KR101907439B1 - Apparatus and method for monitoring battery cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 셀 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 직렬 연결된 적어도 하나 이상의 배터리 셀 사이에 와이어를 통하여 각기 연결되는 적어도 하나 이상의 단자; 상기 적어도 하나 이상의 각 단자에 각기 직렬 연결되는 제1,제2,제3 저항; 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항의 양 단의 전류나 전압을 센싱하는 적어도 하나 이상의 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4); 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제3 저항의 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 스위치(SW1',SW2',SW3'); 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제1 스위치의 사이에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 스위치(SW1, SW2, SW3); 및 상기 각 제1 비교기의 출력을 바탕으로 각 배터리 셀을 모니터링하는 제어부;를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for monitoring a battery cell, comprising at least one terminal connected between at least one battery cell connected in series through a wire, First, second and third resistors serially connected to the at least one or more respective terminals; At least one first comparator (OP1, OP2, OP3, OP4) for sensing a current or voltage at both ends of the second resistor for each of the at least one or more terminals; At least one first switch (SW1 ', SW2', SW3 ') connected in series between the second resistor and the third resistor for each of the at least one or more terminals; At least one second switch (SW1, SW2, SW3) connected in parallel between the second resistor for each terminal and the first switch; And a controller for monitoring each battery cell based on outputs of the first comparators.
Description
본 발명은 배터리 셀 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지 스택이나 배터리 셀의 모니터링을 통해 단선, 과전압, 및 역전압을 진단하여 고장을 경고할 수 있도록 하는 배터리 셀 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
근래의 자동차 업계는 환경 문제를 고려하여 화석 연료를 대체할 수 있는 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있으며, 최종적 목표인 전기 자동차의 중간 단계에 해당하는 하이브리드 자동차를 출시하고 있다.In recent years, the automobile industry is making great efforts to develop fuels that can replace fossil fuels in consideration of environmental problems, and is launching a hybrid vehicle that is the final target of the electric vehicle.
상기 하이브리드 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicle)는 내연기관의 엔진과 배터리 전원을 이용한 모터를 동력원으로 사용하며, 전기 자동차는 배터리의 전원을 이용한 모터를 동력원으로 사용한다. The hybrid electric vehicle (HEV) uses an engine of an internal combustion engine and a motor using battery power as a power source, and an electric vehicle uses a motor using a battery as a power source.
상기 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서는 배터리의 필요 용량에 따라 다수의 배터리를 직렬 또는 직렬과 병렬의 혼합 구조로 연결하여 하나의 배터리 세트(battery set) 형태로 차량에 장착하게 된다.In the hybrid vehicle or the electric vehicle, a plurality of batteries are connected in series or in series and in parallel in a mixed structure according to the required capacity of the battery, and the battery is installed in a battery set.
이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 배터리 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 뿐만 아니라, 각 배터리 셀을 센싱하는 셀 센싱 IC의 상태를 모니터링하여 해당 셀의 안정적인 컨트롤이 가능한 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)이 절실히 요구되는 실정이다. Since the performance of the battery directly affects the performance of the vehicle, the battery using the electric energy has a direct effect on the performance of the vehicle. Therefore, the charge and discharge of each battery cell can be efficiently managed by measuring the voltage of each battery cell, In addition, a battery management system (BMS) is required to monitor the state of a cell sensing IC that senses each battery cell to enable stable control of the corresponding cell.
이에 따라 다양한 배터리 관리 시스템이 개발되고 있으나 기존에 대부분의 배터리 관리 시스템이나 배터리 모니터링 장치는 배터리 셀과 제어회로 간의 단선을 제외한 고장(예 : 과전압, 역전압 등) 검출이 사실상 불가하였다. 또한 기존에는 단선을 검출하기 위한 회로와 로직이 복잡하여 측정 주기가 길고 효율이 떨어지며, 단선된 라인의 상단과 하단 채널에 대한 전압 모니터링도 불가하였다. Accordingly, various battery management systems have been developed. However, in most of the battery management systems and battery monitoring devices, it is practically impossible to detect failures (for example, overvoltage and reverse voltage) except for the disconnection between the battery cell and the control circuit. In addition, the circuit and logic for detecting disconnection have been complicated, and the measurement period is long and the efficiency is low. Also, the voltage monitoring for the upper and lower channels of the disconnected line is impossible.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-1647693호(2016.08.05. 등록, 풀다운 회로를 이용한 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법)에 개시되어 있다. BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent No. 10-1647693 entitled " Device and method for detecting a breakdown of a battery management system using a pull-down circuit.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 연료전지 스택이나 배터리 셀의 모니터링을 통해 단선, 과전압, 및 역전압을 진단하여 고장을 경고할 수 있도록 하는 배터리 셀 모니터링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system for monitoring a fuel cell stack or a battery cell to diagnose a break, an over-voltage, and a reverse voltage, And an object of the present invention is to provide a battery cell monitoring apparatus and method.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 셀 모니터링 장치는, 직렬 연결된 적어도 하나 이상의 배터리 셀 사이에 와이어를 통하여 각기 연결되는 적어도 하나 이상의 단자; 상기 적어도 하나 이상의 각 단자에 각기 직렬 연결되는 제1,제2,제3 저항; 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항의 양 단의 전류나 전압을 센싱하는 적어도 하나 이상의 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4); 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제3 저항의 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 스위치(SW1',SW2',SW3'); 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제1 스위치의 사이에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 스위치(SW1, SW2, SW3); 및 상기 각 제1 비교기의 출력을 바탕으로 각 배터리 셀을 모니터링하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring a battery cell, comprising: at least one terminal connected between at least one battery cell connected in series through wires; First, second and third resistors serially connected to the at least one or more respective terminals; At least one first comparator (OP1, OP2, OP3, OP4) for sensing a current or voltage at both ends of the second resistor for each of the at least one or more terminals; At least one first switch (SW1 ', SW2', SW3 ') connected in series between the second resistor and the third resistor for each of the at least one or more terminals; At least one second switch (SW1, SW2, SW3) connected in parallel between the second resistor for each terminal and the first switch; And a controller for monitoring each battery cell based on the output of the first comparator.
본 발명은, 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 상기 각 제1 스위치와 제3 저항 사이에 병렬로 연결되어 접지되는 적어도 하나 이상의 클램핑 회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes at least one clamping circuit grounded in parallel between the first switch and the third resistor for each of the at least one or more terminals.
본 발명은, 상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제3 저항의 끝에 두 입력 단 중 일 단이 각기 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 비교기(OP5, OP6, OP7);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes at least one second comparator (OP5, OP6, OP7) having one of two input terminals connected to the end of the third resistor for each of the at least one or more terminals.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 셀 모니터링 방법은, 배터리 셀 모니터링 장치를 이용한 배터리 셀 모니터링 방법에 있어서, 제어부가 어느 하나의 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 전압 또는 전류를 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 각기 검출하는 단계; 상기 제어부가 제1 비교기(OP2)를 통해 검출된 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단((+)단)의 검출 전류가 0인지 체크하는 단계; 상기 제어부가 다른 제1 비교기(OP3)를 통해 검출된 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)의 검출 전류가 0인지 체크하는 단계; 및 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단((+)단, (-)단)의 검출 전류가 0이면, 상기 제어부는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단((+)단, (-)단)에 와이어 단선이 발생한 것으로 판단하여 경고를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Battery cell monitoring method according to another aspect of the invention, in the battery cell monitoring method using a battery cell monitoring device, the control is one of the both ends ((+) terminal of a specific battery cell (C n), (-) terminal ) Respectively through the first comparator (OP2, OP3); Checking whether the detection current of one end ((+) end) of the specific battery cell (C n ) detected through the first comparator (OP2) is zero; Checking whether the detection current at the other end ((-) end) of the specific battery cell (C n ) detected through the other first comparator (OP3) is 0; And the particular battery cell (C n), any one ((+) terminal, (-) terminal) of the back detection current is zero, the control unit which one ((+) of the particular battery cell (C n) However, it is determined that a wire disconnection occurs in the (-) terminal, and a warning is output.
본 발명에 있어서, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단((+)단)을 연결하는 와이어에 단선이 발생할 경우, 상기 제어부는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW2)와, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단((+)단)에 직렬 연결된 다른 배터리 셀(Cn+1)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 다른 제2 스위치(SW1)를 온(ON)시켜 폐회로를 형성하고, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)의 다른 제1 비교기(OP3)를 통해 상기 직렬 연결된 두 개의 배터리 셀(Cn, Cn+1)에 대한 전압을 검출한 후, 상기 다른 배터리 셀(Cn+1)에 대한 전압을 차감하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when a break in the wire connecting the one ((+) terminal) of the specific battery cell (C n) occurs, the control section both ends ((+) of the particular battery cell (C n) However, the (-) terminal), the amount of the second switch (SW2) and the specific battery cell (C n), one ((+ a) only) other battery cells connected in series (C n + 1) for connecting the end (-) stage of the specific battery cell (C n ) by turning on the other second switch (SW1) connecting the (+) terminal and the (- The voltage for the two battery cells C n and C n + 1 connected in series is detected through the first comparator OP 3 of the other battery cell C n + 1 , And the voltage of the specific battery cell (C n ) is monitored.
본 발명에 있어서, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)을 연결하는 와이어에 단선이 발생할 경우, 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW2)와, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)에 직렬 연결된 다른 배터리 셀(Cn-1)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 다른 제2 스위치(SW3)를 온(ON)시켜 폐회로를 형성하고, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((+)단)의 다른 제1 비교기(OP2)를 통해 상기 직렬 연결된 두 개의 배터리 셀(Cn, Cn-1)에 대한 전압을 검출한 후, 상기 다른 배터리 셀(Cn-1)에 대한 전압을 차감하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the other one ((-) terminal) of the specific battery cell (C n) amount when a break occurs in the wire that connects the, the
본 발명에 있어서, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)에서 모두 와이어 단선 고장이 없는 경우, 상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 각 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 검출된 전류의 차이값을 산출하는 단계; 및 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 전류 차이값이 0으로서, 상기 양단의 전류 값이 기 설정된 오차 범위 내에서 동일하면, 상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)이 역전압이나 과전압이 없는 정상인 상태로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, both ends ((+) terminal, (-) terminal) of the specific battery cell (C n) at both ends of the absence of wire disconnection failure, the particular battery cell (C n), the control unit both in the (( +), Calculating the difference value of the current detected through each of the first comparators OP2 and OP3 of the (-) stage; And the current difference value at both ends ((-), (-)) of the specific battery cell (C n ) is 0 and the current values at both ends are equal within a predetermined error range, And determining that both ends ((-) and (-) terminals of the battery cell C n ) are in a normal state without reverse voltage or overvoltage.
본 발명에 있어서, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)이 역전압이나 과전압이 없는 정상인 상태로 판단될 경우, 상기 제어부는 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하여 양단 전압을 검출하는 제2 비교기(OP6)를 통해 검출된 전압 값을 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 정상 전압 값으로 사용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, both ends ((+) terminal, (-) terminal) of the specific battery cell (C n) when it is determined as normal with no reverse voltage or over-voltage state, the control unit C n (the specific battery cell ) to a detected voltage value from the second comparator (OP6) for detecting the both-end voltage it is characterized by using the normal voltage value of particular battery cell (C n) corresponding to.
본 발명에 있어서, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)에서 모두 와이어 단선 고장이 없는 경우, 상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 각 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 검출된 전류의 차이값을 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 전류 차이값을 바탕으로 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단이 다른 일단의 전류보다 크면 역전압이나 과전압 상태로 판단하여 경고를 출력하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 전류 차이값에 대응하는 전압을 환산하여, 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하여 양단 전압을 검출하는 제2 비교기(OP6)의 검출 전압 값에 합산하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, both ends ((+) terminal, (-) terminal) of the specific battery cell (C n) at both ends of the absence of wire disconnection failure, the particular battery cell (C n), the control unit both in the (( +), Calculating the difference value of the current detected through each of the first comparators OP2 and OP3 of the (-) stage; If the control unit determines that one end of the specific battery cell (C n ) is larger than the other end of the current based on the current difference value, outputting a warning by determining the reverse voltage or the overvoltage state; And the control unit converts the voltage corresponding to the current difference value to the detected voltage value of the second comparator OP6 detecting the both voltage corresponding to the specific battery cell C n , Lt; RTI ID = 0.0 > Cn ) < / RTI >
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 연료전지 스택이나 배터리 셀의 모니터링을 통해 단선, 과전압, 및 역전압을 진단하여 고장을 경고할 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention can diagnose faults by diagnosing disconnection, overvoltage, and reverse voltage through monitoring of a fuel cell stack or a battery cell.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모니터링 장치의 개략적인 회로의 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 배터리 셀 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 is an exemplary diagram showing a schematic circuit configuration of a battery cell monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating a battery cell monitoring method in FIG. 1; FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 셀 모니터링 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a battery cell monitoring apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모니터링 장치의 개략적인 회로의 구성을 보인 예시도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic circuit configuration of a battery cell monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리 셀 모니터링 장치(100)는, 배터리의 각 셀(예 : C0, Cn-1, Cn, Cn+1,...)과 와이어로 연결되어 있다. 1, the battery
다만 본 실시예에서는 편의상 상기 각 셀(예 : C0, Cn-1, Cn, Cn+1,...) 중 어느 하나의 배터리 셀(Cn)을 대표적으로 이용하여, 와이어 단선, 및 그 전후 단(예 : (+)단, (-)단)에서의 과전압(예 : (+)단이 더 높은 전압)과 역전압(예 : (-)단이 더 높은 전압)을 검출하는 방법에 대해서 설명한다. 왜냐하면 나머지 셀들에 대한 모니터링도 이와 같은 방법으로 수행할 수 있기 때문이다.However, in the present embodiment, for convenience, any one of the battery cells (C n ) among the cells (for example, C 0 , C n-1 , C n , C n + 1 , (For example, the (+) terminal is higher voltage) and the reverse voltage (for example, the (-) terminal is higher voltage) at the front and rear ends . This is because the monitoring of the remaining cells can be performed in the same manner.
상기 배터리 셀 모니터링 장치(100)의 각 단자(예 : (+)단, (-)단)는 와이어를 통해 상기 각 배터리 셀(예 : C0, Cn-1, Cn, Cn+1,...) 사이에 연결된다.The battery of each terminal of the cell monitoring device 100 (e.g., (+) terminal, (-) terminal) is the over the wire each battery cell (e.g., C 0, C n-1, C n, C n + 1 , ...).
또한 상기 각 단자(예 : (+)단, (-)단)에는 각기 세 개의 저항((R1, R2, R9), (R3, R4, R10), (R5, R6, R11), (R7, R8, R12))이 직렬 연결된다. R3, R4, R10, (R5, R6, R11), (R7, R8, R9) R8, R12) are connected in series.
이하 상기 각 단자별로 직렬 연결된 세 개의 저항((R1, R2, R9), (R3, R4, R10), (R5, R6, R11), (R7, R8, R12))은 그 순서에 따라, 편의상 제1 저항(R1, R3, R5, R7), 제2 저항(R2, R4, R6, R8), 제3 저항(R9, R10, R11, R12)으로 기재한다. 또한 상기 제2 저항(R2, R4, R6, R8)과 제 3저항(R9, R10, R11, R12)에 사이에 직렬로 연결된 스위치들을 제1 스위치(SW1',SW2',SW3'), 상기 각 단자별 상기 제2 저항과 제 3저항에 사이에 병렬로 연결된 스위치들을 제2 스위치(SW1, SW2, SW3)로 기재한다.Hereinafter, the three resistors (R1, R2, R9, R3, R4, R10, R5, R6, R11, R4, R6, and R8, and third resistors R9, R10, R11, and R12, respectively. The first resistors R1, R3, R5, and R7 and the second resistors R2, R4, Switches connected in series between the second resistors R2, R4, R6 and R8 and the third resistors R9, R10, R11 and R12 are connected to the first switches SW1 ', SW2' and SW3 ' Switches connected in parallel between the second resistor and the third resistor for each terminal are referred to as second switches SW1, SW2, and SW3.
또한 상기 각 배터리 셀의 각 단자별 제1 저항과 제2 저항의 사이에는 커패시터(cap)가 병렬로 연결된다.In addition, a capacitor cap is connected in parallel between the first resistor and the second resistor for each terminal of each battery cell.
또한 상기 제2 저항(R2, R4, R6, R8)의 양 단에는 각기 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4)의 두 입력 단이 연결된다. 이때 본 실시예에서 상기 제2 저항(R2, R4, R6, R8)의 양 단에 연결된 각 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4)는 전류 센서로서 이용된다. 즉, 상기 각 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4)를 통해 상기 제2 저항(R2, R4, R6, R8)의 양단 전압을 검출하여 전류로 환산할 수 있다. 이때 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 각 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4)의 출력은 제어부(110)에 인가된다.Opposite ends of the second resistors R2, R4, R6 and R8 are connected to the two input terminals of the first comparators OP1, OP2, OP3 and OP4. In this embodiment, each of the first comparators OP1, OP2, OP3, and OP4 connected to both ends of the second resistors R2, R4, R6, and R8 is used as a current sensor. That is, the both ends of the second resistors R2, R4, R6 and R8 can be detected through the respective first comparators OP1, OP2, OP3 and OP4 and converted into a current. The outputs of the first comparators OP1, OP2, OP3, and OP4 are applied to the
또한 상기 각 단자별 제2 저항과 제3 저항의 사이에는 제1 스위치(SW1', SW2', SW3')가 직렬로 연결된다.In addition, first switches SW1 ', SW2' and SW3 'are connected in series between the second resistor and the third resistor for each terminal.
또한 상기 각 단자별 제2 저항과 상기 각 제1 스위치(SW1', SW2', SW3')의 사이에는 제2 스위치(SW1, SW2, SW3)가 병렬로 연결되고, 상기 각 단자별 상기 각 제1 스위치(SW1', SW2', SW3')와 제3 저항 사이에는 클램핑 회로(CLAMP)가 병렬로 연결되어 접지된다.Further, the second switches SW1, SW2 and SW3 are connected in parallel between the second resistor for each terminal and each of the first switches SW1 ', SW2' and SW3 ' A clamping circuit (CLAMP) is connected in parallel between the first switch (SW1 ', SW2', SW3 ') and the third resistor and grounded.
또한 상기 각 단자별 제3 저항의 끝에는 각기 제2 비교기(OP5, OP6, OP7)의 두 입력 단 중 일 입력 단이 각기 연결되고, 상기 각 단자별 제3 저항과 상기 제2 비교기(OP5, OP6, OP7)의 각 입력 단 사이에는 전류원(CG1, CG2, CG3, CG4)이 각기 병렬로 연결되어 접지된다.OP5, OP6, and OP7 are connected to the input terminals of the second comparators OP5, OP6, and OP7, respectively, and the third resistors and the second comparators OP5 and OP6 , And OP7 are connected in parallel and grounded, respectively.
이때 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 제1 스위치(SW1', SW2', SW3') 및 제2 스위치(SW1, SW2, SW3)는 상기 제어부(110)가 온오프 제어하고, 상기 각 제2 비교기(OP5, OP6, OP7)의 출력은 상기 제어부(110)에 인가된다.Although not shown in the drawing, the first switch SW1 ', SW2', SW3 'and the second switches SW1, SW2, and SW3 are controlled by the
여기서 상기 제어부(110)는 상기 각 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4)의 출력을 바탕으로 각 배터리 셀의 모니터링을 통해 와이어 단선, 과전압, 및 역전압을 진단하여 경고수단(미도시)을 통해 경고를 출력한다. The
이하 상기 제어부(110)의 배터리 셀 고장(예 : 단선, 과전압, 역전압) 진단을 위한 배터리 셀 모니터링 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a battery cell monitoring method for diagnosing a battery cell failure (for example, disconnection, overvoltage, reverse voltage) of the
도 2는 상기 도 1에 있어서, 배터리 셀 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a battery cell monitoring method in FIG.
다만 본 실시예에서는 편의상 직렬 연결된 다수의 배터리 셀(예 : C0, Cn-1, Cn, Cn+1,...) 중 어느 하나의 특정 배터리 셀(Cn)을 대표적으로 모니터링 하는 방법에 대해서 설명한다.However, in this embodiment, for convenience connected in series a plurality of battery cells (for example: C 0, C n-1 , C n, C n + 1, ...) typically monitors the any one particular battery cell (C n) of .
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 어느 하나의 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단) 전압(또는 전류)을 각 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 검출(센싱)한다(S101).2, the
상기 제어부(110)는 제1 비교기(OP2)(또는 전류센서1)를 통해 검출된 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단(예 : (+)단)의 검출(센싱) 전류가 0인지 체크한다(S102). The
상기 체크(S102) 결과에 따라, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단(예 : (+)단)에 와이어 단선 고장이 발생한 경우, 즉, 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단(예 : (+)단)의 검출(센싱) 전류가 0이면(S102의 예) 단선이 발생한 것으로 판단하여 경고(알람)를 출력한다(S103).If the wire disconnection failure occurs at one end (for example, the (+) end) of the specific battery cell C n according to the result of the check (S 102), that is, the
상기와 같이 특정 배터리 셀(Cn)에 와이어 단선이 발생한 경우 기존에는 단선이 발생한 배터리 셀(Cn) 전압의 모니터링이 불가하였다. As described above, when a wire disconnection occurs in a specific battery cell (C n ), it is impossible to monitor the voltage of the battery cell (C n ) in which a disconnection occurred.
그러나 본 실시예에서는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단(예 : (+)단)을 연결하는 와이어에 단선이 발생할 경우, 상기 제어부(110)가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양 단(예 : (+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW2)와 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일단(예 : (+)단)에 직렬 연결된 배터리 셀(Cn+1)의 양 단(예 : (+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW1)를 온(ON)시켜 폐회로를 형성하고, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일단(예 : (-)단)의 제1 비교기(OP3)를 통해 전압을 검출하여(즉, 직렬 연결된 두 개의 배터리 셀(Cn, Cn+1)에 대한 전압을 검출한 후 Cn+1에 대한 전압을 차감 연산하여) 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 검출(모니터링)한다(S104).However, in this embodiment, one (e.g., (+) terminal) of the specific battery cell (C n), the amount of the event of a break in the wire that connects the, the
상기와 같이 본 실시예는 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단(예 : (+)단)에 대한 와이어 단선이 발생한다고 하더라도 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대한 전압 모니터링이 가능하다.The present embodiment as described above, any one (for example, (+) terminal) of the specific battery cell (C n), it is possible that the voltage monitoring even if the wire disconnection to occur in the particular battery cell (C n).
한편 상기 체크(S102) 결과에 따라, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단(예 : (+)단)에 와이어 단선 고장이 발생하지 않은 경우, 즉, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단(예 : (+)단)의 검출(센싱) 전류가 0이 아닌 경우(S102의 아니오), 상기 제어부(110)는 다른 제1 비교기(OP3)(또는 전류센서2)를 통해 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단(예 : (-)단)의 검출(센싱) 전류가 0인지 체크한다(S105). On the other hand, one (for example, (+) terminal) of the specific battery cell (C n) according to the check (S102) a result of a case in which the wire disconnection failure has not occurred, i.e., the particular battery cell (C n) If the detection (sensing) current of one stage (for example, (+) stage) is not 0 (NO in S102), the
상기 체크(S105) 결과에 따라, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단(예 : (-)단)에 와이어 단선 고장이 발생한 경우, 즉, 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단(예 : (-)단)의 검출(센싱) 전류가 0이면(S105의 예) 단선이 발생한 것으로 판단하여 경고(알람)를 출력한다(S106).If the wire breakage occurs at one end (for example, the (-) end) of the specific battery cell C n according to the result of the check (S 105), that is, the other one of C n) (e.g., (-) terminal) detecting (sensing) when the current is zero (S105 Yes in) and it is determined that disconnection is occurred a warning (alarm) (S106).
그리고 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양 단(예 : (+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW2)와 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일단(예 : (-)단)에 직렬 연결된 배터리 셀(Cn-1)의 양 단(예 : (+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW3)를 온(ON)시켜 폐회로를 형성하고, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일단(예 : (+)단)의 제1 비교기(OP2)를 통해 전압을 검출하여(즉, 직렬 연결된 두 개의 배터리 셀(Cn, Cn-1)에 대한 전압을 검출한 후 Cn-1에 대한 전압을 차감 연산하여) 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 검출(모니터링)한다(S107).And the
한편 상기 체크(S105) 결과에 따라, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단(예 : (+)단, (-)단)에서도 와이어 단선 고장이 발생하지 않은 경우, 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)에서 모두 와이어 단선 고장이 없는 것으로 판단하고, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)의 각 제1 비교기(OP2, OP3)(또는 전류센서1, 전류센서2)를 통해 검출(센싱)된 전류의 차이값(즉, 전류센서1-전류센서2)을 산출한다(S108).On the other hand, if the wire breakage failure does not occur at any one end (e.g., (+) or (-) end) of the specific battery cell C n according to the result of the check (S 105) the both ends of the specific battery cell (C n): - (for example, (+) where () stage) at both ends (for example, the determination that there is no wire breakage failure, and the particular battery cell (C n) in both the (+ (I.e., the current sensor 1-current sensor 2) detected through the first comparators OP2 and OP3 (or the
상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)의 전류의 차이값(즉, 전류센서1 센싱값 - 전류센서2 센싱값)을 산출한 결과(S108), 상기 전류 차이값이 0이면(즉, 오차 범위 내에서 동일한 전류 값이면), 상기 제어부(110)는 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)이 역전압이나 과전압이 없는 정상인 상태로 판단한다(S111).Both ends of the specific battery cell (C n) (e.g., (+) terminal, (-) terminal), a difference value of a current-results calculated (that is, the
그리고 상기와 같이 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)이 역전압이나 과전압이 없는 정상인 상태로 판단될 경우, 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하는 제2 비교기(OP6)를 통해 검출된 전압 값을 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 정상 전압 값으로 사용한다(S112).When it is determined that both ends (for example, the (+) terminal and the (-) terminal) of the specific battery cell C n are in a normal state without a reverse voltage or an overvoltage as described above, It uses the voltage value detected by the second comparator (OP6) corresponding to the (C n) to the normal voltage value of particular battery cell (C n) (S112).
또한 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)의 전류의 차이값(즉, 전류센서1 센싱값 - 전류센서2 센싱값)을 산출한 결과(S108), 상기 전류 차이값이 0보다 작으면(즉, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 (-)단의 전류가 (+)단의 전류보다 크면)(S109의 "< 0"), 상기 제어부(110)는 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압인 상태로 판단하여 경고(알람)를 출력한다(S109).Also, as a result of calculating the difference value (i.e.,
그리고 상기와 같이 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태이면, 상기 제어부(110)는 전류 센싱값 차를 연산하여 이 전류 차이값에 대응하는 셀 전압을 환산하여, 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하는 제2 비교기(OP6)의 검출 전압 값에 합산함으로써, 상기 일 단(예 : (-)단)이 역전압 상태인 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 검출(모니터링)을 수행한다(S110).If the specific battery cell C n is in the reverse voltage state as described above, the
한편 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단(예 : (+)단, (-)단)의 전류의 차이값(즉, 전류센서1 센싱값 - 전류센서2 센싱값)을 산출한 결과(S108), 상기 전류 차이값이 0보다 크면(즉, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 (+)단의 전류가 (-)단의 전류보다 크면)(S109의 "> 0"), 상기 제어부(110)는 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 과전압인 상태로 판단하여 경고(알람)를 출력한다(S113).The both ends of the specific battery cell (C n) (e.g., (+) terminal, (-) stage) After a calculated (the current sensor 2 sensing a value that is, the
그리고 상기와 같이 특정 배터리 셀(Cn)이 과전압 상태이면, 상기 제어부(110)는 전류 센싱값 차를 연산하여 이 전류 차이값에 대응하는 셀 전압을 환산하여, 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하는 제2 비교기(OP6)의 검출 전압 값에 합산함으로써, 상기 일 단(예 : (+)단)이 과전압 상태인 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 검출(모니터링)을 수행한다(S114).When the specific battery cell C n is in the overvoltage state as described above, the
상기와 같이 특정 배터리 셀(Cn)에 역전압이나 과전압이 발생한 경우, 기존에는 각 셀 전압 검출 회로(즉, 제2 비교기(OP6))의 입력 전압의 최대값이 클램핑 전압 이하로 제한되어 입력되기 때문에 실제 셀 전압의 모니터링이 불가하였다. When a reverse voltage or an overvoltage occurs in a specific battery cell C n as described above, conventionally, the maximum value of the input voltage of each cell voltage detection circuit (i.e., the second comparator OP 6) is limited to the clamping voltage or less, The actual cell voltage can not be monitored.
그러나 본 실시예에서는 클램핑 전압(클램핑 회로에 의해서 제한되는 전압) 이상의 과전압이 각 셀 전압 검출 회로(즉, 제2 비교기(OP6))의 입력 전압으로 인가되더라도, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단의 전류 차이값을 전압으로 환산하여, 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하는 제2 비교기(OP6)를 검출 전압 값에 합산함으로써, 상기 어느 일 단(예 : (+)단, (-)단)이 역전압이나 과전압 상태인 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 검출(모니터링)을 수행할 수 있도록 한다.However, in this embodiment, the clamping voltage, even when applied as an input voltage (voltage to be limited by the clamping circuit) or more over-voltage, each cell voltage detection circuit (that is, the second comparator (OP6)), the particular battery cell (C n) by converting the current difference value between the both ends of the voltage, the summation on the voltage values detected a second comparator (OP6) corresponding to the specific battery cell (C n), a single wherein any (e.g., (+) terminal, (- ) To perform voltage detection (monitoring) of the specific battery cell (C n ) in the reverse voltage or overvoltage state.
상기와 같이 본 실시예는 연료전지 스택이나 배터리 셀의 모니터링을 통해 단선, 과전압, 및 역전압을 진단하여 고장을 경고할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present embodiment has an effect of diagnosing disconnection, overvoltage, and reverse voltage through monitoring of the fuel cell stack or the battery cell to warn of a failure.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 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 embodiments, but, on the contrary, I will understand the point. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
100 : 배터리 셀 모니터링 장치 110 : 제어부
C0, Cn-1, Cn, Cn+1 : 배터리 셀 R1, R3, R5, R7 : 제1 저항
R2, R4, R6, R8 : 제2 저항 R9, R10, R11, R12 : 제3 저항
OP1, OP2, OP3, OP4 : 제1 비교기 OP5, OP6, OP7 : 제2 비교기
SW1', SW2', SW3': 제1 스위치 SW1, SW2, SW3 : 제2 스위치
CLAMP : 클램핑 회로 CG1, CG2, CG3, CG4 : 전류원100: battery cell monitoring device 110:
C 0, C n-1, C n, C n + 1: the battery cells R1, R3, R5, R7: the first resistor
R2, R4, R6, R8: second resistor R9, R10, R11, R12:
OP1, OP2, OP3, OP4: First comparator OP5, OP6, OP7: Second comparator
SW1 ', SW2', SW3 ': first switches SW1, SW2, SW3: second switches
CLAMP: clamping circuits CG1, CG2, CG3, CG4: current source
Claims (12)
상기 적어도 하나 이상의 각 단자에 각기 직렬 연결되는 제1,제2,제3 저항;
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항의 양 단의 전류나 전압을 센싱하는 적어도 하나 이상의 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4);
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제3 저항의 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 스위치(SW1',SW2',SW3');
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제1 스위치의 사이에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 스위치(SW1, SW2, SW3); 및
상기 각 제1 비교기의 출력을 바탕으로 각 배터리 셀을 모니터링하는 제어부;를 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 상기 각 제1 스위치와 제3 저항 사이에 병렬로 연결되어 접지되는 적어도 하나 이상의 클램핑 회로;를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 각 배터리 셀 중 어느 하나의 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)에서 모두 와이어 단선 고장이 없는 경우, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 각 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 검출된 전류의 차이값을 산출하고, 상기 전류의 차이값에 근거하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는 것으로 판단되면, 상기 전류의 차이값을 이용하여 상기 클램핑 회로의 클램핑 전압에 따른 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 제한을 보상함으로써 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 장치.
At least one or more terminals connected to each other through wires between at least one battery cell connected in series;
First, second and third resistors serially connected to the at least one or more respective terminals;
At least one first comparator (OP1, OP2, OP3, OP4) for sensing a current or voltage at both ends of the second resistor for each of the at least one or more terminals;
At least one first switch (SW1 ', SW2', SW3 ') connected in series between the second resistor and the third resistor for each of the at least one or more terminals;
At least one second switch (SW1, SW2, SW3) connected in parallel between the second resistor for each terminal and the first switch; And
And a controller for monitoring each battery cell based on outputs of the first comparators,
And at least one clamping circuit grounded in parallel between the first switch and the third resistor for each of the at least one or more terminals,
Wherein, at both ends ((+) terminal, (-) terminal) of any one particular battery cell (C n) of said each battery cell of the specific battery cell (C n) when all without wire breakage failure in both ends ((+) terminal, (-) terminal), each of the first comparator (OP2, OP3) for the particular battery cell (C n) on the basis of a difference value of the detected current, the difference value of the current is calculated using the If it is determined in the reverse voltage condition or an overvoltage condition, the particular battery cell (C n by using a difference value of said current compensating for the voltage limits of the particular battery cell (C n) in accordance with the clamping voltage of the clamping circuit Wherein the monitoring unit monitors the voltage of the battery cell.
상기 제어부는, 상기 전류의 차이값을 바탕으로 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단의 전류가 다른 일 단의 전류보다 크면 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
If the current of one end of the specific battery cell (C n ) is larger than the current of the other end of the specific battery cell (C n ) based on the difference value of the current, the control unit And the battery cell monitoring device determines that the battery cell is in the standby state.
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제3 저항의 끝에 두 입력 단 중 일 단이 각기 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 비교기(OP5, OP6, OP7);를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하여 양단 전압을 검출하는 제2 비교기(OP6)의 검출 전압 값에 상기 전류의 차이값에 대응하여 환산된 전압을 합산하여 상기 클램핑 회로의 클램핑 전압에 따른 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 제한을 보상함으로써 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
And at least one second comparator (OP5, OP6, OP7) having one end of two input terminals connected to the end of the third resistor for each of the at least one or more terminals,
The control unit sums the detected voltage value of the second comparator (OP6) for detecting the voltage across both ends of the specific battery cell (C n ) in correspondence with the difference value of the current to calculate a clamping voltage by compensating for voltage limiting in the particular battery cell (C n) according to the battery cell voltage monitoring device, characterized in that for monitoring the voltage of the particular battery cell (C n).
상기 적어도 하나 이상의 각 단자에 각기 직렬 연결되는 제1,제2,제3 저항;
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항의 양 단의 전류나 전압을 센싱하는 적어도 하나 이상의 제1 비교기(OP1, OP2, OP3, OP4);
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제3 저항의 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 스위치(SW1',SW2',SW3');
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 제2 저항과 제1 스위치의 사이에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 스위치(SW1, SW2, SW3); 및
상기 적어도 하나 이상의 각 단자별 상기 각 제1 스위치와 제3 저항 사이에 병렬로 연결되어 접지되는 적어도 하나 이상의 클램핑 회로;를 포함하는 배터리 셀 모니터링 장치를 이용한 배터리 셀 모니터링 방법으로서,
제어부가, 상기 각 배터리 셀 중 어느 하나의 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 전압 또는 전류를 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 각기 검출하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 검출된 검출 전류에 근거하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단((+)단, (-)단)에 와이어 단선이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하고,
상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)에서 모두 와이어 단선 고장이 없는 경우,
상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 각 제1 비교기(OP2, OP3)를 통해 검출된 전류의 차이값을 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 전류의 차이값에 근거하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 전류의 차이값을 이용하여 상기 클램핑 회로의 클램핑 전압에 따른 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 제한을 보상함으로써 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
At least one or more terminals connected to each other through wires between at least one battery cell connected in series;
First, second and third resistors serially connected to the at least one or more respective terminals;
At least one first comparator (OP1, OP2, OP3, OP4) for sensing a current or voltage at both ends of the second resistor for each of the at least one or more terminals;
At least one first switch (SW1 ', SW2', SW3 ') connected in series between the second resistor and the third resistor for each of the at least one or more terminals;
At least one second switch (SW1, SW2, SW3) connected in parallel between the second resistor for each terminal and the first switch; And
And at least one clamping circuit connected in parallel between the first switch and the third resistor for each of the at least one or more terminals to ground the battery cell monitoring device,
The control unit detects the voltage or current at both ends ((+) and (-) of the specific battery cell (C n ) of each of the battery cells through the first comparator OP2 and OP3 ; And
The control unit generates a wire disconnection at one end ((+), (-) end) of the specific battery cell (C n ) based on the detection current detected through the first comparator (OP 2, OP 3) Determining whether or not the user has made a request,
If there are no wire breakage failures at both ends ((+) and (-) ends of the specific battery cell (C n )),
The control unit calculates a difference value of the detected current through each of the first comparators OP2 and OP3 at both ends ((+) and (-) of the specific battery cell C n )
Determining whether the specific battery cell (C n ) is in a reverse voltage state or an overvoltage state based on a difference value of the current; And
When it is determined that the specific battery cell (C n ) is in the reverse voltage state or the overvoltage state, the control unit uses the difference value of the current to determine the voltage of the specific battery cell (C n ) according to the clamping voltage of the clamping circuit And monitoring the voltage of the particular battery cell (C n ) by compensating the voltage limit.
상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW2)와, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단((+)단)에 직렬 연결된 다른 배터리 셀(Cn+1)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 다른 제2 스위치(SW1)를 온(ON)시켜 폐회로를 형성하고,
상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)의 다른 제1 비교기(OP3)를 통해 상기 직렬 연결된 두 개의 배터리 셀(Cn, Cn+1)에 대한 전압을 검출한 후, 상기 다른 배터리 셀(Cn+1)에 대한 전압을 차감하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
5. The battery pack according to claim 4, wherein, when a disconnection occurs in a wire connecting one end ((+) end) of the specific battery cell (C n )
A second switch SW2 for connecting both ends of the specific battery cell C n to the control unit and a second switch SW 2 for connecting both ends of the specific battery cell C n , The other second switch SW1 that connects both ends ((+) and (-) ends of the other battery cells C n + 1 connected in series with each other) is turned on to form a closed circuit,
The voltage for the two battery cells C n and C n + 1 connected in series is detected through another first comparator OP3 of the other battery cell C n at the other end Further comprising: monitoring a voltage of the specific battery cell (C n ) by subtracting a voltage of the other battery cell (C n + 1 ) from the voltage of the other battery cell (C n + 1 ).
상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 제2 스위치(SW2)와, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)에 직렬 연결된 다른 배터리 셀(Cn-1)의 양 단((+)단, (-)단)을 연결하는 다른 제2 스위치(SW3)를 온(ON)시켜 폐회로를 형성하고,
상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((+)단)의 다른 제1 비교기(OP2)를 통해 상기 직렬 연결된 두 개의 배터리 셀(Cn, Cn-1)에 대한 전압을 검출한 후, 상기 다른 배터리 셀(Cn-1)에 대한 전압을 차감하여 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
The method of claim 4, wherein, when the wire connecting the other end ((-) end) of the specific battery cell (C n )
The control unit includes a second switch SW2 for connecting both ends of the specific battery cell C n to the positive terminal and the negative terminal of the specific battery cell C n , (-) end of another battery cell (C n-1 ) connected in series with the first battery cell (C n-1 ) ,
The voltage for the two battery cells C n and C n-1 connected in series is detected through another first comparator OP2 at the other end ((+) end) of the specific battery cell C n Further comprising: monitoring a voltage of the specific battery cell (C n ) by subtracting a voltage of the other battery cell (C n-1 ) from the voltage of the specific battery cell (C n-1 ).
상기 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 양단((+)단, (-)단)의 전류 차이값이 0으로서, 상기 양단의 전류 값이 기 설정된 오차 범위 내에서 동일하면, 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 및 과전압 상태가 아닌 정상인 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the control unit determines whether the current difference value at both ends ((+) and (-) of the specific battery cell (C n ) is 0 ) in the step of determining whether the battery cell is in the reverse voltage state or the overvoltage state, And determining that the specific battery cell (C n ) is in a normal state other than a reverse voltage state and an overvoltage state if current values at both ends are equal within a predetermined error range.
상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 및 과전압 상태가 아닌 정상인 상태로 판단될 경우,
상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하여 양단 전압을 검출하는 제2 비교기(OP6)를 통해 검출된 전압 값을 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 정상 전압 값으로 사용하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
8. The method of claim 7,
If it is determined that the specific battery cell C n is in a normal state other than the reverse voltage state and the overvoltage state,
A; step of using the normal voltage of the controller the particular battery cell (C n) a second comparator (OP6) to the particular battery cell (C n) of the detected voltage value by detecting the both-end voltage in response to the Further comprising the steps of:
상기 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 전류의 차이값을 바탕으로 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단의 전류가 다른 일 단의 전류보다 크면 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
5. The method of claim 4,
In the step of determining whether the battery cell is in the reverse voltage state or the overvoltage state, the control unit determines whether the current of one end of the specific battery cell (C n ) is greater than the current of the other end And determining that the specific battery cell (C n ) is in a reverse voltage state or an overvoltage state.
상기 제어부는, 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단((+)단, (-)단)에 와이어 단선이 발생한 것으로 판단된 경우, 또는 상기 특정 배터리 셀(Cn)이 역전압 상태 또는 과전압 상태에 있는 것으로 판단된 경우 경고를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein, any one ((+) terminal, (-) terminal) of the specific battery cell (C n) when the wire break on the determined to have occurred, or the particular battery cell (C n), the reverse voltage condition And outputting a warning when it is determined that the battery cell is in an over-voltage state.
상기 와이어 단선이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 제어부가 제1 비교기(OP2)를 통해 검출된 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 일 단((+)단)의 검출 전류가 0인지 체크하는 단계;
상기 제어부가 제1 비교기(OP3)를 통해 검출된 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 다른 일 단((-)단)의 검출 전류가 0인지 체크하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단((+)단, (-)단)의 검출 전류가 0이면 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 어느 일 단((+)단, (-)단)에 와이어 단선이 발생한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the step of determining whether the wire breakage has occurred comprises the steps of:
Checking whether the detection current of one end ((+) end) of the specific battery cell (C n ) detected through the first comparator (OP2) is zero;
Checking whether the detection current at the other end ((-) end) of the specific battery cell (C n ) detected through the first comparator (OP3) is 0; And
Any one of the particular battery cell (C n), the controller ((+) terminal, (-) terminal) is detected current is zero, any one of the particular battery cell (C n) ((+) terminal, (-) terminal of the battery cell is determined to have occurred.
상기 모니터링하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 특정 배터리 셀(Cn)에 대응하여 양단 전압을 검출하는 제2 비교기(OP6)의 검출 전압 값에 상기 전류의 차이값에 대응하여 환산된 전압을 합산하여 상기 클램핑 회로에 따른 클램핑 전압에 따른 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압 제한을 보상함으로써 상기 특정 배터리 셀(Cn)의 전압을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모니터링 방법.5. The method of claim 4,
In the monitoring step, the control unit may sum up the detected voltage value of the second comparator (OP6) that detects the both-end voltage corresponding to the specific battery cell (C n ) and the voltage converted corresponding to the difference value of the current the battery cell monitoring method that, by compensating for the voltage limits of the particular battery cell (C n) in accordance with the clamping voltage as a function of the clamping circuit characterized in that for monitoring the voltage of the particular battery cell (C n).
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