KR101241489B1 - Power supplying apparatus for controlling cell balancing with extra battery cell and cell balancing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전원 공급 장치 및 그의 셀 밸런싱 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀들에 충전된 에너지를 공급하되 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 전원 공급 장치 및 그의 셀 밸런싱 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply and a cell balancing method thereof, and more particularly, to a power supply and a cell balancing method for supplying charged energy to the battery cells, but controls the cell balancing for the battery cells.
도 1은 xEV에 마련되는 전원 공급 장치를 도시한 도면이다. xEV는, HEV(Hybrid Electric Vehicle : 하이브리드 전기 자동차)와 PHEV(Plug-in HEV : 플러그-인 하이브리드 전기 자동차)로 구분될 수 있다.1 is a diagram illustrating a power supply device provided in xEV. The xEV may be classified into a hybrid electric vehicle (HEV) and a plug-in HEV (plug-in hybrid electric vehicle).
도 1에 도시된 바와 같이, xEV의 전원 공급 장치(10)에서, 배터리 팩(11)에 충전된 전원은 차량 모터에 공급되고, 축전지(13)에 충전된 전원은 차량 엔진과 차량 내의 전자장치들에 공급된다. BMS(Battery Management System)(13)는 배터리 팩(11)과 축전지(13)의 충전과 방전을 관리/제어하기 위한 시스템이다.As shown in FIG. 1, in the
도 2는 EV(Electric Vehicle : 전기 자동차)에 마련되는 전원 공급 장치를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, EV의 전원 공급 장치(20)에서, 배터리 팩(21)에 충전된 전원은 차량 모터에 공급되는 한편, DC/DC 컨버터(25)에서 12V로 다운-컨버팅되어 차량 내의 전자장치들에 공급된다. BMS(23)는 배터리 팩(11)의 충전과 방전을 관리/제어하기 위한 시스템이다.2 is a diagram illustrating a power supply device provided in an electric vehicle (EV). As shown in FIG. 2, in the
도 1과 도 2에 도시된 배터리 팩(11, 21)에는 다수의 배터리 셀들이 마련되어 있는데, 충전과 방전을 거듭하여, 배터리 셀들의 충전 잔량이 균등하지 않은 경우, 충전 잔량이 많은 배터리 셀을 기준으로 만충전 조건이 성립되어 나머지 배터리 셀들에 대해서는 만충전이 이루어지지 않는다.The
이를 해결하기 위해, BMS(13, 23)는 충전 잔량이 많은 배터리 셀의 에너지를 저항 등을 통해 강제로 소비시켜 배터리 셀들의 충전 잔량을 일치시키는 셀 밸런싱을 수행하게 된다. 셀 밸런싱에 의해, 배터리 팩(20)에 마련된 배터리 셀들의 전압이 균등해지기는 하지만, 이 과정에서 불필요한 에너지 소모가 발생하는 문제가 있다.
In order to solve this problem, the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 셀 밸런싱에 의한 불필요한 에너지 소모를 줄이기 위한 방안으로, 셀 밸런싱을 위해 추가된 별도의 배터리 셀을 이용하여 셀 밸런싱을 수행하는 방법 및 이를 적용한 전원 공급 장치를 제공함에 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce unnecessary energy consumption by cell balancing. To provide a method and a power supply device applying the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전원 공급 장치는, 내부 배터리 셀들이 마련된 배터리 팩; 상기 배터리 팩 외부에 마련된 외부 배터리 셀; 및 상기 외부 배터리 셀을 이용하여 상기 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 관리부;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a power supply device includes: a battery pack provided with internal battery cells; An external battery cell provided outside the battery pack; And a manager configured to control cell balancing of the internal battery cells by using the external battery cell.
그리고, 본 실시예에 따른 전원 공급 장치는, 상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나와 상기 외부 배터리 셀 간의 전기적 연결을 스위칭하는 스위칭부;를 더 포함하고, 상기 관리부는, 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 외부 배터리 셀을 매개로, 상기 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어할 수 있다.The power supply apparatus according to the present embodiment may further include a switching unit for switching an electrical connection between at least one of the internal battery cells and the external battery cell, wherein the management unit controls the switching operation of the switching unit. Cell balancing for the internal battery cells may be controlled through the external battery cell.
또한, 상기 관리부는, 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀로 상기 외부 배터리 셀이 충전되도록 제어할 수 있다.The manager may control the external battery cell to be charged with the internal battery cell having the highest voltage.
그리고, 상기 관리부는, 상기 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀의 전압이, 상기 배터리 팩의 평균 전압으로 감소한 경우나, 상기 외부 배터리 셀의 전압과 동일하게 된 경우까지, 상기 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀로 상기 외부 배터리 셀이 충전되도록 제어할 수 있다.The management unit may be configured as the internal battery cell having the highest voltage until the voltage of the internal battery cell having the highest voltage decreases to an average voltage of the battery pack or becomes equal to the voltage of the external battery cell. The external battery cell may be controlled to be charged.
또한, 상기 관리부는, 상기 외부 배터리 셀로 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀이 충전되도록 제어할 수 있다.The manager may control the internal battery cell to be charged with the lowest voltage to the external battery cell.
그리고, 상기 관리부는, 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀의 전압이, 상기 배터리 팩의 평균 전압으로 증가한 경우나, 상기 외부 배터리 셀의 전압과 동일하게 된 경우까지, 상기 외부 배터리 셀로 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀이 충전되도록 제어할 수 있다.The manager may further include an internal battery having the lowest voltage to the external battery cell until the voltage of the internal battery cell having the lowest voltage increases to an average voltage of the battery pack or becomes equal to the voltage of the external battery cell. The battery cell may be controlled to be charged.
또한, 상기 관리부는, 상기 외부 배터리 셀의 충전 잔량이 기준을 초과하면, 상기 외부 배터리 셀이 전원을 공급할 수 있다.The manager may supply power to the external battery cell when the remaining charge of the external battery cell exceeds a standard.
그리고, 상기 관리부는, 상기 외부 배터리 셀의 충전 잔량이 기준량 이하이면, 상기 내부 배터리 셀들이 전원을 공급할 수 있다.The management unit may supply power to the internal battery cells when the remaining charge of the external battery cell is less than or equal to a reference amount.
또한, 상기 관리부는, 상기 외부 배터리 셀로 상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나가 충전되도록 제어할 수 있다.The manager may control at least one of the internal battery cells to be charged by the external battery cell.
그리고, 상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나는, 상기 내부 배터리 셀들의 평균 전압 미만의 내부 배터리 셀일 수 있다.At least one of the internal battery cells may be an internal battery cell less than an average voltage of the internal battery cells.
또한, 상기 관리부는, 상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나로 상기 외부 배터리 셀을 충전할 수 있다.The management unit may charge the external battery cell with at least one of the internal battery cells.
그리고, 상기 관리부는, 상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나는, 상기 내부 배터리 셀들의 평균 전압을 초과하는 내부 배터리 셀일 수 있다.In addition, the management unit, at least one of the internal battery cells, may be an internal battery cell that exceeds the average voltage of the internal battery cells.
한편, 본 발명에 따른, 셀 밸런싱 방법은, 배터리 팩에 마련된 내부 배터리 셀들을 충전하는 단계; 및 상기 배터리 팩 외부에 마련된 외부 배터리 셀을 이용하여, 상기 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 단계;를 포함한다.
On the other hand, the cell balancing method according to the invention, the step of charging the internal battery cells provided in the battery pack; And controlling cell balancing of the internal battery cells by using an external battery cell provided outside the battery pack.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 셀 밸런싱을 위해 추가된 별도의 배터리 셀을 이용하여 셀 밸런싱을 수행할 수 있게 되어, 셀 밸런싱에 의한 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to perform cell balancing using an additional battery cell added for cell balancing, thereby reducing unnecessary energy consumption due to cell balancing.
또한, 추가된 별도의 배터리 셀은 전자장치들에 필요한 전원 공급에 이용할 수 있으므로, 셀 밸런싱을 위해 마련된 배터리 셀을 다면적으로 활용함으로서, 운용 효율을 극대화하고 에너지 절감에 만전을 기할 수 있게 된다.
In addition, since the added additional battery cells can be used to supply power required for electronic devices, the battery cells prepared for cell balancing can be utilized in various ways, thereby maximizing operational efficiency and making full efforts in energy saving.
도 1은 xEV에 마련되는 전원 공급 장치를 도시한 도면,
도 2는 EV에 마련되는 전원 공급 장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 블럭도,
도 4는, 도 3에 도시된 전원 공급 장치의 상세 회로도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 6은, 도 5에 도시된 셀 밸런싱 방법의 부연 설명에 제공되는 도면, 그리고,
도 7은, 전자장치 공급 전원을 선택 제어하는 과정의 설명에 제공되는 도면이다.1 is a view showing a power supply provided in xEV,
2 is a view showing a power supply provided in the EV,
3 is a block diagram of a power supply according to an embodiment of the present invention;
4 is a detailed circuit diagram of the power supply device shown in FIG. 3;
5 is a flowchart provided to explain a cell balancing method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a view provided for further explanation of the cell balancing method shown in FIG. 5, and
7 is a diagram provided to explain a process of selecting and controlling an electronic device power supply.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 블럭도이다. 본 실시예에 따른 전원 공급 장치(100)는 차량용으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 공급전원 선택용 스위치(110), DC/DC 업-컨버터(120), DC/DC 다운-컨버터(130), 외부 배터리 셀(140), 셀 밸런싱용 스위치(150), 배터리팩(160) 및 BMS(Battery Management System)(170)를 구비한다.3 is a block diagram of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. The
배터리팩(160)에는 다수의 내부 배터리 셀들이 마련되어 있는데, 이 내부 배터리 셀들은 직렬로 연결된 충전가능한 이차 전지들이다. 배터리팩(160)에 마련된 배터리 셀들은 차량모터의 구동전원과 전자장치들에 필요한 전원을 공급하기 위한 에너지 저장 수단으로, PCS(Power Conversion System)(미도시)에 의해 충전된다.The
여기서, 전자장치들에는, 차량 내에 마련된 전자장치들과 차량 내에 마련된 전원공급 단자를 통해 연결될 수 있는 사용자의 전자장치들이 포함된다.Here, the electronic devices include electronic devices provided in a vehicle and electronic devices of a user that can be connected through a power supply terminal provided in the vehicle.
BMS(170)는 배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는데, 셀 밸런싱 제어시 외부 배터리 셀(140)과 셀 밸런싱용 스위치(150)을 이용한다. BMS(170)의 제어 하에 수행되는 내부 배터리 셀들의 셀 밸런싱에 대해서는, 도 5와 도 6을 참조하여 상세히 후술한다.The
외부 배터리 셀(140)은 배터리팩(160) 외부에 마련된 배터리 셀로, 배터리팩(160) 내부에 마련된 내부 배터리 셀들과 구별된다.The
셀 밸런싱용 스위치(150)는 '배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들 중 하나'와 '외부 배터리 셀(140)' 간의 전기적 연결을 스위칭한다. 즉, 셀 밸런싱용 스위치(150)는 '배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들 중 하나'와 '외부 배터리 셀(140)'가 전기적으로 연결되도록 스위칭하는데, 이때 내부 배터리 셀과 외부 배터리 셀(140)은 병렬로 연결된다.The
이하에서, 셀 밸런싱용 스위치(150)에 대해 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는, 도 3에 도시된 전원 공급 장치(100)의 상세 회로도이다.Hereinafter, the
도 4에 도시된 바와 같이, 셀 밸런싱용 스위치(150)는 다수의 스위치들(EXSW 1~2, SW_P 1~N, SW_N 1~N)로 구성되어 있는데, 이 스위치들(EXSW 1~2, SW_P 1~N, SW_N 1~N)은 FET, TR, PhotoMOS Relay 등의 트랜지스터 소자나 릴레이 소자로 구현할 수 있다.As shown in FIG. 4, the
BMS(170)는 셀 밸런싱용 스위치(150)의 스위칭 상태를 제어하여, '배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들 중 하나'와 '외부 배터리 셀(140)'이 병렬 연결되도록 할 수 있다.The
예를 들어, BMS(170)는 'EXSW 2', 'SW_P 5', 'SW_N 4' 및 'EXSW 1'이 스위칭-온 되고 나머지들은 스위칭-오프 되도록 셀 밸런싱용 스위치(150)의 스위칭 상태를 제어하여, 내부 배터리 셀 4(Cell 4)와 '외부 배터리 셀(140)'이 병렬 연결되도록 할 수 있다.For example, the
한편, 도 4에 도시된 바에 따르면, 배터리 팩(160)에는 N개의 내부 배터리 셀들(Cell 1~N)이 마련되어 있음을 확인할 수 있다. 다시, 도 3을 참조하여 설명한다.On the other hand, as shown in Figure 4, it can be seen that the
DC/DC 다운-컨버터(130)는 배터리팩(160)의 고전압을 12V로 다운-컨버팅하고, DC/DC 업-컨버터(120)는 외부 배터리 셀(140)의 저전압(3V ~ 4V)을 12V로 업-컨버팅한다.The DC / DC down-
공급전원 선택용 스위치(110)는 'DC/DC 다운-컨버터(130)에서 출력되는 전원'과 'DC/DC 업-컨버터(120)에서 출력되는 전원' 중 하나가 전자장치들로 공급되도록 스위칭한다.The
BMS(170)는 공급전원 선택용 스위치(110)의 스위칭 동작을 제어하여, 전자장치들에 공급할 전원의 소스를 제어한다. 즉, BMS(170)는 '배터리팩(160)으로부터 다운-컨버팅한 전원'과 '외부 배터리 셀(140)로부터 업-컨버팅한 전원' 중 하나가 선택적으로 전자장치들에 공급되도록 제어하며, 이에 대해서는 도 7을 참조하여 상세히 후술한다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 공급전원 선택용 스위치(110)는 다수의 스위치들(DCSW 1~4)로 구성되어 있는데, 이 스위치들(DCSW 1~4)도 FET, TR, PhotoMOS Relay 등의 트랜지스터 소자나 릴레이 소자로 구현할 수 있다.As shown in FIG. 4, the
BMS(170)에 의해 공급전원 선택용 스위치(110)의 'DCSW 1'과 'DCSW 2'가 스위칭-온 되고 'DCSW 3'과 'DCSW 4'가 스위칭-오프 되면, DC/DC 업-컨버터(120)에서 업-컨버팅된 외부 배터리 셀(140)의 전원이 전자장치들로 공급된다.When 'DCSW 1' and 'DCSW 2' of the power
반면, BMS(170)에 의해 공급전원 선택용 스위치(110)의 'DCSW 3'과 'DCSW 4'가 스위칭-온 되고 'DCSW 1'과 'DCSW 2'가 스위칭-오프 되면, DC/DC 다운-컨버터(130)에서 다운-컨버팅된 배터리팩(160)의 전원이 전자장치들로 공급된다.On the other hand, when 'DCSW 3' and 'DCSW 4' of the power
이하에서는, BMS(170)가 셀 밸런싱용 스위치(150)의 스위칭 동작을 제어하면서, 외부 배터리 셀(140)를 매개로, 배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 과정에 대해, 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 BMS(170)가 배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들 각각에 대한 전압들을 측정한다(S210).5 is a flowchart provided to explain a cell balancing method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, first, the
S210단계에서 측정된 전압들이 모두 일치하면(S220-Y), 후속 단계들이 수행되지 않는다. 이 경우는, 내부 배터리 셀들이 셀 밸런싱 완료된 경우이기 때문이다.If the voltages measured in step S210 all match (S220-Y), subsequent steps are not performed. This is because the internal battery cells have completed cell balancing.
반면, S210단계에서 측정된 전압들이 모두 일치하지 않으면(S220-N), BMS(170)는 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀로 외부 배터리 셀(140)이 충전되도록 제어한다(S230).On the other hand, if the voltages measured in step S210 do not all match (S220-N), the
구체적으로 S230단계는, BMS(170)가 '배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들 중 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀'과 '외부 배터리 셀(140)'이 병렬로 연결되도록, 셀 밸런싱용 스위치(150)의 스위칭 상태를 제어하는 과정에 의한다.Specifically, in the step S230, the cell balancing switch so that the
S230단계는, 외부 배터리 셀(140)에 병렬로 연결된 내부 배터리 셀의 전압이 평균 전압으로 감소한 경우나(S240-Y), 외부 배터리 셀(140)에 병렬로 연결된 내부 배터리 셀의 전압이 감소하여 외부 배터리 셀(140)과 동일하게 된 경우(S250-Y)까지 계속된다.In step S230, when the voltage of the internal battery cells connected in parallel to the
이후, BMS(170)는 외부 배터리 셀(140)로 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀이 충전되도록 제어한다(S260).Thereafter, the
구체적으로 S260단계는, BMS(170)가 '배터리팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들 중 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀'과 '외부 배터리 셀(140)'이 병렬로 연결되도록, 셀 밸런싱용 스위치(150)의 스위칭 상태를 제어하는 과정에 의한다.Specifically, in step S260, the cell balancing switch so that the
S260단계는, 외부 배터리 셀(140)에 병렬로 연결된 내부 배터리 셀의 전압이 평균 전압으로 증가한 경우나(S270-Y), 외부 배터리 셀(140)에 병렬로 연결된 내부 배터리 셀의 전압이 증가하여 외부 배터리 셀(140)과 동일하게 된 경우(S280-Y)까지 계속된다.In step S260, when the voltage of the internal battery cells connected in parallel to the
도 6은, 도 5에 도시된 셀 밸런싱 방법의 부연 설명에 제공되는 도면이다. 도 6의 좌측/상부에는, 배터리 팩(160)에 마련된 내부 배터리 셀들이 셀 밸런싱 상태가 아니므로, S230단계를 수행하기 위해 전압이 가장 높은 4번째 내부 배터리 셀과 외부 배터리 셀(140)을 병렬로 연결시킨 상태를 도식적으로 나타내었다.FIG. 6 is a diagram provided to further explain the cell balancing method illustrated in FIG. 5. 6, since the internal battery cells provided in the
그리고, 도 6의 우측/상부에는, S230단계의 수행 결과로 4번째 내부 배터리 셀에 의해 외부 배터리 셀(140)이 충전된 결과를 도식적으로 나타내었다.6 illustrates a result of the
또한, 도 6의 우측/하부에는, S260단계를 수행하기 위해 전압이 가장 낮은 1번째 내부 배터리 셀과 외부 배터리 셀(140)을 병렬로 연결시킨 상태를 도식적으로 나타내었다.6 illustrates a state in which the first internal battery cell having the lowest voltage and the
그리고, 도 6의 좌측/하부에는, S260단계의 수행 결과로 외부 배터리 셀(140)에 의해 1번째 내부 배터리 셀이 충전된 결과를 도식적으로 나타내었다.6 illustrates a result of charging the first internal battery cell by the
도 5에 도시된 S210단계 내지 S280단계가 반복되면서, 평균 전압 보다 '높은' 내부 배터리 셀들에 충전된 에너지가 평균 전압 보다 '낮은' 내부 배터리 셀들로 이동하게 되는데, 이 에너지 이동은 외부 배터리 셀(140)을 매개로 이루어진다.As steps S210 to S280 shown in FIG. 5 are repeated, the energy charged in the internal battery cells that are 'higher' than the average voltage is transferred to the internal battery cells that are 'lower than the average voltage'. 140).
즉, 평균 전압 보다 높은 내부 배터리 셀들에 충전된 에너지는 외부 배터리 셀(140)로 이동된 후에, 외부 배터리 셀(140)에서 평균 전압 보다 낮은 내부 배터리 셀들로 이동하게 되는 것이다.That is, the energy charged in the internal battery cells higher than the average voltage is transferred to the
이하에서는, BMS(170)가 차량 내의 전자장치들에 공급할 전원의 소스를 제어하는 과정에 대해 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 도 7은, 전자장치 공급 전원을 선택 제어하는 과정의 설명에 제공되는 도면이다.Hereinafter, a process of controlling the source of power to be supplied to the electronic devices in the vehicle by the
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, BMS(170)는 외부 배터리 셀(140)의 전압을 측정하고(S310), 측정된 전압으로 외부 배터리 셀(140)의 충전 잔량을 산출한다(S320).As shown in FIG. 7, first, the
S320단계에서 산출된 외부 배터리 셀(140)의 충전 잔량이 40%를 초과하는 것으로 판단되면(S330-Y), BMS(170)는 외부 배터리 셀(140)에서 전자장치 공급 전원이 공급되도록 제어한다(S340).If it is determined that the remaining charge of the
S340단계는, BMS(170)가 DC/DC 업-컨버터(120)에서 업-컨버팅된 외부 배터리 셀(140)의 전압이 전자장치들로 인가되도록 공급전원 선택용 스위치(110)의 스위칭 동작을 제어하는 과정에 의해 수행된다.In operation S340, the
이와 같이, 외부 배터리 셀(140)의 충전 잔량이 충분하다고 판단되는 경우는, 외부 배터리 셀(140)로 전자장치들에 전원을 공급하도록 하여, 외부 배터리 셀(140)에 셀 밸런싱을 위해 필요한 빈 공간이 확보되도록 하였다.As such, when it is determined that the remaining charge of the
한편, S320단계에서 산출된 외부 배터리 셀(140)의 충전 잔량이 40% 이하인 것으로 판단되면(S330-N), BMS(170)는 배터리팩(160)에서 전자장치 공급전원이 공급되도록 제어한다(S350).Meanwhile, when it is determined that the remaining charge of the
S350단계는, BMS(170)가 DC/DC 다운-컨버터(130)에서 다운-컨버팅된 배터리팩(160)의 전압이 전자장치들로 인가되도록 공급전원 선택용 스위치(110)의 스위칭 동작을 제어하는 과정에 의해 수행된다.In step S350, the
이와 같이, 외부 배터리 셀(140)의 충전 잔량이 충분하지 않다고 판단되는 경우는, 배터리팩(160)으로 전자장치들에 전원을 공급하도록 하였다.As such, when it is determined that the remaining charge of the
한편, 전자장치들로 전원을 공급할 소스를 선택하는 기준인 외부 배터리 셀(140)의 충전 잔량의 용량을 "40%"로 상정한 것은 설명의 편의를 위한 예시적인 것으로, 위와 다른 수치가 적용될 수 있다.On the other hand, assuming that the capacity of the charge remaining amount of the
지금까지, 외부 배터리 셀(140)을 이용하여 셀 밸런싱을 수행하는 방법 및 외부 배터리 셀(140)에 충전된 에너지로 전자장치들에 전원을 공급하는 방법에 대해 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하였다.Up to now, preferred embodiments have been described in detail with respect to a method of performing cell balancing using the
위 실시예에서, 외부 배터리 셀(140)의 개수는 1개인 것으로 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과한 것으로, 외부 배터리 셀(140)의 개수를 복수로 구현하는 것이 가능하다.In the above embodiment, the number of
또한, 위 실시예에서 외부 배터리 셀(140)과 내부 배터리 셀 1개만이 병렬로 연결되어, 내부 배터리 셀 1개로 외부 배터리 셀(140)이 충전되고, 외부 배터리 셀(140)로 내부 배터리 셀 1개가 충전되는 것을 상정하였으나, 이 역시 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다.In addition, in the above embodiment, only the
따라서, 외부 배터리 셀(140)과 다수의 내부 배터리 셀들이 병렬로 연결되어, 다수의 내부 배터리 셀들로 외부 배터리 셀(140)이 충전되고, 외부 배터리 셀(140)로 다수의 내부 배터리 셀들이 충전되도록 구현하는 것이 가능하다.Accordingly, the
이때, 외부 배터리 셀(140)을 충전하기 위해 외부 배터리 셀(140)에 연결되는 다수의 내부 배터리 셀들은 배터리팩(160) 평균 전압을 초과하는 내부 배터리 셀들이고, 외부 배터리 셀(140)로 충전하기 위해 외부 배터리 셀(140)에 연결되는 다수의 내부 배터리 셀들은 배터리팩(160) 평균 전압 미만의 내부 배터리 셀들로 설정할 수 있다.In this case, the plurality of internal battery cells connected to the
또한, 위 실시예에서는, 자동차용 전원 공급 장치(100)를 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. 즉, 본 발명의 기술적 사상은, 자동차 이외의 다른 기계장치의 일부를 구성하거나 모바일 PC와 같은 전자장치의 일부를 구성하는 전원 공급 장치에도 적용가능할 뿐만 아니라, '전원 공급 장치' 자체를 구현하는데에도 적용될 수 있다.In addition, in the above embodiment, the automotive
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다. It goes without saying that the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium having a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, the technical idea according to various embodiments of the present disclosure may be implemented in the form of computer readable codes recorded on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium is any data storage device that can be read by a computer and can store data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical disk, a hard disk drive, or the like. In addition, the computer readable code or program stored in the computer readable recording medium may be transmitted through a network connected between the computers.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
100 : 전원 공급 장치 110 : 공급전원 선택용 스위치
120 : DC/DC 업-컨버터 130 : DC/DC 다운-컨버터
140 : 외부 배터리 셀 150 : 셀 밸런싱용 스위치
160 : 배터리팩 170 : BMS(Battery Management System)100: power supply device 110: switch for selecting the power supply
120: DC / DC up-converter 130: DC / DC down-converter
140: external battery cell 150: cell balancing switch
160: battery pack 170: BMS (Battery Management System)
Claims (13)
상기 배터리 팩 외부에 마련된 외부 배터리 셀; 및
상기 외부 배터리 셀을 이용하여 상기 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 관리부;를 포함하고,
상기 관리부는,
상기 외부 배터리 셀을 매개로, 상기 내부 배터리 셀들 간에 충전된 에너지를 이동시키며,
상기 외부 배터리 셀의 충전 잔량이 기준량을 초과하면 상기 외부 배터리 셀이 전자장치들에 전원을 공급하도록 제어하고, 상기 외부 배터리 셀의 충전 잔량이 기준량 이하이면 상기 내부 배터리 셀들이 상기 전자장치들에 전원을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
A battery pack provided with internal battery cells;
An external battery cell provided outside the battery pack; And
And a manager configured to control cell balancing of the internal battery cells by using the external battery cell.
The management unit,
Transfers the charged energy between the internal battery cells through the external battery cell,
When the remaining battery charge of the external battery cell exceeds the reference amount, the external battery cell is controlled to supply power to the electronic devices, and when the remaining charge of the external battery cell is less than the reference amount, the internal battery cells supply power to the electronic devices. Power supply characterized in that the control to supply.
상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나와 상기 외부 배터리 셀 간의 전기적 연결을 스위칭하는 스위칭부;를 더 포함하고,
상기 관리부는,
상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 외부 배터리 셀을 매개로, 상기 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
And a switching unit for switching an electrical connection between at least one of the internal battery cells and the external battery cell.
The management unit,
And controlling cell balancing of the internal battery cells through the external battery cell by controlling a switching operation of the switching unit.
상기 관리부는,
전압이 가장 높은 내부 배터리 셀로 상기 외부 배터리 셀이 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The management unit,
And controlling the external battery cell to be charged with the internal battery cell having the highest voltage.
상기 관리부는,
상기 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀의 전압이, 상기 배터리 팩의 평균 전압으로 감소한 경우나, 상기 외부 배터리 셀의 전압과 동일하게 된 경우까지,
상기 전압이 가장 높은 내부 배터리 셀로 상기 외부 배터리 셀이 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 3, wherein
The management unit,
Until the voltage of the internal battery cell with the highest voltage decreases to an average voltage of the battery pack or becomes equal to the voltage of the external battery cell,
And control the external battery cell to be charged with the internal battery cell having the highest voltage.
상기 관리부는,
상기 외부 배터리 셀로 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀이 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The management unit,
And controlling the external battery cell to charge the internal battery cell having the lowest voltage.
상기 관리부는,
전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀의 전압이, 상기 배터리 팩의 평균 전압으로 증가한 경우나, 상기 외부 배터리 셀의 전압과 동일하게 된 경우까지,
상기 외부 배터리 셀로 전압이 가장 낮은 내부 배터리 셀이 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
6. The method of claim 5,
The management unit,
Until the voltage of the internal battery cell with the lowest voltage increases to the average voltage of the battery pack or becomes equal to the voltage of the external battery cell,
And controlling the external battery cell to charge the internal battery cell having the lowest voltage.
상기 관리부는,
상기 외부 배터리 셀로 상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나가 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The management unit,
And at least one of the internal battery cells is charged by the external battery cell.
상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나는,
상기 내부 배터리 셀들의 평균 전압 미만의 내부 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 9,
At least one of the internal battery cells,
And an internal battery cell less than an average voltage of the internal battery cells.
상기 관리부는,
상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나로 상기 외부 배터리 셀을 충전하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The management unit,
And supply the external battery cell with at least one of the internal battery cells.
상기 관리부는,
상기 내부 배터리 셀들 중 적어도 하나는,
상기 내부 배터리 셀들의 평균 전압을 초과하는 내부 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
12. The method of claim 11,
The management unit,
At least one of the internal battery cells,
And an internal battery cell exceeding an average voltage of the internal battery cells.
상기 배터리 팩 외부에 마련된 외부 배터리 셀을 매개로, 상기 내부 배터리 셀들 간에 충전된 에너지를 이동시켜 상기 내부 배터리 셀들에 대한 셀 밸런싱을 제어하는 단계;
상기 외부 배터리 셀의 충전 잔량이 기준량을 초과하면, 상기 외부 배터리 셀이 전자장치들에 전원을 공급하도록 제어하는 단계; 및
상기 외부 배터리 셀의 충전 잔량이 기준량 이하이면, 상기 내부 배터리 셀들이 상기 전자장치들에 전원을 공급하도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 방법.
Charging internal battery cells provided in the battery pack;
Controlling cell balancing of the internal battery cells by transferring energy charged between the internal battery cells through an external battery cell provided outside the battery pack;
Controlling the external battery cell to supply power to electronic devices when the remaining charge of the external battery cell exceeds a reference amount; And
And controlling the internal battery cells to supply power to the electronic devices when the remaining charge of the external battery cell is less than or equal to a reference amount.
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