KR101945427B1

KR101945427B1 - 직렬 연결된 배터리 셀 확인 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101945427B1
Application number: KR1020150180659A
Authority: KR
Inventors: 윤승규; 김현진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2019-04-17
Also published as: KR20170072473A

Abstract

본 발명은 복수개의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈을 관리하는 BMS, 단일 배터리 셀의 전압 값이 저장되어 있는 메모리, 상기 배터리 모듈 전체의 전압을 측정하는 모듈 전압 측정부, 상기 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출부를 포함하여 구성될 수 있는 직렬 연결 셀 개수 확인 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

직렬 연결된 배터리 셀 확인 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COUNTING SERIES CONNECTED BATTERY CELL}

본 발명은 배터리 모듈을 구성하는 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로는 배터리 모듈의 전압과 단일 배터리 셀의 전압을 기반으로 하여 배터리 모듈을 구성하는 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 배터리나 기타 용도의 전력저장장치에서는 고출력, 고용량의 전기에너지를 저장하고 출력하기 위하여 다수의 배터리 셀을 직렬 및 병렬로 연결한 배터리 모듈 구조를 적용하고 있다.

이러한 배터리 모듈 구조에서 다수의 배터리 셀을 연결하여 구성한 배터리 모듈을 제어하고 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)은 다양한 방법으로 구성될 수 있다.

이와 같은 배터리 관리 시스템은 배터리 모듈의 전압, 전류, 온도, 충전상태(State of Charge) 등 배터리 상태 정보를 수집하면서 수집되는 배터리 상태 정보를 전자장치의 제어나 충전 제어 등에 이용될 수 있도록 전자장치의 타 제어기에 제공할 수 있다.

한편, 이러한 배터리 관리 시스템(BMS)의 소프트웨어는 배터리 모듈을 구성하는 직렬 연결된 배터리 셀의 개수에 따라 달라지게 되므로 각각의 셀 개수에 대응하는 BMS를 제작하거나 BMS 소프트웨어를 교체 해야되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 여러 소프트웨어를 탑재하고 있는 BMS에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 개수를 확인하여, 배터리 셀 개수에 맞는 소프트웨어를 선택하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명은 배터리 모듈의 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 배터리 모듈의 전압과 단일 배터리 셀의 전압을 기반으로 확인하는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 직렬 연결 셀 개수 확인 장치는 복수개의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈을 관리하는 BMS, 단일 배터리 셀의 전압 값이 저장되어 있는 메모리, 상기 배터리 모듈 전체의 전압을 측정하는 모듈 전압 측정부, 상기 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리는 상기 배터리 모듈을 구성하는 단일 배터리 셀 전압 값이 기설정되어 저장되고, 상기 단일 배터리 셀 전압 값은 상기 셀 개수 산출부에서 셀 개수를 산출하는 기준 값일 수 있다.

상기 모듈 전압 측정부는 상기 BMS와는 별도로 모듈 전압 측정부를 구비하여, 배터리 모듈 전체의 전압을 측정하거나, 상기 BMS 내에 전압 측정 블록으로 구비되어 배터리 모듈의 전압을 측정할 수 있다.

상기 셀 개수 산출부는 상기 모듈 전압 측정부에서 측정된 배터리 모듈의 전압 값을 상기 메모리에 저장되어 있는 단일 배터리 셀 전압 값으로 나누어, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 개수를 산출할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 직렬 연결 셀 개수 확인 방법은 단일 배터리 셀의 전압 값을 설정하는 셀 전압 값 설정 단계, 복수개의 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈의 전체 전압 값을 측정하는 모듈 전압 값 측정 단계, 상기 배터리 모듈의 전체 전압 값 및 단일 배터리 셀의 전압 값으로부터 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출 단계, 상기 셀 개수 산출 단계에서 산출 된 배터리 셀 개수를 BMS에서 인식하는 BMS 인식 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 셀 전압 값 설정 단계는 상기 셀 개수 산출 단계에서 기준 값으로 사용될 단일 셀의 전압 값을 설정할 수 있다.

상기 셀 개수 산출 단계는 상기 모듈 전압 값 측정 단계에서 측정된 배터리 모듈 전체의 전압을 상기 셀 전압 값 설정 단계에서 설정된 단일 배터리 셀의 전압으로 나누어서 배터리 모듈에 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 산출할 수 있다.

상기 BMS 인식 단계는 상기 샐 개수 산출 단계에서 산출된 배터리 셀 개수를 BMS에서 인식하여, 상기 산출된 배터리 셀 개수에 대응되는 BMS 소프트웨어를 선택할 수 있다.

본 발명은 배터리 모듈의 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인함으로써, 공용 BMS에서 자동으로 배터리 모듈의 직렬 연결된 배터리 셀 개수를 인식할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 직렬 연결 셀 개수 확인 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 직렬 연결 셀 개수 확인 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직렬 연결 셀 개수 확인 장치의 구성도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 직렬 연결 셀 개수 확인 장치는 복수개의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈(100), 상기 배터리 모듈(100)을 관리하는 BMS(500), 단일 배터리 셀의 전압 값이 저장되어 있는 메모리(200), 상기 배터리 모듈(100) 전체의 전압을 측정하는 모듈 전압 측정부(300), 상기 배터리 모듈(100)을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 배터리 모듈(100)은 소정의 같은 전압 값을 출력하는 배터리 셀이 복수개 직렬 연결되어 있으며, 상기 BMS(500)는 배터리를 모니터링 하는 BMIC(Battery Monitoring IC)를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 메모리(200)는 상기 배터리 모듈(100)을 구성하는 단일 배터리 셀 전압 값이 기설정되어 저장되고, 이와 같이 메모리에 저장되어 있는 상기 단일 배터리 셀 전압 값은 후술하게 되는 셀 개수 산출부(400)에서 셀 개수를 산출하는 기준 값으로 사용될 수 있다.

한편, 상기 모듈 전압 측정부(300)는, 상기 BMS(500)와는 별도로 모듈 전압 측정부(200)를 따로 구비하여 배터리 모듈(100) 전체의 전압을 측정하거나, 상기 BMS(500)내에 전압 측정 블록으로 구비되어, 배터리 모듈(100)의 전체 전압을 측정할 수 있다.

한편, 상기 셀 개수 산출부(400)는, 상기 모듈 전압 측정부(300)에서 측정된 배터리 모듈(100)의 전체 전압 값을 상기 메모리(200)에 저장되어 있는 단일 셀 전압 값으로 나누어, 배터리 모듈(100)을 구성하는 배터리 셀의 개수를 산출할 수 있다.

배터리 셀이 직렬 연결된 배터리 모듈의 전압 값은, 각각의 배터리 셀 전압 값을 합한것과 같으므로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 모두 동일한 셀일 경우에, 전체 배터리 모듈의 전압을 하나의 배터리 셀 전압으로 나누게 되면, 배터리 모듈을 구성하고 있는 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직렬 연결 셀 개수 확인 방법의 순서도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 직렬 연결 셀 개수 확인 방법은 단일 배터리 셀의 전압 값을 설정하는 셀 전압 값 설정 단계(S100), 복수개의 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈의 전체 전압 값을 측정하는 모듈 전압 값 측정 단계(S200), 상기 배터리 모듈의 전체 전압 값 및 단일 배터리 셀의 전압 값으로부터 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출 단계(S300), 상기 셀 개수 산출 단계에서 산출 된 배터리 셀 개수를 BMS에서 인식하는 BMS 인식 단계(S400)를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로 상기 셀 전압 값 설정 단계(S100)는, 상기 셀 개수 산출 단계에서 기준 값으로 사용될 단일 셀의 전압 값을 설정할 수 있다.

이와 같이 설정되는 단일 셀의 전압 값은 단일 배터리 셀의 전압을 실측하여 설정 되거나, 배터리 셀의 전압값을 외부로부터 직접 입력받아 설정될 수 있다.

한편, 상기 셀 개수 산출 단계(S300)는 상기 모듈 전압 값 측정 단계(S200)에서 측정된 배터리 모듈 전체의 전압을 상기 셀 전압 값 설정 단계(S100)에서 설정된 단일 배터리 셀의 전압으로 나누어서 배터리 모듈에 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 산출할 수 있다.

배터리 셀이 직렬 연결된 배터리 모듈의 전압 값은, 각각의 배터리 셀 전압 값을 합한 것과 같으므로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 모두 동일한 셀일 경우에, 전체 배터리 모듈의 전압을 하나의 배터리 셀 전압으로 나누게 되면, 배터리 모듈을 구성하고 있는 직렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

한편, 상기 BMS 인식 단계(S400)는 상기 샐 개수 산출 단계(S300)에서 산출된 배터리 셀 개수를 BMS에서 인식하여, 상기 산출된 배터리 셀 개수에 대응되는 BMS 소프트웨어를 선택할 수 있다.

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.

100 : 배터리 모듈
200 : 메모리
300 : 모듈 전압 측정부
400 : 셀 개수 산출부
500 : BMS

Claims

복수개의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈을 관리하는 BMS;
단일 배터리 셀의 전압 값이 저장되어 있는 메모리;
상기 배터리 모듈 전체의 전압을 측정하는 모듈 전압 측정부;
상기 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출부;
를 포함하여 구성되며,
상기 셀 개수 산출부는,
상기 모듈 전압 측정부에서 측정된 모듈 전제의 전압을 상기 단일 셀 전압으로 나누어, 상기 배터리 모듈에 직렬 연결되어 있는 배터리 셀의 개수로 산출하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 셀 개수 확인 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 메모리는
상기 배터리 모듈을 구성하는 단일 배터리 셀 전압 값이 기설정되어 저장되고, 상기 단일 배터리 셀 전압 값은 상기 셀 개수 산출부에서 셀 개수를 산출하는 기준 값인 것을 특징으로 하는 직렬 연결 셀 개수 확인 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모듈 전압 측정부는
상기 BMS와는 별도로 모듈 전압 측정부를 구비하여, 배터리 모듈 전체의 전압을 측정하거나, 상기 BMS 내에 전압 측정 블록으로 구비되어 배터리 모듈의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 셀 개수 확인 장치.
삭제
단일 배터리 셀의 전압 값을 설정하는 셀 전압 값 설정 단계;
복수개의 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈의 전체 전압 값을 측정하는 모듈 전압 값 측정 단계;
상기 배터리 모듈의 전체 전압 값 및 단일 배터리 셀의 전압 값으로부터 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 개수를 산출하는 셀 개수 산출 단계;
상기 셀 개수 산출 단계에서 산출 된 배터리 셀 개수를 BMS에서 인식하는 BMS 인식 단계;
를 포함하여 구성되며,
상기 셀 개수 산출 단계는,
상기 모듈 전압 측정 단계에서 측정된 배터리 모듈 전체 전압을 상기 셀 전압 값 설정 단계에서 설정되는 단일 배터리 셀 전압으로 나누어, 배터리 모듈에 직렬 연결될 배터리 셀의 개수를 산출하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 셀 개수 확인 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 셀 전압 값 설정 단계는
상기 셀 개수 산출 단계에서 기준 값으로 사용될 단일 셀의 전압 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 셀 개수 확인 방법.
삭제
청구항 5에 있어서,
상기 BMS 인식 단계는
상기 셀 개수 산출 단계에서 산출된 배터리 셀 개수를 BMS에서 인식하여, 상기 산출된 배터리 셀 개수에 대응되는 BMS 소프트웨어를 선택하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 셀 개수 확인 방법.