KR101745167B1 - Method of detecting fault battery sell and system performing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 불량 배터리 셀 검출 장치에서 실행되는 복수의 배터리 셀 중 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출 방법은 상기 복수의 배터리 중 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 특정 배터리 셀의 이상 여부를 판단하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온상태로 변경하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 배터리 셀에 이상이 발생 시 이상이 발생한 배터리 셀 혹은 배터리 모듈을 우회하도록 함으로써 계속적으로 배터리의 사용이 가능하도록 한다는 장점이 있다.The method for detecting a defective battery cell among a plurality of battery cells executed in the defective battery cell detecting apparatus according to an embodiment of the present invention compares the voltage of a specific battery cell among the plurality of batteries with a preset reference voltage Comparing the voltage of the battery module, which is a set of the specific battery cell and other battery cells, with a preset reference voltage according to the comparison result to determine whether the specific battery cell is abnormal, And changing the switch state of the bypass circuit bypassing the battery cell to the on state. Therefore, the present invention has an advantage that the battery can be continuously used by bypassing the battery cell or the battery module in which the abnormality occurs when the battery cell is abnormal.

Description

불량 배터리 셀 검출 방법 및 이를 실행하는 시스템{METHOD OF DETECTING FAULT BATTERY SELL AND SYSTEM PERFORMING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for detecting a defective battery cell,

본 발명의 실시예들은 불량 배터리 셀 검출 방법 및 이를 실행하는 시스템 에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a method for detecting a bad battery cell and a system for executing the same.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 리튬 계열 전지와 니켈 수소 계열의 전지로 분류된다. 리튬 계열 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품에 주로 적용되며, 니켈 수소 계열 전지는 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품에 적용되어 사용되고 있다. In general, the secondary battery includes a nickel cadmium battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery. Such a secondary battery is classified into a lithium-based battery and a nickel-hydrogen-based battery. Lithium-based batteries are mainly applied to small-sized products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, portable game devices, power tools and e-bikes. Nickel-hydrogen batteries are used in high- Is being applied to large-sized products which are required.

한편, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차가 주행하기 위해서는 고출력을 요구하는 전동 모터를 구동시켜야 한다. 이를 위해 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차에 사용되는 배터리는 직렬 또는 병렬로 다수 연결된 배터리 셀 집합체로부터 출력되는 전기를 전원으로 이용하고 있다.On the other hand, in order to drive an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, an electric motor that requires a high output power must be driven. To this end, a battery used in an electric vehicle or a hybrid electric vehicle uses electricity output from a plurality of battery cell assemblies connected in series or in parallel as a power source.

그런데, 다수의 배터리 셀이 연결된 배터리의 경우, 충방전을 반복하게 되면 각 배터리 셀의 충전용량에 차이가 발생하게 된다. 이를 방치한 채로 충전이나 방전을 지속하게 되면, 일부의 배터리 셀이 과충전 상태나 과방전 상태가 될 수 있고, 이러한 문제로 인해 로드(예컨대, 전동 모터)에 안정적으로 전원을 공급할 수 없는 문제가 발생하게 된다.However, in the case of a battery in which a plurality of battery cells are connected, if charging and discharging are repeated, a difference occurs in the charging capacity of each battery cell. If the charging or discharging is continued while the battery is left unattended, some of the battery cells may become overcharged or overdischarged, and a problem that the power can not be stably supplied to the load (for example, the electric motor) .

위와 같은 문제를 해결하기 위해 배터리 관리 시스템(Battery Management System)이 사용되고 있다. 배터리 관리 시스템은 배터리 셀의 충전량을 지속적으로 모니터링하여 각 배터리 셀의 충전량을 일정한 레벨로 밸런싱하거나 이상 배터리 셀을 검출하는 시스템이다.In order to solve the above problem, a battery management system (Battery Management System) is used. The battery management system continuously monitors the charged amount of the battery cells, balances the charged amount of each battery cell to a predetermined level, or detects abnormal battery cells.

최근의 배터리 셀은 방수 방진에 대한 내구성이 강하고 누전에 대한 차단회로가 있지만, 고전압을 다루기 때문에 매우 위험한 상황에 항상 노출 되어 있다. 예를 들어, EV용 배터리는 리튬 폴리머셀을 직렬로 연결하여 고전압을 얻어내는 방식으로 구성되어 있기 때문에, 특정 배터리 셀 하나만 파괴 되더라도, 배터리 전체 동작에 문제를 일으킨다.Recent battery cells are durable against waterproof and dustproof and have a circuit to prevent leakage, but they are exposed to very dangerous situations because they deal with high voltage. For example, since the EV battery is constructed by connecting the lithium polymer cells in series to obtain a high voltage, even if only one specific battery cell is destroyed, the entire battery operation is troublesome.

배터리 셀의 손상은 과충전, 외부로의 충격, 온도 등에 의하여 발생할 수 있으며, 개방 상태 또는 단락 상태로 이상이 발생할 수 있다. 배터리 셀의 상태가 단락 상태이면 계속해서 전류가 흐를 경우 과열 및 배터리 셀의 폭발로 이어질 수 있는 위험이 있다. 또한, 배터리 셀의 상태가 개방 상태이면 전류의 공급이 갑자기 차단되어 차량이 멈추어 버리거나 제어 불능의 상태로 가게 되는 위험한 상황을 초래할 수 있다. 이와 같은 이유로, 배터리 셀의 불량을 진단하고 해당 배터리 셀을 제어하는 방식이 요구된다.
Damage to the battery cell may occur due to overcharging, shock to the outside, temperature, etc., and an abnormality may occur in an open state or a short-circuited state. If the state of the battery cell is short-circuited, there is a risk that if the current continues to flow, it may lead to overheating and explosion of the battery cell. Also, when the battery cell is in the open state, the supply of the current is abruptly cut off, which may lead to a dangerous situation in which the vehicle stops or goes out of control. For this reason, there is a need for a method of diagnosing defective battery cells and controlling the corresponding battery cells.

본 발명은 배터리 셀에 이상이 발생 시 비상 모드로 진입함으로써 정비 가능한 장소까지 스스로 이동할 수 있도록 하는 불량 배터리 셀 검출 방법 및 이를 실행하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for detecting a defective battery cell and a system for implementing the defective battery cell detection method, which enables a user to move to a serviceable place by entering an emergency mode when an abnormality occurs in the battery cell.

또한, 본 발명은 배터리 셀에 이상이 발생 시 이상이 발생한 배터리 셀 혹은 배터리 모듈을 우회하도록 함으로써 계속적으로 배터리의 사용이 가능하도록 하는 불량 배터리 셀 검출 방법 및 이를 실행하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a method of detecting a defective battery cell and a system for executing the same, which enables a battery to be continuously used by bypassing a battery cell or a battery module in which an abnormality occurs when an abnormality occurs in the battery cell .

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

실시예들 중에서, 불량 배터리 셀 검출 장치에서 실행되는 복수의 배터리 셀 중 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출 방법은 상기 복수의 배터리 중 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 특정 배터리 셀의 이상 여부를 판단하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온상태로 변경하는 단계를 포함한다.Among the embodiments, a defective battery cell detection method for detecting a defective battery cell among a plurality of battery cells executed in a defective battery cell detection apparatus may include comparing a predetermined reference voltage with a voltage of a specific battery cell among the plurality of batteries, Comparing the voltage of the battery module, which is a set of the specific battery cell and other battery cells, with a predetermined reference voltage to determine whether the specific battery cell is abnormal according to the result of the comparison, And changing the switching state of the detouring bypass circuit to the on state.

실시예들 중에서, 복수의 배터리 셀 중 불량 배터리를 검출하는 불량 배터리 셀 검출 시스템은 복수의 배터리 셀 및 우회 회로를 포함하는 고전압 배터리 및 상기 복수의 상기 배터리 셀 중 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 특정 배터리 셀의 이상 여부를 판단하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온 상태로 변경하는 배터리 셀 모니터링 장치를 포함한다.
Among the embodiments, a defective battery cell detection system for detecting a defective battery among a plurality of battery cells includes a high voltage battery including a plurality of battery cells and a bypass circuit, and a high voltage battery including a plurality of battery cells, Comparing the voltage of the specific battery cell and the voltage of the battery module which is a set of the specific battery cell and the other battery cell with a predetermined reference voltage according to the comparison result to determine whether the specific battery cell is abnormal, And a battery cell monitoring device for changing the switch state of the bypass circuit bypassing the specific battery cell to the on state.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명에 따르면, 배터리 셀에 이상이 발생 시 비상 모드로 진입함으로써 정비 가능한 장소까지 스스로 이동할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, when an abnormality occurs in a battery cell, it enters the emergency mode and can move itself to a place where maintenance can be performed.

또한 본 발명에 따르면, 배터리 셀에 이상이 발생 시 이상이 발생한 배터리 셀 혹은 배터리 모듈을 우회하도록 함으로써 계속적으로 배터리의 사용이 가능하도록 한다는 장점이 있다.
According to the present invention, there is an advantage that the battery can be continuously used by bypassing a battery cell or a battery module in which an abnormality occurs when an abnormality occurs in the battery cell.

도 1은 종래의 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4는 종래의 불량 배터리 셀 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법의 일 실시에를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 배터리 셀 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다.1 is a view for explaining a conventional battery management system.
2 and 3 are reference views for explaining the execution process of FIG.
4 is a flowchart for explaining a conventional bad battery cell detection method.
5 is a flowchart for explaining an embodiment of a method for detecting a defective battery cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a faulty battery cell detection system according to an embodiment of the present invention.
7 is a reference diagram for explaining the execution process of FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다.1 is a view for explaining a conventional battery management system. 2 and 3 are reference views for explaining the execution process of FIG.

도 1을 참조하면, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차에 사용되는 배터리는 직렬 또는 병렬로 다수 연결된 배터리 셀 집합체로부터 출력되는 전기를 전원으로 이용하고 있다. 그런데, 다수의 배터리 셀이 연결된 배터리의 경우, 충방전을 반복하게 되면 각 배터리 셀의 충전용량에 차이가 발생하게 된다. Referring to FIG. 1, a battery used in an electric vehicle or a hybrid electric vehicle uses electricity output from a plurality of battery cell assemblies connected in series or in parallel as a power source. However, in the case of a battery in which a plurality of battery cells are connected, if charging and discharging are repeated, a difference occurs in the charging capacity of each battery cell.

이를 방치한 채로 충전이나 방전을 지속하게 되면, 일부의 배터리 셀이 과충전 상태나 과방전 상태가 될 수 있고, 이러한 문제로 인해 로드(예컨대, 전동 모터)에 안정적으로 전원을 공급할 수 없는 문제가 발생하게 된다.If the charging or discharging is continued while the battery is left unattended, some of the battery cells may become overcharged or overdischarged, and a problem that the power can not be stably supplied to the load (for example, the electric motor) .

이를 위해, 종래의 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 셀 중 특정 배터리 셀의 전압을 확인하여 특정 배터리 셀의 이상 여부를 확인하였다. 이러한 배터리 관리 시스템은 고전압 배터리(10), 배터리 셀 모니터링 장치(20) 및 제어 장치(30)를 포함한다.To this end, a conventional battery management system checks the voltage of a specific battery cell among a plurality of battery cells to check whether a specific battery cell is abnormal. Such a battery management system includes a high-voltage battery 10, a battery cell monitoring device 20 and a control device 30. [

고전압 배터리(10)는 복수의 배터리 셀(11_1, 11_2, …, 11_N) 및 보호 회로(12_1, 12_2, …, 12_N)를 포함한다. 복수의 배터리 셀(11_1, 11_2, …, 11_N)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 있을 수 있으며, 복수의 배터리 셀(11_1, 11_2, …, 11_N) 각각에는 보호 회로(12_1, 12_2, …, 12_N)가 연결되어 있다. 보호 회로(12_1, 12_2, …, 12_N)는 불량이 발생한 배터리 셀의 회로를 차단하여 배터리 셀에 불량 발생 시 해당 배터리 셀이 원래의 기능을 실행할 수 없도록 한다. The high voltage battery 10 includes a plurality of battery cells 11_1, 11_2, ..., 11_N and protection circuits 12_1, 12_2, ..., 12_N. The plurality of battery cells 11_1, 11_2, ..., 11_N may be connected to each other in series or in parallel, and protection circuits 12_1, 12_2, ..., 12_N ) Are connected. The protection circuits 12_1, 12_2, ..., 12_N block the circuit of the battery cell in which a failure occurs and prevent the battery cell from performing the original function when a failure occurs in the battery cell.

배터리 셀 모니터링 장치(20)는 복수의 배터리 셀(11_1, 11_2, …, 11_N) 중 특정 배터리 셀의 전압을 측정한다. 그런 다음, 배터리 셀 모니터링 장치(20)는 특정 배터리 셀의 전압 및 특정 배터리 셀의 평균 전압 사이의 차이 전압이 미리 설정된 기준 전압 이하인지 여부를 확인한다. 예를 들어, 배터리 셀 모니터링 장치(20)는 제2 배터리 셀(11_2)의 전압 및 제2 배터리 셀(11_2) 사이의 차이 전압이 미리 설정된 기준 전압 이하인지 여부를 확인할 수 있다.The battery cell monitoring device 20 measures the voltage of a specific battery cell among the plurality of battery cells 11_1, 11_2, ..., 11_N. Then, the battery cell monitoring apparatus 20 confirms whether the difference voltage between the voltage of the specific battery cell and the average voltage of the specific battery cell is equal to or lower than a preset reference voltage. For example, the battery cell monitoring device 20 can check whether the voltage of the second battery cell 11_2 and the difference voltage between the second battery cell 11_2 are below a preset reference voltage.

배터리 셀 모니터링 장치(20)는 특정 배터리 셀의 전압 및 특정 배터리 셀의 평균 전압 사이의 차이 전압이 미리 설정된 기준 전압 이하이면, 특정 배터리 셀의 불량을 진단한다. 예를 들어, 배터리 셀 모니터링 장치(20)는 제2 배터리 셀(11_2)의 전압 및 제2 배터리 셀(11_2) 사이의 차이 전압이 미리 설정된 기준 전압 이하이면, 제2 배터리 셀(11_2)에 불량이 발생하였다고 판단할 수 있다. 이때, 배터리 셀 모니터링 장치(20)는 제2 배터리 셀(11_2)의 상태를 개방 상태 또는 단락 상태로 판단할 수 있다. The battery cell monitoring device 20 diagnoses a failure of a specific battery cell when the difference voltage between the voltage of the specific battery cell and the average voltage of the specific battery cell is less than a predetermined reference voltage. For example, when the voltage of the second battery cell 11_2 and the difference voltage between the second battery cell 11_2 are below the predetermined reference voltage, the battery cell monitoring device 20 may determine that the failure is caused in the second battery cell 11_2 Can be determined to have occurred. At this time, the battery cell monitoring device 20 can determine the state of the second battery cell 11_2 as an open state or a short-circuit state.

예를 들어, 도 2(a)와 같이 복수의 배터리 중 특정 배터리 셀(11)의 상태가 정상 상태에서 도 2(b)와 같이 특정 배터리 셀(11)의 상태가 개방 상태로 전환되면, 배터리 셀 모니터링 장치(20)는 특정 배터리 셀(11)의 상태를 개방 상태로 판단할 수 있다. 도 2(b)와 같이 배터리 셀(11)의 상태가 개방 상태가 되면, 전류의 공급이 갑자기 차단되어 차량이 멈추어 버리거나 제어 불능의 상태로 가게 되는 위험한 상황을 초래할 수 있다.For example, when the state of a specific battery cell 11 among a plurality of batteries is in a normal state and the state of a specific battery cell 11 is switched to an open state as shown in FIG. 2 (b) The cell monitoring device 20 can determine the state of the specific battery cell 11 as an open state. As shown in FIG. 2 (b), when the battery cell 11 is in the open state, the supply of the current is abruptly cut off, resulting in a dangerous situation in which the vehicle is stopped or the control is disabled.

다른 예를 들어, 도 3(a)와 같이 복수의 배터리 중 특정 배터리 셀(11)의 상태가 정상 상태에서 도 3(b)와 같이 배터리 셀(11)의 상태가 단락 상태로 전환되면 특정 배터리 셀(11)의 상태를 단락 상태로 판단할 수 있다. 도 3(b)와 같이 배터리 셀(11)의 상태가 단락 상태가 되었지만 계속해서 전류가 흐를 경우 과열 및 배터리 셀의 폭발로 이어질 수 있는 위험이 있다. 이와 같은 이유로, 배터리 셀의 불량을 진단하고 배터리 셀 회로 제어가 수반되어야 한다. 따라서, 배터리 셀 모니터링 장치(20)는 불량이 발생한 배터리 셀의 정보를 제어 장치(30)에 제공한다.
3 (a), when the state of the specific battery cell 11 among the plurality of batteries is in the normal state and the state of the battery cell 11 is switched to the short state as shown in FIG. 3 (b) The state of the cell 11 can be judged as a short-circuited state. As shown in FIG. 3 (b), when the battery cell 11 is short-circuited but continues to flow, there is a risk of overheating and explosion of the battery cell. For this reason, it is necessary to diagnose the failure of the battery cell and to control the battery cell circuit. Therefore, the battery cell monitoring device 20 provides the control device 30 with information on the battery cell in which a failure has occurred.

도 4는 종래의 불량 배터리 셀 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart for explaining a conventional bad battery cell detection method.

도 4를 참조하면, 불량 배터리 셀 검출 장치는 복수의 배터리 셀 중 특정 배터리 셀의 전압을 측정한다(단계 S40). 불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀의 전압 및 특정 배터리 셀의 평균 전압 사이의 차이 전압이 미리 설정된 기준 전압과 동일한지 여부를 확인한다(단계 S41). Referring to FIG. 4, the defective battery cell detecting apparatus measures a voltage of a specific battery cell among a plurality of battery cells (step S40). The defective battery cell detecting apparatus checks whether the difference voltage between the voltage of the specific battery cell and the average voltage of the specific battery cell is equal to a preset reference voltage (step S41).

불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀의 전압 및 특정 배터리 셀의 평균 전압 사이의 차이 전압이 미리 설정된 기준 전압과 동일하면(단계 S41), 특정 배터리 셀의 불량을 진단하고 제어 장치에 특정 배터리 셀의 정보를 제공한다(단계 S42). If the difference voltage between the voltage of the specific battery cell and the average voltage of the specific battery cell is equal to the predetermined reference voltage (step S41), the defective battery cell detection device diagnoses the failure of the specific battery cell, Information (step S42).

상기와 같이, 종래에는 배터리 셀에 이상이 발생 시 고전압 배터리에 내장된 보호 회로가 배터리 셀의 회로를 차단하여 불량 발생 시에 배터리 셀의 기능을 정지시킨다. 이에 따라, 차량의 운행이 정지되기 때문에 정비 가능한 장소까지 이동할 수 있어 제2의 사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
As described above, conventionally, when an abnormality occurs in the battery cell, the protection circuit built in the high-voltage battery interrupts the circuit of the battery cell to stop the function of the battery cell when a failure occurs. As a result, since the vehicle is stopped, the vehicle can be moved to a position where it can be maintained, resulting in a second accident.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법의 일 실시에를 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining an embodiment of a method for detecting a defective battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 불량 배터리 셀 검출 장치는 복수의 배터리 셀 중 특정 배터리 셀의 전압을 측정한다(단계 S510). 불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교한다(단계 S520). 단계 S520에 대한 일 실시예에서, 불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀의 전압이 0V인지 여부를 인할 수 있다. Referring to FIG. 5, the defective battery cell detection apparatus measures a voltage of a specific battery cell among a plurality of battery cells (step S510). The defective battery cell detecting device compares the voltage of a specific battery cell with a predetermined reference voltage (step S520). In one embodiment of step S520, the defective battery cell detection apparatus can check whether the voltage of the specific battery cell is 0V.

불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀의 전압이 기 설정된 기준 전압과 동일하면(단계 S520), 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압을 측정한다(단계 S530). 예를 들어, 불량 배터리 셀 검출 장치는 제2 배터리 셀의 전압이 0V이면, 제2 배터리 셀 및 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 제3 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압을 측정한다. If the voltage of the specific battery cell is equal to the preset reference voltage (step S520), the defective battery cell detecting device measures the voltage of the specific battery cell and the battery module which is a set of other battery cells (step S530). For example, when the voltage of the second battery cell is 0 V, the defective battery cell detection device measures the voltage of the second battery cell and the battery module, which is a collection of the first battery cell, the second battery cell, and the third battery cell.

만일, 불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀의 전압이 기 설정된 기준 전압과 상이하면, 단계 S510으로 돌아가 배터리 셀의 전압을 다시 측정한다. 예를 들어, 불량 배터리 셀 검출 장치는 제2 배터리 셀의 전압이 0V가 아니면, 단계 S510으로 돌아가 배터리 셀의 전압을 측정한다. If the voltage of the specific battery cell differs from the preset reference voltage, the defective battery cell detecting device returns to step S510 to measure the voltage of the battery cell again. For example, if the voltage of the second battery cell is not 0V, the defective battery cell detection apparatus returns to step S510 to measure the voltage of the battery cell.

불량 배터리 셀 검출 장치는 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교한다(단계 S540). 불량 배터리 셀 검출 장치는 배터리 모듈의 전압이 기 설정된 기준 전압과 동일하면, 특정 배터리 셀의 상태를 개방 상태로 판단한다(단계 S541). 예를 들어, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 제3 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압이 0V이면 제2 배터리 셀의 상태를 개방 상태라고 판단할 수 있다. The defective battery cell detecting device compares the voltage of the battery module with a predetermined reference voltage (step S540). If the voltage of the battery module is equal to the preset reference voltage, the defective battery cell detecting device determines the state of the specific battery cell as an open state (step S541). For example, when the voltage of the battery module, which is a set of the first battery cell, the second battery cell and the third battery cell, is 0 V, the battery cell monitoring apparatus 200 can determine that the state of the second battery cell is open have.

이러한 실시예와는 달리, 불량 배터리 셀 검출 장치는 배터리 모듈의 전압이 기 설정된 기준 전압이 아니면, 특정 배터리 셀의 상태를 단락 상태로 판단한다(단계 S542). 예를 들어, 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 제3 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압이 0V가 아니면 제2 배터리 셀의 상태를 단락 상태로 판단할 수 있다.If the voltage of the battery module is not the predetermined reference voltage, the defective battery cell detecting device determines that the state of the specific battery cell is short-circuited (step S542). For example, if the voltage of the battery module, which is a set of the first battery cell, the second battery cell, and the third battery cell, is not 0V, the state of the second battery cell can be determined as a short-circuit state.

불량 배터리 셀 검출 장치는 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온 상태로 변경한다(단계 S550). The defective battery cell detecting device changes the switch state of the bypass circuit bypassing the specific battery cell to the ON state (step S550).

상기와 같이, 본 발명은 배터리 셀에 이상이 발생 시 이상이 발생한 배터리 셀 혹은 배터리 모듈을 우회하도록 함으로써 계속적으로 배터리의 사용이 가능하다는 장점이 있다.
As described above, the present invention has an advantage that the battery can be continuously used by bypassing a battery cell or a battery module in which an abnormality occurs when an abnormality occurs in the battery cell.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 배터리 셀 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a faulty battery cell detection system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 불량 배터리 셀 검출 시스템은 고전압 배터리(100), 배터리 셀 모니터리 장치(200) 및 제어 장치(300)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the defective battery cell detection system includes a high voltage battery 100, a battery cell monitoring device 200, and a control device 300.

고전압 배터리(100)는 복수의 배터리 셀(110_1, 110_2, …, 110_N), 보호 회로(120_1, 120_2, …, 120_N) 및 우회 회로(130_1, 130_2, …, 130_N)를 포함한다. The high-voltage battery 100 includes a plurality of battery cells 110_1, 110_2, ..., 110_N, protection circuits 120_1, 120_2, ..., 120_N and bypass circuits 130_1, 130_2, ..., 130_N.

복수의 배터리 셀(110_1, 110_2, …, 110_N)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 있을 수 있으며, 복수의 배터리 셀(110_1, 110_2, …, 110_N) 각각에는 보호 회로(120_1, 120_2, …, 120_N) 및 우회 회로(130_1, 130_2, …, 130_N)가 연결되어 있다. 보호 회로(120_1, 120_2, …, 120_N)는 불량이 발생한 배터리 셀의 회로를 차단하여 배터리 셀에 불량 발생 시 해당 배터리 셀이 원래의 기능을 실행할 수 없도록 한다. 우회 회로(130_1, 130_2, …, 130_N)는 배터리 셀 모니터리 장치(200) 또는 제어 장치(300)의 제어에 따라 동작하여 해당 배터리 셀을 우회하여 고전압 배터리(100)가 동작되도록 한다. The plurality of battery cells 110_1, 110_2, ..., and 110_N may be connected in series or in parallel to each other and the protection circuits 120_1, 120_2, ..., 120_N And the bypass circuits 130_1, 130_2, ..., 130_N are connected. The protection circuits 120_1, 120_2, ..., 120_N intercept the circuit of the battery cell in which the failure occurs, thereby preventing the battery cell from performing the original function when a failure occurs in the battery cell. The bypass circuits 130_1, 130_2, ..., and 130_N operate under the control of the battery cell monitoring apparatus 200 or the controller 300 to bypass the battery cells to operate the high voltage battery 100. [

배터리 셀 모니터리 장치(200)는 복수의 배터리 셀(110_1, 110_2, …, 110_N) 중 특정 배터리 셀의 전압을 측정하고, 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교한다. 예를 들어, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 복수의 배터리 셀(110_1, 110_2, …, 110_N) 중 제2 배터리 셀(110_2)의 전압을 측정하고, 제2 배터리 셀(110_2)의 전압이 0V인지 여부를 확인할 수 있다. The battery cell monitoring apparatus 200 measures a voltage of a specific battery cell among the plurality of battery cells 110_1, 110_2, ..., 110_N, and compares a voltage of the specific battery cell with a preset reference voltage. For example, the battery cell monitoring apparatus 200 measures the voltage of the second battery cell 110_2 of the plurality of battery cells 110_1, 110_2, ..., 110_N, and the voltage of the second battery cell 110_2 0.0 > 0V. ≪ / RTI >

만일, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 비교 결과 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압이 상이하면 특정 배터리 셀의 전압을 다시 측정한다. If the battery cell monitoring device 200 determines that the voltage of the specific battery cell differs from the predetermined reference voltage, the battery cell monitoring device 200 measures the voltage of the specific battery cell again.

배터리 셀 모니터리 장치(200)는 비교 결과 특정 배터리 셀의 전압이 기 설정된 기준 전압과 동일하면 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 배터리 셀의 이상 여부를 판단한다. 예를 들어, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 복수의 배터리 셀(110_1, 110_2, …, 110_N) 중 제2 배터리 셀(110_2)의 전압이 0V이면 제2 배터리 셀(110_2) 및 다른 배터리 셀(110_1, 110_3)의 집합인 배터리 모듈의 전압이 0V인지 여부를 확인하여 확인 결과에 따라 제2 배터리 셀(110_2)의 이상 여부를 판단할 수 있다.When the voltage of the specific battery cell is equal to a predetermined reference voltage as a result of the comparison, the battery cell monitoring apparatus 200 compares the voltage of the battery module, which is a set of the specific battery cell and the other battery cells, . For example, if the voltage of the second battery cell 110_2 of the plurality of battery cells 110_1, 110_2, ..., 110_N is 0V, the battery cell monitoring apparatus 200 may determine that the voltage of the second battery cell 110_2 It is possible to determine whether the voltage of the battery module, which is a set of the battery modules 110_1 and 110_3, is 0V, and determine whether the second battery cell 110_2 is abnormal according to the check result.

배터리 셀 모니터리 장치(200)는 비교 결과 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압이 기 설정된 기준 전압과 동일하면, 특정 배터리 셀에 이상이 발생하였다고 판단하여 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로(130_1, 130_2, …, 130_N)의 스위치 상태를 온 상태로 변경한다. When the voltage of the battery module, which is a set of the specific battery cell and the other battery cells, is equal to a preset reference voltage, the battery cell monitoring apparatus 200 determines that an abnormality has occurred in the specific battery cell, The switching states of the bypass circuits 130_1, 130_2, ..., 130_N are changed to the ON state.

예를 들어, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 제1 배터리 셀(110_1), 제2 배터리 셀(110_2) 및 제3 배터리 셀(110_3)의 집합인 배터리 모듈의 전압이 0V이면 제2 배터리 셀(110_2)의 상태를 개방 상태라고 판단할 수 있다. For example, when the voltage of the battery module, which is a set of the first battery cell 110_1, the second battery cell 110_2, and the third battery cell 110_3, is 0V, It is possible to determine that the state of the terminal 110_2 is an open state.

이러한 실시예와는 달리, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 [수학식 1]에 따라 배터리 모듈의 전압의 이상 여부를 확인하여 특정 배터리 셀의 상태를 단락 상태라고 판단할 수 있다. 즉, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 [수학식 1]과 같이 배터리 모듈의 전압이 미리 측정된 배터리 모듈의 정상 전압과 미리 측정된 특정 배터리 셀의 정상 전압 사이의 차이 전압과 동일하면 특정 배터리 셀의 상태를 단락 상태라고 판단할 수 있다.
Unlike this embodiment, the battery cell monitoring apparatus 200 can determine whether the voltage of the specific battery cell is short-circuited by checking whether the voltage of the battery module is abnormal according to Equation (1). That is, when the voltage of the battery module is equal to the difference voltage between the normal voltage of the battery module measured in advance and the normal voltage of the specific battery cell measured in advance, as shown in Equation (1) The state of the cell can be determined as a short-circuit state.

[수학식 1][Equation 1]

State = Short(Vmnm - Vcdf)
State = Short (Vmnm - Vcdf)

State: 특정 배터리의 상태가 단락 상태State: The status of a particular battery is shorted.

Vmnm: 미리 측정된 특정 배터리 모듈의 정상 전압Vmnm: the predetermined voltage of the specific battery module measured in advance

Vcdf: 미리 측정된 특정 배터리 셀의 정상 전압
Vcdf: the pre-measured voltage of a particular battery cell

예를 들어, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 제1 배터리 셀(110_1), 제2 배터리 셀(110_2) 및 제3 배터리 셀(110_3)의 집합인 배터리 모듈의 전압이 미리 측정된 배터리 모듈의 정상 전압과 미리 측정된 제2 배터리 셀(110_2)의 정상 전압 사이의 차이 전압과 동일하면 제2 배터리 셀(110_2)의 상태를 단락 상태라고 판단할 수 있다.For example, the battery cell monitoring apparatus 200 may be configured such that the voltage of the battery module, which is a set of the first battery cell 110_1, the second battery cell 110_2, and the third battery cell 110_3, The state of the second battery cell 110_2 may be determined to be in a short-circuited state if it is equal to the difference voltage between the normal voltage and the normal voltage of the second battery cell 110_2 measured in advance.

그러면, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 제2 배터리 셀(110_2)의 우회 회로(130_2)의 스위치 상태를 온 상태로 변경한다. 그러면, 제2 배터리 셀(110_2)의 우회 회로(130_2)가 동작되어 도 7과 같이 제2 배터리 셀(110_2)을 우회하여 동작할 수 있다.Then, the battery cell monitoring apparatus 200 changes the switch state of the bypass circuit 130_2 of the second battery cell 110_2 to the ON state. Then, the bypass circuit 130_2 of the second battery cell 110_2 is operated to bypass the second battery cell 110_2 as shown in FIG.

이러한 실시예와는 달리, 배터리 셀 모니터리 장치(200)는 우회 회로를 동작시키는 명령을 제어 장치(300)에 제공하면, 제어 장치(300)가 우회 회로(130_1, 130_2, …, 130_N)의 스위치 상태를 온 상태로 변경할 수 있다.
Unlike this embodiment, when the battery cell monitoring apparatus 200 provides the control apparatus 300 with an instruction to operate the bypass circuit, the control apparatus 300 controls the bypass circuit 130_1, 130_2, ..., 130_N The switch state can be changed to the ON state.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
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 limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

100: 고전압 배터리
110_1, 110_2, …, 110_N: 복수의 배터리 셀
120_1, 120_2, …, 120_N: 보호 회로
130_1, 130_2, …, 130_N: 우회 회로
200: 배터리 셀 모니터리 장치
300: 제어 장치100: High voltage battery
110_1, 110_2, ... , 110_N: a plurality of battery cells
120_1, 120_2, ... , 120_N: Protection circuit
130_1, 130_2, ... , 130_N: Bypass circuit
200: Battery cell monitoring device
300: Control device

Claims (10)

불량 배터리 셀 검출 장치에서 실행되는 복수의 배터리 셀 중 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출 방법에 있어서,
상기 복수의 배터리 중 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 단계;
상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 특정 배터리 셀의 이상 여부를 판단하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온 상태로 변경하는 단계를 포함하되,
상기 특정 배터리 셀의 이상 여부를 판단하는 단계는
상기 배터리 모듈의 전압이 0V이면 상기 특정 배터리 셀의 상태를 개방 상태라고 판단하는 단계와,
상기 배터리 모듈의 전압이 미리 측정된 상기 배터리 모듈의 정상 전압과 미리 측정된 상기 특정 배터리 셀의 정상 전압 사이의 차이 전압과 동일하면, 상기 특정 배터리 셀의 상태를 단락 상태라고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
불량 배터리 셀 검출 방법.
A defective battery cell detection method for detecting a defective battery cell among a plurality of battery cells executed in a defective battery cell detection apparatus,
Comparing a voltage of a specific battery cell among the plurality of batteries with a preset reference voltage;
Comparing the voltage of the battery module, which is a set of the specific battery cell and other battery cells, with a preset reference voltage according to the comparison result to determine whether the specific battery cell is abnormal; And
And changing a switch state of a bypass circuit bypassing the specific battery cell to an on state according to a result of the comparison,
The step of determining whether or not the specific battery cell is abnormal
Determining that the state of the specific battery cell is an open state when the voltage of the battery module is 0 V,
If the voltage of the battery module is equal to a difference voltage between a normal voltage of the battery module measured in advance and a normal voltage of the specific battery cell measured in advance, Characterized by
A method for detecting a defective battery cell.
제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리 중 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 단계는
상기 특정 배터리 셀의 전압이 0V이면 상기 특정 배터리 셀의 상태가 개방 상태 또는 단락 상태라고 판단하여 비상모드로 진입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
불량 배터리 셀 검출 방법.
The method according to claim 1,
Comparing the voltage of a specific battery cell among the plurality of batteries with a preset reference voltage
And when the voltage of the specific battery cell is 0 V, it is determined that the state of the specific battery cell is an open state or a short-circuited state, and enters the emergency mode
A method for detecting a defective battery cell.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온 상태로 변경하는 단계는
상기 우회 회로를 동작시키는 명령을 제어 장치에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
불량 배터리 셀 검출 방법.
The method according to claim 1,
Changing the switch state of the bypass circuit bypassing the specific battery cell to the on state according to the result of the comparison
And providing the control device with an instruction to operate the bypass circuit
A method for detecting a defective battery cell.
복수의 배터리 셀 중 불량 배터리를 검출하는 불량 배터리 셀 검출 시스템에 있어서,
복수의 배터리 셀 및 우회 회로를 포함하는 고전압 배터리; 및
상기 복수의 배터리 셀 중 특정 배터리 셀의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀 및 다른 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 특정 배터리 셀의 이상 여부를 판단하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 특정 배터리 셀을 우회하는 우회 회로의 스위치 상태를 온 상태로 변경하는 배터리 셀 모니터링 장치를 포함하되,
상기 배터리 셀 모니터링 장치는
상기 배터리 모듈의 전압이 0V이면 상기 특정 배터리 셀의 상태를 개방 상태라고 판단하고, 상기 배터리 모듈의 전압이 미리 측정된 상기 배터리 모듈의 정상 전압과 미리 측정된 상기 특정 배터리 셀의 정상 전압 사이의 차이 전압과 동일하면, 상기 특정 배터리 셀의 상태를 단락 상태라고 판단하는 것을 특징으로 하는
불량 배터리 셀 검출 시스템.
A faulty battery cell detection system for detecting a defective battery among a plurality of battery cells,
A high voltage battery including a plurality of battery cells and a bypass circuit; And
Comparing a voltage of a specific battery cell among the plurality of battery cells with a predetermined reference voltage and comparing a voltage of the battery module, which is a set of the specific battery cell and other battery cells, with a predetermined reference voltage, And a battery cell monitoring device for determining whether the battery cell is abnormal and changing the switch state of the bypass circuit bypassing the specific battery cell to an on state according to a result of the comparison,
The battery cell monitoring device
The control unit determines that the state of the specific battery cell is in the open state when the voltage of the battery module is 0 V and determines the difference between the normal voltage of the battery module measured in advance and the normal voltage of the specific battery cell measured in advance And determines that the state of the specific battery cell is a short-circuit state
Defective battery cell detection system.
제6항에 있어서,
상기 배터리 셀 모니터링 장치는
상기 특정 배터리 셀의 전압이 0V이면 상기 특정 배터리 셀의 상태가 개방 상태 또는 단락 상태라고 판단하여 비상모드로 진입하는 것을 특징으로 하는
불량 배터리 셀 검출 시스템.
The method according to claim 6,
The battery cell monitoring device
When the voltage of the specific battery cell is 0V, it is determined that the state of the specific battery cell is an open state or a short-circuit state, and enters the emergency mode.
Defective battery cell detection system.
삭제delete 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 배터리 셀 모니터링 장치는
상기 우회 회로를 동작시키는 명령을 제어 장치에 제공하고,
상기 제어 장치는
상기 우회 회로를 동작시키는 명령을 수신하면, 상기 우회 회로를 동작시키는 명령에 따라 상기 우회 회로의 스위치 상태를 온 상태로 변경하는 것을 특징으로 하는
불량 배터리 셀 검출 시스템.The method according to claim 6,
The battery cell monitoring device
Providing a control device with an instruction to operate the bypass circuit,
The control device
And when the command to operate the bypass circuit is received, the switch state of the bypass circuit is changed to the on state in accordance with a command to operate the bypass circuit
Defective battery cell detection system.
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