特許 7505842 融接合保護モジュールおよびこれを含むバッテリシステム

(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】2024-06-17

(45)【発行日】2024-06-25

(54)【発明の名称】融接合保護モジュールおよびこれを含むバッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20240618BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240618BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 L

H02J7/00 S

H02H7/18

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023527464

(86)(22)【出願日】2022-09-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-22

(86)【国際出願番号】 KR2022013360

(87)【国際公開番号】W WO2023038400

(87)【国際公開日】2023-03-16

【審査請求日】2023-05-15

(31)【優先権主張番号】10-2021-0119710

(32)【優先日】2021-09-08

(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

(72)【発明者】

【氏名】ソン、チャンヨン

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０３４８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７５７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２９９５００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｈ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｈ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリパックの正極と第１出力端との間に連結されている正極コンタクタの融接合により、前記バッテリパックの負極と第２出力端との間に連結されている負極コンタクタを制御する融接合保護モジュールにおいて、
前記正極コンタクタの融接合の有無による融接合検知信号が入力されるセット端および、前記正極コンタクタの一端および他端の間の電圧差による比較信号が入力されるリセット端を含むＳＲラッチと、
前記ＳＲラッチの反転出力である論理制御信号および前記負極コンタクタを制御する制御信号を論理積演算して補償制御信号を生成するＡＮＤゲートとを含む、融接合保護モジュール。

【請求項2】

前記正極コンタクタの一端の電圧と前記正極コンタクタの他端の電圧との間の差が所定の閾値以上であるかを比較して前記比較信号を生成する比較器をさらに含む、請求項１に記載の融接合保護モジュール。

【請求項3】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、
前記比較信号が前記正極コンタクタの一端および他端の間の電圧差が所定の閾値未満を指示するレベルの時、前記論理制御信号により、前記ＡＮＤゲートは、前記負極コンタクタを開放させるレベルの補償制御信号を生成する、請求項１または２に記載の融接合保護モジュール。

【請求項4】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、
前記比較信号が前記正極コンタクタの一端および他端の間の電圧差が所定の閾値以上を指示するレベルの時、前記ＡＮＤゲートは、前記制御信号の論理レベルに応じて前記補償制御信号を生成する、請求項１または２に記載の融接合保護モジュール。

【請求項5】

前記ＳＲラッチは、
前記比較信号が論理レベル「０」に、前記融接合検知信号が論理レベル「１」に対応するレベルの時、前記論理制御信号を論理レベル「０」に対応するレベルで生成し、
前記比較信号が論理レベル「１」に、前記融接合検知信号が論理レベル「０」に対応するレベルの時、前記論理制御信号を論理レベル「１」に対応するレベルで生成し、
前記比較信号および前記融接合検知信号が論理レベル「０」に対応するレベルの時、前記論理制御信号のレベルを維持する、請求項１または２に記載の融接合保護モジュール。

【請求項6】

バッテリパックの正極と第１出力端との間に連結されている正極コンタクタと、
前記バッテリパックの負極と第２出力端との間に連結されている負極コンタクタと、
前記正極コンタクタおよび前記負極コンタクタの開放および閉鎖を制御し、前記正極コンタクタの融接合の有無によって融接合検知信号を生成するＭＣＵ（Ｍａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、
前記正極コンタクタの一端および他端の間の両端の電圧差が所定の閾値以上の時、前記ＭＣＵから受信される前記負極コンタクタを制御するための制御信号により前記負極コンタクタを制御し、前記両端の電圧差が前記所定の閾値未満の時、前記制御信号に関係なく前記負極コンタクタを開放に維持する融接合保護モジュールとを含む、バッテリシステム。

【請求項7】

前記融接合保護モジュールは、
前記両端の電圧差が前記所定の閾値以上であるかを比較して比較信号を生成する比較器と、
前記融接合検知信号が入力されるセット端および、前記比較信号が入力されるリセット端を含むＳＲラッチと、
前記ＳＲラッチの反転出力である論理制御信号および前記制御信号を論理積演算して補償制御信号を生成するＡＮＤゲートとを含む、請求項６に記載のバッテリシステム。

【請求項8】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、
前記比較器が、前記両端の電圧差が前記所定の閾値未満を指示するレベルの前記比較信号を生成する時、前記ＳＲラッチは、論理レベル「０」に対応する第１レベルの前記論理制御信号を生成する、請求項７に記載のバッテリシステム。

【請求項9】

前記ＡＮＤゲートは、前記第１レベルの前記論理制御信号により前記負極コンタクタを開放させるレベルの補償制御信号を生成する、請求項８に記載のバッテリシステム。

【請求項10】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、
前記比較器が、前記両端の電圧差が前記所定の閾値以上を指示するレベルの比較信号を生成する時、前記ＳＲラッチは、論理レベル「１」に対応する第２レベルの前記論理制御信号を生成する、請求項７から９のいずれか一項に記載のバッテリシステム。

【請求項11】

前記ＡＮＤゲートは、前記第２レベルの前記論理制御信号により、前記制御信号に応じたレベルの前記補償制御信号を生成する、請求項１０に記載のバッテリシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互参照
本出願は、２０２１年９月８日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１１９７１０号に基づく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すべての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本開示は、融接合保護モジュールおよびこれを含むバッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

バッテリの正（＋）極に連結された正極コンタクタに融接合が発生した状態で、バッテリの負（－）極に連結された負極コンタクタを閉じると、負極コンタクタに突入電流が発生する。すると、正極および負極コンタクタがすべて融接合される状況が発生しうる。

【0004】

バッテリ管理システムに設けられたソフトウェアを用いて、正極コンタクタの融接合が発生すると、負極コンタクタを動作させないことができる。しかし、欠陥クリア（Ｆａｕｌｔ Ｃｌｅａｒ）動作が行われたり、バッテリ管理システムの他のソフトウェアが動作したりして負極コンタクタを閉じることがあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ソフトウェアを用いたコンタクタ保護動作において発生する限界点を改善するためのハードウェアである融接合保護モジュールおよびこれを含むバッテリシステムを提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

発明の一つの特徴による、バッテリパックの正極と第１出力端との間に連結されている正極コンタクタの融接合により、前記バッテリパックの負極と第２出力端との間に連結されている負極コンタクタを制御する融接合保護モジュールは、前記正極コンタクタの融接合の有無による融接合検知信号が入力されるセット端および、前記正極コンタクタの一端および他端の間の電圧差による比較信号が入力されるリセット端を含むＳＲラッチと、前記ＳＲラッチの反転出力である論理制御信号および前記負極コンタクタを制御する制御信号を論理積演算して補償制御信号を生成するＡＮＤゲートとを含む。

【0007】

前記融接合保護モジュールは、前記正極コンタクタの一端の電圧と前記正極コンタクタの他端の電圧との間の差が所定の閾値以上であるかを比較して前記比較信号を生成する比較器をさらに含むことができる。

【0008】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、前記比較信号が前記正極コンタクタの一端および他端の間の電圧差が所定の閾値未満を指示するレベルの時、前記論理制御信号により、前記ＡＮＤゲートは、前記負極コンタクタを開放させるレベルの補償制御信号を生成することができる。

【0009】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、前記比較信号が前記正極コンタクタの一端および他端の間の電圧差が所定の閾値以上を指示するレベルの時、前記ＡＮＤゲートは、前記制御信号の論理レベルに応じて前記補償制御信号を生成することができる。

【0010】

前記ＳＲラッチは、前記比較信号が論理レベル「０」に、前記融接合検知信号が論理レベル「１」に対応するレベルの時、前記論理制御信号を論理レベル「０」に対応するレベルで生成し、前記比較信号が論理レベル「１」に、前記融接合検知信号が論理レベル「０」に対応するレベルの時、前記論理制御信号を論理レベル「１」に対応するレベルで生成し、前記比較信号および前記融接合検知信号が論理レベル「０」に対応するレベルの時、前記論理制御信号のレベルを維持することができる。

【0011】

発明の他の特徴による、バッテリシステムは、バッテリパックの正極と第１出力端との間に連結されている正極コンタクタと、前記バッテリパックの負極と第２出力端との間に連結されている負極コンタクタと、前記正極コンタクタおよび前記負極コンタクタの開放および閉鎖を制御し、前記正極コンタクタの融接合の有無によって融接合検知信号を生成するＭＣＵ（Ｍａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、前記正極コンタクタの一端および他端の間の両端の電圧差が所定の閾値以上の時、前記ＭＣＵから受信される前記負極コンタクタを制御するための制御信号により前記負極コンタクタを制御し、前記両端の電圧差が前記所定の閾値未満の時、前記制御信号に関係なく前記負極コンタクタを開放に維持する融接合保護モジュールとを含む。

【0012】

前記融接合保護モジュールは、前記両端の電圧差が前記所定の閾値以上であるかを比較して前記比較信号を生成する比較器と、前記融接合検知信号が入力されるセット端および、前記比較信号が入力されるリセット端を含むＳＲラッチと、前記ＳＲラッチの反転出力である論理制御信号および前記制御信号を論理積演算して補償制御信号を生成するＡＮＤゲートとを含む。

【0013】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、前記比較器が、前記両端の電圧差が前記所定の閾値未満を指示するレベルの前記比較信号を生成する時、前記ＳＲラッチは、論理レベル「０」に対応する第１レベルの前記論理制御信号を生成することができる。前記ＡＮＤゲートは、前記第１レベルの前記論理制御信号により前記負極コンタクタを開放させるレベルの補償制御信号を生成することができる。

【0014】

前記正極コンタクタの融接合が検知されて前記融接合検知信号が第１レベルとなり、前記融接合検知信号が前記第１レベルと異なる第２レベルに変更された条件において、前記比較器が、前記両端の電圧差が前記所定の閾値以上を指示するレベルの比較信号を生成する時、前記ＳＲラッチは、論理レベル「１」に対応する第２レベルの前記論理制御信号を生成することができる。前記ＡＮＤゲートは、前記第２レベルの前記論理制御信号により、前記制御信号に応じたレベルの前記補償制御信号を生成することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、正極コンタクタの融接合発生時に多重コンタクタの融接合を防止して、危険な状況を未然に防止できる融接合保護モジュールおよびこれを含むバッテリシステムを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施例によるバッテリシステムを図式的に示す図である。

【図2】一実施例による融接合保護モジュールを示す図である。

【図3】一実施例による正常状態におけるバッテリシステムの信号を示すタイミングチャートである。

【図4】一実施例による正極コンタクタの融接合状態におけるバッテリシステムの信号を示すタイミングチャートである。

【図5】一実施例による正極コンタクタの融接合状態におけるバッテリシステムの信号を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明は、バッテリの正（＋）極に連結された正極コンタクタの融接合発生時に多重コンタクタの融接合を防止するためのハードウェアを提供する。バッテリ管理システムのソフトウェアが正極コンタクタの融接合を診断する場合、ＳＲラッチ（ｌａｔｃｈ）と論理積ゲート（ＡＮＤ Ｇａｔｅ）を用いてバッテリ管理システムの任意のソフトウェアがバッテリの負（－）極に連結された負極コンタクタの閉鎖命令を行っても、負極コンタクタが閉じないようにする。本発明は、正極コンタクタの融接合の有無を確認し、融接合状況が解決された時にのみＳＲラッチをリセットする。

【0018】

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が考慮されて与えられたり混用されたりするものであって、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、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、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およびソフトウェアの結合で実現される。

【0019】

また、本明細書に開示された実施例を説明するにあたり、かかる公知の技術に関する具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨をあいまいにしうると判断された場合、その詳細な説明を省略する。さらに、添付した図面は本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付した図面によって本明細書に開示された技術的思想が制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むことが理解されなければならない。

【0020】

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のに使用できるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。

【0021】

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いたり、「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たり、または接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいことが理解されなければならない。これに対し、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いたり、「直接接続されて」いたりす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ことが理解されなければならない。

【0022】

本出願において、「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って、１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の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。

【0023】

図１は、一実施例によるバッテリシステムを図式的に示す図である。

【0024】

図１にて、バッテリシステム１の両出力端Ｐ＋、Ｐ－の間には外部装置２が連結されており、リレー２１、２２が閉じる場合、バッテリパック１０と外部装置２とが電気的に連結される。バッテリシステム１の両出力端Ｐ＋、Ｐ－の間にはリンクキャパシタＣＬが連結されており、リンクキャパシタＣＬの両端の電圧がバッテリシステム１の出力電圧である。

【0025】

外部装置２が電装負荷の場合、バッテリシステム１は、電装負荷２にエネルギーを供給する電源として動作して放電される。電装負荷は、移動手段またはエネルギー貯蔵システム（ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ、ＥＳＳ）であってもよいし、移動手段は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車またはスマートモビリティ（ｓｍａｒｔ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）であってもよい。外部装置２が充電器の場合、バッテリシステム１は、充電器２を介して電力系統からエネルギーを受けて充電される。

【0026】

バッテリシステム１は、バッテリパック１０と、正極コンタクタ２１と、負極コンタクタ２２と、プリチャージコンタクタ２３と、プリチャージ抵抗２４と、電流センサ２５と、融接合保護モジュール３０と、バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）１００とを含む。

【0027】

バッテリパック１０は、直列連結された複数のバッテリセル１０＿１－１０＿４を含む。図１には、バッテリパック１０が直列連結された４つのバッテリセル１０＿１－１０＿４を含むものとして示されているが、これは一例であって、発明がこれに限定されない。例えば、５つ以上のバッテリセルが直列連結されるか、並列連結された２以上のバッテリセルが複数個直列連結されていてもよい。

【0028】

正極コンタクタ２１は、バッテリパック１０の正極と出力端Ｐ＋との間に連結されており、負極コンタクタ２２は、バッテリパック１０の負極と出力端Ｐ－との間に連結されており、直列連結されたプリチャージコンタクタ２３およびプリチャージ抵抗２４は、正極コンタクタ２１と並列連結されて、バッテリパック１０の正極と出力端Ｐ＋との間に連結されている。正極コンタクタ２１の融接合が発生しない正常状態において、ＢＭＳ１００のメイン制御部（Ｍａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）１１０の制御により、正極、負極、およびプリチャージコンタクタ２１、２２、２３の開放および閉鎖が制御される。正極コンタクタ２１は制御信号ＳＲ１により、負極コンタクタ２２は制御信号ＳＲ２により、プリチャージコンタクタ２３は制御信号ＳＲ３により開放または閉鎖される。

【0029】

電流センサ２５は、バッテリパック１０に流れる電流を検知し、検知した電流を指示する電流検知信号ＩＳをＭＣＵ１１０に伝送することができる。

【0030】

ＢＭＳ１００は、ＭＣＵ（Ｍａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１０と、セル管理モジュール１２０とを含む。

【0031】

セル管理モジュール１２０は、複数のバッテリセル１０＿１－１０＿４に連結されており、複数のバッテリセル１０＿１－１０＿４それぞれのセル電圧および温度を測定してＭＣＵ１１０に伝送し、ＭＣＵ１１０から受信されるセルバランシング制御信号により、複数のバッテリセル１０＿１－１０＿４のうち特定セルのバランシング動作を行うことができる。

【0032】

ＭＣＵ１１０は、バッテリパック１０に対する充放電制御、セルバランシング制御、および保護動作制御などに関するプログラムを含むソフトウェアが設けられている。ＭＣＵ１１０は、セル管理モジュール１２０、電流センサ２５、および外部から受信された情報および信号に基づき、バッテリパック１０の充放電、セルバランシング、保護動作などを制御することができる。

【0033】

外部装置２とバッテリシステム１とが連結されて充電または放電が行われる時、ＭＣＵ１１０は、負極コンタクタ２２とプリチャージコンタクタ２３を閉じ、所定の期間後に正極コンタクタ２１を閉じることができる。この時、所定の期間は、プリチャージコンタクタ２３を閉じた時点から、リンクキャパシタＣＬに充電されたリンクキャパシタ電圧がバッテリパック１０の電圧対比の所定の比率（例えば、９５％）に到達した時点までの期間に設定される。

【0034】

ＭＣＵ１１０は、正極コンタクタ２１を閉じた後に、プリチャージコンタクタ２３を開けることができる。バッテリパック１０の充電または放電中には正極コンタクタおよび負極コンタクタ２１、２２が閉じて、充電電流経路または放電電流経路を構成することができる。ＭＣＵ１１０は、複数の制御信号ＳＲ１－ＳＲ３のレベルを調節して、正極コンタクタ、負極コンタクタ、およびプリチャージコンタクタの開放または閉鎖を制御することができる。

【0035】

バッテリシステム１が電気的に連結遮断されるオフの時に、ＭＣＵ１１０は、正極コンタクタ２１の一端の電圧ＶＡおよび正極コンタクタ２１の他端の電圧ＶＢの間の所定の閾値未満の時、正極コンタクタ２１の融接合状態と判断することができる。電圧ＶＡは、バッテリパック１０の正極に隣接した正極コンタクタ２１の一端の電圧であり、電圧ＶＢは、出力端Ｐ＋に隣接した正極コンタクタ２１の他端の電圧であってもよい。

【0036】

ＭＣＵ１１０は、正極コンタクタ２１の融接合状態を検知し、検知された状態を指示する融接合検知信号ＣＳＴを生成する。ＭＣＵ１１０は、正極コンタクタ２１の融接合状態を検知する場合、ハイレベルの融接合検知信号ＣＳＴを生成し、融接合状態でない正常状態の場合、ローレベルの融接合検知信号ＣＳＴを生成することができる。ＭＣＵ１１０は、外部から供給される融接合クリア信号により融接合検知信号ＣＳＴをローレベルで生成することができる。例えば、正極コンタクタ２１の融接合が整備によって物理的に解決される場合、ＢＭＳ１００が外部から通信により融接合クリア信号を受信し、これをＭＣＵ１１０に伝達することができる。すると、ＭＣＵ１１０は、ハイレベルの融接合検知信号ＣＳＴをローレベルにリセットすることができる。

【0037】

融接合保護モジュール３０は、ＭＣＵ１１０から制御信号ＳＲ２を受信し、正極コンタクタ２１が融接合状態の時は、制御信号ＳＲ２のレベルに関係なく負極コンタクタ２２を開放させるレベルの補償制御信号ＳＲＣ２を生成して負極コンタクタ２２に供給し、正極コンタクタ２１が融接合でない正常状態の時は、制御信号ＳＲ２のレベルに応じて補償制御信号ＳＲＣ２を生成して負極コンタクタ２２に供給することができる。

【0038】

図２は、一実施例による融接合保護モジュールを示す図である。

【0039】

融接合保護モジュール３０は、比較器３１と、ＳＲラッチ３２と、ＡＮＤゲート３３とを含む。

【0040】

比較器３１は、正極コンタクタ２１の一端の電圧ＶＡと他端の電圧ＶＢとを比較して、電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の差が所定の閾値以上の時、ハイレベルの出力を生成し、そうでない場合、ローレベルの出力を生成する。比較器３１の出力を比較信号ＣＳという。

【0041】

比較器３１は、正極コンタクタ２１の融接合の有無を判断するための構成であり、正極コンタクタ２１が融接合状態でない正常状態の時、電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の閾値以上であるので、比較器３１は、ハイレベルの比較信号ＣＳを生成して出力することができる。正極コンタクタ２１が融接合状態の時、電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の差が閾値より小さいので、比較器３１は、ローレベルの比較信号ＣＳを生成して出力することができる。

【0042】

ＳＲラッチ３２は、セット端Ｓに供給される信号の論理レベルとリセット端Ｒに供給される信号の論理レベルに応じた出力および反転出力を出力端Ｑおよび反転出力端Ｑ'を介して提供することができる。一実施例では、ＳＲラッチ３２の反転出力がＡＮＤゲート３３に提供され、ＳＲラッチ３２の反転出力を論理制御信号ＬＣＳという。ＳＲラッチ３２のセット端Ｓおよびリセット端Ｒに供給される信号の論理レベルは、「０」または「１」であってもよい。ＳＲラッチ３２のセット端Ｓには融接合検知信号ＣＳＴが入力され、ＳＲラッチ３２のリセット端Ｒには比較信号ＣＳが入力される。

【0043】

ＳＲラッチ３２がセット端Ｓおよびリセット端Ｒに入力される信号の論理レベルに応じて出力および反転出力それぞれの論理レベルを決定する方式は、下記表１の通りである。

【0044】

【表1】

【0045】

ＡＮＤゲート３３は、制御信号ＳＲ２と論理制御信号ＬＣＳとを論理積演算して補償制御信号ＳＲＣ２を生成する。論理制御信号ＬＣＳが論理レベル「０」に対応するローレベルの場合、ＡＮＤゲート３３は、制御信号ＳＲ２のレベルに関係なくローレベルの補償制御信号ＳＲＣ２を生成する。負極コンタクタ２２は、補償制御信号ＳＲＣ２により開放される。論理制御信号ＬＣＳがローレベルの期間、負極コンタクタ２２は、開放状態に維持される。論理制御信号ＬＣＳが論理レベル「１」に対応するハイレベルの場合、ＡＮＤゲート３３は、制御信号ＳＲ２の論理レベルに応じて補償制御信号ＳＲＣ２を生成する。つまり、制御信号ＳＲ２が負極コンタクタ２２の閉鎖を指示する論理レベル「１」に対応するハイレベルの時、ＡＮＤゲート３３は、ハイレベルの補償制御信号ＳＲＣ２を生成する。制御信号ＳＲ２が負極コンタクタ２２の開放を指示する論理レベル「０」に対応する論理レベルの時、ＡＮＤゲート３３は、ローレベルの補償制御信号ＳＲＣ２を生成する。負極コンタクタ２２は、ハイレベルの補償制御信号ＳＲＣ２により閉じ、ローレベルの補償制御信号ＳＲＣ２により開放される。

【0046】

以下、図３～図５を参照して、一実施例による融接合保護モジュールの動作を説明する。

【0047】

図３は、一実施例による正常状態におけるバッテリシステムの信号を示すタイミングチャートである。

【0048】

まず、時点Ｔ１で制御信号ＳＲ２がハイレベルとなって、負極コンタクタ２２が閉じる。時点Ｔ２で制御信号ＳＲ３がハイレベルとなって、プリチャージコンタクタ２３が閉じる。時点Ｔ１が時点Ｔ２より早かったり、２つの時点Ｔ１およびＴ２が同一であったりしてもより。時点Ｔ３で制御信号ＳＲ１がハイレベルとなって、正極コンタクタ２１が閉じ、時点Ｔ４で制御信号ＳＲ３がローレベルとなって、プリチャージコンタクタ２３が開かれる。

【0049】

時点Ｔ３の前には正極コンタクタ２１が開放状態であるので、正常状態において電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の電圧差が閾値以上であり、比較信号ＣＳはハイレベルである。正常状態であるので、融接合検知信号ＣＳＴはローレベルである。したがって、論理制御信号ＬＣＳはハイレベルの比較信号ＣＳによりハイレベルである。

【0050】

時点Ｔ３の後に正極コンタクタ２１が閉じて、電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の電圧差が閾値未満であり、比較信号ＣＳはローレベルである。融接合検知信号ＣＳＴおよび比較信号ＣＳがローレベルであるので、ＳＲラッチ３２は、論理制御信号ＬＣＳをハイレベルに維持する。ＡＮＤゲート３３にハイレベルの論理制御信号ＬＣＳが入力されるので、ＡＮＤゲート３３は、制御信号ＳＲ２により補償制御信号ＳＲＣ２を生成する。したがって、補償制御信号ＳＲＣ２は、制御信号ＳＲ２と同一の波形であってもよい。

【0051】

時点Ｔ５で制御信号ＳＲ１、ＳＲ２がローレベルとなって、正極コンタクタ２１および負極コンタクタ２２が開放される。時点Ｔ５の後に電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の電圧差が閾値以上であり、比較信号ＣＳはハイレベルである。ＳＲラッチ３２は、ハイレベルの比較信号ＣＳにより論理制御信号ＬＣＳをハイレベルに維持し続ける。

【0052】

一実施例では、正極コンタクタ２１が開放された後、ＭＣＵ１１０が正極コンタクタ２１の融接合の有無を診断する。例えば、時点Ｔ６でＭＣＵ１１０が正極コンタクタ２１の融接合を検知して融接合検知信号ＣＳＴがハイレベルに上昇できる。

【0053】

図４は、一実施例による正極コンタクタの融接合状態におけるバッテリシステムの信号を示すタイミングチャートである。

【0054】

図４には、正極コンタクタ２１の融接合が検知された後、実際に正極コンタクタ２１の融接合が解決されず、ＭＣＵ１１０に設けられたソフトウェアによって欠陥クリア（Ｆａｕｌｔ ｃｌｅａｒ）が行われて、時点Ｔ７で融接合検知信号ＣＳＴがハイレベルからローレベルに変更された場合に関するタイミングチャートである。

【0055】

時点Ｔ７の後に、融接合検知信号ＣＳＴはローレベルであるが、比較信号ＣＳがローレベルであるので、論理制御信号ＬＣＳはローレベルに維持される。したがって、ＡＮＤゲート３３は、制御信号ＳＲ２に関係なくローレベルの補償制御信号ＳＲＣ２を出力する。例えば、時点Ｔ８で制御信号ＳＲ２がハイレベルに上昇するが、補償制御信号ＳＲＣ２はローレベルに維持される。

【0056】

図５は、一実施例による正極コンタクタの融接合状態におけるバッテリシステムの信号を示すタイミングチャートである。

【0057】

図５には、正極コンタクタ２１の融接合が検知された後、実際に正極コンタクタ２１の融接合が解決された後、ＭＣＵ１１０に設けられたソフトウェアによって欠陥クリア（Ｆａｕｌｔ ｃｌｅａｒ）が行われたり、外部から欠陥クリアのための信号がＢＭＳ１００に伝達されたりした場合に関するタイミングチャートである。例えば、時点Ｔ９で正極コンタクタ２１の融接合が解決されたものと仮定する。

【0058】

時点Ｔ９で正極コンタクタ２１の融接合が解決されて電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の電圧差が閾値以上となり、比較信号ＣＳはハイレベルとなる。時点Ｔ１０で、欠陥クリアによって融接合検知信号ＣＳＴがハイレベルからローレベルに変更される。時点Ｔ１０の後に、ＳＲラッチ３２は、ハイレベルの比較信号ＣＳおよびローレベルの融接合検知信号ＣＳＴによりハイレベルの論理制御信号ＬＣＳを生成する。したがって、ＡＮＤゲート３３は、制御信号ＳＲ２により補償制御信号ＳＲＣ２のレベルを決定して出力する。

【0059】

例えば、時点Ｔ１１で制御信号ＳＲ２がハイレベルに上昇すれば、ＡＮＤゲート３３は、補償制御信号ＳＲＣ２をローレベルからハイレベルに変更する。ロー維持される。

【0060】

本明細書において、論理レベル「０」に対応する信号レベルはローレベルであり、論理レベル「１」に対応する信号レベルはハイレベルであると説明した。例えば、ＭＣＵ１１０から出力される制御信号ＳＲ１－ＳＲ３および融接合検知信号ＣＳＴ、ＳＲラッチ３２の入出力信号、比較器３１の出力信号、ＡＮＤゲート３３の入出力信号は論理レベル「０」に対応してローレベルであり、論理レベル「１」に対応してハイレベルであってもよい。ただし、これは発明を説明するための一例であって、発明がこれに限定されるものではない。

【0061】

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】