KR101342602B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 관리부; 를 포함하고, 상기 배터리 관리부는 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 상기 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차전지는 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 전지 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
종래에는 엔진 시동을 위한 전원공급장치로서, 납 축전지를 사용하고 있다. 최근에는 연비 개선을 위하여 ISG(Idle Stop & Go) 시스템이 적용되고 있으며, 점차 확산되는 추세이다. 공회전 제한장치인 ISG 시스템을 지원하는 전원공급장치는, 엔진 시동을 위한 고출력을 낼 수 있는 출력 특성과 잦은 시동에도 불구하고 충, 방전 특성이 강건하게 유지되고, 장 수명이 보장되어야 한다.
이러한 ISG 시스템이 적용되는 차량에 있어서, 배터리의 안정성을 담보하는 제한 장치가 필요하다.
본 발명은 배터리를 모니터링하여, 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생시키는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 배터리를 모니터링하여, 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 관리부; 를 포함하고, 상기 배터리 관리부는 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 상기 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리는 ISG(Ideal Stop & Go) 모드를 지원하는 차량에 탑재되고, 상기 배터리 관리부는 상기 기설정된 조건을 충족하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나, ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리가 상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리의 상태를 회복시키는 회복 처리부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 안정성 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 차량 속도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리의 상태를 모니터링하는 단계; 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 단계; 를 포함하는 배터리 팩 제어 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리는 ISG(Ideal Stop & Go) 모드를 지원하는 차량에 탑재되고, 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나, ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 안정성 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 차량 속도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리가 상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 모니터링하고, 차량에서 ISG 모드 진입을 제어하는 엔진 관리부와 통신하는 배터리 관리부; 를 포함하고, 상기 배터리 관리부는, 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하지 못할 때, 상기 엔진 관리부에 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 상기 엔진 관리부가 응답하지 않는 경우 상기 배터리로부터 차량의 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 안정성 조건은 상기 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리의 상태를 회복시키는 회복 처리부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리의 상태를 모니터링하는 단계; 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하여 엔진 관리부에 전송하는 단계; 일정 시간 동안 상기 엔진 관리부가 응답하지 않는 경우 상기 배터리로부터 차량의 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 단계;를 포함하는 배터리 팩 제어 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 안정성 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 차량 속도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리의 상태를 회복시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 관리부; 를 포함하고, 상기 배터리 관리부는 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리의 상태를 모니터링하는 단계; 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하는 단계; 를 포함하는 배터리 팩 제어 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 배터리를 모니터링하여, 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명은 배터리를 모니터링하여, 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩(100)을 포함하는 차량의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 동작을 순서도로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 동작을 순서도로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 동작을 순서도로 나타낸 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩(100)을 포함하는 차량의 구조를 나타내는 도면이다.
상기 배터리 팩(100)은 발전 모듈(210) 및 스타터 모터(220)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1, 제2 단자(P1,P2)를 통하여 발전 모듈(210) 및 스타터 모터(220)와 병렬 연결될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 배터리 팩(100)은, 발전 모듈(210)로부터 생성되는 충전전력을 저장하고, 스타터 모터(220)로 방전전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 발전 모듈(210)은 엔진(230)과 동력 연결될 수 있으며, 엔진의 구동축과 연결되어 회전 동력을 전기적인 출력으로 변환할 수 있다. 이때, 발전 모듈(210)로부터 생성된 충전전력은, 배터리 팩(100)의 제1, 제2 단자(P1,P2)를 통하여 후술할 배터리 모듈(110)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 상기 발전 모듈(210)은, DC 발전기(미도시), 또는 AC 발전기(미도시)와 정류장치(미도시) 등을 포함할 수 있으며, 대략 DC 15V, 보다 구체적으로, DC 14.6V ~ 14.8V의 전압을 공급할 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 팩(100)은, 연비개선을 위해 ISG(Idle Stop & Go) 기능이 구현된 ISG 시스템의 엔진 시동을 위한 전원장치로 적용될 수 있다. ISG 시스템에서는 엔진의 중지와 재시동이 빈번하게 반복됨에 따라 배터리 팩(100)의 충, 방전이 반복된다.
종래 ISG 시스템에 적용되는 납 축전지는, 충, 방전동작이 빈번하게 반복됨에 따라 내구수명이 단축되고, 충, 방전특성이 저하되는 문제가 있으며, 예를 들어, 충, 방전의 반복에 따라 충전용량이 저하되어 엔진의 시동성이 떨어지며, 납 축전지의 교환 주기가 짧아지는 문제가 있다.
예를 들어, 본 발명의 배터리 팩(100)은, 납 축전지에 비해, 충, 방전 특성이 비교적 일정하게 유지되며 경시적 열화가 적은 리튬 이온 전지를 포함함으로써, 엔진의 중지 및 재시동이 반복되는 ISG 시스템에 적합하게 적용될 수 있다. 또한, 동일 충전용량의 납 축전지에 비해, 저 중량화가 가능하므로, 연비개선 효과를 기대할 수 있으며, 납 축전지보다 적은 부피로도 동일 충전용량을 구현할 수 있으므로, 탑재공간을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 다만, 본 발명의 배터리 모듈(110)로는 리튬 이온 전지에 한정되지 않고, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery) 등이 적용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리 팩(100)은 배터리의 상태가 기설정된 조건을 충족하는 경우 배터리로부터 상기 엔진에 공급되는 전력을 차단하거나, ISG 모드를 해제 혹은 진입 금지하는 신호를 생성할 수 있다. 배터리 팩(100) 내부의 상세한 구조 및 동작에 관해서는 아래의 도 2에서 후술하기로 한다.
또한, 메인 제어부(140)은 배터리 팩(100)이 장착된 차량의 전체 동작을 제어하는 제어부이다. 메인 제어부(140)는 배터리 팩(100)과 제3 단자(P3)를 통해 연결되어 제어 신호를 교환하고, 배터리 팩(100)의 상태를 모니터링 하고, 배터리 팩(100)의 동작을 제어할 수 있다.
다음으로, 발전 모듈(210)은 차량의 알터네이터(alternator)를 포함하는 개념일 수 있다. 알터네이터는 배터리 팩(100)에 충전 전력을 공급할 뿐만 아니라, 엔진이 가동 중에 후술할 전기 부하(240)에 전력을 공급할 수도 있다.
다음으로, 스타터 모터(220)는, 차량의 시동시에 가동되며, 엔진(230)의 구동축을 회전시키는 초기 회전동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 스타터 모터(220)는 배터리 팩(100)의 제1, 제2 단자(P1,P2)를 통하여 저장된 전력을 공급받아, 엔진(230)의 시동시 또는 아이들 스탑(idle stop) 이후 엔진(230)의 재시동시에 구동축을 회전시켜 엔진(230)을 재가동할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 스타터 모터(220)는 사용자가 차량의 시동을 걸 경우 혹은 아이들 고(idle go) 순간에 엔진(230)의 초기 회전동력을 제공한다. 본 발명에서, 스타터 모터(220)에 의한 엔진(230)의 가동중에는 발전 모듈(210)이 구동되어 충전전력을 생성할 수 있다.
다음으로, 엔진(230)은 차량을 달리게 하는 원동력을 제공하는 내연기관이며, 상술한 바와 같이 스타터 모터(220)에 의해 초기 회전 동력을 제공받는다. 엔진(230)은 엔진 제어부(231)(engine control unit, 이하 'ECU'라 한다.)에 의해 제어될 수 잇다.
ECU(231)는 엔진의 내부적인 동작을 제어하는 전자 제어 장치로, 차량이 ISG 모드로 운행할 수 있는지를 판단하고, ISG 모드에서 아이들 스탑 혹은 아이들 고를 결정하는 역할을 한다. 즉, ECU(231) ISG 모드를 지원하는 차량에서 사용자가 ISG 모드를 선택한 경우 차량이 ISG 모드로 운행할 수 있는지를 판단하고, ISG 모드일 때 차량이 정지한 후 일정 시간이 지나면 엔진을 정지시키고 다시 차량이 출발해야 하는 경우 엔진을 재가동시키는 역할을 한다.
소정의 오류로 인하여 이와 같은 역할을 ECU(231)가 수행하지 못하는 경우에 대비하여, 본 발명의 일 실시예에서는 배터리 팩(100)의 상태에 따라 ISG 모드의 해지 혹은 진입 금지를 ECU(231)에 요청하고, ECU(231)에서 응답이 없는 경우 배터리 팩(100)에서 스타터 모터(220)에 공급되는 전력을 차단하여 엔진(230)의 시동을 제한한다.
한편, 상기 배터리 팩(100)에는, 발전 모듈(210) 및 스타터 모터(220)와 함께, 전기 부하(240)가 연결될 수 있다. 상기 전기 부하(240)는, 배터리 팩(100)에 저장된 전력을 소비하는 것으로, 제1, 제2 단자(P1,P2)를 통하여 저장된 방전전력을 공급받을 수 있고, 각종 전장품들을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 배터리 팩(100)은 배터리 모듈(110), BMS(120) 및 차단부(130)를 포함할 수 있다..
배터리 모듈(110)은 직병렬로 연결된 다수의 배터리 셀(미도시)들을 포함할 수 있으며, 본 발명에서 배터리 모듈(110)은 제1, 제2 단자(P1,P2) 사이에 연결되어 충전전력을 공급받고, 방전전력을 출력한다.
배터리 모듈(110)은 복수의 배터리 서브 유닛을 구비하는 구조체를 통칭하는 이름이다. 예를 들어, 배터리 팩(100)이 복수의 배터리 트레이를 포함하는 배터리 랙인 경우, 상기 배터리 랙을 배터리 모듈(110)이라고 볼 수 있다. 마찬가지로, 배터리 트레이가 복수의 배터리 셀을 포함하는 경우, 배터리 트레이를 배터리 모듈(110)이라고 볼 수도 있을 것이다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서 배터리 모듈(110)은 리튬 이온 전지, 니켈-수소 전지 등으로 구현될 수 있다.
또한, BMS(120)는 Battery Management System의 약자로서, 배터리의 상태를 모니터링하고 충방전 동작을 제어한다. 또한 BMS(120)는 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다. 이를 위해, BMS(120)는 배터리 모듈(110)으로부터 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 수명, SOC 등을 측정하는 측정수단을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에서 BMS(120)는 배터리 모듈(110)의 상태에 따라 차량이 ISG 모드로 운행하는 것의 안정성을 판단하며, 차량이 ISG 모드로 운행하는 것이 안전하지 않다고 판단되는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 제어 신호를 ECU(231)에 전송하고, ECU(231)가 상기 제어 신호를 받고도 일정 시간 ISG 모드를 진입금지 혹은 해지 하지 않는 경우, BMS(120)는 직접 스타터 모터(220)로 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 즉, 본 발명에서 BMS(120)는 배터리 모듈(110)의 안정성이 의심되는 상황에서 지속적인 엔진의 재시동으로 인한 배터리 모듈(110)의 사용을 미연에 방지하는 역할을 한다.
BMS(120)는 배터리의 안정성에 관련된 조건을 미리 설정할 수 있다. 배터리의 안정성에 관련된 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot) 현상 발생 여부 등일 수 있다.
상술한 바와 같이, ISG 모드를 사용하는 차량은 엔진의 시동 및 재시동이 빈번하게 이루어지므로, 일반 차량보다 배터리로부터 스타터 모터(220)로 전력 공급이 안정적으로 이루어져야 한다. 예를 들어, 일반 차량의 경우 사용자가 처음 시동을 걸 때만 배터리에서 스타터 모터로 전력 공급이 이루어지므로 배터리의 온도가 상승하여도 다음 시동시까지 배터리의 온도가 낮아질 수 있다. 이에 반해, ISG 모드를 사용하는 차량은 아이들 스탑과 아이들 고가 주행 중에도 계속 반복되므로, 배터리로부터 스타터 모터로 전력을 공급하는 주기가 짧아 배터리에 이상이 생겨도 회복할 시간이 부족하다.
따라서, 배터리의 온도가 지나치게 높다거나 배터리 스웰링이 기준치 이상으로 이루어 졌다거나 하는 등의 배터리 안정성에 문제가 생기는 경우에 ISG 모드로 계속 운전하게 되면 차량 사고의 위험이 있다. 일반적으로, ISG 모드의 진입 또는 해지 제어는 ECU(231)에서 담당하지만, 본 발명에서는 배터리 팩(100) 내부의 BMS(120) 자체에서 배터리 모듈(110)의 이상 상태를 감지하여 ISG 모드 진입을 금지하는 제어 신호를 생성하고, 보다 적극적으로 스타터 모터(220)로 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에서 BMS(120)는 배터리의 안정성 조건을 배터리 모듈(110)이 충족하지 못하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생할 수 있다. 이러한 제어 신호는 ECU(231)로 전송되고, ECU(231)에서 응답이 없는 경우에는 BMS(120)는 배터리 모듈(110)의 보호를 위해 직접 스타터 모터(220)로 공급되는 전력을 차단한다. 또한, BMS(120)는 배터리 모듈(110)에 이상이 생겼음을 사용자에게 알리는 신호를 생성한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서 BMS(120)는 안정성에 관련된 기설정된 조건을 만족하는 경우 ECU(231)와의 통신 없이 직접 스타터 모터(220)로 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 이 경우에도, BMS(120)는 배터리 모듈(110)에 이상이 생겼음을 사용자에게 알리는 신호를 생성한다.
이와 같이, BMS(120)에서 직접 배터리 모듈(110)의 상태를 판단하여 전력을 차단하면 ECU(231)가 ISG 모드에 진입하거나 ISG 모드를 유지하더라도 엔진의 재시동이 불가능하다. 따라서, 배터리 모듈(110)의 안정성이 보장되지만 배터리에 이상이 있음을 차량의 사용자에게 알람을 줄 필요성이 있다.
다음으로, 차단부(130)는 스위치로 이루어지며, BMS(120)의 제어 신호를 수신하여 배터리 모듈(110)로부터 스타터 모터(220)로 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 즉, 차단부(130)는 배터리가 안정적인 상태에서 배터리 모듈(110)과 제1 단자(P1)를 연결하고, BMS(120)가 차단 신호를 전송하면 스위치를 오픈하여 제1 단자(P1)와 배터리 모듈(110)을 개방시킨다. 비록 도 2에서는 차단부(130)를 스위치로 표현하였지만, 스위치 역할을 할 수 있는 트렌지스터 등의 소자이면 차단부의 구성으로 제한없이 채택될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 구성에서 회복 처리부(150)가 추가된 것을 알 수 있다. 회복 처리부(150)는 배터리 모듈(110)이 다시 정상적인 상태로 돌아갈 수 있도록 배터리의 상태를 회복시키는 역할을 한다.
본 발명의 다른 실시예에서, BMS(120)는 배터리가 상술한 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 회복 처리부(150)에 정보를 제공한다. BMS(120)는 회복 처리부(150)가 배터리 모듈(110)의 회복 프로세스를 마친 후에, 다시 배터리 모듈(110)이 상기 안정성에 관련되는 조건을 충족하는지를 모니터링하여, 여전히 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하고, 스타터 모터(220)에 공급되는 전력을 차단한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 동작을 순서도로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 배터리의 특성에 따른 사용자의 설정 또는 초기 설정값을 참조하여 ISG 모드에서 배터리의 사용이 불안정해질 가능성이 존재하는지 여부를 판단하는 배터리의 안정성 조건을 설정한다(S11).
다음으로, BMS(120)가 배터리의 상태를 모니터링하여, 기설정된 상기 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S12).
상기 안정성 조건을 충족하는 경우(S13), BMS(120)는 계속하여 배터리의 상태를 모니터링한다.
상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우(S13), BMS(120)는 배터리로부터 스터터 모터로 공급되는 전력을 차단한다(S14).
마지막으로, BMS(120)는 사용자에게 배터리에 이상이 있음을 알리는 알림 신호를 생성한다(S15).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 동작을 순서도로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 배터리의 특성에 따른 사용자의 설정 또는 초기 설정값을 참조하여 ISG 모드에서 배터리의 사용이 불안정해질 가능성이 존재하는지 여부를 판단하는 배터리의 안정성 조건을 설정한다(S21).
다음으로, BMS(120)가 배터리의 상태를 모니터링하여, 기설정된 상기 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S22).
상기 안정성 조건을 충족하는 경우(S23), BMS(120)는 계속하여 배터리의 상태를 모니터링한다.
상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우(S23), 회복 처리부(150)는 배터리의 상태를 회복시키기 위한 프로세스를 진행한다(S24).
회복 과정에 의해서도 배터리가 안정성 조건을 충족시키지 못하는 경우(S25), BMS(120)는 배터리로부터 스타터 모터(220)로 공급되는 전력을 차단한다(S26).
마지막으로, BMS(120)는 사용자에게 배터리에 이상이 있음을 알리는 알림 신호를 생성한다(S27).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 동작을 순서도로 나타낸 도면이다.
먼저, S31 내지 S33 단계는 상기 도 5에 나타난 실시예의 S21 내지 S23 단계와 동일하다.
다음으로, 상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우(S33), BMS(120)는 ECU(231)에 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하도록 하는 제어 신호를 전송한다(S34).
ECU(231)로부터 응답이 있는 경우에는 프로세스를 중지하고, ECU로부터 응답이 없는 경우에는(S35), BMS(120)는 배터리로부터 스xk터 모터로 공급되는 전력을 차단한다(S36).
마지막으로, BMS(120)는 사용자에게 배터리에 이상이 있음을 알리는 알림 신호를 생성한다(S37).
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 배터리 팩
110: 배터리 모듈
120: BMS
130: 차단부
140: 메인 제어부
150: 회복 처리부
210: 발전 모듈
220: 스타터 모터
230: 엔진
231: ECU
240: 전기 부하

Claims (19)

  1. 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 관리부;
    를 포함하고, 상기 배터리 관리부는 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 상기 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하여 상기 차량의 엔진 시동을 제한하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 ISG(Ideal Stop & Go) 모드를 지원하는 차량에 탑재되고,
    상기 배터리 관리부는 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나, ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리가 상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리의 상태를 회복시키는 회복 처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안정성 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 차량 속도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 관리부는 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 배터리의 상태를 모니터링하는 단계;
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 차량의 엔진 시동을 제한하도록 상기 배터리로부터 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 단계;
    를 포함하는 배터리 팩 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리는 ISG(Ideal Stop & Go) 모드를 지원하는 차량에 탑재되고,
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나, ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 안정성 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 차량 속도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 배터리가 상기 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제어 방법.
  10. 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 모니터링하고, 차량에서 ISG 모드 진입을 제어하는 엔진 관리부와 통신하는 배터리 관리부;
    를 포함하고, 상기 배터리 관리부는, 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하지 못할 때, 상기 엔진 관리부에 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 상기 엔진 관리부가 응답하지 않는 경우 상기 배터리로부터 차량의 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안정성 조건은 상기 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리의 상태를 회복시키는 회복 처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 관리부는 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 배터리의 상태를 모니터링하는 단계;
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하여 엔진 관리부에 전송하는 단계;
    일정 시간 동안 상기 엔진 관리부가 응답하지 않는 경우 상기 배터리로부터 차량의 스타터 모터에 공급되는 전력을 차단하는 단계;
    를 포함하는 배터리 팩 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 안정성 조건은 배터리의 온도, 배터리 냉각수 온도, 차량 속도, 배터리 스웰링(Swelling) 진행 정도, 배터리 내부에서 가스 탐지 여부, 배터리의 과충전, 과방전 여부, 배터리 내부 단락(shot)현상 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리의 상태를 회복시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제어 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 차량의 사용자에게 알람을 제공하는 제어 신호를 발생시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제어 방법.
  18. 차량의 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 관리부;
    를 포함하고, 상기 배터리 관리부는 상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 배터리의 상태를 모니터링하는 단계;
    상기 배터리가 안정성 조건을 충족하지 못하는 경우 ISG 모드로의 진입을 금지하거나 ISG 모드를 해지하는 제어 신호를 생성하는 단계;
    를 포함하는 배터리 팩 제어 방법.
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