KR101614046B1 - Apparatus for managing battery system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템의 밸런싱을 효율적으로 수행할 수 있는 배터리 시스템 관리 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 셀 양단의 전압을 측정하는 셀전압 측정부; 상기 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 셀 밸런싱부; 상기 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱하는 모듈 밸런싱부; 및 상기 셀전압 측정부에서 측정된 전압을 이용하여 셀 밸런싱전압 및 모듈 밸런싱전압을 산정하고, 산정된 셀 밸런싱전압 및 모듈 밸런싱전압에 따라 상기 셀 밸런싱부 및 상기 모듈 밸런싱부를 작동시켜 상기 배터리 시스템을 밸런싱하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a battery system management apparatus capable of effectively balancing a battery system including a plurality of battery modules having a plurality of cells.
The battery system management apparatus according to the present invention is an apparatus for managing a battery system including a plurality of battery modules each having a plurality of cells, the apparatus comprising: a cell voltage measurement unit for measuring a voltage across the battery cell; A cell balancing unit for balancing a voltage between a plurality of battery cells included in the battery module; A module balancing unit for balancing a voltage between a plurality of battery modules included in the battery system; Calculating a cell balancing voltage and a module balancing voltage using the voltage measured by the cell voltage measuring unit, operating the cell balancing unit and the module balancing unit according to the estimated cell balancing voltage and the module balancing voltage, And a control unit for balancing.
Description
본 발명은 배터리 시스템의 관리 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템을 효율적으로 밸런싱하기 위한 배터리 시스템 관리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has been rapidly increased, and development of batteries, robots, and satellites for energy storage has been accelerated. Thus, a high performance rechargeable battery Researches are being actively conducted.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 많은 각광을 받고 있다.The secondary rechargeable batteries are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
특히, 최근에는 이차 전지를 이용한 배터리 시스템이 하이브리드 자동차, 전기 자동차 또는 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply: UPS) 등 대형 장비에 이용되는 경우가 많아지고 있다. 이와 같이, 대형 장비에 적용되는 배터리 시스템은 고출력 및 고용량을 필요로 하기 때문에, 다수의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 상태로 사용된다. 보다 구체적으로, 하나의 배터리 모듈 내에서 다수의 배터리 셀이 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결되고, 이러한 배터리 모듈이 다시 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 하나의 배터리 시스템이 구성될 수 있다.In particular, in recent years, battery systems using secondary batteries are increasingly used in large-sized equipment such as hybrid vehicles, electric vehicles, and uninterruptible power supplies (UPS). As described above, since the battery system applied to large-sized equipment requires a high output and a large capacity, a plurality of battery cells are used in series or in parallel. More specifically, in a single battery module, a plurality of battery cells are connected to each other in series and / or in parallel, and the battery modules are connected in series and / or in parallel so that one battery system can be constructed.
그런데, 이와 같이 배터리 시스템을 구성하는 복수의 배터리 셀은 본질적인 특성 또는 제조 환경의 차이 등에 기인하여 배터리 셀들 간의 용량(capacity) 성능의 차이가 발생하게 되고, 이러한 차이는 충방전에 의한 해당 셀 단자 전압의 차이 또는 SOC(State Of Charge)차이를 발생시키게 된다. 또한 이러한 차이는, 배터리 시스템이 구동될 경우 성능이 저하된 특정 배터리 셀에 의하여 배터리 시스템 전체의 충전 또는 방전 능력이 제한되게 되는 문제점을 발생시킬 수 있다.However, differences in capacity performance between battery cells arise due to intrinsic characteristics or differences in manufacturing environments of the plurality of battery cells constituting the battery system. This difference is caused by the difference between the corresponding cell terminal voltage Or a difference in SOC (State Of Charge). Also, this difference may cause a problem that, when the battery system is driven, the capacity of the entire battery system is limited due to a specific battery cell whose performance is degraded.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 높은 전기적 특성값(SOC 또는 전압 등)을 갖는 배터리 셀이 보유한 충전량을 소모시켜 배터리 셀들의 전기적 특성값을 균등하게 하거나, 전기적 특성값이 낮은 배터리 셀을 대상으로 개별적인 추가 충전 작업을 수행하는 등의 다양한 밸런싱 방법이 사용되고 있다. In order to solve such a problem, it is necessary to make the electric characteristic values of the battery cells uniform by consuming the charge amount possessed by the battery cells having high electrical characteristic values (SOC or voltage, etc.) Various balancing methods such as performing a charging operation are used.
그러나, 밸런싱 방법에 관한 연구는, 단위 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 방법을 중심으로 이루어져 왔고, 상술한 바와 같은 복수의 셀이 구비된 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 시스템을 밸런싱하는 방법에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 특히, 배터리 시스템에 적용되는 배터리 셀의 개수가 늘어날수록 밸런싱 방법은 복잡해지고 밸런싱이 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. However, studies on the balancing method have centered on a method of balancing a voltage between a plurality of battery cells included in a unit battery module, and a battery system including a plurality of battery modules having a plurality of cells as described above There is insufficient research on how to balance. Particularly, as the number of battery cells applied to the battery system increases, the balancing method becomes complicated and balancing becomes difficult.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템의 밸런싱을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 배터리 시스템 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a battery system management apparatus, which is designed to solve the above-mentioned problems, and that can efficiently perform balancing of a battery system including a plurality of battery modules each having a plurality of cells The purpose.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It is also to be understood that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 셀 양단의 전압을 측정하는 셀전압 측정부; 상기 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 셀 밸런싱부; 상기 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱하는 모듈 밸런싱부; 및 상기 셀전압 측정부에서 측정된 전압을 이용하여 셀 밸런싱전압 및 모듈 밸런싱전압을 산정하고, 산정된 셀 밸런싱전압 및 모듈 밸런싱전압에 따라 상기 셀 밸런싱부 및 상기 모듈 밸런싱부를 작동시켜 상기 배터리 시스템을 밸런싱하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for managing a battery system including a plurality of battery modules having a plurality of cells, Measuring unit; A cell balancing unit for balancing a voltage between a plurality of battery cells included in the battery module; A module balancing unit for balancing a voltage between a plurality of battery modules included in the battery system; Calculating a cell balancing voltage and a module balancing voltage using the voltage measured by the cell voltage measuring unit, operating the cell balancing unit and the module balancing unit according to the estimated cell balancing voltage and the module balancing voltage, And a control unit for balancing.
바람직하게는, 상기 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 모듈전압 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 모듈전압 측정부에서 측정된 전압을 이용하여 모듈 밸런싱 전압을 산정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the apparatus further includes a module voltage measuring unit for measuring a voltage across the battery module, and the controller calculates a module balancing voltage using the voltage measured by the module voltage measuring unit.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 산정된 모듈 밸런싱전압에 따라 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱한 후, 상기 산정된 셀 밸런싱전압에 따라 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the control unit balances a voltage between a plurality of battery modules according to the calculated module balancing voltage, and then balances a voltage between a plurality of battery cells according to the calculated cell balancing voltage .
바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱전압은, 상기 각 배터리 모듈 양단 전압값 중 최소값이고, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 각 배터리 모듈 양단의 전압값이 상기 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 방전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the module balancing voltage is a minimum value of the voltage values across the respective battery modules, and the module balancing unit balances the voltages of the battery modules to the module balancing voltage until the voltage value across the battery modules reaches the module balancing voltage. And discharging the plurality of battery cells.
더욱 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 방전시키는 것을 특징으로 한다.More preferably, the module balancing unit discharges the plurality of battery cells included in the battery module to a uniform value.
또한 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 내림차순으로 방전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the module balancing unit discharges battery cells in descending order from a battery cell having a large voltage value among the plurality of battery cells included in the battery module.
또한 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱전압은, 상기 각 배터리 모듈 양단 전압값 중 최대값이고, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 각 배터리 모듈 양단의 전압값이 상기 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 충전시키는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the module balancing voltage is a maximum value among the voltage values across the battery modules, and the module balancing unit balances the battery balancing voltage to the battery module until the voltage value across the battery module reaches the module balancing voltage. And charging the plurality of battery cells included therein.
더욱 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 충전시키는 것을 특징으로 한다.More preferably, the module balancing unit charges the plurality of battery cells included in the battery module to a uniform value.
또한 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 오름차순으로 충전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the module balancing unit charges battery cells having a small voltage value in ascending order from among the plurality of battery cells included in the battery module.
또한 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱전압은, 상기 각 배터리 모듈 양단 전압값의 평균값이고, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 각 배터리 모듈 양단의 전압값이 상기 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the module balancing voltage is an average value of the voltage values across the battery modules, and the module balancing unit includes the battery balancing voltage And charging or discharging the plurality of battery cells.
더욱 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 한다.More preferably, the module balancing unit charges or discharges the plurality of battery cells included in the battery module to a uniform value.
또한 바람직하게는, 상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 내림차순으로 방전시키거나, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 오름차순으로 충전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the module balancing unit discharges in descending order from a battery cell having a large voltage value among the plurality of battery cells included in the battery module, or discharges a small voltage among the plurality of battery cells included in the battery module Of the battery cells are charged in ascending order.
또한 바람직하게는, 상기 셀 밸런싱부는, 상기 하나의 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 상호간에 전기에너지가 교환되도록 상기 복수의 배터리 셀을 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the cell balancing unit charges or discharges the plurality of battery cells so that electric energy is exchanged between the plurality of battery cells included in the one battery module.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 셀전압 측정부에서 측정한 배터리 셀의 전압값 중 어느 하나와 상기 셀전압 측정부에서 측정한 배터리 셀의 전압값 중 다른 하나의 차이가 셀기준전압 이상인 경우 상기 셀 밸런싱부를 작동시켜 상기 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the control unit determines whether a difference between any one of the voltage values of the battery cell measured by the cell voltage measurement unit and the other one of the voltage values of the battery cell measured by the cell voltage measurement unit is greater than a cell reference The voltage balancing unit balances the voltage between the battery cells by operating the cell balancing unit.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 모듈전압 측정부에서 측정한 배터리 모듈의 전압값 중 어느 하나와 상기 모듈전압 측정부에서 측정한 배터리 모듈의 전압값 중 다른 하나의 차이가 모듈기준전압 이상인 경우 상기 모듈 밸런싱부를 작동시켜 상기 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱하는 것을 특징으로 한다.According to still another aspect of the present invention, the control unit determines that the difference between any one of the voltage values of the battery module measured by the module voltage measuring unit and the other one of the voltage values of the battery module measured by the module voltage measuring unit, And balancing the voltage between the battery modules by operating the module balancing unit when the reference voltage is equal to or higher than the reference voltage.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 밸런싱 과정에서 충전 또는 방전을 수행하기 위해 전기에너지를 저장하는 보조 전지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is further provided an auxiliary battery for storing electric energy for performing charging or discharging in a balancing process.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 시스템은 상술한 배터리 시스템 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the battery system according to the present invention includes the above-described battery system management apparatus.
본 발명에 따르면, 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템의 밸런싱을 효율적으로 수행할 수 있다.According to the present invention, balancing of a battery system including a plurality of battery modules having a plurality of cells can be efficiently performed.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 밸런싱 과정에서 반복적인 충전 또는 방전이 수행되는 것이 방지되어, 전기 에너지의 낭비를 줄일 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, it is possible to prevent repeated charging or discharging from being performed in the balancing process, thereby reducing waste of electric energy.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition, the present invention can have various other effects, and other effects of the present invention can be understood by the following description, and can be more clearly understood by the embodiments of the present invention.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치가 배터리 시스템 내에서 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에서 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱되기 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3에서 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 3에서 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a block diagram schematically showing a functional configuration of a battery system management apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a configuration in which a battery system management apparatus according to an embodiment of the present invention is connected in a battery system.
Fig. 3 is a diagram showing a state before the voltage between the battery modules is balanced in Fig. 2. Fig.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to an embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 6 is a view illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 7 is a view illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 9 is a view illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치가 배터리 시스템 내에서 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing a functional configuration of a battery system management apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a battery system management apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 셀전압 측정부(100), 제어부(300), 모듈 밸런싱부(400) 및 셀 밸런싱부(500)를 포함한다. 이러한 배터리 시스템 관리 장치는, 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리 시스템에 적용될 수 있다. 도 2에서는 3개의 배터리 모듈이 구비되고, 각 배터리 모듈당 3개의 배터리 셀이 구비되어 총 9개의 배터리 셀이 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명은 이와 같은 배터리 모듈 및 배터리 셀의 개수에 제한되지 않는다. 또한, 배터리 모듈은 서로 병렬로 연결되어 있고, 배터리 셀은 서로 직렬로 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이 또한 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명은 이와 같은 연결에 제한되지 않는다. 즉, 배터리 모듈 간에 직렬 연결도 가능하고, 직/병렬 연결이 혼합되어 있을 수도 있으며, 배터리 셀 간의 연결도 마찬가지이다. 1 and 2, a battery system management apparatus according to the present invention includes a cell
상기 셀전압 측정부(100)는, 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 양단의 전압을 측정한다. 이러한 셀전압 측정부(100)에서 측정된 셀 양단의 전압은 셀 밸런싱전압을 산정하는데 이용될 수 있다. 또한, 셀전압 측정부(100)에서 측정된 배터리 셀 양단의 전압은 모듈 밸런싱전압을 산정하는데에도 이용될 수 있다. The cell
바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 모듈전압 측정부(200)를 더 포함할 수 있다. 상기 모듈전압 측정부(200)는, 배터리 시스템에 포함된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정한다. 이 경우, 모듈전압 측정부(200)에서 측정된 배터리 모듈 양단의 전압은 모듈 밸런싱전압을 산정하는데 이용될 수 있다.Preferably, the battery system management apparatus according to the present invention may further include a module
한편, 배터리 셀 양단의 전압을 측정하는 방법 또는 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.The method of measuring the voltage across the battery cell or the method of measuring the voltage across the battery module will be apparent to those skilled in the art and will not be described in detail.
상기 제어부(300)는, 셀전압 측정부(100)에서 측정된 전압을 이용하여 모듈 밸런싱전압을 산정할 수 있다. 즉, 상기 제어부(300)는 모듈 밸런싱전압을 산정하기 위해 배터리 셀 양단의 전압을 이용할 수 있다. 일 예로, 하나의 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 양단의 전압을 측정하고 측정된 배터리 셀 양단 전압을 모두 합산하여 배터리 모듈 양단의 전압을 산정할 수 있다. 배터리 모듈 양단의 전압을 산정하기 위해, 배터리 모듈 내부의 도선 등에 존재하는 저항성분에 의한 전압강하 부분은, 별도의 측정장치로 측정될 수 있으며, 오차 범위 내에 있는 경우에는 생략될 수 있다. 다만, 이는 일 예로 이러한 방법 외의 다양한 방법에 의해 배터리 모듈 양단의 전압이 산정될 수 있다. 상술한 모듈전압 측정부(200)가 더 구비되는 경우, 제어부(300)는 모듈전압 측정부(200)에서 측정된 배터리 모듈 양단의 전압을 이용하여 모듈 밸런싱전압을 산정할 수도 있다. The
각각의 배터리 모듈 양단의 전압이 산정되면, 이를 이용하여 모듈 밸런싱전압이 산정될 수 있다. 예를 들어, 모듈 밸런싱전압은, 각 배터리 모듈 양단 전압값 중 최소값으로 산정될 수 있고, 각 배터리 모듈 양단 전압값 중 최대값으로 산정될 수 있으며, 각 배터리 모듈 양단 전압값의 평균값으로 산정될 수도 있다. 다만, 이는 일 예로서, 본 발명에는 상술한 모듈 밸런싱전압 산정 방법 이외에도 다양한 방법이 채용될 수 있다.Once the voltage across each battery module is estimated, the module balancing voltage can be estimated using this. For example, the module balancing voltage can be estimated as a minimum value among the voltage values across each battery module, and can be calculated as the maximum value among the voltage values across each battery module, and may be calculated as an average value of voltage values across the battery modules have. However, as an example, various methods other than the above-described module balancing voltage calculation method may be employed in the present invention.
상기 제어부(300)는, 셀전압 측정부(100)에서 측정된 전압을 이용하여 셀 밸런싱전압을 산정할 수 있다. 셀 밸런싱전압은, 하나의 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 전압값 중 최소값으로 산정될 수 있고, 하나의 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 전압값 중 최대값으로 산정될 수 있으며, 각 배터리 셀 전압값의 평균값으로 산정될 수도 있으며, 이외의 다양한 방법에 의해 산정될 수 있음은 모듈 밸런싱전압의 산정 방법과 유사하다.The
상기 제어부(300)는, 산정된 모듈 밸런싱전압과 셀 밸런싱전압에 따라 모듈 밸런싱부(400)와 셀 밸런싱부(500)를 작동시켜 배터리 시스템을 밸런싱한다.The
상기 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱한다. 본 발명에 따른 모듈 밸런싱부(400)는, 밸런싱하고자 하는 기준전압 즉, 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 배터리 모듈 양단의 전압을 조절한다. 여기서, 배터리 모듈 양단의 전압은, 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 양단의 전압이 조절됨으로써 조절될 수 있다. The
모듈 밸런싱부(400)에는, 배터리 셀에 연결되는 밸런싱 장치가 구비될 수 있다. 즉, 모듈 밸런싱부(400)에는, 배터리 셀을 방전시키기 위한 저항성분이 포함된 회로가 구비될 수 있고, 배터리 셀을 충전시키기 위한 충전용 전지 등이 구비될 수 있다.The
이 경우, 바람직하게는, 고전압의 배터리 셀이 보유한 전기에너지를 전달받아 충전되고, 충전된 전기에너지를 저전압의 배터리 셀에 전달하여 방전되는 충방전이 가능한 보조 전지가 구비될 수도 있다.In this case, preferably, an auxiliary battery which is charged by receiving electric energy held by a high-voltage battery cell, and which is charged and discharged by transmitting the charged electric energy to a low-voltage battery cell may be provided.
다만, 이와 달리 모듈 밸런싱부(400)는, 별도의 밸런싱 장치를 구비하지 않고 셀 밸런싱부(500)에 구비된 밸런싱 장치를 이용하여 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱할 수도 있다. 이 경우, 셀 밸런싱부(500)에는 저항성분이 포함된 회로가 구비되거나, 충전용 전지 등이 구비되거나, 충방전이 가능한 전기에너지 저장용 보조 전지가 구비될 수 있다.Alternatively, the
이하에서는, 제어부(300)에 의해 모듈 밸런싱부(400)가 제어되는 실시예에 대해 도 3 내지 도 9를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment in which the
제어부(300)는, 배터리 시스템에 포함된 배터리 모듈의 양단 전압값 중 최소값을 모듈 밸런싱전압으로 정하여 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱할 수 있다. 이때, 모듈 밸런싱부(400)는, 모듈 밸런싱전압보다 높은 전압값을 갖는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 방전시켜 각각의 배터리 모듈 양단의 전압값이 모듈 밸런싱전압에 도달하도록 한다.The
도 3은, 도 2에서 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱되기 전의 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는, 도 3에서 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압은 12.9V(4.2V + 4.3V + 4.4V = 12.9V)이고, 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압은 13.5V(4.1V + 4.5V + 4.9V = 13.5V)이며, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압은 14.1V(4.6V + 4.7V + 4.8V = 14.1V)이다. FIG. 3 is a view showing a state before the voltage between the battery modules is balanced in FIG. 2, and FIG. 4 is a view illustrating a state in which a voltage between the battery modules is balanced according to an embodiment of the present invention in FIG. 3, the voltage across the
이때, 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 배터리 모듈1~3 양단 전압값 중 최소값이므로, 제어부(300)는 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압인 12.9V를 모듈 밸런싱전압으로 정할 수 있다. 이 경우, 모듈 밸런싱부(400)는, 제1배터리 모듈(1)을 제외한 나머지 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 방전시킬 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2배터리 모듈(2)은 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압이 0.6V(13.5V - 12.9V = 0.6V) 감소하도록 방전되고, 제3배터리 모듈(3)은 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 1.2V(14.1V - 12.9V = 1.2V) 감소하도록 방전될 수 있다. At this time, since the both-end voltage of the
바람직하게는, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 방전시킬 수 있다. Preferably, the
도 4에 도시된 바와 같이, 제2배터리 모듈(2)은 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압이 0.6V 감소하도록 방전되고, 제3배터리 모듈(3)은 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 1.2V 감소하도록 방전되려면 각 배터리 모듈 내의 배터리 셀 양단 전압 감소량의 총합이 각각 0.6V, 1.2V이어야 한다. 이때, 모듈 밸런싱부(400)는, 제2배터리 모듈(2)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압이 0.2V(0.6V / 3 = 0.2V) 감소하도록 균일하게 방전시키고, 제3배터리 모듈(3)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압이 0.4V(1.2V / 3 = 0.4V) 감소하도록 균일하게 방전시킬 수 있다. 4, the
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2배터리 모듈(2)의 배터리 셀은 각각 3.9V, 4.3V, 4.7V의 양단 전압을 가지게 되고, 제3배터리 모듈(3)의 배터리 셀은 각각 4.2V, 4.3V, 4.4V의 양단 전압을 가지게 된다. 이러한 실시예에 의하면, 모듈 밸런싱을 수행하기 위해 배터리 셀을 방전함에 있어서, 복잡한 알고리즘이 수행되지 않아도 되므로 배터리 시스템 관리 장치의 설계가 용이한 장점이 있다.4, the battery cells of the
또한 바람직하게는, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 내림차순의 순서로 순차적으로 방전시킬 수 있다. 이때, 배터리 셀은 모듈 밸런싱전압을 배터리 모듈 내에 직렬연결된 배터리 셀의 개수로 나눈 값에 도달할 때까지 방전되고 더 이상 방전되지 않도록 하는 것이 좋다. 이에 대해서는 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.Also, preferably, the
도 3을 참조하면, 모듈 밸런싱전압은 배터리 모듈1~3 양단 전압값 중 최소값인 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압(12.9V)이고, 배터리 모듈 내에 직렬연결된 배터리 셀의 개수는 3개이므로 배터리 셀은 4.3V(12.9V / 3 = 4.3V)에 도달하면 더 이상 방전되지 않도록 한다. 이러한 조건에서, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 순차적으로 방전시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, the module balancing voltage is the voltage across the first battery module 1 (12.9 V) which is the minimum value of the voltages across the
도 5는, 도 3에서 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
도 5를 참조하면, 제2배터리 모듈(2)에서는 제2배터리 모듈(2)에 포함된 배터리 셀 중 최대값을 갖는 배터리 셀2-3(23)이 먼저 방전된다. 배터리 셀2-3(23)은 4.3V에 도달할 때까지 방전될 수 있는데, 4.3V에 도달하면, 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압이 12.9V(4.1V + 4.5V + 4.3V = 12.9V)로 모듈 밸런싱전압에 도달하게 되므로 배터리 셀2-2(22)는 방전이 진행되지 않는다. 따라서, 제2배터리 모듈(2)의 배터리 셀은 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 4.1V, 4.5V, 4.3V의 양단 전압을 가진 상태가 된다.Referring to FIG. 5, in the
제3배터리 모듈(3)에서는 제3배터리 모듈(3)에 포함된 배터리 셀 중 최대값을 갖는 배터리 셀3-3(33)이 먼저 방전된다. 배터리 셀 3-3은 4.3V에 도달할 때까지 방전될 수 있는데, 4.3V에 도달하여도, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 13.6V(4.6V + 4.7V + 4.3V = 13.6V)로 모듈 밸런싱전압(12.9V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀3-2(32)의 방전이 진행된다. In the
배터리 셀3-2(32)도 4.3V에 도달할 때까지 방전될 수 있는데, 4.3V에 도달하여도, 여전히 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 13.2V(4.6V + 4.3V + 4.3V = 13.2V)로 모듈 밸런싱전압(12.9V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀3-1(31)의 방전이 진행된다. The battery cell 3-2 (32) can also be discharged until it reaches 4.3V. Even when the voltage reaches 4.3V, the voltage across the
배터리 셀3-1(31) 또한 4.3V에 도달할 때까지 방전될 수 있다. 배터리 셀3-1(31)이 방전되어 4.3V에 도달하면, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압은 12.9V(4.3V + 4.3V + 4.3V = 12.9V)로 모듈 밸런싱전압(12.9V)에 도달하게 되고 더 이상 방전이 진행되지 않는다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3배터리 모듈(3)의 배터리 셀은 각각 4.3V, 4.3V, 4.3V의 양단 전압을 가진 상태가 된다.The battery cell 3-1 (31) can also be discharged until it reaches 4.3V. When the battery cell 3-1 (31) is discharged to reach 4.3V, the voltage across the
이러한 실시예에 의하면, 모듈 밸런싱을 수행하는 과정에서 셀 밸런싱도 어느 정도 함께 수행되므로 반복적인 셀 밸런싱으로 인한 시간 낭비 및 전력 낭비가 줄어들 수 있다. 특히, 상기의 실시예에서 제3배터리 모듈(3)은 모듈 밸런싱 과정에서 셀 밸런싱이 함께 수행되어 더 이상 별도의 셀 밸런싱이 필요하지 않음을 알 수 있다.According to this embodiment, since cell balancing is also performed to some extent in the course of performing module balancing, waste of time and power consumption due to repetitive cell balancing can be reduced. Particularly, in the above embodiment, the
한편, 이와 달리, 제어부(300)는, 배터리 시스템에 포함된 배터리 모듈의 양단 전압값 중 최대값을 모듈 밸런싱전압으로 정할 수 있다. 이때, 모듈 밸런싱부(400)는, 모듈 밸런싱전압보다 낮은 전압값을 갖는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 충전시켜 각각의 배터리 모듈 양단의 전압값이 모듈 밸런싱전압에 도달하도록 할 수 있다. Alternatively, the
다시 도 3을 참조하면, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 배터리 모듈1~3 양단 전압값 중 최대값이므로, 제어부(300)는 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압인 14.1V를 모듈 밸런싱전압으로 정할 수 있다. 이 경우, 모듈 밸런싱부(400)는, 제3배터리 모듈(3)을 제외한 나머지 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 충전시킬 수 있다. 즉, 모듈 밸런싱전압에 도달하도록 제1배터리 모듈(1)은 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 1.2V(14.1V - 12.9V = 1.2V) 증가하도록 충전되고, 제2배터리 모듈(2)은 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압이 0.6V(14.1V - 13.5V = 0.6V) 증가하도록 충전된다.Referring to FIG. 3 again, since the both-end voltage of the
바람직하게는, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 충전시킬 수 있다. Preferably, the
도 6은, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
도 6을 참조하면, 제1배터리 모듈(1)은 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 1.2V 증가하도록 충전되고, 제2배터리 모듈(2)은 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압이 0.6V 증가하도록 충전되려면 각 배터리 모듈 내의 배터리 셀 양단 전압 증가량의 총합이 각각 1.2V, 0.6V이어야 한다. 이때, 모듈 밸런싱부(400)는, 제1배터리 모듈(1)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압이 0.4V(1.2V / 3 = 0.4V) 증가하도록 균일하게 충전시키고, 제2배터리 모듈(2)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압이 0.2V(0.6V / 3 = 0.2V)증가하도록 균일하게 충전시킬 수 있다. 6, the
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 제1배터리 모듈(1)의 배터리 셀은 각각 4.6V, 4.7V, 4.8V의 양단 전압을 가지게 되고, 제2배터리 모듈(2)의 배터리 셀은 각각 4.3V, 4.7V, 5.1V의 양단 전압을 가지게 된다. 이러한 실시예에 의하면, 모듈 밸런싱을 수행하기 위해 배터리 셀을 충전함에 있어서, 복잡한 알고리즘이 수행되지 않아도 되므로 배터리 시스템 관리 장치의 설계가 용이한 장점이 있다는 점은 상술한 바와 같다.6, the battery cells of the
또한 바람직하게는, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 오름차순의 순서로 순차적으로 충전시킬 수 있다. 이때, 배터리 셀은 모듈 밸런싱전압을 배터리 모듈 내에 직렬연결된 배터리 셀의 개수로 나눈 값에 도달할 때까지 충전되고 더 이상 충전되지 않도록 하는 것이 좋다. Also, preferably, the
도 7은, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
도 7을 참조하면, 상기의 실시예에서, 모듈 밸런싱전압은 배터리 모듈1~3 양단 전압값 중 최대값인 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압(14.1V)이고, 배터리 모듈 내에 직렬연결된 배터리 셀의 개수는 3개이므로 배터리 셀은 4.7V(14.1V / 3 = 4.7V)에 도달하면 더 이상 충전되지 않도록 한다. 이러한 조건에서, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 순차적으로 충전시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, in the above embodiment, the module balancing voltage is the voltage between both ends of the third battery module 3 (14.1 V) which is the maximum value among the voltage values across the
제1배터리 모듈(1)에서는 제1배터리 모듈(1)에 포함된 배터리 셀 중 최소값을 갖는 배터리 셀1-1(11)이 먼저 충전된다. 배터리 셀1-1(11)은 4.7V에 도달할 때까지 충전될 수 있는데, 4.7V에 도달하여도, 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 13.4V(4.7V + 4.3V + 4.4V = 13.4V)로 모듈 밸런싱전압(14.1V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀1-2(12)의 충전이 진행된다. In the
배터리 셀1-2(12)도 4.7V에 도달할 때까지 충전될 수 있는데, 4.7V에 도달하여도, 여전히 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 13.8V(4.7V + 4.7V + 4.4V = 13.8V)로 모듈 밸런싱전압(14.1V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀1-3(13)의 충전이 진행된다. The battery cell 1-2 (12) can also be charged until it reaches 4.7V. Even when the voltage reaches 4.7V, the voltage across the
배터리 셀1-3(13) 또한 4.7V에 도달할 때까지 충전될 수 있다. 배터리 셀1-3(13)이 충전되어 4.7V에 도달하면, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압은 14.1V(4.7V + 4.7V + 4.7V = 14.1V)로 모듈 밸런싱전압(14.1V)에 도달하게 되고 더 이상 충전이 진행되지 않는다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1배터리 모듈(1)의 배터리 셀은 각각 4.7V, 4.7V, 4.7V의 양단 전압을 가진 상태가 된다.Battery cells 1-3 (13) can also be charged until 4.7V is reached. When the battery cell 1-3 (13) is charged and reaches 4.7V, the voltage across the
제2배터리 모듈(2)에서는 제2배터리 모듈(2)에 포함된 배터리 셀 중 최소값을 갖는 배터리 셀2-1(21)이 먼저 충전된다. 배터리 셀2-1(21)은 4.7V에 도달할 때까지 충전될 수 있는데, 4.7V에 도달하면, 제2배터리 모듈(2)의 양단 전압이 14.1V(4.7V + 4.5V + 4.9V = 14.1V)로 모듈 밸런싱전압에 도달하게 되므로 배터리 셀2-2(22)는 충전이 진행되지 않는다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2배터리 모듈(2)의 배터리 셀은 각각 4.7V, 4.5V, 4.9V의 양단 전압을 가진 상태가 된다.In the
이러한 실시예에 의하면, 모듈 밸런싱을 수행하는 과정에서 셀 밸런싱도 어느 정도 함께 수행되므로 반복적인 셀 밸런싱으로 인한 시간 낭비 및 전력 낭비가 줄어들 수 있다는 것은 상술한 바와 같다. 특히, 상기의 실시예에서 제1배터리 모듈(1)은 모듈 밸런싱 과정에서 셀 밸런싱이 함께 수행되어 더 이상 별도의 셀 밸런싱이 필요하지 않음을 알 수 있다.According to this embodiment, since the cell balancing is also performed to some extent in the process of performing the module balancing, the waste of time and the power waste due to repeated cell balancing can be reduced as described above. Particularly, in the above embodiment, the
다른 한편, 제어부(300)는, 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리 모듈의 양단 전압값의 평균값을 모듈 밸런싱전압으로 정할 수도 있다. 이때, 모듈 밸런싱부(400)는, 모듈 밸런싱전압보다 높은 전압값을 갖는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 방전시키고, 모듈 밸런싱전압보다 낮은 전압값을 갖는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 충전시켜 각각의 배터리 모듈 양단의 전압값이 모듈 밸런싱전압에 도달하도록 한다.On the other hand, the
다시 도 3을 참조하면, 여기서, 배터리 모듈의 양단 전압값의 평균값은 13.5V((12.9V + 13.5V + 14.1V) / 3 = 13.5V)이다. 따라서, 제어부(300)는 13.5V를 모듈 밸런싱전압으로 정할 수 있다. 이 경우, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈의 양단 전압이 모듈 밸런싱전압과 동일한 값을 갖는 제2배터리 모듈(2)를 제외한 나머지 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 충전 또는 방전시킬 수 있다. Referring again to FIG. 3, the average value of the voltage across the battery module is 13.5 V ((12.9 V + 13.5 V + 14.1 V) / 3 = 13.5 V). Accordingly, the
즉, 배터리 모듈의 양단 전압이 모듈 밸런싱전압 보다 작은 경우에는 배터리 모듈의 양단 전압이 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀이 방전되고, 배터리 모듈의 양단 전압이 모듈 밸런싱전압 보다 큰 경우에는 배터리 모듈의 양단 전압이 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀이 충전될 수 있다. That is, when the both-end voltage of the battery module is smaller than the module balancing voltage, the battery cells included in the battery module are discharged until the both-end voltage of the battery module reaches the module balancing voltage, The battery cell included in the battery module can be charged until the voltage across the battery module reaches the module balancing voltage.
도 8은, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 상기 실시예에서, 모듈 밸런싱전압에 도달하도록 제1배터리 모듈(1)은 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 0.6V(13.5V - 12.9V = 0.6V) 증가하도록 충전되고, 제3배터리 모듈(3)은 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 0.6V(14.1V - 13.5V = 0.6V) 감소하도록 방전된다. FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG. 8, in the above embodiment, the
바람직하게는, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 충전시키거나, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀을 균일한 값을 방전시킬 수 있다.Preferably, the
도 8의 실시예에서, 제1배터리 모듈(1)은 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 0.6V 증가하도록 충전되고, 제3배터리 모듈(3)은 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 0.6V 감소하도록 방전되려면 제1배터리 모듈(1) 내의 배터리 셀 양단 전압 증가량의 총합은 0.6V이어야 하고, 제3배터리 모듈(3) 내의 배터리 셀 양단 전압 감소량의 총합은 0.6V이어야 한다. 이때, 모듈 밸런싱부(400)는, 제1배터리 모듈(1)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압이 0.2V(0.6V / 3 = 0.2V) 증가하도록 균일하게 충전시키고, 제3배터리 모듈(3)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압이 0.2(0.6V / 3 = 0.2V)감소하도록 균일하게 방전시킬 수 있다. 8, the
따라서, 제1배터리 모듈(1)의 배터리 셀은 각각 4.4V, 4.5V, 4.6V의 양단 전압을 가지게 되고, 제3배터리 모듈(3)의 배터리 셀은 각각 4.4V, 4.5V, 4.6V의 양단 전압을 가지게 된다. 이러한 실시예에 의하면, 모듈 밸런싱을 수행하기 위해 배터리 셀을 방전함에 있어서, 복잡한 알고리즘이 수행되지 않아도 되므로 배터리 시스템 관리 장치의 설계가 용이한 장점이 있다.Accordingly, the battery cells of the
또한 바람직하게는, 모듈 밸런싱부(400)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 내림차순의 순서로 순차적으로 방전시킬 수 있고, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 오름차순의 순서로 순차적으로 충전시킬 수 있다. 이때, 배터리 셀은 모듈 밸런싱전압을 배터리 모듈 내에 직렬연결된 배터리 셀의 개수로 나눈 값에 도달할 때까지 방전 또는 충전되고 더 이상 방전 또는 충전되지 않도록 하는 것이 좋다. Also, preferably, the
즉, 상기의 실시예에서, 모듈 밸런싱전압은 배터리 모듈1~3 양단 전압값의 평균값인 13.5V 이고, 배터리 모듈 내에 직렬연결된 배터리 셀의 개수는 3개이므로 배터리 셀은 4.5V(13.5V / 3 = 4.5V)에 도달하면 더 이상 방전 또는 충전되지 않도록 한다. 이러한 조건에서, 모듈 밸런싱부(400)는, 방전이 요구되는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 순차적으로 방전시킬 수 있고, 충전이 요구되는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 순차적으로 충전시킬 수 있다.That is, in the above embodiment, the module balancing voltage is 13.5 V, which is an average value of the voltage values across the
도 9는, 도 3에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a state in which a voltage between battery modules is balanced according to another embodiment of the present invention in FIG.
도 9를 참조하면, 제1배터리 모듈(1)에서는 제1배터리 모듈(1)에 포함된 배터리 셀 중 최소값을 갖는 배터리 셀1-1(11)이 먼저 충전된다. 배터리 셀1-1(11)은 4.5V에 도달할 때까지 충전될 수 있는데, 4.5V에 도달하여도, 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 13.2V(4.5V + 4.3V + 4.4V = 13.2V)로 모듈 밸런싱전압(13.5V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀1-2(12)의 충전이 진행된다. Referring to FIG. 9, in the
배터리 셀1-2(12)도 4.5V에 도달할 때까지 충전될 수 있는데, 4.5V에 도달하여도, 여전히 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압이 13.4V(4.5V + 4.5V + 4.4V = 13.4V)로 모듈 밸런싱전압(13.5V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀1-3(13)의 충전이 진행된다. The battery cell 1-2 (12) can also be charged until it reaches 4.5V, and even when reaching 4.5V, the voltage across the
배터리 셀1-3(13) 또한 4.5V에 도달할 때까지 충전될 수 있다. 배터리 셀1-3(13)이 충전되어 4.5V에 도달하면, 제1배터리 모듈(1)의 양단 전압은 13.5V(4.5V + 4.5V + 4.5V = 13.5V)로 모듈 밸런싱전압(13.5V)에 도달하게 되고 더이상 방전이 진행되지 않는다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1배터리 모듈(1)의 배터리 셀은 각각 4.5V, 4.5V, 4.5V의 양단 전압을 가진 상태가 된다.Battery cells 1-3 (13) can also be charged until they reach 4.5V. When the battery cell 1-3 (13) is charged and reaches 4.5V, the voltage across the
제3배터리 모듈(3)에서는 제3배터리 모듈(3)에 포함된 배터리 셀 중 최대값을 갖는 배터리 셀3-3(33)이 먼저 방전된다. 배터리 셀3-3(33)은 4.5V에 도달할 때까지 방전될 수 있는데, 4.5V에 도달하여도, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 13.8V(4.6V + 4.7V + 4.5V = 13.8V)로 모듈 밸런싱전압(13.5V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀3-2(32)의 방전이 진행된다. In the
배터리 셀3-2(32)도 4.5V에 도달할 때까지 방전될 수 있는데, 4.5V에 도달하여도, 여전히 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압이 13.6V(4.6V + 4.5V + 4.5V = 13.6V)로 모듈 밸런싱전압(13.5V)에 도달하지 못하였으므로, 배터리 셀3-1(31)의 방전이 진행된다. The battery cell 3-2 (32) can also be discharged until it reaches 4.5V. Even when the voltage reaches 4.5V, the voltage across the
배터리 셀3-1(31) 또한 4.5V에 도달할 때까지 방전될 수 있다. 배터리 셀3-1(31)이 방전되어 4.5V에 도달하면, 제3배터리 모듈(3)의 양단 전압은 12.9V(4.3V + 4.3V + 4.3V = 12.9V)로 모듈 밸런싱전압(12.9V)에 도달하게 되고 더이상 방전이 진행되지 않는다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제3배터리 모듈(3)의 배터리 셀은 각각 4.5V, 4.5V, 4.5V의 양단 전압을 가진 상태가 된다.The battery cell 3-1 (31) can also be discharged until it reaches 4.5V. When the battery cell 3-1 (31) is discharged and reaches 4.5V, the voltage across the
이러한 실시예에 의하면, 모듈 밸런싱을 수행하는 과정에서 셀 밸런싱도 어느 정도 함께 수행되므로 반복적인 셀 밸런싱으로 인한 시간 낭비 및 전력 낭비가 줄어들 수 있다. 특히, 상기의 실시예에서 제1배터리 모듈(1) 및 제3배터리 모듈(3)은 모듈 밸런싱 과정에서 셀 밸런싱이 함께 수행되어 더 이상 별도의 셀 밸런싱이 필요하지 않음을 알 수 있다.According to this embodiment, since cell balancing is also performed to some extent in the course of performing module balancing, waste of time and power consumption due to repetitive cell balancing can be reduced. Particularly, in the above embodiment, the
상기 셀 밸런싱부(500)는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱한다. 본 발명에 따른 셀 밸런싱부(500)는, 밸런싱하고자 하는 기준전압 즉, 셀 밸런싱전압에 도달할 때까지 배터리 셀의 전압을 조절한다. 이를 위해, 셀 밸런싱부(500)는, 밸런싱 장치를 구비할 수 있다. 즉, 셀 밸런싱부(500)에는, 저항성분이 포함된 회로가 구비되거나, 충전용 전지 등이 구비되거나, 충방전이 가능한 전기에너지 저장용 보조 전지가 구비될 수 있다.The
구체적으로, 셀 밸런싱부(500)는, 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 양단 전압값 중 최소값을 셀 밸런싱전압으로 정하여 셀 밸런싱전압보다 높은 전압값을 갖는 배터리 셀을 방전시켜 배터리 셀 간 전압을 밸런싱할 수 있다. Specifically, the
이와 달리, 셀 밸런싱부(500)는, 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 양단 전압값 중 최대값을 셀 밸런싱전압으로 정하여 셀 밸런싱전압보다 낮은 전압값을 갖는 배터리 셀을 충전시켜 배터리 셀 간 전압을 밸런싱 할 수도 있다.Alternatively, the
배터리 셀을 방전시키거나 배터리 셀을 충전시키는 상기의 방법과 달리, 양자를 혼합한 방법도 가능하다. 즉, 셀 밸런싱부(500)는, 셀 밸런싱전압보다 낮은 전압값을 갖는 배터리 셀을 셀 밸런싱전압에 도달할 때까지 충전시키고, 셀 밸런싱전압보다 높은 전압값을 갖는 배터리 셀을 셀 밸런싱전압에 도달할 때까지 방전시켜 배터리 셀 간 전압을 밸런싱할 수도 있다.Unlike the above-mentioned method of discharging battery cells or charging battery cells, a method of mixing both of them is also possible. That is, the
바람직하게는, 상기 제어부(300)는, 모듈 밸런싱전압에 따라 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱한 후, 산정된 셀 밸런싱전압에 따라 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱할 수 있다. 즉, 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱한 후, 각 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 양단의 전압을 측정하여 셀 밸런싱전압을 산정하고, 이러한 셀 밸런싱전압을 이용하여 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱할 수 있다. 이에 대해서는 도면을 참조하여 설명하도록 한다.Preferably, the
도 8을 참조하면, 배터리 모듈 양단의 전압은 13.5V로 배터리 모듈 간의 전압은 밸런싱이 완료된 상태이다. 따라서, 제어부(300)는, 각 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 양단의 전압을 측정하여 셀 밸런싱전압을 산정하게 된다. 제1배터리 모듈(1)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압은 각각 4.4V, 4.5V, 4.6V 이고, 제2배터리 모듈(2)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압은 각각 4.1V, 4.5V, 4.9V 이며, 제3배터리 모듈(3)에 포함된 배터리 셀의 양단 전압은 각각 4.4V, 4.5V, 4.6V이다. Referring to FIG. 8, the voltage across the battery module is 13.5 V, and the voltage between the battery modules is balanced. Accordingly, the
배터리 모듈 간의 전압은 밸런싱이 완료된 상태이므로, 배터리 모듈의 양단의 전압이 유지된 상태에서 배터리 셀 간의 전압이 밸런싱되어야 한다. 따라서, 셀 밸런싱전압은 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 전압의 평균값이 되고, 배터리 셀은 셀 밸런싱전압에 도달하도록 충전 또는 방전된다. Since the voltage between the battery modules is in a state in which the balancing is completed, the voltage between the battery cells must be balanced with the voltage across the battery module being maintained. Thus, the cell balancing voltage becomes an average value of the battery cell voltage included in the battery module, and the battery cell is charged or discharged to reach the cell balancing voltage.
즉, 배터리 모듈1~3의 셀 밸런싱전압은 모두 4.5V이므로, 제1배터리 모듈(1)에 포함된 배터리 셀의 경우, 배터리 셀1-1(11)은 배터리 셀1-1(11)의 양단 전압이 0.1V증가하도록 충전되고, 배터리 셀1-3(13)은 배터리 셀1-3(13)의 양단 전압이 0.1V감소하도록 방전된다. 제2배터리 모듈(2)에 포함된 배터리 셀의 경우, 배터리 셀2-1(21)은 배터리 셀2-1(21)의 양단 전압이 0.4V 증가하도록 충전되고, 배터리 셀2-3(23)은 배터리 셀2-3(23)의 양단 전압이 0.4V 감소하도록 방전된다. 제3배터리 모듈(3)에 포함된 배터리 셀의 경우, 배터리 셀3-1(31)은 배터리 셀3-1(31)의 양단 전압이 0.1V 증가하도록 충전되고 배터리 셀3-3(33)은 배터리 셀3-3(33)의 양단 전압이 0.1V 감소하도록 방전된다. 그 결과, 배터리 모듈1~3에 포함된 배터리 셀은 모두 4.5V의 전압을 갖게 되고, 전체 배터리 시스템은 밸런싱된다.That is, since the cell balancing voltages of the
또한 바람직하게는, 상기 제어부(300)는, 셀전압 측정부(100)에서 측정한 배터리 셀의 전압값 중 어느 하나와 셀전압 측정부(100)에서 측정한 배터리 셀의 전압값 중 다른 하나의 차이가 셀기준전압 이상인 경우 셀 밸런싱부(500)를 작동시킬 수 있다. 여기서, 셀기준전압은 배터리 셀 간 전압의 차이가 일정한 수준을 넘지 않도록 하기 위해 미리 정해진 전압값이다. Also, the
예를 들어, 배터리 셀 간 전압의 차이가 1V 이상인 경우 배터리 시스템이 제대로 작동하지 않거나 손상 등의 우려가 있다고 가정하면, 오차를 고려하여 셀기준전압을 0.7V로 정할 수 있다. 이 경우, 하나의 배터리 셀의 전압값이 5.3V이고, 다른 하나의 배터리 셀의 전압값이 4.7V인 경우에는 배터리 셀 간 전압의 차이가 0.6V(5.3V - 4.7V = 0.6V)로 셀 밸런싱이 수행되지 않는다. 만약, 충방전이 수행되어 5.3V의 전압을 갖는 배터리 셀의 전압이 5.4V 이상으로 증가할 경우에는 배터리 셀 간 전압의 차이가 0.7V(5.4V - 4.7V = 0.7V) 이상이 되므로 제어부(300)는 셀 밸런싱부(500)를 작동시킬 수 있다. 한편, 제어부(500)는 주기적으로 배터리 셀의 전압을 측정하여 배터리 셀 간 전압의 차이가 셀기준전압 이상이 되는지 여부를 판단할 수도 있다.For example, if the battery cell voltage difference is more than 1V, assuming that the battery system does not operate properly or there is a possibility of damage, the cell reference voltage can be set to 0.7V in consideration of the error. In this case, when the voltage value of one battery cell is 5.3V and the voltage value of the other battery cell is 4.7V, the difference between the battery cell voltages is 0.6V (5.3V - 4.7V = 0.6V) Balancing is not performed. If the voltage of a battery cell having a voltage of 5.3 V is increased to 5.4 V or more by performing charging and discharging, the difference in voltage between battery cells becomes 0.7 V (5.4 V - 4.7 V = 0.7 V) or more, 300 may operate the
상술한 내용은 모듈 간 전압의 밸런싱에도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 상기 제어부(300)는 배터리 모듈의 전압값 중 어느 하나와 배터리 모듈의 전압값 중 다른 하나의 차이가 모듈기준전압 이상인 경우 모듈 밸런싱부(400)를 작동시켜 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱할 수 있다. 상기의 셀기준전압 등에 관한 설명은 모듈기준전압 등에 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으므로 반복적인 설명은 생략한다.The above description can be similarly applied to the balancing of voltage between modules. That is, when the difference between any one of the voltage values of the battery module and the voltage value of the battery module is equal to or greater than the module reference voltage, the
본 발명에 따른 배터리 시스템은 상술한 배터리 시스템 관리 장치를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 시스템에는, 배터리 시스템 관리 장치가 적용되는 복수의 셀이 구비된 배터리 모듈이 포함되며, 배터리 시스템 밸런싱 기능 이외의 다른 기능을 갖는 구성요소가 더 포함될 수 있다.The battery system according to the present invention may include the battery system management apparatus described above. The battery system according to the present invention may further include a battery module having a plurality of cells to which the battery system management device is applied, and may further include components having functions other than the battery system balancing function.
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.
본 발명의 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~부'라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기보다는 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. In describing various embodiments of the present invention, the components named as 'parts' should be understood as functionally distinct elements rather than physically distinct elements. Thus, each component may be selectively integrated with another component, or each component may be divided into sub-components. However, it should be understood by those skilled in the art that the integrated or divided components should be construed as being within the scope of the present invention if the identity of the functions can be recognized even if the components are integrated or divided .
본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.The features described in the individual embodiments herein may be combined and implemented in a single embodiment. Conversely, various features described herein in a single embodiment may be implemented in various embodiments individually or in a suitable subcombination.
100: 셀전압 측정부 200: 모듈전압 측정부
300: 제어부
400: 모듈 밸런싱부 500: 셀 밸런싱부
1: 제1배터리 모듈 2: 제2배터리 모듈 3: 제3배터리 모듈
11: 배터리 셀1-1 12: 배터리 셀1-2 13: 배터리 셀1-3
21: 배터리 셀2-1 22: 배터리 셀2-2 23: 배터리 셀2-3
31: 배터리 셀3-1 32: 배터리 셀3-2 33: 배터리 셀3-3100: Cell voltage measurement unit 200: Module voltage measurement unit
300:
400: Module balancing unit 500: Cell balancing unit
1: first battery module 2: second battery module 3: third battery module
11: Battery cell 1-1 12: Battery cell 1-2 13: Battery cell 1-3
21: Battery cell 2-1 22: Battery cell 2-2 23: Battery cell 2-3
31: Battery cell 3-1 32: Battery cell 3-2 33: Battery cell 3-3
Claims (17)
상기 배터리 셀 양단의 전압을 측정하는 셀전압 측정부;
상기 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 셀 밸런싱부;
상기 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱하는 모듈 밸런싱부; 및
상기 셀전압 측정부가 측정한 전압을 이용하여 모듈 밸런싱전압을 산정하고, 상기 산정된 모듈 밸런싱전압에 따라 상기 모듈 밸런싱부를 작동시켜 복수의 배터리 모듈 간 전압을 밸런싱한 다음, 상기 모듈 밸런싱부에 의해 복수의 배터리 모듈 간 전압이 밸런싱된 후 상기 셀전압 측정부가 재측정한 상기 배터리 셀 양단 전압을 이용하여 셀 밸런싱전압을 산정하고, 상기 산정된 셀 밸런싱전압에 따라 상기 셀 밸런싱부를 작동시켜 각각의 배터리 모듈에 구비된 복수의 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하여 상기 배터리 시스템의 밸런싱을 완료하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.An apparatus for managing a battery system including a plurality of battery modules each having a plurality of cells, the apparatus comprising:
A cell voltage measuring unit for measuring a voltage across the battery cell;
A cell balancing unit for balancing a voltage between a plurality of battery cells included in the battery module;
A module balancing unit for balancing a voltage between a plurality of battery modules included in the battery system; And
The module balancing unit calculates the module balancing voltage using the voltage measured by the cell voltage measuring unit, balances the voltage between the plurality of battery modules by operating the module balancing unit according to the calculated module balancing voltage, The battery balancing voltage is calculated using the voltage across the battery cell re-measured by the cell voltage measuring unit after balancing the voltage between the battery modules of the battery module, and the cell balancing unit is operated according to the estimated cell balancing voltage, And the balancing of the battery system is completed by balancing the voltages between the plurality of battery cells provided in the battery system,
The battery management system comprising:
상기 모듈 밸런싱전압은, 상기 각 배터리 모듈 양단 전압값 중 최소값이고,
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 각 배터리 모듈 양단의 전압값이 상기 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the module balancing voltage is a minimum value of voltage values across the battery modules,
Wherein the module balancing unit discharges the plurality of battery cells included in the battery module until a voltage value across the battery module reaches the module balancing voltage.
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the module balancing unit discharges the plurality of battery cells included in the battery module to a uniform value.
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 내림차순으로 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the module balancing unit discharges in descending order from a battery cell having a large voltage value among the plurality of battery cells included in the battery module.
상기 모듈 밸런싱전압은, 상기 각 배터리 모듈 양단 전압값 중 최대값이고,
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 각 배터리 모듈 양단의 전압값이 상기 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 충전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the module balancing voltage is a maximum value of voltage values across the battery modules,
Wherein the module balancing unit charges the plurality of battery cells included in the battery module until a voltage value across the battery module reaches the module balancing voltage.
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 충전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the module balancing unit charges the plurality of battery cells included in the battery module to a uniform value.
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 오름차순으로 충전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the module balancing unit charges battery cells having a small voltage value among the plurality of battery cells included in the battery module in ascending order.
상기 모듈 밸런싱전압은, 상기 각 배터리 모듈 양단 전압값의 평균값이고,
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 각 배터리 모듈 양단의 전압값이 상기 모듈 밸런싱전압에 도달할 때까지 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the module balancing voltage is an average value of voltage values across the battery modules,
Wherein the module balancing unit charges or discharges the plurality of battery cells included in the battery module until a voltage value across the battery module reaches the module balancing voltage.
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀을 균일한 값으로 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the module balancing unit charges or discharges the plurality of battery cells included in the battery module to a uniform value.
상기 모듈 밸런싱부는, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 큰 전압값을 갖는 배터리 셀부터 내림차순으로 방전시키거나, 상기 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중 작은 전압값을 갖는 배터리 셀부터 오름차순으로 충전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the module balancing unit discharges battery cells in descending order from a battery cell having a large voltage value among the plurality of battery cells included in the battery module or discharges battery cells having a small voltage value among the plurality of battery cells included in the battery module To the battery system management device in the ascending order.
상기 셀 밸런싱부는, 상기 하나의 배터리 모듈에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 상호간에 전기에너지가 교환되도록 상기 복수의 배터리 셀을 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the cell balancing unit charges or discharges the plurality of battery cells to exchange electric energy between the plurality of battery cells included in the one battery module.
상기 제어부는, 상기 셀전압 측정부에서 측정한 배터리 셀의 전압값 중 어느 하나와 상기 셀전압 측정부에서 측정한 배터리 셀의 전압값 중 다른 하나의 차이가 셀기준전압 이상인 경우 상기 셀 밸런싱부를 작동시켜 상기 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.The method according to claim 1,
The control unit may operate the cell balancing unit when the difference between any one of the voltage values of the battery cell measured by the cell voltage measuring unit and the voltage value of the battery cell measured by the cell voltage measuring unit is equal to or greater than the cell reference voltage And the battery cell management unit balances the voltage between the battery cells.
밸런싱 과정에서 충전 또는 방전을 수행하기 위해 전기에너지를 저장하는 보조 전지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an auxiliary battery for storing electrical energy for performing charging or discharging in a balancing process.
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