KR101481207B1 - Secondary battery module and management apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

이차 전지 모듈은 직렬로 연결되는 적어도 하나의 단위 셀들을 포함하는 셀 모듈, 상기 셀 모듈의 양극에 연결되는 제1 양극 단자, 상기 셀 모듈을 제어하는 제어기, 상기 제어기의 입력 포트에 연결되는 제2 양극 단자, 및 상기 셀 모듈의 음극에 연결되는 제1 음극 단자 및 제2 음극 단자를 포함한다. 직렬 연결 또는 병렬 연결에 상관없이 동일한 구조의 이차 전지 모듈을 사용할 수 있다.The secondary battery module includes a cell module including at least one unit cell connected in series, a first anode terminal connected to the anode of the cell module, a controller for controlling the cell module, a second terminal connected to the input port of the controller, A cathode terminal, and a first cathode terminal and a second cathode terminal connected to the cathode of the cell module. Regardless of the serial connection or the parallel connection, a secondary battery module having the same structure can be used.

Description

이차 전지 모듈 및 이를 이용한 이차 전지 관리 장치{SECONDARY BATTERY MODULE AND MANAGEMENT APPARATUS USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a secondary battery module and a secondary battery management device using the secondary battery module.

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차 전지 모듈 및 이를 이용한 이차 전지 관리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery module and a secondary battery management apparatus using the same.

비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차 전지에 대한 중요성이 증가되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 기존의 납 축전지와, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차 전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.As the use of portable electric appliances such as video cameras, portable phones, and portable PCs is being activated, the importance of secondary batteries, which are mainly used as driving power sources, is increasing. In particular, the lithium secondary battery has a higher energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with conventional lead-acid batteries and other secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries. It is actively proceeding.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다. 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지 등을 들 수 있다. 이 중에서, 리튬 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하다.Unlike conventional primary batteries, which can not be charged, secondary batteries capable of charging and discharging are under active research in the development of advanced fields such as digital cameras, cellular phones, notebook computers, and hybrid vehicles. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. Among them, the lithium secondary battery has a higher operating voltage than the nickel-cadmium battery or the nickel-metal hydride battery, and has excellent energy density per unit weight.

리튬 이차 전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.The lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte depending on the type of electrolyte. The lithium ion polymer battery can be divided into a fully solid lithium ion polymer battery containing no electrolytic solution and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing an electrolyte depending on the kind of polymer solid electrolyte.

대용량 이차 전지를 구성하기 위해 일반적으로 복수의 전지 모듈들이 직렬 또는 병렬로 접속된다. 요구되는 전류를 제공하기 위해 전지 모듈들이 병렬로 연결된다. 요구되는 전압을 제공하기 위해 전지 모듈들이 직렬로 연결된다. Generally, a plurality of battery modules are connected in series or in parallel to constitute a large-capacity secondary battery. The battery modules are connected in parallel to provide the required current. The battery modules are connected in series to provide the required voltage.

전지 모듈은 복수의 단위 셀을 포함한다. 전지 모듈은 제어기를 포함하며, 제어기는 복수의 단위 셀들의 전류 및 전압을 모니터링한다. The battery module includes a plurality of unit cells. The battery module includes a controller, and the controller monitors current and voltage of the plurality of unit cells.

전지 모듈들이 직렬 또는 병렬로 연결됨에 따라 제어 로직이 달라진다. 기존에는 직렬 연결 또는 병렬 연결에 따라 전지 모듈 내의 제어 로직을 수동으로 변경해왔다.The control logic changes as the battery modules are connected in series or in parallel. Conventionally, the control logic in the battery module has been manually changed in accordance with the serial connection or the parallel connection.

본 발명은 직렬 연결 및 병렬 연결을 인식하는 이차 전지 모듈을 제공한다.The present invention provides a secondary battery module that recognizes serial connection and parallel connection.

본 발명은 또한 직렬 연결 및 병렬 연결을 인식하는 이차 전지 모듈을 이용하는 이차 전지 관리 장치를 제공한다.The present invention also provides a secondary battery management apparatus using a secondary battery module that recognizes serial connection and parallel connection.

일 양태에 있어서, 이차 전지 모듈은 직렬로 연결되는 적어도 하나의 단위 셀들을 포함하는 셀 모듈, 상기 셀 모듈의 양극에 연결되는 제1 양극 단자, 상기 셀 모듈을 제어하는 제어기, 상기 제어기의 입력 포트에 연결되는 제2 양극 단자, 및 상기 셀 모듈의 음극에 연결되는 제1 음극 단자 및 제2 음극 단자를 포함한다.In one aspect, the secondary battery module includes a cell module including at least one unit cell connected in series, a first anode terminal connected to the anode of the cell module, a controller for controlling the cell module, And a first cathode terminal and a second cathode terminal connected to the cathode of the cell module.

상기 제어기는 상기 입력 포트의 상태에 따라 상기 이차 전지 모듈이 다른 이차 전지 모듈과 직렬 병렬인지 또는 병렬 연결인지를 판단할 수 있다.The controller can determine whether the secondary battery module is connected in series or parallel with another secondary battery module according to the state of the input port.

상기 제1 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자에 연결되고, 상기 제2 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 직렬 연결될 수 있다.When the first negative terminal is connected to the first positive terminal of the other rechargeable battery module and the second negative terminal is connected to the second positive terminal of the other rechargeable battery module, Can be connected in series.

상기 제1 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자에 연결되고, 상기 제2 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 음극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 직렬 연결될 수 있다.When the first positive terminal is connected to the first negative terminal of the other rechargeable battery module and the second positive terminal is connected to the second negative terminal of the other rechargeable battery module, Can be connected in series.

상기 제1 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자에 연결되고, 상기 제2 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 음극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 병렬 연결될 수 있다.When the first negative terminal is connected to the first negative terminal of the other rechargeable battery module and the second negative terminal is connected to the second negative terminal of the other rechargeable battery module, Can be connected in parallel.

상기 제1 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자에 연결되고, 상기 제2 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 병렬 연결될 수 있다.When the first positive terminal is connected to the first positive terminal of the other secondary battery module and the second positive terminal is connected to the second positive terminal of the other secondary battery module, Can be connected in parallel.

상기 제2 양극 단자에 전압이 걸리는지 여부에 따라 상기 입력 포트의 상태가 달라질 수 있다.The state of the input port can be changed depending on whether a voltage is applied to the second anode terminal.

다른 양태에서, 이차 전지 관리 장치는 복수의 이차 전지 모듈, 및 상기 복수의 이차 전지 모듈 각각으로부터 상기 복수의 이차 전지 모듈이 직렬 연결되는지 또는 병렬 연결되는지 여부를 제공받는 상위 제어기를 포함하되, 상기 복수의 이차 전지 모듈 각각은 직렬로 연결되는 적어도 하나의 단위 셀들을 포함하는 셀 모듈, 상기 셀 모듈의 양극에 연결되는 제1 양극 단자, 해당되는 이차 전지 모듈이 다른 이차 전지 모듈과 직렬 연결되는지 또는 병렬 연결되는지 여부를 상기 상위 제어기로 제공하는 제어기, 상기 제어기의 입력 포트에 연결되는 제2 양극 단자, 및 상기 셀 모듈의 음극에 연결되는 제1 음극 단자 및 제2 음극 단자를 포함한다.In another aspect, the secondary battery management apparatus includes a plurality of secondary battery modules, and an upper controller that is provided whether each of the plurality of secondary battery modules is connected in series or in parallel from each of the plurality of secondary battery modules, Each of the secondary battery modules may include a cell module including at least one unit cell connected in series, a first anode terminal connected to the anode of the cell module, a corresponding secondary battery module connected in series with another secondary battery module, A second cathode terminal connected to the input port of the controller, and a first cathode terminal and a second cathode terminal connected to the cathode of the cell module.

직렬 연결 또는 병렬 연결에 상관없이 동일한 구조의 이차 전지 모듈을 사용할 수 있으므로, 일관성있는 이차 전지 모듈의 생산이 가능하다.The secondary battery module having the same structure can be used irrespective of the series connection or the parallel connection, so that it is possible to produce a consistent secondary battery module.

이차 전지 모듈을 교체할 때, 작업자가 직렬형 모듈 또는 병렬형 모듈을 구분할 필요가 없어 잘못된 교체로 인한 부담을 줄일 수 있다. When replacing the secondary battery module, the operator does not need to distinguish the serial type module or the parallel type module, thereby reducing the burden due to erroneous replacement.

복수의 이차 전지 모듈을 간단하게 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. A plurality of secondary battery modules can be connected in series or in parallel.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈을 나타낸 블록도이다.
도 2는 직렬 연결의 일 예를 보여준다.
도 3은 병렬 연결의 일 예를 보여준다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 관리 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a secondary battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows an example of a series connection.
3 shows an example of a parallel connection.
4 is a block diagram illustrating a secondary battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a secondary battery module according to an embodiment of the present invention.

이차 전지 모듈(100)은 셀 모듈(110), 외형을 형성하는 하우징(170) 및 제어기(180)를 포함한다. The secondary battery module 100 includes a cell module 110, a housing 170 that forms an external shape, and a controller 180.

셀 모듈(110)은 적어도 하나의 단위 셀(111)을 포함한다. 복수의 단위 셀(111)은 직렬로 연결되어 요구되는 전압 및 전류를 제공한다. 단위 셀(111)은 충전가능한 이차 전지로 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지 중 적어도 어느 하나를 포함한다. The cell module 110 includes at least one unit cell 111. A plurality of unit cells 111 are connected in series to provide the required voltage and current. The unit cell 111 is a rechargeable secondary battery including at least one of a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery.

제어기(180)는 셀 모듈(110)을 제어하고, 셀 모듈(110)의 충전 및 방전을 모니터링한다. 제어기(180)는 복수의 입력 포트와 출력 포트가 구비되고, 셀 모듈(110)의 상태를 모니터링하기 위해 온도 센서(미도시) 등이 연결될 수 있다. The controller 180 controls the cell module 110 and monitors the charging and discharging of the cell module 110. The controller 180 has a plurality of input ports and output ports, and a temperature sensor (not shown) or the like may be connected to monitor the state of the cell module 110.

하우징(170)에는 4개의 단자(120, 130, 140, 150)가 배치된다. 하우징(170)은 파우치형 또는 캔 형이 될 수 있으나, 제한이 있는 것은 아니다.Four terminals 120, 130, 140 and 150 are disposed in the housing 170. The housing 170 may be pouch-shaped or can-shaped, but is not limited thereto.

제1 양극 단자(120)는 셀 모듈(110)의 양극에 연결된다. 제2 양극 단자(130)는 제어기(180)의 입력 포트(181)에 연결된다. 또한, 제2 양극 단자(130)는 접지와 연결된다. 제1 음극 단자(140) 및 제2 음극 단자(150)는 셀 모듈(110)의 음극에 연결된다. The first anode terminal 120 is connected to the anode of the cell module 110. The second positive terminal 130 is connected to the input port 181 of the controller 180. Also, the second anode terminal 130 is connected to the ground. The first anode terminal 140 and the second anode terminal 150 are connected to the cathode of the cell module 110.

셀 모듈(110)의 양극은 직렬도 연결되는 복수의 단위 셀들 중 가장 높은 전압을 갖는 전극을 의미하고, 셀 모듈(110)의 음극은 직렬도 연결되는 복수의 단위 셀들 중 가장 낮은 전압의 전극을 의미한다. The anode of the cell module 110 is an electrode having the highest voltage among a plurality of unit cells connected in series and the cathode of the cell module 110 is connected to the lowest voltage electrode among a plurality of unit cells connected in series it means.

제2 양극 단자(130)와 입력 포트(181) 사이 및/또는 제2 양극 단자(130)와 접지 사이에는 저항과 같은 수동 소자(passive element)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 양극 단자(120), 제1 음극 단자(140) 및 제2 음극 단자(150)와 셀 모듈(110)의 전극 사이에도 저항과 같은 수동 소자가 배치될 수 있다. A passive element such as a resistor may be disposed between the second positive electrode terminal 130 and the input port 181 and / or between the second positive electrode terminal 130 and the ground. A passive element such as a resistor may be disposed between the first positive electrode terminal 120, the first negative electrode terminal 140, and the second negative electrode terminal 150 and the electrode of the cell module 110.

이제 전술한 이차 전지 모듈(100)을 이용하여 복수의 이차 전지 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하는 방법에 대해 기술한다.Now, a method of connecting a plurality of secondary battery modules in series or in parallel using the above-described secondary battery module 100 will be described.

설명을 명확히 하기 위해, 이에서는 4개의 이차 전지 모듈과 각 이차 전지 모듈의 전압이 M (M>0) 볼트인 것을 고려한다. 이차 전지 모듈의 출력이나 개수는 예시에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다.For the sake of clarity, it is assumed that the voltages of the four secondary battery modules and the respective secondary battery modules are M (M > 0) volts. The output or the number of the secondary battery module is merely an example and does not limit the technical idea of the present invention.

도 2는 직렬 연결의 일 예를 보여준다.Figure 2 shows an example of a series connection.

4개의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)을 직렬 연결하여 4M 볼트의 출력을 제공한다.Four secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 are connected in series to provide an output of 4M volts.

제1 이차 전지 모듈(210)은 제1 양극 단자(211), 제2 양극 단자(212), 제1 음극 단자(215), 제2 음극 단자(216)를 포함한다. 제2 이차 전지 모듈(220)은 제1 양극 단자(221), 제2 양극 단자(222), 제1 음극 단자(225), 제2 음극 단자(226)를 포함한다. 제3 이차 전지 모듈(230)은 제1 양극 단자(231), 제2 양극 단자(232), 제1 음극 단자(235), 제2 음극 단자(236)를 포함한다. 제4 이차 전지 모듈(240)은 제1 양극 단자(241), 제2 양극 단자(242), 제1 음극 단자(245), 제2 음극 단자(246)를 포함한다. The first secondary battery module 210 includes a first cathode terminal 211, a second cathode terminal 212, a first cathode terminal 215 and a second cathode terminal 216. The second secondary battery module 220 includes a first cathode terminal 221, a second cathode terminal 222, a first cathode terminal 225, and a second cathode terminal 226. The third secondary battery module 230 includes a first positive terminal 231, a second positive terminal 232, a first negative terminal 235, and a second negative terminal 236. The fourth secondary battery module 240 includes a first positive terminal 241, a second positive terminal 242, a first negative terminal 245, and a second negative terminal 246.

제1 이차 전지 모듈(210)은 제2 이차 전지 모듈(220)과 직렬 연결되고, 제2 이차 전지 모듈(220)은 제3 이차 전지 모듈(230)과 직렬 연결되고, 제3 이차 전지 모듈(230)은 제4 이차 전지 모듈(240)과 직렬 연결된다. The first secondary battery module 210 is connected in series with the second secondary battery module 220. The second secondary battery module 220 is connected in series with the third secondary battery module 230, 230 are connected in series with the fourth secondary battery module 240.

각 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자 및 제2 양극 단자는 직렬되는 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자 및 제2 음극 단자에 각각 연결된다. 보다 구체적으로, 제2 이차 전지 모듈(220)의 제1 양극 단자(221)는 제1 이차 전지 모듈(210)의 제1 음극 단자(215)에 연결되고, 제2 이차 전지 모듈(220)의 제2 양극 단자(222)는 제1 이차 전지 모듈(210)의 제2 음극 단자(216)에 연결된다. The first positive terminal and the second positive terminal of each secondary battery module are respectively connected to the first negative terminal and the second negative terminal of the secondary battery module connected in series. More specifically, the first anode terminal 221 of the second secondary battery module 220 is connected to the first anode terminal 215 of the first secondary battery module 210, The second anode terminal 222 is connected to the second anode terminal 216 of the first secondary battery module 210.

제1 이차 전지 모듈(210)의 제1 양극 단자(211) 및 제2 양극 단자(212)는 연결되어, 가장 높은 전압을 제공한다. The first positive terminal 211 and the second positive terminal 212 of the first secondary battery module 210 are connected to provide the highest voltage.

제4 이차 전지 모듈(240)의 제1 음극 단자(241) 및 제2 음극 단자(246)는 연결되어, 가장 낮은 전압을 제공한다. The first negative terminal 241 and the second negative terminal 246 of the fourth secondary battery module 240 are connected to provide the lowest voltage.

전술한 연결에 따르면, 제4 이차 전지 모듈(240)의 제1 양극 단자(241) 및 제2 양극 단자(242)에는 M 볼트의 전압이 걸린다. 제3 이차 전지 모듈(230)의 제1 양극 단자(231) 및 제2 양극 단자(232)에는 2M 볼트의 전압이 걸린다. 제2 이차 전지 모듈(220)의 제1 양극 단자(221) 및 제2 양극 단자(222)에는 3M 볼트의 전압이 걸린다. 제1 이차 전지 모듈(210)의 제1 양극 단자(211) 및 제2 양극 단자(212)에는 4M 볼트의 전압이 걸린다. According to the above-described connection, a voltage of M volts is applied to the first positive terminal 241 and the second positive terminal 242 of the fourth secondary battery module 240. A voltage of 2M volts is applied to the first positive electrode terminal 231 and the second positive electrode terminal 232 of the third secondary battery module 230. A voltage of 3 M volts is applied to the first positive terminal 221 and the second positive terminal 222 of the second secondary battery module 220. A voltage of 4 M volts is applied to the first positive terminal 211 and the second positive terminal 212 of the first secondary battery module 210.

따라서, 4개의 이차 전지 모듈(210, 220, 230, 240)을 직렬로 연결하여 4M 볼트의 전압을 제공할 수 있다. Therefore, the four secondary battery modules 210, 220, 230, and 240 may be connected in series to provide a voltage of 4 M volts.

그리고, 각 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에는 최소 M 볼트가 제공되어 각 이차 전지 모듈의 제어기의 입력 포트에 풀-업 효과를 발생시키고, 입력 포트의 상태는 'high'로 셋팅 된다. 입력 포트의 상태가 'high'가 되면, 제어기는 이차 전지 모듈이 직렬로 연결됨을 파악하고, 직렬 연결을 위한 제어 로직을 구동한다. The second positive terminal of each secondary battery module is provided with a minimum of M volts to generate a pull-up effect on the input port of the controller of each secondary battery module, and the state of the input port is set to 'high'. When the state of the input port becomes 'high', the controller recognizes that the secondary battery module is connected in series, and drives the control logic for the serial connection.

도 3은 병렬 연결의 일 예를 보여준다. 3 shows an example of a parallel connection.

4개의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)을 병렬 연결하여 M 볼트의 출력을 제공한다.Four secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 are connected in parallel to provide an output of M volts.

모든 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)의 제1 및 제2 음극 단자는 서로 연결되어 접지된다. 모든 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)의 제1 양극 단자는 연결되어 M 볼트의 전압을 제공한다. The first and second negative terminals of all the secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 are connected to each other and grounded. The first positive terminal of all the secondary battery modules 210, 22, 230, 240 is connected to provide a voltage of M volts.

모든 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)의 제2 및 제2 음극 단자는 서로 연결된다. 따라서, 풀-다운 효과로 인해 각 이차 전지 모듈의 제어기의 입력 포트의 상태는 'low'로 셋팅 된다. 입력 포트의 상태가 'low'가 되면, 제어기는 이차 전지 모듈이 병렬로 연결됨을 파악하고, 병렬 연결을 위한 제어 로직을 구동한다. The second and second negative terminals of all the secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 are connected to each other. Therefore, the state of the input port of the controller of each secondary battery module is set to 'low' due to the pull-down effect. When the state of the input port becomes 'low', the controller recognizes that the secondary battery modules are connected in parallel, and drives the control logic for the parallel connection.

동일한 이차 전지 모듈의 구조로 직렬 연결 또는 병렬 연결이 가능하다. 작업자가 원하는 연결이 가능하고, 직렬형 모듈과 병렬형 모듈을 별도로 보관할 필요가 없다. 재고 관리 비용이 절감되고, 이차 전지 모듈의 생산 라인의 간소화를 가져올 수 있다. The same secondary battery module structure allows serial connection or parallel connection. There is no need to keep the serial module and the parallel module separately. The inventory management cost can be reduced, and the production line of the secondary battery module can be simplified.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 관리 장치를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a secondary battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.

이차 전지 관리 장치는 복수의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240) 및 상위 제어기(280)를 포함한다. The secondary battery management apparatus includes a plurality of secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 and an upper controller 280.

복수의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)는 직렬 연결 또는 병렬 연결될 수 있다. 복수의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240) 각각의 제어기는 직렬 연결 또는 병렬 연결 여부를 상위 제어기(280)로 제공할 수 있다. The plurality of secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 may be connected in series or in parallel. The controller of each of the plurality of secondary battery modules 210, 22, 230, and 240 may provide the host controller 280 with serial connection or parallel connection.

상위 제어기(280)는 복수의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240)의 직렬 연결 또는 병렬 연결에 따라 이차 전지를 관리하거나 제어하는 로직을 구현할 수 있다.The host controller 280 may implement logic to manage or control the secondary battery according to serial connection or parallel connection of the plurality of secondary battery modules 210, 22, 230, 240.

복수의 이차 전지 모듈(210, 22, 230, 240) 중 하나가 방전되어 새로운 이차 전지 모듈로 교체될 때, 작업자가 직렬 연결 또는 병렬 연결을 별도로 지정하지 않아도 된다. 이차 전지 관리 장치가 자동으로 직렬 연결 또는 병렬 연결을 판단할 수 있다. 따라서, 이차 전지 모듈의 교체 작업시 오류를 줄일 수 있다. When one of the plurality of secondary battery modules 210, 22, 230, 240 is discharged and replaced with a new secondary battery module, the operator does not have to designate serial connection or parallel connection separately. The secondary battery management apparatus can automatically determine a serial connection or a parallel connection. Therefore, errors can be reduced when the secondary battery module is replaced.

이차 전지는 전기 자동차(electric vehicle) 또는 휴대용 기기의 전기적 소스로 사용될 수 있다. 제안되는 이차 전지 모듈 및 이차 전지 관리 장치는 전기 자동차 또는 휴대용 기기에 포함될 수 있다. The secondary battery can be used as an electric source of an electric vehicle or a portable device. The proposed secondary battery module and the secondary battery management device may be included in an electric vehicle or a portable device.

전기 자동차는 추진력으로 하나 또는 그 이상의 전기 모터를 포함하는 차량을 말한다. 전기 자동차는 내연 기관(combustion engine)을 또 하나의 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기 자동차일 수 있다.An electric vehicle refers to a vehicle that includes one or more electric motors as driving force. The electric vehicle may be a hybrid electric vehicle that uses a combustion engine as another power source.

제어기는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. The controller may be implemented by a processor. The processor may comprise an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipset, logic circuitry and / or a data processing device. The memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices. When the embodiment is implemented in software, the above-described techniques may be implemented with modules (processes, functions, and so on) that perform the functions described above. The module is stored in memory and can be executed by the processor. The memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by any of a variety of well known means.

Claims (17)

직렬로 연결되는 적어도 하나의 단위 셀들을 포함하는 셀 모듈;
상기 셀 모듈의 양극에 연결되는 제1 양극 단자;
상기 셀 모듈을 제어하는 제어기;
상기 제어기의 입력 포트에 연결되는 제2 양극 단자; 및
상기 셀 모듈의 음극에 연결되는 제1 음극 단자 및 제2 음극 단자를 포함하고,
상기 제2 양극 단자에 전압이 걸려 상기 입력 포트에 풀-업(Pull-Up) 현상이 발생되는 경우, 상기 입력 포트의 상태는 하이(High) 상태로 변경되고 상기 제어기는 상기 입력 포트의 하이 상태에 대응하여 다른 이차 전지 모듈과 직렬 연결된 것으로 판단하고,
반대로, 상기 제2 양극 단자에 전압이 걸리지 않아 상기 입력 포트에 풀-다운(Pull-Down) 현상이 발생되는 경우, 상기 입력 포트의 상태는 로우(Low) 상태로 변경되고 상기 제어기는 상기 입력 포트의 로우 상태에 대응하여 다른 이차 전지 모듈과 병렬 연결된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.A cell module including at least one unit cell connected in series;
A first positive terminal connected to the anode of the cell module;
A controller for controlling the cell module;
A second positive terminal coupled to an input port of the controller; And
A first negative terminal and a second negative terminal connected to a cathode of the cell module,
When a voltage is applied to the second positive terminal to cause a pull-up phenomenon to occur in the input port, the state of the input port is changed to a high state, It is determined that the secondary battery module is connected in series with another secondary battery module,
On the other hand, when a pull-down phenomenon occurs in the input port because a voltage is not applied to the second positive terminal, the state of the input port is changed to a low state, The second battery module is connected in parallel to the second battery module in response to the low state of the second battery module. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자에 연결되고, 상기 제2 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.The method according to claim 1,
When the first negative terminal is connected to the first positive terminal of the other rechargeable battery module and the second negative terminal is connected to the second positive terminal of the other rechargeable battery module, And the secondary battery module is connected in series. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자에 연결되고, 상기 제2 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 음극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.The method of claim 3,
When the first positive terminal is connected to the first negative terminal of the other rechargeable battery module and the second positive terminal is connected to the second negative terminal of the other rechargeable battery module, And the secondary battery module is connected in series. 제 4 항에 있어서,
상기 제1 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자에 연결되고, 상기 제2 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 음극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.5. The method of claim 4,
When the first negative terminal is connected to the first negative terminal of the other rechargeable battery module and the second negative terminal is connected to the second negative terminal of the other rechargeable battery module, And the second battery module is connected in parallel. 제 5 항에 있어서,
상기 제1 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자에 연결되고, 상기 제2 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.6. The method of claim 5,
When the first positive terminal is connected to the first positive terminal of the other secondary battery module and the second positive terminal is connected to the second positive terminal of the other secondary battery module, And the second battery module is connected in parallel. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 복수의 이차 전지 모듈; 및
상기 복수의 이차 전지 모듈 각각으로부터 상기 복수의 이차 전지 모듈이 직렬 연결되는지 또는 병렬 연결되는지 여부를 제공받는 상위 제어기를 포함하되,
상기 복수의 이차 전지 모듈 각각은
직렬로 연결되는 적어도 하나의 단위 셀들을 포함하는 셀 모듈;
상기 셀 모듈의 양극에 연결되는 제1 양극 단자;
해당되는 이차 전지 모듈이 다른 이차 전지 모듈과 직렬 연결되는지 또는 병렬 연결되는지 여부를 상기 상위 제어기로 제공하는 제어기;
상기 제어기의 입력 포트에 연결되는 제2 양극 단자; 및
상기 셀 모듈의 음극에 연결되는 제1 음극 단자 및 제2 음극 단자를 포함하고,
상기 제2 양극 단자에 전압이 걸려 상기 입력 포트에 풀-업(Pull-Up) 현상이 발생된 경우, 상기 입력 포트의 상태는 하이(High) 상태로 변경되고 상기 제어기는 상기 입력 포트의 하이 상태에 대응하여 다른 이차 전지 모듈과 직렬 연결된 것으로 판단하고,
반대로, 상기 제2 양극 단자에 전압이 걸리지 않아 상기 입력 포트에 풀-다운(Pull-Down) 현상이 발생된 경우, 상기 입력 포트의 상태는 로우(Low) 상태로 변경되고 상기 제어기는 상기 입력 포트의 로우 상태에 대응하여 다른 이차 전지 모듈과 병렬 연결된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 관리 장치.A plurality of secondary battery modules; And
And an upper controller which is provided with a plurality of secondary battery modules to which the plurality of secondary battery modules are connected in series or in parallel,
Each of the plurality of secondary battery modules
A cell module including at least one unit cell connected in series;
A first positive terminal connected to the anode of the cell module;
A controller for providing to the host controller whether the corresponding secondary battery module is connected in series or in parallel with another secondary battery module;
A second positive terminal coupled to an input port of the controller; And
A first negative terminal and a second negative terminal connected to a cathode of the cell module,
When a voltage is applied to the second positive terminal and a pull-up phenomenon occurs in the input port, the state of the input port is changed to a high state, and the controller sets a high state It is determined that the secondary battery module is connected in series with another secondary battery module,
On the contrary, when a pull-down phenomenon occurs in the input port due to the voltage being not applied to the second positive terminal, the state of the input port is changed to a low state, Of the secondary battery module is determined to be connected in parallel with another secondary battery module in response to the low state of the secondary battery module. 삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 제1 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자에 연결되고, 상기 제2 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 관리 장치.11. The method of claim 10,
When the first negative terminal is connected to the first positive terminal of the other rechargeable battery module and the second negative terminal is connected to the second positive terminal of the other rechargeable battery module, And the secondary battery is connected in series. 제 12 항에 있어서,
상기 제1 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자에 연결되고, 상기 제2 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 음극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 관리 장치.13. The method of claim 12,
When the first positive terminal is connected to the first negative terminal of the other rechargeable battery module and the second positive terminal is connected to the second negative terminal of the other rechargeable battery module, And the secondary battery is connected in series. 제 13 항에 있어서,
상기 제1 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 음극 단자에 연결되고, 상기 제2 음극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 음극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 관리 장치.14. The method of claim 13,
When the first negative terminal is connected to the first negative terminal of the other rechargeable battery module and the second negative terminal is connected to the second negative terminal of the other rechargeable battery module, And the secondary battery is connected in parallel. 제 14 항에 있어서,
상기 제1 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제1 양극 단자에 연결되고, 상기 제2 양극 단자가 상기 다른 이차 전지 모듈의 제2 양극 단자에 연결되면 상기 이차 전지 모듈과 상기 다른 이차 전지 모듈은 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 관리 장치.15. The method of claim 14,
When the first positive terminal is connected to the first positive terminal of the other secondary battery module and the second positive terminal is connected to the second positive terminal of the other secondary battery module, And the secondary battery is connected in parallel. 삭제delete 삭제delete
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