KR101779942B1 - Integrated power supply device in hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 하이브리드 차량에 있어서, 종래 스타터 모터, 오디오 등의 전장 장비 구동 전력을 공급하던 납축 배터리 모듈을 재거하고, 기존의 전기 모터 구동 전력 공급에 사용되던 리튬 배터리 모듈을 이용하여 스타터 모터, 전장장비, 전기 모터의 구동 전력 등 하이브리드 차량에 필요한 전력을 통합적으로 제공하는 차량 전력 공급용 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle in which a lead-acid battery module, which conventionally supplied driving electric equipment such as a starter motor and audio, is removed and a starter motor, And an electric power supply apparatus and method for integrally providing electric power required for a hybrid vehicle such as electric power equipment, electric equipment, and driving power of an electric motor.

Description

하이브리드 차량의 통합 전원 공급 장치{Integrated power supply device in hybrid vehicle}Technical Field [0001] The present invention relates to an integrated power supply device for a hybrid vehicle,

본 발명은 하이브리드(hybrid) 차량의 전원 공급 제어 장치 및 방법에 관한 것으로써, 배터리 전원 사용의 효율성을 향상 시키는 하이브리드 차량용 배터리 구동 장치 및 전력 운용에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for controlling power supply of a hybrid vehicle, and more particularly, to a battery drive apparatus and a power management system for a hybrid vehicle.

일반적인 자동차에는 스타팅 모터, 오디오 등의 각종 전장 장비에 많은 전력을 사용하게 되는데 이러한 장치들에 전력을 공급하기 위해서 납축 배터리 모듈이 널리 사용되어 왔다.In a typical automobile, a large amount of electric power is used for various electric equipment such as a starting motor and audio. A lead-acid battery module has been widely used for supplying electric power to such devices.

한편, 최근에는 연료비 절감과 환경 문제를 개선하기 위해서 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 하이브리드 차량의 중요성이 대두 되고 있다. In recent years, in order to reduce the fuel cost and improve the environmental problem, the importance of a hybrid vehicle that drives a vehicle by efficiently combining two or more kinds of power sources is emerging.

일반적인 하이브리드 차량의 구조는 연료(가솔린or기타 화석연료)를 연소시켜 엔진으로부터 동력을 얻는 시스템과 배터리 전력으로 모터로부터 동력을 얻는 시스템 두 가지를 포함하는 구조이다.The structure of a typical hybrid vehicle includes a system that burns fuel (gasoline or other fossil fuel) to obtain power from the engine, and a system that obtains power from the motor by battery power.

일반적인 하이브리드 차량에서 전력을 필요로 하는 장비는 스타터 모터, 오디오, 라이트, 전기모터 등 여러 가지가 있으며, 일반적인 하이브리드 차량에서는 납축 배터리 모듈로 스타터 모터, 오디오 등과 같은 전장 장비 구동 전력을 공급하는 역할을 한다. In general hybrid vehicles, there are various kinds of devices that require electric power such as starter motor, audio, light, electric motor, etc. In general hybrid vehicles, lead-acid battery module serves to supply electric power for electric equipment such as starter motor and audio .

이러한 납축 배터리 모듈은 값이 싸서 널리 이용되고 있으나 독성을 가진 납으로 만든 배터리로, 환경에 좋지 않으며, 장시간 사용하데 되면 출력전압이 저하되는 문제점이 있으며, 배터리의 집약도가 떨어져서 고출력 대용량의 배터리를 위해서는 큰 크기의 납축 배터리가 필요하다.Such a lead-acid battery module is widely used because it is cheap, but it is a lead-acid battery which is toxic. It is not good for the environment, and when it is used for a long time, the output voltage lowers. Also, In order to achieve this, a large size lead-acid battery is required.

반면, 일반적인 하이브리드 차량에서는 전기 모터를 구동 시키기 위한 전력 공급원으로 대용량의 배터리가 요구되고 있으며 이러한 전기 모터를 구동하기 위해서 납축 배터리 모듈을 이용 할 수 없어서 기존의 납축 배터리 모듈을 포함한 구조를 그대로 유지 한 채 고출력 대용량의 리튬 배터리 모듈을 추가적으로 구성한 구조로 전원 공급부가 구성되어 있다. On the other hand, in a general hybrid vehicle, a large capacity battery is required as a power source for driving an electric motor, and a lead-acid battery module can not be used to drive such an electric motor. A power supply unit is constructed with an additional structure of a high output large capacity lithium battery module.

이러한 리튬 배터리는 환경친화적인 배터리로 환경문제를 일으키지 않으며, 리튬 배터리는 사용시간에 따라 출력전압의 저하가 많이 나지 않아 출력의 안정성이 있는 장점은 있지만, 납축 배터리와 리튬 배터리 모두를 탑재한 전원 공급부 구성을 가진 하이브리드 차량의 경우, 무게가 증가하고 공간의 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.This lithium battery is environmentally friendly and does not cause any environmental problems. Lithium battery has advantages of output stability because it does not decrease the output voltage according to usage time, but power supply with both lead-acid battery and lithium battery There is a problem in that the weight of the hybrid vehicle increases and the utilization of the space decreases.

한편, 이와 관련한 종래 기술을 보면, 대한민국 특허 공개번호 10-2012-0124540이 있다. 이와 같은 종래 기술은 보면 일반 차량에서 스타터 모터의 구동, 오디오 등의 전장장비에 전력 공급 기능을 하는 납축 배터리 모듈을 단순히 리튬 배터리 모듈로 대체하여 사용하였을 뿐, 하이브리드 차량에서 종래의 납축 배터리 모듈을 전원으로 사용하던 것을 리튬 배터리 모듈로 대체하는 기술은 없었다. On the other hand, in the related art, Korean Patent Publication No. 10-2012-0124540 is available. In such a conventional technology, a lead-acid battery module, which performs power supply to electric equipment such as a starter motor and an audio device, is simply replaced with a lithium battery module in a general vehicle. In a hybrid vehicle, There was no technology to replace what was used as a lithium battery module.

상기 종래 기술은 단순히 납축 배터리 모듈은 리튬 배터리 모듈로 대체한다는 기술사상일 뿐, 출력 전압이 다른 두 가지의 전원을 하나로 통합하는 기술은 종래에는 없었다. The prior art described above is merely a technical idea of simply replacing a lead-acid battery module with a lithium battery module, and there has been no technology that integrates two power sources having different output voltages into one.

그러므로 하이브리드 차량에 있어서, 스타터 모터, 오디오 등의 전장장비에 전력 공급 기능을 수행하는 납축 배터리 모듈을 하이브리드 차량에서 전기 모터를 구동하는 전력 공급 기능을 수행하는 리튬 배터리 모듈로 통합하여 하이브리드 차량의 전력이 필요한 장치 모두에 전력을 공급 하도록 하여 전력 공급의 효율성을 높일 수 있는 장치가 요구된다.Therefore, in a hybrid vehicle, a lead-acid battery module that performs a power supply function to electric equipment such as a starter motor and audio is integrated into a lithium battery module that performs a power supply function to drive an electric motor in a hybrid vehicle, What is needed is an apparatus capable of increasing the efficiency of power supply by supplying power to all necessary devices.

한국공개특허공보 제2012-0124540Korean Patent Publication No. 2012-0124540

본 발명의 목적은 하이브리드 차량에 있어서, 기존의 납축 배터리 모듈을 없애고 리튬 배터리 팩 하나로 하이브리드 차량에서 필요한 전력을 통합적으로 제공하는 차량 전력 공급용 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for vehicle power supply in a hybrid vehicle in which a conventional lead-acid battery module is eliminated and a lithium battery pack integrally provides necessary power in a hybrid vehicle.

소정의 제1 전압을 출력하도록 복수의 배터리 셀들을 연결하여 제1 전압을 출력하는 버스 바 와 상기 버스 바에 연결된 셀들로부터 상기 제1 전압 보다 작은 제2 전압을 출력하도록 배터리 셀들을 연결하여 제2 전압을 출력하는 제2 전압 출력용 배터리 모듈을 구성하는 셀 선택 장치이다.A bus bar for connecting a plurality of battery cells to output a predetermined first voltage and outputting a first voltage and a second voltage for connecting the battery cells to output a second voltage smaller than the first voltage from the cells connected to the bus bar, And a second voltage output battery module for outputting the second voltage output battery module.

상기 배터리 셀들의 상태를 관리하고, 상기 제1 전압 및 제2 전압을 부하에 공급하는 BMS를 포함하여 구성되는 배터리를 이용한 전원 공급장치이다.And a BMS that manages the state of the battery cells and supplies the first voltage and the second voltage to the load.

전기모터 구동계, 내연 엔진 및 그 시동을 위한 스타터 모터, 오디오 및 차량 전장 장비, 발전기, 상기 전기 모터 구동계 및 스타터 모터, 오디오 및 차량 전장 장비에 전원을 공급하는 전원 공급장치를 포함하는 하이브리드 차량에 있어서, 상기 전원 공급장치는, 소정의 제1 전압을 출력하도록 복수의 배터리 셀들을 연결하여 제1 전압을 출력하는 버스 바 와 상기 버스 바에 연결된 셀들로부터 상기 제1 전압 보다 작은 제2 전압을 출력하도록 배터리 셀들을 연결하여 제2 전압을 출력하는 제2 전압 출력용 배터리 모듈을 구성하는 셀 선택 장치이다.A hybrid vehicle including an electric motor drive system, an internal combustion engine and a starter motor for starting the same, audio and vehicular electric equipment, a generator, a power supply for supplying power to the electric motor drive system and the starter motor, The power supply device includes a bus bar for outputting a first voltage by connecting a plurality of battery cells to output a predetermined first voltage and a second electrode for outputting a second voltage smaller than the first voltage from the cells connected to the bus bar, And a second voltage output battery module for connecting the cells to output a second voltage.

상기 배터리 셀들의 상태를 관리하고, 상기 제1 전압 및 제2 전압을 부하에 공급하는 BMS를 포함하여 구성되는 특징으로 하며, 상기 버스 바로부터 출력되는 제1 전압을 상기 전기 모터 구동계의 입력으로 연결하고, 상기 제2 전압 출력용 배터리 모듈로부터 출력되는 제2 전압을 상기 스타터 모터, 오디오 및 차량 전장 장비의 입력으로 연결하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량이다.And a BMS for managing the state of the battery cells and supplying the first voltage and the second voltage to the load, wherein the first voltage outputted from the bus bar is connected to the input of the electric motor drive system And the second voltage output from the second voltage output battery module is connected to the inputs of the starter motor, audio, and vehicle electrical equipment.

본 발명의 일 측면에 따르면, 종래의 하이브리드 차량에서는 차량 내부 전장 장비, 스타터 모터, 전기 모터 등과 같이 전력을 사용하는 장치들에 전력을 공급하기 위한 장치로 납축 배터리와 리튬 배터리 모두를 탑재하여 구성되었던 것을 기존의 납축 배터리 모듈을 제거하고 그 기능을 리튬 배터리 모듈이 통합적으로 수행 할 수 있도록 함으로써, 공간 활용도가 높아지며, 차량의 무게를 감소 시키고, 전력 구동계를 단순화 하여 효율성을 높이는 효과가 있다. According to an aspect of the present invention, in a conventional hybrid vehicle, an apparatus for supplying electric power to devices using electric power such as an in-vehicle electrical equipment, a starter motor, an electric motor, etc., The existing lead-acid battery module can be removed and the lithium battery module can perform the function integrally. Thus, the space utilization is increased, the weight of the vehicle is reduced, and the efficiency of the power drive system is improved.

본 발명의 다른 측면에 따르면 BMS가 각기 다른 출력 전압에 따라 가변적으로 배터리 셀 또는 배터리 모듈을 그룹핑 하도록 제어하여 다양한 배터리 셀 또는 배터리 모듈을 각기 달라지는 전력 소모량에 대응하여 배터리 밸런싱을 수행 할 수 있도록 함으로써, 배터리 사용의 효율성을 높이는 효과가 있다.According to another aspect of the present invention, the BMS controls the grouping of the battery cells or the battery modules according to the different output voltages, so that the battery cells or the battery modules can perform battery balancing in response to the varying power consumption, It is effective to increase the efficiency of battery use.

도 1는 일반적인 하이브리드 차량의 구조도이다.
도 2은 본 발명을 적용한 하이브리드 차량의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 통합 배터리 모듈과 셀 그룹의 구조도이다.1 is a structural view of a general hybrid vehicle.
2 is a structural diagram of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
3 is a structural view of an integrated battery module and a cell group according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail 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 other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.

도1를 참고하여, 둘 이상의 서로 다른 동력원을 가진 하이브리드 차량의 구조를 살펴보면, 하이브리드 차량은 엔진(200), 스타터 모터(105), 전기 모터 구동계(104), 오디오 등 전장장비(106), 전원 공급부 등을 포함하는 구조를 가지고 있다.1, a hybrid vehicle includes an engine 200, a starter motor 105, an electric motor drive system 104, electric equipment such as audio equipment 106, And a supply unit.

상기 하이브리드 차량에서 엔진(200)은 연료를 연소 시켜서 동력을 얻는 장치이며, 연료로는 가스, 가솔린, 경유 등의 화석 연료가 주로 이용되며, 이와 같은 화석 연료를 사용하는 엔진의 경우 스타터 모터(105)의 시동에 의해 동작을 시작한다.In the hybrid vehicle, the engine 200 is a device for obtaining power by burning fuel. Fossil fuels such as gas, gasoline, light oil and the like are mainly used as the fuel. In the case of an engine using such a fossil fuel, ) Starts the operation.

하이브리드 차량은 이러한 엔진(200)에 추가하여 전기 모터로 구동 되는 전기 모터 구동계(104)를 포함하고 있으며, 오디오 등 전장장비(106)는 차량에서 배터리의 전기를 이용하여 작동되는 여러 장치를 포함하고 있다.The hybrid vehicle includes an electric motor drive system 104 driven by an electric motor in addition to the engine 200. The electric vehicle such as audio equipment 106 includes various devices operated in the vehicle using electric power of the battery have.

하이브리드 차량의 전원 공급부는 상기 스타터 모터(105), 전기 모터 구동계(104), 오디오 등 전장장비(106) 등에 전원을 공급하는 배터리 모듈과 차량 구동에 의하여 배터리 모듈에 충전을 하는 발전기(107) 등을 포함한다. The power supply unit of the hybrid vehicle includes a battery module that supplies power to the starter motor 105, the electric motor drive system 104, the electric equipment 106 such as audio and the like, and a generator 107 that charges the battery module by driving the vehicle .

전원공급부의 배터리 모듈은 일반적으로 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106) 등에 전압 공급을 담당하는 납축 배터리 모듈(204)과 전기 모터 구동계(104)에 전압을 공급하는 리튬 배터리 모듈(203)로 구성된다. The battery module of the power supply unit generally includes a lead-acid battery module 204 for supplying a voltage to the starter motor 105, an electrical equipment such as audio equipment 106 and the like, and a lithium battery module 203 for supplying voltage to the electric motor drive system 104 ).

이하 아래에서는 종래 하이브리드 차량의 전원 공급부의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the power supply unit of the conventional hybrid vehicle will be described in more detail.

1. 종래 하이브리드 차량의 전원 공급부의 구성1. Configuration of power supply part of conventional hybrid vehicle

종래의 하이브리드 차량의 전원 공급부는 상기 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)에 전원을 공급하는 납축 배터리 모듈(204), 전기모터 구동계(104)에 전원을 공급하는 리튬 배터리 모듈(203), 차량 구동에 의하여 배터리 모듈을 충전 시키는 발전기(107) 등을 포함하는 구조이다.The power supply unit of the conventional hybrid vehicle includes a lead-acid battery module 204 that supplies power to the starter motor 105, audio equipment such as audio equipment 106, a lithium battery module 203 that supplies power to the electric motor drive system 104 A generator 107 for charging the battery module by driving the vehicle, and the like.

1-1. 납축 배터리 모듈1-1. Lead-acid battery module

일반적으로 차량의 엔진(200)은 자력으로 시동할 수 없으므로, 실린더 안에서 최초로 폭발 연소를 일으켜 엔진(200)을 회전시키기 위해 배터리의 전력을 이용하여 스타터 모터(105)를 구동시켜 크랭크 축을 돌려주는 것으로 최초 회전을 시작하여 시동한다. 이때, 상기 차량의 스타터 모터(105)에 전력을 공급하는 배터리로 납축 배터리 모듈(204)이 사용된다. Generally, since the engine 200 of the vehicle can not be started by the magnetic force, the starter motor 105 is driven by using the power of the battery to rotate the engine 200 due to explosive combustion for the first time in the cylinder, thereby returning the crankshaft Start the initial rotation and start. At this time, the lead-acid battery module 204 is used as a battery for supplying power to the starter motor 105 of the vehicle.

이러한 납축 배터리 모듈(204)은 차량에서 전기로 구동되는 오디오 등 전장장비(106)에도 전력을 공급한다. The lead-acid battery module 204 also supplies electric power to the electric-powered equipment 106 such as an electric vehicle.

이와 같이 차량의 엔진(200) 스타터 모터(105) 구동 전력과 차량의 오디오 등 전장장비(106) 구동 전력 공급을 하는 납축 배터리 모듈(204)은 보통 8~16V사이의 전압을 출력하도록 설계되어 있다. In this manner, the lead-acid battery module 204, which supplies driving electric power to the electrical equipment 106 such as the driving power of the starter motor 105 of the vehicle and the audio of the vehicle, is usually designed to output a voltage between 8 and 16 V .

그러나, 납축 배터리 모듈(204)은 값은 싸지만 배터리의 집약도가 낮아서 큰 출력을 내기 위해서는 무겁고 많은 공간을 차지하는 단점이 있다. 또한 오랜 기간 사용할 경우 출력 전압이 떨어지는 문제가 발생하며, 납축 배터리 모듈(204)의 구성 물질인 납과 황산 등의 물질이 환경에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있다.However, the lead-acid battery module 204 has a low cost, but has a disadvantage that it is heavy and requires a lot of space in order to output a large output because the battery is low in the degree of integration. In addition, when the battery is used for a long period of time, there is a problem that the output voltage drops, and lead and sulfuric acid, which are constituent materials of the lead-acid battery module 204, adversely affect the environment.

1-2. 리튬 배터리 모듈1-2. Lithium battery module

하이브리드 차량은, 엔진(200)에 더하여 자동차에 추가적인 동력을 공급하도록 전기 모터 구동계(104)를 포함하는데, 전기 모터 구동계(104)의 전기 모터(미도시)는 큰 출력을 내는 전원을 필요로 하며, 이때 종래 일반 자동차의 전원 공급원으로 사용되던 납축 배터리 모듈(204)은 상술한 문제점들로 인하여 전기 모터 구동계(104)의 전원으로써 부적절 하다.The hybrid vehicle includes an electric motor drive system 104 for supplying additional power to the vehicle in addition to the engine 200. The electric motor (not shown) of the electric motor drive system 104 requires a large power output At this time, the lead-acid battery module 204 used as a power supply source of a conventional general automobile is inappropriate as a power source of the electric motor drive system 104 due to the above-described problems.

따라서, 일반적인 하이브리드 차량의 전기모터 구동계(104) 전력용 배터리 모듈로써 작은 부피와 무게로 큰 출력을 낼 수 있는 효율성과 집약도가 좋은 리튬 배터리 모듈(203)이 전기 모터 구동계(104)의 전원으로 많이 사용된다. 이러한 리튬 배터리 모듈(203)은 시간이 지나도 출력 전압의 강하가 발생하지 않으며, 종래 납축 배터리 모듈(204)보다 환경에 미치는 영향이 적은 장점이 있다.Therefore, the lithium battery module 203, which has a high efficiency and a high degree of integration, can generate a large output with a small volume and weight as a battery module for electric power of the electric motor drive system 104 of a general hybrid vehicle, It is widely used. The lithium battery module 203 does not cause a drop in output voltage over time, and has less environmental impact than the conventional lead-acid battery module 204.

1-3. 발전기1-3. generator

일반적인 차량 내부에 있는 발전기(107)는, 차량이 주행 중에 엔진(200)에 의한 회전과 전기 모터에 의한 회전을 벨트를 이용하여 3상 교류를 발생 시키고 이를 다이오드로 정류하여 이를 이용하여 차량 내부에 있는 배터리를 충전 시키는 역할을 한다.A generator 107 in a general vehicle generates a three-phase alternating current using a belt by the rotation of the engine 200 and the rotation of the electric motor while the vehicle is running, rectifies the three-phase alternating current by a diode, To charge the battery.

1-4. 종래 하이브리드 차량 전원 공급부의 문제점1-4. Problems of Conventional Hybrid Vehicle Power Supply

이와 같은 종래 하이브리드 차량의 전원 공급부는 엔진(200) 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)등에 전원을 공급하는 납축 배터리 모듈(204)과 전기 모터 구동계(104)에 전원을 공급하는 리튬 배터리 모듈(203)을 모두 가지고 있기에 무게가 증가하고 공간의 활용도가 떨어져 차량 성능에 부정적인 영향을 미친다.The power supply unit of the conventional hybrid vehicle includes a lead-acid battery module 204 for supplying power to the starter motor 105 of the engine 200, electric equipment 106 such as audio and the like, Since the battery module 203 is included, the weight increases and the utilization of the space is reduced, which adversely affects the performance of the vehicle.

또한, 납축 배터리 모듈(204)과 리튬 배터리 모듈(203) 모두가 상기 발전기(107)를 통해 충전 된다. 즉, 발전기(107) 하나로 두 개의 배터리 모듈 모두를 충전 시키게 되므로 발전기에서 발생되는 전력을 양쪽 배터리로 나누는 별도의 제어 장치 및 회로가 필요하다. 이러한 장치 및 회로는 하이브리드 차량의 구조를 복잡하게 할 뿐만 아니라 차량의 원가를 올리는 원인이 된다.Further, both the lead-acid battery module 204 and the lithium battery module 203 are charged through the generator 107. That is, since one of the two generators 107 charges the two battery modules, a separate control device and circuit for dividing the power generated by the generator into two batteries are required. Such devices and circuits not only complicate the structure of the hybrid vehicle, but also cause the cost of the vehicle to increase.

2. 본 발명의 하이브리드 차량의 전원 공급부 구성2. The power supply unit configuration of the hybrid vehicle of the present invention

상술한 종래 하이브리드 차량의 전원공급부가 가지는 문제를 해결하고자 본 발명에서는 종래 하이브리드 차량에 사용되던 납축 배터리 모듈(204)과 리튬 배터리 모듈(203)을 납축 배터리 모듈(204)을 없앤 복수의 배터리 셀들을 버스 바로 연결된 하나의 통합 리튬 배터리 팩(300)으로 구성하고, 상기 통합 리튬 배터리 팩(300) 하나로 하이브리드 차량 전체의 전원 공급부를 구성하여 전기 모터 구동계(104)를 구동시키는 전력 공급과 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)를 구동시키는 전력 공급 기능을 동시에 수행하는 하는 통합 전원 공급부를 구성한다.In order to solve the problem of the power supply part of the conventional hybrid vehicle, in the present invention, the lead-acid battery module 204 and the lithium battery module 203, which are used in the conventional hybrid vehicle, are connected to a plurality of battery cells And an integrated lithium battery pack 300 connected to the bus. The integrated lithium battery pack 300 constitutes a power supply unit of the entire hybrid vehicle to supply electric power for driving the electric motor drive system 104 and a starter motor 105 And an electric power supply function for driving the electrical equipment 106, such as audio, at the same time.

도 2를 보면 본 발명의 하이브리드 차량은 통합 전원 공급부, 엔진(200), 전기 모터 구동계(104), 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)를 포함하는 구조를 가지고 있으며, 상기 통합 전원 공급부는 발전기(107), 리튬 배터리 팩(300), 리튬 배터리의 상태를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.2, the hybrid vehicle according to the present invention has a structure including an integrated power supply unit, an engine 200, an electric motor drive system 104, a starter motor 105, and electric equipment such as audio equipment 106, The supply unit includes a generator 107, a lithium battery pack 300, and a control unit for controlling the state of the lithium battery.

이하 아래에서는 도3을 예로 들어 본 발명의 통합 전원 공급 부의 세부 구성을 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration of the integrated power supply unit of the present invention will be described with reference to FIG.

2-1. 발전기2-1. generator

본 발명의 발전기(107)는 차량이 주행 중에 엔진(200)에 의한 회전과 전기 모터에 의함 회전을 벨트를 이용하여 3상 교류를 발생 시키고 이를 다이오드로 정류하여 차량 내부에 있는 배터리를 충전 시키는 역할을 한다. 종래의 하이브리드 차량에서는 상기 발전기(107)로 납축 배터리 모듈(204)과 리튬 배터리 모듈(203) 두 가지 모두를 충전 했다면, 본 발명의 발전기는 리튬 배터리 팩(300)으로만 발전된 전력을 공급하여 리튬 배터리 팩(300)을 충전 시키면 되므로 충전 효율이 증가하고, 구조가 간단해진다.The generator 107 of the present invention generates a three-phase alternating current using a belt by rotating the engine 200 and the electric motor while the vehicle is running, and rectifying the three-phase alternating current by using a diode to charge the battery in the vehicle . In the conventional hybrid vehicle, when the lead-acid battery module 204 and the lithium battery module 203 are both charged by the generator 107, the generator of the present invention supplies power generated only to the lithium battery pack 300, Since the battery pack 300 needs to be charged, the charging efficiency is increased and the structure is simplified.

2-2. 리튬 배터리 팩2-2. Lithium battery pack

일반적인 리튬 배터리 셀은 제조 방법에 따라 1V-3V의 전압을 가진다. 리튬 배터리 모듈은 상기 리튬 배터리 셀을 쌓아 올려 구성하게 되며 상기 배터리 모듈들을 묶어서 배터리 팩을 구성하게 된다. 상기 배터리 팩은 배터리 모듈들이 버스 바를 이용하여 연결 되어 있는 구조이며, 각 배터리 모듈들은 배터리 셀들이 버스 바를 이용하여 연결되어 있는 구조이다. 상기 배터리 모듈, 배터리 셀의 연결 구조에 따라 전체 배터리 팩에서 출력되는 출력 전압이 결정된다. A typical lithium battery cell has a voltage of 1V-3V depending on the manufacturing method. The lithium battery module constructs the lithium battery cells by stacking them and binds the battery modules to form a battery pack. The battery pack has a structure in which battery modules are connected using a bus bar, and each battery module has a structure in which battery cells are connected using a bus bar. The output voltage output from the entire battery pack is determined according to the connection structure of the battery module and the battery cell.

이와 같은, 리튬 배터리 팩(100)은 BMS(103)로 제어 되며, 상기 BMS(103)는 배터리의 상태를 측정 할 수 있으며, 충전 빛 방전을 제어하는 기능을 포함한다.The lithium battery pack 100 is controlled by the BMS 103, and the BMS 103 is capable of measuring the state of the battery and controlling the charge light discharge.

2-3. 리튬 배터리 팩 상태를 관리하는 제어부2-3. A control unit for managing the state of the lithium battery pack

본 발명의 하이브리드 차량은 리튬 배터리 팩(100)의 상태를 관리하는 제어부가 있으며, 상기 제어부는 BMS(103), 버스 바(101), 가변 셀 선택 장치(102)를 포함하고 있는 구조이다.The hybrid vehicle of the present invention includes a control unit for managing the state of the lithium battery pack 100, and the control unit includes a BMS 103, a bus bar 101, and a variable cell selection device 102.

상기 BMS(103)는 배터리 셀들의 충전량을 측정하고 그에 따라서 충전 또는 방전 상태를 제어하는 역할을 하며, 상기 BMS는 배터리 셀들의 밸런싱을 맞춰주는 밸런싱 시스템을 포함 할 수 있다. The BMS 103 measures a charged amount of battery cells and controls a charging or discharging state of the charged cells, and the BMS may include a balancing system for balancing battery cells.

상기 버스 바(101)는 배터리 팩을 구성하고 있는 각 리튬 배터리 셀들을 연결하여 리튬 배터리 팩(100)의 전체 전압인 제1 전압을 출력하는 기능을 하며, 이 때 리튬 배터리 팩(100)의 전체 전압인 제1 전압은 리튬 배터리 셀의 개수와 배터리 셀들이 버스 바(101)에 연결된 상태에 따라서 결정된다. 따라서 원하는 전압을 출력하기 위해서는 버스 바(101)에 연결하는 리튬 배터리 셀의 개수와 상태를 조절하여 구성하면 원하는 출력 전압을 얻을 수 있다.The bus bar 101 functions to output a first voltage, which is a total voltage of the lithium battery pack 100, by connecting the lithium battery cells constituting the battery pack. At this time, The first voltage, which is a voltage, is determined according to the number of the lithium battery cells and the state where the battery cells are connected to the bus bar 101. Accordingly, in order to output a desired voltage, a desired output voltage can be obtained by adjusting the number and state of the lithium battery cells connected to the bus bar 101. FIG.

가변 셀 선택 장치(102)는 배터리 팩을 구성하고 있는 각 셀들을 연결하고 있는 버스 바(101)에서 상기 제1 전압 보다 작은 제2 전압을 출력하도록 배터리 셀들을 연결 해주는 장치이다. The variable cell selecting device 102 is a device for connecting the battery cells to output a second voltage smaller than the first voltage in the bus bar 101 connecting the cells constituting the battery pack.

예를 들면 기존의 하이브리드 차량에서 리튬 배터리 셀들을 버스 바(101)에 연결하여 리튬 배터리 팩(100) 전체 전압인 제1 전압을 출력 하도록 구성 할 때 통상적으로 제1 전압은 전기 모터 구동계(104)를 동작 시킬 수 있는 전압으로 설정한다.For example, when configuring the conventional hybrid vehicle to connect the lithium battery cells to the bus bar 101 to output the first voltage, which is the total voltage of the lithium battery pack 100, the first voltage is normally applied to the electric motor drive system 104, Is set to a voltage capable of operating.

또한 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)의 전력 공급 기능을 수행하는 납축 배터리 모듈(204)을 대체하기 위해서 상기 리튬 배터리 팩(100)을 구성하고 있는 배터리 셀들 중 일부를 가변 셀 선택 장치(102)를 이용하여 제2 전압 출력용 배터리 모듈로 구성한다. In order to replace the lead-acid battery module 204 performing the power supply function of the starter motor 105 and the electric field equipment 106 such as audio, a part of the battery cells constituting the lithium battery pack 100 is selected as a variable cell And a second voltage output battery module using the device 102. [

이때, 상기 제2 전압은 통상적으로 하이브이드 차량에서 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)의 전력 공급 기능을 수행하던 납축 배터리 모듈(204)의 출력 전압 값으로 설정한다.At this time, the second voltage is set to the output voltage value of the lead-acid battery module 204 that has performed the power supply function of the starter motor 105 and the electrical equipment 106 such as audio in the hybrid vehicle.

상술한 방법 및 장치를 이용하여 한 개의 리튬 배터리 팩(100)에서 서로 다른 두 전압을 출력하는 구조를 구성한다. 즉, 리튬 배터리 팩 하나에서 전기 모터 구동계(104)를 동작시키기 위한 제1 전압을 리튬 배터리 팩(100)을 구성하는 셀 전체를 사용하여 출력하고, 동시에, 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)를 구동 시키기 위한 제2 전압을 리튬 배터리 팩(100)을 구성하고 있는 특정 셀들을 가변 셀 선택 장치(102)를 이용하여 출력한다.The above-described method and apparatus constitute a structure for outputting two different voltages in one lithium battery pack 100. That is, a first voltage for operating the electric motor drive system 104 in one lithium battery pack is output using the whole cell constituting the lithium battery pack 100, and at the same time, the starter motor 105, The variable cell selection device 102 outputs the second voltage for driving the lithium battery pack 100 to the specific cells constituting the lithium battery pack 100. [

이와 같은 구조를 가진 리튬 배터리 팩(100)의 경우, 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)를 구동 시키기 위한 제2 전압을 출력하는 모듈을 구성하는 배터리 셀들은 제1 전압만을 출력하는 리튬 배터리 팩(100)의 배터리 셀들과 비교 했을 때 더 많은 출력을 하게 되므로 전력 소모가 커질 수 밖에 없다. 이러한 경우 배터리 팩 밸런싱 관점에서 봤을 때 심각한 불균형 문제가 발생하게 된다.In the case of the lithium battery pack 100 having such a structure, the battery cells constituting the module for outputting the second voltage for driving the starter motor 105 and the electric equipment 106 such as audio output only the first voltage The power consumption of the lithium battery pack 100 can not be increased because the battery pack 100 outputs more power than the battery cells of the lithium battery pack 100. In this case, serious imbalance problems arise from the perspective of battery pack balancing.

3. 본 발명의 배터리 밸런싱 알고리즘3. The battery balancing algorithm of the present invention

본 방명에서는 상기 밸런싱 불균형 문제를 하이브리드 차량의 발전기(107)와 배터리 팩 제어부를 통하여 배터리 셀 밸런싱 불균형의 문제를 해소한다.In this disclosure, the problem of balancing imbalance is solved by the hybrid vehicle generator 107 and the battery pack control unit.

본 발명에서, 상기 배터리 팩 제어부의 BMS(103)는 배터리의 SOC 측정 장치를 포함 하는 구조이며, 상기 BMS(103)는 배터리 팩을 구성하고 있는 배터리 셀들의 SOC값를 측정하고, 상기 측정된 배터리 셀들의 SOC값을 분석하여, SOC값이 기준 값 이하인 셀들과 SOC값이 소정의 기준 값 이상인 셀로 분류하게 된다. 이때, 상기 소정의 기준 값은 특정 수치로 정해진 값이 아니라 배터리의 종류, 목적, 구성 및 방법에 따라 다양한 값으로 설정 될 수 있다. In the present invention, the BMS 103 of the battery pack control unit includes a device for measuring the SOC of the battery. The BMS 103 measures the SOC value of the battery cells constituting the battery pack, The cells having the SOC value less than or equal to the reference value and the cells having the SOC value equal to or greater than the predetermined reference value are classified. At this time, the predetermined reference value may be set to various values depending on the type, purpose, configuration, and method of the battery, rather than a predetermined value.

상기 BMS에 의해 분류된 배터리 셀 중에서 SOC 값이 소정의 기준 값 이하인 배터리 셀들은 가변 셀 선택 장치를 이용하여 우선적으로 충전 시키는 모듈로 구성하도록 한다. (가변 셀 선택 장치에 대해서는 이하 2-3 b)에서 상술하도록 한다.) Among the battery cells classified by the BMS, the battery cells whose SOC values are equal to or less than a predetermined reference value are configured to be preferentially charged using a variable cell selection device. (Variable cell selection device will be described below in 2-3 b).

상기 배터리의 SOC값이 소정의 기준 값 이하인 우선 충전 시키는 배터리 셀로 분류된 경우, 다른 배터리 셀들에 비해 발전기에서 더 많은 전하들을 충전 받아 빠른 시간에 SOC값이 증가 하게 되어 배터리 팩을 구성하고 있는 다른 배터리 셀들의 SOC값과 비슷해져서 배터리 셀들의 밸런싱 불균형 문제가 해결된다.When the SOC value of the battery is classified as a battery cell to which the SOC value of the battery is higher than a predetermined reference value, the SOC value is increased in a short time due to the fact that the generator is charged with more electric charges than the other battery cells, Which is similar to the SOC of the cells, resolving the balancing imbalance problem of the battery cells.

3-1. 가변 셀 선택 장치3-1. Variable cell selector

상기 가변 셀 선택 장치(102)는 BMS(103)에서 각각의 리튬 배터리 셀들의 SOC값을 비교하여 기준 값 이상인 SOC 상태를 가진 셀들을 제2 전압 출력용 모듈로 구성하는 역할을 한다. The variable cell selection unit 102 compares the SOC values of the respective lithium battery cells in the BMS 103 and configures the cells having the SOC state equal to or higher than the reference value as the second voltage output module.

상기 가변 셀 선택 장치(102)는 각 셀들 제어하는 BMS(103)와 연결되어 있으며, BMS(103)는 각 그룹별로 묶인 모듈들의 충/방전 및 전압 분배를 제어하는 제어 기능을 포함하고 있다.The variable cell selection unit 102 is connected to the BMS 103 controlled by each cell and the BMS 103 includes a control function for controlling charging / discharging and voltage distribution of the modules bundled by each group.

4. 실시 예.4. Example.

본 발명에서 실시 예로, BMS(103)에서 측정된 SOC값이 기준 값 이상인 배터리 셀들을 묶어 제2 전압 출력용 배터리 모듈로 구성한 경우, 상대적으로 전력을 많이 사용하는 부분인 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)에 전력을 공급하는 기능과 전기 모터 구동계(104)에 전력을 공급하는 기능을 동시에 수행하는 회로로 연결 되도록 제어하게 되면, 상기 제2 전압 출력용 배터리 모듈에서 더 많은 전력을 소모하게 되고, 이와 반대로, BMS(103)에서 측정된 SOC값이 기준 값 이하인 배터리 셀들을 우선 충전을 시키게 되면 전체 리튬 배터리 팩(100)을 구성하는 각 리튬 배터리 셀의 SOC값이 비슷하게 유지된다.In the embodiment of the present invention, when the battery cells having the SOC value measured by the BMS 103 are equal to or greater than the reference value and are composed of the battery module for the second voltage output, the starter motor 105, If it is controlled to be connected to a circuit that simultaneously performs the function of supplying electric power to the electrical equipment 106 and the function of supplying electric power to the electric motor drive system 104, the second voltage output battery module consumes more power On the contrary, if the battery cells whose SOC value measured by the BMS 103 is equal to or less than the reference value are charged first, the SOC values of the respective lithium battery cells constituting the entire lithium battery pack 100 are maintained to be similar.

본 발명의 실시 예로, 하이브리드 차량의 전기 모터가 40V의 전압을 요구하는 경우, 즉, 제1 출력 전압이 40V가 요구되므로 리튬 배터리 팩을 이루고 있는 각 셀들을 연결하는 버스 바의 전압이 40V가 되도록 리튬 배터리 모듈을 버스 바로 연결하여 한 개의 배터리 팩으로 구성한다.In the embodiment of the present invention, when the electric motor of the hybrid vehicle requires a voltage of 40V, that is, the first output voltage is required to be 40V, the voltage of the bus bar connecting each cell constituting the lithium battery pack is required to be 40V The lithium battery module is connected directly to the bus to form one battery pack.

상기 40V로 설정 되어 있는 하이브리드 차량의 리튬 배터리 팩(100) 하나 만을 이용하여 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106), 전기 모터 구동계(104)에 전력을 공급하는 통합 전력 공급 장치를 구성하기 위해서 전체 40V인 리튬 배터리 팩(100)을 구성하고 있는 리튬 배터리 셀들 중에서 4~8개를 가변 셀 선택 장치(102)를 이용하여 제2 출력 전압 배터리 모듈로 구성한다. 이때, 제2 출력 전압 배터리 모듈은 BMS(103)에서 측정된 배터리 셀의 SOC값이 기준 값 이상인 배터리 셀들을 선택하여 구성되어 있다.An integrated electric power supply device for supplying electric power to the starter motor 105, audio electric equipment 106, and electric motor drive system 104 by using only one lithium battery pack 100 of the hybrid vehicle set at 40V Four to eight of the lithium battery cells constituting the lithium battery pack 100 having a total of 40 V are configured as the second output voltage battery module by using the variable cell selecting device 102. [ At this time, the second output voltage battery module is configured by selecting battery cells whose SOC value of the battery cell measured by the BMS 103 is equal to or greater than a reference value.

이하에서는, 상기 스타터 모터(105)와 오디오 등 전장장비(106)에 전력 공급 기능을 하는 제2 출력 전압 배터리 모듈을 모듈A 이라 칭하고 리튬 배터리 팩에서 모듈A를 구성하는 배터리 셀을 제외한 배터리 셀로 구성되는 리튬 배터리 모듈들을 모듈B라 칭하기로 한다. Hereinafter, a second output voltage battery module that functions as a power supply for the starter motor 105 and the electric power equipment 106 such as audio is referred to as a module A, and a battery cell excluding a battery cell constituting the module A in the lithium battery pack Lithium battery modules "

모듈A의 배터리 셀들은 전기 모터를 사용하지 않는 평상시에는 종래 하이브리드 차량에서 납축 배터리 모듈(204)의 기능인 스타터 모터(105) 구동과 차량의 오디오 등 전장장비(106)에 전력 공급의 기능만을 수행하게 되며, 이러한 기능을 수행 하기 위해서는 모듈A는 종래 하이브리드 차량에서 납축 배터리 모듈(204)의 전압(8~16V)과 같은 전압을 출력하도록 배터리 모듈이 구성되어 있다.The battery cells of the module A perform only the function of supplying power to the electrical equipment 106 such as the driving of the starter motor 105 which is the function of the lead-acid battery module 204 and the audio of the vehicle in the conventional hybrid vehicle In order to perform such a function, the module A is configured to output a voltage equal to the voltage (8 to 16 V) of the lead-acid battery module 204 in the conventional hybrid vehicle.

상기 모듈A와 모듈B는 가변 셀 선택 장치(102)에 포함되어 있는 제어부에 의해 제어되며 전기 모터를 사용하지 않을 경우에는 모듈A만 차량의 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)에 전력을 공급하도록 하며, 이 때 모듈B는 충전을 실시한다.The module A and the module B are controlled by a control unit included in the variable cell selection device 102. When the electric motor is not used, only the module A is connected to the starter motor 105 of the vehicle, Power is supplied, at which time module B performs charging.

그런데, 전기 모터 구동계(104)를 이용하여 차량이 구동 되는 경우, 모듈 A는 상기 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106)에 전력을 공급할 뿐만 전기 모터 구동계(104) 전력을 동시에 공급하게 되며, 이때 모듈B는 전기 모터 구동계(104) 전력만 공급하게 된다.However, when the vehicle is driven using the electric motor drive system 104, the module A supplies electric power to the electric motor drive system 104 at the same time as supplying the electric power to the electric equipment 106 such as the starter motor 105 and audio At this time, the module B supplies electric power to the electric motor driving system 104 only.

이와 같이, 전기 모터 구동계(104)를 사용하여 하이브리드 차량을 구동 시키는 경우, 상기 동시에 두 가지의 전력 공급원으로 쓰이는, 상기 모듈A의 리튬 배터리 셀의 경우 전기 모터 구동계(104)에만 전력을 공급하는 모듈B의 배터리 셀보다 충전량이 빠르게 감소 하여 배터리 밸런싱 불균형의 문제점이 발생한다.In the case of driving the hybrid vehicle using the electric motor drive system 104 as described above, in the case of the lithium battery cell of the module A, which is simultaneously used as two power sources, only the electric motor drive system 104 The charging amount of battery B is reduced more rapidly than that of battery B, which causes a problem of battery balancing unbalance.

이러한 배터리 셀들의 밸런싱 불균형이 발생하게 되면 기존 셀들과는 다른 셀들로 이루어진 새로운 모듈로 재구성하기 위해서, BMS(103)는 각 셀들의 SOC값을 바탕으로 SOC값이 기준 값 이하인 배터리 셀과 SOC값이 기준 값 이상인 배터리 셀로 분류하게 된다. 상기 BMS에서 SOC값에 따라 분류된 배터리 셀 별로 가변 셀 선택 장치(102)에서 배터리 모듈로 재구성한다. When the balancing imbalance of the battery cells occurs, the BMS 103 reconfigures a new module including cells different from the existing cells. Based on the SOC value of each cell, Or more. In the BMS, the variable cell selection device 102 reconstructs a battery module for each battery cell classified according to the SOC value.

상기 가변 셀 선택 장치(102)에 의해 재 구성된 배터리 모듈 중에서 SOC값이 기준 값 이상인 배터리 셀들을 연결시킨 새로운 모듈을 모듈 A', SOC값이 기준 값 이하인 배터리 셀들을 연결시킨 새로운 모듈을 모듈C'이라하고, A'과 C'을 제외한 나머지 모듈을 모듈B'이라 칭하면, 모듈A'은 전력소모가 많은 스타터 모터(105), 오디오 등 전장장비(106) 구동 전력과 전기 모터 구동계(104)에 전력을 동시에 공급하는 기능을 하게 되고, 모듈 B'과 모듈C'은 전기 모터 구동계(104)의 전력 공급원으로 사용되며, 모듈C'은 다른 모듈보다 우선해서 발전기(107)를 통해 전하를 공급받아 충전하도록 제어된다.A new module connecting battery cells whose SOC value is equal to or greater than a reference value among the battery modules reconfigured by the variable cell selection device 102 as a module A ' Module A 'refers to the driving power of the electrical equipment 106 such as the starter motor 105 and audio, which is consumed a lot of power, and the electric motor driving system 104, when the modules A' and C ' The module B 'and the module C' are used as a power supply source of the electric motor drive system 104, and the module C 'supplies electric power through the generator 107 prior to other modules .

상술한 과정을 통해 리튬 배터리 팩(100)의 밸런싱 불균형의 문제가 해소된다.The problem of balancing unbalance of the lithium battery pack 100 is solved through the above-described process.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 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. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 리튬 배터리 팩 104 : 전기 모터 구동계
101 : 버스 바 105 : 스타터 모터
102 : 가변 셀 선택 장치 106 : 오디오 등 전장장비
103 : BMS 107 : 발전기100: Lithium battery pack 104: Electric motor drive system
101: bus bar 105: starter motor
102: Variable cell selection device 106: Audio equipment, etc. Electric field equipment
103: BMS 107: Generator

Claims (8)

복수의 배터리 셀;
소정의 제1 전압을 출력하도록 상기 복수의 배터리 셀들 전체를 연결하여 제1 전압을 출력하는 버스 바;
상기 제1 전압 보다 작은 제2 전압을 출력하도록 상기 복수의 배터리 셀들 중에서 일부의 배터리 셀들을 연결하는 셀 선택 장치;
상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 관리하고, 상기 제1 전압 및 제2 전압을 선택적으로 부하에 공급하는 BMS;
를 포함하여 구성되며,
상기 BMS는,
배터리를 충전하는 충전모드에 진입시 상기 제2 전압을 출력하도록 선택된 배터리 셀들을 우선 충전 시키고,
상기 제2 전압을 출력하는 출력모드에 진입시,
상기 셀 선택 장치는,
상기 BMS에서 각각의 리튬 배터리 셀들의 SOC 값을 비교하여 기준 값 이상인 SOC 상태를 가진 셀들을 제2 전압을 출력하는 제2 전압 출력용 모듈로 구성하며,
상기 제2 전압 출력용 모듈의 SOC 값이 소정의 SOC 값 이하로 떨어지는 경우, 상기 제2 전압 출력용 모듈을 구성하는 배터리 셀들의 연결을 해제하고, 상기 복수의 배터리 셀들 중에서, SOC 값이 기준 값 이상인 셀들을 우선적으로 선택하여 상기 제2 전압을 출력하도록 제2 전압 출력용 배터리 모듈을 재구성하는 것을 특징으로 하는 배터리를 이용한 전원 공급장치.
A plurality of battery cells;
A bus bar connecting all of the plurality of battery cells to output a first voltage and outputting a first voltage;
A cell selection device for connecting some of the plurality of battery cells to output a second voltage smaller than the first voltage;
A BMS that manages the state of the plurality of battery cells and selectively supplies the first voltage and the second voltage to a load;
And,
The BMS,
Firstly charging the battery cells selected to output the second voltage upon entering the charging mode for charging the battery,
Upon entering the output mode for outputting the second voltage,
The cell selection device comprises:
And a second voltage output module that compares the SOC values of the respective lithium battery cells in the BMS and outputs cells having SOC states equal to or higher than a reference value,
When the SOC value of the second voltage output module falls below a predetermined SOC value, disconnects the battery cells constituting the second voltage output module, and, of the plurality of battery cells, And the second voltage output battery module is reconfigured to output the second voltage.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 전기모터 구동계, 내연 엔진 및 그 시동을 위한 스타터 모터, 오디오 및 차량 전장 장비, 발전기, 상기 전기 모터 구동계 및 스타터 모터, 오디오 및 차량 전장 장비에 전원을 공급하는 전원 공급장치를 포함하는 하이브리드 차량에 있어서,
상기 전원 공급장치는,
복수의 배터리 셀;
소정의 제1 전압을 출력하도록 상기 복수의 배터리 셀들을 연결하여 제1 전압을 출력하는 버스 바;
상기 버스 바에 연결된 셀들로부터 상기 제1 전압 보다 작은 제2 전압을 출력하도록 배터리 셀들을 연결하여 제2 전압을 출력하는 제2 전압 출력용 배터리 모듈을 구성하는 셀 선택 장치;
상기 배터리 셀들의 상태를 관리하고, 상기 제1 전압 및 제2 전압을 부하에 공급하는 BMS;
를 포함하여 구성되는 특징으로 하며,
상기 버스 바로부터 출력되는 제1 전압을 상기 전기 모터 구동계의 입력으로 연결하고, 상기 제2 전압 출력용 배터리 모듈로부터 출력되는 제2 전압을 상기 스타터 모터, 오디오 및 차량 전장 장비의 입력으로 연결하고
상기 셀 선택 장치는;
상기 BMS에서 각각의 리튬 배터리 셀들의 SOC 값을 비교하여 기준 값 이상인 SOC 상태를 가진 셀들을 제2 전압을 출력하는 제2 전압 출력용 모듈로 구성하며,
상기 제2 전압 출력용 모듈의 SOC 값이 소정의 SOC 값 이하로 떨어지는 경우, 상기 제2 전압 출력용 모듈을 구성하는 배터리 셀들의 연결을 해제하고, 상기 복수의 배터리 셀들 중에서, SOC 값이 기준 값 이상인 셀들을 우선적으로 선택하여 상기 제2 전압을 출력하도록 제2 전압 출력용 배터리 모듈을 재구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량.
A hybrid vehicle including an electric motor drive system, an internal combustion engine and a starter motor for starting the same, audio and vehicular electric equipment, a generator, a power supply for supplying power to the electric motor drive system and the starter motor, ,
The power supply device includes:
A plurality of battery cells;
A bus bar connecting the plurality of battery cells to output a first voltage and outputting a first voltage;
A cell selection device for configuring a second voltage output battery module for outputting a second voltage by connecting the battery cells to output a second voltage smaller than the first voltage from the cells connected to the bus bar;
A BMS for managing the state of the battery cells and supplying the first voltage and the second voltage to the load;
And is characterized by comprising:
A first voltage output from the bus bar is connected to an input of the electric motor drive system and a second voltage output from the second voltage output battery module is connected to the input of the starter motor,
The cell selection device comprising:
And a second voltage output module that compares the SOC values of the respective lithium battery cells in the BMS and outputs cells having SOC states equal to or higher than a reference value,
When the SOC value of the second voltage output module falls below a predetermined SOC value, disconnects the battery cells constituting the second voltage output module, and, of the plurality of battery cells, And the second voltage outputting battery module is configured to reconfigure the second voltage outputting battery module so as to output the second voltage.
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