KR100869709B1 - Battery cell balancing device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 내의 다수의 배터리 셀의 일부 또는 전부에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 밸런싱 제어부와, 미리 지정된 개수의 배터리 셀이 대응되어 연결되며 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하여 상기 셀 밸런싱 제어 신호 중에서 자신에게 대응하여 연결된 상기 배터리 셀에 대한 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 추출하여 자신에게 대응하여 연결된 상기 배터리 셀에 병렬적으로 전송하는 하나 이상의 병렬 전송부로서, 하나 이상의 상기 병렬 전송부는 체인 형태로 연결되어 상기 밸런싱 제어부 또는 다른 상기 병렬 전송부로부터 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하는 것인 하나 이상의 상기 병렬 전송부를 포함하는 배터리 셀 밸런싱 장치에 관한 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a balancing control unit for generating and transmitting a cell balancing control signal to a part or all of a plurality of battery cells in a battery module, and a predetermined number of battery cells are connected in correspondence with each other to receive the cell balancing control signal. At least one parallel transmitter for extracting the cell balancing control signal for the battery cell connected correspondingly from among balancing control signals and transmitting the same to the battery cell connected correspondingly to the at least one parallel transmitter, wherein the at least one parallel transmitter is a chain; The battery cell balancing apparatus includes one or more of the parallel transmitters connected in a form to receive the cell balancing control signal from the balancing controller or the other parallel transmitter.

본 발명에 따르면, 자동차 또는 노트북 컴퓨터 등의 대용량 배터리 모듈이 요구되는 장치에 있어서 SPI 버스 등을 이용하여 다수의 배터리 셀에 대해서 전체적으로 또는 개별적으로 배터리 셀의 방전을 제어하는 것에 의해서 배터리 셀의 과충전에 따른 고장이나 파손을 방지할 수 있다.According to the present invention, in a device requiring a large capacity battery module, such as a car or a notebook computer, overcharging of a battery cell by controlling the discharge of the battery cell as a whole or individually for a plurality of battery cells using the SPI bus or the like Failure or damage can be prevented.

셀 밸런싱, SPI 버스, 하이브리드 자동차, 배터리 모듈 Cell Balancing, SPI Bus, Hybrid Car, Battery Module

Description

배터리 셀 밸런싱 장치{BATTERY CELL BALANCING DEVICE}Battery cell balancer {BATTERY CELL BALANCING DEVICE}

도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치의 예시적인 블록도.1 to 2 are exemplary block diagrams of a battery cell balancing device according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치의 예시적인 블록도.3 is an exemplary block diagram of a battery cell balancing apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서 인터페이스 연결부의 구현예를 나타내는 도면.4 is a view showing an embodiment of the interface connection in the battery cell balancing device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110: 밸런싱 제어부 130: 배터리 셀110: balancing controller 130: battery cell

150: 다중화부 210: 밸런싱 제어부 150: multiplexing unit 210: balancing control unit

230: 배터리 셀 235: 부하 저항230: battery cell 235: load resistance

250: 병렬 전송부 270: 인터페이스 연결부250: parallel transmission unit 270: interface connection unit

273: 포토 다이오드 276: 스위치273: photodiode 276: switch

본 발명은 배터리 셀 밸런싱 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 자동차 또는 노트북 컴퓨터 등의 대용량 배터리 모듈이 요구되는 장치에 있어서 SPI 버스 등을 이용하여 다수의 배터리 셀에 대해서 전체적으로 또는 개별적으로 배터리 셀의 방전을 제어하는 것에 의해서 배터리 셀의 과충전에 따른 고장이나 파손을 방지할 수 있는 배터리 셀 밸런싱 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery cell balancing device, and more particularly, in a device requiring a large capacity battery module, such as a car or a notebook computer, to discharge a battery cell as a whole or separately for a plurality of battery cells using an SPI bus. The present invention relates to a battery cell balancing device capable of preventing failure or damage caused by overcharging of a battery cell.

일반적으로 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 모터 구동용 배터리에서 수십 kW 정도의 대용량 전력을 발생하기 위해서는 수백 V, 수백 A 정도의 대용량 모터 구동용 배터리가 필요하다.Generally, in order to generate a large amount of power of several tens of kW from a motor driving battery of an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, a large capacity motor driving battery of several hundred V and several hundred A is required.

이를 위해서는 단일 배터리 셀을 직렬, 병렬로 연결하여 하나의 배터리 모듈을 형성하여 사용하여야 한다.For this purpose, a single battery module should be formed and used by connecting a single battery cell in series and in parallel.

예컨대 하이브리드 자동차의 경우 각각 200 내지 300 V로 충전되는 40 내지 80개의 배터리 셀을 연결하여 모터 구동을 위해서 사용하며 연료 전지 자동차는 이보다 더 많은 대략 100개 내외의 배터리 셀을 연결하여 사용하게 된다.For example, in the case of a hybrid vehicle, 40 to 80 battery cells charged at 200 to 300 V are connected to each other for driving a motor, and a fuel cell vehicle is connected to about 100 battery cells.

또한 예컨대 노트북 컴퓨터에 있어서도 노트북 사용을 위하여 단일 배터리 셀이 아니라 하나의 배터리 모듈을 형성하여 사용하여야 한다.In addition, for example, in a notebook computer, a battery module should be used instead of a single battery cell for use of the notebook.

이러한 배터리 모듈을 하이브리드 자동차 또는 노트북 컴퓨터 등에 장착하여 사용하는 경우 특히 배터리 모듈 내의 각 배터리 셀에 대해서 미리 지정된 용인 가능한 범위 내에서 전압이 분포하도록 전압 불균형을 수정하여야 한다.When such a battery module is mounted and used in a hybrid vehicle or a notebook computer, the voltage imbalance must be corrected so that the voltage is distributed within a predetermined acceptable range for each battery cell in the battery module.

예컨대 배터리 모듈 내의 각 배터리 셀 중에서 과충전되는 배터리 셀을 검색한 후 이러한 배터리 셀에 대해서는 방전을 통하여 과충전을 해소하여 다른 배터리 셀과의 전압 불균형을 수정한다.For example, after searching for overcharged battery cells in each battery cell in the battery module, overcharge is eliminated through the discharge of these battery cells to correct the voltage imbalance with other battery cells.

이러한 전압 불균형의 수정을 이하 본원 발명의 명세서에서는 "셀 밸런싱"이 라 지칭한다.This correction of voltage imbalance is referred to hereinafter as "cell balancing" in the specification of the present invention.

한편 이러한 셀 밸런싱은 바람직하게는 배터리 모듈 내의 각 배터리 셀에 대해서 동시에 수행되는 것이 바람직하다.On the other hand, such cell balancing is preferably performed simultaneously for each battery cell in the battery module.

도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치의 예시적인 블록도이다.1 to 2 are exemplary block diagrams of a battery cell balancing device according to the prior art.

도 1을 참조하면 종래 기술에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치의 구현예는 밸런싱 제어부(110)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an embodiment of a battery cell balancing apparatus according to the related art includes a balancing controller 110.

밸런싱 제어부(110)는 배터리 셀(130a 내지 130n)의 과충전 여부를 기초로 배터리 셀의 방전을 제어하는 셀 밸런싱 제어 신호를 생성하여 해당 배터리 셀(130a 내지 130n 중 일부 또는 전부)에 전송하여 셀 밸런싱을 수행하도록 제어한다.The balancing control unit 110 generates a cell balancing control signal for controlling the discharge of the battery cell based on whether the battery cells 130a to 130n are overcharged and transmits the cell balancing control signal to the corresponding battery cells 130a to 130n to perform cell balancing. Control to perform.

그러나 이러한 셀 밸런싱에 대한 제어를 수행하는 밸런싱 제어부(110)는 예컨대 마이컴 형태로 구성되나, 마이컴 구성에서 입출력 가능한 포트 수의 제한으로 인하여 빠른 시간 내에 다수의 배터리 셀에 대해서 셀 밸런싱이 수행되지 못하는 단점이 있다. 또한 다수의 배터리 셀을 연결하여 사용할 수도 없는 단점이 있다.However, the balancing control unit 110 for controlling the cell balancing is configured in the form of a microcomputer, for example, but due to the limitation of the number of ports that can be input and output in the microcomputer configuration, cell balancing is not performed for a plurality of battery cells in a short time There is this. In addition, there is a disadvantage that can not be used by connecting a plurality of battery cells.

도 2를 참조하면 종래 기술에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치의 다른 구현예는 밸런싱 제어부(110)와, 다중화부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 2, another embodiment of the battery cell balancing apparatus according to the related art includes a balancing controller 110 and a multiplexer 150.

다중화부(150)는 다수개의 배터리 셀(130a 내지 130x)이 연결될 수 있어서 도 1의 구현예에서보다 연결 가능한 배터리 셀의 개수가 증가할 수 있다.In the multiplexer 150, a plurality of battery cells 130a to 130x may be connected to each other, thereby increasing the number of connectable battery cells than in the embodiment of FIG. 1.

그러나 도 2를 참조로 하는 구현예의 경b에서는 예컨대 다중화부(150)에서 48개의 배터리 셀이 연결되어 밸런싱 제어부(110)에 의해서 셀 밸런싱을 수행하는 경우를 가정하면 한 번에 하나의 배터리 셀에 대해서만 셀 밸런싱을 수행하도록 제어할 수밖에 없다는 단점이 있다.However, in the exemplary embodiment of FIG. 2, for example, assuming that 48 battery cells are connected in the multiplexer 150 to perform cell balancing by the balancing controller 110, one battery cell may be used at a time. There is a disadvantage in that it can only be controlled to perform cell balancing only.

특히 고전압이 요구되는 하이브리드 자동차 등에서 사용하는 배터리 모듈의 경우 셀 밸런싱이 신속하고 다수의 배터리 셀에 대해서 빠른 시간 내에 수행되지 않는다면 배터리 셀의 파손 등의 경우가 발생하여 안전 사고의 한 원인이 될 수도 있다.In particular, in the case of a battery module used in a hybrid vehicle that requires high voltage, if cell balancing is fast and is not performed in a short time for a plurality of battery cells, a battery cell may be damaged, which may cause a safety accident. .

본 발명의 목적은 자동차 또는 노트북 컴퓨터 등의 대용량 배터리 모듈이 요구되는 장치에 있어서 SPI 버스 등을 이용하여 다수의 배터리 셀에 대해서 전체적으로 또는 개별적으로 배터리 셀의 방전을 제어하는 것에 의해서 배터리 셀의 과충전에 따른 고장이나 파손을 방지할 수 있는 배터리 셀 밸런싱 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcharge a battery cell by controlling the discharge of the battery cell as a whole or individually for a plurality of battery cells using an SPI bus in a device requiring a large capacity battery module such as a car or a notebook computer. It is to provide a battery cell balancing device that can prevent the failure or damage caused.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 배터리 모듈 내의 다수의 배터리 셀의 일부 또는 전부에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 밸런싱 제어부와, 미리 지정된 개수의 배터리 셀이 대응되어 연결되며 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하여 상기 셀 밸런싱 제어 신호 중에서 상기 미리 지정된 개수의 배터리 셀에 대한 셀 밸런싱 제어 신호를 추출하여 해당 배터리 셀로 병렬적으로 전송하는 하나 이상의 병렬 전송부를 포함하고, 상기 하나 이상의 상기 병렬 전송부는 체인 형태로 연결되어 상기 밸런싱 제어부 또는 다른 상기 병렬 전송부로부터 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하는 것인 배터리 셀 밸런싱 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a balancing control unit for generating and transmitting a cell balancing control signal for a part or all of a plurality of battery cells in a battery module, a predetermined number of battery cells are connected in correspondence and the cell Receiving a balancing control signal and extracting the cell balancing control signal for the predetermined number of battery cells from the cell balancing control signal and transmits in parallel to the corresponding battery cell, and the at least one parallel transmission The unit is connected in a chain form to provide a battery cell balancing device that receives a cell balancing control signal from the balancing control unit or another parallel transmission unit.

본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서, 상기 밸런싱 제어부 및 상기 병렬 전송부는 SPI 버스를 이용하여 상호간에 상기 셀 밸런싱 제어 신호의 전송 및 수신을 수행할 수 있다.In the battery cell balancing apparatus according to the present invention, the balancing controller and the parallel transmitter may perform transmission and reception of the cell balancing control signal to each other using an SPI bus.

또한 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서, 상기 밸런싱 제어부는 하나 이상의 상기 병렬 전송부에 연결된 모든 상기 배터리 셀에 대해서 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 직렬적으로 생성하며, 상기 병렬 전송부는 직렬적으로 생성된 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하여 상호연결된 해당 배터리 셀에 병렬적으로 전송하기 위해서 변환할 수 있다.In the battery cell balancing apparatus according to the present invention, the balancing controller generates the cell balancing control signal serially for all the battery cells connected to at least one parallel transmitter, and the parallel transmitter is generated in series. The cell balancing control signal may be received and converted to be transmitted in parallel to the interconnected corresponding battery cells.

또한 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서, 하나 이상의 상기 병렬 전송부 각각은 추가 또는 삭제가 가능할 수 있다.In the battery cell balancing apparatus according to the present invention, one or more of the parallel transmitters may be added or deleted.

또한 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서, 상기 병렬 전송부와 상기 배터리 셀 사이에는 전압 차이에 따른 파손을 방지하기 위한 인터페이스 연결부가 배치될 수 있다.In addition, in the battery cell balancing device according to the present invention, an interface connection part may be disposed between the parallel transmitter and the battery cell to prevent damage due to a voltage difference.

또한 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서, 상기 인터페이스 연결부는, 상기 병렬 전송부로부터 전송되는 상기 셀 밸런싱 제어 신호로부터 광 신호를 생성하는 포토 다이오드와, 상기 광 신호를 수신하면 상기 배터리 셀이 대응되어 연결된 부하 저항에 의해서 방전되도록 전기적인 연결을 수행하는 스위치를 포함할 수 있다.In the battery cell balancing apparatus according to the present invention, the interface connection unit includes a photodiode for generating an optical signal from the cell balancing control signal transmitted from the parallel transmission unit, and the battery cell corresponds to receiving the optical signal. And a switch configured to perform electrical connection to be discharged by the connected load resistor.

이하, 본 발명의 배터리 셀 밸런싱 장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the battery cell balancing device of the present invention will be described in more detail.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치의 예시적인 블록도이다.3 is an exemplary block diagram of a battery cell balancing apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치는 밸런싱 제어부(210)와, 병렬 전송부(250a 내지 250b)를 포함한다.As shown, the battery cell balancing apparatus according to the present invention includes a balancing controller 210 and parallel transmitters 250a to 250b.

밸런싱 제어부(210)는 배터리 모듈 내의 다수의 배터리 셀(230aa 내지 230bx)의 일부 또는 전부에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송한다.The balancing controller 210 generates and transmits a cell balancing control signal for some or all of the plurality of battery cells 230aa to 230bx in the battery module.

밸런싱 제어부(210)는 특히 하나 이상의 병렬 전송부(250a 내지 250b)에 연결된 모든 배터리 셀(230aa 내지 230bx)에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 직렬적으로 생성할 수 있다.In particular, the balancing controller 210 may generate a cell balancing control signal in series for all battery cells 230aa to 230bx connected to one or more parallel transmitters 250a to 250b.

병렬 전송부(250a 내지 250b)는 하나 이상이 포함될 수 있다.One or more parallel transmitters 250a to 250b may be included.

병렬 전송부(250a 내지 250b) 각각은 미리 지정된 개수의 배터리 셀이 대응되어 연결된다.Each of the parallel transmitters 250a to 250b is connected to a predetermined number of battery cells.

예컨대 병렬 전송부(250a)에는 배터리 셀(230aa 내지 230ax)이 대응되어 연결되며, 병렬 전송부(250b)에는 배터리 셀(230ba 내지 230bx)이 대응되어 연결된다.For example, the battery cells 230aa to 230ax are correspondingly connected to the parallel transmitter 250a, and the battery cells 230ba to 230bx are correspondingly connected to the parallel transmitter 250b.

밸런싱 제어부(210)에 연결 가능한 병렬 전송부는 필요에 따라서 추가 또는 삭제가 가능하다.The parallel transmission unit connectable to the balancing control unit 210 may be added or deleted as necessary.

예컨대 48개의 배터리 셀에 대해서 셀 밸런싱을 수행하는 경우를 가정하자.For example, suppose that cell balancing is performed on 48 battery cells.

이 경우 하나의 병렬 전송부, 예컨대 병렬 전송부(250a)가 8개의 배터리 셀에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 병렬적으로 전송이 가능하다고 하면 6개의 병렬 전송부를 밸런싱 제어부(210)에 연결하여 48개의 배터리 셀에 대해서 셀 밸런싱을 수행할 수 있을 것이다.In this case, if one parallel transmitter, for example, the parallel transmitter 250a, may transmit cell balancing control signals to eight battery cells in parallel, the six parallel transmitters may be connected to the balancing controller 210 to allow 48 to be transmitted. Cell balancing may be performed on the battery cells.

또한 이후 48개가 아니라 80개의 배터리 셀에 대해서 셀 밸런싱을 수행하는 경우라면 설계시 10개의 병렬 전송부를 밸런싱 제어부(210)에 연결하여 80개의 배터리 셀에 대해서 셀 밸런싱을 수행할 수 있을 것이다.In addition, if cell balancing is performed on 80 battery cells instead of 48, in the design, 10 parallel transmitters may be connected to the balancing controller 210 to perform cell balancing on 80 battery cells.

이와 같이 밸런싱 제어부(210)에 연결 가능한 병렬 전송부의 개수는 사용 목적에 따라서 변경이 가능하다.As such, the number of parallel transmitters that can be connected to the balancing controller 210 can be changed according to the purpose of use.

또한 병렬 전송부 각각은 체인 형태로 연결된다.In addition, each parallel transmission unit is connected in a chain form.

예컨대 도 3을 보면, 밸런싱 제어부(210)와 병렬 전송부(250a)가 연결되어 밸런싱 제어부(210)에서 생성한 셀 밸런싱 제어 신호를 병렬 전송부(250a)에서 수신한다. 또한 병렬 전송부(250a)와 병렬 전송부(250b)가 연결되어 병렬 전송부(250a)에서 수신한 셀 밸런싱 제어 신호를 병렬 전송부(250b)로 전송할 수 있도록 구성된다.For example, referring to FIG. 3, the balancing controller 210 and the parallel transmitter 250a are connected to receive the cell balancing control signal generated by the balancing controller 210 from the parallel transmitter 250a. In addition, the parallel transmitter 250a and the parallel transmitter 250b are connected to transmit the cell balancing control signal received by the parallel transmitter 250a to the parallel transmitter 250b.

이 경우 병렬 전송부(250a)는 밸런싱 제어부(210)에서 생성한 셀 밸런싱 제어 신호 중에서 상호간에 연결된 배터리 셀(230aa 내지 230ax)에 해당하는 셀 밸런싱 제어 신호만을 병렬적으로 전송한다. 그 외의 셀 밸런싱 제어 신호에 대해서는 연결된 병렬 전송부(250b)에게 전송하여 병렬 전송부(250b)에서 상호간에 연결된 배터리 셀(230ba 내지 230bx)에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 병렬적으로 전송할 수 있도록 구성된다.In this case, the parallel transmitter 250a transmits only the cell balancing control signals corresponding to the battery cells 230aa to 230ax connected to each other among the cell balancing control signals generated by the balancing controller 210 in parallel. The other cell balancing control signal is transmitted to the connected parallel transmitter 250b so that the parallel transmitter 250b can transmit the cell balancing control signal to the battery cells 230ba to 230bx connected to each other in parallel. .

이와 같이 병렬 전송부는 밸런싱 제어부(210) 또는 다른 병렬 전송부로부터 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하며, 상호간에 연결된 배터리 셀에 대한 셀 밸런싱 제어 신호가 아니면 다른 병렬 전송부에 전송한다.As described above, the parallel transmitter receives the cell balancing control signal from the balancing controller 210 or another parallel transmitter, and transmits the cell balancing control signal to the other parallel transmitter unless the cell balancing control signal is connected to the battery cells.

한편 밸런싱 제어부(210) 및 병렬 전송부, 예컨대 도 3에서는 병렬 전송부(250a)는 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스를 이용하여 상호간에 셀 밸런싱 제어 신호의 전송 및 수신을 고속으로 수행할 수 있다.On the other hand, the balancing controller 210 and the parallel transmitter, for example, the parallel transmitter 250a in FIG. 3 may perform the transmission and reception of cell balancing control signals at high speed using a SPI (Serial Peripheral Interface) bus.

예컨대 밸런싱 제어부(210)는 배터리 셀(230aa 내지 230bx)에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 직렬적으로 생성할 수 있다.For example, the balancing control unit 210 may serially generate a cell balancing control signal for the battery cells 230aa to 230bx.

즉 배터리 셀(230aa)부터 배터리 셀(230bx)까지의 모든 배터리 셀에 대해서 직렬적으로 셀 밸런싱 제어 신호를 생성한다.That is, a cell balancing control signal is generated in series for all battery cells from the battery cells 230aa to the battery cells 230bx.

이러한 셀 밸런싱 제어 신호는 SPI 버스를 이용하여 고속으로 병렬 전송부(250a)에 연결되고, 병렬 전송부(250a)는 예컨대, 배터리 셀(230aa 내지 230ax)에 대응하는 앞부분의 신호만을 수신하고 이를 병렬 형태로 변환하여 배터리 셀(230aa 내지 230ax)에 전송하고 나머지 부분의 신호는 병렬 전송부(250b)로 전송을 수행한 것이다.The cell balancing control signal is connected to the parallel transmitter 250a at high speed by using the SPI bus, and the parallel transmitter 250a receives only the signal of the front part corresponding to the battery cells 230aa to 230ax, and parallels them. After converting the data to the battery cells 230aa to 230ax, the remaining signals are transmitted to the parallel transmitter 250b.

한편 밸런싱 제어부(210)는 예컨대 마이컴을 이용하여 구현될 수 있고, 병렬 전송부는 예컨대 8개의 배터리 셀이 연결되는 경우라면 8비트 쉬프트 레지스터를 이용하여 구현될 수 있다.The balancing controller 210 may be implemented using, for example, a microcomputer, and the parallel transmitter may be implemented using an 8-bit shift register, for example, when eight battery cells are connected.

비록 밸런싱 제어부(210)에서 셀 밸런싱 제어 신호는 체인 형태로 연결되는 병렬 전송부 중에서 밸런싱 제어부(210)에 연결된 병렬 전송부에게만 전송되지만 기타 클럭이나 리셋 신호는 밸런싱 제어부(210)에서 각 병렬 전송부에 직접적인 연결을 통한 전송도 가능하다.Although the cell balancing control signal in the balancing control unit 210 is transmitted only to the parallel transmission unit connected to the balancing control unit 210 among the parallel transmission units connected in a chain form, the other clock or reset signal is transmitted in each parallel transmission unit in the balancing control unit 210. It is also possible to transmit via a direct connection.

한편 이러한 구성에 있어서 병렬 전송부와 배터리 셀 사이에는 전압 차이에 따른 병렬 전송부의 파손을 방지하기 위하여 인터페이스 연결부를 이용하여 연결될 수 있다.In this configuration, the parallel transmission unit and the battery cell may be connected by using an interface connection unit to prevent breakage of the parallel transmission unit due to a voltage difference.

도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 장치에 있어서 인터페이스 연결부의 구현예를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an embodiment of the interface connection in the battery cell balancing device according to the present invention.

예컨대 병렬 전송부의 구동 전압은 대략 5 V 내지 12 V인 경우가 많다, 그러나 배터리 셀(230)의 경우 수백 V인 경우가 가능하다.For example, the driving voltage of the parallel transmission unit is often about 5 V to 12 V, but the case of the battery cell 230 may be several hundred V.

따라서 직접적으로 병렬 전송부와 배터리 셀(230)이 연결되는 경우 과전압에 의해서 파손된다.Therefore, when the parallel transmitter and the battery cell 230 are directly connected, they are damaged by the overvoltage.

따라서 이러한 병렬 전송부와 배터리 셀(230) 사이의 셀 밸런싱 제어 신호 전송은 인터페이스 연결부(270)를 통하여 수행된다.Therefore, the cell balancing control signal transmission between the parallel transmitter and the battery cell 230 is performed through the interface connector 270.

도시된 바와 같이 인터페이스 연결부(270)는 병렬 전송부로부터 전송되는 셀 밸런싱 제어 신호로부터 광 신호를 생성하는 포토 다이오드(273)와, 광 신호를 수신하면 배터리 셀(230)이 대응되어 연결된 부하 저항(235)에 의해서 방전되도록 전기적인 연결을 수행하는 스위치(276)를 포함한다.As shown in the drawing, the interface connector 270 includes a photodiode 273 that generates an optical signal from a cell balancing control signal transmitted from a parallel transmitter, and a load resistor connected to the battery cell 230 when the optical signal is received. And switch 276 for making electrical connections to be discharged by 235.

이러한 포토 다이오드(273)와, 스위치(276)는 예컨대 입력단이 포토 다이오드가 배치되고 출력단에 MOS 스위치가 배치되는 포토모스(PhotoMOS) 구성을 이용 하여 구현 가능하다.The photodiode 273 and the switch 276 may be implemented using, for example, a photoMOS configuration in which a photodiode is disposed at an input terminal and a MOS switch is disposed at an output terminal.

포토 다이오드(273)와, 스위치(276) 사이에는 바람직하게는 전기적 절연을 수행하면서 광 신호의 전송이 가능하도록 매질이 배치된다.A medium is disposed between the photodiode 273 and the switch 276 to enable the transmission of the optical signal while preferably performing electrical isolation.

비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.Although the configuration of the present invention has been described in detail, these are merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. This will be possible.

따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Therefore, the embodiments disclosed herein are not intended to limit the present invention but to describe the present invention, and the spirit and scope of the present invention are not limited by these embodiments. It is intended that the scope of the invention be interpreted by the following claims, and that all descriptions within the scope equivalent thereto will be construed as being included in the scope of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 자동차 또는 노트북 컴퓨터 등의 대용량 배터리 모듈이 요구되는 장치에 있어서 SPI 버스 등을 이용하여 다수의 배터리 셀에 대해서 전체적으로 또는 개별적으로 배터리 셀의 방전을 제어하는 것에 의해서 배터리 셀의 과충전에 따른 고장이나 파손을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, in a device requiring a large capacity battery module, such as a car or a notebook computer, by using the SPI bus or the like to control the discharge of the battery cells as a whole or individually for a plurality of battery cells It is possible to prevent failure or damage due to overcharging of the cell.

Claims (6)

배터리 모듈 내의 다수의 배터리 셀의 일부 또는 전부에 대해서 셀 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 밸런싱 제어부와,A balancing controller which generates and transmits a cell balancing control signal for some or all of the plurality of battery cells in the battery module; 미리 지정된 개수의 배터리 셀이 대응되어 연결되며 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하여 상기 셀 밸런싱 제어 신호 중에서 상기 미리 지정된 개수의 배터리 셀에 대한 셀 밸런싱 제어 신호를 추출하여 해당 배터리 셀로 병렬적으로 전송하는 하나 이상의 병렬 전송부를 포함하고, A predetermined number of battery cells are connected in correspondence, and receiving the cell balancing control signal, extracting a cell balancing control signal for the predetermined number of battery cells from the cell balancing control signal, and transmitting the same to the corresponding battery cells in parallel. Including the above parallel transmission unit, 상기 하나 이상의 상기 병렬 전송부는 체인 형태로 연결되어 상기 밸런싱 제어부 또는 다른 상기 병렬 전송부로부터 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하는 것인 배터리 셀 밸런싱 장치.And the at least one parallel transmitter is connected in a chain to receive a cell balancing control signal from the balancing controller or the other parallel transmitter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸런싱 제어부 및 상기 병렬 전송부는 SPI 버스를 이용하여 상호간에 상기 셀 밸런싱 제어 신호의 전송 및 수신을 수행하는 배터리 셀 밸런싱 장치.And the balancing control unit and the parallel transmission unit transmit and receive the cell balancing control signal to each other using an SPI bus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸런싱 제어부는 하나 이상의 상기 병렬 전송부에 연결된 모든 상기 배터리 셀에 대해서 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 직렬적으로 생성하며,The balancing controller serially generates the cell balancing control signal for all the battery cells connected to at least one parallel transmitter, 상기 병렬 전송부는 직렬적으로 생성된 상기 셀 밸런싱 제어 신호를 수신하여 상호연결된 해당 배터리 셀에 병렬적으로 전송하기 위해서 변환하는 배터리 셀 밸런싱 장치.And the parallel transmitter converts the cell balancing control signal generated in series and converts the same in order to transmit them in parallel to the interconnected corresponding battery cells. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 하나 이상의 상기 병렬 전송부 각각은 추가 또는 삭제가 가능한 배터리 셀 밸런싱 장치.Each of the at least one parallel transmitter is a battery cell balancing device that can be added or deleted. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 병렬 전송부와 상기 배터리 셀 사이에는 전압 차이에 따른 파손을 방지하기 위한 인터페이스 연결부가 배치되는 배터리 셀 밸런싱 장치.The battery cell balancing device is disposed between the parallel transmission unit and the battery cell to prevent damage due to the voltage difference. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 인터페이스 연결부는 상기 병렬 전송부로부터 전송되는 상기 셀 밸런싱 제어 신호로부터 광 신호를 생성하는 포토 다이오드와,The interface connector may include a photodiode for generating an optical signal from the cell balancing control signal transmitted from the parallel transmitter; 상기 광 신호를 수신하면 상기 배터리 셀이 대응되어 연결된 부하 저항에 의해서 방전되도록 전기적인 연결을 수행하는 스위치A switch that performs electrical connection so that the battery cells are discharged by corresponding load resistors when the optical signal is received 를 포함하는 배터리 셀 밸런싱 장치.Battery cell balancing device comprising a.
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