KR101398482B1 - Battery module control system for battery pack of vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 전기자동차 또는 하이브리드 차량에 적용되는 고전압, 대용량 배터리 팩의 내부를 구성하는 배터리모듈의 기능이상이 발생될 때 정상 작동하는 배터리모듈의 출력전원을 제어하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템에 관한 것이다. 그 구성은 플러스단자(+)와 연결된 제1 메인 스위치부와, 마이너스단자(-)와 연결된 제2 메인 스위치부가 연결되며, 배터리 셀이 구비되는 복수 개의 배터리모듈부; 상기 배터리모듈부의 동작을 제어하는 복수 개의 보조 배터리관리부; 및 상기 보조 배터리관리부의 동작을 총괄 제어하는 주 배터리관리부를 내부에 구비하는 배터리 팩의 배터리모듈부 제어시스템에 있어서, 상기 복수 개의 배터리모듈부에 모듈 별로 기능이상 발생에 의해 출력 스위칭신호의 동작을 제어하는 복수 개의 파워스위치부를 포함하되, 상기 복수 개의 파워스위치부를 총괄 제어하는 파워스위치제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 개시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery module control system for a battery pack for a vehicle, and more particularly, to a battery module control system for a battery module which operates normally when a malfunction of a battery module constituting an interior of a high- To a battery module control system of a vehicle battery pack. A first main switch unit connected to a plus terminal (+) and a second main switch unit connected to a minus terminal (-), the plurality of battery module units including a battery cell; A plurality of auxiliary battery management units for controlling operations of the battery module unit; And a main battery management unit for controlling the operations of the auxiliary battery management unit, the system comprising: a plurality of battery module units each having a plurality of battery modules, And a power switch control unit for controlling the plurality of power switch units, the power switch control unit including a plurality of power switch units for controlling the plurality of power switch units.

Description

차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템{Battery module control system for battery pack of vehicle}[0001] The present invention relates to a battery module control system for a battery pack,

본 발명은 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 전기자동차 또는 하이브리드 차량에 적용되는 고전압, 대용량 배터리 팩의 내부를 구성하는 배터리모듈의 기능이상이 발생될 때 정상 작동하는 배터리모듈의 출력 전원을 제어하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery module control system for a battery pack for a vehicle, and more particularly, to a battery module control system for a battery module which operates normally when a malfunction of a battery module constituting an interior of a high- To a battery module control system of a vehicle battery pack.

일반적으로, 전기자동차 또는 하이브리드(hybrid) 차량은 에너지 공급원으로 사용하기 위한 복수 개의 배터리 하드웨어 시스템을 구비하고 있다.Generally, an electric vehicle or a hybrid vehicle has a plurality of battery hardware systems for use as an energy source.

상기 배터리 하드웨어 시스템에 적용되는 고전압 배터리는 리듐 폴리머(lithium polymer) 형태로 제작될 수 있으며, 배터리 충전을 위한 기본 단위인 셀(cell)이 복수 개로 결합된 것을 배터리모듈(battery module)이라 하고, 이러한 배터리모듈이 복수 개로 결합된 형태를 배터리 팩(battery pack)이라 한다.The high-voltage battery applied to the battery hardware system can be manufactured in the form of a lithium polymer. A plurality of cells, which are basic units for charging the battery, are combined into a battery module. A form in which a plurality of battery modules are combined is called a battery pack.

이러한 배터리 하드웨어 시스템은 대용량 배터리 팩을 사용하고 있으나, 배터리 셀의 사용연한으로 인해 배터리 팩 또는 배터리모듈의 교환이 요구되고 있는 실정이다. Although such a battery hardware system uses a large-capacity battery pack, it is required to replace the battery pack or the battery module due to the use time of the battery cell.

도 1은 종래 기술로서 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리모듈의 이상동작에 따른 배터리 팩의 출력 전원 정지상태를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram showing a battery module control system of a battery pack according to the related art, and FIG. 2 is a diagram showing an output power source stop state of the battery pack according to an abnormal operation of the battery module shown in FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 배터리모듈 제어시스템은 배터리 팩(100) 내부에 주 배터리관리부(110)의 총괄 제어에 의해 복수 개의 제1 내지 제4보조 배터리관리부(120a~120d)들이 연결되어 있으며, 각각의 보조 배터리관리부에는 배터리모듈부의 동작을 제어하는 제 1 내지 제 4 배터리모듈부(130a~130d)들이 연결되어 있다. 1, in a conventional battery module control system, a plurality of first to fourth auxiliary battery management units 120a to 120d are connected to each other through a general control of a main battery management unit 110 in a battery pack 100, And first to fourth battery module units 130a to 130d for controlling the operation of the battery module unit are connected to the respective auxiliary battery management units.

또한, 각각의 배터리모듈부에는 플러스단자(+)와 연결된 제1 메인 스위치부(140a)와 마이너스 단자(-)와 연결된 제2 메인 스위치부(140b)가 구비되어 있다. 이때, 배터리 팩(100)의 제1 메인 스위치부(140a)를 통해 차량의 각종 구동장치에 인가되는 플러스(+) 고전압이 흐르게 되며, 제2 메인 스위치부(140b)를 통해 차량의 각종 구동장치에 인가되는 마이너스(-) 고전압이 흐르게 된다.Each battery module unit is provided with a first main switch unit 140a connected to a plus terminal (+) and a second main switch unit 140b connected to a minus terminal (-). In this case, a positive (+) high voltage applied to various driving devices of the vehicle flows through the first main switch part 140a of the battery pack 100, and the second main switch part 140b drives various driving devices A negative (-) high voltage applied to the gate electrode is caused to flow.

즉, 종래의 고전압, 대용량 배터리 팩(100)의 내부에는 배터리 셀이 직렬 연결되는 복수 개의 배터리모듈부들이 구성되며, 각각의 배터리모듈부들은 직렬 연결되어 제1 및 제2 메인 스위치부(140a,140b)를 통해 흐르는 배터리 전류가 배터리 팩(100)으로부터 차량에 공급된다. 이때, 각각의 배터리모듈부에는 대략 10개 내외의 배터리 셀이 직렬로 연결되어 구성된다.That is, a plurality of battery module units in which battery cells are connected in series are formed in a conventional high voltage, large capacity battery pack 100, and each of the battery module units is connected in series to form first and second main switch units 140a, 140b are supplied from the battery pack 100 to the vehicle. At this time, about 10 battery cells are connected in series to each battery module unit.

상기와 같이 구성된 종래의 배터리모듈 제어시스템에서 도 2에 도시된 바와 같이 임의의 배터리모듈부, 즉 제2 배터리모듈부(130b)에 기능 이상이 발생 되는 경우 제2 보조 배터리관리부(120b)는 주 배터리관리부(110)로 이상 동작 신호를 전송하고, 주 배터리관리부(110)에서는 경고등(150)의 경고 신호 출력과 함께 제1 및 제2 메인 스위치부(140a, 140b)의 전원을 차단하여 배터리 팩(100)의 출력전원을 차단하게 된다.In the conventional battery module control system configured as described above, when a malfunction occurs in any of the battery module units, that is, the second battery module unit 130b as shown in FIG. 2, the second secondary battery management unit 120b The main battery management unit 110 transmits an abnormal operation signal to the battery management unit 110 and the first and second main switch units 140a and 140b are turned off together with the warning signal of the warning lamp 150, The output power of the battery 100 is cut off.

그러나 상기와 같은 동작은 배터리 팩 내부의 다른 배터리모듈부에 전원이 남아있음에도 불구 하고 전원을 차단함으로써 전기자동차 또는 하이브리드 차량의 주행모드를 제한하였다. 또한, 심지어 차량이 운행 중지되거나 전기 구동모드에서 엔진구동모드로 강제로 전환되는 문제점이 발생 되었다.
However, in the above-described operation, the power mode of the electric vehicle or the hybrid vehicle is restricted by shutting off the power even though the power remains in other battery module units in the battery pack. In addition, there has been a problem that even when the vehicle is stopped or is forcibly switched to the engine driving mode in the electric driving mode.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 이루어진 것으로서 그 목적은 배터리 팩 내부의 배터리모듈부에 연결된 각각의 배터리모듈부를 제어할 수 있는 파워스위치부를 부가적으로 연결함으로써 특정 배터리모듈부에 기능이상이 발생되더라도 배터리 팩의 전원 공급능력을 유지하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a battery module having a plurality of battery modules, Wherein the power supply capability of the battery pack is maintained even if an abnormality occurs in the battery pack.

본 발명의 다른 목적은 배터리 팩 내부의 배터리모듈부 별로 분리된 각각의 배터리모듈부에서 특정 배터리모듈부에 기능이상이 발생되는 경우 해당 배터리모듈부로부터의 출력전원을 차단함과 동시에 주 전원이 바이패스 되도록 파워스위치부를 전환하여 배터리 팩의 전원출력이 일정하게 유지되도록 하여 배터리 모드에 의한 주행 기능을 제공하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a battery module in which when a malfunction occurs in a specific battery module unit in each battery module unit separated by the battery module unit in the battery pack, the output power from the corresponding battery module unit is shut off, And the power switch unit is switched so that the power output of the battery pack is kept constant so as to provide a running function in the battery mode.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치에 따르면, 플러스단자(+)와 연결된 제1 메인 스위치부와, 마이너스단자(-)와 연결된 제2 메인 스위치부가 연결되며, 배터리 셀이 구비되는 복수 개의 배터리모듈부; 상기 배터리모듈부의 동작을 제어하는 복수 개의 보조 배터리관리부; 및 상기 보조 배터리관리부의 동작을 총괄 제어하는 주 배터리관리부를 내부에 구비하는 배터리 팩의 배터리모듈부 제어시스템에 있어서, 상기 복수 개의 배터리모듈부에 모듈별로 기능이상 발생에 의해 출력 스위칭신호의 동작을 제어하는 복수 개의 파워스위치부를 포함하되, 상기 복수 개의 파워스위치부를 총괄 제어하는 파워스위치제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a first main switch unit connected to a plus terminal (+) and a second main switch unit connected to a minus terminal (-) are connected, A battery module section; A plurality of auxiliary battery management units for controlling operations of the battery module unit; And a main battery management unit for controlling the operations of the auxiliary battery management unit, the system comprising: a plurality of battery module units each having a plurality of battery modules, And a power switch control unit for controlling the plurality of power switch units, wherein the power switch control unit includes a plurality of power switch units for controlling the plurality of power switch units.

또한, 상기 배터리모듈부에 기능 이상이 발생 되는 경우, 상기 주 배터리관리부는 제1 및 제2 메인 스위치의 전원을 차단함과 동시에 상기 파워스위치제어부를 통해 기능 이상에 해당하는 배터리 모듈부의 파워스위칭 동작을 바이패스 신호로 변경하고, 다시 상기 제1 및 제2 메인 스위치의 전원을 연결하여 정상적인 배터리모듈부의 전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, when a malfunction occurs in the battery module unit, the main battery management unit cuts off the power of the first and second main switches, and controls the power switch control unit to perform a power switching operation And the power of the first and second main switches is connected again to output the power of the normal battery module unit.

또한, 상기 파워스위치부는 각각의 입력버스바와 출력버스바를 구비하며, 상기 입력버스바에 입력 전원을 연결하는 파워스위치부가 출력버스바와 연결된 연장버스바와 더 연결되며, 상기 파워스위치부의 동작명령에 의해 상기 입력 전원이 상기 파워스위치부의 입력버스바 또는 출력버스바에 연결된 연장버스바에 연결되는 것을 특징으로 한다.The power switch unit may include an input bus bar and an output bus bar. The power switch unit may further include an extension bus bar connected to the output bus bar. The power switch unit connects the input bus bar to the input bus bar. And a power source is connected to an input bus bar of the power switch unit or an extension bus bar connected to the output bus bar.

또한, 상기 배터리모듈부의 출력스위칭신호를 제어하는 파워스위치부는 상기 파워스위치제어부에 의해 모터액츄에이터가 동작 되고, 상기 모터액츄에이터에 연결된 파워스위치부의 연결회로를 입력버스바 또는 연장버스바에 연결하며, 상기 모터액츄에이터의 작동 후 상태유지를 위한 별도의 전원공급이 없어도 회로기능이 유지되는 것을 특징으로 한다.The power switch unit controls the output switching signal of the battery module unit. The motor actuator is operated by the power switch control unit, the connection circuit of the power switch unit connected to the motor actuator is connected to the input bus bar or the extension bus bar, And the circuit function is maintained even if there is no separate power supply for maintaining the state of the actuator after operation.

또한, 상기 배터리모듈부에 기능이상이 발생되는 경우 상기 파워스위치제어부는 모든 배터리모듈부의 파워스위치부 동작을 바이패스하여 상기 배터리 팩의 방전 전압이 배터리모듈 단위의 전압으로 낮춰지도록 제어하는 것을 특징으로
In addition, when a malfunction occurs in the battery module unit, the power switch control unit bypasses the power switch unit operation of all the battery module units and controls the discharge voltage of the battery pack to be lowered to the voltage of the battery module unit

이상과 같은 본 발명에 따르면, 배터리 팩 내부의 배터리모듈부에 각각의 배터리모듈부를 제어할 수 있는 파워스위치부를 연결하고, 특정 배터리모듈부에 기능이상이 발생되는 경우에도 배터리 팩의 전원공급 능력을 유지할 수 있다.According to the present invention, a power switch unit for controlling each battery module unit is connected to the battery module unit in the battery pack, and even when a malfunction occurs in the specific battery module unit, .

또한, 본 발명은 배터리 팩 내부의 배터리모듈부 별로 분리된 각각의 배터리모듈부에서 특정 배터리모듈부에 기능이상이 발생 되는 경우 보조 배터리관리부의 이상동작 신호를 전달받은 주 배터리관리부에 의해 해당 배터리모듈부에 공급되는 전원을 차단함과 동시에 주 전원이 바이패스 되도록 파워스위치부를 전환하여 배터리 팩의 출력 전원을 유지하여 배터리 모드에 의한 주행모드 기능을 유지할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a battery management system comprising: a main battery management unit that receives an abnormal operation signal of a secondary battery management unit when a malfunction occurs in a specific battery module unit in each battery module unit, The power supply unit is switched so that the main power is bypassed, and the output power of the battery pack is maintained to maintain the driving mode function by the battery mode.

도 1은 종래 기술로서 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 나타낸 전체구성도,
도 2는 도 1에 도시된 배터리모듈의 이상동작에 따른 배터리 팩의 출력 전원 정지상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 나타낸 전체구성도,
도 4는 도 3에 도시된 배터리모듈부에 기능이상이 발생된 파워스위치부의 동작 상태를 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 배터리모듈부에 임의의 기능이상 발생에 따른 파워스위치의 동작 상태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예로서 도 4에 도시된 배터리모듈부에 임의의 기능이상 발생에 따른 파워스위치의 동작 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리모듈의 기능이상이 발생 될 때 각 구성요소의 동작 파형을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general view showing a battery module control system of a battery pack for a vehicle,
FIG. 2 is a view showing a state where the output power of the battery pack is stopped according to an abnormal operation of the battery module shown in FIG. 1;
3 is an overall configuration diagram showing a battery module control system of a vehicle battery pack according to the present invention,
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation state of a power switch unit in which a malfunction is generated in the battery module unit shown in FIG. 3;
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating an operation state of the power switch according to occurrence of any malfunction in the battery module unit shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a view illustrating an operation state of the power switch according to another exemplary embodiment of the present invention as a function abnormality occurs in the battery module unit shown in FIG.
7 is a diagram showing operation waveforms of respective components when a malfunction of the battery module according to the present invention occurs.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term in order to describe its invention in the best possible way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템을 나타낸 전체구성도이다. 본 발명에서의 기능이상이란 해당 배터리의 기능이 정상적으로 동작되지 않는 상태를 말한다. 3 is an overall configuration diagram showing a battery module control system of a vehicle battery pack according to the present invention. The function abnormality in the present invention refers to a state in which the function of the corresponding battery is not normally operated.

도 3을 살펴보면, 본 발명에 의한 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템은 배터리 팩(200)의 내부에 제1 내지 제4 보조 배터리관리부(220a~220d)를 총괄 제어하는 주 배터리관리부(210); 제1 내지 제4 배터리모듈부(230a~230d)의 동작을 제어하는 제1 내지 제4보조 배터리관리부(220a~220d); 배터리 셀이 구비되는 제1 내지 제4 배터리모듈부(230a~230d); 차량의 각종 구동장치에 인가되는 플러스(+) 고전압과 마이너스 고전압(-)을 스위칭 제어하는 제1 및 제 2메인 스위치부(240a,240b); 기능 이상에 의해 출력 스위칭신호의 동작을 제어하는 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d); 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d)를 총괄 제어하는 파워스위치제어부(260); 및 주 배터리관리부(210)의 제어신호에 따라 경고음을 출력하는 경고등(270)이 구비되어 있다. 이때, 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d)는 도 3및 도 4에서는 SW1 ~ SW4로 표시되어 있다.Referring to FIG. 3, the battery module control system of the battery pack for a vehicle according to the present invention includes a main battery management unit 210 for controlling the first to fourth auxiliary battery management units 220a to 220d in the battery pack 200. First to fourth auxiliary battery management units 220a to 220d for controlling operations of the first to fourth battery module units 230a to 230d; First to fourth battery module units 230a to 230d having battery cells; First and second main switch units 240a and 240b for controlling switching between a plus (+) high voltage and a minus high voltage (-) applied to various driving devices of the vehicle; First to fourth power switch units (250a to 250d) for controlling the operation of the output switching signal by a malfunction; A power switch control unit 260 for controlling the first to fourth power switch units 250a to 250d as a whole; And a warning lamp 270 for outputting a warning sound according to a control signal of the main battery management unit 210. [ At this time, the first to fourth power switch units 250a to 250d are represented by SW1 to SW4 in Figs. 3 and 4, respectively.

즉, 상기의 특징된 연결 관계는 각각의 제1 내지 제4 배터리모듈부(230a~230d)에 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d)가 연결되고, 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d)를 제어하기 위한 파워스위치제어부(260)에 파워스위치부의 제어명령을 전달하는 주 배터리관리부(210)가 연결되어 구성됨으로써 임의의 배터리모듈부에 기능이상이 발생되는 경우 해당하는 배터리모듈부를 바이패스(bypass)하여 출력전원이 유지될 수 있도록 하고 있다. That is, the above-described connection relationship is established such that the first to fourth power switch units 250a to 250d are connected to the respective first to fourth battery module units 230a to 230d, A main battery management unit 210 for transmitting a control command of the power switch unit to the power switch control unit 260 for controlling the battery modules 250a to 250d is connected, And bypasses the module unit so that the output power can be maintained.

다시 말해, 상기 배터리모듈부(230a~230d)에 기능 이상이 발생 되는 경우, 상기 주 배터리관리부(210)는 제1 및 제2 메인 스위치(240a 및 240b)의 전원을 차단함과 동시에 상기 파워스위치제어부(260)를 통해 기능 이상에 해당하는 배터리모듈부(230a~230d)의 파워스위칭 동작을 바이패스 신호로 변경하고, 다시 상기 제1 및 제2 메인 스위치(240a 및 240b)의 전원을 연결하여 정상적인 배터리모듈부(230a~230d)의 전원을 출력하게 된다.In other words, when a malfunction occurs in the battery module units 230a to 230d, the main battery management unit 210 turns off the power of the first and second main switches 240a and 240b, The power switching operation of the battery module units 230a to 230d corresponding to the malfunction is changed to the bypass signal through the control unit 260 and the power of the first and second main switches 240a and 240b is connected again And outputs power of normal battery module units 230a to 230d.

이들의 상호 연결 관계는 배터리 팩(200) 내부에 주 배터리관리부(210)의 총괄 제어에 의해 복수 개의 제1 보조 배터리관리부(220a) 내지 제4보조 배터리관리부(220d)들이 연결되어 있으며, 각각의 보조 배터리관리부에는 배터리모듈부의 동작을 제어하는 제1 내지 제4 배터리모듈부(230a~230d)들이 직렬로 연결되어 있다. A plurality of first auxiliary battery management units 220a to a plurality of fourth auxiliary battery management units 220d are connected to the battery pack 200 under the overall control of the main battery management unit 210, The auxiliary battery management unit includes first to fourth battery module units 230a to 230d connected in series for controlling the operation of the battery module unit.

이때, 상기 배터리모듈부에는 모듈별로 기능이상에 의해 출력 스위칭 신호의 동작을 제어하는 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d)가 연결되어 있으며, 상기 제1 내지 제4 파워스위치부(250a~250d)에는 파워스위부를 총괄 제어하는 파워스위치제어부(260)가 연결되어 있다. 상기 파워스위칭부와 상기 주 배터리관리부(210)간에는 유선 또는 무선으로 연결되어 있다.The first to fourth power switch units 250a to 250d for controlling the operation of the output switching signal are connected to the battery module unit. The first to fourth power switch units 250a and 250b To 250d are connected to a power switch control unit 260 for controlling the power switch unit as a whole. The power switching unit and the main battery management unit 210 are connected by wire or wirelessly.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제4 파워스위치부(230a~230d)는 각각의 입력버스바(251)와 출력버스바(252)를 구비하며, 상기 입력버스바(251)에 입력 전원을 연결하는 파워스위치부가 출력버스바(252)와 연결된 연장버스바(253)와 더 연결되며, 상기 파워스위치부의 동작명령에 의해 상기 입력전원이 상기 파워스위치부의 입력버스바(251) 또는 출력버스바(252)에 연결된 연장버스바(253)에 연결된다.5, each of the first to fourth power switch units 230a to 230d includes an input bus bar 251 and an output bus bar 252. The input bus bar 251 Is further connected to an extension bus bar 253 connected to the output bus bar 252. The operation of the power switch unit causes the input power to be supplied to the input bus bar 251 of the power switch unit Or an extension bus bar 253 connected to the output bus bar 252.

또한, 상기 배터리모듈부의 출력스위칭 신호를 제어하는 제1 내지 제4 파워스위치부(230a~230d)는 파워스위치제어부(260)에 의해 모터액츄에이터가 작동되고, 상기 모터액츄에이터에 연결된 제1 내지 제4 파워스위치부(230a~230d)의 연결회로를 입력버스바(251) 또는 연장버스바에 연결하며, 상기 모터액츄에이터의 작동 후 상태유지를 위한 별도의 전원공급이 없어도 회로기능이 유지할 수 있다. 여기서, 모터액츄에어터는 도시되지 않았지만 통상적인 모터액츄에어터의 기능 및 동작과 동일하다.The first to fourth power switch units 230a to 230d for controlling the output switching signal of the battery module unit operate the motor actuator by the power switch control unit 260 and the first to fourth The connection circuit of the power switch units 230a to 230d is connected to the input bus bar 251 or the extension bus bar and the circuit function can be maintained without any separate power supply for maintaining the state after operation of the motor actuator. Here, the motor actuator is identical to the function and operation of a conventional motor actuator, not shown.

또한, 각각의 배터리모듈부에는 플러스단자(+)와 연결된 제1 메인 스위치부(240a)와 마이너스 단자(-)와 연결된 제2 메인 스위치부(240b)가 구비되어 있다. 이때, 배터리 팩(100)의 제1 메인 스위치부(240a)를 통해 차량의 각종 구동장치에 인가되는 플러스(+) 고전압이 흐르게 되며, 제2 메인 스위치부(240b)를 통해 차량의 각종 구동장치에 인가되는 마이너스(-) 고전압이 흐르게 된다.
Each battery module unit is provided with a first main switch unit 240a connected to a positive terminal (+) and a second main switch unit 240b connected to a minus terminal (-). At this time, a positive (+) high voltage applied to various driving apparatuses of the vehicle flows through the first main switch unit 240a of the battery pack 100, and through the second main switch unit 240b, A negative (-) high voltage applied to the gate electrode is caused to flow.

도 4는 도 3에 도시된 배터리모듈부에 기능이상이 발생된 파워스위치부의 동작 상태를 나타낸 것이다,FIG. 4 shows an operation state of the power switch unit in which a malfunction is generated in the battery module unit shown in FIG. 3. FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(200) 내의 제2배터리모듈부(230b)에 기능 이상이 발생 되면, 제2 보조 배터리관리부(220b)는 주 배터리관리부(210)로 이상 동작신호를 전송하고, 주 배터리관리부(210)는 경고등(270)의 경고등 출력과 함께 제2 파워스위치부(250b)를 바이패스(bypass)로 경로를 변경하여 기능 불량이 발생된 제2 배터리모듈부(230b)의 기능을 정지시킴과 동시에 바이패스되어 배터리 팩(200)의 출력 전원이 차량에 공급될 수 있게 된다.
4, when a malfunction occurs in the second battery module unit 230b in the battery pack 200, the second battery management unit 220b transmits an abnormal operation signal to the main battery management unit 210 The main battery management unit 210 changes the path of the second power switch unit 250b by bypassing the second battery module unit 230b in which the malfunction occurs, together with the warning light of the warning lamp 270, And the output power of the battery pack 200 can be supplied to the vehicle at the same time.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 배터리모듈부에 임의의 기능이상 발생에 따른 파워스위치 동작 상태를 나타낸 것이다.FIGS. 5A and 5B illustrate operation of the power switch according to occurrence of a certain function abnormality in the battery module unit shown in FIG. 4. FIG.

도 5a(정상 상태) 및 도 5b(기능이상 상태)에 도시된 바와 같이, 배터리모듈부(220b)가 정상으로 동작할 때의 제2 파워스위치부(250b)는 전원이 입력버스바(251)에 연결되어 제2 배터리모듈부(220b)의 전류가 출력버스바(252)로 출력되며, 제2 배터리모듈부(220b)에 기능이상이 발생 되는 경우 제2 파워스위치부(250b)가 바이패스(bypass) 상태로 경로 전환되어 입력 전원이 출력버스바(252)로 연결되어 제2 배터리모듈부(220b)를 바이패스를 하게 된다.
The second power switch unit 250b when the battery module unit 220b operates normally is operated so that power is supplied to the input bus bar 251, The current of the second battery module unit 220b is output to the output bus bar 252. When the second battery module unit 220b malfunctions, the second power switch unit 250b is bypassed and the input power is connected to the output bus bar 252 to bypass the second battery module unit 220b.

도 6은 본 발명의 다른 실시예로서 도 4에 도시된 배터리모듈부에 임의의 기능이상 발생에 따른 파워스위치의 동작 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating an operation state of the power switch according to another exemplary embodiment of the present invention as a function abnormality occurs in the battery module unit shown in FIG.

도 6에서와 같이, 본 발명에 의한 제1 내지 제4 배터리모듈부(230a~230d)에 차량 침수 또는 차량사고 등으로 인해 기능 이상이 발생되는 경우 상기 파워스위치제어부(260)는 제1 내지 제4 배터리모듈부(230a~230d)의 파워스위치부(250a~250d) 동작을 바이패스(bypass)하여 배터리 팩(200)의 방전 전압이 배터리모듈 단위의 전압으로 낮춰지도록 제어함으로써 차량 내에 흐르게 되는 방전전압으로부터 운전자를 보호할 수 있다.
As shown in FIG. 6, when the first to fourth battery module units 230a to 230d according to the present invention are malfunctioning due to vehicle flooding, vehicle accident, or the like, the power switch control unit 260 controls the first to fourth By controlling the operation of the power switch units 250a to 250d of the four battery module units 230a to 230d so that the discharge voltage of the battery pack 200 is lowered to the voltage of the battery module unit, It is possible to protect the driver from the voltage.

도 7은 본 발명에 따른 배터리모듈의 기능이상이 발생될 때 각 구성요소의 동작 파형을 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates operation waveforms of respective components when a malfunction of the battery module according to the present invention occurs.

도 7에 도시된 바와 같이, 제 1메인스위치(240a)와 제2 메인스위치(240b)가 온(ON)되어 있는 상태에서 제2 보조 배터리관리부(220b)에 기능이상 동작의 신호가 감지되면, 주 배터리관리부(210)는 경고등(270)의 점등 신호와 함께 제1 메인스위치부(240a)와 제2 메인스위치부(240b)를 오프(off)동작으로 전환한다.7, when a signal of malfunction malfunction is detected in the second auxiliary battery management unit 220b in a state where the first main switch 240a and the second main switch 240b are turned on, The main battery management unit 210 turns off the first main switch unit 240a and the second main switch unit 240b together with the lighting signal of the warning lamp 270. [

그리고 주 배터리관리부(210)는 파워스위치제어부(260)에 기능이상이 발생된 제2 배터리모듈부(230b)의 제2 파워스위치부(250b)를 정상 동작에서 바이패스(bypass)로 전환할 것을 명령하고, 이를 수신한 파워스위치제어부(260)는 제2 파워스위치부(250b)의 상태를 전환하고, 그 동작결과를 주 배터리관리부(210)로 전송한다. 그러면, 제2 파워스위치부(250c)의 동작 결과를 수신한 주 배터리관리부(210)는 제1 메인스위치부(240a)와 제2 메인스위치부(240b)를 다시 연결하여 배터리 팩(200)의 전원이 차량으로 공급될 수 있도록 하게 된다.The main battery management unit 210 then switches the second power switch unit 250b of the second battery module unit 230b from the normal operation to the bypass mode in which a malfunction is generated in the power switch control unit 260 The power switch control unit 260 switches the state of the second power switch unit 250b and transmits the operation result to the main battery management unit 210. [ The main battery management unit 210 receives the operation result of the second power switch unit 250c and then reconnects the first main switch unit 240a and the second main switch unit 240b to each other, So that power can be supplied to the vehicle.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 아니 되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
While specific embodiments of the invention have been described and shown above, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical idea or viewpoint of the present invention and should be included in the claims attached hereto.

200: 배터리 팩 210: 주 배터리관리부
220a~220d: 제1 내지 제4 보조 배터리관리부
230a~230d: 제1 내지 제4 배터리모듈부
240a, 240b: 제1 및 제 2메인 스위치부
250a~250d: 제1 내지 제4파워스위치부
260: 파워스위치제어부 270: 경고등 200: Battery pack 210: Main battery management section
220a to 220d: First to fourth auxiliary battery management units
230a to 230d: First to fourth battery module units
240a and 240b: first and second main switch parts
250a to 250d: first to fourth power switch units
260: Power switch control unit 270: Warning light

Claims (5)

플러스단자(+)와 연결된 제1 메인 스위치부와, 마이너스단자(-)와 연결된 제2 메인 스위치부가 연결되며, 배터리 셀이 구비되는 복수 개의 배터리모듈부; 상기 배터리모듈부의 동작을 제어하는 복수 개의 보조 배터리관리부; 및 상기 보조 배터리관리부의 동작을 총괄 제어하는 주 배터리관리부를 내부에 구비하는 배터리 팩의 배터리모듈부 제어시스템에 있어서,
상기 복수 개의 배터리모듈부에 모듈별로 기능이상 발생에 의해 출력 스위칭 신호의 동작을 제어하는 복수 개의 파워스위치부를 포함하되, 상기 복수 개의 파워스위치부를 총괄 제어하는 파워스위치제어부를 더 포함하고,
상기 복수의 배터리 모듈부는 직렬로 연결되고,
상기 배터리모듈부에 기능 이상이 발생되는 경우, 상기 주 배터리관리부는 제1 및 제2 메인 스위치의 전원을 차단함과 동시에 상기 파워스위치제어부를 통해 기능 이상에 해당하는 배터리 모듈부의 파워스위칭 동작을 바이패스 신호로 변경하고, 다시 상기 제1 및 제2 메인 스위치의 전원을 연결하여 정상적인 배터리모듈부의 전원을 출력하고,
상기 파워스위치부는 각각의 입력버스바와 출력버스바를 구비하며, 상기 입력버스바에 입력 전원을 연결하는 파워스위치부가 출력버스바와 연결된 연장버스바와 더 연결되며, 상기 파워스위치부의 동작명령에 의해, 상기 입력전원이 상기 파워스위치부의 입력버스바, 또는 출력버스바에 연결된 연장버스바에, 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템.
A plurality of battery module units connected to a first main switch unit connected to a plus terminal and a second main switch unit connected to a minus terminal, A plurality of auxiliary battery management units for controlling operations of the battery module unit; And a main battery management unit for controlling overall operation of the auxiliary battery management unit, the system comprising:
Further comprising a plurality of power switch units for controlling operation of an output switching signal by a malfunction occurrence for each of the plurality of battery module units, wherein the power switch control unit controls the plurality of power switch units as a whole,
Wherein the plurality of battery module units are connected in series,
When a malfunction occurs in the battery module unit, the main battery management unit cuts off the power of the first and second main switches, and simultaneously performs a power switching operation of the battery module unit corresponding to the malfunction through the power switch control unit. Pass signal, and connects the power of the first and second main switches again to output power of the normal battery module unit,
Wherein the power switch unit further comprises an input bus bar and an output bus bar, the power switch unit connecting the input bus bar to the input bus bar is further connected to an extension bus bar connected to the output bus bar, Is selectively connected to an input bus bar of the power switch unit or an extension bus bar connected to an output bus bar.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 배터리모듈부의 출력스위칭신호를 제어하는 파워스위치부는 상기 파워스위치제어부에 의해 모터액츄에이터가 작동되고, 상기 모터액츄에이터에 연결된 파워스위치부의 연결회로를 입력버스바 또는 연장버스바에 연결하며, 상기 모터액츄에이터의 작동 후 상태유지를 위한 별도의 전원공급이 없어도 회로기능이 유지되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템.
The power switch unit according to claim 1, wherein the power switch unit for controlling an output switching signal of the battery module unit is configured such that the motor actuator is operated by the power switch control unit and the connection circuit of the power switch unit connected to the motor actuator is connected to the input bus bar or the extension bus bar And a circuit function is maintained even if there is no separate power supply for maintaining the state after the motor actuator is operated.
제 1 항에 있어서, 상기 배터리모듈부에 기능이상이 발생 되는 경우 상기 파워스위치제어부는 모든 배터리모듈부의 파워스위치부 동작을 바이패스하여 상기 배터리 팩의 방전 전압이 배터리모듈 단위의 전압으로 낮춰지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 팩의 배터리모듈 제어시스템.2. The battery pack according to claim 1, wherein when a malfunction occurs in the battery module unit, the power switch control unit bypasses the power switch unit operation of all the battery module units to control the discharge voltage of the battery pack to be lowered to a voltage of the battery module unit And the battery module is connected to the battery module.
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