッテリー管理装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーの電圧情報をより長期間にわたって収集することができるバッテリー管理装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、人工衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。

【0004】

現在、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、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

【0005】

このようなバッテリーは、生産及び組み立ての後、流通過程を経て顧客に渡される。流通過程において、バッテリーは自然放電し得るが、特に、製造過程で欠陥が発生したバッテリーの場合は、正常バッテリーよりもさらに放電し得る。したがって、バッテリーの流通過程において、バッテリーの電圧を測定してバッテリーの欠陥を診断することは非常に重要な過程の一つである。

【0006】

ただし、バッテリーの流通過程において、作業者がバッテリーの電圧をそれぞれ測定するには限界がある。

【0007】

また、バッテリーの流通過程では商用電源が供給されない場合が殆どであるため、バッテリーの電圧を測定し、測定された電圧をサーバなどに出力するために提供される電力量が制限的である。

【0008】

したがって、バッテリーの流通過程におけるバッテリーの状態を持続的に診断するため、不要な電力消費を減らすことで、消費電力を画期的に低減可能な技術の開発が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、周辺温度及び周辺湿度を考慮して通信周期及び／または電圧測定周期を調節することで、限定された電力でより長期間にわたってバッテリーの電圧を収集することができるバッテリー管理装置及び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でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組み合わせによって実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様によるバッテリー管理装置は、予め設定された電圧測定周期毎にバッテリーの電圧を測定するように構成された電圧測定部と、予め設定された通信周期毎に電圧測定部によって測定された電圧についての電圧情報を出力するように構成された通信部と、前記通信部が動作される場合、前記通信部に駆動電源を提供するように構成された電源部と、前記電源部の周辺の温度及び湿度の少なくとも一つを含む環境情報を測定するように構成された環境情報測定部と、前記環境情報測定部から測定された環境情報を受信し、受信した環境情報、前記電源部の容量、並びに前記通信部が前記電圧情報を出力するのに必要な消費電流及び通信時間の少なくとも一つに基づいて前記電源部の駆動可能如何を判断し、前記駆動可能如何に対する判断結果に応じて前記通信部の動作を制御するように構成された制御部と、を含む。

【0012】

前記制御部は、前記電源部が駆動可能と判断された場合、前記通信部を動作させて前記電圧情報を出力させるように構成され得る。

【0013】

前記制御部は、前記環境情報に基づいて前記電源部に対する診断係数を算出し、算出された診断係数、前記電源部の容量、前記消費電流及び前記通信時間に基づいて前記電源部に対する可用限度を算出し、算出された可用限度に基づいて前記電源部の前記駆動可能如何を判断するように構成され得る。

【0014】

前記可用限度は、前記算出された診断係数が大きいほど減少するように構成され得る。

【0015】

前記制御部は、前記電源部に対して予め設定された基準温度と前記電源部の周辺の温度との温度差、及び前記電源部に対して予め設定された基準湿度と前記電源部の周辺の湿度との湿度差に基づいて前記診断係数を算出するように構成され得る。

【0016】

前記制御部は、前記基準温度を基準にして高温区間と低温区間とを区分し、前記電源部の周辺の温度が前記高温区間に属する場合よりも前記電源部の周辺の温度が前記低温区間に属する場合に前記診断係数をさらに大きく算出するように構成され得る。

【0017】

前記制御部は、前記可用限度を第１基準値と比較し、比較の結果に応じて前記通信周期の変更如何を決定するように構成され得る。

【0018】

前記制御部は、前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記通信周期を増加させるように構成され得る。

【0019】

前記制御部は、前記可用限度が前記第１基準値以上であれば、前記電源部が駆動可能であると判断するように構成され得る。

【0020】

前記制御部は、前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記可用限度と第２基準値とを比較し、前記可用限度が前記第２基準値未満であれば、前記電源部が駆動不可能であると判断するように構成され得る。

【0021】

前記制御部は、前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記通信周期及び電圧測定周期を増加させるように構成され得る。

【0022】

本発明の他の一態様によるバッテリー管理装置は、電圧測定周期毎に前記電圧測定部によって測定された電圧についての電圧情報を保存するように構成された記録部をさらに含み得る。

【0023】

前記通信部は、前記通信周期毎に前記記録部にアクセスして保存された電圧情報を出力するように構成され得る。

【0024】

本発明のさらに他の一態様によるバッテリー貯蔵システムは、本発明の一態様によるバッテリー管理装置を含む。

【0025】

本発明のさらに他の一態様によるバッテリー管理方法は、電源部の周辺の温度及び湿度の少なくとも一つを含む環境情報を測定する環境情報測定段階と、前記環境情報測定段階で測定された環境情報、前記電源部の容量、並びに通信部によってバッテリーについての電圧情報が出力されるのに必要な消費電流及び通信時間の少なくとも一つに基づいて前記電源部の駆動可能如何を判断する駆動可能如何判断段階と、前記駆動可能如何に対する判断結果に応じて前記通信部の動作を制御する通信部制御段階と、を含み、前記電源部は、前記通信部が動作される場合、前記通信部に駆動電源を提供するように構成される。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一態様によれば、電源部の可用限度に応じて通信周期及び／または測定周期が変更されることで、より長期間にわたってバッテリーの電圧情報を収集することができる。

【0027】

本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。

【0028】

本明細書に添付される次の図面は、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであり、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を示した概略図である。

【図2】本発明の他の一実施形態によるバッテリー貯蔵システムを示した概略図である。

【図3】本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリー管理方法を示した概略図である。

【図4】本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリー管理方法の駆動可能如何判断段階をより具体的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を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に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0031】

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0032】

また、本発明の説明において、関連する公知の構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

【0033】

第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちのある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。

【0034】

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

【0035】

また、明細書に記載した制御部のような用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味して、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェア及びソフトウェアの結合に具現され得る。

【0036】

さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。

【0037】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。

【0038】

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、電圧測定部１１０、通信部１２０、電源部１３０、環境情報測定部１４０、及び制御部１５０を含む。

【0039】

電圧測定部１１０は、予め設定された電圧測定周期毎にバッテリーの電圧を測定するように構成され得る。

【0040】

ここで、バッテリーは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルをバッテリーとしてよい。また、バッテリーは、一つ以上のバッテリーセルが直列及び／または並列に接続されて備えられたバッテリーモジュールであってもよい。

【0041】

例えば、バッテリーは、生産された後、出庫するまでに所定の貯蔵空間に貯蔵され得る。電圧測定部１１０は、このようなバッテリーに接続され、バッテリーの貯蔵期間にわたってバッテリーの電圧を測定し得る。

【0042】

通信部１２０は、予め設定された通信周期毎に電圧測定部１１０によって測定された電圧についての電圧情報を出力するように構成され得る。

【0043】

ここで、通信周期とは、予め設定された周期であって、通信部１２０は、電力消費を減らすため、通信周期毎にウェイクアップモードに切り換えられ得る。そして、通信部１２０は、電圧情報を出力した後、スリープモードに再び切り換えられ得る。

【0044】

具体的には、通信部１２０は、外部と通信可能に構成され得る。例えば、通信部１２０は、バッテリー管理装置１００外部の電圧情報収集装置にバッテリーについての電圧情報を送信し得る。また、通信部１２０は、サーバに電圧情報を送信してもよい。

【0045】

電源部１３０は、前記通信部１２０に駆動電源を提供するように構成され得る。

【0046】

望ましくは、電源部１３０は、通信部１２０のみに駆動電源を提供し得る。そして、電圧測定部１１０、環境情報測定部１４０、制御部１５０などバッテリー管理装置１００の構成要素は、バッテリーから駆動電源の提供を受け得る。

【0047】

例えば、電源部１３０の容量は限定的であり得る。すなわち、電源部１３０は、商用電源に連結されず、所定の容量を有する電力貯蔵ユニットであり得る。

【0048】

環境情報測定部１４０は、前記電源部１３０の周辺の温度及び湿度の少なくとも一つを含む環境情報を測定するように構成され得る。

【0049】

望ましくは、環境情報測定部１４０は、電源部１３０の周辺の温度及び湿度をすべて測定し得る。すなわち、環境情報測定部１４０によって電源部１３０の周辺の温度及び湿度をすべて含む環境情報が測定され得る。

【0050】

制御部１５０は、前記環境情報測定部１４０から測定された環境情報を受信するように構成され得る。

【0051】

具体的には、制御部１５０は、環境情報測定部１４０と通信可能に接続され得る。そして、制御部１５０は、環境情報測定部１４０から測定された環境情報を受信し得る。

【0052】

制御部１５０は、受信した環境情報、前記電源部１３０の容量、並びに前記通信部１２０が前記電圧情報を出力するのに必要な消費電流及び通信時間の少なくとも一つに基づいて前記電源部１３０の駆動可能如何を判断するように構成され得る。

【0053】

ここで、電源部１３０の容量は、電源部１３０の最大容量であり得る。すなわち、電源部１３０の容量は、ＢＯＬ（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｌｉｆｅ）状態の電源部１３０の最大容量であり得る。

【0054】

また、消費電流は、通信部１２０が電圧情報を出力する過程で必要な電流であり得る。

【0055】

また、通信時間は、通信部１２０が電圧情報を出力する過程で必要な時間であり得る。

【0056】

望ましくは、制御部１５０は、通信部１２０がウェイクアップモードに切り換えられる前に電源部１３０の駆動可能如何を判断し得る。例えば、電源部１３０の可用容量が足りない場合は、通信部１２０が電源部１３０から十分な電源の供給を受けることができないため、通信部１２０がウェイクアップモードに切り換えられても電圧情報が出力されないことがあり得る。したがって、制御部１５０は、通信部１２０がウェイクアップモードに切り換えられる前に、電源部１３０の駆動可能如何を予め判断し得る。

【0057】

制御部１５０は、前記駆動可能如何に対する判断結果に応じて前記通信部１２０の動作を制御するように構成され得る。

【0058】

例えば、前記制御部１５０は、前記電源部１３０が駆動可能と判断された場合、前記通信部１２０を動作させて前記電圧情報を出力させるように構成され得る。すなわち、電源部１３０が駆動可能と判断された場合、制御部１５０は、通信部１２０を通信周期に従ってウェイクアップモードに切り換え得る。この場合、通信部１２０は、電源部１３０から駆動電源の供給を受け得る。ウェイクアップモードに切り換えられた通信部１２０は、電圧情報を外部に出力し得る。

【0059】

一方、電源部１３０が駆動不可能と判断された場合、制御部１５０は、通信部１２０をスリープモードに維持し得る。また、制御部１５０は、外部にアラームを出力し、電源部１３０が駆動不可能な状況であることを外部に通知し得る。

【0060】

本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、通信過程で必要な消費電力及び通信時間、通信部１２０に駆動電源を供給可能な電源部１３０の可用容量だけでなく、電源部１３０の周辺の環境情報をさらに考慮することで、電源部１３０の駆動可能如何をより正確に判断することができる。

【0061】

例えば、電源部１３０は、所定の容量を有する電力貯蔵ユニットであるため、駆動の際、周辺の温度及び湿度によって性能のバラツキが生じ得る。すなわち、最適の温度と最適の湿度状況で電源部１３０が通信部１２０に駆動電源を提供する場合よりも、高温多湿な状況で電源部１３０が通信部１２０に駆動電源を提供する場合に、消費する電力が大きくなり得る。したがって、制御部１５０は、電源部１３０の周辺の環境情報を考慮して電源部１３０の駆動可能如何を判断することで、通信部１２０による電圧情報出力が中断されるか、または、電源部１３０が限界値以上に過放電することを予め防止することができる。すなわち、制御部１５０は、電源部１３０の周辺の環境情報を考慮することで、電源部１３０の駆動可能如何をより正確に判断することができる。

【0062】

一方、バッテリー管理装置１００に備えられた制御部１５０は、本発明で行われる多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、前記制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、前記制御部１５０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存され、制御部１５０によって実行され得る。前記メモリは、制御部１５０の内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段で制御部１５０に接続され得る。

【0063】

また、バッテリー管理装置１００は、記録部１６０をさらに含み得る。記録部１６０は、バッテリー管理装置１００の各構成要素が動作及び機能を行うのに必要なデータ、若しくは、プログラムまたは動作及び機能が行われる過程で生成されるデータなどを保存し得る。記録部１６０は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記録手段であれば、その種類に特に制限がない。一例として、情報記録手段には、ＲＡＭ、フラッシュ（登録商標）メモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどが含まれ得る。また、記録部１６０は、制御部１５０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し得る。

【0064】

例えば、記録部１６０は、電圧測定周期毎に前記電圧測定部１１０によって測定された電圧についての電圧情報を保存するように構成され得る。そして、前記通信部１２０は、前記通信周期毎に前記記録部１６０にアクセスして保存された電圧情報を出力するように構成され得る。

【0065】

以下、制御部１５０が電源部１３０の駆動可能如何を判断する実施形態についてより具体的に説明する。

【0066】

前記制御部１５０は、前記環境情報に基づいて前記電源部１３０に対する診断係数を算出するように構成され得る。

【0067】

ここで、診断係数は、電源部１３０の周辺の環境情報に基づいて算出されるものであって、周辺環境情報による電源部１３０の性能低下に係わる因子であり得る。

【0068】

具体的には、前記制御部１５０は、前記電源部１３０に対して予め設定された基準温度と前記電源部１３０の周辺の温度との温度差、及び前記電源部１３０に対して予め設定された基準湿度と前記電源部１３０の周辺の湿度との湿度差に基づいて前記診断係数を算出するように構成され得る。

【0069】

ここで、基準温度は、電源部１３０が最適の性能を発揮できるように設定された最適温度であり、基準湿度は、電源部１３０が最適の性能を発揮できるように設定された最適湿度であり得る。例えば、基準温度は常温である２５℃に設定され、基準湿度は０％に設定され得る。

【0070】

したがって、基準温度と電源部１３０の周辺の温度との温度差及び基準湿度と電源部１３０の周辺の湿度との湿度差が大きいほど、電源部１３０の性能は低下し得る。すなわち、温度差及び湿度差が大きいほど、通信部１２０が電圧情報を出力するのに消費する電源部１３０の電力量は増加し得る。

【0071】

望ましくは、前記制御部１５０は、前記基準温度を基準にして高温区間と低温区間とを区分し、前記電源部１３０の周辺の温度が前記高温区間に属する場合よりも前記電源部１３０の周辺の温度が前記低温区間に属する場合に前記診断係数をさらに大きく算出するように構成され得る。

【0072】

一般に、電源部１３０の性能は、高温よりも低温でさらに低下し得る。例えば、電源部１３０の温度が２５℃から５０℃に上昇した場合の性能低下幅よりも電源部１３０の温度が２５℃から０℃に下がった場合の性能低下幅がさらに大きくなり得る。さらに、電源部１３０の温度が氷点下になれば、電源部１３０の性能低下幅は一層大きくなり得る。

【0073】

したがって、制御部１５０は、電源部１３０の温度が低温区間に属する場合と高温区間に属する場合とで、基準温度と電源部１３０の周辺の温度との温度差が同一であっても、電源部１３０の温度が低温区間に属する場合には診断係数をさらに大きく算出するように構成され得る。

【0074】

制御部１５０は、算出された診断係数、前記電源部１３０の容量、前記消費電流、及び前記通信時間に基づいて前記電源部１３０に対する可用限度を算出するように構成され得る。

【0075】

ここで、可用限度とは、電源部１３０の駆動可能如何を判断するための因子であって、診断係数、電源部１３０の容量、消費電流及び通信時間に基づいて電源部１３０の可用時間として表され得る。また、時間の単位で表される電源部１３０の可用限度は、適切な単位変換を通じて電源部１３０の残余容量、または電源部１３０の通信可能回数などとして表されてもよい。

【0076】

望ましくは、前記可用限度は、前記算出された診断係数が大きいほど減少するように構成され得る。すなわち、診断係数が大きいほど電源部１３０の可用限度は低下し得る。例えば、電源部１３０の周辺の温度と基準温度との温度差、及び電源部１３０の周辺の湿度と基準湿度との湿度差が大きいほど診断係数は大きく算出され、このような診断係数によって可用限度は減少し得る。

【0077】

例えば、可用限度は下記の数式１によって算出され得る。

【0078】

［数式１］

【0079】

数式１において、Ｄは可用限度であり、Ｃは電源部１３０の最大容量（最初状態の最大容量）であり、Ｉは消費電流であり、Ｋは診断係数であり、Ｔは通信時間である。具体的には、Ｃの単位は［ｍＡｈ］であり、Ｉの単位は［ｍＡ］であり、Ｋは定数であり、Ｔの単位は［ｓ］または［ｈ］であり得る。そして、数式１において、可用限度（Ｄ）を秒［ｓ］または時間［ｈ］の単位で算出するため、単位変換のための適切な係数が掛けられてもよい。

【0080】

したがって、前記数式１によって算出される可用限度（Ｄ）は、電源部１３０の現在容量に応じた電源部１３０の可用時間を表し得る。このような可用時間は、電源部１３０が動作されるほど（通信部１２０に駆動電源を供給するほど）減少し得る。すなわち、数式１において、診断係数（Ｋ）と通信時間（Ｔ）との積が累積されるため、算出される可用限度（Ｄ）は電源部１３０が動作されるほど減少し得る。

【0081】

また、数式１を参照すると、可用限度（Ｄ）は、診断係数（Ｋ）が大きいほど減少し得る。すなわち、電源部１３０の周辺の環境情報によって診断係数（Ｋ）が大きく算出されるほど、可用限度（Ｄ）の減少幅が増加し得る。

【0082】

可用限度が算出された後、制御部１５０は、算出された可用限度に基づいて前記電源部１３０の前記駆動可能如何を判断するように構成され得る。

【0083】

具体的には、前記制御部１５０は、前記可用限度を第１基準値と比較し、比較の結果に応じて前記通信周期の変更如何を決定するように構成され得る。

【0084】

例えば、制御部１５０は、可用限度が第１基準値以上であれば、電源部１３０が駆動可能であると判断するように構成され得る。

【0085】

他の例として、制御部１５０は、可用限度が第１基準値未満であれば、通信部１２０の通信周期を増加させるように構成され得る。すなわち、可用限度が第１基準値未満であると、電源部１３０が既に設定された通信周期に従って通信部１２０に駆動電源を正常に供給できない場合であり得る。したがって、可用限度が第１基準値未満であれば、通信部１２０の通信頻度が減少するように既に設定された通信周期を増加させ得る。

【0086】

そして、制御部１５０は、電源部１３０の駆動不可能如何を判断し得る。

【0087】

具体的には、前記制御部１５０は、前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記可用限度と第２基準値とを比較し得る。ここで、第２基準値は、第１基準値未満に設定され得る。

【0088】

もし、前記可用限度が前記第２基準値未満であれば、制御部１５０は、前記電源部１３０が駆動不可能であると判断するように構成され得る。

【0089】

すなわち、制御部１５０は、算出された可用限度と第１基準値とを１次的に比較した後、可用限度が第１基準値未満であれば、算出された可用限度と第２基準値とを２次的に比較することで、電源部１３０の駆動可能如何を判断し得る。

【0090】

まとめると、可用限度が第１基準値以上であれば、電源部１３０は、既に設定された通信周期に従って通信部１２０に駆動電源を正常に供給することができる。したがって、制御部１５０は、可用限度が第１基準値以上であれば、電源部１３０が駆動可能であると判断する。

【0091】

可用限度が第１基準値未満第２基準値以上であれば、電源部１３０は、既に設定された通信周期に従って通信部１２０に駆動電源を正常に供給できないが、増加した通信周期では通信部１２０に駆動電源を正常に供給することができる。したがって、制御部１５０は、可用限度が第１基準値未満第２基準値以上であれば、既に設定された通信周期を増加させた後、電源部１３０が駆動可能であると判断する。

【0092】

可用限度が第２基準値未満であれば、電源部１３０の残量が非常に少なく、電源部１３０は、既に設定された通信周期を増加させても通信部１２０に駆動電源を正常に供給することができない。したがって、制御部１５０は、可用限度が第２基準値未満であれば、電源部１３０が駆動不可能であると判断する。

【0093】

また、前記制御部１５０は、前記可用限度が前記第１基準値未満であれば、前記電圧測定周期を増加させるように構成され得る。

【0094】

上述したように、制御部１５０が可用限度を算出する過程において、通信部１２０が電圧情報を出力するのに必要な消費電流及び通信時間が含まれ得る。そして、通信部１２０は、記録部１６０に保存された電圧情報を出力するように構成され得る。すなわち、通信部１２０によって出力される電圧情報は記録部１６０に保存されたものであるため、記録部１６０に保存された電圧情報が多いほど前記消費電流及び通信時間が増加し得る。

【0095】

例えば、制御部１５０によって算出された可用限度が第１基準値未満である場合は、電源部１３０の可用容量があまり残っていないため、通信周期を増加させねばならない場合であり得る。ただし、通信周期が増加しても電圧測定部１１０に対する電圧測定周期がそのまま維持されれば、通信部１２０は、通信周期毎に以前よりも多量の電圧情報を出力することになる。すなわち、通信周期が増加して通信部１２０がウェイクアップモードに切り換えられる周期は増加したものの（すなわち、頻度は減少したが）、ウェイクアップモードに切り換えられた場合に出力すべき電圧情報の量が多くなって、電源部１３０の電力消費が効果的に減少しないことがある。

【0096】

したがって、制御部１５０は、算出された可用限度が第１基準値未満である場合、通信周期及び電圧測定周期をともに増加させることで、電源部１３０の電力消費を効果的に減らすことができる。

【0097】

本発明によるバッテリー管理装置１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）に適用可能である。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリー管理装置１００を含み得る。このような構成において、バッテリー管理装置１００の各構成要素の少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完または追加することで具現され得る。例えば、電圧測定部１１０、通信部１２０、電源部１３０、環境情報測定部１４０、制御部１５０及び記録部１６０は、ＢＭＳの構成要素として具現され得る。

【0098】

図２は、本発明の他の一実施形態によるバッテリー貯蔵システム１を示した概略図である。

【0099】

図２を参照すると、バッテリー貯蔵システム１は、一つ以上のバッテリーＢ、及びバッテリー管理装置１００を含む。

【0100】

ここで、バッテリーＢは、所定の貯蔵空間に保存され得る。例えば、バッテリーＢは、出荷前に倉庫などに貯蔵されたものであるか、または、出荷後の流通過程でコンテナなどに貯蔵されたものであり得る。

【0101】

すなわち、バッテリー管理装置１００は、貯蔵されたバッテリーＢの電圧情報をより長期間にわたって確保するため、電源部１３０の周辺環境情報などを考慮して電源部１３０の駆動を制御することができる。また、バッテリー管理装置１００は、電源部１３０の駆動可能如何を判断し、判断された駆動可能如何によって電源部１３０の限定された容量を効果的に使用するため、通信部１２０の通信周期及び／または電圧測定部１１０の電圧測定周期を調節することができる。

【0102】

図３は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリー管理方法を示した概略図である。

【0103】

望ましくは、バッテリー管理方法の各段階は、バッテリー管理装置１００によって実行できる。以下、説明の便宜上、上述した説明と重なる内容は省略するかまたは簡単に説明する。

【0104】

図３を参照すると、バッテリー管理方法は、環境情報測定段階Ｓ１００、駆動可能如何判断段階Ｓ２００、及び通信部制御段階Ｓ３００を含む。

【0105】

環境情報測定段階Ｓ１００は、電源部１３０の周辺の温度及び湿度の少なくとも一つを含む環境情報を測定する段階であって、環境情報測定部１４０によって実行できる。

【0106】

例えば、環境情報測定部１４０は、電源部１３０の周辺の温度及び湿度をすべて測定し得る。

【0107】

駆動可能如何判断段階Ｓ２００は、前記環境情報測定段階Ｓ１００で測定された環境情報、前記電源部１３０の容量、並びに通信部１２０によってバッテリーＢに対する電圧情報が出力されるのに必要な消費電流及び通信時間の少なくとも一つに基づいて前記電源部１３０の駆動可能如何を判断する段階であって、制御部１５０によって実行できる。

【0108】

駆動可能如何判断段階Ｓ２００の具体的な構成は、図４を参照して説明する。図４は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリー管理方法の駆動可能如何判断段階Ｓ２００をより具体的に示した図である。

【0109】

段階Ｓ２１０は、診断係数算出段階であって、制御部１５０によって実行できる。制御部１５０は、環境情報測定部１４０によって測定された環境情報（例えば、温度及び湿度）に基づいて電源部１３０に対する診断係数を算出し得る。

【0110】

段階Ｓ２２０は、可用限度算出段階であって、制御部１５０によって実行できる。制御部１５０は、算出した診断係数、電源部１３０の最大容量、通信部１２０による消費電流及び通信部１２０の通信時間に基づいて、電源部１３０に対する可用限度を算出し得る。例えば、制御部１５０は、上記の数式１に基づいて電源部１３０に対する可用限度を算出し得る。

【0111】

段階Ｓ２３０は、制御部１５０によって行われる段階であって、制御部１５０は、算出した可用限度と第１基準値とを比較する。

【0112】

段階Ｓ２３０の比較結果が「はい」であれば、すなわち、可用限度が第１基準値以上であれば、制御部１５０は、電源部１３０が駆動可能な状態であると判断し得る。その後、通信部制御段階Ｓ３００が行われ得る。

【0113】

一方、段階Ｓ２３０の比較結果が「いいえ」であれば、すなわち、可用限度が第１基準値未満であれば、段階Ｓ２４０が行われ得る。

【0114】

段階Ｓ２４０は、制御部１５０によって行われる段階であって、制御部１５０は、算出した可用限度と第２基準値とを比較する。

【0115】

段階Ｓ２４０の比較結果が「はい」であれば、すなわち、可用限度が第１基準値未満第２基準値以上であれば、制御部１５０は、電源部１３０が駆動可能な状態であると判断し得る。

【0116】

ただし、段階Ｓ２４０の比較結果が「はい」である場合、制御部１５０によって段階Ｓ２５０及び段階Ｓ２６０が行われ得る。段階Ｓ２５０において、通信部１２０の通信周期が増加して通信部１２０の通信頻度が減少し得る。また、段階Ｓ２６０において、電圧測定部１１０の電圧測定周期が増加して電圧測定部１１０の電圧測定頻度が減少し得る。すなわち、制御部１５０は、可用限度が第１基準値未満第２基準値以上である場合、電源部１３０が駆動可能な状態であると判断するとともに、電源部１３０の容量を効率的に使用するため、通信部１２０の通信周期及び電圧測定部１１０の電圧測定周期を増加させ得る。

【0117】

一方、段階Ｓ２４０の比較結果が「いいえ」であれば、すなわち、可用限度が第２基準値未満であれば、制御部１５０は、電源部１３０が駆動不可能な状態であると判断し得る。その後、通信部制御段階Ｓ３００が行われ得る。

【0118】

通信部制御段階Ｓ３００は、前記駆動可能如何に対する判断結果に応じて前記通信部１２０の動作を制御する段階であって、制御部１５０によって実行できる。

【0119】

例えば、電源部１３０が駆動可能な状態と判断された場合（段階Ｓ２３０の比較結果が「はい」である場合）、制御部１５０は、通信周期毎に通信部１２０を動作させることで、電圧測定部１１０によって測定されたバッテリーＢの電圧情報を出力し得る。

【0120】

他の例として、電源部１３０が駆動可能な状態であるものの、電源部１３０の可用限度が第１基準値未満第２基準値以上である場合（段階Ｓ２３０の比較結果が「いいえ」であり、かつ、段階Ｓ２４０の比較結果が「はい」である場合）、制御部１５０は、通信周期を増加させて通信部１２０の動作頻度を減少させ得る。この場合、制御部１５０は、電圧測定部１１０の電圧測定周期も増加させることで、電圧測定部１１０によるバッテリーＢの電圧測定頻度を減少させてもよい。

【0121】

さらに他の例として、電源部１３０が駆動不可能な状態と判断された場合（段階Ｓ２４０の比較結果が「いいえ」である場合）、制御部１５０は、通信部１２０を動作しないように制御し、電源部１３０の充電または交換を要請するアラームを出力し得る。

【0122】

このような段階によって、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリー管理方法は、電源部１３０の限定的な容量を効率的に活用してバッテリーＢの電圧ができるだけ長期間にわたって連続的に測定することで、バッテリーＢの電圧情報を最大効率で確保することができる。

【0123】

上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態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も具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。

【0124】

以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって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修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【0125】

また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。

【符号の説明】

【0126】

１：バッテリー貯蔵システム
１００：バッテリー管理装置
１１０：電圧測定部
１２０：通信部
１３０：電源部
１４０：環境情報測定部
１５０：制御部
１６０：記録部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】