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特表2022-543065バッテリー温度制御装置、バッテリーシステム、エネルギー貯蔵システム及びバッテリー温度制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-07
(54)【発明の名称】バッテリー温度制御装置、バッテリーシステム、エネルギー貯蔵システム及びバッテリー温度制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20220930BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220930BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20220930BHJP
H01M 10/6563 20140101ALI20220930BHJP
H01M 10/651 20140101ALI20220930BHJP
H01M 10/633 20140101ALI20220930BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20220930BHJP
H01M 10/617 20140101ALI20220930BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 H
H02J7/00 Y
H01M10/613
H01M10/6563
H01M10/651
H01M10/633
H01M10/48 301
H01M10/48 P
H01M10/617
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022506498
(86)(22)【出願日】2020-07-10
(85)【翻訳文提出日】2022-01-31
(86)【国際出願番号】 KR2020009143
(87)【国際公開番号】W WO2021020764
(87)【国際公開日】2021-02-04
(31)【優先権主張番号】10-2019-0093948
(32)【優先日】2019-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0084321
(32)【優先日】2020-07-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ボ－ミ・イム
【テーマコード（参考）】
5G503
5H030
5H031
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503BA03
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA11
5G503CB11
5G503EA05
5G503EA08
5G503FA18
5G503GB06
5G503GD03
5G503GD06
5H030AA01
5H030AS20
5H030FF22
5H030FF41
5H031AA09
5H031CC09
5H031HH06
5H031KK08
(57)【要約】
バッテリー温度制御装置、バッテリー温度制御方法及びバッテリーシステムが提供される。バッテリー温度制御装置は、第１～第ｎのバッテリーモジュールに一対一に提供される第１～第ｎの冷却ファンと、第１～第ｎのバッテリーモジュールに一対一に提供される第１～第ｎのスレーブ管理部と、マスター管理部と、を含む。ここで、ｎは、２以上の自然数である。マスター管理部は、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含むバッテリー温度情報を決定する。第１～第ｎの温度値は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの温度を示す。第１基準値は、第１～第ｎの温度値の平均または中央値である。マスター管理部は、バッテリー温度情報に基づいて各冷却ファンの各々の回転速度を制御する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直列接続した第１～第ｎのバッテリーモジュール（ｎは、２以上の自然数）を含むバッテリー群のためのバッテリー温度制御装置であって、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールに一対一に提供される第１～第ｎの冷却ファンと、
前記第１～第ｎのバッテリーモジュールに一対一に提供される第１～第ｎのスレーブ管理部と、
前記第１～第ｎの冷却ファン及び前記第１～第ｎのスレーブ管理部に動作可能に連結されるマスター管理部と、
を含み、
前記マスター管理部は、
前記第１～第ｎのスレーブ管理部の各々からの通知信号に基づいて、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含むバッテリー温度情報を決定し、前記第１～第ｎの温度値は、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールの温度を示し、前記第１基準値は、前記第１～第ｎの温度値の平均または中央値であり、
前記バッテリー温度情報に基づいて前記第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を制御するように構成される、バッテリー温度制御装置。
【請求項2】
前記マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が前記第１基準値以下である場合、下記の数式１を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定し、
前記第ｉの温度値が前記第１基準値よりも大きい場合、下記の数式２を用いて前記第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され、
【数1】
【数2】
【請求項3】
前記マスター管理部は、前記通知信号に基づいて、第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含むバッテリー寿命情報を決定し、前記第１～第ｎの健康状態は、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールの残余寿命を示し、前記第２基準値は、前記第１～第ｎの健康状態の平均または中央値であり、
前記バッテリー寿命情報にさらに基づいて、前記第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を決定するように構成される、請求項１に記載のバッテリー温度制御装置。
【請求項4】
前記マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が前記第１基準値以下である場合、下記の数式３を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定し、
前記第ｉの温度値が前記第１基準値よりも大きい場合、下記の数式４を用いて前記第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され、
【数3】
【数4】
【請求項5】
前記マスター管理部は、前記通知信号に基づいて、第１～第ｎの充電状態及び第３基準値を含むバッテリー容量情報を決定し、前記第１～第ｎの充電状態は、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールの残存容量を示し、前記第３基準値は、前記第１～第ｎの充電状態の平均または中央値であり、
前記バッテリー容量情報にさらに基づいて、前記第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を決定するように構成される、請求項３に記載のバッテリー温度制御装置。
【請求項6】
前記マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が前記第１基準値以下である場合、下記の数式５を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定し、
前記第ｉの温度値が前記第１基準値よりも大きい場合、下記の数式６を用いて前記第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され、
【数5】
【数6】
【請求項7】
電力供給回路をさらに含み、前記電力供給回路は、前記バッテリー群に並列接続するメイン直列回路と、前記第１～第ｎの冷却ファンに一対一に並列接続する第１～第ｎのサブ直列回路と、を含み、
前記メイン直列回路は、互いに直列接続したメインコイル及びメインスイッチを含み、
前記第１～第ｎのサブ直列回路のそれぞれは、互いに直列接続したサブコイル及びサブスイッチを含み、
前記マスター管理部は、前記第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度に基づいて、前記メインスイッチ及び前記サブスイッチを制御するように構成された、請求項１に記載のバッテリー温度制御装置。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか一項に記載のバッテリー温度制御装置を含む、バッテリーシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のバッテリーシステムを含む、エネルギー貯蔵システム。
【請求項10】
直列接続した第１～第ｎのバッテリーモジュール（ｎは、２以上の自然数）を含むバッテリー群のためのバッテリー温度制御方法であって、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含むバッテリー温度情報を決定し、前記第１～第ｎの温度値は、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールの温度を示し、前記第１基準値は、前記第１～第ｎの温度値の平均または中央値である段階と、
前記バッテリー温度情報に基づいて、第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を制御する段階と、
を含む、バッテリー温度制御方法。
【請求項11】
第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含むバッテリー寿命情報を決定し、前記第１～第ｎの健康状態は、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールの残余寿命を示し、前記第２基準値は、前記第１～第ｎの健康状態の平均または中央値である段階をさらに含み、前記第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度は、前記バッテリー寿命情報にさらに基づいて決定される、請求項１０に記載のバッテリー温度制御方法。
【請求項12】
第１～第ｎの充電状態及び第３基準値を含むバッテリー容量情報を決定し、前記第１～第ｎの充電状態は、前記第１～第ｎのバッテリーモジュールの残存容量を示し、前記第３基準値は、前記第１～第ｎの充電状態の平均または中央値である段階をさらに含み、前記第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度は、前記バッテリー容量情報にさらに基づいて決定される、請求項１１に記載のバッテリー温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリーの温度を制御する技術に関する。
【0002】
本出願は、２０１９年０８月０１日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－００９３９４８号及び２０２０年０７月０８日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００８４３２１号に基づく優先権を主張し、該当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。
【背景技術】
【0003】
最近、ノートブックＰＣ、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増し、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するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能バッテリーについての研究が活発に進行しつつある。
【0004】
現在、商用化したバッテリーとしては、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、リチウムバッテリーなどがあり、このうち、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ほとんど起こらず、充放電が自由で、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】
バッテリーシステムは、外部から供給された電力を貯蔵しておき、非常時に貯蔵された電力を外部に供給するように提供され得る。このようなバッテリーシステムには、基本的に複数のバッテリーモジュール及び各バッテリーモジュールを制御するためのコントローラーを含む。
【0006】
バッテリーシステムの内外部環境や反復された充放電によって複数のバッテリーモジュール同士に温度偏差が発生し得る。バッテリーモジュールの温度は、バッテリーモジュールの性能（例えば、充放電効率）に大きい影響を及ぼすため、バッテリーモジュールの温度を適正範囲内にするための冷却が必須となる。
【0007】
本発明の発明者は、同じバッテリー群内の複数のバッテリーモジュールに対する実験から、幾つかの明確な相関関係を確認した。第一に、各バッテリーモジュールの温度が他のバッテリーモジュールの温度に影響を受けるということである。第二に、高温環境に露出した期間が長いほど、また充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ－Ｏｆ－Ｃｈａｒｇｅ）が高いほど、バッテリーモジュールの健康状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ－Ｏｆ－Ｈｅａｌｔｈ）が大幅低下するということである。
【0008】
ところが、従来には、各バッテリーモジュールの冷却が当該バッテリーモジュールの温度のみに基づいて行われることが通常である。即ち、各バッテリーモジュールに対する冷却制御を行うとき、他のバッテリーモジュールの温度が考慮されていない。そればかりではなく、複数のバッテリーモジュールの各々の健康状態及び充電状態が温度制御に考慮されていない。各バッテリーモジュールの温度のみに基づいて当該バッテリーモジュールを冷却する場合、同じバッテリー群内の複数のバッテリーモジュール同士の温度偏差が適切に抑制できず、結果的に複数のバッテリーモジュールが不均一に劣化するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、同じバッテリー群に属する複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも二つ以上の温度に基づいて、各バッテリーモジュールのための冷却レベル（例えば、冷却媒体の供給量）を制御する装置及び方法を提供することを目的とする。
【0010】
また、本発明は、同じバッテリー群に属する各バッテリーモジュールの充電状態及び／又は健康状態にさらに基づいて、各バッテリーモジュールに対する個別冷却を行う装置及び方法を提供することを他の目的とする。
【0011】
また、本発明は、各バッテリーモジュールに対する冷却のために求められる電力を当該バッテリーモジュールのみから供給する代わりに、残りのバッテリーモジュールからも供給する装置及び方法を提供することをさらに他の目的にする。
【0012】
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、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。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合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】
【0013】
本発明の一面によるバッテリー温度制御装置は、直列接続した第１～第ｎのバッテリーモジュールを含むバッテリー群のためのものである。ここで、ｎは、２以上の自然数である。バッテリー温度制御装置は、第１～第ｎのバッテリーモジュールに一対一に提供される第１～第ｎの冷却ファンと、第１～第ｎのバッテリーモジュールに一対一に提供される第１～第ｎのスレーブ管理部と、第１～第ｎの冷却ファン及び第１～第ｎのスレーブ管理部に動作可能に連結されるマスター管理部と、を含む。マスター管理部は、第１～第ｎのスレーブ管理部の各々からの通知信号に基づいて、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含むバッテリー温度情報を決定するように構成される。第１～第ｎの温度値は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの温度を示す。第１基準値は、第１～第ｎの温度値の平均または中央値である。マスター管理部は、バッテリー温度情報に基づいて第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を制御するように構成される。
【0014】
マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が第１基準値以下である場合、下記の数式１を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され得る。マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が第１基準値よりも大きい場合、下記の数式２を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され得る。
【数1】
【数2】
【0015】
数式１及び数式２において、Ｔｉは第ｉの温度値、ＴＬは臨界温度値、Ｔｒｅｆは第１基準値、Ｋ１は第１加重値、Ｋ２は第２加重値、Ｆｉは第ｉの冷却ファンの回転速度である。
【0016】
マスター管理部は、通知信号に基づいて、第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含むバッテリー寿命情報を決定するように構成され得る。第１～第ｎの健康状態は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの残余寿命を示す。第２基準値は、第１～第ｎの健康状態の平均または中央値である。マスター管理部は、バッテリー寿命情報にさらに基づいて、第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を決定するように構成され得る。
【0017】
マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が第１基準値以下である場合、下記の数式３を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され得る。マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が第１基準値よりも大きい場合、下記の数式４を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され得る。
【数3】
【数4】
【0018】
数式３及び数式４において、Ｔｉは第ｉの温度値、ＴＬは臨界温度値、Ｔｒｅｆは第１基準値、ＳＯＨｉは第ｉの健康状態、ＳＯＨｒｅｆは第２基準値、Ｋ３は第３加重値、Ｋ４は第４加重値、Ｋ５は第５加重値、Ｆｉは第ｉの冷却ファンの回転速度である。
【0019】
マスター管理部は、通知信号に基づいて、第１～第ｎの充電状態及び第３基準値を含むバッテリー容量情報を決定するように構成され得る。第１～第ｎの充電状態は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの残存容量を示す。第３基準値は、第１～第ｎの充電状態の平均または中央値である。マスター管理部は、バッテリー容量情報にさらに基づいて、第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を決定するように構成され得る。
【0020】
マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が第１基準値以下である場合、下記の数式５を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され得る。マスター管理部は、ｉ＝１～ｎであるとき、第ｉの温度値が第１基準値よりも大きい場合、下記の数式６を用いて第ｉの冷却ファンの回転速度を決定するように構成され得る。
【数5】
【数6】
【0021】
数式５及び数式６において、Ｔｉは第ｉの温度値、Ｔｒｅｆは第１基準値、ＴＬは臨界温度値、ＳＯＨｉは第ｉの健康状態、ＳＯＨｒｅｆは第２基準値、ＳＯＣｉは第ｉの充電状態、ＳＯＣｒｅｆは第３基準値、Ｋ６は第６加重値、Ｋ７は第７加重値、Ｋ８は第８加重値、Ｋ９は第９加重値、Ｆｉは第ｉの冷却ファンの回転速度である。
【0022】
バッテリー温度制御装置は、電力供給回路をさらに含み得る。電力供給回路は、バッテリー群に並列接続するメイン直列回路と、第１～第ｎの冷却ファンに一対一に並列接続する第１～第ｎのサブ直列回路と、を含む。メイン直列回路は、互いに直列接続したメインコイル及びメインスイッチを含む。第１～第ｎのサブ直列回路のそれぞれは、互いに直列接続したサブコイル及びサブスイッチを含む。マスター管理部は、第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度に基づいて、メインスイッチ及びサブスイッチを制御するように構成され得る。
【0023】
本発明の他面によるバッテリーシステムは、バッテリー温度制御装置を含む。
【0024】
本発明のさらに他面によるエネルギー貯蔵システムは、バッテリーシステムを含む。
【0025】
なお、本発明のさらに他面によるバッテリー温度制御方法は、直列接続した第１～第ｎのバッテリーモジュールを含むバッテリー群のためのものである。ここで、ｎは、２以上の自然数である。バッテリー温度制御方法は、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含むバッテリー温度情報を決定する段階を含む。第１～第ｎの温度値は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの温度を示す。第１基準値は、第１～第ｎの温度値の平均または中央値である。バッテリー温度制御方法は、バッテリー温度情報に基づいて、第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度を制御する段階と、をさらに含む。
【0026】
バッテリー温度制御方法は、第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含むバッテリー寿命情報を決定する段階をさらに含み得る。第１～第ｎの健康状態は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの残余寿命を示す。第２基準値は、第１～第ｎの健康状態の平均または中央値である。第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度は、バッテリー寿命情報にさらに基づいて決定され得る。
【0027】
バッテリー温度制御方法は、第１～第ｎの充電状態及び第３基準値を含むバッテリー容量情報を決定する段階をさらに含み得る。第１～第ｎの充電状態は、第１～第ｎのバッテリーモジュールの残存容量を示す。第３基準値は、第１～第ｎの充電状態の平均または中央値である。第１～第ｎの冷却ファンの各々の回転速度は、バッテリー容量情報にさらに基づいて決定され得る。
【発明の効果】
【0028】
本発明の実施例のうち少なくとも一つによると、同じバッテリー群に属する複数のバッテリーモジュールの少なくとも二つ以上の温度に基づいて、各バッテリーモジュールのための冷却レベルを制御することで、複数のバッテリーモジュール同士の温度偏差を効果的に抑制することができる。
【0029】
また、本発明の実施例の少なくとも一つによると、同じバッテリー群に属する各バッテリーモジュールの充電状態及び／又は健康状態にさらに基づいて、各バッテリーモジュールに対する個別冷却を行うことで、複数のバッテリーモジュール同士の寿命偏差を効果的に抑制することができる。
【0030】
また、本発明の実施例の少なくとも一つによると、各バッテリーモジュールに対する冷却のために求められる電力を該当バッテリーモジュールのみから供給する代わりに、他のバッテリーモジュールからも供給することで、複数のバッテリーモジュール同士の寿命偏差をさらに効果的に抑制することができる。
【0031】
本発明の効果は上述の効果に限定されず、言及していない効果は、本明細書及び添付の図面から本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者に明確に理解されるだろう。
【0032】
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、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ため、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】
【0033】
【図1】本発明の第１実施例によるバッテリーシステムの構成を例示的に示した図である。
【図4】バッテリー群の温度を制御するための一方法を例示したフローチャートである。
【図5】バッテリー群の温度を制御するための他の方法を例示したフローチャートである。
【図6】バッテリー群の温度を制御するためのさらに他の方法を例示したフローチャートである。
【図7】本発明の第２実施例によるバッテリーシステムの構成を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、添付された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。これに先立ち、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的や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。したがって、本明細書に記載された実施例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例に過ぎず、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。
【0035】
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いずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
【0036】
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「管理部」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示し、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とソフトウェアとの組み合わせにより具現され得る。
【0037】
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。
【0038】
本明細書において、参照符号として使用されたｎは、２以上の自然数であり、参照符号として使用されたｉは１～ｎ、即ち、ｎ以下の自然数である。
【0039】
図１は、本発明の第１実施例によるバッテリーシステム１０の構成を例示的に示した図であり、図２は、図１のスレーブ２２０＿ｉの構成を例示的に示した図であり、図３は、図１のマスター２３０の構成を例示的に示した図である。
【0040】
バッテリーシステム１０は、エネルギー貯蔵システム１に含まれ得る。エネルギー貯蔵システム１は、図示省略した電力変換システム（ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）などをさらに含み得る。ＰＣＳは、バッテリーシステム１０からの直流電力を交流電力に変換して電気系統に供給し得る。図１～図３を参照すると、バッテリーシステム１０は、バッテリー群２０、電流センサー５０、リレー１００及びバッテリー温度制御装置２００（以下、「装置」と称し得る。）を含む。
【0041】
バッテリー群２０は、第１ノードＮ＋、第２ノードＮ－、及び第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎを含む。
【0042】
第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎは、第１ノードＮ＋と第２ノードＮ－との間に電気的に直列接続する。バッテリーモジュール３０＿ｉは、少なくとも一つのバッテリーセルを含む。バッテリーセルは、例えば、リチウムイオンセルのように反復的な充放電が可能なものであれば、その種類は特に限定されない。
【0043】
電流センサー５０は、バッテリー群２０の充放電のための電流経路を通してバッテリー群２０に電気的に直列接続する。電流センサー５０は、電流経路を通して流れる電流を検出し、検出された電流を示す電流信号をマスター２３０に出力するように構成される。
【0044】
リレー１００は、バッテリー群２０の充放電のための電流経路に設けられる。即ち、バッテリー群２０、電流センサー５０及びリレー１００は、電流経路を通して直列接続する。リレー１００の制御端子は、装置２００に電気的に接続する。リレー１００は、制御端子に出力される装置２００からのスイッチング信号に応じて、オンオフ制御される。
【0045】
装置２００は、第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎが過熱しないように、また第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎの劣化が均一になるように、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎを活用して第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎの温度を個別制御するように提供される。
【0046】
装置２００は、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎ、第１～第ｎのスレーブ管理部２２０＿１～２２０＿ｎ及びマスター管理部２３０を含む。電流センサー５０は、装置２００に含まれるものであり得る。以下では、スレーブ管理部を「スレーブ」と称し、マスター管理部を「マスター」と称する。
【0047】
第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎは、第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎに一対一に提供される。ｉ＝１～ｎであるとき、冷却ファン２１０＿ｉは、バッテリーモジュール３０＿ｉの冷却のためのものである。即ち、冷却ファン２１０＿ｉが回転する間、冷却ファン２１０＿ｉから伝達される冷却媒体（例えば、空気）によってバッテリーモジュール３０＿ｉの冷却が行われる。冷却ファン２１０＿ｉの回転速度が速いほど、バッテリーモジュール３０＿ｉの冷却が速く行われる。冷却ファン２１０＿ｉは、スレーブ２２０＿ｉまたはマスター２３０からの制御信号Ｃ＿ｉに応じて、制御信号Ｃ＿ｉによって求められた回転速度で回転するように構成される。冷却ファン２１０＿ｉは、一対の電力供給ラインを介してバッテリーモジュール３０＿ｉの正極端子及び負極端子に電気的に接続し得る。これによって、制御信号Ｃ＿ｉが冷却ファン２１０＿ｉに印加される場合、冷却ファン２１０＿ｉは、バッテリーモジュール３０＿ｉから供給される電力を用いて駆動可能となる。
【0048】
第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎは、第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎに一対一に提供される。スレーブ２２０＿ｉは、バッテリーモジュール３０＿ｉの状態をモニターするために、バッテリーモジュール３０＿ｉに連結される。バッテリーモジュール３０＿ｉの状態を示すパラメーターであるバッテリーモジュール３０＿ｉの電圧、電流及び温度の少なくとも一つが、スレーブ２２０＿ｉによって周期的に、または非周期的に検出される。
【0049】
スレーブ２２０＿ｉは、センシング回路２２１、制御回路２２２及び通信回路２２３を含む。
【0050】
センシング回路２２１は、温度センサーＴＳを含む。センシング回路２２１は、電圧センサーＶＳをさらに含み得る。温度センサーＴＳは、バッテリーモジュール３０＿ｉの温度を検出し、検出された温度を示す信号を制御回路２２２に出力するように構成される。電圧センサーＶＳは、バッテリーモジュール３０＿ｉの正極端子及び負極端子に電気的に接続する。電圧センサーＶＳは、バッテリーモジュール３０＿ｉの両端にかかった電圧を検出し、検出された電圧を示す信号を制御回路２２２に出力するように構成される。
【0051】
制御回路２２２は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、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ー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、及びその他の機能の遂行のための電気的ユニットの少なくとも一つを用いて具現され得る。制御回路２２２は、メモリ２２４を含み得る。メモリ２２４には、後述する段階を行うのに必要なプログラム及び各種データが保存され得る。メモリ２２４は、例えば、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ（登録商標） ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、ＳＳＤタイプ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ，ソリッドステートディスクタイプ）、ＳＤＤタイプ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ ｔｙｐｅ，シリコンディスクドライブタイプ）、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，ランダムアクセスメモリ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ，スタティックランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，リードオンリメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，エレクトリカリーイレーサブルリードオンリメモリ）、及びＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，プログラマブルリードオンリメモリ）のうち少なくとも一つのタイプの保存媒体を含み得る。
【0052】
制御回路２２２は、センシング回路２２１からの信号に基づいて、バッテリーモジュール３０＿ｉの状態を示す通知信号Ｒ＿ｉを生成する。
【0053】
通信回路２２３は、マスター２３０との通信のために提供される。通信回路２２３は、制御回路２２２からの通知信号Ｒ＿ｉをマスター２３０に伝送する。通信回路２２３は、マスター２３０からの命令（例えば、ウェイクアップ、スリープ、シャットダウン、バッテリー冷却）を制御回路２２２に伝達し得る。通信回路２２３は、ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，ローカルエリア・ネットワーク）、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，コントローラー・エリア・ネットワーク）、デージ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、Ｗｉ－Ｆｉなどの無線ネットワークを提供し得る。
【0054】
マスター２３０は、電流センサー５０、リレー１００、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎ及び第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎに動作可能に連結される。マスター２３０は、制御回路２３１及び通信回路２３２を含む。
【0055】
制御回路２３１は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ、ＤＳＰｓ、ＤＳＰＤｓ、ＰＬＤｓ、ＦＰＧＡｓ、マイクロプロセッサー、及びその他の機能の遂行のための電気的ユニットの少なくとも一つを用いて具現され得る。制御回路２３１は、メモリ２３３を含み得る。メモリ２３３には、後述する段階を実行するのに必要なプログラム及び各種データが保存され得る。メモリ２３３は、例えば、フラッシュメモリタイプ（登録商標）、ハードディスクタイプ、ＳＳＤタイプ、ＳＤＤタイプ、マルチメディアカードマイクロタイプ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＰＲＯＭのうち少なくとも一つのタイプの保存媒体を含み得る。
【0056】
通信回路２３２は、第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎとの通信のために提供される。通信回路２３２は、第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎからの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎが示す情報を制御回路２３１に伝達する。通信回路２３２は、制御回路２３１からの命令を第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎに伝送する。通信回路２３２は、ＬＡＮ、ＣＡＮ、デージ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、Ｗｉ－Ｆｉなどの無線ネットワークを提供し得る。
【0057】
制御回路２３１は、第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎからの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎに基づいて、バッテリー温度情報を決定する。制御回路２３１は、電流センサー５０からの電流信号及び第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎからの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎに基づいて、バッテリー寿命情報及び／またはバッテリー容量情報をさらに決定し得る。
【0058】
バッテリー温度情報は、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含む。第ｉの温度値は、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの温度を示す。第１基準値は、第１～第ｎの温度値の代表値（例えば、平均、中央値）を示す。
【0059】
バッテリー寿命情報は、第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含む。第ｉの健康状態は、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの残余寿命を示す。第２基準値は、第１～第ｎの健康状態の代表値（例えば、平均、中央値）を示す。第ｉの健康状態は、下記の数式によって決定できる。
【数7】
【0060】
上記式において、Ｑｒｅｆは所定の基準容量、ＳＯＣ（ｔ１）は時点ｔ１における第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの充電状態、ＳＯＣ（ｔ２）は時点ｔ１の後である時点ｔ２における第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの充電状態、ｉ（ｔ）は時点ｔ１と時点ｔ２との間の時点ｔで検出された電流、ＳＯＨｉは第ｉの健康状態を示す。Ｑｒｅｆは、メモリ２３３に予め保存され得、バッテリーモジュール３０＿ｉが新品（ＢＯＬ：Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）であったときのバッテリーモジュール３０＿ｉの最大容量を示す。時点ｔ２は、ＳＯＣ（ｔ１）とＳＯＣ（ｔ２）との差の絶対値が臨界値（例えば、０．５）以上である最も最近の時点であり得る。
【0061】
バッテリー容量情報は、第１～第ｎの充電状態及び第３基準値を含む。第ｉの充電状態は、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの残存容量を示す。第３基準値は、第１～第ｎの充電状態の代表値（例えば、平均、中央値）を示す。第ｉの充電状態は、公知の多様なＳＯＣ推定アルゴリズムから決定され得る。例えば、第ｉの充電状態は、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの開放電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ－Ｃｉｒｃｕｉｔ－ｖｏｌｔａｇｅ）をインデックスとして活用し、所定のＯＣＶ－ＳＯＣカーブから決定され得る。他の例で、第ｉの充電状態は、アンペアカウンティングを用いて、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの電流を時間に対して累積した電流積算値に基づいて決定され得る。さらに他の例で、第ｉの充電状態は、カルマンフィルターを用いて、バッテリーモジュール３０＿ｉの電圧履歴、電流履歴及び温度履歴から決定され得る。
【0062】
制御回路２３１は、バッテリー温度情報、バッテリー寿命情報及びバッテリー容量情報のうち少なくとも一つに基づいて、リレー１００のオンオフ状態を制御するためのスイッチング信号を生成する。
【0063】
制御回路２３１は、バッテリー温度情報、バッテリー寿命情報及びバッテリー容量情報のうち少なくとも一つに基づいて、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎの回転速度を制御するための第１～第ｎの制御信号Ｃ＿１～Ｃ＿ｎを生成する。
【0064】
【0065】
図１～図４を参照すると、段階Ｓ４１０において、マスター２３０は、第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎからの第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎをマスター２３０のメモリ２３３に記録する。第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎは、同一時点における第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎの状態を示し得る。即ち、第ｉの通知信号Ｒ＿ｉは、第ｉのスレーブ２２０＿ｉによって伝送されるものであって、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの状態を示す。
【0066】
段階Ｓ４２０において、マスター２３０は、第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎに基づいて、バッテリー温度情報を決定する。バッテリー温度情報は、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含む。
【0067】
段階Ｓ４３０において、マスター２３０は、バッテリー温度情報に基づいて、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎのための第１～第ｎの回転速度を決定する。
【0068】
一例において、制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以下である場合、下記の数式１を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関わる第ｉの回転速度を決定し得る。制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値よりも大きい場合、下記の数式２を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関わる第ｉの回転速度を決定し得る。
【数8】
【数9】
【0069】
数式１及び数式２において、Ｔｉは第ｉの温度値、ＴＬは臨界温度値、第ｉの温度値、Ｔｒｅｆは第１基準値、Ｋ１は第１加重値、Ｋ２は第２加重値、Ｆｉは第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関わる第ｉの回転速度を示す。臨界温度値ＴＬは過冷却を防止するための所定の下限温度（例えば、５℃）を示す。
【0070】
Ｋ１及びＫ２の各々は、予め決められた正数であり得る。または、Ｋ１及びＫ２は、バッテリー温度情報の第１基準値をインデックスとして用いて、第１データテーブル及び第２データテーブルから各々得られうる。第１データテーブルは、ＴｒｅｆとＫ１との対応関係を規定する。第１データテーブル内で、相対的に大きいＴｒｅｆは、相対的に大きいＫ１に関連付けられている。第２データテーブルは、ＴｒｅｆとＫ２との対応関係を規定する。第２データテーブル内で、相対的に大きいＴｒｅｆは、相対的に大きいＫ２に関連付けられている。または、制御回路２３１は、第２データテーブルを用いる代わりに、Ｋ２を第１データテーブルからのＫ１と同一に設定し得る。
【0071】
他の例で、制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以下である場合、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた回転速度を第１値に設定する一方、その外には、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた回転速度を第２値に設定し得る。第２値（例えば、１０回／秒）は、第１値（例えば、７回／秒）よりも大きい。
【0072】
段階Ｓ４４０において、マスター２３０は、第１～第ｎの制御信号Ｃ＿１～Ｃ＿ｎを第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎに出力する。即ち、第ｉの制御信号Ｃ＿ｉは、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに出力される。第ｉの制御信号Ｃ＿ｉは、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに第ｉの回転速度で回転することを命令するための信号である。
【0073】
【0074】
図１～図３及び図５を参照すると、段階Ｓ５１０において、マスター２３０は、第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎからの第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎをマスター２３０のメモリ２３３に記録する。第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎは、同一時点における第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎの状態を示し得る。即ち、第ｉの通知信号Ｒ＿ｉは、第ｉのスレーブ２２０＿ｉによって伝送されるものであって、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの状態を示す。
【0075】
段階Ｓ５２０において、マスター２３０は、第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎに基づき、バッテリー温度情報及びバッテリー寿命情報を決定する。バッテリー温度情報は、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含む。バッテリー寿命情報は、第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含む。
【0076】
段階Ｓ５３０において、マスター２３０は、バッテリー温度情報及びバッテリー寿命情報に基づいて、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎのための第１～第ｎの回転速度を決定する。
【0077】
一例で、制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以下であり、第ｉの健康状態が第２基準値以上である場合、上記数式１を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以上であり、第ｉの健康状態が第２基準値以上である場合、上記数式２を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。
【0078】
他の例で、制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以下であり、第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、下記の数式３を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉ）に関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以上であり、第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、下記の数式４を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。
【数10】
【数11】
【0079】
数式３及び数式４において、Ｔｉは第ｉの温度値、ＴＬは臨界温度値、Ｔｒｅｆは第１基準値、ＳＯＨｉは第ｉの健康状態、ＳＯＨｒｅｆは第２基準値、Ｋ３は第３加重値、Ｋ４は第４加重値、Ｋ５は第５加重値、Ｆｉは第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を示す。Ｋ３、Ｋ４及びＫ５の各々は、予め決められた正数であり得る。または、Ｋ３及びＫ４は、バッテリー温度情報の第１基準値をインデックスとして用いて、第３データテーブル及び第４データテーブルから各々得られうる。第３データテーブルは、ＴｒｅｆとＫ３との対応関係を規定する。第３データテーブル内で、相対的に大きいＴｒｅｆは、相対的に大きいＫ３に関連付けられている。第４データテーブルは、ＴｒｅｆとＫ４との対応関係を規定する。第４データテーブル内で、相対的に大きいＴｒｅｆは、相対的に大きいＫ４に関連付けられている。第１データテーブルが第３データテーブルとして用いられ得る。即ち、Ｋ３はＫ１と同一であり得る。第２データテーブルが第４データテーブルとして用いられ得る。即ち、Ｋ４は、Ｋ２と同一であり得る。
【0080】
Ｋ５は、バッテリー寿命情報の第２基準値をインデックスとして用いて、第５データテーブルから得られうる。第５データテーブルは、ＳＯＨｒｅｆとＫ５との対応関係を規定する。第５データテーブル内で、相対的に小さいＳＯＨｒｅｆは、相対的に大きいＫ５に関連付けられている。
【0081】
段階Ｓ５４０において、マスター２３０は、第１～第ｎの制御信号Ｃ＿１～Ｃ＿ｎを第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎに出力する。即ち、第ｉの制御信号Ｃ＿ｉは、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに出力される。第ｉの制御信号Ｃ＿ｉは、冷却ファン２１０＿ｉに第ｉの回転速度で回転することを命令するための信号である。
【0082】
図６は、バッテリー群２０の温度を制御するためのさらに他の方法を例示的に示すフローチャートである。
【0083】
図６を参照すると、段階Ｓ６１０において、マスター２３０は、第１～第ｎのスレーブ２２０＿１～２２０＿ｎからの第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎをマスター２３０のメモリ２３３に記録する。第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎは、同一時点における第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎの状態を示し得る。即ち、第ｉの通知信号Ｒ＿ｉは、第ｉのスレーブ２２０＿ｉによって伝送されるものであって、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの状態を示す。
【0084】
段階Ｓ６２０において、マスター２３０は、第１～第ｎの通知信号Ｒ＿１～Ｒ＿ｎに基づいて、バッテリー温度情報、バッテリー寿命情報及びバッテリー容量情報を決定する。バッテリー温度情報は、第１～第ｎの温度値及び第１基準値を含む。バッテリー寿命情報は、第１～第ｎの健康状態及び第２基準値を含む。バッテリー容量情報は、第１～第ｎの充電状態及び第３基準値を含む。
【0085】
段階Ｓ６３０において、マスター２３０は、バッテリー温度情報、バッテリー寿命情報及びバッテリー容量情報に基づいて、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎのための第１～第ｎの回転速度を決定する。
【0086】
一例で、制御回路２３１は、バッテリー群２０が充電中であるか、または放電中であるかに関係なく、第ｉの温度値が第１基準値以下であり、かつ第ｉの健康状態が第２基準値以上である場合、上記数式１を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以上であり、かつ第ｉの健康状態が第２基準値以上である場合、上記数式２を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。
【0087】
他の例で、制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以下であり、かつ第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、下記の数式５を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。制御回路２３１は、バッテリー群２０が放電中であるとき、第ｉの温度値が第１基準値以上であり、かつ第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、下記の数式６を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定できる。
【数12】
【数13】
【0088】
数式５及び数式６は、バッテリーモジュール３０＿ｉが劣化するほどバッテリーモジュール３０＿ｉの内部抵抗が増加することによって、放電中のバッテリーモジュール３０＿ｉの充電状態の下降速度が遅くなる特性が考慮されている。
【0089】
さらに他の例で、制御回路２３１は、第ｉの温度値が第１基準値以下であり、かつ第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、下記の数式７を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。制御回路２３１は、バッテリー群２０が充電中であるとき、第ｉの温度値が第１基準値以上であり、かつ第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、下記の数式８を用いて第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定できる。
【数14】
【数15】
【0090】
数式７及び数式８は、バッテリーモジュール３０＿ｉが劣化するほどバッテリーモジュール３０＿ｉの内部抵抗が増加するによって、充電中のバッテリーモジュール３０＿ｉの充電状態の上昇速度が遅くなる特性が考慮されている。
【0091】
数式５～数式８において、Ｔｉは第ｉの温度値、ＴＬは臨界温度値、Ｔｒｅｆは第１基準値、ＳＯＨｉは第ｉの健康状態、ＳＯＨｒｅｆは第２基準値、ＳＯＣｉは第ｉの充電状態、ＳＯＣｒｅｆは第３基準値、Ｋ６は第６加重値、Ｋ７は第７加重値、Ｋ８は第８加重値、Ｋ９は第９加重値、Ｆｉは第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた回転速度を示す。
【0092】
制御回路２３１は、第ｉの健康状態が第２基準値以下である場合、数式５～数式８のいずれか一つを用いて、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を決定し得る。例えば、制御回路２３１は、バッテリー群２０の放電中には、数式５または数式６を用いて第ｉの回転速度を決定し、バッテリー群２０の充電中には、数式７または数式８を用いて第ｉの回転速度を決定し得る。
【0093】
Ｋ６、Ｋ７、Ｋ８及びＫ９の各々は、予め決められた正数であり得る。または、Ｋ６及びＫ７は、バッテリー温度情報の第１基準値をインデックスとして用いて、第６データテーブル及び第７データテーブルから各々得られうる。第６データテーブルは、ＴｒｅｆとＫ６との対応関係を規定する。第６データテーブル内で、相対的に大きいＴｒｅｆは、相対的に大きいＫ６に関連付けられている。第７データテーブルは、ＴｒｅｆとＫ７との対応関係を規定する。第７データテーブル内で、相対的に大きいＴｒｅｆは、相対的に大きいＫ７に関連付けられている。第１データテーブルが第６データテーブルとして用いられ得る。即ち、Ｋ６は、Ｋ１と同一であり得る。第２データテーブルが第７データテーブルとして用いられ得る。即ち、Ｋ７は、Ｋ２と同一であり得る。
【0094】
Ｋ８は、バッテリー寿命情報の第２基準値をインデックスとして用いて、第８データテーブルから得られうる。第８データテーブルは、ＳＯＨｒｅｆとＫ８との対応関係を規定する。第８データテーブル内で、相対的に小さいＳＯＨｒｅｆは、相対的に大きいＫ８に関連付けられている。第５データテーブルが第８データテーブルとして用いられ得る。即ち、Ｋ８はＫ５と同一であり得る。
【0095】
Ｋ９は、バッテリー容量情報の第３基準値をインデックスとして用いて、第９データテーブルから得られうる。第９データテーブルは、ＳＯＣｒｅｆとＫ９との対応関係を規定する。第９データテーブル内で、相対的に大きいＳＯＣｒｅｆは、相対的に大きいＫ９に関連付けられている。
【0096】
段階Ｓ６４０において、マスター２３０は、第１～第ｎの制御信号Ｃ＿１～Ｃ＿ｎを第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎに出力する。即ち、第ｉの制御信号Ｃ＿ｉは、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに出力される。第ｉの制御信号Ｃ＿ｉは、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに第ｉの回転速度で回転することを命令するための信号である。
【0097】
図４～図６の方法において、制御回路２３１は、数式１～８のいずれか一つから決定されたＦｉが所定の下限値未満である場合、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を所定の下限値と同一に決定し得る。例えば、Ｆｉ＝－３（回／秒）であり、所定の下限値＝０（回／秒）の場合、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度は、０（回／秒）に制限され得る。
【0098】
制御回路２３１は、数式１～８のいずれか一つから決定されたＦｉが所定の上限値を超過する場合、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度を所定の上限値と同一に決定し得る。例えば、Ｆｉ＝５５（回／秒）であり、所定の上限値＝３０（回／秒）である場合、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度は、３０（回／秒）に制限され得る。所定の上限値は、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉの最大回転速度であり得る。
【0099】
したがって、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉに関連付けられた第ｉの回転速度は、所定の上限値と所定の下限値との範囲で、第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉの温度、健康状態及び／または充電状態に基づいて決定され得る。
【0100】
【0101】
図７は、本発明の第２実施例によるバッテリーシステム１０の構成を例示した図である。第２実施例によるバッテリーシステム１０については、第１実施例（図１～図３参照）との共通点についての反復する説明は省略し、相違点を中心にして説明する。
【0102】
第２実施例のバッテリーシステム１０は、装置２００が、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎと第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎとの電力供給経路として提供されたｎ対の電力供給ラインを代替するための電力供給回路３００をさらに含むという点で第１実施例と異なる。
【0103】
図７を参照すると、電力供給回路３００は、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎの動作に求められる電力を供給するためのものであって、メイン直列回路３１０及び第１～第ｎのサブ直列回路３２０＿１～３２０＿ｎを含む。
【0104】
メイン直列回路３１０は、第１ノードＮ＋及び第２ノードＮ－を介してバッテリー群２０に電気的に並列接続する。メイン直列回路３１０は、互いに直列接続したメインコイル３１１及びメインスイッチ３１２を含む。例えば、電界効果トランジスターがメインスイッチ３１２として用いられ得る。メインコイル３１１の一端は第１ノードＮ＋に接続し、メインコイル３１１の他端はメインスイッチ３１２の一端に接続し得る。メインスイッチ３１２の他端は第２ノードＮ－に接続し得る。
【0105】
第１～第ｎのサブ直列回路３２０＿１～３２０＿ｎは、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎに一対一に提供される。第ｉのサブ直列回路３２０＿ｉは、互いに直列接続したサブコイル３２１＿ｉ及びサブスイッチ３２２＿ｉを含む。サブスイッチ３２２＿ｉは、電界効果トランジスターであり得る。サブコイル３２１＿ｉの一端は、冷却ファン２１０＿ｉの二つの電源端子のいずれか一つに接続し、サブコイル３２１＿ｉの他端は、サブスイッチ３２２＿ｉの一端に接続し得る。サブスイッチ３２２＿ｉの他端は、冷却ファン２１０＿ｉの２つの電源端子のうち他の一つに接続し得る。電力供給回路３００は、フライバックトランスフォーマーを用いたものであって、メインコイル３１１とサブコイル３２１＿ｉとは、互いに磁気的に連結可能である。メインコイル３１１の巻線数に対するサブコイル３２１＿ｉの巻線数の巻線比は、０～１の値（例えば、１／ｎ）に予め決められていてもよい。
【0106】
図４～図６を参照して、前述した第１実施例に関わる方法は、第２実施例によるバッテリーシステム１０のバッテリー群２０の温度を調節するときにも共通的に適用可能である。制御回路２３１は、段階Ｓ４３０、段階Ｓ５３０または段階Ｓ６３０で決定された第１～第ｎの回転速度に基づいて、メインスイッチ３１２及び第１～第ｎのサブスイッチ３２２＿１～３２２＿ｎを制御し得る。
【0107】
【0108】
図８を参照すると、段階Ｓ８１０で、マスター２３０は、第１期間の間にメインスイッチ３１２をターンオンする。第１期間の開始時点は、段階Ｓ４４０、段階Ｓ５４０または段階Ｓ６４０が完了する時点から所定の時間（例えば、０．０１秒）内であり得る。メインスイッチ３１２は、制御回路２３１からのスイッチング信号ＳＭに応じて、ターンオンされる。したがって、第１期間の間、メイン直列回路３１０を通して電流が流れながらバッテリー群２０からメインコイル３１１にエネルギーが伝達される。
【0109】
段階Ｓ８２０において、マスター２３０は、第２期間の間にメインスイッチ３１２をターンオフし、第１～第ｎのサブスイッチ３２２＿１～３２２＿ｎをターンオンする。第２期間の開始時点は、第１期間の終了時点以後であり得る。制御回路２３１は、第１～第ｎのサブスイッチ３２２＿１～３２２＿ｎに第１～第ｎのスイッチング信号Ｓ＿１～Ｓ＿ｎを出力する。サブスイッチ３２２＿ｉは、制御回路２３１からのスイッチング信号Ｓ＿ｉに応じて、ターンオンされる。メインスイッチ３１２がターンオフされ、サブスイッチ３２２＿ｉがターンオンされると、第１期間の間にメインコイル３１１に蓄積された電磁気エネルギーが無線で放出される。したがって、第２期間の間、第１～第ｎのサブ直列回路３２０＿１～３２０＿ｎを通して第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎに電力が供給される。段階Ｓ８２０は、段階Ｓ４４０、段階Ｓ５４０または段階Ｓ６４０と並列的に実行され得る。即ち、第１～第ｎのサブ直列回路３２０＿１～３２０＿ｎが第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎに電力を供給する間、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎは、マスター２３０からの第１～第ｎの制御信号Ｃ＿１～Ｃ＿ｎに応じて、第１～第ｎの回転速度で駆動する。段階Ｓ８１０の第１期間と段階Ｓ８２０の第２期間の各々の時間長さは、予め決められていてもよい。
【0110】
段階Ｓ８３０において、マスター２３０は、第１～第ｎのサブスイッチ３２２＿１～３２２＿ｎをターンオフする。
【0111】
図７及び図８を参照して前述した第２実施例によると、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉの駆動に求められる電力が、第１～第ｎのバッテリーモジュール３０＿１～３０＿ｎの全部から供給されるという点で、第ｉの冷却ファン２１０＿ｉの駆動に求めあれる電力が第ｉのバッテリーモジュール３０＿ｉのみから供給される第１実施例と相違する。勿論、第１、第２実施例とは異なり、第１～第ｎの冷却ファン２１０＿１～２１０＿ｎの駆動に求められる電力は外部電源から供給されることも可能である。
【0112】
以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、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得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。
【0113】
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、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。
【0114】
また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、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を選択的に組み合わせて構成可能である。
【符号の説明】
【0115】
１ エネルギー貯蔵システム
１０ バッテリーシステム
２０ バッテリー群
３０＿１～３０＿ｎ バッテリーモジュール
３０＿ｉ 第ｉのバッテリーモジュール
５０ 電流センサー
１００ リレー
２００ バッテリー温度制御装置
２１０＿１～２００＿ｎ 冷却ファン
２１０＿ｉ 第ｉの冷却ファン
２２０＿１～２２０＿ｎ スレーブ管理部、スレーブ
２２１ センシング回路
２２２ 制御回路
２２３ 通信回路
２２４ メモリ
２３０ マスター管理部、マスター
２３１ 制御回路
２３２ 通信回路
２３３ メモリ
３００ 電力供給回路
３１０ メイン直列回路
３１１ メインコイル
３１２ メインスイッチ
３２０＿１～３２０＿ｎ サブ直列回路
３２１＿１～３２１＿ｎ サブコイル
３２２＿１～３２２＿ｎ サブスイッチ
１０ バッテリーシステム
２０ バッテリー群
３０＿１～３０＿ｎ バッテリーモジュール
３０＿ｉ 第ｉのバッテリーモジュール
５０ 電流センサー
１００ リレー
２００ バッテリー温度制御装置
２１０＿１～２００＿ｎ 冷却ファン
２１０＿ｉ 第ｉの冷却ファン
２２０＿１～２２０＿ｎ スレーブ管理部、スレーブ
２２１ センシング回路
２２２ 制御回路
２２３ 通信回路
２２４ メモリ
２３０ マスター管理部、マスター
２３１ 制御回路
２３２ 通信回路
２３３ メモリ
３００ 電力供給回路
３１０ メイン直列回路
３１１ メインコイル
３１２ メインスイッチ
３２０＿１～３２０＿ｎ サブ直列回路
３２１＿１～３２１＿ｎ サブコイル
３２２＿１～３２２＿ｎ サブスイッチ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】