KR101460845B1 - Battery pack voltage valancing method and apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩 교체 및 증설시 전압 편차에 의한 돌입 전류를 제한하여 배터리 팩 및 배터리 팩을 보호할 수 있는 배터리 팩 전압 평형화 방법 및 장치를 개시하고 있다. 평형 장치는 양측으로 나누어 배치된 배터리 팩 사이에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩 간의 평형을 위한 장치에 있어서, 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩과 전기적으로 연결된 두 개의 단자; 및 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이와 상기 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한하여 상기 배터리 팩간 전압 편차를 감소시키는 평형 회로를 포함한다. 따라서, 배터리 팩의 증설 및 교체 과정에서 발생할 수 있는 돌입 전류를 방지하여 배터리 팩의 손상을 막고, 배터리 팩의 증설 및 교체를 용이하게 할 수 있다.The present invention discloses a battery pack voltage balancing method and apparatus capable of protecting a battery pack and a battery pack by limiting an inrush current due to a voltage deviation when replacing or adding a battery pack. An apparatus for balancing between battery packs, the apparatus being electrically connected between battery packs divided into two sides, the apparatus comprising: two terminals electrically connected to the battery packs divided into two sides; And a balancing circuit for reducing a voltage deviation between the battery packs by limiting the amount of current flowing between the battery packs based on a voltage difference between the battery packs divided on both sides and an allowable current amount of the battery pack. Therefore, it is possible to prevent an inrush current that may occur during the extension and replacement of the battery pack, thereby preventing damage to the battery pack, and facilitating expansion and replacement of the battery pack.

Figure R1020110139454
Figure R1020110139454

Description

배터리 팩 전압 평형 방법 및 장치{BATTERY PACK VOLTAGE VALANCING METHOD AND APPARATUS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a battery pack voltage balancing method and apparatus,

본 발명은 전압 평형 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 팩의 확장 및 교체 순간의 팩 전압 간의 편차에 의한 돌입 전류를 방지하기 위한 배터리 팩 전압의 평형 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a voltage balancing method and apparatus, and more particularly, to a method and apparatus for balancing a battery pack voltage to prevent an inrush current due to a deviation between pack voltages at the moment of extension and replacement of the battery pack.

일반적인 휴대폰, 캠코더와 같은 전자제품의 발달로 인하여 금 반세기 동안 배터리 소모량이 비약적으로 늘어남에 따라 배터리 제작 기술도 성능면에서 높은 발전을 이루었다.Due to the development of electronic products such as general mobile phones and camcorders, the battery consumption has increased dramatically over the half a century, and battery manufacturing technology has also achieved high performance.

이와 같이 배터리의 제작기술이 발전함에 따라, 배터리의 크기 및 무게는 격감되고 용량 및 에너지 밀도는 높은 고성능의 배터리가 상용화되기에 이르렀으나, 상기한 고성능의 성능을 유지하기 위해서는 특별한 배터리 관리 시스템이 필요하였다. As the manufacturing technology of the battery has been developed as described above, the size and weight of the battery have been reduced, and high performance batteries with high capacity and energy density have been commercialized. However, in order to maintain the high performance, a special battery management system Respectively.

상기한 배터리 관리 시스템은 휴대폰에 들어가는 아주 작은 배터리 관리 시스템, 전기 자동차에 들어가는 중형크기 정도의 배터리 관리 시스템, 안정도가 무척이나 중요한 원자력 발전소용 무정전 전력공급장치에 쓰이는 배터리 관리 시스템 등 사용 목적에 따라 규모 및 구성이 다양하다.The above-mentioned battery management system is classified into a small-sized battery management system for a cellular phone, a medium-sized battery management system for an electric vehicle, and a battery management system for an uninterruptible power supply for nuclear power plants, And configuration.

이하, 상기 배터리 관리 시스템 중 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차에 채용되는 배터리 관리 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery management system employed in an electric vehicle or a hybrid vehicle of the battery management system will be described.

일반적으로 전기 자동차는 구동연료로서 충전 가능한 2차 전지인 배터리를 사용하고 있으며, 상기 배터리에서 출력되는 전원으로 동력발생장치를 구동시키고, 이를 동력전달장치를 통해 구동 휠로 전달하여 구동 휠을 회전시킴으로써 전기 자동차를 구동시킨다.2. Description of the Related Art Generally, an electric vehicle uses a battery, which is a rechargeable secondary battery, as a driving fuel. The electric power generating device is driven by a power source output from the battery, and is transmitted to a driving wheel through a power transmitting device, Drive the car.

상기 전기 자동차에는 차량구성에 따라 다수의 배터리로 구성되며, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 배터리 팩의 배터리들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있게 한다.The electric vehicle includes a plurality of batteries according to the vehicle configuration, and the battery management system allows each battery to have a proper voltage while charging or discharging the batteries of the battery pack.

상기한 바와 같이 전기 자동차는 다수의 배터리를 사용하는데, 상기 다수의 배터리의 평형상태는 내부 임피던스의 변화 등을 이유로 안정적으로 유지되기가 어려워, 각 배터리의 수명과 안정성을 보장할 수가 없었다. 이에 따라 종래 배터리 관리 시스템에는 다수의 배터리의 충전상태를 평형화시킬 수 있는 밸런싱 기능이 부가되었다.As described above, the electric vehicle uses a plurality of batteries. It is difficult for the balanced state of the plurality of batteries to be stably maintained due to a change in the internal impedance, etc., so that the life and stability of each battery can not be guaranteed. Accordingly, the conventional battery management system has a balancing function for balancing the charging states of a plurality of batteries.

종래 밸런싱 기능을 간략히 설명하면, 상기 배터리 관리 시스템은 다수의 배터리의 평균전압을 검출하고, 상기 평균전압을 초과하는 배터리에 대해서는 방전저항을 통해 방전시키고 상기 평균전압에 미치지 못하는 배터리에 대해서는 외부전원을 이용하여 충전한다. 이로서 모든 배터리의 전압 또는 SOC(State Of Charge)가 평형하게 된다.In the conventional balancing function, the battery management system detects an average voltage of a plurality of batteries, discharges a battery exceeding the average voltage through a discharge resistor, and supplies an external power source to the battery, . This will balance the voltage or SOC (State Of Charge) of all batteries.

상기한 바와 같이 방전저항을 이용하여 배터리를 방전하거나, 외부전원을 이용하여 배터리를 충전하여 평형상태를 유지시키는 종래 방법은, 충전된 에너지를 방전저항을 통해 열로 발산시키는 점이나, 외부전원을 이용한다는 점에서 에너지 효율면에서 바람직하지 못한 단점이 있었다.As described above, the conventional method of discharging the battery using the discharging resistor or charging the battery using the external power source to maintain the equilibrium state uses an external power source in that the charged energy is dissipated into heat through the discharging resistor It has a disadvantage in terms of energy efficiency.

더욱이 상기 방전저항의 발열은 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차에 구비되는 전자 시스템의 열관리를 복잡하게 하는 원인이 되었으며 배터리 팩의 성능에도 악영향을 주게 되는 문제점이 있었다.Furthermore, the heat generation of the discharge resistor complicates the heat management of the electronic system installed in the electric vehicle or the hybrid vehicle, and the performance of the battery pack is adversely affected.

또한, 일반적인 배터리 팩은 배터리 전압의 편차가 발생할 수 있기 때문에 배터리 팩 간 평형을 유지해 주는 것이 중요하다. 상기한 바와 같이, 종래의 배터리 팩은 병렬로 구성하여 사용할 수 있는데, 특정 팩의 손상이나 성능 저하, 증설 등의 이유로 신규 팩을 연결하여 사용할 수 있다. 신규 팩은 기존 팩과의 전압 차이가 있을 수 있고, 신규 팩을 전압 차가 있는 기존의 팩에 곧바로 연결하면 전압 편차에 의해 돌입 전류(Inrush Current)가 발생하고, 배터리 팩 및 배터리 시스템에 손상을 줄 수 있다.
In addition, it is important to keep the balance between the battery packs because the battery pack voltage variation may occur in general battery packs. As described above, conventional battery packs can be used in parallel, and new packs can be connected and used for reasons such as damage, performance deterioration, or the like of a specific pack. The new pack may have a voltage difference from the existing pack, and if the new pack is connected directly to an existing pack with a voltage difference, the voltage deviation will cause an inrush current and damage the battery pack and the battery system .

대한민국 공개 특허 KR 10-2006-0083343 ("배터리의 밸런싱 장치 및 방법", 주식회사 엘지화학, 2006.07.20 공개)Korean Patent Publication KR 10-2006-0083343 ("Battery balancing apparatus and method ", published by LG Chemical Co., Ltd., July 20, 2006)

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리 팩 교체 및 증설시 전압 편차에 의한 돌입 전류를 제한하여 배터리 팩 및 배터리 팩을 보호할 수 있는 배터리 팩 전압 평형 방법 및 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a method and apparatus for balancing a battery pack capable of protecting a battery pack and a battery pack by limiting an inrush current due to a voltage deviation during battery pack replacement and expansion.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다수의 배터리 팩을 평형화함에 있어서 별도의 외부 에너지의 손실 없이 다수의 평형 상태를 유지시킬 수 있고, 대용량의 스위치보다 소용량의 스위치 다수를 사용하여 안정성을 보장하는 배터리 팩 전압 평형 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a battery pack which can maintain a plurality of equilibrium states without loss of external energy when a plurality of battery packs are equilibrated and ensures stability by using a small number of switches Voltage balance method and apparatus.

상기한 목적을 달성하기 위한 배터리 팩 전압 평형 장치는 양측으로 나누어 배치된 배터리 팩 사이에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩 간의 평형을 위한 장치에 있어서, 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩과 전기적으로 연결된 두 개의 단자; 및 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이와 상기 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한하여 상기 배터리 팩간 전압 편차를 감소시키는 평형 회로를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for balancing battery packs, the apparatus comprising: Terminals; And a balancing circuit for limiting the amount of current flowing between the battery packs based on a voltage difference between the battery packs divided on both sides and an allowable current amount of the battery pack, thereby reducing a voltage deviation between the battery packs.

상기 평형 회로는 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이를 측정하는 전압차 측정부; 상기 두 개의 단자 사이에 병렬 연결된 적어도 하나의 스위치; 상기 두 개의 단자 사이에 상기 적어도 하나의 스위치와 각각 직렬로 연결된 적어도 하나의 저항; 및 상기 전압차 측정부에서 측정된 전압 차이와 상기 허용 전류량을 기준으로 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.Wherein the balancing circuit comprises: a voltage difference measuring unit for measuring a voltage difference between the battery packs divided into the two sides; At least one switch connected in parallel between the two terminals; At least one resistor connected in series with the at least one switch between the two terminals; And a controller for controlling the at least one switch based on the voltage difference measured by the voltage difference measuring unit and the allowable current amount.

상기 제어부는 상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 적어도 하나의 저항 중 저항값이 높은 저항과 연결된 스위치를 닫아줌으로써 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 감소시킬 수 있도록 상기 스위치의 개폐를 제어할 수 있다.Wherein the control unit compares the allowable current amount with the allowable current amount and closes a switch connected to a resistor having a high resistance value among the at least one of the at least one resistor, The opening and closing of the switch can be controlled so as to reduce the amount of current.

상기 제어부는 상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 스위치를 열어줌으로써 열려진 스위치의 개수를 늘려주어 상기 스위치의 개폐를 제어할 수 있다.The control unit compares the allowable current amount based on the voltage difference, and when it is determined that the voltage difference is greater than the threshold value, the control unit may increase the number of open switches by opening the switch to control the opening and closing of the switch.

상기 제어부는 상기 적어도 하나의 스위치의 개폐 동작에 의해 제어된 전류의 양을 측정하는 전류 측정부; 및 상기 전류 측정부에서 측정한 전류량과 상기 전압차와 상기 저항의 값을 나눈 계산된 전류량을 비교하여 상기 평형 회로의 정상 동작 여부를 판단하는 정상 동작 판단부를 더 포함할 수 있다.Wherein the control unit comprises: a current measuring unit for measuring an amount of current controlled by opening and closing operations of the at least one switch; And a normal operation determination unit for determining whether the operation of the equilibrium circuit is normal by comparing the amount of current measured by the current measurement unit and the calculated amount of current divided by the voltage difference and the resistance value.

상기 제어부는 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정부에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단부에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a display unit for displaying at least one of a voltage of the battery pack divided into the two sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured by the current measuring unit, .

상기 적어도 하나의 저항은 모두 동일한 값을 갖거나 또는 서로 다른 값을 가질 수 있다.The at least one resistor may all have the same value or have different values.

상기 적어도 하나의 스위치는 110V 5A보다 작은 용량을 갖는 소용량 스위치일 수 있다.The at least one switch may be a small capacity switch having a capacity less than 110V 5A.

상기 제어부는 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정부에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단부에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나의 정보를 무선 통신을 이용하여 수신측으로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.Wherein the control unit controls at least one of information on a voltage of the battery pack divided on both sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured by the current measuring unit, And transmitting the data to the receiving side.

상기 통신부는 사용자 인터페이스를 통해 상기 적어도 하나의 스위치를 무선으로 제어할 수 있도록 지원할 수 있다.The communication unit may support wirelessly controlling the at least one switch through a user interface.

상기 허용 전류량은 상기 배터리 팩에 따라 다르게 설정할 수 있다.The allowable current amount may be set differently depending on the battery pack.

상기한 목적을 달성하기 위한 배터리 팩 전압 평형 방법은 양측으로 나누어 배치된 배터리 팩 사이에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩 간의 평형을 위한 방법에 있어서, 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩으로부터 전원을 입력받는 단계; 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전압 차이와 상기 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한하여 상기 배터리 팩간 전압 편차를 감소시키는 평형 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for balancing a battery pack, the method comprising: electrically connecting the battery pack to the battery pack, Receiving power from a battery pack; Measuring a voltage difference between the two divided battery packs; And a balancing step of reducing a voltage deviation between the battery packs by limiting an amount of current flowing between the battery packs based on the measured voltage difference and an allowable current amount of the battery pack.

상기 평형 단계는 상기 두 개의 단자 사이에 병렬 연결된 적어도 하나의 스위치를 제공하는 단계; 상기 두 개의 단자 사이에 상기 적어도 하나의 스위치와 각각 직렬로 연결된 적어도 하나의 저항을 제공하는 단계; 및 상기 전압차 측정 단계에서 측정된 전압 차이와 상기 허용 전류량을 기준으로 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the balancing step comprises providing at least one switch connected in parallel between the two terminals; Providing at least one resistor in series with each of the at least one switch between the two terminals; And controlling the at least one switch based on the voltage difference measured in the voltage difference measurement step and the allowable current amount.

상기 제어 단계는 상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 적어도 하나의 저항 중 저항값이 높은 저항과 연결된 스위치를 닫아줌으로써 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 감소시킬 수 있도록 상기 스위치의 개폐를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The control step compares the allowable current amount with the allowable current amount, and when the voltage difference is judged to be greater than the threshold value, the switch connected to the high resistance resistance among the at least one resistance is closed, And controlling the opening and closing of the switch so as to reduce the amount of the flowing current.

상기 제어 단계는 상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 스위치를 열어줌으로써 열려진 스위치의 개수를 늘려주어 상기 스위치의 개폐를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the control step includes a step of controlling opening and closing of the switch by increasing the number of open switches by opening the switch when it is determined that the voltage difference is larger than the threshold value by comparing the allowable current amount based on the voltage difference can do.

상기 제어 단계는 상기 적어도 하나의 스위치의 개폐 동작에 의해 제어된 전류의 양을 측정하는 전류 측정 단계; 및 상기 전류 측정 단계에서 측정한 전류량과, 상기 전압 차이와 상기 저항의 값을 나눈 계산된 전류량을 비교하여 상기 평형 회로의 정상 동작 여부를 판단하는 정상 동작 판단 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the controlling step comprises: a current measuring step of measuring an amount of current controlled by opening and closing operations of the at least one switch; And a normal operation determining step of comparing the amount of current measured in the current measuring step and the calculated amount of current obtained by dividing the voltage difference and the value of the resistance to determine whether the equilibrium circuit is operating normally.

상기 제어 단계는 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정 단계에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단 단계에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.The controlling step may include displaying at least one of a voltage of the battery pack divided on both sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured in the current measuring step, and a normal operation state determined in the normal operation determination step .

상기 적어도 하나의 저항은 모두 동일한 값을 갖거나 또는 서로 다른 값을 가질 수 있다.The at least one resistor may all have the same value or have different values.

상기 적어도 하나의 스위치는 110V 5A보다 작은 용량을 갖는 소용량 스위치일 수 있다.The at least one switch may be a small capacity switch having a capacity less than 110V 5A.

상기 제어 단계는 상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정 단계에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단 단계에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나의 정보를 무선 통신을 이용하여 수신측으로 전송하는 통신 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the control step controls at least one of information on a voltage of the battery pack divided on both sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured in the current measuring step, To the receiving side by using the communication step.

상기 통신 단계는 사용자 인터페이스를 통해 상기 적어도 하나의 스위치를 무선으로 제어할 수 있도록 지원하는 단계를 포함할 수 있다.The communicating step may include supporting the at least one switch via a user interface so that the at least one switch can be controlled wirelessly.

상기 허용 전류량은 상기 배터리 팩에 따라 다르게 설정할 수 있다.
The allowable current amount may be set differently depending on the battery pack.

본 발명에 따른 배터리 팩 전압 평형 방법 및 장치에 따르면, 배터리 팩의 증설 및 교체 과정에서 발생할 수 있는 돌입 전류를 방지하여 배터리 팩의 손상을 막고, 배터리 팩의 증설 및 교체를 용이하게 하는 효과가 있다.According to the method and apparatus for balancing the battery pack according to the present invention, it is possible to prevent the inrush current that may occur during the extension and replacement of the battery pack, thereby preventing damage to the battery pack and facilitating expansion and replacement of the battery pack .

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩 전압 평형 방법 및 장치에 따르면, 배터리 팩간의 전압 차를 측정하고 이를 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 스위치를 제어함으로써 효율적으로 배터리 팩의 평형을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the battery pack voltage balancing method and apparatus of the present invention, the voltage difference between battery packs is measured and the switch is controlled based on the allowable current amount of the battery pack, thereby effectively maintaining the balance of the battery pack have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치를 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치의 평형 회로를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치의 제어부를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치의 디스플레이부를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 평형 단계를 구체적으로 나타낸 상세흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 제어 단계를 구체적으로 나타낸 상세흐름도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 통신 단계를 구체적으로 나타낸 상세흐름이다.1 is a circuit diagram showing a battery pack balancing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a balancing circuit of a battery pack equalizing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a detailed block diagram illustrating a control unit of a battery pack equalizing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention,
4 is a view illustrating a display unit of a battery pack equalizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed flowchart specifically illustrating a balancing step of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention,
7 is a detailed flowchart specifically illustrating a control step of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention,
FIG. 8 is a detailed flowchart showing in detail a communication step of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치를 나타낸 회로도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치는 입력 단자(110, 112) 및 평형 회로(100)를 포함한다.1 is a circuit diagram showing a battery pack balancing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a battery pack balancing apparatus according to an embodiment of the present invention includes input terminals 110 and 112 and a balancing circuit 100.

도 1을 참조하면, 배터리 팩 1(102), 배터리 팩 2(104), ..., 배터리 팩 N(106)은 병렬로 연결되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 평형 장치는 상기 배터리 팩 세트(102, 104, 106)과 전기적으로 연결되어 있다. 배터리 팩 세트(102, 104, 106)는 모두 동일한 배터리 팩일 수도 있고, 서로 다른 종류의 배터리 팩일 수도 있다. 실질적으로 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차에 구비되는 다수의 배터리들은 배터리 팩의 수명과 안전성을 보장하기 위해 배터리들 사이의 전위차를 최소화하여 밸런싱을 유지시킬 필요가 있는데 밸런싱이 필요한 둘 이상의 배터리는 전압 평균값을 초과하는 에너지가 충전되어 있는 배터리와 전압 평균값에 미치지 못하는 에너지가 충전되어 있는 배터리를 병렬 연결한다. 이들 사이의 소정 전위차가 발생하고 이러한 전위차를 이용하여 밸런싱을 수행할 수 있다.1, the battery pack 1 (102), the battery pack 2 (104), ..., and the battery pack N (106) are connected in parallel. The balancing device according to the embodiment of the present invention is electrically connected to the battery pack sets 102, 104, and 106. The battery pack sets 102, 104, and 106 may all be the same battery pack or may be battery packs of different types. A plurality of batteries provided in an electric vehicle or a hybrid vehicle need to maintain the balancing by minimizing the potential difference between the batteries in order to ensure the life and safety of the battery pack. Two or more batteries requiring balancing exceed the voltage average value And the battery whose energy is less than the average value of the battery is charged in parallel. A predetermined potential difference is generated between them, and balancing can be performed using this potential difference.

본 발명의 실시예에 있어서, 배터리 팩 세트(102, 104, 106)는 기존에 사용하여 에너지가 낮은 배터리이고, 우측에 도시된 배터리팩 A(160)는 새롭게 결합되는 에너지가 높은 배터리이다. 이러한 경우, 양 측의 배터리 팩 간에는 전압차가 존재하게 된다. 예컨대, 배터리 팩 세트(102, 104, 106)의 전압(V1)은 130V이고, 배터리 팩 A(160)의 전압(V2)는 250V라고 할 때, 양 측의 배터리 팩 간의 전압차는 V2-V1을 하여 120V가 된다. 이러한 전압차가 너무 큰 경우, 배터리 팩 A(160)를 배터리 팩 세트(102, 104, 106)에 바로 결합시키면 양 배터리 사이의 전압차에 의해 돌입 전류(Inrush Current)가 발생하고 배터리 팩의 손상을 가져올 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 양 배터리 팩 사이의 전압차를 계측하고, 상기 전압차를 평형 회로(100)를 통해 평형화하여 돌입 전류를 방지할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the battery pack sets 102, 104, and 106 are batteries that have been used conventionally and have low energy, and the battery pack A (160) shown on the right side is a battery having a high energy. In this case, there is a voltage difference between the battery packs on both sides. For example, when the voltage V 1 of the battery pack sets 102, 104, and 106 is 130 V and the voltage V 2 of the battery pack A 160 is 250 V, the voltage difference between the battery packs on both sides is V 2 -V 1 to 120V. If the voltage difference is too large, if the battery pack A 160 is directly coupled to the battery pack sets 102, 104, and 106, an inrush current occurs due to a voltage difference between the two batteries, Can be imported. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the voltage difference between both battery packs can be measured, and the voltage difference can be balanced through the balancing circuit 100 to prevent an inrush current.

먼저, 평형 장치는 노드 1(110)로부터 전원을 입력받는다. 평형 회로는 전압 센서 1(120), 전압 센서 2(122), 복수의 스위치(130, 132, 134, 136), 상기 복수의 스위치(130, 132, 134, 136)와 직렬로 연결된 복수의 저항(140, 142, 144, 146) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.First, the balancing device receives power from the node 1 (110). The balancing circuit includes a voltage sensor 1 120, a voltage sensor 2 122, a plurality of switches 130, 132, 134 and 136, a plurality of resistors 130, 132, 134, (140, 142, 144, 146) and a controller (150).

전압 센서 1(120)는 노드 1(110)과 전기적으로 연결되어 노드 1(110)에서의 전압(V1)을 측정한다. 즉, 병렬로 연결된 배터리 팩 세트(102, 104, 106)의 전압(V1)을 측정한다. 전압 센서 2(122)는 노드 2(112)와 전기적으로 연결되어 노드 2(112)에서의 전압(V2)을 측정한다. 즉, 배터리 팩 A(160)의 전압(V2)을 측정한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 전압 센서(120, 122)는 전압계일 수 있다. 측정된 전압은 이하 설명되어질 전압차 측정부에서 전압(V1) 및 전압(V2)의 차(V)를 계산하는데 이용된다. 상기 전압 센서(120, 122)에서 측정된 전압값(V1, V2)은 이하 디스플레이부로 전송되어 디스플레이될 수 있다. 또한, 통신부를 통해 무선으로 수신측으로 전송될 수 있다.Voltage sensor 1 (120) is electrically connected to node 1 (110) to measure voltage (V 1 ) at node 1 (110). That is, the voltage (V 1 ) of the battery pack sets 102, 104, and 106 connected in parallel is measured. Voltage sensor 2 122 is electrically coupled to node 2 112 to measure voltage V 2 at node 2 112. That is, the voltage (V 2 ) of the battery pack A 160 is measured. In an embodiment of the present invention, the voltage sensors 120 and 122 may be voltmeters. The measured voltage is used to calculate the difference (V) between the voltage (V 1 ) and the voltage (V 2 ) in the voltage difference measuring unit to be described below. The voltage values V 1 and V 2 measured by the voltage sensors 120 and 122 may be transmitted to the display unit and displayed thereon. Further, it can be wirelessly transmitted to the receiving side via the communication unit.

복수의 스위치(130, 132, 134, 136)는 제어부(150)의 제어를 받아 개폐 동작을 수행한다. 스위치(130, 132, 134, 136)는 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 이는 병렬로 연결되어야 각 스위치에 흐르는 전류를 분산시킬 수 있고, 각 스위치가 부담하는 통전량이 작아져 스위치의 파손을 방지할 수 있기 때문이다. 스위치(130, 132, 134, 136)는 모두 동일한 용량을 가질 수도 있고, 서로 다른 용량을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 스위치(130, 132, 134, 136)는 110V 5A 이하의 낮은 용량을 갖는 스위치를 여러 개 사용하는 것이 효율적일 수 있다. The plurality of switches 130, 132, 134, and 136 perform opening and closing operations under the control of the controller 150. The switches 130, 132, 134 and 136 are preferably connected in parallel. This is because the current flowing in each switch can be dispersed in parallel, and the amount of current charged by each switch is reduced, thereby preventing breakage of the switch. The switches 130, 132, 134, and 136 may all have the same capacity or may have different capacities. Preferably, the switches 130, 132, 134, and 136 may be effective to use multiple switches having a low capacity of 110 V 5 A or less.

복수의 저항(140, 142, 144, 146)은 상기 복수의 스위치(130, 132, 134, 136)과 각각 직렬로 연결되어 있다. 따라서, 상기 저항(140, 142, 144, 146)은 서로 병렬로 연결되어 있다. 상기 저항은 스위치(130, 132, 134, 136)가 연결되어 있기 때문에 스위치(130, 132, 134, 136)가 닫혀 있지 않는 경우에는 통전되지 않아 동작하지 않는다. 따라서, 각 저항은 스위치의 개폐에 따라 서로 독립적으로 동작할 수 있다. 예컨대, 스위치 1(130)과 스위치 3(134)만이 닫혀 있는 경우, 저항 1(140) 및 저항 3(144)에만 전류가 흐르고, 상기 저항 1(140) 및 저항 3(144)만 동작하게 된다. 따라서, 상기 전압차(V)를 저항 1(140) 및 저항 3(144)의 저항 값으로 나눈 값만큼의 전류가 각 저항 및 스위치를 통해 흐르게 된다. 따라서 저항 값을 조절하여 전류량을 제한할 수 있고, 이를 통해 돌입 전류를 방지할 수 있다. 각 저항(140, 142, 144, 146)의 저항 값은 서로 동일한 값일 수 있고, 서로 다른 값일 수 있다. 동일한 값을 설정하면 스위치의 개폐에 비례적으로 전류값을 제한할 수 있고, 서로 다른 값으로 설정하면, 저항값에 따라 전류값의 제한 폭이 많이 차이가 나게 된다. 즉, 배터리 간의 전압 차이가 많이 나는 경우에는 저항값이 큰 저항과 연결되어 있는 스위치를 닫아줌으로써 전류값을 감소시킬 수 있다. The plurality of resistors 140, 142, 144, and 146 are connected in series with the plurality of switches 130, 132, 134, and 136, respectively. Accordingly, the resistors 140, 142, 144, and 146 are connected in parallel with each other. Since the resistors are connected to the switches 130, 132, 134, and 136, when the switches 130, 132, 134, and 136 are not closed, they are not energized and do not operate. Therefore, each of the resistors can operate independently of each other in accordance with the opening and closing of the switch. For example, when only switch 1 130 and switch 3 134 are closed, only current flows through resistor 1 140 and resistor 3 144, and only resistor 1 140 and resistor 3 144 operate . Therefore, a current equal to a value obtained by dividing the voltage difference V by the resistance values of the resistor 1 140 and the resistor 3 144 flows through each resistor and the switch. Therefore, the amount of current can be limited by adjusting the resistance value, thereby preventing the inrush current. The resistance values of the respective resistors 140, 142, 144, and 146 may be the same value or different values. If the same value is set, the current value can be limited proportionally to the opening and closing of the switch. If the value is set to be different from each other, the limit value of the current value will vary greatly depending on the resistance value. That is, when the voltage difference between the batteries is large, the current value can be reduced by closing the switch connected to the resistor having a large resistance value.

또한, 도면에는 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 스위치에 직렬 연결되어 전류를 제한하는 구성은 반드시 저항으로 한정되지 않는다. 전류를 흐르게 할 수 있는 다른 소자, 예컨대 커패시터, 인덕터, 가변 저항 등을 사용할 수 있다.Although not shown in the drawing, the configuration for limiting the current in series with the switch of the present invention is not necessarily limited to a resistor. Other elements capable of flowing current, such as a capacitor, an inductor, a variable resistor, and the like, can be used.

제어부(150)는 상기 전압차(V)를 기반으로 각 배터리 팩의 허용전류량과 비교하여 상기 복수의 스위치(130, 132, 134, 136)를 제어할 수 있다. 제어부(150)는 배터리 팩 간의 전압차(V)를 통해 배터리 팩의 충방전 허용 전류량을 기준으로 닫혀진 스위치(130, 132, 134, 136)의 수를 조절하여 병렬 저항(140, 142, 144, 146)으로 흐르는 전류량을 제한하고 이를 통해 돌입 전류를 방지하여 배터리 팩간 전압 편차를 감소시킬 수 있다. 제어부(150)는 이하 도 3에서 보다 상세히 설명한다.The control unit 150 may control the plurality of switches 130, 132, 134, and 136 by comparing the allowable current amount of each battery pack based on the voltage difference V. The control unit 150 controls the number of the closed switches 130, 132, 134, 136 based on the charge / discharge allowable current amount of the battery pack through the voltage difference V between the battery packs, 146, thereby preventing the inrush current and reducing the voltage deviation between the battery packs. The control unit 150 will be described in more detail below with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치의 평형 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 회로는 상기한 바와 같이, 배터리 팩 세트(210)와 배터리 팩 A(230) 사이에 위치한다. 양 배터리 팩 사이에는 입력 단자(미도시)가 존재한다. 평형 회로(220)는 입력 단자(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리 팩 세트(210)는 반드시 복수 개인 것은 아니고, 단일 배터리 팩일 수 있다. 2 is a block diagram schematically illustrating a balancing circuit of a battery pack balancing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2, the balance circuit according to an embodiment of the present invention is positioned between the battery pack set 210 and the battery pack A 230 as described above. There is an input terminal (not shown) between both battery packs. The balancing circuit 220 may be electrically connected to an input terminal (not shown). The battery pack set 210 is not necessarily plural, but may be a single battery pack.

도 2를 참조하면, 평형 회로(220)는 전압차 측정부(222), 전류 조절 수단(224) 및 제어부(226)를 포함할 수 있다. 전압차 측정부(222)는 배터리 팩 세트(210)와 배터리 팩 A(230)간의 전압차(V)를 측정한다. 전압차 측정부(222)는 전압 센서(120, 122)로부터 양 배터리 팩(210, 230)의 전압 값(V1, V2)을 수신하여 상기 전압 값(V1, V2)을 토대로 V1-V2를 수행하여 전압차(V)를 산출한다. 상기 전압차(V)는 디스플레이부 및 통신부로 전송될 수 있다. Referring to FIG. 2, the balancing circuit 220 may include a voltage difference measuring unit 222, a current adjusting unit 224, and a controller 226. The voltage difference measuring unit 222 measures a voltage difference (V) between the battery pack set 210 and the battery pack A 230. The voltage difference measurement unit 222 receives the voltage values V 1 and V 2 of the two battery packs 210 and 230 from the voltage sensors 120 and 122 and calculates a voltage difference V 1 and V 2 based on the voltage values V 1 and V 2 , 1 -V 2 to calculate the voltage difference (V). The voltage difference V may be transmitted to the display unit and the communication unit.

전류 조절 수단(224)은 전류를 조절할 수 있게 하는 수단을 의미한다. 본 발명의 실시예에서는 스위치와 저항이 전류 조절 수단으로 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 전류 조절 수단(224)은 반드시 스위치와 저항으로만 한정되는 것은 아니다. 커패시터, 인덕터, 가변 저항과 같은 소자가 전류 조절 수단으로 사용될 수 있다. 전류 조절 수단(224)은 제어부(226)의 제어를 받아 동작할 수 있다. 즉, 전압차 측정부(222)로부터 측정된 전압차(V)를 기준으로 제어부(226)를 양 배터리 팩(210, 230)에 흐르는 전류의 조절을 지시할 수 있고, 전류 조절 수단(224)은 이러한 제어부(226)의 지시에 따라 동작하여 전류를 제한한다.The current regulating means 224 means means for regulating the current. In the embodiment of the present invention, the switch and the resistor can be used as current adjusting means. As described above, the current regulating means 224 is not necessarily limited to a switch and a resistor. Elements such as capacitors, inductors, and variable resistors can be used as current regulating means. The current regulating means 224 can be operated under the control of the control unit 226. [ That is, the control unit 226 can instruct the control of the current flowing through the battery packs 210 and 230 based on the voltage difference V measured by the voltage difference measuring unit 222, Operates in accordance with the instruction of the controller 226 to limit the current.

제어부(226)는 전압차 측정부(222)로부터 양 배터리 팩(210, 230) 사이의 전압차 값(V)을 수신하여 상기 전압차(V)와 배터리 팩의 허용 전류량을 기반으로 양 배터리 팩(210, 230) 사이에 흐르는 전류를 전류 조절 수단(224)을 이용하여 제어할 수 있다. 제어부(226)는 이하 도 3에서 상세히 설명한다.The control unit 226 receives the voltage difference value V between the battery packs 210 and 230 from the voltage difference measuring unit 222 and calculates a difference between the voltage difference V and the allowable current amount of the battery pack, The current flowing between the first and second electrodes 210 and 230 can be controlled using the current adjusting means 224. The control unit 226 will be described in detail below with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치의 제어부(150)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 평형 장치의 제어부(150)는 입력부(310), 저장부(312), 전류 계산부(314), 전류 측정부(316), 판단부(318), 스위치 개폐부(320), 스위치 개폐여부 검출부(322), 정상 동작 판단부(324), 통신부(326) 및 디스플레이부(328)를 포함할 수 있다.3 is a detailed block diagram illustrating a controller 150 of the battery pack balancing apparatus according to an embodiment of the present invention. 3, the control unit 150 of the balancing device according to the present invention includes an input unit 310, a storage unit 312, a current calculation unit 314, a current measurement unit 316, a determination unit 318, A switch open / close unit 320, a switch open / close detection unit 322, a normal operation determination unit 324, a communication unit 326, and a display unit 328.

입력부(310)는 배터리 팩의 허용 전류량을 입력하는 인터페이스다. 이는 평형 장치에 미리 설정되어 있을 수 있고, 사용자 인터페이스를 통해 새로운 값을 입력할 수도 있다. 허용 전류량은 배터리 팩에 따라 달라질 수 있다. 허용 전류는 배터리 팩 또는 송전 전선의 권선 굵기의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 권선의 굵기 등에 따라 다른 값을 입력할 수 있다. The input unit 310 is an interface for inputting the allowable current amount of the battery pack. It may be preset in the balancing device and may enter a new value via the user interface. The allowable current depends on the battery pack. The allowable current may be affected by the thickness of the windings of the battery pack or the power transmission line. Therefore, different values can be input depending on the thickness of the winding.

저장부(312)는 상기 입력부(310)를 통해 입력된 허용 전류값을 저장할 수 있다. 또한, 각각의 스위치의 위치 및 각 스위치와 저항의 위치 관계를 저장하고 있을 수 있다. 또한, 각 저항의 값을 저장하고 있을 수 있다. 상기 저항 값은 판단부(318)에서 전류의 제한을 위해 스위치의 개폐 여부를 판단할 때 이용될 수 있다. 또한, 전류 계산부(314)에서 계산된 전류량을 산출하는데 사용될 수 있다.The storage unit 312 may store the allowable current value input through the input unit 310. In addition, the position of each switch and the positional relationship between each switch and the resistor may be stored. It may also store the value of each resistor. The resistance value may be used when the determination unit 318 determines whether the switch is open or closed to limit the current. It can also be used to calculate the amount of current calculated by the current calculation unit 314.

전류 계산부(314)는 저장부(312)로부터 저항의 값과 스위치의 위치 관계를 입력받고 스위치 개폐 여부 검출부(322)로부터 현재 닫혀 있는 스위치 정보를 수신하며 전압차 계산부(222)로부터 상기 전압차(V)를 입력받아, 상기 닫혀진 스위치와 직렬 연결된 저항의 값과 전압차(V)를 기반으로 전압차(V)를 저항값으로 나누어 전류값을 계산한다. 이는 실질적인 값이 아닌 이상적인 값으로 정상동작 판단부(324)를 통해 실질 전류량과 비교하여 평형 회로가 정상 동작을 수행하는지 판단할 수 있다. The current calculation unit 314 receives the value of the resistance and the positional relationship of the switch from the storage unit 312 and receives the switch information that is currently closed from the switch open / close detection unit 322, The current value is calculated by dividing the voltage difference (V) by the resistance value based on the voltage difference (V) and the value of the resistor connected in series with the closed switch. This is an ideal value rather than a substantial value, and it can be compared with the actual current amount through the normal operation determination unit 324 to determine whether the equilibrium circuit performs normal operation.

전류 측정부(316)는 양 배터리 팩 간에 흐르는 실질 전류량을 측정한다. 전류 측정부(316)는 전류계일 수 있다. 도 1로 돌아가면, 노드 2(112) 측에 흐르는 전류(I)가 전류 측정부(316)에서 측정할 전류이다. 반드시 노드 2(112)의 전류를 측정해야만 하는 것은 아니고, 노드 1(110) 측의 전류를 측정해도 된다. 전류계는 송전 선로와 병렬로 연결하여 전류를 측정할 수 있다. 측정된 전류값은 판단부(318), 정상 동작 판단부(324), 디스플레이부(328) 및 통신부(326)로 전송될 수 있다.The current measuring unit 316 measures a substantial amount of current flowing between both battery packs. The current measuring unit 316 may be an ammeter. 1, the current I flowing through the node 2 112 side is the current to be measured by the current measuring unit 316. [ It is not necessary to measure the current of the node 2 112, but the current on the node 1 110 side may be measured. The ammeter can be connected in parallel with the transmission line to measure the current. The measured current value may be transmitted to the determination unit 318, the normal operation determination unit 324, the display unit 328, and the communication unit 326.

판단부(318)는 제어부(150)의 핵심 구성요소로 전압차 측정부(222)로부터 양 배터리 팩 사이의 전압차(V) 값을 수신한다. 또한, 저장부(312)로부터 배터리 팩의 허용 전류량을 수신한다. 또한, 스위치 개폐 여부 검출부(322)로부터 현재 개방되어 있는 스위치와 폐쇄되어 있는 스위치의 개폐 여부 정보를 수신한다. 전압차(V) 값과 허용 전류량을 기반으로 스위치의 개폐 여부를 판단한다. 예컨대, 스위치 1과 스위치 3에 직렬 연결된 저항 1 및 저항 3의 저항값이 각각 5Ω이고 상기 전압차(V)가 120V라면 판단부(318)는 스위치 1 및 스위치 3을 닫았을 때의 전류 값을 계산하여 48A를 수행하여 허용 전류량과 비교한다. 전류 값이 허용 전류량보다 작은 경우 배터리 팩을 손상시키지 않으므로 상기 계산한대로 스위치를 닫도록 명령할 수 있다. 다만, 전류 값이 허용 전류량보다 큰 경우 배터리 팩을 손상시킬 수 있으므로, 닫혀지는 스위치의 갯수를 줄여야 한다. 상기와 같은 경우, 스위치 1만을 닫는 경우, 24A의 전류가 흐르게 되기 때문에 스위치 3을 열어놓음으로써 배터리 팩의 허용 전류량보다 작은 전류가 흐르게 하고 이에 따라 배터리 팩의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 판단부(318)는 각 저항의 값을 모두 알고 있으므로, 상기와 같이 전류 값이 허용 전류량보다 큰 경우, 배터리 팩 손상을 방지하기 위해 저항값이 큰 저항과 연결된 스위치를 닫아주어 전류의 값을 제한할 수 있다. 판단부(318)에서 판단한 스위치 개폐 여부와 관련된 명령은 스위치 개폐부(320)로 전송된다.The determination unit 318 receives the voltage difference (V) value between the two battery packs from the voltage difference measurement unit 222 as a key component of the control unit 150. [ And also receives the allowable current amount of the battery pack from the storage unit 312. [ Further, it receives from the switch open / close state detection unit 322 information on whether the switch currently open or the switch closed is open or closed. It is determined whether or not the switch is opened or closed based on the voltage difference (V) value and the allowable current amount. For example, when the resistance values of the resistors 1 and 3 connected in series to the switch 1 and the switch 3 are 5 OMEGA and the voltage difference V is 120 V, the determination unit 318 determines the current value when the switches 1 and 3 are closed Calculate 48A and compare it with the allowable current. If the current value is smaller than the allowable current amount, the battery pack is not damaged. However, if the current value is larger than the allowable current, the battery pack may be damaged. Therefore, the number of switches to be closed must be reduced. In such a case, when the switch 1 is closed, a current of 24 A flows. Therefore, by opening the switch 3, a current smaller than the allowable current amount of the battery pack flows, thereby preventing damage to the battery pack. When the current value is larger than the allowable current amount, the determination unit 318 closes the switch connected to the resistor having a large resistance value to prevent the battery pack from being damaged, Can be limited. The command related to whether or not the switch is opened or closed determined by the determination unit 318 is transmitted to the switch open / close unit 320.

스위치 개폐부(320)는 판단부(318)의 제어를 받아 스위치를 실질적으로 개폐하는 기능을 수행한다.The switch opening / closing unit 320 performs a function of substantially opening / closing the switch under the control of the determination unit 318. [

스위치 개폐 여부 검출부(322)는 현재 스위치의 개폐 상황을 검출하여 개폐 정보를 판단부(318)로 전송한다. 또한, 계산된 전류량을 산출하기 위해 전류 계산부(314)로 상기 개폐 상황을 전송한다. 스위치 개폐 여부 검출부(322)는 저장부(312)로부터 현재 스위치의 위치 관계 관련 정보를 수신할 수 있다. 스위치 개폐 여부 검출부(322)는 센서를 통해 상기 스위치의 개폐 여부를 검출할 수 있다.The switch open / close status detection unit 322 detects the current open / close status of the switch and transmits the open / close information to the determination unit 318. Further, the open / close status is transmitted to the current calculation unit 314 to calculate the calculated current amount. The switch open / close status detection unit 322 can receive the positional relationship information of the current switch from the storage unit 312. [ The switch open / close detection unit 322 can detect whether the switch is opened or closed through a sensor.

정상 동작 판단부(324)는 상기 평형 회로가 정상적으로 동작하는지 판단하는 구성요소이다. 평형 회로는 다수의 구성요소를 보유하고 있으므로 어떤 구성요소 하나에 의해서 오류가 날 확률이 높다. 예컨대, 전압 센서가 고장난 경우, 전압차 측정부는 잘못된 전압값을 계측하게 되고, 이를 통해 산출되는 전류값도 달라져서 스위치 개폐 명령에 오류가 생길 수 있다. 또한, 평형 회로의 노후화에 따라 스위치 및 저항 값이 달라져 전류값 계산에 오류가 발생하고 이로 인해 시스템에 심각한 손상을 입힐 수 있다. 따라서, 평형회로에서의 정상 동작 여부는 전체 시스템의 정상적인 운영을 위해 상당히 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 평형 회로는 전류 계산부(314)로부터 계산된 이상적인 전류값과 전류 측정부(316)에서 측정된 실질적인 전류값을 비교하여 정상 동작을 수행하고 있는지 판단한다. 상기 계산된 전류값과 측정된 전류값의 차이가 임계값 이하인 경우, 상기 평형 회로가 정상적으로 동작하고 있다고 판단할 수 있다. 반면, 상기 계산된 전류값과 측정된 전류값의 차이가 임계값 초과하는 경우, 상기 평형 회로는 정상 동작을 수행하지 못한다고 판단할 수 있다. 정상 동작 여부 판단을 위한 임계값은 미리 설정할 수 있고, 입력부(310)를 통해 그 값을 입력할 수 있다.The normal operation determination unit 324 is a component that determines whether the equilibrium circuit operates normally. The equilibrium circuit has a large number of components, so there is a high probability that one component will fail. For example, when the voltage sensor fails, the voltage difference measuring unit measures an erroneous voltage value, and the calculated current value also changes, which may cause an error in the switch open / close command. In addition, due to the deterioration of the equilibrium circuit, the switch and the resistance value may be changed, which may cause an error in the calculation of the current value, thereby seriously damaging the system. Therefore, the normal operation of the equilibrium circuit is a very important factor for the normal operation of the entire system. In the embodiment of the present invention, the balancing circuit compares the ideal current value calculated by the current calculation unit 314 with the actual current value measured by the current measurement unit 316 to determine whether the normal operation is being performed. When the difference between the calculated current value and the measured current value is equal to or less than the threshold value, it can be determined that the equilibrium circuit is operating normally. On the other hand, when the difference between the calculated current value and the measured current value exceeds the threshold value, the balancing circuit can determine that the normal operation can not be performed. A threshold value for determining whether or not the normal operation is possible can be set in advance, and the value can be inputted through the input unit 310.

통신부(326)는 상기 전압차 측정부를 통해 측정된 전압차(V), 전압 센서를 통해 측정된 양 배터리 팩의 전압(V1, V2), 정상 동작 여부 등을 무선으로 수신측으로 전송할 수 있다. 무선 통신으로는 IRDA(Infrared Data Association), RF (radio frequency), 블루투스, 이더넷(Ethernet), IEEE 802.11, IEEE 802.16, 무선랜(Wireless LAN) 등이 사용될 수 있다. 사용자는 무선 통신을 통해 전송된 상기 정보들을 수신하여 상기 시스템의 현재 운영 상황을 체크할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(330)를 통해 상기 현재 상황에 맞게 스위치의 개폐를 수동으로 조작할 수 있다. 사용자의 수동 조작을 수행하면, 무선 통신을 기반으로 통신부(326)는 사용자의 조작 정보를 수신하고, 수신된 정보를 스위치 개폐부(320)로 전송하여 스위치의 개폐를 제어할 수 있다. The communication unit 326 can wirelessly transmit the voltage difference V measured through the voltage difference measurement unit, the voltages V 1 and V 2 of the battery packs measured through the voltage sensor, . The wireless communication may be IRDA (Infrared Data Association), RF (radio frequency), Bluetooth, Ethernet, IEEE 802.11, IEEE 802.16, wireless LAN, or the like. The user can receive the information transmitted through the wireless communication and check the current operation status of the system. In addition, the user can manually open and close the switch according to the current situation through the user interface 330. [ When the user manually performs the operation, the communication unit 326 receives the operation information of the user based on the wireless communication, and transmits the received information to the switch opening and closing unit 320 to control the opening and closing of the switch.

디스플레이부(328)는 상기 전압차 측정부를 통해 측정된 전압차(V), 전압 센서를 통해 측정된 양 배터리 팩의 전압(V1, V2), 정상 동작 여부 등을 디스플레이할 수 있다. The display unit 328 may display a voltage difference V measured through the voltage difference measuring unit, voltages V 1 and V 2 of the battery packs measured through the voltage sensor,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 장치의 디스플레이부(328)를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(328)는 배터리 팩의 전압, 전압차, 전류 측정치, 정상 동작 유무를 디스플레이할 수 있다. 도 4를 참조하면, 양 배터리 팩의 전압은 60V와 120V를 나타내고 있고, 따라서, 전압차는 60V가 되는 것을 알 수 있다. 또한, 전류 측정치는 20A를 나타내고 있다. 사용자는 상기 디스플레이부(328)를 통해 디스플레이되는 화면을 보고 현재 배터리 팩의 상태 및 평형 회로의 상태를 파악할 수 있다.4 is a view illustrating a display unit 328 of a battery pack balancing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the display unit 328 can display voltage, voltage difference, current measurement, and normal operation of the battery pack. Referring to Fig. 4, the voltages of both battery packs are 60V and 120V, and thus the voltage difference is 60V. The current measurement value is 20A. The user can see the current battery pack status and the state of the balance circuit by viewing the screen displayed through the display unit 328.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법은 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 전원을 입력받는 단계(510), 배터리 팩 사이의 전압 차이를 측정하는 단계(520) 및 전압차와 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한하여 전압 편차를 감소시켜 평형화하는 단계(530)를 포함할 수 있다. 5 is a flowchart schematically illustrating a battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention. 5, a battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention includes a step 510 of receiving a power source electrically connected to a battery pack, a step 520 of measuring a voltage difference between battery packs, And a step 530 of reducing and balancing the voltage deviation by limiting the amount of current flowing between the battery packs based on the voltage difference and the allowable current amount of the battery pack.

도 5를 참조하면, 전원 입력 단계(510)에서, 평형 장치(미도시)는 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이에 전기적으로 연결되어 전원을 입력받는다. Referring to FIG. 5, in a power input step 510, a balancing device (not shown) is electrically connected between battery packs divided into two sides to receive power.

다음으로, 전압차 측정 단계(520)에서, 평형 장치는 양 배터리 팩의 전압을 측정한다. 전압 측정은 전압 센서를 이용할 수 있다. 전압 센서는 전압계일 수 있다. 전압차 측정 단계(520)는 전압 센서를 통해 양 배터리 팩의 전압을 측정하는 단계 및 상기 전압의 차이를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. Next, in a voltage difference measurement step 520, the balancer measures the voltage of both battery packs. Voltage measurement can use a voltage sensor. The voltage sensor may be a voltmeter. The voltage difference measurement step 520 may include measuring the voltage of both battery packs through a voltage sensor and calculating the difference of the voltages.

그리고는 평형 단계(530)에서, 평형 장치는 전압차 측정 단계(520)에서 측정된 전압차와 상기 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한할 수 있다. 이는 양 배터리 팩 간의 전압차가 지나치게 큰 경우 돌입전류가 발생하여 시스템의 손상을 입히는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 전류 조절 수단(미도시)을 통해 상기 전류량을 제한하여 전압 편차를 감소시킴으로써 돌입전류의 발생을 방지할 수 있다.Then, in the balancing step 530, the balancing device may limit the amount of current flowing between the battery packs based on the voltage difference measured in the voltage difference measuring step 520 and the allowable current amount of the battery pack. This is to prevent an inrush current from occurring when the voltage difference between both battery packs is too large to damage the system. Therefore, by limiting the amount of current through the current regulating means (not shown) to reduce the voltage deviation, it is possible to prevent the occurrence of inrush current.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 평형 단계(530)를 구체적으로 나타낸 상세흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 평형 단계(530)는 병렬 연결된 스위치를 제공하는 단계(610), 상기 스위치와 직렬 연결된 저항을 제공하는 단계(620) 및 전압 차이와 허용 전류량을 기준으로 상기 스위치의 개폐를 제어하는 단계(630)를 포함할 수 있다.6 is a detailed flowchart illustrating a balancing step 530 of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention. 6, balancing step 530 of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention includes providing 610 a switch in parallel, providing a resistor in series with the switch 620 And controlling (630) opening and closing of the switch based on the voltage difference and the allowable current amount.

도 6을 참조하면, 스위치 제공 단계(610)에서, 평형 장치는 서로 병렬로 연결된 스위치를 제공한다. 전술한 바와 같이, 스위치를 제어함으로써 전압차에 따른 전류량을 제한할 수 있다. 스위치는 대용량을 사용할 수 있으나, 스위치 하나가 받는 로드(load)를 분담하기 위해 소용량(110V 5A 이하)의 스위치를 다수 개 이용하는 것이 바람직할 수 있다. Referring to FIG. 6, in a switch providing step 610, the balancing device provides a switch connected in parallel with each other. As described above, by controlling the switches, the amount of current according to the voltage difference can be limited. A switch can use a large capacity, but it may be desirable to use a plurality of small capacity switches (less than 110V 5A) to share the load received by one switch.

다음으로, 저항 제공 단계(620)에서, 평형 장치는 상기 스위치와 직렬로 연결된 저항을 제공할 수 있다. 저항은 스위치와는 직렬이고, 다른 저항과는 서로 병렬로 연결된다. 저항은 서로 동일한 값을 가질 수도 있고, 서로 다른 값을 가질 수도 있다. 스위치를 닫게 되면, 상기 저항에 전류가 흐르게 되고 전압차를 상기 저항값으로 나누어주면 상기 저항을 통해 흐르는 전류값을 계산할 수 있고, 이를 통해 스위치의 개폐에 따른 전류량을 파악하여 스위치 개폐 여부를 제어할 수 있다. 전압차가 일정하기 때문에 닫혀진 스위치의 갯수가 많을수록 전류량이 늘어나게 되므로, 제어부(미도시)는 전압차와 상기 전류량의 상관 관계를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 스위치의 개폐 여부를 판단해야 한다. Next, in a resist providing step 620, the balancing device may provide a resistor in series with the switch. The resistor is in series with the switch and is connected in parallel with the other resistors. The resistors may have the same value or may have different values. When the switch is closed, a current flows through the resistor. When the voltage difference is divided by the resistance value, a current value flowing through the resistor can be calculated. Thus, the amount of current due to the opening and closing of the switch is determined, . Since the voltage difference is constant, the amount of current increases as the number of the closed switches increases. Therefore, the control unit (not shown) must determine whether the switch is open or closed by comparing the amount of current with the allowable current based on the correlation between the voltage difference and the amount of current.

그리고는, 제어 단계(630)에서, 평형 회로는 상기 전압차 측정 단계(520)에서 측정된 전압값과 상기 허용 전류량을 기준으로 스위치 개폐 여부를 제어한다. 상기 스위치 제공 단계(610)와 상기 저항 제공 단계(620)를 통해 제공된 스위치와 저항을 통해 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제어할 수 있다. 제어 방식은 전술한 바와 같이, 측정된 전압차를 닫혀진 스위치와 직렬 연결된 저항 값으로 나누어 준 전류값과 배터리 팩의 허용 전류량을 비교하여 임계값을 초과하여 차이가 나는 경우, 상기 스위치를 열어주는 방식을 사용한다. 또한, 임계값 초과의 경우, 저항값이 큰 저항과 연결되어 있는 스위치를 닫아줌으로써 배터리 팩 사이에 흐르는 전류를 제한하는 방식을 사용할 수 있다. 다만, 스위치를 과도하게 많이 여는 경우, 하나의 스위치가 받는 로드가 커져 스위치가 파손될 수 있으므로 여러 스위치를 번갈아가며 사용하는 것이 바람직할 수 있다.Then, in the control step 630, the balancing circuit controls whether the switch is opened or closed based on the voltage value measured in the voltage difference measuring step 520 and the allowable current amount. The amount of current flowing between the battery pack and the switch provided through the switch providing step 610 and the resistor providing step 620 may be controlled. As described above, when the measured voltage difference is divided by the resistance value connected in series with the closed switch and the allowable current amount of the battery pack is compared and when the difference exceeds the threshold value, the switch is opened Lt; / RTI > When the threshold value is exceeded, a method of limiting the current flowing between the battery packs by closing a switch connected to a resistor having a large resistance value can be used. However, if an excessively large number of switches are used, it may be preferable to use several switches alternately because the load on one switch may increase and the switch may be broken.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 제어 단계(630)를 구체적으로 나타낸 상세흐름도이다.7 is a detailed flowchart illustrating a control step 630 of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 먼저 제어부는 전압차 측정부(미도시)로부터 양 배터리 사이의 전압 차이값을 수신한다(710). 또한, 저장부(미도시)로부터 배터리 팩의 허용 전류값을 수신한다(720). 다음으로, 상기 수신된 전압 차이와 허용 전류량을 비교한다(730). 비교 결과 임계값을 초과하는 경우, 닫혀져 있는 스위치를 개방하거나 저항값이 큰 저항과 연결되어 있는 스위치를 닫아줌으로써 배터리 팩 사이에 흐르는 전류를 제한하는 방식을 사용하여(732) 양 배터리 사이에 흐르는 전류량을 감소시켜야 한다(734). 그리고는 스위치 제어 후의 전압 차이 값을 다시 측정 및 수신하여 허용 전류량과 비교한다. 상기 비교 결과 임계값 이하인 경우, 현재 평형 장치가 정상 동작을 하는지 판별한다. 이를 위해 먼저, 실제 전류량을 측정한다(740). 실제 전류량 측정시에는 양 배터리에 실질적으로 유입되는 전류를 측정해야 하므로 도 1의 노드 1(110) 또는 노드 2(112) 지점의 전류를 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 다음, 전류 계산부(미도시)를 통해 이상적인 상태에서의 전류량을 계산한다(750). 이상적인 상태의 전류량은 상기 전압차를 닫혀진 스위치와 연결된 저항 값으로 나눈 전류량을 기반으로 구할 수 있다. 즉, 옴의 법칙을 이용한다. 그리고는 실제 전류량과 계산된 전류량을 비교한다(760). 비교 결과, 임계값 이하인 경우, 평형 회로는 정상 동작한다고 판단하고 과정을 종료한다. 임계값을 초과하여 차이가 나는 경우, 평형 회로의 이상이 있다고 판단하고, 이상이 있는 부분을 검출한다(762).Referring to FIG. 7, first, the control unit receives a voltage difference value between both batteries from a voltage difference measuring unit (not shown) (710). Also, the battery pack 100 receives the allowable current value of the battery pack from the storage unit (not shown) (720). Next, the received voltage difference and the allowable current amount are compared (730). If the result of the comparison shows that the threshold value is exceeded, a method of limiting the current flowing between the battery packs by opening a closed switch or closing a switch connected to a resistor having a large resistance value is used (732) (734). Then, the voltage difference value after the switch control is again measured and received and compared with the allowable current amount. If the comparison result is equal to or less than the threshold value, it is determined whether the current equilibrium apparatus is operating normally. To do this, the actual amount of current is measured (740). It may be desirable to measure the current at node 1 110 or node 2 112 in FIG. 1 since it is necessary to measure the current flowing into both batteries when measuring the actual current. Next, an amount of current in an ideal state is calculated through a current calculation unit (not shown) (750). The amount of current in the ideal state can be obtained based on the amount of current obtained by dividing the voltage difference by the resistance value connected to the closed switch. That is, it uses Ohm's law. Then, the actual current amount is compared with the calculated current amount (760). As a result of the comparison, when it is equal to or less than the threshold value, it is determined that the balancing circuit operates normally and the process ends. If there is a difference exceeding the threshold value, it is determined that there is an abnormality in the equilibrium circuit, and a portion having an abnormality is detected (762).

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 평형 방법의 통신 단계를 구체적으로 나타낸 상세흐름이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 평형 회로(802)는 통신부(804)를 통해 사용자 인터페이스(806)와 통신할 수 있다.FIG. 8 is a detailed flowchart showing in detail a communication step of the battery pack balancing method according to an embodiment of the present invention. 8, the balancing circuit 802 may communicate with the user interface 806 via the communication unit 804. [

도 8을 참조하면, 먼저 평형회로(802)는 전압 센서 및 전압차 측정부(미도시)를 통해 측정된 양 배터리의 전압 값 및 전압차를 통신부(804)로 전송한다(810). 다음으로 전류량 측정부(미도시)를 통해 측정된 전류량과 정상 동작 판단부(미도시)를 통해 판단된 정상 동작 여부를 통신부(804)로 전송한다. 통신부(804)는 무선 통신을 통해 상기 평형 회로 관련 파라미터들을 수신하여 이를 사용자 인터페이스(806)로 전송한다(830). 여기서, 무선 통신 기술은 RF 기반, 블루투스 기반 등 다양한 기술은 사용할 수 있고, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 사용자는 상기 인터페이스(806)를 통해 상기 파라미터들을 수신할 수 있다. 사용자는 상기 파라미터들을 수신한 후, 스위치 제어 관련 정보를 입력할 수 있다(840). 사용자 인터페이스(806)는 상기 제어 정보를 통신부(804)로 전송한다(850). 통신부(804)는 상기 제어정보를 인터페이스(806)로부터 수신하여 평형 회로(802)로 전송한다(860). 평형 회로(802)는 상기 통신부(804)로부터 수신된 제어 정보에 따라 평형 회로를 제어한다(870). 상기한 과정을 통해 사용자는 외부에서 무선 통신을 통해 시스템의 현재 상황을 파악할 수 있고, 시스템을 수동으로 제어할 수 있다.Referring to FIG. 8, the balancing circuit 802 transmits a voltage value and a voltage difference of both batteries measured through a voltage sensor and a voltage difference measuring unit (not shown) to the communication unit 804 (810). Next, the amount of current measured through the current measuring unit (not shown) and the normal operation determined through the normal operation determiner (not shown) are transmitted to the communication unit 804. The communication unit 804 receives the equilibrium circuit-related parameters through the wireless communication and transmits it to the user interface 806 (830). Here, various technologies such as RF-based and Bluetooth-based technologies can be used in the wireless communication technology, but the present invention is not limited thereto. The user may receive the parameters via the interface 806. [ After receiving the parameters, the user may input switch control related information (840). The user interface 806 transmits the control information to the communication unit 804 (850). The communication unit 804 receives the control information from the interface 806 and transmits it to the balancing circuit 802 (860). The balancing circuit 802 controls the balancing circuit according to the control information received from the communication unit 804 (870). Through the above process, the user can grasp the current state of the system through wireless communication from the outside, and can manually control the system.

이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions as defined by the following claims It will be understood that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.

100: 평형 회로 102: 배터리 팩 1
104: 배터리 팩 106: 배터리 팩 N
110: 노드 1 112: 노드 2
120: 전압 센서 1 122: 전압 센서 2
130: 스위치 1 132: 스위치 2
134: 스위치 3 136: 스위치 N
140: 저항 1 142: 저항 2
144: 저항 3 146: 저항 N
150: 제어부 160: 배터리 팩 A
210: 배터리 팩 세트 220: 평형 회로
222: 전압차 측정부 224: 전류 조절 수단
226: 제어부 230: 배터리 팩 A
310: 입력부 312: 저장부
314: 전류 계산부 316: 전류 측정부
318: 판단부 320: 스위치 개폐부
322: 스위치 개폐 여부 검출부 324: 정상 동작 판단부
326: 통신부 328: 디스플레이부
330: 사용자 인터페이스 802: 평형 회로
804: 통신부 806: 사용자 인터페이스100: Balanced circuit 102: Battery pack 1
104: Battery pack 106: Battery pack N
110: node 1 112: node 2
120: voltage sensor 1 122: voltage sensor 2
130: switch 1 132: switch 2
134: switch 3 136: switch N
140: resistance 1 142: resistance 2
144: Resistor 3 146: Resistor N
150: control unit 160: battery pack A
210: Battery pack set 220: Balanced circuit
222: voltage difference measuring unit 224: current adjusting means
226: control unit 230: battery pack A
310: input unit 312: storage unit
314: Current calculation unit 316: Current measurement unit
318: Judgment section 320: switch opening /
322: switch opening / closing determination unit 324: normal operation determination unit
326: communication unit 328: display unit
330: User interface 802: Balanced circuit
804: communication unit 806: user interface

Claims (20)

양측으로 나누어 배치된 배터리 팩 사이에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩 간의 평형을 위한 장치에 있어서,
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩과 전기적으로 연결된 두 개의 단자; 및
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이와 상기 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한하여 상기 배터리 팩간 전압 편차를 감소시키는 평형 회로를 포함하고,
상기 평형 회로는,
상기 두 개의 단자 사이에 병렬 연결된 적어도 하나의 스위치를 포함하되, 상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 스위치를 열어줌으로써 열려진 스위치의 개수를 늘려주어 상기 스위치의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
An apparatus for balancing between battery packs electrically connected between battery packs disposed on both sides, comprising:
Two terminals electrically connected to the battery packs divided into the two sides; And
And a balancing circuit for limiting the amount of current flowing between the battery packs based on a voltage difference between the battery packs divided on both sides and an allowable current amount of the battery pack, thereby reducing a voltage deviation between the battery packs,
Wherein the balancing circuit comprises:
And at least one switch connected in parallel between the two terminals. When it is determined that the voltage difference is larger than the threshold value in comparison with the allowable current amount based on the voltage difference, the number of open switches And controls the opening and closing of the switch.
제 1 항에 있어서, 상기 평형 회로는
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이를 측정하는 전압차 측정부;
상기 두 개의 단자 사이에 상기 적어도 하나의 스위치와 각각 직렬로 연결된 적어도 하나의 저항; 및
상기 전압차 측정부에서 측정된 전압 차이와 상기 허용 전류량을 기준으로 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the balancing circuit
A voltage difference measurement unit for measuring a voltage difference between the battery packs divided into the two sides;
At least one resistor connected in series with the at least one switch between the two terminals; And
And a controller for controlling the at least one switch based on the voltage difference measured by the voltage difference measuring unit and the allowable current amount.
제 2 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 적어도 하나의 저항 중 저항값이 높은 저항과 연결된 스위치를 닫아줌으로써 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 감소시킬 수 있도록 상기 스위치의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
And when the voltage difference is determined to be greater than the threshold value based on the voltage difference, the switch connected to the resistor having a higher resistance value among the at least one resistor is closed to reduce the amount of current flowing between the battery packs Wherein the control unit controls the opening and closing of the switch so that the battery pack can be opened and closed.
삭제delete 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 적어도 하나의 스위치의 개폐 동작에 의해 제어된 전류의 양을 측정하는 전류 측정부; 및
상기 전류 측정부에서 측정한 전류량과 상기 전압차와 상기 저항의 값을 나눈 계산된 전류량을 비교하여 상기 평형 회로의 정상 동작 여부를 판단하는 정상 동작 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
A current measuring unit for measuring an amount of current controlled by the opening / closing operation of the at least one switch; And
Further comprising a normal operation determination unit for determining whether the balance circuit operates normally by comparing the amount of current measured by the current measurement unit and the calculated amount of current divided by the voltage difference and the resistance value, Device.
제 5 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정부에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단부에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the control unit
And a display unit for displaying at least one of a voltage of the battery pack divided into the two sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured by the current measuring unit, and a normal operation state determined by the normal operation determination unit Characterized by a battery pack voltage equalizer.
제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 저항은 모두 동일한 값을 갖거나 또는 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the at least one resistor has the same value or has a different value.
제 5 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정부에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단부에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나의 정보를 무선 통신을 이용하여 수신측으로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the control unit
Wherein the control unit is configured to receive at least one of information on a voltage of the battery pack divided into the two sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured by the current measuring unit, To the battery pack voltage balancing device.
제 8 항에 있어서, 상기 통신부는
사용자 인터페이스를 통해 상기 적어도 하나의 스위치를 무선으로 제어할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
The communication device according to claim 8, wherein the communication unit
Wherein the at least one switch is capable of wirelessly controlling the at least one switch through a user interface.
제 1 항에 있어서,
상기 허용 전류량은 상기 배터리 팩에 따라 다르게 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the allowable current amount can be set differently according to the battery pack.
양측으로 나누어 배치된 배터리 팩 사이에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩 간의 평형을 위한 방법에 있어서,
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩으로부터 전원을 입력받는 단계;
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩 사이의 전압 차이를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 전압 차이와 상기 배터리 팩의 허용 전류량을 기준으로 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 제한하여 상기 배터리 팩간 전압 편차를 감소시키는 평형 단계를 포함하고,
상기 평형 단계는,
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩과 전기적으로 연결된 두 개의 단자를 제공하는 단계;
상기 두 개의 단자 사이에 병렬 연결된 적어도 하나의 스위치를 제공하는 단계; 및
상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 스위치를 열어줌으로써 열려진 스위치의 개수를 늘려주어 상기 스위치의 개폐를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
A method for balancing between battery packs electrically connected between battery packs divided into two,
Receiving power from the battery pack by being electrically connected to the battery packs divided into the two sides;
Measuring a voltage difference between the two divided battery packs; And
And a balancing step of reducing a voltage deviation between the battery packs by limiting an amount of current flowing between the battery packs based on the measured voltage difference and an allowable current amount of the battery pack,
Wherein the balancing step comprises:
Providing two terminals electrically connected to the battery packs divided into two sides;
Providing at least one switch connected in parallel between the two terminals; And
And controlling the opening and closing of the switch by increasing the number of open switches by opening the switch when it is determined that the voltage difference is larger than the threshold value in comparison with the allowable current amount based on the voltage difference Wherein the battery pack is a battery.
제 11 항에 있어서, 상기 평형 단계는
상기 두 개의 단자 사이에 상기 적어도 하나의 스위치와 각각 직렬로 연결된 적어도 하나의 저항을 제공하는 단계; 및
상기 전압차 측정 단계에서 측정된 전압 차이와 상기 허용 전류량을 기준으로 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
12. The method of claim 11,
Providing at least one resistor in series with each of the at least one switch between the two terminals; And
And controlling the at least one switch based on the voltage difference measured in the voltage difference measurement step and the allowable current amount.
제 12 항에 있어서, 상기 제어 단계는
상기 전압 차이를 기반으로 상기 허용 전류량과 비교하여 상기 전압 차이가 임계값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 적어도 하나의 저항 중 저항값이 높은 저항과 연결된 스위치를 닫아줌으로써 상기 배터리 팩 사이에 흐르는 전류량을 감소시킬 수 있도록 상기 스위치의 개폐를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
13. The method of claim 12,
And when the voltage difference is determined to be greater than the threshold value based on the voltage difference, the switch connected to the resistor having a higher resistance value among the at least one resistor is closed to reduce the amount of current flowing between the battery packs And controlling the opening and closing of the switch to allow the battery pack to be charged or discharged.
삭제delete 제 12 항에 있어서, 상기 제어 단계는
상기 적어도 하나의 스위치의 개폐 동작에 의해 제어된 전류의 양을 측정하는 전류 측정 단계; 및
상기 전류 측정 단계에서 측정한 전류량과, 상기 전압 차이와 상기 저항의 값을 나눈 계산된 전류량을 비교하여 상기 평형 회로의 정상 동작 여부를 판단하는 정상 동작 판단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
13. The method of claim 12,
A current measuring step of measuring an amount of current controlled by opening and closing operations of the at least one switch; And
Further comprising a normal operation determination step of determining whether the balance circuit is in a normal operation state by comparing the amount of current measured in the current measurement step and the calculated current amount obtained by dividing the voltage difference and the resistance value, Voltage balancing method.
제 15 항에 있어서, 상기 제어 단계는
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정 단계에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단 단계에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
16. The method of claim 15,
And displaying at least one of a voltage of the battery pack divided into the two sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured in the current measuring step, and a normal operation state determined in the normal operation determination step A method of balancing a battery pack voltage.
제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 저항은 모두 동일한 값을 갖거나 또는 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the at least one resistor has the same value or has a different value.
제 15 항에 있어서, 상기 제어 단계는
상기 양측으로 나누어진 배터리 팩의 전압, 상기 배터리 팩 간의 전압차, 상기 전류 측정 단계에서 측정된 전류량, 상기 정상 동작 판단 단계에서 판단된 정상 동작 유무 중 적어도 어느 하나의 정보를 무선 통신을 이용하여 수신측으로 전송하는 통신 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the controller is configured to receive at least one of information on a voltage of the battery pack divided into the two sides, a voltage difference between the battery packs, an amount of current measured in the current measuring step, And a communication step of transmitting the voltage to the battery pack.
제 18 항에 있어서, 상기 통신 단계는
사용자 인터페이스를 통해 상기 적어도 하나의 스위치를 무선으로 제어할 수 있도록 지원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
19. The method according to claim 18,
And supporting the at least one switch through a user interface to wirelessly control the at least one switch.
제 11 항에 있어서,
상기 허용 전류량은 상기 배터리 팩에 따라 다르게 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 전압 평형 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the allowable current amount can be set differently according to the battery pack.
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