特許 7568329 並列バッテリシステムおよび並列バッテリシステムの充電残余時間の予測方法

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】並列バッテリシステムおよび並列バッテリシステムの充電残余時間の予測方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/382 20190101AFI20241008BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20241008BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G01R31/382

G01R31/387

H02J7/02 J

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023539168

(86)(22)【出願日】2022-09-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 KR2022014182

(87)【国際公開番号】W WO2023068569

(87)【国際公開日】2023-04-27

【審査請求日】2023-06-26

(31)【優先権主張番号】10-2021-0138650

(32)【優先日】2021-10-18

(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】コ、ヨウンジュン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、ジフーン

【審査官】杉田 恵一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－３２２４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０４５６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６１２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７１６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３６３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５０５１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００２５４９５（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５４１３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２１２３９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０４６２３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１５４１１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０８１１７７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ ５８／１８

Ｇ０１Ｒ ３１／３８２

Ｇ０１Ｒ ３１／３８７

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列連結された複数のバッテリパックを最終目標ＳＯＣまで充電するための残余時間を予測する方法において、
バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）が前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する段階；
前記ＢＭＳが前記複数のバッテリパックに対して前記ＳＯＣが低い順にオーダリング番号を付ける段階；
前記ＢＭＳが前記複数のバッテリパックのうち充電装置に連結されたバッテリパックを含む連結パックグループおよび前記充電装置に連結されていないバッテリパックを含む使用パックグループを決定する段階；
前記ＢＭＳが前記連結パックグループを構成するｎ個のバッテリパックのうち前記オーダリング番号が最も大きいバッテリパックが前記最終目標ＳＯＣに到達するまで必要な第１充電残余時間を予測する段階；
前記ＢＭＳが前記使用パックグループを構成するｍ個のバッテリパックそれぞれに対するｍ個の充電残余時間を予測し、前記ｍ個の充電残余時間を合算して第２充電残余時間を算出する段階；および
前記ＢＭＳが前記第１充電残余時間および前記第２充電残余時間を合算して最終充電残余時間を予測する段階を含み、
前記ｎおよび前記ｍは自然数である、充電残余時間の予測方法。

【請求項2】

前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する段階は、
前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックそれぞれに含まれたＢＭＩＣから受信した各バッテリパックの複数のバッテリセルそれぞれのセル電圧、前記複数のバッテリパックのバッテリ電流、および前記複数のバッテリパックの温度情報を示す信号に基づいて前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する、請求項１に記載の充電残余時間の予測方法。

【請求項3】

前記連結パックグループおよび前記使用パックグループを決定する段階は、
前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣが基準ＳＯＣ値未満のバッテリパックを前記連結パックグループとして決定する段階を含む、請求項１に記載の充電残余時間の予測方法。

【請求項4】

前記連結パックグループおよび前記使用パックグループを決定する段階は、
前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣが基準ＳＯＣ値以上のバッテリパックを前記使用パックグループとして決定する段階を含む、請求項１に記載の充電残余時間の予測方法。

【請求項5】

前記第２充電残余時間を算出する段階は、
前記ＢＭＳが、前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパックを除いた第１バッテリパックの充電残余時間は、前記第１バッテリパックそれぞれの推定されたＳＯＣが次のオーダリング番号に該当する第２バッテリパックの推定されたＳＯＣに到達するのに必要な充電時間で予測する段階を含む、請求項１に記載の充電残余時間の予測方法。

【請求項6】

前記第２充電残余時間を算出する段階は、
前記ＢＭＳが、前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きい第３バッテリパックの充電残余時間は、前記第３バッテリパックの推定されたＳＯＣが前記最終目標ＳＯＣに到達するのに必要な充電時間で予測する段階を含む、請求項１に記載の充電残余時間の予測方法。

【請求項7】

並列連結された複数のバッテリパック；および
前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定し、前記複数のバッテリパックに対して前記ＳＯＣが低い順にオーダリング番号を付けて、前記複数のバッテリパックのうち充電装置に連結されたバッテリパックを含む連結パックグループおよび前記充電装置に連結されていないバッテリパックを含む使用パックグループを決定し、前記連結パックグループの第１充電残余時間を予測し、前記使用パックグループの第２充電残余時間を算出して、前記第１充電残余時間および前記第２充電残余時間を合算して前記複数のバッテリパックを最終目標ＳＯＣまで充電するための最終充電残余時間を予測するＢＭＳを含む、バッテリシステム。

【請求項8】

前記ＢＭＳは、
前記複数のバッテリパックそれぞれに含まれたＢＭＩＣから受信した各バッテリパックの複数のバッテリセルそれぞれのセル電圧、前記複数のバッテリパックのバッテリ電流、および前記複数のバッテリパックの温度情報を示す信号に基づいて前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する、請求項７に記載のバッテリシステム。

【請求項9】

前記ＢＭＳが、
前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣが基準ＳＯＣ値未満のバッテリパックを前記連結パックグループに設定する、請求項７に記載のバッテリシステム。

【請求項10】

前記ＢＭＳが、
前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣが基準ＳＯＣ値以上のバッテリパックを前記使用パックグループに設定する、請求項７に記載のバッテリシステム。

【請求項11】

前記ＢＭＳは、
前記連結パックグループを構成するｎ個のバッテリパックのうち前記オーダリング番号が最も大きいバッテリパックが前記最終目標ＳＯＣに到達するまで必要な時間を前記第１充電残余時間で予測し、前記ｎは自然数である、請求項７に記載のバッテリシステム。

【請求項12】

前記ＢＭＳは、
前記使用パックグループを構成するｍ個のバッテリパックそれぞれに対するｍ個の充電残余時間を予測し、前記ｍ個の充電残余時間を合算して第２充電残余時間を算出し、前記ｍは自然数である、請求項７に記載のバッテリシステム。

【請求項13】

前記ＢＭＳが、
前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパックを除いた第１バッテリパックの推定されたＳＯＣが次のオーダリング番号に該当する第２バッテリパックの推定されたＳＯＣに到達するのに必要な充電時間を前記第１バッテリパックの充電残余時間で予測する、請求項１２に記載のバッテリシステム。

【請求項14】

前記ＢＭＳが、
前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きい第３バッテリパックの充電残余時間は、前記第３バッテリパックの推定されたＳＯＣが前記最終目標ＳＯＣに到達するのに必要な充電時間で予測し、前記第１バッテリパックの充電残余時間および前記第３バッテリパックの充電残余時間を合算して前記第２充電残余時間を算出する、請求項１３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】

［関連出願との相互引用］
本出願は２０２１年１０月１８日付韓国特許出願第１０－２０２１－０１３８６５０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】

本開示は並列バッテリシステムおよび並列バッテリシステムの充電残余時間の予測方法に関する。

【背景技術】

【0003】

電気自動車はバッテリシステムから電力の供給を受け、バッテリシステムは複数のバッテリパックを含む。バッテリシステムに供給しなければならない電力量によって、複数のバッテリパックが互いに並列連結されるか、互いに直列連結されるか、または所定単位で並列連結されたバッテリパックが直列連結されることができる。

【0004】

２個以上のバッテリパックが直列構造からなるバッテリシステムに比べて、２個以上のバッテリパックが並列構造からなるバッテリシステムは、充電残余時間の予測のために考慮すべきことが多い。これは並列連結された複数のバッテリパックそれぞれのリレー制御を伴うからである。並列に連結されている各バッテリパックの状態とリレー制御による効果的な充電残余時間を予測する技術が必要である。
［先行技術文献］
［特許文献］
特許文献１ 特開２０２０－０３６３９３号公報
特許文献２ 特許第３６９２６１７号
特許文献３ 特許第５９７９２３５号
特許文献４ 韓国公開特許第１０－２０１９－００８３８９７号公報
特許文献５ 韓国公開特許第１０－２０２０－００２５４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

２個以上のバッテリパックが並列連結されたバッテリシステムにおいて、並列に連結されている各バッテリパックの状態とリレー制御による効果的な充電残余時間の予測方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

発明の一特徴による充電残余時間の予測方法は、並列連結された複数のバッテリパックを最終目標ＳＯＣまで充電するための残余時間を予測する方法において、バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）が前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する段階、前記ＢＭＳが前記複数のバッテリパックに対して前記ＳＯＣが低い順にオーダリング番号を付ける段階、前記ＢＭＳが前記複数のバッテリパックのうちリレーが閉じられて充電装置に連結されたバッテリパックを含む連結パックグループおよびリレーが開放されて前記充電装置に連結されていないバッテリパックを含む使用パックグループを決定する段階、前記ＢＭＳが前記連結パックグループを構成するｎ個のバッテリパックのうち前記オーダリング番号が最も大きいバッテリパックが前記最終目標ＳＯＣに到達するまで必要な第１充電残余時間を予測する段階、前記ＢＭＳが前記使用パックグループを構成するｍ個のバッテリパックそれぞれに対するｍ個の充電残余時間を予測し、前記ｍ個の充電残余時間を合算して第２充電残余時間を算出する段階、および前記ＢＭＳが前記第１充電残余時間および前記第２充電残余時間を合算して最終充電残余時間を予測する段階を含み、前記ｎおよび前記ｍは自然数である。

【0007】

前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する段階は、前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックそれぞれに含まれたＢＭＩＣから受信した前記複数のバッテリセルそれぞれのセル電圧、前記複数のバッテリパックのバッテリ電流、および前記複数のバッテリパックの温度情報を示す信号に基づいて前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する。

【0008】

前記連結パックグループおよび前記使用パックグループを決定する段階は、前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣ値が前記基準ＳＯＣ値未満のバッテリパックを前記連結パックグループとして決定する段階を含む。

【0009】

前記連結パックグループおよび前記使用パックグループを決定する段階は、前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣ値が前記基準ＳＯＣ値以上のバッテリパックを前記使用パックグループとして決定する段階を含む。

【0010】

前記第２充電残余時間を算出する段階は、前記ＢＭＳが、前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパックを除いた第１バッテリパックの充電残余時間は、前記第１バッテリパックそれぞれの推定されたＳＯＣが次のオーダリング番号に該当する第２バッテリパックの推定されたＳＯＣに到達するのに必要な充電時間で予測する段階を含む。

【0011】

前記第２充電残余時間を算出する段階は、前記ＢＭＳが、前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きい第３バッテリパックの充電残余時間は、前記第３バッテリパックの推定されたＳＯＣが前記最終目標ＳＯＣに到達するのに必要な充電時間で予測する段階を含む。

【0012】

発明の他の特徴によるバッテリシステムは、並列連結された複数のバッテリパック、および前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣ値を推定し、前記複数のバッテリパックに対して前記ＳＯＣが低い順にオーダリング番号を付けて、前記複数のバッテリパックのうちリレーが閉じられて充電装置に連結されたバッテリパックを含む連結パックグループおよびリレーが開放されて前記充電装置に連結されていないバッテリパックを含む使用パックグループを決定し、前記連結パックグループの第１充電残余時間を予測し、前記使用パックグループの第２充電残余時間を算出して、前記第１充電残余時間および前記第２充電残余時間を合算して前記複数のバッテリパックを最終目標ＳＯＣまで充電するための最終充電残余時間を予測するＢＭＳを含む。

【0013】

前記ＢＭＳは、前記複数のバッテリパックそれぞれに含まれたＢＭＩＣから受信した前記複数のバッテリセルそれぞれのセル電圧、前記複数のバッテリパックのバッテリ電流、および前記複数のバッテリパックの温度情報を示す信号に基づいて前記複数のバッテリパックそれぞれのＳＯＣを推定する。

【0014】

前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣ値が基準ＳＯＣ値未満のバッテリパックを前記連結パックグループに設定する。

【0015】

前記ＢＭＳが、前記複数のバッテリパックのうち前記推定されたＳＯＣ値が基準ＳＯＣ値以上のバッテリパックを前記使用パックグループに設定する。

【0016】

前記ＢＭＳは、前記連結パックグループを構成するｎ個のバッテリパックのうち前記オーダリング番号が最も大きいバッテリパックが前記最終目標ＳＯＣに到達するまで必要な時間を前記第１充電残余時間で予測し、前記ｎは自然数である。

【0017】

前記ＢＭＳは、前記使用パックグループを構成するｍ個のバッテリパックそれぞれに対するｍ個の充電残余時間を予測し、前記ｍ個の充電残余時間を合算して第２充電残余時間を算出して、前記ｍは自然数である。

【0018】

前記ＢＭＳが、前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパックを除いた第１バッテリパックの推定されたＳＯＣが次のオーダリング番号に該当する第２バッテリパックの推定されたＳＯＣに到達するのに必要な充電時間を前記第１バッテリパックの充電残余時間で予測する。

【0019】

前記ＢＭＳが、前記ｍ個のバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きい第３バッテリパックの充電残余時間は、前記第３バッテリパックの推定されたＳＯＣが前記最終目標ＳＯＣに到達するのに必要な充電時間で予測し、前記第１バッテリパックの充電残余時間および前記第３バッテリパックの充電残余時間を合算して前記第２充電残余時間を算出する。

【発明の効果】

【0020】

２個以上のバッテリパックが並列連結されたバッテリシステムにおいて、並列に連結されている各バッテリパックの状態とリレー制御による効果的な充電残余時間の予測方法を提供して効果的な充電残余時間の予測を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施形態によるバッテリシステムおよびバッテリシステムに連結された外部装置の構成を示す図である。

【0022】

【図2】一実施形態による充電残余時間の予測方法を示すフローチャートである。

【0023】

【図3】図２の充電残余時間の予測方法を説明するために複数のバッテリパックおよび各バッテリパックの充電状態を図式的に示す例示図である。

【0024】

【図4】一実施形態による充電残余時間の予測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】

【0025】

以下、添付する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し、同一または類似の構成要素には同一、類似の図面符号を付与し、これに係る重複する説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞の「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するかまたは混用されるものであって、それ自体が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あたり関連する公知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形態の要旨を曖昧にすると判断される場合はその詳細な説明を省略する。また、添付する図面は本明細書に開示された実施形態を簡単に理解できるようにするためのものであり、本明細書に開示された技術的思想は添付する図面によって制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物および代替物を含むものとして理解しなければならない。

【0026】

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ために使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。

【0027】

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するためであり、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の可能性を予め排除しないものとして理解されなければならない。

【0028】

一実施形態による構成のうち特定の制御条件で他の構成を制御する構成には、他の構成を制御するために必要な制御アルゴリズムを具体化した命令の集合として実現されたプログラムが設けられる。制御構成は設けられたプログラムに応じて入力データおよび保存されたデータを処理して出力データを生成することができる。制御構成はプログラムを保存する不揮発性メモリおよびデータを保存するメモリを含むことができる。

【0029】

図１は一実施形態によるバッテリシステムおよびバッテリシステムに連結された外部装置の構成を示す図である。

【0030】

バッテリシステム１は複数のバッテリパック１０－５０、バッテリ管理システム６０、およびメインリレー７０を含む。図１では複数のバッテリパック１０－５０の個数が５個である場合が示されているが、発明はこれに限定されず、バッテリシステム１は２個以上のバッテリパックを含むことができる。バッテリ管理システム６０を以下、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）という。

【0031】

外部装置２はインバータ、コンバータなどの負荷および充電装置を含むことができる。メインリレー７０の一端はバッテリシステム１に連結されており、メインリレー７０の他端は外部装置２で少なくとも一つの構成に連結されている。

【0032】

複数のバッテリパック１０－５０は互いに並列連結され、複数のバッテリパック１０－５０それぞれはメインリレー７０により外部装置２に対しても並列連結されることができる。複数のバッテリパック１０－５０それぞれは、全体バッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５のうち対応する複数のバッテリセル（例えば、１１－１５）、複数のリレー１０１，２０１，３０１，４０１，５０１のうち対応するリレー（例えば、１０１）、および複数のパックバッテリモニタリング集積回路１０２，２０２，３０２，４０２，５０２のうち対応するパックバッテリモニタリング集積回路（例えば、１０２）を含む。バッテリモニタリング集積回路を以下ではＢＭＩＣ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）という。

【0033】

複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２は、複数のバッテリセル（１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５，例えば、１１－１５）に連結されており、複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５それぞれのセル電圧、バッテリパック１０－５０のバッテリ電流、バッテリパック１０－５０の温度などに関する情報を取得する。

【0034】

ＢＭＳ６０は複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２から受信したバッテリパック電圧、バッテリパック電流、バッテリパック温度などに基づいて複数のバッテリパック１０－５０の充放電を制御し、複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５に対するセルバランシング動作を制御する。

【0035】

ＢＭＳ６０は、複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２およびメインリレー７０に充放電のための制御信号、セルバランシング動作を制御するための制御信号などを伝送する。複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２それぞれは、ＢＭＳ６０から受信した対応する制御信号に基づいて複数のリレー１０１，２０１，３０１，４０１，５０１のうち対応するリレーの開と閉を制御し、複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５のうち対応する複数のバッテリセルそれぞれ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。

【0036】

以下、図２を参照して、ＢＭＳ６０が複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２からバッテリパック電圧、バッテリパック電流、バッテリパック温度および複数のリレー１０１－５０１それぞれが開であるか閉であるかを受信してバッテリシステム１の充電残余時間を予測する方法を説明する。

【0037】

図２は一実施形態による充電残余時間の予測方法を示すフローチャートである。

【0038】

ＢＭＳ６０は、複数のバッテリパック１０－５０それぞれのＳＯＣを推定する（Ｓ１）。ＢＭＳ６０は複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２から受信した複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５のそれぞれのバッテリセル電圧、複数のバッテリパック１０－５０のバッテリパック電流、およびバッテリパック温度などに関する情報に基づいて各バッテリパック１０－５０のバッテリ充電状態、バッテリ劣化程度を推定する。以下ではバッテリ充電状態をＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）といい、バッテリ劣化程度をＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）という。

【0039】

ＢＭＳ６０は、複数のパックＢＭＩＣ１０２－５０２から受信した複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５のセル電圧、複数のバッテリパック１０－５０のバッテリ電流、温度などに関する情報に基づいて複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５それぞれのＳＯＣを推定し、複数のバッテリパック１０－５０それぞれのＳＯＣを推定することができる。

【0040】

ＢＭＳ６０は、複数のバッテリセル（例えば、１１－１５）のＳＯＣに基づく代表ＳＯＣを導き出してバッテリパック（例えば、１０）のＳＯＣとして推定することができる。代表ＳＯＣを導き出す方式は最大値、最小値、平均値などを導き出す方式が用いられる。バッテリパック（例えば、１０）の充電時には、複数のバッテリセル（例えば、１１－１５）のＳＯＣのうち最大値が代表ＳＯＣであり得る。複数のバッテリセル１１－１５，２１－２５，３１－３５，４１－４５，５１－５５それぞれのＳＯＣを推定する方式は、電流積算方式、バッテリ等価回路モデルに基づくＳＯＣ推定方式、カルマンフィルタを用いて電流積算方式と等価回路モデルに基づくＳＯＣ推定方式を組み合わせる方式などのように公知された多様な方式のうち一つであり得る。

【0041】

ＢＭＳ６０は複数のバッテリパック１０－５０に対してＳＯＣが低い順に数字をオーダリング（ｏｒｄｅｒｉｎｇ）する（Ｓ２）。

【0042】

図３は図２の充電残余時間の予測方法を説明するために複数のバッテリパックおよび各バッテリパックの充電状態を図式的に示す例示図である。

【0043】

ＢＭＳ６０はオーダリングする前に、複数のバッテリパック１０－５０それぞれを互いに区別するために索引番号（ｉｎｄｅｘ ｎｕｍｂｅｒ）を複数のバッテリパック１０－５０それぞれに付与する。例えば、図３（ａ）で、複数のバッテリパック１０－５０は左側から順に１、２、３、４、５の索引番号が付けられる。

【0044】

図３には、複数のバッテリパック１０－５０で推定されたＳＯＣが各バッテリパック内部の陰影処理された領域の広さで図式的に示されている。図３（ａ）で、複数のバッテリパック１０－５０のＳＯＣによる索引番号の配列は低い順に５、１、３、２、４である。

【0045】

ＢＭＳ６０はＳ２段階により複数のバッテリパック１０－５０を対応するＳＯＣが低い順に羅列して複数のバッテリパック１０－５０に対してオーダリング番号（ｏｒｄｅｒｉｎｇ ｎｕｍｂｅｒ）を付与する。オーダリング番号は、ＳＯＣが低い順に複数のバッテリパック１０－５０を整列するとき、複数のバッテリパック１０－５０それぞれに対して付与する番号である。

【0046】

例えば、図３（ｂ）で、ＢＭＳ６０が複数のバッテリパック１０－５０をＳＯＣが低い順に整列すると、索引番号５、１、３、２、４の順に整列する。ＢＭＳ６０は整列した複数のバッテリパック１０－５０に順にオーダリング番号を付与することができる。したがって、複数のバッテリパック１０－５０のオーダリング番号は左側から順に１、２、３、４、５である。また、図３（ｂ）で、複数のバッテリパック１０－５０の索引番号は左側から順に５、１、３、２、４である。

【0047】

ＢＭＳ６０は複数のバッテリパック１０－５０の最終目標ＳＯＣを決定することができる。例えば、ＢＭＳ６０は最終目標ＳＯＣを、満充電（ｆｕｌｌｙ ｃｈａｒｇｅｄ）バッテリパックのＳＯＣの９５％に決定することができる。

【0048】

ＢＭＳ６０は複数のバッテリパック１０－５０のうちリレー１０１－５０１が閉じられて充電装置に連結されたバッテリパックを含む連結パックグループおよびリレー１０１－５０１が開放されて充電装置に連結されていないバッテリパックを含む使用パックグループを決定することができる（Ｓ３）。

【0049】

以下、図４を参照すると、ＢＭＳ６０が連結パックグループと使用パックグループを決定する段階を説明することができる。

【0050】

図４は、一実施形態による充電残余時間の予測方法を示すフローチャートである。

【0051】

ＢＭＳ６０は複数のバッテリパック１０－５０のＳＯＣが低い順に数字をオーダリングし（Ｓ２０）、各バッテリパック１０－５０のＳＯＣが基準ＳＯＣ未満であるかを判断する（Ｓ３１）。Ｓ３１段階の判断結果、ＳＯＣが基準ＳＯＣ未満のバッテリパックは連結パックグループとして決定する（Ｓ３２）。Ｓ３１段階の判断結果、ＳＯＣが基準ＳＯＣ以上であるバッテリパックは使用パックグループとして決定する（Ｓ３３）。ここで基準ＳＯＣは初期情報により予め定められる。

【0052】

図３の例で、ＢＭＳ６０はオーダリング番号が１、２、３であるバッテリパック５０，１０，３０は連結パックグループ、オーダリング番号が４，５であるバッテリパック２０，４０は使用パックグループとして決定する。

【0053】

連結パックグループを構成するバッテリパック５０，１０，３０のリレー５０１，１０１，３０１はＢＭＳ６０で生成された制御信号に応じて閉状態に制御される。使用パックグループを構成するバッテリパック２０，４０のリレー２０１，４０１はＢＭＳ６０で生成された制御信号に応じて開状態に制御される。リレーの開または閉を制御する制御信号はＢＭＳ６０で生成されてバッテリパックの該当パックＢＭＩＣ１０２－５０２に伝送され、パックＢＭＩＣ１０２－５０２は制御信号に応じてリレー駆動制御信号を生成して各リレー１０１－５０１に供給することができる。

【0054】

バッテリシステム１の最終充電残余時間を予測するためにＢＭＳ６０は連結パックグループの充電残余時間および使用パックグループの充電残余時間をそれぞれ導き出す。

【0055】

以下では、図３の例を基準として充電残余時間の予測段階（Ｓ４－Ｓ６）を説明する。

【0056】

ＢＭＳ６０は連結パックグループに対する充電残余時間および使用パックグループに対する充電残余時間を予測することができる。

【0057】

ＢＭＳ６０はバッテリパックの残余エネルギを、充電装置から供給できる電力で割ってバッテリパック単位の充電残余時間を予測する。バッテリパックの残余エネルギは充電目標ＳＯＣに対応するエネルギと現在の推定されたバッテリパックのＳＯＣに対応するエネルギの間の差である。ＢＭＳ６０はＳＯＣ別に対応するバッテリパックのエネルギをテーブル化して保存することができる。これは下記の数式１の通り示すことができる。

【0058】

【数1】

【0059】

ＢＭＳ６０がバッテリパック単位の充電残余時間を選択するための充電目標ＳＯＣは、各バッテリパック１０－５０が属するグループが連結パックグループであるか、または使用パックグループであるかよって異に決定することができる。

【0060】

ＢＭＳ６０は連結パックグループを構成するｎ個のバッテリパック（例えば、５０，１０，３０）のうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパック（例えば、３０）の充電残余時間（例えば、ｃ）を連結パックグループの充電残余時間として予測する（Ｓ４）。ここで、ｎは自然数である。図３の例で、ｎ＝３である。

【0061】

ＢＭＳ６０は連結パックグループに属する少なくとも一つのバッテリパックのうちＳＯＣが最も高いバッテリパックが最終目標ＳＯＣに到達するまで必要な予想時間を連結パックグループの充電残余時間として予測することができる。

【0062】

言い換えれば、ＢＭＳ６０は連結パックグループに属するバッテリパックの充電残余時間の予測において、最終目標ＳＯＣ（例えば、ＳＯＣ９５％）を充電目標ＳＯＣとする。

【0063】

図３を参照すると、ＢＭＳ６０は連結パックグループに含まれた３個のバッテリパック５０，１０，３０のうちＳＯＣが最も高いバッテリパック３０が最終目標ＳＯＣに到達するのに必要な充電残余時間ｃを連結パックグループの充電残余時間として予測することができる。

【0064】

バッテリパック５０，１０，３０は充電装置に並列に連結されているので、バッテリパック一個当たり充電電力の１／３が供給されることができる。バッテリパック５０，１０，３０の充電が始まった後、充電装置に並列に連結されているバッテリパック５０，１０，３０のうちいずれか一つのバッテリでも目標ＳＯＣに到達すれば充電が終了する。連結パックグループの充電残余時間として、バッテリパック３０の充電残余時間ｃを代表値として使用するのは、充電装置に並列に連結されているバッテリパック５０，１０，３０のうちバッテリパック３０の充電前のＳＯＣが最も高く、バッテリパック３０が目標ＳＯＣに最も早く到達できるからである。

【0065】

ＢＭＳ６０は使用パックグループを構成するｍ個のバッテリパック（例えば、２０，４０）それぞれに対するｍ個の充電残余時間を合算して使用パックグループの充電残余時間を予測する（Ｓ５）。ここで、ｍは自然数である。図３の例で、ｍ＝２である。

【0066】

ＢＭＳ６０は使用パックグループに属する少なくとも一つのバッテリパックのそれぞれに対する充電残余時間を予測し、予測した各充電残余時間を合算して使用パックグループに対する充電残余時間を予測することができる。

【0067】

図３を参照すると、ＢＭＳ６０は使用パックグループに含まれたバッテリパック２０の充電残余時間ｄおよびバッテリパック４０の充電残余時間ｅを合算して使用パックグループの充電残余時間を予測することができる。

【0068】

ＢＭＳ６０は、バッテリパック２０の推定されたＳＯＣが次のオーダリング番号に該当するバッテリパック４０の推定されたＳＯＣ（充電目標ＳＯＣ）に到達するのに必要な充電時間を充電残余時間ｄで予測することができる。ＢＭＳ６０は使用パックグループのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパック４０の推定されたＳＯＣが最終目標ＳＯＣ（充電目標ＳＯＣ）に到達するのに必要な充電時間を充電残余時間ｅで予測することができる。

【0069】

言い換えれば、ＢＭＳ６０は使用パックグループに属するバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパックを除いたバッテリパックの充電残余時間の予測において、次のオーダリング番号に該当するバッテリパック４０の推定されたＳＯＣを充電目標ＳＯＣとする。また、ＢＭＳ６０は使用パックグループに属するバッテリパックのうちオーダリング番号が最も大きいバッテリパックの充電残余時間の予測において、最終目標ＳＯＣ（例えば、ＳＯＣ９５％）を充電目標ＳＯＣとする。

【0070】

使用パックグループを構成するバッテリパック２０，４０それぞれの充電残余時間ｄ，ｅを合算した時間（ｄ＋ｅ）は、使用パックグループを構成するバッテリパック２０，４０のうちオーダリング番号が最も小さいバッテリパック２０の推定されたＳＯＣ値を基準として、最終目標ＳＯＣ値に到達するのに予想される充電時間と同一である。

【0071】

このように、一実施形態による充電残余時間の予測方法は、充電装置に連結できる連結パックグループ－バッテリパック５０，１０，３０－の充電残余時間と使用可能な使用パックグループ－バッテリパック２０，４０－に対する充電残余時間を異なる方式で予測することができる。

【0072】

ＢＭＳ６０は連結パックグループの充電残余時間および使用パックグループの充電残余時間を合算して最終充電残余時間を予測する（Ｓ６）。ＢＭＳ６０がバッテリシステム１の最終充電残余時間を予測する方法を示すと、下記の数式２の通りである。

【0073】

【数2】

【0074】

ここで、ＣＲＴは充電残余時間（Ｃｈａｒｇｅ Ｒｅｍａｉｎｉｎｇ Ｔｉｍｅ）であり、ＣｏｎｎＰは連結パックグループ（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｐａｃｋ）、ＡｖａｉｌＰは使用パックグループ（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｐａｃｋ）である。

【0075】

ＢＭＳ６０は充電装置から連結パックグループを構成するバッテリパック５０，１０，３０の充電が終了すると、再びＳ１段階からＳ６段階まで繰り返すことができる。

【0076】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の属する分野で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また、本発明の権利範囲に属する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】