KR101726927B1 - Apparatus and method for battery module operation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 운영 장치 및 방법에 관한 것으로서, 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하는 측정부; 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 환산부; 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되어 전류를 전달 또는 차단하는 복수의 스위치; 및 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하고, 상기 휴지기간에 근거하여 상기 복수의 스위치 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and method for operating a battery module, comprising: a measurement unit for measuring a remaining life of each of a plurality of batteries; A conversion unit for proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries measured; A plurality of switches connected to each of the plurality of battery modules to transmit or interrupt a current; And a control unit for calculating a rest period based on the remaining life ratio of each of the plurality of batteries converted and controlling the plurality of switch operations based on the rest period.

Description

배터리 모듈 운영 장치 및 방법 {Apparatus and method for battery module operation}[0001] Apparatus and method for battery module operation [0002]

본 발명은 배터리 모듈 운영 장치 및 방법에 관한 것으로, 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하여, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하고, 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하며, 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 스위치 동작을 제어함으로써, 배터리 모듈 상호 간의 용량차이로 인하여 잔존수명이 높은 배터리 모듈의 용량을 다 사용하지 못하는 한계를 개선하는 배터리 모듈 운영 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for operating a battery module, which measures the remaining lifetime of each of a plurality of batteries, proportionally converts the remaining lifetime of each of the plurality of batteries on the basis of the highest remaining lifetime, And the remaining capacity of the battery module having a high remaining service life due to the difference in capacity between the battery modules is used up And more particularly, to an apparatus and method for operating a battery module.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 배터리는 축전지 또는 2차 전지라고도 하며, 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(Electric Vehicle; EV) 또는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS) 등에 보편적으로 응용되고 있다.Batteries having high electrical characteristics such as high energy density and high ease of application according to the product group are also referred to as batteries or secondary batteries and can be used not only as portable devices but also as electric vehicles (EV) or energy storage systems Energy Storage System (ESS).

특히 ESS의 활용은 지구 온난화 및 산업 발전에 따라 전력의 소비 및 수요가 높아지면서, 이를 해결하기 위한 효율적인 대안으로 대두되고 있다.Especially, the use of ESS is emerging as an effective alternative to solving the problem as power consumption and demand increase due to global warming and industrial development.

ESS에는 수개에서 수백 개의 배터리가 사용될 수 있는데, 이때, 배터리의 수명 기간은 ESS의 운용에 있어서 핵심적인 요소로 작용한다. 하지만 배터리 수명 발전 속도에는 기술적인 한계가 있고, 따라서 ESS의 운용 도중에 배터리 모듈을 교체하는 것은 불가피하다.ESS can have several to hundreds of batteries, where the lifetime of the battery is a key factor in the operation of the ESS. However, there is a technical limit to battery life generation speed, and it is therefore inevitable to replace the battery module during the operation of the ESS.

여기서 종래기술을 살펴보면, 배터리 모듈을 교체할 경우, 교체 모듈과 기존 모듈의 용량차이로 인하여 잔존수명이 낮은 모듈(기존 모듈)에 시스템의 운용 방안이 맞춰지게 되고, 이로 인하여 잔존수명이 높은 모듈(교체 모듈)의 용량을 다 사용하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.In this case, when the battery module is replaced, the operation method of the system is adjusted to the module having a low remaining life due to the difference in capacity between the replacement module and the existing module, A replacement module) can not be used up.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0071060호Korean Patent Publication No. 10-2014-0071060

본 발명의 목적은, 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하여, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하고, 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하며, 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 스위치 동작을 제어함으로써, 배터리 모듈 상호 간의 용량차이로 인하여 잔존수명이 높은 모듈의 용량을 다 사용하지 못하는 한계를 개선하는 배터리 모듈 운영 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the remaining life of each of a plurality of batteries to proportionally convert the remaining life of each of the plurality of batteries on the basis of the highest remaining life, And a plurality of switch operations are controlled based on the idle periods to improve the limit of the capacity of the module having a remaining lifetime due to the difference in capacity among the battery modules, Apparatus and method.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치는, 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하는 측정부; 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 환산부; 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되어 전류를 전달 또는 차단하는 복수의 스위치; 및 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하고, 상기 휴지기간에 근거하여 상기 복수의 스위치 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.An apparatus for operating a battery module according to an embodiment of the present invention includes: a measurement unit for measuring a remaining life of each of a plurality of batteries; A conversion unit for proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries measured; A plurality of switches connected to each of the plurality of battery modules to transmit or interrupt a current; And a controller for calculating a dormant period based on the remaining lifetime ratio of each of the plurality of converted batteries and controlling the plurality of switch operations based on the dormant period.

상기 환산부는, 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 가운데, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 하여, 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산할 수 있다.The conversion unit may proportionally convert the remaining life of each of the plurality of batteries measured based on the highest remaining lifetime among the remaining life of each of the plurality of batteries measured.

상기 환산부는, 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하며 발생하는 소수점 아래 값은 버림 할 수 있다.The conversion unit may discard the decimal point value generated by proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries.

상기 복수의 스위치는, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되고, 상기 제어부의 신호에 따라 동작되어, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 전류를 전달 또는 차단할 수 있다.The plurality of switches may be connected to each of the plurality of battery modules, and may be operated according to a signal of the control unit to transmit or interrupt a current to each of the plurality of battery modules.

상기 제어부는, 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율 값을 소정의 설정 값에서 감산하여 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 산출하고, 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 모두 더한 값을 시스템의 주기로 할 수 있다.Wherein the control unit calculates a pause period of each of the plurality of batteries by subtracting the remaining life ratio value of each of the plurality of batteries converted from the predetermined set value and outputs a value obtained by adding all of the pause periods of the plurality of batteries to the system . ≪ / RTI >

상기 제어부는, 산출된 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간에 근거하여, 해당 휴지기간 동안 해당 배터리 모듈에 연결된 스위치를 오프 시킴으로써, 상기 해당 배터리 모듈을 사용하지 않도록 할 수 있다.The control unit may disable the corresponding battery module by turning off the switch connected to the corresponding battery module during the idle period based on the calculated idle periods of the plurality of batteries.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 방법은, 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하는 단계; 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 단계; 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되어 전류를 전달 또는 차단하는 단계; 및 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하고, 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 스위치 동작을 제어하는 단계;를 포함하여 구성된다.A method of operating a battery module according to an embodiment of the present invention includes: measuring a remaining lifetime of each of a plurality of batteries; A step of proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries measured; Connecting or disconnecting a current to each of the plurality of battery modules; And calculating a rest period based on the remaining lifetime ratio of each of the plurality of batteries converted, and controlling a plurality of switch operations based on the rest period.

상기 환산하는 단계는, 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 가운데, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 하여, 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 단계를 포함할 수 있다.The step of converting may include a step of proportionally converting the remaining lifetime of each of the plurality of batteries measured based on the highest remaining lifetime among the remaining lifetimes of the plurality of batteries measured.

상기 환산하는 단계는, 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하며 발생하는 소수점 아래 값은 버림 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of converting may further include discarding a value after a decimal point generated by proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries.

상기 복수의 스위치는, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되고, 상기 제어부의 신호에 따라 동작되어, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 전류를 전달 또는 차단 하는 단계를 포함할 수 있다.The plurality of switches may be connected to each of the plurality of battery modules, and may be operated according to a signal of the control unit to transmit or interrupt a current to each of the plurality of battery modules.

상기 제어하는 단계는, 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율 값을 소정의 설정 값에서 감산하여 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 산출하고, 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 모두 더한 값을 시스템의 주기로 하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the controlling step calculates a rest period of each of the plurality of batteries by subtracting the remaining life ratio value of each of the plurality of converted batteries from a predetermined set value, As the period of the system.

상기 제어하는 단계는, 산출된 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간에 근거하여, 해당 휴지기간 동안 해당 배터리 모듈에 연결된 스위치를 오프 시킴으로써, 상기 해당 배터리 모듈을 사용하지 않도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The controlling may further include the step of not using the corresponding battery module by turning off the switch connected to the corresponding battery module during the idle period based on the calculated idle period of each of the plurality of batteries .

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하여, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하고, 환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하며, 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 스위치 동작을 제어함으로써, 배터리 모듈 상호 간의 용량차이로 인하여 잔존수명이 높은 모듈의 용량을 다 사용하지 못하는 한계를 개선하는 배터리 모듈 운영 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the remaining life of each of a plurality of batteries, which calculates a remaining life of each of the plurality of batteries on the basis of the highest remaining life, A dead time period is calculated on the basis of the service life ratio and a plurality of switch operations are controlled based on the idle period to improve the limitation of the capacity of the module having a high remaining service life due to the difference in capacity among the battery modules. A module operating apparatus and method can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치 및 방법이 적용될 수 있는 전기 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치의 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치의 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 산출하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치의 복수의 스위치 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a schematic view of an electric vehicle to which an apparatus and method for operating a battery module according to an embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a schematic view of a battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a diagram schematically illustrating a process of proportionally converting the remaining lifetime of each of a plurality of batteries of a battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a process of calculating a pause period of each of a plurality of batteries of a battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a plurality of switch operations of the battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a battery module according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Further, the term "part" in the description means a unit for processing one or more functions or operations, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

이하에서 서술하는 전기 차량(electric vehicle)은 추진력으로 하나 또는 그 이상의 전기 모터를 포함하는 차량을 말한다. 전기 차량을 추진하는데 사용되는 에너지는 재충전 가능한 배터리 및/또는 연료 전지와 같은 전기적 소스(electrical source)를 포함한다.An electric vehicle described below refers to a vehicle that includes one or more electric motors as driving force. The energy used to propel the electric vehicle includes an electrical source such as a rechargeable battery and / or a fuel cell.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치 및 방법이 적용될 수 있는 전기 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of an electric vehicle to which an apparatus and method for operating a battery module according to an embodiment of the present invention can be applied.

도 1에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치 및 방법이 적용된 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치 및 방법은 전기 차량 이외에도 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등 배터리가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야라도 적용될 수 있다.1, an apparatus and method for operating a battery module according to an embodiment of the present invention are illustrated. However, an apparatus and method for operating a battery module according to an embodiment of the present invention may include an energy storage system ESS) or an uninterruptible power supply (UPS) system can be applied to any technical field where batteries can be applied.

전기 차량(1)은 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함하여 구성될 수 있다.The electric vehicle 1 may include a battery 10, a battery management system (BMS) 20, an ECU (Electronic Control Unit) 30, an inverter 40 and a motor 50.

여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성될 수 있다.Here, the type of the battery 10 is not particularly limited and may be a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, or the like.

BMS(20)는 배터리(10)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)를 관리한다. 예컨대, 배터리(10)의 잔존 용량(State Of Charging; SOC), 잔존 수명(State Of Health; SOH), 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리(10) 상태 정보를 추정하고 관리한다. 그리고, 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)의 충전 및 방전을 제어하며, 나아가 배터리(10)의 교체 시기 추정도 가능하다.The BMS 20 estimates the state of the battery 10 and manages the battery 10 using the estimated state information. For example, estimates and manages state information of the battery 10 such as a state of charge (SOC) of the battery 10, a state of health (SOH), a maximum input / output power allowable amount, and an output voltage. By using this state information, the charging and discharging of the battery 10 can be controlled, and the replacement time of the battery 10 can be estimated.

또한, BMS(20)는 후술하는 배터리 모듈 운영 장치(도 2의 200)를 포함할 수 있다. BMS(20)는 이러한 배터리 모듈 운영 장치에 의해 배터리의 잔존수명 및 휴지기간에 근거하여 스위치 동작을 제어함으로써, 잔존수명이 높은 배터리 모듈을 효율적으로 활용할 수 있다.In addition, the BMS 20 may include a battery module operating device (200 of FIG. 2) described later. The BMS 20 controls the switch operation based on the remaining service life and the idle period of the battery by the battery module operating device, so that the BMS 20 can efficiently utilize the battery module having a high remaining life.

ECU(30)는 전기 차량(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어하며, BMS(20)에 의해 전달받은 배터리(10)의 상태 정보에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.The ECU 30 is an electronic control device for controlling the state of the electric vehicle 1. For example, the torque level is determined based on information such as an accelerator, a break, a speed, etc., and the output of the motor 50 is controlled according to the torque information. 10 to the inverter 40 so that the battery 10 can be charged or discharged.

인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.The inverter 40 causes the battery 10 to be charged or discharged based on the control signal of the ECU 30. [

모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 차량(1)을 구동한다.The motor 50 drives the electric vehicle 1 on the basis of control information (for example, torque information) transmitted from the ECU 30 using the electric energy of the battery 10.

상술한 전기 차량(1)은 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 구동되므로, 배터리의 충전 및 방전을 진행해야 하고, 이때, 잔존수명이 높은 배터리를 최대한 활용하여 배터리 상호 간의 용량차이를 줄이는 것이 중요하다.Since the electric vehicle 1 is driven by using the electric energy of the battery 10, the charging and discharging of the battery must be proceeded. At this time, the difference in capacity between the batteries is minimized by maximizing the remaining battery life It is important.

따라서, 이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 운영 장치 및 방법에 대해서 설명하도록 한다.Therefore, an apparatus and method for operating a battery module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치(200)를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a schematic view of an apparatus 200 for operating a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치(200)는 측정부(210), 환산부(220), 제어부(230) 및 복수의 스위치(240-1 내지 240-n)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 배터리 모듈 운영 장치(200)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.2, an apparatus 200 for operating a battery module according to an embodiment of the present invention includes a measuring unit 210, a conversion unit 220, a control unit 230, and a plurality of switches 240-1 to 240-n ). ≪ / RTI > The battery module operating device 200 shown in FIG. 2 is according to one embodiment, and the components thereof are not limited to the embodiment shown in FIG. 2, and some components may be added, changed or deleted .

또한, 도 2에 도시된 배터리 모듈 운영 장치(200)는 배터리 모듈(20-1 내지 20-n)에 직렬 또는 병렬로 연결되어, 배터리의 잔존수명을 측정, 환산 및 제어할 수 있다.The battery module operating apparatus 200 shown in FIG. 2 can be connected to the battery modules 20-1 to 20-n in series or in parallel, thereby measuring, converting, and controlling the remaining service life of the battery.

측정부(210)는 배터리의 잔존수명을 측정할 수 있다. 상기 잔존수명 측정 방식은 여러 가지가 존재하는데, 그 중 하나는 배터리의 내부 저항과 온도를 이용하는 것으로, 충전 및 방전 실험을 통해 배터리의 내부 저항과 온도 별로 배터리 용량을 측정한 후, 배터리의 초기 용량을 기준으로 상기 측정한 배터리 용량을 상대 수치화함으로써, 잔존수명 맵핑을 위한 룩업 테이블을 얻는다. 그리고 실제 배터리 사용 환경에서 배터리의 내부 저항과 온도를 측정하고 상기 룩업 테이블로부터 내부 저항과 온도에 대응되는 잔존수명을 맵핑하면 배터리의 잔존수명을 측정할 수 있다. 이러한 잔존수명 측정 방식은 일 실시예에 따른 것이며, 측정부(210)는 필요에 따라 다른 잔존수명 측정 방식을 이용할 수 있다. The measurement unit 210 can measure the remaining life of the battery. One of them is the internal resistance and the temperature of the battery. The battery capacity is measured according to the internal resistance and the temperature of the battery through charging and discharging tests, and then the initial capacity of the battery A lookup table for remaining lifetime mapping is obtained by relatively quantifying the measured battery capacity based on the measured battery capacity. The remaining life of the battery can be measured by measuring the internal resistance and temperature of the battery in an actual battery usage environment and mapping the remaining life corresponding to the internal resistance and the temperature from the lookup table. The remaining life measuring method is according to one embodiment, and the measuring unit 210 may use another remaining life measuring method as needed.

환산부(220)는 상기 측정부(210)에서 측정한 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산할 수 있다. 상기 잔존수명을 비율적으로 환산하는 과정은 후술되는 도 3에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.The conversion unit 220 may convert the remaining life of each of the plurality of batteries measured by the measurement unit 210 in a proportional manner. The process of proportionally converting the remaining service life will be described in more detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치의 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a process of proportionally converting the remaining lifetime of each of a plurality of batteries of a battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 예컨대, 잔존수명이 상이한 6개의 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)이 있다고 가정하자. 여기서, 잔존수명이 90%로 가장 높은 배터리 모듈(20-1)을 기준으로 하여, 6개의 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)의 잔존수명을 비율적으로 환산할 수 있다. 이때, 기준 배터리 모듈(20-1)의 잔존수명이 90% 이므로 모든 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)의 잔존수명에 10/9를 곱하여 환산하며, 산출 과정에서 발생하는 소수점 아래 값은 버림 할 수 있다.Referring to FIG. 3, assume that there are, for example, six battery modules 20-1 to 20-6 having different remaining lifetimes. Here, the remaining lifetime of the six battery modules 20-1 to 20-6 can be converted proportionally based on the battery module 20-1 having the highest remaining lifetime of 90%. At this time, since the remaining life of the reference battery module 20-1 is 90%, the remaining life of all the battery modules 20-1 to 20-6 is multiplied by 10/9, and the value after the decimal point generated in the calculation is It can be abandoned.

이와 같이 6개의 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)의 잔존수명을 비율적으로 환산하면, 잔존수명이 가장 높은 기준 배터리 모듈(20-1)의 잔존수명 비율은 100%, 잔존수명이 60%인 배터리 모듈(20-2)의 잔존수명 비율은 66%, 잔존수명이 70%인 배터리 모듈(20-3, 20-4)의 잔존수명 비율은 77%, 잔존수명이 80%인 배터리 모듈(20-5)의 잔존수명 비율은 88% 및 잔존수명이 50%인 배터리 모듈(20-6)의 잔존수명 비율은 55%가 될 수 있다.If the remaining service life of the six battery modules 20-1 to 20-6 is converted proportionally, the remaining life ratio of the reference battery module 20-1 having the highest remaining service life is 100%, the remaining service life is 60 The remaining life ratio of the battery modules 20-3 and 20-4 having the remaining life ratio of 66% and the remaining life of 70% is 77% and the remaining life of the battery module 20-2 is 80% The remaining life ratio of the battery module 20-6 having the remaining life ratio of 88% and the remaining life of 50% may be 55%.

다시 도 2로 돌아와서, 제어부(230)는 상기 환산부(220)에서 환산한 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하고, 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 스위치(240-1 내지 240-n) 동작을 제어할 수 있다. 상기 휴지기간을 산출하는 과정과 복수의 스위치(240-1 내지 240-n) 동작 제어는 후술되는 도 4 내지 도 5에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.2, the control unit 230 calculates a rest period based on the remaining lifetime ratio calculated by the conversion unit 220, and calculates a rest period based on the rest period by using the plurality of switches 240-1 to 240-n, The operation can be controlled. The process of calculating the idle period and the operation control of the plurality of switches 240-1 to 240-n will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 5 described later.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치의 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 산출하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a process of calculating a pause period of each of a plurality of batteries of a battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 휴지기간은 상기 도 3에서 환산한 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율을 소정의 설정 값에서 감산하여 산출할 수 있다. 예컨대, 상기 소정의 설정 값을 100으로 가정한다면, 잔존수명 비율이 100%인 배터리 모듈(20-1)의 휴지기간은 100-100=0초가 될 수 있고, 잔존수명 비율이 66%인 배터리 모듈(20-2)의 휴지기간은 100-66=34초, 잔존수명 비율이 77%인 배터리 모듈(20-3, 20-4)의 휴지기간은 100-77=23초, 잔존수명 비율이 88%인 배터리 모듈(20-5)의 휴지기간은 100-88=12초 및 잔존수명 비율이 55%인 배터리 모듈(20-6)의 휴지기간은 100-55=45초가 될 수 있다.Referring to FIG. 4, the idle period can be calculated by subtracting the remaining life ratio of each of the plurality of batteries converted in FIG. 3 from a predetermined set value. For example, assuming that the predetermined set value is 100, the rest period of the battery module 20-1 having the remaining life ratio of 100% may be 100-100 = 0 seconds, and the battery module 20-1 having the remaining life ratio of 66% The rest period of the battery modules 20-3 and 20-4 having the rest period of 100 to 66 = 34 seconds and the remaining life ratio of 77% is 100 to 77 = 23 seconds and the remaining life ratio is 88 The dormancy period of the battery module 20-5 in which the battery module 20-5 is 100-88 = 12 seconds and the remaining life ratio is 55% may be 100-55 = 45 seconds.

이때, 상기 6개의 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)의 휴지기간을 합산한 0+34+23+23+12+45=137초가 시스템의 주기가 될 수 있다.At this time, 0 + 34 + 23 + 23 + 12 + 45 = 137 seconds obtained by adding the idle periods of the six battery modules 20-1 to 20-6 may be a period of the system.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 장치의 복수의 스위치(240-1 내지 240-6) 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a view schematically showing the operation of the plurality of switches 240-1 to 240-6 of the battery module operating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 예컨대, 복수의 스위치(240-1 내지 240-6) 동작 제어가 시작되면 휴지기간이 0초인 배터리 모듈(20-1)의 스위치(240-1)는 휴지기간이 0초이므로 오프(OFF) 할 수 없고, 나머지 배터리 모듈(20-2 내지 20-6)의 스위치(240-2 내지 240-6)는 온(ON) 하여 모든 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)을 사용할 수 있다.5, when the operation control of the plurality of switches 240-1 to 240-6 is started, for example, the switch 240-1 of the battery module 20-1 having the idle period of 0 second has the idle period of 0 second The switches 240-2 to 240-6 of the remaining battery modules 20-2 to 20-6 are turned on and all of the battery modules 20-1 to 20-6 are turned off, Can be used.

그리고, 상기 휴지기간이 0초인 배터리 모듈(20-1)의 휴지기간이 종료되는 시점부터 34초 동안은 휴지기간이 34초인 배터리 모듈(20-2)의 스위치(240-2)를 오프 하여 상기 휴지기간이 34초인 배터리 모듈(20-2)을 사용하지 않고, 나머지 배터리 모듈(20-1, 20-3 내지 20-6)의 스위치(240-1, 240-3 내지 240-6)는 온 하여 상기 나머지 배터리 모듈(20-1, 20-3 내지 20-6)을 사용할 수 있다.The switch 240-2 of the battery module 20-2 whose idle period is 34 seconds is turned off for 34 seconds from the end of the idle period of the battery module 20-1 having the idle period of 0 seconds, The switches 240-1 and 240-3 to 240-6 of the remaining battery modules 20-1 and 20-3 to 20-6 are turned off without using the battery module 20-2 having the idle period of 34 seconds, The remaining battery modules 20-1 and 20-3 to 20-6 may be used.

그리고, 상기 휴지기간이 34초인 배터리 모듈(20-2)의 휴지기간이 종료되는 시점부터 23초 동안은 휴지기간이 23초인 배터리 모듈(20-3)의 스위치(240-3)를 오프 하여 상기 휴지기간이 23초인 배터리 모듈(20-3)을 사용하지 않고, 나머지 배터리 모듈(20-1 내지 20-2, 20-4 내지 20-6)의 스위치(240-1 내지 240-2, 240-4 내지 240-6)는 온 하여 상기 나머지 배터리 모듈(20-1 내지 20-2, 20-4 내지 20-6)을 사용할 수 있다.Then, the switch 240-3 of the battery module 20-3 whose idle period is 23 seconds is turned off for 23 seconds from the end of the idle period of the battery module 20-2 having the idle period of 34 seconds, The switches 240-1 to 240-2 and 240-4 of the remaining battery modules 20-1 to 20-2 and 20-4 to 20-6 are turned off without using the battery module 20-3 having the idle period of 23 seconds, 4 to 240-6 may be turned on to use the remaining battery modules 20-1 to 20-2, 20-4 to 20-6.

상술한 바와 같이 배터리 모듈(20-1 내지 20-6)의 스위치(240-1 내지 240-6) 동작을 상기 휴지기간에 근거하여 순차적으로 제어하며, 시스템의 주기인 137초 이후에는 상기 복수의 스위치(240-1 내지 240-6) 동작 제어 과정을 반복할 수 있다.As described above, the operations of the switches 240-1 to 240-6 of the battery modules 20-1 to 20-6 are sequentially controlled on the basis of the idle period, and after 137 seconds, which is the period of the system, The operations of controlling the switches 240-1 to 240-6 may be repeated.

다시 도 2로 돌아와서, 복수의 스위치(240-1 내지 240-n)는 복수의 배터리 모듈(20-1 내지 20-n) 각각에 연결되고, 상기 제어부(230)의 신호에 따라 동작되어, 상기 복수의 배터리 모듈(20-1 내지 20-n) 각각에 전류를 전달 또는 차단할 수 있다.2, the plurality of switches 240-1 to 240-n are connected to the plurality of battery modules 20-1 to 20-n, respectively, and are operated according to the signals of the controller 230, It is possible to transmit or interrupt a current to each of the plurality of battery modules 20-1 to 20-n.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of operating a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 운영 방법을 시작하면, 먼저 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하고(S610), 상기 잔존수명을 비율적으로 환산하며(S620), 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간과 시스템 주기를 산출한다(S630). 이후, 산출한 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 배터리 모듈 각각에 연결된 스위치의 동작을 제어(S640)하고, 상기 시스템의 주기가 종료되면 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 연결된 스위치 동작 제어(S640)를 반복한다(S650).Referring to FIG. 6, a method for operating a battery module according to an embodiment of the present invention starts with measuring the remaining lifetime of each of a plurality of batteries (S610), converting the remaining lifetime proportionally (S620) The idle period and the system period of each of the plurality of batteries are calculated (S630). Thereafter, the operation of the switch connected to each of the plurality of battery modules is controlled based on the calculated idle period (S640), and when the cycle of the system ends, the switch operation control (S640) connected to each of the plurality of battery modules is repeated (S650).

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as limitations. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

200: 배터리 모듈 운영 장치
210: 측정부
220: 환산부
230: 제어부
240-1 내지 240-n: 스위치
20-1 내지 20-6: 배터리 모듈200: Battery module operating device
210:
220: Conversion part
230:
240-1 to 240-n: switches
20-1 to 20-6: battery module

Claims (12)

복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하는 측정부;
측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 환산부;
복수의 배터리 모듈 각각에 연결되어 전류를 전달 또는 차단하는 복수의 스위치; 및
환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 휴지기간을 산출하고, 상기 휴지기간에 근거하여 상기 복수의 스위치 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율을 소정의 설정 값에서 감산하여 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 산출하고, 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 모두 더한 값을 시스템의 주기로 하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 장치.A measurement unit for measuring a remaining life of each of the plurality of batteries;
A conversion unit for proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries measured;
A plurality of switches connected to each of the plurality of battery modules to transmit or interrupt a current; And
And a controller for calculating a rest period based on the remaining service life ratio of each of the plurality of batteries, and controlling the plurality of switch operations based on the rest period,
Wherein,
A value obtained by subtracting the remaining lifetime ratio of each of the plurality of converted batteries from a predetermined set value to calculate a rest period of each of the plurality of batteries and adding a sum of the rest periods of each of the plurality of batteries to the period of the system To
Battery module operating device. 제1항에 있어서,
상기 환산부는,
측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 가운데, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 하여, 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And the remaining lifetime of each of the plurality of batteries measured based on the highest remaining lifetime among the remaining lifetimes of the plurality of batteries measured is proportionally converted
Battery module operating device. 제2항에 있어서,
상기 환산부는,
상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하며 발생하는 소수점 아래 값은 버림 하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 장치.3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein a value after the decimal point generated by proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries is discarded
Battery module operating device. 제1항에 있어서,
상기 복수의 스위치는,
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되고, 상기 제어부의 신호에 따라 동작되어, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 전류를 전달 또는 차단하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of switches comprise:
Wherein each of the plurality of battery modules is connected to each of the plurality of battery modules and is operated according to a signal of the control unit to transmit or interrupt a current to each of the plurality of battery modules
Battery module operating device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
산출된 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간에 근거하여, 해당 휴지기간 동안 해당 배터리 모듈에 연결된 스위치를 오프 시킴으로써, 상기 해당 배터리 모듈을 사용하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
The control unit turns off the switch connected to the corresponding battery module during the idle period based on the calculated idle period of each of the plurality of batteries so that the corresponding battery module is not used
Battery module operating device. 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 측정하는 단계;
측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 단계;
복수의 배터리 모듈 각각에 연결되어 전류를 전달 또는 차단하는 단계; 및
환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율에 근거하여 제어부가 휴지기간을 산출하고, 상기 휴지기간에 근거하여 복수의 스위치 동작을 제어하는 단계;를 포함하며,
상기 제어하는 단계는,
환산한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 비율을 소정의 설정 값에서 감산하여 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 산출하고, 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간을 모두 더한 값을 시스템의 한 주기로 하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 방법.Measuring a remaining lifetime of each of the plurality of batteries;
A step of proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries measured;
Connecting or disconnecting a current to each of the plurality of battery modules; And
Calculating a dormancy period based on a remaining service life ratio of each of the plurality of batteries converted and controlling a plurality of switch operations based on the dormancy period,
Wherein the controlling comprises:
Calculating a rest period of each of the plurality of batteries by subtracting the remaining life ratio of each of the plurality of batteries converted from the predetermined set value, and adding a value obtained by adding all the rest periods of the plurality of batteries to one period of the system Featured
How to operate the battery module. 제7항에 있어서,
상기 환산하는 단계는,
측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명 가운데, 가장 높은 잔존수명을 기준으로 하여, 측정한 상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the converting step comprises:
And the remaining lifetime of each of the plurality of batteries measured based on the highest remaining lifetime among the remaining lifetimes of the plurality of batteries measured is proportionally converted
How to operate the battery module. 제8항에 있어서,
상기 환산하는 단계는,
상기 복수의 배터리 각각의 잔존수명을 비율적으로 환산하며 발생하는 소수점 아래 값은 버림 하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the converting step comprises:
Wherein a value after the decimal point generated by proportionally converting the remaining life of each of the plurality of batteries is discarded
How to operate the battery module. 제7항에 있어서,
상기 복수의 스위치는,
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되고, 상기 제어부의 신호에 따라 동작되어, 상기 복수의 배터리 각각에 전류를 전달 또는 차단하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of switches comprise:
Wherein the control unit is connected to each of the plurality of battery modules and is operated in accordance with a signal of the control unit to transmit or interrupt a current to each of the plurality of batteries.
How to operate the battery module. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
산출된 상기 복수의 배터리 각각의 휴지기간에 근거하여, 해당 휴지기간 동안 해당 배터리 모듈에 연결된 스위치를 오프 시킴으로써, 상기 해당 배터리 모듈을 사용하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는
배터리 모듈 운영 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the controlling comprises:
The control unit turns off the switch connected to the corresponding battery module during the idle period based on the calculated idle period of each of the plurality of batteries so that the corresponding battery module is not used
How to operate the battery module.
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