▶ エルジー エナジー ソリューション リミテッドの特許一覧
(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】2024-10-04
(54)【発明の名称】電池ラック管理装置およびその動作方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240927BHJP
H02J 1/00 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 302C
H02J1/00 306F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024523766
(86)(22)【出願日】2022-10-31
(85)【翻訳文提出日】2024-04-19
(86)【国際出願番号】 KR2022016835
(87)【国際公開番号】W WO2023080580
(87)【国際公開日】2023-05-11
(31)【優先権主張番号】10-2021-0150004
(32)【優先日】2021-11-03
(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】ソク・ヒョン・ハム
【テーマコード（参考）】
5G165
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G165CA01
5G165CA05
5G165EA02
5G165FA05
5G165HA07
5G165JA07
5G165NA01
5G165NA02
5G165NA03
5G165NA05
5G503BA04
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA11
(57)【要約】
本文書に開示される一実施形態に係る電池ラック管理装置は、複数の電池ラックそれぞれと接続される複数の電源スイッチと、前記複数の電源スイッチのうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させ、前記複数の電池ラックに基づく出力値を用いて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御する制御部と、を含むことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電池ラックそれぞれと接続される複数の電源スイッチと、前記複数の電源スイッチのうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させ、前記複数の電池ラックに基づく出力値を用いて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御する制御部と、
を含む、電池ラック管理装置。
【請求項2】
前記複数の電池ラックと前記複数の電源スイッチを接続する複数のスイッチングラインに流れる電流値を検知する第１検知部をさらに含み、前記制御部は、前記複数のスイッチングラインに流れる電流値に基づいて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御する、請求項１に記載の電池ラック管理装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記電流値が設定値に対応するように、前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを制御する、請求項２に記載の電池ラック管理装置。
【請求項4】
前記設定値は、前記第１検知部が検知した前記電流値の平均値である、請求項３に記載の電池ラック管理装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記複数のスイッチングラインのうち、電流値が前記設定値未満であるスイッチングラインに接続された電源スイッチのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを増加させ、
前記複数のスイッチングラインのうち、電流値が前記設定値より大きいスイッチングラインに接続された電源スイッチのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを減少させる、請求項３に記載の電池ラック管理装置。
【請求項6】
前記複数の電源スイッチと第１ノードで接続されるインダクタと、一端が前記インダクタと第２ノードで接続され、他端が第３ノードと接続される制御スイッチと、をさらに含む、請求項１に記載の電池ラック管理装置。
【請求項7】
一端が前記第１ノードと接続され、他端が前記第３ノードと接続される第１ダイオードと、一端が前記第２ノードと接続され、他端が第４ノードと接続される第２ダイオードと、
一端が前記第４ノードと接続され、他端が前記第３ノードと接続され、負荷と接続されるキャパシタと、をさらに含む、請求項６に記載の電池ラック管理装置。
【請求項8】
前記キャパシタに印加される電圧値を検知する第２検知部をさらに含み、前記制御部は、前記電圧値に基づいて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御する、請求項７に記載の電池ラック管理装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記キャパシタに印加される電圧値が基準値未満である場合に、前記複数の電源スイッチのターンオンタイムを増加させる、請求項８に記載の電池ラック管理装置。
【請求項10】
複数の電池ラックそれぞれと接続される複数の電源スイッチ、および前記電源スイッチと接続された制御部を含む電池ラック管理装置の動作方法であって、前記制御部が、前記複数の電源スイッチのうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させるステップと、
前記制御部が、前記複数の電池ラックに基づく出力値を用いて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御するステップと、
を含む、電池ラック管理装置の動作方法。
【請求項11】
前記電池ラック管理装置は、複数の電池ラックと前記複数の電源スイッチを接続する複数のスイッチングラインに接続される第１検知部をさらに含み、前記電池ラック管理装置の動作方法は、
前記第１検知部が、前記複数のスイッチングラインに流れる電流値を検知するステップと、
前記制御部が、前記電流値が設定値に対応するように、前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを制御するステップと、をさらに含む、請求項１０に記載の電池ラック管理装置の動作方法。
【請求項12】
前記設定値は、前記第１検知部が検知した前記電流値の平均値である、請求項１１に記載の電池ラック管理装置の動作方法。
【請求項13】
前記電池ラック管理装置は、前記複数の電源スイッチと接続されるインダクタと、前記インダクタと接続される制御スイッチと、前記インダクタと接続されるキャパシタと、前記キャパシタに接続される第２検知部と、をさらに含み、前記電池ラック管理装置の動作方法は、
前記第２検知部が、前記キャパシタに印加される電圧値を検知するステップと、
前記制御部が、前記電圧値に基づいて、前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムを制御するステップと、をさらに含む、請求項１０に記載の電池ラック管理装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、２０２１年１１月０３日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１５０００４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。
【0002】
本文書に開示された実施形態は、電池ラック管理装置およびその動作方法に関する。
【背景技術】
【0003】
地球温暖化による気候変化および各種化石燃料の枯渇により、再生可能エネルギーに対する重要性がさらに大きくなっている。しかし、再生可能エネルギーの大半は自然エネルギーに基づくため、出力の変動が激しく、発電量の調節が容易でないという短所がある。実際、太陽光や風力を用いた再生可能エネルギーは、間歇的にエネルギーを得ることができるため、得られたエネルギーを消費パターンと一致させるのに困難を抱えている状況である。したがって、再生可能エネルギーが広範囲に活用されるためには、間歇的に発生するエネルギーを貯蔵しておき、安定的にエネルギーを供給するための手段であるエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が必要である。
【0004】
エネルギー貯蔵システムは、発電電力を貯蔵し、需要パターンに合わせて電力を安定的に供給できるシステムであり、発電所で過剰生産された電力を貯蔵しておき、一時的に電力が不足するときに送電する貯蔵装置をいう。エネルギー貯蔵システムは、エネルギーを貯蔵しておき、必要なときに使えるだけでなく、電力が不足した空間に貯蔵されたエネルギーを送るか、または電力会社に販売することもできる。エネルギー貯蔵システムは、直列、並列、または直列－並列に接続された複数の電池ラックを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
エネルギー貯蔵システムの電池ラックが並列に接続されて負荷に接続される場合、持続的な充電または放電により、接続された複数の電池ラックの使用状態（例えば、電圧値、充電量、または寿命など）に差が発生し得、このため、電池ラックから出力される電流に不均衡が発生し得る。出力電流の不均衡は、特定の電池ラックに電流を集中させ、電池の寿命を短縮させるか、またはエネルギー貯蔵システムの容量を減少させ、システムを不安定にする原因となり得る。
【0006】
電池ラックの出力の不均衡を解決するために、一般的に、電池ラックの出力を個別調整するためのコンバータは、各電池ラックごとに接続して使用される。ただし、複数の電池ラックごとに個別的にコンバータを使用しなければならないため、体積および費用が増加するという問題があり、複数のコンバータそれぞれを制御するのに困難があるという問題があった。
【0007】
上記の発明の背景技術および上記の解決しようとする課題において従来技術として説明された事項は、本発明に対する理解を増進させるためのものにすぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に既知の従来技術に該当することを認めるものとして受け入れてはならない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本文書に開示される一実施形態に係る電池ラック管理装置は、複数の電池ラックそれぞれと接続される複数の電源スイッチと、前記複数の電源スイッチのうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させ、前記複数の電池ラックに基づく出力値を用いて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御する制御部と、を含むことができる。
【0009】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記複数の電池ラックと前記複数の電源スイッチを接続する複数のスイッチングラインに流れる電流値を検知する第１検知部をさらに含み、前記第１検知部が検知した電流値に基づいて、複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御することができる。
【0010】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記複数のスイッチングラインに流れる電流値が設定値に対応するように、前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを制御することができる。
【0011】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記設定値を前記第１検知部が検知した前記電流値の平均値にすることができる。
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記複数のスイッチングラインのうち、電流値が前記設定値未満であるスイッチングラインに接続された電源スイッチのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを増加させ、前記複数のスイッチングラインのうち、電流値が前記設定値より大きいスイッチングラインに接続された電源スイッチのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを減少させることができる。
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記複数のスイッチングラインのうち、電流値が前記設定値未満であるスイッチングラインに接続された電源スイッチのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを増加させ、前記複数のスイッチングラインのうち、電流値が前記設定値より大きいスイッチングラインに接続された電源スイッチのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを減少させることができる。
【0012】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記複数の電源スイッチと第１ノードで接続されるインダクタと、一端が前記インダクタと第２ノードで接続され、他端が第３ノードと接続される制御スイッチと、をさらに含むことができる。
【0013】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、一端が前記第１ノードと接続され、他端が前記第３ノードと接続される第１ダイオードと、一端が前記第２ノードと接続され、他端が第４ノードと接続される第２ダイオードと、一端が前記第４ノードと接続され、他端が前記第３ノードと接続され、負荷と接続されるキャパシタと、をさらに含むことができる。
【0014】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記キャパシタに印加される電圧値を検知する第２検知部をさらに含み、前記電圧値に基づいて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御することができる。
【0015】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置は、前記キャパシタに印加される電圧値が基準値未満である場合に、前記複数の電源スイッチのターンオンタイムを増加させることができる。
【0016】
本文書に開示される一実施形態に係る、複数の電池ラックそれぞれと接続される複数の電源スイッチ、および前記電源スイッチと接続された制御部を含む電池ラック管理装置の動作方法は、前記制御部が、前記複数の電源スイッチのうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させるステップと、前記制御部が、前記複数の電池ラックに基づく出力値を用いて、前記複数の電源スイッチそれぞれの動作を制御するステップと、を含むことができる。
【0017】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置の動作方法は、第１検知部が前記複数の電池ラックと前記複数の電源スイッチを接続する複数のスイッチングラインに流れる電流値を検知するステップと、前記制御部が前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムまたはスイッチングデューティを制御するステップと、をさらに含むことができる。
【0018】
一実施形態に係る、前記電池ラック管理装置の動作方法は、前記設定値を前記第１検知部が検知した前記電流値の平均値にすることができる。
一実施形態に係る、前記複数の電源スイッチと接続されるインダクタと、前記インダクタと接続される制御スイッチと、前記インダクタと接続されるキャパシタと、前記キャパシタに接続される第２検知部と、をさらに含む前記電池ラック管理装置の動作方法は、前記第２検知部が前記キャパシタに印加される電圧値を検知するステップと、前記電圧値に基づいて、前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムを制御するステップと、をさらに含むことができる。
一実施形態に係る、前記複数の電源スイッチと接続されるインダクタと、前記インダクタと接続される制御スイッチと、前記インダクタと接続されるキャパシタと、前記キャパシタに接続される第２検知部と、をさらに含む前記電池ラック管理装置の動作方法は、前記第２検知部が前記キャパシタに印加される電圧値を検知するステップと、前記電圧値に基づいて、前記複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムを制御するステップと、をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0019】
本文書の開示に係る電池ラック管理装置は、電流の不均衡による電池の寿命短縮、エネルギー貯蔵システムの容量減少、またはエネルギー貯蔵システムの不安定性の問題を解決することができる。
【0020】
本文書の開示に係る電池ラック管理装置は、単一装置として複数の電池ラックに共通に接続されることができるため、エネルギー貯蔵システムに追加される装置の体積を最小化することができる。
【0021】
本文書の開示に係る電池ラック管理装置は、複数の電池ラックに共通に接続されることができるため、複数の電池ラックごとに装置を追加具備するために必要な費用を最小化することができる。
【0022】
本文書の開示に係る電池ラック管理装置は、複数の電池ラックに共通に接続され、複数の電池ラックそれぞれを独立に制御することができるため、エネルギー貯蔵システムの制御のための設計を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置、複数の電池ラック、および負荷を示す図である。
【図2】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置を示す回路図である。
【図3】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
【図4a】本文書に開示された一実施形態に係る第１検知部が検知した電流値に基づく電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
【図4b】本文書に開示された一実施形態に係る第１検知部が検知した電流値に基づく電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
【図4c】本文書に開示された一実施形態に係る第１検知部が検知した電流値に基づく電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
【図5】本文書に開示された一実施形態に係る第２検知部が検知した電圧値に基づく電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
【図6】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作方法を示すフローチャートである。
【図7a】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作方法をより具体的に示すフローチャートである。
【図7b】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作方法をより具体的に示すフローチャートである。
【図7c】本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作方法をより具体的に示すフローチャートである。
【0024】
図面の説明と関連し、同一または類似の構成要素に対しては、同一または類似の参照符号が用いられてもよい。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の多様な実施形態が添付図面を参照して記載される。ただし、これは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の実施形態の多様な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、等価物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、および／または代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むものと理解しなければならない。
【0026】
本文書の多様な実施形態およびそれに用いられた用語は、本文書に記載された技術的特徴を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、当該実施形態の多様な変更、等価物、または代替物を含むものと理解しなければならない。図面の説明と関連し、類似または関連の構成要素に対しては、類似の参照符号が用いられてもよい。アイテムに対応する名詞の単数形は、関連の文脈上、明らかに他を指示しない限り、前記アイテムを１つまたは複数含んでもよい。
【0027】
本文書において、「ＡまたはＢ」、「ＡおよびＢのうち少なくとも１つ」、「ＡまたはＢのうち少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、またはＣ」、「Ａ、Ｂ、およびＣのうち少なくとも１つ」、および「Ａ、Ｂ、またはＣのうち少なくとも１つ」のような語句それぞれは、その語句のうち該当する語句に共に羅列された項目のうちいずれか１つ、またはこれらの全ての可能な組み合わせを含んでもよい。「第１」、「第２」、「１番目」、「２番目」、「Ａ」、「Ｂ」、「（ａ）」、または「（ｂ）」のような用語は、単に当該構成要素を他の当該構成要素と区分するために用いられてもよく、特に反対の記載がない限り、当該構成要素を他の側面（例えば、重要性または順序）で限定しない。
【0028】
本文書において、ある（例えば、第１）構成要素が他の（例えば、第２）構成要素に、「機能的に」または「通信可能に」という用語とともに、またはこのような用語なしに、「連結」、「結合」、または「接続」されると言及されたか、または「ｃｏｕｐｌｅｄ」または「ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ」と言及された場合、これは、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に（例えば、有線で）、無線で、または第３構成要素を介して接続されてもよいことを意味する。
【0029】
一実施形態によると、本文書に開示された多様な実施形態に係る方法は、コンピュータプログラム製品（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ ｐｒｏｄｕｃｔ）に含まれて提供されてもよい。コンピュータプログラム製品は、商品として販売者および購買者の間に取引されてもよい。コンピュータプログラム製品は、機器で読み取り可能なストレージ媒体（例えば、ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ（ＣＤ－ＲＯＭ））の形態で配布されるか、またはアプリケーションストアを介してまたは２つのユーザ装置間に直接、オンラインで配布（例えば、ダウンロードまたはアップロード）されてもよい。オンライン配布の場合、コンピュータプログラム製品の少なくとも一部は、製造会社のサーバ、アプリケーションストアのサーバ、または中継サーバのメモリのような機器で読み取り可能なストレージ媒体に少なくとも一時的に格納されるか、または臨時的に生成されてもよい。
【0030】
多様な実施形態によると、前記記述した構成要素それぞれの構成要素（例えば、モジュールまたはプログラム）は、単数または複数の個体を含んでもよく、複数の個体のうち一部は、他の構成要素に分離配置されてもよい。多様な実施形態によると、前述した当該構成要素のうち１つ以上の構成要素または動作が省略されるか、または１つ以上の他の構成要素または動作が追加されてもよい。代替的にまたは追加的に、複数の構成要素（例えば、モジュールまたはプログラム）は、１つの構成要素に統合されてもよい。この場合、統合された構成要素は、前記複数の構成要素それぞれの構成要素の１つ以上の機能を、前記統合前に前記複数の構成要素のうち当該構成要素により行われるものと同一または類似に行ってもよい。多様な実施形態によると、モジュール、プログラム、または他の構成要素により行われる動作は、順次に、並列的に、反復的に、またはヒューリスティックに実行されるか、前記動作のうち１つ以上が他の順序に実行されるか、省略されるか、または１つ以上の他の動作が追加されてもよい。
【0031】
図１は、本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置、複数の電池ラック、および負荷を示す図である。
図１を参照すると、電池ラック１０は、互いに並列接続される複数の電池ラック１、２、３、４を含むことができる。電池ラック１０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して電池ラック管理装置１００と接続されることができる。実施形態によると、第１電池ラック１は、第１スイッチングラインＬ１を介して、第２電池ラック２は、第２スイッチングラインＬ２を介して、第３電池ラック３は、第３スイッチングラインＬ３を介して、第４電池ラック４は、第４スイッチングラインＬ４を介して、それぞれ電池ラック管理装置１００と接続されることができる。例えば、図１では電池ラック管理装置１００に接続可能な複数の電池ラック１０の個数が４個であるものと示されているが、これに限定されず、電池ラック管理装置１００は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の電池ラックと接続可能に構成されることができる。複数の電池ラック１、２、３、４は、同時にまたは異なる時に電池ラック管理装置１００と接続されることができる。電池ラック１０は、電池ラック管理装置１００に電源を供給することができる。
図１を参照すると、電池ラック１０は、互いに並列接続される複数の電池ラック１、２、３、４を含むことができる。電池ラック１０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して電池ラック管理装置１００と接続されることができる。実施形態によると、第１電池ラック１は、第１スイッチングラインＬ１を介して、第２電池ラック２は、第２スイッチングラインＬ２を介して、第３電池ラック３は、第３スイッチングラインＬ３を介して、第４電池ラック４は、第４スイッチングラインＬ４を介して、それぞれ電池ラック管理装置１００と接続されることができる。例えば、図１では電池ラック管理装置１００に接続可能な複数の電池ラック１０の個数が４個であるものと示されているが、これに限定されず、電池ラック管理装置１００は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の電池ラックと接続可能に構成されることができる。複数の電池ラック１、２、３、４は、同時にまたは異なる時に電池ラック管理装置１００と接続されることができる。電池ラック１０は、電池ラック管理装置１００に電源を供給することができる。
【0032】
電池ラック管理装置１００は、負荷２０と接続されることができる。電池ラック管理装置１００は、複数の電池ラック１、２、３、４から伝達される電源を負荷２０に伝達することができる。実施形態によると、電池ラック管理装置１００は、コンバータとして動作することができる。
【0033】
電池ラック管理装置１００は、複数の電池ラック１、２、３、４それぞれと接続される複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に流れる電流の電流値を検知することができる。電池ラック管理装置１００は、検知される電流値に基づいて、複数の電池ラック１、２、３、４の出力の均衡が維持されるか否かを判断することができる。電池ラック管理装置１００は、検知される電流に基づいて、複数の電池ラック１、２、３、４の出力を調節することができる。
【0034】
電池ラック管理装置１００は、負荷２０に伝達される電圧値を検知することができる。電池ラック管理装置１００は、負荷２０に伝達される電圧値が事前に設定された基準値以上であるか否かを判断することができる。電池ラック管理装置１００は、検知される電圧値に基づいて、複数の電池ラック１、２、３、４の出力を調節することができる。本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置１００の具体的な構成および動作については、以下の図２～図７ｃの説明を参照することができる。
【0035】
図２は、本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置を示す回路図である。
図２を参照すると、電池ラック管理装置１００は、電源スイッチ１１０、インダクタ１２０、制御スイッチ１３０、第１ダイオード１４０、第２ダイオード１５０、キャパシタ１６０、第１検知部１７０、第２検知部１８０、および／または制御部１９０を含むことができる。
図２を参照すると、電池ラック管理装置１００は、電源スイッチ１１０、インダクタ１２０、制御スイッチ１３０、第１ダイオード１４０、第２ダイオード１５０、キャパシタ１６０、第１検知部１７０、第２検知部１８０、および／または制御部１９０を含むことができる。
【0036】
電源スイッチ１１０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４を含むことができる。電源スイッチ１１０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して電池ラック１０と接続されることができる。実施形態によると、第１電源スイッチ１１１は、第１スイッチングラインＬ１を介して第１電池ラック１と接続され、第２電源スイッチ１１２は、第２スイッチングラインＬ２を介して第２電池ラック２と接続され、第３電源スイッチ１１３は、第３スイッチングラインＬ３を介して第３電池ラック３と接続され、第４電源スイッチ１１４は、第４スイッチングラインＬ４を介して第４電池ラック４と接続されることができる。実施形態によると、電源スイッチ１１０は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子で構成されることができる。
【0037】
インダクタ１２０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４と第１ノードｎ１で接続されることができる。実施形態によると、インダクタ１２０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのドレイン端子と第１ノードｎ１で接続されることができる。
【0038】
制御スイッチ１３０は、一端がインダクタ１２０と第２ノードｎ２で接続され、他端が第３ノードｎ３と接続されることができる。実施形態によると、制御スイッチ１３０は、ＭＯＳＦＥＴ素子で構成されることができる。
【0039】
第１ダイオード１４０は、一端が第１ノードｎ１と接続され、他端が第３ノードｎ３と接続されることができる。実施形態によると、第１ダイオード１４０は、カソード（ｃａｔｈｏｄｅ）端が第１ノードｎ１と接続され、アノード（ａｎｏｄｅ）端が第３ノードｎ３と接続されることができる。
【0040】
第２ダイオード１５０は、一端が第２ノードｎ２と接続され、他端が第４ノードｎ４と接続されることができる。実施形態によると、第２ダイオード１５０は、アノード（ａｎｏｄｅ）端が第２ノードｎ２と接続され、カソード（ｃａｔｈｏｄｅ）端が第４ノードｎ４と接続されることができる。
【0041】
キャパシタ１６０は、一端が第３ノードｎ３と接続され、他端が第４ノードｎ４と接続されることができる。キャパシタ１６０は、負荷２０と接続されることができる。実施形態によると、キャパシタ１６０は、負荷２０と並列に接続されることができる。
【0042】
第１検知部１７０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４それぞれと接続されることができる。
第２検知部１８０は、キャパシタ１６０に接続されることができる。実施形態によると、第２検知部１８０は、キャパシタ１６０と並列に接続されることができる。
第２検知部１８０は、キャパシタ１６０に接続されることができる。実施形態によると、第２検知部１８０は、キャパシタ１６０と並列に接続されることができる。
【0043】
制御部１９０は、電源スイッチ１１０、第１検知部１７０、および／または第２検知部１８０と接続されることができる。実施形態によると、制御部１９０は、プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）のようなハードウェア装置であるか、またはハードウェア装置により実現されるプログラムであってもよい。例えば、制御部１９０に含まれた構成は、それぞれ個別的な装置（または、プログラム）として実現されるか、または１つの統合されたモジュールとして実現されてもよい。多様な実施形態によると、制御部１９０は、第１検知部１７０および／または第２検知部１８０を構成として含むことができる。
【0044】
以下、電池ラック管理装置１００に含まれた構成の動作を中心に説明する。
第１検知部１７０は、スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流値ｉｓｗを検知することができる。第１検知部１７０は、スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で検知された電流値を制御部１９０に伝達することができる。
第１検知部１７０は、スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流値ｉｓｗを検知することができる。第１検知部１７０は、スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で検知された電流値を制御部１９０に伝達することができる。
【0045】
第２検知部１８０は、キャパシタ１６０に印加される電圧値を検知することができる。実施形態によると、第２検知部１８０によりキャパシタ１６０で検知された電圧値は、負荷２０に伝達される電圧値と同一であることができる。第２検知部は、キャパシタ１６０で検知された電圧値を制御部１９０に伝達することができる。
【0046】
制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）またはターンオフ（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）させることができる。この際、制御部１９０は、制御スイッチ１３０を共にターンオンまたはターンオフさせることができる。実施形態によると、制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうち少なくとも１つの電源スイッチおよび制御スイッチ１３０をターンオンさせた場合、ターンオンされた電源スイッチと接続された電池ラック（例えば、１、２、３、および／または４）、ターンオンされた電源スイッチ（例えば、１１１、１１２、１１３、および／または１１４）、インダクタ１２０、および制御スイッチ１３０は、閉回路を形成することができる。例えば、制御部１９０が第１電源スイッチ１１１および制御スイッチ１３０をターンオンさせた場合、第１電池ラック１、第１電源スイッチ１１１、インダクタ１２０、および制御スイッチ１３０は、閉回路を形成することができる。この際、第１ダイオード１４０および／または第２ダイオード１５０は、逆方向バイアス（ｒｅｖｅｒｓｅ ｂｉａｓ）されることができる。他の実施形態によると、制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０をターンオフ（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）させた場合、インダクタ１２０、第１ダイオード１４０、第２ダイオード１５０、およびキャパシタ１６０は、閉回路を形成することができる。
【0047】
制御部１９０は、第１検知部１７０から伝達された電流値に基づいて、複数の電池ラック１、２、３、４の出力を調節することができる。制御部１９０は、複数の電池ラック１、２、３、４の出力を調節するために、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンおよび／またはターンオフ動作を制御するか、または複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのスイッチングデューティを制御することができる。この際、制御部１９０は、制御スイッチ１３０のターンオンおよび／またはターンオフ動作を共に制御するか、またはスイッチングデューティを共に制御することができる。
【0048】
制御部１９０は、第１検知部１７０から伝達された電流値が既に設定された設定値に対応するか否かを判断することができる。制御部１９０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に流れる各電流の電流値が設定値に対応するように、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれおよび／または制御スイッチ１３０のターンオンタイム、ターンオフタイム、および／またはスイッチングデューティを制御することができる。制御部１９０は、設定値を設定することができる。実施形態によると、制御部１９０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の各電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４の平均値に設定されることができる。制御部１９０が、第１検知部１７０から伝達された電流値ｉｓｗに基づいて、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および／または制御スイッチ１３０を制御する具体的な動作については、図４ａ、図４ｂ、および図４ｃにおいて後述する。
【0049】
制御部１９０は、第２検知部１８０から伝達された電圧値に基づいて、複数の電池ラック１、２、３、４の出力を調節することができる。制御部１９０は、複数の電池ラック１、２、３、４の出力を調節するために、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンおよび／またはターンオフ動作を制御することができる。この際、制御部１９０は、制御スイッチ１３０のターンオンおよび／またはターンオフ動作を共に制御することができる。実施形態により、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのスイッチングデューティを同一に制御することができる。例えば、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオン動作およびターンオフ動作を制御する際に、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのターンオンタイムおよびターンオフタイムを調節するが、この際、調節前後のターンオンタイムおよびターンオフタイムの割合を同一に維持することができる。
【0050】
制御部１９０は、第２検知部１８０から伝達された電圧値が、事前に設定された基準値以上であるか否かを判断することができる。制御部１９０は、キャパシタ１６０に印加される電圧値が基準値以上になるように、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および／または制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよび／またはターンオフタイムを制御することができる。実施形態によると、複数の電池ラック１０が出力する電圧値がＶｉｎと同一であり、複数の電源スイッチ１１０のスイッチングデューティがＤと同一であれば、基準値は、＜数学式１＞のように設定されることができる。
【0051】
【数1】
【0052】
制御部１９０が、第２検知部１８０から伝達された電圧値に基づいて、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および／または制御スイッチ１３０を制御する具体的な動作については、図５において後述する。
【0053】
図３は、本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
図３を参照すると、電池ラック管理装置１００の制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１０のうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させることができる。実施形態によると、制御部１９０は、第１電源スイッチ１１１、第２電源スイッチ１１２、第３電源スイッチ１１３、および第４電源スイッチ１１４を順次ターンオンさせることができる。実施形態によると、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１０のうちいずれか１つの電源スイッチをターンオンさせた間に、制御スイッチ１３０を共にターンオンさせることができる。
図３を参照すると、電池ラック管理装置１００の制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１０のうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）させることができる。実施形態によると、制御部１９０は、第１電源スイッチ１１１、第２電源スイッチ１１２、第３電源スイッチ１１３、および第４電源スイッチ１１４を順次ターンオンさせることができる。実施形態によると、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１０のうちいずれか１つの電源スイッチをターンオンさせた間に、制御スイッチ１３０を共にターンオンさせることができる。
【0054】
制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４全体のスイッチング周期をＴに設定し、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオン／ターンオフ動作を繰り返すように制御することができる。この際、制御部１９０は、０～ｔ１の時間の間に第１電源スイッチ１１１および制御スイッチ１３０をターンオンさせ、ｔ２～ｔ３の時間の間に第２電源スイッチ１１２および制御スイッチ１３０をターンオンさせ、ｔ４～ｔ５の時間の間に第３電源スイッチ１１３および制御スイッチ１３０をターンオンさせ、ｔ６～ｔ７の時間の間に第４電源スイッチ１１４および制御スイッチ１３０をターンオンさせ、ｔ１～ｔ２、ｔ３～ｔ４、ｔ５～ｔ６、ｔ７～Ｔの時間の間に複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０をターンオフさせることができる。
【0055】
制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうちいずれか１つの電源スイッチおよび制御スイッチ１３０をターンオンさせた間に、ターンオンされた電源スイッチと接続されたスイッチングラインに流れる電流値ｉｓｗは、電池ラック管理装置１００のインダクタ１２０に流れる電流値ｉＬと同様に増加することができる。例えば、制御部１９０が０からｔ１まで第１電源スイッチ１１１および制御スイッチ１３０をターンオンさせた場合、０～ｔ１の時間の間に第１スイッチングラインＬ１に流れる電流値ｉｓｗ１は、インダクタ１２０に流れる電流値ｉＬと同様に増加することができる。
【0056】
制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０をターンオフさせた間に、第１ダイオード１４０または第２ダイオード１５０に流れる電流値ｉＤは、電池ラック管理装置１００のインダクタ１２０に流れる電流値ｉＬと同様に減少することができる。例えば、制御部１９０がｔ１～ｔ２、ｔ３～ｔ４、ｔ５～ｔ６、ｔ７～Ｔの時間の間に、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０を全てターンオフさせた場合、第１ダイオード１４０または第２ダイオード１５０に流れる電流値ｉＤは、インダクタ１２０に流れる電流値ｉＬと同様に減少することができる。
【0057】
制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれをターンオンさせた際に、各スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で検知される電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４は、互いに均衡をなす状態であることができる。実施形態によると、制御部１９０が第１電源スイッチ１１１、第２電源スイッチ１１２、第３電源スイッチ１１３、または第４電源スイッチ１１４をそれぞれ制御スイッチ１３０と共にターンオンさせた際に、第１スイッチングラインＬ１、第２スイッチングラインＬ２、第３スイッチングラインＬ３、および／または第４スイッチングラインＬ４に流れる電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４の各平均値が同一であることができる。例えば、０～ｔ１の時間の間に第１スイッチングラインＬ１に流れた電流値ｉｓｗ１の平均値は、ｔ２～ｔ３の時間の間に第２スイッチングラインＬ２に流れた電流値ｉｓｗ２の平均値、ｔ４～ｔ５の時間の間に第３スイッチングラインＬ３に流れた電流値ｉｓｗ３の平均値、および／またはｔ６～ｔ７の時間の間に第４スイッチングラインＬ４に流れた電流値ｉｓｗ４の平均値と同一であることができる。他の例として、制御部１９０が第１電源スイッチ１１１、第２電源スイッチ１１２、第３電源スイッチ１１３、または第４電源スイッチ１１４をそれぞれ制御スイッチ１３０と共にターンオンさせた際に、第１スイッチングラインＬ１、第２スイッチングラインＬ２、第３スイッチングラインＬ３、および／または第４スイッチングラインＬ４に流れる電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４のピーク（ｐｅａｋ）値が同一であるか、または特定の時間が経過した際の電流値が同一であることができる。
【0058】
制御部１９０は、第１検知部１７０から各スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４の伝達を受けることができる。各スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４が均衡をなしていない場合、制御部１９０は、各電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４が均衡状態に至るように、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれおよび／または制御スイッチ１３０のターンオンタイムを増加、減少、または維持させるように制御することができる。この際、制御部１９０がターンオンタイムを制御することで、複数の電源スイッチ１１０それぞれおよび／または制御スイッチ１３０のスイッチングデューティが増加、減少、または維持されることができる。制御部１９０が、第１検知部１７０から伝達された電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４に基づいて、複数の電源スイッチ１１０および／または制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよび／またはスイッチングデューティを増加、減少、または維持させる具体的な方法については、図４ａ、図４ｂ、および図４ｃにおいて後述する。
【0059】
制御部１９０は、第２検知部１８０からキャパシタ１６０に印加される電圧値の伝達を受けることができる。制御部１９０は、第２検知部１８０から伝達された電圧値が基準値未満である場合、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０のターンオンタイムを増加させることができる。制御部１９０は、各複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０のターンオンタイムを増加させた割合と同一の割合でターンオフタイムを増加させることで、スイッチングデューティを維持することができる。制御部１９０が、第２検知部１８０から伝達された電圧値に基づいて、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および／または制御スイッチ１３０のターンオンタイムを増加させる具体的な方法については、図５において後述する。
【0060】
【0061】
図４ａを参照すると、制御部１９０は、設定値を第１値および第２値の平均値に設定することができる。制御部１９０は、各スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で検知される電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４それぞれの平均値が設定値に対応するように電源スイッチ１１０の動作を制御することができる。
【0062】
制御部１９０が第１電源スイッチ１１１をターンオンさせた間０～ｔ１に第１スイッチングラインＬ１に流れる電流値ｉｓｗ１の平均値は、設定値と同一であることができる。制御部１９０が第２電源スイッチ１１２をターンオンさせた間ｔ２～ｔ３に第２スイッチングラインＬ２に流れる電流値ｉｓｗ２の平均値と、制御部１９０が第４電源スイッチ１１４をターンオンさせた間ｔ６～ｔ７に第４スイッチングラインＬ４に流れる電流値ｉｓｗ４の平均値は、設定値未満であることができる。制御部１９０が第３電源スイッチ１１３をターンオンさせた間ｔ４～ｔ５に第３スイッチングラインＬ３に流れる電流値ｉｓｗ３の平均値は、設定値より大きくてもよい。この際、制御部１９０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に流れる電流値の均衡が維持されるように、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのターンオンタイムおよび／またはターンオフタイムを調節することができる。
【0063】
図４ｂを参照すると、制御部１９０は、第１スイッチングラインＬ１に流れる電流値ｉｓｗ１の平均値が設定値と同一であると判断し、第１スイッチングラインＬ１に接続された第１電源スイッチ１１１のターンオンタイムを維持することができる。この際、制御部１９０は、第１電源スイッチ１１１のターンオフタイムも共に維持することで、第１電源スイッチ１１１のスイッチングデューティを維持することができる。
【0064】
制御部１９０は、第２スイッチングラインＬ２に流れる電流値ｉｓｗ２の平均値が設定値未満であると判断し、第２スイッチングラインＬ２に接続された第２電源スイッチ１１２のターンオンタイムをｔ２～ｔ３’に増加させることができる。
【0065】
制御部１９０は、第３スイッチングラインＬ３に流れる電流値ｉｓｗ３の平均値が設定値を超過すると判断し、第３スイッチングラインＬ３に接続された第３電源スイッチ１１３のターンオンタイムをｔ４’～ｔ５’に減少させることができる。
【0066】
制御部１９０は、第４スイッチングラインＬ４に流れる電流値ｉｓｗ４の平均値が設定値未満であると判断し、第４スイッチングラインＬ４に接続された第４電源スイッチ１１４のターンオンタイムをｔ６’～ｔ７’に増加させることができる。
【0067】
制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのターンオンタイムを増加、減少、または維持させる場合、ターンオフタイムは維持することで、各電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のスイッチングデューティを増加、減少、または維持させることができる。すなわち、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのターンオフタイムを下記のように同一に制御することができる。
ターンオフタイム＝ｔ１～ｔ２＝ｔ３～ｔ４＝ｔ３’～ｔ４’＝ｔ５～ｔ６＝ｔ５’～ｔ６’＝ｔ７～Ｔ＝ｔ７’～Ｔ
ターンオフタイム＝ｔ１～ｔ２＝ｔ３～ｔ４＝ｔ３’～ｔ４’＝ｔ５～ｔ６＝ｔ５’～ｔ６’＝ｔ７～Ｔ＝ｔ７’～Ｔ
【0068】
制御部１９０は、複数の電源スイッチそれぞれのターンオンタイムを増加、減少、または維持させることで、複数の電源スイッチ１１０全体のオン／オフ動作を繰り返す全体スイッチング周期をＴ’に調整することができる。
【0069】
図４ｃを参照すると、制御部１９０は、図４ｂにおいてＴ’に調整された全体スイッチング周期を既存のスイッチング周期Ｔに再調整するために、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムおよびターンオフタイムを同一の割合で縮小することができる。制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムおよびターンオフタイムを同一の割合で縮小することで、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのスイッチングデューティを縮小前と同一に維持させることができる。この際、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に流れる電流値は、互いの均衡を維持することができる。
【0070】
図５は、本文書に開示された一実施形態に係る第２検知部が検知した電圧値に基づく電池ラック管理装置の動作を説明するための図である。
【0071】
図５を参照すると、電池ラック管理装置１００に含まれた複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０が図３のように動作する場合、第２検知部１８０が検知したキャパシタ１６０の電圧値は、事前に設定された基準値未満であることができる。
【0072】
制御部１９０は、電池ラック管理装置１００が負荷２０に伝達する電圧値が基準値以上になるように、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムを増加させることができる。制御部１９０は、全体スイッチング周期をＴからＴ’’に増加させるために、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムを
【0073】
【数2】
【0074】
の割合で増加させることができる。この際、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４全てのターンオンタイムを増加させることができる。
【0075】
制御部１９０が複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうち一部だけのターンオンタイムを増加させるのは、複数の電池ラック１０の出力の不均衡を引き起こし得る。制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムを増加させた割合と同一の割合で、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオフタイムを増加させることができる。制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのターンオンタイムおよびターンオフタイムの増加前後のスイッチングデューティを同一に維持させることができる。
【0076】
図６は、本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作方法を示すフローチャートである。
図６を参照すると、電池ラック管理装置１００の動作方法は、電池ラック管理装置１００に含まれた複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうちいずれか１つをターンオンさせるステップ（Ｓ１００）と、複数の電池ラック１、２、３、４に基づく出力値を用いて、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれの動作を制御するステップ（Ｓ１１０）と、を含むことができる。
図６を参照すると、電池ラック管理装置１００の動作方法は、電池ラック管理装置１００に含まれた複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうちいずれか１つをターンオンさせるステップ（Ｓ１００）と、複数の電池ラック１、２、３、４に基づく出力値を用いて、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれの動作を制御するステップ（Ｓ１１０）と、を含むことができる。
【0077】
Ｓ１００ステップにおいて、電池ラック管理装置１００に含まれた複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４が複数の電池ラック１、２、３、４とそれぞれ複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して接続できるように、電池ラック管理装置１００に含まれた制御部１９０が、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうちいずれか１つをターンオンさせることができる。Ｓ１００ステップにおいて複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうちいずれか１つをターンオンさせる場合、電池ラック管理装置１００に含まれた制御スイッチ１３０を共にターンオンさせることができる。
【0078】
Ｓ１１０ステップにおいて、電池ラック管理装置１００が、複数の電池ラック１、２、３、４に基づく出力を用いて複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のうち少なくともいずれか１つをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）またはターンオフ（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）するように、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４の動作を制御することができる。この際、電池ラック管理装置１００は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれおよび制御スイッチ１３０のオン／オフ動作を共に制御することができる。実施形態によると、複数の電池ラック１、２、３、４に基づく出力とは、本文書の開示に係る電池ラック管理装置１００が検知した複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流に該当するか、または負荷２０および／またはキャパシタ１６０に伝達される出力電圧値に該当することができる。第１検知部１７０は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に流れる電流値を検知することができる。第２検知部１８０は、キャパシタ１６０に伝達される電圧値を検知することができる。第２検知部１８０が検知したキャパシタ１６０の電圧値は、負荷２０に伝達される電圧値と同一であることができる。
【0079】
図７ａ、図７ｂ、および図７ｃは、本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック管理装置の動作方法をより具体的に示すフローチャートである。図７ａ、図７ｂ、および図７ｃに示された動作は、図６に示されたＳ１１０ステップの例示であることができる。
【0080】
図７ａを参照すると、電池ラック管理装置１００は、複数の電池ラック１０それぞれの出力電流に基づいて、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のスイッチングデューティを調節することができる。電池ラック管理装置１００は、複数の電池ラック１、２、３、４から出力される各電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４を検知するために、複数の電池ラック１、２、３、４と複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４が連結された各スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流値を検知することができる（Ｓ１１１）。この際、電池ラック管理装置１００に含まれた第１検知部１７０は、検知された電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４を制御部１９０に伝達することができる。Ｓ１１１ステップにおいて第１検知部１７０が検知した電流値に基づいて、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのターンオンタイムおよび／またはスイッチングデューティを調節することができ、この際、制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよび／またはスイッチングデューティも共に調節することができる。
【0081】
電池ラック管理装置１００は、複数のスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４それぞれに既に設定された設定値未満の電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４が検知されるか否かを確認することができる（Ｓ１１２）。制御部１９０は、設定値未満の電流値が検知されるスイッチングラインに連結された電源スイッチのターンオンタイムを増加させることができる（Ｓ１１３）。制御部１９０は、ターンオンタイムが増加した電源スイッチのターンオフタイムを維持させることができる。この際、ターンオンタイムが増加した電源スイッチのスイッチングデューティは増加することができる。制御部１９０は、電源スイッチのターンオンタイムを増加させた間に、制御スイッチ１３０のターンオンタイムを共に増加させることができる。
【0082】
制御部１９０は、Ｓ１１２ステップにおいて設定値以上の電流値が検知されたスイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の電流値が設定値を超過するか否かを確認することができる（Ｓ１１４）。制御部１９０は、設定値より大きい電流値が検知されるスイッチングラインに連結された電源スイッチのターンオンタイムを減少させることができる（Ｓ１１５）。制御部１９０は、ターンオンタイムが減少した電源スイッチのターンオフタイムを維持させることができる。この際、ターンオンタイムが減少した電源スイッチのスイッチングデューティは減少することができる。制御部１９０は、電源スイッチのターンオンタイムを減少させた間に、制御スイッチ１３０のターンオンタイムを共に減少させることができる。
【0083】
制御部１９０は、Ｓ１１２およびＳ１１４ステップを介して設定値と同一の電流値が検知されると判断したスイッチングラインに連結された電源スイッチのターンオンタイムおよびターンオフタイムを維持させることができる。この際、制御部１９０は、制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを共に維持させることができる。
【0084】
図７ｂを参照すると、電池ラック管理装置１００は、負荷２０に伝達される電圧値に基づいて、電源スイッチ１１０のスイッチングデューティを調節することができる。第２検知部１８０は、キャパシタ１６０に印加される電圧値を検知することができる（Ｓ１１６）。負荷２０に伝達される電圧値は、キャパシタ１６０に印加される電圧値と同一であることができる。第２検知部１８０は、キャパシタ１６０に印加される電圧値を検知して制御部１９０に伝達することができる。制御部１９０は、第２検知部１８０から伝達されたキャパシタ１６０の電圧値に基づいて、電源スイッチ１１０それぞれのターンオンタイムおよびターンオフタイムを調節することができる。この際、制御部１９０は、制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよびターンオフタイムも共に調節することができる。実施形態によると、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれおよび／または制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを同一の割合で調節することで、調節前後のスイッチングデューティを維持させることができる。
【0085】
電池ラック管理装置１００は、負荷２０に伝達される電圧値が基準値未満であるか否かを確認することができる（Ｓ１１７）。制御部１９０は、負荷２０に伝達される電圧値が基準値未満であると判断した場合、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムおよびターンオフタイムを増加させることができる（Ｓ１１８）。この際、制御部１９０は、制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを共に増加させることができる。実施形態によると、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムおよびターンオフタイムを同一の割合で増加させることで、ターンオンタイムおよびターンオフタイムの増加前後のスイッチングデューティを維持させることができる。
【0086】
電池ラック管理装置１００は、Ｓ１１７ステップにおいて負荷２０に伝達される電圧値が基準値以上であると判断した場合、制御部１９０は、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４および制御スイッチ１３０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを維持させることができる。
【0087】
図７ｃを参照すると、電池ラック管理装置１００は、複数の電池ラック１０それぞれの出力電流値および負荷２０に伝達される出力電圧値に基づいて、複数の電源スイッチのスイッチングデューティを調節することができる。
【0088】
電池ラック管理装置１００は、第１検知部１７が、複数の電池ラック１０と複数の電源スイッチ１１０が連結された各スイッチングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に流れる電流値ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、ｉｓｗ３、ｉｓｗ４を検知することができる（Ｓ２００）。Ｓ２００ステップは、図７ａのＳ１１１ステップと実質的に同一であってもよい。電池ラック管理装置１００は、Ｓ２００ステップで検知された電流値が既に設定された設定値未満であるか否かを判断することができる（Ｓ２１０）。Ｓ２１０ステップは、図７ａのＳ１１２ステップと実質的に同一であってもよい。制御部１９０は、Ｓ２１０ステップにおいて設定値未満の電流値が検知されるスイッチングラインに連結された電源スイッチのターンオンタイムおよび／またはスイッチングデューティを増加させることができる（Ｓ２１１）。Ｓ２１１ステップは、図７ａのＳ１１３ステップと実質的に同一であってもよい。制御部１９０は、Ｓ２１０ステップにおいて設定値以上の電流値が検知されるスイッチングラインの電流値が設定値を超過するか否かを判断することができる（Ｓ２１２）。Ｓ２１２ステップは、図７ａのＳ１１４ステップと実質的に同一であってもよい。制御部１９０は、Ｓ２１２ステップにおいて設定値を超過する電流値が検知されるスイッチングラインに連結された電源スイッチのターンオンタイムおよび／またはスイッチングデューティを減少させることができる（Ｓ２１３）。Ｓ２１３ステップは、図７ａのＳ１１５ステップと実質的に同一であってもよい。制御部１９０は、Ｓ２１０ステップおよびＳ２１２ステップを介して設定値と同一の電流値が検知されると判断したスイッチングラインの電源スイッチのターンオンタイムおよび／またはスイッチングデューティを維持させることができる。制御部１９０は、Ｓ２００、Ｓ２１０、Ｓ２１１、Ｓ２１２、および／またはＳ２１３ステップを介して、電池ラック１０の出力を均衡が取れるように維持することができる。
【0089】
電池ラック管理装置１００は、電池ラック１０の出力を均衡が取れるように複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４のターンオンタイムまたはスイッチングデューティを増加（Ｓ２１１）、減少（Ｓ２１３）、または維持させた後、キャパシタ１６０に印加される電圧値を検知することができる（Ｓ２２０）。Ｓ２２０ステップは、図７ｂのＳ１１６ステップと実質的に同一であってもよい。キャパシタ１６０に印加される電圧値は、電池ラック管理装置１００が負荷２０に伝達する電圧値と同一であることができる。制御部１９０は、第２検知部１８０が検知したキャパシタ１６０の電圧値に基づいて、複数の電源スイッチ１１０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを調節することができる。制御部１９０は、電池ラック１０から出力される電流値を均衡に維持し、負荷２０に伝達される電圧値が基準値以上になるように電源スイッチ１１０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを増加させることができる（Ｓ２２２）。Ｓ２２２ステップは、図７ｂのＳ１１８ステップと実質的に同一であってもよい。Ｓ２２２ステップにおいて、制御部１９０は、電源スイッチ１１０のターンオンタイムおよびターンオフタイムを同一の割合で増加させることで、複数の電源スイッチ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのスイッチングデューティを同一に維持させることができる。
【0090】
以上、本文書に開示された実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合するかまたは結合して動作するものと説明されたからといって、本文書に開示された実施形態が必ずしもこのような実施形態に限定されるものではない。すなわち、本文書に開示された実施形態の目的の範囲内であれば、その全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作してもよい。
【0091】
また、以上に記載された「含む」、「構成する」、または「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、当該構成要素が内在できることを意味するため、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいものと解釈されなければならない。技術的または科学的な用語を含む全ての用語は、他に定義しない限り、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。辞書に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致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。
【0092】
以上の説明は本文書に開示された技術思想を例示的に説明したものにすぎず、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であれば、本文書に開示された実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正および変形が可能である。したがって、本文書に開示された実施形態は本文書に開示された実施形態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文書に開示された技術思想の範囲が限定されるものではない。本文書に開示された技術思想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文書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】
【0093】
１ 第１電池ラック
２ 第２電池ラック
３ 第３電池ラック
４ 第４電池ラック
１０ 電池ラック
１７ 第１検知部
２０ 負荷
１００ 電池ラック管理装置
１１０ 電源スイッチ
１１１ 第１電源スイッチ
１１２ 第２電源スイッチ
１１３ 第３電源スイッチ
１１４ 第４電源スイッチ
１２０ インダクタ
１３０ 制御スイッチ
１４０ 第１ダイオード
１５０ 第２ダイオード
１６０ キャパシタ
１７０ 第１検知部
１８０ 第２検知部
１９０ 制御部
Ｌ１ 第１スイッチングライン
Ｌ２ 第２スイッチングライン
Ｌ３ 第３スイッチングライン
Ｌ４ 第４スイッチングライン
ｎ１ 第１ノード
ｎ２ 第２ノード
ｎ３ 第３ノード
ｎ４ 第４ノード
２ 第２電池ラック
３ 第３電池ラック
４ 第４電池ラック
１０ 電池ラック
１７ 第１検知部
２０ 負荷
１００ 電池ラック管理装置
１１０ 電源スイッチ
１１１ 第１電源スイッチ
１１２ 第２電源スイッチ
１１３ 第３電源スイッチ
１１４ 第４電源スイッチ
１２０ インダクタ
１３０ 制御スイッチ
１４０ 第１ダイオード
１５０ 第２ダイオード
１６０ キャパシタ
１７０ 第１検知部
１８０ 第２検知部
１９０ 制御部
Ｌ１ 第１スイッチングライン
Ｌ２ 第２スイッチングライン
Ｌ３ 第３スイッチングライン
Ｌ４ 第４スイッチングライン
ｎ１ 第１ノード
ｎ２ 第２ノード
ｎ３ 第３ノード
ｎ４ 第４ノード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図5】
【図6】
【図7a】
【図7b】
【図7c】
【国際調査報告】