KR20210036904A - A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same - Google Patents

A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same Download PDF

Info

Publication number
KR20210036904A
KR20210036904A KR1020210040466A KR20210040466A KR20210036904A KR 20210036904 A KR20210036904 A KR 20210036904A KR 1020210040466 A KR1020210040466 A KR 1020210040466A KR 20210040466 A KR20210040466 A KR 20210040466A KR 20210036904 A KR20210036904 A KR 20210036904A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
battery
discharging
cell
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020210040466A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김학렬
Original Assignee
주식회사 툴엔텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 툴엔텍 filed Critical 주식회사 툴엔텍
Priority to KR1020210040466A priority Critical patent/KR20210036904A/en
Publication of KR20210036904A publication Critical patent/KR20210036904A/en
Priority to KR1020220010136A priority patent/KR102540662B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to a battery cell charging and discharging system for a vehicle and a method thereof. According to the present invention, the battery cell charging and discharging system for a vehicle comprises: a cell detection information unit (111) which stores information on a battery cell detected in a battery management system (BMS); a cell charging/discharging module (13) for discharging and charging a battery cell coupled to a battery module or a battery cell separated from the battery module; and a charge/discharge setting unit (131) which sets discharging or charging conditions of the cell charging/discharging module (13) based on the information about the battery cell transmitted from the cell detection information unit (111).

Description

자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템 및 그 방법{A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same}A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same}

본 발명은 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템 및 그 방법에 관한 것이고, 구체적으로 배터리 모듈로부터 분리된 배터리 셀이 충전 및 방전을 위한 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle battery cell charging and discharging system and method thereof, and more particularly, to a vehicle battery cell charging and discharging system and method for charging and discharging a battery cell separated from a battery module.

전기 자동차용 배터리 모듈은 다수 개의 셀이 서로 전기적으로 연결된 구조를 가지고, 배터리 셀의 상태가 배터리 관리 시스템(BMS)에 의하여 관리된다. BMS는 각각의 셀, 다수 개의 셀에 의하여 형성되는 배터리 모듈 및 배터리 팩의 상태를 감시하고, 배터리 셀을 보호하면서 상태 정보를 탐지하여 전송하고, 서로 다른 배터리 셀 사이에 충전 또는 방전 균형이 유지되도록 하는 기능을 가질 수 있다. BMS의 탐지 정보에 따라 배터리 팩, 배터리 모듈 또는 배터리 셀에 비정상 상태가 탐지되면 배터리 모듈로부터 배터리 셀이 분리가 되어 상태가 탐지되고, 필요에 따라 배터리 셀이 방전 또는 충전이 될 필요가 있다. 다양한 원인으로 인하여 배터리 셀에 대한 방전 또는 충전이 이루어질 필요가 있고, 배터리 셀의 방전 및 충전의 배터리 셀의 수명에 영향을 미치지 않는 방법으로 이루어질 필요가 있다. 배터리 모듈 또는 충전과 관련된 다양한 기술이 이 분야에 공지되어 있고, 예를 들어 특허공개번호 10-2011-011402는 전기자동차의 BMS로부터 전송된 충전 상태 정보를 활용하여 배터리의 충방전을 제어하기 위한 전기자동차의 배터리 충전 및 방전 방법에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2017-0132078은 배터리 셀의 방전 전력 한계값 및 충전 전력 한계값을 결정하기 위한 시스템에 대하여 개시한다. 선행기술 또는 공지 기술은 전기자동차에 장착된 배터리 팩의 충전에 대하여 개시하지만 배터리 팩을 형성하는 배터리 셀의 안정적으로 충전 또는 방전할 수 있는 시스템에 대하여 개시하지 않는다.A battery module for an electric vehicle has a structure in which a plurality of cells are electrically connected to each other, and the state of the battery cells is managed by a battery management system (BMS). BMS monitors the status of each cell and battery modules and battery packs formed by multiple cells, detects and transmits status information while protecting the battery cells, and maintains a charge or discharge balance between different battery cells. It can have a function to do. When an abnormal state is detected in the battery pack, battery module, or battery cell according to the detection information of the BMS, the battery cell is disconnected from the battery module and the state is detected, and the battery cell needs to be discharged or charged as necessary. Discharge or charging of the battery cells needs to be performed due to various causes, and discharge and charging of the battery cells need to be performed in a manner that does not affect the life of the battery cells. Various technologies related to battery modules or charging are known in this field. For example, Patent Publication No. 10-2011-011402 is an electric vehicle for controlling charging and discharging of a battery by using the state of charge information transmitted from the BMS of an electric vehicle. Disclosed is a method of charging and discharging a battery in a vehicle. In addition, Patent Publication No. 10-2017-0132078 discloses a system for determining a discharge power limit value and a charging power limit value of a battery cell. Prior art or known technology discloses charging of a battery pack mounted in an electric vehicle, but does not disclose a system capable of stably charging or discharging battery cells forming a battery pack.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention has the following objects to solve the problems of the prior art.

선행기술 1: 특허공개번호 10-2011-0114024(한국전력공사, 2011.10.19. 공개) 전기자동차의 배터리 충전 및 방전 방법Prior Art 1: Patent Publication No. 10-2011-0114024 (Korea Electric Power Corporation, published on Oct 19, 2011) Battery charging and discharging method of electric vehicle 선행기술 2: 특허공개번호 10-2017-0132078(주식회사 엘지화학, 2017.12.01. 공개) 배터리 셀의 방전 전력 한계 값과 충전 전력 한계 값을 결정하기 위한 시스템Prior Art 2: Patent Publication No. 10-2017-0132078 (LG Chemical Co., Ltd., published on December 1, 2017) System for determining the discharge power limit value and the charging power limit value of a battery cell

본 발명의 목적은 배터리 모듈의 배터리 셀 또는 배터리 모듈로부터 분리될 배터리 셀의 방전 및 충전이 안정적으로 이루어지도록 하는 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery cell charging and discharging system for a vehicle and a method for stably discharging and charging a battery cell of a battery module or a battery cell to be separated from the battery module.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템은 배터리 관리 시스템에서 탐지된 배터리 셀에 대한 정보를 저장하는 셀 탐지 정보 유닛; 배터리 모듈에 결합된 배터리 셀 또는 배터리 모듈로부터 분리된 배터리 셀을 방전 및 충전시키는 셀 충전/방전 모듈; 및 셀 탐지 정보 유닛으로부터 전송된 배터리 셀에 대한 정보에 기초하여 셀 충전/방전 모듈의 방전 또는 충전 조건을 설정하는 충전/방전 설정 유닛을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a system for charging and discharging a battery cell for a vehicle includes a cell detection information unit for storing information on a battery cell detected by the battery management system; A cell charging/discharging module for discharging and charging a battery cell coupled to the battery module or a battery cell separated from the battery module; And a charging/discharging setting unit for setting a discharge or charging condition of the cell charging/discharging module based on the information on the battery cell transmitted from the cell detection information unit.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 방전 또는 충전의 최종 상태에 대한 목표 값이 미리 설정되고, 목표 값의 도달 여부는 미리 결정된 값에서 요동(fluctuation) 범위에 의하여 결정된다.According to another suitable embodiment of the present invention, a target value for the final state of discharging or charging is set in advance, and whether or not the target value is reached is determined by a fluctuation range at the predetermined value.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 자동차용 배터리 셀의 충전 및 방전 방법은 배터리 셀의 상태가 탐지되는 단계; 방전 또는 충전을 위한 전압 및 전류 조건이 설정되는 단계; 정밀 목표 전압 값 또는 전류 값이 설정되는 단계; 방전 또는 충전 과정에서 설정된 목표 값이 안정화가 되도록 전압 또는 전류를 조절하는 단계; 및 방전 또는 충전이 된 배터리 셀의 상태에 대한 정보가 저장되는 단계를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a method of charging and discharging a battery cell for a vehicle includes the steps of detecting a state of the battery cell; Setting voltage and current conditions for discharging or charging; Setting a precise target voltage value or current value; Adjusting the voltage or current so that the target value set during the discharging or charging process is stabilized; And storing information on the state of the discharged or charged battery cell.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면,배터리 셀의 상태에 대한 정보는 배터리 셀의 추정 SOH(State Of Health)를 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the information on the state of the battery cell includes an estimated State Of Health (SOH) of the battery cell.

본 발명에 따른 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템은 배터리 모듈의 분리, 배터리 관리 시스템(BMS)의 탐지 정보 또는 배터리 셀에 대한 정보에 기초하는 배터리 셀의 방전 또는 충전이 안정적으로 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템은 BMS로부터 전송된 배터리 셀의 정보 또는 배터리 셀의 충전 또는 방전 과정에서 탐지된 정보에 기초하여 배터리 셀을 방전 또는 충전을 시키는 것에 의하여 배터리 셀의 손상을 방지하면서 방전 또는 충전이 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 셀의 방전 및 충전 방법은 리튬 이온 배터리 셀에 유리하게 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.The battery cell charging and discharging system for a vehicle according to the present invention enables stably discharging or charging of a battery cell based on separation of a battery module, detection information of a battery management system (BMS), or information on a battery cell. The charging and discharging system according to the present invention discharges or discharges the battery cells while preventing damage to the battery cells by discharging or charging the battery cells based on information on the battery cells transmitted from the BMS or information detected during the charging or discharging process of the battery cells. Or let the charging take place. The method of discharging and charging a battery cell for an electric vehicle according to the present invention may be advantageously applied to a lithium ion battery cell, but is not limited thereto.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 배터리 셀의 충전 및 방전 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템에 의하여 시간의 경과에 따른 충전 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템에 적용될 수 있는 배터리 모듈의 분해 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
1 shows an embodiment of a vehicle battery cell charging and discharging system according to the present invention.
2 shows an embodiment of a method of charging and discharging a battery cell for a vehicle according to the present invention.
3 shows an embodiment of the operation structure of the charging and discharging system according to the present invention.
4 shows an embodiment of a charging process over time by the charging and discharging system according to the present invention.
5A and 5B illustrate an embodiment of a battery module disassembly apparatus applicable to a charging and discharging system according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.In the following, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the embodiments are for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so if they are not necessary for the understanding of the invention, they will not be described repeatedly, and well-known components will be briefly described or omitted, but the present invention It should not be understood as being excluded from the embodiment of.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.1 shows an embodiment of a vehicle battery cell charging and discharging system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템은 배터리 관리 시스템(BMS)에서 탐지된 배터리 셀에 대한 정보를 저장하는 셀 탐지 정보 유닛(111); 배터리 모듈에 결합된 배터리 셀 또는 배터리 모듈로부터 분리된 배터리 셀을 방전 및 충전시키는 셀 충전/방전 모듈(13); 및 셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 전송된 배터리 셀에 대한 정보에 기초하여 셀 충전/방전 모듈(13)의 방전 또는 충전 조건을 설정하는 충전/방전 설정 유닛(131)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a system for charging and discharging a battery cell for a vehicle includes a cell detection information unit 111 that stores information on a battery cell detected by a battery management system (BMS); A cell charging/discharging module 13 for discharging and charging a battery cell coupled to the battery module or a battery cell separated from the battery module; And a charge/discharge setting unit 131 that sets a discharge or charge condition of the cell charge/discharge module 13 based on the information on the battery cell transmitted from the cell detection information unit 111.

배터리 모듈은 전기자동차용 배터리 모듈이 될 수 있고, 배터리 모듈을 형성하는 다수 개의 배터리 셀은 리튬 이온 배터리가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 배터리 관리 시스템(EMS)은 배터리 팩, 배터리 모듈 또는 배터리 셀에 대한 정보를 탐지하여 저장할 수 있고, 저장된 정보가 셀 탐지 정보 유닛(111)으로 전송될 수 있다. 셀 탐지 정보 유닛(111)은 셀 충전/방전 모듈(13)에 설치되거나, 셀 충전/방전 모듈(13)과 데이터 통신이 가능한 다양한 전자기기에 설치될 수 있다. 셀 탐지 정보 유닛(111)은 각각의 셀에 대한 정보를 포함하거나, 포함하지 않을 수 있고, 배터리 팩 또는 배터리 모듈에 대한 정보를 포함할 수 있다. 셀 탐지 정보 유닛(111)은 각각의 셀에 대한 정보의 포함 여부에 관계없이 각각의 배터리 셀에 대한 고유 코드를 부여하여 저장할 수 있다. 배터리 셀의 방전 또는 충전을 위하여 배터리 모듈이 전기자동차로부터 분리될 수 있고, 배터리 모듈은 배터리 모듈의 분리를 위한 분리 지그(11)에 의하여 분리될 수 있다. 배터리 모듈이 전기자동차로부터 분리가 되면 각각의 배터리 셀의 상태가 확인될 수 있고, 필요에 따라 교체가 되어야 하는 배터리 셀이 결정될 수 있다. 이에 따라 배터리 셀의 분리를 위한 배터리 셀의 분리를 위한 셀 분리 모듈(12)에 의하여 적어도 하나의 배터리 셀이 분리될 수 있다. 교체가 되어야 하는 배터리 셀이 분리되기 이전 또는 분리된 이후 배터리 셀이 방전될 수 있다. 또는 서로 다른 배터리 셀 사이에 전압 균형을 위하여 배터리 셀이 방전될 수 있다. 이후 선택적으로 방전이 된 배터리 셀이 충전이 될 수 있고, 이와 같은 배터리 셀의 방전 또는 충전은 셀 충전/방전 모듈(13)에서 진행될 수 있다. 셀 충전/방전 모듈은 배터리 모듈 또는 배터리 팩이 수용 또는 장착될 수 있는 크래들 구조가 될 수 있고, 충전 또는 방전 과정을 제어할 수 있는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 또한 방전 또는 충전 조건을 설정할 수 있는 충전/방전 설정 유닛(131)을 포함할 수 있다. 충전/방전 설정 유닛(131)은 셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 전송될 배터리 셀의 고유 코드에 따라 각각의 배터리 셀을 식별할 수 있다. 또한 셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 전송된 배터리 모듈 또는 배터리 셀에 대한 정보에 기초하여 각각의 배터리 셀의 상태를 탐지할 수 있다. 그리고 전송된 정보 및 탐지 정보에 기초하여 충전/방전 설정 유닛(131)은 각각의 배터리 셀의 방전 또는 충전 조건을 설정할 수 있다. 방전 또는 충전 조건은 예를 들어 방전 또는 충전 전압, 전력 밀도, 온도, 방전 또는 충전 시간을 포함할 수 있고, 정밀 목표 값을 포함할 수 있다. 정밀 목표 값은 예를 들어 20 %의 충전 상태를 위하여 정해진 충전 값에 대한 허용 오차 범위가 될 수 있다. 정밀 목표 값은 예를 들어 정밀 목표 전압이 될 수 있고, 방전 또는 충전 과정에서 오차 범위가 -0.1 내지 +0. 1 %가 될 수 있고, 미리 결정된 목표 전압 값에 대하여 ±0.1 V가 되도록 설정될 수 있다. 배터리 셀에 대한 방전 또는 충전은 배터리 셀이 모듈에 배치된 상태 또는 모듈로부터 분리된 상태에서 이루어질 수 있다.The battery module may be a battery module for an electric vehicle, and a plurality of battery cells forming the battery module may be a lithium ion battery, but the present invention is not limited thereto. The battery management system EMS may detect and store information on a battery pack, a battery module, or a battery cell, and the stored information may be transmitted to the cell detection information unit 111. The cell detection information unit 111 may be installed in the cell charging/discharging module 13 or in various electronic devices capable of data communication with the cell charging/discharging module 13. The cell detection information unit 111 may or may not include information on each cell, and may include information on a battery pack or a battery module. The cell detection information unit 111 may assign and store a unique code for each battery cell regardless of whether information on each cell is included. The battery module may be separated from the electric vehicle for discharging or charging the battery cell, and the battery module may be separated by a separation jig 11 for separating the battery module. When the battery module is separated from the electric vehicle, the state of each battery cell can be checked, and a battery cell to be replaced can be determined if necessary. Accordingly, at least one battery cell may be separated by the cell separation module 12 for separating the battery cells for separating the battery cells. The battery cells may be discharged before or after the battery cells to be replaced are separated. Alternatively, the battery cells may be discharged to balance voltages between different battery cells. Thereafter, a battery cell that has been selectively discharged may be charged, and the discharge or charging of the battery cell may be performed in the cell charging/discharging module 13. The cell charging/discharging module may be a battery module or a cradle structure in which a battery pack may be accommodated or mounted, and may include a control module capable of controlling a charging or discharging process. In addition, it may include a charging/discharging setting unit 131 capable of setting discharge or charging conditions. The charging/discharging setting unit 131 may identify each battery cell according to a unique code of a battery cell to be transmitted from the cell detection information unit 111. In addition, the state of each battery cell may be detected based on the information on the battery module or the battery cell transmitted from the cell detection information unit 111. In addition, the charging/discharging setting unit 131 may set a discharge or charging condition of each battery cell based on the transmitted information and the detection information. Discharge or charge conditions may include, for example, discharge or charge voltage, power density, temperature, discharge or charge time, and may include a precise target value. The precise target value may be a tolerance range for a specified charge value for a state of charge of, for example, 20%. The precision target value may be, for example, a precision target voltage, and an error range of -0.1 to +0 in the process of discharging or charging. It may be 1%, and may be set to be ±0.1 V with respect to a predetermined target voltage value. Discharge or charging of the battery cells may be performed in a state in which the battery cells are disposed in the module or separated from the module.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 배터리 셀의 충전 및 방전 방법의 실시 예를 도시한 것이다.2 shows an embodiment of a method of charging and discharging a battery cell for a vehicle according to the present invention.

도 2를 참조하면, 자동차용 배터리 셀의 충전 및 방전 방법은 배터리 셀의 상태가 탐지되는 단계(P21); 방전 또는 충전을 위한 전압 및 전류 조건이 설정되는 단계(P22); 정밀 목표 전압 값 또는 전류 값이 설정되는 단계(P23); 방전 또는 충전 과정에서 설정된 목표 값이 안정화가 되도록 전압 또는 전류를 조절하는 단계(P24); 및 방전 또는 충전이 된 배터리 셀의 상태에 대한 정보가 저장되는 단계(P25)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a method of charging and discharging a battery cell for a vehicle includes detecting a state of the battery cell (P21); Setting voltage and current conditions for discharging or charging (P22); Setting a precise target voltage value or current value (P23); Adjusting the voltage or current so that the target value set during the discharging or charging process is stabilized (P24); And storing information on the state of the discharged or charged battery cell (P25).

배터리 모듈에 배치된 배터리 셀 또는 배터리 모듈로부터 분리된 배터리 셀은 배터리 셀에 부여된 고유 코드에 의하여 식별될 수 있다. 그리고 이와 같이 식별이 된 배터리 셀에 대한 상태가 탐지될 수 있다(P21). 배터리 셀의 상태는 셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 전송된 정보 및 셀 충전/방전 모듈에 배치된 탐지 유닛에 의하여 탐지될 수 있다. 셀 상태는 배터리 셀의 충전 수준, 배터리 셀의 저항, 배터리 셀의 종류 또는 배터리 셀의 충전/방전 횟수를 포함할 수 있고, 방전 또는 충전 과정에서 배터리 셀의 상태가 탐지될 수 있다. 예를 들어 충전 또는 방전 과정에서 방전 또는 충전 전력 밀도 또는 시간에 따른 온도 변화, 저항의 변화 또는 충전 지연 시간의 변화가 탐지될 수 있다(P21). 이와 같은 방법으로 배터리 셀의 상태가 탐지되면 방전 또는 충전을 위한 전압 또는 전류가 설정될 수 있다(P22). 예를 들어 배터리 셀의 방전 또는 충전 전압은 3.0 내지 4.5 V로 설정되고, 방전 전류는 30 내지 50 A 그리고 충전 전류는 150 내지 250 A로 설정될 수 있다. 이와 같은 충전 조건에서 방전 또는 충전 시간이 결정되고, 이에 따라 방전 또는 충전을 위한 전력 밀도가 설정될 수 있다(P22). 이와 같이 방전 또는 충전 조건이 설정되면(P22), 설정된 조건에 따라 배터리 셀에 대한 방전 또는 충전이 이루어질 수 있다. 다수 개의 배터리 셀이 동시에 방전 또는 충전이 되거나, 교대로 방전 또는 충전이 될 수 있고, 서로 다른 배터리 셀의 충전 상태에 따라 방전 또는 충전 조건이 조절될 수 있다. 또한 정해진 방전 수준 또는 충전 수준에서 정밀 목표 값이 설정될 수 있고, 예를 들어 정밀 목표 전압이 설정될 수 있다(P23). 정밀 목표 값은 정해진 방전 수준 또는 충전 수준에서 저항 값의 변동 수준 또는 전압 값의 변동 수준을 정해진 범위로 제한하는 것을 말한다. 정밀 목표 값은 예를 들어 정해진 방전 또는 충전 수준에 대하여 변동 폭이 ±0.01 내지 0.5 %로 설정될 수 있다. 정해진 방전 수준 또는 충전 수준에 접근하면 방전 또는 충전 전력 밀도가 조절될 수 있고, 이와 함께 저항 또는 전압의 변동 폭이 탐지될 수 있다. 정해진 방전 수준 또는 충전 수준에서 정밀 목표 값에 도달하도록 전력 밀도가 제어될 수 없다. 만약 배터리 셀이 정해진 목표 값에 도달되지 않는다면 이와 같은 상태가 저장될 수 있고, 배터리 셀의 상태가 정밀하게 점검되거나 배터리 관리 시스템으로 관련 정보가 전송될 수 있다. 선택적으로 이와 같은 배터리 셀은 교체가 될 수 있다. 정해진 조건에 따라 배터리 셀의 방전 또는 충전이 완료되면 안정화 공정이 진행될 수 있다(P24). 예를 들어 안정화 공정(P24)은 배터리 셀의 온도를 설정하면서 서로 다른 온도 조건에서 정해진 저항 값을 유지하도록 하는 과정 또는 누설을 방지하는 과정을 포함할 수 있다. 또는 안정화 공정(P24)은 방전 또는 충전이 완료된 배터리 셀이 정해진 조건을 가지는지 여부를 시험하는 과정을 포함할 수 있다. 이와 같은 안정화 공정(P24)이 완료되면 배터리 셀의 상태 데이터가 생성되어 저장될 수 있고, 필요에 따라 BMS로 배터리 셀의 상태 정보가 전송될 수 있다(P25). 배터리 셀의 상태 정보는 예를 들어 각각의 충전 상태에서 충전 또는 방전에 따른 발열 상태, 저항의 변화 또는 서로 다른 충전 상태에서 전압의 변화 또는 서로 다른 충전 수준에서 최적의 충전 또는 전력 밀도와 같은 정보를 포함할 수 있다. 배터리 셀의 충전 또는 방전은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.A battery cell disposed in the battery module or a battery cell separated from the battery module may be identified by a unique code assigned to the battery cell. In addition, the state of the identified battery cell may be detected (P21). The state of the battery cell may be detected by information transmitted from the cell detection information unit 111 and a detection unit disposed in the cell charging/discharging module. The cell state may include a charge level of a battery cell, a resistance of a battery cell, a type of a battery cell, or the number of times the battery cell is charged/discharged, and a state of the battery cell may be detected during a discharge or charging process. For example, during the charging or discharging process, a change in discharge or charging power density or temperature according to time, a change in resistance, or a change in a charging delay time may be detected (P21). When the state of the battery cell is detected in this way, a voltage or current for discharging or charging may be set (P22). For example, the discharge or charging voltage of the battery cell may be set to 3.0 to 4.5 V, the discharge current may be set to 30 to 50 A, and the charging current may be set to 150 to 250 A. Under such charging conditions, a discharge or charging time is determined, and accordingly, a power density for discharging or charging may be set (P22). When the discharging or charging condition is set in this way (P22), the battery cell may be discharged or charged according to the set condition. A plurality of battery cells may be discharged or charged at the same time, or may be discharged or charged alternately, and discharge or charging conditions may be adjusted according to the state of charge of different battery cells. In addition, a precision target value may be set at a predetermined discharge level or charge level, and, for example, a precision target voltage may be set (P23). The precise target value refers to limiting the variation level of the resistance value or the variation level of the voltage value to a predetermined range at a predetermined discharge level or charge level. The precise target value may be set, for example, with a variation width of ±0.01 to 0.5% for a predetermined level of discharge or charge. Approaching a predetermined discharge level or charge level, the discharge or charge power density can be adjusted, along with a variation in resistance or voltage can be detected. The power density cannot be controlled to reach a precise target value at a given discharge level or charge level. If the battery cell does not reach a predetermined target value, such a state may be stored, the state of the battery cell may be precisely checked, or related information may be transmitted to the battery management system. Optionally, such battery cells can be replaced. When discharging or charging of the battery cell is completed according to a predetermined condition, a stabilization process may be performed (P24). For example, the stabilization process P24 may include a process of maintaining a predetermined resistance value under different temperature conditions while setting a temperature of a battery cell or a process of preventing leakage. Alternatively, the stabilization process P24 may include a process of testing whether a battery cell that has been discharged or charged has a predetermined condition. When the stabilization process P24 is completed, state data of the battery cell may be generated and stored, and state information of the battery cell may be transmitted to the BMS as necessary (P25). The state information of the battery cell includes information such as, for example, a heating state according to charging or discharging in each state of charge, a change in resistance, or a change in voltage at different charging states, or an optimal charging or power density at different charging levels. Can include. Charging or discharging of the battery cell may be performed in various ways and is not limited to the exemplary embodiments presented.

도 3은 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.3 shows an embodiment of the operation structure of the charging and discharging system according to the present invention.

도 3을 참조하면, 배터리 셀의 상태에 대한 정보는 배터리 셀의 추정 SOH(State Of Health)를 포함한다. 배터리 셀의 방전 과정 또는 충전 과정이 제어 모듈(31)에 의하여 제어될 수 있고, 배터리 셀의 충전 또는 방전은 셀 크래들(34)에서 진행될 수 있다. 셀 크래들(34)은 배터리 모듈 또는 배터리 셀을 고정시켜 방전 또는 충전이 가능한 구조를 가질 수 있고, 이를 위한 적절한 전기적 또는 기계적 수단을 포함할 수 있다. 방전 또는 충전을 위한 셀 특성 설정 유닛(32)에 의하여 설정된 셀 특성이 제어 모듈(31)로 전송될 수 있다. 셀 특성 설정 유닛(32)은 BMS 정보 유닛(321) 및 셀 정보 유닛(322)과 데이터 통신이 가능하도록 연결될 수 있다. BMS 정보 유닛(321)은 BMS로부터 배터리 모듈 또는 배터리 셀에 대한 정보를 수신할 수 있고, 예를 들어 도 1에서 설명된 셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 정보를 수신하여 저장하고, 각각의 배터리 셀에 대한 정보를 분류하여 셀 특성 설정 유닛(32)으로 전송할 수 있다. 또한 셀 정보 유닛(322)은 각각의 배터리 셀과 관련된 정보가 저장된 다양한 정보 서버로부터 배터리 셀에 대한 정보를 추출하여 저장할 수 있다. 그리고 방전 또는 충전이 되는 배터리 셀에 대한 정보를 추출하여 셀 특성 설정 유닛(32)으로 전송할 수 있다. 이와 같이 EMS 정보 유닛(321) 및 셀 정보 유닛(322)으로 배터리 셀의 방전 또는 충전에 필요한 정보가 셀 특성 설정 유닛(32)으로 전송되고 이에 기초하여 셀 특성이 결정되어 제어 모듈(31)로 전송될 수 있다. 제어 모듈(31)은 전압 설정 유닛(331) 및 전류 설정 유닛(332)의 작동을 조절하여 방전 또는 충전되는 전력 밀도를 조절하여 셀 크래들(34)에 고정된 배터리 셀을 방전시키거나, 충전시킬 수 있다. 배터리 셀의 충전 과정에서 상태 탐지 유닛(36)에 의하여 배터리 셀의 상태가 탐지될 수 있다. 배터리 셀의 상태는 예를 들어 온도 또는 방전 과정에서 배터리 셀의 온도 변화, 저항 변화, 누설 전류의 발생 여부 또는 이와 유사한 배터리 셀의 전기적, 물리적 또는 화학적 특성을 말한다. 배터리 셀의 상태는 또한 배터리 셀의 SOH(State Of Health)를 포함할 수 있다. SOH는 예를 들어 방전 또는 충전 과정에서 배터리 셀의 온도 변화 또는 저항 변화에 의하여 추정될 수 있다. 예를 들어 충전 영역이 다수 개의 구간으로 나누어지고, 각각의 온도 구간에서 온도 변화의 기울기 또는 저항 변화를 기울기의 변화에 기초하여 SOH가 추정될 수 있다. 또는 SOH는 충전 전압 또는 방전 전압과 동일한 전압을 유지하도록 설정된 가변 커패시터 및 가변 커패시터에 연결되면서 정해진 저항 값을 가지는 분기 회로로 누설되는 누설 전류를 측정하는 방법으로 추정될 수 있다. 이와 같은 방법으로 추정된 배터리 셀의 SOH는 상태 탐지 유닛(36)에 의하여 탐지된 다른 탐지 정보와 함께 상태 진단 유닛(38)으로 전성될 수 있다. 상태 진다 유닛(38)은 배터리 셀의 상태를 진단하여 가능한 충전 또는 방전 회수 또는 배터리 셀의 가용 수명 연한을 추정하여 셀 상태 데이터 유닛(39)으로 전송할 수 있다. 셀 상태 데이터 유닛(39)은 전송된 데이터를 저장하고 제어 모듈(31)로 전송할 수 있다. 또한 셀 상태 데이터(39)는 BMS로 배터리 셀과 관련된 정보를 전송할 수 있다.Referring to FIG. 3, the information on the state of the battery cell includes an estimated state of health (SOH) of the battery cell. The discharging process or charging process of the battery cell may be controlled by the control module 31, and the charging or discharging of the battery cell may be performed in the cell cradle 34. The cell cradle 34 may have a structure capable of discharging or charging by fixing a battery module or a battery cell, and may include an appropriate electrical or mechanical means for this. The cell characteristics set by the cell characteristic setting unit 32 for discharging or charging may be transmitted to the control module 31. The cell characteristic setting unit 32 may be connected to enable data communication with the BMS information unit 321 and the cell information unit 322. The BMS information unit 321 may receive information on a battery module or battery cell from the BMS, for example, receives and stores information from the cell detection information unit 111 described in FIG. 1, and stores each battery cell. The information on can be classified and transmitted to the cell characteristic setting unit 32. In addition, the cell information unit 322 may extract and store information on the battery cells from various information servers in which information related to each battery cell is stored. In addition, information on a battery cell to be discharged or charged may be extracted and transmitted to the cell characteristic setting unit 32. In this way, information necessary for discharging or charging the battery cells is transmitted to the EMS information unit 321 and the cell information unit 322 to the cell characteristic setting unit 32, and the cell characteristics are determined based on this to the control module 31. Can be transmitted. The control module 31 controls the operation of the voltage setting unit 331 and the current setting unit 332 to discharge or charge the battery cells fixed to the cell cradle 34 by adjusting the power density to be discharged or charged. I can. During the charging process of the battery cell, the state of the battery cell may be detected by the state detection unit 36. The state of the battery cell refers to whether a temperature change, resistance change, leakage current occurs, or similar electrical, physical or chemical characteristics of a battery cell during a temperature or discharge process. The state of the battery cell may also include the state of health (SOH) of the battery cell. SOH may be estimated by, for example, a change in temperature or resistance of a battery cell during a discharging or charging process. For example, the charging region is divided into a plurality of sections, and the slope of the temperature change or the resistance change in each temperature section may be estimated based on the change of the slope. Alternatively, the SOH may be estimated as a method of measuring a leakage current leaking into a branch circuit having a predetermined resistance value while being connected to a variable capacitor and a variable capacitor set to maintain the same voltage as the charging or discharging voltage. The SOH of the battery cell estimated in this way may be transmitted to the condition diagnosis unit 38 together with other detection information detected by the condition detection unit 36. The state loss unit 38 may diagnose the state of the battery cell, estimate the number of possible charging or discharge times, or the usable life span of the battery cell, and transmit the estimated battery cell state to the cell state data unit 39. The cell state data unit 39 may store the transmitted data and transmit it to the control module 31. In addition, the cell state data 39 may transmit information related to the battery cell to the BMS.

충전/방전 탐지 유닛(35)에 의하여 셀 크래들(34)에서 충전 또는 방전이 되는 배터리 셀의 충전 또는 방전 상태가 탐지될 수 있다. 예를 들어 충전/방전 탐지 유닛(35)에 의하여 미리 결정된 기준에 따라 배터리 셀의 방전 또는 방전이 되는지 여부가 탐지될 수 있다. 충전/방전 탐지 유닛(35)은 전력 밀도에 따른 충전 또는 방전 대 시간 그래프를 저장할 수 있고, 이에 기초하여 방전 또는 충전의 적정성 여부가 탐지될 수 있다. 예를 들어 방전 또는 충전 과정에서 기준 곡선과 충전 곡선이 대비될 수 있고, 미리 결정된 오차 범위를 벗어나면 전압 또는 전류가 조절될 수 있다. 또한 오차를 벗어난 경계 단계가 되면 충전을 중단하고 경보를 발생시킬 수 있다. 또한 충전 과정에서 온도 변화, 저항 변화 또는 누설 전류가 탐지될 수 있고, 미리 결정된 오차 범위를 벗어나면 경보를 발생시킬 수 있다. 그리고 이와 같은 정보가 충전/방전 데이터 유닛(37)으로 전송될 수 있고, 충전/방전 데이터는 각각의 충전 또는 방전 구간에서 충전 또는 방전 특성을 저장할 수 있다. 그리고 충전 또는 방전 과정에서 탐지된 정보가 제어 모듈(31)로 전송할 수 있다. 제어 모듈(31)은 전송된 충전 또는 방전 정보에 따라 전압 설정 유닛(331) 또는 전류 설정 유닛(332)의 작동을 조절할 수 있다. 또한 충전/방전 데이터 유닛(37)에 의하여 생성되는 충전 또는 방전 특성 데이터가 제어 모듈(31)을 경유하여 셀 상태 데이터 유닛(39)으로 전송될 수 있고, 이후 BMS로 전송될 수 있다. 충전 및 방전 시스템은 다양한 방법으로 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The charging or discharging state of a battery cell charged or discharged in the cell cradle 34 may be detected by the charging/discharging detection unit 35. For example, whether the battery cells are discharged or discharged may be detected according to a predetermined criterion by the charge/discharge detection unit 35. The charging/discharging detection unit 35 may store a graph of charging or discharging versus time according to the power density, and whether discharging or charging is appropriate may be detected based on this. For example, in the process of discharging or charging, the reference curve and the charging curve may be contrasted, and voltage or current may be adjusted if they are out of a predetermined error range. It can also stop charging and trigger an alarm when it reaches an out-of-error alert stage. In addition, temperature change, resistance change, or leakage current may be detected during the charging process, and an alarm may be generated when it is outside a predetermined error range. In addition, such information may be transmitted to the charging/discharging data unit 37, and the charging/discharging data may store charging or discharging characteristics in each charging or discharging section. In addition, information detected during the charging or discharging process may be transmitted to the control module 31. The control module 31 may adjust the operation of the voltage setting unit 331 or the current setting unit 332 according to the transmitted charging or discharging information. In addition, charging or discharging characteristic data generated by the charging/discharging data unit 37 may be transmitted to the cell state data unit 39 via the control module 31 and then transmitted to the BMS. The charging and discharging system can be operated in various ways and is not limited to the embodiments presented.

도 4는 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템에 의하여 시간의 경과에 따른 충전 과정의 실시 예를 도시한 것이다.4 shows an embodiment of a charging process over time by the charging and discharging system according to the present invention.

도 4를 참조하면, 충전 상태 대비 시간은 일정한 전력 밀도로 충전이 되는 경우 시간의 경과에 따라 기울기가 감소되는 형상이 될 수 있다. 충전 수준이 미리 결정될 수 있고, 예를 들어 최대 충전 수준의 90 % 또는 95%와 같이 결정될 수 있다. 충전 과정에서 미리 결정된 충전 수준의 98 내지 99 %의 수준이 되는 시각(t1)이 되면 전력 밀도가 조절될 수 있고, 요동 값(Fluctuation Value)이 탐지될 수 있다. 요동 값 구간(t2 내지 t3)이 경과된 이후 미리 결정된 충전 값에 도달되어 안정될 수 있다. 요동 값 구간(t2 내지 t3)에서 요동 범위가 작아질수록 배터리 셀의 안정성에 유리하다. 그러므로 전력 밀도가 조절되는 조절 시간(t1) 및 조절되는 전력 밀도의 기울기가 적절하게 선택될 필요가 있다. 예를 들어 충전 상태 대비 시간 그래프에서 곡선의 기울기를 산출하고, 기울기가 예를 들어 5 내지 1도가 되는 구간을 분할하여 단계적으로 전력 밀도를 조절하는 것에 의하여 요동 값(FV)의 크기 및 요동 시간(t2 내지 t3)을 감소시킬 수 있다. 이와 같이 미리 결정된 충전 또는 방전 수준에서 목표 값이 정밀하게 조절되는 것에 의하여 배터리 셀의 충전 또는 방전이 안정적으로 이루어지도록 하면서 방전 또는 충전이 안정적으로 이루어질 수 있다. 목표 값의 조절은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.Referring to FIG. 4, the time compared to the state of charge may be a shape in which the slope decreases with the passage of time when charging is performed at a constant power density. The level of charge may be predetermined and may be determined, for example, 90% or 95% of the maximum level of charge. In the charging process, when the time t1 reaches a level of 98 to 99% of the predetermined charging level, the power density may be adjusted and a fluctuation value may be detected. After the oscillation value interval (t2 to t3) has elapsed, a predetermined charging value may be reached, and thus may be stabilized. The smaller the oscillation range in the oscillation value interval (t2 to t3) is, the more advantageous the stability of the battery cell is. Therefore, the adjustment time t1 at which the power density is adjusted and the slope of the adjusted power density need to be appropriately selected. For example, by calculating the slope of the curve in a graph of time versus state of charge, and adjusting the power density step by step by dividing the section in which the slope is, for example, 5 to 1 degrees, the magnitude of the fluctuation value (FV) and the fluctuation time ( t2 to t3) can be reduced. By precisely controlling the target value at the predetermined charging or discharging level as described above, discharging or charging may be stably performed while charging or discharging of the battery cell is stably performed. Adjustment of the target value may be performed in various ways, and is not limited to the presented embodiment.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템에 적용될 수 있는 배터리 모듈의 분해 장치의 실시 예를 도시한 것이다.5A and 5B illustrate an embodiment of a battery module disassembly apparatus applicable to a charging and discharging system according to the present invention.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 다수 개의 배터리 셀이 서로 전기적 또는 기계적으로 연결되어 형성되는 배터리 모듈(B1, B2)은 배터리 모듈 분해 장치에 의하여 서로 분리되어 위에서 설명된 충전 또는 방전을 위하여 이송될 수 있다. 분해 장치는 서로 마주보는 한 쌍의 모듈 고정 유닛(42a, 42b)가 배치된 지그 몸체; 및 서로 분리 가능하면서 각각 배터리 모듈에 결합되는 두 개의 행거(50a, 50b)로 이루어진 행거 모듈을 포함한다. 지그 몸체는 다수 개의 배터리 모듈을 고정시키는 기능을 할 수 있고, 다수 개의 배터리 모듈은 자동차로부터 또는 충전/방전 설비로부터 지그 몸체로 이송되어 고정될 수 있다. 지그 몸체는 다수 개의 수평 부재 또는 수직 부재로 이루어진 베이스 프레임(F) 및 베이스 프레임(F)의 위쪽에 서로 마주보도록 배치된 한 쌍의 서포터 유닛(41)을 포함할 수 있다. 각각의 서포터 유닛(41)에 서로 마주보도록 한 쌍의 모듈 고정 유닛(42a, 42b)이 결합될 수 있다. 각각의 모듈 고정 유닛(42a, 42b)은 동일 또는 유사한 구조를 가지면서 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 모듈 고정 유닛(42a, 42b)은 지그 몸체에 고정된 다수 개의 배터리 모듈(B1, B2)의 양쪽 끝을 고정하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어 모듈 고정 유닛(42a, 42b)은 서로 마주보는 서포터 유닛(41)에 고정되는 고정 유닛(421); 고정 유닛(421)에 회전 가능하도록 결합되는 이동 축(422); 및 이동 축(422)의 한쪽 부분에 결합된 균형 판(423)을 포함할 수 있다. 고정 유닛(421)은 베어링 또는 이와 유사한 축의 회전을 받치는 받침 수단을 포함할 수 있고, 이동 축(422)은 고정 유닛(121)에 한쪽 부분이 지지되어 회전이 되면서 앞쪽 또는 뒤쪽 방향으로 이동될 수 있다. 이동 축(422)의 한쪽 부분에 이동 축(422)의 연장 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 연장되는 균형 판(423)이 결합될 수 있고, 이동 축(422)은 균형 판(423)을 관통하여 연장될 수 있다. 그리고 이동 축(422)의 끝 부분에 배터리 모듈의 한쪽 측면에 접촉되는 가압 유닛(43a, 43b)이 결합될 수 있다. 이동 축(422)은 전후 이동이 가능하면서 선택적으로 회전이 가능한 구조를 가질 수 있고, 이동 축(422)의 이동에 의하여 균형 판(423) 및 가압 유닛(43a, 43b)에 각각 접촉될 수 있다. 가압 유닛(43a, 43b)은 배터리 모듈의 측면에 접촉되어 배터리 모듈에 압력을 가할 수 있는 적절한 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 판 형상이 될 수 있다. 균형 판(423) 및 가압 유닛(43a, 43b)이 지그 프레임(45b) 및 배터리 모듈에 접촉된 상태에서 이동 축(422)이 앞쪽으로 이동되면서 가압 유닛(43a, 43b)에 의하여 배터리 모듈이 견고하게 고정될 수 있고, 이와 같은 상태에서 이동 축(422)과 독립적으로 균형 판(423) 및 가압 유닛(43a, 43b)가 회전되거나 또는 이동 축(422)과 함께 회전되면 배터리 모듈(B1, B2)이 회전될 수 있다. 모듈 고정 유닛(42a, 42b)은 다양한 방법으로 배터리 모듈을 고정할 수 있다. 다수 개의 배터리 모듈(B1, B2)은 지그 몸체의 위쪽에 배치되는 지그 프레임(45a, 45b)에 고정될 수 있고, 지그 프레임(45a, 45b)은 이동 축(423)의 회전에 의하여 회전될 수 있다. 이동 축(423)의 회전은 예를 들어 지그 프레임(45a, 45b)에 형성된 손잡이(451)를 회전시키는 방법으로 이루어질 수 있다. 지그 프레임(45a, 45b)은 전체적으로 사각 테두리 형상이 될 수 있고, 서로 마주보는 한 쌍의 선형 부재로 이루어진 제1 지그 프레임(45a) 및 제2 지그 프레임(45b)을 포함할 수 있다. 모듈 고정 유닛(42a, 42b)과 가압 유닛(43a, 43b)에 의하여 배터리 모듈(B1, B2)이 고정되는 과정에서 균형 판(423)은 제2 지그 프레임(45b)에 고정되고, 가압 유닛(43a, 43b)은 배터리 모듈(B1, B2)의 양쪽 측면에 압력을 가하면서 고정될 수 있다. 이와 같은 상태에서 이동 축(422)에 의하여 배터리 모듈(B1, B2)이 회전될 수 있다. 배터리 모듈(B1, B2)은 행거(50a, 50b)에 의하여 이동되어 지그 몸체에 결합되거나, 지그 몸체로부터 분리되어 정해진 장소로 이동될 수 있다. 각각의 행거(50a, 50b)는 각각의 배터리 모듈(B1, B2)에 결합 또는 분리 가능한 구조를 가질 수 있다. 두 개의 배터리 모듈(B1, B2)이 지그 몸체(10)에 고정되는 경우 두 개의 행거(50a, 50b)가 서로 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 각각의 행거(50a, 50b)는 사각 테두리 형상 또는 이와 유사한 배터리 모듈의 형상에 대응되는 제1, 2 행거 프레임(51, 52); 행거 프레임(51, 52)에 형성된 체결 유닛(53_1, 53_2); 및 행거 프레임(51, 52)에 형성되어 배터리 모듈(B1, B2이 행거(50a, 50b)에 분리 또는 결합되어 하나의 위치에서 다른 위치로 이동되도록 하는 훅 유닛(54_1 내지 54_L)을 포함할 수 있다. 제1, 2 행거 프레임(51, 52)에 의하여 형성되는 사각 테두리에 배터리 모듈의 위쪽 부분이 삽입될 수 있고, 훅 유닛(54_1 내지 54_L)이 배터리 모듈(B1, B2)의 측면에 결합될 수 있다. 행거(50a, 50b)에 배터리 모듈(B1, B2)이 결합되면 제2 행거 프레임(52)의 서로 마주보는 위치에 형성된 고리 형상의 체결 유닛(53_1, 53_2)에 예를 들어 크레인과 같은 운반 장치의 훅과 같은 결합 수단이 결합되어 행거(50a, 50b)와 함께 배터리 모듈(50a, 50b)을 정해진 위치로 이동시킬 수 있다. 그리고 배터리 모듈(B1, B2)이 정해진 위치에 고정되면 행거(50a, 50b)가 배터리 모듈로부터 분리될 수 있다. 서로 다른 행거(50a, 50b)는 행거 프레임(51, 52)의 모서리가 서로 결합되는 방식으로 결합되거나 분리될 수 있고, 이에 의하여 다수 개의 행거(50a, 50b)가 동시에 이동되거나, 각각의 행거(50a, 50b)가 서로 분리되어 독립적으로 이동될 수 있다.5A and 5B, the battery modules B1 and B2 formed by electrically or mechanically connecting a plurality of battery cells to each other are separated from each other by a battery module disassembling device to be transported for charging or discharging described above. I can. The disassembly device includes a jig body in which a pair of module fixing units 42a and 42b facing each other are disposed; And it includes a hanger module consisting of two hangers (50a, 50b) that are separated from each other and are respectively coupled to the battery module. The jig body may function to fix a plurality of battery modules, and the plurality of battery modules may be transferred to and fixed to the jig body from a vehicle or from a charging/discharging facility. The jig body may include a base frame F made of a plurality of horizontal members or vertical members, and a pair of supporter units 41 disposed above the base frame F to face each other. A pair of module fixing units 42a and 42b may be coupled to each of the supporter units 41 so as to face each other. Each of the module fixing units 42a and 42b may be disposed to face each other while having the same or similar structure. The module fixing units 42a and 42b may function to fix both ends of the plurality of battery modules B1 and B2 fixed to the jig body. For example, the module fixing units 42a and 42b may include a fixing unit 421 fixed to the supporter unit 41 facing each other; A moving shaft 422 rotatably coupled to the fixed unit 421; And a balance plate 423 coupled to one portion of the moving shaft 422. The fixing unit 421 may include a bearing or a support means for supporting the rotation of a shaft similar thereto, and the moving shaft 422 may be moved forward or backward while being rotated by one part supported by the fixing unit 121. have. A balance plate 423 extending in a direction perpendicular to the extending direction of the moving shaft 422 may be coupled to one portion of the moving shaft 422, and the moving shaft 422 penetrates the balance plate 423 Can be extended. In addition, pressing units 43a and 43b contacting one side of the battery module may be coupled to the end of the moving shaft 422. The moving shaft 422 may have a structure capable of selectively rotating while being able to move back and forth, and may contact the balance plate 423 and the pressing units 43a and 43b, respectively, by the movement of the moving shaft 422 . The pressing units 43a and 43b may have an appropriate structure in which pressure is applied to the battery module by contacting the side surface of the battery module, and may be, for example, in a plate shape. While the balance plate 423 and the pressing units 43a and 43b are in contact with the jig frame 45b and the battery module, the moving shaft 422 is moved forward, and the battery module is firmly maintained by the pressing units 43a and 43b. In this state, when the balance plate 423 and the pressing units 43a and 43b are rotated independently from the moving shaft 422 or rotated together with the moving shaft 422, the battery modules B1 and B2 ) Can be rotated. The module fixing units 42a and 42b may fix the battery module in various ways. A plurality of battery modules (B1, B2) may be fixed to the jig frame (45a, 45b) disposed above the jig body, the jig frame (45a, 45b) can be rotated by the rotation of the moving shaft (423). have. Rotation of the moving shaft 423 may be performed, for example, by rotating the handles 451 formed on the jig frames 45a and 45b. The jig frames 45a and 45b may have a rectangular rim shape as a whole, and may include a first jig frame 45a and a second jig frame 45b made of a pair of linear members facing each other. In the process of fixing the battery modules B1 and B2 by the module fixing units 42a, 42b and the pressing units 43a, 43b, the balance plate 423 is fixed to the second jig frame 45b, and the pressing unit ( 43a and 43b may be fixed while applying pressure to both sides of the battery modules B1 and B2. In this state, the battery modules B1 and B2 may be rotated by the moving shaft 422. The battery modules B1 and B2 may be moved by hangers 50a and 50b to be coupled to the jig body or separated from the jig body and moved to a predetermined location. Each of the hangers 50a and 50b may have a structure capable of being coupled or detached to each of the battery modules B1 and B2. When the two battery modules B1 and B2 are fixed to the jig body 10, the two hangers 50a and 50b may be coupled to be detachable from each other. Each of the hangers 50a and 50b may include first and second hanger frames 51 and 52 corresponding to a shape of a square frame or similar battery module shape; Fastening units 53_1 and 53_2 formed on the hanger frames 51 and 52; And hook units 54_1 to 54_L formed on the hanger frames 51 and 52 so that the battery modules B1 and B2 are separated or coupled to the hangers 50a and 50b to move from one position to another. The upper portion of the battery module can be inserted into the rectangular rim formed by the first and second hanger frames 51 and 52, and the hook units 54_1 to 54_L are coupled to the side surfaces of the battery modules B1 and B2. When the battery modules B1 and B2 are coupled to the hangers 50a and 50b, the hook-shaped fastening units 53_1 and 53_2 formed at opposite positions of the second hanger frame 52 are, for example, a crane. A coupling means, such as a hook of a transport device, can be combined to move the battery modules 50a and 50b together with the hangers 50a and 50b to a predetermined position, and the battery modules B1 and B2 are fixed at a predetermined position. Then, the hangers 50a and 50b can be separated from the battery module. The different hangers 50a and 50b can be combined or separated in a manner in which the corners of the hanger frames 51 and 52 are coupled to each other, thereby The hangers 50a and 50b may be moved simultaneously, or the hangers 50a and 50b may be separated from each other and moved independently.

훅 유닛(54_1 내지 54_L)은 수직 판(542) 및 수직 판(542)으로부터 돌출되는 훅(541)으로 이루어진다. 전기 자동차 또는 이와 유사한 운송 수단에 탑재된 두 개 또는 그 이상의 배터리 모듈(B1, B2)이 행거(50a, 50b)에 의하여 정해진 위치로 이동될 수 있다. 서로 다른 행거(50a, 50b)의 제1, 2 행거 프레임(51, 52)을 결합시키는 결합 커넥터(57)에 의하여 서로 다른 행거(50a, 50b)가 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 예를 들어 결합 커넥터(57)는 T, L 또는 I 형상이 되면서 다수 개의 볼트 또는 스크루가 결합될 수 있는 판 형상이 될 수 있다. 그리고 결합 커넥터(57)가 제1, 2 행거 프레임(51, 52)에 분리 또는 결합되는 것에 의하여 제1, 2 행거(50a, 50b)가 분리 또는 결합될 수 있다. 또한 각각의 행거(50a, 50b)의 테두리의 크기가 제1, 2 행거 프레임(51, 52)를 결합시키는 조립 커넥터(56)에 의하여 조절될 수 있다. 서로 결합된 배터리 모듈(B1, B2)의 이동 및 분리를 위하여 서로 결합된 제1, 2 행거(50a, 50b)가 배터리 모듈(B1, B2)에 결합될 수 있다. 두 개의 배터리 모듈(B1, B2)에 유입 탭(CP)이 형성된 냉각 패드(CP)가 결합될 수 있다. 각각의 배터리 모듈(B1, B2)은 다수 개의 배터리 셀은 고정시키는 모듈 몸체(BD1, BD2) 및 각각의 모듈 몸체(BD1, BD2)의 측면에 형성된 적어도 하나의 취급 핸들(BH1, BH2)을 포함할 수 있다. 제1, 2 행거 프레임(51, 52)는 서로 상하로 배치되는 제1, 2 서브 행거 프레임(512a, 512b, 522a, 522b)로 이루어질 수 있고, 제1, 2 서브 행거 프레임(512a, 512b, 522a, 522b) 사이에 모듈(BD1, BD2)의 측면 접촉에 따른 손상을 방지하는 보호 패드(511, 521)이 배치될 수 있다. 그리고 제1,2 서브 행거 프레임(512a, 512b, 522a, 522b)은 커플러(58)에 의하여 서로 결합될 수 있다. 체결 유닛(53_1 내지 53_K)에 결합된 운반 수단의 작동에 의하여 제1,2 행거(50a, 50b)가 아래쪽으로 이동되면서 제1, 2 행거 프레임(51, 52)의 내부로 모듈 몸체(BD1, BD2)의 위쪽 부분이 삽입될 수 있다. 각각의 체결 수단(53_1 내지 53_K)는 제2 행거 프레임(52)에 고정 커넥터(55)에 의하여 결합될 수 있고, 취급 핸들(BH1, BH2)는 결합 공간이 형성된 U-형상이 될 수 있다. 훅 유닛(54_1 내지 54_M)은 제1 행거 프레임(51)의 바깥쪽 면에 결합될 수 있고, 조절 스크루(542)에 의하여 결합 위치가 조절될 수 있다. 또한 각각의 훅 유닛(54_1 내지 54_M)은 제1 행거 프레임(51)에 한쪽 끝이 조절 스크루(542)에 의하여 위치 조절이 가능하도록 결합되는 수직 판(542) 및 수직 판(541)에 형성되어 취급 핸들(BH1, BH2)에 체결될 수 있는 훅(541)으로 이루어질 수 있다. 두 개의 취급 핸들(BH1, BH2)이 사이로 수직 판(342)이 이동되도록 행거(50a, 50b)가 아래쪽으로 이동될 수 있고, 이후 행거(50a, 50b)가 수평 방향으로 이동된 이후 위쪽 방향으로 이동되면 훅(541)이 취급 핸들(BH1, BH2)에 걸릴 수 있다. 이후 운반 수단에 의하여 체결 유닛(53_1 내지 53_K)이 위쪽으로 이동되면 행거(50a, 50b)와 배터리 모듈(B1, B2)가 함께 위쪽으로 이동되면서 전기 자동차로부터 분리될 수 있다. 이와 같이 분리된 배터리 모듈(B1, B2)이 지그 몸체에 위치될 수 있다.The hook units 54_1 to 54_L include a vertical plate 542 and a hook 541 protruding from the vertical plate 542. Two or more battery modules B1 and B2 mounted on an electric vehicle or similar vehicle may be moved to a predetermined position by the hangers 50a and 50b. Different hangers 50a and 50b may be detachably coupled by a coupling connector 57 for coupling the first and second hanger frames 51 and 52 of the different hangers 50a and 50b. For example, the coupling connector 57 may have a T, L, or I shape and a plate shape to which a plurality of bolts or screws can be coupled. In addition, the first and second hangers 50a and 50b may be separated or coupled by the coupling connector 57 being separated or coupled to the first and second hanger frames 51 and 52. In addition, the size of the rim of each of the hangers 50a and 50b may be adjusted by the assembly connector 56 that couples the first and second hanger frames 51 and 52. The first and second hangers 50a and 50b coupled to each other may be coupled to the battery modules B1 and B2 to move and separate the coupled battery modules B1 and B2. A cooling pad CP having an inflow tab CP formed thereon may be coupled to the two battery modules B1 and B2. Each battery module (B1, B2) includes a module body (BD1, BD2) fixing a plurality of battery cells, and at least one handling handle (BH1, BH2) formed on the side of each module body (BD1, BD2). can do. The first and second hanger frames 51 and 52 may be composed of first and second sub-hanger frames 512a, 512b, 522a, 522b that are arranged vertically from each other, and the first and second sub-hanger frames 512a and 512b, Protective pads 511 and 521 may be disposed between 522a and 522b to prevent damage due to side contact of the modules BD1 and BD2. In addition, the first and second sub-hanger frames 512a, 512b, 522a, and 522b may be coupled to each other by a coupler 58. As the first and second hangers 50a and 50b are moved downward by the operation of the transport means coupled to the fastening units 53_1 to 53_K, the module body BD1, The upper part of BD2) can be inserted. Each of the fastening means 53_1 to 53_K may be coupled to the second hanger frame 52 by a fixing connector 55, and the handling handles BH1 and BH2 may be U-shaped in which a coupling space is formed. The hook units 54_1 to 54_M may be coupled to the outer surface of the first hanger frame 51, and the coupling position may be adjusted by the adjustment screw 542. In addition, each of the hook units 54_1 to 54_M is formed on a vertical plate 542 and a vertical plate 541 that are coupled to the first hanger frame 51 so that the position of one end can be adjusted by an adjustment screw 542. It may be made of a hook 541 that can be fastened to the handling handles (BH1, BH2). The hangers 50a and 50b can be moved downward so that the vertical plate 342 is moved between the two handling handles BH1 and BH2, and after the hangers 50a and 50b are moved in the horizontal direction, When moved, the hook 541 may be caught by the handling handles BH1 and BH2. Thereafter, when the fastening units 53_1 to 53_K are moved upward by the transportation means, the hangers 50a and 50b and the battery modules B1 and B2 are moved upward together, thereby being separated from the electric vehicle. The battery modules B1 and B2 separated in this way may be located on the jig body.

서로 결합된 배터리 모듈(B1, B2)이 지금 몸체에 위치하면, 모듈 고정 유닛(42a, 42b)의 작동에 의하여 배터리 모듈(B1, B2)이 제1, 2 지그 프레임(45a, 45b)에 고정될 수 있다. 구체적으로 이동 축(422)의 이동에 따라 균형 판(423) 및 가압 유닛(43a)이 각각 지그 프레임(45b) 및 배터리 모듈(B1, B2)의 측면에 접촉되어 압력을 가하면서 배터리 모듈(B1, B2)가 지그 프레임(45a, 45b)에 고정될 수 있다. 이후 손잡이(451)의 회전에 의하여 배터리 모듈(B1, B2)이 회전될 수 있다. 지그 몸체에서 배터리 모듈(B1, B2)가 회전되면 냉각 패드(CP)가 배터리 모듈(B1, B2)로부터 분리될 수 있다. 제1, 2 배터리 모듈(B1, B2)이 지그 프레임(45a, 45b)으로부터 분리되어 예를 들어 배터리 충전 또는 방전 장치로 이송될 수 있다. 배터리 모듈(B1, B2)의 분리를 위하여 모듈 고정 유닛(42a, 42b)의 가압 상태가 해제될 수 있고, 이와 함께 제1, 2 행거(50a, 50b)의 결합 상태가 해제될 수 있다. 결합 커넥터가 제1, 2 지그 프레임(45a, 45b)로부터 분리되는 것에 의하여 제1, 2 행거(50a, 50b)가 서로 분리 가능한 상태가 될 수 있다. 이후 체결 유닛(53_1, 53_2)이 운반 수단에 결합되고, 운반 수단의 작동에 의하여 제1 행거(50a)가 제1 배터리 모듈(B1)과 함께 정해진 위치로 이동될 수 있다. 그리고 제1 배터리 모듈(B1)이 정해진 위치로 이동되면 다시 제2 행거(50b)의 이동에 의하여 제2 배터리 모듈(B2)이 모듈이 정해진 위치로 이동될 수 있다. 그리고 제1, 2 배터리 모듈(B1 B2)에 대하여 필요한 공정이 완료되면 다시 제1, 2 배터리 모듈(B1, B2)이 지그 몸체로 이동될 수 있다. 배터리 모듈(B1, B2)은 다양한 방법으로 분리되어 위에서 설명된 셀 크래들로 이송될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.When the combined battery modules (B1, B2) are located on the body now, the battery modules (B1, B2) are fixed to the first and second jig frames (45a, 45b) by the operation of the module fixing units (42a, 42b). Can be. Specifically, according to the movement of the moving shaft 422, the balance plate 423 and the pressing unit 43a contact the side surfaces of the jig frame 45b and the battery modules B1 and B2, respectively, and apply pressure while applying pressure to the battery module B1. , B2) may be fixed to the jig frames 45a and 45b. Thereafter, the battery modules B1 and B2 may be rotated by the rotation of the handle 451. When the battery modules B1 and B2 are rotated in the jig body, the cooling pad CP may be separated from the battery modules B1 and B2. The first and second battery modules B1 and B2 may be separated from the jig frames 45a and 45b and transferred to, for example, a battery charging or discharging device. In order to separate the battery modules B1 and B2, the pressurized state of the module fixing units 42a and 42b may be released, and the combined state of the first and second hangers 50a and 50b may be released. When the coupling connector is separated from the first and second jig frames 45a and 45b, the first and second hangers 50a and 50b may be separated from each other. Thereafter, the fastening units 53_1 and 53_2 are coupled to the transportation means, and the first hanger 50a may be moved to a predetermined position together with the first battery module B1 by the operation of the transportation means. In addition, when the first battery module B1 is moved to the predetermined position, the second battery module B2 may be moved to the predetermined position by the movement of the second hanger 50b again. In addition, when the necessary processes for the first and second battery modules B1 and B2 are completed, the first and second battery modules B1 and B2 may be moved to the jig body again. The battery modules B1 and B2 may be separated in various ways and transferred to the cell cradle described above, and are not limited to the presented embodiment.

본 발명에 따른 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템은 배터리 모듈의 분리, 배터리 관리 시스템(BMS)의 탐지 정보 또는 배터리 셀에 대한 정보에 기초하는 배터리 셀의 방전 또는 충전이 안정적으로 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 충전 및 방전 시스템은 BMS로부터 전송된 배터리 셀의 정보 또는 배터리 셀의 충전 또는 방전 과정에서 탐지된 정보에 기초하여 배터리 셀을 방전 또는 충전을 시키는 것에 의하여 배터리 셀의 손상을 방지하면서 방전 또는 충전이 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 셀의 방전 및 충전 방법은 리튬 이온 배터리 셀에 유리하게 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.The battery cell charging and discharging system for a vehicle according to the present invention enables stably discharging or charging of a battery cell based on separation of a battery module, detection information of a battery management system (BMS), or information on a battery cell. The charging and discharging system according to the present invention discharges or discharges the battery cells while preventing damage to the battery cells by discharging or charging the battery cells based on information on the battery cells transmitted from the BMS or information detected during the charging or discharging process of the battery cells. Or let the charging take place. The method of discharging and charging a battery cell for an electric vehicle according to the present invention may be advantageously applied to a lithium ion battery cell, but is not limited thereto.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.The present invention has been described in detail above with reference to the presented embodiments, but those of ordinary skill in this field will be able to make various modifications and modifications without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiments. . The present invention is not limited by such modifications and modifications, but is limited by the claims appended below.

11: 분리 지그 12: 셀 분리 모듈
13:셀 충전/방전 모듈 31: 제어 모듈
32: 셀 특성 설정 유닛 34: 셀 크래들
35: 충전/방전 탐지 유닛 36: 상태 탐지 유닛
37:충전/방전 데이터 유닛 39: 셀 상태 데이터 유닛
111: 셀 탐지 정보 유닛 131:충전/방전 설정 유닛
321: BMS 정보 유닛 322: 셀 정보 유닛
331: 전압 설정 유닛 332: 전류 설정 유닛
11: Separation jig 12: Cell separation module
13: Cell charging/discharging module 31: Control module
32: cell characteristic setting unit 34: cell cradle
35: charge/discharge detection unit 36: state detection unit
37: charge/discharge data unit 39: cell state data unit
111: cell detection information unit 131: charge/discharge setting unit
321: BMS information unit 322: cell information unit
331: voltage setting unit 332: current setting unit

Claims (2)

배터리 관리 시스템(BMS)에서 탐지된 배터리 셀에 대한 정보를 저장하는 셀 탐지 정보 유닛(111);
배터리 모듈에 결합된 배터리 셀 또는 배터리 모듈로부터 분리된 배터리 셀을 방전 및 충전시키는 셀 충전/방전 모듈(13); 및
셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 전송된 배터리 셀에 대한 정보에 기초하여 셀 충전/방전 모듈(13)의 방전 또는 충전 조건을 설정하는 충전/방전 설정 유닛(131)을 포함하고,
셀 탐지 정보 유닛(111)은 각각의 배터리 셀에 대한 고유 코드를 부여하여 배터리 셀에 대한 정보를 저장하고, 충전/방전 설정 유닛(131)은 셀 탐지 정보 유닛(111)으로부터 전송된 배터리 셀의 고유 코드에 따라 각각의 배터리 셀을 식별하고, 방전 또는 충전 과정에서 충전 전압 또는 방전 전압과 동일한 전압을 유지하도록 설정된 가변 커패시터 및 가변 커패시터에 연결되면서 정해진 저항 값을 가지는 분기 회로로 누설되는 누설 전류를 측정하여 배터리의 SOH가 탐지되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템.
A cell detection information unit 111 that stores information on battery cells detected by a battery management system (BMS);
A cell charging/discharging module 13 for discharging and charging a battery cell coupled to the battery module or a battery cell separated from the battery module; And
A charging/discharging setting unit 131 for setting a discharge or charging condition of the cell charging/discharging module 13 based on the information on the battery cell transmitted from the cell detection information unit 111,
The cell detection information unit 111 stores information on the battery cells by giving a unique code for each battery cell, and the charge/discharge setting unit 131 Each battery cell is identified according to a unique code, and leakage current leaked into a branch circuit having a predetermined resistance value while connected to a variable capacitor and a variable capacitor set to maintain the same voltage as the charging voltage or the discharge voltage during the discharge or charging process Battery cell charging and discharging system for a vehicle, characterized in that the SOH of the battery is detected by measuring.
청구항 1에 있어서, 방전 또는 충전의 최종 상태에 대한 목표 값이 미리 설정되고, 목표 값의 도달 여부는 미리 결정된 값에서 요동(fluctuation) 범위에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 셀 충전 및 방전 시스템.The charging and discharging of a battery cell for a vehicle according to claim 1, wherein a target value for a final state of discharging or charging is set in advance, and whether the target value is reached is determined by a fluctuation range from a predetermined value. system.
KR1020210040466A 2021-03-29 2021-03-29 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same KR20210036904A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210040466A KR20210036904A (en) 2021-03-29 2021-03-29 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same
KR1020220010136A KR102540662B1 (en) 2021-03-29 2022-01-24 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210040466A KR20210036904A (en) 2021-03-29 2021-03-29 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190103376A Division KR20210023324A (en) 2019-08-23 2019-08-23 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220010136A Division KR102540662B1 (en) 2021-03-29 2022-01-24 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210036904A true KR20210036904A (en) 2021-04-05

Family

ID=75461988

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210040466A KR20210036904A (en) 2021-03-29 2021-03-29 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same
KR1020220010136A KR102540662B1 (en) 2021-03-29 2022-01-24 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220010136A KR102540662B1 (en) 2021-03-29 2022-01-24 A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR20210036904A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110114024A (en) 2010-04-12 2011-10-19 한국전력공사 Method for charging and discharging of battery using electric vehicle
KR20170132078A (en) 2016-05-23 2017-12-01 주식회사 엘지화학 System for determining a discharge power limit value and a charge power limit value of a battery cell

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6686766B2 (en) * 2016-07-26 2020-04-22 株式会社豊田自動織機 Charger and charging system
KR20190036118A (en) * 2017-09-27 2019-04-04 쌍용자동차 주식회사 Battery output control device of electric vehicle and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110114024A (en) 2010-04-12 2011-10-19 한국전력공사 Method for charging and discharging of battery using electric vehicle
KR20170132078A (en) 2016-05-23 2017-12-01 주식회사 엘지화학 System for determining a discharge power limit value and a charge power limit value of a battery cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220016263A (en) 2022-02-08
KR102540662B1 (en) 2023-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6571268B2 (en) Battery monitoring apparatus and method
EP2816702B1 (en) Battery management method and apparatus and battery powered device
KR102052241B1 (en) System and method for battery management using Balancing battery
US20050121979A1 (en) Direct-current uninterruptible power source unit
US10790677B2 (en) Battery cell balancing method and system
EP2339716A1 (en) Battery pack and line open detecting method thereof
US9680320B2 (en) Battery control apparatus
EP3211708B1 (en) Battery module
KR20180044485A (en) Effective battery cell-balancing method and system through the duty control
JP2013200312A (en) Degradation determination device, degradation determination method and program
JP2023113103A (en) Charge-discharge inspection facility
US20220334189A1 (en) Apparatus and method for detecting defect of battery pack
WO2016147311A1 (en) Storage-battery management device, method, and program
KR20190089421A (en) Battery management system, and method of balancing of battery module thereof
KR20210040123A (en) Detection of abnormal self-discharge of lithium-ion cells, and battery systems
CN115803985A (en) Battery bank power control device and method
EP3291409B1 (en) Method and device for controlling charge capacity of ups battery
KR20210036904A (en) A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same
KR20210023324A (en) A System for Changing and Discharging a Battery Cell of an Electrical Vehicle and a Method for the Same
KR101438706B1 (en) Battery pack for large energy storage system and method to charge the same
KR101227835B1 (en) The battery charger with battery management system
WO2018203509A1 (en) Power storage system and method for inspecting minute short-circuiting
EP3734790B1 (en) Battery management apparatus and method
JP2005287174A (en) Uninterruptible power supply unit
JP3859870B2 (en) Charge control device for battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent