KR101579568B1 - Heating system for a battery module and method of heating the battery module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 모듈을 위한 가열 시스템 및 방법을 개시한다. 상기 방법은 상기 제1 배터리 셀 그룹의 제1 전압레벨을 나타내는 제1 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제2 배터리 셀 그룹의 제2 전압레벨을 나타내는 제2 신호를 생성하는 단계;를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 배터리 셀 그룹 및 제2 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 출력하는 단계;를 포함한다. 상기 방법은 만약 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮고 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있지 않은 경우, 상기 컴퓨터를 이용하여 부분적으로 방전되도록 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 중 어느 하나를 선택하는 단계;를 포함한다.The present invention discloses a heating system and method for a battery module. The method comprising: generating a first signal indicative of a first voltage level of the first group of battery cells; And generating a second signal indicative of a second voltage level of the second battery cell group. The method includes outputting a temperature signal indicative of a temperature level of at least one of the first battery cell group and the second battery cell group. The method further comprises: if the temperature level is less than the threshold temperature level and the first battery cell group is not electrically balancing with the second battery cell group, And selecting one of the two battery cell groups.
Description
본 발명은 배터리 모듈을 가열 시키는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 모듈에 저장된 전력을 이용하여 배터리 모듈을 가열 시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for heating a battery module, and more particularly, to a system and method for heating a battery module using power stored in the battery module.
전기 자동차의 배터리의 내부 온도가 상대적으로 차가울 때, 상기 배터리 에서 공급되는 전력량은 요구되는 전력 레벨보다 낮아질 수 있다.When the internal temperature of the battery of the electric vehicle is relatively cold, the amount of electric power supplied from the battery may be lower than the required electric power level.
본 발명자는 상기 언급된 비효율성을 제거하기 위해 배터리 모듈을 가열하는 시스템 및 방법이 필요하다는 것을 알게 되었다. The inventors have found that there is a need for a system and method for heating a battery module to eliminate the aforementioned inefficiencies.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 배터리 모듈을 위한 가열 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a heating system and method for a battery module.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈을 위한 가열 시스템은, 제1 및 제2 배터리 셀 그룹을 가진 배터리 모듈을 위한 가열 시스템으로서, 제1 스위치가 제1 동작위치에 있을 때, 상기 제1 배터리 셀 그룹과 전기적으로 연결되도록 구성된 제1 저항; 제2 스위치가 제1 동작위치에 있을 때, 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 연결되도록 구성된 제2 저항; 상기 제1 배터리 셀 그룹 및 제2 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 출력하도록 구성된 온도센서; 및 만약 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮은 경우 부분적으로 방전되도록 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항을 통해 각각 방전하여 열 에너지를 생성하도록 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 상기 제1 동작위치에 가도록 제1 및 제2 제어신호를 출력하고, 배터리 모듈 내에서 열 에너지를 분산시켜 배터리 모듈의 온도레벨을 증가하도록 팬을 턴온(turn on)시키는 제3 제어신호를 출력하는 컴퓨터;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heating system for a battery module having first and second battery cell groups, wherein when the first switch is in the first operating position, A first resistor configured to be electrically coupled to the first battery cell group; A second resistor configured to be electrically coupled to the second battery cell group when the second switch is in the first operating position; A temperature sensor configured to output a temperature signal indicative of a temperature level of at least one of the first battery cell group and the second battery cell group; And first and second battery cell groups each of which discharges through the first and second resistors to generate thermal energy such that each of the first and second battery cell groups discharges through the first and second resistors such that if the temperature level is lower than a critical temperature level, A third control signal for turning on the fan to increase the temperature level of the battery module by distributing the thermal energy in the battery module, outputting first and second control signals such that each of the switches is in the first operating position, And a computer for outputting the program.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터는 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 제1 및 제2 제어신호의 출력중단으로 상기 제1 및 제2 스위치가 제2 동작위치로 가도록 하여 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항을 통해 방전하는 것을 중단한다.According to an embodiment of the present invention, when the temperature level is equal to or higher than the critical temperature level, the output of the first and second control signals causes the first and second switches to switch to the second operating position So that each of the first and second battery cell groups stops discharging through the first and second resistors.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터는 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 제3 제어신호의 출력을 중단하여 상기 팬을 턴오프(turn off)되도록 한다.According to an embodiment of the present invention, when the temperature level is equal to or higher than the threshold temperature level, the computer stops outputting the third control signal and turns the fan off.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터는 상기 제1 및 제2 전압센서 각각으로부터 출력된 제1 및 제2 신호를 바탕으로 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는지 판단하고, 만약 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮고 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는 경우, 제1 및 제2 제어신호를 출력한다.According to an embodiment of the present invention, the computer is configured to electrically balance the first battery cell group with the second battery cell group based on the first and second signals output from the first and second voltage sensors, respectively, And outputs first and second control signals when the temperature level is lower than the critical temperature level and the first battery cell group is electrically balanced with the second battery cell group.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈을 위한 가열 방법은 제1 및 제2 배터리 셀 그룹을 가진 배터리 모듈을 위한 가열 방법으로서, 온도센서를 사용하여 상기 제1 배터리 셀 그룹 및 제2 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 출력하는 단계; 만약 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮은 경우, 상기 컴퓨터를 이용하여 부분적으로 방전되도록 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항 각각을 통해 방전하여 열 에너지를 생성하도록 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 상기 제1 동작위치에 가도록 각각 제1 및 제2 제어신호를 출력하는 단계; 및 상기 컴퓨터를 사용하여 배터리 모듈 내에서 열 에너지를 분산시켜 배터리 모듈의 온도레벨을 증가하도록 팬을 턴온(turn on)시키는 제3 제어신호를 출력하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a heating method for a battery module having a first and a second battery cell group, the method comprising: Outputting a temperature signal indicative of a temperature level of at least one of the battery cell groups; Wherein if the temperature level is lower than the critical temperature level, each of the first and second battery cell groups discharges through each of the first and second resistors to generate thermal energy to be partially discharged using the computer, Outputting first and second control signals, respectively, such that each of the first and second switches is in the first operating position; And outputting a third control signal to turn on the fan to increase the temperature level of the battery module by dispersing thermal energy in the battery module using the computer.
본 발명에 따른 배터리 모듈을 위한 방법은, 상기 컴퓨터를 사용하여 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 제1 및 제2 스위치가 제2 동작위치로 가도록 하여 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항을 통해 방전하는 것을 중단하도록 하여 상기 제1 및 제2 제어신호의 출력을 중단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for a battery module according to the present invention is characterized in that when the temperature level is equal to or higher than the critical temperature level by using the computer, the first and second switches are moved to the second operating position, Stopping the output of the first and second control signals by causing each of the two battery cell groups to stop discharging through the first and second resistors.
본 발명에 따른 배터리 모듈을 위한 방법은, 상기 컴퓨터를 이용하여 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 팬을 턴오프(turn off)되도록 상기 제3 제어신호의 출력을 중단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for a battery module according to the present invention stops the output of the third control signal so that the fan is turned off when the temperature level is equal to or higher than the critical temperature level using the computer Step;
본 발명에 따른 배터리 모듈을 위한 방법은, 상기 컴퓨터를 이용하여 상기 제1 및 제2 전압센서 각각으로부터 출력된 제1 및 제2 신호를 바탕으로 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는지 판단하는 단계; 및 상기 컴퓨터를 이용하여 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮고 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는 경우, 제1 및 제2 제어신호를 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for a battery module according to the present invention is characterized in that based on first and second signals output from each of the first and second voltage sensors using the computer, Determining whether or not electrical balancing is performed with respect to the electric field; And outputting first and second control signals using the computer when the temperature level is lower than a critical temperature level and the first battery cell group is electrically balanced with the second battery cell group .
배터리 모듈을 위한 상기 가열 시스템 및 방법은 배터리 모듈을 위한 다른 가열 시스템 및 방법에 비해 실질적인 장점을 제공한다. 특히, 상기 가열 시스템 및 방법은 임계온도레벨 이상으로 상기 배터리 모듈의 온도를 상승시키도록 가열 시스템 내 밸런싱 저항을 사용하여 열 에너지를 생성 한다.The heating system and method for a battery module provide substantial advantages over other heating systems and methods for a battery module. In particular, the heating system and method generate thermal energy using a balancing resistor in the heating system to raise the temperature of the battery module above the critical temperature level.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 가열 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 가열 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 가열 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.1 is a configuration diagram of a battery module heating system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a flow of a battery module heating method according to another embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a flow of a battery module heating method according to another embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(20)을 위한 가열 시스템(10)이 도시되어 있다. 상기 가열 시스템(10)의 장점은 열에너지를 생성하는 밸런싱 저항을 이용하여 상기 배터리 모듈(20)내 배터리 셀들의 전기적 밸런싱을 이루면서 배터리 모듈(20)의 온도를 임계온도레벨과 동일하게 또는 그 이상으로 상승시키는 것이 있다. 이해를 위해, 상기 "전기적 밸런싱을 이루고 있는"이란 용어는 2이상의 배터리 셀들(또는 2이상의 배터리 셀 그룹들)이 실질적으로 동일한 출력 전압 또는 실직적으로 동일한 충전상태(state-of-charge)를 가지고 있는 것을 의미한다. 배터리 셀 그룹의 충전상태(state-of-charge)는 아래의 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.
Referring to Figure 1, a
배터리 셀 그룹의 출력전압은 배터리 셀 그룹 내에 포함된 배터리 셀의 출력전압에 대응하는 것은 자명하다. 상기 "저항"이란 용어는 내부 임피던스를 통해 전력을 흩뜨리는 하나 이상의 전기적 구성요소를 의미한다. 예를 들어, 저항은 적어도 하나 이상의 탄소 기반의 전기저항소자, 전선이 묶인 전기저항소자 및 가열 코일로 구성될 수 있다.It is apparent that the output voltage of the battery cell group corresponds to the output voltage of the battery cell included in the battery cell group. The term "resistor" refers to one or more electrical components that dissipate power through an internal impedance. For example, the resistor may comprise at least one or more carbon-based electrical resistive elements, electrical resistive elements bounded by wires, and heating coils.
상기 배터리 모듈(20)은 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32)을 포함한다. 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)은 노드(node) 46 및 48 사이에서 전기적으로 병렬로 연결된 배터리 셀들(40, 42, 44)를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)은 전기적으로 병렬로 연결된 3개 이하의 배터리 셀들 또는 그 이상의 배터리 셀들로 포함할 수 있다. 일 실시예로, 상기 배터리 셀들(40, 42, 44)은 리튬-이온 파우치형 배터리 셀이다. 물론, 다른 실시예에서, 상기 배터리 셀들(40, 42, 44)은 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려진 다른 타입의 배터리 셀들이 될 수 있다. 상기 제2 배터리 셀 그룹(32)은 노드(node) 56 및 58 사이에서 전기적으로 병렬로 연결된 배터리 셀들(50, 52, 54)를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 제 배터리 셀 그룹(32)은 전기적으로 병렬로 연결된 3개 이하의 배터리 셀들 또는 그 이상의 배터리 셀들로 포함할 수 있다. 일 실시예로, 상기 배터리 셀들(50, 52, 54)은 리튬-이온 파우치형 배터리 셀이다. 물론, 다른 실시예에서, 상기 배터리 셀들(50, 52, 54)은 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려진 다른 타입의 배터리 셀들이 될 수 있다.The
상기 가열 시스템(10)은 온도 레벨이 임계온도레벨 아래로 떨어졌을 때 상기 배터리 모듈(20)의 온도레벨을 상승시킨다. 상기 가열 시스템(10)은 제1 저항(70), 제2 저항(72), 제1 스위치(74), 제2 스위치(76), 제1 전압센서(80), 제2 전압센서(82), 온도센서(84), 팬(fan, 86), 하우징(88) 및 컴퓨터(100)를 포함한다.The
상기 제1 저항(70)은 노드 60, 48사이에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 제1 스위치(74)와 전기적으로 직렬 연결되어 있다. 상기 제1 스위치(74)는 상기 노드 60, 46 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 제1 저항(70)은 상기 컴퓨터(100)의 제어신호에 대응하여 상기 제1 스위치(74)가 제1 동작 위치(닫힌동작위치)가 되었을 때, 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 상기 제1 스위치(74)가 제1 동작 위치가 되었을 때, 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)은 상기 제1 저항(70)을 통해 열 에너지를 생성하도록 전류를 생성하고, 부분적으로 방전된다. 상기 제1 저항(70)은 상기 컴퓨터(100)로부터 상기 제1 저항(70)에게 출력되는 더 이상의 제어신호가 없는 것에 대응하여 상기 제1 스위치(74)가 제2 동작 위치(열린동작위치)가 되었을 때, 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)과 전기적으로 연결이 해제되도록 구성된다.The
상기 제2 저항(72)은 노드 62, 58 사이에 전기적으로 연결되며 상기 제2 스위치(76)에 전기적으로 직렬 연결된다. 상기 제2 스위치(76)은 상기 노드 62, 56 사이에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 저항(72)는 상기 컴퓨터(100)의 제어신호에 대응하여 상기 제 스위치(76)가 제1 동작 위치(닫힌동작위치)가 되었을 때, 상기 제2 배터리 셀 그룹(32)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 상기 제2 스위치(76)가 제1 동작 위치가 되었을 때, 상기 제2 배터리 셀 그룹(32)은 상기 제2 저항(72)을 통해 열 에너지를 생성하도록 전류를 생성하고, 부분적으로 방전된다. 상기 제2 저항(72)은 상기 컴퓨터(100)로부터 상기 제2 저항(72)에게 출력되는 더 이상의 제어신호가 없는 것에 대응하여 상기 제2 스위치(76)가 제2 동작 위치(열린동작위치)가 되었을 때, 상기 제2 배터리 셀 그룹(32)과 전기적으로 연결이 해제되도록 구성된다.The
상기 제1 전압센서(80)는 상기 노드 46, 48 사이에 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전압센서(80)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)의 제1 전압레벨을 나타내는 제1 신호를 생성하고, 이를 상기 컴퓨터(100)가 수신하도록 구성된다.The
상기 제2 전압센서(82)는 상기 노드 56, 58 사이에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 전압센서(82)는 상기 제2 배터리 셀 그룹(32)의 제2 전압레벨을 나타내는 제2 신호를 생성하고, 이를 상기 컴퓨터(100)가 수신하도록 구성된다.The
상기 온도센서(84)는 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹(30, 32)에 가깝게 개재된다. 상기 온도센서(84)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32) 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 생성하고, 이를 상기 컴퓨터(100)가 수신하도록 구성된다.The
상기 팬(86)은 상기 제1 저항(70) 및 상기 제2 저항(72)에 가깝게 개재된다. 상기 팬(86)은 턴온(turn on)되었을 때 공기 또는 다른 종류의 기체가 상기 제1 및 제2 저항(70, 72)을 지나 순환되어, 상기 제1 및 제2 저항(70, 72)에서 발생된 열이 분산되고, 상기 배터리 모듈(20) 내에 포함된 배터리 셀들의 온도레벨이 상승되도록 구성된다. 상기 팬(86)은 상기 컴퓨터(100)의 제어신호에 의해 턴온되고, 상기 컴퓨터(100)로부터 더 이상 제어신호가 없을 때 턴오프(turn off)된다.The
상기 하우징(88)은 상기 제1 저항(70), 제2 저항(72), 제1 스위치(74), 제2 스위치(76), 제1 전압센서(80), 제2 전압센서(82), 온도센서(84), 팬(fan, 86) 및 컴퓨터(100)를 에워 싼다. 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터(100)는 상기 하우징(88)의 외부에 위치할 수 있다. 물론 다른 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터(100)는 상기 하우징(88)의 내부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터(100)는 플라스틱으로 만들어진다. 물론 다른 실시예에 따르면, 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진 스테인리스(stainless)같은 다른 물질로 만들어질 수 있다.The
상기 컴퓨터(100)는 상기 제1 전압센서(80), 제2 전압센서(82), 온도센서(84), 팬(fan, 86), 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(76)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 컴퓨터(100)는 실행 가능한 소프트웨어 구조 및 이하 상세히 설명될 상기 배터리 모듈(20)을 가열하는 방법을 구현하는데 관련된 데이터를 저장하기 위한 내부 메모리를 포함하고 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터(100)는 마이크로프로세서(microprocessor)로 구성된다. 물론 다른 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터(100)는 프로그램 가능한 논리 제어기(programmable logic controller) 또는 필드 프로그램 가능한 논리 배열(field programmable array)로 구성될 수 있다.The
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(20)을 가열하는 방법의 흐름도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 2, a flow diagram of a method of heating a
단계 120에서, 상기 온도센서(84)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32) 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 생성한다. 단계 120이후, 상기 방법은 단계 122로 이행한다.In
단계 122에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮은지 여부를 결정한다. 일 예로, 상기 임계온도레벨은 0℃ ~ 10℃ 사이의 온도범위이다. 다른 예로, 상기 임계온도레벨은 10℃이다. 물론, 상기 임계온도레벨은 0℃이하 또는 10℃이상이 될 수 있다. 만약 단계 122에서 값이 "yes"라면, 상기 방법은 단계 124로 이행한다. 반대의 경우, 상기 방법은 단계 128로 이행한다.In
단계 124에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32)이 부분 방전을 통해 각각 제1 저항(70) 및 제2 저항(72)이 열을 에너지를 생성하도록 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(76)를 각각 제1 동작위치에 이동시키는 제1 및 제2 제어신호를 출력한다. 단계 124이후, 상기 방법은 단계 126으로 이행한다.In
단계 126에서, 상기 컴퓨터(100)는 열 에너지를 상기 배터리 모듈(20)내에서 분산되도록 상기 팬(86)을 턴온(turn on)시키는 제3 제어신호를 출력한다. 단계 126이후, 상기 방법은 단계 120으로 이행한다.In
다시 단계 122를 참조하면, 만약 단계 122의 값이 "no"라면, 상기 방법은 단계 128으로 이행한다. 단계 128에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 제1 및 제2 제어신호의 출력중단으로 상기 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(76)가 제2 동작위치에 가도록 하여 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32) 각각이 상기 제1 저항(70) 및 제2 저항(72)을 통한 방전을 중단한다. 단계 128이후, 상기 방법은 단계 130으로 이행한다.Referring again to step 122, if the value of
단계 130에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 팬(86)을 턴오프(turn off)되도록 상기 제3 제어신호의 출력을 중단한다. 단계 130이후, 상기 방법은 단계 120으로 이행한다.In
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(20)을 가열하는 방법의 흐름도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, a flowchart of a method of heating a
단계 200에서, 상기 제1 전압센서(80)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)의 제1 전압레벨을 나타내는 제1 신호를 생성한다. 단계 200이후, 상기 방법은 단계 202로 이행한다.In
단계 202에서, 상기 제2 전압센서(82)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(32)의 제2 전압레벨을 나타내는 제2 신호를 생성한다. 단계 202이후, 상기 방법은 단계 204로 이행한다.In
단계 204에서, 상기 온도센서(84)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32) 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 생성한다. 단계 204이후, 상기 방법은 단계 206으로 이행한다.In
단계 206에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮은지 여부를 결정한다. 일 예로, 상기 임계온도레벨은 0℃ ~ 10℃ 사이의 온도범위이다. 다른 예로, 상기 임계온도레벨은 10℃이다. 물론, 상기 임계온도레벨은 0℃이하 또는 10℃이상이 될 수 있다. 만약 단계 206에서 값이 "yes"라면, 상기 방법은 단계 208으로 이행한다. 반대의 경우, 상기 방법은 단계 214로 이행한다.In
단계 208에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30)이 상기 제2 배터리 셀 그룹(32)과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는지 판단한다. 만약 상기 단계 208에서 값이 "yes"라면, 상기 방법은 단계 210으로 이행한다. 반대의 경우, 상기 방법은 단계 200으로 이행한다.In
단계 210에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32)이 부분 방전을 통해 각각 제1 저항(70) 및 제2 저항(72)이 열을 에너지를 생성하도록 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(76)를 각각 제1 동작위치에 이동시키는 제1 및 제2 제어신호를 출력한다. 단계 210이후, 상기 방법은 단계 212로 이행한다.In
단계 212에서, 상기 컴퓨터(100)는 열 에너지를 상기 배터리 모듈(20)내에서 분산되도록 상기 팬(86)을 턴온(turn on)시키는 제3 제어신호를 출력한다. 단계 212이후, 상기 방법은 단계 200으로 이행한다.In
다시 단계 206를 참조하면, 만약 단계 206의 값이 "no"라면, 상기 방법은 단계 214으로 이행한다. 단계 214에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 제1 및 제2 제어신호의 출력중단으로 상기 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(76)가 제2 동작위치에 가도록 하여 상기 제1 배터리 셀 그룹(30) 및 제2 배터리 셀 그룹(32) 각각이 상기 제1 저항(70) 및 제2 저항(72)을 통한 방전을 중단한다. 단계 214이후, 상기 방법은 단계 216으로 이행한다.Referring again to step 206, if the value of
단계 216에서, 상기 컴퓨터(100)는 상기 팬(86)을 턴오프(turn off)되도록 상기 제3 제어신호의 출력을 중단한다. 단계 216이후, 상기 방법은 단계 200으로 이행한다.In
상기 배터리 모듈(20)을 위한 상기 가열 시스템(10) 및 방법은 배터리 모듈(20)을 위한 다른 가열 시스템(10) 및 방법에 비해 실질적인 장점을 제공한다. 특히, 상기 가열 시스템(10) 및 방법은 임계온도레벨 이상으로 상기 배터리 모듈의 온도를 상승시키도록 가열 시스템 내 밸런싱 저항을 사용하여 열 에너지를 생성 한다.The
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
10 : 가열 시스템 20 : 배터리 모듈
30 : 제1 배터리 셀 그룹 32 : 제2 배터리 셀 그룹
40, 42, 44, 50, 52, 54 : 배터리 셀
46, 48, 56, 58, 60, 62 : 노드
70 : 제1 저항 72 : 제2 저항
74 : 제1 스위치 76 : 제2 스위치
80 : 제1 전압센서 82 : 제2 전압센서
84 : 온도센서 86 : 팬
88 : 하우징 100 : 컴퓨터10: heating system 20: battery module
30: first battery cell group 32: second battery cell group
40, 42, 44, 50, 52, 54: battery cell
46, 48, 56, 58, 60, 62: node
70: first resistor 72: second resistor
74: first switch 76: second switch
80: first voltage sensor 82: second voltage sensor
84: Temperature sensor 86: Fan
88: housing 100: computer
Claims (8)
제1 스위치가 스위치 온(on) 위치에 해당하는 제1 동작위치에 있을 때, 상기 제1 배터리 셀 그룹과 전기적으로 연결되도록 구성된 제1 저항;
제2 스위치가 스위치 온(on) 위치에 해당하는 제1 동작위치에 있을 때, 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 연결되도록 구성된 제2 저항;
상기 제1 배터리 셀 그룹 및 제2 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 출력하도록 구성된 온도센서; 및
상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮은 경우 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항을 통해 각각 부분적으로 방전하여 열 에너지를 생성하도록 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 상기 제1 동작위치에 가도록 제1 및 제2 제어신호를 출력하고, 배터리 모듈 내에서 열 에너지를 분산시켜 배터리 모듈의 온도레벨을 증가하도록 팬을 턴온(turn on)시키는 제3 제어신호를 출력하는 컴퓨터;를 포함하며,
상기 컴퓨터는, 상기 제1 배터리 셀 그룹에 연결되어 제1 배터리 셀 그룹의 제1 전압레벨을 나타내는 제1 전압센서로부터 출력된 제1 신호 및 상기 제2 배터리 셀 그룹에 연결되어 제2 배터리 셀 그룹의 제2 전압레벨을 나타내는 제2 전압센서로부터 출력된 제2 신호를 바탕으로 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는지 판단하고, 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는 경우에만 상기 제1 및 제2 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 위한 가열 시스템.A heating system for a battery module having first and second battery cell groups,
A first resistor configured to be electrically connected to the first battery cell group when the first switch is in a first operating position corresponding to a switch-on position;
A second resistor configured to be electrically connected to the second battery cell group when the second switch is in a first operating position corresponding to a switch-on position;
A temperature sensor configured to output a temperature signal indicative of a temperature level of at least one of the first battery cell group and the second battery cell group; And
Wherein each of the first and second switches is configured such that when the temperature level is lower than the threshold temperature level, each of the first and second switches is turned on to generate heat energy by partially discharging each of the first and second battery cell groups through the first and second resistors, Outputting a third control signal to turn on the fan to output first and second control signals to go to a first operating position and to distribute thermal energy within the battery module to increase the temperature level of the battery module, ≪ / RTI >
The computer may further include a first signal output from a first voltage sensor connected to the first battery cell group and indicative of a first voltage level of the first battery cell group and a second signal connected to the second battery cell group, Determines whether the first battery cell group is electrically balanced with the second battery cell group based on a second signal output from a second voltage sensor indicating a second voltage level of the first battery cell group And outputs the first and second control signals only when the first and second battery cell groups are electrically balanced with the second battery cell group.
상기 컴퓨터는, 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 제1 및 제2 제어신호의 출력중단으로 상기 제1 및 제2 스위치가 제2 동작위치로 가도록 하여 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항을 통해 방전하는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 위한 가열 시스템.The method according to claim 1,
The computer may cause the first and second switches to go to the second operating position due to the interruption of the output of the first and second control signals when the temperature level is equal to or higher than the critical temperature level, Wherein each of the two battery cell groups stops discharging through the first and second resistors.
상기 컴퓨터는, 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 제3 제어신호의 출력을 중단하여 상기 팬을 턴오프(turn off)되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 위한 가열 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the computer stops the output of the third control signal and turns off the fan when the temperature level is equal to or higher than the critical temperature level.
온도센서를 사용하여 상기 제1 배터리 셀 그룹 및 제2 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 온도레벨을 나타내는 온도신호를 출력하는 단계;
상기 온도레벨이 임계온도레벨보다 낮은 경우, 상기 컴퓨터를 이용하여 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항 각각을 통해 부분적으로 방전하여 열 에너지를 생성하도록 제1 및 제2 스위치 각각이 스위치 온(on) 위치에 해당하는 제1 동작위치에 가도록 각각 제1 및 제2 제어신호를 출력하되, 상기 제1 배터리 셀 그룹에 연결되어 제1 배터리 셀 그룹의 제1 전압레벨을 나타내는 제1 전압센서로부터 출력된 제1 신호 및 상기 제2 배터리 셀 그룹에 연결되어 제2 배터리 셀 그룹의 제2 전압레벨을 나타내는 제2 전압센서로부터 출력된 제2 신호를 바탕으로 상기 제1 배터리 셀 그룹이 상기 제2 배터리 셀 그룹과 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는지 여부를 판단하여 전기적으로 밸런싱을 이루고 있는 경우에만 상기 제1 및 제2 제어신호를 출력하는 단계; 및
컴퓨터를 사용하여 배터리 모듈 내에서 열 에너지를 분산시켜 배터리 모듈의 온도레벨을 증가하도록 팬을 턴온(turn on)시키는 제3 제어신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 위한 가열 방법.A heating method for a battery module having first and second battery cell groups,
Outputting a temperature signal indicating a temperature level of at least one of the first battery cell group and the second battery cell group using a temperature sensor;
The first and second battery cell groups are each partially discharged through the first and second resistors to generate thermal energy using the computer when the temperature level is lower than the threshold temperature level. Each of the first and second switches being connected to the first battery cell group and outputting a first and a second control signals respectively to the first and second battery cells in a first operation position corresponding to a switch- Based on the first signal output from the first voltage sensor and the second signal output from the second voltage sensor connected to the second battery cell group and representing the second voltage level of the second battery cell group, The first and second control signals are output only when the battery cell group is electrically balanced with the second battery cell group and electrically balanced. ; And
And outputting a third control signal to turn on the fan to increase the temperature level of the battery module by dispersing thermal energy within the battery module using the computer. Way.
상기 컴퓨터를 사용하여, 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 제1 및 제2 스위치가 제2 동작위치로 가도록 하여 상기 제1 및 제2 배터리 셀 그룹 각각이 상기 제1 및 제2 저항을 통해 방전하는 것을 중단하도록 하여 상기 제1 및 제2 제어신호의 출력을 중단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 위한 가열 방법.6. The method of claim 5,
Using the computer to cause the first and second switches to go to a second operating position when the temperature level is equal to or higher than the threshold temperature level so that each of the first and second battery cell groups, And stopping discharging through the second resistor to interrupt the output of the first and second control signals. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 온도레벨이 상기 임계온도레벨보다 같거나 높은 경우, 상기 팬을 턴오프(turn off)되도록 상기 제3 제어신호의 출력을 중단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 위한 가열 방법.The method according to claim 6,
Stopping the output of the third control signal so that the fan is turned off when the temperature level is equal to or higher than the critical temperature level by using the computer A heating method for a battery module.
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