特許ウォッチ

公開番号2025178125
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025056048
出願日2025-03-28
発明の名称バッテリー過充電防止装置および方法、バッテリーパック
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20251128BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】並列連結された複数のバッテリーモジュール相互間でなされる充放電動作によって特定のバッテリーモジュールに引き起こされる過充電を防止し、それによる発火の危険を除去できるソリューションを提供する。
【解決手段】本開示はバッテリー過充電防止装置および方法、バッテリーパックに関する。本開示は並列連結された第1～第Nバッテリーモジュールに含まれる各バッテリーセルの電圧変化に基づいて異常バッテリーセルが存在する対象バッテリーモジュールを検出し、検出された対象バッテリーモジュールに引き入れられる電流をバイパス回路部を通じてバイパスさせる方式で対象バッテリーモジュールの過充電を防止する構成を提供する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
並列連結された第１～第Ｎバッテリーモジュールそれぞれに引き入れられる電流をバイパスさせるためのバイパス回路部であって（Ｎは２以上の自然数）、各バッテリーモジュールは直列連結された複数のバッテリーセルを含む、バイパス回路部と、
前記第１～第Ｎバッテリーモジュール相互間でなされる充放電によって引き起こされる過充電を防止するように構成されるプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、
前記第１～第Ｎバッテリーモジュールに含まれる各バッテリーセルの電圧変化に基づいて異常バッテリーセルが存在する対象バッテリーモジュールを検出し、前記検出された対象バッテリーモジュールに引き入れられる電流を前記バイパス回路部を通じてバイパスさせる方式で前記対象バッテリーモジュールの過充電を防止することを特徴とする、バッテリー過充電防止装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１～第Ｎバッテリーモジュールはバッテリーパックを構成し、
前記プロセッサは、前記バッテリーパックから引き出される電流が予め設定された基準電流範囲以内である場合、前記異常バッテリーセルおよび前記対象バッテリーモジュールの検出動作を開始することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記第１～第Ｎバッテリーモジュール相互間の電流の流れが発生した場合、前記異常バッテリーセルおよび前記対象バッテリーモジュールの検出動作を開始することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、いずれか一つのバッテリーモジュールに含まれる複数のバッテリーセルに対して、その電圧が増加するバッテリーセルとその電圧が減少するバッテリーセルが存在するかどうかを判断する方式で前記対象バッテリーモジュールを検出することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、第Ｍバッテリーモジュールを基準として、ｉ）その電圧が予め設定された第１基準電圧以上に増加するバッテリーセルが存在する第１条件と、ｉｉ）その電圧が予め設定された第２基準電圧以下に減少するバッテリーセルが存在する第２条件の充足有無を判断する方式で前記対象バッテリーモジュールを検出することを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー過充電防止装置（ＭはＮ以下の自然数）。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記第１および第２条件がみたされた場合であって、前記第１条件を充足する複数のバッテリーセルそれぞれの単位時間当りの電圧変化量が予め設定された許容誤差範囲以内にある場合、前記第Ｍバッテリーモジュールを前記対象バッテリーモジュールとして検出することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記第１および第２条件がみたされる状況が予め設定された基準回数以上繰り返される場合、前記第Ｍバッテリーモジュールを前記対象バッテリーモジュールとして検出することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項８】
前記バイパス回路部は複数のサブバイパス回路を含み、
各サブバイパス回路は直列連結されたバイパススイッチおよびバイパス抵抗を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項９】
前記複数のサブバイパス回路は前記第１～第Ｎバッテリーモジュールにそれぞれ並列連結されて該当バッテリーモジュールに引き入れられる充電電流をバイパスさせるためのバイパス経路を形成し、
前記バイパス経路は前記該当バッテリーモジュールの最上端バッテリーセルへの電流引き入れノード、前記バイパススイッチ、前記バイパス抵抗および放電端子に連結される経路で構成されることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリー過充電防止装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記対象バッテリーモジュールに連結された前記サブバイパス回路の前記バイパススイッチを閉鎖して、前記対象バッテリーモジュールに引き入れられる充電電流を前記バイパス経路を通じてバイパスさせることを特徴とする、請求項９に記載のバッテリー過充電防止装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はバッテリーの過充電を防止する技術に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池は充電が不可能な一次電池とは異なって充電および放電が可能な電池である。低容量の二次電池はスマートフォン、フィーチャーフォン、ノートパソコン、デジタルカメラおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に使われ、大容量の二次電池はハイブリッド自動車、電気自動車などのモータ駆動用電源および電力貯蔵用電池などで広く使われている。このような二次電池は正極および負極からなる電極組立体、これを収容するケース、電極組立体に連結される電極端子などを含む。
【０００３】
このような発明の背景となる技術に開示された上述の情報は、本発明の背景に対する理解度を向上させるためのものであるだけで、よって、従来技術を構成しない情報を含む場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、並列連結された複数のバッテリーモジュール相互間でなされる充放電動作によって特定のバッテリーモジュールに引き起こされる過充電を防止できる、バッテリー過充電防止装置および方法、そしてその機能が適用されたバッテリーパックを提供することにその目的がある。
【０００５】
但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、上述の課題に制限されるのではなく、言及されていない別の課題は、下記の発明の説明から当業者が明確に理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係るバッテリー過充電防止装置は、並列連結された第１～第Ｎバッテリーモジュールそれぞれに引き入れられる電流をバイパスさせるためのバイパス回路部であって（Ｎは２以上の自然数）、各バッテリーモジュールは直列連結された複数のバッテリーセルを含む、バイパス回路部と、第１～第Ｎバッテリーモジュール相互間でなされる充放電によって引き起こされる過充電を防止するように構成されるプロセッサとを含み、プロセッサは、第１～第Ｎバッテリーモジュールに含まれる各バッテリーセルの電圧変化に基づいて異常バッテリーセルが存在する対象バッテリーモジュールを検出し、検出された対象バッテリーモジュールに引き入れられる電流をバイパス回路部を通じてバイパスさせる方式で対象バッテリーモジュールの過充電を防止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、バッテリーセルの電圧挙動に基づいて短絡が発生した異常バッテリーセルと異常バッテリーセルが含まれた対象バッテリーモジュールを検出し、スイッチ素子および抵抗素子で構成されるバイパス回路を通じて対象バッテリーモジュールに引き入れられる充電電流をバイパスさせる構成を採用することによって、対象バッテリーモジュールの過充電現象を防止するとともに過充電によるバッテリーの発火および爆発による危険を除去することができる。
【０００８】
但し、本発明を通じて得られる効果は、上述の効果に制限されるのではなく、言及されていない別の技術的な効果は、下記の発明の説明から当業者が明確に理解できるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本願に添付する次の図面は、本発明の好ましい実施例を例示するものであり、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をよりよく理解させる役割をするものであるため、本発明はこのような図面に記載されている事項だけに限定して解釈してはならない。
【００１０】
本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールを図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリーパックを図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリーパックを図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの並列連結構造を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置のブロック構成図を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置で異常バッテリーセルを検出する過程の例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置で異常バッテリーセルを検出する過程の例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置でバイパス回路部を通じて充電電流をバイパスさせる過程の第１例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置でバイパス回路部を通じて充電電流をバイパスさせる過程の第１例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置でバイパス回路部を通じて充電電流をバイパスさせる過程の第２例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置でバイパス回路部を通じて充電電流をバイパスさせる過程の第２例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置でバイパス回路部を通じて充電電流をバイパスさせる過程の第２例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止装置でバイパス回路部を通じて充電電流をバイパスさせる過程の第２例示を図示したものである。
本発明の一実施例に係るバッテリー過充電防止方法のフローチャートを図示したものである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許