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特表2024-533282電池管理装置およびその動作方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2024-09-12

(54)【発明の名称】電池管理装置およびその動作方法

(51)【国際特許分類】

H02J 7/00 20060101AFI20240905BHJP

H02H 7/18 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 A

H02H7/18

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024514706

(86)(22)【出願日】2022-07-27

(85)【翻訳文提出日】2024-03-06

(86)【国際出願番号】 KR2022011066

(87)【国際公開番号】W WO2023038289

(87)【国際公開日】2023-03-16

(31)【優先権主張番号】10-2021-0120043

(32)【優先日】2021-09-08

(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】リヤン・ウク・ジョ

【テーマコード（参考）】

5G053

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G053AA08

5G053BA01

5G053BA04

5G053CA01

5G053EA01

5G053EA09

5G053EC01

5G053FA05

5G053FA06

5G053FA07

5G503AA01

5G503BA03

5G503CA01

5G503CA11

5G503CB11

5G503DA07

5G503FA06

5G503FA16

5G503GB03

5G503GD06

(57)【要約】

本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置は、電池パックの電圧に基づいて駆動電圧を生成するバックコンバータ（ＢｕｃｋＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、前記電池パックの電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較し、比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御する比較器と、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御する検知部と、を含むことができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池パックの電圧に基づいて駆動電圧を生成するバックコンバータ（ＢｕｃｋＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、
前記電池パックの電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較し、比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御する比較器と、
前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御する検知部と、
を含む、電池管理装置。

【請求項2】

前記比較器は、前記分配電圧が前記基準電圧以下である場合、前記バックコンバータをディスエーブルにする遮断信号を生成することを特徴とする、請求項１に記載の電池管理装置。

【請求項3】

前記バックコンバータは、前記比較器から前記遮断信号が入力される場合にターンオフになることを特徴とする、請求項２に記載の電池管理装置。

【請求項4】

前記電池管理装置は、前記バックコンバータがターンオフになる場合に極低電力モードで動作することを特徴とする、請求項３に記載の電池管理装置。

【請求項5】

前記検知部は、フォトカプラを含み、前記検知部は、前記電池パックに対象装置が連結されることを検知する場合、前記比較器にイネーブル電圧を伝達することを特徴とする、請求項１に記載の電池管理装置。

【請求項6】

前記比較器は、前記検知部から前記イネーブル電圧が入力される場合、前記バックコンバータをイネーブルにする開放信号を生成することを特徴とする、請求項５に記載の電池管理装置。

【請求項7】

前記バックコンバータは、前記比較器から前記開放信号が入力される場合にターンオンになることを特徴とする、請求項６に記載の電池管理装置。

【請求項8】

前記電池管理装置は、前記バックコンバータがターンオンになる場合に活性モードで動作することを特徴とする、請求項７に記載の電池管理装置。

【請求項9】

前記電池パックの電圧を前記比較器の入力電源に基づいて分配して前記分配電圧を生成する電圧分配抵抗をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池管理装置。

【請求項10】

バックコンバータが、電池パックの電圧に基づいて駆動電圧を生成するステップと、
比較器が、前記電池パックの電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較するステップと、
前記比較器が、前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップと、
を含む、電池管理装置の動作方法。

【請求項11】

前記比較器が、前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップは、前記比較器が、前記分配電圧が前記基準電圧以下である場合、前記バックコンバータをディスエーブルにする遮断信号を生成するステップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電池管理装置の動作方法。

【請求項12】

前記比較器が、前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップは、前記バックコンバータがターンオフになるステップを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の電池管理装置の動作方法。

【請求項13】

前記比較器が、前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップは、前記電池管理装置が極低電力モードで動作するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の電池管理装置の動作方法。

【請求項14】

検知部が、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電池管理装置の動作方法。

【請求項15】

前記検知部が、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップは、前記検知部が、前記電池パックと前記対象装置の連結を検知する場合、前記比較器にイネーブル電圧を伝達するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の電池管理装置の動作方法。

【請求項16】

前記検知部が、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップは、前記比較器が、前記バックコンバータをイネーブルにする開放信号を生成するステップを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の電池管理装置の動作方法。

【請求項17】

前記検知部が、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップは、前記バックコンバータが、前記比較器から前記開放信号が入力されてターンオンになるステップを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の電池管理装置の動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本文書に開示された実施形態は、２０２１年０９月０８日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１２００４３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全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本文書に開示された実施形態は、電池管理装置およびその動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気車は、外部から電気の供給を受けて電池セルを充電した後、電池セルに充電された電圧でモータを駆動させて動力を得る。電気車の電池セルは、電気を充電および放電する過程で発生する化学的反応により熱を発生し得、このような熱は、電池セルの性能および寿命を損傷させ得る。したがって、電池セルの温度、電圧、および電流をモニターする電池管理装置（ＢＭＳ、ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）が駆動されて電池セルの状態を診断する。

【0003】

しかしながら、電池セルが、低電圧状態で電池管理装置が持続的に駆動されることで過放電になる場合、電池セルの再生が不可能となり、電池パック全体の使用が不可能となる問題が発生し得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本文書に開示される実施形態の１つの目的は、電池セルの過放電を防止することができる電池管理装置およびその動作方法を提供することにある。

【0005】

本文書に開示された実施形態の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明らかに理解できるものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

【0007】

一実施形態に係る、前記比較器は、前記分配電圧が前記基準電圧以下である場合、前記バックコンバータをディスエーブルにする遮断信号を生成することができる。

【0008】

一実施形態に係る、前記バックコンバータは、前記比較器から前記遮断信号が入力される場合にターンオフになることができる。
一実施形態に係る、前記電池管理装置は、前記バックコンバータがターンオフになる場合に極低電力モードで動作することができる。

【0009】

一実施形態に係る、前記検知部は、フォトカプラを含み、前記検知部は、前記電池パックに対象装置が連結されることを検知する場合、前記比較器にイネーブル電圧を伝達することができる。

【0010】

一実施形態に係る、前記比較器は、前記検知部から前記イネーブル電圧が入力される場合、前記バックコンバータをイネーブルにする開放信号を生成することができる。
一実施形態に係る、前記バックコンバータは、前記比較器から前記開放信号が入力される場合にターンオンになることができる。

【0011】

一実施形態に係る、前記電池管理装置は、前記バックコンバータがターンオンになる場合に活性モードで動作することができる。
一実施形態に係る、前記電池パックの電圧を前記比較器の入力電源に基づいて分配して前記分配電圧を生成する電圧分配抵抗をさらに含むことができる。

【0012】

本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置の動作方法は、バックコンバータが電池パックの電圧に基づいて駆動電圧を生成するステップと、比較器が前記電池パックの電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較するステップと、前記比較器が前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップと、を含むことができる。

【0013】

一実施形態に係る、前記比較器が前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップは、前記比較器が、前記分配電圧が前記基準電圧以下である場合、前記バックコンバータをディスエーブルにする遮断信号を生成するステップを含むことができる。

【0014】

一実施形態に係る、前記比較器が前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップは、前記バックコンバータがターンオフになるステップを含むことができる。

【0015】

一実施形態に係る、前記比較器が前記比較結果に基づいて前記バックコンバータの動作を制御するステップは、前記電池管理装置が極低電力モードで動作するステップを含むことができる。

【0016】

一実施形態に係る、検知部が、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップをさらに含むことができる。

【0017】

一実施形態に係る、前記フォトカプラが、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップは、前記検知部が、前記電池パックと前記対象装置の連結を検知する場合、前記比較器にイネーブル電圧を伝達するステップを含むことができる。

【0018】

一実施形態に係る、前記フォトカプラが、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップは、前記比較器が、前記バックコンバータをイネーブルにする開放信号を生成するステップを含むことができる。

【0019】

一実施形態に係る、前記フォトカプラが、前記電池パックと対象装置の連結可否を検知し、検知結果に基づいて前記比較器の動作を制御するステップは、前記バックコンバータが、前記比較器から前記開放信号が入力されてターンオンになることができる。

【発明の効果】

【0020】

本文書に開示される一実施形態に係る電池管理装置およびその動作方法によると、電池セルの過放電を防止して電池管理装置の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本文書に開示された一実施形態に係る電池パックの構成を示す図である。

【図2】本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置の構成を示すブロック図である。

【図3】本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置の実現例を示す回路図である。

【図4】本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置の動作方法を示すフローチャートである。

【図5】本文書に開示された他の実施形態に係る電池データ管理装置の動作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】

【0022】

以下、本文書に開示された一部の実施形態を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付するにおいて、同一の構成要素に対しては他の図面上に表示される際にも可能な限り同一の符号を付するようにしていることに留意しなければならない。また、本文書に開示された実施形態を説明するにおいて、関連した公知の構成または機能に関する具体的な説明が本文書に開示された実施形態に対する理解を妨げると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

【0023】

本文書に開示された実施形態の構成要素を説明するにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いてもよい。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語により当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されることはない。また、他に定義しない限り、技術的または科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本文書において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。

【0024】

図１は、本文書に開示された一実施形態に係る電池パックの構成を示す図である。
図１を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係る電池パック１０００は、電池モジュール１００、電池管理装置２００、およびスイッチング部３００を含むことができる。

【0025】

電池パック１０００は、対象装置２０００に電源を供給することができる。このために、電池パック１０００は、対象装置２０００と電気的に連結されることができる。ここで、対象装置２０００は、複数の電池セル１１０、１２０、１３０、１４０を含む電池パック１０００から電源の供給を受けて動作する電気的、電子的、または機械的な装置を含むことができ、例えば、対象装置２０００は、デジタルカメラ、Ｐ－ＤＶＤ、ＭＰ３Ｐ、携帯電話、ＰＤＡ、携帯ゲーム機（ＰｏｒｔａｂｌｅＧａｍｅＤｅｖｉｃｅ）、パワーツール（ＰｏｗｅｒＴｏｏｌ）、およびＥ－バイク（Ｅ－ｂｉｋｅ）などの小型製品だけでなく、電気自動車やハイブリッド自動車のような高出力が求められる大型製品と、余剰の発電電力や再生可能エネルギーを貯蔵する電力貯蔵装置やバックアップ用電力貯蔵装置であってもよいが、これに限定されない。

【0026】

例えば、電池パック１０００は、対象装置２０００に外部充電器（図示せず）が連結される場合、対象装置２０００から電源の供給を受けることができる。例えば、電池パック１０００に含まれた電池モジュール１００および／または複数の電池セル１１０、１２０、１３０、１４０は、対象装置２０００と連結される外部充電器から供給される直流電力を用いて充電されることができる。

【0027】

電池モジュール１００は、第１電池セル１１０、第２電池セル１２０、第３電池セル１３０、および第４電池セル１４０を含むことができる。図１では複数の電池セルが４個であるものと示されているが、これに限定されず、電池モジュール１１０は、ｎ（ｎは２以上の自然数）個の電池セルを含んで構成されることができる。一方、図１では電池モジュール１００が１個であるものと示されているが、実施形態によっては、電池モジュール１００は複数構成されてもよい。

【0028】

電池管理装置（ＢＭＳ、ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）２００は、電池モジュール１００の状態および／または動作を管理および／または制御することができる。例えば、電池管理装置２００は、電池モジュール１００に含まれた複数の電池セル１１０、１２０、１３０、１４０の状態および／または動作を管理および／または制御することができる。電池管理装置２００は、電池モジュール１００および／または電池モジュール１００に含まれた複数の電池セル１１０、１２０、１３０、１４０それぞれの電圧、電流、温度などをモニターすることができる。

【0029】

電池管理装置２００は、電池モジュール１００および／または電池モジュール１００に含まれた複数の電池セル１１０、１２０、１３０、１４０それぞれのセルバランシングタイムを算出することができる。ここで、セルバランシングタイムは、電池セルのバランシングに要される時間と定義することができる。例えば、電池管理装置２００は、電池モジュール１００および／または電池モジュール１００に含まれた複数の電池セル１１０、１２０、１３０、１４０それぞれのＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）、電池容量、およびバランシング効率に基づいてセルバランシングタイムを算出することができる。

【0030】

電池管理装置２００の動作モードは、活性モード（Ｗａｋｅ－ｕｐｍｏｄｅ）およびスリープモード（Ｓｌｅｅｐｍｏｄｅ）を含むことができる。活性モード（Ｗａｋｅ－ｕｐｍｏｄｅ）は、電池管理装置２００に電源が供給され、電池管理装置２００のプロセスが駆動される状態と定義することができる。例えば、電池管理装置２００は、活性モードで動作する場合、時間当たりに１Ａを消費することができる。

【0031】

スリープモード（Ｓｌｅｅｐｍｏｄｅ）は、電池管理装置２００のプロセスは動作しないものの、電池管理装置２００が対象装置２０００に電源を供給する状態と定義することができる。実施形態によると、電池管理装置２００は、スリープモードで動作する場合、電池モジュール１００から電源の供給を受けることができる。例えば、電池管理装置２００は、スリープモードで動作して対象装置２０００に電源を供給する場合、時間当たりに５ｍＡを消費することができる。

【0032】

電池管理装置２００は、スイッチング部３００の動作を制御することができる。例えば、電池管理装置２００は、対象装置２０００に電源を供給するためにスイッチング部３００を短絡させることができる。また、電池管理装置２００は、電池モジュール１００に充電装置が連結される場合にスイッチング部３００を短絡させることができる。

【0033】

スイッチング部３００は、電池モジュール１００の充電または放電に対する電流の流れを制御するためのスイッチング装置である。スイッチング部３００は、電池モジュール１００の＋端子側に直列に連結された第１スイッチング部３１０、または電池モジュール１００の－端子側に直列に連結された第２スイッチング部３２０を含むことができる。例えば、第１スイッチング部３１０または第２スイッチング部３２０は、コンタクタの形態で実現されることができる。コンタクタは、電池管理装置２００のスイッチング信号に応じてスイッチオン状態またはスイッチオフ状態になることで、電池モジュール１００を介した電流の流れを開閉することができる。

【0034】

以下、図２を参照して、上述した電池管理装置２００の構成について説明する。
図２は、本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置の構成を示すブロック図である。

【0035】

図２を参照すると、電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０、比較器２２０、検知部２３０、および電圧分配抵抗２４０を含むことができる。

【0036】

バックコンバータ２１０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて、電池管理装置２００の駆動電圧を生成することができる。また、バックコンバータ２１０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて、対象装置２０００に供給される出力電圧を生成することができる。例えば、バックコンバータ２１０（ＢｕｃｋＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、ダイオードにより整流する降圧コンバータであって、非絶縁降圧スイッチングＤＣ／ＤＣコンバータとして用いられることができる。

【0037】

バックコンバータ２１０は、低電圧遮断（ＥＮ／ＵＶＬＯ、Ｅｎａｂｌｅ／ＵｎｄｅｒＶｏｌｔａｇｅＬｏｃｋＯｕｔ）機能を行うことができる。ここで、低電圧遮断機能は、バックコンバータ２１０に印加される入力電圧がバックコンバータ２１０の動作電圧範囲以下になる場合、バックコンバータ２１０が出力を停止し、自体の出力トランジスタおよび負荷を保護する機能であってもよい。すなわち、バックコンバータ２１０は、低電圧遮断機能を用いて、回路の動作を強制的に停止することができる。

【0038】

比較器２２０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較することができる。ここで、分配電圧は、電圧分配抵抗２４０を介して生成されることができる。電圧分配抵抗２４０は、電池モジュール１００の電圧を比較器２２０の入力電源に基づいて分配することができる。例えば、電圧分配抵抗２４０は、電池モジュール１００の電圧の１／１０に分配電圧を生成することができる。

【0039】

比較器２２０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて生成される分配電圧が基準電圧以下であるか否かを判断し、バックコンバータ２１０の動作を制御することができる。具体的に、比較器２２０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて生成される分配電圧が基準電圧以下である場合、バックコンバータ２１０をディスエーブルにする遮断信号を生成することができる。

【0040】

例えば、正常な電池モジュール１００の電圧は４０～６０Ｖ、低電圧電池モジュール１００の電圧は２０Ｖ～３０Ｖ、過放電状態で廃棄しなければならない電池モジュール１００の電圧は２０Ｖ以下と定義することができる。電池モジュール１００が低電圧状態で充電されずに一定期間以上放置される場合、電池モジュール１００は、電池管理装置２００の駆動電圧の生成のために消費される電流により、一定時間の経過後に過放電状態に達し得る。電池モジュール１００が過放電状態に至る場合、電池モジュール１００に含まれた電池セル１１０、１２０、１３０、１４０の再生および回復が不可能となり、電池パック１０００全体の使用が不可能となる問題が発生し得る。

【0041】

したがって、比較器２２０は、電池モジュール１００の電圧に基づく分配電圧が基準電圧以下である場合、電池管理装置２００により消費される電流を防止し、電池管理装置２００を極低電力モードで駆動させることができる。電池管理装置２００は、極低電力モード（ＵＶＬＯ、ＵｎｄｅｒＶｏｌｔａｇｅＬｏｃｋＯｕｔ）で動作する場合、バックコンバータ２１０により消費される出力電圧が除去されて最低電力状態を実現することができる。例えば、電池管理装置２００は、極低電力モードで動作する場合、時間当たりに２００μＡ以下を消費することができる。

【0042】

例えば、電池モジュール１００が過放電状態に達するまでの電池モジュール１００の許容容量が１．５Ａｈである場合、電池管理装置２００がスリープモードで動作して時間当たりに５ｍＡを消費すると、電池モジュール１００は、１．５Ａｈ／０．００５Ａ＝３００ｈ、約３００時間後に過放電になることができる。これに対し、電池管理装置２００が極低電力モードで動作して時間当たりに２００μＡを消費すると、電池モジュール１００は、１．５Ａｈ／０．０００２Ａ＝７５００ｈ、約７５００時間後に過放電になることができる。

【0043】

すなわち、電池管理装置２００が極低電力モードで動作する場合には、電池管理装置２００がスリープモードで動作する場合に比べて、電池モジュール１００が過放電状態に達し得る時間を延長させることができる。電池管理装置２００が極低電力モードで動作することで、電池モジュール１００が対象装置２０００から電源が供給され得る待機時間を延長させることができる。

【0044】

バックコンバータ２１０は、比較器２２０から遮断信号が入力される場合にターンオフ（ＴｕｒｎＯｆｆ）になることができる。すなわち、バックコンバータ２１０は、比較器２２０から遮断信号が入力される場合、電池モジュール１００の電源に基づく駆動電源をこれ以上生成しない。電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０がターンオフになる場合、電源が供給されないため、極低電力モードで動作することができる。

【0045】

検知部２３０は、電池モジュール１００と対象装置２０００の連結可否を検知し、検知結果に基づいて比較器２２０の動作を制御することができる。例えば、検知部２３０は、フォトカプラ（ＰｈｏｔｏＣｏｕｐｌｅｒ）を含むことができる。以下、検知部２３０がフォトカプラであると仮定して説明する。実施形態によると、フォトカプラは、発光用素子と受光用素子との間に高絶縁物質を入れて光学的に結合した部品であり、電気信号を光として伝達することができる。例えば、フォトカプラは、発光用素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）、およびスイッチの役割を行う受光用素子として電界効果トランジスタ（ＦＥＴ、ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含むことができる。
具体的に、検知部２３０は、電池モジュール１００と対象装置２０００の連結を検知する場合、比較器２２０にイネーブル電圧を伝達することができる。

【0046】

検知部２３０は、電池パック１０００と対象装置２０００の連結可否を検知し、検知結果に基づいて比較器２２０の動作を制御することができる。すなわち、検知部２３０は、電池パック１０００と対象装置２０００の連結可否を検知することができる。
具体的に、検知部２３０は、電池パック１０００と対象装置２０００の連結を検知する場合、比較器２２０にイネーブル電圧を伝達することができる。

【0047】

比較器２２０は、検知部２３０からイネーブル電圧が入力される場合、バックコンバータ２１０をイネーブルにする開放信号を生成することができる。バックコンバータ２１０は、比較器２２０から開放信号が入力される場合にターンオン（ＴｕｒｎＯｎ）になることができる。電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０がターンオンになる場合に再び活性モードで動作することができる。

【0048】

図３は、本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置の実現例を示す回路図である。
図３を参照すると、電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０、比較器２２０、検知部２３０、電圧分配抵抗２４０、リニアレギュレータ２５０、および基準電圧回路２６０を含むことができる。

【0049】

バックコンバータ２１０は、入力電圧を用いて駆動電圧を出力することができる。バックコンバータ２１０は、電源入力端子Ｖ＿ＩＮおよび電源出力端子Ｖ＿ＯＵＴを含むことができる。バックコンバータ２１０の電源入力端子Ｖ＿ＩＮは、電池モジュール１００から入力電圧の印加を受けることができる。例えば、バックコンバータ２１０の電源出力端子Ｖ＿ＯＵＴは、電池モジュール１００の入力電圧に基づいて生成した駆動電圧を出力することができる。

【0050】

バックコンバータ２１０が生成した駆動電圧は、対象装置２０００のコントローラ２１００に供給されることができる。対象装置２０００のコントローラ２１００は、対象装置２０００に含まれた複数の電気素子および部品で構成された電気回路の状態および／または動作を管理および／または制御することができる。コントローラ２１００は、バックコンバータ２１０が生成した駆動電圧を用いて、電気素子および部品で構成された電気回路を駆動させることができる。

【0051】

比較器２２０は、所定の電圧が電源として印加されることができる。比較器２２０の非反転入力端子（＋）Ｖ＿ＩＮ＋は、分配電圧の印加を受けることができ、比較器２２０の反転入力端子（－）Ｖ＿ＩＮ－は、基準電圧Ｖ＿ｒｅｆの印加を受けることができる。ここで、基準電圧Ｖ＿ｒｅｆは、リニアレギュレータ２５０および基準電圧回路２６０から供給される電圧と定義することができる。

【0052】

リニアレギュレータ（ＬＤＯ）２５０は、電源を予め設定された一定の電圧に変換して供給することができる。例えば、リニアレギュレータ２５０は、電池モジュール１００の電圧を用いて、予め設定された電圧である５Ｖを出力することができる。

【0053】

基準電圧回路（ＲＥＦＩＣ）２６０は、リニアレギュレータ２５０の５Ｖの出力電圧の入力を受け、基準電圧Ｖ＿ＲＥＦを生成することができる。例えば、基準電圧回路２６０は、リニアレギュレータ２５０の出力電圧に基づいて３Ｖの電圧を出力することができる。

【0054】

分配電圧は、電圧分配抵抗２４０を介して生成されることができる。電圧分配抵抗２４０は、第１抵抗２４１および第２抵抗２４２を含むことができる。第１抵抗２４１および第２抵抗２４２は、比較器２２０の入力電源に基づいて抵抗の大きさが設定されることができる。例えば、分配電圧は、第１ノードＮ１に印加される電圧であってもよい。実施形態によると、第１ノードＮ１には、第１抵抗２４１および第２抵抗２４２の電圧分配により第２抵抗２４２にかかる電圧が印加されることができる。

【0055】

比較器２２０は、分配電圧と基準電圧Ｖ＿ｒｅｆを比較し、その比較結果に基づいてバックコンバータ２１０の動作を制御することができる。比較器２２０の出力信号は、バックコンバータ２１０のＥＮ／ＵＶＬＯ端子に入力されることができる。例えば、比較器２２０は、基準電圧Ｖ＿ｒｅｆが分配電圧未満である場合、論理ハイ（Ｈｉｇｈ）信号を出力することができる。例えば、比較器２２０は、基準電圧Ｖ＿ｒｅｆが分配電圧以上である場合、論理ロー（Ｌｏｗ）信号を出力することができる。

【0056】

例えば、比較器２２０は、基準電圧Ｖ＿ｒｅｆが分配電圧以上である場合、バックコンバータ２１０をディスエーブルにする遮断信号を生成することができる。具体的に、比較器２２０は、電池モジュール１００が低電圧状態と判断される場合、バックコンバータ２１０のＥＮ／ＵＶＬＯ端子に論理ロー信号を入力することができる。バックコンバータ２１０は、ＥＮ／ＵＶＬＯ端子に比較器２２０の遮断信号、すなわち、論理ロー信号が入力される場合にターンオフになることができる。したがって、電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０がターンオフになり、電源が供給されないため、極低電力モードで動作することができる。

【0057】

検知部２３０は、電池パック１０００と対象装置２０００の連結可否を検知し、検知結果に基づいて比較器２２０の動作を制御することができる。検知部２３０は、両端に流れる電流を検知し、電池パック１０００に対象装置２０００が連結されて電源が供給されることを確認することができる。検知部２３０は、電池パック１０００に対象装置２０００が連結されて電源が供給されることを検知する場合、比較器２２０にイネーブル電圧Ｖ＿ＬＤＯ＿５Ｖを伝達することができる。

【0058】

比較器２２０は、検知部２３０からイネーブル電圧が入力される場合、バックコンバータ２１０をイネーブルにする開放信号を生成することができる。例えば、比較器２２０は、検知部２３０から５Ｖのイネーブル電圧Ｖ＿ＬＤＯ＿５Ｖの入力を受け、入力電圧と基準電圧を比較することができる。

【0059】

例えば、比較器２２０は、基準電圧Ｖ＿ｒｅｆが分配電圧未満である場合、バックコンバータ２１０をイネーブルにする開放信号を生成することができる。すなわち、比較器２２０は、バックコンバータ２１０のＥＮ／ＵＶＬＯ端子に論理ハイ信号を入力することができる。バックコンバータ２１０は、ＥＮ／ＵＶＬＯ端子に比較器２２０の開放信号、すなわち、論理ハイ信号が入力される場合にターンオンになることができる。

【0060】

電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０がターンオン状態に変更される場合、第１スイッチング部３１０および第２スイッチング部３２０にスイッチング信号を伝送することができる。第１スイッチング部３１０および第２スイッチング部３２０は、電池管理装置２００のスイッチング信号に基づいて、スイッチオン（Ｏｎ）またはスイッチオフ（Ｏｆｆ）になることができる。

【0061】

例えば、第１スイッチング部３１０および第２スイッチング部３２０が電池管理装置２００のスイッチング信号に基づいてスイッチオンになる場合、電池モジュール１００は、対象装置２０００から電源の供給を受けて充電されることができる。

【0062】

上述したように、本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置２００は、電池セルの過放電を防止することができる。
また、電池管理装置２００は、動作モードに極低電力モードを追加し、電池セルの過放電による電池パック１０００の廃棄を最大限遅延させることができる。

【0063】

図４は、本文書に開示された一実施形態に係る電池データ管理装置の動作方法を示すフローチャートである。図５は、本文書に開示された他の実施形態に係る電池データ管理装置の動作方法を示すフローチャートである。

【0064】

以下、図１～図３を参照して、電池管理装置２００の動作方法について説明する。
電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０、比較器２２０、検知部２３０、および電圧分配抵抗２４０を含むことができる。

【0065】

電池管理装置２００は、図１～図３を参照して説明した電池管理装置２００と実質的に同一であり得るため、以下では説明の重複を避けるために簡略に説明する。

【0066】

先ず、図４を参照すると、電池管理装置２００の動作方法は、バックコンバータ２１０が、電池モジュール１００の電圧に基づいて駆動電圧を生成するステップ（Ｓ１０１）と、比較器２２０が、電池モジュール１００の電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較するステップ（Ｓ１０２）と、比較器２２０が、分配電圧が基準電圧以下であるか否かを判断するステップ（Ｓ１０３）と、比較器２２０が、バックコンバータ２１０をディスエーブルにする遮断信号を生成するステップ（Ｓ１０４）と、バックコンバータ２１０がターンオフになるステップ（Ｓ１０５）と、電池管理装置２００が極低電力モードで駆動されるステップ（Ｓ１０６）と、を含むことができる。

【0067】

以下、Ｓ１０１ステップ～Ｓ１０６ステップについて具体的に説明する。
Ｓ１０１ステップにおいて、バックコンバータ２１０は、入力電圧を用いて駆動電圧を出力することができる。Ｓ１０１ステップにおいて、バックコンバータ２１０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて駆動電圧を出力することができる。Ｓ１０１ステップにおいて、例えば、バックコンバータ２１０（ＢｕｃｋＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、ダイオードにより整流する降圧コンバータであって、非絶縁降圧スイッチングＤＣ／ＤＣコンバータとして用いられることができる。

【0068】

Ｓ１０２ステップにおいて、比較器２２０は、電池モジュール１００の電圧に基づいて生成される分配電圧と基準電圧を比較することができる。
Ｓ１０３ステップにおいて、比較器２２０は、分配電圧が基準電圧以下であるか否かを判断することができる。

【0069】

Ｓ１０４ステップにおいて、比較器２２０は、基準電圧が分配電圧以上である場合、バックコンバータ２１０をディスエーブルにする遮断信号を生成することができる。

【0070】

Ｓ１０５ステップにおいて、バックコンバータ２１０は、比較器２２０から遮断信号が入力される場合にターンオフになることができる。Ｓ１０５ステップにおいて、すなわち、バックコンバータ２１０は、比較器２２０から遮断信号が入力される場合、電池モジュール１００の電源に基づく駆動電源をこれ以上生成しない。

【0071】

Ｓ１０６ステップにおいて、電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０がターンオフになる場合、電源が供給されないため、極低電力モードで動作することができる。

【0072】

図５を参照すると、電池管理装置２００の動作方法は、バックコンバータ２１０がターンオフになるステップ（Ｓ２０１）と、検知部２３０が、電池パック１０００と対象装置２０００の連結可否を検知するステップ（Ｓ２０２）と、検知部２３０が、比較器２２０にイネーブル電圧を伝達するステップ（Ｓ２０３）と、比較器２２０が、バックコンバータ２１０をイネーブルにする開放信号を生成するステップ（Ｓ２０４）と、バックコンバータ２１０が、比較器２２０から開放信号が入力されてターンオンになるステップ（Ｓ２０５）と、を含むことができる。

【0073】

Ｓ２０１ステップにおいて、バックコンバータ２１０は、比較器２２０から遮断信号が入力される場合にターンオフになることができる。Ｓ２０１ステップにおいて、電池管理装置２００は、バックコンバータ２１０がターンオフになり、電源が供給されないため、極低電力モードで動作することができる。

【0074】

Ｓ２０２ステップにおいて、検知部２３０は、電池モジュール１００と対象装置２０００の連結可否を検知し、検知結果に基づいて比較器２２０の動作を制御することができる。

【0075】

Ｓ２０３ステップにおいて、検知部２３０は、電池モジュール１００と対象装置２０００の連結を検知する場合、比較器２２０にイネーブル電圧を伝達することができる。

【0076】

Ｓ２０４ステップにおいて、比較器２２０は、バックコンバータ２１０をイネーブルにする開放信号を生成することができる。
Ｓ２０５ステップにおいて、バックコンバータ２１０は、比較器２２０から開放信号が入力されてターンオンになることができる。

【0077】

以上の説明は、本開示の技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本開示が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本開示の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正および変形が可能である。

【0078】

したがって、本開示に開示された実施形態は本開示の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本開示の技術思想の範囲が限定されるものではない。本開示の保護範囲は後述の請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本開示の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0079】

１００電池モジュール
１１０電池モジュール
１１０第１電池セル
１２０第２電池セル
１３０第３電池セル
１４０第４電池セル
２００電池管理装置
２１０バックコンバータ
２２０比較器
２３０検知部
２４０電圧分配抵抗
２４１第１抵抗
２４２第２抵抗
２５０リニアレギュレータ
２６０基準電圧回路
３００スイッチング部
３１０第１スイッチング部
３２０第２スイッチング部
１０００電池パック
２０００対象装置
２１００コントローラ

【図1】